KR102167308B1

KR102167308B1 - 급유장치

Info

Publication number: KR102167308B1
Application number: KR1020190024555A
Authority: KR
Inventors: 나오히로 고쿠라; 타쿠토 모리야마
Original assignee: 가부시끼가이샤 다쓰노
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-10-20
Also published as: KR20190106718A; JP2018193130A

Abstract

[과제] 연료유 베이퍼의 액화 회수 효율을 높게 유지하면서, 안정적으로 연료유 베이퍼를 회수할 수 있는 급유장치를 제공한다. [해결수단] 일단이 저유 탱크(T)에 접속되고, 타단이 급유노즐(5)을 구비하는 급유호스(4)에 접속되는 급유관(31)과, 급유관에 구비된 급유펌프(32) 및 유량계(34)를 갖는 급유계통(3)과, 일단이 급유노즐 근방에 개구하는 베이퍼 회수관(21)과, 베이퍼 회수관에 개장된 압축펌프(22)와, 베이퍼 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 냉각하는 응축기 (23a)와 응축기에서 액화된 연료유를 회수하는 기액분리계측조(23b)와, 기액분리계측조로부터의 연료유 베이퍼를 흡착하는 흡착탑(23c, 23d)을 구비하는 분리 유닛(23)을 갖는 베이퍼 액화 회수계통(2)을 구비하며, 분리 유닛은 냉동 유닛(20)으로부터의 냉각액에 의해 냉각되어 있는 급유장치(1).

Description

급유장치{Fuel supplying apparatus}

본 발명은 급유장치에 관한 것으로, 특히 자동차 등에 연료유를 공급하는 급유소에 설치되어 급유중에 자동차 등의 연료 탱크로부터 유출하는 연료유 베이퍼를 회수하는 베이퍼 액화 회수계통을 구비한 급유장치에 관한 것이다.

종래, 자동차 등의 연료 탱크에 가솔린 등의 휘발성이 높은 연료유를 공급하는 급유장치에 있어서, 연료 탱크로부터 급유량에 따른 연료유 베이퍼가 유출한다. 이 연료유 베이퍼가 대기중에 방출되면 자원이 낭비될 뿐만 아니라, 인화로 인한 화재의 위험성이나 환경오염을 일으킬 우려도 있었다.

그래서 본 출원인은 특허문헌 1에서 급유중에 자동차 등의 연료 탱크로부터 유출하는 연료유 베이퍼를 회수하여 냉각하고, 액화된 연료유를 회수하는 동시에 액화하지 않은 연료유 베이퍼를 흡착제의 표면에 흡착해서 흡착된 연료유 베이퍼를 탈착한 후 다시 냉각공정에 보내어 재이용함으로써 환경 부하를 저감토록 하였다.

일본 특개2017-77903호 공보

상기 발명은 유효하지만, 응축기 및 흡착탑에서의 냉각에 있어 지하 탱크로부터 빨아올린 연료유인 가솔린의 일부를 사용하고 있었다. 도 13에 연간 외기온과 종래의 냉각온도(상기 지하탱크의 가솔린의 온도)의 일례를 나타내는 바와 같이, 가솔린은 연중 내내 일정온도(약 15℃ 전후)에서의 냉각을 기대할 수 있으나, 액화 회수의 효율을 높이려면 보다 낮은 온도에서의 냉각이 바람직하다. 또, 지하 탱크 내의 가솔린 온도도 어느 정도 계절이나 외기온의 영향을 받기 때문에, 연간 내내 안정된 냉각을 실시하는 것은 어려웠다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 연료유 베이퍼의 액화 회수 효율을 높게 유지하면서, 안정적으로 연료유 베이퍼를 회수할 수 있는 급유장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 급유장치로서, 일단이 저유(貯油) 탱크에 접속되고, 타단이 급유노즐을 구비하는 급유호스에 접속되는 급유관과, 상기 급유관의 도중에 설치된 급유펌프 및 유량계를 구비하는 급유계통과, 일단이 급유노즐 근방에 개구하는 베이퍼 회수관과, 상기 베이퍼 회수관에 마련된 압축펌프와, 상기 베이퍼 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 냉각하는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 연료유를 회수하는 기액분리 계측조와, 상기 기액분리 계측조로부터의 연료유 베이퍼를 흡착하는 흡착탑을 구비하는 분리 유닛을 갖는 베이퍼 액화 회수계통을 구비하는 급유장치에 있어서, 상기 분리 유닛은 냉동 유닛으로부터의 냉각액에 의해 냉각되고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 분리 유닛을 냉동 유닛으로부터의 냉각액에 의해 냉각함으로써 계절이나 외기온에 좌우되지 않고 안정적으로 연료유 베이퍼를 냉각하거나 연료유 베이퍼를 흡착할 수 있어, 연료유 베이퍼의 액화 회수 효율을 높게 유지하면서 안정적으로 연료유 베이퍼를 회수하는 것이 가능하게 된다.

