JP5060159B2 - ベーパ回収装置 - Google Patents

Description

本発明はベーパ回収装置に係り、特に吸着剤が充填された吸着槽にベーパを供給してベーパに含まれる燃料成分を吸着剤により吸着させた後、吸着剤に吸着された燃料成分を脱着してタンクに還流させるよう構成されたベーパ回収装置に関する。

給油所等の燃料供給施設では、タンクローリ車の各ハッチから液体燃料が荷卸しされるタンクが設置されている。この種のタンクは、主に地下に埋設されており、タンクローリ車との高低差を利用してタンクローリ車に積載された液体燃料が荷卸しホースを介して荷卸しする際に液体燃料から蒸発したベーパ(油蒸気)がタンク内上部空間に発生する。

また、給油所のタンクは、高所で大気に連通された通気口を有する通気管が接続されており、荷卸し時は液面の上昇と共に、ベーパを大気中に放出するように構成されている。

近年、大気中における環境汚染が問題になっていることから、荷卸し時においてもタンク内のベーパに含まれる燃料成分（石油に主成分となる炭化水素：ＨＣ成分）を回収してベーパによる大気汚染を防止することが要望されている。

ベーパ回収装置としては、例えば、ベーパに含まれる燃料成分を吸着する吸着剤（例えば、シリカゲルなど）を用いて吸着し(吸着剤にベーパを吸着する工程を吸着工程という)、ベーパが大気中に放出されることを防止すると共に、吸着剤に吸着された燃料成分を脱着し(吸着剤よりベーパを脱着する工程を脱着工程という)、タンクに戻すように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

タンクローリ車から地下タンクへの荷卸し作業は、１日に１回程度であるので、荷卸し作業終了後の脱着工程は１日かけておこなうことができる。そのため、ベーパ回収装置としては、吸着槽を１槽のみとし、比較的小容量の吸引ポンプを用いて半日から１日程度の時間をかけて脱着することにより設備コストやエネルギコストを低減することができる。
特開２００３−１１７３３８号公報

しかしながら、上記のように吸着槽を１槽のみとした場合、吸着工程と脱着工程とのうち何れか一方の工程のみを行なうため、例えば、タンクローリ車からの荷卸し時に吸着工程を行なっている間に地下タンクの液面が上昇すると、地下タンクの上部空間（液面より上方のベーパ発生領域）が次第に小さくなる。そして、荷卸し作業が終了した直後など地下タンクの上部空間の容積が小さい状態において、脱着工程に移行して吸着槽で吸着された燃料成分を吸引ポンプの吸引力によって脱着させて燃料成分を地下タンクへ戻そうとすると、上部空間での圧力が通常よりも早い段階で上昇することになるため、地下タンクの上部空間のベーパが通気管の安全弁を介して大気中に放出されてしまうという問題があった。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したベーパ回収装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

（１）本発明は、液体燃料が荷卸しされるタンクと、
前記液体燃料から蒸発したベーパを吸着するための吸着剤が充填された吸着槽と、
前記タンク内で発生したベーパを前記吸着槽に供給して前記ベーパに含まれる燃料成分を前記吸着剤に吸着させる吸着工程を行うベーパ回収手段と、
該吸着槽内と連通し、前記吸着槽で前記ベーパに含まれる燃料成分を除去された気体を当該吸着槽外に排出する気体排出手段と、
前記吸着槽内と連通し、前記吸着剤から前記燃料成分を脱着する脱着工程を行う脱着手段と、
該脱着手段により脱着された燃料成分を前記タンクに還流させる還流手段とを備えたベーパ回収装置において、
前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分であるか否かを監視する上部空間容積監視処理手段と、
前記上部空間容積監視処理手段の監視により脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分である場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分でない場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

（２）本発明の前記上部空間容積監視処理手段は、前記タンク上部空間の圧力を検出する圧力検出手段からなり、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧力が予め設定された圧力未満になった場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記圧力検出手段により検出された圧力が予め設定された設定圧力以上になった場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させることを特徴とする。

（３）本発明の前記上部空間容積監視処理手段は、前記タンク内の上部空間の容量を検出する上部空間容量検出手段からなり、
前記制御手段は、前記上部空間容量検出手段により検出された上部空間容量が予め設定された所定量未満になった場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記上部空間容量検出手段により検出された上部空間容量が予め設定された所定量以上になった場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させることを特徴とする。

（４）本発明の前記脱着手段は、前記吸着槽内の気体を吸引する吸引ポンプからなり、
前記制御手段は、前記上部空間容積監視処理手段の監視により前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分である場合に、前記吸引ポンプを起動させて前記吸引ポンプにより前記吸着槽内から吸引した気体を前記還流手段を介して前記タンクへ還流させ、前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分でない場合に、前記吸引ポンプを停止させて前記脱着工程を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分である場合、脱着手段による脱着工程を開始し、脱着手段による脱着工程が行われている際に脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分でない場合、脱着手段による脱着工程を停止させるため、タンク内の上部空間の容量が十分に増大した状態で吸着槽から脱着された燃料成分をタンクに還流させることができ、脱着工程におけるタンクからのオーバフローを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明によるベーパ回収装置の一実施例を示すシステム系統図である。本実施例では、給油所に設置された地下タンクに液体燃料を荷卸しする場合を例に挙げて以下説明する。図１に示されるように、給油所に設置された地下タンク１０には、ベーパ回収装置２０が設けられている。また、地下タンク１０は、図１では省略された地中に埋設されており、地上に延在する荷卸し管３０と、計量機４０に給液する給液管５０と、通気管６０とが挿入されている。

