CN101349381B - 液化气供给系统及供给方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种为了稳定提供大量液化气而直到最后为止可均匀提供多个液化气容器内的液化气的液化气供给系统及供给方法，该液化气供给系统包括：多个液化气容器(1)；各容器中设置的液化气量测定用检测器(2)；各容器中设置的加热装置(3)；以及处理来自各检测器的信息，控制各加热装置的控制装置(7)，该液化气供给系统的特征在于，控制装置(7)以综合处理来自各检测器(2)的信息所获得的数值为基准，控制各加热装置(3)。

Description

液化气供给系统及供给方法
技术领域
本发明涉及到一种多个液化气容器的加热调温形成的液化气供给系统及供给方法。
背景技术
在大量消耗常温下蒸气压较低、蒸发量较少的液化气时，为了提高蒸发能力，采用增加液化气蒸发表面积、提高液化气温度的方法。并且作为实现这些方法的手段，包括增大液化气的填充容器的半径或并排多个标准尺寸的容器、加热有液化气的容器。并且对其组合进行了研究：并排多个可轻易到手的标准尺寸的容器，或同时进行加热，在保持蒸发能力的同时可稳定提供大量的液化气。
图7是表示现有的液化气供给装置的控制方法的公知例1的图(专利文献1)。如图7所示，该液化气供给装置的控制方法是，对多个填充容器内的液化气(内容物)的余量用各容器内分别设置的余量表进行监视，从各余量小于提前设定的规定基准值的容器中，依次关闭各容器上设置的自动切断阀，停止排出。这样一来，即使在各容器内的液化气的减少方法不同的情况下，也可使所有容器的液化气被利用到最小限度的余量为止。但该公知例1中，没有对填充容器内的液化气加热的单元。
图8是表示现有的液化气供给系统及供给方法的公知例2的图(专利文献2)。如图8所示，该液化气供给系统及供给方法中，在存储液化气的多个容器和通过这些容器的气体供给管路设置在下游一侧的压力调整器之间，设置存留部。从容器中常温气化的液化气经过供给管路存留在存留部。该存留部具有存储容积可对应于供给目的地的激增的消耗量变动的作为缓冲器的容量，其经过气体供给管路通过压力调整器提供到供给目的地。而在该公知例2中也没有对容器内的液化气加热的单元。进一步，检测容器内的液化气的余量的单元也没有涉及。
在图8中，1为容器，2为气体供给管路，3为压力调整器，4为气体存储部，5为气体供给管路，L为液化气，G为气化了的液化气。
图9是表示现有的液化气供给方法的公知例3的图(专利文献3)。如图9所示，该液化气供给方法中，具有液化气填充容器100及作为其供给管路的第1配管105和第2配管106、及流量检测单元104，液化气填充容器100和第1配管105、第2配管106分别通过第1加热单元101、第2加热单元102、第3加热单元103、根据流量检测单元104的测定值控制并提供其产生的热量。或者替代流量检测单元104而在第2配管106的后段设置的多个分支阀131～140中，根据阀打开的个数控制并提供产生的热量。并且，在该供给方法中，在最少通过一个以上的分支阀而始终提供气体的条件下，控制加热单元。但该公知例3中，液化气填充容器100是单体，不从多个容器同时供给。并且，检测进入到液化气填充容器100的液化气的余量的单元也没有涉及。
在图9中，111为第1控制电源，112为第2控制电源，113为第3控制电源，114为阀控制系统，115为统一控制系统，116为控制信号线，120为N2填充容器，121为稀释气体配管，141～150为多个供给处。
图10是表示现有的由多个容器构成的液化气供给系统的普通的现有例4的图。如图10所示，该系统的构成是如下现有技术的组合：并排连接多个标准尺寸的容器，分别加热加入了液化气的各容器，用重量计等测量仪器测量各容器内的液化气余量。此外，加热源3-1～3～n、加热量测量传感器4-1～4-n、调温器5-1～5-n、加热输出器6-1～6-n的加热控制系统、及测量器2-1～2-n的容器内液化气量的测量系统在各容器中是独立的。
专利文献1：特开平11-226386号公报
专利文献2：特开2003-28395号公报
