JP5653490B2

JP5653490B2 - ガソリンベーパ回収装置

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Publication number: JP5653490B2
Application number: JP2013155840A
Authority: JP
Inventors: 啓三福原; 谷村　泰宏; 泰宏谷村; 杉本　猛; 猛杉本; 吉田　亮; 亮吉田; 関谷　勝彦; 勝彦関谷; 一幸狩野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tatsuno Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tatsuno Corp
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2013248615A

Description

本発明は、気化したガソリン（以下、ガソリンベーパと称する）を回収するガソリンベーパ回収装置に関するものである。

自動車のガソリンタンク内部は、下部に液化しているガソリンが貯留しており、上部にガソリンベーパが飽和状態で存在している。そして、自動車にガソリンを給油すると、ガソリンタンク内に存在しているガソリンベーパが給油口から追い出され、大気中へ放出されることになっていた。このように、ガソリンベーパをそのまま大気中へ放出してしまうと、光化学スモッグの原因となり、人体や環境に悪影響を及ぼすという問題に発展することになる。

そこで、ガソリンベーパを回収し、回収したガソリンベーパを液化して再利用するようにしたガソリンベーパ回収装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このガソリンベーパ回収装置には、ガソリンベーパを内部に流通させるガソリンベーパ凝縮管を冷却手段で冷却し、ガソリンベーパを凝縮及び回収するガソリンベーパ凝縮容器が搭載されている。このガソリンベーパ凝縮容器の内部には、不凍液（たとえば、ブライン（プロピレングリコール等）やガソリン、灯油といった石油系物質）が充填されており、冷却手段となる冷凍サイクル等によって、不凍液の所定の温度に保つようにしている。

特開２００５−１７７５６３号公報（第５〜７頁、第２図）

ただし、状況によって、ガソリンベーパ凝縮容器内に充填される不凍液の温度が予想以上に低下してしまう場合がある。このような場合にガソリンベーパ回収装置の運転を継続して行なうと、ガソリンベーパとともに含まれている水分が凍結してしまうことになる。そうすると、ガソリンベーパ回収装置に設けられているガソリン回路内の圧力損失が増大してしまい、最悪の場合にはガソリン回路（ガソリンベーパ凝縮回路）が閉塞してしまうことになってしまう。上記のガソリンベーパ回収装置で不凍液の温度低下を防止するためには、ガソリンベーパ凝縮容器に過剰な断熱を施すようにすることが考えられるが、現実的ではない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ガソリンベーパ凝縮容器内に充填される不凍液が所定の温度以下になり、ガソリンベーパに含まれる水分が凍結する可能性が生じた場合でも、ガソリン回路内の圧力損失の増大あるいは閉塞を回避することを可能にしたガソリンベーパ回収装置を提供するものである。

本発明に係るガソリンベーパ回収装置は、ガソリンタンクから排出されたガソリンベーパを吸引するガソリンポンプと、内部にブラインが充填され、前記ガソリンポンプにより吸引された前記ガソリンベーパを冷却する凝縮筒と、前記ガソリンポンプと前記凝縮筒とを接続し、前記凝縮筒で冷却された前記ガソリンベーパを前記凝縮筒の出口側に導く配管と、前記配管を前記ガソリンポンプと前記凝縮筒との間で分岐し、前記凝縮筒を迂回させて前記凝縮筒の出口側で前記配管に接続させるバイパス回路と、前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路を開閉する第１開閉弁と、前記バイパス回路の分岐点と前記凝縮筒との間の前記配管に設けられ、前記配管を開閉する第２開閉弁と、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉を制御する制御手段と、を有し、前記配管は、前記第２開閉弁より下流側で前記ガソリンベーパを吸着あるいは脱着する吸脱着塔に連通しているものである。

本発明に係るガソリンベーパ回収装置によれば、複雑な回路構成とすることなく、ブラインの温度が低下した場合でもガソリン回路内を導通している水分の凍結によって発生する可能性のある不具合（たとえば、ガソリン回路内の圧力損失の増大や閉塞等）を未然に防止することができる。

実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置全体の回路構成を示す概略構成図である。ガソリンポンプの部分を拡大して示す構成図である。ブラインの別の加温方法を示す概略図である。ブラインの更に別の加温方法を示す概略図である。ブラインの更にまた別の加温方法を示す概略図である。実施の形態２に係るガソリンベーパ回収装置全体の回路構成を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００全体の回路構成を示す概略構成図である。図１に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００の回路構成、基本的な動作及び特徴的な動作について説明する。このガソリンベーパ回収装置１００は、吸引したガソリンベーパを凝縮筒で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔を設け、この２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

ガソリンベーパ回収装置１００は、自動車等にガソリンを給油するためのガソリン計量機１０１とともに、ガソリンスタンド等に設置されるようになっている。そして、ガソリンベーパ回収装置１００は、自動車等の給油口から大気中に放出されるガソリンベーパを回収し、再利用するようになっている。このガソリンベーパ回収装置１００は、大きく分けてガソリンベーパ液化回収回路Ａと、冷媒回路Ｂと、ブライン回路Ｃとで構成されている。また、このガソリンベーパ液化回収回路Ａは、ガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１と、ガソリンベーパ脱着回路Ａ_２とで構成されている。

［ガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１］
吸脱着塔４ａでガソリンベーパを吸着する場合のガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１は、給油ノズル１０２と、第１電磁弁２２と、ガソリンポンプ１と、ガソリン凝縮器２４と、気液分離器３と、第２電磁弁２６ａと、吸脱着塔４ａと、第３電磁弁２７ａと、第１減圧弁２８と、排出口１０とがガソリン吸着用配管２９で順次接続されて構成されている。一方、吸脱着塔４ｂでガソリンベーパを吸着する場合のガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１は、給油ノズル１０２と、第１電磁弁２２と、ガソリンポンプ１と、ガソリン凝縮器２４と、気液分離器３と、第２電磁弁２６ｂと、吸脱着塔４ｂと、第３電磁弁２７ｂと、第１減圧弁２８と、排出口１０とがガソリン吸着用配管２９で順次接続されて構成されている。

すなわち、第２電磁弁２６ａと第２電磁弁２６ｂの切り替えと、第３電磁弁２７ａと第３電磁弁２７ｂの切り替えと、を制御することで、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの一方でガソリンベーパを吸着させるようになっている。したがって、ガソリンベーパ回収装置１００は、上記の各電磁弁を制御することで、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの一方をガソリンベーパの吸着を行なう吸脱着塔として機能させ、他方をガソリンベーパの脱着を行なう脱着塔として機能させるようになっているのである。なお、吸脱着塔４ａと吸脱着塔４ｂとの切り替えは、所定の油量ごとで行なったり、吸着塔として機能しているものの出口近傍のガソリンベーパ濃度に応じて行なったりするとよい。

ガソリン計量機１０１は、自動車等に給油するガソリンを計量するものである。給油ノズル１０２は、ガソリン計量機１０１からガソリンを給油する際に自動車等の給油口に挿入されるものである。この給油ノズル１０２は、給油口から大気中に放出されるガソリンベーパを吸引する際の入口としての機能も有している。ここでは、１つの給油ノズル１０２が設けられている場合を例に示しているが、給油ノズル１０２の設置数を特に限定するものではない。第１電磁弁２２は、給油ノズル１０２から吸引されたガソリンベーパの逆流を防止する機能を有している。この第１電磁弁２２は、給油ノズル１０２の設置数に応じて設けるようにするとよい。

ガソリンポンプ１は、ガソリンベーパを給油ノズル１０２から吸引・加圧するものである。ガソリン凝縮器２４は、ガソリンベーパ凝縮容器等の凝縮筒２内に備えられており、内部を導通するガソリンベーパを冷却して凝縮液化するものである。ここでは、ガソリン凝縮器２４がらせん状に構成されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。気液分離器３は、凝縮液化されたガソリンを捕捉することで、液化ガソリンとガソリンベーパとを分離するものである。なお、図１に示すように、気液分離器３で分離された液化ガソリンを導通させる配管に開閉弁３０を設けておくとよい。

第２電磁弁２６ａ及び第２電磁弁２６ｂは、開閉が制御されることで、凝縮筒２で回収できなかったガソリンベーパを含む空気を導通したりしなかったりするものである。吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂは、ガソリンベーパを吸着する吸着塔としての機能と、ガソリンベーパを脱着する脱着塔としての機能と、を有している。吸脱着塔４ａの内部には、後述する吸着剤冷却器１３ａと吸着剤９ａとが設けられている。吸脱着塔４ｂの内部にも同様に、後述する吸着剤冷却器１３ｂと吸着剤９ｂとが設けられている。

吸着剤冷却器１３ａは、凝縮筒２内に充填されているブライン７によって、吸脱着塔４ａの内部を冷却する機能を有している。吸着剤冷却器１３ｂも吸着剤冷却器１３ａと同様に、凝縮筒２内に充填されているブライン７によって、吸脱着塔４ｂの内部を冷却する機能を有している。つまり、吸着剤冷却器１３ａ及び吸着剤冷却器１３ｂを吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂに設けることによって、少量の吸着剤９ａ及び吸着剤９ｂでガソリンベーパの吸着を行なうことが可能になっている。

吸着剤９ａ及び吸着剤９ｂは、ガソリンベーパを含む空気からガソリンベーパを吸着するものであり、たとえば空気に含まれているガソリンベーパを吸着することで平均１ｖｏｌ％以下のガソリンベーパを含む空気とするものである。この吸着剤９ａ及び吸着剤９ｂとしては、たとえばシリカゲルやゼオライト、活性炭等を使用するとよい。つまり、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの吸着剤９ａ又は吸着剤９ｂにガソリンベーパを吸着させ、他方の吸着剤９ａ又は吸着剤９ｂでガソリンベーパを脱着させている。そして、吸着と脱着とを交互に切り替えて、連続運転可能になっているのである。

第３電磁弁２７ａ及び第３電磁弁２７ｂは、開閉が制御されることで、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの一方で更にガソリンベーパが吸着された後の空気を導通したりしなかったりするものである。第１減圧弁２８は、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂを経由した後の空気を減圧するものである。排出口１０は、第１減圧弁２８で減圧された空気を大気中に排出させるものである。ガソリン吸着用配管２９は、ガソリンベーパを含む空気を導通する配管である。なお、各電磁弁は、マイクロコンピュータ等の制御手段（図示省略）が行なうようになっている。

