JPH0985034A - 水分除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス中の水分を連続して円滑に除去すること
ができ、設計上の自由度も増す水分除去装置を提供す
る。 【解決手段】 水分除去装置１は、複数段接続された圧
縮機によってガスを昇圧するガス昇圧供給装置に設けら
れて、ガス中の水分を除去するものであって、ガス中の
水分を吸着する吸着剤１６を有した吸着部３を備え、こ
の吸着部３は一段目の圧縮機直後の導管路２に介設され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば天然ガスな
どのガス中の水分を除去するための水分除去装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料として使用される可燃性ガス、例え
ば天然ガスなどは、ガス会社で水分を除去されている
が、配管の破損などによって水分が侵入する場合があ
る。この場合、ガス中に水分が含まれていたとしても、
燃焼自体には支障無く使用することができる。

【０００３】ところが、例えば天然ガスエンジンを搭載
したタクシーなどのガスボンベに天然ガスを充填する際
には、通常複数段の圧縮機から成るガス昇圧供給装置に
より、天然ガスを昇圧して供給している。

【０００４】係るガス昇圧供給装置によって天然ガスを
圧縮して冷却すると、天然ガス中の水分量が飽和蒸気圧
以上となって凝結する。その結果、導管路中には水が溜
まり、導管路が腐食するなどの故障を引き起こすため、
従来よりこの種ガス昇圧供給装置には、吸着剤により天
然ガス中の水分を吸着して除去する水分除去装置が設け
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連続し
て水分を吸着するためには、従来の水分除去装置では多
量の吸着剤を必要とするため、圧力損失が大きくなる。
一方で、この種天然ガスの供給圧力は一般的に２００ｋ
ｇ／平方センチメートル〜３００ｋｇ／平方センチメー
トルと低いため、圧力損失の大きい水分除去装置は使用
できない。そのため、連続した脱水が困難となると共
に、設計上の自由度も低くなる問題があった。

【０００６】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、ガス中の水分を連続して
円滑に除去することができ、設計上の自由度も増す水分
除去装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の水分除
去装置は、複数段接続された圧縮機によってガスを昇圧
するガス昇圧供給装置に設けられて、ガス中の水分を除
去するものであって、ガス中の水分を吸着する吸着剤を
有した吸着部を備え、この吸着部は一段目の圧縮機直後
の導管路に介設されているものである。

【０００８】請求項２の発明の水分除去装置は、導管路
内を流れる昇圧されたガス中の水分を除去するものであ
って、ガス中の水分を吸着する吸着剤を備えた吸着部
と、吸着剤を加熱する加熱装置とを備えているものであ
る。

【０００９】請求項３の発明の水分除去装置は、上記発
明に加えて吸着部内に加熱装置からの熱を内部に伝達さ
せる熱伝導板を設けたものである。

【００１０】請求項４の発明の水分除去装置は、請求項
２又は請求項３の発明に加えて吸着部前後の導管路に、
遮断弁をそれぞれ設けたものである。

【００１１】請求項５の発明の水分除去装置は、上記発
明に加えて吸着部に連通したガス溜めタンクと、吸着部
とガス溜めタンクとを連通する配管に介設された開閉弁
とを備えているものである。

【００１２】請求項６の発明の水分除去装置は、請求項
４又は請求項５の発明に加えて吸着部内のガスを吸引し
て排出するガス吸引排出装置を設けたものである。

【００１３】請求項７の発明の水分除去装置は、上記発
明のガス吸引排出装置が、圧縮空気を吐出するポンプ
と、吸着部と外部とに連通し、ポンプから吐出されて前
記外部に向かう圧縮空気の通過により内部が減圧される
減圧部とから構成されているものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の水分除去装置１の構成
図、図２は吸着部３の断面図である。本発明の水分除去
装置１は、例えば天然ガスを圧縮昇圧して天然ガスエン
ジンを搭載したタクシーのガスボンベに供給する図示し
ない天然ガス昇圧供給装置に取り付けられ、供給する天
然ガス中の水分を吸着除去するものである。

【００１５】前記天然ガス昇圧供給装置は、例えば各気
筒が圧縮機と成る四気筒の圧縮機から構成されており、
各気筒が直列に接続されて多段（この場合四段）圧縮工
程を構成している。そして、２００ｋｇ／平方センチメ
ートル〜３００ｋｇ／平方センチメートルの圧力まで昇
圧された天然ガスは、最終段の気筒（圧縮機）から前記
ガスボンベに充填される。

