KR101439172B1

KR101439172B1 - 급유 장치

Info

Publication number: KR101439172B1
Application number: KR1020130052230A
Authority: KR
Inventors: 카츠히코 세키야; 테츠야 이시이; 마사히로 타케자와
Original assignee: 가부시끼가이샤 다쓰노
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-09-11
Also published as: JP5598682B2; JP2014019474A; KR20140011922A

Abstract

본 발명은 저비용인 한편, 아일랜드의 크기에 제한되지 않고 가솔린 베이퍼를 회수할 수 있는 급유 장치를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 발명은 급유 계통과 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통(20)을 구비하고 있으며, 상기 급유 계통은, 일단이 저유 탱크에 접속되고 타단에 급유 노즐(7)을 가지는 급유 호스(6)에 접속되는 급유관과, 그 급유관에 마련된 급유 펌프(31) 및 유량계(32)를 구비하고 있으며, 상기 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통은, 일단이 급유 노즐 근방에 개구하는 베이퍼 복귀관(26)과, 그 베이퍼 복귀관에 마련된 압축 펌프(21) 및 냉각 흡착 장치(23)와, 그 냉각 흡착 장치에 의해 가솔린 베이퍼를 기액분리하는 기액분리조(24)를 구비한 급유 장치(1)로 구성되며, 상기 냉각 흡착 장치는 삼중관 구조를 가지고 있고, 그 삼중관 구조의 가장 외측부에 액로를 할당하고, 중간부 및 가장 안쪽부에 전환이 가능한 가솔린 베이퍼 흡착로 겸 탈착로를 각각 할당할 수 있다.

Description

급유 장치{FUEL SUPPLYING APPARATUS}

본 발명은 급유 장치에 관한 것으로, 특히 자동차 등에 연료유를 급유하는 급유소에 설치되어 급유중에 자동차의 연료 탱크로부터 유출하는 가솔린 베이퍼를 회수하는 베이퍼 회수 계통을 갖춘 급유 장치에 관한 것이다.

종래, 자동차 등의 연료 탱크에 가솔린 등의 휘발성이 높은 연료유를 공급하는 급유 장치에 있어서, 연료 탱크로부터 급유량에 대응한 가솔린 베이퍼가 유출한다. 이 가솔린 베이퍼가 대기 중에 방출되면, 귀한 자원이 불필요하게 소모될 뿐만 아니라, 인화에 의한 화재의 위험성이나 환경오염을 일으키는 우려도 있었다.

여기서, 본 출원인은 특허 문헌 1을 통하여, 급유 펌프로부터 연료유의 공급을 받는 급유 노즐의 토출 파이프에 베이퍼 회수 커버를 마련하고, 이 베이퍼 회수 커버에 연통하는 베이퍼 회수로를 통하여 급유 중에 발생하는 베이퍼를 흡인 회수하는 베이퍼 회수 수단을 마련한 급유 장치의 베이퍼 회수 장치에 있어서, 베이퍼 회수로의 도중에, 그의 가운데에 베이퍼의 흐름에 의한 통과를 알리는 경보기구를 마련하여 베이퍼가 확실히 회수되고 있는 것을 확인할 수 있어 신뢰성을 향상시킨 급유 장치의 베이퍼 회수 장치를 제안한바 있다.

상기 특허 문헌 1에 기재된 발명은 유효하게 기능하고 있지만, 회수한 가솔린 베이퍼 량은 급유 체적의 1.1 ~ 1.5배나 되어, 이 다량의 가솔린 베이퍼로 인해기름 저장(저유) 탱크 안의 가솔린의 증발이 촉진되어 연료 탱크로부터 대기에 가솔린 베이퍼가 방출된다고 하는 마이너스의 2차 효과가 일어나기 때문에, 베이퍼의 회수율이 저하하는 우려가 있었다.

여기서, 회수한 가솔린 베이퍼에 의해서 기름 저장 탱크 안의 가솔린이 증발하는 것을 방지하기 위해, 가솔린 베이퍼를 냉각해 액화한 후 회수하는 방법이 채용되고 있다.

