JP6133648B2

JP6133648B2 - 液化ガス供給システム

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Publication number: JP6133648B2
Application number: JP2013062618A
Authority: JP
Inventors: 晃夫粕谷; 宏之雨森
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Measurement Ltd
Current assignee: Tokico System Solutions Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: JP2014077538A

Description

本発明は液化ガス供給システムに関する。

例えば、自動車用燃料として使用される液化ガスには、ブタン・プロパンなどを主成分とするＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍｇａｓ）、酸素含有率が高く黒煙が出ないディーゼル燃料として使用されるＤＭＥ（ジメチルエーテル）などがある。そして、自動車の燃料タンクの燃料供給口（レセプタクル）に接続カップリングを接続し、接続カップリングを介して液化ガスを燃料タンクに供給する液化ガス供給システムが開発されつつある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記燃料タンクには、タンク内の液位が所定高さ位置に達したとき（満タンとなったとき）液化ガスの燃料タンク内への供給を強制的に停止させるための過供給防止弁が設けられている。この過供給防止弁は、タンク内の液位が所定高さ位置に達したときに閉弁するように構成されているので、過供給防止弁が閉弁動作すると燃料タンク内への液化ガスの供給が停止する。

特開２０１１−１５８０６１号公報

従来の液化ガス供給システムにおいては、燃料タンクの過供給防止弁が閉弁した際の水撃作用（所謂ウォーターハンマー現象）の大きさを考慮し、燃料タンクへの液化ガスの流量が所定流量以下となるように調整している。

ここで、一つの燃料供給口より複数の燃料タンクへ液化ガスを供給する場合、各燃料タンクが満タンになるまでの所要時間をより短縮するために、接続カップリングから燃料供給口に供給する流量を大きくする事が考えられる。

ところが、各燃料タンクに接続された一の燃料供給口に至る配管の抵抗の差違、及び各燃料タンクの残量（液位）の差違によって、各燃料タンクの過供給防止弁の閉弁タイミングにずれが生じた場合、複数の燃料タンクのうち一つの燃料タンクが満タン（液位が所定高さに達した状態）になると、当該燃料タンクの過供給防止弁が閉弁する分、他の燃料タンクへ供給される流量が増大することになる。そのため、残りの燃料タンクにおいては、過供給防止弁が閉弁した際に生じる水撃作用（所謂ウォーターハンマー現象）が大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した液化ガス供給システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、
一端が前記液化ガス貯槽の液相領域に接続され、他端が複数の被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、
前記液化ガス供給経路の途中に設けられ、前記液化ガス貯槽内の液化ガスを前記被供給容器へ圧送する加圧手段と、
前記液化ガス供給経路に設けられ、前記液化ガス貯槽から前記複数の被供給容器に供給される液化ガスの物理量を計測する物理量計測器と、
前記液化ガス貯槽の気相領域と前記被供給容器の気相領域とを連通する均圧用経路と、
前記均圧用経路に設けられ、前記被供給容器への液化ガスの供給の際に開弁される均圧弁と、
前記複数の被供給容器のそれぞれに設けられ、前記複数の被供給容器のそれぞれの液面が所定高さ位置に達した場合に閉弁する複数の過供給防止弁と、
前記物理量計測器により計測される計測値に基づいて前記液化ガス供給経路を介して前記複数の被供給容器に供給される液化ガスの供給量を制御する供給量制御手段と、
を備えた液化ガス供給システムであって、
前記供給量制御手段は、
前記液化ガス供給経路を用いて前記被供給容器に液化ガスを供給している際に、前記物理量計測器により計測される計測値の変化により、前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定された場合、前記液化ガス供給経路より前記被供給容器に供給されている液化ガスの流量を、当該流量よりも低い設定流量以下に低下させる流量低下手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の被供給容器に液化ガスを供給している際に、物理量計測器により計測される計測値が変化したと判定された場合、液化ガス供給経路より被供給容器に供給されている液化ガスの流量を、当該流量よりも低い設定流量以下に低下させるため、他の被供給容器における過供給防止弁の閉弁に伴う水撃作用を抑制することが可能になる。

本発明による液化ガス供給システムの実施形態１を示す系統図である。車両に搭載された各燃料タンクの配管系統を示す系統図である。各燃料タンクに供給される液化ガスの流量変化を示すグラフである。制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。各燃料タンクに供給される液化ガスの圧力変化を示すグラフである。実施形態２の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

〔実施形態１〕
図１は本発明による液化ガス供給システムの一実施の形態を示す系統図である。図１に示されるように、液化ガス供給システム１０Ａは、供給ラインと均圧ラインとを併用する構成であり、液化ガス貯槽２０と、液化ガス供給経路４０と、均圧用経路５０とを有する。液化ガス貯槽２０は、液化ガス供給源であり、液化ガスを貯蔵する大型タンクである。なお、本実施の形態においては、充填用ポンプ１２０（加圧手段）からの供給圧力により、後述の車両（自動車）Ｋに搭載された燃料タンクユニット３０に液化ガスを供給するように構成している。なお、本実施の形態においては加圧手段として充填用ポンプ１２０を例にあげて説明しているが、加圧手段は充填用ポンプ１２０に限られるものではなく、車両（自動車）Ｋに搭載された燃料タンクユニット３０に液化ガスを供給可能とするために液化ガスを圧送しうる装置を充填用ポンプ１２０に代えて加圧手段として用いても良いのはもちろんである。

