KR20200108756A

KR20200108756A - 급유장치

Info

Publication number: KR20200108756A
Application number: KR1020190080515A
Authority: KR
Inventors: 나오히로 고쿠라
Original assignee: 가부시끼가이샤 다쓰노
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-09-21
Also published as: CN111675185A; WO2020183957A1; JP7392915B2; JPWO2020183957A1

Abstract

[과제] 베이퍼 액화 회수계통의 운전의 안정을 유지하면서 베이퍼 액화 회수계통의 컴팩트화를 도모하여 급유장치의 안전성을 높인다. [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 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 액화하여 연료유를 회수하는 액화 회수장치를 구비하는 베이퍼 액화 회수계통(2)과, 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 희석하여 대기로 방출하는 희석수단(희석관(28) 또는 이젝터(30))을 구비하는 급유장치(1). 희석수단에 배기의 베이퍼 농도를 측정하는 농도계(29)를 구비하고, 농도계의 측정값이 소정의 값을 초과하면 급유계통 또는/및 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지해도 좋다.

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 유출되고 있다. 그런데 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.

상기 문헌에 기재된 발명에서는 연료유 베이퍼를 흡착할 때, 흡착탑 내의 압력을 소정값 이하로 하기 위한 릴리프 밸브를 마련하여 흡착탑 내의 압력을 연료유 베이퍼의 압축에 최적이 되도록 유지하여 액화 효율을 향상시키고 있다.

일본 특개2017-77903호 공보

상기 발명은 유효하지만, 연료유 베이퍼의 압축률이 너무 높으면 펌프에 부하가 걸려 고장의 원인이 된다. 한편, 연료유 베이퍼의 압축률이 너무 낮으면 흡착 효율이 저하하여 액화 회수율이 악화된다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해소시키는 동시에, 연료유 베이퍼 액화 회수계통의 컴팩트화를 도모하고, 급유장치의 안정성을 높이는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 급유장치는, 일단이 저유(貯油) 탱크에 접속되고, 타단이 급유노즐을 구비하는 급유호스에 접속되는 급유관과, 상기 급유관에 마련된 급유펌프 및 유량계를 구비하는 급유계통과, 일단이 상기 급유노즐 근방에 개구하는 베이퍼 회수관과, 상기 베이퍼 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 액화하여 연료유를 회수하는 액화 회수장치를 구비하는 베이퍼 액화 회수계통과, 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 희석하여 대기로 방출하는 희석수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 흡착탑 내의 압력을 소정값 이하로 하기 위한 릴리프 밸브를 없앴기 때문에, 베이퍼 액화 회수계통의 운전의 안정을 유지하면서, 베이퍼 액화 회수계통에 압축펌프를 이용한 경우에도 펌프의 용량을 작게 하거나, 펌프를 구동하기 위한 모터의 정격(定格)을 작게 하는 것 등이 가능하게 되어 베이퍼 액화 회수계통의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또한, 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 희석하여 대기로 방출함으로써 안전성을 높일 수 있다.

상기 급유장치에 있어서, 상기 희석수단은 중공원주 형상의 본체부와, 상기 본체부의 상부에 설치되어 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기가 유입되는 배기 유입구 및 외부로부터의 공기를 상기 본체부 내로 도입하는 공기 유입구와, 상기 본체부의 저부에 설치되는 배출구를 구비하며, 상기 배기 유입구로부터 유입되는 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 상기 공기 유입구로부터 유입되는 공기로 희석하여 상기 배출구로부터 배출하는 희석관으로 구성할 수 있다.

또, 상기 희석수단을 원주 또는 각주 형상의 본체부와, 상기 본체부의 상부에 형성되어 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기가 유입되는 배기 유입구와, 상기 배기 유입구로부터 유입된 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 분사하는 노즐과, 상기 배기 유입구를 통해 유입되는 배기가 노즐에서 분사되면 상기 본체부의 내부 공간으로 공기를 흡인하는 공기 유입구와, 상기 노즐의 근방에 입구부를 가지며, 상기 본체부의 저부에 배출구를 구비하는 디퓨저를 구비하고, 상기 공기 유입구로부터 유입된 공기가 상기 디퓨저의 입구부에 흡인되어 상기 디퓨저에 의해 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기와 혼합하여 상기 디퓨저의 배출구로부터 배출하는 이젝터로 할 수 있다.