일본 특개 2001-114400호 공보

그러나, 상기한 가솔린 베이퍼의 액화 회수는, 압축·냉각에 의한 것이 일반적이고, 종래의 가솔린 베이퍼 액 회수 장치도 냉동기에 의한 냉각을 실시하고 있었다. 이 냉동기는 대대적인 장치이기 때문에, 가솔린 계량기와 가솔린 베이퍼 액화 회수장치를 각각 독립해 구성하지 않으면 안 되어, 계량기 및 동일한 아일랜드(계량기를 설치하기 위해 바닥면으로부터 섬처럼 높여 형성한 베이스부)의 크기에 따라서는, 가솔린 베이퍼 액화 회수 장치를 설치할 수 없는 우려가 있었다.

또, 가솔린 계량기와 가솔린 베이퍼 회수 장치를 접속하기 위해서는, 지하 매설 배관에 의한 접속 공사가 필요하고, 공사 부담이 크고 비용적으로 비교적 고가가 되는 문제가 있었다.

여기서, 본 발명은 상기 종래의 급유 장치에 있어서의 문제점을 감안하여 제안한 것으로, 저비용과 동시에 아일랜드의 크기에 제한되지 않고 가솔린 베이퍼를 회수할 수 있는 급유 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 급유 장치에 있어 급유 계통과 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통을 구비하며, 상기 급유 계통은 일단이 저유 탱크에 접속되고 타단에 급유 노즐을 가지는 급유 호스에 접속되는 급유관과, 그 급유관의 도중에 장착된 급유 펌프 및 유량계를 구비하며, 상기 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통은 일단이 급유 노즐 근방에 개방되는 베이퍼 복귀관과, 그 베이퍼 복귀관의 도중에 장작된 압축 펌프 및 냉각 흡착 장치와, 그 냉각 흡착 장치로부터 가솔린 베이퍼를 기액분리(기체와 액체를 분리)하는 기액분리조를 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의하면, 급유 계통과 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통을 일체화했기 때문에, 급유소에서의 지하 매설 배관 공사가 불필요해짐과 동시에, 아일랜드의 크기에 제한될 것도 없고, 또, 아일랜드 상에서의 급유 장치의 레이아웃의 자유도도 향상시킬 수 있다. 게다가 가솔린 베이퍼를 액화 회수하는 것으로 회수 효율을 향상시켜, 회수한 베이퍼를 재이용할 수 있다.

상기 급유 장치에 있어서, 상기 냉각 흡착 장치는 삼중관 구조를 가져, 가장 외측부에 가솔린 액이 흐르는 액로를 할당할 수 있어 중간부 및 가장 안쪽부에, 전환이 가능한 가솔린 베이퍼 흡착로 겸 탈착로를 각각 할당할 수 있다. 이것에 의해, 가솔린 액에 의해 베이퍼를 냉각할 수 있어 냉동기가 없어도 된다. 또, 가솔린 액의 유로를 가장 외측부에 있도록 하는 것으로서, 바깥 공기에 접촉하는 가장 외측부의 흡착로와 가장 안쪽부의 흡착로에 성능차이가 생기는 것을 방지하여, 가솔린 액에 의한 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

