JPH05509160A - 液化ガス計量システム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 液化ガス計量システム この発胡は、例えば乗物の燃料タンクにＬＰＧ又はその他の液化ガスを充填する ための液化ガス引！装置に関する。

ＬＰＧガスの組成は一様ではなくて、例えば乗物の燃料タンクに液体状態で配給 されるガスを計量するのに使われる討量手段には、ガスの組成が異なることの結 果として著しい不正確さがあり得る。特に、ＬＰＧガスは、実質的に純粋なブロ バンガスから、プロパン及びブタンガスの混合物を経て、純粋のブタンに到るま での種々の成分割合を持ち得る。配給動作中に計測される流量は、工場で、又は 現場で設置の際に実施される該計量装置の較正に依存することがある。較正時に 使われるガスは、最も普通の又は予期されるガス組成であり得るのであるが、他 のガス組成が計量されるときには、ガスの測定値に著しいエラーが生じる可能性 がある。この間頚を克服するｔこめに開発された装置は無いと思われる。

本発明の目的は、種々のガス組成について、液化ガスの計測された量の補正を可 能にする液化ガス計量装置を提供することである。

本発明によって液化ガス配給システムに用いる液化ガス計量装置が提供されるが 、このシステｌ・は、液化ガス供給源と、使用時に該供給源から配給点へ液化ガ スを運搬する液化ガス配給設備と、該配給システムに付随する計量手段とを持っ ており、該計ｔ装置は、該液化ガス配給システムと関連して動作して該液化ガス の密度と関連する該液化ガスの測定バラメーターを感知すると共に、その感知し たパラメーターを示す感知信号を発生させる感知手役を包含しており、該装置は 、更に、該感知信号に応答する計算手段を包含しており、該計算手段は、駿液化 ガスの計測された量の判定を咳液化ガスの密度の変イしについて補正すると共に 、そのことによって液化ガスの計測された量の判定をガス組成について補正する ために、配給動作時に配給される計量された液化ガスの該計量手役による判定に 影響を与えることによって該配給システムの該計量手段の動作を制御する。

一実施例においては、液化ガスの密度に関連するパラメーターは液化ガスの電気 的又は磁気的特性であり、該感知手段は、その感知された電気的又は磁気的特性 を示す感知信号を発生させる。好ましくは、その特性１ま液化ガスの電気的特性 である。液化ガスの組成が変化すると、液化ガスの比重が例えば０　５００から ０．５８０まで下流側に計量手段１７も設けられていて、配給動作中に配給され る液化ガスの量を測定する。該計量手段は、シャフト上に回転要素を有する測定 チャンバを有する普通の種類のものでよく、該シャフトの回転は、配給される液 化ガスの総量とコストとを計算するためにシステムの電子装置により使用される 。この計算は、液化ガスの比誘電率の変化に従って変化する感知手段５０の出力 に依存して補正又は調整される。これについて、以下に詳細に説明をする。

計量手段１７の下流側には、計量手段１７と充填継手１６との間の併給ライン１ ５中の液化ガスの流れを制御するための配給制御バルブ２０がある。制御バルブ ２０は、液化ガスを計算手段１７から受け入れる人口ボート２１と、例えば在来 のｒ、Ｓ、Ｃ，バルブ２３、視認計器２４及びライン断線継手（ｌｉｎｅ　ｂｒ ｅａｋ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ）　２５を介して継手１６へ液化ガスを運ぶたｔの出 口ポート２２とををする。

制御バルブ２０は、液化ガスがその上流で加圧されたならば供給ラインＩ５を關 くように作動するものであり、これにより、液化ガス配給の流れは、液化ガスが 加圧された場合に限って発生し、若し制御バルブ２０の上流で液化ガスの圧力が 著しく下がれば供給ライン１５が閉じられる結果となる。

