JP6525754B2 - 液化天然ガス充填方法および装置 - Google Patents
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
本出願人は、液化ガス燃料の充填方法に関する先行技術として、下記の特許文献2を把握している。
本出願人は、上記のようなLNG車両に関する先行技術として、下記の非特許文献1を把握している。
本出願人は、LNG車両用の燃料容器に関する先行技術として、下記の非特許文献2を把握している。
[要約]
[課題]タンクローリーからの液化天然ガスの充填に際して発生するボイルオフガスをタンクローリー内の昇圧に利用してボイルオフガスの処理において発生する制約を緩和する、あるいは、大気中への放散量を減少する。
[解決手段]第1の貯蔵タンク1の上部から排出されるボイルオフガスを第4の配管18の一部から第1のタンクローリー用配管21および第1の液化天然ガス充填配管2の一部を通じてタンクローリーTLの底部側に供給し、第1の貯蔵タンク1内の圧力を減少するとともに、タンクローリーTL内の圧力を増加する。その後、第1の貯蔵タンク1からタンクローリーTLへのボイルオフガスの供給を停止し、ローリー用加圧器29によりタンクローリーTL内の圧力を設定圧力まで昇圧し、第1の液化天然ガス充填配管2を通じてタンクローリーTL内の液化天然ガスを第1の貯蔵タンク1に充填供給する。
[要約]
[課題]液化ガス燃料が規定流量以上に流出することを防ぐ過流防止弁が作動しているか否かを、運転者が運転中に確認することができる液化ガス燃料の充填システムと、その充填方法を提供する。
[解決手段]メインタンク4内のDMEの気相Gaの充填先圧力Paと、サブタンク5(貯槽31)内のDMEの気相Gb(Gs)の充填元圧力Pb(Ps)との差圧ΔPが、予め定めた差圧判定値Pn以上の場合に、過流防止弁17が流通路12を遮断したと判断し、過流防止弁17が流通路12を遮断し、警告灯42(57)を点灯させるCU41(56)を備える。
第2項 液化天然ガス自動車(LNG自動車)の技術動向と最新事例
はじめに
1.液化天然ガス自動車(LNG自動車)の技術動向
2.液化天然ガス自動車(LNG自動車)の最新事例
2.1 LNG供給装置の課題
2.1.1 燃料供給装置
2.1.2 LNG濃縮(ウェザリング)対策
2.1.3 ガス漏洩検知対策
2.2 新たなLNG燃料供給装置の検討
2.1.1 外部加圧方式
2.3 大型LNGトラック技術開発
2.3.1 開発目標
2.3.2 開発した大型LNGトラックの実走行試験
2.3.3 チャレンジ公道走行試験の実施
2.4 大型LNGトラックの改善に向けた今後の課題
本発明は、上記の課題を解決するためつぎの目的をもってなされたものである。
液化天然ガス車両の燃料タンクに対して液化天然ガスを充填するときに、充填の終点を正確かつ容易に検知できる液化天然ガス充填方法および装置を提供する。
車両に搭載されて上記車両用の燃料として液化天然ガスを貯留するタンクに対し、液化天然ガスの供給源から上記液化天然ガスを供給する供給ステップと、
上記供給ステップの開始により、初期状態より上昇する上記タンクの内圧が変化する所定のタイミングで上記供給ステップにおける液化天然ガスの供給を停止する停止ステップとを備え、
上記タンクが、上記供給ステップによって上記液化天然ガスが充填される充填室と、連通路つきの隔壁で上記充填室と仕切られた予備室とを備えたものであり、
上記所定のタイミングが、0.3〜0.4MPa程度で推移していた上記充填室内の圧力が、さらに上昇したのち平衡に達した時点である。
上記初期状態は、上記タンク内が内圧0.6MPa以下の低圧状態かつ温度−120℃以下の低温状態である。
上記供給ステップを開始する前に、上記タンク内のガスを抜くことにより上記タンク内を上記低圧状態とする。
上記供給ステップを開始する前に、上記タンク内に液化天然ガスを導入することにより上記タンク内を上記低温状態とする。
車両に搭載されて上記車両用の燃料として液化天然ガスを貯留するタンクに対し、液化天然ガスの供給源から上記液化天然ガスを供給する供給手段と、
上記供給手段によって液化天然ガスの供給を開始することにより、初期状態より上昇する上記タンクの内圧が、その後変化する所定のタイミングで上記供給手段による液化天然ガスの供給を停止する停止手段とを備え、
上記タンクが、上記供給ステップによって上記液化天然ガスが充填される充填室と、連通路つきの隔壁で上記充填室と仕切られた予備室とを備えたものであり、