［ガソリンベーパ脱着回路Ａ_２］
吸脱着塔４ｂでガソリンベーパを脱着する場合のガソリンベーパ脱着回路Ａ_２は、吸気口１１と、第２減圧弁３１と、第４電磁弁３２ｂと、吸脱着塔４ｂと、第５電磁弁３３ｂと、脱着ポンプ５とがガソリン脱着用配管３５で順次接続されて構成されている。一方、吸脱着塔４ｂでガソリンベーパを吸着する場合のガソリンベーパ脱着回路Ａ_２は、吸気口１１と、第２減圧弁３１と、第４電磁弁３２ａと、吸脱着塔４ａと、第５電磁弁３３ａと、脱着ポンプ５とがガソリン脱着用配管３５で順次接続されて構成されている。

第４電磁弁３２ａ及び第４電磁弁３２ｂの切り替えと、第５電磁弁３３ａ及び第５電磁弁３３ｂの切り替えを、ガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１での各電磁弁との制御に応じて制御することで、吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂの一方でガソリンベーパを脱着させるようになっている。すなわち、ガソリンベーパ脱着回路Ａ_２の各電磁弁を、ガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１の各電磁弁と併せて制御することで、吸脱着塔４ａの機能と吸脱着塔４ｂの機能とを適宜切り替えるようになっているのである。

吸気口１１は、ガソリンベーパの脱着に使用する空気を外気から取り込むものである。第２減圧弁３１は、吸気口１１から取り込まれた空気を減圧するものである。第４電磁弁３２ａ及び第４電磁弁３２ｂは、開閉が制御されることで、第２減圧弁３１で減圧された空気を導通したりしなかったりする機能を有している。ガソリンベーパ脱着回路Ａ_２を構成する吸脱着塔４ｂは、上述したようにガソリンベーパを脱着する脱着塔として機能する。また、吸脱着塔４ａも吸脱着塔４ｂと同様に、ガソリンベーパ脱着回路Ａ_２を構成する場合には、ガソリンベーパを脱着する脱着塔として機能することになる。

第５電磁弁３３ａ及び第５電磁弁３３ｂは、開閉が制御されることで、ガソリンベーパを含む空気を導通したりしなかったりする機能を有している。脱着ポンプ５は、空気を吸脱着塔４ｂ又は吸脱着塔４ａに供給するために、吸気口１１を介して外気から空気を吸引する機能を有している。ガソリン脱着用配管３５は、空気やガソリンベーパを含む空気を導通する配管である。このガソリン脱着用配管３５は、ガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１の第１電磁弁２２とガソリンポンプ１との間におけるガソリン吸着用配管２９に接続されている。

［冷媒回路Ｂ］
冷媒回路Ｂは、冷凍機６に搭載され、圧縮機４１と、凝縮器４２と、絞り装置４３と、冷媒蒸発器４４とが冷媒配管４５で順次接続されたヒートポンプサイクルとして構成されている。つまり、冷媒回路Ｂは、冷媒配管４５内に冷媒を導通し、この冷媒が各構成機器を循環することで、凝縮筒２内に充填されているブライン７を冷却するようになっているのである。また、凝縮器４２の近傍には、凝縮器４２に空気を供給するためのファン等の送風機４６が設けられている。

圧縮機４１は、冷媒配管４５を流れる冷媒を吸入して、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。凝縮器４２は、冷媒の凝縮熱を放出し、その冷媒を凝縮液化するものである。絞り装置４３は、減圧弁や電子式膨張弁、温度式膨張弁、キャピラリーチューブ等で構成されており、その冷媒を減圧して膨張させるものである。冷媒蒸発器４４は、ブライン７から熱を奪い（つまり、ブライン７を冷却し）、その冷媒を蒸発ガス化するものである。なお、冷媒回路Ｂに使用できる冷媒を特に限定するものではなく、どのような冷媒でも使用することができる。

［ブライン回路Ｃ］
ブライン回路Ｃは、凝縮筒２と、ブラインポンプ８と、吸着剤冷却器１３ａ及び吸着剤冷却器１３ｂとがブライン配管５４で順次接続されて構成されている。凝縮筒２は、設置面積の低減を図るために筒状に構成されており、ブライン７を貯留するブラインタンクとしての機能を有している。ブライン７は、たとえばプロピレングリコールやガソリン、灯油といった石油系物質等で構成される不凍液である。このブライン７は、冷媒回路Ｂが制御されることによって、所定の温度範囲（たとえば、１〜３℃程度の範囲）を維持するようになっている。つまり、凝縮筒２内では、ブライン７が冷却されることでブライン７が攪拌されるようになっており、温度の調節がされているのである。

ブラインポンプ８は、凝縮筒２に貯留されているブライン７を吸引・加圧するものである。つまり、ブライン７は、ブラインポンプ８によってブライン回路Ｃを循環するようになっているのである。吸着剤冷却器１３ａ及び吸着剤冷却器１３ｂは、凝縮筒２から供給されるブライン７によって吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂの内部を冷却するようになっている。吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂの内部温度を低くすることにより、ガソリンベーパの吸着容量を大きくすることができる。

