JPH0749061A - 天然ガスを燃料とする自動車用の燃料供給システム - Google Patents
天然ガスを燃料とする自動車用の燃料供給システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率的で、安全であり、LNGを所定の温度
範囲、圧力範囲、及び作動状態で送出できる、燃料を損
失しない燃料供給ステーションの提供。 【構成】 燃料供給ステーションは、大量のLNGを低
温で貯蔵するための真空断熱貯蔵容器1を有する。LN
Gは、LNGの圧力及び温度をシステムの必要に従って
高くしたり低くしたりできる比較的小容積の二つの燃料
調整用タンク6、8に送出される。燃料調整用タンク
6、8内の圧力及び温度は、高圧貯蔵タンク40から高
圧天然ガス蒸気を燃料調整用タンク6、8に送出するこ
とによって高められる。温度及び圧力は、燃料調整用タ
ンク6、8から天然ガスを排出することによって及び/
又は燃料調整用タンクにLNGを送出することによって
低くされる。燃料調整用タンク6、8は、天然ガス及び
LNGを自動車に送出するため、及び天然ガスを自動車
から燃料供給ステーションへ排出するため、充填ライン
を介して自動車の燃料タンクに連結できる。
範囲、圧力範囲、及び作動状態で送出できる、燃料を損
失しない燃料供給ステーションの提供。 【構成】 燃料供給ステーションは、大量のLNGを低
温で貯蔵するための真空断熱貯蔵容器1を有する。LN
Gは、LNGの圧力及び温度をシステムの必要に従って
高くしたり低くしたりできる比較的小容積の二つの燃料
調整用タンク6、8に送出される。燃料調整用タンク
6、8内の圧力及び温度は、高圧貯蔵タンク40から高
圧天然ガス蒸気を燃料調整用タンク6、8に送出するこ
とによって高められる。温度及び圧力は、燃料調整用タ
ンク6、8から天然ガスを排出することによって及び/
又は燃料調整用タンクにLNGを送出することによって
低くされる。燃料調整用タンク6、8は、天然ガス及び
LNGを自動車に送出するため、及び天然ガスを自動車
から燃料供給ステーションへ排出するため、充填ライン
を介して自動車の燃料タンクに連結できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、全体として、液化天然
ガス(LNG)送出システムに関し、更に詳細には、天
然ガスを燃料とする自動車で使用するのに特に適した、
燃料を損失しない燃料供給ステーションに関する。
ガス(LNG)送出システムに関し、更に詳細には、天
然ガスを燃料とする自動車で使用するのに特に適した、
燃料を損失しない燃料供給ステーションに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、外国からの燃料油に代わる安価で
信頼性のある国内エネルギを見出し、開発するために多
大の努力が払われてきた。このような代替物の一つが天
然ガスであり、天然ガスは、国内で得られ、大量にあ
り、比較的安価であり、且つ石油と比べて環境に対して
安全である。燃料油の最も大きな用途の一つが自動車用
燃料としての用途であるため、天然ガスを使用する自動
車用燃料システムに長足の進歩がなされてきた。
信頼性のある国内エネルギを見出し、開発するために多
大の努力が払われてきた。このような代替物の一つが天
然ガスであり、天然ガスは、国内で得られ、大量にあ
り、比較的安価であり、且つ石油と比べて環境に対して
安全である。燃料油の最も大きな用途の一つが自動車用
燃料としての用途であるため、天然ガスを使用する自動
車用燃料システムに長足の進歩がなされてきた。
【0003】1つの可能性が、ディーゼル燃料とLNG
の混合比が60/40の燃料で作動する混焼改造ディー
ゼルエンジンである。このエンジンはディーゼル燃料の
消費を大きく減少するけれども、LNGの通常の貯蔵圧
力の約六倍である約21.09kg/cm2(約300psi)
の圧力でLNGをエンジンに送出する必要がある。天然
ガスを燃料とする他のエンジンは、LNGを3.515
kg/cm2(50psi)未満から35.15kg/cm2(500p
si)を越える範囲の圧力で送出することを必要がある。
更に、燃料が充填された自動車は、高圧で一杯の状態か
ら完全に空で低圧の状態までの種々の状態又はその組み
合わせをとる。従って、LNGを種々の燃料タンク状態
の自動車に送出できるLNG燃料供給ステーションが望
まれている。
の混合比が60/40の燃料で作動する混焼改造ディー
ゼルエンジンである。このエンジンはディーゼル燃料の
消費を大きく減少するけれども、LNGの通常の貯蔵圧
力の約六倍である約21.09kg/cm2(約300psi)
の圧力でLNGをエンジンに送出する必要がある。天然
ガスを燃料とする他のエンジンは、LNGを3.515
kg/cm2(50psi)未満から35.15kg/cm2(500p
si)を越える範囲の圧力で送出することを必要がある。
更に、燃料が充填された自動車は、高圧で一杯の状態か
ら完全に空で低圧の状態までの種々の状態又はその組み
合わせをとる。従って、LNGを種々の燃料タンク状態
の自動車に送出できるLNG燃料供給ステーションが望
まれている。
【0004】問題を複雑にする別の要因は、LNGが、
温度及び圧力の変化の影響を非常に受けやすい極めて揮
発性の高い物質であるということである。そのため、燃
料供給ステーションは、圧力及び温度の変動、及び極低
