JP2010175030A - 液化ガス供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】実際に供給した液化ガスの供給量を正確に計測することを可能とした液化ガス供給システムを提供する。
【解決手段】供給量演算部１５０は、燃料タンク３０への液化ガス供給前の燃料タンク内の圧力検出値Ｐ１１を供給前圧力として圧力検知器１３０より読み込むとともに、燃料タンクへの供給完了後の圧力検出値Ｐ１２を供給後圧力として圧力検知器より読み込み、供給前圧力と供給後圧力と容積式流量計６４により計測された流量より演算される燃料タンクへの液化ガスの供給量とから、気相部均圧配管経路４０を流れるベーパ移動量を演算し、容積式流量計により計測された供給量からベーパ移動量を減算して燃料タンクに供給された液化ガスの実供給量を演算する。
【選択図】図２

Description

本発明は液化ガス供給システムに係わり、特に液化ガスの被供給容器への供給量をより正確に計測可能とした液化ガス供給システムに関する。

自動車などの車両用燃料として使用される液化ガスとして、例えば、ブタン・プロパンなどを主成分とするＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）、酸素含有率が高く黒煙が出ないディーゼル燃料として使用されるＤＭＥ（ジメチルエーテル）がある。この種の液化ガスは、気体燃料を圧縮することにより液化できるため、タンク内においては、液相領域と気相領域とが併存する。

上記液化ガスを供給するための液化ガス供給システムとしては、液化ガスの貯蔵元である液化ガス貯槽と被供給容器との間を供給ラインと均圧化ラインの２つの配管経路で連通して効率良く液化ガスを供給する方式が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。

図１は、従来の供給方式を用いた液化ガス供給システムの系統図である。図１に示されるように、液化ガス供給システム１０は、液化ガス貯槽２０と、液化ガス供給配管経路（供給ライン）４０と、気相部均圧配管経路（均圧化ライン）５０とを有する。液化ガス貯槽２０は、液化ガスを貯蔵する容量の大きい大型タンクである。

液化ガス供給配管経路４０は、一端が液化ガス貯槽２０の液相領域に接続され、他端が液化ガスを供給される燃料タンク（被供給容器）３０の接続口３２に接続される供給用接続カップリング３４を有する。気相部均圧配管経路５０は、一端が液化ガス貯槽２０の気相領域に接続され、他端が燃料タンク３０の気相側接続口３６に接続される均圧用接続カップリング３８を有する。

また、液化ガス供給配管経路４０は、ディスペンサ６０を介して燃料タンク３０に接続されている。液化ガス貯槽２０とディスペンサ６０との間を連通する部分には、液化ガスを圧送する供給手段としてのポンプ７０が設けられている。

また、ディスペンサ６０の筐体内部には、セパレータ６２と、容積式流量計６４と、背圧弁６６と、電磁弁からなる第１の開閉弁Ｖ１（液化ガス供給用開閉弁）とが設けられている。セパレータ６２は、液化ガス供給配管経路４０により供給される液化ガスから気泡を分離する気液分離装置である。

容積式流量計６４は、液化ガス供給配管経路４０により供給される液化ガスの流量を計測し、計測した容積流量に応じた流量パルスを出力する。また、容積式流量計６４は、所謂ピストン式流量計とも呼ばれる流量計であり、例えば、特開平８−９４４０８号公報にみられるように４つのピストンが９０°の位相差で往復動し、各ピストンの往復動に伴う回転力が回転軸に伝達され、回転軸の回転角に応じた容積分（ピストンの移動により押し出された液化ガスの体積）に比例する流量パルスを生成する流量パルス生成部を有する。従って、回転軸の回転角に応じてピストンによって吐出された容積分の体積流量に比例する流量パルスを積算することにより液化ガスの供給量を演算することが可能になる。

供給用接続カップリング３４は、ディスペンサ６０から引き出された液化ガス供給配管経路４０を構成する供給ホース４２の先端（他端）に設けられている。また、均圧用接続カップリング３８は、ディスペンサ６０から引き出された気相部均圧配管経路５０を構成する均圧ホース５２の先端（他端）に設けられている。そして、燃料タンク３０が搭載された車両８０には、接続口３２を開または閉とする手動式の開閉弁Ｖ２と、気相側接続口３６を開または閉とする手動式の開閉弁Ｖ３とが設けられている。

ここで、接続口３２及び３６の接続構造が、接続カップリング３４及び３８を接続口３２及び３６に接続したときには、内部通路を開とし、一方、接続カップリング３４及び３８を離脱したときには、内部通路（開口部）を閉とする弁構造を有する場合は、上記開閉弁Ｖ２、開閉弁Ｖ３は、必ずしも必要ではない。

背圧弁６６は、気相部均圧配管経路５０から分岐された背圧管６８を介して気相領域の均圧化された圧力が背圧として導入されており、均圧化された圧力よりポンプ７０により加圧された液圧が大きくなったときに開弁するように構成されている。