液化ガス供給経路４０は、液化ガス貯槽２０の液相領域に接続された供給元配管１１０を有する。供給元配管１１０には、液化ガス貯槽２０に貯蔵された液化ガスを下流側に圧送する充填用ポンプ１２０が設けられている。また、液化ガス供給経路４０は、下流側端部に液化ガスを供給される燃料タンクユニット３０の接続口（レセプタクル）３２Ａに接続される供給・均圧接続カップリング３４Ａを有する。供給・均圧接続カップリング３４Ａは、ディスペンサ６０から引き出された供給ホース４２の先端（他端）に設けられている。供給・均圧接続カップリング３４Ａ及び供給ホース４２は、液化ガス供給経路４０と共に供給ラインを形成する。

また、液化ガス供給経路４０は、ディスペンサ６０を介して車両（自動車）Ｋに搭載された燃料タンクユニット３０に接続されている。燃料タンクユニット３０は、複数の燃料タンクが並列に設けられており、本実施形態では、２基の燃料タンク３０Ａ、３０Ｂを有する。上記液化ガス供給システム１０Ａでは、供給・均圧接続カップリング３４Ａが燃料タンクユニット３０の接続口３２Ａに接続されると、充填用ポンプ１２０により液化ガスが液化ガス供給経路４０を介して各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに圧送される。

ここで、均圧ラインについて説明する。均圧ラインは、液化ガス貯槽２０の気相領域と各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの気相領域とを均圧化するための経路であり、均圧用経路５０と、均圧ホース５２と、供給・均圧接続カップリング３４Ａと、ベーパー還流配管５３と、ベーパー用チャンバー５４とにより形成される。ベーパー還流配管５３は、液化ガス貯槽２０の気相領域に接続される。また、ベーパー用チャンバー５４は、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの気相領域から回収されたベーパーが導入されると共に、セパレータ６２で分離されたベーパーも手動式開閉弁６７の開弁により導入される。

均圧用経路５０には、均圧弁Ｖ３が設けられており、均圧弁Ｖ３は、液化ガスの供給開始と共に開弁され、液化ガスの供給終了と共に閉弁される。

車両Ｋは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの気相領域（液相領域より上層部分）に連通された均圧配管５５を有する。また、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂは、均圧配管５５の上流側端部が接続される過流量防止弁５６Ａ、５６Ｂを有する。この過流量防止弁５６Ａ、５６Ｂは、通常、均圧配管５５と各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂを連通するように開弁されている。また、過流量防止弁５６Ａ、５６Ｂは安全対策として、均圧配管５５が破断した際に生じる液化ガス蒸気の噴出漏洩に対し閉弁動作するように構成されている。

均圧配管５５は、燃料タンクユニット３０の接続口３２Ａに接続された供給・均圧接続カップリング３４Ａを介して均圧ホース５２及び均圧用経路５０に連通される。従って、均圧弁Ｖ３が開弁されると、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの気相領域の圧力と液化ガス貯槽２０の気相領域との圧力差により、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂのベーパーが均圧ラインを介して液化ガス貯槽２０の気相領域に回収されて均圧化される。

また、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂには、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂが設けられている。この過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂは、配管３３を介して接続口３２Ａに接続されており、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの液面が満タンとなる所定高さ位置（過供給防止位置）に達した場合に閉弁することにより、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂのうち閉弁した過供給防止弁側の各燃料タンクへの液化ガスの供給が停止する。尚、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂにおける過供給防止位置（満タン位置）は、後述する理由により所定容量の気相領域を残す液面高さ位置を意味する。

ここで、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れかが閉弁動作して各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れか一方への液化ガスの供給が停止する（即ち、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れか一方が満タンとなった）と、液化ガス供給経路４０を介して燃料タンクユニット３０に供給される液化ガスの流量が低下することになる。

よって、本実施形態においては、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂへ液化ガスを供給している間に、燃料タンクユニット３０に供給される液化ガスの流量（物理量）を計測するための流量計６４による流量計測値から、この液化ガスの流量Ｑが所定流量Ｑ１以下に低下した（或いは流量低下率△Ｑが所定流量低下率△Ｑ１よりも大きくなった）ことを検出することにより、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れかへの液化ガスの供給が停止した（各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れかが満タンとなった）と判定している。

ディスペンサ６０の筐体内部の液化ガス供給経路４０上には、入口弁６１と、セパレータ６２と、逆流防止弁６３と、流量計（物理量計測器）６４と、流量制御器６５Ａと、圧力計（物理量計測器）６６とが設けられている。この圧力計６６は、一端が液化ガス供給経路４０に接続された圧力検出管４６の他端側に接続され、液化ガス供給経路４０を介して各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂへ供給される液化ガスの圧力（供給圧力）と、ベーパー用チャンバー５４内の圧力（均圧配管５５内の液化ガスの圧力）とのそれぞれを計測するものである。