温システムで不可避的に起こる熱による液体状態と気体
状態との間の変化に適応できなければならない。最適に
は、燃料供給ステーションはLNGを大気中に排出する
ことなくこれらの状態に適合できなければならない。こ
れは、LNGを排出することは不経済であり潜在的に危
険であるためである。このような燃料供給ステーション
は、米国特許第5,121,609 号に開示されている。
温度及び圧力の変化の影響を非常に受けやすい極めて揮
発性の高い物質であるということである。そのため、燃
料供給ステーションは、圧力及び温度の変動、及び極低
温システムで不可避的に起こる熱による液体状態と気体
状態との間の変化に適応できなければならない。最適に
は、燃料供給ステーションはLNGを大気中に排出する
ことなくこれらの状態に適合できなければならない。こ
れは、LNGを排出することは不経済であり潜在的に危
険であるためである。このような燃料供給ステーション
は、米国特許第5,121,609 号に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、効
率的で、安全であり、LNGを所定の温度範囲、圧力範
囲、及び作動状態で送出できる、燃料を損失しない燃料
供給ステーションを提供することを目的とする。
率的で、安全であり、LNGを所定の温度範囲、圧力範
囲、及び作動状態で送出できる、燃料を損失しない燃料
供給ステーションを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料供給ステー
ションは、大量のLNGを低圧で貯蔵するための真空断
熱貯蔵容器を有する。LNGは、LNGの圧力及び温度
をシステムの必要に従って高くしたり低くしたりできる
比較的小容積の二つの燃料調整用タンクのうちの一方に
送出される。燃料調整用タンク内の圧力及び温度は、高
圧貯蔵タンクから高圧天然ガス蒸気を燃料調整用タンク
に送出することによって高められる。温度及び圧力は、
燃料調整用タンクから天然ガスを排出することによって
及び/又は燃料調整用タンクにLNGを送出することに
よって低くされる。燃料調整用タンクは、天然ガス及び
LNGを自動車に送出するため、及び天然ガスを自動車
から燃料供給ステーションへ排出するため、充填ライン
を介して自動車の燃料タンクに解放自在に連結できる。
ションは、大量のLNGを低圧で貯蔵するための真空断
熱貯蔵容器を有する。LNGは、LNGの圧力及び温度
をシステムの必要に従って高くしたり低くしたりできる
比較的小容積の二つの燃料調整用タンクのうちの一方に
送出される。燃料調整用タンク内の圧力及び温度は、高
圧貯蔵タンクから高圧天然ガス蒸気を燃料調整用タンク
に送出することによって高められる。温度及び圧力は、
燃料調整用タンクから天然ガスを排出することによって
及び/又は燃料調整用タンクにLNGを送出することに
よって低くされる。燃料調整用タンクは、天然ガス及び
LNGを自動車に送出するため、及び天然ガスを自動車
から燃料供給ステーションへ排出するため、充填ライン
を介して自動車の燃料タンクに解放自在に連結できる。
【0007】
【実施例】添付図面を参照すると、本発明の燃料ステー
ションは、比較的大量のLNG2の在庫を保持するため
の貯蔵容器1を有する。貯蔵容器1は、好ましくは、二
重壁真空断熱タンクである。容器1は断熱されているけ
れども、LNG2と周囲環境との間で幾らかの熱伝達が
起こる。その結果、容器1内のLNGの幾らかが気化
し、容器1内にガスヘッド4を形成し、これが容器1内
のLNGを比較的低い圧力、例えば3.515kg/cm
2(50psi)にまで加圧する。
ションは、比較的大量のLNG2の在庫を保持するため
の貯蔵容器1を有する。貯蔵容器1は、好ましくは、二
重壁真空断熱タンクである。容器1は断熱されているけ
れども、LNG2と周囲環境との間で幾らかの熱伝達が
起こる。その結果、容器1内のLNGの幾らかが気化
し、容器1内にガスヘッド4を形成し、これが容器1内
のLNGを比較的低い圧力、例えば3.515kg/cm
2(50psi)にまで加圧する。
【0008】本システムは、容積が比較的小さい一対の
圧力を上昇させて燃料を調整するための燃料調整用タン
ク6及び8を更に有する。燃料調整用タンク6及び8の
各々は、所定量のLNG9及び天然ガス蒸気ヘッド11
を保持している。燃料調整用タンク6及び8は、LNG
使用ライン12及び14の夫々を介して送出ライン10
に連結されている。LNG使用ライン12及び14は、
夫々のタンクのLNGと連通しており、各ラインは手動
遮断弁16及び自動弁18を有する。送出ライン10に
は、自動車の燃料システムと関連した継手と解放自在に
係合する継手20が設けられている。自動車に送出され
たLNGの量を計測するため、計量器22をライン10
を設けるのがよい。
圧力を上昇させて燃料を調整するための燃料調整用タン
ク6及び8を更に有する。燃料調整用タンク6及び8の
各々は、所定量のLNG9及び天然ガス蒸気ヘッド11
を保持している。燃料調整用タンク6及び8は、LNG
使用ライン12及び14の夫々を介して送出ライン10
に連結されている。LNG使用ライン12及び14は、
夫々のタンクのLNGと連通しており、各ラインは手動
遮断弁16及び自動弁18を有する。送出ライン10に
は、自動車の燃料システムと関連した継手と解放自在に
係合する継手20が設けられている。自動車に送出され