상기 급유장치는 상기 희석수단으로부터 배출되는 배기의 베이퍼 농도를 측정하는 농도계를 구비하고, 상기 농도계의 측정값이 소정의 값을 초과하면, 상기 급유계통 또는/및 상기 베이퍼 액화 회수계통의 구동을 정지할 수 있어 배기 중의 베이퍼 농도가 가솔린의 폭발 하한계를 초과하는 것을 회피할 수 있다.

상기 액화 회수장치는 냉각 유닛으로부터의 냉각액에 의해 상기 연료유 베이퍼를 냉각하여 액화시켜도 좋고, 지하 탱크 내의 가솔린에 의해 상기 연료유 베이퍼를 냉각하여 액화시켜도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 베이퍼 액화 회수계통의 운전의 안정을 유지하면서, 베이퍼 액화 회수계통의 컴팩트화를 도모하여 급유장치의 안전성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 급유장치의 제 1 실시형태를 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 흡착탑의 배기를 희석하는 희석관을 나타내며, (a)는 사시도, (b)는 (a)의 평면도, (c)는 (a)의 측면도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 급유장치에 설치되는 냉동 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 냉동 유닛을 설치할 때에 사용하는 솔리드 베이퍼 배리어를 나타내는 도면으로, (a)는 급유장치의 일부 파단 전체 사시도, (b)는 솔리드 베이퍼 배리어를 정면측에서 본 경우의 사시도, (c)는 솔리드 베이퍼 배리어를 배면측에서 본 경우의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 급유장치의 솔리드 베이퍼 배리어 구성을 설명하기 위한 개략 정면도이다.
도 8은 도 5에 나타내는 냉동 유닛의 순환펌프, 압축기 및 전자밸브의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 9는 도 5에 나타내는 냉동 유닛의 순환펌프, 냉각팬, 압축기 및 전자밸브의 동작 설명도이다.
도 10은 냉동 유닛의 전원 투입 직후에 있어서의 냉각액의 냉각 동작의 제 1 실시형태에 대해서 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은 냉동 유닛의 전원 투입 직후에 있어서의 냉각액의 냉각 동작의 제 2 실시형태에 대해서 설명하기 위한 플로차트이다.
도 12는 본 발명에 관한 급유장치와 종래의 급유장치에서 베이퍼의 냉각온도(냉각액의 온도)를 비교한 그래프이다.
도 13은 흡착탑의 배기를 희석하는 이젝터를 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명에 관한 급유장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 블록도이다.

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

도 1 내지 도 3은, 본 발명에 관한 급유장치의 제 1 실시형태를 나타내며, 이 급유장치(1)는 본 발명의 특징 부분인 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 설치되어 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.

2개의 흡착탑(23c, 23d)의 배출관(13)에는, 도 4에 나타내는 희석관(28)이 설치된다. 이 희석관(28)은 중공원주 형상의 본체부(28a)와, 본체부(28a)의 상부에 설치되는 유입구(28b) 및 공기 유입구(28c)와, 본체부(28a)의 저부에 설치되는 배출구 (28d)로 구성된다. 이 희석관(28)에 의하면 유입구(28b)로부터 유입하는 흡착탑( 23c, 23d)으로부터의 배기를 공기 유입구(28c)로부터의 유입되는 공기로 희석하여 베이퍼 농도를 더 저하시키고 나서 배출구(28d)로부터 배출할 수 있다.

또, 각 흡착탑(23c, 23d)에는 흡착탑(23c, 23d) 내에 외기를 도입하여 베이퍼를 이송하기 위한 체크 밸브(27)가 부설된다. 배출관(13)에는 배출관(13)을 흐르는 기체의 베이퍼 농도를 측정하는 농도계(29)(도 3 참조)가 부설된다.