図１において、制御バルブ２０は、パイロット・ライン３１を介して加圧パイロ ット流体の出所ど選択的に連通ずるパイロット・ライン・ボート３０を有するパ イロット動作制御バルブ又は差動バルブである。制御バルブ２Ｄは、パイロット ・ライン３】内のパイロット流体圧力の選択的適用に応答して開き、人口ポート ２１から出口ボート２２への液化ガスの流れを許す。パイロット・ライン３１は 、蒸気除去装置１０内の加圧液化ガスと選択的に連通ずることが出来る。これは 、選択的に動作することの出来るパイロット制御バルブ３２をバイ０ツト・ライ ン３１内に設けることによって達成される。パイロット制御バルブ３２は、パイ ロット・ライン３１により制御バルブ２０に接続されたパイロット出口３３と、 比較的に低い圧力の液化ガスの出所に、即ち蒸気復帰ライン１２に、接続された 低圧入口３５と、バルブ２０の上流で加圧液化ガスに接続された高圧入口３４と を包含する。図示の様に、高圧入口３４はタンク１０に接続されることが出来る 。パイロット制御バルブ３２は、低圧入口３５をパイロット出口３３に接続し、 又は高圧入口３４をパイロット出口３３に接続する様に選択的に作動することが 出来る。加圧パイロット流体を制御バルブ２０に加えることが出来る様にソレノ イド・バルブ６１がパイロット・ライン３６に設けられており為バルブ６１も、 タンク１０に付随する感知手段５０に応答して制御される。

好ましくは、パイロット制御バルブ３２の通常の７エイルセーフ状態があり、そ れは、パイロット出口３３への低圧入口３５の接続から成り、それは、パイロッ ト・ライン３１内に低圧が存在し制御バルブ２ｏが、その中を通る液化ガスの流 れに対して閉じられる結果となる。

パイロット制御バルブ３２は、パイロット出口３３への低圧入口３５の接続と、 パイロット出口３３への高圧入口３４の接続とにそれぞれ対応する２つの状態間 を切り替わる様に例えばソレノイド操作で電気的に操作され得るものである。特 に、該ソレノイドには２つの状態がある、即ら（１）無給電状Ｍ（出口３３への 入口３５の接続、及び入口３４の閉塞に対応していて、パイロット・ライン３１ 内に低圧が存在し、制御バルブ２０が液化ガス流に対して閉じられる結果となる 状！ｇ）と、（２）給電状態（出口３３への入口３４の接続、及び入口３５の閉 塞に対応していて、パイロット・ライン３］内に高圧が存在し、制御バルブ２ｏ がその中を通る液化ガス流に対して開く結果となる状態）、とがある。

図面に示されているシステムは、回路（図示せず）の制御下で動作し、供給ポン プの始動後に、充填継手１６を通しての配給が始まる前に配給制御バルブ２ｏに より供給ライン１５を短時間開放させることにより供給ライン１５内での加圧又 は蒸気の一掃を許すべくパイロット制御バルブ３２のソレノイドを給電し給電停 止することが出来る。この時間は１〜２秒間程度であり得る。この後、該制御回 路は配給制御バルブ２０をある時間だけ閉塞させ、その間、計量手段１７はゼロ ・リットル及びゼロ・コストにリセットされる。該制御回路は、液化ガスを計量 して供給ライン１５及び充填継手１６を通して配給することを可能にするために 配給制御バルブ２ｏを再び開放させる。

パイロット制御バルブ３２の上記の動作は、タンク１ｏからの蒸気除去後にライ ン３６のバルブ６１が開放する場合に限って可能となり得るものである６図１に は、システムが２つの同時配給動作を行い得る様になっている第２の、或いは重 複した構成要素の系列が示されている。反復しているシステム構成要素は、同一 の参照数字に「ａ」という添字が付されている。構成要素の第２の系列の動作は 、上記の構成要素の第１系列と全く同じである。供給ライン１５．１５ａの両方 に液化ガスを供給するために使われる単一の共通蒸気除去タンク１ｏがある。こ れは、タンク１０と計量手段１７．１７ａとの間に供給接合点４０を設けること によって達成される。供給接合点４０は、入口４１と、この人口４１に連通ずる ２つの出口４２．４３とを包含する。出口４２は供給ライン１５に接続され、出 口４３は供給ライン１５ａに接続されている。供給接合点４０の人口４１は、タ ンク１０の底と流体連通している。人口４１のこの場所は、２つの配給ラインの 重複する構成要素を、給油所に設けられている標準的燃料供給ポンプなどのハウ ジング内に密接させて配置することを可能にする。通常、従来はタンク１０から の出口が一般にタンク１Ｇの、人口１１の反対の側に設けられていた場合、少な くとも、タンク出口から計量手段１７．１７ａからのラインの長さが割合に大き くなければ、他の構成要素を重複させるための標準的燃料供給ポンプ・ケーシン グ内のスペースは不十分であった。タンク１０から計量手段１７．１７ａまでの ラインのこの長さは、計量の精度と抵触するかも知れない蒸気相の当該ライン中 における発生をなるべく少なくするために、最小にされるのが好ましく、この目 的のために供給接合点４０の入口４１をタンク１０の底に密に接続するのが好ま しく、また、出口４２．４３はそれぞれの計量手段１７．１７ａに密接している 。図１において、タンク１０の底から計量手段１７．１７ａまでのこの距離は、 システムの機能を説明するために略図示されているに過ぎないが、実際には物理 的距離は最小限にされる。

