説明

低温液化ガス供給装置

【課題】燃料タンクに低温液化ガスを供給するときの所要時間を短縮する。
【解決手段】低温液化ガスを貯蔵する第1タンク1と、第1タンク1に貯蔵された低温液化ガスが供給される第2タンク2と、第2タンク2に供給される低温液化ガスが流れる低温液化ガス供給通路3と、第2タンク2で発生したボイルオフガスが流れる第1ボイルオフガス回収通路4と、を備える低温液化ガス供給装置100であって、第2タンク2内のボイルオフガス発生量を検出し、ボイルオフガス発生量に応じて第1タンク1に回収するボイルオフガス量を調節することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は低温液化ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、ポンプによる圧送によって、タンクローリからユーザの基地等に設置した貯槽に低温液化ガスの荷降ろしを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平11−321433号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、貯槽内の低温液化ガスの量が少なくなっていると、貯槽自体の温度が外気温等の影響で上昇してしまう。そうすると、低温液化ガスが貯槽へ流入した途端に気化してしまって貯槽内の内部圧力が増加して低温液化ガスの供給に時間がかかり、効率良く低温液化ガスを供給できないという問題点があった。
【0005】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、効率良く低温液化ガスを供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、低温液化ガスを貯蔵する第1タンクと、第1タンクに貯蔵された低温液化ガスが供給される第2タンクと、第1タンクから第2タンクに低温液化ガスを供給するための低温液化ガス供給通路と、第2タンクで発生したボイルオフガスを第1タンクに回収するための第1ボイルオフガス回収通路と、を備える低温液化ガス供給装置であって、第2タンク内のボイルオフガス発生量を検出するボイルオフガス発生量検出手段と、ボイルオフガス発生量に応じて、前記第1タンクに回収するボイルオフガス量を調節するボイルオフガス回収量調節手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、第2タンクへの低温液化ガスの供給時において、第2タンク内のボイルオフガス発生量に応じて第1タンクに戻すボイルオフガス量を調節する。これにより、第2タンクの内部圧力の増加を抑制できるので、第2タンクに供給される低温液化ガスの流量が減少することもなく、低温液化ガスの供給時間を短縮させることができる。よって、効率良く低温液化ガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】低温液化ガス供給システムの概略構成図である。
【図2】低温液化ガス供給制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面等を参照して本発明の一実施形態について説明する。以下の説明において、「低温液化ガス」とは、常温、大気圧化では気体の状態で存在し、人為的に冷却することで液化させたガスのことをいう。また、「ボイルオフガス(Boil Off Gas;以下「BOG」という。)」とは、低温液化ガスのうち、温度上昇によって気化したものをいう。
【0010】
図1は、本発明の一実施形態による低温液化ガス供給装置100の概略構成図である。
【0011】
低温液化ガス供給装置100は、貯蔵タンク1と、移動タンク2と、低温液化ガス供給通路3と、第1BOG回収通路4と、第2BOG回収通路5と、移動タンク用コントローラ6と、貯蔵タンク用コントローラ7と、を備える。
【0012】
低温液化ガス供給装置100は、移動タンク1に貯蔵された低温液化ガスを低温液化ガス供給通路3を介して移動タンク2に供給し、低温液化ガスの供給中に移動タンク2で発生したBOGを第1BOG回収通路4を介して移動タンク1に戻す。以下、各構成部品について詳細に説明する。
【0013】
貯蔵タンク1は、移動タンク2に供給するための低温液化ガスを貯蔵する大型のタンクである。
【0014】
移動タンク2は、貯蔵タンク1から供給される低温液化ガスを貯蔵する。移動タンク2は、低温液化ガスを液体状態で貯蔵することのできる保温性、耐圧性に優れた自由に移動可能(切り離し可能)なタンクである。移動タンク2としては、例えば車両燃料タンクやタンクローリ車等に搭載された輸送タンクなどが挙げられる。移動タンク2には、移動タンク内の低温液化ガスの液面レベルを検出する液面センサ21が設けられる。
【0015】
低温液化ガス供給通路3は、貯蔵タンク1から移動タンク2に供給される低温液化ガスが流れる通路である。低温液化ガス供給通路3には、上流から順に第1電磁弁31と、第1圧力センサ32と、第1カップリング(管継手)33と、第2電磁弁34と、が設けられる。
【0016】
第1電磁弁31は、貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3を開閉する。第1電磁弁31によって、貯蔵タンク1から低温液化ガス供給通路3に流出する低温液化ガスの流量を調節する。
