JP4663544B2

JP4663544B2 - 液体貯槽装置

Info

Publication number: JP4663544B2
Application number: JP2006037630A
Authority: JP
Inventors: 浩二下向
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: JP2007218299A

Description

この発明は、液化窒素、液化酸素、液化二酸化炭素、液化アルゴンなどの液化ガス等の液体を貯留する金属製液体貯槽における内部の液体の液面、圧力などの情報を遠隔監視するための監視端末を備えた液体貯槽装置に関する。

工場、病院などのユーザーポイントに設置された上述の液体貯槽装置にあっては、その内容物が加圧下の極低温の液化ガスなどの液体であるため、真空二重構造となっており、略円筒状の形状である。そして、その内部の液体の液量等を常時管理する目的のため、その液面や圧力などの情報を液体貯槽に設けられた監視端末を介して液化ガス配送センターに送るようにしている。
すなわち、この監視端末は、液体貯槽に設けられた液面計や圧力計などのセンサーと、これらセンサーからの信号を定期的（例えば、１秒毎）に取り込み、これを公衆電話回線に乗せて、例えば１時間毎に液化ガス配送センターに送る監視端末本体とから構成されている。
液化ガス配送センターでは、複数のユーザーポイントにおける監視端末からの信号に基づいて、液体充填のための配送用タンクローリーの配送計画を立て、効率的な配送用タンクローリーの運行が行えるようにしている。

このため、各ユーザーポイントにおける液体貯槽装置からの信号は正確であることが必要とされ、信号にノイズが混入することを出来るだけ防止しなければならないことになっている。
しかしながら、従来の監視端末では、外来ノイズを受けやすい問題があった。その理由として、液化ガスの液体貯槽への充填あるいは液体貯槽からの供給に際して、液化ガスの流れによって静電気が発生し、この静電気が原因となって監視端末にノイズが流入することがある。
また、公衆電話回線の近くに高電圧線、動力線が存在すると、これらから公衆電話回線にノイズが入ることがある。液体貯槽装置、動力線等は、一カ所にまとめて設置されることが多いので、ノイズが乗りやすい状態にあることが多い。

さらに、従来の監視端末にあっては、液体貯槽の側方にポールを立設し、このポールに収納ボックスを固定し、この収納ボックス内に監視端末を収容する形態が取られており、収納ボックス内に商用交流電源線と公衆電話回線を引き込む構造となっている。収納ボックス、液体貯槽装置はそれぞれに接地することが行われる。この場合、電位が生じた際、収納ボックスと液体貯槽装置との間に電流が流れ、ノイズとなることがある。
また、収納ボックスの設置工事や商用交流電源線、公衆電話回線の配線工事などが必要となり、手間とコストが嵩む問題もあった。また、液体貯槽装置は、高圧ガス保安法の規制を受けるので、上述の工事を簡単に実施できない制約もある。

このような不都合を解決するものとして、特開２００５−２８２６５３号公報には、金属製液体貯槽と、この金属製液体貯槽内部の液体の情報を電気信号に変換し、外部に発信する監視端末を備え、上記監視端末が、上記電気信号を無線によって発信する送信部と、この送信部に電力を供給する充電式電池と、この充電式電池に充填するための電力を発生する太陽電池を有している液体貯槽が提案されている。

この先行発明では、公衆電話回線および商用交流電源線が不要となるので、これら配線を介してノイズが入ることがなくなる。また、これら回線等の配線工事が不要となるので、設置コストが安価となる。

また、監視端末を液体貯槽の外壁に固定することで、監視端末自体の設置工事を簡単にすることができ、その費用を低減できる。
さらに、送信部から発信される信号を、既設の公衆携帯電話網を利用したパケット通信方式のデータ通信サービスにより伝送することで、送信コストを安価に抑えることが出来る。

また、監視端末と液体貯槽とを導通することで、液体貯槽で発生する静電気によるノイズの監視端末への流入も防止できる。
さらに、本発明の液体配送管理システムでは、液体貯槽装置からの液体の情報にノイズが入ることがなく、液体充填量や配送用タンクローリーの運行計画を誤りなく正確に算出、立案することができるなどの効果が得られるとされている。