【００１６】水分除去装置１は、係る天然ガス昇圧供給
装置の一段目の気筒（圧縮機）の直後、即ち、一段目の
気筒の吐出口と二段目の気筒の吸込口との間の導管路２
に介設されている。そして、この水分除去装置１は、導
管路２内に介設された筒状の吸着部３と、この吸着部３
の周囲に設けられた加熱装置としてのヒーター４と、吸
着部３の前後（天然ガスの上流側と下流側）の導管路２
に設けられた遮断弁６、７と、所定の容積を有するガス
溜めタンク８、空気ポンプ９、減圧部１１及び開閉弁１
２、１３、１４などから構成されている。

【００１７】前記吸着部３内には、図２に示す如くメタ
ンガスなどを吸着しないゼオライト系の水分吸着剤、例
えばモリキュラーシーブスから成る吸着剤１６が所定量
封入されており、更に、吸着部３内には吸着部３の内壁
に当接して中心部に延在する断面放射状の熱伝導板１７
が内蔵されている。そして、この熱伝導板１７によりヒ
ーター４からの熱を吸着部３の中心部まで満遍なく行き
渡らせるようにしている。

【００１８】前記減圧部１１はタンク状の外管２１と、
この外管２１の一端に形成された排気口２１Ａに連通接
続されて外部に開口した排気管２２と、この排気管２２
の先端に取り付けられた傘２３とから成る。そして、前
記空気ポンプ９に接続された吐出管２４は外管２１の他
端から外管２１内に引き込まれ、その先端は排気口２１
Ａと離間し、それに対向して開口している。これら空気
ポンプ９及び減圧部１１によってガス吸引排出装置２６
が構成される。

【００１９】前記吸着部３の開閉弁７側からは配管３１
が引き出され、前記減圧部１１の外管２１の側壁に接続
されて連通している。そして、前記開閉弁１３はこの配
管３１中に介設されている。また、配管３１の開閉弁１
３と吸着部３との間の部分には配管３２が分岐接続され
ており、この配管３２は前記ガス溜めタンク８の一端に
連通接続されている。そして、この配管３２中に前記開
閉弁１２が介設されている。

【００２０】そして、ガス溜めタンク８の他端は配管３
３により図示しないブローダウンタンクに接続され、こ
の配管３３中に前記開閉弁１４が介設されている。

【００２１】以上の構成で、次に動作を説明する。天然
ガス昇圧供給装置の運転中、前記遮断弁６及び７は開放
されており、開閉弁１２、１３及び１４は閉じられてい
る。また、空気ポンプ９は停止しており、ヒーター４も
発熱していない。そして、一段目の気筒（圧縮機）によ
り昇圧された天然ガスは図中黒矢印の如く導管路２（右
側）に流入し、遮断弁６、吸着部３及び遮断弁７を経て
二段目の気筒に流入する。そして、後段の気筒（圧縮
機）にて昇圧された後、最終段からガスボンベに充填さ
れる。

【００２２】一方、吸着部３内に流入した天然ガスは、
吸着剤１６中を通過する過程で内部に含まれる水分が吸
着剤１６に吸着される。これによって、天然ガスは常温
にて脱水されるので、圧縮して冷却されることで生じる
結露による腐食などの事故は未然に回避される。

【００２３】係る天然ガスの昇圧供給が終了したら、先
ず、遮断弁６及び７を閉じる。次に、開閉弁１２を開く
と、吸着部３とガス溜めタンク８とが連通されるので、
高圧力の吸着部３内に残留している天然ガスは配管３２
を通って吸着部３より低圧のガス溜めタンク８内に流入
して行く。この流入は吸着部３とガス溜めタンク８内の
圧力が均衡するまで継続される。尚、このガス溜めタン
ク８内の天然ガスは、後に開閉弁１４を開くことによっ
て前記ブローダウンタンク内に回収される。

