TWI825714B - 及方法 - Google Patents

Abstract

一種多槽共同供氣之裝置及方法，該裝置及方法是指多座液化液體儲存槽同時向一製程設備供應預定量的氣體的裝置及方法，其中包括一氣體匯流器、二組以上的液化液體儲存槽加熱蒸發供氣設施(以下簡稱為蒸發裝置)及一程序控制器；透過各蒸發裝置的溫度控制器將各儲存槽的溫度控制在同一溫度，使各儲存槽都輸出同一壓力的氣體，以達到更靈敏、精確、安全及穩定的控制儲存槽輸出預定量的氣體。

Description

多槽共同供氣之裝置及方法

本發明係關於一種多槽共同供氣之裝置及方法；特別關於一種以分別控制各儲存槽的溫度的方式，將各儲存槽內的壓力控制在同一預定的壓力狀態下滿足供應製程所需的氣體的多槽共同供氣之裝置及方法。

現今在許多工業的製程中需要使用很多的各種氣體，而為了方便運輸及儲存，大多將該氣體液化並存放在例如鋼瓶、鋼槽等液化液體儲存槽中，在需要使用時，再從儲存槽中蒸發排出所要的氣體。另外，當需要大量的供應氣體時，可以透過加熱儲存槽的方式，加速該液化液體蒸發。然而，若加熱溫度超過一定程度時，儲存槽會有過熱而爆炸的危險。故，由於儲存槽的耐熱上限等種種原因的限制，習用的技術既使加熱儲存槽仍然有供氣不足的問題發生。為了解決該問題，遂有多個儲存槽同時加熱供氣的需求，也因此許多加熱之控制方法被研發。

習知的氣體液化液體之蒸發量控制方法可概分為二種，一種是依據出口壓力控制儲存槽加熱的方法，另一種是依據儲存槽的磅秤訊號控制儲存槽加熱的方法，兩者皆可具有短時間大量供應氣體的功效。

然而，習用的依據出口壓力控制儲存槽加熱的方法只能輪流控制單一儲存槽的加熱器，沒有同時控制多座儲存槽的加熱器的功能，造成各儲存槽的加熱溫度及壓力不一，致使各儲存槽的蒸發氣體因為壓力不同而相互倒灌。此外，該方法是依據出口壓力控制儲存槽的加熱器的加熱電力輸出，有控制精確度不足的問題。再者，該方法因為溫度是因變數，因此也有儲存槽可能過熱而爆炸的危險。而習用的依據儲存槽磅秤訊號控制儲存槽加熱的方法主要特徵在於利用地磅取得儲存槽的重量訊號，再依據磅秤的重量訊號控制儲存槽的加熱器的加熱電力輸出，該控制方法同樣具有例如各儲存槽的蒸發氣體因為壓力不同而相互倒灌、控制精確度不足及儲存槽可能過熱而爆炸等問題。

發明人有鑑於此，積極研究，發現將各個儲存槽控制在同一溫度可將各個儲存槽的壓力控制在同一壓力，因此可以確保供氣出口的壓力穩定，也可以避免各供氣管線互相倒灌，再配合程序控制器依儲存槽重量資訊控制儲存槽供氣控制閥之開度或關閉以控制其流量，就可以達到各種目的，例如達到使各個儲存槽同時用盡的目的，或使單一儲存槽先用盡而方便單獨更換，以達到供氣不中斷的目的。如此並可以避免習用的以壓力控制加熱器或以重量控制加熱器的缺點，終於發展出本發明。

本發明的目的在於提供一種可以控制多個儲 存槽一起更靈敏、精確、安全及穩定的控制儲存槽輸出預定量的氣體的多槽共同供氣之裝置。

本發明達成上述目的之結構包括：一氣體匯流器、二組以上的蒸發裝置及一程序控制器；該氣體匯流器設有一連接該製程設備的第一供氣管；該等蒸發裝置分別包括：一儲存槽，其內存放預定量的液化液體；一地磅，用以測量該儲存槽的重量以取得該儲存槽的重量資訊；一加熱器，用以加熱該儲存槽；一溫度控制器，該溫度控制器連接該加熱器，以控制該儲存槽維持在一預定溫度；一第二供氣管，該第二供氣管連接該儲存槽及該氣體匯流器；一控制閥，用以控制該第二供氣管的流量；該程序控制器分別連接該等蒸發裝置的地磅及控制閥；依據該等蒸發裝置的儲存槽重量資訊分別控制該控制閥的開度以調節其供氣流量或關閉。