상기 급유장치에 있어서, 상기 분리 유닛을 단열재 및 단열 커버로 덮을 수 있으며, 이에 의해 냉각액의 온도를 낮게 유지할 수 있는 동시에, 분리 유닛에서의 결로를 방지할 수 있다.

또, 상기 냉동 유닛으로부터의 냉각액은 외기온도가 소정의 범위 내에 있으면, 상기 냉동 유닛과 상기 분리 유닛과의 사이를 소정량이 순환하고, 상기 냉동 유닛에 의해서 소정온도 범위로 냉각되게 할 수 있으며, 이에 의해 냉각액의 온도 및 양을 안정화시킬 수 있다.

상기 냉동 유닛의 전원 투입 후, 상기 냉각액이 소정온도 이하로 냉각될 때까지, 상기 급유 계통 또는/및 상기 베이퍼 액화 회수계통을 구동하지 않게 구성할 수 있으며 이에 의해 응축하지 않은 연료유 베이퍼가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 냉각액이 소정온도를 초과하면, 상기 급유계통 또는/및 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지하게 구성할 수 있고, 이에 의해 응축하지 않은 연료유 베이퍼가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 흡착탑의 배기관에 설치되는 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브의 배기 베이퍼 농도를 측정하는 농도계를 구비하고, 상기 농도계의 측정값이 소정의 값을 초과하면, 상기 급유계통 또는/및 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지하도록 구성할 수 있다. 이에 의해 베이퍼 농도가 높은 기체가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 흡착탑의 배기관에 릴리프 밸브를 설치하여 상기 냉동 유닛을 상시 구동할 수 있고, 이에 의해 냉각액의 온도를 항상 낮게 유지하며, 연료유 베이퍼를 확실히 응축시켜서 릴리프 밸브의 배기 베이퍼 농도를 낮게 억제할 수 있다.

상기 릴리프 밸브의 배기를 희석해서 대기에 방출하는 희석관을 설치함으로써, 릴리프 밸브의 배기 베이퍼 농도를 저감하여 더 안전성을 높일 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 연료유 베이퍼의 액화 회수효율을 높게 유지하면서, 안정적으로 연료유 베이퍼를 회수할 수 있는 급유장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 급유장치의 일실시형태를 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 급유장치의 일부 파단 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 급유장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 급유장치에 설치되는 냉동 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 냉동 유닛을 설치할 때에 사용하는 솔리드 베이퍼 배리어를 나타내는 도면으로, (a)는 급유장치의 일부 파단 전체사시도, (b)는 솔리드 베이퍼 배리어를 정면측에서 본 경우의 사시도, (c)는 솔리드 베이퍼 배리어를 배면측에서 본 경우의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 급유장치의 베이퍼 배리어 구조를 설명하기 위한 개략 정면도이다.
도 7은 도 4에 나타내는 냉동 유닛의 순환펌프, 압축기 및 전자밸브의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8은 도 4에 나타내는 냉동 유닛의 순환펌프, 쿨링팬, 압축기 및 전자밸브의 동작설명도이다.
도 9는 냉동 유닛의 전원 투입 직후에 있어서의 냉각액 냉각 동작의 제 1 실시형태에 대해서 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10은 냉동 유닛의 전원 투입 직후에 있어서의 냉각액의 냉각 동작의 제 2 실시형태에 대해서 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은 본 발명에 관한 급유장치에서 사용되는 급유펌프를 나타내는 단면도로, (a)는 기본 구성을 설명하기 위한 도면, (b)는 릴리프 밸브의 배기가 공기 분리기의 출구관에 도입되는 경우를 나타내는 도면, (c)는 릴리프 밸브의 배기가 플로트실의 오버플로 방지밸브의 토출 측에 도입되는 경우를 나타내는 도면이다.
도 12는 릴리프 밸브의 배기를 희석하는 희석관을 나타내고, (a)는 사시도, (b)는 (a)의 상면도, (c)는 (a)의 측면도이다.
도 13은 본 발명에 관한 급유장치와 종래의 급유장치에서 베이퍼의 냉각온도(냉각액의 온도)를 비교한 그래프이다.

다음에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은, 본 발명에 관한 급유장치의 일실시형태를 나타내며, 이 급유장치(1)는 본 발명의 특징부분인 베이퍼 액화 회수계통(2)과, 급유호스(4)(4A~4C)와, 급유호스(4)의 일단에 접속된 급유노즐(5)(5A~5C)과, 급유노즐(5)을 걸기 위한 노즐걸이(6)(6A~6C)와, 급유량 등을 표시하는 표시부(7)를 포함하는 급유계통(3)을 구비한다.

