JPH0624300U - ガス充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス充填装置に対して、充填時における過
熱を防止する機能を具備することにより、ガス充填時間
の短縮を図ることを目的とする。 【構成】 ガス供給路３に設けた調節弁４の二次側に
渦流管装置５を設け、該渦流管装置５の低温気体出口５
１ｂを分配器６に連絡すると共に、同渦流管装置５の高
温気体出口５１ａを貯溜タンク１に連絡する復流路７に
接続し、該復流路７にガスを加圧、冷却せしめるガス液
化装置８，９を設けてなるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、貯溜タンクに貯溜した液化ガスを気化した後、ガス容器に対して 充填せしめるガス充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ａr 等を液化ガスとして貯溜タンク内に貯溜し、この液化 ガスを気化した後、このガスをガス容器に対して充填するガス充填装置としては 、図２にて示すようなものがある。 このガス充填装置１００は、貯溜タンク１０１内に高圧状態で貯溜した液化ガス をポンプ１０２により蒸発器１０３へ送り、略大気圧の蒸発器１０３内に放出し て気化させる。そして、このガスをガス供給路１０４を介して分配器１０６に供 給し、該分配器１０６により複数のガス容器ａに対して分配充填するように構成 してある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記した液化ガスは蒸発器１０３内にて気化された後、供給路１０４に設けた 調節弁１０５まで供給される。そして、充填の際には、上記調節弁１０５を開弁 し、その開度を加減してガス供給圧力を調節しながら各ガス容器ａ内に供給ガス を充填する。 この際、分配器１０６に設けた圧力計１０７及び温度計１０８によりガス容器ａ に対して充填されるガスの温度と圧力を計測する。これは、供給ガスがガス容器 ａに充填される際に発生する圧縮熱によりガス容器が過熱するのを防止する為で あり、上記した温度と圧力の値が略一定になるように、例えば１５゜Ｃ，１５０ kg／cm2 になるように調節弁１０５の開度を調節しながら充填作業を行なうこと になる。

【０００４】 従って、上記した充填装置においては、ガス充填時の過熱を防止する為に、ガ スの時間当たりの供給量を所定量以下に抑えながら時間をかけて行なう必要があ った。例えば従来のガス充填装置にあっては、１１リットルのガス容器に酸素を 充填するのに４０分から１時間の時間が必要であった。

【０００５】 本考案の目的は、上記した如きガス充填装置に対して、充填時における過熱を 防止する機能を具備することにより時間当たりのガス充填量を増大せしめ、ガス 充填時間の短縮を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記した課題を解決する為に、貯溜タンク内に貯溜した液化ガスを 蒸発器により気化せしめ、ガス供給路を介して分配器に供給し、該分配器により 供給ガスを複数のガス容器に分配充填するガス充填装置において、前記ガス供給 路に設けた調節弁の二次側に渦流管装置を設け、該渦流管装置の低温気体出口を 分配器に連絡すると共に、同渦流管装置の高温気体出口を貯溜タンクに連絡する 復流路に接続し、該復流路にガスを冷却、加圧せしめるガス液化装置を設けてな るものである。

【０００７】

【作用】

以上の手段によれば、貯溜タンク内において高圧状態で貯溜される液化ガスは 、比較的低圧な蒸発器内に放出されることにより気化し、ガス供給路内に供給さ れる。そして、ガス供給路の調節弁を開弁させることにより、該ガス供給路内に 供給されるガスが渦流管装置に流れ込む。

【０００８】 渦流管装置においては供給ガスが高速にて吹き出されて渦が作られ、この高速 渦の中心部を流れるガスを同装置の低温気体出口から流出させ、また、同高速渦 の外周部を流れるガスを高温気体出口から流出せしめる。 上記した高速渦では旋回流の中心部の温度が外周部の温度よりも低くなるエネル ギ分離現象が生じる。上記渦流管装置はこのエネルギ分離現象を利用して、温度 の低いガスと温度の高いガスとに分流する。 そして、高速渦の中心部から低温気体出口に流出した低温ガスが分配器により分 配されて各ガス容器にそれぞれ充填される。この時、ガス容器内に充填される供 給ガスは上記した渦流管装置によりエネルギ分離された低温なガスであるから、 圧縮熱による過熱が抑制され、時間当たりのガス充填量を増大することができる 。 一方、渦流管装置の高温気体出口から流出した高温ガスは復流路に設けたガス液 化装置を通過することにより高圧下にて冷却されて液化し、貯溜タンク内に戻さ れる。