荷卸し管３０は、地上に突出する上端に、タンクローリ車３１に積載された油液(液体燃料)を荷卸しするための荷卸しホース３２が接続される注油口３４が設けられている。

また、通気管６０は、上端にタンク内圧力が予め設定された所定圧以上に上昇した場合に排気側が開弁し、給油により地下タンク１０内圧力が所定圧に降圧した場合には給気側が開弁するように構成された安全弁７０が設けられている。

さらに、地下タンク１０の上部空間１２に連通された通気管６０には、タンク内圧力を検出する圧力センサ（圧力検出手段）６２が設けられている。本実施例では、圧力センサ６２は、通気管６０のベーパ回収管８０が分岐される位置の圧力を検出するように取り付けられている。この圧力センサ６２は、地下タンク１０内の上部空間の圧力を検出するものであり、タンクローリ車３１から地下タンク１０に荷卸しされた油液の荷卸し量に応じて液面が上昇した場合や後述の脱着工程時のベーパが地下タンク１０に導入されることにより生じうる圧力上昇や計量機４０による給油によって液面が低下した場合の圧力低下等を検出することができる。圧力センサ６２によって検出された圧力測定値の信号は、後述する制御装置１５０に入力される。

ベーパ回収装置２０は、通気管６０より分岐されたベーパ回収管８０と、吸着剤９０が充填された吸着槽１００と、吸着槽１００の排気口１０２に連通された排気管１１０と、排気管１１０を開または閉とする排気弁１１４と、吸着槽１００の給気口１０４に連通された三方弁１２０と、吸着槽１００で脱着された燃料成分を地下タンク１０に還流させる還流管１３０とを有する。

吸着槽１００は、内部を上層領域１００ａ、中間層領域１００ｂ、下層領域１００ｃの３ブロックに分けた場合、各ブロックの温度を測定する温度センサ(温度検出手段)１４１〜１４３が取り付けられている。温度センサ１４１〜１４３としては、熱電対などからなり、各温度センサ１４１〜１４３の防爆構造とされた温度検出部が吸着槽１００に挿入されている。また、温度センサ１４１〜１４３は、夫々高さ位置の異なる上層領域１００ａ、中間層領域１００ｂ、下層領域１００ｃに充填された吸着剤９０の温度を測定し、その検出温度に対応する電気的な検出信号を制御装置１５０に入力する。尚、温度センサの数及び設置場所は、上記数及び設置場所に限らない。また、温度センサ１４１〜１４３としては、測温抵抗体あるいはサーミスタ等を用いても良い。

排気管１１０は、上端開口１１２が高所に延在しており、吸着槽１００を通過する過程でベーパを分離された気体を上端開口１１２から大気中に放出させる。また、排気管１１０の途中には、電磁弁からなる排気弁１１４が配置されており、排気弁１１４は制御装置１５０により吸着工程のとき開弁し、脱着工程のときは閉弁するように制御される。

また、排気弁１１４と排気口１０２との間には、パージ管１１６が接続されており、パージ管１１６には、電磁駆動式のパージ弁１１８が設けられている。このパージ弁１１８は、制御装置１５０により弁開度を制御されており、脱着工程が開始されて温度変化率が所定以下になったときに開弁され、パージガスを吸着槽１００の排気口へ供給するパージガスの流量を調整する。尚、本実施例においては、パージ管１１６は、その端部がパージガスを生成する圧縮機１１９に連通されており、圧縮機１１９によって加圧された空気あるいは窒素ガスをパージガスとして供給するようになっているが、これに限るものではなく、例えば、圧縮機１１９を取り外し、パージ管１１６に外気を直接導入するようにしても良い。

三方弁１２０は、ベーパ回収管８０が連通されたａポートと、給気口１０４に連通されたｂポートと、還流管１３０に連通されたｃポートとを有し、電磁アクチュエータ１２２により弁体を切替動作させるように構成されている。従って、三方弁１２０は、制御装置１５０からの制御信号により電磁アクチュエータ１２２が駆動されて、吸着工程時にはａポートとｂポートとを連通させ、あるいは脱着工程時にはｂポートとｃポートとを連通するように切り替える。

さらに、還流管１３０には、脱着工程時に駆動されて吸着槽１００内を減圧する吸引ポンプ（脱着手段）１６０と、吸着槽１００から吸引されたベーパを冷却して液化する冷却ユニット１７０とが配置されている。この吸引ポンプ１６０及び冷却ユニット１７０は、制御装置１５０によって吸着工程時には停止され、脱着工程時には駆動されるように制御される。吸引ポンプ１６０は、比較的小容量のポンプであり、製造コストが安価であると共に、消費電力の点からも低コスト化されている。

そして、荷卸し作業が終了すると、脱着工程に移行して吸着槽１００で吸着された燃料成分を吸引ポンプ１６０の吸引力によって脱着させ、脱着された燃料成分を冷却ユニット１７０で液化して地下タンク１０に還流させる。

制御装置１５０（制御手段）のメモリには、後述するように吸着槽１００に吸着された燃料成分を脱着する際に、圧力センサ６２により検出された圧力が予め設定された設定圧力以上となった場合に脱着工程を停止させる制御プログラム（脱着工程停止制御手段）と、圧力センサ６２により検出された圧力が予め設定された設定圧力未満の場合、吸引ポンプ６０を駆動することにより脱着工程を開始させる制御プログラム（脱着工程開始制御手段）とが格納されており、制御装置１５０は、各制御プログラムに基づいて演算処理を実行する。