【0017】
第1圧力センサ32は、低温液化ガス供給通路3のガス圧力(BOGの圧力)を検出する。
【0018】
第1カップリング33は、ソケット331と、プラグ332と、第1カップリングセンサ333と、を備える。貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aの端部に設けられたソケット331に、移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bの端部に設けられたプラグ332を差し込むことで、貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aと移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bとが接続される。第1カップリングセンサ333は、貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aと移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bとが接続されたかを検出する。
【0019】
第2電磁弁34は、移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bを開閉する。第2電磁弁34によって、低温液化ガス供給通路3から移動タンク2に流入する低温液化ガスの流量を調節する。
【0020】
第1BOG回収通路4は、低温液化ガスを移動タンク2に供給する最中に発生したBOGを貯蔵タンク1の戻すための通路である。第1BOG回収通路4には、上流から順に、第3電磁弁41と、第2カップリング42と、第2圧力センサ43と、第4電磁弁44と、ポンプ45と、を備える。
【0021】
第3電磁弁41は、移動タンク2側の第1BOG回収通路4bを開閉する。第3電磁弁41によって、移動タンク2から第1BOG回収通路4に流出するBOGの流量を制御する。
【0022】
第2カップリング42は、ソケット421と、プラグ422と、第2カップリングセンサ423と、を備える。貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aの端部に設けられたソケット421に、移動タンク2側の第1BOG回収通路4bの端部に設けられたプラグ422を差し込むことで、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aと移動タンク2側の第1BOG回収通路4bとが接続される。第2カップリングセンサ423は、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aと移動タンク2側の第1BOG回収通路4bとが接続されたかを検出する。
【0023】
第2圧力センサ43は、第1BOG回収通路4のガス圧力(BOGの圧力)を検出する。第2圧力センサ43の検出値は、第3電磁弁41が開いているときは移動タンク2の内部で発生したBOG量として扱うことができる。一方で、第3電磁弁41が閉じているときは第1BOG回収通路4内のガス圧力として扱うことができる。
【0024】
第4電磁弁44は、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aを開閉する。第4電磁弁44によって、第1BOG回収通路4から貯蔵タンク1に流入するBOGの流量を制御する。
【0025】
ポンプ45は、吐出流量を自由に制御できる可変容量型のポンプ45であり、低温液化ガスを移動タンク2に供給する最中に、移動タンク2内で発生したBOGを貯蔵タンク1に圧送する。
【0026】
第2BOG回収通路5は、低温液体燃料の供給を終了した後に低温液化ガス供給通路3内に残存するBOGを貯蔵タンク1に戻すための通路である。第2BOG回収通路5の一端部は貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aに接続され、他端部は貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aに接続される。第2BOG回収通路5には、第5電磁弁51が設けられる。
【0027】
第5電磁弁51は、第2BOG回収通路5を開閉する。第5電磁弁51によって、低温液化ガス供給通路3から第1BOG回収通路4に流入するBOGの流量を制御する。
【0028】
移動タンク用コントローラ6及び貯蔵タンク用コントローラ7は、それぞれ中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【0029】
移動タンク用コントローラ6は、電源スイッチ61がオンにされると起動する。電源スイッチ61のオンオフは、人為的に行われる。移動タンク用コントローラ6は、液面センサ21、第1カップリングセンサ333及び第2カップリングセンサ423の検出値を、低温液化ガスの供給時に接続される通信ライン8を介して貯蔵タンク用コントローラ7に送る。
【0030】