上記停止手段は、上記所定のタイミングを、0.3〜0.4MPa程度で推移していた上記充填室内の圧力が、さらに上昇したのち平衡に達した時点とする。
また、請求項1および5記載の発明は、上記タンクの具体的構造を特定するものである。すなわち、上記タンクが、上記供給ステップによって上記液化天然ガスが充填される充填室と、連通路つきの隔壁で上記充填室と仕切られた予備室とを備えたものである。
液化天然ガスのような燃料系の液化ガスの貯蔵では、タンクに完全にフル容量を充填してしまうと、危険性が高くなる。たとえば、外気温により液化ガスが気化して内圧が上昇し、爆発のおそれが生じてくる。燃料系のガスによる火災に繋がるおそれもある。そこで、フル充填による事故を防止するため、タンクの内部に予備室を設けたのである。
さらに、請求項1および5記載の発明は、上記所定のタイミングが、0.3〜0.4MPa程度で推移していた上記充填室内の圧力が、さらに上昇したのち平衡に達した時点である。
このようにすることにより、充填量を90%に近い値とするまで充填することができる。
図1は、本発明が適用された液化天然ガス充填装置を示す第1実施形態である。
本発明の第1実施形態の液化天然ガス充填方法は、たとえば上述した装置により実現することができる。つまり、本実施形態の液化天然ガス充填方法は、たとえば上記供給手段1で実現できる供給ステップと、たとえば上記停止手段2で実現できる停止ステップとを備えている。
本実施形態は、つぎの効果を奏する。
液化天然ガスのような燃料系の液化ガスの貯蔵では、車載タンク4に完全にフル容量を充填してしまうと、危険性が高くなる。たとえば、外気温により液化ガスが気化して内圧が上昇し、爆発のおそれが生じてくる。燃料系のガスによる火災に繋がるおそれもある。そこで、フル充填による事故を防止するため、車載タンク4の内部に予備室4Eを設けたのである。
1)第1貯留タンク11にLN2を規定量(約119kg)充填する。圧力調整弁15Aを開き、充填室13Dの内圧を1.6MPa程度まで昇圧して圧力調整弁15Aを閉じる。
2)試験に使用する第1貯留タンク11の空質量を、第2質量計22で計測する。第1貯留タンク11にLN2を規定量(約119kg)充填する。
3)車載タンク4を第1質量計21に搭載する。その状態で、第1貯留タンク11と別の容器(図示せず)からGN2およびLN2を充填室4Dに供給しながら排出弁8Aからガスを排出し、充填室4D内の冷却を実施する。このとき、第1質量計21の表示値に変化が生じないことを確認しながら冷却を実施する。つまり充填室4Dに液化天然ガスが溜まってしまわないレベルで冷却を行う。目安として、排出バルブ8Aから排出されるガス温度がおよそ−100℃程度となるまで冷却する。冷却後、充填室4D内の圧力を0.5MPaまで降下させる。
4)第1貯留タンク11から車載タンク4に液化天然ガスの供給を開始する。このときのバルブV1〜V5の開閉状態を下記の表1に示す。なお、V5は停止バルブ2Bである。5)そして、圧力検知器2Aが検知した圧力と、第1質量計21で測定した質量をプロットした。
ケース1では、充填率0体積%の車載タンク4に液化天然ガスの充填を行った。
図3は、圧力検知器2Aで測定した充填室4D内の圧力(下の線)と、第1質量計21で測定した車載タンク4の質量(上の線)をプロットした図である。
表2は、第1質量計21で測定した車載タンク4の質量を充填量に換算し、第2質量計22で測定した第1貯留タンク11の質量を供給量に換算してまとめたものである。
(1)車載タンク4は空(充填率0%)であって、充填室4Dは十分に予冷を実施しておく。
(2)V4バルブを開け、車載タンク4に液化天然ガスの供給を開始する。
(3)圧力検知器2Aでの圧力変化を見る。ここで圧力が急激に上昇し、その後、平衡に達した時点が充填の終点である。つまりこの時点で満足できる車載タンク4の充填率となる。
ケース2では、充填率を37%とした車載タンク4を準備し、ここから充填を開始する試験を実施した。つまり、車載タンク4に液化天然ガスがいくらか残っている状態から充填を開始するケースである。
図4は、圧力検知器2Aで測定した充填室4D内の圧力(下側で始まる線)と、第1質量計21で測定した車載タンク4の質量(上側で始まる線)をプロットした図である。
表3は、第1質量計21で測定した車載タンク4の質量を充填量に換算し、第2質量計22で測定した第1貯留タンク11の質量を供給量に換算してまとめたものである。
