JP4361620B2 - ガス容器の充填方法 - Google Patents

ガス容器の充填方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4361620B2
JP4361620B2 JP05794198A JP5794198A JP4361620B2 JP 4361620 B2 JP4361620 B2 JP 4361620B2 JP 05794198 A JP05794198 A JP 05794198A JP 5794198 A JP5794198 A JP 5794198A JP 4361620 B2 JP4361620 B2 JP 4361620B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
pressure
container
filling
gas container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05794198A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10318496A (ja
Inventor
シュエン−チェン・ホワン
アンドレ・ミッケ
ラマチャンドラン・クリッシュナムルティ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Messer LLC
Original Assignee
BOC Group Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOC Group Inc filed Critical BOC Group Inc
Publication of JPH10318496A publication Critical patent/JPH10318496A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4361620B2 publication Critical patent/JP4361620B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0109Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0119Shape cylindrical with flat end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01Mounting arrangements
    • F17C2205/0123Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013Two or more vessels
    • F17C2205/0134Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
    • F17C2205/0142Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels bundled in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323Valves
    • F17C2205/0326Valves electrically actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/011Oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/016Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04Methods for emptying or filling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043Pressure
    • F17C2250/0434Pressure difference
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605Parameters
    • F17C2250/0631Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605Parameters
    • F17C2250/0636Flow or movement of content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/023Avoiding overheating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス貯蔵容器へのガスの充填方法に関し、更に詳しくは圧力差により容器にガスを充填する場合に、所望量の単一ガスあるいは混合ガスを、より正確にガスシリンダに充填する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガスシリンダやガスボンベのようなガス貯蔵容器は、通常、所望の圧力に達するまで容器内へガスを充填することにより、ガスで充満される。容器を可能な限り迅速に充填することが好ましいが、容器に目標量のガスを正確に充填することも重要である。ガス容器内のガス量を正確に測定することを困難にする一つの問題は、含まれるガスの温度と圧力との関係である。気体の法則によって、一定体積でのガス量によって与えられる圧力は、その温度に正比例する。従って、ガスの温度が上がるに従ってガスの圧力も高くなる。従って圧力測定により、ガス貯蔵容器に充填する場合には、容器がその「充填」状態に達した時に、容器内のガスが予め選択された温度になっており、これにより正しいガス量が確実に各容器に充填されていることが重要である。