专利文献3：特开2006-161937号公报
发明内容
在图7所示的现有的液化气供给装置的控制方法中，其前提是原本特定容器内液化气(内容物)2的单方面减少，从各余量小于提前设定的规定基准值的容器依次停止排出，因此作为保持蒸发能力的条件的蒸发表面积因停止的容器而减少，存在个数少时会导致供给能力不足的问题。进一步，由于不具有加热单元，只能有常温下的蒸发量，在可供给的容器个数减少时，存在加速供给能力不足的问题。
在图8所示的现有的液化气供给系统及供给方法中，存在以下问题：需要存留部4这样大容量的存储容积；当该存留部4的温度低于原来的容器1的温度时，容器1中气化存储的存储部4的气体再次液化。换句话说，存储部4中再液化的状态和从容器1填充移动到存储部4一样，是具有可对应激增的消耗变动的作为缓冲器的容量的单一大型容器的供给。因此，为了防止存储部4中的再液化，必须营造一个使存储部4的温度始终大于容器1一侧的温度环境，容器1和存储部4的设置环境上产生问题。并且，当容器1为多个时，如各容器1的环境温度有微小不同，则容器内部的液化气蒸气压也不同，压力高的容器的液化气首先存储到存储部4，因此同时更换多个容器时，只要没有公知例1(图7)所示的单元，就会产生液化气余量大幅波动的问题。
在图9所示的现有的液化气供给方法中，控制各加热单元，以便在加热单元101、102、103中产生和供给流量对应的液化气的蒸发热量，但仅通过加热单元提高供给能力时，加热温度存在上限，因此存在限制。并且，通过该方法，为了增加蒸发表面积将多个液化气填充容器100用加热单元101加热时，即使各个容器的加热单元的控制量相同，但因未监视实际的液化气温度，因此在各容器中产生温度差，无法获得均等的蒸发量，出现仅加热温度变高、蒸发压力高的容器单方面减少的问题。
在图10所示的现有的由多个容器构成的液化气供给系统中，加热各容器的调温器检测容器的表面温度，进行温度控制。但是存在即使进行这种控制，实际上也会单方面减少或液化气在容器之间移动(移动填充)的问题。
根据本发明人的见解，容器之间的极微小的温度差异，例如容器室内的风的流动也会使液化气在容器之间移动(移动填充)。因此，只要测量液化气本身的温度并加热控制即可，但实际上容器内的液化气自身的温度测量是困难的，因而难于实现。
在上述现有技术中存在以下共同问题：在并列连接加入了液化气的多个容器进行供给时、及无论有无加热单元的任意一种情况下，由于各容器产生不同的微小的温度差，而产生在供给时仅蒸发压力大的容器减少的单方面减少的问题，并且在供给停止时，通过容器的连接部，从蒸发压力大的容器移动填充到压力低的容器。
本发明的目的在于提供一种为了稳定提供大量液化气而直到最后为止可均等提供多个液化气容器内的液化气的液化气供给系统及供给方法。
上述课题不是以提前设定的数值为基准来调节各液化气容器，而是以每次来自全部容器的检测信息所获得的数值为基准，进行各容器的调节来解决的。
即，在第1观点中，本发明是一种液化气供给系统，包括：多个液化气容器；各容器中设置的液化气量测定用检测器；各容器中设置的加热装置；以及处理来自各检测器的信息，控制各加热装置的控制装置，其特征在于，控制装置以综合处理来自各检测器的信息所获得的数值为基准，控制各加热装置。
作为液化气量的测定项目，可以是重量测量，也可是体积测量。并且，作为液面高度，也可间接测量。测量方法可适用公知的任意的方法。
在第2观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统中，各检测器是重量测定器。
在第3观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统中，数值是各容器内的液化气的平均重量，控制装置控制各加热装置，使各容器的液化气重量和该平均重量的差为规定值以下。
在第4观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统中，各检测器是液化气的液面高度检测器。