たとえば、吸脱着塔４ａでガソリンベーパが吸着されている場合、吸着剤冷却器１３ａでは、吸着剤９ａにガソリンベーパを吸着する際の吸着熱によってブライン７の温度が上昇し、吸着剤冷却器１３ｂでは、吸着剤９ｂからガソリンベーパを脱着する際の脱着熱によってブライン７の温度が低下することになっている。吸着剤冷却器１３ａ及び吸着剤冷却器１３ｂのそれぞれから流出したブライン７は、合流し、凝縮筒２に再度流入するようになっている。

また、凝縮筒２の側面には、内部のブライン７の液面を検出するための液面計５５が設けられている。さらに、凝縮筒２には、内部のブライン７の温度を検知するためのサーミスタや温度計等のブライン温度検知器１２が設けられている。このブライン温度検知器１２で検知された温度情報は、図示省略の制御手段に送られて、ブライン７の温度を所定範囲内で維持するように冷媒回路Ｂが制御されるようになっている。この制御手段は、各電磁弁の開閉や、各ポンプの駆動周波数、圧縮機４１の駆動周波数、送風機４６の回転数、各減圧弁の開度等を制御する。

ここで、ガソリンベーパ回収装置１００の基本的な動作について説明する。
まず、冷媒回路Ｂを動作させて、冷媒蒸発器４４の温度を低下させる。具体的には、圧縮機４１を駆動させ、冷媒を循環させることによって、凝縮筒２内に設けられている冷媒蒸発器４４の温度を低下させる。このとき、凝縮筒２内に充填されているブライン７が所定の温度まで低下することになる。そして、ブライン７が所定の温度に達したら、圧縮機４１の駆動を停止する。ブライン７の温度が所定の範囲より上昇したら、圧縮機４１の駆動を再開する。

つまり、図示省略の制御手段は、ブライン温度検知器１２からの温度情報に基づいて、冷媒回路Ｂの圧縮機４１を制御し、ブライン７の温度を所定の範囲で維持するようになっているのである。このように、凝縮筒２内のブライン７の温度が所定の範囲に制御されることで、ガソリンベーパ回収運転の準備が整うことになる。そして、ガソリン計量機１０１から液化ガソリンが自動車等に給油されると同時に、ガソリンベーパ回収運転が開始される。

ガソリンベーパ回収運転は、給油ノズル１０２から液化ガソリンが自動車等のガソリンタンクに給油される際に、給油口から追い出されるガソリンベーパをガソリンベーパ液化回収回路Ａ内に吸引することから開始する。つまり、ガソリンベーパ液化回収回路Ａを構成するガソリンポンプ１の運転によって、給油ノズル１０２を介してガソリンベーパ液化回収回路Ａ内にガソリンベーパが吸引されることでガソリンベーパ回収運転が開始するのである。吸引されたガソリンベーパは、凝縮筒２内のガソリン凝縮器２４内を徐々に冷却されながら上方から下方へと流れる。冷却されたガソリンベーパは、その一部が液化して凝縮筒２から流出する。

液化したガソリンは、気液分離器３で捕捉、回収され、ガソリンベーパを含む空気から分離される。気液分離器３で捕捉された液化ガソリンは、ガソリン計量機１０１に戻され、再利用される。また、液化しなかったガソリンベーパは、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂに流入する。つまり、凝縮筒２のみでは、ガソリンベーパの全部を液化、回収することはできないために、ガソリンベーパは吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂで吸着及び脱着され、回収されることになる。

吸脱着塔４ａでガソリンベーパを吸着する場合は、第２電磁弁２６ａが開制御、第２電磁弁２６ｂが閉制御され、気液分離器３を流出したガソリンベーパを含む空気が吸脱着塔４ａに流入する。吸脱着塔４ａでは、吸脱着塔４ａの内部に設けられている吸着剤９ａでガソリンベーパが吸着される。したがって、ガソリンベーパを含む空気からガソリンベーパが吸着されるので、ガソリンベーパ濃度が低減する。たとえば、吸着剤９ａは、ガソリンベーパを吸着することによって、ガソリンベーパの含有量を１ｖｏｌ％以下にする。そして、この空気は、開制御されている第３電磁弁２７ａ及び第１減圧弁２８を経て、排出口１０から大気に放出される。

一方、吸脱着塔４ｂでは、吸着剤９ｂに吸着されているガソリンベーパの脱着が行なわれる。具体的には、脱着ポンプ５が駆動されることにより、吸気口１１から取り込まれた空気が第２減圧弁３１で減圧され、第４電磁弁３２ｂを経て吸脱着塔４ｂに流入する。つまり、吸着剤９ｂに吸着されているガソリンベーパは、吸脱着塔４ｂに流入した空気によって、吸着剤９ｂから脱着されるのである。そして、空気に含まれるガソリンベーパの含有量を増加し（つまりガソリンベーパ濃度を高くし）、吸脱着塔４ｂから流出させ、再利用する。

吸脱着塔４ｂから流出したガソリンベーパは、脱着ポンプ５に吸引され、再度ガソリン吸着用配管２９（つまりガソリンベーパ凝縮／吸着回路Ａ_１）に流入する。そして、給油ノズル１０２から流入したガソリンベーパと合流して、凝縮筒２に流入する。このようにして、ガソリンベーパ回収装置１００では、ガソリンベーパの回収率の向上を図るようにしている。なお、吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂ内を低温に維持するのは、凝縮性能及び吸着性能を向上させるためであり、ブライン７の温度をプラスに維持させるのは、ガソリンベーパとともに含まれている水分の凍結を防止するためである。

吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂは、所定の給油量ごとや、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの出口近傍のガソリンベーパ濃度によって、機能を切り替えるようになっている。それは、吸着剤９ａ及び吸着剤９ｂでガソリンベーパを吸着できる量には、所定の限界が存在し、連続運転を実行するには、ガソリンベーパの吸着と脱着とを切り替える必要があるからである。上述した例では、吸着塔として機能していた吸脱着塔４ａを脱着塔として機能させ、脱着塔として機能していた吸脱着塔４ｂを吸着塔として機能させる場合を想定したものである。なお、吸脱着塔４ａ及び吸脱着塔４ｂの切り替えは、各電磁弁の開閉を制御することで行われるようになっている。

ここで、凝縮筒２内のブライン７の温度維持について詳しく説明する。
給油ノズル１０２から吸引されたガソリンベーパは、通常、周囲温度以上の温度となっている。このガソリンベーパが凝縮筒２のガソリン凝縮器２４内を導通すると、ブライン７は、ガソリンベーパの温度の影響及びガソリンベーパの凝縮熱によって加温されることになる。また、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂ内ではガソリンベーパが吸着剤９ａ又は吸着剤９ｂに吸着される際に吸着熱が発生し、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂに流入したブライン７は、吸着熱によって加温されることにもなる。そのブライン７の温度上昇を抑制して温度を所定の範囲で維持するために冷凍機６を運転するようにしている。

図示省略の制御手段は、ブライン温度検知器１２が検知した温度情報から凝縮筒２内のブライン７の温度が所定の範囲以上に上昇したと判断した場合には、冷凍機６を運転させ、ブライン温度検知器１２が検知した温度情報から凝縮筒２内のブライン７の温度が所定の範囲内まで低下したと判断した場合には、冷凍機６の運転を停止させる。また、凝縮筒２は、凝縮筒２への熱侵入を防止するため断熱施行されており、高外気や低外気等の外気温度の変化の影響を受けにくくしている。

しかしながら、たとえば冬季等で外気温度がマイナス温度域を長時間継続する場合には、外気温度の影響で凝縮筒２内のブライン７の温度が所定より低下してしまう可能性がある。その一例として、冬季においてガソリンスタンドを長期間に渡って停止させるような時が挙げられる。ブライン７の温度が所定範囲よりも低下してしまうと、ガソリン凝縮器２４内を導通するガソリンベーパとともに含まれている水分が凍結してしまうことになる。そうなると、ガソリンベーパ液化回収回路Ａ内の圧力損失が増大してしまい、最悪の場合にはガソリンベーパ液化回収回路Ａが閉塞してしまうことになってしまう。そこで、ガソリンベーパ回収装置１００では以下のような水分凍結回避動作１を実行するようにしている。

［水分凍結回避動作１］
ガソリンスタンドの長期停止中でもブライン７の温度を常時モニタしたり、ガソリンベーパ回収装置１００の電源を投入してから給油／回収運転を行なう前にブライン７の温度をモニタしたりして、ガソリンベーパ回収運転の可否を判断する。たとえば、制御手段は、ガソリンベーパ回収運転に入る前のブライン７の温度がたとえば−２℃以下であると判断した場合には、ガソリンポンプ１の駆動を停止させる。すなわち、ガソリンベーパ回収装置１００は、ガソリン計量機１０１からの給油動作を可能としつつガソリンベーパ回収運転を行なわない通常給油運転に切り替えると同時に、ブライン７の加温運転を開始する水分凍結回避動作１を実行するのである。

凝縮筒２内のブライン７は、ブラインポンプ８を駆動させ、このとき発生するブラインポンプ８の発熱で加温されることができる。そして、ブライン７の温度がたとえば＋２℃に到達した場合には、制御手段は、ガソリンベーパとともに含まれている水分が凍結しないものと判断して、ガソリンポンプ１の動作を開始させる。つまり、ガソリン計量機１０１からの給油動作を可能としつつガソリンベーパ回収運転を行なう運転に切り替えるのである。このようにすることで、ガソリンベーパ回収装置１００では、凝縮筒２内における水分の凍結を回避するようにしている。

図２は、ガソリンポンプ１の部分を拡大して示す構成図である。図２に基づいて、水分凍結回避動作１を開始する際の判断基準の別の例について説明する。図１では、ブライン温度検知器１２で検知したブライン７の温度を水分凍結回避動作１の判断基準とした場合を例に説明したが、図２では、ガソリンポンプ１へ供給される電流を水分凍結回避動作１の判断基準とした場合を例に示している。図２に示すように、ガソリンポンプ１によって吸引・加圧されたガソリンベーパの圧力を検知するための圧力検知器７０をガソリンポンプ１の吐出側に設けている。

この圧力検知器７０で検知された圧力情報は、図示省略の制御手段に送られて、ブライン７の温度が所定範囲以下に低下しているかどうかの判断に利用される。ガソリンベーパとともに含まれている水分が凍結すると、ガソリンベーパ液化回収回路Ａ内の圧力損失が増大あるいはガソリンベーパ液化回収回路Ａが閉塞していると考えられるため、ガソリンポンプ１から吐出されるガソリンベーパの吐出圧力を増加させようとガソリンポンプ１の負担が増大し、圧力検知器７０で検知される圧力が上昇するとともにガソリンポンプ１へ供給される電流の値が増加することになる。そこで、検知圧力情報に基づいて、その圧力上昇が所定の値以上であるかどうかを判断すること、または、検知情報から求めた電流値の変化を検知することによって、ブライン７の温度が所定範囲以下に低下しているかどうかが判断できるようになっている。

