JP4833604B2 - 液化ガス移充填システム - Google Patents

Description

本発明は、液化ガス燃料の供給技術に係り、特に、自動車用の液化ガス燃料を車載容器に供給する技術に関する。

自動車用の液化ガス燃料を自動車の燃料タンクに充填する方法として、特許文献１に記載された方法がある。この方法は、ＬＰガスを液状態で貯槽装置に貯蔵し、水頭圧または／及び自重によって該ＬＰガス液を貯槽装置から送出し、貯槽装置から送出されたＬＰガス液をＬＰガス加温器に所定量受け入れ、その後、ＬＰガス加温器内のＬＰガス液を密封状態で加温し、蒸気圧を発生させることによりＬＰガス加温器の前記気相部分を加圧し、気相部分が加圧されることによってＬＰガス液をＬＰガス加温器から送出可能にし、ＬＰガス加温器からＬＰガス液を移充填先装置に送出する方法である。

この方法では、加温されたＬＰガスが移充填先装置に送出されるため、車載容器への充填が進むにつれて車載容器の温度が上昇する。このため、ＬＰガス加温器と車載容器の圧力差が縮少し、充填速度が低下してしまう惧れがあった。

特許文献２には、自動車用の液化ガス燃料が収容される容器と、容器内の液化ガス燃料を加温する加温手段と、加温手段の加温温度を検出する加温温度検出手段と、一端側が前記容器内の液相部に位置し、自動車の燃料タンクに液化ガス燃料を供給する燃料供給管路とを備え、燃料供給管路には燃料供給管路を流れる液化ガス燃料を予め設定した温度に冷却する冷却手段が設けられていて、前記容器と自動車の燃料タンクの圧力差で液化ガス燃料を燃料タンクに供給する技術が開示されている。この技術によれば、小型化、省スペース化が可能であるとともに、自動車の燃料タンクには冷却した液化ガス燃料が送り込まれるため、充填が進むにつれて車載容器の温度が上昇するという惧れもない。

特開２００５−９０５５４号公報（第３頁、図１） 特開２００２−１０６１２０号公報（第３−５頁、図１）

特許文献１，２に記載の方法は液化ガス燃料を加温、蒸発させて気相部圧力を上昇させ、この圧力を利用して液化ガス燃料を自動車の燃料タンク（以下、車載容器という）に移送する。この場合、移送のための圧力にゆとりを持たせるためには、ＬＰガス液あるいは液化ガス燃料加温蒸発部分の温度を６０℃〜８０℃にすることが有効である。しかし、気相部ガスの温度が４０℃を超えないことが該当する法規上の条件となっており、外気温度が３０℃を超える環境においては、供給側の容器の圧力と車載容器の圧力との圧力差が小さくなり、移送速度が大幅に低下する可能性、さらには移送できなくなる可能性がある。

また、特許文献２に記載の例では、加温と冷却を行なうなど複雑なエネルギー変換を伴うため、無駄を生じている。

本発明の課題は、加温手段を設けることなく、加温と冷却を行なうなどの複雑なエネルギー変換を用いない、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することである。

上記課題は、自動車用の液化ガス燃料が収容される第１の容器と、該第１の容器の液相部に弁を介装した管路で連通し、該管路を経て前記第１の容器から水頭圧又は自重によって送出された前記液化ガス燃料が充填される前記第１の容器よりも小型の第２の容器と、前記第１の容器の気相部と第２の容器の頂部を連通する気相管路と、前記第２の容器の底部に接続され、第２の容器の液化ガス燃料を導出する管路と、この管路に接続され、この管路で導出された液化ガス燃料を車載容器に供給する移充填先装置とを備え、前記第２の容器に充填された液化ガス燃料は、前記第１の容器に収容された液化ガス燃料よりも低い温度に冷却されている液化ガス移充填システムにより解決される。