図２は圧力センサ６２により測定されたタンク上部空間１２の圧力変化を示すグラフである。図２に示されるように、吸着工程時（時間ｔ1〜ｔ2、即ち、荷卸し時）における上部空間１２内の圧力はほぼ一定で推移するのに対し、脱着工程時における上部空間１２の圧力上昇率は、上部空間１２の容積の大きさにより異なる。

即ち、タンクローリ車３１からの荷卸しの開始前と荷卸し終了後とでは上部空間１２の容積が大きく異なる。このため、荷卸しの開始前のように大きい容積の内部空間１２に脱着工程時におけるベーパ(或いは液化した燃料成分)を還流させた場合の内部空間１２内の圧力上昇率（時間ｔ５〜ｔ６）は、荷卸し開始直後の小さい容積の内部空間１２に脱着工程時におけるベーパ(或いは液化した燃料成分)を還流させた場合の圧力上昇率（ｔ３〜ｔ４）に比べてその圧力上昇率は小さいものとなる。

以下、図２に基づきタンク上部空間１２の圧力の推移につき詳細に説明する。同図に示されるように、タンクローリ車３１からの荷卸しが行われている際（時間ｔ１〜ｔ２）には、液面が上昇するが上部空間１２の圧力はほぼ一定に推移する。

次に荷卸しが終了し脱着工程１が開始されると、上部空間１２の容積が小さいために上部空間１２の圧力が急激に上昇する（ｔ３〜ｔ４）。そして、上部空間１２の圧力が所定の圧力値ＰＨＨ（上限値）に達した場合（ｔ４）には脱着工程１が停止する。なお、この圧力値ＰＨＨ（上限値）は、前述の安全弁７０の開弁圧力（安全弁が開弁するのに必要とされる圧力値）よりも若干低い圧力に調整されており、これにより、脱着工程中に安全弁７０が作動して上部空間１２内の燃料成分が大気へ放出されることを防止している。

そして、上述のように脱着工程が停止した状態で、計量機４０による給油が行なわれると、地下タンク１０の液面が低下するため、上部空間１２の圧力は上部空間１２の容積が大きくなった分低下する（時間ｔ４〜ｔ５）。

そして、上部空間１２の圧力が所定の圧力値（所定下限圧力）ＰＬ以下に低下した場合（ｔ５）には、再び脱着工程２が開始される。これにより上部空間１２内には再び燃料成分が還流されて上部空間１２内の圧力は再び上昇することとなる（ｔ５〜ｔ６）。

しかし、この状態においては、上部空間１２の容積は荷卸し直後よりも大きくなっているため、その圧力上昇は低いものとなる。

次に脱着工程が終了すると上部空間１２内の圧力上昇は停止し、その後は、計量機４０による給油が行なわれる度に上部空間１２内の圧力は低下することとなる。

図３は温度センサ１４１〜１４３により測定された吸着工程、脱着工程の温度変化を示すグラフである。図３に示されるように、吸着槽１００に充填された吸着剤９０は、例えば、多孔質のシリカゲルなどからなり、微細な孔にベーパ（液体燃料成分が蒸発した油蒸気）に含まれる燃料成分（石油に主成分となる炭化水素：ＨＣ成分）を吸着（化学的吸着と物理的吸着）する性質を有している。そして、吸着剤９０がベーパに含まれる燃料成分を吸着する際に熱を発し、吸着された燃料成分を脱着する際に熱を奪うため、吸着槽１００で吸着が行なわれている間は温度センサ１４１〜１４３により温度上昇が検出され、吸着槽１００で脱着が行なわれている間は温度センサ１４１〜１４３により温度低下が検出される。尚、吸着剤としては、シリカゲル以外のもの、例えば、ゼオライト、炭素系吸着剤などを用いても良い。

温度センサ１４１〜１４３により検出された温度変化は、夫々図３のグラフｆ１〜ｆ３に示すように外気温（図３中、破線で示す規準線）に対して温度上昇と温度低下とを所定のサイクルで繰り返すように表せる。

一方、地下タンク１０においては、計量機４０による給油が行なわれることにより液面が低下すると共に、液面より上方の上部空間にベーパが発生する。そして、油槽所で油液が積載されたタンクローリ車３１が給油所に到着し、荷卸し管３０に荷卸しホース３２が接続されると、地下タンク１０への荷卸しが開始される。

その際、地下タンク１０においては、油液の荷卸しに伴って液面が上昇し、上部空間が次第に狭くなる。このような、荷卸し時は、吸着工程（三方弁１２０のａポートとｂポートとを連通させる）が設定される。これにより、地下タンク１０内の上部空間に滞留していたベーパがベーパ回収管８０を介して吸着槽１００の下側に開口する給気口１０４に供給される。

給気口１０４より供給されたベーパに含まれる燃料成分は、吸着槽１００の下層領域１００ｃの吸着剤９０に吸着されるため、荷卸し開始直後から吸着槽１００の下層領域１００ｃに設けられた温度センサ１４３によって検出された温度が急激に上昇する（グラフｆ３参照）。

吸着槽１００の下層領域１００ｃの吸着剤９０によって燃料成分が吸着されなかったベーパは、排気口１０２側(上方)へ流れるため、吸着槽１００の中間層領域１００ｂの吸着剤９０によって吸着される。そのため、荷卸し開始後に中間層領域１００ｂの温度センサ１４２によって検出された温度が下層領域１００ｃより若干遅れて上昇する（グラフｆ２参照）。