すなわち、背圧弁６６は、液化ガス供給配管経路４０により供給される液化ガスが容積式流量計６４において気化しないように、ポンプ７０により加圧された供給圧力が液化ガスの飽和蒸気圧力よりも上回る設定値以上になったとき開弁するように設定されている。

ここで、上記のように構成された液化ガス供給システム１０による液化ガスの供給終了後の流量演算について説明する。

液化ガスの供給は、燃料タンク３０内の過供給防止弁の所定供給量検知による弁閉止により終了する。供給終了に伴い作業員がディスペンサ６０に設けられた供給停止スイッチ釦９６を押してオンにする。制御回路９０は、供給停止信号によりポンプ７０を停止し、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁する。次いで、制御回路９０は、容積式流量計６４より出力された流量パルスを読み込むことで燃料タンク３０に供給された液化ガス（液）の流量を供給量として演算し、演算結果の供給量を記憶すると共に、流量表示器９２に供給量を表示する。

この液化ガス供給システム１０においては、供給開始前に液化ガス貯槽２０の気相領域と燃料タンク３０の気相領域との間が気相部均圧配管経路５０により連通されるため、液化ガス貯槽２０と燃料タンク３０との圧力差がなくなり、ポンプ７０の吐出圧力を供給するための圧力として有効に活かせる。

また、ポンプ７０の吐出圧力により液供給が行われると共に、供給量に等しい体積の燃料タンク３０内のベーパが気相部均圧配管経路５０を介して液化ガス貯槽２０に移動する。そのため、燃料タンク３０の気相領域におけるベーパの液化は発生せず、ベーパの液化潜熱による内圧上昇は発生しない。従って、液化ガス貯槽２０内の液化ガスを燃料タンク３０に供給する過程における供給流量の低下は、防止されることになる。

この図１に示す均圧供給方式は、特にプロパンやＤＭＥのような温度上昇に伴う飽和蒸気圧力の上昇が大きい液化ガスを供給する場合に適した供給方式である。

特願平１１−９９２５８号公報

上記均圧供給方式の液化ガス供給システムでは、液化ガスが燃料タンク３０内に供給されるにつれて、燃料タンク３０内の液面上昇に伴って上部空間（気相領域）が狭くなる現象によって、当該空間内に存在するベーパ（気化した液化ガス）が気相部均圧配管経路５０を介して液化ガス貯槽２０に移動することになり、燃料タンク３０に実際に供給した液化ガスの供給量を正確に計測することができないという問題があった。

また、上記問題を解決するために気相部均圧配管経路５０に流量計を設けてベーパの流量を計測することも考えられる。しかし、気相部均圧配管経路５０内において管路抵抗により圧力が降下してベーパが液化、或いはベーパと液体とが混ざった状態となる可能性があり、当該流量計を流通する液化ガスの性状が気体、液体、或いはこれらの混合状態の何れとなっているのか分からない。このため、当該流量計で液化ガス貯槽２０に移動する液化ガスの流量を計測することは非常に難しいという問題が生じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、実際に供給した液化ガスの供給量を正確に計測することを可能とした液化ガス供給システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）請求項１の本発明は、液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、
一端が前記液化ガス貯槽の液相領域に接続され、他端が被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、
該液化ガス供給経路の途中に順次設けられ、液化ガスを前記被供給容器に供給する供給器、流量計、及び、液化ガス供給用開閉弁と、
一端が前記液化ガス貯槽の気相領域に接続され、他端が前記被供給容器の気相領域に接続される気相部均圧経路と、
前記気相部均圧経路に設けられた均圧経路用開閉弁と、
前記気相部均圧経路のうち、前記均圧経路用開閉弁と前記被供給容器との間に配置された圧力検知器と、
制御回路とを備えた液化ガス供給システムであって、
前記制御回路は、
前記液化ガス供給用開閉弁と均圧経路用開閉弁とを開閉制御することにより前記被供給容器への液化ガスの供給制御を行う供給制御部と、
前記流量計から出力される流量パルスを積算して前記被供給容器に供給された液化ガスの供給量を演算する供給量演算部と、を有し、
該供給量演算部は、前記被供給容器へ液化ガスを供給する前の当該被供給容器内の圧力を供給前圧力として前記圧力検知器より読み込むとともに、当該被供給容器への供給完了後の当該被供給容器内の圧力を供給後圧力として前記圧力検知器より読み込み、当該供給前圧力と当該供給後圧力と前記流量計により計測された流量より演算される前記被供給容器への液化ガスの供給量とから、前記気相部均圧配管経路を流れるベーパ移動量を演算し、前記流量計により計測された供給量から前記ベーパ移動量を減算して前記被供給容器に供給された液化ガス供給量を演算することを特徴とする。
（２）請求項２の本発明は、前記供給量演算部は、
前記均圧経路用開閉弁が閉弁された状態で前記圧力検知器により測定された圧力値を供給前圧力として読み込む供給前圧力読み込み手段と、
前記均圧経路用開閉弁と液化ガス供給用開閉弁とが開弁されることにより前記被供給容器へ供給された液化ガスの供給量を前記流量計より出力された流量パルスより演算する液化ガス供給量演算手段と、
前記均圧経路用開閉弁と液化ガス供給用開閉弁とが閉弁されて前記被供給容器への液化ガスの供給が終了した際に、前記圧力検知器により測定された圧力値を供給後圧力として読み込む供給後圧力読み込み手段と、
前記供給前圧力と前記供給後圧力と前記供給量とに基づいてベーパ移動量を演算するベーパ移動量演算手段と、
前記供給量から前記ベーパ移動量を減算することにより前記被供給容器への液化ガス供給量を演算する液化ガス供給量補正手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、被供給容器への液化ガスの供給前圧力と供給後圧力と流量計により計測された流量より演算される液化ガスの供給量とから、気相部均圧配管経路を流れるベーパ移動量を演算することで被供給容器に液化ガスを供給する際に被供給容器から液化ガス貯槽に移動するベーパ（気化した液化ガス）の量を求めることができると共に、流量計により計測された供給量からベーパ移動量を減算して被供給容器に供給された液化ガス供給量を演算することで、気相部均圧配管経路にベーパ計測用流量計を設けることなく被供給容器に供給された液供給量を正確に求めることが可能になる。