上記構成によれば、車載容器に供給する液化ガス燃料は、第１の容器から水頭圧または重力で前記第１の容器よりも小型の第２の容器に送出され、冷却された後、前記第１の容器の気相部ガス圧と車載容器の気相部ガス圧の圧力差を駆動力として車載容器に供給される。車載容器に供給される液化ガス燃料の温度が低いので、車載容器に液化ガス燃料が充填されるにつれて車載容器の温度が低下し、前記第１の容器の気相部と車載容器の気相部の温度の差が拡大される。この結果、外気温度が３０℃を超える環境においても、前記第１の容器の気相部と車載容器の気相部の圧力の差が拡大されるため、液化ガス燃料を供給できなくなるのを防ぐことができる。

第１の容器内の液化ガス燃料を車載容器に充填するのに、液化ガス燃料を送液するためのポンプを用いないため、高圧ガス保安法上の規定により、保安監督者の選任や敷地内での保安距離の確保などの必要がなく、加えて、加圧用ガスを用いる必要がないから液化ガス燃料を自動車に供給するオートガススタンドの設置が容易になる。また、第１の容器よりも小型の第２の容器に充填される液化ガス燃料を冷却するだけで加温手段を設ける必要もなく、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することが可能になるとともに、加温と冷却を行なうなどの複雑なエネルギー変換を用いる必要がない。

第２の容器に充填される液化ガス燃料を冷却する冷却手段としては、第１の容器から第２の容器に液化ガス燃料を送出する管路に、被冷却流体流路を該管路に接続させるとともに冷却流体流路に冷却媒体を通流させるようにした熱交換器を設け、第２の容器に流れ込む液化ガス燃料を冷却するようにしてもよいし、第２の容器の周囲に、冷却媒体が循環する冷却流体流路を内装した冷却帯を配設して、第２の容器に充填・貯溜された液化ガス燃料を冷却するようにしてもよい。

さらに、前記移充填先装置の、車載容器に液化ガス燃料を供給するホースの先端の車載容器の供給口部に連結される結合部に接続され、該結合部が前記供給口部に連結されたとき車載容器の気相部に連通する気相ライン管路と、該気相ライン管路に被冷却流体流路入り側を接続して配置され、該被冷却流体流路は被冷却流体が被冷却流体流路入り側から下方に向かって流れるように配置されているとともに冷却流体流路に冷却媒体が通流される気相ガス冷却手段と、該気相ガス冷却手段の被冷却流体流路出側に接続して気相ガス冷却手段下方に配置された凝縮液化ガス容器とを設けるようにしてもよい。

このように、気相ライン管路、気相ガス冷却手段及び凝縮液化ガス容器を設けることで、車載容器への液化ガス燃料充填時、車載容器の気相部ガスが気相ガス冷却手段で冷却され、一部が凝縮・液化する。生成された液化ガスは凝縮液化ガス容器に滴下し、溜められる。これにより、車載容器の気相部の圧力が低減され、車載容器への液化ガス燃料充填の速度が低下する惧れがなくなる。

本発明によれば、加温手段を設けることなく、加温と冷却を行なうなどの複雑なエネルギー変換を用いない、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することが可能になる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を適用してなる液化ガス移充填システムの第１の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる液化ガス移充填システムの概略構成を示す模式図である。なお、図１において、自動車用の液化ガス燃料が収容される容器であるバルク貯槽や冷却手段を構成する熱交換器などは断面で示されている。

本実施形態の液化ガス移充填システムは、図１に示すように、自動車用の液化ガス燃料、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）である液化プロパンと液化ブタンなどを混合した液化ガス燃料を収容して貯蔵するための第１の容器であるバルク貯槽１と、バルク貯槽１の底部開口に接続されたボール弁２と、ボール弁２に一端が接続され、他端が移充填先装置であるディスペンサ８に連結されている燃料供給管路１０と、燃料供給管路１０に介装された電磁弁３と、電磁弁３とディスペンサ８の間の燃料供給管路１０に分岐して設けられた液相管路１４と、液相管路１４に被冷却流体流路の一端を接続して設けられた冷却器６と、冷却器６の被冷却流体流路の他端に液相管路１３で底部が接続された第２の容器である小型容器５と、小型容器５の頂部とバルク貯槽１の頂部を連通する気相管路１２と、気相管路１２に介装された電磁弁４と、冷却器６の冷却流体流路に冷水循環路１１で接続された冷水循環機７と、を含んで構成されている。