なお、圧力検出管４６には手動式開閉弁４７が設けられているが、この手動式開閉弁４７は圧力計６６のメンテナンスなどディスペンサ６０の点検を行う際などに必要に応じて閉弁可能とするものであり、ディスペンサ６０を用いての液化ガスの燃料タンクユニット３０への供給時などの通常時は開弁状態とするものである。また、ディスペンサ６０の筐体内部には、液化ガスの供給流量を演算すると共に、各電磁弁を開閉制御する制御装置９０Ａが設けられている。さらに、ディスペンサ６０には、供給開始スイッチ９２と、供給停止スイッチ９４と、流量表示器９５とが設けられている。

入口弁６１は、手動式の開閉弁である。セパレータ６２は、液化ガス供給経路４０により供給される液化ガスから気泡を分離する気液分離装置である。セパレータ６２で液化ガスから分離したベーパー（液化ガスの蒸気）は、手動式開閉弁６７の開弁操作により、還流配管６８を通して液化ガス貯槽２０の気相領域に還流される。逆流防止弁６３は、液化ガスが燃料タンク３０から液化ガス貯槽２０への逆流を阻止する弁である。

流量計６４は、容積式流量計からなり、液化ガス供給経路４０により供給される液化ガスの流量を計測し、計測した容積流量に応じた流量計測値を出力する。従って、制御装置９０Ａにおいて、流量計６４から出力された単位時間当たりの流量計測値（瞬時流量）を積算することにより、燃料タンク３０に供給された液化ガスの供給流量を演算する。

流量制御器６５Ａは、液化ガス供給経路４０に配された第１の開閉弁Ｖ１（大流量弁）と、第１の開閉弁Ｖ１の上流側と下流側とをバイパスするバイパス経路４４に配された第２の開閉弁Ｖ２（小流量弁）と、均圧弁Ｖ３とを有する。第１の開閉弁Ｖ１及び第２の開閉弁Ｖ２及び均圧弁Ｖ３は、夫々電磁弁からなり、制御装置９０Ａからの開弁信号が入力されると、閉弁から開弁に切り替わる。

また、第１の開閉弁Ｖ１と第２の開閉弁Ｖ２は、液化ガス供給経路４０に並列接続されており、制御装置９０Ａからの開弁信号により同時に開弁するように制御される。尚、第１の開閉弁Ｖ１と第２の開閉弁Ｖ２のそれぞれの口径は、これら開閉弁Ｖ１とＶ２とが開弁することにより液化ガス供給経路４０における構成機器の正常な機能を確保すると共に短時間で液化ガス充填が行なえるような、最大供給流量に対応する流路内径（口径）に設定されている。また、第２の開閉弁Ｖ２及びバイパス経路４４は、流路内径（口径）が第１の開閉弁Ｖ１及び液化ガス供給経路４０よりも小径に設定されており、第２の開閉弁Ｖ２が開弁し第１の開閉弁Ｖ１が閉弁している状態においては供給可能な流量Ｑ３が第１の開閉弁Ｖ１及び液化ガス供給経路４０の供給流量Ｑ１よりも少量で、過供給防止装置が急閉止しても水撃現象による衝撃圧力が配管系等の機器に損傷を与えるような圧力とならない流量となる。

尚、流量制御器６５Ａは、第１の開閉弁Ｖ１と、均圧弁Ｖ３との組み合わせでも良いし、可変絞りなどからなる流量調整弁と均圧弁Ｖ３との組み合わせでも良い。また、均圧弁Ｖ３は、開閉弁でも良いし、可変絞りを有する流量調整弁でも良い。また、本実施形態では、第２の開閉弁Ｖ２及びバイパス経路４４は、流路内径（口径）が第１の開閉弁Ｖ１及び液化ガス供給経路４０よりも小径に設定された場合を一例として挙げたが、これに限らず、第１の開閉弁Ｖ１と第２の開閉弁Ｖ２とが同じ口径で、液化ガス供給経路４０とバイパス経路４４とが同径とした構成とし、開閉弁Ｖ１、Ｖ２の両方を開弁させて大流量の液化ガスを供給し、開閉弁Ｖ１、Ｖ２の何れか一方の弁を開弁させる（他方の弁を閉弁させる）ことにより上記大流量Ｑ１よりも低い流量（小流量Ｑ３）で液化ガスを供給するようにしても良い。

セパレータ６２の底部には、ドレン配管４９が設けられており、ドレン配管４９の他端はディスペンサ６０の筐体外の回収タンク（図示せず）などに接続されている。更にドレン配管４９の途中には手動式開閉弁４８が設けられている。さらに、セパレータ６２の上部に設けられた手動式開閉弁６７の開弁により、セパレータ６２で分離されたベーパーが還流配管６８を通して液化ガス貯槽２０の気相領域に還流される。

