JPS62141396A - 小型高圧容器への液化ガス充てん方法 - Google Patents
小型高圧容器への液化ガス充てん方法Info
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は小型高圧容器における液化ガスの充填法に関す
る。
る。
従来の技術
小型高圧容器へ液比ガス、例えば液化炭酸を充填する場
合、常温における蒸気圧が／ Ｏｋｙ ７７ ｎ以下や
容器水容積ｌＩ！／未溝の容器への充填法としては、従
来次の如き手段で行なわれている。
合、常温における蒸気圧が／ Ｏｋｙ ７７ ｎ以下や
容器水容積ｌＩ！／未溝の容器への充填法としては、従
来次の如き手段で行なわれている。
〔１）第２図に示す如く、−２ｒ 〜−ｔ ｆｃＶｃ保
冷さｎた超低呂容器（親容器）又は超低温の貯槽１０内
の液比炭酸をボンゾＳｔに工って高圧小型容器！コに充
填する。この場合、親容器内の圧力は液化炭酸の温度に
おける蒸気圧を有しており、約１７〜２にｋｖ ／ ｃ
ｌ程度である。
冷さｎた超低呂容器（親容器）又は超低温の貯槽１０内
の液比炭酸をボンゾＳｔに工って高圧小型容器！コに充
填する。この場合、親容器内の圧力は液化炭酸の温度に
おける蒸気圧を有しており、約１７〜２にｋｖ ／ ｃ
ｌ程度である。
＋２１ｇｊ図に示す如きサイホン式高圧容器（親容器）
Ｓ３内の液化炭酸を流し込みにより小型高圧容器−ｔ２
に移充填する。この場合、親容器ｊ３内の圧力は液化炭
酸の外気温における蒸気圧全有しており、外気温ｊ〜３
０℃においては約４ｔＯ〜７≠ｋｆ／ｉ程度である。
Ｓ３内の液化炭酸を流し込みにより小型高圧容器−ｔ２
に移充填する。この場合、親容器ｊ３内の圧力は液化炭
酸の外気温における蒸気圧全有しており、外気温ｊ〜３
０℃においては約４ｔＯ〜７≠ｋｆ／ｉ程度である。
前記（１）及び（２）の方式では何れも小型高圧容器を
予冷する必要があり、予冷なしで一小型高圧容器に充填
を行なうと液化炭酸が気化し、気化した炭酸ガスに１９
ポンプよｌの吐出圧が急激に高くなって、液化ガスの充
てんが困難となり、またサイホン式の高圧容器ｊｊｆ供
給源とする場合は、小型容器の内圧と供給源が平衡圧力
状態となり、同様にガスの移動が停止し充てんは困難と
なる。なお、こ＼で言う小型高圧容器とは／、１０６容
量程度の容器を言う。
予冷する必要があり、予冷なしで一小型高圧容器に充填
を行なうと液化炭酸が気化し、気化した炭酸ガスに１９
ポンプよｌの吐出圧が急激に高くなって、液化ガスの充
てんが困難となり、またサイホン式の高圧容器ｊｊｆ供
給源とする場合は、小型容器の内圧と供給源が平衡圧力
状態となり、同様にガスの移動が停止し充てんは困難と
なる。なお、こ＼で言う小型高圧容器とは／、１０６容
量程度の容器を言う。
一般に前述の如き小型容器の予冷は冷却槽などによるも
のではなく、炭酸ガス等の気化熱及び断熱膨張を利用す
ることが多い。実作業としては液化ガスの充填、放出を
繰返してｏ℃以下に容器温Ｍｔｆ予冷している。このよ
うな容器の予冷に工ってはじめて小型高圧容器内へ液比
炭酸等を導入、充填することができる。
のではなく、炭酸ガス等の気化熱及び断熱膨張を利用す
ることが多い。実作業としては液化ガスの充填、放出を
繰返してｏ℃以下に容器温Ｍｔｆ予冷している。このよ
うな容器の予冷に工ってはじめて小型高圧容器内へ液比
炭酸等を導入、充填することができる。
発明が解決しようとする問題点
液化炭酸等を小型容器にｉｏｏ％充填すると外気温の上
昇と共に容器内の液ｆヒ炭酸等が体積膨張音おこし、容
器の破裂事故に結びつぐ危険性を有している。
昇と共に容器内の液ｆヒ炭酸等が体積膨張音おこし、容
器の破裂事故に結びつぐ危険性を有している。
このため高圧ガス＄Ｗ法では、液化ガスの容器充填時の