급유계통(3)은, 일단이 저유 탱크(T)에 접속된 급유관(31)과, 급유관(31)에 설치된 급유펌프(32), 전자밸브(33) 및 유량계(34)와, 급유관(31)의 타단에 안전 이음매(35)를 통해서 접속되는 급유호스(4)와, 급유호스(4)의 선단에 설치되고, 노즐걸이(6)에 걸리는 급유노즐(5) 등을 구비한다. 급유펌프(32) 이외의 각 구성요소는 복수 유종에 대응하기 위해서 각각 6개(3유종×2세트)씩 설치되며, 급유장치(1)의 양측에서 2대의 자동차에 동시에 급유를 실시할 수 있다.

베이퍼 액화 회수계통(2)은, 일단이 급유노즐(5)의 근방에 개구하는 베이퍼 회수관(21)과, 베이퍼 회수관(21)에 구비된 압축펌프(22) 및 분리 유닛(23)과, 압축펌프(22)를 구동하는 모터(24), 냉동 유닛(20) 등을 구비한다.

분리 유닛(23)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가솔린 베이퍼(이하 "베이퍼"라고 한다)를 응축시키는 응축기(23a)와, 응축기(23a)의 근방에 배치되어 응축기 (23a)로부터 배출되는 베이퍼, 공기, 가솔린 및 물의 혼합물을, 기체, 가솔린 및 물로 각각 분리하는 기액분리계측조(23b)와, 응축기(23a) 및 기액분리계측조(23b)의 양측으로 배치되어 기액분리계측조(23b)로부터 배출되는 기체에서 베이퍼를 흡착한 후, 탈착해서 응축기(23a)로 되돌리기 위한 2개의 흡착탑(23c, 23d)을 구비한다.

또한, 분리 유닛(23)은, 도시를 생략하지만, 베이퍼를 냉각하여 응축 및 흡착성능을 향상시키기 위해, 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)을 수용하는 공간(이하 "냉각부"라고 한다)(23e)이 냉동 유닛(20)에서의 냉각액(부동액)으로 채워지도록 구성된다.

2개의 흡착탑(23c, 23d)은, 흡착성능을 통일하기 위해서 동일 형상이 되도록 구성되고, 내부에 실리카겔, 제올라이트, 활성탄 등의 흡착재가 충전된다. 또, 각 흡착탑(23c, 23d)에는, 흡착탑(23c, 23d) 내에 외기(外氣)를 도입하여 베이퍼를 반송하기 위한 체크밸브(27)와, 흡착탑(23c, 23d) 내의 압력을 소정 값 이하로 하기 위한 릴리프 밸브(28)가 각각 부설된다. 이하, 릴리프 밸브(28)의 배기라는 것은 릴리프 밸브(28)가 설치되는 유로 내의 압력이 소정 값 이상이 된 경우에 유로 내의 압력을 배출시켜주기 위한 것을 가리킨다.

릴리프 밸브(28)에 접속되는 배출관(13)(도 2 참조)에는, 배출관(13)을 흐르는 기체의 베이퍼 농도를 측정하는 농도계(29)(도 3 참조)가 부설된다.

냉동 유닛(20)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 냉각액을 저장하는 서브 탱크(41)및 냉각액 탱크(42)와, 냉각액 공급라인(46)에 배치되는 순환펌프(43), 유량 센서(44) 및 온도센서(45)와, 냉각액 회수라인(47)에 배치되는 플레이트 열교환기(53)를 구비한다.

또, 냉동 유닛(20)은, 냉매라인(54, 55)에, 응축기(48)와, 쿨링팬(49)(49A, 49B)과, 압축기(51)와, 팽창 밸브(52)(52A, 52B)와, 전자 밸브(50)를 구비하여 플레이트 열교환기(53)에서 냉매를 이용해서 냉각액을 냉각한다.

냉동 유닛(20)을 베이퍼 액화 회수계통(2)의 상부에 설치할 때, 도 5에 나타내는 바와 같이, 솔리드 베이퍼 배리어(61)를 개재시킨다. 이 솔리드 베이퍼 배리어(61)는 L자형의 판형상으로 형성되고, 수평판상부(61a)에서 베이퍼 액화 회수계통(2)과 냉동 유닛(20)과의 사이를, 수직판상부(61b)에서 급유장치(1)의 본체 하우징(8)과 냉동 유닛(20)과의 사이를 차단하여, 냉동 유닛(20)을 비방폭구조(非防爆構造)로 한 경우에도 냉동 유닛(20)에 베이퍼가 침입하는 것을 방지해서 안전을 확보하고 있다.

