JP7014216B2 - ベーパ回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、タンクローリから地下タンクに燃料油を荷卸しする際等に、地下タンク内に滞留する燃料油ベーパ（気化した燃料油）を自動的に回収するベーパ回収装置に関する。

一般的にガソリン等の燃料油の揮発性は高いため、従来、給油所に埋設された地下タンクにタンクローリから燃料油を荷卸しする際に、地下タンク内の上部空間に滞留する炭化水素の燃料油ベーパは、地下タンクに接続された通気管を介して大気に放出されていた。そのため資源が無駄になるだけではなく、大気中に放出された燃料油ベーパにより環境汚染を引き起こし、また、大気中に放出された燃料油ベーパの引火により火災のおそれがあるという問題があった。

そこで、本出願人は、特許文献１において、地下タンクに一端が接続された通気管から分岐する分岐部に、地下タンクの内部の燃料油ベーパを吸引回収する圧縮ポンプと、圧縮ポンプの下流側に燃料油ベーパを凝縮する吸脱着塔とを備え、分岐部が開状態となった場合に圧縮ポンプを起動することで、回転センサが不要で、設備投資にかかるコストを抑制しながら燃料油ベーパを自動的に回収するベーパ回収装置を提案した。

この発明は有効であり、このベーパ回収装置は、荷卸し時に燃料油ベーパを吸引している圧縮ポンプの基準動作時の圧力の上昇・下降の確認を圧力センサにて行う機能も備える。

特開２０１６－７８８９３号公報

上記特許文献１に記載の発明等では、図９（ａ）に示すように、設置空間の都合上、圧縮ポンプの下流側に接続される配管３５が応力集中が生ずるような急な曲がり部３５ａ、３５ｂを有する。また、図１０及び図１１に示すように、上方のハウジング本体４２にスペーサ３９及びボルト４０によって第２ブラケット３７が固定され、図９（ｂ）及び図１０に示すように、第２ブラケット３７に接続された第１ブラケット３６によって、圧縮ポンプに接続される配管３５と、凝縮器に接続される配管３４が固定される。配管３５の配管接続部３５ｃは、第１ブラケット３６の下面にＵボルト３６ａで固定される。

しかし、上記配管保持構造によれば、図１１に示すように、スペーサ３９の下端部３９ａがハウジング本体４２の下面から突出しているため、第２ブラケット３７とハウジング本体４２とは点接触している。そのため、圧縮ポンプに接続された配管３５が圧縮ポンプの振動を受けると第２ブラケット３７が振動し易く、これによって第２ブラケット３７と第１ブラケット３６の接続部３８が振動することで、配管３５の急な曲がり部３５ａ、３５ｂ等の弱い配管部分が破損してベーパが流出するおそれがあった。

また、圧縮ポンプが作動している際に、配管３５等の内部の圧力低下を検知するには、燃料油ベーパが配管から外部に流出する空間がある程度必要で、上記配管接続部３５ｃのわずかな緩みや配管３５の曲がり部３５ａ、３５ｂ等の破損では上記検知機能が作動しないので、緩みや破損箇所より燃料油ベーパが漏洩して発火するおそれを否定できない。

本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、ベーパ回収装置の配管部分の破損を防止すると共に、配管接続部のわずかな緩みや配管部分の破損を監視し、燃料油ベーパの漏洩による発火を防止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、地下タンクに一端が接続された通気管から分岐する分岐管に設けられ、前記分岐管より前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを吸引する圧縮ポンプと、該圧縮ポンプの下流側に配管を介して接続され前記燃料油ベーパを凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から供給される燃料油ベーパの吸脱着を行う吸脱着塔とを備えるベーパ回収装置において、前記配管を固定する第１ブラケットと、該第１ブラケットに接続される第２ブラケットとを設け、該第２ブラケットの一面にスペーサの頭を受けるための凹部を形成し、該スペーサの頭が前記第２ブラケットの凹部に収容された状態で、該スペーサ及びボルトによって、前記第２ブラケットの一面をハウジング本体に面接触させた状態で固定することを特徴とする。

