JP2011158061A - 液化ガス供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は被供給容器の圧力が高い場合でも液化ガスを効率良く充填することを課題とする。
【解決手段】ディスペンサ８０の制御装置２００は、液化ガス供給制御手段２０１と、圧力差演算手段２０２と、圧力判定手段２０３と、液化ガス回収手段２０４とを有する。液化ガス供給制御手段２０１は、第１圧力検知器１６０の検知圧力に基づいて第１開閉弁１３０を開閉制御する。圧力差演算手段２０２は、被供給容器３０に液化ガスを供給する前に、第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力Ｐ２から第１圧力検知器１６０により検知された供給圧力Ｐ１を差し引いた圧力差Ｐ２−Ｐ１を演算する。液化ガス回収手段２０４は、圧力判定手段２０３による判定結果が被供給容器３０の圧力Ｐ１が液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１よりも高いと判定された場合、第２開閉弁１７０を開弁させて被供給容器３０の圧力を減圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は液化ガス供給システムに係り、特に被供給容器に液化ガスを供給する際の供給効率を改善するように構成された液化ガス供給システムに関する。

液化ガスとしては、例えば、ブタン・プロパンなどを主成分とする液化石油ガス（ＬＰＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）がある。液化ガスは、圧縮することにより常温で容易に液化することができる気体燃料であり、タクシー等の車両用の燃料として使用される。

車両に搭載された被供給容器（燃料タンク）の内部には、圧縮された液化ガスが貯留された液相部と、液化ガスから気化したガスが貯留された気相部とが形成されている。そして、液化ガス供給システムにおいては、供給元の供給タンクの液化ガスをポンプで加圧してその圧力と被供給容器（燃料タンク）との圧力差を利用して被供給容器に液化ガスを供給している。

また、車両に搭載される被供給容器は、液化ガスを圧縮状態に保存するため、密閉構造とされた金属製容器により形成されている。このような密閉構造とされた被供給容器にガスを供給するガス供給システムでは、供給タンク内の液化ガスの圧力及びポンプにより加圧された液化ガスの圧力と被供給容器内の圧力との圧力差により決まる流量で、供給タンクから被供給容器へのガス供給を行なっている。

特開２００９−１１５１９５号公報

液化ガスが残留している被供給容器の内部圧力は、被充填容器内の温度に応じて飽和蒸気圧が変化する。そのため、供給元のタンク圧力がほぼ一定であるとすると、被供給容器に供給される液化ガスの供給流量は、被供給容器の温度変化に応じて変動する。被供給容器の温度は、例えば、夏場の太陽熱や路面からの輻射熱或いは車両のエンジンからの放熱などによって上昇すると共に、タンク内の圧力（飽和蒸気圧力）が上昇することから、液化ガスを被供給容器に供給する際の流量が減少して、液化ガスの供給効率が低下して供給開始から被供給容器が供給完了（満タンまたはプリセット量の供給完了）までの所要時間が長くなるという問題があった。また、極端な場合には、被供給容器内の圧力が高いために液化ガスの充填ができない場合が生じることがあった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決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）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部に接続され、他端が被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、前記液化ガス供給経路に設けられ、前記液化ガス貯槽から前記被供給容器に供給される液化ガスの供給流量を計測する流量計と、前記液化ガス貯槽の気相部の圧力を検出する第１圧力検出器と、一端が前記液化ガス貯槽の気相部に接続されたベーパ回収経路と、一端が前記ベーパ回収経路の他端に接続され、他端が前記液化ガス供給経路に接続された気相部連通経路と、該液化ガス供給経路の前記気相部連通経路との接続部よりも上流側に設けられた第１開閉弁と、前記気相部連通経路に設けられた第２開閉弁と、前記液化ガス供給経路において前記第１開閉弁よりも被燃料供給部への接続部側、或いは、前記気相部連通経路において液化ガス供給経路への接続部と前記第２開閉弁との間に設けられ、前記被供給容器の圧力を検知する第２圧力検知器と、前記第１及び第２圧力検知器の検知圧力に基づいて前記第１及び第２開閉弁を開閉制御する液化ガス供給制御手段と、を備えた液化ガス供給システムであって、液化ガスが残留する前記被供給容器に前記液化ガス供給経路の他端を接続した際、前記第２圧力検知器により検知された被供給容器の圧力から前記第１圧力検知器により検知された供給圧力を差し引いた圧力差が予め設定された所定値より高い場合、前記第２開閉弁を開弁させて前記被供給容器の圧力を減圧する減圧手段を備えてなることを特徴とする。
（２）本発明は、前記被供給容器から前記ベーパ回収経路を介して前記液化ガス貯槽に回収された液化ガスの回収量を演算する回収量演算手段と、前記流量計により計測された前記液化ガスの供給量から前記回収量演算手段により演算された回収量を減算する供給量補正演算手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、液化ガスが残留する被供給容器に液化ガス供給経路の他端を接続した際、被供給容器の圧力が液化ガス貯槽圧力よりも所定値以上高いと判定された場合、第２開閉弁を開弁させて被供給容器の液化ガスを液化ガス貯槽に流出させて被供給容器の圧力を減圧するため、被供給容器の圧力が温度上昇により高くなっていても、被供給容器内部の圧力を液化ガス貯槽とほぼ同じ圧力に減圧することができ、これにより、液化ガス供給時の供給流量の低下を防止して液化ガス供給効率を高めることができる。更に、被供給容器からベーパ回収経路を介して液化ガス貯槽に流出した液化ガス量を演算し、流量計が計測した供給流量より演算された液化ガスの供給量から前記液化ガス量を差し引く演算を行なうので、被供給容器への液化ガスの正確な充填量を計量することができる。