【０００９】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように、蒸発器により気化したガスを渦流管装置により エネルギ分離し、分離した低温ガスをガス容器に対して充填するものであるから 、充填時に生じる圧縮熱を効果的に抑制することができ、これにより、ガス容器 内の温度と圧力を所定の値に維持する条件下において、一定の時間内でより多量 なガスを充填することが可能となる。 よって、従来のもののように気化したガスをそのまま充填する場合と比較すると ガスの充填に必要な時間を大幅に短縮することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施を図面に基づいて説明する。 図１は本考案のガス充填装置を示している。図中、１はＯ2 ，Ｎ2 ，Ａr 等の液 化ガスを貯溜する貯溜タンク、２は蒸発器、３はガス供給路、５は渦流管装置、 ６は分配器であり、上記貯溜タンク１内の液化ガスを蒸発器２で気化し、ガス供 給路３を介してガスの供給を行なう。 そして、ガス供給路３内のガスが渦流管装置５を通過する際に、供給されるガス を高速渦を利用して低温ガスと高温ガスとに分流させ、分流した一方の低温ガス を分配器６により複数のガス容器ａに充填し、また、他方の高温ガスを放熱器８ 及びサージタンク９を設けた復流路７を介して貯溜タンク１に戻すように構成し てある。

【００１１】 貯溜タンク１は、Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ａr 等の液化ガスを高圧状態で貯溜するタンク であり、タンク上部には復流路７の配管が接続され、また、タンクの下部にはガ ス供給路３の始端部が接続してある。貯溜タンク１の下部から引き出されるガス 供給路３ａの配管はポンプ１１を介して蒸発器２に連絡している。

【００１２】 蒸発器２は、高圧の液化ガスを大気圧より幾分低い圧力の蛇行管内に膨張放出 することにより液化ガスを蒸発させて気化させるものであり、該蒸発器２内で気 化したガスは、ガス供給管３ｂ内を通過して渦流管装置５に対して供給される。 ガス供給管３の途中には、ガスの流量を調節する調節弁４が設けてあり、この調 節弁４の２次側に渦流管装置５が設けてある。

【００１３】 渦流管装置５は図３及び図４にて示すように、本体ケース５１の一端開口部、 即ち高温気体出口５１ａに復流路７を構成する配管７’を接続すると共に、低温 気体出口５１ｂを構成する他端の開口部に前記復流路７と同軸上にて対向する流 通管５３’を接続し、この流通管５３’内に構成される低温気体流路５３と上記 復流路７との間に渦流発生ノズル５４を嵌着する。 また、本体ケースに５１内には渦流発生ノズル５４の外周に環状路５５を形成し 、該環状路５５に幾分偏位した状態で圧縮気体供給路５６が連通されるように供 給管５６’を本体ケース５１に取り付けると共に、上記環状路５５と復流路７と を、角度をなす通路５７を介して連通させてある（図４）。

【００１４】 上記した渦流管装置５は、ガス供給路３ｂが接続される気体供給路５６から本 体ケース５１内に噴出した高圧ガスが渦流発生ノズル１４外周の環状路５５内を 高速旋回させ、さらに角度をなす通路５７からノズル１４内の旋回部５２へ向け て加速噴出し、該旋回部５２の外周面に沿って旋回させることにより高速渦を形 成する。

【００１５】 上記した高速渦では旋回流の中心部の温度が外周部の温度よりも低くなるエネ ルギ分離現象が生じる。よって、旋回部５２内に生じる渦流の外周部を流れる高 温ガスは旋回しながら復流路７へ向けて流出し、また、渦流の中心部を流れる低 温ガスは上記旋回部５２の中心部に臨む低温気体流路５３の始端口５３ａからガ ス供給路３ｃへ向けて流出することになる。 よって、上記渦流管装置５を通過したガスは、温度の低いガスと温度の高いガス とに分流されることになり、分流した低温ガスはガス供給路３ｃを介して分配器 ６に供給され、また、高温ガスは復流路７に供給され、放熱器８及びサージタン ク９を通過して液化される。