説明の便宜上、燃料供給管路１０を、ボール弁２から液相管路１４が分岐する位置までの燃料供給管路１０ａと、液相管路１４が分岐する位置からディスペンサ８までの燃料供給管路１０ｂに分ける。燃料供給管路１０ａ、液相管路１３，１４及び冷却器６の被冷却流体流路が、バルク貯槽１内の液化ガス燃料を、その水頭圧または自重により小型容器５に流入させる管路を構成し、液相管路１３，１４、冷却器６の被冷却流体流路及び燃料供給管路１０ｂが、小型容器５の液化ガス燃料を移充填先装置であるディスペンサ８に導出する管路を構成する。

小型容器５は、バルク貯槽１内の液化ガス燃料を、その液ヘッド（水頭圧）または自重により流入させるために、バルク貯槽１の最低液面よりも低い位置に設置されている。バルク貯槽１の最低液面は、その液面になったら液化ガス燃料を補充すべく定められた液面である。小型容器５の容量は、バルク貯槽１の容量よりも小さくてよく、液化ガス燃料を用いる自動車の車載容器分プラス余裕分とするとよい。普通は、車載容器にまだ液化ガス燃料が残った状態で燃料が補充されるため、小型容器５の容量は車載容器の容量分あれば十分である。

ディスペンサ８は、自動車の燃料タンクとなる車載容器９への液化ガス燃料の供給及び供給停止の制御などを行うもので、液化ガス燃料の車載容器９への供給の開始及び停止を指令する図示していないスイッチを備えた制御部、このスイッチに連動してディスペンサ８内の液化ガス燃料の流路を開閉する図示していない制御弁、ディスペンサ８を通過した液相の液化ガス燃料の体積を計測する図示していない流量計、この流量計で計測した流量を表示する表示部８ａ、そして、車載容器９の供給口部に連結され、ディスペンサ８を通過した液化ガス燃料を車載容器９に導くホース８ｂなどを備えている。前記制御弁は通常閉で、前記スイッチがオンのとき開くようになっている。なお、ディスペンサ８の前記スイッチを備えた制御部が電磁弁３，４の開閉を行なうが、加えて、冷却器６への冷却水の通流及び停止や、冷水循環機の駆動及び停止などを制御できる構成とすれば、不要なときに冷却水の通流や冷水循環機の運転が行われないようにすることができ、省エネルギー効果が得られる。

本実施形態の冷却器６は、プレートフィン型の熱交換器であり、液相管路１４，１３を経て小型容器５に流入する液化ガス燃料と冷却水との間で熱交換を行い、小型容器５に流入する液化ガス燃料の温度を降下させるものである。冷却器６としてプレートフィン型以外の構造の熱交換器を用いることもできるが、プレートフィン型の熱交換器を用いれば、冷却器の小型化や低コスト化などが可能となる。冷却水は、冷却水循環機７で駆動されて冷却水循環機７と冷却器６の間を、冷水循環路１１を通って循環する。

このような構成の液化ガス移充填システムの動作について説明する。ボール弁２は運転開始に先立って開かれ、運転中はそのまま開かれた状態に維持される。液化ガス移充填システムの運転が開始されると、制御部からの信号で冷水循環機７の運転が開始され、冷却器６の冷却流体流路に冷水が循環される。

次いで、電磁弁３，４が制御部からの信号で開かれ、バルク貯槽１内の液化ガス燃料が液ヘッド（水頭圧又は自重）に駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ、電磁弁３、液相管路１４、冷却器６、液相管路１３を経て小型容器５に流入する。液化ガス燃料は冷却器６の被冷却流体流路を通過しつつ冷却水と熱交換して冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低温となって、小型容器５に流入し、充填される。小型容器５への充填が終了すると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。このとき、小型容器５に流入した液化ガス燃料の液面は、気相管路１２内にあって、バルク貯槽１の液面と同じ高さになっている。なお、充填終了は、予め設定された時間の経過で判断されるが、小型容器５あるいは気相管路１２に液面検出手段を設け、これによって判断してもよい。但し、液面検出手段によって充填終了を確認し、電磁弁３，４を閉じる場合は、電磁弁３，４を閉じた状態での気相管路１２内液面は、バルク貯槽１の液面と同じ高さになっているとは限らない。