図１に示されている好ましい配給システムは、構成要素の最小限の重複で２つの 配給システムを１つの標準的給油所給油ポンプ内に設けることをも可能にするも のである。

感知手段５５はタンク１０の頂部に位置する感知素子５６を有していて、該感知 素子が液相の中にあるか、或いはガス相の中にあるかを感知すると共に、タンク １０内の物質の相の変化に応じ、且つ、該感知素子５６がそれに曝されていると ころの液体の組成の変化に応じて、その電気的特性を変化させるようになってい る。感知素子５６の電気的特性の変化に応じて電気信号をライン５７上に発生さ せることが出来、該信号を、第１に、蒸気除去操作の始め又は終わりにそれぞれ ライン１２を開き又は閉じるために利用することが出来る。特に、バルブ５５は 例えば通常は開いているソレノイド・バルブから成り得るものであるが、感知素 子５６が液相に浸ったときにはにれは復帰ライン１２を通してタンク１０から蒸 気が実質的に又は完全に除去されたときに起こることである）、感知手段５０に より発生した信号は、復帰ライン１２を閉じるために該ソレノイドへのパワーを 切り換えることが出来る。

感知素子５６は容量性素子７０から成り、そのキャパシタンスは、該素子７０が ガスに浸っているかそれとも液体に浸っている゛かに依存して、且つ、完全に液 体に浸っているときには該液体の密度に依存して、変化する。図２において、容 量性素子７０は、はぼ平行に且つ離間して配置された２つの伝導板７１．７２か ら成り、波板はタンク１０内の頂部に配置されているので、タンク１０内の流体 はくガスであっても液体であっても）板７１，７２の間を流れ、素子７０のキャ パシタンスは、板７１．７２のサイズ及び間隔と、板が浸っているガス相及び液 相の誘電特性とに依存して変化する。容量性素子７０は感知手段５０の感知回路 ６５内に接続されている。図２において、該感知回路構成要素は、波板の１つ（ ７２）をも支持する回路基板７４上に搭載されており、該回路構成要素はハウジ ング７５に封入されている。

図１の感知回路６５は発振回路５８から成り、その容量性素子７０は該発振回路 の周波数を決定する構成要素である。感知手段５０は、その回路５９により感知 された周波数の所定の変化に応じて出力を生じさせる周波数応答回路５９を更に 包含している。この構成では、発振器５８の周波数は、容量性素子が最初にガス 相中に位置した後に液相に浸されたことの結果として該液相の密度に依存して変 化し、ライン５７及び７７上の出力信号が発生され得る。ライン５７上の出力信 号は、感知された相変化に応じて固体リレー６０をスイッチングさせるのに使わ れ、リレー６０は復帰ライン１２に位置するソレノイド・バルブ５５への、及び 該バルブからのパワーをスイッチングさせる。

ライン５７上の出力信号は、パイロット操作配給制御バルブ３２まで伸びるパイ ロット供給ライン３６中に位置するソレノイド・バルブ６Ｉにもスイッチング・ リレー６２を介して中継される。配給制御バルブ３２の位置及び橙能については 前述した。配給制御バルブ３２へのパイロット・ライン３６に更なるソレノイド ・バルブ６１を設けることにより、蒸気の除去が進行している限りは配給制御バ ルブ３２の開放を阻止することが可能となる。実際上、これは、配給液化ガスの 不正確な計量につながる時期尚早の配給動作の防止を可能にする更なる制御機能 を与えるものである。