貯蔵タンク用コントローラ7は、電源スイッチ71がオンにされると起動する。そして制御スイッチ72がオンにされると移動タンク用コントローラ6から送られてきた情報と、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43の検出値とに基づいて、貯蔵タンク1から移動タンク2へ低温液化ガスが供給されるように、各電磁弁及びポンプ45を制御する。電源スイッチ71のオンオフ及び制御スイッチ72のオンは、人為的に行われる。以下、本実施形態によるこの低温液化ガス供給制御について説明する。
【0031】
図2は、本実施形態による低温液化ガス供給制御について説明するフローチャートである。ステップS2からステップS5が、移動タンク2が満タンになるまでの処理であり、ステップS6からステップS8が、移動タンク2が満タンになった後の処理である。
【0032】
ステップS1において、貯蔵タンク用コントローラ7は、移動タンク2への低温液化ガスの供給が終了したかを判断するため、移動タンク2が満タンになっているかを判断する。具体的には、液面センサ21の検出値が所定値より大きいかを判断する。貯蔵タンク用コントローラ7は、移動タンク2が満タンでなければステップS2に処理を移行する。一方で、移動タンク2が満タンであればステップS6に処理を移行する。
【0033】
ステップS2において、貯蔵タンク用コントローラ7は、貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aと移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bとが接続されたか、及び、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aと移動タンク2側の第1BOG回収通路4bとが接続されたか、を判断する。具体的には、第1カップリングセンサ333及び第2カップリングセンサ423の検出値に基づいて判断する。貯蔵タンク用コントローラ7は、接続が完了していればステップS3に処理を移行する。一方で、接続が完了していなければ今回の処理を終了する。
【0034】
ステップS3において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第1電磁弁31及び第2電磁弁34を開いて移動タンク2への低温液化ガスの供給を開始する。
【0035】
ステップS4において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第3電磁弁34及び第4電磁弁44を開くとともにポンプ45を駆動し、移動タンク2内で発生したBOGを貯蔵タンク1に戻す。
【0036】
ステップS5において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第2圧力センサ43の検出値に基づいてポンプ45のガス吐出流量を制御する。具体的には、第2圧力センサ43の検出値が高くなるほどポンプ45のガス吐出流量が大きくなるように制御する。これは、第3電磁弁41が開いているときは、第2圧力センサ43の検出値を移動タンク2の内部で発生したBOG量として扱うことができるためである。
【0037】
以上、ステップS2からステップS5までが、移動タンク2が満タンになるまでの処理である。以下、ステップS6以降の移動タンク2が満タンになった後の処理について説明する。
【0038】
ステップS6において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第1電磁弁31、第2電磁弁34及び第3電磁弁41を閉じて、移動タンク2への低温液化ガスの供給を停止する。
【0039】
ステップS7において、貯蔵タンク用コントローラ7は、低温液化ガス供給通路3に存在するBOGを貯蔵タンク1に戻すために、第5電磁弁51を開く。
【0040】
ステップS8において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧以下かを判断する。これは、低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4の圧力が大気圧より大きいと、第1カップリング33及び第2カップリング42の接続を解除するために必要な力が大きくなり、第1カップリング33及び第2カップリング42の接続を解除できない場合があるからである。貯蔵タンク用コントローラ7は、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧より大きければステップS5に処理を移行し、引き続きポンプを駆動して低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4の圧力を低下させる。一方で、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧以下であればステップS9に処理を移行する。
【0041】
ステップS9において、貯蔵タンク用コントローラ7は、ポンプ45を停止する。
【0042】
ステップS10において、貯蔵タンク用コントローラ7は、第4電磁弁44及び第5電磁弁51を閉じる。
【0043】
ステップS11において、貯蔵タンク用コントローラ7は、制御スイッチ72をオフにして、低温液化ガス供給制御を終了させる。
【0044】
以下、本実施形態による低温液化ガス供給制御の作用効果について説明する。
【0045】