車載容器９への液化ガス燃料供給を行なう場合、ホース８ｂが車載容器９の燃料供給口に接続され、次いで前記スイッチが押され、オンとなる。前記スイッチがオンとなると、電磁弁４とディスペンサ８の前記図示されていない制御弁が開かれる。バルク貯槽１の気相部には自然蒸発により蒸発したガスが充満していてそのときの外気温度に相応したガス圧が生じており、このガス圧が電磁弁４を経て気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わる。気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わるガス圧により、小型容器５内の液相の液化ガス燃料が液相管路１３、冷却器６、液相管路１４、燃料供給管路１０ｂを経てディスペンサ８に導かれ、制御弁、ホース８ｂを経て車載容器９に流れ、車載容器９に液相の液化ガス燃料が供給・充填される。液化ガス燃料は、冷却器６を通過するとき再び冷却される。

車載容器への液化ガス燃料の充填が終了すると前記スイッチが押されてオフとなり、前記制御弁が閉じられる。次いで電磁弁３が開かれ、バルク貯槽１の液化ガス燃料が、液ヘッド（水頭圧又は自重）に駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ、電磁弁３、液相管路１４、冷却器６、液相管路１３を経て小型容器５に流入する。液化ガス燃料は冷却器６の被冷却流体流路を通過しつつ冷却水と熱交換して冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低温となって、小型容器５に流入し、充填される。小型容器５への充填が終了すると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。

ところで、バルク貯槽１から液化ガス燃料が供給される場合、夏期など、日射や外気温度などの影響で車載容器９内の温度及び圧力が高くなるにつれて、車載容器９内の温度がバルク貯槽１の温度に近くなり、車載容器９内の圧力がバルク貯槽１の圧力に近くなってほとんど圧力差が無くなり、液化ガス燃料を供給できなくなる場合がある。

本実施の形態では、小型容器５内の液化ガス燃料は、先に述べたように、充填されるときに冷却器６で冷却されている。この低温の液化ガス燃料が車載容器９に送り込まれるので、外気温度が３０℃を超えるような場合でも、液化ガス燃料の充填が進むにつれて車載容器９の温度が低下し、それに応じて車載容器９内のガス圧が抑制される。この結果、車載容器９内のガス圧と気相管路１２内あるいは小型容器５の液化ガス燃料の液面に加わるガス圧の圧力差、言い換えると車載容器９内のガス圧とバルク貯槽１内のガス圧の圧力差は車載容器９への液化ガス燃料の充填が進んでも減少することがなく、したがって、充填速度が低下することがない。

さらに、本実施の形態では、加圧用ガスや加熱手段を用いないため、加圧用ガスを収容する容器や加熱手段の設置、加圧用ガスの充填や補充作業などが不要であり、液化ガス燃料供給装置のコストや、ランニングコストなどを低減できる。加えて、加圧用ガスを収容する容器や加熱手段が不要な分、液化ガス燃料供給装置の設置面積を小さくできるため、省スペース化や設置場所の制限の低減などが可能となる。また、冷却されるのはバルク貯槽１から送出されて小型容器５に充填される分の液化ガス燃料であって、バルク貯槽１に収容されている液化ガス燃料は冷却されない。したがって、バルク貯槽１で自然蒸発して気相部を形成しているガスの圧力は、小型容器５に充填されている液化ガス燃料の温度と無関係であり、小型容器５に充填されている液化ガス燃料の温度が低くても、バルク貯槽１の気相部ガスの圧力は低下しない。

