JP2014019474A

JP2014019474A - 給油装置

Info

Publication number: JP2014019474A
Application number: JP2012160080A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Sekiya; 勝彦関谷; Tetsuya Ishii; 哲也石井; Masahiro Takezawa; 正浩竹澤
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: JP5598682B2; KR20140011922A; KR101439172B1

Abstract

【課題】低コストでかつアイランドの大きさに制限されずにガソリンベーパを回収することのできる給油装置を提供する。
【解決手段】給油系統と、ガソリンベーパ液化回収系統とを備え、給油系統は、一端が貯油タンクに接続され、他端に給油ノズル７を有する給油ホースに接続される給油管と、給油管に介装された給油ポンプ３１及び流量計３２とを備え、ガソリンベーパ液化回収系統は、一端が給油ノズル近傍に開口するベーパ戻り管２６と、ベーパ戻り管に介装された圧縮ポンプ２１及び冷却吸着装置２３と、冷却吸着装置よりガソリンベーパを気液分離する気液分離槽２４とを備える給油装置。冷却吸着装置は三重管構造を有し、最外側部に液路を割り当て、中間部及び最内側部に、切り替え可能なガソリンベーパ吸着路兼脱着路を各々割り当てることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、給油装置に関し、特に、自動車等へ燃料油を給油する給油所に設置され、給油中に自動車の燃料タンクから流出するガソリンベーパを回収するベーパ回収系統を備えた給油装置に関する。

従来、自動車等の燃料タンクにガソリン等の揮発性の高い燃料油を供給する給油装置において、燃料タンクから給油量に応じたガソリンベーパが流出する。このガソリンベーパが大気中に放出されると、資源が無駄になるだけでなく、引火による火災の危険性や環境汚染を引き起こす虞もあった。

そこで、本出願人は、特許文献１において、給油ポンプから燃料油の供給を受ける給油ノズルの吐出パイプにベーパ回収カバーを設け、このベーパ回収カバーに連通するベーパ回収路を介して給油中に発生するベーパを吸引回収するベーパ回収手段を設けた給油装置のベーパ回収装置において、ベーパ回収路の途中に、その中のベーパの流通を報知する報知機構を設け、ベーパが確実に回収されていることを確認することができ、信頼性を向上させた給油装置のベーパ回収装置を提案した。

上記特許文献１に記載の発明は有効に機能するが、回収したガソリンベーパ量は給油体積の１．１〜１．５倍にもなり、この多量のガソリンベーパで貯油タンク中のガソリンの蒸発が促進され、燃料タンクより大気にガソリンベーパが放出されるというマイナスの二次効果が起こるため、ベーパの回収率が低下する虞があった。

そこで、回収したガソリンベーパによって貯油タンク中のガソリンが蒸発することを防止するため、ガソリンベーパを冷却して液化した後、回収する方法が採用されている。

特開２００１−１１４４００号公報

しかし、上記ガソリンベーパの液化回収は、圧縮・冷却によるのが一般的であり、従来のガソリンベーパ液回収装置も冷凍機による冷却を行っていた。この冷凍機は、大掛かりな装置であるため、ガソリン計量機とガソリンベーパ液化回収装置を各々独立して構成しなければならず、計量機と同一のアイランド（計量機が設置してある島）の大きさによっては、ガソリンベーパ液化回収装置を設置することができない虞があった。

また、ガソリン計量機と、ガソリンベーパ回収装置とを接続するためには、地下埋設配管による接続工事が必要であり、工事負担が大きくコスト的に割高となっていた。

そこで、本発明は、上記従来の給油装置における問題点に鑑みてなされたものであって、低コストでかつアイランドの大きさに制限されずにガソリンベーパを回収することのできる給油装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、給油装置であって、給油系統と、ガソリンベーパ液化回収系統とを備え、前記給油系統は、一端が貯油タンクに接続され、他端に給油ノズルを有する給油ホースに接続される給油管と、該給油管に介装された給油ポンプ及び流量計とを備え、前記ガソリンベーパ液化回収系統は、一端が給油ノズル近傍に開口するベーパ戻り管と、該ベーパ戻り管に介装された圧縮ポンプ及び冷却吸着装置と、該冷却吸着装置よりガソリンベーパを気液分離する気液分離槽とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、給油系統と、ガソリンベーパ液化回収系統を一体化したため、給油所での地下埋設配管工事が不要となると共に、アイランドの大きさに制限されることもなく、また、アイランド上での給油装置のレイアウトの自由度も向上させることができる。さらに、ガソリンベーパを液化回収することで回収効率を向上させ、回収したベーパを再利用することができる。