솔리드 베이퍼 배리어(61)에는, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 수평판상부 (61a)의 6개소에 관통공(61c)이 형성되어, 각각의 관통공(61c)에 케이블 클램프(61d)를 배치하고, 케이블 클램프(61d)를 통하여 기밀성을 유지하면서 케이블을 삽통시키고 있다. 또, 수평판상부(61a)의 4개소에 용접 스터드(61e)를 입설하고, 수직판상부(61b)의 2개소에 뚫어 설치한 관통공(61f)에는, 볼트(61g)를 삽통시켜서 밀봉 와셔(61h)를 사용함으로써, 냉동 유닛(20)에 베이퍼가 침입하는 것을 방지하면서 베이퍼 액화 회수계통(2)및 본체 하우징(8)에 솔리드 베이퍼 배리어(61)를 고정하고 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 솔리드 베이퍼 배리어(61)에 추가하여, 급유계통(3)과 표시부(7)의 사이에도 판상의 베이퍼 배리어(계량기 측 베이퍼 배리어)(62)를 설치하고 있다. 양쪽 베이퍼 배리어(61, 62)에 의해서 표시부(7) 및 냉동 유닛(20)의 내부를 베이퍼로부터 차단하여 냉동 유닛(20) 및 표시부(7)를 비방폭 구조로 한 경우에도 안전을 확보하고 있다.

또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉동 유닛(20)을 수용한 냉동 유닛 하우징 (9)(9A, 9B)에 통풍구(louver)(10)(10A, 10B)를 설치하고, 이들 통풍구(10)에서 공기의 흡배기를 실시함으로써, 냉동 유닛 하우징(9) 내에 열이 가득 차는 것을 방지하여 냉각 효율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 급유장치(1)의 하부에는, 배출구(11, 12)가 설치되고, 배출구(11)는 후술하는 급유펌프(32)(도 11 참조)의 공기 분리기(32a)의 출구관(32d)과 연통하며, 배출구(12)는 배출관(13)을 통하여 분리 유닛 (23)의 릴리프 밸브(28)와 연통하고 있다.

다음에, 상기 구성을 구비하는 급유장치(1)의 베이퍼 회수 동작에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저, 분리 유닛(23)에서 사용하는 냉각액을 냉동 유닛(20)에서 냉각하는 동작에 대해서 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 스텝 S1에서 외기온도(T)가 t1~t2, 예를 들면 10℃~40℃인지 아닌지를 판단하여, 이 범위 내에 있는 경우에는(스텝 S1；Yes) 순환펌프(43)의 운전을 개시하고(스텝 S2), 스텝 S3에서 유량센서(44)로 측정된 냉각액의 양(Q)이 소정의 양(q1)이 되었는지 아닌지를 판단해서, q1이 된 경우에는(스텝 S3 ；Yes), 스텝 S4에서 외기온도(T)가 t1보다 낮은지, t2보다 높은지 판단하여 어느 하나의 경우에는(스텝 S4；Yes) 스텝 S5에서 순환펌프(43)의 운전을 정지한다. 한편, 스텝 S3에서 냉각액의 양(Q)이 소정의 양(q1)이 되지 않은 경우에는(스텝 S3；No) 스텝 S6에서 에러 표시를 하여 종료한다. 상기 동작에 의해, 외기온도(T)가 소정의 온도 범위의 경우에 소정량의 냉각액이 순환하게 된다.

또, 스텝 S11에서 온도센서(45)로 측정된 냉각액의 온도(T)가 t3, 예를 들면 2℃ 이상인지 아닌지를 판단하여 2℃ 이상의 경우에는(스텝 S11；Yes), 압축기(51)의 운전을 개시하고(스텝 S12), 플레이트 열교환기(53)에서 공급된 저압의 기체 상태에 있는 냉매를 압축해서 고압의 기체로 변환하여 냉매 라인(54)을 통해 응축기 (48)에 공급한다. 다음에, 압축기(51)에서 공급된 고압 기체 상태의 냉매를 응축기 (48)에서 응축하고, 고압 액체 상태의 냉매로 변환해서 응축열을 빼앗고, 빼앗은 열을 쿨링팬(49)의 송풍에 의해 외부로 방출한다. 또한, 응축기(48)로부터 냉매 라인(55)을 통해서 공급된 고압 액체 상태의 냉매를 팽창 밸브(52B)에 의해 저압 상태로 변화시켜서 플레이트 열교환기(53)에 공급하여 냉각액을 냉각한다. 냉매 라인 (54, 55)을 흐르는 냉매의 유량은, 팽창 밸브(52B)의 밸브개방량을 조정함으로써 제어된다. 또한, 상기 동작에서는 전자 밸브(50)는 닫혀 있다.