すなわち、本実施の形態によれば、外気温度が３０℃を超える環境においても、液化ガス燃料の車載容器への移送に支障を生じることがなく、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することが可能になる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なるのは、液相管路１３は冷却器６の被冷却流体流路の他端と気相管路１２の小型容器５への接続位置近傍を連通している点と、液相管路１４が分岐している箇所と電磁弁３の間の燃料供給管路１０ａに第１、第２ポートを接続して三方電磁弁１７が介装され、三方電磁弁１７の第３ポートと小型容器５の底部が液相管路１５で連通されている点である。説明の便宜上、ボール弁２から三方電磁弁１７までの燃料供給管路を燃料供給管路１０ａ１、三方電磁弁１７から液相管路１４の分岐位置までの燃料供給管路を燃料供給管路１０ａ２とする。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。

三方電磁弁１７は、ディスペンサ８の制御部から送られる制御信号で遠隔操作されるようになっており、第１、第２ポートを連通する状態、すなわち電磁弁３と液相管路１４、ディスペンサ８を連通する状態１と、第２、第３ポートを連通する状態、すなわち液相管路１５と液相管路１４、ディスペンサ８を連通する状態２の二つの状態のいずれかに操作されるようになっている。

燃料供給管路１０ａ１，１０ａ２、液相管路１３，１４及び冷却器６の被冷却流体流路が、バルク貯槽１内の液化ガス燃料を、その液ヘッド（水頭圧）または自重により小型容器５に流入させる管路を構成し、液相管路１５、燃料供給管路１０ａ２及び燃料供給管路１０ｂが、小型容器５の液化ガス燃料を移充填先装置であるディスペンサ８に導出する管路を構成する。

このような構成の第２の実施の形態の動作について説明する。ボール弁２は運転開始に先立って開かれ、運転中はそのまま開かれた状態に維持される。液化ガス移充填システムの運転が開始されると、制御部からの信号で冷水循環機７の運転が開始され、冷却器６に冷水が循環される。

次いで、電磁弁３，４が制御部からの信号で開かれ、三方電磁弁１７が状態１、すなわち、電磁弁３と液相管路１４、ディスペンサ８を連通する状態に遠隔操作される。バルク貯槽１内の液化ガス燃料が液ヘッドに駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ１、電磁弁３、燃料供給管路１０ａ１、三方電磁弁１７、燃料供給管路１０ａ２、液相管路１４、冷却器６、液相管路１３を経て小型容器５に上方から流入する。液化ガス燃料は冷却器６を通過しつつ冷却水と熱交換して冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低温となって、小型容器５に流入し、充填される。所定時間が経過して充填が終了したと判断されると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。このとき、小型容器５に流入した液化ガス燃料の液面は、気相管路１２内にあって、バルク貯槽１の液面と同じ高さになっている。前記第１の実施の形態の場合と同じく、小型容器５或いは気相管路１２に液面検出手段を設けて充填終了を判断してもよい。

車載容器９への液化ガス燃料供給を行なう場合、ホース８ｂが車載容器９の燃料供給口に接続され、次いで前記スイッチが押されオンとなる。前記スイッチが押されると、電磁弁４とディスペンサ８の前記図示されていない制御弁が開かれ、三方電磁弁１７が状態２、すなわち、液相管路１５と液相管路１４、ディスペンサ８を連通する状態に遠隔操作される。バルク貯槽１の気相部には自然蒸発により蒸発したガスが充満していてそのときの外気温度に相応したガス圧が生じており、このガス圧が電磁弁４を経て気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わる。気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わるガス圧により、小型容器５内の液相の液化ガス燃料が液相管路１５、燃料供給管路１０を経てディスペンサ８に導かれ、ホース８ｂを介して車載容器９に流れ、車載容器９に液相の液化ガス燃料が供給される。

車載容器への液化ガス燃料の充填が終了すると前記スイッチが押されてオフとなり、前記制御弁が閉じられる。次いで三方電磁弁１７が状態１に操作され、電磁弁３が開かれる。バルク貯槽１の液化ガス燃料が、液ヘッド（水頭圧又は自重）に駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ１、電磁弁３、燃料供給管路１０ａ２、液相管路１４、冷却器６、液相管路１３を経て小型容器５に流入する。液化ガス燃料は冷却器６の被冷却流体流路を通過しつつ冷却水と熱交換して冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低温となって、小型容器５に流入し、充填される。小型容器５への充填が終了すると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。