たとえば、制御手段は、ガソリンベーパ回収運転に入る前のガソリンポンプ１への供給電流値が所定以上であると判断した場合には、ガソリンポンプ１の駆動を停止させる。すなわち、ガソリンベーパ回収装置１００は、水分凍結回避動作１を実行するのである。なお、図２では、圧力検知器７０を用いてガソリンポンプ１に供給される電流の値を検知する場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、ガソリンポンプ１に供給される電流の値を検知するための電流検知器を設けてガソリンポンプ１に供給される電流の値を検知するようにしてもよい。

また、ガソリンスタンド（詳しくはガソリン計量機１０１）の停止期間（たとえば、１日以上の停止期間）を水分凍結回避動作１の判断基準とすることもできる。つまり、たとえば冬季等にガソリンスタンドが長期間にわたって停止されると、ブラインの温度が所定範囲以下に低下している可能性が高いと判断できるのである。そこで、制御手段は、ガソリンスタンドの停止期間によって、ブライン７の温度が所定範囲以下に低下していると判断し、水分凍結回避動作１を実行するようにしてもよい。なお、これらの水分凍結回避動作１を開始する際の判断基準を適宜組み合わせるようにしてもよい。

図３は、ブライン７の別の加温方法を示す概略図である。図３に基づいて、ブライン７の別の加温方法について説明する。図１では、ブラインポンプ８を駆動し、ブライン７を循環させることでブライン７を加温した場合を例に説明したが、図３では、凝縮筒２に加熱手段であるヒータ７１を設けてブライン７を加温する場合を例に示している。図３に示すように、ブライン７を加温するためのヒータ７１を凝縮筒２に設けている。このヒータ７１は、凝縮筒２の内部に設けてもよく、外部に設けてもよい。

このように、ブライン７が所定温度よりも低下した場合には、ヒータ７１を駆動させてブライン７を直接的に加温してもよい。すなわち、水分凍結回避動作１におけるブライン７の加温運転がヒータ７１の駆動によって実行されるようにしてもよいのである。なお、ブラインポンプ８の駆動とともにヒータ７１を駆動させて、ブライン７の加温運転を実行するようにしてもよい。また、ヒータ７１の設置位置を図３に図示しているような凝縮筒２の下方に限定するものではない。

図４は、ブライン７の更に別の加温方法を示す概略図である。図４に基づいて、ブライン７の更に別の加温方法について説明する。図３では、凝縮筒２に加熱手段であるヒータ７１を設けてブライン７を加温する場合を例に示したが、図４では、圧縮機４１から吐出された冷媒（ホットガス）を凝縮筒２内に設けられている冷媒蒸発器４４に導くことでブライン７を加温する場合を例に示している。図４に示すように、圧縮機４１に接続されている吐出側配管を分岐したホットガス回路７３を設け、圧縮機４１からの吐出された冷媒を凝縮器４２を経由させずに冷媒蒸発器４４に導くようにしている。また、ホットガス回路７３には、ホットガス回路７３を開閉する開閉弁７４が設けられている。

このように、ブライン７が所定温度よりも低下した場合には、開閉弁７４を開制御して圧縮機４１から吐出された冷媒を凝縮器４２を迂回させて凝縮筒２内の冷媒蒸発器４４に導き、ブライン７を加温してもよい。すなわち、水分凍結回避動作１におけるブライン７の加温運転がホットガス回路７３へのホットガスの導通によって実行されるようにしてもよいのである。なお、ブラインポンプ８やヒータ７１の駆動とともに、ホットガス回路７３に冷媒を導通させて、ブライン７の加温運転を実行するようにしてもよい。

図５は、ブライン７の更にまた別の加温方法を示す概略図である。図５に基づいて、ブライン７の更にまた別の加温方法について説明する。図４では、ホットガス回路７３にホッガスを導通させてブライン７を加温する場合を例に示したが、図５では、冷凍機６における冷媒の流れを逆転（リバース）させてブライン７を加温する場合を例に示している。図５に示すように、圧縮機４１の吐出側配管と冷媒蒸発器４４の出口側配管とを接続する第１接続配管７６と、圧縮機４１の吸入側配管と凝縮器４２の入口側配管とを接続する第２接続配管７７と、を設け、圧縮機４１からの吐出された冷媒を逆転させて冷媒蒸発器４４に導くようにしている。

このように、ブライン７が所定温度よりも低下した場合には、第１接続配管７６及び第２接続配管７７に冷媒を導通させて、冷媒を凝縮筒２内の冷媒蒸発器４４に導き、ブライン７を加温してもよい。すなわち、水分凍結回避動作１におけるブライン７の加温運転が冷媒のリバース運転によって実行されるようにしてもよいのである。なお、ブラインポンプ８やヒータ７１の駆動とともに、リバース運転させて、ブライン７の加温運転を実行するようにしてもよい。また、冷凍機６に流路切替装置である四方弁を設けて、冷媒の流れを逆転させるようにしてもよい。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係るガソリンベーパ回収装置１００ａ全体の回路構成を示す概略構成図である。図６に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ａの回路構成、基本的な動作及び特徴的な動作について説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ａは、吸引したガソリンベーパを凝縮筒で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔を設け、この２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収及び再利用するものである。なお、この実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