本発明による液化ガス供給システムの一実施例を示すシステム構成図である。 ディスペンサの制御装置が実行する制御処理を説明するための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１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システム構成図である。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、加圧装置９０と、液化ガス供給配管経路（供給ライン）４０と、気相部連通経路５０とを有する。液化ガス貯槽２０は、被供給容器３０に比べて多量の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、上流側端部が液化ガス貯槽２０の液相部に接続される。また、液化ガス供給配管経路４０の下流側端部は液化ガスが供給される被供給容器（燃料タンク）３０の接続口３２に接続されるホース６０を有する。ホース６０の基端には、所定以上の張力が作用した場合に分離する安全カップリング６２が設けられ、ホース６０の先端には充填開始時に開弁操作される手動開閉弁６４、接続カップリング６６が設けられている。

被供給容器３０は、液化ガスを燃料とするエンジンが搭載された車両７０に設けられている。また、被供給容器３０と接続口３２とを連通する配管３４には、手動開閉弁３６が設けられている。尚、接続口３２が接続カップリング６６と非接続時に内部通路（開口部）を閉とする弁構造を有する場合は、手動開閉弁３６を必ずしも設ける必要はない。

尚、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、上記液化ガス貯槽２０及び被供給容器３０内においては、液相部と気相部とが併存しており、容器内の圧力は、温度に応じて変化する。

液化ガス供給配管経路４０は、ディスペンサ８０を通して被供給容器３０に接続されている。また、液化ガス供給配管経路４０の液化ガス貯槽２０とディスペンサ８０との間を連通する配管４２には、液化ガスを圧送する加圧手段としてのポンプ９０が設けられている。

また、液化ガス供給配管経路４０のうちディスペンサ８０の筐体内部に配された配管４４には、セパレータ１００と、容積式流量計１１０と、背圧弁１２０と、電磁弁からなる第１開閉弁１３０とが設けられている。セパレータ１００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。また、セパレータ１００に連通された配管４４には、液化ガスの温度を測定する温度センサ１０２が設けられている。

容積式流量計１１０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（供給流量）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１１０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、容積式流量計１１０においては、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生成するため、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。なお、本実施例においては、容積式流量計１１０により液化ガスの流量を計測しているが、これに限られるものではなく、例えば、渦流量計やタービン式流量計など流量計測方式の異なる他の流量計を用いてもよい。

また、液化ガス供給配管経路４０のうち第１開閉弁１３０とホース６０との間を連通する配管４６には、気相部連通経路５０の一端（上流側端部）が分岐接続されている。気相部連通経路５０の他端（下流側端部）は、第２開閉弁１７０を介してベーパ回収経路１４０のマニホールド１５０に連通されている。マニホールド１５０は、ベーパ回収経路１４０を介して液化ガス貯槽２０の気相部と連通されており、液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１が導入されている。

マニホールド１５０には、液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１を検知する第１圧力検知器１６０が設けられている。さらに、マニホールド１５０には、容積式流量計１１０の安全弁１１２の排出管１１４と、背圧弁１２０の背圧管１２２とが連通されている。