本発明によれば、第２ブラケットをハウジング本体に面接触させたため、圧縮ポンプから配管へ伝わる振動を緩和し、配管部分の損傷を防止することができる。

上記ベーパ回収装置において、前記地下タンクに燃料油が荷卸しされた後に、前記配管内の圧力の上昇又は低下を確認する気密検査機構を備えることで、配管のわずかな緩みや配管部分の破損を検知することができる。

また、前記吸脱着塔の脱着終了後に、前記配管内の圧力の上昇又は低下を確認する気密検査機構を備えることで、圧縮ポンプが動作する度に配管の状態を確認できて安全である。

以上のように、本発明によれば、ベーパ回収装置の配管部分の破損を防止すると共に、配管接続部のわずかな緩みや配管部分の破損を監視し、燃料油ベーパの漏洩による発火を防止することができる。

本発明に係るベーパ回収装置の一実施の形態を示す概略図であって、吸着処理の経路を強調して表す図である。 本発明に係るベーパ回収装置の圧縮ポンプと凝縮器の間の配管を示す概略斜視図である。 本発明に係るベーパ回収装置の圧縮ポンプと凝縮器の間の配管保持構造を示す概略図である。 図３のＡ部拡大図である。 本発明に係るベーパ回収装置の一実施の形態を示す概略図であって、脱着処理の経路を強調して表す図である。 本発明に係るベーパ回収装置の一実施の形態を示す概略図であって、脱着処理の他の経路を強調して表す図である。 本発明に係るベーパ回収装置の気密検査動作の全体の流れを説明するためのフローチャートである。 本発明に係るベーパ回収装置の気密検査処理を説明するためのフローチャートである。 従来のベーパ回収装置の圧縮ポンプと凝縮器の間の配管を示す概略斜視図である。 本発明に係るベーパ回収装置の圧縮ポンプと凝縮器の間の配管保持構造を示す概略図である。 図１０のＢ部拡大図である。

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は、本発明に係るベーパ回収装置の一実施の形態を示し、このベーパ回収装置１は、地下タンク２に一端が接続された通気管３から分岐点３ａを介して分岐し、合流点３ｂを介して通気管３へ合流する分岐管４に設けられ、地下タンク２内に滞留する燃料油ベーパとしてのガソリンベーパＶを吸引する圧縮ポンプ５と、圧縮ポンプ５からのガソリンベーパＶを凝縮させる凝縮器６と、凝縮器６の下流側に並列に接続され、凝縮器６から供給される残余ベーパＲの吸脱着を行う吸脱着塔７、８等で構成される。

通気管３の分岐点３ａと合流点３ｂとの間には、通気弁１０が設けられ、通気管３の上端には通気口３ｃが設けられる。通気弁１０は、所定圧力（異常圧力）以上にならないと弁開しないため、通常地下タンク２からのガソリンベーパＶは分岐点３ａより分岐管４へ流れる。

圧縮ポンプ５は、ガソリンＧの荷卸し開始時に手動又は自動で起動し、荷卸し終了時に手動又は自動で停止するように構成される。圧縮ポンプ５は、分岐管４を介してガソリンベーパＶを吸引回収すると共に、吸引回収されたガソリンベーパＶを後述する凝縮器６に吐出する。圧縮ポンプ５の下流側には、後述する気密検査のため、圧縮ポンプの下流側の配管内の圧力を計測する圧力センサ３１が配置される。

凝縮器６は、ガソリンベーパＶを凝縮させるために設けられ、ガソリンベーパＶは、液化した液化ガソリンＬと、液化されずにガソリン蒸気の状態のままとなる残余ベーパＲとに分かれる。ガソリンベーパＶを液化する際には、例えば、外部からの冷却手段を使用したり、ガソリン自体を内部に循環させる。