液化ガス配給システムの動作中、配給動作開始のためのシステムの最初の始動後 に、可撓性ホースであり得る供給ライン１５は一時的に開放されることがあり、 ライン１５が液相で満たされることを保証するためにポンプが始動される。この 一時的開放は、特にシステムが例えば１５分はどの時間にわたって使われていな かったり、或いは前の配給動作中に蒸気が検出されたりした場合に実行されるこ とが出来る。この準備的手順の後、システムは、蒸気除去装置内の蒸気の存在に ついてチェックをすることが出来る。若し蒸気が検出されれば、システムは、蒸 気が検出されなくなるまで配給流を止めることが出来る。配給動作中、蒸気の存 在を連続的に監視することが出来、若し蒸気が検出されたならば配給動作を終わ らせ、同時に次の配給動作開始時に上記のホース充填動作を開始するフラグをセ ットすることが出来る。

図１に戻ると、該装置は、ライン７７上の感知信号に応答する計算手段７６を更 に包含している。感知素子５６が液化ガスに浸っているとき、ガスの比誘電率の 変化についてガスの計測された量の判定を補正し、且つそれによってガスの組成 の変化についてガスの計測された量の判定を補正するために、計算手段７６は、 配給動作中に配給される計測されたガスの計量手段１７による判定に影響を与え る様に動作することが出来る。

素子５６の感知されたキャパシタンス変化は、感知手段５０によってライン７７ 上のデジタル出力に変換されることが出来、この出力は例えば比誘電率の尺度を 与える。比誘電率と、計量手段１７の測定動作のエラーとの間の関係の較正又は 予定から、所要の補正を決定することが出来る。この様にして、感知手段５０か らのライン７７上の感知信号は計算手段７６に供給されることが出来、計算手段 ７６は、感知された比誘電率の変化について補正を行うことによって、配給され る液化ガスの計測された量の判定を制御することが出来る。

配給されるガスの正確な測定を保証するため、比重、又は、判定された比重に依 と比較して、計量動作に適用する補正係数を該テーブルから得ることが出来る様 に、補正係数の決定は、メモリー７８に記憶されている補正係数の所定のテーブ ルによることが出来る。その代わりとして、計算手段７６は、プログラマブルで あることが出来、プログラムされた公式から、測定動作を調整し又は補正するた めの係数を計算又は決定する様に動作することも出来る。例えば、計算手段７６ はプログラマブルな計算手段から成ることが出来、その手段は、使用の際には、 配給される液化ガスの量の決定に適用されるべき補正係数を適当な公式又はアル ゴリズムから計算するためにプログラムされる。

周波数応答回路５９により監視される発振回路５８内に感知素子５６を配置する 必要はないことが理解されるであろう。例えば、容量性素子７０はＡＣ電源から 給電されるブリッジ回路内に配置されることが出来、該容量性素子がその中に配 置されているところの該ブリッジのアームのりアクタンスの変化によって、感知 されることが出来て且つガスの計測された量を補正するために使うことの出来る 出力の変化を生じさせる。

配給動作中に配給されるガスの測定に適用されるべき補正の決定は、［ワンス・ オフＪ　（ｏｎｃｅ　ｏｆｆ）方式で実行され得るものである。例えば、比誘電 率は配給動作開始時に感知されることが出来、補正係数が決定され、この係数は 後に液化ガス配給動作の残りの過程で計量手段１７の動作に適用される。その代 わりとして、ガスの計測された量の補正を配給動作中に連続的に実施し得る様に 、比重の決定を配給動作中に連続的に又は間隔を置いて実行してもよい。

ここに記載し図示した本発明の好ましい実施例である装置は、供給される液化ガ スの組成の変動に伴って生じる比重の変化について補正を行うことによって、配 給動作中に配給される液化ガスの正確な判定を可能にし得るものであることが理 解されよう。計量動作の精度のこの様な向上は、過去に発生した、計量の不正確 さにより液化ガスの購入者又は供給者が損をするという不公平な取引を著しく少 なくすることが出来る。