較佳者，該程序控制器可控制相對重量較輕的儲存槽的控制閥的開度以降低其供氣流量或關閉，以達到使各儲存槽的液化液體同時耗盡的目的。

較佳者，該程序控制器可依據該等儲存槽的重量資訊去控制該控制閥，使該等儲存槽中之一的液化液體先耗盡。

較佳者，該第一供氣管上設有一第一壓力錶以指示供氣壓力方便操作人員監測操作壓力。

較佳者，該等蒸發裝置的第二供氣管上分別設有一第二壓力警示器；該第二壓力警示器還連接該加熱 器，在當該第二壓力資訊超過一預定警示壓力時，會切斷該加熱器的加熱電力停止加熱並發出警示訊號，以提高儲存槽的安全性。

較佳者，該等蒸發裝置的第二供氣管上分別設有一單向閥；該單向閥限制氣體只能從該儲存槽向該氣體匯流器輸出，可確保任一儲存槽輸出的氣體都不會倒灌到其他儲存槽中。

較佳者，該等蒸發裝置的儲存槽為鋼瓶或鋼槽等壓力容器。

較佳者，該儲存槽設有一溫度警示器；該溫度警示器用以測量該儲存槽的溫度，該溫度警示器連接該加熱器，當該儲存槽溫度超過一預定警示溫度時，該溫度警示器會切斷該加熱器之電力停止加熱並發出警示訊號，以提高安全性。

較佳者，該等第二供氣管是以同一角度順流方向與該氣體匯流器相連接，以避免該等第二供氣管之氣流相互排擠。

本發明的另一目的在於提供一種可以控制多個儲存槽一起更靈敏、精確、安全及穩定的控制儲存槽輸出預定量的氣體的多槽共同供氣之方法。

本發明達成上述目的之方法包括下列步驟：將該等蒸發裝置的儲存槽的溫度控制在同一溫度，使該等儲存槽都輸出同一壓力的預定量的氣體。

較佳者，依據該等儲存槽重量資訊控制該等儲 存槽的氣體輸出流量，使相對重量較輕的儲存槽的氣體輸出流量小於相對重量較重的儲存槽的氣體輸出流量，以使各儲存槽的液化液體同時耗盡。

較佳者，依據該等儲存槽重量資訊控制該等儲存槽的氣體輸出流量，使該等儲存槽中之一的液化液體先耗盡。

本發明為達到上述及其他目的，其所採取之技術手段、元件及其功效，茲採一較佳實施例配合圖示說明如下。

100:多槽共同供氣之裝置

1:氣體匯流器

11:第一供氣管

12:第一壓力錶

2:蒸發裝置

21:儲存槽

22:地磅

23:加熱器

24:溫度控制器

25:第二供氣管

26:控制閥

27:第二壓力警示器

28:單向閥

29:溫度警示器

3:程序控制器

101:製程設備

[圖1]為本發明第一實施例的流程圖。

[圖2]為本發明第一實施例的結構示意圖。

[圖3]為本發明第一實施例中各種訊號傳遞的示意圖。

[圖4]為本發明第二實施例的流程圖。

圖1~3為本發明的第一實施例。如圖1~3所示，本發明多槽共同供氣之方法可以二組以上的蒸發裝置2共同向一製程設備101供應預定量的氣體，其中包括下列步驟：將該等蒸發裝置的儲存槽的溫度控制在同一溫度，使該等儲存槽都輸出同一壓力的預定量的氣體；藉此方法，可以達到更靈敏、精確、安全及穩定的控制儲存槽輸出預定量的氣體。下文將詳予說明。

圖2~3為配合多槽共同供氣之方法的多槽共同供氣之裝置100。該多槽共同供氣之裝置100的結構包括有一氣體匯流器1、二組以上的蒸發裝置2及一程序控制器3；該氣體匯流器1設有一連接該製程設備101的第一供氣管11；該等蒸發裝置2分別包括：一儲存槽21，其內存放預定量的液化液體；一地磅22，用以測量該儲存槽21的重量以取得該儲存槽的重量資訊；一加熱器23，用以加熱該儲存槽21；一溫度控制器24，該溫度控制器24連接該加熱器23，以控制該儲存槽21維持在一預定溫度；一第二供氣管25，該第二供氣管25連接該儲存槽21及該氣體匯流器1；一控制閥26，用以控制該第二供氣管25的流量；該程序控制器3分別連接該等蒸發裝置2的地磅22及控制閥26；依據該等蒸發裝置2的儲存槽21重量資訊分別控制該控制閥26的開度以調節其供氣流量或關閉。

氣體匯流器1設有一連接製程設備101的第一供氣管11，用於匯聚該等儲存槽21排出的氣體，藉以向製程設備101供應壓力穩定的氣體。

本發明具有二組以上的蒸發裝置2，在圖2中僅以二組蒸發裝置2為例，實際上可因應使用需求而採用三組、四組或更多組蒸發裝置。

儲存槽21內存放預定量的液化液體，可向外輸出氣體。儲存槽21可以是鋼瓶或鋼槽等壓力容器。

地磅22用以測量儲存槽21的重量以取得儲存槽的重量資訊。

加熱器23用以加熱儲存槽21，可以是包覆在儲存槽21外側的加熱毯。

溫度控制器24連接加熱器23，以控制儲存槽21維持在一預定溫度，使該等儲存槽21都能輸出同一壓力的氣體，並避免各儲存槽21輸出的氣體互相倒灌。若以液化液體氨儲存槽為例，將該等儲存槽的溫度控制在24℃時即可將儲存槽的壓力控制在130psig，將儲存槽的溫度控制在35℃時即可將儲存槽的壓力控制在202psig。

第二供氣管25連接儲存槽21及氣體匯流器1，在第二供氣管25上裝有一控制閥26。該等儲存槽21的第二供氣管25是以同一角度順流方向與氣體匯流器1相連接，以避免該等第二供氣管25之氣流相互排擠。

控制閥26用以控制第二供氣管25的流量。

程序控制器3分別連接該等蒸發裝置2的地磅22及控制閥26；依據該等蒸發裝置2的儲存槽21重量資訊分別控制該控制閥26的開度以調節其供氣流量或關閉。在將該等儲存槽21控制在同一溫度的情況下，理論上可使該等儲存槽21有相同的消耗，但實際上仍然可能會有某些因素使某一儲存槽消耗較快，因此，程序控制器3可控制相對重量較輕的儲存槽的控制閥26的開度以降低其供氣流量或關閉，可達到使該等儲存槽21的液化液體均一消耗的目的。另外，程序控制器3可因應不同使用需求而控制該等蒸發裝置2的控制閥26的流量，藉以達到各種目的，例如達到使該等儲存槽21同時用盡的目的，或使單一儲存槽先 用盡而方便單獨更換，進而達到供氣不中斷的目的。

在第一供氣管11上可設有一第一壓力錶12以指示供氣壓力方便操作人員監測操作壓力。第一壓力錶12用於測量第一供氣管11內的壓力。第一供氣管11內的壓力即為提供給製程設備的供氣壓力。

在該等蒸發裝置2的第二供氣管25上分別設有一第二壓力警示器27；第二壓力警示器27用以測量第二供氣管25內的壓力以取得一第二壓力資訊；第二壓力警示器27還連接加熱器23，當第二壓力資訊超過一預定警示壓力時，會切斷該加熱器的加熱電力停止加熱並發出警示訊號，可提高安全性。另外，第二壓力警示器27也可具有壓力顯示功能，以方便操作人員查看。

在該等蒸發裝置2的第二供氣管25上可以分別設有一單向閥28；單向閥28限制氣體只能從儲存槽21向氣體匯流器1輸出。也就是說，可確保任一儲存槽21輸出的氣體都不會倒灌到其他儲存槽21中。

在該等蒸發裝置2的儲存槽21可分別設有一溫度警示器29；溫度警示器29用以測量該儲存槽21的溫度，該溫度警示器29連接該加熱器23，當該儲存槽21溫度超過一預定警示溫度時，該溫度警示器29會切斷該加熱器23之電力停止加熱並發出警示訊號。

前述的第二壓力警示器27及溫度警示器29的警示訊號包括警示燈及警示聲音。

如前所述，溫度控制器24是依據儲存槽溫度資 訊控制加熱器23。由查理定律及波義爾定律可知，理想氣體的壓力與絕對溫度成正比，亦即溫度變化1℃，壓力才隨之改變約1/273大氣壓，因此以溫度控制加熱器的方法，比習用的以壓力控制加熱器的方法能夠更靈敏、精確及穩定的控制儲存槽輸出預定量的氣體在預定的壓力。此外，以現今的溫度控制器可以將溫度控制在0.1℃的精確度，因此以溫度控制加熱器的方法不但靈敏、精確及穩定，而且安全性高。

如前所述，程序控制器3可依據該等蒸發裝置2的儲存槽重量資訊分別控制該控制閥26的開度以調節流量或關閉，藉以達到各種目的，茲舉例說明如下。

在第一實施例中，在將該等儲存槽21的溫度控制在同一溫度後，可再依據該等儲存槽21重量資訊控制該等儲存槽21的氣體輸出流量，使相對重量較輕的儲存槽的氣體輸出流量小於相對重量較重的儲存槽的氣體輸出流量，以使各儲存槽的液化液體同時耗盡，方便同時更換儲存槽時減少浪費。

圖4為本發明第二實施例。如圖4所示，在第二實施例中，在將該等儲存槽21的溫度控制在同一溫度後，可再依據該等儲存槽21重量資訊控制該等儲存槽21的氣體輸出流量，使該等儲存槽中之一的液化液體先耗盡，以便單獨更換儲存槽，以達到供氣不中斷的目的。

以上為本發明所舉之實施例，僅為便於說明而設，當不能以此限制本發明之意義，即大凡依所列申請專 利範圍所為之各種變換設計，均應包含在本發明之專利範圍中。

100:多槽共同供氣之裝置

1:氣體匯流器

11:第一供氣管

12:第一壓力錶

2:蒸發裝置

21:儲存槽

22:地磅

23:加熱器

25:第二供氣管

26:控制閥

27:第二壓力警示器

28:單向閥

29:溫度警示器

101:製程設備

Claims (12)

1. 一種多槽共同供氣之裝置，該裝置向一製程設備供應預定量的氣體，其中包括一氣體匯流器、二組以上的蒸發裝置及一程序控制器；該氣體匯流器設有一連接該製程設備的第一供氣管；該等蒸發裝置分別包括：一儲存槽，其內存放預定量的液化液體；一地磅，用以測量該儲存槽的重量以取得該儲存槽的重量資訊；一加熱器，用以加熱該儲存槽；一溫度控制器，該溫度控制器連接該加熱器，以控制該儲存槽維持在一預定溫度；一第二供氣管，該第二供氣管連接該儲存槽及該氣體匯流器；一控制閥，用以控制該第二供氣管的流量；該程序控制器分別連接該等蒸發裝置的地磅及控制閥；依據該等蒸發裝置的儲存槽重量資訊分別控制該控制閥的開度以調節其供氣流量或關閉。
2. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該程序控制器可控制相對重量較輕的儲存槽的控制閥的開度以降低其供氣流量或關閉。
3. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該程序控制器可依據該等儲存槽的重量資訊去控制該控制閥，使該等儲存槽中之一的液化液體先耗盡。
4. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該第一供氣管上設有一第一壓力錶以指示供氣壓力方便操作人員監測操作壓力。
5. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該等蒸發裝置的第二供氣管上分別設有一第二壓力警示器；該第二壓力警示器用以測量該第二供氣管內的壓力以取得一第二壓力資訊；該第二壓力警示器還連接該加熱器，在當該第二壓力資訊超過一預定警示壓力時，會切斷該加熱器的加熱電力停止加熱並發出警示訊號。
6. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該等蒸發裝置的第二供氣管上分別設有一單向閥；該單向閥限制氣體只能從該儲存槽向該氣體匯流器輸出。
7. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該等蒸發裝置的儲存槽為鋼瓶或鋼槽等壓力容器。
8. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中包括一 溫度警示器；該溫度警示器用以測量該儲存槽的溫度，該溫度警示器連接該加熱器，當該儲存槽溫度超過一預定警示溫度時，該溫度警示器會切斷該加熱器之電力停止加熱並發出警示訊號。
9. 如請求項1之多槽共同供氣之裝置，其中該等第二供氣管是以同一角度順流方向與該氣體匯流器相連接，以避免該等第二供氣管之氣流相互排擠。
10. 一種多槽共同供氣之方法，其可以二組以上的蒸發裝置共同向一製程設備供應預定量的氣體，其中包括下列步驟：將該等蒸發裝置的儲存槽的溫度控制在同一溫度，使該等儲存槽都輸出同一壓力的預定量的氣體。
11. 如請求項10之多槽共同供氣之方法，其中包括：依據該等儲存槽重量資訊控制該等儲存槽的氣體輸出流量，使相對重量較輕的儲存槽的氣體輸出流量小於相對重量較重的儲存槽的氣體輸出流量，以使各儲存槽的液化液體同時耗盡。
12. 如請求項10之多槽共同供氣之方法，其中包括依據該等儲存槽重量資訊控制該等儲存槽的氣體輸出流量，使該等儲存槽中之一的液化液體先耗盡。

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