まず、移動タンク2が満タンになるまでの作用効果について説明する。作業者によって貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aと移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bとが接続され、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aと移動タンク2側の第1BOG回収通路4bとが接続される。そして、作業者によって移動タンク用コントローラ6及び貯蔵タンク用コントローラ7の電源スイッチ61,71がオンにされ、さらに貯蔵タンク用コントローラ7の制御スイッチ72がオンにされると低温液化ガス供給制御が始まる。
【0046】
低温液化ガス供給制御が始まると、貯蔵タンク用コントローラ7は、まず移動タンク2が満タンかを判断する(S1)。
【0047】
通常、低温液化ガスの供給前は移動タンク2が満タンではないので(S1でNo)、貯蔵タンク用コントローラ7は次に、貯蔵タンク1側の低温液化ガス供給通路3aと移動タンク2側の低温液化ガス供給通路3bとが確実に接続されているか、及び、貯蔵タンク1側の第1BOG回収通路4aと移動タンク2側の第1BOG回収通路4bとが確実に接続されているか、を判断する(S2)。
【0048】
接続が完了していれば第1電磁弁31から第4電磁弁44までを開く(S2でYes,S3)。第1電磁弁31及び第2電磁弁34が開かれると、貯蔵タンク1に貯蔵された低温液化ガスは自重によって移動タンク2へと流れ込む。一方で、接続が完了していなければ、例えば警告灯などを点灯させるなどして作業者に第1カップリング33及び第2カップリング42の接続の再確認を促す。
【0049】
ここで、低温液化ガスが供給される直前の移動タンク2の内部温度は、温度の低い低温液化ガスの残量が少なく、外気の熱の影響を受けることと相まって、供給される低温液化ガスの温度と比べて高温になっている。そのため、供給された低温液化ガスが移動タンク2に流入した途端に移動タンク2の内部で気化してしまい、移動タンク2の内部で多量のBOGが発生する可能性がある。そうすると、移動タンク2の内部圧力が上昇して移動タンク2に供給される低温液化ガスの流量が低下し、移動タンク2を満タンにするまでの時間が長くなってしまう。
【0050】
そこで本実施形態では、移動タンク2の内部で発生したBOGを第1BOG回収通路4を介して貯蔵タンク1に戻すことで、移動タンク2の内部圧力の増加を抑制する。具体的には、第1BOG回収通路4の圧力は第3電磁弁41が開いている状態では移動タンク2の内部圧力に相当するので、まず第1BOG回収通路4の圧力を第2圧力センサ43で検出し、第2圧力センサ43の検出値が大きいときほど第1回収通路に設けたポンプ45のガス吐出流量を増大させる(S4,S5)。
【0051】
これにより、移動タンク2の内部圧力を、低温液化ガスを供給するのに適切な圧力に保つことができるので、移動タンク2を満タンにするまでの時間が長くなるのを抑制できる。すなわち、効率良く移動タンク2に低温液化ガスを供給することができる。
【0052】
次に、移動タンク2が満タンになった後の作用効果について説明する。
【0053】
移動タンク2に設けられた液面センサ21の検出値が所定の液面レベルを超えて、移動タンク2が満タンになったと判断されると(S1でYes)、貯蔵タンク用コントローラ7は、第1電磁弁31、第2電磁弁34及び第3電磁弁41を閉じて移動タンク2への低温液化ガスの供給を停止する(S6)。また、低温液化ガス供給通路3に存在するBOGを貯蔵タンク1に回収するために第5電磁弁51を開く(S7)。
【0054】
そして、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧以下となるまでは、引き続きポンプ45を第2圧力センサ43の検出値に基づいて制御する(S8でNo,S5)。これにより、低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4のBOGを貯蔵タンク1に送り込むとともに、低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4のガス圧力を大気圧まで低下させる。すなわち、第1カップリング33及び第2カップリング42にかかる圧力を大気圧相当にする。
【0055】
一方で、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧以下になれば、ポンプ45を停止するとともに、第4電磁弁44及び第5電磁弁51を閉じる(S8でYes、S9,S10)。また、制御スイッチをオフにする(S11)。
【0056】
これにより、第1カップリング33及び第2カップリング42の接続を解除するときに、第1カップリング33及び第2カップリング42に過大な圧力がかかるのを抑制できるので、容易に第1カップリング33及び第2カップリング42の接続を解除できる。
【0057】
また、このように第1カップリング33及び第2カップリング42の接続を解除する前に、低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4内のBOGを回収するので、低温液化ガス供給通路3及び第1BOG回収通路4に残存するBOGを大気に拡散させることなく貯蔵タンク1に回収できる。したがって、低温液化ガスを無駄にすることがない。