制御装置９０Ａは、流量計６４の流量計測値及び圧力計６６の圧力計測値（燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される液化ガスの圧力（供給圧力））を読み込むと共に、記憶部１００に格納された各制御プログラムに基づく演算処理を行なう。また、記憶部１００は、流量計６４、又は圧力計６６（物理量計測器）により計測される計測値に基づいて液化ガス供給経路４０を介して複数の燃料タンク３０に供給される液化ガスの供給量を制御する供給量制御手段１０２Ａ（制御プログラムＡ）が格納されている。さらい、記憶部１００は、液化ガス供給経路４０を用いて燃料タンク３０に液化ガスを供給している際に、流量計６４、又は圧力計６６により計測される計測値が変化したか否かを判定する判定手段（制御プログラムＢ）と、判定手段により計測値が変化したと判定された場合、液化ガス供給経路４０より燃料タンク３０に供給されている液化ガスの流量を、当該流量よりも低い設定流量以下に低下させる流量低下手段（制御プログラムＣ）とが格納されている。

従って、制御装置９０Ａは、車両Ｋの各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁した場合、残りの燃料タンクに供給される流量を第１の所定流量Ｑ１よりも低い第２の所定流量Ｑ２未満に低下させて過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの他方が閉弁する際の水撃作用を抑制する。

〔車両Ｋに搭載された燃料タンクの構成〕
図２は車両Ｋに搭載された各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの配管系統を示す系統図である。図２に示されるように、車両Ｋに搭載された各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ同じ容積を有する容器からなり、均圧配管５５、過流量防止弁５６Ａ、５６Ｂを有する。また、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂは、内部に気相領域がなくなるまで液化ガスを充填した状態で温度上昇により内部の圧力が上昇するとタンクが破損するおそれがあるため、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの全容積の１０％以上の割合に相当する空間を気相領域として残すようにした状態を満タンとしている。すなわち、液化ガス充填システム１０Ａでは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを満タンになるまで充填を行う場合でも、燃料タンク内の気相領域が１０％以上となるように液化ガスの総充填量を制限している。

過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内部に設けられたフロート３１Ａ１、３１Ｂ１の高さ位置で液位（液化ガスの充填量）を検出する構成であり、液化ガス供給による液位上昇によりフロート３１Ａ１、３１Ｂ１の高さ位置が所定位置（タンク内に所定の気相領域が残る位置）に達すると、弁部３１Ａ２、３１Ｂ２が閉弁する。このように、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの所定の液位で閉弁するように設定されている。

しかしながら、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに同じ圧力で液化ガスを供給しても各配管経路の形状による配管抵抗が異なる場合には、配管抵抗の小さい方の流量が大きくなり、配管抵抗の大きい方の流量が小さくなる。そのため、複数の燃料タンクを有する車両Ｋでは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される流量が異なる。また、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂは、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに接続される配管３３の抵抗の差違や各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内の液化ガスの残量の差違により閉弁するときのタイミングがずれる。

そして、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの弁部３１Ａ２、３１Ｂ２の何れか一方の弁部が閉弁すると、他の閉弁していない弁部を有する他の燃料タンクに液化ガス供給経路４０を介して供給される液化ガスが全て（大流量Ｑ１に近い流量で）供給されることになり、当該他の燃料タンクの弁部が閉弁する際には、この大流量となった分、配管系統においてより大きな水撃現象（ウォーターハンマ現象）が発生する。

図３は各燃料タンクに供給される液化ガスの流量変化を示すグラフである。図３に示されるように、供給開始時（Ｔ０）は、第１の開閉弁Ｖ１及び第２の開閉弁Ｖ２及び均圧弁Ｖ３が開弁し、時間Ｔ１で液化ガス供給経路４０を通して各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される液化ガスの流量は、流量計６４により計測され、その流量計測値ＱがＱ＝Ｑ１（第１所定流量）となる。供給開始後の時間Ｔ２になると、燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂのうち、液位上昇によって満タン状態となった側の燃料タンクに設けられた過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れかが閉弁する。そのため、時間Ｔ２では、流量計６４により計測された流量計測値Ｑが第１の設定流量Ｑ１より所定流量△ｑ減少した第２の設定流量Ｑ２（Ｑ２＝Ｑ１−△ｑ）となる。尚、上記△ｑは、過供給防止弁の１個が閉止したことによる、配管系等の圧力損失増大によるものである。

また、流量計測値Ｑが第１設定流量Ｑ１より所定流量△ｑ減少した第２の設定流量Ｑ２に低下した後、時間Ｔ３になると、大流量用の第１の開閉弁Ｖ１を閉弁し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２の開弁を維持する。これにより、流量計６４により計測された流量計測値Ｑが第２の設定流量Ｑ３に減少する。その後、時間Ｔ４で過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの他方が閉弁して流量計測値Ｑがゼロになる。