【0003】
ガス容器を短時間で充填することが好ましいから、充填バルブを開放位置に直ちにいっぱいに開くことが通常である。この結果、空の容器内へガスが急激に送り込まれるため、ガスが容器の壁に衝突して、容器内へ充填されたガスの温度が急激に上昇する。容器内への急激な充填により、充填工程の間中、急激な温度上昇が続くわけではなく、容器内に連続してガスが充填されるとき、最初に加熱したガスは冷却される。しかしガスの温度は充填工程の間に所定温度に戻らないことがある。そのため、所定温度までガス温度を冷却するための時間消費工程なしには、正しいガス量を容器内へ充填することが困難あるいは不可能である。
【0004】
ガス容器に混合ガスを充填する場合には、問題は悪化する。この場合、容器が第1のガスを所望量含むようになるまで第1のガスを容器に充填し、次いで第2のガスを容器に所望量になるまで充填する。全てのガスが容器に充填されるまで、この工程を繰り返す。混合ガスの組成は、精密な仕様に合うことが通常必要である。従って各ガス成分の充填の終了点に近づくとき、混合ガスの温度を狭い範囲内にすることが必要である。充填工程の早い段階で過剰な加熱が生じる場合には、第1ガス成分の最終圧力測定をする前に冷却しなければならず、また混合ガスの各成分の最終圧力測定前に多分冷却しなければならないであろう。
【0005】
ガス容器に一定のガス量を正確に充填することを困難にする他の現象は、ガスが流れるガスパイプライン内の圧力低下が、パイプラインを流れるガスの速度に正比例することである。即ち、パイプラインを通過するガスの速度が大きくなると、一定長さのパイプラインでの圧力の低下が大きくなる。従ってガス容器の上流の圧力ゲージを有するガス管から、ガスをガス容器に充填する場合には、圧力ゲージでの圧力は、容器内の実際の圧力よりも高くなる。そのため、ガスが速い速度で充填ラインに流れており、この圧力ゲージを使用して充填工程のカットオフポイントを決定する場合には、ガス容器には正しい量のガスが充填されない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
充填時間が重要であるとともに充填の正確さも重要であるから、ガスを空の容器に導入するときに、ガスの温度が急激に上昇しない方法によって、単一ガスまたは混合ガスを空のガス容器に充填することが望ましい。また充填ラインの圧力ゲージの示す圧力と容器内の実際の圧力との差によって生じる誤差をなくし、あるいは最小にすることが望ましい。本発明は、これらの目的に合う方法を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特に充填工程の初期に充填する容器内の温度が急に上昇することをなくし又は最小にする方法により、ガス容器に単一ガスまたは混合ガスを充填する方法である。本発明の広い実施例は、(a)空のガス容器内にガスを初期速度で流し始める工程と、(b)所定の最大流量が達成されるまで、ガス容器内へのガスの流量を増加する工程と、(c)最大流量を維持する工程と、(d)ガス容器内のガスの測定した量と所望の最終量との差が減少するに従って、ガス容器内へのガスの流量を減少する工程と、(e)ガス容器がガスの所望の最終量を含む時、ガス容器内へのガスの流入を停止する工程とを有する。
【0008】
好ましい実施例では、ガス容器へのガスの流量が所定の最大流量に達するまでに必要な時間が、ガスの全充填時間の約25〜75%の範囲内である。
【0009】
好ましい実施例では、ガス容器がガスの所望の最終量の約75〜95%を含む時、工程(d)を始める。
【0010】
広い実施例又は好ましい実施例では、工程(a)で設定する初期速度を十分に低くして、ガス容器内のガスの温度の急激な上昇を回避することが好ましい。同様に広い実施例又は好ましい実施例では、工程(b)での容器内へのガス流量の増加割合を十分に低くして、ガス容器内のガスの温度の急激な上昇を回避することが好ましい。
【0011】
上記いずれかの実施例において、工程(b)の間のガス容器内へのガス流量の増加割合を一定にするか、所定の最大流量と測定された流量との差が減少するに従って、工程(b)の間のガス容器内へのガスの流量を増加することができる。同様に上記いずれかの実施例において、工程(d)の間のガス容器内へのガスの流量の減少の割合を一定にするか、ガス容器内のガスの実際量とガス容器内のガスの所望の最終量との差が減少するに従って、工程(d)の間のガス容器内へのガスの流量を減少することができる。
【0012】
本発明の好ましい側面では、ガス容器内のガスの実際量とガス容器内のガスの所望の最終量とを、ガス容器内に含まれるガスの分圧によって決定する。
【0013】
本発明は、2種以上の異なるガスの混合ガスをガス容器に充填するために使用できる。混合ガスの1種またはそれ以上の成分を上記実施例のいずれか1つの方法を使用してガス容器に充填できる。