たLNGの量を計測するため、計量器22をライン10
を設けるのがよい。
【0009】低圧LNG充填ライン24は、図示のよう
に、LNG使用ライン12及び14に分岐することによ
って、容器1のLNG2を燃料調整用タンク6及び8に
連結する。充填ライン24は、弁16が開放し且つ弁1
8が閉鎖している場合にLNGが容器1からタンク6及
び8に重力の作用で流入するように、弁16と18との
間でライン12及び14に分岐している。弁58、7
4、及び52は、蒸気をタンク1に戻すことができるよ
うに開放しているということに注目されたい。
に、LNG使用ライン12及び14に分岐することによ
って、容器1のLNG2を燃料調整用タンク6及び8に
連結する。充填ライン24は、弁16が開放し且つ弁1
8が閉鎖している場合にLNGが容器1からタンク6及
び8に重力の作用で流入するように、弁16と18との
間でライン12及び14に分岐している。弁58、7
4、及び52は、蒸気をタンク1に戻すことができるよ
うに開放しているということに注目されたい。
【0010】ライン24には、流体を容器1からタンク
6及び8への矢印Aの方向にのみ流す逆止弁26が設け
られている。更に、ライン24には、手動遮断弁28及
び自動弁30が設けられている。
6及び8への矢印Aの方向にのみ流す逆止弁26が設け
られている。更に、ライン24には、手動遮断弁28及
び自動弁30が設けられている。
【0011】圧力増強ライン32がLNG充填ライン2
4からコンプレッサ38まで延びており、ライン33が
コンプレッサ38から燃料供給モジュールを開始する点
Bまで延びている。圧力増強ライン32は、弁28及び
ライン32の弁34が開放している場合にLNGが容器
1からライン32を通って流れるように、弁28と30
との間でライン24から分岐している。
4からコンプレッサ38まで延びており、ライン33が
コンプレッサ38から燃料供給モジュールを開始する点
Bまで延びている。圧力増強ライン32は、弁28及び
ライン32の弁34が開放している場合にLNGが容器
1からライン32を通って流れるように、弁28と30
との間でライン24から分岐している。
【0012】更に、ライン32は、容器1から送出され
たLNGを加熱して天然ガス蒸気に変換するための気化
器36を有する。コンプレッサ38は、気化した天然ガ
スを圧縮することによってシステム内に圧力をつくりだ
すため、気化器36の下流に配置されている。圧縮され
た天然ガスを必要になるまで貯蔵するため、高圧小容積
貯蔵タンク40の貯蔵所が設けられている。圧縮天然ガ
ス(CNG)を所望の場合にシステムから送出するた
め、CNG充填ポート42がライン33と連通してい
る。更に、コンプレッサ38は、ヘッド4内で発生した
蒸気を取り出してこれを圧縮し、タンク40内に入れる
ことによってタンク1を減圧し、燃料が大気中に排出し
ないようにするのに使用できる。
たLNGを加熱して天然ガス蒸気に変換するための気化
器36を有する。コンプレッサ38は、気化した天然ガ
スを圧縮することによってシステム内に圧力をつくりだ
すため、気化器36の下流に配置されている。圧縮され
た天然ガスを必要になるまで貯蔵するため、高圧小容積
貯蔵タンク40の貯蔵所が設けられている。圧縮天然ガ
ス(CNG)を所望の場合にシステムから送出するた
め、CNG充填ポート42がライン33と連通してい
る。更に、コンプレッサ38は、ヘッド4内で発生した
蒸気を取り出してこれを圧縮し、タンク40内に入れる
ことによってタンク1を減圧し、燃料が大気中に排出し
ないようにするのに使用できる。
【0013】圧力上昇機構を通る天然ガスの流れを調整
するため、圧力調整器44及び46がライン32及び3
3の夫々に配置されている。入口側の調整器44は、コ
ンプレッサへの天然ガス蒸気の入口側圧力を制御し、出
口側調整器46は、高圧貯蔵タンク40内の圧力を本シ
ステムで使用可能な圧力まで下げる。例えば、貯蔵タン
ク40内に貯蔵されている圧縮天然ガスは、281.2
kg/cm2(4000psi)程度であるのがよいが、出口側
の調整器46から出るガスの圧力は21.09kg/cm2乃
至28.12kg/cm2(300psi乃至400psi)である
のがよい。システム内への圧縮天然ガスの流れを制御す
るため、自動弁48が設けられている。
するため、圧力調整器44及び46がライン32及び3
3の夫々に配置されている。入口側の調整器44は、コ
ンプレッサへの天然ガス蒸気の入口側圧力を制御し、出
口側調整器46は、高圧貯蔵タンク40内の圧力を本シ
ステムで使用可能な圧力まで下げる。例えば、貯蔵タン
ク40内に貯蔵されている圧縮天然ガスは、281.2
kg/cm2(4000psi)程度であるのがよいが、出口側
の調整器46から出るガスの圧力は21.09kg/cm2乃
至28.12kg/cm2(300psi乃至400psi)である
のがよい。システム内への圧縮天然ガスの流れを制御す
るため、自動弁48が設けられている。
【0014】特定の環境では、例えば、容器1内の圧力
が予め決定された値を越えた場合には、天然ガスを容器
1の蒸気ヘッド4から圧力増強ラインへ送出するのが望
ましい。従って、分岐ライン50は容器1の蒸気ヘッド
4を圧力増強ライン32を介してコンプレッサ38に連
通する。手動弁52が容器1からの天然ガスの流れを制
御する。ヘッド4から送出された天然ガスは、既に気化
しているため、気化器36を通さないが、コンプレッサ