このように、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを供給しているときに、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内の液位上昇に伴って過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁すると、第１の開閉弁Ｖ１が閉弁して小流量用の第２の開閉弁Ｖ２のみによる液化ガスの供給になるため、残る最後の燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂへ供給される液化ガスの流量が第３の設定流量Ｑ３に減少している。よって、残った最後の燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂの過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂが閉弁する際は、供給される流量が第３の設定流量Ｑ３に減少しているので、水撃作用（ウォーターハンマー現象）の発生が抑制される。

〔制御処理９０Ａの供給流量制御処理〕
図４は制御装置９０Ａが実行する制御処理を示すフローチャートである。図４に示されるように、制御装置９０Ａは、Ｓ２１で供給・均圧接続カップリング３４Ａが燃料タンクユニット３０の接続口３２Ａに接続された後、供給開始スイッチ９２がオンに操作されると（ＹＥＳの場合）、Ｓ２２に進み、液化ガスの供給を受ける当該車両Ｋに複数の燃料タンクが搭載されているか否かを判定する。Ｓ２２では、例えば当該車両Ｋ毎に発行される車両カード、又は当該車両Ｋの運転者自身が入力操作したデータ（燃料タンク数）によって当該車両Ｋに複数の燃料タンクが搭載されているか否かを判定しており、入力された燃料タンク数が１の場合（ＮＯの場合）、Ｓ２３に進む。尚、Ｓ２２においては、当該車両Ｋが複数の燃料タンクが搭載されている場合でも、単一の燃料タンクのみが搭載されている場合でも、どちらでも液化ガスを供給できるようにするため、燃料タンクの搭載数を確認している。しかしながら、上記Ｓ２２の制御処理は、本発明の必須条件ではないので、無くても良い。

Ｓ２３では、当該車両Ｋの燃料タンク数が１であるので、均圧弁Ｖ３を開弁すると共に、第２の開閉弁Ｖ２（小流量弁）を開弁させる。このように、液化ガスを一つの燃料タンク３０に供給する場合でも、均圧弁Ｖ３を開弁することにより当該燃料タンク３０のベーパーを均圧ラインを介して液化ガス貯槽２０の気相領域に回収されて両タンクの気相領域が均圧化されるため、一つの燃料タンク３０に液化ガスを均一な流量で効率良く供給することが可能になる。

次のＳ２４では、流量計６４に計測された流量計測値がゼロを超えるか否かを判定しており、流量計測値がゼロを超える場合（ＹＥＳの場合）は燃料タンク３０への液化ガスの供給が続いているものと判断する。また、Ｓ２４において、流量計６４に計測された流量計測値がゼロになった場合（ＮＯの場合）、燃料タンク３０の過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂが満タン検知により閉弁したものと判定してＳ２５に進む。Ｓ２５では、均圧弁Ｖ３を閉弁すると共に、第２の開閉弁Ｖ２を閉弁させて液化ガスの供給を終了する。

また、上記Ｓ２２において、入力された燃料タンク数が複数（２以上）の場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２６に進む。Ｓ２６では、均圧弁Ｖ３を開弁すると共に、第１の開閉弁Ｖ１及び第２の開閉弁Ｖ２を開弁させる。このように、液化ガスを各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給する際は、液化ガスを充填用ポンプ１２０により加圧すると共に、均圧弁Ｖ３を開弁することにより各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂのベーパーを均圧ラインを介して液化ガス貯槽２０の気相領域に回収されて供給側タンクと被供給側タンクとが均圧化されるため、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを大流量で効率良く供給することが可能になる。

続いて、Ｓ２７に進み、流量計６４に計測された流量計測値がゼロを超えるか否かを判定（第１の判定条件）しており、流量計測値がゼロの場合（ＮＯの場合）は燃料タンク３０が満タン状態であり、液化ガスの供給が停止しているものと判断してＳ２８に進む。Ｓ２８では、均圧弁Ｖ３を閉弁すると共に、第１の開閉弁Ｖ１及び第２の開閉弁Ｖ２を閉弁させて液化ガスの供給を終了する。

また、Ｓ２７において、流量計測値がゼロを超える場合（ＹＥＳの場合）は燃料タンク３０への液化ガスの供給が続いているものと判断してＳ２９に進む。Ｓ２９では、流量低下率△Ｑが所定低下率△Ｑ１以上か否かを判定する（流量低下率判定手段：第２の判定条件）。すなわち、Ｓ２９では、流量低下率△Ｑの値の変化した割合に基づいて流量計６４の流量計測値Ｑが所定流量以下に低下したか否かを判定する。これにより、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れかが満タン状態となり過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁状態となったことを検出できる。すなわち、Ｓ２９（流量低下率判定手段）では、流量低下率△Ｑが所定低下率△Ｑ１以上と判定した場合、複数の被供給容器の何れか一方の被供給容器への液化ガスの供給が停止したと判定する。
尚、本実施の形態では、上記第１の判定条件であるＳ２７の流量低下判定処理と第２の判定条件であるＳ２９の流量低下率判定処理が続いて実行される場合を一例として説明しているが、本発明は第２の判定条件が検出された場合に均圧弁Ｖ３を閉弁すると共に、大流量用の第１の開閉弁Ｖ１を閉弁し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２が開弁した状態を維持すれば良いので、上記Ｓ２７の流量低下検知処理を省略しても良い。