【００２４】このように圧力が均衡した段階で開閉弁１
２を閉じる。次に、ヒーター４に通電して発熱させ、吸
着部３内の吸着剤１６を加熱する。この加熱によって、
吸着剤１６に吸着された水分は蒸発し、吸着剤１６から
出ていく。この状態で、空気ポンプ９を運転すると、外
管２１内において吐出管２４から圧縮空気が排気口２１
Ａに向けて吐出され、排気管２２から外部に吐出され
る。また、係る圧縮空気の吐出によって外管２１内は減
圧される。

【００２５】この状態で、或いは、空気ポンプ９の運転
と同時に開閉弁１３を開くと、キャブレターの原理によ
り吸着部３内で蒸発した水分と残留天然ガスが吸引さ
れ、配管３１を通って外管２１内に流入した後、吐出管
２４からの圧縮空気と共に、排気管２２より外部に排気
される（図中白抜き矢印）。

【００２６】このように、本発明では天然ガス昇圧供給
装置の一段目の気筒（圧縮機）直後の導管路２に吸着剤
１６を有した吸着部３を介設したので、吸着剤１６の量
を増やして圧力損失が多少大きい水分除去装置１を使用
しても、最終段において所定の供給圧力を維持できる。
従って、水分除去装置１の選択範囲が拡大し、設計上の
自由度も増す。

【００２７】また、吸着剤１６はヒーター４によって加
熱されて吸着した水分が蒸発するので、再生される。従
って、少ない量の吸着剤１６にて連続的且つ効率的な水
分除去を実現可能となると共に、その分圧力損失も低減
可能となる。

【００２８】特に、吸着剤１６の再生時に遮断弁６、７
によって吸着部３の前後を遮断するので、吸着剤１６の
再生時に外部に漏出する天然ガスの量を、遮断弁６、７
間に残留したもののみとすることができ、危険性とコス
トの高騰を抑制できる。

【００２９】更に、開閉弁１２を開放することによっ
て、遮断弁６、７間に残留した天然ガスをガス溜めタン
ク８内に導いた後、開閉弁１２を閉じて吸着剤１６の再
生を行うので、外部に漏出する天然ガスの量を著しく削
減することができ、危険性とコストの高騰を最小限に抑
制できる。

【００３０】この場合、吸着剤１６の再生時にガス吸引
排出装置２６によって吸着部３内の天然ガスを強制的に
排出するので、吸着剤１６から蒸発した水分を迅速に排
出することができる。従って、吸着剤１６の再生を円滑
且つ効率的に行うことができる。特に、空気ポンプ９か
ら吐出されて外部に向かう圧縮空気の通過により外管２
１内部を減圧し、吸着部３内の天然ガスを吸引するよう
にしたので、排気されるガスに圧縮空気が混合され、天
然ガスの濃度を着火可能濃度以下に低下させることが可
能となる。従って、水分除去装置１の吸着剤１６の再生
時の安全性を著しく向上させることができるようにな
る。

【００３１】尚、実施例では天然ガスの昇圧供給装置に
本発明の水分除去装置１を適用したが、他の可燃性ガス
の昇圧供給装置にも有効であることは云うまでも無い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば複数段接続された圧縮機によってガスを昇圧するガ
ス昇圧供給装置の一段目の圧縮機直後の導管路に、ガス
中の水分を吸着する吸着剤を有した吸着部を介設したの
で、吸着剤が多く、圧力損失の多少大きい水分除去装置
を使用しても、最終段において所定の供給圧力を維持で
きるようになる。

【００３３】従って、高効率の水分除去を連続して実現
することが可能となると共に、水分除去装置の選択範囲
が拡大し、設計上の自由度も増すものである。

【００３４】請求項２の発明によれば、昇圧されたガス
中の水分を吸着する吸着剤を備えた吸着部と、吸着剤を
加熱する加熱装置とを設けたので、常温にて吸着剤中に
吸着された水分を、前記加熱装置にて吸着剤を加熱する
ことにより蒸発させ、外部に排出することによって吸着
剤を再生することができる。従って、少ない量の吸着剤
にて連続的且つ効率的な水分除去を実現することが可能
となると共に、圧力損失も低減できるので、設計上の自
由度も増すものである。

【００３５】また、請求項３の発明によれば、上記に加
えて吸着部内に加熱装置からの熱を内部に伝達させる熱
伝導板を設けたので、加熱装置による吸着剤の再生をよ
り満遍なく且つ迅速に行うことができるようになるもの
である。