【0014】
また、混合ガスのガス成分をガス容器に連続して充填し、2種またはそれ以上のガス成分の各々に工程(a)〜(e)を繰り返して上記広い実施例のいずれかの方法によって各ガス成分を容器に充填する技術により、本発明を使用してガス容器に混合ガスを充填することもできる。
【0015】
本発明の更に好ましい実施例では、ガス容器が、容器に充填されるガスの所望の最終量の約85〜95%を含む時、工程(d)を開始する。
【0016】
本発明の方法は、圧力測定によりガスシリンダに充填する場合に特に適している。
【0017】
好ましい他の実施例では、本充填方法の種々の工程でのガス流量を、予め選択したプログラムによって決定する。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の1つの特徴は、ガスが最初に速い速度で空の容器に充填された時、空の容器の壁にガスが衝突してガスが急激に加熱し、熱が消散することができないが、容器に入ってくるガスの力を緩和するのに十分な量のガスが容器内に既に存在すれば、ガスの急激な温度上昇は起こらない、ということを利用している。
【0019】
本発明の他の特徴は、ガス管内での圧力低下は、ガス管を通過するガス流の速度に逆比例していることを利用している。従って容器内に含まれるガスが、容器内のガスの急激な温度上昇を防止するのに十分な量になるまでは、最初はガスを容器にゆっくり導入し、その後充填バルブが十分に開放するまで容器内へのガスの導入速度を次第に増加していき、容器内のガス量が所望の値に近づくに従って容器内へのガスの導入速度を次第に減少させていき、充填ラインの圧力ゲージの示す圧力と容器内の圧力との差を減少させ、それにより充填工程の最終時点でこの差によって生じる誤差を減少しあるいは最小にすることによって、ガス圧力ゲージを有するガス充填ラインを介して、正確なガス量をガス容器に素早く充填することができる。
【0020】
本発明は、圧力測定によってガスシリンダを充填するためのシステムを示す添付図面により、良く理解することができる。本システムは、充填するガスシリンダのバッテリ、供給源からガスシリンダへガスを搬送するライン、圧力検知装置Aおよびガスの充填速度を制御する制御ユニットCを有する。本システムは、ガスシリンダに単一ガス又は混合ガスを充填するために使用することができ、これらのガスはライン2,4及び6を介して貯蔵源(図示せず)からシステムに供給される。バルブ8,10及び12は、各々、ライン2,4及び6を通るガス流量を制御する。ライン2,4及び/又は6を流れるガスは、流量制御装置16を有するライン14内に流れ込む。流量制御装置16は、可変オリフィスのように、ライン14の流れを制御することができるどのような手段でも構わない。流量制御装置16は、制御ループ18を介して制御ユニットCから受けた信号に応答して作動する。制御ユニットCは、典型的には圧力検知装置Aから受けた信号を分析するコンピュータであり、該ユニットは必要により流量制御装置16に信号を送り、ライン14を流れるガスの流量を調節する。流量制御装置16の下流では、ライン14はシリンダ充填マニホールド20に接続しており、該シリンダ充填マニホールド20は、順にバルブ28,30及び32を介してガスシリンダ22,24および26に各々接続している。圧力検知手段Aは、圧力検知ライン34に接続されたラインタップを介してライン14内の圧力を測定する。圧力検知手段Aは、制御ループ36を介して制御ユニットCに信号を送る。
【0021】
選択された単一ガスを、ライン2を介してシステムに接続された供給源から図に示すシステムのガスシリンダ22に充填する本発明の工程を以下説明する。バルブ8及び28は開放している。流量制御装置16は、流入ガスが空のシリンダ22の壁に衝突することにより、著しい温度上昇がガスシリンダ内で生じる限界流量以下の初期ガス流量を提供するように設定されている。十分なガスがガスシリンダ内へ導入されて、シリンダ22内のガスの急激な温度上昇を防止する緩衝作用が提供されたとき、シリンダ内に充填されたガスが著しく加熱することを避けるような増加割合で、充填工程の第1段階の間、流量を徐々に増加させていく。もちろん、シリンダ内のガスが過剰な加熱を引き起こさないという目的に照らして、可能な限り素早く、ライン14を介して最大ガス流量を達成することが望ましい。流量は一定割合で、あるいは可変割合で増加しても良い。一般に充填工程が進行するに従って、ガス流量を、より急速に増加させることができる。即ち、シリンダ内のガス圧とライン14内のガス圧との差が減少するに従って、ガス充填速度の感度が次第に減少してくる。従って通常は、充填工程が進行するに従って、ライン14を通るガス流量を増加させることが好ましい。圧力センサAによる圧力として測定した、シリンダ内に充填すべき全ガス量の約5〜25%、好ましくは約5〜15%だけガスシリンダが充填された時に、最大ガス流量に到達することが望ましい。
【0022】
充填工程の第2段階は、最大速度でガスをシリンダ内に充填する工程を有する。この段階は、圧力センサAによる圧力として測定した、シリンダに充填する全体ガス量の約75〜95%、好ましくは約85〜95%の量がシリンダに充填されるまで続けられる。そして充填工程は、その第3段階に入る。
【0023】