また、Ｓ２９において、流量低下率△Ｑが所定低下率未満の場合（ＮＯの場合）、流量計６４の流量計測値Ｑが所定流量（流量Ｑ２）以下に低下していないため、上記Ｓ２７の処理に戻り、Ｓ２７〜Ｓ２９の処理（液化ガスの供給処理）を繰り返す（図３の時間Ｔ１〜Ｔ２参照）。

また、Ｓ２９において、流量低下率△Ｑが所定低下率△Ｑ１以上の場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ３０に進み、大流量用の第１の開閉弁Ｖ１を閉弁し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２の開弁状態を維持する。これにより、流量計６４により計測された流量計測値Ｑが第３の設定流量Ｑ３に減少する（図３の時間Ｔ３参照）。

尚、Ｓ３０では、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁させると共に、均圧弁Ｖ３を閉弁させても良い。このようにすれば、均圧弁Ｖ３が閉弁されると均圧ラインを流れるベーパーの流量が絞られる。そのため、液化ガスが充填用ポンプ１２０からの供給圧力で燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給されると共に、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内の気相領域の圧力が上昇して充填用ポンプ１２０からの供給圧力と燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂの圧力との圧力差が小さくなる。この圧力差が小さい状態において、均圧弁Ｖ３を閉弁することで、結果的に燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給される流量が絞られる。よって、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁すると共に、均圧弁Ｖ３の弁開度を絞るようにして液化ガスの供給流量を低下させて水撃作用の発生を抑制することが可能になる。

次のＳ３１では、流量計６４により計測された流量計測値Ｑがゼロを超えるか否かを判定する。Ｓ３１において、流量計６４により計測された流量計測値Ｑがゼロを超える場合（ＹＥＳの場合）は、燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂへのガス供給が継続しているので、待機状態となる。また、Ｓ３１において、流量計６４により計測された流量計測値Ｑがゼロの場合（ＮＯの場合）は、残りの燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂが満タンとなり、残りの最後の過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂが閉弁（図３の時間Ｔ４参照）したものと判定し、Ｓ３２に進む。Ｓ３２では、第２の開閉弁Ｖ２を閉弁させ、液化ガスの供給を終了する。尚、上記Ｓ３０において、均圧弁Ｖ３を開弁させたままにした場合、Ｓ３２において、均圧弁Ｖ３を閉弁させる。

このように、液化ガスを各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給する際は、第１の開閉弁Ｖ１、第２の開閉弁Ｖ１、均圧弁Ｖ３を開弁することにより、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを大流量で効率良く供給することが可能になるので、供給開始から供給終了までに要する所要時間を短縮することが可能になる。また、大流量Ｑ１で液化ガスの供給を行っているときに、流量計６４により計測された流量計測値Ｑが所定流量△ｑ減少して第２の設定流量Ｑ２に低下した場合には、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁したものと判定し、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁して小流量用の第２の開閉弁Ｖ２のみによる液化ガスの供給に切り替える。これにより、残る最後の燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂへ供給される液化ガスの流量計測値Ｑが第３の設定流量Ｑ３（小流量）に減少する。そのため、残りの過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂが閉弁する際は、水撃作用（ウォーターハンマー現象）を抑制でき、配管系統の損傷を防止できる。

〔実施形態２〕
実施形態２の液化ガス供給システムは、図１と同じ構成であるので説明を省略する。尚、液化ガス供給経路４０を介して各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される液化ガスの圧力計測値（物理量）は、圧力計６６によって計測される。また、圧力計６６により計測された当該圧力計測値は、制御装置９０Ａに出力される。制御装置９０Ａは、メモリ１００に格納された制御プログラムを読み込んで各機器を制御しており、メモリ１００には、圧力計測値Ｐの変化率△Ｐが所定変化率△Ｐ１以上になったと判定された場合、燃料タンクに供給される液化ガスの流量を、第１の設定流量Ｑ１より所定流量△ｑ減少した第２の設定流量Ｑ２よりも低い第３の設定流量Ｑ３以下に低下させる制御プログラム（供給量制御手段）が格納されている。

図５は各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される液化ガスの圧力変化を示すグラフである。図５に示されるように、供給開始時（Ｔ０）の各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される液化ガスの圧力Ｐ０は、充填用ポンプ１２０からの供給圧力である。供給開始時（Ｔ０）に第１の開閉弁Ｖ１及び第２の開閉弁Ｖ２が開弁されると共に、均圧弁Ｖ３が開弁されて充填用ポンプ１２０により加圧された液化ガスが各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される。供給開始当初は、第１の供給圧力Ｐ１で各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給される。第１の供給圧力Ｐ１による供給が継続されて燃料タンク３０Ａ、３０Ｂのうち何れか一方が満タン状態になり、過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂの何れか一方が閉弁する（過供給防止弁の閉弁時Ｔ２）。