最大質量値をガス種類別に規定しているニジ Ｇ ＝ −（１１ 上記において、σ＝液比ガスの質量（ｋｖ ）Ｖ＝容器
の内容積 （ａ） Ｃ＝定数 上記最大質量値は、例えば液化エチレンでは３、ｊ、液
比炭酸では／、３μ、液化亜酸化窒素では／、３４４等
である。
最大質量値をガス種類別に規定しているニジ Ｇ ＝ −（１１ 上記において、σ＝液比ガスの質量（ｋｖ ）Ｖ＝容器
の内容積 （ａ） Ｃ＝定数 上記最大質量値は、例えば液化エチレンでは３、ｊ、液
比炭酸では／、３μ、液化亜酸化窒素では／、３４４等
である。
前述の従来方式では、（１）式を満足する充てん量の制
御は、圧力及び液化ガス流量等では困難であシ、容器毎
の秤量測定法以外では、過充てんとなるか又は充てん量
不足となってしまう場合が多かった。
御は、圧力及び液化ガス流量等では困難であシ、容器毎
の秤量測定法以外では、過充てんとなるか又は充てん量
不足となってしまう場合が多かった。
したがって従来法では、所定のガス質量の管理は、秤量
計で充填質量を充填容器毎に計量して込るため多くの労
力を必要としている。特に小型高圧容器の充填では計量
の管理工数の比重が高くなる傾向にある。
計で充填質量を充填容器毎に計量して込るため多くの労
力を必要としている。特に小型高圧容器の充填では計量
の管理工数の比重が高くなる傾向にある。
また、液化ガスの場合、圧縮ガスの充填と異なシ、複数
個の容器の同時充填ができない。その理由は容器の質量
、配管抵抗、配管中の圧力、予冷温度等の僅かな差異に
よって複数個の容器に同時に充填した場合、同一充填時
間における各容器内の最大ガス質量と最小ガス質量の差
は２〜４を倍に達することが少な（ない。従って、複数
同時充填は事実上不可能となっている。
個の容器の同時充填ができない。その理由は容器の質量
、配管抵抗、配管中の圧力、予冷温度等の僅かな差異に
よって複数個の容器に同時に充填した場合、同一充填時
間における各容器内の最大ガス質量と最小ガス質量の差
は２〜４を倍に達することが少な（ない。従って、複数
同時充填は事実上不可能となっている。
また、前記〔１）の充填方式では、ポンプの吐出量と小
型高圧容器の充填質量とが見合ったものであれば充填作
業も比較的容易であるが、実際にはｔｏｏ〜３００ ＃
／ｈｒ程度の能力のポンプが多く、小型高圧容器に適し
たポンプを利用することが困難である。
型高圧容器の充填質量とが見合ったものであれば充填作
業も比較的容易であるが、実際にはｔｏｏ〜３００ ＃
／ｈｒ程度の能力のポンプが多く、小型高圧容器に適し
たポンプを利用することが困難である。
またポンプの能力によって、充てん量が規制されるため
に、日々の充てん量の変動に対する追随もおのずと制約
されることになる。つまり小容量のポンプを選択するた
めに充てん本数の多い場合には、作業時間の延長によっ
て生産調整する必要が生じ非能率となる。
に、日々の充てん量の変動に対する追随もおのずと制約
されることになる。つまり小容量のポンプを選択するた
めに充てん本数の多い場合には、作業時間の延長によっ
て生産調整する必要が生じ非能率となる。
従来法では大容量のポンプを用い、前記（１）の充填方
式でも小型高圧容器の充填はｊＯＬ以上の高圧容器への
液化ガスの充填と並行して行っているに過ぎない現況で
あり、また、小型高圧容器への充填時間がｊ〜２０秒程
度と短時間で完了するため、熟練した技能者においての
み小型高圧容器の充填作業を行ない得るにすぎないし、
充てん量の調整のための秤量を何度か繰り返して行うこ
とが多い。
式でも小型高圧容器の充填はｊＯＬ以上の高圧容器への
液化ガスの充填と並行して行っているに過ぎない現況で
あり、また、小型高圧容器への充填時間がｊ〜２０秒程
度と短時間で完了するため、熟練した技能者においての
み小型高圧容器の充填作業を行ない得るにすぎないし、