本実施の形態においても、小型容器５内の液化ガス燃料は充填時に冷却されて低温になっているから、前記第１の実施の形態の場合と同様に、車載容器９への液化ガス燃料の充填に伴って車載容器９の温度は冷却され、車載容器９の気相部のガス圧の上昇が抑制される。したがって外気温度が３０℃を超える環境においても、液化ガス燃料の車載容器への移送に支障を生じることがなく、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することが可能になる。

また、前記第１の実施の形態では、小型容器５から車載容器９への液化ガス燃料充填の際、液化ガス燃料は冷却器６を通過するため、圧損を生じるが、本実施の形態においては、小型容器５から車載容器９への液化ガス燃料充填の際、液化ガス燃料は冷却器６を通過しないため、圧損を生ぜず、充填速度が管路の圧損で低下する惧れがない。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なるのは、冷却器６に代えて小型容器５を囲む冷却帯２０が設けられている点と、小型容器５の底部は液相管路１４で直接、燃料供給管路１０に接続されている点と、電磁弁２と小型容器５の間の気相管路１２に管路２４で底部を接続された凝縮液化ガス容器２２が設けられている点と、管路２４に電磁弁２３が介装されている点と、凝縮液化ガス容器２２の頂部に被冷却流体流路の出側を連通させた気相ガス冷却手段である熱交換器２１が設けられている点と、冷水循環路１１は冷却帯２０と熱交換器２１の冷却流体流路及び冷水循環機７の間で冷却水を循環させるように配設されている点と、ホース８ｂに代えて、車載容器９の燃料供給口と結合する部分に気相ライン接続部を備えた結合部２６ｂが設けられているホース２６が配置されている点と、前記気相ライン接続部と熱交換器２１の被冷却流体流路の入り側を連通する気相ライン管路に、手動高圧バルブ２７と気相ライン２５が設けられている点である。手動高圧バルブは、「バルク貯槽１」と「車載容器９」が充填作業前に逆差圧の関係となった場合に「手動高圧バルブ２７」を開栓し、適正差圧が確保できたところで閉栓する。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。

熱交換器２１は、その被冷却流体流路入り側を気相ライン２５に、被冷却流体流路出側を凝縮液化ガス容器２２の頂部に、それぞれ接続して配置され、その被冷却流体流路は、入り側から出側に向かって低くなるように形成されている。

冷却帯２０は、小型容器５の外周に接する形状に伝熱性のよい金属材料で形成された冷却ジャケットで、内部に冷却水が流れる流路が形成されている。冷水循環路１１は、冷却帯２０の冷却水流路、熱交換器２１の冷却流体流路を循環して冷水循環機７に戻るように接続されている。

なお、凝縮液化ガス容器２２は、その底部が小型容器５よりも高い位置にあり、管路２４は、凝縮液化ガス容器２２内に溜まった液体が重力で小型容器５に流下する形状に配設されている。

燃料供給管路１０ａ及び液相管路１４が、バルク貯槽１内の液化ガス燃料を、その液ヘッド（水頭圧）または自重により小型容器５に流入させる管路を構成し、液相管路１４及び燃料供給管路１０ｂが、小型容器５の液化ガス燃料を移充填先装置であるディスペンサ８に導出する管路を構成する。

以下、第３の実施の形態の動作について説明する。ボール弁２は運転開始に先立って開かれ、運転中はそのまま開かれた状態に維持される点は前記実施の形態１，２と同じである。液化ガス移充填システムの運転が開始されると、制御部からの信号で冷水循環機７の運転が開始され、冷却帯２０、熱交換器２１に冷水が循環される。