다음에, 스텝 S13에서 냉각액의 온도(T)가 t4, 예를 들면 －1℃ 이하인지 아닌지를 판단하여 －1℃ 이하의 경우에는(스텝 S13；Yes) 압축기(51)의 운전을 정지하고(스텝 S14) 냉각액의 냉각 동작을 정지한다. 상기 동작을 반복함으로써 냉각액의 온도가 소정 범위, 예를 들면 －1℃~2℃로 유지된다.

또한, 스텝 S21에서 냉각액의 온도(T)가 t5, 예를 들면 2℃ 이하인지 아닌지를 판단하여 2℃ 이하의 경우에는(스텝 S21；Yes), 전자 밸브(50)를 열어(스텝 S22), 냉매 라인(54, 55)을 흐르는 냉매의 유량을 반감시킴으로써, 냉동 유닛(20)의 냉각 능력을 50%로 저하시킨다. 다음에, 스텝 S23에서 냉각액의 온도(T)가 t6, 예를 들면 3℃ 이상인지 아닌지를 판단하여 3℃ 이상의 경우에는(스텝 S23；Yes), 전자 밸브(50)을 닫아(스텝 S24), 냉동 유닛(20)의 냉각 능력을 100%로 높인다. 상기 동작에 의해 냉각액을 안정적으로 소정온도 이하, 예를 들면 도 13의 그래프에 나타내는 바와 같이 본 발명의 냉각온도를 연간 내내 2℃ 정도로 유지할 수 있다.

다음에, 베이퍼 액화 회수계통(2)에 의한 베이퍼 회수 동작에 대해, 도 3을 중심으로 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

급유펌프(32)가 온이 되어 급유가 개시되면, 냉동 유닛(20)으로부터 분리 유닛(23)의 냉각부(23e)로 냉각액이 공급되어 냉각부(23e)내의 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)을 냉각한다. 냉각 후의 냉각액은 냉동 유닛(20)으로 되돌려진다.

급유노즐(5)에서 가솔린의 공급을 개시하면, 압축펌프(22)가 온이 되어 급유에 수반하여 발생한 베이퍼와, 차량의 연료 탱크 내의 공기가 베이퍼 회수관(21)을 통해 압축펌프(22)의 압축 측(22a)으로 흘러서 응축기(23a) 내에 도입된다.

응축기(23a)에 도입된 기체는, 냉각부(23e)를 흐르는 냉각액에 의해 냉각되면서 기액분리계측조(23b)로 보내진다. 여기서, 베이퍼는 압축·냉각되어 베이퍼의 일부가 가솔린에, 또 베이퍼와 함께 반송된 공기의 일부가 물로 상태변화한다.

기액분리계측조(23b)에 공급된 가솔린 및 물은 저부로 침강하고, 물보다 비중이 작은 가솔린은 물 위쪽으로 이동한다. 그리고 도시하지 않는 액면센서의 제어에 의해 소정량 이상 가솔린이나 물이 고인 경우 가솔린 및 물을 각각 배출한다.

한편, 기액분리계측조(23b)의 상부에 체류하는 베이퍼와 공기는, 흡착탑(23c)에 도입되어 베이퍼가 흡착된다. 또한, 베이퍼와 함께 흡착탑(23c)의 내부에 도입된 공기는 릴리프 밸브(28)를 통해서 외부로 배출된다. 이와 동시에, 흡착탑(23d)에 흡착된 베이퍼의 탈착을 실시한다. 탈착된 베이퍼는 압축펌프(22)의 진공 측(22b)에 공급되어 다시 베이퍼 회수관(21)으로 되돌려진다.

가솔린의 급유량이 소정 값(예를 들면, 50L)에 달하면, 베이퍼 등의 유로를 전환하는 것으로 베이퍼와 공기는 흡착탑(23d)에 도입되고 베이퍼가 흡착된다. 또한, 베이퍼와 함께 흡착탑(23d)의 내부에 도입된 공기는 릴리프 밸브(28)을 통해서 외부로 배출된다. 이와 동시에, 흡착탑(23c)에 흡착된 베이퍼의 탈착을 실시한다. 탈착된 베이퍼는 압축펌프(22)의 진공 측(22b)에 공급되어 다시 베이퍼 회수관(21)으로 되돌려진다.