38に至る前にライン32及び50を通過するときに温
められる。
が予め決定された値を越えた場合には、天然ガスを容器
1の蒸気ヘッド4から圧力増強ラインへ送出するのが望
ましい。従って、分岐ライン50は容器1の蒸気ヘッド
4を圧力増強ライン32を介してコンプレッサ38に連
通する。手動弁52が容器1からの天然ガスの流れを制
御する。ヘッド4から送出された天然ガスは、既に気化
しているため、気化器36を通さないが、コンプレッサ
38に至る前にライン32及び50を通過するときに温
められる。
【0015】ライン33は、圧力上昇タンク6及び8の
各々と関連した燃料供給モジュールに連結されている。
特定的には、加圧ライン54及び55がライン33をタ
ンク6及び8の夫々に連結する。ライン54は自動弁5
6及び手動遮断弁58を含み、ライン55は自動弁60
及び手動遮断弁62を含む。弁56及び58、又は60
及び62のいずれかが開放しており且つ弁48が開放し
ているとき、高圧天然ガスが高圧貯蔵タンク40からタ
ンク6及び8の夫々の蒸気ヘッド11へ送出され、a)
これらのタンク内の圧力を上昇させ、b)必要であれば
タンク6及び8を飽和させ、c)タンク6及び8内の製
品を過冷却して単一注入管による急速で効率的な充填を
可能にする。タンク6及び8内での圧力上昇は、LNG
をこれらのタンクから使用装置内に圧送するのに使用さ
れる。
各々と関連した燃料供給モジュールに連結されている。
特定的には、加圧ライン54及び55がライン33をタ
ンク6及び8の夫々に連結する。ライン54は自動弁5
6及び手動遮断弁58を含み、ライン55は自動弁60
及び手動遮断弁62を含む。弁56及び58、又は60
及び62のいずれかが開放しており且つ弁48が開放し
ているとき、高圧天然ガスが高圧貯蔵タンク40からタ
ンク6及び8の夫々の蒸気ヘッド11へ送出され、a)
これらのタンク内の圧力を上昇させ、b)必要であれば
タンク6及び8を飽和させ、c)タンク6及び8内の製
品を過冷却して単一注入管による急速で効率的な充填を
可能にする。タンク6及び8内での圧力上昇は、LNG
をこれらのタンクから使用装置内に圧送するのに使用さ
れる。
【0016】コイル64がライン33を飽和ライン66
及び68に連結し、これらの飽和ラインは、タンク6及
び8の夫々のLNG9に連結されている。特定的には、
ライン66及び68は、ライン12及び14に弁16と
18との間で繋がっており、天然ガス蒸気の流れを制御
するための自動弁70を有する。弁48、70、及び1
6が開放している場合には、高圧天然ガスがライン33
からタンク6又は8のうちのいずれかのLNGへ送出さ
れる。高圧ガスはタンク6及び8内のLNGの中で泡立
ち、LNGを飽和させ、その温度を高める。
及び68に連結し、これらの飽和ラインは、タンク6及
び8の夫々のLNG9に連結されている。特定的には、
ライン66及び68は、ライン12及び14に弁16と
18との間で繋がっており、天然ガス蒸気の流れを制御
するための自動弁70を有する。弁48、70、及び1
6が開放している場合には、高圧天然ガスがライン33
からタンク6又は8のうちのいずれかのLNGへ送出さ
れる。高圧ガスはタンク6及び8内のLNGの中で泡立
ち、LNGを飽和させ、その温度を高める。
【0017】最後に、排出ライン72が加圧ライン54
及び55と分岐ライン50との間を連結する。排出ライ
ン72は、タンク6及び8の夫々から容器1へ戻るガス
の流れを制御するための自動弁74及び76を含む。ガ
スは、タンク6及び8から容器1へ送出され、容器1内
の圧力を上昇させ及び/又はタンク6及び8の圧力及び
温度を下げる。
及び55と分岐ライン50との間を連結する。排出ライ
ン72は、タンク6及び8の夫々から容器1へ戻るガス
の流れを制御するための自動弁74及び76を含む。ガ
スは、タンク6及び8から容器1へ送出され、容器1内
の圧力を上昇させ及び/又はタンク6及び8の圧力及び
温度を下げる。
【0018】システムの作動 手動遮断弁は、システムの通常の作動中、開放したまま
であり、特別の目的で必要となったときにシステムオペ
レータがシステムの種々の構成要素を孤立させるために
設けられているということに注目されたい。説明の目的
で、貯蔵容器1が比較的低圧低温のLNGで一杯になっ
ており、燃料調整用タンク6及び8が空であり、手動遮
断弁が開放していると仮定する。圧力上昇タンク6及び
8を充填するため、弁を以下の通りに配置する。 弁 状態 30 開放 74 開放 76 開放 18 閉鎖 34 閉鎖 48 閉鎖 56 閉鎖 60 閉鎖 70 閉鎖 この状態では、LNGは貯蔵容器1から燃料調整用タン
ク6及び8内にライン24、12、及び14を介して自
由に流入する。タンク6及び8内のガスは、ライン72
及び50を介して排出され、貯蔵容器1に戻される。L
NGは、タンク6及び8内のLNGが液面高さ検出器即
ちレベルセンサ80に至るまで送出され続ける。センサ
は信号を送って弁30、74、及び76を自動的に閉鎖
する。
であり、特別の目的で必要となったときにシステムオペ
レータがシステムの種々の構成要素を孤立させるために
設けられているということに注目されたい。説明の目的
で、貯蔵容器1が比較的低圧低温のLNGで一杯になっ
ており、燃料調整用タンク6及び8が空であり、手動遮
断弁が開放していると仮定する。圧力上昇タンク6及び