상기 급유 장치에 있어서, 상기 냉각 흡착 장치는, 전자 밸브 유닛에 의해 가솔린 베이퍼의 흡착과 탈착을 바꿀 수 있어, 흡착부와 탈착부를 일체화하여 냉각 흡착 장치를 소형화할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 저비용인 한편 소형이고, 아일랜드의 크기에 제한되지 않고 가솔린 베이퍼를 회수할 수 있는 급유 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련되는 급유 장치의 일 실시의 형태를 나타내는 개략도로서, (a)는 정면도, (b)는 측면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타낸 급유 장치의 커버 등을 제외한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명과 관련되는 급유 장치의 동작을 나타내는 플로차트(flow chart)이며, 냉각 흡착 장치의 안쪽 관이 흡착 동작, 가운데 관이 탈착 동작을 실시하고 있는 상태를 나타낸다.
도 4는 도 2에 나타낸 냉각 흡착 장치의 일부를 파단하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명과 관련되는 급유 장치의 동작을 나타내는 플로차트(flow chart)이며, 특히, 급유 장치의 흡착 동작, 탈착 동작의 전환 제어를 나타낸다.
도 6은 본 발명과 관련되는 급유 장치의 동작을 나타내는 플로차트(flow chart)이며, 냉각 흡착 장치의 가운데 관이 흡착 동작, 안쪽 관이 탈착 동작을 실시하고 있는 상태를 나타낸다.
도 7은 도 2, 도 3 및 도 6에 나타낸 기액분리조의 가솔린 회수 제어 및 배수 제어를 나타내는 플로차트(flow chart)이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 실시예에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는, 본 발명과 관련되는 급유 장치의 일 실시예를 나타낸 것으로, 이 급유 장치(1)은, 급유소의 아일랜드 위에 설치되는 본체 케이스(3)와, 그 본체 케이스(3)에 마련된 커버부(4)로부터 되는 하우징 본체(2)와, 그 본체 케이스(3)의 상단부에 설치되어 급유 계통에 배관으로 접속되는 복수의 호스 접속부(5)와, 각 호스 접속부(5)에 연결되어 선단에 급유 노즐(7)을 가지는 급유 호스(6)와, 표시부 (9) 및 조작부(10)를 가지는 패널(8) 등을 구비하고 있다. 단, 이러한 구성요소는, 종래의 급유 장치와 동일한 것이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.

상기 복수의 호스 접속부(5)가 배관을 개입시켜 접속되는 급유 계통은, 일단이 저유 탱크(도시하지 않음)에 삽입되고 타단에 호스 접속부(5)를 구비하는 급유관(도시는 생략)과, 이 급유관의 도중에 장착된 급유 펌프(31)(도 3 참조) 및 유량계 (32)를 구비하고 있다.

도 2는, 도 1에 나타내는 급유 장치(1)의 본체 케이스(3), 커버(4), 급유 호스(6) 및 급유 노즐(7)을 제외한 상태를 나타낸 것으로, 이 급유 장치(1)는, 더욱이 압축 펌프(21)와 냉각 흡착 장치(23)와, 기액분리조(24)와, 전자 밸브 유닛(25) 등으로부터 되는 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통(20)을 갖춘다.

다음에, 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통(20)을 구성하는 각 장치에 대해서, 도 2 및 도 3을 중심으로 참조하면서 설명한다.

압축 펌프(21)는, 일단이 급유 노즐(7)의 근방에 개구하는 베이퍼 복귀관(26)의 도중에 장착되어 급유시에 연료유의 베이퍼를 압축하는 흡착측(21 a)과, 탈착한 가솔린 베이퍼(이하, 단지 「베이퍼」라고 한다)를 베이퍼 복귀관(26)에 되돌리기 위한 탈착측(21 b)으로 구성된다. 상기 흡착측(21 a)의 하류 측에는, 압축된 베이퍼의 압력을 검출하는 압력 센서(22)가 설치된다.

냉각 흡착 장치(23)는, 베이퍼 복귀관(26)에 접속되어 압축 펌프(21)로부터의 베이퍼를 냉각 및 흡착하기 위해서 설치된다. 이 냉각 흡착 장치(23)는, 도 4에 나타내었듯이, 외측관(23 a), 가운데 관(23 b), 안쪽관(23 c)의 3개의 관으로부터 되는 삼중관 구조가 채용되고 있다. 외측관(23 a) 내에는, 복수의 베이퍼 유로(23 d)가 형성되어 이들의 주위를 가솔린이 흐르는 것으로 하여 베이퍼 유로(23 d) 내를 흐르는 베이퍼가 가솔린에 의해 냉각된다. 또, 가운데 관(23 b)과 안쪽관(23 c)은, 베이퍼의 흡착/탈착을 실시하도록 구성되고, 이러한 내부에는 흡착탑이 설치된다.