従来の供給方式を用いた液化ガス供給システムの系統図である。 本発明による液化ガス供給システムの一実施例を示す系統図である。 ディスペンサ６０の制御回路９０が実行する液化ガス供給制御処理１を説明するためのメインフローチャートである。 制御回路９０が実行する液化ガス供給量演算処理を説明するためのフローチャートである。 制御回路９０が実行する供給量補正演算処理を説明するためのフローチャートである。 本発明による液化ガス供給システムの変形例を示す系統図である。 変形例の制御回路９０が実行する液化ガス供給制御処理２を説明するためのメインフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図２は本発明による液化ガス供給システムの一実施例を示す系統図である。尚、図２において、前述した図１に示す部分と共通部分には、同一符号を付してその説明を省略する。図２に示されるように、液化ガス供給システム１００は、ディスペンサ６０の内部に配された液化ガス供給配管経路４０に、容積式流量計６４に流入する液化ガスの温度Ｔ１を検知する温度検知器１１０と、第１の開閉弁Ｖ１（液化ガス供給用開閉弁）の上流側と下流側とをバイパスするバイパス管路４４に配された電磁弁からなる第３の開閉弁Ｖ５（液化ガス供給用開閉弁）とを有する。さらに、気相部均圧配管経路５０には、電磁弁からなる第２の開閉弁Ｖ４と、液化ガス貯槽２０と第２の開閉弁Ｖ４との間に配された逆流防止弁１２０と、第２の開閉弁Ｖ４と燃料タンク（被供給容器）３０との間に配された圧力検知器１３０とが設けられている。

逆流防止弁１２０は、燃料タンク３０の圧力が液化ガス貯槽２０よりも高い状態のとき燃料タンク３０で発生したベーパを液化ガス貯槽２０に移動させる場合に開弁し、これとは逆に液化ガス貯槽２０の圧力が燃料タンク３０よりも高い状態のときは、圧力差により閉弁してベーパの逆流を防止する。

また、第１の開閉弁Ｖ１と第３の開閉弁Ｖ５は、液化ガス供給配管経路４０に並列接続されており、時間差をもって個別に開弁または閉弁するように開閉制御される。また、第３の開閉弁Ｖ５の流路（口径）は、第１の開閉弁Ｖ１よりも小径であるので、供給可能な流量Ｑ５が第１の開閉弁Ｖ１の流量Ｑ１よりも少ない（Ｑ５＜Ｑ１）。

そのため、燃料タンク３０への液化ガスの供給開始時は、第３の開閉弁Ｖ５のみが開弁されて小流量Ｑ５で供給され、所定時間経過後に第１の開閉弁Ｖ１に開弁すると流量が（Ｑ５＋Ｑ１）に増大し、最大流量による供給が行なわれる。また、供給停止時は、第１の開閉弁Ｖ１が先に閉弁されて供給流量が最大流量（Ｑ５＋Ｑ１）から小流量Ｑ５に減少され、所定時間経過後に第３の開閉弁Ｖ５が閉弁されることで供給流量がゼロになる。よって、第１の開閉弁Ｖ１と第３の開閉弁Ｖ５の開弁及び閉弁のタイミングを所定時間ずつずらすことにより、段階的に供給流量を増大または減少させる二段開閉弁と同様な流量制御が行なわれる。

制御回路９０は、液化ガス供給用開閉弁としての第１の開閉弁Ｖ１、第３の開閉弁Ｖ５及び均圧経路用開閉弁としての第２の開閉弁Ｖ４を開閉制御することにより燃料タンク３０への液化ガスの供給制御を行う供給制御部１４０と、容積式流量計６４から出力される流量パルスを積算して燃料タンク３０に供給された液化ガスの供給量を演算する供給量演算部１５０とを有する。