また、気相部連通経路５０には、電磁弁からなる第２開閉弁１７０と、第２圧力検知器１８０とが設けられている。第２開閉弁１７０は、燃料供給開始前の被供給容器３０と液化ガス貯槽２０との気相圧力差が所定圧力以上である場合に開弁される。このように第２開閉弁１７０を開弁することにより被供給容器３０内のベーパが液化ガス貯槽２０に回収され、被供給容器３０の圧力を減圧する。第２圧力検知器１８０は、液化ガス供給開始前に被供給容器３０の圧力を検出するため、前記気相部連通経路５０に設けて良いし、あるいは、第１開閉弁１３０より下流側の配管４６に設けても良い。

ディスペンサ８０は、上記各機器の他に、制御装置２００と、記憶部２１０と、表示器２２０と、供給開始スイッチ２２２と、供給終了スイッチ２２４と、圧力計２３０とが設けられている。制御装置２００は、液化ガス供給制御手段２０１と、圧力差演算手段２０２と、圧力判定手段２０３と、液化ガス回収手段２０４と、回収量演算手段２０５と、供給量補正演算手段２０６とを有する。

液化ガス供給制御手段２０１は、第１圧力検知器１６０及び第２圧力検知器１８０の検知圧力に基づいて第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０を開閉制御する制御プログラムを実行する制御手段である。

圧力差演算手段２０２は、被供給容器３０に液化ガスを供給する前に、第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力Ｐ２から第１圧力検知器１６０により検知された供給圧力Ｐ１を差し引いた圧力差Ｐ２−Ｐ１を演算する制御プログラムを実行する制御手段である。

圧力判定手段２０３は、圧力差演算手段２０２により演算された圧力差Ｐ２−Ｐ１が予め設定された所定値ΔＰより高い場合、被供給容器３０の圧力Ｐ２では被供給容器３０への液化ガスの適切な供給流量でのガス充填が不可能と判定し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が予め設定された所定値ΔＰより低い場合は、被供給容器３０の圧力Ｐ２が適切な液化ガスの充填が可能と判定する制御プログラムを実行する制御手段である。この圧力差Ｐ２−Ｐ１を求めることにより、配管抵抗などによる圧力損失も考慮し、ポンプ９０の吐出差圧により適切な液化ガス充填の可否の判定を行う。

液化ガス回収手段２０４は、圧力判定手段２０３により被供給容器３０への液化ガスの充填が不可能であると判定された場合、第２開閉弁１７０を開弁させて被供給容器３０の気相部のベーパを液化ガス貯槽２０に回収して被供給容器３０の圧力を減圧する制御プログラムを実行する減圧手段である。

回収量演算手段２０５は、被供給容器３０から液化ガス貯槽２０に回収された液化ガスの回収量を演算する制御プログラムを実行する制御手段である。

供給量補正演算手段２０６は、流量計１１０により計測された液化ガスの供給量から回収量演算手段２０５により演算された回収量を減算する制御プログラムを実行する制御手段である。

記憶部２１０は、上記制御装置２００において実行される各制御手段の制御プログラムを格納している。また、記憶部２１０には、容積式流量計１１０により計測された液化ガスの供給量と、第１圧力検知器１６０及び第２圧力検知器１８０により検知された圧力値とが格納されている。

表示器２２０は、例えば、液晶モニタなどから構成されており、液化ガスの供給量、被供給容器３０の充填圧力、液化ガス温度等の他に操作者に操作手順や注意事項など表示して報知する。

圧力計２３０は、セパレータ１００に連通された第１圧力導入配管２３２と、マニホールド１５０に連通された第２圧力導入配管２３４とが連通されており、セパレータ１００における供給圧力（ポンプ圧力）Ｐ３とマニホールド１５０に供給された圧力Ｐ１との圧力とを検出して双針表示する。

作業者は、接続カップリング６６を車両７０の被供給容器（燃料タンク）３０の接続口３２に接続した後、ホース６０先端の手動開閉弁６４を開弁させ、供給開始スイッチ２２２をオンに操作する。これで、第２圧力検知器１８０により被供給容器３０の圧力Ｐ２が検知されると共に、制御装置２００による燃料供給のための制御処理が開始される。また、作業者は、被供給容器３０への液化ガスが供給開始された場合、圧力計２３０の指針により圧力差（Ｐ３−Ｐ１）を確認することができる。

また、セパレータ１００には、気液分離されたベーパが所定量に達すると自動的にベーパ回収経路１４０に流出するように開となり、流出後に自動的に閉となるフロート弁（図示せず）を内蔵しており、この弁と手動開閉弁２５１（常時開）とが連通しベーパマニホールド１５０に接続されている。また、第１圧力導入配管２３２、第２圧力導入配管２３４、液化ガス排出配管２４０の夫々には手動式開閉弁２５２〜２５４が設けられている。