기액분리조(24)는, 냉각 흡착 장치(23)로부터 공급되는 베이퍼(유증기), 공기, 가솔린 및 물의 혼합물을 베이퍼 및 공기로부터 되는 기체와 가솔린과 물로 분리하기 위해서 설치된다.

전자 밸브 유닛(25)은, 4개의 전자 밸브(25a ~ 25d)를 구비하고 있으며, 냉각 흡착 장치(23)에 있어 안쪽관(23 c)과 가운데 관(23 b)과의 사이에 흡착 동작과 탈착 동작이 전환될 때에 유로를 바꾸기 위해서 설치된다.

다음에, 상기 구성을 가지는 급유 장치(1)의 동작에 대해서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 단, 괄호 내의 스텝(단계)은, 도 5에 나타낸 스텝에 대응하고 있다.

급유 펌프(31)가 온(ON)이 되어, 급유가 개시되면(스텝 S1), 저유 탱크로부터 냉각 흡착 장치(23)의 외측관(23 a)과 가운데 관(23 b)과의 사이에 형성되는 가장 외측부를 통하여 급유 노즐(7)에 가솔린이 공급된다. 이것과 함께, 전자 밸브(25 b, 25 c, 40)이 열리고, 압축 펌프(21)가 온이 되며(스텝 S2), 급유에 수반해 발생한 베이퍼는 베이퍼 복귀관(26)을 통하여 압축 펌프(21)의 흡착측(21 a)에 흐른다. 이때, 급유 펌프(31)에 의한 급유량은 유량계(32)에 의해서 계측된다(스텝 3).

압축 펌프(21)의 흡착측(21 a)에 공급된 베이퍼는 압축되어 냉각 흡착 장치(23)의 외측관(23 a) 내의 베이퍼 유로(23 d)(그림 4 참조)에 도입된다. 압축 펌프(21)의 흡착측(21 a)과 냉각 흡착 장치(23) 사이의 가솔린 베이퍼의 압력은 압력 센서(22)에 의해서 계측된다.

냉각 흡착 장치(23)의 베이퍼 유로(23 d)에 공급된 베이퍼는, 외측관(23 a)과 가운데 관(23 b) 사이에 형성된 최외측부를 흐르는 가솔린에 의해서 냉각되면서 기액분리조(24)에 보내진다. 여기서, 베이퍼는 압축·냉각되어 베이퍼의 일부가 가솔린으로, 또 베이퍼와 함께 반송된 대기의 일부가 물로 상태 변화한다.

기액분리조(24)에 공급된 가솔린과 물은, 기액분리조(24)의 하부에 침강한다. 한편, 베이퍼와 대기(공기)는, 기액분리조(24)의 상부에 체류하여 전자 밸브 유닛(25)에 공급된다. 여기서, 전자 밸브 유닛(25)의 전자 밸브(25 a, 25 d)가 닫힌 상태(흰색 칠의 화살표로 나타내 보인다)이고, 전자 밸브(25 b, 25 c)가 열린 상태(검은 칠의 화살표로 나타내 보인다)이기 때문에, 베이퍼와 대기는, 전자 밸브(25 b)를 통하여 냉각 흡착 장치(23)의 안쪽관(23 c)의 내부에 도입되어 베이퍼가 흡착된다. 이때 베이퍼와 함께 안쪽관(23 c)의 내부에 도입된 대기는, 릴리프 밸브(34), 에어 배출관(35)(도 2 참조)을 통해 에어 배출구멍 36으로부터 배출된다.

그런데, 냉각 흡착 장치(23)의 가운데 관(23 b)의 내부에서는 베이퍼의 탈착이 행해지고, 그 탈착된 베이퍼는, 전자 밸브(25 c)를 통해서 압축 펌프(21)의 탈착측(21 b)에 공급된다. 탈착측(21 b)에 공급된 베이퍼는 다시 베이퍼 복귀관(26)에 되돌려진다.

여기서, 도 5의 스텝 S4에 있어, 유량계(32)로 계측하고 있는 급유량 Q가 q1(예를 들어, q1 = 50 l) 미만인 때에는(스텝 S4：No), 유량 펄스를 기억한다(스텝 S7).