ガソリンベーパ回収装置１００ａの基本的な構成及び基本的な動作は、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様であるが、凝縮筒２を迂回するバイパス回路６０を設けている点でガソリンベーパ回収装置１００と相違している。バイパス回路６０は、ガソリンポンプ１と凝縮筒２との間の分岐点でガソリン吸着用配管２９を分岐し、凝縮筒２と気液分離器３との間、つまり凝縮筒２の出口側の接続点でガソリン吸着用配管２９に接続するように設けられている。また、バイパス回路６０には、バイパス回路６０を開閉する開閉弁（第１開閉弁）６１が設けられている。さらに、分岐点と凝縮筒２との間のガソリン吸着用配管２９には、ガソリン吸着用配管２９を開閉する開閉弁（第２開閉弁）６２が設けられている。

すなわち、ガソリンベーパ回収装置１００ａは、開閉弁６１及び開閉弁６２の開閉を制御することで、ガソリンポンプ１により吸引されたガソリンベーパを凝縮筒２に導通させるか、バイパス回路６０に導通させるかを切り替え可能になっているのである。したがって、開閉弁６１を開制御、開閉弁６２を閉制御すれば、ガソリンベーパを凝縮筒２ではなく、バイパス回路６０に導通させることができ、開閉弁６１を閉制御、開閉弁６２を開制御すれば、ガソリンベーパをバイパス回路６０ではなく、凝縮筒２に導通させることができる。このガソリンベーパ回収装置１００ａでは以下のような水分凍結回避動作２を実行するようにしている。

［水分凍結回避動作２］
水分凍結回避動作２は、ガソリンポンプ１を停止させない点で実施の形態１で説明した水分凍結回避動作１と異なっている。ガソリンベーパ回収運転を実行するときは、開閉弁６１を閉制御、開閉弁６２を開制御してガソリンベーパを凝縮筒２に導き、水分凍結回避動作２を実行するときは、開閉弁６１を開制御、開閉弁６２を閉制御してガソリンベーパをバイパス回路６０に導くようにしている。具体的には、制御手段は、ガソリンベーパ回収運転に入る前のブライン７の温度がたとえば−２℃以下であると判断した場合には、水分凍結回避動作２を実行するために開閉弁６１を開制御、開閉弁６２を閉制御する。

すなわち、水分凍結回避動作２では、ガソリンベーパをバイパス回路６０に導通させて凝縮筒２をバイパスさせるようになっているのである。凝縮筒２をバイパスされたガソリンベーパは、気液分離器３を経由してから吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂの一方に流入することになる。吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂに流入したガソリンベーパは、吸着剤９ａ又は吸着剤９ｂで吸着され、ガソリンベーパ濃度が低減された後、排出口１０から大気に放出される。水分凍結回避動作２を水分凍結回避動作１と比較すると、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂにガソリンベーパを流通させる分だけガソリンベーパ濃度を低減することができる。

また、併せてブラインポンプ８を駆動させることで、ブライン７の加温を行なってガソリンベーパ回収運転の復帰を早めることができる。さらに、吸脱着塔４ａ又は吸脱着塔４ｂでは、吸着剤９ａ又は吸着剤９ｂにガソリンベーパが吸着される際に吸着熱が発生し、その熱分だけブライン７を加温することができ、ブライン７の加温を早めることができる。そして、ブライン７の温度がたとえば＋２℃に到達した場合には、制御手段は、ガソリンベーパとともに含まれている水分が凍結しないものと判断して、開閉弁６１を閉制御、開閉弁６２を開制御してガソリンベーパを凝縮筒２に導くようにする。このようにすることで、ガソリンベーパ回収装置１００ａでは、凝縮筒２内における水分の凍結を回避するようにしている。

なお、実施の形態１で説明した水分凍結回避動作１を開始する際の判断基準（たとえば、ブライン温度、ガソリンポンプ１への供給電流値あるいはガソリンスタンドの停止期間）を、水分凍結回避動作２を開始する際の判断基準に適用することができるものとする。また、実施の形態１で説明したブライン７の加温方法（たとえば、ヒータ７１の駆動、ホットガス回路７３あるいは冷媒のリバース運転）を、水分凍結回避動作２に適用することができるものとする。