尚、通常、手動式開閉弁２５１、２５２、２５３は通常開弁されており、手動式開閉弁２５４は閉弁されている。

ここで、図２を参照して上記のように構成された液化ガス供給システム１０における液化ガス供給のための制御処理について説明する。図２はディスペンサ８０の制御装置２００が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。

先ず、車両７０がディスペンサ８０の前に到着すると、作業者はホース６０を伸ばして接続カップリング６６を車両７０の被供給容器（燃料タンク）３０の接続口３２に接続する。続いて、作業者は、ホース６０先端に設けられた手動開閉弁６４を開弁させてホース６０と被供給容器３０とを連通させる。この後、作業者は、ディスペンサ８０の供給開始スイッチ２２２をオンに操作する。

図２に示されるように、Ｓ１１において、供給開始スイッチ２２２がオンに操作されると、Ｓ１２に進み、液化ガス供給開始前に第１圧力検知器１６０により検知された液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１及び第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力値Ｐ２を読み込む。次のＳ１３では、第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力Ｐ２から第１圧力検知器１６０により検知された供給圧力Ｐ１を差し引いた圧力差Ｐ２−Ｐ１を演算し（圧力差演算手段２０２）、上記のように演算された圧力差Ｐ２−Ｐ１が予め設定された所定値ΔＰ１より小さい値か否かを判定する（圧力判定手段２０３）。

Ｓ１３において、圧力差Ｐ２−Ｐ１が予め設定された所定値ΔＰ１より大きい場合（ＮＯの場合）、被供給容器３０の圧力が適切な充填可能な圧力値よりも高く液化ガスの充填に支障があると判定し、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、第１圧力検知器１６０により検知された液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１、及び第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力値Ｐ２を記憶部２１０に記憶する。

続いて、Ｓ１５では、被供給容器３０の圧力値Ｐ２が適切な充填可能な圧力値よりも高いので、第２開閉弁１７０を開弁させる（液化ガス回収手段２０４：減圧手段）。これにより、第１開閉弁１３０から接続カップリング６６までの間を連通するホース６０、配管４６、気相部連通経路５０に残っていた液化ガスは、ベーパ化しながらマニホールド１５０、ベーパ回収経路１４０を通過して液化ガス貯槽２０に回収される。

また、被供給容器３０の気相部に溜った液化ガスのベーパがホース６０、配管４６、気相部連通経路５０、マニホールド１５０、ベーパ回収経路１４０を通過して液化ガス貯槽２０の気相部に回収される。そのため、被供給容器３０のベーパが回収されると共に、被供給容器３０の圧力Ｐ２が減圧される。

次のＳ１６では、被供給容器３０からのベーパ回収後の第１圧力検知器１６０により検知された液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１２、及び第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力値Ｐ２２を読み込む。

続いて、Ｓ１７に進み、第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力Ｐ２２から第１圧力検知器１６０により検知された供給圧力Ｐ１２を差し引いた圧力差Ｐ２２−Ｐ１２を演算し、上記のように演算された圧力差Ｐ２２−Ｐ１２が予め設定された所定値ΔＰ２より大きい値か否かを判定する（ΔＰ１＞ΔＰ２）。

Ｓ１７において、圧力差Ｐ２２−Ｐ１２が予め設定された所定値ΔＰ２より大きい値の場合（ＮＯの場合）、被供給容器３０の圧力Ｐ２２が液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１２よりも所定値ΔＰ２以上高いので、上記Ｓ１６の処理に戻り、Ｓ１６〜Ｓ１７の処理を繰り返す。やがて、被供給容器３０の圧力Ｐ２２が減圧されて圧力差Ｐ２２−Ｐ１２が所定値ΔＰ２以下に低下した時点で第２開閉弁ＳＶ２を閉弁し（Ｓ１８）、被供給容器３０からのベーパ回収を停止する。

Ｓ１８では、第２開閉弁１７０を閉弁させて被供給容器３０の減圧操作を止める。すなわち、この時点で液化ガス貯槽２０の圧力Ｐ１２に対して被供給容器３０の圧力Ｐ２２が液化ガス充填に支障がない圧力に減圧されたため、被供給容器３０のベーパ回収を止めて、被供給容器３０に液化ガスを充填する通常の液化ガス供給処理を効率良く行なうことが可能になる。