供給量演算部１５０は、第２の開閉弁Ｖ４が閉弁された状態で圧力検知器１３０により測定された圧力値を供給前圧力として読み込む手順（供給前圧力読み込み手段）と、第２の開閉弁Ｖ４と第１、３の開閉弁Ｖ１，Ｖ５とが開弁されることにより燃料タンク３０へ供給された液化ガスの供給量を容積式流量計６４より出力された流量パルスより演算する手順（液化ガス供給量演算手段）とを有する。

さらに、供給量演算部１５０は、第２の開閉弁Ｖ４と第１、３の開閉弁Ｖ１，Ｖ５とが閉弁されて燃料タンク３０への液化ガスの供給が終了した際に、圧力検知器１３０により測定された圧力値を供給後圧力として読み込む手順（供給後圧力読み込み手段）と、供給前圧力と供給後圧力と供給量とに基づいてベーパ移動量を演算する手順（ベーパ移動量演算手段）と、供給量からベーパ移動量を減算することにより被供給容器への液化ガス供給量を演算する手順（液化ガス供給量補正手段）とを有し、各手順を実行する。

また、制御回路９０は、例えば、磁気ディスク装置あるいはＩＣメモリなどの記憶手段を有する記憶部１８０に接続されており、記憶部１８０に格納された各制御プログラム及び各データやパラメータを読み込み、演算処理を行なう。

また、記憶部１８０は、容積式流量計６４から入力される流量パルスを積算記憶する積算流量記憶部１８２と、液化ガス供給時の温度に基づいて一定温度（本実施の形態においては基準温度１５°Ｃ）の体積に温度補正した流量積算値を温度補正積算流量記憶部１８４と、圧力−ガス密度テーブル１８６と、補正係数テーブル１８８とを有する。

また、燃料タンク３０には、液面センサ１９０が設けられている。液面センサ１９０により計測された液面検出信号は、例えば、ケーブルやコネクタを介して制御回路９０に送信する方法、または無線で送信可能な無線装置を介して制御回路９０に送信する方法等を用いて制御回路９０に入力される。

ここで、液化ガス供給システム１００において、燃料タンク３０へ液化ガスを供給する際の操作手順及び制御処理について説明する。

車両８０への液化ガスを供給する際の作業としては、まず、作業員が供給用接続カップリング３４を燃料タンク３０の接続口３２に接続し、さらに均圧用接続カップリング３８を燃料タンク３０の気相側接続口３６に接続する。そして、作業員は、開閉弁Ｖ２，Ｖ３を開弁操作する。これで、液化ガス供給開始前の準備作業が終わり、異常がないことを確認してディスペンサ６０の供給開始スイッチ釦９４をオンに操作する。

次に、ディスペンサ６０の制御回路９０が実行する液化ガス供給制御処理１について説明する。図３はディスペンサ６０の制御回路９０が実行するメイン制御処理を説明するためのメインフローチャートである。

図３に示されるように、制御回路９０は、Ｓ１１で供給開始スイッチ釦９４を押圧してオンに操作されたか否かをチェックしており、供給開始スイッチ釦９４がオンに操作されると、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、圧力検知器１３０によって検知された供給開始前の検出値Ｐ１１を読み込んで記憶部１８０に記憶させ（供給前圧力読み込み手段）、続いて次のＳ１３では、読み込まれた検出値Ｐ１１の安定性が確認されるか否かをチェックする。Ｓ１３においては、供給開始前の検出値Ｐ１１が一定の範囲内で安定するまで待機しており、例えば、検出値Ｐ１１の変動幅が所定値以下になったかを監視、あるいは検出値Ｐ１１の変動幅が所定値以下になるまでの時間が経過したかを監視している。また、Ｓ１３において、圧力変動が生じた場合には、Ｓ１２に戻り、変動した圧力を記憶部１８０に記憶させ、検出値Ｐ１１を更新する。圧力変動が検出される度にＳ１１，Ｓ１２の処理を繰り返すことにより、安定した供給前圧力を記憶部１８０に記憶させることができる。この結果、Ｓ１２で記憶部１８０に記憶させた圧力値Ｐ１１を液化ガスの供給開始前における燃料タンク３０内の圧力とすることができる。

Ｓ１３において、検出値Ｐ１１が一定値で安定することが確認されると、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、気相部均圧配管経路５０に設けられた第２の開閉弁Ｖ４を開弁させる。

これにより、液化ガス貯槽２０の気相領域と燃料タンク３０の気相領域との間が連通されて高圧側のベーパが低圧側に移動する。ベーパの圧力は、温度と関連しており、例えば、車両８０が夏季のように道路から高熱の輻射熱を受ける場合は、燃料タンク３０の飽和蒸気圧力が液化ガス貯槽２０の圧力よりも高くなっている。そのため、第２の開閉弁Ｖ４が開弁されると、燃料タンク３０のベーパが液化ガス貯槽２０に移動して燃料タンク３０と液化ガス貯槽２０との均圧化が行なわれる。