8を充填するため、弁を以下の通りに配置する。 弁 状態 30 開放 74 開放 76 開放 18 閉鎖 34 閉鎖 48 閉鎖 56 閉鎖 60 閉鎖 70 閉鎖 この状態では、LNGは貯蔵容器1から燃料調整用タン
ク6及び8内にライン24、12、及び14を介して自
由に流入する。タンク6及び8内のガスは、ライン72
及び50を介して排出され、貯蔵容器1に戻される。L
NGは、タンク6及び8内のLNGが液面高さ検出器即
ちレベルセンサ80に至るまで送出され続ける。センサ
は信号を送って弁30、74、及び76を自動的に閉鎖
する。
【0019】弁34は、LNGを圧力増強ライン32に
入れるため、充填作業中又は充填作業の前後に開放でき
る。LNGを気化器36のところで気化させ、タンク1
及び高圧貯蔵タンク40にコンプレッサ38で送出す
る。特定的には、圧力センサ45が貯蔵タンク40内の
圧力の低下を検出すると、コンプレッサ38が付勢され
る。タンク1内の圧力が予め決定された値に至ると、圧
力センサ45がコンプレッサを消勢する。圧縮天然ガス
は、将来の使用に備えて貯蔵タンク40内に貯蔵され
る。
入れるため、充填作業中又は充填作業の前後に開放でき
る。LNGを気化器36のところで気化させ、タンク1
及び高圧貯蔵タンク40にコンプレッサ38で送出す
る。特定的には、圧力センサ45が貯蔵タンク40内の
圧力の低下を検出すると、コンプレッサ38が付勢され
る。タンク1内の圧力が予め決定された値に至ると、圧
力センサ45がコンプレッサを消勢する。圧縮天然ガス
は、将来の使用に備えて貯蔵タンク40内に貯蔵され
る。
【0020】燃料調整用タンク6及び8に送出されたL
NGを飽和させるため、弁の状態は以下の通りである。 弁 状態 48 開放 70 開放 18 閉鎖 30 閉鎖 56 閉鎖 60 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 弁をこのようにした状態では、高圧の天然ガス蒸気は貯
蔵タンク40からコイル64へライン33を介して送出
される。天然ガス蒸気は、気化器コイル64からタンク
6及び8へライン66及び68を介して送出される。比
較的暖かな高圧ガスはタンク6及び8内のLNGを通る
ときに気泡となり、LNGの圧力及び温度を上昇させ、
LNGを所与の圧力で飽和させる。タンク6及び8内の
圧力センサ82は、タンク6及び8内で予め決定された
飽和圧力を検出したとき、弁48及び70を閉鎖するこ
とによって飽和プロセスを終了させる。LNGは、使用
装置にLNGを送出した後圧力ヘッドが潰れないように
するため、飽和させてある。LNGの飽和は全ての送出
作業について必要なのではなく、LNGを飽和させる必
要があるかどうかは使用装置で決まる。高圧ガスを追加
することは、タンク6及び8内の液体に作用する圧力を
増大させることによってこの液体の気化温度を上昇させ
ることによって、タンク内の液体を「過冷」する。過冷
された液体は、、LNGの送出時にLNGが急速に気化
しないようにすることによって、単一のラインで急速に
効率的に充填できるようにする。
NGを飽和させるため、弁の状態は以下の通りである。 弁 状態 48 開放 70 開放 18 閉鎖 30 閉鎖 56 閉鎖 60 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 弁をこのようにした状態では、高圧の天然ガス蒸気は貯
蔵タンク40からコイル64へライン33を介して送出
される。天然ガス蒸気は、気化器コイル64からタンク
6及び8へライン66及び68を介して送出される。比
較的暖かな高圧ガスはタンク6及び8内のLNGを通る
ときに気泡となり、LNGの圧力及び温度を上昇させ、
LNGを所与の圧力で飽和させる。タンク6及び8内の
圧力センサ82は、タンク6及び8内で予め決定された
飽和圧力を検出したとき、弁48及び70を閉鎖するこ
とによって飽和プロセスを終了させる。LNGは、使用
装置にLNGを送出した後圧力ヘッドが潰れないように
するため、飽和させてある。LNGの飽和は全ての送出
作業について必要なのではなく、LNGを飽和させる必
要があるかどうかは使用装置で決まる。高圧ガスを追加
することは、タンク6及び8内の液体に作用する圧力を
増大させることによってこの液体の気化温度を上昇させ
ることによって、タンク内の液体を「過冷」する。過冷
された液体は、、LNGの送出時にLNGが急速に気化
しないようにすることによって、単一のラインで急速に
効率的に充填できるようにする。
【0021】タンク6及び8内のLNGを飽和させる他
に、LNGをこれらのタンクから使用装置内へ圧送する
のに必要な圧力にまでこれらのタンク内の圧力を上昇さ
せるため、これらのタンク内のLNGを加圧することも
また必要である。タンクを加圧するため、弁の状態は以
下の通りである。 弁 状態 48 開放 56 開放 60 開放 18 閉鎖 30 閉鎖 70 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 弁をこのようにした状態で圧力増強ライン32からの高
圧ガスを燃料調整用タンク6及び8へライン54及び5
5を介して送出する。タンク内の圧力は、調時回路が弁
を閉鎖してガスの流れを止めるまで、又はタンクが所望
の圧力に到ったことを別の圧力センサが決定するまで上
昇し、タンクが所望の圧力に到ったとき、高圧ガスの送
出が停止される。