充てん量の調整のための秤量を何度か繰り返して行うこ
とが多い。
問題点を解決するための手段
本発明者等は、前述の如き従来方式の諸欠陥を改善すべ
く種々検討の結果本発明の開発に成功したものであり、
本発明の一実施態様を示す添付図面の７０−シートに基
いて詳細に説明する。
く種々検討の結果本発明の開発に成功したものであり、
本発明の一実施態様を示す添付図面の７０−シートに基
いて詳細に説明する。
第１図に示す如く、充填すべき液化ガスは、超低温貯槽
ｌからポンプＰにより又はサイホン式の高圧容器ｌ′か
ら容器内圧により、又は超低温貯槽ｌ′のガス相に高圧
ガス容量ｌ″′から同種のガスを供給してそのガス圧に
Ｌジ小型高圧容器２１．２・・・・・・・・・に送られ
る。小型高圧容器λ１．２・・・・・・・・・は、第１
図のように倒立状に容器スタンドの管路に連結するか、
あるいはサイホン式容器を用いるのが好ましい。（この
場合は倒立させる必要はない。）サイホン式容器を用い
るか、サイホンなし容器の場合に倒立させるのは、後述
するように、本発明の方法においては、高圧ガス容器３
から充填質量調整ガス（充填すべき液化ガスに溶解しな
い不活性ガス、たとえば窒素ガス）をこれら小型高圧容
器コ、λ・・・・・・に供給して容器内圧（背圧）を持
たせるためである。液化ガス容器ｌ（又はｌ′又は１１
）から小型高圧容器コ、２・・・・・・への接続はシリ
ーズ接続とし、各小型室圧容器２は、放出弁Ｓ■４、逆
止弁Ｃｖ及び弁８Ｖ２ｆ有する分岐管路で主管に接続さ
れている。前記充填質量調整ガス容器３は、前記シリー
ズ接続管路主管の最終端部（液化ガス供給ｉ ／ 、
／’、 ／’と反対側）に、弁Ｓｖ３を有する管路で接
続されている。
ｌからポンプＰにより又はサイホン式の高圧容器ｌ′か
ら容器内圧により、又は超低温貯槽ｌ′のガス相に高圧
ガス容量ｌ″′から同種のガスを供給してそのガス圧に
Ｌジ小型高圧容器２１．２・・・・・・・・・に送られ
る。小型高圧容器λ１．２・・・・・・・・・は、第１
図のように倒立状に容器スタンドの管路に連結するか、
あるいはサイホン式容器を用いるのが好ましい。（この
場合は倒立させる必要はない。）サイホン式容器を用い
るか、サイホンなし容器の場合に倒立させるのは、後述
するように、本発明の方法においては、高圧ガス容器３
から充填質量調整ガス（充填すべき液化ガスに溶解しな
い不活性ガス、たとえば窒素ガス）をこれら小型高圧容
器コ、λ・・・・・・に供給して容器内圧（背圧）を持
たせるためである。液化ガス容器ｌ（又はｌ′又は１１
）から小型高圧容器コ、２・・・・・・への接続はシリ
ーズ接続とし、各小型室圧容器２は、放出弁Ｓ■４、逆
止弁Ｃｖ及び弁８Ｖ２ｆ有する分岐管路で主管に接続さ
れている。前記充填質量調整ガス容器３は、前記シリー
ズ接続管路主管の最終端部（液化ガス供給ｉ ／ 、
／’、 ／’と反対側）に、弁Ｓｖ３を有する管路で接
続されている。
次に、本発明の方法による液化ガスの充填操作の一実施
例を説明する。
例を説明する。
超低温貯４７又はｌ′、又はサイホン式高圧容器１’に
液化ガス供給源とし、ポンプＰの吐出圧又はガス供給源
容器内圧を利用して弁Ｓｖ２から液化ガスを圧力スイッ
チＰＳ、に設定した所定圧まで小型高圧容器λ、２．・
・・・・・に導入する。続いて圧力スイッチＰＳ２によ
って放出弁Ｓｖ、エクガス化した液化ガスを放出し小型
高圧容器２．２．・・・・・・の予冷を行なう。前記液
化ガスの導入・放出による小型高圧容器の予冷作業はシ
ーケンスコントローラに工って放出回数を設定変更でき
る機構としである。
液化ガス供給源とし、ポンプＰの吐出圧又はガス供給源
容器内圧を利用して弁Ｓｖ２から液化ガスを圧力スイッ
チＰＳ、に設定した所定圧まで小型高圧容器λ、２．・
・・・・・に導入する。続いて圧力スイッチＰＳ２によ