１ガソリンポンプ、２凝縮筒、３気液分離器、４ａ吸脱着塔、４ｂ吸脱着塔、５脱着ポンプ、６冷凍機、７ブライン、８ブラインポンプ、９ａ吸着剤、９ｂ吸着剤、１０排出口、１１吸気口、１２ブライン温度検知器、１３ａ吸着剤冷却器、１３ｂ吸着剤冷却器、２２第１電磁弁、２４ガソリン凝縮器、２６ａ第２電磁弁、２６ｂ第２電磁弁、２７ａ第３電磁弁、２７ｂ第３電磁弁、２８第１減圧弁、２９ガソリン吸着用配管、３０開閉弁、３１第２減圧弁、３２ａ第４電磁弁、３２ｂ第４電磁弁、３３ａ第５電磁弁、３３ｂ第５電磁弁、３５ガソリン脱着用配管、４１圧縮機、４２凝縮器、４３絞り装置、４４冷媒蒸発器、４５冷媒配管、４６送風機、５４ブライン配管、５５液面計、６０バイパス回路、６１開閉弁、６２開閉弁、７０圧力検知器、７１ヒータ、７３ホットガス回路、７４開閉弁、７６第１接続配管、７７第２接続配管、１００ガソリンベーパ回収装置、１００ａガソリンベーパ回収装置、１０１ガソリン計量機、１０２給油ノズル、Ａガソリンベーパ液化回収回路、Ａ_１ガソリンベーパ凝縮／吸着回路、Ａ_２ガソリンベーパ脱着回路、Ｂ冷媒回路、Ｃブライン回路。

Claims

ガソリンタンクから排出されたガソリンベーパを吸引するガソリンポンプと、
内部にブラインが充填され、前記ガソリンポンプにより吸引された前記ガソリンベーパを冷却する凝縮筒と、
前記ガソリンポンプと前記凝縮筒とを接続し、前記凝縮筒で冷却された前記ガソリンベーパを前記凝縮筒の出口側に導く配管と、
前記配管を前記ガソリンポンプと前記凝縮筒との間で分岐し、前記凝縮筒を迂回させて前記凝縮筒の出口側で前記配管に接続させるバイパス回路と、
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路を開閉する第１開閉弁と、
前記バイパス回路の分岐点と前記凝縮筒との間の前記配管に設けられ、前記配管を開閉する第２開閉弁と、
前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉を制御する制御手段と、を有し、
前記配管は、
前記第２開閉弁より下流側で前記ガソリンベーパを吸着あるいは脱着する吸脱着塔に連通している
ことを特徴とするガソリンベーパ回収装置。
前記制御手段は、
前記ブラインが所定温度よりも低下したと判断したとき、前記第１開閉弁を開、前記第２開閉弁を閉に制御して前記ガソリンポンプにより吸引された前記ガソリンベーパを前記バイパス回路に導く
ことを特徴とする請求項１に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記制御手段は、
前記ブラインが所定温度以上となったと判断したとき、前記第１開閉弁を閉、前記第２開閉弁を開に制御して前記ガソリンポンプにより吸引された前記ガソリンベーパを前記凝縮筒に導く
ことを特徴とする請求項２に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ブラインの温度を検知するブライン温度検知器を設け、
前記制御手段は、
前記ブライン温度検知器からの検知情報に基づいて、前記ブラインが所定温度よりも低下したかどうかを判断する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ガソリンポンプにより吸引されたガソリンベーパの圧力を検知する圧力検知器を設け、
前記制御手段は、
前記圧力検知器からの検知情報から求めた前記ガソリンポンプへのポンプ駆動用の供給電流値に基づいて、前記ブラインが所定温度よりも低下したかどうかを判断する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ガソリンポンプにより吸引されたガソリンベーパの圧力を検知する圧力検知器を設け、
前記制御手段は、
前記圧力検知器からの検知圧力情報に基づいて、前記ブラインが所定温度よりも低下したかどうかを判断する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
給油するガソリンを計量するためのガソリン計量機を設け、
前記制御手段は、
前記ガソリン計量機の停止時間に基づいて、前記ブラインが所定温度よりも低下したかどうかを判断する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ブラインを循環させるブラインポンプを設け、
前記制御手段は、
前記ブラインポンプを駆動させることで前記ブラインの加温運転を実行する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ガソリンベーパを吸着あるいは脱着する吸脱着塔を前記凝縮筒の下流側に設け、
前記制御手段は、
前記ブラインポンプを駆動させ、前記ブラインを前記凝縮筒と前記吸脱着塔との間で循環させることで前記ブラインの加温動作を実行する
ことを特徴とする請求項８に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記ブラインを加温するヒータを前記凝縮筒に設け、
前記制御手段は、
前記ヒータを駆動させることで前記ブラインの加温運転を実行する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
圧縮機、凝縮器、絞り装置及び冷媒蒸発器を順に接続した冷凍機を備え、
前記冷媒蒸発器を前記凝縮筒内に設置し、
前記制御手段は、
前記圧縮機からの吐出冷媒を前記冷媒蒸発器に導くことで前記ブラインの加温運転を実行する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記圧縮機に接続されている吐出側配管を分岐し、前記冷媒蒸発器の入口側に接続させたホットガス回路と、
前記ホットガス回路に設けられ、前記ホットガス回路を開閉する開閉弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記開閉弁を開制御し、前記圧縮機からの吐出冷媒を前記ホットガス回路を介して前記冷媒蒸発器に導く
ことを特徴とする請求項１１に記載のガソリンベーパ回収装置。
前記圧縮機の吐出側配管と冷媒蒸発器の出口側配管とを接続する第１接続配管と、
前記圧縮機の吸入側配管と前記凝縮器の入口側配管とを接続する第２接続配管と、
を設け、
前記制御手段は、
前記第１接続配管及び前記第２接続配管を介して冷媒のリバース運転を実行することで前記圧縮機からの吐出冷媒を前記冷媒蒸発器に導く
ことを特徴とする請求項１２に記載のガソリンベーパ回収装置。