次のＳ１５では、圧力検知器１３０によって検知された均圧後供給開始前の検出値Ｐ１１を読み込んで検出値Ｐ１１の安定度を確認する。すなわち、検出値Ｐ１の単位時間当たりの圧力変化ΔＰ１が予め設定された設定値ΔＰｓ以下か否かをチェックする。尚、設定値ΔＰｓは、任意の値に変更可能である。

Ｓ１５において、圧力変化ΔＰ１が設定値ΔＰｓ以下の場合（ΔＰ１＜ΔＰｓ）は、検出値Ｐ１１が安定しているものと判断してＳ１６に進み、ポンプ７０を起動させる。続いて、Ｓ１７においては、液化ガス供給配管経路４０の第３の開閉弁Ｖ５を開弁させる（第１段開弁）。これにより、液化ガス貯槽２０の液化ガスが液化ガス供給配管経路４０及びバイパス管路４４を介して供給開始される。このように、燃料タンク３０への液化ガスの供給開始と共に、制御回路９０では、供給制御部１４０による燃料タンク３０の供給制御を行なうと共に、後述する供給量演算部１５０による液化ガスの供給量の演算処理を実行する。

また、供給手段としてのポンプ７０によって加圧された液化ガスの供給圧力が、気相部均圧配管経路５０の圧力（燃料タンク３０の圧力）よりも高くなった時点で背圧弁６６が開弁する。これにより、液化ガス貯槽２０の液化ガスがポンプ７０により圧送されて液化ガス供給配管経路４０及びバイパス管路４４を介して燃料タンク３０に供給開始されると共に、容積式流量計６４から流量に比例した流量パルスＦｎが出力される。この後は、各バルブの開閉による供給制御処理を行うと共に、流量計測値の演算処理を並列処理で行う。

次のＳ１８では、予め設定された所定時間Ｎ１（例えば、１〜２秒間）が経過したか否かをチェックする。Ｓ１８において、所定時間Ｎ１が経過すると、Ｓ１９に進み、第１の開閉弁Ｖ１を開弁させる（第２段開弁）。これにより、ポンプ７０によって加圧された液化ガス貯槽２０の液化ガスは、液化ガス供給配管経路４０及びバイパス管路４４を介して最大流量（Ｑ５＋Ｑ１）で燃料タンク３０に供給される。本実施例では、第３の開閉弁Ｖ５を開弁させてから、所定時間経過後に第１の開閉弁Ｖ１を開弁させることにより、燃料タンク３０への供給圧力が段階的に上昇することになり、急激な圧力上昇による配管系統の負担を軽減することができる。

本実施例では、供給手段としてポンプを用いているが、気相部自体の圧力を高めて供給する、あるいは、気相部に移動隔壁を設け、この移動隔壁により仕切られた液化ガス貯槽２０室内により高圧のガスを供給して、この移動隔壁を介して液化ガス貯槽２０内の液化ガスを供給するようにしても良い。

次のＳ２０では、燃料タンク３０の液面センサ１９０から供給率７５％の液面検出信号Ｌが入力されたか否かをチェックする。Ｓ２０において、液面センサ１９０の供給率７５％の液面検出信号Ｌが入力された場合には、Ｓ２１に進み、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁させる（第１段閉弁）。これにより、燃料タンク３０に供給される液化ガスの供給量は、バイパス管路４４を介して供給される小流量Ｑ５に絞られる。

次のＳ２２では、燃料タンク３０の液面センサ１９０から供給率８５％の液面検出信号Ｈ（供給停止の第１条件）が入力されたか否かをチェックする。Ｓ２２において、液面センサ１９０の供給率８５％の液面検出信号Ｈが入力されるまでは当該Ｓ２２の処理を繰り返し、液面検出信号Ｈが入力されると後述のＳ２３の処理に移行し、燃料タンク３０への液化ガスの供給停止が行なわれる。

なお、本実施の形態においては、燃料タンク３０の液面センサ１９０から供給率８５％の液面検出信号Ｈ（供給停止の第１条件）が入力されたことを検出した場合に液化ガスの供給を停止するようにしているが、これに限るものではない。

例えば、燃料タンク３０への供給率が８５％付近に達して、燃料タンク３０内に設けられ、当該燃料タンク３０内が所定の量で満たされた場合に当該燃料タンク３０内への液化ガスの供給を阻止する弁（過剰供給防止弁または遮断弁）が作動することにより、燃料タンク３０への液化ガスの供給が不能となる。この結果、容積式流量計６４より出力される流量がゼロとなったことを検出した場合に、燃料タンク３０への液化ガスの供給が終了したことを検出するようにしても良い。より具体的には、燃料タンク３０に液化ガスを供給している際に容積式流量計６４より出力される流量パルスの周期が１秒以下であることが予め経験的に分かっている場合には、所定時間Ｎ２を１秒以上に設定することにより、液面センサ１９０から液面検出信号Ｈが入力されなくても供給完了になったときを検知することが可能になる。