【0058】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【0059】
例えば、低温液化ガス供給通路3に低温液化ガスを移動タンク2に供給するためのポンプを別途設けても良い。
【0060】
また、第1電磁弁31から第5電磁弁51を、開度が自由に制御できる電磁弁としても良い。
【0061】
また、第1カップリング33及び第2カップリング42は、プラグをソケットに差し込む形式のものに限らず、周知のいかなる管継手を用いても良い。
【0062】
また、ステップS5において、第2圧力センサ43の検出値に応じてポンプ45の吐出流量を可変としたが、第2圧力センサ43の検出値が所定値以上のときにはポンプの吐出流量を相対的に増加させ、所定値未満のときには減少させるようにしても良い。
【0063】
また、ステップS8において、第1圧力センサ32及び第2圧力センサ43のそれぞれの検出値が大気圧以下かを判断しているが、ここでいう大気圧には略大気圧も含まれ、そのような場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0064】
1 貯蔵タンク(第1タンク)
2 移動タンク(第2タンク)
3 低温液化ガス供給通路
3a 貯蔵タンク側の低温液化ガス供給通路(第1タンク側低温液化ガス供給通路)
3b 移動タンク側の低温液化ガス供給通路(第2タンク側低温液化ガス供給通路)
4 第1BOG回収通路(第1ボイルオフガス回収通路)
4a 貯蔵タンク側の第1BOG回収通路(第1タンク側ボイルオフガス通路)
4b 移動タンク側の第1BOG回収通路(第2タンク側ボイルオフガス通路)
5 第2BOG回収通路(第2ボイルオフガス回収通路)
32 第1圧力センサ(圧力検出手段)
33 第1カップリング
42 第2カップリング
43 第2圧力センサ(ボイルオフガス発生量検出手段、圧力検出手段)
45 ポンプ
51 第5電磁弁(開閉弁)
100 低温液化ガス供給装置
S3 ボイルオフガス回収量調節手段
S5 ボイルオフガス発生量検出手段、ボイルオフガス回収量調節手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
低温液化ガスを貯蔵する第1タンクと、
前記第1タンクに貯蔵された低温液化ガスが供給される第2タンクと、
前記第1タンクから前記第2タンクに低温液化ガスを供給するための低温液化ガス供給通路と、
前記第2タンクで発生したボイルオフガスを第1タンクに回収するための第1ボイルオフガス回収通路と、
を備える低温液化ガス供給装置であって、
前記第2タンク内のボイルオフガス発生量を検出するボイルオフガス発生量検出手段と、
前記ボイルオフガス発生量に応じて、前記第1タンクに回収するボイルオフガス量を調節するボイルオフガス回収量調節手段と、
を備えることを特徴とする低温液化ガス供給装置。
【請求項2】
前記ボイルオフガス回収量調節手段は、
前記第1ボイルオフガス回収通路に設けられ、ボイルオフガスを第1タンクに圧送するポンプを備え、
前記ボイルオフガス発生量が多いときほど前記ポンプの吐出流量を増加させて、前記第1タンクに回収するボイルオフガス量を増加させる
ことを特徴とする請求項1に記載の低温液化ガス供給装置。
【請求項3】
前記低温液化ガス供給通路と前記第1ボイルオフガス回収通路とを接続する第2ボイルオフガス回収通路と、
前記第2ボイルオフガス回収通路を開閉する開閉弁と、
前記低温液化ガス供給通路及び前記第1ボイルオフガス回収通路のガス圧力を検出する圧力検出手段と、
を備え、
前記第2タンク内の低温液化ガス量が、前記第2タンクが満タンになったと判断できる所定量より多くなったときに前記開閉弁を開き、
前記第2タンク内の低温液化ガス量が前記所定量より多くなり、かつ、前記低温液化ガス供給通路及び前記第1ボイルオフガス回収通路のガス圧力が略大気圧以下となったときに前記ポンプの駆動を停止する
ことを特徴とする請求項2に記載の低温液化ガス供給装置。
【請求項4】
前記低温液化ガス供給通路は、
前記第1タンクに接続される第1タンク側低温液化ガス供給通路と、
前記第2タンクに接続される第2タンク側低温液化ガス供給通路と、
前記第1タンク側低温液化ガス供給通路と前記第2タンク側低温液化ガス供給通路とを接続する第1カップリングと、を備え、
前記第1ボイルオフガス回収通路は、
前記第1タンクに接続される第1タンク側ボイルオフガス通路と、
前記第2タンクに接続される第2タンク側ボイルオフガス通路と、
前記第1タンク側ボイルオフガス通路と前記第2タンク側ボイルオフガス通路とを接続する第2カップリングと、を備え、
前記ポンプの駆動を停止した後に前記第1カップリング及び前記第2カップリングの接続を解除可能にする
ことを特徴とする請求項3に記載の低温液化ガス供給装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−47477(P2011−47477A)
【公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−196987(P2009−196987)
【出願日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【出願人】(000003908)UDトラックス株式会社 (1,028)
【Fターム(参考)】