JPH109493A - ガス供給装置 - Google Patents

ガス供給装置

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JPH109493A
JPH109493A JP16025896A JP16025896A JPH109493A JP H109493 A JPH109493 A JP H109493A JP 16025896 A JP16025896 A JP 16025896A JP 16025896 A JP16025896 A JP 16025896A JP H109493 A JPH109493 A JP H109493A
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JP
Japan
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filling
pressure
gas
time
gas supply
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JP16025896A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Obara
一洋 小原
Hiroshi Yoshikura
博史 吉倉
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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  • Vehicle Cleaning, Maintenance, Repair, Refitting, And Outriggers (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は燃料タンクの満タン容量あるいはプ
リセットされた目標圧力のガスが充填されるまでの残り
充填時間を表示することを課題とする。 【解決手段】 ガス供給装置21は、筐体22内に逆止
弁24、コンプレッサ25、開閉弁26、圧力センサ2
7が配設されている。また、ガス供給管路23の下流側
端部は、緊急離脱カプラ28を介してガス充填ホース2
9に連通されている。制御装置40は、充填流量から燃
料タンクの容量を推測し、満タンになるまでの充填時間
あるいはプリセットされた目標圧力に達するまでの充填
時間を演算する残り充填時間を演算する充填時間演算手
段としての演算制御プログラムと、演算された残り充填
時間を表示させる充填時間表示手段としての充填時間表
示制御プログラムとが入力されている。そのため、表示
器41には、残り充填時間が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガス供給装置に係
り、特に圧縮したガスを被充填タンクに充填するよう構
成されたガス供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス(CN
G)を燃料にして走行する自動車(CNG車)の開発と
共に圧縮天然ガスを自動車の燃料タンクに供給するガス
供給装置の実用化が進められている。この種のガス供給
装置では、圧縮されたガスをガス蓄圧器に貯蔵してお
き、ガス蓄圧器に貯蔵されたガスをCNG車の燃料タン
クに充填するように構成されている。
【0003】従来のガス供給装置としては、例えば図7
に示されるような小型のコンプレッサを内蔵した小型昇
圧装置がある。この小型昇圧装置は、例えば家庭等で個
人がCNG車の燃料タンクにガスを充填する際に使用さ
れる装置であり、例えば夜間等のCNG車を使用しない
時間を利用して燃料タンクにガスを充填することができ
る。
【0004】この装置では、圧縮天然ガスが供給される
ガス供給管路1に逆止弁2、コンプレッサ3、開閉弁
4、圧力センサ5が配設されている。また、ガス供給管
路1の下流側端部は、緊急離脱カプラ6を介してガス充
填ホース7に連通されており、ガス充填ホース7の先端
には被充填タンクとして燃料タンクの接続口に接続され
る接続カプラ8が接続されている。
【0005】また、開閉弁4と圧力センサ5との間で分
岐された低圧管路9には、排気用のリリーフ弁10が配
設されている。また、筐体11内の天井部分には、ガス
漏れを検知するためのガスセンサ12が配設されてい
る。そして、ガスセンサ12がガス検知信号を出力する