【００１６】 分配器６はガス供給路３ｃに対して複数のガス容器ａを並列接続し、このガス 容器ａに対して上記ガス供給路３ｃから供給されるガスを分配して充填するもの であり、充填ガスの温度と圧力を計測する温度計６ａと圧力計６ｂを備えている 。

【００１７】 一方、復流路７にはガス液化装置を構成する放熱器８とサージタンク９とが設 けてある。渦流管装置５から復流器７内に流れ込んだ高温ガスは上記放熱器８を 通過して冷却される同時に、サージタンク９からコンプレッサー１０で圧縮圧送 そうされる。その後、貯溜タンク１内に再び液化ガスとして戻される。また、上 記サージタンク９内の圧力が貯溜タンク内の圧力よりも高い場合にはバイパス路 １０’によりバイパスさせて貯溜タンク１へ戻すこともできる。尚、上記した放 熱器８は、外気による空冷式のものであっても、若しくは水冷式のものであって もよい。

【００１８】 以上のように構成したガス充填装置によれば、貯溜タンク１内において高圧状 態で貯溜される液化ガスが、蒸発器２内に放出されることにより気化してガス供 給路３ｂ内に供給される。そして、調節弁５を開弁させることにより、該ガス供 給路３ｂ内のガスが渦流管装置５に流れ込む。 渦流管装置５おいては、前記したように高速渦が作られてエネルギ分離がおこな われ、渦中心部を流れる低温ガスが分流して分配器６に対して供給され、また、 渦外周を流れる高温ガスは復流路７へ流れ込む。 ガス供給路３ｂ内のガスが渦流管装置５を通過する際においては、１：９の割合 で高温ガスと低温ガスとに分流され、供給ガス中の約９割の低温ガスが分配器６ へ向けて供給され、残る１割の高温ガスが復流路７へ流れ込むことになる。また 、ガス体が酸素である場合、上記分流にて分配器６へ向かう低温ガスは−５０゜ Ｃ程度の温度で供給される。

【００１９】 分配器６によって各ガス容器ａにガスを充填する際にはガスに圧縮熱が発生し てガス容器ａ内の温度が上昇する。従って、ガス充填を行う際にはガス容器ａの 過熱を防止する為に、調節弁４の開度、即ちガスの供給量を調節しながら充填し 、これによりガスの温度と圧力を一定の値、例えば温度１５゜Ｃ、圧力１５０kg ／cmに保って作業を進める。

【００２０】 前記したように、分配器６によって各ガス容器ａ内に充填されるガスは渦流管 装置５によってエネルギ分離した低温ガスが供給される。充填時に発生する圧縮 熱による過熱を抑制することができる。これによれば、ガス容器ａ内の温度と圧 力を上記した値に維持しながらも、一定の時間内により多量なガスを充填するこ とが可能となる。 例えば従来のガス充填装置においては１１リットルのガス容器に酸素を充填する のに４０分から６０分の時間が必要であったが、本考案のガス充填装置では１０ 分から３０分で充填を完了させることが可能である。

【００２１】 一方、復流路７に流れ込んだ高温ガスは、放熱器８により冷却された後、サー ジタンク９内で加圧圧縮されて液化し、この液化ガスが復帰路７を通過して貯溜 タンク１内に圧送され、再び充填に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を実施したガス充填装置を示す簡略
図。

【図２】 従来のガス充填装置を示す簡略図。

【図３】 渦流管装置を示す縦断面図。

【図４】 図３におけるIV−IV線断面図。

【符号の説明】

ａ・・・ガス容器 １・・・貯溜タンク ２・・・蒸発器 ３・・・ガス供給路 ４・・・調節弁 ５・・・渦流管装置 ６・・・分配器 ７・・・復流路 ８・・・放熱器 ９・・・サージタンク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯溜タンク内に貯溜した液化ガスを蒸
   発器により気化せしめ、ガス供給路を介して分配器に供
   給し、該分配器により供給ガスを複数のガス容器に分配
   充填するガス充填装置において、前記ガス供給路に設け
   た調節弁の二次側に渦流管装置を設け、該渦流管装置の
   低温気体出口を分配器に連絡すると共に、同渦流管装置
   の高温気体出口を貯溜タンクに連絡する復流路に接続
   し、該復流路にガスを冷却、加圧せしめるガス液化装置
   を設けてなるガス充填装置。