このとき、液化ガス供給経路４０の圧力は、過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂの何れか一方が閉弁したときの水撃作用により、一時的に上昇する（圧力が第１の供給圧力Ｐ１から第２の供給圧力Ｐ２に上昇）。また、過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂの何れか一方が閉弁することにより、まだ満タンになっていない燃料タンクへの供給が行われる。

尚、過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂの他方に連通された配管経路は、配管抵抗（液化ガスが配管内を流れるときに液化ガスを減速するように作用する抵抗）によって供給量が絞られるため、配管抵抗が高い。そのため、液化ガス供給経路４０の圧力は、第１の供給圧力Ｐ１から第２の供給圧力Ｐ２に上昇した後、第３の供給圧力Ｐ３となる（Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ１）。

さらに、時間Ｔ３になると、第２の開閉弁Ｖ２が開弁状態に維持されたまま第１の開閉弁Ｖ１が閉弁されることにより流量が減少するため、液化ガス供給経路４０の圧力は、第３の供給圧力Ｐ３から第４の供給圧力Ｐ４に低下する（Ｐ３＞Ｐ４）。この後は、第４の供給圧力Ｐ４による液化ガスが残りの燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給される。このように、残りの燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給される液化ガスは、流量が第３の設定流量Ｑ３（図３参照）に減少すると共に、圧力が第４の供給圧力Ｐ４に低下している。そのため、残りの燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂが満タン状態になったとき、当該燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂの過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂが閉弁する際の水撃作用（ウォーターハンマー現象）を抑制できる。

〔実施形態２の制御処理〕
図６は実施形態２の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。尚、図６において、Ｓ４１〜Ｓ４８、Ｓ５０〜Ｓ５２は、前述したＳ２１〜Ｓ２８、Ｓ３０〜Ｓ３２の処理と同様なため、説明を省略する。

図６に示されるように、制御装置９０Ａは、Ｓ４７において、流量計測値がゼロを超える場合（ＹＥＳの場合）は燃料タンク３０への液化ガスの供給が続いているものと判断してＳ４９に進む。Ｓ４９では、圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１以上か否かを判定する（圧力上昇率判定手段）。すなわち、Ｓ４９では、圧力上昇率△Ｐの値の変化した割合に基づいて圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１以上か否かを判定する。そのため、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂの何れかが満タン状態となり、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁状態であるか否かを判断することが可能になる。すなわち、Ｓ４９（圧力上昇率判定手段）において、圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１以上になったと判定した場合、複数の被供給容器の何れか一方の被供給容器への液化ガスの供給が停止したと判定する。
尚、本実施形態では、上記第１の判定条件であるＳ４７の流量低下判定処理と第２の判定条件であるＳ４９の圧力上昇率判定処理が続いて実行される場合を一例として説明しているが、本発明は各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを供給しているときに、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内の液位上昇に伴って過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁すると、第２の判定条件が検出された場合に均圧弁Ｖ３を閉弁すると共に、大流量用の第１の開閉弁Ｖ１を閉弁し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２は開弁状態を維持するように切り替えれば良いので、上記Ｓ４７の流量低下検知処理は省略しても良い。

また、Ｓ４９において、圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１を超えない場合（ＮＯの場合）、流量計６４の流量計測値Ｑが所定流量以下に低下していないため、上記Ｓ４７の処理に戻り、Ｓ４７〜Ｓ４９の処理（液化ガスの供給処理）を繰り返す（図３の時間Ｔ１〜Ｔ２参照）。

また、Ｓ４９において、圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１を超える場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ５０に進み、大流量用の第１の開閉弁Ｖ１を閉弁し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２を開弁状態に維持する。これにより、流量計６４により計測された流量計測値Ｑが第３の設定流量Ｑ３に減少する（図３の時間Ｔ３参照）。

尚、Ｓ５０では、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁させると共に、均圧弁Ｖ３を閉弁させても良い。また、均圧弁Ｖ３が閉弁されると、均圧ラインを流れるベーパーの流量が絞られる。そのため、液化ガスが充填用ポンプ１２０からの供給圧力で燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給されると共に、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂ内の気相領域の圧力が上昇して充填用ポンプ１２０からの供給圧力と被供給側の燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂとの圧力差が小さくなる。これにより、均圧弁Ｖ３を閉弁することで、結果的に燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂに供給される流量が絞られる。よって、第１の開閉弁Ｖ１を閉弁すると共に均圧弁Ｖ３を閉じるか、均圧弁Ｖ３の弁開度を絞るようにして液化ガスの供給流量を低下させて水撃作用（ウォーターハンマー現象）の発生を抑制することが可能になる。