と警報機13より警報(アラーム)が発せられて作業者
に報知される。また、上記開閉弁4及びリリーフ弁10
は、電磁弁よりなり、制御装置14からの制御信号によ
り開弁又は閉弁する。
【0006】また、表示部15には、運転中であること
を表示する運転表示ランプ15aと、圧力センサ5に検
出された2次圧力を表示する圧力表示器15bとが設け
られている。CNG車が燃料補給する際は、ガス充填ホ
ース7を伸ばして接続カプラ8をCNG車の燃料タンク
(図示せず)に接続する。そして、ガス充填開始釦を押
圧操作して開閉弁4を開弁させると、コンプレッサ3が
動き始め、コンプレッサ3により圧縮されたガスが燃料
タンクに充填開始される。その際、運転表示ランプ15
aの点灯によりガス充填中であることを確認できる。
【0007】このとき、リリーフ弁10は閉弁されてい
るため、都市ガス用のガス管に接続されたガス供給管路
1に導入されたガスは、逆止弁2を通過してコンプレッ
サ3に供給され、コンプレッサ3で20MPa程度まで
昇圧されて燃料タンクに供給される。そして、圧力表示
器15bに表示された数値によりCNG車の燃料タンク
の圧力が目標設定圧力に達したことを確認できる。その
ため、ガス充填ホース7には、20MPaの圧力に耐え
うる肉厚を有する耐圧ホースが使用されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、表示部15に運転表示ランプ15aと圧
力表示器15bとが設けられているだけなので、ガス充
填開始してから燃料タンクが目標設定圧力に達するまで
にかかる時間が分からなかった。そのため、CNG車を
次に使用するまでにガスの充填作業が完了するかどうか
分からず、CNG車の配車予定を立てることができない
といった問題がある。
【0009】また、CNG車の燃料タンクにガスを充填
している間の待ち時間を利用して他の用事を済ませたい
と思っても何時に燃料タンクへの充填が完了するのか全
くわからないため、待ち時間を有効に利用することがで
きなかった。そこで、本発明は上記問題を解決したガス
供給装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有するものである。上
記請求項1の発明は、ガス供給源から供給されるガスを
圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮されたガスを被
充填タンクへ供給するガス供給管路と、一端が前記ガス
供給管路に接続され、他端が被充填タンクに接続される
ガス充填ホースとを有するガス供給装置において、前記
被充填タンクへガスを充填する際、前記被充填タンクの
圧力が目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演算す
る充填時間演算手段と、該充填時間演算手段により演算
された残り充填時間を表示する充填時間表示手段を備え
てなることを特徴とするものである。
【0011】従って、上記請求項1の発明によれば、被
充填タンクへガスを充填する際、被充填タンクの圧力が
目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演算して表示
するため、ガス充填完了するまでにかかる時間を確認で
きるので、配車予定を立てることができると共に、被充
填タンクの圧力が目標充填圧力になるまでの待ち時間を
有効に利用することができる。
【0012】また、請求項2の発明は、前記充填時間演
算手段は、充填目標圧力、充填開始圧力、圧力上昇、ガ
スの圧縮係数、圧縮機の能力に基づいて前記被充填タン
クの圧力が目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演
算することを特徴とするものである。
【0013】従って、請求項2の発明によれば、各数値
に基づいて充填開始時に被充填タンクの圧力が目標充填
圧力になるまでの残り充填時間をより正確に演算するこ
とができる。また、請求項3の発明は、前記充填時間演
算手段は、充填目標圧力、充填開始圧力、圧力上昇、ガ
スの圧縮係数、単位時間、圧縮機の能力に基づいて前記
被充填タンクの圧力が目標充填圧力になるまでの残り充
填時間を演算することを特徴とするものである。
【0014】従って、請求項3の発明によれば、各数値
に基づいて充填中に被充填タンクの圧力が目標充填圧力