に、LNGをこれらのタンクから使用装置内へ圧送する
のに必要な圧力にまでこれらのタンク内の圧力を上昇さ
せるため、これらのタンク内のLNGを加圧することも
また必要である。タンクを加圧するため、弁の状態は以
下の通りである。 弁 状態 48 開放 56 開放 60 開放 18 閉鎖 30 閉鎖 70 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 弁をこのようにした状態で圧力増強ライン32からの高
圧ガスを燃料調整用タンク6及び8へライン54及び5
5を介して送出する。タンク内の圧力は、調時回路が弁
を閉鎖してガスの流れを止めるまで、又はタンクが所望
の圧力に到ったことを別の圧力センサが決定するまで上
昇し、タンクが所望の圧力に到ったとき、高圧ガスの送
出が停止される。
【0022】タンク6及び8がひとたび一杯になり、飽
和され、加圧されると、本システムはLNGを自動車に
送出できる。LNGは、先ず最初に、タンク6又は8の
うちの一方からこのタンクが空になるまで送出されると
いうことに注目されたい。次いで、本システムは、LN
Gを他方のタンクから送出し、この際、第1のタンクを
再充填し、飽和させ、加圧する。このようにして、本シ
ステムは、他方のタンクがLNGを送出しているときに
一方のタンクを再充填することによって、LNGを中断
なく送出できる。
和され、加圧されると、本システムはLNGを自動車に
送出できる。LNGは、先ず最初に、タンク6又は8の
うちの一方からこのタンクが空になるまで送出されると
いうことに注目されたい。次いで、本システムは、LN
Gを他方のタンクから送出し、この際、第1のタンクを
再充填し、飽和させ、加圧する。このようにして、本シ
ステムは、他方のタンクがLNGを送出しているときに
一方のタンクを再充填することによって、LNGを中断
なく送出できる。
【0023】LNGを送出するための弁の状態は以下の
通りである。 弁 状態 18 開放 48 開放又は閉鎖 56 開放又は閉鎖 60 開放又は閉鎖 30 閉鎖 70 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 こうした状態で、LNGをタンク6及び8(このとき、
弁18のうちの一方だけが開放しているということに注
目されたい)からライン12、14、及び10を介して
送出する。タンク6及び8の各々は、低液レベルセンサ
84を有し、このセンサは、タンク内のLNGの液面高
さが予め決定された最小値に到ったときにこれを検出す
る。このセンサは、信号を発し、これによって空のタン
クから一杯のタンクへの切り換えを行い、空のタンクの
再充填を開始する。弁48、56、及び60は、タンク
6及び8内の燃料の容積が充填を完了するのに十分であ
るかどうかに応じて開放され、又は閉鎖される。タンク
6及び8内の燃料の容積が十分でない場合には、追加の
燃料をタンク1から送出できるように開放したままであ
る。
通りである。 弁 状態 18 開放 48 開放又は閉鎖 56 開放又は閉鎖 60 開放又は閉鎖 30 閉鎖 70 閉鎖 74 閉鎖 76 閉鎖 こうした状態で、LNGをタンク6及び8(このとき、
弁18のうちの一方だけが開放しているということに注
目されたい)からライン12、14、及び10を介して
送出する。タンク6及び8の各々は、低液レベルセンサ
84を有し、このセンサは、タンク内のLNGの液面高
さが予め決定された最小値に到ったときにこれを検出す
る。このセンサは、信号を発し、これによって空のタン
クから一杯のタンクへの切り換えを行い、空のタンクの
再充填を開始する。弁48、56、及び60は、タンク
6及び8内の燃料の容積が充填を完了するのに十分であ
るかどうかに応じて開放され、又は閉鎖される。タンク
6及び8内の燃料の容積が十分でない場合には、追加の
燃料をタンク1から送出できるように開放したままであ
る。
【0024】本発明の燃料供給ステーションは、LNG
を自動車の燃料タンクに送出する他に、高圧ガスをCN
Gポート42から送出することもできる。更に、本シス
テムは、弁18、74、及び76を開放し、高圧ガスを
容器1に排出して戻すことができるようにすることによ
って、或いは、所望であれば、ガスを燃料供給ホースに
設けられた逆止弁を通して排出することによって、過剰
のガスを自動車の燃料タンクから排出できる。
を自動車の燃料タンクに送出する他に、高圧ガスをCN
Gポート42から送出することもできる。更に、本シス
テムは、弁18、74、及び76を開放し、高圧ガスを
容器1に排出して戻すことができるようにすることによ
って、或いは、所望であれば、ガスを燃料供給ホースに
設けられた逆止弁を通して排出することによって、過剰
のガスを自動車の燃料タンクから排出できる。
【0025】本発明の送出システムは、自動車用燃料供
給ステーションで遭遇するようなどのような充填状況に
も効果的に適応できる。送出システムは、LNGの送出
温度及び圧力を調節でき、一つの連結部を用いて自動車
の燃料タンクを排気したり加圧したりできる。特定的に
は、弁の開閉を種々のセンサ及び調時回路からの信号に
基づいてマイクロプロセッサで開始することが考えられ
る。勿論、任意の適当な制御装置を使用できる。
給ステーションで遭遇するようなどのような充填状況に
も効果的に適応できる。送出システムは、LNGの送出
温度及び圧力を調節でき、一つの連結部を用いて自動車