充填工程の第3段階の間、シリンダに充填されるガス流量は次第に減少し、制御ループ34がライン14に入る地点での圧力とガスシリンダ22内の圧力との差が減少する。圧力センサAにより測定された圧力と目標圧力との差が減少するに従って充填速度が減り続け、所望の終了点に達する直前の流量は十分小さくなって、ライン34がライン14に接続する地点での圧力とシリンダ22内の圧力との差が僅かになる。圧力センサAにより検出された圧力は、シリンダ22内の圧力を正確に反映する。第2圧力が所望の終了点に達すると、制御ユニットCが流量制御装置16を閉鎖してシリンダ22内へのガスの流入を止める。各シリンダ22,24及び26を上記工程によって充填することにより、各シリンダには実質的に同量のガスが充填される。
【0024】
本発明の充填方法を、ガスシリンダに混合ガスを充填するために用いる場合には、所望の順番でバルブ8,10及び12を開けることにより、上記工程を混合ガスのガス成分毎に繰り返す。シリンダに最初に最も軽いガスを充填して、シリンダ内でガスがより早く混合するようにすることが通常好ましい。混合ガスを準備するときに、シリンダ内に充填されるべき第1ガス成分の量が十分に多いために、他のガス成分をシリンダに充填するときにガスシリンダの温度上昇が防止される場合には、流量制御装置16の開口速度を厳密にせずに、急激な温度上昇を伴うことなしに流量制御装置を急に開けることができる。しかし、シリンダに導入される第1ガス成分の量が少ない場合には、第1ガス成分をゆっくり導入し、そしてシリンダ内に十分な全ガス量を導入して、残りの充填工程の間の急激な温度上昇を防止できるように十分なガス緩衝作用を提供するまで、第2ガス成分(および、おそらく続くガス成分)を最初ゆっくりと流し込むことが必要である。
【0025】
上記の充填方法は、フィードバック技術を実行したときの本発明の方法である。前に示したように、本発明の方法はフィードフォワード工程を実行することもできる。フィードフォワード工程においては、本発明の方法の種々の工程中のガス流量を、例えば所定のプログラムによって制御することができる。
【0026】
本発明の範囲において、従来の機器を利用して、システム内のガス流量を監視したり自動調節することにより、システムを完全に自動化して効果的な方法で連続的に作動させることができる。
【0027】
【実施例1】
添付図面に示すシステムを変更して、水の体積で約50リットルの14本のガスシリンダに、98モル%のアルゴンと2モル%の酸素から構成される混合ガスを、21.1℃の基準温度で182.02バール(bara)の最終圧力になるように同時に充填した。酸素供給源をライン2に接続し、アルゴン供給源をライン4に接続した。両方のガス成分を206バール(bara)の圧力で供給した。充填前に、シリンダを開放して、約0.4バール(bara)の初期圧力になるように排気した。この間、オリフィス制御バルブ16とシリンダバルブとを開放状態にし、バルブ16の上流のラインを排気した。
【0028】
所望の混合ガスを生じさせるために、シリンダ温度が21.1℃で3.85バール(bara)の酸素の目標分圧が必要である。
【0029】
バルブ16を閉じ、バルブ8を開放して充填工程を開始した。全てのシリンダバルブを開放状態にしておいた。そして流量制御バルブ16を、その最大開度の約1%開けた。これにより、ライン20内が約0.48バールの初期圧力に上がった。制御ユニットCがバルブ16のオリフィスサイズを調節し、圧力上昇の割合がほぼ毎分0.69バールとなった。シリンダ内の酸素分圧が3.85バール(bara)に達した時、バルブ8を閉じた。バルブ16のオリフィスを、その最大の1%に再度設定し、アルゴン供給バルブ10を開いた。オリフィスを制御して、圧力上昇の割合がほぼ毎分10バールになるようにした。最終圧力(21.1℃で182.02バール(bara)以下の圧力5.5バールにおいて、ガス流量を毎分1.7バールに減らし、最終圧力以下の1.4バールにおいて、ガス流量を毎分0.69バールに減らした。21.1℃で182.02バール(bara)の全圧に達した時、供給バルブ10と全てのシリンダバルブを閉じた。シリンダ内の混合ガスを分析して、平均1.86%の酸素を含むことが分かった。
【0030】
上記と対照的に、シリンダへの酸素導入の開始時に、ライン14のオリフィスを完全に開いた時、バルブ8が開かれた最初の1秒間に、圧力は13.8バール以上に上がった。即ち圧力は、21.1℃で3.85バール(bara)の目標値を越えた。
【0031】
本発明を特定の装置構成と特定の例を特に参照しながら説明したが、これらの特徴は単に本発明の代表例に過ぎず、変更例が考えられる。例えば、ガスシリンダ以外の容器に本発明の方法によって充填することもできるし、他の装置構成を本発明で使用することもできる。同様に、ガス容器に3種類以上のガス成分を含む混合ガスを充填することもできる。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の方法によってガスシリンダを充填するために有用なシステムを示す。コンプレッサ、熱交換機及びバルブを含む補助装置は、本発明の理解のために必要なく、発明の検討を簡単にするために図面から省略されている。
【符号の説明】
2,4,6、14 ライン
8,10,12、28,30,32 バルブ
16 流量制御装置
18、36 制御ループ
20 シリンダ充填マニホールド
22,24、26 ガスシリンダ
34 圧力検知ライン