상기와 같이 베이퍼 등의 유로를 전환함으로써 상기 동작을 반복하여 2개의 흡착탑(23c, 23d)에서 베이퍼의 흡착을 교대로 실시한다. 이에 의해, 흡착탑(23c, 23d)이 포화 상태가 되는 것을 방지해, 급유시에 발생하는 베이퍼를 확실하게 회수할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 분리 유닛(23)의 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)을 냉동 유닛(20)으로부터의 냉각액에 의해 냉각했기 때문에, 계절이나 외기온도에 좌우되지 않고 안정적으로 연료유 베이퍼를 냉각하거나, 연료유 베이퍼를 흡착할 수 있어, 연료유 베이퍼의 액화 회수 효율을 높게 유지하면서, 안정적으로 연료유 베이퍼를 회수하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 분리 유닛(23)에서 사용하는 냉각액을 냉동 유닛(20)에서 냉각함으로써, 냉각액을 예를 들면 연간 내내 2℃ 정도로 유지할 수 있다. 그러나, 이것은 냉동 유닛(20)의 전원이 항상 켜져 있는 경우이며, 냉동 유닛(20)의 전원을 끄면 냉각액의 온도는 상승한다.

그 때문에, 급유소의 개점 때 등, 냉동 유닛(20)의 전원 투입 직후는 냉각액이 소정온도 이하까지 냉각되어 있지 않은 경우가 있어, 그 상태로 급유가 개시되면, 분리 유닛(23)의 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)이 충분히 냉각되어 있지 않기 때문에, 급유에 수반하여 발생한 베이퍼가 회수되지 않고 릴리프 밸브 (28)및 배출관(13)을 통해서 배출구(12)로부터 배출되게 되어 급유장치(1)의 배기중 베이퍼 농도가 가솔린의 폭발 하한 경계치(1.4vol% 정도)를 초과할 우려가 있다.

이러한 사태를 회피하기 위해, 냉동 유닛(20)의 전원 투입 직후에서의 냉각액의 냉각 동작의 제 1 실시형태에 대해 도 9를 참조하면서 설명한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 스텝 S31에서 냉동 유닛(20)의 전원을 투입하면(스텝 S31；Yes), 순환펌프(43)의 운전을 개시한다(스텝 S32). 또 스텝 S31에서 냉동 유닛(20)의 전원이 투입되지 않아도(스텝 S31；No), 예를 들면, 현재 시각(T)이 급유소 영업 개시 시각(T1)(예를 들면, 급유소 영업 개시 시간의 30분전)이 된 경우에도(스텝 S33；Yes), 순환펌프(43)의 운전을 개시할 수 있다(스텝 S32). 이에 의해, 냉동 유닛(20) 내의 냉각액을 충분히 냉각할 수 있다.

다음에, 스텝 S34에서 유량센서(44)로 측정된 냉각액의 양(Q)이 소정의 양(q1)이 되었는지 아닌지를 판단하여 q1이 된 경우에는(스텝 S34；Yes), 스텝 S3 5로 진행한다. 한편, 냉각액의 양(Q)이 소정의 양(q1)이 되지 않은 경우에는(스텝 S34 ；No), 냉각액의 양이 불충분하기 때문에 에러를 경보하고(스텝 S36), 동작을 종료한다.

스텝 S35에서 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도 t7 이하가 되었는지 아닌지를 판단하여 t7 이하가 된 경우에는(스텝 S35；Yes), 압축펌프(22)에 베이퍼 회수 허가를 출력하여(스텝 S37) 압축펌프(22)가 운전을 개시한다. 한편, 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도 t7 이하가 되지 않은 경우에는(스텝 S35；No), 온도 t7 이하가 될 때까지 급유 불가를 알린다(스텝 S38).

압축펌프(22)는, 스텝 S41에서 베이퍼 회수 허가가 입력되면(스텝 S41；Yes), 베이퍼 흡인 가능이 되어, 급유자에게 급유 가능을 알린다(스텝 S42).

냉동 유닛(20)으로 되돌아와서, 스텝 S39에서 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도 t7를 상회했다고 판단되면(스텝 S39；Yes), 냉동 유닛(20)은 베이퍼 회수 허가 정지를 압축펌프(22)에 출력한다(스텝 S40). 이에 수반하여 냉동 유닛(20)으로부터 베이퍼 회수 허가 정지가 입력된 압축펌프(22)는(스텝 S43；Yes), 급유자에게 급유 불가를 알리고(스텝 S44), 동작을 종료한다.

상기 동작에 의해, 냉각액이 소정의 온도에 이를 때까지는 급유자에게 급유 불가를 알리는 동시에, 압축펌프(22)가 베이퍼를 회수할 수 없기 때문에, 급유장치(1)의 배기 중 베이퍼 농도가 가솔린의 폭발 하한경계값을 초과하는 것을 회피할 수 있다.