の燃料タンクを排気したり加圧したりできる。特定的に
は、弁の開閉を種々のセンサ及び調時回路からの信号に
基づいてマイクロプロセッサで開始することが考えられ
る。勿論、任意の適当な制御装置を使用できる。
【0026】LNG燃料供給ステーションで遭遇する六
つの主要な自動車タンク状態を以下に例示する。 1.自動車のLNGシステムが温かく、LNGが全く残
っていない。
つの主要な自動車タンク状態を以下に例示する。 1.自動車のLNGシステムが温かく、LNGが全く残
っていない。
【0027】2.自動車のLNGシステムがほとんど空
で、残ったLNGが高圧/高温状態であり、ほとんど排
出している。
で、残ったLNGが高圧/高温状態であり、ほとんど排
出している。
【0028】3.自動車のLNGシステムがほとんど空
で、残ったLNGが低圧/低温状態であり、ほぼ最小作
動状態又はそれ以下である。
で、残ったLNGが低圧/低温状態であり、ほぼ最小作
動状態又はそれ以下である。
【0029】4.自動車のLNGシステムが部分的に満
たされており、LNGが高圧/高温状態であり、ほとん
ど排出している。
たされており、LNGが高圧/高温状態であり、ほとん
ど排出している。
【0030】5.自動車のLNGシステムが部分的に満
たされており、LNGが低圧/低温状態であり、ほぼ最
小作動状態又はそれ以下である。
たされており、LNGが低圧/低温状態であり、ほぼ最
小作動状態又はそれ以下である。
【0031】6.自動車のLNGシステムが一杯であ
り、LNGが高圧/高温状態であり、ほとんど排出して
いる。
り、LNGが高圧/高温状態であり、ほとんど排出して
いる。
【0032】これらの状態のうちの幾つかは異常である
が、燃料供給ステーションはこれらの状態の全てに適応
できる必要がある。燃料供給ステーションは、1)気化
した天然ガスを送出して自動車のタンクを加圧しタンク
内の温度を高くし、2)LNGを送出して自動車のタン
ク内の温度及び圧力を下げることができ、3)天然ガス
を自動車のタンクから排出して容器1に戻し、タンク内
の圧力及び温度を下げることができるため、これらの状
況の各々に適応できる。
が、燃料供給ステーションはこれらの状態の全てに適応
できる必要がある。燃料供給ステーションは、1)気化
した天然ガスを送出して自動車のタンクを加圧しタンク
内の温度を高くし、2)LNGを送出して自動車のタン
ク内の温度及び圧力を下げることができ、3)天然ガス
を自動車のタンクから排出して容器1に戻し、タンク内
の圧力及び温度を下げることができるため、これらの状
況の各々に適応できる。
【0033】本発明の燃料供給ステーションを特にLN
G送出システムを参照して説明したが、液化水素のよう
な他の低温液体にも使用できるということは理解されよ
う。本発明を逸脱することなく変形及び変更を行うこと
ができるということは明らかである。以上の説明及び添
付図面は単なる例であって、本発明は、添付の特許請求
の範囲の記載によってのみ限定されるということは理解
されるべきである。
G送出システムを参照して説明したが、液化水素のよう
な他の低温液体にも使用できるということは理解されよ
う。本発明を逸脱することなく変形及び変更を行うこと
ができるということは明らかである。以上の説明及び添
付図面は単なる例であって、本発明は、添付の特許請求
の範囲の記載によってのみ限定されるということは理解
されるべきである。
【図1】本発明の燃料供給ステーションの概略図であ
る。
る。
1 貯蔵容器 2 LNG 4 ガスヘッド 6、8 燃料調整用タンク 9 LNG 10 送出ライン 11 天然ガス蒸気ヘッド 12、14 LNG使用ライン 16 手動遮断弁 18 自動弁 20 継手 22 計量器 24 低圧LNG充填ライン 26 逆止弁 28 手動遮断弁 30 自動弁 32 圧力増強ライン 34 自動弁 36 気化器 38 コンプレッサ 40 高圧小容積貯蔵タンク 42 圧縮天然ガス充填ポート 44、46 圧力調整器 48 自動弁 50 分岐ライン 52 手動弁 54、55 加圧ライン 56 自動弁 58 手動遮断弁 60 自動弁 62 手動遮断弁 64 コイル 66、68 飽和ライン 70 自動弁 72 排出ライン 74、76 自動弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース・グスタフソン アメリカ合衆国ジョージア州30181,ウォ レスカ,レイク・アロー・ヘッド ステー ション 1101 (72)発明者 ジョージ・ダブリュー・カレット アメリカ合衆国ジョージア州30062,マリ エッタ,ウィンフェア・ドライブ 2892
Claims (18)
- 【請求項1】 タンクを備えた自動車に液化天然ガス
(LNG)を送出するための、燃料を損失しない燃料供
給ステーションにおいて、 a)少なくとも一つの燃料調整用タンクと、 b)所定量のLNGを前記少なくとも一つの燃料調整用
タンクに供給するための手段と、 c)圧縮天然ガスをつくりだしてこれを貯蔵し、少なく
とも一つの燃料調整用タンクに前記圧縮天然ガスを送出
して所望の最小圧力にし、これによって、自動車に取り
付けられたタンクにLNGを効率的に送出するためLN
Gを過冷するための手段を含む、少なくとも一つの燃料
調整用タンク内のLNGを加圧するための手段と、 d)少なくとも一つの燃料調整用タンクから自動車に取
り付けられたタンクにLNGを送出するための手段とを