냉동 유닛(20)은, 도 5에 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 6에 나타내는 바와 같이, 솔리드 베이퍼 배리어(61)를 개재시킨다. 이 솔리드 베이퍼 배리어(61)는 L자형의 판형상으로 형성되어 수평판상부(61a)로 베이퍼 액화 회수계통(2)과 냉동 유닛(20)과의 사이를, 수직판상부(61b)로 급유장치(1)의 본체 하우징(8)과 냉동 유닛(20)과의 사이를 차단하므로써, 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 6(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 삽입하여 관통시키고 있다. 또, 수평판상부(61a)의 4개소에 용접 스터드(61e)를 세워 설치하고, 수직판상부(61b)의 2개소에 뚫어 설치한 관통공(61f)에는, 볼트(61g)를 삽입 관통시켜서 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 7에 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 표시부(7) 및 냉동 유닛(20)을 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(12)가 설치되고, 배출구(12)는 배출관(13)을 통해서 희석관(28)과 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 5, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다.

도 8에 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 순환한다.

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 12에 나타내는 바와 같이 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 가솔린으로, 또 베이퍼와 함께 이송된 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 희석관(28)을 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 배출관(13)을 통해서 외부로 배출된다. 이와 동시에, 흡착탑(23c)에 흡착된 베이퍼의 탈착이 실시된다. 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 배출관(13)을 통해서 배출구(12)로부터 배출되게 되어 급유장치(1)의 배기중 베이퍼 농도가 가솔린의 폭발하한계(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 10을 참조하면서 설명한다.

도 10에 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 폭발하한값을 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 11을 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 희석관(28)의 배기의 베이퍼 농도를 측정하여, 이 측정값이 임계값을 초과했다고 판단된 때, 급유계통(3) 및 압축펌프(22)의 동작을 정지하고, 급유장치(1)의 배기 중의 베이퍼 농도가 가솔린의 폭발하한계를 초과하는 것을 회피할 수 있다.

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 희석관(28)의 배기 베이퍼 농도가 충분히 낮아지기 때문에, 이 배기를 배출구(12)를 통해서 그대로 대기에 방출해도 문제는 없다. 그러나, 보다 안전성을 높이기 위해 희석관(28)의 배기를 급유펌프(32)의 기체유로나, 저유 탱크(T), 저유 탱크(T)에 접속되는 통기관에 도입할 수 있다.

본 실시의 형태에 의하면 흡착탑(23c, 23d) 내의 압력을 소정값 이하로 하기 위해서 종래 존재한 릴리프 밸브를 삭제했기 때문에, 베이퍼 액화 회수계통의 운전의 안정을 유지하면서, 베이퍼 액화 회수계통(2)의 압축펌프(22)의 용량을 작게 하거나, 압축펌프(22)를 구동하기 위한 모터(24)의 정격을 작게 하는 것 등이 가능하거나, 베이퍼 액화 회수계통(2)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 또, 베이퍼 액화 회수계통(2)의 배기를 희석관(28)에 의해서 희석하여 대기로 방출함으로써 안전성을 높일 수 있다.

도 13은 도 4에 나타내는 희석관(28) 대신에 이용할 수 있는 이젝터(30)를 나타낸다. 이 이젝터(30)는 원주 또는 각주 형상의 본체부(30a)와, 본체부(30a)에서 오른쪽으로 돌출하는 원주 형상 또는 각주 형상의 돌출부(30b)로 구성된다. 본체부(30a)의 천정부에는 흡착탑(23c, 23d)으로부터의 배기가 유입하는 유입구(30c)가 개구하고, 유입구(30c)의 아래쪽에는 노즐(30f)이 형성된다. 돌출부(30b)의 우측면에는 공기 유입구(30d)가 개구한다. 본체부(30a)의 저부에 배출구(30e)가 개구한다. 각 개구(30c~30e)는 내부 공간(30g) 및 디퓨저(30h)를 통해서 연통한다.

이 이젝터(30)에 의하면 유입구(30c)를 통해 유입하는 흡착탑(23c, 23d)으로부터의 배기가 노즐(30f)에서 분사되면, 공기 유입구(30d)로부터 공기가 내부 공간(30g)으로 흡인되어지게 되며, 이것에 의해 흡착탑(23c, 23d)으로부터 이송되어 유입되어진 배기가 그 흡인된 공기에 의해 희석되어 베이퍼 농도가 더 저하하여 배출구(30e)에서 배출된다.