Claims (10)

  1. ガス供給源と、ガス容器と、ガス供給源からガス容器へとガスを供給するラインと、前記ラインを流通するガスの圧力を検知する圧力検知装置と、前記圧力検知装置によってガス流量を制御する制御ユニットと、を具備するガス充填システムを用いてガス容器にガスを充填する方法であって、
    (a)ガス容器内にガスを初期速度で流し始める工程と、
    (b)前記圧力検知装置により測定した前記ラインを流通するガスの圧力が前記ガス容器内のガスの所望の最終圧力の5〜25%となるまで、前記ガス容器内へのガスの流量を増加する工程と、
    (c)前記ガス容器へ前記ガスを最大流量で充填する工程と、
    (d)前記圧力検知装置により測定した前記ラインを流通するガスの圧力が前記ガス容器内のガスの所望の最終圧力の75〜95%となった時、前記ガス容器内への前記ガスの流量を減少する工程と、
    (e)前記圧力検知装置により測定した前記ラインを流通するガスの圧力が前記ガス容器内のガスの所望の最終圧力となった時、前記ガス容器内への前記ガスの流入を停止する工程と、
    を有する、ガス容器へのガスの充填方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、前記工程(b)は、前記圧力検知装置により測定した前記ラインを流通するガスの圧力が前記ガス容器内のガスの所望の最終圧力の5〜15%となるまで行われる充填方法。
  3. 請求項1記載の方法であって、前記工程(c)は、前記圧力検知装置により測定した前記ラインを流通するガスの圧力が前記ガス容器内のガスの所望の最終圧力の85〜95%となるまで行われる充填方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、前記工程(b)の間の前記ガス容器内へのガス流量の増加割合が一定である充填方法。
  5. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、前記工程(d)の間の前記ガス容器内への前記ガスの流量の減少割合が一定である充填方法。
  6. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の充填方法であって、ガス容器へ充填すべきガスが2種以上のガスの混合ガスであり、前記ラインを流通するガスの圧力と前記ガス容器内の混合ガスの所望の最終圧力とが、前記ガス容器内に含まれるガスの分圧によって決定される充填方法。
  7. ガス容器に2種以上のガスの混合ガスを充填する方法であって、前記混合ガスの少なくとも1種のガス成分を、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法によって前記ガス容器に充填し、前記ラインを流通するガスの圧力及びガス容器内のガスの所望の最終圧力は少なくとも1種のガス成分の分圧である充填方法。
  8. 請求項7に記載の方法であって、前記混合ガスの各ガス成分に対して前記工程(a)〜(e)を繰り返すことにより、前記混合ガスのガス成分を連続的に前記ガス容器に充填する充填方法。
  9. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、前記ガス容器がガスシリンダである充填方法。
  10. 請求項1に記載の方法であって、前記工程(a)〜(d)の間の前記ガスの流量は、前記圧力検知装置からの信号を受信して分析し、前記工程(a)〜(d)の間のガスの流量を調節する制御信号を前記制御ユニットに送る予め選択されたプログラムによって決定される充填方法。
JP05794198A 1997-04-30 1998-03-10 ガス容器の充填方法 Expired - Fee Related JP4361620B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US846990 1997-04-30
US08/846,990 US5901758A (en) 1997-04-30 1997-04-30 Method of filling gas containers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10318496A JPH10318496A (ja) 1998-12-04
JP4361620B2 true JP4361620B2 (ja) 2009-11-11