그러나 상기 제 1 실시형태에 있어서는, 급유자에게 급유 불가를 알리는 것만으로, 급유계통(3)의 동작을 제한하고 있지 않기 때문에, 급유자가 급유 불가에 따르지 않고 급유를 실시하는 일도 있을 수 있다. 그래서, 냉동 유닛(20)의 전원 투입 직후에서의 냉각액의 냉각 동작의 제 2 실시형태에 대해서 도 10을 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에서는, 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도(t7) 이하가 될 때까지, 또, 그 후에 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도(t7)를 상회한 경우에 압축펌프(22) 뿐만 아니라, 급유계통(3)의 동작도 제한한다. 또한, 상기 제 1 실시형태와 동일한 동작에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

냉동 유닛(20)에 있어서, 스텝 S35에서 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도(t7) 이하가 되었다고 판단되면(스텝 S35；Yes), 급유계통(3) 및 압축펌프(22)에 급유 허가 및 베이퍼 회수 허가가 각각 출력된다(스텝 S51).

급유 허가가 입력된 급유계통(3)은(스텝 S61；Yes), 급유자에게 급유 가능을 알리고(스텝 S62), 급유 허가 정지가 입력될 때까지(스텝 S63；Yes) 급유계통(3)의 급유 가능 상태가 계속된다.

냉동 유닛(20)에 있어서, 스텝 S52에서 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도(t7)를 상회했다고 판단되면(스텝 S52；Yes), 급유계통(3) 및 압축펌프(22)에 급유 허가 정지 및 베이퍼 회수 허가 정지가 각각 출력된다(스텝 S53).

급유 허가 정지가 입력된 급유계통(3)은(스텝 S63；Yes), 급유자에게 급유 불가를 알리고(스텝 S64), 동작을 종료한다. 또, 압축펌프(22)도 상술한 바와 같이 동작을 종료한다.

상기 설명에 대해서는, 냉각액의 온도(T)가 소정의 온도(t7)를 상회했다고 판단된 때(스텝 S52；Yes), 급유계통(3) 및 압축펌프(22)의 동작을 정지하는 경우에 대해 설명했지만, 도 3에 나타내는 농도계(29)에 의해 릴리프 밸브(28)의 배기의 베이퍼 농도를 측정하여, 이 측정값이 임계값을 초과했다고 판단된 때, 급유계통(3) 및 압축펌프(22)의 동작을 정지해도 된다.

한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 냉동 유닛(20)의 전원 투입 직후에 냉각액이 소정온도 이하까지 냉각되어 있지 않은 경우를 회피하기 위해, 급유계통(3)과 냉동 유닛(20)의 전원을 따로따로 해서, 냉동 유닛(20)의 전원을 상시 온으로 유지할 수도 있다.

냉동 유닛(20)의 전원을 상시 온으로 유지하면, 냉각액이 충분히 냉각되어 릴리프 밸브(28)의 배기 베이퍼 농도가 충분히 낮아지기 때문에, 이 배기를 배출관 (13) 및 배출구(12)를 통해서 그대로 대기에 방출해도 문제는 없다. 그러나, 보다 안전성을 높이기 위해 릴리프 밸브(28)의 배기를 급유펌프(32)의 기체유로나, 저유 탱크(T), 저유 탱크(T)에 접속되는 통기관에 도입할 수 있다.

여기서, 급유펌프(32)의 구성을 간단하게 설명한다. 급유펌프(32)에는 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 가솔린 중의 공기를 제거하는 공기 분리기(32a)가 설치되고, 이 공기 분리기(32a)에는 유입된 가솔린을 고속으로 선회시키는 원통로(미도시)와, 원통로에서 유입하는 가솔린에 포함되는 공기를 분리하는 플로트실(32b)이 설치되어 있다. 그리고, 플로트실(32b)에는 원통로에서 유입된 가솔린의 오버플로를 방지하는 오버플로 방지밸브(32c)가 설치되어 있다.

도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 릴리프 밸브(28)(도 3 참조)로부터의 배기를 도입관(65)을 통해서 공기 분리기(32a)의 출구관(32d)에 접속하거나, 도 11(c)에 나타내는 바와 같이, 릴리프 밸브(28)을 도입관(66)을 통해서 플로트실(32b)의 오버플로 방지밸브(32c)의 토출 측에 접속하여, 릴리프 밸브(28)로부터의 배기를 배출구(11)로부터 대기로 방출하거나, 저유 탱크(T)나, 저유 탱크(T)에 접속되는 통기관에 도입할 수도 있다.