上記Ｓ２２において、液面センサ１９０の供給率８５％の液面検出信号が入力された場合には、燃料タンク３０内が液化ガスで満タン（燃料タンク２０内に供給された結果、燃料タンク２０の容積の所定率（８５％）を液化ガスが占めるよう状態となったこと）と判断してＳ２３に進み、第３の開閉弁Ｖ５を閉弁させる（第２段閉弁）。これで燃料タンク３０への液化ガスの供給が停止する。

次のＳ２４では、供給停止後の圧力値Ｐ１２を圧力検知器１３０から読み込み、記憶部１８０に記憶させ（供給後圧力読み込み手段）、続いて、Ｓ２５に進み、圧力検知器１３０から読み込んだ供給停止後の圧力値Ｐ１２が一定値で安定するか否かを確認する。なお、Ｓ２５においては、上記Ｓ１３と同様に供給開始前の検出値Ｐ１２が一定の範囲内で安定するまで待機しており、例えば、検出値Ｐ１２の変動幅が所定値以下になったかを監視、あるいは検出値Ｐ１２の変動幅が所定値以下になるまでの時間が経過したかを監視している。また、Ｓ２５において、圧力変動が生じた場合には、Ｓ２４に戻り、変動した圧力を記憶部１８０に記憶させ、検出値Ｐ１２を更新する。圧力変動が検出される度にＳ２４，Ｓ２５の処理を繰り返すことにより、安定した供給後圧力を記憶部１８０に記憶させることができる。この結果、Ｓ２４で記憶部１８０に記憶させた圧力値Ｐ１２を液化ガスの供給終了後における燃料タンク３０内の圧力とすることができる。

Ｓ２５において、検出値Ｐ１２が一定値で安定することが確認されると、Ｓ２６に進む。Ｓ２６では、供給完了処理を行う。すなわち、Ｓ２６では、容積式流量計６４により計測された燃料タンク３０への供給量から燃料タンク３０の気相より液化ガス貯槽２０に移動したベーパ量を減算した演算結果の値を燃料タンク３０に供給された液化ガスの供給量を記憶部１８０から読み込み、読み込まれた供給量の数値を流量表示器９２に表示する。

次に図４を参照して制御回路９０が実行する液化ガス供給量演算処理について説明する。尚、図４に示す液化ガス供給量演算処理は、燃料タンク３０への液化ガス供給開始に伴って容積式流量計６４から流量パルスが出力されることにより実行され、液化ガス供給停止により容積式流量計６４から流量パルスが出力されないときは、待機状態になる。

図４のＳ３１では、容積式流量計６４から流量パルスＦｎが入力されたか否かをチェックする。容積式流量計６４の流量パルスＦｎは、前述したようにピストンの往復動により押し出された容積分の液化ガスの流量を示している。容積式流量計６４の構成が例えば、４つのピストンが９０°の位相差で往復動する場合には、各ピストンの移動量による容積を加算した流量（容積）に相当する流量パルスが出力される。

Ｓ３１において、容積式流量計６４からの流量パルスＦｎが入力されると、Ｓ３２に進み、記憶部１８０に設けられた積算流量記憶部１８２に流量パルスを加算した積算流量（ΣＦｎ）を記憶させる（液化ガス供給量演算手段）。

次のＳ３３では、温度検知器１１０によって計測された液化ガス供給配管経路４０を流れる液化ガスの液温（Ｔｎ）を読み込む。

続いて、Ｓ３４に進み、燃料タンク３０に供給された液化ガスの液温（Ｔｎ）に対応する容積換算係数（αｎ）を記憶部１８０から読み込む。そして、Ｓ３５において、流量パルスＦｎに容積換算係数（αｎ）を乗算して温度補正された流量（Ｆｎ×αｎ）を演算する。

次のＳ３６では、記憶部１８０に設けられた温度補正積算流量記憶部１８４に温度補正流量（Ｆｎ×αｎ）を加算して得られた温度補正積算流量（Σ（Ｆｎ×αｎ））を記憶させる。この後は、再びＳ３１の処理に戻る。

このように、制御回路９０は、容積式流量計６４からの流量パルスが入力されると上記Ｓ３１〜Ｓ３６の処理を実行して温度補正積算流量（Σ（Ｆｎ×αｎ））を逐次更新する。

次に図５を参照して制御回路９０が実行する供給量補正演算処理について説明する。尚、図５に示す供給量補正演算処理は、図４に示す容積式流量計６４による液化ガスの積算流量が計測された供給完了後に行なわれる。

図５に示すＳ４１では、供給前の燃料タンク３０の圧力Ｐ１１に該当するガス密度ρ１を記憶部１８０に格納された圧力−ガス密度テーブル（圧力−ガス密度のデータを格納）１８６から読み込む。あるいは、記憶部１８０に格納された演算式を読み込み、当該演算式に供給前の燃料タンク３０の圧力Ｐ１１を代入してガス密度ρ１を演算によって求めても良い。

次のＳ４２では、供給後の燃料タンク３０の圧力Ｐ１２に該当するガス密度ρ２を記憶部１８０に格納された圧力−ガス密度テーブル（圧力−ガス密度のデータを格納）１８６から読み込む。あるいは、記憶部１８０に格納された演算式を読み込み、当該演算式に供給前の燃料タンク３０の圧力Ｐ１２を代入してガス密度ρ２を演算によって求めても良い。