한편, 스텝 S4에 있어, 유량계(32)로 계측하고 있는 급유량 Q가 q1(q1 = 50 l)이 되었을 경우에는(스텝 S4：Yes), 유량계(32)의 급유 카운트를 리셋트하고(스텝 S5), 전자 밸브 유닛(25)의 전자 밸브(25a ~25d)의 개폐 상태를 반대로 해 냉각 흡착 장치의 가운데 관(23 b), 안쪽관(23 c)에 있어서의 흡착 동작과 탈착 동작을 바꾼다. 이와 같이 하여 동작이 교체된 상태를 도 6에 나타내었다.

도 6에 나타내었듯이, 전자 밸브 유닛(25)의 전자 밸브(25 a, 25 d)가 열린 상태(검은 칠의 화살표로 나타내 보였다)이고, 전자 밸브(25 b, 25 c)가 닫힌 상태(흰색 칠의 화살표로 나타내 보였다)이기 때문에, 기액분리조(24)에 체류하는 베이퍼와 대기는 냉각 흡착 장치(23)의 가운데 관(23 b)의 내부에 반송되며, 여기서 베이퍼가 흡착되어 베이퍼와 함께 안쪽관(23 c)에 공급된 대기는, 릴리프 밸브(39), 에어 배출관(35)(도 2 참조)를 통해서 에어 배출구멍(36)으로부터 배출된다.

한편, 흡착된 베이퍼가 존재하는 안쪽관(23 c)의 내부에서는, 베이퍼의 탈착이 행해지고, 탈착된 베이퍼는 전자 밸브 유닛(25)의 전자 밸브(25 a)를 통하여 흡착측(21 b)에 공급되어 베이퍼 복귀관(26)으로 되돌려진다. 이상 설명한 동작을 반복해 실시하는 것에 의해, 냉각 흡착 장치(23)의 가운데 관(23 b)과 안쪽관(23 c)의 내부에 배치되는 흡착탑이 포화 상태가 되는 것을 방지해, 급유시에 발생하는 베이퍼를 확실히 회수할 수 있다.

계속하여 설명하면, 도 5로 돌아와, 스텝 S7로 유량 펄스를 기억한 후, 급유 펌프(31)를 오프(off)로 하고(스텝 S8), 전자 밸브(25 b, 25 c, 40)을 닫아서 압축 펌프(21)를 오프로 해 동작을 종료한다(스텝 S9).

다음에, 기액분리조(24)에 있어서의 베이퍼 회수 제어 및 배수 제어에 대해서, 도 2, 도 3 및 도 7을 참조하여 설명한다.

기액분리조(24)의 내부에는, 가솔린 센서(도시 생략)가 물센서(도시 생략)의 상부에 위치하도록 배치된다. 냉각 흡착 장치(23)로부터 가솔린 및 물이 공급되면, 정기적으로 도 7에 나타내는 플로차트(flow chart)의 동작을 실행한다.

스텝 S11에 있어서, 가솔린 센서가 온이 되고 있는지 아닌지를 판단해, 가솔린 센서가 온이 되고 있다면, 즉 가솔린이 일정량 이상 저장되고 있는 경우에는(스텝 S11：Yes), 전자 밸브(41)를 연다(스텝 S12).

스텝 S13에 있어서, 전자 밸브(41)를 열고 나서 현재까지의 시간 T가, 소정 시간 t1를 경과하였는지 아닌지를 판단하여, 소정 시간을 경과하고 있는 경우에는(스텝 S13：Yes), 전자 밸브(41)를 닫고 회수량을 기억해 동작을 종료한다(스텝 S14). 한편, 스텝 S13에 있어, 전자 밸브(41)를 열고 나서 현재까지의 시간 T가, 소정 시간 t1을 경과하고 있지 않는 경우에는(스텝 S13：No), 소정 시간 t1이 경과할 때까지 대기한다.

상기 스텝 S11에 있어서, 가솔린 센서가 오프인 상태라면, 즉 가솔린이 소정량 미만 밖에 저장되어 있지 않은 경우에는(스텝 S11：No), 스텝 S15에 있어, 물센서가 온이 되고 있는지 아닌지를 판단한다. 물센서가 온이 되고 있다면, 즉 물이 소정량 이상 저장되고 있는 경우에는(스텝 S15：Yes), 전자 밸브(42)를 열어, 웅덩이부(37)(도 2 참조)로 배수한다(스텝 S16).

스텝 S17에 있어서, 전자 밸브(42)를 열고 나서 현재까지의 시간 T가, 소정 시간 t2를 경과하였는지 아닌지를 판단하여, 소정 시간을 경과하고 있는 경우에는(스텝 S17：Yes), 전자 밸브(42)를 닫고 종료한다(스텝 S18). 한편, 스텝 S17에 있어서, 전자 밸브(42)를 열고 나서 현재까지의 시간 T가, 소정 시간 t2를 경과하고 있지 않은 경우에는(스텝 S17：No), 소정 시간 t2가 경과할 때까지 대기한다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 종래 독립해 구성되어 있던 급유 장치와 가솔린 베이퍼 액화 회수 장치를 일체화했기 때문에, 급유소에서의 지하 매설 배관 공사가 불필요해짐과 동시에, 아일랜드의 크기에 제한될 것도 없고, 또, 아일랜드 상에서의 급유 장치의 레이아웃 자유도도 향상시킬 수 있다. 또, 1대의 압축 펌프(21)로 흡착 및 탈착을 동시에 실시할 수 있어 장치의 부품 수가 감소하여, 장치를 한층 더 소형화할 수 있다.

1 :　급유 장치
2 :　하우징
3 :　본체 케이스
4 :　커버
5 :　호스 접속부
6 :　급유 호스
7 :　급유 노즐
8 :　패널
9 :　표시부
10 :　조작부
20 :　가솔린 베이퍼 회수 계통
21 :　압축 펌프
21a :　흡착측
21b :　탈착측
22 :　압력 센서
23 :　냉각 흡착 장치
23a :　외측관
23b :　가운데 관
23c :　안쪽관
23d :　베이퍼 유로
24 :　기액분리조
25 :　전자 밸브 유닛
25a ~ 25d :　전자 밸브
26 :　베이퍼 복귀관
31 ;　급유 펌프
32 :　유량계
33 :　역류방지 밸브
34 :　릴리프 밸브
35 :　에어 배출관
36 :　에어 배출구멍
37 :　웅덩이부
38 :　역류방지 밸브
39 :　릴리프 밸브
40 ~ 42 :　전자 밸브

Claims

급유 계통과 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통을 구비하고 있으며, 상기 급유 계통은, 일단이 저유 탱크에 접속되고 타단에 급유 노즐을 가지는 급유 호스에 접속되는 급유관과, 그 급유관의 도중에 장착된 급유 펌프 및 유량계를 구비하고 있으며, 상기 가솔린 베이퍼 액화 회수 계통은, 일단이 급유 노즐의 근방에 개구하는 베이퍼 복귀관과, 그 베이퍼 복귀관에 마련된 압축 펌프 및 냉각 흡착 장치와, 그 냉각 흡착 장치에 의해 가솔린 베이퍼를 기액분리하는 기액분리조를 구비하며, 상기 냉각 흡착 장치는 삼중관 구조를 가지고 있으며, 그 삼중관 구조의 가장 외측부에 가솔린이 통과하는 액로를 할당하고, 그의 중간부 및 가장 안쪽부에 전환이 가능한 가솔린 베이퍼 흡착로 겸 탈착로를 각각 할당하며, 상기 외측부의 액로에 복수의 베이퍼 유로들을 마련하여 상기 베이퍼 유로들의 외주를 감싸고 있는 액로를 따라 흐르는 가솔린에 의해 상기 베이퍼 유로 내를 흐르는 베이퍼를 냉각시키게 되는 것을 특징으로 하는 급유 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 냉각 흡착 장치는, 전자 밸브 유닛에 의해 가솔린 베이퍼의 흡착과 탈착을 전환시키는 것을 특징으로 하는 급유 장치.