吸着槽１００の中間層領域１００ｂの吸着剤９０によって燃料成分が吸着されなかったベーパは、さらに排気口１０２側(上方)へ流れるため、吸着槽１００の上層領域１００ａの吸着剤９０によって燃料成分を吸着される。そのため、荷卸し開始後に上層領域１００ａの温度センサ１４１によって検出された温度が下層領域１００ｃ、中間層領域１００ｂの温度より若干遅れて上昇する（グラフｆ１参照）。

このように、吸着槽１００には、異なる高さ位置に温度センサ１４１〜１４３が分散配置されているので、各領域１００ａ〜１００ｃでの温度変化を検出することが可能になり、荷卸し開始（Ｔ１）から荷卸し終了（Ｔ２）までの吸着槽１００の状態を各温度センサ１４１〜１４３に検出された温度変化率（吸着時は温度上昇率、脱着時は温度低下率）に基づいて確認することが可能になる。また、地下タンク１０からのベーパ供給が止まると吸着剤９０による吸着が行なわれなくなるので、温度上昇も緩やかな変化となり、やがて各温度センサ１４１〜１４３に検出された温度の上昇率が所定以下（温度上昇率ｔ１以下）に低下する。

また、温度センサ１４１〜１４３は、吸着槽１００の一部の温度を検出しているだけなので、温度変化率の低下状態が所定時間継続することによって、吸着槽１００全体での吸着工程が終了したことになる。

従って、各温度センサ１４１〜１４３により検出された温度上昇率の減少から各領域１００ａ〜１００ｃでの吸着工程が終了したことを正確に判断することが可能になる。これにより、吸着工程における精度をより高めることができる。

そして、吸着槽１００を通過する過程でベーパに含まれる燃料成分を除去された気体は、ベーパを含まないクリーンな状態になって排気管１１０の上端開口１１２から大気中に放出される。

図３において、タンクローリ車３０から地下タンク１０への荷卸しが終了（Ｔ２）すると、吸着工程が終了して脱着工程に移行する。脱着工程は、三方弁１２０をｂポートとｃポートとが連通されるように切り替えると共に、排気管１１０の排気弁１４を閉弁し、且つ吸引ポンプ１６０により吸着槽１００の気体を吸引する。

脱着工程に切り替わると、吸着槽１００において、吸引ポンプ１６０の負圧によって吸着剤９０に吸着された燃料成分が脱着されるため、図３のグラフｆ１〜ｆ３に示すようにＴ２以降は各領域１００ａ〜１００ｃで吸着剤９０の温度が低下する。そして、グラフｆ１〜ｆ３に示すように各領域での脱着に伴う温度低下が各温度センサ１４１〜１４３によって検出される。

また、吸着工程が開始されて時間Ｔ３になると、各温度センサ１４１〜１４３に検出された温度低下率が所定温度低下率Δｔ１以下に低下し、この状態が所定時間継続された時点（Ｔ３）で、脱着効率が著しく低下する。このとき、パージ管１１６のパージ弁１１８を開弁して吸着槽１００の排気口１０２に圧縮機１１９により加圧されたパージガスを供給することにより、吸着槽１００においては、吸着剤９０に吸着された燃料成分の脱着分離が促進される。そのため、グラフｆ１〜ｆ３に示すように、パージガスの供給により各温度センサ１４１〜１４３に検出された温度がさらに低下して燃料成分の脱着分離が促進されたことを確認することが可能になる。

ガスパージにより脱着効率が回復した後再び脱着効率が著しく低下した時点（Ｔ４）で、各温度センサ１４１〜１４３に検出された温度低下率が所定温度低下率Δｔ２以下に減少するのでガスパージによる脱着分離が終了したことを検出できる。

そして、時間Ｔ４で吸引ポンプ１６０を停止させるとともに排気弁１１４を開弁することにより、吸着槽１００にはパージガスおよび排気弁１１４より大気が導入され、吸着剤９０の温度が外気温に上昇したことが各温度センサ１４１〜１４３に検出された時点（Ｔ５）で脱着工程が終了する。

ここで、制御装置１５０が実行する制御処理について図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。図４ＡのＳ１１では、三方弁１２０のａポートとｂポートとを連通させるように切り替えることにより、吸着槽１００は、吸着工程に切り替わる。

なお、このときの吸着槽１００の排気弁１１４は開弁状態であるため、地下タンク１０の上部空間の圧力が吸着槽１００の給気口１０４に供給され、排気弁１１４を介して大気圧が吸着槽１００の排気口１０２に供給される。地下タンク１０の上部空間に溜まったベーパの圧力が大気圧以上であるので、排気口１０２と給気口１０４との圧力差により、地下タンク１０のベーパが吸着槽１００に供給される。

次のＳ１２では、温度センサ１４１〜１４３によって検出された吸着槽１００の温度が上昇しているか否かをチェックしており、温度上昇があれば、吸着工程が開始（図３のＴ１参照）されたものと判断することができる。

続いて、Ｓ１３に進み、冷却ユニット１７０を駆動して冷却を開始させる。尚、冷却ユニット１７０は、冷媒をコンプレッサにより圧縮して冷却する構成であるので、冷却可能状態になるのに時間がかかるため、脱着工程に入る前段階で始動させるようになっている。なお、本実施例では、冷却ユニット１７０を事前に始動することにより脱着工程時における冷却を効率よく行えるようにしているが、例えば、冷却ユニット１７０に冷却水による冷却、或いは水道水による冷却を用いたものを利用しても良い。そして、このように始動段階から冷却機能をすぐに発揮できる冷却ユニット１７０を使用した場合には、本Ｓ１３の処理をＳ１６の処理の後（脱着工程開始と同時）に行うようにしても良い。