Family

ID=25299506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05794198A Expired - Fee Related JP4361620B2 (ja) 1997-04-30 1998-03-10 ガス容器の充填方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5901758A (ja)
JP (1) JP4361620B2 (ja)
CN (1) CN1074110C (ja)
AU (1) AU745369B2 (ja)
NZ (1) NZ329773A (ja)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6106144A (en) * 1997-05-05 2000-08-22 Linde Technische Gase Gmbh Process and device for gravimetric test gas production by means of reweighing
US5979440A (en) 1997-06-16 1999-11-09 Sequal Technologies, Inc. Methods and apparatus to generate liquid ambulatory oxygen from an oxygen concentrator
US6234221B1 (en) * 1997-10-27 2001-05-22 C.H. & I Technologies, Inc. Automatic fluid container refill device
GB9825763D0 (en) * 1998-11-25 1999-01-20 Boc Group Plc Filling containers with gas
CA2298137A1 (en) 1999-02-08 2000-08-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fast fill method and apparatus
FR2794216B1 (fr) * 1999-05-26 2001-08-03 Air Liquide Installation de remplissage d'un volume de conditionnement avec du gaz
JP4490557B2 (ja) * 2000-06-09 2010-06-30 本田技研工業株式会社 水素急速充填方法
US20060127264A1 (en) * 2001-02-01 2006-06-15 Giovanni Aquino Multi-vane device
US6827084B2 (en) * 2002-06-21 2004-12-07 Lloyd Thomas Grubb, Jr. Automatic gas blender
JP2006029424A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Toho Gas Co Ltd ガス供給装置およびガス供給方法
US7645618B2 (en) * 2004-09-09 2010-01-12 Tegal Corporation Dry etch stop process for eliminating electrical shorting in MRAM device structures
US20070079891A1 (en) * 2005-10-10 2007-04-12 Farese David J Cascade bank selection based on ambient temperature
US8156970B2 (en) * 2005-10-10 2012-04-17 Air Products And Chemicals, Inc. Temperature-compensated dispensing of compressed gases
US7568507B2 (en) 2005-12-06 2009-08-04 Air Products And Chemicals, Inc. Diagnostic method and apparatus for a pressurized gas supply system
FR2896028B1 (fr) * 2006-01-06 2008-07-04 Air Liquide Procede et dispositif de remplissage de conteneurs de gaz sous pression
US7328726B2 (en) * 2006-01-20 2008-02-12 Air Products And Chemicals, Inc. Ramp rate blender
US20070186982A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Cohen Joseph P Method for dispensing compressed gas
DE102006016554A1 (de) * 2006-04-07 2007-10-11 L'Air Liquide, S.A. a Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Verfahren zum Befüllen mindestens eines Druckgasbehälters mit mindestens einem Gas, Zwischenstück zum Verbinden mit einer Öffnung eines Druckgasbehälters und Druckgasflaschenarmatur
US7921883B2 (en) * 2006-06-07 2011-04-12 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen dispenser with user-selectable hydrogen dispensing rate algorithms
DE102006036785A1 (de) * 2006-08-07 2008-02-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Gastank
CN101285462B (zh) * 2007-04-10 2010-05-19 北京好石佳燃气设备有限责任公司 活塞往复式压缩机阶梯压缩系统
US8286670B2 (en) * 2007-06-22 2012-10-16 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for controlled filling of pressurized gas tanks
FR2920858B1 (fr) * 2007-09-10 2009-11-27 Air Liquide Procede de remplissage de conteneur de gaz sous pression
US7621302B2 (en) * 2007-09-28 2009-11-24 Airgas, Inc. Coriolis dosing system for filling gas cylinders
FR2976259B1 (fr) * 2011-06-09 2013-07-05 Air Liquide Procede de conditionnement d'un melange gazeux no/n2
US9234627B2 (en) * 2011-07-08 2016-01-12 Jose A. Cajiga System, apparatus and method for the cold-weather storage of gaseous fuel
PL2788215T3 (pl) * 2011-12-07 2020-06-15 Agility Fuel Systems Llc Systemy i sposoby monitorowania i kontrolowania układów paliwowych
US9074730B2 (en) * 2013-03-14 2015-07-07 Air Products And Chemicals, Inc. Method for dispensing compressed gases
US9279541B2 (en) * 2013-04-22 2016-03-08 Air Products And Chemicals, Inc. Method and system for temperature-controlled gas dispensing
JP6484243B2 (ja) * 2013-08-28 2019-03-13 ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー 統合された電気化学的圧縮機ならびにカスケード式の貯蔵方法およびシステム
JP6343781B2 (ja) * 2014-01-28 2018-06-20 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 流量測定装置、流量測定方法及びガス分析システム
CN106801787A (zh) * 2017-01-24 2017-06-06 江林言 一种采用预压式气液置换的气瓶充气系统
JP7091964B2 (ja) * 2018-09-14 2022-06-28 トヨタ自動車株式会社 ガス供給システム、ガス供給システムを備える燃料電池システム、ガス供給システムの制御方法
AU2019101454B4 (en) * 2019-11-26 2021-02-18 RFD (Australia) Pty Ltd Fluid fill systems and methods for self-contained breathing apparatus
CN111521349B (zh) * 2020-04-21 2022-07-01 博众精工科技股份有限公司 一种充放气控制方法、装置、系统、电子设备和介质
CN111895264B (zh) * 2020-06-19 2021-09-21 国家电网有限公司 Sf6自动补气装置
CN115234830B (zh) * 2022-06-29 2024-02-20 潍柴动力股份有限公司 一种加氢方法及加氢站

