JP4834499B2

JP4834499B2 - ガス供給装置

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Publication number: JP4834499B2
Application number: JP2006249352A
Authority: JP
Inventors: 治男新美; 安正岩田
Original assignee: ニイミ産業株式会社
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: JP2008069874A

Description

本発明は、ガス供給装置に関し、特に、混合ガス供給装置に関する。

プロパンガスや、ブタンガスなどの液化石油ガス(ＬＰガス)は、ボンベや、貯蔵タンクに液相にて充填され、外気温により気化されて、気相、すなわち、ガスの状態で所定の機器に送給されることになる。
しかし、ガス消費量が多くなり、貯蔵タンク表面で外気から熱交換できる熱量よりも気化熱が大きくなると、液温が低下し、ボンベ表面が凍結することがあり、更に、液温が沸点よりも低くなると気化不能に陥ってしまう。

そこで、ガス消費量が多い場合には、図１Ａに示されるようなガス供給装置を用いることが知られている。図１Ａにおいて参照番号１で全体的に示されるのは先に述べた貯蔵タンクであり、これには、ＬＰガスが液相にて充填される。貯蔵タンク１の下部には導管２の一方端が接続され、導管２の他方端は気化器３の下部に接続されている。この気化器３は、導管２を介して貯蔵タンク１から液相にて供給されたＬＰガスを気化させるための加温装置を備える。この加温装置は加温導管４を有し、加温導管４は、気化器３内から外部に延び、再び気化器３内に延びる環状導管によって構成され、加温導管４内には熱交換用媒体である水が収容されている。気化器３の外部に延びる加温導管４の部分には、加温導管４内に収容された熱交換用媒体を循環させるためのポンプ５と、加温導管４内に収容された熱交換用媒体を加熱させるためのヒーター手段６とが設けられている。また、気化器３の上部にはガス供給管７が接続されている。

この装置によれば、貯蔵タンク１から導管２を介して気化器３に必要量だけ供給された液化混合ガスは、ヒーター手段６によって加熱され、ポンプ５によって加温導管４内を圧送、循環される熱交換用媒体の熱によって、すぐに気化され、気化されたガスはガス供給管７を介して所定機器にガス供給される。

この装置を用いた場合でも、貯蔵タンク１から供給された液相と同体積の、気化ガスが貯蔵タンク１の上部空間に得られないと、貯蔵タンク１の圧力は低下する。この気化は貯蔵タンク表面からの熱交換分しか入熱がないので液温低下を招き、ブタンガスのように沸点が−０．５度Ｃと高い場合、液温が−０．５度Ｃ以下になってしまうと、気化器への液相の供給も出来なくなってしまう。

このため、図１Ａのような気化装置を用いた場合でも、冬季など外気温の低い場合には、ブタンにプロパンを混合し、貯蔵タンクの圧力を上げる必要がある。

その他の従来技術として図１Ｂのような気化装置を組み込んだ貯蔵タンクが知られている。図１Ｂでは、図１Ａの装置の構成要素と同じ構成要素には図１Ａにおけるのと同じ参照番号が付されている。この装置の場合、単一の組成のＬＰガスであれば、気化したガス組成は変化しないが、プロパンとブタンとの混合ガスの場合は、蒸気圧分圧の高いプロパンが富んだ組成のガスが得られ、徐々にブタン組成が大きくなるというガス組成変化が生ずる。

ブタンガスはガス体積あたりの発熱量が大きく、また、沸点が−０．５度Ｃと高いため、自然気化での用途が困難であり、一般的に気化器を用いられる工業用用途にて多く用いられ、また、流通の機構からプロパンガスより安価でもある。しかし、ブタンガスのみで気化ガスを使用すると、冬季に配管の周囲温度が低下すると気化器で気化したガスが、再度液化してしまい、円滑に消費できなくなることがある。そのため、図１Ｂのような装置では、ブタンガス単一で使用することは望ましくない。

図１Ａに示すような、気化器が別に設置された装置では、混合ガスは液相で供給され、直ちに気化されるため、液相（充填）時の比率とほぼ同じ組成のガスを安定供給することが出来る。