次のＳ１４では、吸着槽１００の下層領域１００ｃから吸着反応が進行するため、下層領域１００ｃの温度センサ１４３によって検出された温度(信号)を読み込み、下層領域１００ｃの温度上昇率が予め設定された所定温度上昇率ｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ１４において、下層領域１００ｃの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、現在の状態を維持すべくＳ１４の処理を繰り返す。

下層領域１００ｃにおける吸着反応が進むことにより、下層領域１００ｃの吸着剤９０の温度が上昇するがこの温度上昇率は徐々に低下し始める。そして、Ｓ１４において、下層領域１００ｃの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも小さくなった場合（ＮＯの場合）、Ｓ１５に進む。

次のＳ１５では、吸着槽１００の中間層領域１００ｂの温度センサ１４２によって検出された温度(信号)を読み込み、前述のＳ１４の処理と同様に中間層領域１００ｂの温度上昇率が予め設定された所定温度上昇率ｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ１５において、中間層領域１００ｂの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、上記Ｓ１４に戻る。

中間層領域１００ｂにおける吸着反応が進むことにより、中間層領域１００ｂにおける吸着剤９０の温度が上昇する。そのため、Ｓ１５において、中間層領域１００ｂの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ１６に進む。

次のＳ１６では、吸着槽１００の上層領域１００ｂの温度センサ１４１によって検出された温度(信号)を読み込み、前述のＳ１４の処理と同様に上層領域１００ａの温度上昇率が予め設定された所定温度上昇率ｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ１７において、上層領域１００ａの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、上記Ｓ１４に戻る。

また、上層領域１００ａにおける吸着反応が進むことにより、上層領域１００ａにおける吸着剤９０の温度上昇率が徐々に低下し始める。そして、Ｓ１６において、上層領域１００ａの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１よりも小くなった場合（ＮＯの場合）、Ｓ１７に進み、三方弁１２０を吸着状態から脱着状態に切り替える。

このように、上記Ｓ１４〜Ｓ１６で各領域１００ａ〜１００ｃの温度上昇率が所定温度上昇率ｔ１以下になったとき(図３のＴ２参照)、吸着工程が終了したものと判断して、脱着工程に切り替える。すなわち、三方弁１２０をｂポートとｃポートとが連通されるように切り替えて脱着工程にする。

続いて、Ｓ１８に進み、排気管１１０の排気弁１１４を閉弁させ、Ｓ１９で吸引ポンプ１６０を起動させて吸着槽１００の気体を吸引(減圧)し、次のＳ２０の処理に移行する。これで、脱着工程が開始されると共に、吸引ポンプ１６０によって吸着槽１００内より吸引された脱着燃料成分が冷却ユニット１７０で冷却されて液化され、地下タンク１０に戻される。なお、このＳ１７〜Ｓ１９による脱着工程の開始は、吸着工程終了直後に圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が予め設定された所定上限圧力ＰＨＨ（上限値）未満であることを条件として行なうようにしても良い。

また、地下タンク１０に貯留されている液体燃料の量を計測するための液面センサを当該地下タンク１０に設け、この液面センサより得られる信号（液面高さや液体燃料貯蔵量）を利用して地下タンク１０内の上部空間１２の大きさ（容量）を計測し、この容量が所定量以上であることを条件として、脱着工程を開始するようにしても良い。

次のＳ２０では、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が予め設定された所定上限圧力ＰＨＨ（上限値）以上か否かをチェックする。このＳ２０において、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が所定圧力ＰＨＨ（上限値）以上である場合は、Ｓ２１に進み、吸引ポンプ１６０の運転を停止状態にする。吸引ポンプ１６０が停止された状態では、吸着槽１００からの吸引が行なわれないため、吸着も脱着も行なわない待機状態になる。

この待機状態においては、吸引ポンプ１６０が停止しているので、給油が所定回数行なわれて地下タンク１０の上部空間１２の容積が大きくなるまでは、吸引ポンプ１６０から吐出された燃料成分が上部空間１２に戻されず、上部空間１２の圧力上昇を抑制することができ、ベーパが通気管６０の安全弁７０を介して大気中に放出されることを防止できる。

続いて、Ｓ２２に進み、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が予め設定された所定下限圧力ＰＬ（下限値）未満か否かをチェックする。計量機４０により給油が行なわれることで地下タンク１０の液面が低下して上部空間１２の容積が増大し、これにより、圧力低下が生じる。そして、圧力センサ６２により検出された圧力が予め設定された所定下限圧力ＰＬ（下限値）未満に低下すると、脱着工程を開始して問題ないものと判定し（脱着工程開始判定手段）、Ｓ２２において、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が予め設定された所定下限圧力ＰＬ（中間値）未満に低下した時点でＳ２３に進み、吸引ポンプ１６０の運転を開始し、吸着槽１００における脱着処理を行なう。このとき、地下タンク１０の上部空間１２の容積が十分あるので、吸引ポンプ１６０から吐出された燃料成分が地下タンク１０に導入されても、それにより生ずる上部空間１２内の圧力上昇は低く抑えられるため、上部空間１２内の圧力が所定圧力ＰＨＨ（上限値）に達する可能性はほぼない。