ところで、通常の太陽電池にあっては、太陽光が入射されると発電が行われると同時に太陽光の受光によって太陽電池自体が加熱され、発電効率が低下すると言う本質的な欠点があり、必ずしもその発電性能を十分発揮することができない問題がある。

このため、先行発明の液体貯槽装置においても、充電式電池に十分な充電を行えない可能性があり、監視端末の機能が確実に果たし得ない恐れがある。
したがって、発電効率の低下を見込んで、大型の太陽電池を設置する必要があり、余分の設備コストを要することにもなる。
特開２００５−２８２６５３号公報

よって、本発明における課題は、金属製液体貯槽と、この金属製液体貯槽内部の液体の情報を電気信号に変換し、外部に発信する監視端末を備え、上記監視端末が、上記電気信号を無線によって発信する送信部と、この送信部に電力を供給する充電式電池と、この充電式電池に充填するための電力を発生する太陽電池を有する液体貯槽装置において、太陽光の照射を受けても太陽電池の発電効率が低下しないようにし、充電式電池に十分な充電が行え、大型の太陽電池を設置する必要がないようにすることにある。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、低温液体を貯える略円筒状の金属製液体貯槽と、この金属製液体貯槽内部の液体の情報を電気信号に変換し、外部に発信する監視端末を備えてなり、上記金属製液体貯槽は、白色系に塗装されており、監視端末が、上記電気信号を無線によって発信する送信部と、この送信部に電力を供給する充電式電池と、この充電式電池に充填するための電力を発生するフレキシブル型太陽電池を有し、上記フレキシブル型太陽電池が、上記金属製液体貯槽の外壁の一部に当該外壁の湾曲面に完全に沿って直接貼設されることにより、当該金属製液体貯槽が当該フレキシブル型太陽電池の放熱板として機能するとともに、上記フレキシブル型太陽電池が、上記金属製液体貯槽の上記外壁への貼設位置を変えることができるように貼設されていることを特徴とする液体貯槽装置である。

本発明にあっては、フレキシブル型太陽電池が貼設される金属製液体貯槽は通常鋼板から作られ、外形が略円筒状となっている。このため、フレキシブル型太陽電池は、その全体が変形して、金属製液体貯槽の外壁の湾曲面に完全に沿って貼り付けることができる。したがって、太陽光の受光によってフレキシブル型太陽電池の温度が上昇しても、その熱は放熱板として機能する金属製液体貯槽に伝熱されて放散され、フレキシブル型太陽電池自体の温度上昇が抑えられる。

また、本発明での金属製液体貯槽は、内槽と外槽とからなり、内外槽間は真空断熱などによって、断熱された構造となっている。内槽内には液化窒素などの低温液体が常時貯えられる。低温液体の供給配管等により内槽と外槽とは部分的に連結されているため、この連結部分を介して内槽の冷熱が外槽にも伝わり、部分的に低温となる。このため、当該低温部に設けられたフレキシブル型太陽電池では、さらに冷却されて温度上昇は一層抑えられる。

また、金属製液体貯槽は、円筒形であるので、大陽の位置が移動しても、常にその外表面の１／２が日陰となるのでこの部分が低温となって日向となる貯槽外表面の温度もさほど上がることがない。これによっても日向に貼り付けられているフレキシブル型太陽電池の温度上昇が抑えられる。また、金属製液体貯槽を白色系に塗装することにより、光を反射することができ、温度上昇防止のために好ましい。

以上により、例えば夏期においても、フレキシブル型太陽電池の発電効率の低下がわずかなものとなり、充電式電池への充電が十分に行え、しかも大型の太陽電池を設置する必要もなくなる。
また、貼付位置を変更できるようにしておくと、将来金属製液体貯槽の周辺に構築物が構築されて、日当たりが変化しても、フレキシブル型太陽電池の貼付位置を変えて日当たりがよい場所に移動させることができ、発電量の低下を抑えることができる。

以下、本発明を実施形態に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の液体貯槽装置に付設される監視端末の一例を示すブロック図である。
図１において、符号１は、金属製液体貯槽内の液体の情報のうち、液体量を検知するためのセンサーである液面計を示す。