尚、気化器３の上部にはまた、ガス供給管７の上流に液流出防止機構８が設けられている。液流出防止機構８は、気化器３の頂壁部下面に取り付けられた多孔のリテイナー部材９と、このリテイナー部材９内に保持されたフロートボール部材１０とを有する。気化器３における液化ガスの気化が、消費量に追いつかず、気化器３内における液面が上昇(消費量オーバー)したとき、フロートボール部材１０は上昇する液面によってリテイナー部材９内を上方に移動されてガス供給管７の下端開口部を閉じるようになっている。

ところで、貯蔵タンク１が外気温により暖められ、液化ガスが気化すると貯蔵タンク１内の気圧は上昇し、高圧となるため、貯蔵タンク１はこのような高圧に耐えられる堅牢な外壁等を備えた耐圧構造のものでなければならない。同様の理由により、気化器３もまた堅牢な外壁を備えた耐圧構造のものでなければならないから、このような気化器３の採用はガス供給装置のコスト増を招いてしまうという問題がある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであって、より安価に、液相(充填)時の比率とほぼ同じ割合の組成の混合ガスを安定提供することができるガス供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のガス供給装置は、内部空間を備える貯蔵タンクと、該貯蔵タンクの内部空間を上下方向に延びる、前記貯蔵タンクの内部空間を貯蔵室と、該貯蔵室よりも体積の小さな気化室とに分けるための隔壁と、前記隔壁の下部に設けられた、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる流通口と、前記貯蔵室から前記流通口を通って前記気化室に流入した液体を気化させるための加温装置と、前記気化室の上部に設けられた、前記気化室内の気化したガスを外部に排出供給するための供給ノズルと、前記気化室内の前記液体が前記供給ノズルから流出するのを阻止するための液流出防止機構とを有する、ことを特徴とする。
本発明によれば、一つの貯蔵タンク内に貯蔵室と気化室とを設けたので、貯蔵タンクとは別個に、耐圧構造の気化器を設ける必要がない。

本発明では、前記液流出防止機構が、前記気化室の頂壁部下面に取り付けられた多孔のリテイナー部材と、該リテイナー部材内に保持されたフロートボール部材とを有し、該フロートボール部材は、前記気化室内の液面上昇により前記リテイナー部材内を上方に移動されて供給ノズルの下端開口部を閉じるようになっているのが好ましい。
この液流出防止機構により気化室の液体が供給ノズルを通過してしまうのを阻止することができる。

また、前記液流出防止機構が、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる均圧連通手段と、該均圧連通手段による前記貯蔵室と前記気化室との間の連通を阻止するための弁手段と、前記気化室内の液面が所定高さまで上昇したときに、前記弁手段を、前記均圧連通手段による前記貯蔵室と前記気化室との間の連通を妨げないように、駆動するための弁駆動手段とを有するのが好ましい。

この構造の液流出防止機構によれば、気化室内の圧力が低下し、液面が所定高さまで上昇すると、貯蔵室と気化室とが連通され、より圧力の高い貯蔵室のガスを相対的に圧力の低い気化室に流入させることができ、これにより、貯蔵室のガス圧力と気化室のガス圧力とが均圧化され、気化室の液面を貯蔵室の液面と同一レベルまで押し下げることができる。これにより、気化室の液が供給ノズルを通過してしまうのを回避することができると共に、貯蔵室から流入させたガスを供給ノズルから排出供給することができるので、ガス供給装置を停止させることなくガスを安定供給することができる。

本発明によれば、安価に、液相(充填)時の比率とほぼ同じ割合の組成の混合ガスを安定提供することができるガス供給装置を提供することができる。

以下、図２以下を参照して、本発明の実施形態について説明する。この実施形態は、本発明を、ブタン７０％、プロパン３０％の比率の混合ガス用のガス供給装置に適用したものである。