また、上記Ｓ２０において、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が所定圧力ＰＨＨ（上限値）未満である場合は、上記Ｓ２１〜Ｓ２３の処理を省略して図４Ｂに示すＳ２４に進む。

次のＳ２４では、吸着槽１００の上層領域１００ａの温度センサ１４１によって検出された温度(信号)を読み込み、上層領域１００ａの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ２４において、上層領域１００ａの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２０に戻り、Ｓ２０以降の処理を行なう。

上層領域１００ａにおける脱着分離が進むことにより、上層領域１００ａにおける吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ２４において、上層領域１００ａの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ２５に進む。

次のＳ２５では、吸着槽１００の中間層領域１００ｂの温度センサ１４２によって検出された温度(信号)を読み込み、中間層領域１００ｂの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ２５において、中間層領域１００ｂの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、上記Ｓ２０に戻る。そして、Ｓ２０以降の処理を行なう。

また、中間層領域１００ｂにおける脱着分離が進むことにより、中間層領域１００ｂにおける吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ２５において、中間層領域１００ｂの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ２６に進む。

次のＳ２６では、吸着槽１００の下層領域１００ｃの温度センサ１４３によって検出された温度(信号)を読み込み、下層領域１００ｃの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ１よりも大であるか否かをチェックする。このＳ２６において、下層領域１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２０に戻り、Ｓ２０以降の処理を行なう。

下層領域１００ｃにおける脱着分離が進むことにより、下層領域１００ｃの吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ２６において、下層領域１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ２７に進む（図３のＴ３参照）。吸着剤９０は、真空状態での脱着分離が限界に達すると温度低下が鈍化する。

このように、上記Ｓ２４〜Ｓ２６で各領域１００ａ〜１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ１以下になったとき、脱着工程（吸着槽１００内よりのベーパ（燃料成分）の脱着）の第１段階が終了したものと判断して、パージ制御（脱着工程の第２段階）を行なう。

次のＳ２７では、パージ管１１６のパージ弁１１８を開弁させてパージ制御（図３のＴ３〜Ｔ４）を開始する。これにより、圧縮機１１９によって加圧されたパージガス（圧縮された空気または窒素）が排気口１０２より吸着槽１００の内部に供給される。吸着槽１００内は、吸着剤９０から脱着された燃料成分が充満しており、排気口１０２に加圧されたパージガスが導入されると共に、吸着槽１００の上部から下部に向かう気流が発生して吸着剤９０から脱着された燃料成分がパージされる。そして、吸着槽１００からパージされた燃料成分は、吸引ポンプ１６０によって吸引された脱着ベーパが冷却ユニット１７０で冷却されて液化され、地下タンク１０に戻される。

また、吸着剤９０に吸着された燃料成分が残っている場合は、吸着槽１００の下部から導入された吸引ポンプ１６０による負圧と、吸着槽１００の上部から導入されたパージガスとの相乗効果により、燃料成分の脱着がより一層促進される。

ここで、上記Ｓ２０〜Ｓ２３の処理で実行した地下タンク上部空間容積監視処理を再度実行する。このＳ２８〜Ｓ３１の処理は、前述したＳ２０〜Ｓ２３の処理と同じであるので、その説明は省略する。

すなわち、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が所定圧力ＰＨＨ（上限値）以上である場合は、吸引ポンプ１６０の運転を停止させる。これにより、吸着槽１００をパージガスにより脱着処理を促進させた後の地下タンク１０の上部空間１２の圧力を監視して容積不足によるベーパの大気放出を防止することができる。
また、圧力センサ６２により検出された圧力Ｐ（計測値）が予め設定された所定下限圧力ＰＬ（中間値）未満に達した時点で、吸引ポンプ１６０の運転を再開し、吸着槽１００における脱着処理を行なう。

次のＳ３２では、吸着槽１００の上層領域１００ｂから燃料成分の脱着分離が進行するため、上層領域１００ｂの温度センサ１４１によって検出された温度(信号)を読み込み、上層領域１００ａの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ２よりも大であるか否かをチェックする。このＳ３２において、上層領域１００ａの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２８に戻り、Ｓ２８以降の処理を行なう。

上層領域１００ａにおける燃料成分の脱着分離が進むことにより、上層領域１００ａにおける吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ３２において、上層領域１００ａの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ３３に進む。

次のＳ３３では、吸着槽１００の中間層領域１００ｂの温度センサ１４２によって検出された温度(信号)を読み込み、中間層領域１００ｂの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ２よりも大であるか否かをチェックする。このＳ３３において、中間層領域１００ｂの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、上記Ｓ２８に戻り、Ｓ２８以降の処理を行なう。パージガスの供給による吸着槽１００における燃料成分の脱着分離が限界に達すると、吸着剤９０の温度低下がとまり、外気温に向かって温度が徐々に上昇する。

中間層領域１００ｂにおける燃料成分の脱着分離が進むことにより、中間層領域１００ｂにおける吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ３３において、中間層領域１００ｂの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ３４に進む。

次のＳ３４では、吸着槽１００の下層領域１００ｃの温度センサ１４３によって検出された温度(信号)を読み込み、下層領域１００ｃの温度低下率が予め設定された所定温度低下率Δｔ２よりも大であるか否かをチェックする。このＳ３４において、下層領域１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも大である場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２８に戻り、Ｓ２８以降の処理を行なう。

下層領域１００ｃにおける燃料成分の脱着分離が進むことにより、下層領域１００ｃの吸着剤９０の温度が低下する。そのため、Ｓ３４において、下層領域１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２よりも小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ３５に進む（図３のＴ４参照）。