在第5观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统中，数值是各容器内的液化气的平均液面高度，控制装置控制各加热装置，使各容器的液化气的液面高度和该平均液面高度的差为规定值以下。
在第6观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统中，具有连接切断阀，与液化气的送气侧切断阀联动，切断各容器的连接。
在第7观点中，本发明提供一种液化气供给方法，处理来自多个液化气容器中分别设置的液化气量测定用检测器的信息，通过控制该液化气容器中分别设置的加热装置来提供气体，其特征在于，以综合处理来自各检测器的信息所获得的数值为基准，控制各加热装置。
在第8观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给方法中，各检测器是重量测定器及液面高度检测器中的任意一个。
在第9观点中，本发明提供一种液化气供给系统的控制装置，处理来自多个液化气容器中分别设置的液化气量测定用检测器的信息，控制该液化气容器中分别设置的加热装置，其特征在于，以综合处理来自各检测器的信息所获得的数值为基准，控制各加热装置。
在第10观点中，其特征在于，本发明涉及的液化气供给系统的各检测器是重量测定器及液面高度检测器中的任意一个。
根据本发明，加入到多个容器的液化气到最后为止均匀地减少。因此，多个并排连接的容器全部保持连接，并且直到最后为止均等地确保蒸发表面积的同时减少，所以可从供给开始时到结束为止维持所需的液体温度下的蒸发能力。
附图说明
图1是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例1的构成的图。
图2是表示本发明中的测量值计算比较器所处理的信号的图。
图3是本发明中的加热控制的流程图。
图4是表示本发明中的控制信号的一例的时序图和液化气量的图。
图5是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例2的构成的图。
图6是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例3的构成的图。
图7是表示现有的液化气供给装置的控制方法的公知例1的图。
图8是表示现有的液化气供给系统及供给方法的公知例2的图。
图9是表示现有的液化气供给方法的公知例3的图。
图10是表示现有的由多个容器构成的液化气供给系统的一般的公知例4的图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明涉及的液化气供给系统和温度控制方法的实施例。
(实施例1)
图1是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例1的构成的图。如图1所示，本发明的液化气供给系统由以下构成：多个(n个)个容器1-1～1-n(以第1个容器为1-1、第n个容器为1-n的方式附加标号来表示，下同)；测量器2-1～2-n；加热源3-1～3-n；加热量测量传感器4-1～4-n；调温器5-1～5-n；加热输出器6-1～6-n；测量值计算比较器7、连接管8、切断阀9、以及各容器内的液化气10-1～液化气10-n。
容器1-1～1-n是可轻易获得的标准尺寸的容器，容量全部相同，在安装到本供给系统前，已知各容器内液化气10-1～10-n的量(本实施例1中为重量)。各容器1-1～1-n通过连接管8并排连接，引导到位于气体送气供给线上的切断阀9。
在该状态下，通过测量器2-1～2-n始终测量各容器的容器内液化气的量(本例中为重量)，该测量值被发送到测量值计算比较器7。并且，各容器中安装有加热源3-1～3-n、加热量测量传感器4-1～4-n。将根据事前获得的该液化气的蒸气压和温度的关系而导出的所需的液体温度设定到调温器5-1～5-n，测量值计算比较器7通过加热输出器6-1～6-n在加热源3-1～3-n中对容器内液化气10-1～10-n的温度进行PID控制。测量值计算比较器7计算取入的测量值，将在规定条件下比较判断所获得的输出信号插入从调温器5-1～5-n输出的控制信号，对加热输出器6-1～6-n的输出进行校正控制。