になるまでの残り充填時間をより正確に演算することが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例を説明する。尚、図1に本発明になるガス供給装置の
構成図、図2はガス供給装置の斜視図である。ガス供給
装置21は、ガスを圧縮するためのコンプレッサを内蔵
した小型昇圧装置であり、主に家庭等でCNG車の燃料
タンクにガスを充填するのに使用される。この装置21
では、筐体22内に天然ガス(CNG)用のガス管(図
示せず)に接続されたガス供給管路23が配設されてお
り、このガス供給管路23には逆止弁24、コンプレッ
サ25、開閉弁26、圧力センサ27が配設されてい
る。
【0016】また、ガス供給管路23の下流側端部は、
緊急離脱カプラ28を介してガス充填ホース29に連通
されており、ガス充填ホース29の先端には被充填タン
クとして燃料タンクの接続口に接続される接続カプラ3
0が接続されている。尚、緊急離脱カプラ28は、接続
カプラ30が車両に接続されたまま車両が発進した場合
に外れるように構成されており、外れると同時にガス供
給管路23を遮断してガス漏れを防止する。
【0017】また、開閉弁26と圧力スイッチ27との
間でガス供給管路23から分岐された低圧管路31に
は、ガス充填終了後接続カプラ30内の圧力を減圧する
排気用のリリーフ弁32が配設され、低圧管路31の下
流側端部はガス回収タンク等の低圧部に接続されてい
る。
【0018】さらに、筐体22内には、コンプレッサ2
5、開閉弁26、リリーフ弁32を制御する制御装置4
0が配設されている。制御装置40は、後述するように
充填流量から燃料タンクの容量を推測し、満タンになる
までの充填時間あるいはプリセットされた目標圧力に達
するまでの充填時間を演算する残り充填時間を演算する
充填時間演算手段としての演算制御プログラムと、演算
された残り充填時間を表示させる充填時間表示手段とし
ての充填時間表示制御プログラムとが入力されている。
【0019】また、筐体22の上部には、図2に示すよ
うに燃料タンクに充填された圧力及び充填目標圧力に達
するまでの待ち時間を表示する表示器41が設けられて
いる。表示器41は、例えば2段表示のプラズマ表示パ
ネルよりなり、上段に圧力センサ27により検出された
充填圧力(燃料タンクの圧力)を表示し、下段に燃料タ
ンクの圧力が目標充填圧力に達するまでの充填時間を表
示する。
【0020】そして、筐体22の上部には、操作パネル
42と、充填表示ランプ43と、満タン表示ランプ44
と、異常表示ランプ45等が配設されている。尚、本実
施例では、各ランプの識別を容易にするため、充填表示
ランプ43には緑色のランプが使用され、満タン表示ラ
ンプ44には赤色のランプが使用され、異常表示ランプ
45には黄色のランプが使用されている。
【0021】操作パネル42には、充填開始時に操作さ
れる充填開始スイッチ釦46と、充填を停止させる際に
操作される充填停止スイッチ釦47と、満タン充填以外
のときに充填目標圧力をプリセットする目標圧力設定操
作部48とが配設されている。この目標圧力設定操作部
48は、スライドスイッチよりなり、操作ツマミ48a
を目盛りに合わせてスライドさせることにより任意の目
標圧力を設定することができるようになっている。
【0022】図3はCNG車の燃料タンクにガスを充填
するときの状態を示す図である。CNG車49に燃料補
給を行う場合、操作者は、接続カプラ30をCNG車4
9の燃料タンク50の接続口51に接続して手動式開閉
弁52を開弁する。そして、操作者は、接続カプラ30
の接続を確認して充填開始スイッチ釦46をオンに操作
する。制御装置40は、充填開始スイッチ釦46がオン
に操作されると、開閉弁26を開弁させてコンプレッサ
25を起動させる。そのため、コンプレッサ25により
圧縮されたガスが燃料タンク50に充填される。尚、燃
料タンク50と手動式開閉弁52との間には、逆止弁5
3が配設されているので、燃料タンク50に充填された
ガスが逆流しないようになっている。
【0023】ガス充填時、リリーフ弁32は閉弁されて
いるため、都市ガス用のガス管に接続されたガス供給管
路23に導入されたガスは、逆止弁24を通過してコン
プレッサ25に供給され、コンプレッサ25で20MP
a程度まで昇圧される。尚、コンプレッサ25は、5N
3 /h程度の能力を有する小型のものであるため、コ
ンプレッサ25から吐出された圧縮ガスは圧力損失の影
響をほとんど受けずにCNG車の燃料タンク50に充填