この液面計１は、通常金属製液体貯槽の外壁に適宜の固定手段で固定されているものである。符号２は、監視端末本体を示し、この監視端末本体２と液面計１とで、この例の監視端末が構成されている。また、この監視端末とこの監視端末が取り付けられた液体貯槽とで、本発明の液体貯槽装置が構成されている。

監視端末本体２は、処理部３と、送信部４と、充電式電池５と、アンテナ６、フレキシブル型太陽電池７とから構成されている。
液面計１には、差圧発信器が内蔵されており、金属製液体貯槽内の液面が電気信号に変換されて、監視端末本体２の処理部３に送られるようになっている。また、液面計１には、監視端末本体２の充電式電池５から、例えば直流２４Ｖ、４〜２０ｍＡの電流が差圧発信器の動作電力として供給されるようになっている。

液面計１から処理部３に入力された液面信号は、ここでデジタル信号に変換され、送信部４に送られる。送信部４は、高周波発振回路と高周波電力増幅回路を備えた高周波発信部と、変調部とを備えたものであり、高周波発信部で発振された極超短波搬送波に処理部３からの液面デジタル信号が変調部において変調されて、無線信号となり、この無線信号がアンテナ６から外部に送信されるようになっている。

充電式電池５には、例えば、リチウム電池、鉛電池、ニッカド電池などが用いられる。この充電式電池５からは、液面計１の差圧発信器へと同時に、処理部３および送信部４にも、これらの動作用電力が供給されるようになっている。
上記フレキシブル型太陽電池７は、この充電式電池５に電力を供給してこれを充電するためのものである。

このフレキシブル型太陽電池７には、例えばポリイミドなどのプラスチックフィルムからなる可撓性基板上にアモルファスシリコン半導体からなる発電層を設けたものや、フレキシブル型色素増感太陽電池、フレキシブル型有機薄膜太陽電池などの可撓性に富み、折り曲げが可能なものが用いられる。

そして、このフレキシブル型太陽電池７は、図２に示すように、金属製液体貯槽１１の長時間日向となる外壁面の湾曲面に直接貼り付けられている。この例では、フレキシブル型太陽電池７は、平面形状が矩形のものであって、その長手方向がほぼ水平方向となるように配置されて貼り付けられており、このような配置形態を採用することにより、長時間にわたって太陽光を受光することができ、これにより一日当たりの発電量を増加させることができて好ましい。

フレキシブル型太陽電池７の貼付手段には、マグネット、粘着テープなどが用いられ、必要に応じて取り外しができるようにしておき、貼り付け位置を可変できるようにすることが好ましい。このようにしておけば、将来金属製液体貯槽１１の周辺に構築物が構築されて、フレキシブル型太陽電池７に対する日当たりが悪化しても、これに応じてフレキシブル型太陽電池７の設置位置を変えて、日当たりのよい部分に再配置することができる。勿論、接着剤などを用いて金属製液体貯槽１１の外壁に密着状態に固着してもよい。
フレキシブル型太陽電池７からの電力は、電線１９を介して監視端末本体２内に収容されている充電式電池５に送られるようになっている。

上記金属製液体貯槽１１は、内槽１１ａと外槽１１ｂとの二重構造となっており、内外槽間の空間は真空とされて、真空断熱二重構造となっている。そして、外槽１１ｂの外壁には、液面計１と圧力計１２とが収められた筐体１３が取り付けられている。
この筐体１３上には金属製のカバー１４が取り付けられており、筐体１３を雨水等から保護するようになっている。このカバー１４に、監視端末本体２が取り付けられるようになっている。

図３は、監視端末本体２の金属製液体貯槽１１への取付状態の一例を示すものである。
本発明における監視端末本体２は、商用交流電源線および公衆電話回線の接続が不要であることから、外部配線がほとんどなく、設置位置の自由度は高いものとなる。このため、任意の位置に設置することができるが、液体貯槽１１の外壁に取り付けることが、特別の設置スペースが不要であり、液面計１からの信号線の長さを短縮することができ、ノイズの影響を受けにくくなるため、現実的である。