(1)車載タンク4には、液化天然ガスが残っていて、充填室4Dはすでに予冷された状態である。
(2)V4バルブを開け、車載タンク4に液化天然ガスの供給を開始する。
(3)圧力検知器2Aでの圧力変化を見る。ここで圧力が急激に上昇し、その後、平衡に達した時点が充填の終点である。つまりこの時点で満足できる車載タンク4の充填率となる。
よって圧力検知器2Aで圧力変化を検知すれば、0.3〜0.4MPa程度で推移していた充填室4D内の圧力が急激に上昇し始める時点で充填量が80〜84%に達していた。この第1の時点では充填率が90%を超えているわけではない。これを充填の終点とすることができる。また、平衡に達する第2の時点では、より90%に近い値まで充填することができる。
予備室4Eを有する車載タンク4を燃料タンクとして搭載した液化天然ガス車両において、液化天然ガスの充填の終点を検知するために、圧力検知器2Aにおける充填室4Dの圧力変化を測定する。ここで圧力が急激に上昇した時点で供給を停止すれば、車載タンク4の容量の80%以上の充填が可能となる。その後、平衡に達した時点で供給を停止すれば、さらに多く充填できる。
これにより、液化天然ガスを適切な充填量に充填することができる。つまり、車載タンク4の容量の90%以内でできるだけ多く充填することができる。
0.3〜0.4MPa程度で推移していた充填室4D内の圧力が急激に上昇したのち平衡に達した時点である。
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
2:停止手段
2A:圧力検知器
2B:停止バルブ
3:車両
4:車載タンク
4A:内槽
4B:外槽
4C:真空断熱層
4D:充填室
4E:予備室
4F:連通路
4G:隔壁
5:エンジンユニット
6:蒸発器
7:供給路
8:ガス排出路
8A:排出バルブ
11:第1貯留タンク
11A:内槽
11B:外槽
11C:真空断熱層
11D:充填室
12:加圧ユニット
13:第2貯留タンク
13A:内槽
13B:外槽
13C:真空断熱層
13D:充填室
14:蒸発器
15:加圧路
15A:圧力調整弁
15B:蒸発器
16:ガス移送路
16A:圧力計
16B:圧力調整弁
17:取出路
21:第1質量計
22:第2質量計
Claims (5)
- 車両に搭載されて上記車両用の燃料として液化天然ガスを貯留するタンクに対し、液化天然ガスの供給源から上記液化天然ガスを供給する供給ステップと、
上記供給ステップの開始により、初期状態より上昇する上記タンクの内圧が変化する所定のタイミングで上記供給ステップにおける液化天然ガスの供給を停止する停止ステップとを備え、
上記タンクが、上記供給ステップによって上記液化天然ガスが充填される充填室と、連通路つきの隔壁で上記充填室と仕切られた予備室とを備えたものであり、
上記所定のタイミングが、0.3〜0.4MPa程度で推移していた上記充填室内の圧力が、さらに上昇したのち平衡に達した時点である
ことを特徴とする液化天然ガス充填方法。 - 上記初期状態は、上記タンク内が内圧0.6MPa以下の低圧状態かつ温度−120℃以下の低温状態である
請求項1記載の液化天然ガス充填方法。 - 上記供給ステップを開始する前に、上記タンク内のガスを抜くことにより上記タンク内を上記低圧状態とする
請求項2記載の液化天然ガス充填方法。 - 上記供給ステップを開始する前に、上記タンク内に液化天然ガスを導入することにより上記タンク内を上記低温状態とする
請求項2または3記載の液化天然ガス充填方法。 - 車両に搭載されて上記車両用の燃料として液化天然ガスを貯留するタンクに対し、液化天然ガスの供給源から上記液化天然ガスを供給する供給手段と、
上記供給手段によって液化天然ガスの供給を開始することにより、初期状態より上昇する上記タンクの内圧が、その後変化する所定のタイミングで上記供給手段による液化天然ガスの供給を停止する停止手段とを備え、
上記タンクが、上記供給ステップによって上記液化天然ガスが充填される充填室と、連通路つきの隔壁で上記充填室と仕切られた予備室とを備えたものであり、
上記停止手段は、上記所定のタイミングを、0.3〜0.4MPa程度で推移していた上記充填室内の圧力が、さらに上昇したのち平衡に達した時点とする
ことを特徴とする液化天然ガス充填装置。
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