有する燃料供給ステーション。 - 【請求項2】 自動車に取り付けられたタンクへLNG
を送出したときに自動車のタンクの圧力ヘッドが潰れな
いようにするため、燃料調整用タンク内のLNGを飽和
させるための手段を更に有する、請求項1に記載の燃料
供給ステーション。 - 【請求項3】 燃料調整用タンクを選択的に減圧するた
めの手段を更に有する、請求項1に記載の燃料供給ステ
ーション。 - 【請求項4】 前記選択的に減圧するための手段は、天
然ガスを少なくとも一つの燃料調整用タンクから供給手
段へ排出するための手段を有する、請求項3に記載の燃
料供給ステーション。 - 【請求項5】 前記加圧するための手段は、少なくとも
一つの燃料調整用タンクに高圧天然ガスを送出すること
によって燃料調整用タンク内の圧力を高めるための手段
を有する、請求項2に記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項6】 前記飽和させるための手段は、少なくと
も一つの燃料調整用タンク内のLNGに高圧天然ガスを
送出するための手段を有する、請求項1に記載の燃料供
給ステーション。 - 【請求項7】 LNG及び天然ガスを使用装置に送出す
るため、及び再充填を行うのに差圧をつくりだすのが必
要な場合に自動車に設けられたタンクから燃料供給ステ
ーションへ天然ガスを送出するための手段を更に有す
る、請求項1に記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項8】 自動車のような使用装置の燃料タンクに
液化天然ガス(LNG)を送出するための、燃料を損失
しない燃料供給ステーションにおいて、 a)所定量のLNG及びガスヘッドを保持する燃料調整
用タンクと、 b)燃料調整用タンクにLNGを送出するための手段
と、 c)圧縮天然ガスをつくりだしてこれを貯蔵し、天然ガ
スを燃料調整用タンクに送出してLNGを燃料タンクに
送出するための手段を有する、燃料調整用タンク内のL
NGを加圧するための手段と、 d)天然ガスを大気中に排出することなく燃料調整用タ
ンク内を所望の圧力及び温度に維持するために前記圧縮
天然ガスをつくりだしてこれを貯蔵するための手段及び
前記LNGを加圧するための手段を制御するための手段
と、 e)前記加圧するための手段から使用装置の燃料タンク
にLNGを送出するための手段と、を有する燃料供給ス
テーション。 - 【請求項9】 燃料タンクへLNGを送出した後、燃料
タンクの圧力ヘッドが潰れないようにするため、燃料調
整用タンク内のLNGを飽和させるための手段を更に有
する、請求項8に記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項10】 燃料調整用タンク内のLNGの温度を
下げ且つ減圧するための手段を更に有する、請求項8に
記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項11】 前記送出手段は、前記燃料調整用タン
ク内のLNGの量よりも大量の所定量のLNG及びガス
ヘッドを保持する貯蔵タンクを含む、請求項8に記載の
燃料供給ステーション。 - 【請求項12】 燃料調整用タンク内のガスヘッドと前
記貯蔵タンク内のガスヘッドとを連通させるための手段
を更に有する、請求項10に記載の燃料供給ステーショ
ン。 - 【請求項13】 前記減圧するための手段は、燃料調整
用タンク内の天然ガスヘッドを貯蔵タンクに排出するた
めの手段を有する、請求項10に記載の燃料供給ステー
ション。 - 【請求項14】 使用装置に液化天然ガス(LNG)を
送出するための、燃料を損失しない燃料供給ステーショ
ンにおいて、 a)所定量のLNG在庫及びガスヘッドを保持する少な
くとも一つの燃料調整用タンクと、 b)比較的大容積の貯蔵タンクを含む、前記少なくとも
一つの燃料調整用タンクに所定量のLNGを供給するた
めの手段と、 c)高圧の圧縮天然ガスを貯蔵するための手段及び前記
少なくとも一つの燃料調整用タンクに圧縮天然ガスを送
出するための手段を含む、前記少なくとも一つの燃料調
整用タンク内のLNGを飽和させるための手段と、 d)前記貯蔵するための手段からガスヘッドに圧縮天然
ガスを送出するための手段を含む、前記少なくとも一つ
の燃料調整用タンク内のLNGを加圧するための手段
と、 e)前記少なくとも一つの燃料調整用タンクから使用装
置へLNGを送出するための手段と、を有する燃料供給
ステーション。 - 【請求項15】 前記少なくとも一つの燃料調整用タン
クから貯蔵タンクへ天然ガスを排出するための手段を更
に有する、請求項14に記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項16】 前記飽和させるための手段は、LNG
を気化するため貯蔵タンクから圧縮天然ガスを貯蔵する
ための手段へLNGを送出するための手段を更に有す
る、請求項14に記載の燃料供給ステーション。 - 【請求項17】 前記飽和させるための手段は、貯蔵タ
ンクから天然ガスを貯蔵するための手段へ天然ガスを送
出するための手段を更に有する、請求項14に記載の燃
料供給ステーション。 - 【請求項18】 圧縮天然ガスはコンプレッサによって
つくりだされる、請求項14に記載の燃料供給ステーシ
ョン。
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