또, 도 2 및 도 3에 나타내는 상기 릴리프 밸브(28)에 접속되는 배출관(13), 릴리프 밸브(28)와 통기관을 연통시키는 배관(미도시), 또는 도 11(b) 및 (c)에 나타내는 도입관(65, 66)의 도중에, 도 12에 나타내는 희석관(71)을 설치할 수 있다.이 희석관(71)은 중공원주형상의 기초부(71a)와, 기초부(71a)의 상부에 설치되는 유입구(71b) 및 공기 유입구(71c)와, 기초부(71a)의 저부에 설치되는 배출구(71d)로 구성되고, 이 희석관(71)에 의하면, 유입구(71b)로부터 유입하는 릴리프 밸브(28)의 배기를 공기 유입구(71c)로부터의 공기로 희석해서, 베이퍼 농도를 더 저하시키고 나서 배출구(71d)로부터 배출할 수 있기 때문에, 릴리프 밸브(28)로부터의 배기를 그대로 대기에 방출하는 경우에 비해서 더 안전성을 높일 수 있다.

또한, 상기 설명에 있어서는 가솔린 베이퍼를 액화 회수하는 경우에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않으며, 본 발명은 휘발성이 높은 여러 가지 연료유를 공급하는 장치에 적용 가능하다.

1 급유장치
2 베이퍼 액화 회수계통
3 급유계통
4(4A~4C) 급유호스
5(5A~5C) 급유노즐
6(6A~6C) 노즐걸이
7 표시부
8 본체 하우징
9(9A, 9B) 냉동 유닛 하우징
10(10A, 10B) 루버
11, 12 배출구
13 배출관
20 냉동 유닛
21 베이퍼 회수관
22 압축펌프
22a 압축 측
22b 진공 측
23 분리 유닛
23a 응축기
23b 기액분리계측조
23c, 23d 흡착탑
23e 냉각부
24 모터
25 가솔린 회수밸브
26 전환밸브
27 체크밸브
28 릴리프 밸브
29 농도계
31 급유관
32 급유펌프
32a 공기 분리기
32b 플로트실
32c 오버플로 방지밸브
32d 출구관
33 전자 밸브
34 유량계
35 안전이음매
41 서브 탱크
42 냉각액 탱크
43 순환펌프
44 유량센서
45 온도센서
46 냉각액 공급라인
47 냉각액 회수라인
48 응축기
49(49A, 4B) 쿨링팬
50 전자 밸브
51 압축기
52(52A, 52B) 팽창 밸브
53 플레이트 열교환기
54, 55 냉매 라인
61 솔리드 베이퍼 배리어
61a 수평판상부
61b 수직판상부
61c 관통공
61d 케이블 클램프
61e 용접 스터드
61f 관통공
61g 볼트
61h 밀봉 와셔
62 베이퍼 배리어(계량기 측 베이퍼 배리어)
65, 66 도입관
71 희석관
71a 기초부
71b 유입구
71c 공기 유입구
71d 배출구

Claims

일단이 저유 탱크에 접속되고, 타단이 급유노즐을 구비하는 급유호스에 접속되는 급유관과, 상기 급유관에 개재된 급유펌프 및 유량계를 구비하는 급유계통과,
일단이 급유노즐 근방에 개구하는 베이퍼 회수관과, 상기 베이퍼 회수관에 구비된 압축펌프와, 상기 베이퍼 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 냉각하는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 연료유를 회수하는 기액분리계측조와, 상기 기액분리계측조로부터의 연료유 베이퍼를 흡착하는 흡착탑을 구비하는 분리 유닛을 갖는 베이퍼 액화 회수계통을 구비하는 급유장치에 있어서,
상기 분리 유닛은 냉동 유닛으로부터의 냉각액에 의해 냉각되며, 상기 냉동 유닛으로부터의 냉각액은, 외기온도가 소정의 범위 내에 있으면 상기 냉동 유닛과 상기 분리 유닛과의 사이를 소정량이 순환하며, 상기 냉동 유닛에 의해서 상기 분리 유닛이 소정 온도 범위로 냉각되는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항에 있어서,
상기 분리 유닛은 단열재 및 단열커버로 덮여있는 것을 특징으로 하는 급유장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉동 유닛의 전원 투입 후, 상기 냉각액이 소정온도 이하로 냉각될 때까지, 상기 급유계통 또는 상기 베이퍼 액화 회수계통을 구동하지 않는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각액이 소정온도를 초과하면, 상기 급유계통 또는 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 흡착탑의 배기관에 설치되는 릴리프 밸브와,
상기 릴리프 밸브의 배기 베이퍼 농도를 측정하는 농도계를 구비하고,
상기 농도계의 측정값이 소정의 값을 초과하면, 상기 급유계통 또는 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 흡착탑의 배기관에 릴리프 밸브를 구비하고,
상기 냉동 유닛은 상시 구동하고 있는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제7항에 있어서,
상기 릴리프 밸브의 배기를 희석해서 대기로 방출하는 희석관을 구비하는 것을 특징으로 하는 급유장치.