【００３６】また、請求項４の発明によれば、上記に加
えて吸着部前後の導管路に、遮断弁をそれぞれ設けたの
で、吸着剤の再生時に遮断弁によって吸着部の前後を遮
断することができる。従って、吸着剤の再生時に外部に
漏出するガスの量を、遮断弁間に残留したもののみとす
ることが可能となり、危険性とコストの高騰を抑制する
ことができるようになるものである。

【００３７】更に、請求項５の発明によれば、上記に加
えて吸着部に連通したガス溜めタンクと、吸着部とガス
溜めタンクとを連通する配管に介設された開閉弁を設け
たので、遮断弁にて吸着部の前後を遮断した後、開閉弁
を開放することによって、遮断弁間に残留したガスをガ
ス溜めタンク内にも導くことができる。

【００３８】従って、ガス溜めタンク内にガスを導いた
後、開閉弁を閉じて吸着剤の再生を行うことにより、外
部に漏出するガスの量を一層削減することが可能とな
り、危険性とコストの高騰を最小限に抑制することがで
きるようになるものである。

【００３９】また、請求項６の発明によれば、請求項３
又は請求項４の発明に加えて吸着部内のガスを吸引して
排出するガス吸引排出装置を設けたので、吸着剤の再生
時にこのガス吸引排出装置によって吸着部内のガスを排
出することにより、吸着剤から蒸発した水分を迅速に排
出することができるようになる。

【００４０】従って、吸着剤の再生を円滑且つ効率的に
行い、連続的な水分除去をより一層効果的に実現するこ
とが可能となるものである。

【００４１】更に、請求項７の発明によれば、上記ガス
吸引排出装置を、圧縮空気を吐出するポンプと、吸着部
と外部とに連通し、ポンプから吐出されて外部に向かう
圧縮空気の通過により内部が減圧される減圧部とから構
成したので、吸着部内のガスを円滑に吸引して外部に排
出することができるようになるのに加えて、圧縮空気の
混合によって排出されるガスの濃度を着火可能濃度以下
に低下させることが可能となる。

【００４２】従って、水分除去装置の吸着剤の再生時の
安全性を著しく向上させることができるようになるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水分除去装置の構成図である。

【図２】本発明の水分除去装置の吸着部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 水分除去装置 ２ 導管路 ３ 吸着部 ４ ヒーター（加熱装置） ６、７ 遮断弁 ８ ガス溜めタンク ９ 空気ポンプ １１ 減圧部 １２、１３、１４ 開閉弁 １６ 吸着剤 １７ 熱伝導板 ２６ ガス吸引排出装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段接続された圧縮機によってガスを
   昇圧するガス昇圧供給装置に設けられ、前記ガス中の水
   分を除去する水分除去装置において、 この水分除去装置は、前記ガス中の水分を吸着する吸着
   剤を有した吸着部を備え、この吸着部は一段目の前記圧
   縮機直後の導管路に介設されていることを特徴とする水
   分除去装置。
2. 【請求項２】 導管路内を流れる昇圧されたガス中の水
   分を除去する水分除去装置において、 前記ガス中の水分を吸着する吸着剤を備えた吸着部と、
   前記吸着剤を加熱する加熱装置とを備えたことを特徴と
   する水分除去装置。
3. 【請求項３】 吸着部内には加熱装置からの熱を内部に
   伝達させる熱伝導板を設けたことを特徴とする請求項２
   の水分除去装置。
4. 【請求項４】 吸着部前後の導管路に、遮断弁をそれぞ
   れ設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３の水分
   除去装置。
5. 【請求項５】 吸着部に連通したガス溜めタンクと、前
   記吸着部とガス溜めタンクとを連通する配管に介設され
   た開閉弁とを備えたことを特徴とする請求項４の水分除
   去装置。
6. 【請求項６】 前記吸着部内のガスを吸引して排出する
   ガス吸引排出装置を設けたことを特徴とする請求項４又
   は請求項５の水分除去装置。
7. 【請求項７】 ガス吸引排出装置は、圧縮空気を吐出す
   るポンプと、吸着部と外部とに連通し、前記ポンプから
   吐出されて前記外部に向かう圧縮空気の通過により内部
   が減圧される減圧部とから構成されていることを特徴と
   する請求項６の水分除去装置。