次のＳ１９では、第２開閉弁１７０が閉弁した後の第２圧力検知器１８０により検知された被供給容器３０の圧力値Ｐ２３を読み込む。続いて、後述のＳ２１の処理に進む。

ここで、通常の液化ガス供給処理を行なう前に被供給容器３０から液化ガス貯槽２０に回収されたベーパの回収量ＱＣを演算して流量計１１０により計測された液化ガスの供給量から差し引いて真の供給量Ｑ０を演算する供給量補正演算処理について説明する。

供給量補正演算処理によれば、ホース６０の接続カップリング６６を車両７０の接続口３２に接続した時点から後述のＳ３２に至る充填プロセスが完了するまでの間に流量計１１０により計測された液化ガスの供給量から回収されたベーパ量を液化ガス量に換算し、Ｓ２１以降の充填により被供給容器３０への液化ガスの充填量から減算することにより真の供給量Ｑ０を演算することが可能となる。

ここで、供給量補正演算処理に必要なデータ項目（Ａ）〜（Ｇ）は、以下の通りである。
（Ａ）被供給容器３０への液化ガス供給開始に際し、接続カップリング６６を車両７０の接続口３２に接続した時点の被供給容器３０の圧力をＰ２１とする。
（Ｂ）上記（Ａ）と同時に測定した供給開始前の液化ガス貯槽２０の圧力をＰ１とする。
（Ｃ）第２開閉弁１７０を開弁したことにより、第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０からホース６０先端の手動開閉弁６４までの液化ガス、及び被供給容器３０のベーパが液化ガス貯槽２０に流出され、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１以下であるΔＰ２以下となり、第２開閉弁１７０を閉弁した時点で測定した被供給容器３０の圧力をＰ２３とする。
（Ｄ）流量計１１０により計測されたみかけの供給量をＱとする。
（Ｅ）第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側（被供給容器３０側）から配管４６、気相部連通経路５０、ホース６０、手動開閉弁６４までの管路の内容積をＶＨとする。
（Ｆ）被供給容器３０に供給される液化ガスの飽和蒸気圧力と密度との関係データ
（Ｇ）被供給容器３０に供給される液化ガスの液密度と温度との関係データ
（Ｈ）図２のフローチャート中、Ｓ２４において行なう温度補正の基準温度における液化ガスの密度をρＬとする。

次に、演算内容について説明する。

先ず、ホース６０の接続カップリング６６を車両７０の接続口３２に接続した時点で、第２開閉弁１７０を開弁し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１（或いはΔＰ２）以下に低下し、第２開閉弁１７０を閉弁させるまでに被供給容器３０側から液化ガス貯槽に回収される液化ガスは、大別すると以下のようになる。
（I）第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側（被供給容器３０側）から配管４６、気相部連通経路５０、ホース６０、手動開閉弁６４までの管路の液化ガス
（Ｊ）被供給容器３０から流出される液化ガスのベーパ
上記（I）の液体積量はＶＨである。このＶＨは装置の設計製作により決まる既知の値である。
上記（Ｊ）の体積をＶＶとする。
（Ｋ）第２開閉弁１７０を開弁したことにより、液化ガス貯槽２０に流入された液化ガスの体積ＶＨと、被供給容器３０から流出されたベーパの体積ＶＶとの合計である総体積量をＶＲとする。

上記被供給容器３０から流出されたベーパ体積量ＶＶは、次式により求まる。
ＶＶ＝Ｖ１（Ｐ２１−Ｐ２３）／Ｐ２１・・・（式１）
ここで、Ｖ１は被供給容器３０の液化ガス供給開始前の気相部体積である。従って、気相部体積Ｖ１は、車両７０の走行距離に応じて消費される液化ガスの残量によって変動する。

上記ベーパ体積量ＶＶは、元々被供給容器３０に入っていたベーパであり、このベーパが液化ガス充填に先立ち被供給容器３０から液化ガス貯槽側に還流するので、被供給容器３０への液化ガスの真の充填量を求める上では上記ベーパ体積量ＶＶのベーパ体積を液量に換算し被供給容器３０への液充填量から差し引く必要がある。

被供給容器３０への液化ガス供給前に第２開閉弁１７０を開弁し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１（或いはΔＰ２）以下となり、第２開閉弁１７０を閉弁させた時点では、第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側（被供給容器３０側）から配管４６、気相部連通経路５０、ホース６０、手動開閉弁６４までの管路の液化ガスが液化ガス貯槽２０に押し出され、被供給容器３０から流出されたベーパに置き換わっている。この第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側の配管経路に流出されたベーパは、ポンプ９０を起動して液化ガスの供給が開始されると、被供給容器３０に押し戻される。