次いで、電磁弁３，４が制御部からの信号で開かれ、バルク貯槽１内の液化ガス燃料が液ヘッドに駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ、電磁弁３，液相管路１４を経て小型容器５に流入し、充填される。充填が終了すると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。電磁弁２３及びディスペンサ８の制御弁は閉止されている。このとき、小型容器５に流入した液化ガス燃料の液面は、気相管路１２内にあって、バルク貯槽１の液面と同じ高さになっている。前記第１の実施の形態の場合と同じく、小型容器５或いは気相管路１２に液面検出手段を設けて充填終了を判断してもよい。

小型容器５内の液化ガス燃料は、冷却帯２０を循環する冷却水と熱交換して冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低温に維持される。

車載容器９への液化ガス燃料供給を行なう場合、ホース２６の結合部２６ｂが車載容器９の燃料供給口に接続される。この接続により、車載容器９の気相部は、気相ライン２５で熱交換器２１の被冷却流体流路の入口に連通される。次いで前記スイッチが押され、オンとなる。前記スイッチがオンとなると、電磁弁４とディスペンサ８の前記図示されていない制御弁が開かれる。バルク貯槽１の気相部には自然蒸発により蒸発したガスが充満していてそのときの外気温度に相応したガス圧が生じており、このガス圧が電磁弁４を経て気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わる。気相管路１２内の液化ガス燃料の液面に加わるガス圧により、小型容器５内の液相の液化ガス燃料が液相管路１４、燃料供給管路１０ｂを経てディスペンサ８に導かれ、制御弁、ホース２６を経て車載容器９に流れ、車載容器９に液相の液化ガス燃料が供給・充填される。

車載容器９への充填が終了したら前記スイッチが押されてオフとなり、それに伴って、前記制御弁が閉じられ、電磁弁２３が開かれる。所定の時間経過後、電磁弁２３が閉じられて電磁弁３が開かれる。電磁弁３が開かれると、バルク貯槽１内の液化ガス燃料が液ヘッドに駆動されて、ボール弁２、燃料供給管路１０ａ、電磁弁３、液相管路１４を経て小型容器５に流入し、充填される。充填が終了すると電磁弁３，４は閉じられ、待機状態となる。小型容器５内の液化ガス燃料は、待機状態で冷却帯２０を流れる冷却水により冷却され、バルク貯槽１内の液化ガス燃料よりも低い温度に維持される。

本実施の形態においても、小型容器５内の液化ガス燃料は冷却されて低温になっているから、前記第１の実施の形態の場合と同様に、車載容器９への液化ガス燃料の充填に伴って車載容器９の温度は冷却され、車載容器９の気相部のガス圧の上昇が抑制される。したがって外気温度が３０℃を超える環境においても、液化ガス燃料の車載容器９への移送に支障を生じることがなく、小型で簡素かつ利便性のよい液化ガスの移送システムを提供することが可能になる。

本実施の形態では、さらに、車載容器９への液化ガス燃料の充填のためにホース２６が車載容器に接続された段階で結合部２６ｂに内装された図示されていない圧力センサで車載容器９の圧力とバルク貯槽１の圧力の差が確認され、車載容器９の圧力がバルク貯槽１の圧力より高い逆差圧の関係となった場合に手動高圧バルブ２７が開かれ、車載容器９の気相部は気相ライン２５で熱交換器２１の被冷却流体流路の入口に連通される。この被冷却流体流路の気体は、冷水循環路１１を循環する冷却水で冷却される。すなわち、夏期など、日射や外気温度などの影響で車載容器９内の気相部ガス温度及び圧力が高くなる場合があるが、その場合、車載容器９の気相部のガスは、燃料充填前に、熱交換器２１の被冷却流体流路で冷却されてその一部が凝縮・液化し、圧力が低下する。車載容器９の圧力とバルク貯槽１の圧力の差が適正差圧になったとき、手動高圧バルブ２７が閉栓される。したがって、バルク貯槽１の気相部ガス圧による小型容器５から車載容器９への液化ガス燃料の移送、充填が容易になる。