Ｓ４３では、上記Ｓ４１、Ｓ４２で得られたガス密度ρ１とガス密度ρ２との密度比ｒ＝ρ２／ρ１を演算する。

続いて、Ｓ４４に進み、密度比ｒに該当する補正係数ｆ１を記憶部１８０の補正係数テーブル１８８から読み込む。

次のＳ４５では、次式（１）を用いて液化ガス供給配管経路４０を移動したベーパ移動量ΔＶＧ１を演算する。ベーパ移動量ΔＶＧ１は、燃料タンク３０の気相領域から液化ガス供給配管経路４０を介して液化ガス貯槽２０に移動したベーパ量である（ベーパ移動量演算手段）。
ΔＶＧ１＝ｆ１×ΣＦｎ×ρ１・・・（１）
Ｓ４６において、ベーパ移動量ΔＶＧ１に当該液化ガスの基準温度（１５°Ｃ）の密度γを除算して基準温度（１５°Ｃ）における液量ΔＶＬ１に換算する。

続いて、Ｓ４７に進み、温度補正積算流量記憶部１８４に記憶された温度補正積算流量（Σ（Ｆｎ×αｎ））を読み出し、温度補正積算流量（Σ（Ｆｎ×αｎ））から液量ΔＶＬ１を減算して燃料タンク３０に供給された基準温度（１５°Ｃ）における実際の供給量Ｖ０１を演算する（液化ガス供給量補正手段）。

このように、容積式流量計６４により計測された供給量（Σ（Ｆｎ×αｎ））から燃料タンク３０の気相領域より液化ガス貯槽２０に移動したベーパ量を液量に換算したΔＶＬ１を減算したＶ０１が燃料タンク３０に供給された液化ガスの実供給量となる。従って、本実施例では、液化ガス供給配管経路４０に流量計を設けなくても、上記Ｓ４１〜Ｓ４７の演算処理を行なうことにより、燃料タンク３０の気相領域より液化ガス貯槽２０に移動したベーパ量を演算することができると共に、容積式流量計６４により計測された流量パルスの積算流量（Σ（Ｆｎ×αｎ））から燃料タンク３０の気相領域より液化ガス貯槽２０に移動したベーパ量を液量に換算したΔＶＬ１を減算することで、燃料タンク３０に供給された実供給量Ｖ０１を正確に求めることができる。

ここで、変形例について説明する。

図６は本発明による液化ガス供給システムの変形例を示す系統図である。尚、図６において、上記図２と同じ部分には、同じ符合を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、変形例の液化ガス供給システム２００は、図２に示す実施例に対してバイパス管路４４、第３の開閉弁Ｖ５、車両８０の液面センサ１９０が削除されている。また、液化ガス供給システム２００では、燃料タンク３０の液化ガスの供給が完了したことを作業員が判断して供給停止操作を行なうための供給停止スイッチ釦９６が設けられている。

また、燃料タンク３０には、供給された液化ガスの液面高さ（液位）を示す液面計２１０が設けられている。ガス供給作業を行なう作業員は、供給開始後、液面計２１０により液面が目標供給位置に達したことを確認できた場合には、供給停止スイッチ釦９６をオンに操作して液化ガスの供給を停止させる。

図７は変形例の制御回路９０が実行する液化ガス供給制御処理２を説明するためのメインフローチャートである。図７において、Ｓ５１〜Ｓ５６の処理は、図３のＳ１１〜Ｓ１６と同じ処理であるので、説明を省略する。以下、上記実施例と異なる処理について説明する。

本変形例では、Ｓ５７において、第１の開閉弁Ｖ１の開弁により燃料タンク３０への液化ガスの供給が開始される。作業員は燃料タンク３０に設けられた液面計２１０の指針が目標供給位置に達したか否かを目視しており、液面計２１０の指針が目標供給位置に達したとき、供給停止スイッチ釦９６をオンに操作する。

次のＳ５８では、供給停止スイッチ釦９６がオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ５８において、供給停止スイッチ釦９６がオンに操作されたときは、Ｓ５９に進み、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁する。この後のＳ６０〜Ｓ６２の処理は、図３のＳ２１、Ｓ２５〜Ｓ２７の処理と同じ処理である。

また、本変形例においても、上記図４に示す液化ガス供給量演算処理、及び図５に示す供給量補正演算処理は、同様に実行される。従って、本発明において、図２に示すバイパス管路４４、第３の開閉弁Ｖ５、車両８０の液面センサ１９０は、必須ではなく、少なくとも図６に示すように、液化ガス供給配管経路４０及び気相部均圧配管経路５０に第１の開閉弁Ｖ１、第２の開閉弁Ｖ４、容積式流量計６４、温度検知器１１０、圧力検知器１３０が配されていればよい。