従って、第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側の配管経路に流出されたベーパ量は、前記差し引くべきベーパ体積量ＶＶから差し引く必要がある。よって、真の供給量を求めるために差し引くべきベーパ体積ＶＶＣは、次式となる。
ＶＶＣ＝｛Ｖ１（Ｐ２１−Ｐ２３）／Ｐ２１｝−ＶＨ・・・（式２）
もともと、第１開閉弁１３０及び第２開閉弁１７０の下流側（被供給容器３０側）から配管４６、気相部連通路５０、ホース６０、手動開閉弁６４までの管路にあった液化ガスは第２開閉弁１７０の開弁に伴い液化ガス貯槽２０側にベーパ回収管路１４０を通じて流れ込む。従って、真の供給量を求めるためには、Ｓ２１以降の液化ガス充填で計量した液化ガス量から上記管路内に残留する液化ガス量を差し引く必要がある。

この真の供給量を求めるために差し引くべき液体積量はＶＨである。

次に液化ガスを被供給容器３０に充填する場合の供給量について考える。液化ガスの容器への充填は、保安上の観点から一定量の気相部を設けることが義務づけられている。一般的には、容器容量の８５％を満量（満タン）として液化ガスの供給量を制御している。

また、液化ガスの再充填については、通常、車両７０の被供給容器３０の残量が所定値以下になったときに被供給容器３０への充填がディスペンサ８０により行なわれるため、被供給容器３０の残量がゼロということはなく、少ない場合でも容器容量の１５％程度の残量がある。この残量の場合の最大液化ガス供給量は、容器容量の７０％となる。

また、最小供給量は、残量が容器容量の６０％程度の場合で、このときの液化ガス供給量は容器容量の２５％程度となる。従って、ディスペンサ８０による液化ガスの供給量は、被供給容器３０の容量の２５％〜７０％程度の範囲内と考えられる。

また、被供給容器３０への液化ガス供給前に第２開閉弁１７０を開弁し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１（或いはΔＰ２）以下となり、第２開閉弁１７０を閉弁させるまでの間に被供給容器３０から液化ガス貯槽２０に回収された液化ガスのベーパは、液に換算した場合、体積が１／７０程度になる。そのため、ベーパ体積の計測誤差は、流量計１１０による液体積の計測誤差に対して７０倍が許容されることになる。この観点から上記容器容量に対する供給量の範囲を考慮すると、被供給容器３０の供給開始前の気相部体積Ｖ１は次式と表せる。
Ｖ１＝ＫＱ・・・（式３）
ここで、Ｋは上記充填液量の範囲から求まる最適な補正係数である。

従って、ベーパ体積ＶＶＣは、上記補正係数Ｋを考慮すると、次式により求まる。
ＶＶＣ＝｛ＫＱ（Ｐ２１−Ｐ２３）／Ｐ２１｝−ＶＨ・・・（式４）
次に、被供給容器３０への液化ガス供給前に第２開閉弁１７０を開弁し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１（或いはΔＰ２）以下となり、第２開閉弁１７０を閉弁させるまでの間に被供給容器３０から液化ガス貯槽２０に回収された液化ガスのベーパの平均圧力Ｐ２Ｈは、次式により求まる。
Ｐ２Ｈ＝（Ｐ２１＋Ｐ２３）／２・・・（式５）
圧力Ｐ２Ｈにおける液化ガスの飽和蒸気の密度をρＶとすると、被供給容器３０への液化ガス供給前に第２開閉弁１７０を開弁し、圧力差Ｐ２−Ｐ１が液化ガス供給に支障がない圧力差ΔＰ１（或いはΔＰ２）以下となり、第２開閉弁１７０を閉弁させるまでの間に被供給容器３０から液化ガス貯槽２０に回収された液化ガスのベーパのうち、真の供給量Ｑ０を求めるために差し引くべきベーパ量ＶＣＣの質量値ＧＶＶＣは、次式により求まる。
ＧＶＶＣ＝ＶＶＣ×ρＶ・・・（式６）
次に被供給容器３０に供給される液化ガスの液密度をρＬ（前述の（Ｈ）の値）とすると、質量ＧＶＶＣの液換算体積値ＱＣＶは、次式により求まる。
ＱＣＶ＝ＧＶＶＣ／ρＬ・・・（式７）
従って、真の供給量Ｑ０を求めるために差し引くべき液化ガス貯槽２０に回収された液化ガスとベーパのトータル値ＱＣは、次式のとおりとなる。
ＱＣ＝ＱＣＶ＋ＶＨ・・・（式８）
このように、Ｓ３０においては、上記（式７）によりベーパ回収量の液換算値ＱＣを演算する。