上記給油装置において、前記冷却吸着装置は三重管構造を有し、最外側部にガソリン液が流れる液路が割り当てられ、中間部及び最内側部に、切り替え可能なガソリンベーパ吸着路兼脱着路を各々割り当てることができる。これにより、ガソリン液よってベーパを冷却することができ、冷凍機を不要とすることができる。また、ガソリン液の流路を最外側部することで、外気に触れる最外側部の吸着路と最内側部の吸着路とに性能差が生じることを防止し、ガソリン液による冷却効果を向上させることができる。

上記給油装置において、前記冷却吸着装置は、電磁弁ユニットによりガソリンベーパの吸着と脱着とを切り替えることができ、吸着部と脱着部とを一体化して冷却吸着装置を小型化することができる。

以上のように、本発明によれば、低コストかつ小型で、アイランドの大きさに制限されずにガソリンベーパを回収することができる給油装置を提供することができる。

本発明に係る給油装置の一実施の形態を示す概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。図１に示す給油装置のカバー等を外した状態を示す斜視図である。本発明に係る給油装置の動作を示すフローチャートであって、冷却吸着装置の内側管が吸着動作、中管が脱着動作を行っている状態を示す。図２に示す冷却吸着装置の一部破断斜視図である。本発明に係る給油装置の動作を示すフローチャートであって、特に、給油装置の吸着動作、脱着動作の切替制御を示す。本発明に係る給油装置の動作を示すフローチャートであって、冷却吸着装置の中管が吸着動作、内側管が脱着動作を行っている状態を示す。図２、図３及び図６に示す気液分離槽のガソリン回収制御及び排水制御を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明に係る給油装置の一実施の形態を示し、この給油装置１は、給油所のアイランド上に設置される本体ケース３と、本体ケース３に被設されたカバー部４とからなるハウジング本体２と、本体ケース３の上端部に設けられ、給油系統に配管で接続される複数のホース接続部５と、各ホース接続部５に連結され、先端に給油ノズル７を有する給油ホース６と、表示部９及び操作部１０を有するパネル８等を備える。尚、これらの構成要素は、従来の給油装置と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。

上記複数のホース接続部５が配管を介して接続される給油系統は、一端が貯油タンク（不図示）に挿入され、他端にホース接続部５を備える給油管（不図示）と、この給油管に介装された給油ポンプ３１（図３参照）及び流量計３２とを備える。

図２は、図１に示す給油装置１の本体ケース３、カバー４、給油ホース６及び給油ノズル７を外した状態を示し、この給油装置１は、さらに、圧縮ポンプ２１と、冷却吸着装置２３と、気液分離槽２４と、電磁弁ユニット２５等からなるガソリンベーパ液化回収系統２０を備える。

次に、ガソリンベーパ液化回収系統２０を構成する各装置について、図２及び図３を中心に参照しながら説明する。

圧縮ポンプ２１は、一端が給油ノズル７の近傍に開口するベーパ戻り管２６に介装され、給油時に燃料油のベーパを圧縮する吸着側２１ａと、脱着したガソリンベーパ（以下、単に「ベーパ」という）をベーパ戻り管２６へ戻すための脱着側２１ｂとで構成される。吸着側２１ａの下流側には、圧縮されたベーパの圧力を検出する圧力センサ２２が設けられる。

冷却吸着装置２３は、ベーパ戻り管２６に接続され、圧縮ポンプ２１からのベーパを冷却及び吸着するために設けられる。この冷却吸着装置２３は、図４に示すように、外側管２３ａ、中管２３ｂ、内側管２３ｃの３つの管からなる三重管構造が採用されている。外側管２３ａ内には、複数のベーパ流路２３ｄが形成され、これらの周りをガソリンが流れることで、ベーパ流路２３ｄ内のベーパが冷却される。また、中管２３ｂと内側管２３ｃは、ベーパの吸着／脱着を行うように構成され、これらの内部には吸着塔が設けられる。

気液分離槽２４は、冷却吸着装置２３から供給されるベーパ、空気、ガソリン及び水の混合物を、ベーパ及び空気からなる気体と、ガソリンと、水とに分離するために設けられる。