图2～图4是说明本发明涉及的实施例1的动作的图。参照图2～图4说明动作。
图2是取入到测量值计算比较器7的多个(n)测量器2-1～2-n的测量值为W-1～W-n、由测量值计算比较器7计算的所有测量值的均匀值为Wa、测量值计算比较器7提前设定的判断值为D、通过该判断从测量值计算比较器7输出的停止信号为OFF-1～OFF-n时，表示由测量值计算比较器7处理的信号的图。
并且，从各调温器5-1～5-n输出的控制信号输出以S-1～S-n表示，从加热输出器6-1～6-n最终输出到加热源3-1～3-n的加热输出以P-1～P-n表示。
图3是本发明中的加热控制的流程图。其表示以下一系列处理流程：对从各调温器5-1～5-n输出到加热输出器6-1～6-n的控制信号输出S-1～S-n，通过测量值计算比较器7计算各测量值W-1～W-n和平均值Wa的差，与判断值D进行比较，根据判断的结果插入到停止信号OFF-1～OFF-n，控制加热源3-1～3-n的输出P-1～P-n。
图4是表示从各调温器5-1～5-n输出到加热输出器6-1～6-n的控制信号输出S-1～S-n、将通过测量值计算比较器7计算并判断的结果的停止信号插入到加热输出器6-1～6-n的输出而得到的停止信号OFF-1～OFF-n、及从各加热输出器6-1～6-n最终输出到加热源3-1～3-n的加热输出P-1～P-n的ON/OFF信号状态的一例的时序图，及表示与之对应的容器内液化气的量的图。
在现有方法中，各容器仅通过调温器5-1～5-n进行温度控制，使由加热量测量传感器4-1～4-n测量的温度为设定温度。换句话说，是各容器分别进行独立的温度控制，实际的容器内液化气的温度有微小的差，因此产生从液化气温度高的容器移动(移动填充)到温度低的容器、或送气时仅温度高的容器的液化气减少的现象(单方面减少)。
与之相对，在本发明的实施例1中，通过测量器2-1～2-n始终测量各容器的容器内液化气的重量，使得相对于各容器内液化气量被综合处理的某一量(平均值)为提前设定的判断值(D)以上的少的容器的加热强制性停止，抑制蒸发量。以提前确定的一定间隔进行测量比较，届时以该测量比较的间隔停止少的容器的加热。
在图4表示以下情况：容器1-1减少量最大，因此强制加热停止(OFF-1)较多启动，相反容器1-2减少量较小，强制加热停止(OFF-2)没有启动。并且，容器1-n是仅比平均值略少的程度，因此强制加热停止(OFF-n)的频率比容器1-1少。
如上所述，以一定间隔计算比较各容器内液化气的量，强制停止蒸发量大、比平均少的量的容器的加热输出，不会仅有一个容器的量减少，而是进入到多个容器1-1～1-n的液化气10-1～10-n直到最后为止均等地减少。因此，多个并排连接的容器全部保持连接，并且直到最后为止均等地确保蒸发表面积的同时减少，所以可从供给开始时到结束为止保持所需的液体温度下的蒸发能力。
在本实施例1中，各容器的容量是相同的，但也可不同。但这种情况下，无法以各容器内的液化气量的平均值为基准。这种情况下，例如按照各容器计算容器的全部容量和残存液化气量的比率，对其进行平均，作为基准值等，通过这些校正，也和实施例1-样来实施。
并且，液化气的量也可不使用重量，而使用测量体积的方法来进行。这种情况下，在实施例1中将重量置换为体积即可同样实施。
(实施例2)
图5是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例2的构成的图。取代了上述图1中的测量器2-1～2-n，作为容器内的液化气余量测量单元，具有检测液化气的液面水平(余量)的液面传感器11-1～11-n。并且，将上述图2中的取入到测量值计算比较器7的多个(n)测量器2-1～2-n的测量值，作为液面传感器11-1～11-n替换为L-1～L-n，使通过测量值计算比较器7计算的全部测量值的均匀值为La、测量值计算比较器7的判断值为D、通过该判断从测量值计算比较器7输出的停止信号为OFF-1～OFF-n。并且，在图5中，作为检测液面的例子，以流动式液面传感器为代表进行了图示，也可使用非接触的超声波式、射线式的液面传感器。