このように、上記Ｓ３２〜Ｓ３４で各領域１００ａ〜１００ｃの温度低下率が所定温度低下率Δｔ２以下になったとき、脱着工程が終了したものと判断して、吸着工程に切り替える。すなわち、三方弁１２０をａポートとｂポートとが連通されるように切り替えて吸着工程にする。

次のＳ３５では、吸引ポンプ１６０の運転を停止させ、続いて、Ｓ３６では冷却ユニット１７０を停止する。Ｓ３７ではパージ弁１１８を閉止し、続いてＳ３８では排気弁１１４を開弁する。この後は、Ｓ３９で予め設定された所定時間（図２のＴ４〜Ｔ５）が経過したか否かをチェックし、この所定時間が経過する間に吸着槽１００の圧力が上昇して大気圧に戻り（図３の終了制御）、前述のＳ１１の処理に移行する。これで、吸着槽１００は、吸着剤９０の再生が完了して次回の吸着工程が開始される。

このように、制御装置１５０は、温度センサ１４１〜１４３に検出された温度上昇率に基づいて吸着工程が終了したことを判断し、温度センサ１４１〜１４３に検出された温度低下率に基づいて脱着工程が終了したことを判断することができるので、地下タンク１０におけるベーパの発生量に応じて吸着槽１００の吸着工程及び脱着工程の進行状況を確認して吸着工程から脱着工程への切り替えや脱着工程から吸着工程への切り替えを正確に行なうことが可能になり、ベーパ吸着・脱着工程によるベーパに含まれる燃料成分の回収効率をより高めることが可能になる。

従って、吸着槽１００における脱着精度が向上するため、吸着剤９０の吸着能力を有効に利用することが可能になり、大気中へのベーパの放出量を最小限に減らすことができる。

また、吸着工程と脱着工程を無駄なく実施することができるため、無駄なエネルギの消費を削減してベーパ回収のためのコストを安価に抑えることが可能になる。

さらに、温度センサ１４１〜１４３に検出された温度変化に基づいて脱着工程時の脱着状況をモニタすることができるので、パージガスの使用量を最小限に抑えると共に、地下タンク１０へのパージガスの流入によるタンク圧力上昇を抑えることができる。

図５はベーパ回収装置の変形例を示すシステム系統図である。尚、図５において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図５に示されるように、変形例のベーパ回収装置２００は、上記地下タンク１０に液面計２１０を設けた構成になっている。液面計２１０は、地下タンク２１０内の液面高さを測定しており、その測定値を液面表示器２２０に出力する。液面表示器２２０は、地下タンク１０の形状が楕円形であるので、液面高さと貯蔵量とが比例せず、予めメモリに格納された演算式に基づいて液面高さに対応する貯蔵量を演算して表示する。

制御装置１５０のメモリには、液面表示器２２０からの貯蔵量から地下タンク１０の上部空間容量を演算するための制御プログラムが格納されている。制御装置１５０では、液面表示器２２０からの貯蔵量が入力されると、地下タンク１０の全容量から貯蔵量を差し引いて上部空間容量を算出する（上部空間容量検出手段）。尚、上部空間容量の算出方法としては、これに限らず、例えば、液面計２１０により測定された液面高さから液面と地下タンク１０の天井内壁までの距離を求め、楕円形とされた地下タンク１０の上部内壁と液面との間に囲まれた空間の容積を演算する方法を用いることも可能である。

ここで、変形例の制御装置１５０が実行する制御処理について図６Ａ、図６Ｂを参照して説明する。尚、図６Ａ、図６Ｂにおいて、前述した図４Ａ、図４Ｂと異なる処理（Ｓ２０ａ，Ｓ２２ａ，Ｓ２８ａ，Ｓ３０ａ）についてのみ説明する。

図６ＡのＳ２０ａでは、液面計２１０により測定された液面高さＨが予め設定された所定高さＨＨ以上か否か（または上部空間容量が所定上限容量未満か否か）をチェックする。このＳ２０ａにおいて、液面計２１０により測定された液面高さＨが所定高さＨＨ以上である場合（または上部空間容量が所定上限容量未満の場合）は、Ｓ２１に進み、吸引ポンプ１６０の運転を停止状態にする。これにより、吸着槽１００からの吸引が行なわれないため、吸着も脱着も行なわない待機状態になる。

この待機状態においては、吸引ポンプ１６０から吐出された燃料成分が上部空間１２に戻されず、上部空間１２の圧力上昇を抑制することができる。

そして、Ｓ２２ａでは、液面計２１０により測定された液面高さＨが予め設定された所定下限高さＨＬ未満か否か（または上部空間容量が所定下限容量以上か否か）をチェックする。計量機４０により給油が行なわれることで地下タンク１０の液面が低下して上部空間１２の容積が増大する。そして、液面計２１０により測定された液面高さＨが予め設定された所定下限高さＨＬ未満に低下する（または上部空間容量が所定下限容量以上となる）と、脱着工程を開始して問題ないものと判定し（脱着工程開始判定手段）、Ｓ２２ａにおいて、液面計２１０により測定された液面高さＨが予め設定された所定下限高さＨＬ未満に低下した時点（または上部空間容量が所定下限容量以上になった時点）でＳ２３に進み、吸引ポンプ１６０の運転を開始し、吸着槽１００における脱着処理を行なう。