される。
【0024】そして、開閉弁26を開弁させた状態でコ
ンプレッサ25を駆動させることにより、コンプレッサ
25の吐出側(出口側)の圧力が徐々に昇圧され、昇圧
されたガスが燃料タンク50に供給される。開閉弁26
の下流側に配設された圧力センサ27は、燃料タンク5
0に供給される圧力を監視しており、検知した圧力値を
制御装置40に出力する。そして、圧力センサ27によ
り検出された圧力値が燃料タンク50の満タンの圧力
(通常、20MPa)、あるいは目標圧力設定操作部4
8により設定された任意の設定圧力になると、コンプレ
ッサ25が停止されると共に、開閉弁26が閉弁され
る。
【0025】この後、リリーフ弁32が開弁されて手動
式開閉弁52とリリーフ弁32との間に残留するガスが
低圧管路31へ排気される。これにより、接続カプラ3
0の圧力が減圧されて接続カプラ30の分離が可能とな
る。そして、操作者は手動式開閉弁46を閉弁させた
後、ガス充填ホース29の接続カプラ30を燃料タンク
44の接続口51から外した後、接続カプラ30を筐体
22の掛止部22aに掛止させる。これで、ガス充填作
業が終了する。
【0026】ここで、制御装置40が実行するガス充填
制御処理について図4乃至図6を併せ参照して説明す
る。尚、図4は初期処理のフローチャート、図5は所定
時間毎の割り込み処理のフローチャート、図6は残り充
填時間の演算処理のフローチャートである。
【0027】制御装置40は、図4のステップS1(以
下「ステップ」を省略する)において、各機器のチェッ
クなどのシステムの初期化を行い、S2で記憶している
不要なデータをクリアする。次のS3で10msec毎
にサンプリング処理を実行させるタイマ割り込みを起動
させる。従って、S3以降は10msec毎にサンプリ
ング処理が実行される。
【0028】次にS4において、永久ループとなり、電
源が切れるまでループ内のS5〜S8の処理を繰り返
す。すなわち、S5において、充填開始スイッチ釦46
がオンに操作されているか否かを判定し、充填開始スイ
ッチ釦46がオンに操作されると、S6に進み、充填フ
ラグをオンにセットする。
【0029】しかし、S5において、充填開始スイッチ
釦46がオンに操作されていないときは、S7に進み、
充填停止スイッチ釦47がオンに操作されているか否か
を判定する。また、S7で充填停止スイッチ釦47がオ
ンに操作されると、S8に進み、充填フラグをオフにセ
ットする。しかし、S5において、充填停止スイッチ釦
47がオンに操作されていないときはS4に戻る。
【0030】次にサンプリングのためのタイマ割り込み
処理について説明する。制御装置40は、10msec
毎に図5のS21において、圧力センサ27により検出
された圧力値を「kgf/cm2G」単位に変換して表示器41
に表示させる。次のS22では、異常の有無を検出す
る。S22で異常を検出した場合は、S23〜S28を
実行する。
【0031】すなわち、S23で異常表示ランプ45を
点灯させた後、S24でコンプレッサ25を停止させ
る。続いて、S25で開閉弁26を閉弁させた後、S2
6でリリーフ弁32を開弁させて手動式開閉弁52とリ
リーフ弁32との間に残留するガスを低圧管路31へ排
気させる。その後、S27で充填表示ランプ43を消灯
させると共に、S28で充填フラグをオフにする。
【0032】また、S22において、異常がない場合
は、S29に移行して異常表示ランプ45を消灯させ
る。次にS30に進み、充填フラグがオンである否かを
判定する。前述したS6で充填フラグをオンにセットし
た場合、S31に進む。S31では、圧力センサ27に
より検出された2次圧力値と目標圧力設定操作部48に
より設定された目標圧力とを比較し、2次圧力値が目標
圧力以上であるか否かを判定する。
【0033】そして、圧力センサ27により検出された
2次圧力値が目標圧力に達しているときは、S32〜S
37の処理を実行してガス充填処理を終了する。すなわ
ち、S32ではコンプレッサ25を停止させた後、S3
3で開閉弁26を閉弁させる。続いて、S34でリリー
フ弁32を開弁させて手動式開閉弁52とリリーフ弁3
2との間に残留するガスを低圧管路31へ排気させた
後、S35で充填表示ランプ43を消灯させる。そし
て、S36で満タン表示ランプ44を点灯させた後、S
37で充填フラグをオフにする。
【0034】しかし、S31において、圧力センサ27