本実施例では、車両の燃料タンクに液化ガスを供給する際の液化ガス供給システムについて説明したが、これに限らず、他の装置（例えば、液化ガスを燃料として使用する発電機など）で使用される燃料タンクに供給する場合にも適用することは勿論である。

また、上記実施例では、ピストン式流量計を用いて液化ガスの供給量を計測する場合を例に挙げて説明したが、これ以外の容積式流量計（例えば、一対の楕円歯車を回転子として噛合させる構成の流量計、あるいは一対のまゆ型の回転子を組み合わせた構成の流量計）でも良い。

また、容積式流量計以外の流量計（例えば、タービン式流量計やコリオリ式質量流量計など）でも液化ガスの流量を計測することができるのは勿論である。なお、流量計にコリオリ式質量流量計を使用する場合には、当該流量計で計測される流量は温度補正の要らない質量流量であることを考慮すればよい。即ち、前述のＳ４５におけるベーパ移動量演算処理を燃料タンク２０に供給した積算質量流量から燃料タンク２０内のガス密度を考慮して、燃料タンク２０内より流出するベーパ移動量ΔＶＧ１を算出し、Ｓ４６の処理を省略し、このベーパ移動量ΔＶＧ１をＳ４７における液量ΔＶＬ１として利用し、また、Ｓ３３乃至Ｓ３５の処理を省略すればよい。この場合、積算流量記憶部１８２と温度補正積算流量記憶部１８４に記憶される質量流量は当然ながら同じ値となるので、この場合には積算流量記憶部１８２のみで良いので、温度補正積算流量記憶部１８４を省略することができる。

３０ 燃料タンク
４０ 液化ガス供給配管経路
４４ バイパス管路
５０ 気相部均圧配管経路
６０ ディスペンサ
６４ 容積式流量計
９０ 制御回路
９４ 供給開始スイッチ釦
９６ 供給停止スイッチ釦
１００、２００ 液化ガス供給システム
１１０ 温度検知器
１２０ 逆流防止弁
１３０ 圧力検知器
１４０ 供給制御部
１５０ 供給量演算部
１８０ 記憶部
１８２ 積算流量記憶部
１８４ 温度補正積算流量記憶部
１８６ 圧力−ガス密度テーブル
１８８ 補正係数テーブル
１９０ 液面センサ
２１０ 液面計
Ｖ１ 第１の開閉弁
Ｖ４ 第２の開閉弁
Ｖ５ 第３の開閉弁

Claims (2)

1. 液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、
   一端が前記液化ガス貯槽の液相領域に接続され、他端が被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、
   該液化ガス供給経路の途中に順次設けられ、液化ガスを前記被供給容器に供給する供給器、流量計、及び、液化ガス供給用開閉弁と、
   一端が前記液化ガス貯槽の気相領域に接続され、他端が前記被供給容器の気相領域に接続される気相部均圧経路と、
   前記気相部均圧経路に設けられた均圧経路用開閉弁と、
   前記気相部均圧経路のうち、前記均圧経路用開閉弁と前記被供給容器との間に配置された圧力検知器と、
   制御回路とを備えた液化ガス供給システムであって、
   前記制御回路は、
   前記液化ガス供給用開閉弁と均圧経路用開閉弁とを開閉制御することにより前記被供給容器への液化ガスの供給制御を行う供給制御部と、
   前記流量計から出力される流量パルスを積算して前記被供給容器に供給された液化ガスの供給量を演算する供給量演算部と、を有し、
   該供給量演算部は、前記被供給容器へ液化ガスを供給する前の当該被供給容器内の圧力を供給前圧力として前記圧力検知器より読み込むとともに、当該被供給容器への供給完了後の当該被供給容器内の圧力を供給後圧力として前記圧力検知器より読み込み、当該供給前圧力と当該供給後圧力と前記流量計により計測された流量より演算される前記被供給容器への液化ガスの供給量とから、前記気相部均圧配管経路を流れるベーパ移動量を演算し、前記流量計により計測された供給量から前記ベーパ移動量を減算して前記被供給容器に供給された液化ガス供給量を演算することを特徴とする液化ガス供給システム。
2. 前記供給量演算部は、
   前記均圧経路用開閉弁が閉弁された状態で前記圧力検知器により測定された圧力値を供給前圧力として読み込む供給前圧力読み込み手段と、
   前記均圧経路用開閉弁と液化ガス供給用開閉弁とが開弁されることにより前記被供給容器へ供給された液化ガスの供給量を前記流量計より出力された流量パルスより演算する液化ガス供給量演算手段と、
   前記均圧経路用開閉弁と液化ガス供給用開閉弁とが閉弁されて前記被供給容器への液化ガスの供給が終了した際に、前記圧力検知器により測定された圧力値を供給後圧力として読み込む供給後圧力読み込み手段と、
   前記供給前圧力と前記供給後圧力と前記供給量とに基づいてベーパ移動量を演算するベーパ移動量演算手段と、
   前記供給量から前記ベーパ移動量を減算することにより前記被供給容器への液化ガス供給量を演算する液化ガス供給量補正手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給システム。

Images