って放出弁Ｓｖ、エクガス化した液化ガスを放出し小型
高圧容器２．２．・・・・・・の予冷を行なう。前記液
化ガスの導入・放出による小型高圧容器の予冷作業はシ
ーケンスコントローラに工って放出回数を設定変更でき
る機構としである。
なお、小型高圧容器の予熱手段は上記に限らず他の方法
で実施してもよい。
で実施してもよい。
前記予冷作業が完了した段階で充填質量調整ガス（前記
のように不活性ガス、たとえば窒素ガスを用いる）の小
型高圧容器への導入を行なう。この操作は充填質量調整
ガス容器３からの回路に設けたノ々ルブｓｖ、 ２開い
て各小型高圧容器２．２・・・・・・・・・に導入する
。この充填質量調整ガスの充填圧力はポンプＰの吐出圧
力及び液化ガス供給源の圧力に見合う値ＧＩＣｊって設
定される（これについては後に詳述する）。
のように不活性ガス、たとえば窒素ガスを用いる）の小
型高圧容器への導入を行なう。この操作は充填質量調整
ガス容器３からの回路に設けたノ々ルブｓｖ、 ２開い
て各小型高圧容器２．２・・・・・・・・・に導入する
。この充填質量調整ガスの充填圧力はポンプＰの吐出圧
力及び液化ガス供給源の圧力に見合う値ＧＩＣｊって設
定される（これについては後に詳述する）。
次いで、再び弁Ｓｖ２から液化ガスを小型高圧容器コ、
λ・・・・・・に導入する。前記のように小型高圧容器
２．２・・・・・・は倒立状態にあるか、ある区はサイ
ホン式容器を用いているので、液化ガスの導入によって
先に導入された充填質量調整ガスは液封状態となり、さ
らに導入される液化ガスによってと扛に溶解しない調整
ガスは、容器内で圧縮されることになる。したがって容
器内の液化ガス量が増加するにつれて調整ガスの圧力は
高（なり、その圧力がポンプ吐出圧力又はガス供給源容
器内圧と平衡に達したとき液比ガスの導入が停止する。
λ・・・・・・に導入する。前記のように小型高圧容器
２．２・・・・・・は倒立状態にあるか、ある区はサイ
ホン式容器を用いているので、液化ガスの導入によって
先に導入された充填質量調整ガスは液封状態となり、さ
らに導入される液化ガスによってと扛に溶解しない調整
ガスは、容器内で圧縮されることになる。したがって容
器内の液化ガス量が増加するにつれて調整ガスの圧力は
高（なり、その圧力がポンプ吐出圧力又はガス供給源容
器内圧と平衡に達したとき液比ガスの導入が停止する。
液化ガスの導入前に容器内に充填しておく調整ガスの量
（充填圧力）を、前記した液化ガスの最大充填質量が充
填さ−ｒしたときの調整ガスの圧力がポンプ吐出圧又は
ガス供給源容器内圧と等しいか、又はわずかに高い圧力
となるように選べば、液化ガスは最大充填質量値まで充
填されて液化ガスの導入が停止するのである。
（充填圧力）を、前記した液化ガスの最大充填質量が充
填さ−ｒしたときの調整ガスの圧力がポンプ吐出圧又は
ガス供給源容器内圧と等しいか、又はわずかに高い圧力
となるように選べば、液化ガスは最大充填質量値まで充
填されて液化ガスの導入が停止するのである。
複数の小型高圧容器２．２・・・・・・に同時充填する
場合は、冒頭に記したように、容量ごとに充填量及び充
填速度が不均一となるが、液化ガスの充填量が他の容器
に比べて少い容器では調整ガスの圧縮比が小さいために
内圧が低いので、液化ガスが充填されやすく、優先的に
その容器に充填されることとなる。またこれとは逆に、
他の容器と比べて多量に液化ガスが充填されている容器
は、調整ガスの内圧が高いので充填速度が遅くなる。し
たがって、一定時間経過後は、各容器とも調整ガスの内
圧がポンプ吐出圧又はガス供給源容器内圧と平衡に達し
、液化ガス充填量に過不足のない状態で充填作業が終了
するのである。このようにして、本発明に工ｎば、充填
質量調整ガスとして不活性ガスをあらかじめ充填してお
くことによって、〔１）式のＧ値に見合った容器内空間