により検出された2次圧力値が目標圧力に達していない
ときは、S38〜S44のガス充填処理を実行する。す
なわち、S38ではコンプレッサ25を始動させた後、
S39で開閉弁26を開弁させる。これで、燃料タンク
50へのガス充填が開始される。
【0035】続いて、S40でリリーフ弁32を閉弁さ
せた後、S41で充填表示ランプ43を点灯させる。そ
して、S42で満タン表示ランプ44を消灯させた後、
S43で燃料タンク50が満タン圧力(通常、20MP
a)あるいは目標圧力設定操作部48により設定された
目標圧力になるまで残り充填時間を演算する。さらに、
次のS44に進み、上記S43で演算された残り充填時
間を表示器41に表示する。
【0036】また、S30において、充填フラグがオフ
であるときは、S45〜S48の処理を実行する。すな
わち、S45ではコンプレッサ25を停止させた後、S
46で開閉弁26を閉弁させる。続いて、S47でリリ
ーフ弁32を開弁させて手動式開閉弁52とリリーフ弁
32との間に残留するガスを低圧管路31へ排気させた
後、S48で充填表示ランプ43を消灯させる。
【0037】次に残り充填時間の演算処理について説明
する。制御装置40は、図6のS51において、現サン
プル時間での充填量を上記サンプリングの割り込み処理
実行毎に積算し、充填開始から現時間までの積算充填量
を演算する。次のS52では、積算充填量を圧力の上昇
分で割ることで充填対象である燃料タンク50の容量を
演算する。このとき、圧縮係数を掛けて演算精度を上げ
る。
【0038】そして、S53では単位圧力当たりの充填
時間を演算する圧力値の初期値を設定する。次のS54
では、現在の圧力から目標圧力までの間単位圧力毎に演
算するためのループ、S55〜S58の処理を実行す
る。このループ終了には、残り充填時間が求まる。
【0039】S55では、燃料タンク50の容量と圧縮
係数により、演算圧力時の単位圧力当たりの充填量を演
算する。次のS56では、単位圧力当たりの充填量とコ
ンプレッサ25の吐出量より、演算圧力時の単位圧力上
昇するのに要する時間を求める。本実施例では、この単
位圧力上昇するのに要する時間を「単位時間」と称す
る。
【0040】そして、S57では、今まで演算した単位
圧力上昇時間を積算する。続いて、S58で演算圧力を
単位圧力分増やし、S54に戻り、次の演算圧力につい
て演算する。このように、燃料タンク50の容量に応じ
て燃料タンク50の圧力が燃料タンク50が満タン圧力
(通常、20MPa)あるいは目標圧力設定操作部48
により設定された目標圧力になるまで残り充填時間を演
算して表示器41に表示させることができる。そのた
め、利用者は、表示器41に表示された残り充填時間を
確認して次の予定を立てることができ、あるいは燃料タ
ンク50にガスを充填している間の待ち時間を利用して
他の用事を済ませることもできるので、待ち時間を有効
に利用することができる。
【0041】上記実施例の変形例としては、例えば積算
流量から燃料タンク50の容量を演算しているが、CN
G車49によって燃料タンク50の容量が決められてい
る場合には、燃料タンク50の容量を予め設定する構成
としても良い。また、上記演算処理において、圧縮係数
とコンプレッサ25の性能は、平均値を使用することに
より、単位当たりの演算を行う必要がなくなり、演算が
単純となり、演算時間を短縮することができる。
【0042】さらに、1回充填毎に測定したデータをも
とにコンプレッサ25の能力を測定し、次回充填時に利
用することにより、演算精度をより高めることができ
る。尚、上記実施例では、家庭等で個人が使用する小型
昇圧装置を一例として説明したが、これに限らず、コン
プレッサが筐体の外部に設けられ、制御弁により燃料タ
ンクに充填されるガスの圧力を制御するよう構成された
ガスステーション等で使用される高速充填用のガス供給
装置にも本発明を適用することができるのは勿論であ
る。
【0043】また、上記実施例では、都市ガスを圧縮し
た圧縮天然ガス(CNG)を供給する場合を一例として
挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等の
ガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。ま
た、上記実施例では、自動車の燃料タンク50に圧縮さ
れたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに
限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置に
も適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に
給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用
できるのは勿論である。
【0044】
【発明の効果】上述の如く、上記請求項1の発明によれ
ば、被充填タンクへガスを充填する際、被充填タンクの
圧力が目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演算し
て表示するため、ガス充填完了するまでにかかる時間を
確認できるので、配車予定を立てることができると共
に、被充填タンクの圧力が目標充填圧力になるまでの待
ち時間を有効に利用することができる。
【0045】また、請求項2の発明によれば、充填目標
圧力、充填開始圧力、圧力上昇、ガスの圧縮係数、圧縮
機の能力に基づいて充填開始時に被充填タンクの圧力が
目標充填圧力になるまでの残り充填時間をより正確に演
算し、表示することができる。
【0046】また、請求項3の発明によれば、充填目標
圧力、充填開始圧力、圧力上昇、ガスの圧縮係数、単位
時間、圧縮機の能力に基づいて充填中に被充填タンクの
圧力が目標充填圧力になるまでの残り充填時間をより正
確に演算し、表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるガス供給装置の一実施例の概略構
成図である。
【図2】ガス供給装置の外観を示す斜視図である。
【図3】CNG車の燃料タンクにガスを充填するときの
状態を示す図である。
【図4】制御装置が実行する初期処理のフローチャート
である。
【図5】制御装置が実行するサンプリングの割り込み処
理のフローチャートである。
【図6】制御装置が実行する残り充填時間演算処理のフ
ローチャートである。
【図7】従来のガス供給装置の概略構成図である。
【符号の説明】
21 ガス供給装置 23 ガス供給管路 25 コンプレッサ 26 開閉弁 27 圧力センサ 28 緊急離脱カプラ 29 ガス充填ホース 30 接続カプラ 31 低圧管路 40 制御装置 41 表示器 46 充填開始スイッチ釦 47 充填停止スイッチ釦 48 目標圧力設定操作部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス供給源から供給されるガスを圧縮す
    る圧縮機と、 該圧縮機により圧縮されたガスを被充填タンクへ供給す
    るガス供給管路と、 一端が前記ガス供給管路に接続され、他端が被充填タン
    クに接続されるガス充填ホースとを有するガス供給装置
    において、 前記被充填タンクへガスを充填する際、前記被充填タン
    クの圧力が目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演
    算する充填時間演算手段と、 該充填時間演算手段により演算された残り充填時間を表
    示する充填時間表示手段を備えてなることを特徴とする
    ガス供給装置。
  2. 【請求項2】 前記充填時間演算手段は、充填目標圧
    力、充填開始圧力、圧力上昇、ガスの圧縮係数、圧縮機
    の能力に基づいて前記被充填タンクの圧力が目標充填圧
    力になるまでの残り充填時間を演算することを特徴とす
    る請求項1のガス供給装置。
  3. 【請求項3】 前記充填時間演算手段は、充填目標圧
    力、充填開始圧力、圧力上昇、ガスの圧縮係数、単位時
    間、圧縮機の能力に基づいて前記被充填タンクの圧力が
    目標充填圧力になるまでの残り充填時間を演算すること
    を特徴とする請求項1のガス供給装置。
JP16025896A 1996-06-20 1996-06-20 ガス供給装置 Pending JPH109493A (ja)

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JP16025896A JPH109493A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 ガス供給装置

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