図２は、本発明による第１実施形態のガス供給装置２０を示す。
このガス供給装置２０は、高い内圧に耐えられるように外壁が形成された耐圧構造の貯蔵タンク２１を有し、貯蔵タンク２１の内部空間は、貯蔵タンク２１の頂壁と底壁との間に(好ましくは垂直に)延びる隔壁２２によって小室、すなわち、気化室２３と、大室、すなわち、貯蔵室２４とに分けられている。

隔壁２２の下部には流通口２５が設けられ、この流通口２５によって気化室２３と貯蔵室２４とが連通されている。流通口２５の寸法、形状、個数は特に限定されない。例えば、流通口２５は、隔壁２２の全幅に亘って延びていても良いし、一部にのみ延びていても良い。隔壁２２の幅の一部にのみ延びるように形成する場合には、その個数は１つでも良く、２つ以上であっても良い。また、上下方向に間隔を隔てて形成しても良い。或いはまた、隔壁２２の下縁部の全部又は一部を貯蔵タンク２１の底壁から間隔を隔てることによって流通口２５を構成しても良い。

貯蔵室２４には、弁付きの液化ガス充填用ノズル(図示せず)が設けられ、このノズルを介してタンクローリー車等から貯蔵室２４に液化ガスが充填されるようになっている。

気化室２３は、貯蔵室２４から流通口２５を通って流入した液化混合ガス(液相)を気化させるための加温装置３０を備える。この加温装置３０は、図１Ａで説明した従来の加温装置と同一の構造である。すなわち、加温装置３０は加温導管３４を有し、加温導管３４は、気化室２３内から外部に延び、再び気化室２３内に延びる環状導管によって構成され、加温導管３４内には熱交換用媒体である水が収容されている。気化室２３の外部に延びる加温導管３４の部分には、加温導管３４内に収容された熱交換用媒体を循環させるためのポンプ３５と、加温導管３４内に収容された熱交換用媒体を加熱させるためのヒーター手段３６とが設けられている。また、気化室２３の上部には開閉弁３７Ａを備える供給ノズル３７が設けられ、供給ノズル３７にはガス供給管(図示せず)が接続されるようになっている。

気化室２３の上部にはまた、供給ノズル３７の上流に液流出防止機構３８が設けられている。液流出防止機構３８は、気化室２３の頂壁部下面に取り付けられた多孔のリテイナー部材３９と、このリテイナー部材３９内に保持されたフロートボール部材４０とを有する。気化室２３における液化ガスの気化が、消費量に追いつかず、気化室２３内における液面が上昇(消費量オーバー)したとき、フロートボール部材４０は上昇する液面によってリテイナー部材３９内を上方に移動されて供給ノズル３７の下端(上流端)開口部を閉じるようになっている。

上記構成のガス供給装置２０の作動は次のとおりである。
すなわち、貯蔵室２４から流通口２５を介して気化室２３に流入した液化混合ガス(液相)は、ヒーター手段３６によって加熱され、ポンプ３５によって加温導管３４内を圧送、循環される熱交換用媒体の熱によって、すぐに気化され、気化されたガスは供給ノズル３７、ガス供給管(図示せず)を介して所定機器にガス供給される。従って、液相(充填)時の比率とほぼ同じ割合の組成のガスを安定提供することができる。

また、ガス供給装置２０は、高い内圧に耐えられるように外壁が形成された耐圧構造の貯蔵タンク２１内に、貯蔵室２４に加えて、気化室２３をも構成したので、図１Ａに示す従来装置におけるように、別個に耐圧構造の気化器３を設ける必要がなく、相対的に、安価に、液相(充填)時の比率とほぼ同じ割合の組成のガスを安定提供することができる。この点、隔壁２２は、高圧に耐えられる外壁貯蔵タンク２１の外壁ほど剛性である必要はなく、貯蔵室２４の内圧と気化室２３の内圧との差圧に耐えられれば十分である。

次に、図３は、本発明による第２実施形態のガス供給装置５０を示す。
ガス供給装置５０は、液流出防止機構の構造においてのみガス供給装置２０と異なるに過ぎない。従って、ガス供給装置２０におけるのと同一の構造、作動についての説明はここでは省略する。

