JP2018123878A - 液化ガス供給方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示されたガス供給方法及びガス供給装置においては、容器の表面温度が過剰に上昇するのを抑制でき、大流量で液化ガスを供給できる技術が提案されている。特許文献1には、容器の表面を、供給開始時から供給終了時まで液相と接触する第1小領域と、少なくとも供給終了時までに気相と接触する第2の領域とに区分し、各領域の表面温度を基に、独立して温度制御しながら各領域の表面を加熱し、容器内の液化ガスを気化及び昇圧することで、液化ガスを大量供給できることが開示されている。
これにより、複数の温度検出手段を必要とせず、また、各加熱領域に対応して形状や加熱特性等が異なる加熱手段を用いる必要も無いので、製造コストが増大するのを防止できる。また、液相部の液面が降下したときには、液面又は気相部に対応する位置の加熱領域のみ、安全に加熱を停止することができるので、容器の表面温度の過度な上昇を抑制しつつ、効率よく容器内の液化ガスを加熱でき、大流量で液化ガスを供給することが可能になる。
以下、本発明を適用した第1の実施形態である液化ガス供給方法について、図1及び図2を参照しながら詳述する。
図1は、本実施形態で用いられる液化ガス供給装置10の全体構成を示す概略図であり、図2は、図1に示した液化ガス供給装置10を用いた液化ガス供給方法における、液化ガス供給装置10の動作を示すタイミングチャートである。
図1に示すように、本実施形態で用いられる液化ガス供給装置10は、液化ガス容器1と、容器弁2と、温度計3と、制御部4と、重量計5と、第1加熱部6と、第2加熱部7と、を備えて概略構成される。
液化ガス供給装置10は、液化ガス容器1の表面を加熱することで、液化ガス容器1内に収容された液相部を気化して気相部に相転移させるとともに、気相部を昇圧してガス状の液化ガスを外部に向けて供給するための装置である。
液化ガス容器1に充填される液化ガスとしても、特に限定されないが、具体的には、例えば、アンモニア、塩化水素、塩素、亜酸化窒素などが挙げられる。
容器弁2としては、特に限定されないが、一般的に玉形弁が用いられる。
また、温度計3の取り付け位置は、加熱領域以外の位置とすることも可能である。
まず、重量計5によって、常時、液化ガス容器1全体の重量を測定し、重量計5内に設けられる演算処理手段において、液化ガス容器1の空体重量及び直径等のサイズを基に、液化ガス容器1内の液化ガス量及び液面高さを算出し、この値を制御部4に送信する。あるいは、重量計5で測定された重量のデータを制御部4に送信し、制御部4において演算処理を行うことで、液相部の液面の位置を検出することができる。
重量計5としては、例えば、ロードセル等を用いることができる。
また、第1加熱部6としては、ハロゲンヒーター等によって赤外線で熱を伝える方法や、電気ヒーター等などによって、熱を直接、容器表面に伝える構成であってもよい。
次に、上述したような液化ガス供給装置10を用いた、本実施形態の液化ガス供給方法について、図1及び図2を参照しながら説明する。
本実施形態の液化ガス供給方法は、液化ガス容器1の表面を加熱することで、液化ガス容器1内に収容された液相部を気化して気相部に相転移させるとともに、気相部を昇圧してガス状の液化ガスを外部に向けて供給する方法である。
ここで、図2中の横軸は、時間を示している。
また、図2中の縦軸は、上から1段目及び2段目には、それぞれ第1加熱部6及び第2加熱部7による温度制御の状態を示しており、「ON」は加熱していることを示し、「OFF」は加熱を停止していることを示している。これらの温度制御は、温度計3で測定される温度が規定の目標値になるように制御される。
図2中における上から3段目には、温度計3によって測定された第1加熱領域S1の表面温度を示している。
図2中における上から4段目には、液化ガス容器1内の液面の高さを示している。これとともに、図2中における上から4段目には、上記の液面高さに対する、第1加熱部6及び第2加熱部7による加熱範囲を示している。
また、図2中における上から5段目には、ガス供給装置10から外部への液化ガスの供給量を示している。本実施形態においては、ガス供給装置10から外部への液化ガスの供給量は一定である。
図2中においては、液化ガス容器1の表面温度は、液化ガスの供給と同時に加熱が開始されることで、室温状態から温度が上昇する。その後、温度計3で測定される第1加熱領域S1の温度に基づき、時刻t2,t3のタイミングで、第1加熱部6及び第2加熱部7の両方のON−OFF制御が同時に行われる。この際、第1加熱領域S1及び第2加熱領域S2は、第1加熱部6及び第2加熱部7により、ほぼ目標温度に近い値で制御される。本実施形態の液化ガス供給方法では、目標温度は、例えば35℃程度とすることができるが、この目標温度は特に限定されず、液化ガスの供給量等に合わせて変更することができる。
次に、本発明を適用した第2の実施形態である液化ガス供給方法について、図3及び図4を参照しながら詳述する。
図3は、本実施形態で用いられる液化ガス供給装置20の全体構成を示す概略図であり、図4は、図1に示した液化ガス供給装置20を用いた液化ガス供給方法における、液化ガス供給装置20の動作を示すタイミングチャートである。
なお、以下の説明においては、上述した第1の実施形態と共通する構成については、同じ符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する場合がある。
図3に示すように、本実施形態で用いられる液化ガス供給装置20は、液化ガス容器1と、容器弁2と、温度計3と、制御部4と、重量計5と、第1加熱部6と、第2加熱部7と、第3加熱部8と、を備えて概略構成される。
次に、本実施形態の液化ガス供給装置20を用いた、本実施形態の液化ガス供給方法について、図3及び図4を参照しながら説明する。
本実施形態の液化ガス供給方法においては、第1の実施形態と同様、第1加熱領域S1の温度に基づき、第1加熱領域S1、第2加熱領域S2及び第3加熱領域S3の加熱及び加熱停止を同時に行って温度制御する。
そして、本実施形態では、液化ガス容器1内における液相部の液面が、複数の加熱領域の何れかに対応する位置、本実施形態では第3加熱領域S3、又は第2加熱領域S2にそれぞれ達したときに、気相部を含む位置に対応した第3加熱領域S3、又は第2加熱領域S2の加熱を停止する。
図4中の横軸は、時間を示している。
また、図4中の縦軸は、上から1段目、2段目及び3段目には、それぞれ第1加熱部6、第2加熱部7及び第3加熱部8による温度制御の状態を示しており、図2の場合と同様、「ON」は加熱していることを示し、「OFF」は加熱を停止していることを示す。
図4中における上から4段目には、温度計3によって測定された第1加熱領域S1の表面温度を示している。
図4中における上から5段目には、液化ガス容器1内の液面の高さを示している。これとともに、図4中における上から5段目には、上記の液面高さに対する、第1加熱部6、第2加熱部7及び第3加熱部8による加熱範囲を示している。
また、図4中における上から6段目には、ガス供給装置10から外部への液化ガスの供給量を示している。本実施形態においても、ガス供給装置10から外部への液化ガスの供給量は一定である。
次に、図4中に示す時刻t1において、液化ガスの供給を開始するために容器弁2を開く。また、第1加熱部6によって第1加熱領域S1の加熱を開始し、これと同時に、第2加熱部7によって第2加熱領域S2の加熱を開始するとともに、第3加熱部8によって第3加熱領域S3の加熱を開始する。これにより、液化ガスが気化し、液化ガス容器1から外部に向けて液化ガスを供給することで、液化ガス容器1内における液相部の液面が降下する。
その後、図4中に示す時刻t2において、液相部の液面の位置が第3加熱領域S3に達したことを検出したら、第3加熱部8による加熱を停止する。これにより、液化ガス容器1内における液相部の減少によって、少なくとも気相を含む状態となった第3加熱領域S3の表面温度の過度な上昇が抑えられる。
以上説明したように、本実施形態の液化ガス供給方法によれば、上述したような液化ガス供給装置10(20)を用い、液化ガス容器1が複数の加熱領域S1,S2,(S3)に区分され、これら複数の加熱領域S1,S2,(S3)が、液化ガス容器内において、液化ガスの供給中は常に液相部となる位置(本実施形態では第1加熱領域S1)の1箇所の温度に基づいて、同時に加熱又は加熱停止することで温度制御され、且つ、液化ガス容器1内における液相部の液面が加熱領域S2,(S3)に対応する位置に達したときに、気相部を含む位置に対応する加熱領域S2,(S3)の加熱を停止する方法を採用している。これにより、複数の温度検出手段を必要とせず、また、各加熱領域に対応して形状や加熱特性等が異なる加熱手段を用いる必要も無いので、製造コストが増大するのを防止できる。また、液相部の液面が降下したときには、液面又は気相部に対応する位置の加熱領域のみ、安全に加熱を停止することができるので、容器の表面温度の過度な上昇を抑制しつつ、効率よく容器内の液化ガスを加熱でき、大流量で液化ガスを供給することが可能になる。
本発明の実施の形態について、図面を参照して上記のように説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を施すことが可能である。
例えば、本実施形態においては、液化ガス容器の表面を、縦軸方向で2つまたは3つの加熱領域に区分して温度制御してもよい。さらに、4つ以上の加熱領域に区分して温度制御してもよい。あるいは、液化ガス容器の表面を、縦軸と直交する方向で複数の加熱領域に区分して温度制御してもよい。
2…容器弁、
3…温度計、
4…制御部、
5…重量計、
6…第1加熱部、
7…第2加熱部、
8…第3加熱部、
S1…第1加熱領域(複数の加熱領域)、
S2…第2加熱領域(複数の加熱領域)、
S3…第3加熱領域(複数の加熱領域)、
S4…常に気相部を含んだ範囲、
L1…液化ガスの供給開始時の液面、
L2…液化ガスの供給終了時の液面
Claims (2)
- 液化ガス容器の表面を加熱することで、前記液化ガス容器内に収容された液相部を気化して気相部に相転移させるとともに、前記気相部を昇圧してガス状の液化ガスを外部に向けて供給する液化ガス供給方法であって、
前記液化ガス容器は、その表面が複数の加熱領域に区分されており、
前記複数の加熱領域は、前記液化ガス容器内において、前記液化ガスの供給中は常に前記液相部となる位置の温度に基づいて、同時に加熱又は加熱停止することで温度制御され、且つ、
前記液化ガス容器内における前記液相部の液面が、前記複数の加熱領域の何れかに対応する位置に達したときに、前記気相部を含む位置に対応する加熱領域の加熱を停止することを特徴とする液化ガス供給方法。 - 前記液相部の液面の位置は、前記液相部の重量を測定し、該重量に基づいて算出されることを特徴とする請求項1に記載の液化ガス供給方法。
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