このように、液化ガスを各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに供給する際は、均圧弁Ｖ３を開弁することにより、各燃料タンク３０Ａ、３０Ｂに液化ガスを大流量で効率良く供給することが可能になるので、供給開始から供給終了までに要する所要時間を短縮することが可能になる。また、大流量である第２の設定流量Ｑ１で液化ガスの供給を行っているときに、圧力上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１を超える場合には、過供給防止弁３１Ａ、３１Ｂの何れか一方が閉弁したものと判定し、小流量用の第２の開閉弁Ｖ２による液化ガスの供給に切り替える。これにより、残る最後の燃料タンク３０Ａ又は３０Ｂへ供給される液化ガスの流量計測値Ｑが第３の設定流量Ｑ３（小流量）に減少する。そのため、残りの過供給防止弁３１Ａ又は３１Ｂが閉弁する際は、水撃作用（ウォーターハンマー現象）を抑制でき、配管系統の損傷を防止できる。

１０Ａ液化ガス供給システム
２０液化ガス貯槽
３０燃料タンクユニット
３０Ａ、３０Ｂ燃料タンク
３１Ａ、３１Ｂ過供給防止弁
３１Ａ１、３１Ｂ１フロート
３１Ａ２、３１Ｂ２弁部
３２Ａ接続口
３４Ａ供給・均圧接続カップリング
４０液化ガス供給経路
４２供給ホース
４４バイパス経路
４６圧力検出管
５０均圧用経路
５２均圧ホース
５３ベーパー還流配管
５４ベーパー用チャンバー
５５均圧配管
５６Ａ、５６Ｂ過流量防止弁
６０ディスペンサ
６１入口弁
６２セパレータ
６４流量計
６５Ａ流量制御器
６６圧力計
６８還流配管
９０Ａ制御装置
９２供給開始スイッチ
９４供給停止スイッチ
９５流量表示器
１００記憶部
１０２Ａ供給流量制御手段（制御プログラム）
１１０供給元配管
１２０充填用ポンプ（加圧手段）
Ｖ１第１の開閉弁
Ｖ２第２の開閉弁
Ｖ３均圧弁

Claims

液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、
一端が前記液化ガス貯槽の液相領域に接続され、他端が複数の被供給容器に接続される液化ガス供給経路と、
前記液化ガス供給経路の途中に設けられ、前記液化ガス貯槽内の液化ガスを前記被供給容器へ圧送する加圧手段と、
前記液化ガス供給経路に設けられ、前記液化ガス貯槽から前記複数の被供給容器に供給される液化ガスの物理量を計測する物理量計測器と、
前記液化ガス貯槽の気相領域と前記被供給容器の気相領域とを連通する均圧用経路と、
前記均圧用経路に設けられ、前記被供給容器への液化ガスの供給の際に開弁される均圧弁と、
前記複数の被供給容器のそれぞれに設けられ、前記複数の被供給容器のそれぞれの液面が所定高さ位置に達した場合に閉弁する複数の過供給防止弁と、
前記物理量計測器により計測される計測値に基づいて前記液化ガス供給経路を介して前記複数の被供給容器に供給される液化ガスの供給量を制御する供給流量制御手段と、
を備えた液化ガス供給システムであって、
前記供給流量制御手段は、
前記液化ガス供給経路を用いて前記被供給容器に液化ガスを供給している際に、前記物理量計測器により計測される計測値の変化により、前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定された場合、前記液化ガス供給経路より前記被供給容器に供給されている液化ガスの流量を、当該流量よりも低い設定流量以下に低下させる流量低下手段とを有することを特徴とする液化ガス供給システム。
前記物理量計測器は、前記液化ガス貯槽から前記被供給容器に供給される液化ガスの流量を計測する流量計であり、
前記判定手段は、前記流量計により計測される流量計測値が前記液化ガス供給経路を介して供給されている液化ガスの流量が予め定められた前記設定流量よりも低い流量に低下したと判定された場合、前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記物理量計測器は、前記液化ガス貯槽から前記被供給容器に供給される液化ガスの流量を計測する流量計であり、
前記判定手段は、前記流量計により計測される流量計測値Ｑの低下率△Ｑが所定低下率△Ｑ１以上になったか否かを判定する流量低下率判定手段であり、
前記流量低下率判定手段は、前記低下率△Ｑが所定低下率△Ｑ１以上と判定した場合、前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記物理量計測器は、前記液化ガス貯槽から前記被供給容器に供給される液化ガスの圧力を計測する圧力計であり、
前記判定手段は、前記圧力計により計測される圧力計測値Ｐの上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１以上になったか否かを判定する圧力上昇率判定手段であり、
前記圧力上昇率判定手段は、前記上昇率△Ｐが所定上昇率△Ｐ１以上になったと判定した場合、前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記液化ガス供給経路に設けられた第１の弁と、
前記液化ガス供給経路と分岐され、前記液化ガス供給経路よりも小径のバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられ、前記第１の弁が開弁することによる流量よりも低い流量の液化ガスを供給する第２の弁と、を更に備え、
前記供給流量制御手段は、供給開始時に前記第１の弁及び前記第２の弁を開弁することにより前記液化ガス供給経路よりの液化ガスの供給を開始し、前記判定手段により前記複数の過供給防止弁の何れか１つの過供給防止弁が閉弁したと判定された場合、前記第１の弁を閉弁し、前記液化ガス供給経路より当該被供給容器に供給されている前記設定流量よりも低い流量に低下させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液化ガス供給システム。