電磁弁ユニット２５は、４つの電磁弁２５ａ〜２５ｄを備え、冷却吸着装置２３において内側管２３ｃと中管２３ｂとの間で吸着動作と脱着動作が切り替えられた際に、流路を切り替えるために設けられる。

次に、上記構成を有する給油装置１の動作について、図３〜図５を参照しながら詳細に説明する。尚、括弧内のステップは、図５に示すステップに対応している。

給油ポンプ３１がオンになり、給油が開始されると（ステップＳ１）、貯油タンクから冷却吸着装置２３の外側管２３ａと中管２３ｂとの間の最外側部を介して給油ノズル７にガソリンが供給される。これと共に、電磁弁２５ｂ、２５ｃ、４０が開き、圧縮ポンプ２１がオンになり（ステップＳ２）、給油に伴って発生したベーパは、ベーパ戻り管２６を介して圧縮ポンプ２１の吸着側２１ａへ流れる。尚、給油ポンプ３１による給油量は、流量計３２によって計測される（ステップ３）。

圧縮ポンプ２１の吸着側２１ａに供給されたベーパは、圧縮されて冷却吸着装置２３の外側管２３ａ内のベーパ流路２３ｄ（図４参照）に導入される。圧縮ポンプ２１の吸着側２１ａと冷却吸着装置２３との間のガソリンベーパの圧力は、圧力センサ２２によって計測される。

冷却吸着装置２３のベーパ流路２３ｄに供給されたべーパは、外側管２３ａと中管２３ｂとの間の最外側部を流れるガソリンによって冷却されながら気液分離槽２４へ送られる。ここで、ベーパは圧縮・冷却され、ベーパの一部がガソリンへ、またベーパと共に搬送された大気の一部が水へと状態変化する。

気液分離槽２４に供給されたガソリンと水は、気液分離槽２４の底部に沈降する。一方、ベーパと大気は、気液分離槽２４の上部に滞留し、電磁弁ユニット２５へ供給される。ここで、電磁弁ユニット２５の電磁弁２５ａ、２５ｄが閉状態（白塗りの矢印で示す）、電磁弁２５ｂ、２５ｃが開状態（黒塗りの矢印で示す）であるため、ベーパと大気は、電磁弁２５ｂを介して冷却吸着装置２３の内側管２３ｃの内部に導入されてベーパが吸着される。尚、ベーパと共に内側管２３ｃの内部に導入された大気は、リリーフ弁３４、エア排出管３５（図２参照）を介してエア排出孔３６から排出される。

ところで、冷却吸着装置２３の中管２３ｂの内部では、ベーパの脱着が行われ、脱着したベーパは、電磁弁２５ｃを介して圧縮ポンプ２１の脱着側２１ｂへ供給される。脱着側２１ｂに供給されたベーパは再度ベーパ戻り管２６へ戻される。

ここで、図５のステップＳ４において、流量計３２で計測している給油量Ｑがｑ１（たとえば、ｑ１＝５０ｌ）未満のときには（ステップＳ４：Ｎｏ）、流量パルスを記憶する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ４において、流量計３２で計測している給油量Ｑがｑ１（ｑ１＝５０ｌ）となった場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、流量計３２の給油カウントをリセットし（ステップＳ５）、電磁弁ユニット２５の電磁弁２５ａ〜２５ｄの開閉状態を逆にして冷却吸着装置の中管２３ｂ、内側管２３ｃにおける吸着動作と脱着動作とを切り替える。このようにして、動作が切り替えられた状態を図６に示す。

図６に示すように、電磁弁ユニット２５の電磁弁２５ａ、２５ｄが開状態（黒塗りの矢印で示す）、電磁弁２５ｂ、２５ｃが閉状態（白塗りの矢印で示す）であるため、気液分離槽２４に滞留するベーパと大気は、冷却吸着装置２３の中管２３ｂの内部に搬送され、ここでベーパが吸着され、ベーパと共に内側管２３ｃに供給された大気は、リリーフ弁３９、エア排出管３５（図２参照）を介してエア排出孔３６から排出される。

一方、吸着されたベーパが存在する内側管２３ｃの内部では、ベーパの脱着が行われ、脱着されたベーパは、電磁弁ユニット２５の電磁弁２５ａを介して吸着側２１ｂへ供給され、ベーパ戻り管２６へ戻される。以上説明した動作を繰り返し行うことにより、冷却吸着装置２３の中管２３ｂと、内側管２３ｃの内部に配置される吸着塔が飽和状態となるのを防止し、給油時に発生するベーパを確実に回収することができる。

説明は、図５に戻り、ステップＳ７で流量パルスを記憶した後、給油ポンプ３１をオフとし（ステップＳ８）、電磁弁２５ｂ、２５ｃ、４０を閉じて圧縮ポンプ２１をオフにして動作を終了する（ステップＳ９）

次に、気液分離槽２４におけるベーパ回収制御及び排水制御について、図２、図３及び図７を参照しながら説明する。

気液分離槽２４の内部には、ガソリンセンサ（不図示）が水センサ（不図示）の上部に位置するように配置される。冷却吸着装置２３からガソリン及び水が供給されると、定期的に図７に示すフローチャートの動作を実行する。

ステップＳ１１において、ガソリンセンサがオンとなっているか否かを判断し、ガソリンセンサがオンとなっている、すなわちガソリンが所定量以上貯留されている場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、電磁弁４１を開く（ステップＳ１２）。

ステップＳ１３において、電磁弁４１を開いてから現在までの時間Ｔが、所定時間ｔ１を経過したか否かを判断し、所定時間を経過している場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、電磁弁４１を閉じ、回収量を記憶して動作を終了する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３において、電磁弁４１を開いてから現在までの時間Ｔが、所定時間ｔ１が経過していない場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、所定時間ｔ１が経過するまで待機する。

上記ステップＳ１１において、ガソリンセンサがオフのままである、すなわちガソリンが所定量未満しか貯留されていない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１５において、水センサがオンとなっているか否かを判断する。水センサがオンとなっている、すなわち水が所定量以上貯留されている場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、電磁弁４２を開き、水溜まり部３７（図２参照）へ排水する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１７において、電磁弁４２を開いてから現在までの時間Ｔが、所定時間ｔ２を経過したか否かを判断し、所定時間を経過している場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、電磁弁４２を閉じて終了する（ステップＳ１８）。一方、ステップＳ１７において、電磁弁４２を開いてから現在までの時間Ｔが、所定時間ｔ２が経過していない場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、所定時間ｔ２が経過するまで待機する。

以上のように、本発明によれば、従来独立して構成されていた給油装置とガソリンベーパ液化回収装置とを一体化したため、給油所での地下埋設配管工事が不要となると共に、アイランドの大きさに制限されることもなく、また、アイランド上での給油装置のレイアウト自由度も向上させることができる。また、１台の圧縮ポンプ２１で吸着及び脱着を同時に行うことができ、装置点数を削減し、装置をさらに小型化することができる。

１給油装置
２ハウジング
３本体ケース
４カバー
５ホース接続部
６給油ホース
７給油ノズル
８パネル
９表示部
１０操作部
２０ガソリンベーパ回収系統
２１圧縮ポンプ
２１ａ吸着側
２１ｂ脱着側
２２圧力センサ
２３冷却吸着装置
２３ａ外側管
２３ｂ中管
２３ｃ内側管
２３ｄベーパ流路
２４気液分離槽
２５電磁弁ユニット
２５ａ〜２５ｄ電磁弁
２６ベーパ戻り管
３１給油ポンプ
３２流量計
３３逆止弁
３４リリーフ弁
３５エア排出管
３６エア排出孔
３７水溜まり部
３８逆止弁
３９リリーフ弁
４０〜４２電磁弁

Claims

給油系統と、ガソリンベーパ液化回収系統とを備え、
前記給油系統は、一端が貯油タンクに接続され、他端に給油ノズルを有する給油ホースに接続される給油管と、該給油管に介装された給油ポンプ及び流量計とを備え、
前記ガソリンベーパ液化回収系統は、一端が給油ノズル近傍に開口するベーパ戻り管と、該ベーパ戻り管に介装された圧縮ポンプ及び冷却吸着装置と、該冷却吸着装置よりガソリンベーパを気液分離する気液分離槽とを備えることを特徴とする給油装置。
前記冷却吸着装置は三重管構造を有し、最外側部に液路が割り当てられ、中間部及び最内側部に、切り替え可能なガソリンベーパ吸着路兼脱着路が各々割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の給油装置。
前記冷却吸着装置は、電磁弁ユニットによりガソリンベーパの吸着と脱着とを切り替えることを特徴とする請求項２に記載の給油装置。