図３に示したものでは、金属製液体貯槽１１の外壁に、液面計１と圧力計１２を収めた箱状の筐体１３が取り付けられている。この筐体１３の上部は、金属製のカバー１４で覆われており、雨水から筐体１３を保護するようになっている。この筐体１３とカバー１４とは、金属製液体貯槽１１の設置と同時に取り付けられたものである。

そして、この例では、この金属製のカバー１４を利用して監視端末本体２が取り付けられている。
ここでの監視端末本体２は、図示のように、小型の水密構造とされた筐体内に処理部３、送信部４および充電式電池５が収容されており、その筐体の上面にはアンテナ６が立設されている。

具体的には、金属製のカバー１４の上面に金属製の板状の架台１５が、カバー１４の前面において、２個の金属製クランプ１６，１６で固定され、この架台１５上に監視端末本体２である筐体２が溶接、ネジ止めなどにより固定されている。金属製クランプ１６による固定の際に、カバー１４の塗装を剥離しておくことで、監視端末本体２と金属製液体貯槽１１との間で電気的な導通が取れ、両者が同電位となって、金属製液体貯槽１１から監視端末本体２にノイズが流れることがない。なお、金属製液体貯槽１１は、別途接地（アース）されていることが望ましい。
また、液面計１からの信号線１７が監視端末本体２に接続されている。

上記監視端末本体２のアンテナ６から外部の液化ガス配送センターなどに送信される無線信号は、公衆携帯電話網を利用したパケット通話方式のデータ通信サービス、例えばＮＴＴドコモ社提供「Ｄｏｐａ」（商標）に対応する電波形式となっており、このデータ通信サービスを利用して液面データを液化ガス配送センターに送ることが出来る。
これにより、例えば、「Ｄｏｐａ」などのデータ通信サービスを利用する場合には、ＮＴＴドコモ社から販売されている「Ｄｏｐａ」用携帯端末を、監視端末本体２の送信部４に転用することも可能である。また、パケット通信方式に代わり音声方式でも同様のことができる。

監視端末において、液化ガス配送センターに送信するデータとしては、金属製液体貯槽内の液体の液面以外に、その圧力であってもよく、この場合には、液体貯槽外壁に取り付けられた圧力計からの信号を監視端末本体２に入力する。また、監視端末本体２内の充電式電池５の電圧値をデータとして送信するようにすることもでき、これにより充電式電池５またはフレキシブル型太陽電池７の動作状態を遠隔監視することができ、充電式電池５の交換時期を知ることができる。

また、本例にあっては、液面計１からの信号の監視端末本体２への取り込む間隔は、例えば１秒間隔で行われ、監視端末本体２からのデータの送信間隔は、例えば、１時間に１回などの定時発信とされるが、これ以外にデータが設定範囲を超えたときには、その都度臨時に発信するようにしてもよい。

本発明で用いられる監視端末の一例を示すブロック図である。本発明におけるフレキシブル型太陽電池の取付形態の一例を示す正面図である。本発明における監視端末本体の取付形態の例を示す斜視図である。

符号の説明

１・・・液面計、２・・・監視端末本体、４・・・送信部、５・・・充電式電池、７・・・フレキシブル型太陽電池、１１・・・金属製液体貯槽。

Claims

低温液体を貯える略円筒状の金属製液体貯槽と、この金属製液体貯槽内部の液体の情報を電気信号に変換し、外部に発信する監視端末を備えてなり、
上記金属製液体貯槽は、白色系に塗装されており、
監視端末が、上記電気信号を無線によって発信する送信部と、この送信部に電力を供給する充電式電池と、この充電式電池に充填するための電力を発生するフレキシブル型太陽電池を有し、
上記フレキシブル型太陽電池が、上記金属製液体貯槽の外壁の一部に当該外壁の湾曲面に完全に沿って直接貼設されることにより、当該金属製液体貯槽が当該フレキシブル型太陽電池の放熱板として機能するとともに、
上記フレキシブル型太陽電池が、上記金属製液体貯槽の上記外壁への貼設位置を変えることができるように貼設されていることを特徴とする液体貯槽装置。