ガス供給装置５０の液流出防止機構は、フロートボール部材５１と、遠位端がフロートボール部材５１に固定されたロッド５２とを有し、ロッド５２の近位端は、貯蔵タンク２１の上部において、隔壁２２に回動自在に取り付けられている。ロッド５２の近位端には、ロツド５２との間に鋭角αを構成するように延びる開閉プレート５３が固定されている。従って、ロッド５２が隔壁２２に対して回動されたときには、開閉プレート５３もまた、鋭角αを維持するように、ロッド５２の回動量と同量、回動されることになる。隔壁２２には、貯蔵室２４と気化室２３とを連通させる均圧連通孔５４が形成され、この均圧連通孔５４は、通常は開閉プレート５３によってシールされるように、寸法形状決めされている。

上記構成のガス供給装置５０の液流出防止機構では、気化室２３における液化ガスの気化が、消費量に追いつかず、気化室２３内における液面が上昇(消費量オーバー)したとき、フロートボール部材５１は上昇する液面によって上方に移動され、これにより、ロッド５２が上方に回動されると共に、開閉プレート５３もまた、ロッド５２との間の鋭角αを維持するように、ロッド５２の回動量と同量、上方に回動されることになり、開閉プレート５３によってシールされていた均圧連通孔５４が開放され、貯蔵室２４の気相と気化室２３の気相とが連通される。この結果、より圧力の高い貯蔵室２４のガスが均圧連通孔５４を通って相対的に圧力の低い気化室２３に流れ込み、ついには、貯蔵室２４のガス圧力と気化室２３のガス圧力とが均圧化され、ひいては、気化室２３の液面が、貯蔵室２４の液面と同一レベルになるまで、下方に押し下げられる。これにより、気化室２３の液が供給ノズル３７、ガス供給管(図示せず)を通過してしまうのを回避することができる。更に、貯蔵室２４から流入させたガスを供給ノズル３７、ガス供給管(図示せず)から排出供給することができるので、ガス供給装置５０の作動を停止させることなくガスを安定供給することができる。

図４は、本発明による第３実施形態のガス供給装置８０を示す。
ガス供給装置８０は、液流出防止機構の構造においてのみガス供給装置２０、５０と異なるに過ぎない。従って、ガス供給装置２０、５０におけるのと同一の構造、作動についての説明はここでは省略する。

ガス供給装置８０の液流出防止機構では、隔壁２２の上部に、貯蔵室２４と気化室２３とを連通させる均圧連通孔８４が形成されている。この均圧連通孔８４には均圧導管８１が接続され、均圧導管８１は、気化室２３内を延び、上向きに終端する。均圧導管８１の上向き終端部には多孔のリテイナー部材８２が取り付けられ、リテイナー部材８２内において、均圧導管８１の上向き終端部の開口にフロートボール部材８３が配置される(フロートボール部材８３が均圧導管８１の上向き終端部の開口をシールする)。リテイナー部材８２は、フロートボール部材８３がリテイナー部材８２内を上下動はできるけれども、横方向には実質的に移動できないように形作られている。

このガス供給装置８０の液流出防止機構では、気化室２３における液化ガスの気化が、消費量に追いつかず、気化室２３内における液面が上昇(消費量オーバー)したとき、フロートボール部材８３は上昇する液面によって上方に移動され、均圧導管８１の上向き終端部のシールを解き、これにより、貯蔵室２４の気相と気化室２３の気相とが、均圧連通孔８４、均圧導管８１を介して、連通される。この結果、より圧力の高い貯蔵室２４のガスが均圧連通孔８４を通って相対的に圧力の低い気化室２３に流れ込み、ついには、貯蔵室２４のガス圧力と気化室２３のガス圧力とが均圧化され、ひいては、気化室２３の液面が、貯蔵室２４の液面と同一レベルになるまで、下方に押し下げられる。これにより、気化室２３の液が供給ノズル３７、ガス供給管(図示せず)を通過してしまうのを回避することができる。更に、貯蔵室２４から流入させたガスを供給ノズル３７、ガス供給管(図示せず)から排出供給することができるので、ガス供給装置８０の作動を停止させることなくガスを安定供給することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく以下のような種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態ではいずれも、隔壁２２の下部に設けられた流通口２５は常時開放されている構成であったけれども、流通口２５を選択的に開閉するための弁手段を設け、所望時に所望量の液化ガスを液相にて貯蔵室２４から気化室２３に供給することができる。