を確保することができ、Ｇ値にシけるガス質量差を、充
填中に秤量監視しないでも±μ％の範囲に収めることが
可能となった。
場合は、冒頭に記したように、容量ごとに充填量及び充
填速度が不均一となるが、液化ガスの充填量が他の容器
に比べて少い容器では調整ガスの圧縮比が小さいために
内圧が低いので、液化ガスが充填されやすく、優先的に
その容器に充填されることとなる。またこれとは逆に、
他の容器と比べて多量に液化ガスが充填されている容器
は、調整ガスの内圧が高いので充填速度が遅くなる。し
たがって、一定時間経過後は、各容器とも調整ガスの内
圧がポンプ吐出圧又はガス供給源容器内圧と平衡に達し
、液化ガス充填量に過不足のない状態で充填作業が終了
するのである。このようにして、本発明に工ｎば、充填
質量調整ガスとして不活性ガスをあらかじめ充填してお
くことによって、〔１）式のＧ値に見合った容器内空間
を確保することができ、Ｇ値にシけるガス質量差を、充
填中に秤量監視しないでも±μ％の範囲に収めることが
可能となった。
また配管のループ化によってガスの重量測定なしに２％
以内の制御が可能となつ′ｆＣ，ま７’ｃＪ’本以上の
複数本数化及び質量調整ガスによって充填時間を制御す
ることができた。
以内の制御が可能となつ′ｆＣ，ま７’ｃＪ’本以上の
複数本数化及び質量調整ガスによって充填時間を制御す
ることができた。
質量調整ガスは液ｆヒガス充填作業後、容器全反転（ｌ
ざＯ°回転）シタ後に、バルブＳＶ、で放出する。Ｓｖ
４、小型容器間はフレキシブルホースに工つて接続され
ており、Ｓｖｌによる放出時間もシーケンスコントロー
ラーによって制御されている。このように調整ガスを放
出するので液化ガスの純度を低下させることはないし、
気相の放出による質量の減少も１％以下であった。
ざＯ°回転）シタ後に、バルブＳＶ、で放出する。Ｓｖ
４、小型容器間はフレキシブルホースに工つて接続され
ており、Ｓｖｌによる放出時間もシーケンスコントロー
ラーによって制御されている。このように調整ガスを放
出するので液化ガスの純度を低下させることはないし、
気相の放出による質量の減少も１％以下であった。
更に、サイホン容器及び低温液化ガス貯槽よりの移充填
は複数本の小型高圧容器で充分に可能であり、ポンプ移
送エリ親ゼンペの圧力が一定であるために容易である。
は複数本の小型高圧容器で充分に可能であり、ポンプ移
送エリ親ゼンペの圧力が一定であるために容易である。
実施例
液化炭酸の小型高圧容器への充填テスト液化炭酸小型容
器（３，μｔｔ’）ｓ本（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ）充填条
件 小型容器５本を同時に液化炭酸ガスで１回洗滌を実施、 不活性質量調整ガスには窒素を用い、圧力は７、Ｉｋｙ
／ｃｄＧで約２分間充填、 上記光てん条件で充てんされた弔客容器ＡＢＣＤＥの結
果は次のとうりである。
器（３，μｔｔ’）ｓ本（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ）充填条
件 小型容器５本を同時に液化炭酸ガスで１回洗滌を実施、 不活性質量調整ガスには窒素を用い、圧力は７、Ｉｋｙ
／ｃｄＧで約２分間充填、 上記光てん条件で充てんされた弔客容器ＡＢＣＤＥの結
果は次のとうりである。
発明の効果
（１） 小型高圧容器内のガス質電圧が複数個同時充
填でも最大及び最小質量値の差がμ％以内である。
填でも最大及び最小質量値の差がμ％以内である。
（２） 更に配管のループ化により上記の差は２％以
内となる。
内となる。
（３）質量調整ガスの使用によって充填質量全制御でき
る。
る。
（４） 熟練技術者によらず操作が容易である。
第１図は本発明方法を示す一例の７０−シート、第２図
及び第３図は従来法の７０−シートを示し、図中、ｌ及
び１１は超低温貯槽、ｌ′はサイホン式高圧容器、コは
小型高圧容器、３は高圧ガス容器、３０．３３は親容器
、！コは小型高圧容器、ＰＳｌ及びＰＳ２は圧力スイッ
チ、Ｓ■１〜Ｓｖ２は放出弁全夫々示す。
及び第３図は従来法の７０−シートを示し、図中、ｌ及
び１１は超低温貯槽、ｌ′はサイホン式高圧容器、コは
小型高圧容器、３は高圧ガス容器、３０．３３は親容器
、！コは小型高圧容器、ＰＳｌ及びＰＳ２は圧力スイッ
チ、Ｓ■１〜Ｓｖ２は放出弁全夫々示す。
Claims (1)
- 小型高圧容器への液化ガス充填方法であつて、充填すべ
きガスに溶解しない不活性ガスを調整用ガスとして液化
ガスの充填に先立つて容器内に充填し、次いで充填され
る液化ガスにより前記調整用ガスを容器内に液封状態と
して内圧を持たせ、さらに液化ガスを充填することによ
つて前記調整用ガス内圧が上昇し、液化ガスの充填源圧
力と平衡に達したときに充填を終了する充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280893A JPS62141396A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 小型高圧容器への液化ガス充てん方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280893A JPS62141396A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 小型高圧容器への液化ガス充てん方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62141396A true JPS62141396A (ja) | 1987-06-24 |
Family
ID=17631408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280893A Pending JPS62141396A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 小型高圧容器への液化ガス充てん方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62141396A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703262A1 (fr) * | 1993-02-26 | 1994-10-07 | Air Liquide Australia | Mélanges gazeux. |
| JP2019173865A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | エア・ウォーター株式会社 | 液体ヘリウムの充填方法および装置 |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP60280893A patent/JPS62141396A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703262A1 (fr) * | 1993-02-26 | 1994-10-07 | Air Liquide Australia | Mélanges gazeux. |
| JP2019173865A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | エア・ウォーター株式会社 | 液体ヘリウムの充填方法および装置 |
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