도 14는 본 발명에 관한 급유장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내고, 이 급유장치(71)는 상기 급유장치(1)의 냉동 유닛(20)을 구비하지 않고, 급유펌프(32)에 의해서 퍼올려진 저유 탱크로부터의 가솔린(GA)에 의해 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)을 수용하는 냉각부(23e)가 채워지고, 응축기(23a) 및 2개의 흡착탑(23c, 23d)이 가솔린(GA)에 의해서 냉각된다. 급유장치(71)의 다른 구성은 급유 장치(1)와 같다.

본 실시형태에 의해서도 상기와 마찬가지로 릴리프 밸브를 삭제한 것에 따른 효과가 있어, 베이퍼 액화 회수계통(2)의 배기를 희석관(28)이나 이젝터(30)에 의해 희석하여 대기로 방출함으로써 안전성을 높일 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는 응축기(23a) 및 흡착탑(23c, 23d)을 냉동 유닛(20)으로부터의 냉각액 또는 가솔린(GA)으로 냉각했으나, 응축기(23a) 및 흡착탑(23c, 23d)을 냉각하지 않고 베이퍼를 회수할 수도 있다.

또, 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) 통풍구
11, 12 배출구
13 배출관
20 냉동 유닛
21 베이퍼 회수관
22 압축펌프
23 분리 유닛
24 모터
25 가솔린 회수밸브
26 전환밸브
27 체크밸브
28 희석관
29 농도계
30 이젝터
31 급유관
32 급유펌프
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
62 베이퍼 배리어(계량기 측 베이퍼 배리어)
65, 66 도입관
71 급유장치

Claims

일단이 저유 탱크에 접속되고, 타단이 급유노즐을 구비하는 급유호스에 접속되는 급유관과, 상기 급유관에 개재된 급유펌프 및 유량계를 구비하는 급유계통과;
일단이 상기 급유노즐 근방에 개구하는 베이퍼 회수관과, 상기 베이퍼 회수관을 흐르는 연료유 베이퍼를 액화하여 연료유를 회수하는 액화 회수장치를 구비하는 베이퍼 액화 회수계통과;
상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 희석하여 대기로 방출하는 희석수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항에 있어서,
상기 희석수단은 중공원주 형상의 본체부와, 상기 본체부의 상부에 설치되어 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기가 유입되는 배기 유입구 및 외부로부터의 공기를 상기 본체부 내로 도입하는 공기 유입구와, 상기 본체부의 저부에 설치되는 배출구를 구비하며, 상기 배기 유입구로부터 유입되는 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 상기 공기 유입구로부터 유입되는 공기로 희석하여 상기 배출구로부터 배출하는 희석관인 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항에 있어서,
상기 희석수단은 원주 또는 각주 형상의 본체부와, 상기 본체부의 상부에 형성되어 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기가 유입되는 배기 유입구와, 상기 배기 유입구로부터 유입된 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기를 분사하는 노즐과, 상기 배기 유입구를 통해 유입되는 배기가 노즐에서 분사되면 상기 본체부의 내부 공간으로 공기를 흡인하는 공기 유입구와, 상기 노즐의 근방에 입구부를 가지며, 상기 본체부의 저부에 배출구를 구비하는 디퓨저를 구비하고, 상기 공기 유입구로부터 유입된 공기가 상기 디퓨저의 입구부에 흡인되어 상기 디퓨저에 의해 상기 베이퍼 액화 회수계통의 배기와 혼합하여 상기 디퓨저의 배출구로부터 배출하는 이젝터인 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항에 있어서,
상기 희석수단의 배기의 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 내지 제4항에 있어서,
상기 액화 회수장치는 냉각 유닛으로부터의 냉각액에 의해 상기 연료유 베이퍼를 냉각하여 액화시키는 것을 특징으로 하는 급유장치.
제1항 내지 제4항에 있어서,
상기 액화 회수장치는 지하 탱크 내의 가솔린에 의해 상기 연료유 베이퍼를 냉각하여 액화시키는 것을 특징으로 하는 급유장치.