従来のガス供給装置を示す概略図である。従来のガス供給装置を示す概略図である。本発明の第１実施形態によるガス供給装置を示す概略図である。本発明の第２実施形態によるガス供給装置を示す概略図である。本発明の第３実施形態によるガス供給装置を示す概略図である。

符号の説明

２０、５０、８０ガス供給装置
２１貯蔵タンク
２２隔壁
２５流通口
３０加温装置
３７供給ノズル
３８液流出防止機構

Claims

ガス供給装置であって、
内部空間を備える貯蔵タンクと、
該貯蔵タンクの内部空間を上下方向に延びる、前記貯蔵タンクの内部空間を貯蔵室と、該貯蔵室よりも体積の小さな気化室とに分けるための隔壁と、
前記隔壁の下部に設けられた、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる流通口と、
前記貯蔵室から前記流通口を通って前記気化室に流入した液体を気化させるための加温装置と、
前記気化室の上部に設けられた、前記気化室内の気化したガスを外部に排出供給するための供給ノズルと、
前記気化室内の前記液体が前記供給ノズルから流出するのを阻止するための液流出防止機構と、を有し、
前記液流出防止機構が、
前記隔壁に形成された、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる均圧連通孔と、
前記均圧連通孔をシールするように前記隔壁に回動自在に取り付けられた開閉プレートと、
前記気化室内の液面が所定高さまで上昇したときに、前記開閉プレートを、前記均圧連通孔による前記貯蔵室と前記気化室との間の連通を妨げないように、駆動するための弁駆動手段と、を有し、
前記弁駆動手段が、前記開閉プレートとの間に鋭角を構成するように前記開閉プレートに取り付けられたロッドと、該ロッドに取り付けられたフロートボール部材とを有する、
ガス供給装置。
前記フロートボール部材は、前記開閉プレートが前記均圧連通孔をシールしているときに前記均圧連通孔よりも下方に位置する、請求項１記載のガス供給装置。
ガス供給装置であって、
内部空間を備える貯蔵タンクと、
該貯蔵タンクの内部空間を上下方向に延びる、前記貯蔵タンクの内部空間を貯蔵室と、該貯蔵室よりも体積の小さな気化室とに分けるための隔壁と、
前記隔壁の下部に設けられた、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる流通口と、
前記貯蔵室から前記流通口を通って前記気化室に流入した液体を気化させるための加温装置と、
前記気化室の上部に設けられた、前記気化室内の気化したガスを外部に排出供給するための供給ノズルと、
前記気化室内の前記液体が前記供給ノズルから流出するのを阻止するための液流出防止機構と、を有し、
前記液流出防止機構が、
前記隔壁に形成された、前記貯蔵室と前記気化室とを連通させる均圧連通孔と、
該均圧連通孔に接続され、前記気化室内を延び、上向きに終端する均圧導管と、
前記均圧導管の前記上向き終端部に取り付けられた多孔のリテイナー部材と、
該リテイナー部材内において、前記均圧導管の前記上向き終端部の開口に配置され、前記均圧連通孔及び前記均圧導管による前記貯蔵室と前記気化室との間の連通を阻止するフロートボール部材と、を有し、
前記リテイナー部材は、前記フロートボール部材が前記リテイナー部材内を上下動はできるけれども、横方向には実質的に移動できないように形作られ、
前記フロートボール部材は、前記気化室内の液面が所定高さまで上昇したときに、前記均圧導管の上向き終端部の開口から前記リテイナー部材内を上方に移動し、前記均圧連通孔及び前記均圧導管による前記貯蔵室と前記気化室との間の連通を妨げない、ガス供給装置。