また、車載容器９への液化ガス燃料の充填に伴って車載容器９の気相部の容積が減少してガスは圧縮されるが、車載容器９への液化ガス燃料の充填時、手動高圧バルブ２７を開いておけば、車載容器９の気相部は熱交換器２１の被冷却流体流路に連通し、車載容器９の気相部のガスはここで冷却されて凝縮し、圧力が低下する。したがって、液化ガス燃料の充填に伴う気相部のガス圧の上昇も解消され、バルク貯槽１の気相部ガス圧による小型容器５から車載容器９への液化ガス燃料の移送、充填が容易になる。

なお、熱交換器２１の被冷却流体流路で冷却・凝縮されて生成した液相ガスは凝縮液化ガス容器２２に流下して溜まる。車載容器９への液化ガス燃料の充填終了後、前記スイッチがオフになると、電磁弁２３が所定の時間開かれ、凝縮液化ガス容器２２に溜まった液相ガスは、小型容器５に流下する。

第３の実施の形態では、冷却手段として小型容器５を冷却する冷却帯２０を用いたが、前記第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態に示したように、小型容器５に流入あるいは流出する液化ガス燃料を冷却する冷却器を用いる場合に、実施の形態３に示す熱交換器２１と凝縮液化ガス容器２２を設けて車載容器９の気相部ガスを冷却凝縮する構成を適用してもよい。

本発明に係る液化ガス移充填システムの第１の実施の形態の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る液化ガス移充填システムの第２の実施の形態の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る液化ガス移充填システムの第３の実施の形態の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１ バルク貯槽
２ ボール弁
３、４ 電磁弁
５ 小型容器
６ 冷却器
７ 冷水循環機
８ ディスペンサ
８ｂ ホース
９ 車載容器
１０ａ，１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ 燃料供給管路
１１ 冷水循環路
１２ 気相管路
１３，１４，１５ 液相管路
１７ 三方電磁弁
２０ 冷却帯
２１ 熱交換器
２２ 凝縮液化ガス容器
２３ 電磁弁
２４ 管路
２５ 気相ライン
２６ ホース
２６ｂ 結合部
２７ 手動高圧バルブ

Claims (3)

1. 自動車用の液化ガス燃料が収容される第１の容器と、該第１の容器の液相部に弁を介装した管路で連通し、該管路を経て前記第１の容器から水頭圧又は自重によって送出された前記液化ガス燃料が充填される前記第１の容器よりも小型の第２の容器と、前記第１の容器の気相部と第２の容器の頂部を連通する気相管路と、前記第２の容器の底部に接続され、第２の容器の液化ガス燃料を導出する管路と、この管路に接続され、この管路で導出された液化ガス燃料を車載容器に供給する移充填先装置とを備え、
   前記第２の容器に充填された液化ガス燃料は、前記第１の容器に収容された液化ガス燃料よりも低い温度に冷却されている液化ガス移充填システムであって、
   前記移充填先装置は、先端に車載容器の供給口部に連結される結合部を備えて車載容器に液化ガス燃料を供給するホースを有し、前記結合部に接続され、該結合部が前記供給口部に連結されたとき、車載容器の気相部に連通する気相ライン管路と、該気相ライン管路に被冷却流体流路入り側を接続して配置され、被冷却流体流路は被冷却流体が被冷却流体流路入り側から下方に向かって流れるように配置されているとともに冷却流体流路に冷却媒体が通流される気相ガス冷却手段と、該気相ガス冷却手段の被冷却流体流路出側に接続して気相ガス冷却手段下方に配置された凝縮液化ガス容器とを有してなる液化ガス移充填システム。
2. 請求項１記載の液化ガス移充填システムにおいて、前記第２の容器に充填された液化ガス燃料は、前記第２の容器の外周に接する冷却帯で冷却されていることを特徴とする液化ガス移充填システム。
3. 請求項１記載の液化ガス移充填システムにおいて、前記第２の容器に充填された液化ガス燃料は、前記第１の容器から水頭圧又は自重によって前記液化ガス燃料を送出する管路に介装された熱交換器で冷却されていることを特徴とする液化ガス移充填システム。

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