また、凝縮器６の下流側には液戻し弁６ａが設けられる。液戻し弁６ａを開くことにより凝縮器６による液化ガソリンＬを地下タンク２へと案内し、一方、液戻し弁６ａを閉じることにより凝縮器６からの分離による残余ベーパＲを吸脱着塔７、８に案内する。

吸脱着塔７、８は、凝縮器６から供給される、ガソリン成分とエア成分とからなる残余ベーパＲからガソリン成分のみを吸着し、残りのエア成分をガソリン成分から分離する吸着機能と、吸着したガソリン成分を脱着する脱着機能とを有する。エア成分は、通気管３の通気口３ｃを介して外部へ放出される。吸着機能と脱着機能を切り替えるため、吸脱着塔７、８の配管上には、複数の二方弁１１（１１ａ～１１ｇ）が配置される。

制御装置１３は、圧縮ポンプ５の起動停止と、液戻し弁６ａ及び二方弁１１の開閉等を制御するために設けられる。

タンクローリ２０は、少なくとも１本の荷卸しホース２０ａを備え、注油口ボックス２１には地下タンク２に接続された少なくとも１本の遠方注入管２２が設けられる。タンクローリ２０に積載されたガソリンＧは、荷卸しホース２０ａ及び遠方注入管２２を介して地下タンク２内に注ぎ込まれ貯留される。

地下タンク２には一対の継手２３（２３Ａ、２３Ｂ）が設けられ、右側継手２３Ａには注油口ボックス２１から地下タンク２へ延びる遠方注入管２２が配され、左側継手２３Ｂには上述した通気管３が地下タンク２に連結されて地上に延びるように配設される。

次に、圧縮ポンプ５と凝縮器６の間の配管保持構造について、図２～図４を参照しながら説明する。

図２（ａ）に示すように、圧縮ポンプ５の下流側に接続される配管１５に応力集中するような曲がりが急な箇所をなくし、比較的曲げ角度の緩い形状としている。また、図２（ｂ）に示すように、第２ブラケット１７の上面にスペーサ１８の頭を受けるための凹部１７ａを形成し、図３及び図４に示すように、スペーサ１８及びボルト１９によって、スペーサ１８の頭が第２ブラケット１７の凹部１７ａに収容された状態で、第２ブラケット１７がハウジング本体４２に固定される。これによって、第２ブラケット１７の上面とハウジング本体４２の下面とが面接触し、第２ブラケット１７がハウジング本体４２に強固に固定される。図３に示すように、第２ブラケット１７に接続された第１ブラケット１６によって、圧縮ポンプに接続された配管１５と、凝縮器に接続される配管１４が固定される。

次に、上記構成を有するベーパ回収装置１の動作について図面を参照しながら説明する。

図１において、タンクローリ２０からガソリンＧの荷卸しが開始されると、制御装置１３によって二方弁１１ａ、１１ｂ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇが開かれ、圧縮ポンプ５が起動する。

これにより、地下タンク２に滞留するガソリンベーパＶが分岐管４に流入し、流入したガソリンベーパＶが凝縮器６において凝縮され、液化した液化ガソリンＬが液戻し弁６ａ及び遠方注入管２２を介して地下タンク２へ戻される。

一方、凝縮器６において液化しなかった残余ベーパＲは、吸脱着塔７、８に導入され、残余ベーパＲに含まれるガソリン成分が吸着される。そして、残余ベーパＲから分離されたエア成分が通気管３の合流点３ｂを介して通気管３へ戻り、通気口３ｃを介して大気に放出される。

次に、上述のようにして吸脱着塔７、８に吸着されたガソリン成分を脱着する動作について図５及び図６を参照しながら説明する。

タンクローリ２０からガソリンの荷卸しが終了すると、図５に示すように、制御装置１３により、二方弁１１ａ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｇが開かれ、二方弁１１ｂ、１１ｃ、１１ｆが閉じられ、逆止弁１２ｂから吸脱着塔８へエアが導入される。これにより、吸脱着塔８からガソリン成分の脱着が行われる。

この吸脱着塔８から脱着されたガソリン成分は、エアと共に圧縮ポンプ５を介して凝縮器６へ戻され、凝縮器６において凝縮されて液化した液化ガソリンＬが液戻し弁６ａ及び遠方注入管２２を介して地下タンク２へ戻される。一方、エアは通気管３の合流点３ｂを介して通気管３へ戻り、通気口３ｃを介して大気に放出される。

上記吸脱着塔８の脱着動作を数分間行った後、図６に示すように、制御装置１３により、二方弁１１ａ、１１ｄ、１１ｅを閉じ、二方弁１１ｂ、１１ｃ、１１ｆ、１１ｇを開き、逆止弁１２ａから吸脱着塔７へエアを導入し、上述と同様の要領で吸脱着塔７の脱着動作を数分間行う。このようにして脱着対象となる吸脱着塔７、８を切り替えながら脱着動作を行う。

上記吸脱着動作のために圧縮ポンプ５を駆動すると、上述のように、圧縮ポンプ５の下流側に接続された配管１５（図２及び図３参照）が圧縮ポンプ５の振動を受ける。しかし第２ブラケット１７の上面とハウジング本体４２の下面とが面接触し、第２ブラケット１７がハウジング本体４２に強固に固定されているため、圧縮ポンプ５から配管１５へ伝わる振動を緩和し、配管１５の損傷や外れを防止する。また、本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、圧縮ポンプ５の下流側に接続される配管１５に応力集中するような曲がりが急な箇所をなくし、比較的曲げ角度の緩い形状とすることで配管１５の破損防止効果を高めている。

さらに、従来の圧縮ポンプ５が作動している際に圧力低下を検知する気密検査では、配管１５等から燃料油ベーパが外部に流出する空間がある程度必要で、配管接続部１５等のわずかな緩みや破損では正確な気密検査ができなかったが、本実施の形態では、後述するように、圧縮ポンプ５を停止させた状態で圧力センサ３１を介して気密検査を行うことで配管１５等の状況を正確に把握できる。

このベーパ回収装置１の気密検査動作について、図７に示すフローチャートに沿って、図１、図５及び図６を参照しながら説明する。尚、図７のルートが分岐するステップにおいては、下方向がＹｅｓ、横方向がＮｏに対応する。

図７のステップＳ１において、タンクローリ２０からガソリンＧの荷卸しが開始されると、上述のように、圧縮ポンプ５を起動し、荷卸しが終了するまでベーパＶ、Ｒの吸着処理が行われる（ステップＳ２）。ステップＳ３において、荷卸しが終了すると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、圧力センサ３１を介して吸着処理に使用した配管の気密検査処理を行う（ステップＳ４）。尚、気密検査処理の詳細については後述する。

ステップＳ５において、ステップＳ４における気密検査処理が正常に終了すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステップＳ６において、脱着処理のため二方弁１１を開閉して配管の経路を切替え（ステップＳ６）、図５及び図６に示す経路で脱着処理を行い（ステップＳ７）、脱着時に使用した配管の気密検査処理を行う（ステップＳ８）。この脱着処理後の気密検査処理は、図５及び図６に示す各経路について６回ずつ、計１２回行う（ステップＳ１０における気密検査処理回数Ｎ＝ｎ１＝１２）。

ステップＳ８における全気密検査処理が正常に終了すると（ステップＳ９；Ｙｅｓ、ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、二方弁１１ａ～１１ｇを開き（ステップＳ１１）、これらの二方弁１１ａ～１１ｇを開いてからの経過時間Ｔが配管内圧力が大気圧へ戻るのに要する時間ｔ１（＝４０ｓ）に達すると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、すべての弁を閉じてベーパ回収装置１の電源を切り（ステップＳ１３）、気密検査動作を終了する。尚、ステップＳ５、Ｓ９において、気密検査処理が正常に終了しない場合には（ステップＳ５、Ｓ９；Ｎｏ）、給油所作業員にその旨を報知し（ステップＳ１４）、気密検査動作を終了する。

次に、上記気密検査処理について、図８に示すフローチャートに沿って、図１、図５、図６及び図７を参照しながら説明する。尚、図８のルートが分岐するステップにおいて、特に明示されていなければ、下方向がＹｅｓ、横方向がＮｏに対応する。

ベーパＶ、Ｒの吸着後において、二方弁１１ａ、１１ｂを閉じ（ステップＳ２１）、圧縮ポンプ５を駆動する（ステップＳ２２）。ステップＳ２３において、圧縮ポンプ５の駆動時間Ｔが、圧縮ポンプ５の下流側の配管内の圧力が３００ｋＰａになる時間ｔ２（例えば１２０ｓ）に達したか否かを判断し、圧縮ポンプ５の駆動時間Ｔがｔ２に達すると（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２４において、圧力センサ３１を介して配管内の圧力が上昇したか否かを判定する。配管内圧力Ｐがｐ１＝３００ｋＰａ以上である場合には（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、圧縮ポンプ５を停止する（ステップＳ２５）。ここで、配管内圧力Ｐが３００ｋＰａ以上にならない場合には（ステップＳ２４；Ｎｏ）、配管に破損や外れが生じており、異常と判定される。

ステップＳ２６において、圧縮ポンプ５が完全に停止するまで待機し、圧縮ポンプ５を停止した後の経過時間Ｔがｔ３（例えば１０ｓ）に達すると（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、ステップＳ２７において、圧力センサ３１によって配管内の圧力を計測するための時間を確保し、圧力センサ側時間Ｔがｔ４（例えば３０ｓ）に達すると（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、ステップＳ２８において、配管内の圧力Ｐ２が２５ｋＰａ以上低下したか否かを判定する。

ステップＳ２８において、配管内の圧力Ｐ２が２５ｋＰａ以上低下した場合には（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、異常と判定され、配管内の圧力Ｐ２が２５ｋＰａ以上低下しない場合には（ステップＳ２８；Ｎｏ）、正常と判定される。

１ ベーパ回収装置
２ 地下タンク
３ 通気管
３ａ 分岐点
３ｂ 合流点
３ｃ 通気口
４ 分岐管
５ 圧縮ポンプ
６ 凝縮器
６ａ 液戻し弁
７、８ 吸脱着塔
１０ 通気弁
１１（１１ａ～１１ｇ） 二方弁
１２（１２ａ～１２ｂ） 逆止弁
１３ 制御装置
１４、１５ 配管
１６、１７ ブラケット
１８ スペーサ
１９ ボルト
２０ タンクローリ
２０ａ 荷卸しホース
２１ 注油口ボックス
２２ 遠方注入管
２３（２３Ａ、２３Ｂ） 継手
３１ 圧力センサ
４２ ハウジング本体
Ｇ 燃料油（ガソリン）
Ｌ 液化ガソリン
Ｒ 残余ベーパ
Ｖ 燃料油ベーパ（ガソリンベーパ）

Claims (3)

1. 地下タンクに一端が接続された通気管から分岐する分岐管に設けられ、前記分岐管より前記地下タンクの内部の燃料油ベーパを吸引する圧縮ポンプと、該圧縮ポンプの下流側に配管を介して接続され前記燃料油ベーパを凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から供給される燃料油ベーパの吸脱着を行う吸脱着塔とを備えるベーパ回収装置において、
   前記配管を固定する第１ブラケットと、該第１ブラケットに接続される第２ブラケットとを設け、該第２ブラケットの一面にスペーサの頭を受けるための凹部を形成し、該スペーサの頭が前記第２ブラケットの凹部に収容された状態で、該スペーサ及びボルトによって、前記第２ブラケットの一面をハウジング本体に面接触させた状態で固定することを特徴とするベーパ回収装置。
2. 前記地下タンクに燃料油が荷卸しされた後に、前記配管内の圧力の上昇又は低下を確認する気密検査機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のベーパ回収装置。
3. 前記吸脱着塔の脱着終了後に、前記配管内の圧力の上昇又は低下を確認する気密検査機構を備え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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