また、図６ＢのＳ２８ａ〜Ｓ３０ａは、上記図６ＡのＳ２０ａ〜Ｓ２２ａと同じ処理を行なうため、その説明は省略する。

このように、本変形例では、液面計２１０により測定された液面高さＨが所定高さＨＨ以上である場合（または上部空間容量が所定上限容量未満の場合）は、吸引ポンプ１６０の運転を停止し、液面計２１０により測定された液面高さＨが予め設定された所定下限高さＨＬ未満に低下した場合（または上部空間容量が所定下限容量以上になった場合）、吸引ポンプ１６０の運転を再開することにより、地下タンク１０内の液面高さＨ（または上部空間容量）に基づき脱着工程の停止、または脱着工程の再開を行なうことができる。

尚、上記実施例では、地下タンクに油液を荷卸しされる構成を一例として挙げたが、これに限らず、地上に設置されたタンクで発生したベーパを回収する場合にも適用することができるのは勿論である。

上記実施例では、通気管６０のベーパ回収管８０が分岐される位置の圧力を検出するように圧力センサ６２を設けたが、これに限らず、地下タンク１０の上部空間１２の圧力を検出することができれば良いので、地下タンク１０の上部に圧力センサを設けても良いし、あるいは地下タンク１０に連通されたベーパ回収管８０に圧力センサを設ける構成としても良いのは勿論である。

また、上記図４Ａ、図４Ｂ及び図６Ａ、図６Ｂに示す制御処理では、吸引ポンプ１６０を停止させて脱着工程を停止状態にする制御方法について説明したが、これに限らず、例えば、還流管１３０に設けた電磁弁を設け、この電磁弁を閉弁させることにより、地下タンク１０の圧力上昇を防止する方法を用いても良いし、あるいは弁の開弁により吸引ポンプ１６０の吸引口と吐出口とを連通して地下タンク１０の圧力上昇を防止する方法を用いても良い。

本発明によるベーパ回収装置の一実施例を示すシステム系統図である。 圧力センサ６２により測定されたタンク上部空間の圧力変化を示すグラフである。 温度センサ１４１〜１４３により測定された吸着工程、脱着工程の温度変化を示すグラフである。 制御装置１５０が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。 図４Ａに示す処理に続いて制御装置１５０が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明によるベーパ回収装置の変形例を示すシステム系統図である。 制御装置１５０が実行する制御処理の変形例を説明するためのフローチャートである。 図５Ａに示す処理に続いて制御装置１５０が実行する制御処理の変形例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 地下タンク
２０,２００ ベーパ回収装置
３０ 荷卸し管
３１ タンクローリ車
３４ 注油口
４０ 計量機
５０ 給液管
６０ 通気管
６２ 圧力センサ
７０ 安全弁
８０ ベーパ回収管
９０ 吸着剤
１００ 吸着槽
１００ａ 上層領域
１００ｂ 中間層領域
１００ｃ 下層領域
１０２ 排気口
１０４ 給気口
１１０ 排気管
１１４ 排気弁
１１６ パージ管
１４１〜１４３ 温度センサ
１５０ 制御装置
１１８ パージ弁
１１９ 圧縮機
１２０ 三方弁
１３０ 還流管
１６０ 吸引ポンプ
１７０ 冷却ユニット
２１０ 液面計

Claims (4)

1. 液体燃料が荷卸しされるタンクと、
   前記液体燃料から蒸発したベーパを吸着するための吸着剤が充填された吸着槽と、
   前記タンク内で発生したベーパを前記吸着槽に供給して前記ベーパに含まれる燃料成分を前記吸着剤に吸着させる吸着工程を行うベーパ回収手段と、
   該吸着槽内と連通し、前記吸着槽で前記ベーパに含まれる燃料成分を除去された気体を当該吸着槽外に排出する気体排出手段と、
   前記吸着槽内と連通し、前記吸着剤から前記燃料成分を脱着する脱着工程を行う脱着手段と、
   該脱着手段により脱着された燃料成分を前記タンクに還流させる還流手段とを備えたベーパ回収装置において、
   前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分であるか否かを監視する上部空間容積監視処理手段と、
   前記上部空間容積監視処理手段の監視により脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分である場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分でない場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とするベーパ回収装置。
2. 前記上部空間容積監視処理手段は、前記タンク上部空間の圧力を検出する圧力検出手段からなり、
   前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧力が予め設定された圧力未満になった場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記圧力検出手段により検出された圧力が予め設定された設定圧力以上になった場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させることを特徴とする請求項１記載のベーパ回収装置。
3. 前記上部空間容積監視処理手段は、前記タンク内の上部空間の容量を検出する上部空間容量検出手段からなり、
   前記制御手段は、前記上部空間容量検出手段により検出された上部空間容量が予め設定された所定量未満になった場合、前記脱着手段による脱着工程を開始し、前記脱着手段による脱着工程が行われている際に前記上部空間容量検出手段により検出された上部空間容量が予め設定された所定量以上になった場合、前記脱着手段による脱着工程を停止させることを特徴とする請求項１記載のベーパ回収装置。
4. 前記脱着手段は、前記吸着槽内の気体を吸引する吸引ポンプからなり、
   前記制御手段は、前記上部空間容積監視処理手段の監視により前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分である場合に、前記吸引ポンプを起動させて前記吸引ポンプにより前記吸着槽内から吸引した気体を前記還流手段を介して前記タンクへ還流させ、前記脱着工程を行うためのタンク上部空間容積が十分でない場合に、前記吸引ポンプを停止させて前記脱着工程を停止させることを特徴とする請求項１に記載のベーパ回収装置。

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