参照图5说明实施例2。作为各容器内液化气的量，将液面水平作为测量值连续进行监视，并取入到测量值计算比较器7。在测量值计算比较器7中，对其平均值(La)分别计算差(La-(L-1)～La-(L-n))。作为测量值计算比较器7的判断值输出D，当该判断的差大于D时，从测量值计算比较器7作为停止信号将OFF-1～OFF-n输出到对应的容器的加热输出器。以下动作和上述图3及图4相同，将Wa替换为La，W-1替换为L-1，W-n替换为L-n。
在实施例2中，通过液面传感器直接测量容器内液化气的余量。通过直接测量液化气的液面水平，和实施例1中测量重量等时不同，影响到容器的重量测量的连接配管等外部因素较少。并且，由于检测液面水平，因此即使容器半径、底部形状的波动造成重量上的余量不同时，也可进行控制，使液面水平直到容器底部为止均等地减少。
(实施例3)
图6是表示本发明涉及的液化气供给系统的实施例3的构成的图。其向上述图1追加了连接切断阀12-1～12-n。
以下参照图6说明实施例3。普通供给状态下的动作和上述图1、图2所说明的一样，在各容器连接的状态下，不一定处于供给状态，液化气不一定减少，存在消耗一侧停止，送气气体供给的流动长时间中断的情况，或切断阀9关闭并处于待机的情况。
在该状态下，各容器内的液化气因不同温度造成的微小的蒸气压的不同，重复在容器间从压力高的向压力低来往的移动填充，保持均等。尤其是切断阀9关闭、明显停止送气的情况下，该反复移动填充中无需保持均等，为了避免这一点，连接切断阀12-1～12-n与切断阀9联动并关闭，暂时切断各容器的连接。此外，连接切断时的动作不进行强制加热停止(OFF-1～OFF-n)，仅通过调温器5-1～5-n进行温度控制。
在实施例3中，特别是各容器的液化气在充满并待机的情况下，在万一保持本发明的均等的计算比较及强制加热停止功能未动作时，或加热源3-1～3-n意外出现故障时，各容器内的液化气因不同温度造成的微小的蒸气压的不同而产生的移动填充，有温度低的容器的液化气溢出的危险，但通过连接切断阀12-1～12-n切断各容器的连接，可确保安全性。
以上参照上述实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例的构成，当然也包括在本发明的范围内，本领域技术人员可获得的各种变形、校正。

Claims (4)

1.一种液化气供给系统，包括：多个液化气容器；各容器中设置的液化气量测定用检测器；各容器中设置的加热装置；以及处理来自各检测器的信息，控制各加热装置的控制装置，该多个液化气容器并排连接而供给液化气，其特征在于，
该控制装置以综合处理来自该各检测器的信息所获得的数值即上述各容器内的液化气的平均重量为基准，控制该各加热装置，使上述各容器的液化气重量和该平均重量的差为规定值以下，上述各检测器是重量测定器。
2.根据权利要求1所述的液化气供给系统，其特征在于，具有连接切断阀，与液化气的送气侧切断阀联动，切断上述各容器的连接。
3.一种液化气供给方法，处理来自多个液化气容器中分别设置的液化气量测定用检测器的信息，通过控制该液化气容器中分别设置的加热装置来提供气体，该多个液化气容器并排连接供给液化气，其特征在于，
以综合处理来自各该检测器的信息所获得的数值即上述各容器内的液化气的平均重量为基准，控制各该加热装置，使上述各容器的液化气重量和该平均重量的差为规定值以下，上述各检测器是重量测定器。
4.一种液化气供给系统的控制装置，处理来自多个液化气容器中分别设置的液化气量测定用检测器的信息，控制该液化气容器中分别设置的加热装置，该多个液化气容器并排连接供给液化气，其特征在于，
以综合处理来自各该检测器的信息所获得的数值即上述各容器内的液化气的平均重量为基准，控制各该加热装置，使上述各容器的液化气重量和该平均重量的差为规定值以下，上述各检测器是重量测定器。
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