JP5244954B2 - 高圧ガス供給方法 - Google Patents
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Description
これらの有機材料からなる部材はガス漏れを防止したり、ガス流量を調節するために設けられているものであるが、劣化によりその機能を十分に発揮することができなくなり、高圧ガスを安全かつ確実に充填容器へ供給することができなくなるトラブルを起こす虞がある。
(1)高圧ガスを充填容器に供給する供給設備において、前記高圧ガスが流通する高圧側ラインと前記充填容器に連なる低圧側ラインとを仕切る開閉弁を介して高圧ガスを低圧側ラインに供給するに際し、前記開閉弁を跨いで高圧側ラインと低圧側ラインとを連結するとともに流量調整手段及び/又は内圧調整手段が設けられたバイパスラインを介して低圧側ラインに高圧ガスを導入することにより前記低圧側ラインの内圧を予め昇圧し、その後、前記開閉弁を開放し高圧ガスを供給することを特徴とする高圧ガス供給方法であり、
を要旨とするものである。
したがって、本発明によれば、酸素又は酸素混合ガス等の高圧ガスを、安全性を確保してガス供給効率を高めかつ確実に充填容器に供給、充填することができる。
液化ガス貯槽1の液化ガスは圧縮機2で昇圧され、蒸発器3でガス化された高圧ガスは、供給ライン11、12に設けられた開閉弁等の各種の弁類10、20を介して充填容器4に供給され、所定のガス圧で充填される。
したがって、このような急激なガス温度の上昇に伴いガスケットや圧調整ダイヤフラムの有機材料の劣化や発火を抑制し、防止することが重要である。
図2に示す方法は、前記開閉弁を跨いで設けられたバイパスライン110によって高圧側ライン11と低圧側ライン12とを連結し、該バイパスラインを介して低圧側ライン内圧を、前記高圧ガスの流入に伴う断熱圧縮による急激なガス温度の上昇を抑制するに足る圧力に昇圧し、所要の圧力に昇圧したところで前記開閉弁10を開放して高圧ガスを低圧側ラインに供給するものである。
図2(1)は、バイパスラインの閉止弁100の下流側にオリフィス又流量調整器等の流量調整手段を設け、前記低圧側ライン内圧を昇圧する態様を示す部分説明図である。前記オリフィスは前記閉止弁の上流側に設けてもよい。
図2(1)では、バイパスライン110に設けられた、オリフィス201により高圧ガスの流量を調節して前記低圧側ライン内に高圧ガスを導入し、低圧側ライン内圧が所要の圧力に昇圧したところで、バイパスライン110の閉止弁100を閉止し、前記高圧側と低圧側とを仕切る開閉弁10を開放して高圧ガスが低圧側に供給される。このため閉止弁100を急激に開放しても緩やかに低圧側ライン内圧を昇圧することができる。
なお、前記流量調整手段としてオリフィスの代わりに例えばニードル弁のような市販の流量調整器を用いてガスの流量を調節して供給し低圧側ライン内圧を昇圧することができる。またオリフィスの開口径やニードル弁のニードル深さを適宜選択又は調節することにより低圧側ライン内の昇圧速度を調節可能にすることができる。
図2(1)においてはバイパスラインに設けられた前記流量調整手段を介して高圧ガスが供給されるので低圧側ライン内圧は緩やかに昇圧されるから、前記バイパスラインの閉止弁100の閉止及び前記開閉弁10の開放のタイミングを容易に図ることができる。
図2(2)では、バイパスライン110に設けられた圧力調整器202により低圧側ライン内の昇圧を行う。低圧側ライン内圧が所要の圧力に昇圧したところで、バイパスラインの閉止弁を閉止する。その後任意のタイミングで開閉弁10を開放することにより高圧ガスが低圧側に供給される。
また、充填容器への供給配管が複数に分岐されて配置されている場合に、複数に分岐された供給配管に設けられた開閉弁に、図2に示すと同様の構成からなるバイパスラインをそれぞれに設け充填容器へのガス圧力や、ガス流量を調整することも可能である。
上記の酸素又は酸素混合ガスを充填容器に充填するに際して、供給される高圧ガスに伴って生じる断熱圧縮による急激なガス温度の上昇を抑制するに足る低圧側ライン内圧がどの程度の圧力であれば高圧ガスが導入されても発火を抑制することが可能であるかについて検討を行った。図6に試験装置により低圧側内圧を0.1MPa、0.3MPa、0.6MPaとしたときの供給する高圧ガス圧力と発火頻度との関係を示す。上記の0.1MPaは大気圧における発火頻度を参考例として示したものである。
図6に示すグラフは、試験装置により高圧側と低圧側とを仕切る開閉弁を例えば0.3sec.の短時間で全開した場合、配管の末端部に備えた有機材料ガスケット(PCTFE;ポリクロロトリフルオロエチレン)の発火頻度を調べたものである。(なお、発火頻度は25回の試験を行い発火した際の割合で示した)
低圧側ライン内圧の上限は特に限定されないが、高圧に設定することは所望の圧力に昇圧させるのに長時間を要し好ましくなく実用的には、上限は通常2.0MPa程度とすることが好ましい。
また、上記の昇圧される低圧側ライン内圧が、供給される高圧ガス圧力に対して、断熱圧縮による急激はガス温度の上昇を抑制するのに十分な圧力でないような場合には、高圧ガスの供給速度を制御して緩やかに供給すれば発火を抑制することが可能である。
2 圧縮機
3、31 蒸発器
4 充填容器
5 加温器
10、20 開閉弁
11 高圧側ライン
12 低圧側ライン
110 バイパスライン
100 閉止弁
201 オリフィス
202 圧力調整器
203 内圧検知手段
Claims (7)
- 高圧ガスを充填容器に供給する供給設備において、前記高圧ガスが流通する高圧側ラインと前記充填容器に連なる低圧側ラインとを仕切る開閉弁を介して高圧ガスを低圧側ラインに供給するに際し、前記開閉弁を跨いで高圧側ラインと低圧側ラインとを連結するとともに流量調整手段及び/又は内圧調整手段が設けられたバイパスラインを介して低圧側ラインに高圧ガスを導入することにより前記低圧側ラインの内圧を予め昇圧し、その後、前記開閉弁を開放し高圧ガスを供給することを特徴とする高圧ガス供給方法。
- 前記流量調整手段及び/又は内圧調整手段が設けられたバイパスラインには、前記低圧側ラインの内圧が所要の圧力に昇圧したときに前記低圧側ラインに導入される高圧ガスの流入を遮断する閉止弁を備えていることを特徴とする請求項1に記載の高圧ガス供給方法。
- 前記流量調整手段は、前記閉止弁の上流側及び/又は下流側に設けられたオリフィスあるいは流量調整器であることを特徴とする請求項2に記載の高圧ガス供給方法。
- 前記内圧調整手段は、(イ)前記閉止弁の上流側及び/又は下流側に設けられた圧力調整器、あるいは(ロ)低圧側ライン内圧検知手段及び該検知手段と連動する閉止弁作動機構との組み合わせであることを特徴とする請求項2に記載の高圧ガス供給方法。
- 前記バイパスラインに、前記請求項3に記載の流量調整手段と、前記請求項4に記載の(イ)あるいは(ロ)の内圧調整手段とをともに備えていることを特徴とする請求項2に記載の高圧ガス供給方法。
- 前記低圧側ライン内圧が少なくとも0.3MPa以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高圧ガス供給方法。
- 前記高圧ガスが酸素又は酸素混合ガスであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高圧ガス供給方法。
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