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153083A (en) * 1971-12-15 1979-05-08 Jacques Imler Process and arrangement for filling gas cylinders
US4582100A (en) * 1982-09-30 1986-04-15 Aga, A.B. Filling of acetylene cylinders
US5409046A (en) * 1989-10-02 1995-04-25 Swenson; Paul F. System for fast-filling compressed natural gas powered vehicles
FR2711610B1 (fr) * 1993-10-29 1996-02-02 Andre J J Graffin Procédé de remplissage d'un récipient avec un poids net de référence.
CN1122887A (zh) * 1994-11-07 1996-05-22 高洪鹏 沼气或天然气压缩装罐方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5901758A (en) 1999-05-11
AU745369B2 (en) 2002-03-21
CN1074110C (zh) 2001-10-31
AU6366998A (en) 1998-11-05
CN1197906A (zh) 1998-11-04
NZ329773A (en) 1999-08-30
JPH10318496A (ja) 1998-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4361620B2 (ja) ガス容器の充填方法
JP4102564B2 (ja) 改良型圧力式流量制御装置
CA1224554A (en) Flow rate control system
US5339673A (en) Gas chromatograph and method of using same
KR102303943B1 (ko) 질량 유량 컨트롤러를 통해 유동을 모니터링하는 시스템 및 방법
EP0462432B1 (en) Integrated process control valve
US8744784B2 (en) Diagnostic mechanism in differential pressure type mass flow controller
JP6821027B2 (ja) 質量流量を広範囲で検証するための方法および装置
IT8922321A1 (it) Valvola regolabile.
KR940009575A (ko) 가스공급 설비이상 검출장치와 그 검출방법
KR20020003228A (ko) 압력 탱크로부터 유체를 배분하기 위한 방법 및 장치
US11513542B2 (en) Method and apparatus for pulse gas delivery using an external pressure trigger
JP7273596B2 (ja) 流量算出装置、流量算出システム、及び、流量算出装置用プログラム
JPH09155180A (ja) 流体混合装置
JP7131561B2 (ja) 質量流量制御システム並びに当該システムを含む半導体製造装置及び気化器
JP3904078B2 (ja) ガス充填装置
JP3075178B2 (ja) ガスクロマトグラフ装置
JPS6233156B2 (ja)
JP3532586B2 (ja) ガス充填装置
JPH04235611A (ja) マスフローコントローラ
JPH03210608A (ja) タンク圧力制御装置
JP3311762B2 (ja) マスフローコントローラと半導体装置の製造装置
JP3122271B2 (ja) 火力発電プラントにおけるボイラ給水中への酸素注入方法
JP2005337439A (ja) 高圧ガス充填装置
JPH03194464A (ja) ガスクロマトグラフ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050202

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070723

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080430

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080731

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090527

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090611

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090813

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130821

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees