JP3634468B2

JP3634468B2 - 水分除去装置

Info

Publication number: JP3634468B2
Application number: JP26770595A
Authority: JP
Inventors: 義男畔上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: JPH0985034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば天然ガスなどのガス中の水分を除去するための水分除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料として使用される可燃性ガス、例えば天然ガスなどは、ガス会社で水分を除去されているが、配管の破損などによって水分が侵入する場合がある。この場合、ガス中に水分が含まれていたとしても、燃焼自体には支障無く使用することができる。
【０００３】
ところが、例えば天然ガスエンジンを搭載したタクシーなどのガスボンベに天然ガスを充填する際には、通常複数段の圧縮機から成るガス昇圧供給装置により、天然ガスを昇圧して供給している。
【０００４】
係るガス昇圧供給装置によって天然ガスを圧縮して冷却すると、天然ガス中の水分量が飽和蒸気圧以上となって凝結する。その結果、導管路中には水が溜まり、導管路が腐食するなどの故障を引き起こすため、従来よりこの種ガス昇圧供給装置には、吸着剤により天然ガス中の水分を吸着して除去する水分除去装置が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、連続して水分を吸着するためには、従来の水分除去装置では多量の吸着剤を必要とするため、圧力損失が大きくなる。一方で、この種天然ガスの供給圧力は一般的に２００ｋｇ／平方センチメートル〜３００ｋｇ／平方センチメートルと低いため、圧力損失の大きい水分除去装置は使用できない。そのため、連続した脱水が困難となると共に、設計上の自由度も低くなる問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ガス中の水分を連続して円滑に除去することができ、設計上の自由度も増す水分除去装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の水分除去装置は、複数段接続された圧縮機によってガスを昇圧するガス昇圧供給装置に設けられて、ガス中の水分を除去するものであって、ガス中の水分を吸着する吸着剤を有した吸着部と、吸着剤を加熱する加熱装置と、吸着部内に設けられて加熱装置からの熱を内部に伝達させる熱伝導板と、吸着部前後の導管路にそれぞれ設けられる遮断弁を備え、吸着部は一段目の圧縮機直後の導管路に介設されているものである。
【０００８】
請求項２の発明の水分除去装置は、上記発明に加えて吸着部に連通したガス溜めタンクと、吸着部とガス溜めタンクとを連通する配管に介設された開閉弁とを備え、圧縮機によるガスの昇圧供給後、遮断弁を閉じ、開閉弁を開くことにより、吸着部内の残留ガスをガス溜めタンクに流入させるものである。
【０００９】
請求項３の発明の水分除去装置は、上記に加えて吸着部内のガスを吸引して排出するガス吸引排出装置を備え、このガス吸引排出装置が、圧縮空気を吐出するポンプと、吸着部と外部とに連通し、ポンプから吐出されて前記外部に向かう圧縮空気の通過により内部が減圧される減圧部とから構成され、吸着部内の残留ガスをガス溜めタンクに流入させた後、開閉弁を閉じ、加熱装置を発熱させると共に、ポンプを運転するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の水分除去装置１の構成図、図２は吸着部３の断面図である。本発明の水分除去装置１は、例えば天然ガスを圧縮昇圧して天然ガスエンジンを搭載したタクシーのガスボンベに供給する図示しない天然ガス昇圧供給装置に取り付けられ、供給する天然ガス中の水分を吸着除去するものである。
【００１１】
前記天然ガス昇圧供給装置は、例えば各気筒が圧縮機と成る四気筒の圧縮機から構成されており、各気筒が直列に接続されて多段（この場合四段）圧縮工程を構成している。そして、２００ｋｇ／平方センチメートル〜３００ｋｇ／平方センチメートルの圧力まで昇圧された天然ガスは、最終段の気筒（圧縮機）から前記ガスボンベに充填される。
【００１２】
水分除去装置１は、係る天然ガス昇圧供給装置の一段目の気筒（圧縮機）の直後、即ち、一段目の気筒の吐出口と二段目の気筒の吸込口との間の導管路２に介設されている。そして、この水分除去装置１は、導管路２内に介設された筒状の吸着部３と、この吸着部３の周囲に設けられた加熱装置としてのヒーター４と、吸着部３の前後（天然ガスの上流側と下流側）の導管路２に設けられた遮断弁６、７と、所定の容積を有するガス溜めタンク８、空気ポンプ９、減圧部１１及び開閉弁１２、１３、１４などから構成されている。
【００１３】
前記吸着部３内には、図２に示す如くメタンガスなどを吸着しないゼオライト系の水分吸着剤、例えばモリキュラーシーブスから成る吸着剤１６が所定量封入されており、更に、吸着部３内には吸着部３の内壁に当接して中心部に延在する断面放射状の熱伝導板１７が内蔵されている。そして、この熱伝導板１７によりヒーター４からの熱を吸着部３の中心部まで満遍なく行き渡らせるようにしている。
【００１４】
前記減圧部１１はタンク状の外管２１と、この外管２１の一端に形成された排気口２１Ａに連通接続されて外部に開口した排気管２２と、この排気管２２の先端に取り付けられた傘２３とから成る。そして、前記空気ポンプ９に接続された吐出管２４は外管２１の他端から外管２１内に引き込まれ、その先端は排気口２１Ａと離間し、それに対向して開口している。これら空気ポンプ９及び減圧部１１によってガス吸引排出装置２６が構成される。
【００１５】
前記吸着部３の開閉弁７側からは配管３１が引き出され、前記減圧部１１の外管２１の側壁に接続されて連通している。そして、前記開閉弁１３はこの配管３１中に介設されている。また、配管３１の開閉弁１３と吸着部３との間の部分には配管３２が分岐接続されており、この配管３２は前記ガス溜めタンク８の一端に連通接続されている。そして、この配管３２中に前記開閉弁１２が介設されている。
【００１６】
そして、ガス溜めタンク８の他端は配管３３により図示しないブローダウンタンクに接続され、この配管３３中に前記開閉弁１４が介設されている。
【００１７】
以上の構成で、次に動作を説明する。天然ガス昇圧供給装置の運転中、前記遮断弁６及び７は開放されており、開閉弁１２、１３及び１４は閉じられている。また、空気ポンプ９は停止しており、ヒーター４も発熱していない。そして、一段目の気筒（圧縮機）により昇圧された天然ガスは図中黒矢印の如く導管路２（右側）に流入し、遮断弁６、吸着部３及び遮断弁７を経て二段目の気筒に流入する。そして、後段の気筒（圧縮機）にて昇圧された後、最終段からガスボンベに充填される。
【００１８】
一方、吸着部３内に流入した天然ガスは、吸着剤１６中を通過する過程で内部に含まれる水分が吸着剤１６に吸着される。これによって、天然ガスは常温にて脱水されるので、圧縮して冷却されることで生じる結露による腐食などの事故は未然に回避される。
【００１９】
係る天然ガスの昇圧供給が終了したら、先ず、遮断弁６及び７を閉じる。次に、開閉弁１２を開くと、吸着部３とガス溜めタンク８とが連通されるので、高圧力の吸着部３内に残留している天然ガスは配管３２を通って吸着部３より低圧のガス溜めタンク８内に流入して行く。この流入は吸着部３とガス溜めタンク８内の圧力が均衡するまで継続される。尚、このガス溜めタンク８内の天然ガスは、後に開閉弁１４を開くことによって前記ブローダウンタンク内に回収される。
【００２０】
このように圧力が均衡した段階で開閉弁１２を閉じる。次に、ヒーター４に通電して発熱させ、吸着部３内の吸着剤１６を加熱する。この加熱によって、吸着剤１６に吸着された水分は蒸発し、吸着剤１６から出ていく。この状態で、空気ポンプ９を運転すると、外管２１内において吐出管２４から圧縮空気が排気口２１Ａに向けて吐出され、排気管２２から外部に吐出される。また、係る圧縮空気の吐出によって外管２１内は減圧される。
【００２１】
この状態で、或いは、空気ポンプ９の運転と同時に開閉弁１３を開くと、キャブレターの原理により吸着部３内で蒸発した水分と残留天然ガスが吸引され、配管３１を通って外管２１内に流入した後、吐出管２４からの圧縮空気と共に、排気管２２より外部に排気される（図中白抜き矢印）。
【００２２】
このように、本発明では天然ガス昇圧供給装置の一段目の気筒（圧縮機）直後の導管路２に吸着剤１６を有した吸着部３を介設したので、吸着剤１６の量を増やして圧力損失が多少大きい水分除去装置１を使用しても、最終段において所定の供給圧力を維持できる。従って、水分除去装置１の選択範囲が拡大し、設計上の自由度も増す。
【００２３】
また、吸着剤１６はヒーター４によって加熱されて吸着した水分が蒸発するので、再生される。従って、少ない量の吸着剤１６にて連続的且つ効率的な水分除去を実現可能となると共に、その分圧力損失も低減可能となる。
【００２４】
特に、吸着剤１６の再生時に遮断弁６、７によって吸着部３の前後を遮断するので、吸着剤１６の再生時に外部に漏出する天然ガスの量を、遮断弁６、７間に残留したもののみとすることができ、危険性とコストの高騰を抑制できる。
【００２５】
更に、開閉弁１２を開放することによって、遮断弁６、７間に残留した天然ガスをガス溜めタンク８内に導いた後、開閉弁１２を閉じて吸着剤１６の再生を行うので、外部に漏出する天然ガスの量を著しく削減することができ、危険性とコストの高騰を最小限に抑制できる。
【００２６】
この場合、吸着剤１６の再生時にガス吸引排出装置２６によって吸着部３内の天然ガスを強制的に排出するので、吸着剤１６から蒸発した水分を迅速に排出することができる。従って、吸着剤１６の再生を円滑且つ効率的に行うことができる。特に、空気ポンプ９から吐出されて外部に向かう圧縮空気の通過により外管２１内部を減圧し、吸着部３内の天然ガスを吸引するようにしたので、排気されるガスに圧縮空気が混合され、天然ガスの濃度を着火可能濃度以下に低下させることが可能となる。従って、水分除去装置１の吸着剤１６の再生時の安全性を著しく向上させることができるようになる。
【００２７】
尚、実施例では天然ガスの昇圧供給装置に本発明の水分除去装置１を適用したが、他の可燃性ガスの昇圧供給装置にも有効であることは云うまでも無い。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によれば複数段接続された圧縮機によってガスを昇圧するガス昇圧供給装置の一段目の圧縮機直後の導管路に、ガス中の水分を吸着する吸着剤を有した吸着部を介設したので、吸着剤が多く、圧力損失の多少大きい水分除去装置を使用しても、最終段において所定の供給圧力を維持できるようになる。
【００２９】
従って、高効率の水分除去を連続して実現することが可能となると共に、水分除去装置の選択範囲が拡大し、設計上の自由度も増すものである。
【００３０】
また、吸着剤を加熱する加熱装置を設けたので、常温にて吸着剤中に吸着された水分を、前記加熱装置にて吸着剤を加熱することにより蒸発させ、外部に排出することによって吸着剤を再生することができる。従って、少ない量の吸着剤にて連続的且つ効率的な水分除去を実現することが可能となると共に、圧力損失も低減できるので、設計上の自由度も増すものである。
【００３１】
更に、吸着部内に加熱装置からの熱を内部に伝達させる熱伝導板を設けたので、加熱装置による吸着剤の再生をより満遍なく且つ迅速に行うことができるようになるものである。
【００３２】
更にまた、吸着部前後の導管路に、遮断弁をそれぞれ設けたので、吸着剤の再生時に遮断弁によって吸着部の前後を遮断することができる。従って、吸着剤の再生時に外部に漏出するガスの量を、遮断弁間に残留したもののみとすることが可能となり、危険性とコストの高騰を抑制することができるようになるものである。
【００３３】
また、請求項２の発明によれば、上記に加えて吸着部に連通したガス溜めタンクと、吸着部とガス溜めタンクとを連通する配管に介設された開閉弁を設け、圧縮機によるガスの昇圧供給後、遮断弁を閉じ、開閉弁を開くことにより、吸着部内の残留ガスをガス溜めタンクに流入させるので、遮断弁にて吸着部の前後を遮断した後、開閉弁を開放し、遮断弁間に残留したガスをガス溜めタンク内にも導くことができる。
【００３４】
従って、ガス溜めタンク内にガスを導いた後、開閉弁を閉じて吸着剤の再生を行うことにより、外部に漏出するガスの量を一層削減することが可能となり、危険性とコストの高騰を最小限に抑制することができるようになるものである。
【００３５】
また、請求項３の発明によれば、上記に加えて吸着部内のガスを吸引して排出するガス吸引排出装置を備え、このガス吸引排出装置が、圧縮空気を吐出するポンプと、吸着部と外部とに連通し、ポンプから吐出されて前記外部に向かう圧縮空気の通過により内部が減圧される減圧部とから構成され、吸着部内の残留ガスをガス溜めタンクに流入させた後、開閉弁を閉じ、加熱装置を発熱させると共に、ポンプを運転するので、吸着剤の再生時にこのガス吸引排出装置によって吸着部内のガスを排出し、吸着剤から蒸発した水分を迅速に排出することができるようになる。
【００３６】
従って、吸着剤の再生を円滑且つ効率的に行い、連続的な水分除去をより一層効果的に実現することが可能となるものである。
【００３７】
特に、上記ガス吸引排出装置を、圧縮空気を吐出するポンプと、吸着部と外部とに連通し、ポンプから吐出されて外部に向かう圧縮空気の通過により内部が減圧される減圧部とから構成したので、吸着部内のガスを円滑に吸引して外部に排出することができるようになるのに加えて、圧縮空気の混合によって排出されるガスの濃度を着火可能濃度以下に低下させることが可能となる。
【００３８】
従って、水分除去装置の吸着剤の再生時の安全性を著しく向上させることができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水分除去装置の構成図である。
【図２】本発明の水分除去装置の吸着部の断面図である。
【符号の説明】
１水分除去装置
２導管路
３吸着部
４ヒーター（加熱装置）
６、７遮断弁
８ガス溜めタンク
９空気ポンプ
１１減圧部
１２、１３、１４開閉弁
１６吸着剤
１７熱伝導板
２６ガス吸引排出装置

Claims

複数段接続された圧縮機によってガスを昇圧するガス昇圧供給装置に設けられ、前記ガス中の水分を除去する水分除去装置において、
この水分除去装置は、前記ガス中の水分を吸着する吸着剤を有した吸着部と、該吸着剤を加熱する加熱装置と、前記吸着部内に設けられて前記加熱装置からの熱を内部に伝達させる熱伝導板と、前記吸着部前後の導管路にそれぞれ設けられる遮断弁を備え、前記吸着部は一段目の前記圧縮機直後の導管路に介設されていることを特徴とする水分除去装置。
前記吸着部に連通したガス溜めタンクと、前記吸着部とガス溜めタンクとを連通する配管に介設された開閉弁とを備え、前記圧縮機によるガスの昇圧供給後、前記遮断弁を閉じ、前記開閉弁を開くことにより、前記吸着部内の残留ガスを前記ガス溜めタンクに流入させることを特徴とする請求項１の水分除去装置。
前記吸着部内のガスを吸引して排出するガス吸引排出装置を備え、該ガス吸引排出装置は、圧縮空気を吐出するポンプと、前記吸着部と外部とに連通し、前記ポンプから吐出されて前記外部に向かう圧縮空気の通過により内部が減圧される減圧部とから構成され、前記吸着部内の残留ガスを前記ガス溜めタンクに流入させた後、前記開閉弁を閉じ、前記加熱装置を発熱させると共に、前記ポンプを運転することを特徴とする請求項２の水分除去装置。