次に、再び図２のフローチャートに戻って説明する。図２の上記Ｓ１３において、圧力差Ｐ２−Ｐ１が予め設定された所定値ΔＰ１より小さい場合（ＹＥＳの場合）、被供給容器３０の圧力Ｐ２が液化ガスの充填に支障がないと判定し、Ｓ２１に進む。また、上記Ｓ１９において圧力Ｐ２３を読み込んだ後にＳ２１に進む。

Ｓ２１では、ポンプ９０を起動させて液化ガス貯槽２０の液化ガスを加圧して液化ガス供給配管経路４０に吐出させる。続いて、Ｓ２２に進み、第１開閉弁１３０を開弁させる。これにより、ポンプ９０により圧送された液化ガスは、配管４２、セパレータ１００、流量計１１０，背圧弁１２０、第１開閉弁１３０、配管４６、ホース６０、手動開閉弁６４、接続カップリング６６、接続口３２、配管３４、手動開閉弁３６を介して被供給容器３０に充填される。

次のＳ２３では、流量計１１０により検出された流量パルスを積算して供給量Ｑ（体積流量）を計測し、供給量の計測値を記憶部２１０に記憶する。上記Ｓ２１〜Ｓ２３の処理は、液化ガス供給制御手段２０１によって実行される。

Ｓ２４では、温度センサ１０２により測定された液化ガスの測定温度を読み込み、液化ガスの液密度と温度との関係データに基づいて供給量に対する温度補正演算を行なう。次のＳ２５では、一定温度に換算された液化ガス量供給量ＱＧを演算する。

続いて、Ｓ２６に進み、供給終了スイッチ２２４がオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ２６において、供給終了スイッチ２２４がオンに操作されないときは（ＮＯの場合）、Ｓ２７に進む。また、Ｓ２６において、供給終了スイッチ２２４がオンに操作されたときは（ＹＥＳの場合）、後述するＳ３０に進む。

次のＳ２７では、流量計１１０から流量パルスが出力されたか否かをチェックする。Ｓ２７において、流量計１１０から流量パルスが出力されないときは（ＹＥＳの場合）、液化ガスの供給が停止しているものと判断してＳ２８に進む。また、Ｓ２７において、流量計１１０から流量パルスが出力されたときは（ＮＯの場合）、上記Ｓ２３の処理に戻り、Ｓ２３以降の処理を再度実行する。

Ｓ２８では、液化ガスの供給停止時間Ｔの計時を開始する。続いて、Ｓ２９に進み、液化ガスの供給停止時間Ｔが予め設定された所定停止時間（供給停止検出時間）を越えたか否かをチェックする。Ｓ２９において、液化ガスの供給停止時間Ｔが予め設定された所定停止時間を越えないうちに流量パルスが出力されたときは（ＮＯの場合）、今回の流量パルスの停止は、一時的なもの、或いは、被充填容器３０への低流量での液化ガスの供給が継続しているものであり、被充填容器３０への液化ガスの充填が終了していない（充填継続中である）ものと判断し、上記Ｓ２３の処理に戻り、Ｓ２３以降の処理を再度実行する。

また、Ｓ２９において、液化ガスの供給停止時間Ｔが予め設定された所定停止時間を越えたときは（ＹＥＳの場合）、被充填容器３０に内蔵され、当該被充填容器３０内の液化ガスが所定量に達した場合にそれ以上の被充填容器３０への液化ガスの充填を防止するための過充填防止弁（図示せず）が閉止したことにより液化ガスの供給が停止していること、即ち、被充填容器３０への充填が終了したと判断し、Ｓ３０の処理に進む。Ｓ３０では、前述の演算により液化ガス貯槽２０に回収されたベーパの回収量ＱＣを演算する（回収量演算手段２０５）。続いて、Ｓ３１に進み、液化ガスの供給量Ｑからベーパ回収量の液換算値ＱＣを差し引いて被供給容器３０に充填された真の供給量Ｑ０を演算し、演算された供給量Ｑ０を表示器２２０に表示する（供給量補正演算手段２０６）。続いて、Ｓ３２に進み、第１開閉弁１３０を閉弁させて今回の液化ガス供給処理を終了する。

この後、作業者は、ホース６０先端に設けられた手動開閉弁６４を閉弁させ、さらにホース６０先端の接続カップリング６６を被供給容器３０の接続口３２から分離させてホース６０及び接続カップリング６６をディスペンサ８０に戻す。

従って、被供給容器３０の圧力Ｐ２が温度上昇により高くなっている場合には、第２開閉弁１７０を一時的に開弁させることで被供給容器３０のベーパを液化ガス貯槽２０に回収すると共に、被供給容器３０の圧力Ｐ２を減圧して液化ガスの供給効率を高めて供給時間を短縮することが可能になる。さらに、液化ガス貯槽２０に回収された被供給容器３０のベーパ量を液量に換算して流量計１１０により計測された流量計測値（体積流量）からベーパ量に相当する液量を差し引いて被供給容器３０に供給された真の供給量Ｑ０を正確に表示することが可能になる。

上記実施例では、車両７０に搭載された被供給容器３０に液化ガスを供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、タンクローリ車のタンクから車両用燃料タンク以外の被供給容器（例えば、住宅や建築物の暖房設備に液化ガスを供給するための貯蔵タンクなど）に液化ガスを供給する場合にも適用することができるのは勿論である。

また、液化ガスとしては、例えば、ブタン・プロパンなどを主成分とするＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ）を用いても良いし、あるいはディーゼル燃料として使用されるＤＭＥ（ジメチルエーテル）を用いても良い。

１０ 液化ガス供給システム
２０ 液化ガス貯槽
３０ 被供給容器
４０ 液化ガス供給配管経路
５０ 気相部連通経路
６０ ホース
６４ 手動開閉弁
６６ 接続カップリング
７０ 車両
８０ ディスペンサ
９０ ポンプ
１００ セパレータ
１０２ 温度センサ
１１０ 容積式流量計
１２０ 背圧弁
１３０ 第１開閉弁
１４０ ベーパ回収経路
１５０ マニホールド
１６０ 第１圧力検知器
１７０ 第２開閉弁
１８０ 第２圧力検知器
２００ 制御装置
２０１ 液化ガス供給制御手段
２０２ 圧力差演算手段
２０３ 圧力判定手段
２０４ 液化ガス回収手段
２０５ 回収量演算手段
２０６ 供給量補正演算手段
２１０ 記憶部
２２０ 表示器
２２２ 供給開始スイッチ
２２４ 供給終了スイッチ
２３０ 圧力計

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部に接続され、他端が被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、
   前記液化ガス供給経路に設けられ、前記液化ガス貯槽から前記被供給容器に供給される液化ガスの供給流量を計測する流量計と、
   前記液化ガス貯槽の気相部の圧力を検出する第１圧力検出器と、
   一端が前記液化ガス貯槽の気相部に接続されたベーパ回収経路と、
   一端が前記ベーパ回収経路の他端に接続され、他端が前記液化ガス供給経路に接続された気相部連通経路と、
   該液化ガス供給経路の前記気相部連通経路との接続部よりも上流側に設けられた第１開閉弁と、
   前記気相部連通経路に設けられた第２開閉弁と、
   前記液化ガス供給経路において前記第１開閉弁よりも被燃料供給部への接続部側、或いは、前記気相部連通経路において液化ガス供給経路への接続部と前記第２開閉弁との間に設けられ、前記被供給容器の圧力を検知する第２圧力検知器と、
   前記第１及び第２圧力検知器の検知圧力に基づいて前記第１及び第２開閉弁を開閉制御する液化ガス供給制御手段と、
   を備えた液化ガス供給システムであって、
   液化ガスが残留する前記被供給容器に前記液化ガス供給経路の他端を接続した際、前記第２圧力検知器により検知された被供給容器の圧力から前記第１圧力検知器により検知された供給圧力を差し引いた圧力差が予め設定された所定値より高い場合、前記第２開閉弁を開弁させて前記被供給容器の圧力を減圧する減圧手段、
   を備えたことを特徴とする液化ガス供給システム。
2. 前記被供給容器から前記ベーパ回収経路を介して前記液化ガス貯槽に回収された液化ガスの回収量を演算する回収量演算手段と、
   前記流量計により計測された前記液化ガスの供給量から前記回収量演算手段により演算された回収量を減算する供給量補正演算手段と、
   を備えた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。
   

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