比重は、液化ガスの密度に関連する特性である。過去においては、計量動作中に 補正係数を適用することを可能にするために温度変化が感知されていた。本発明 を用いて、密度関連感知に基づいて補正係数を決定し適用すれば、密度に、従っ て計量精度に影響を与える温度の変動が本発明によって自動的に補正されること になるので、温度感知を無くすることが可能となる。

クレームにおいて定義されている発明の範囲から逸脱することなく、ここに記載 した発明の可能で且つ好ましい実施例の特徴に種々の変更、修正及び／又は付加 をなし得ることが理解されなければならない。

要約 液化ガスを供給源から配給点及び計量手段（１７）まで運ぶ液化ガス配給設備に 用いる液化ガス計量装置。この計量装置は、特に比誘電率等の電気的パラメータ ーである液化ガスの密度に関連する液化ガスの測定可能なパラメーターを感知し て、その感知したパラメーターを示す感知信号（７７）を発生させる感知手段（ ５０）を有する。感知手段（５０）は、液化ガスに浸るように構成された離間し たコンデンサー板（７１，７２）から成る容量性装置（５６）を包含する。計算 手段（７６）は該感知信号に応答する。計算手段（７６）は、配給動作中に配給 される計測された液化ガスの該計量手段（１７）による判定をガス組成の変化に ついて補正することによって該計量手段（１７）の動作を制御するようになって いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液化ガス配給システムに用いる液化ガス計量装置であって、このシステムは 、液化ガス供給源と、使用時に該供給源から配給点へ液化ガスを運搬する液化ガ ス配給設備と、該配給システムに付随する計量手段（１７）とを持っており、該 計量装置は、該液化ガス配給システムと関連して動作して該液化ガスの密度と関 連する該液化ガスの測定可能なパラメーターを感知すると共に、その感知したパ ラメーターを示す感知信号（１７）を発生させる感知手段（５０）を特徴として おり、該装置は、更に、該感知信号に応答する計算手段（７６）を特徴としてお り、該計算手段は、該液化ガスの計測された量の判定を該液化ガスの密度の変化 について補正すると共に、そのことによって液化ガスの計測された量の判定をガ ス組成について補正するために、配給動作時に配給される計量された液化ガスの 該計量手段による判定に影響を与えることによって該配給システムの該計量手段 （１７）の動作を制御することを特徴とする液化ガス計量装置。 ２．液化ガスの密度に関連するパラメーターは液化ガスの電気的又は磁気的特性 であり、該感知手段（５０）は、その感知された電気的又は磁気的特性を示す感 知信号（７７）を発生させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．該感知手段（５０）は、液化ガスの電気的特性を感知することを特徴とする 請求の範囲第２項に記載の装置。 ４．該感知手段（５０）は液化ガスの比誘電率を感知することを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の装置。 ５．該感知手段（５０）は、使用時には該配給システム内の液化ガスに浸される こととなるように配置されている容量性装置（５６）を包含しており、この容量 性装置（５６）は、液化ガスに浸るように構成された離間したコンデンサー板（ ７１、７２）から成っていて、該コンデンサー板が浸っている液化ガスの比誘電 率の変化が該容量性装置のキャパシタンスを決定することを特徴とする請求の範 囲第４項に記載の装置。 ６．該感知信号（７７）は電気信号から成り、その強さ、周波数、位相シフト又 はその他の電気的特性は該容量性装置（５６）のキャパシタンスに依存し、これ により液化ガスの感知された比誘電率の示度を提供することを特徴とする請求の 範囲第５に記載の装置。 ７．該感知手段（５０）は、発振回路（５８）を含む感知回路（６５）を包含し ており、その容量性装置（５６）は該発振回路（５６）の出力信号の周波数を決 定する構成要素であり、該感知手段（５０）は、該発振回路出力信号の周波数の 変化に応答して出力信号を発生する周波数応答回路（５９）を更に包含しており 、これにより、液化ガスの密度に、従って液化ガスの組成に依存する出力信号（ ７７）を生じさせることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の装置 。 ８．該感知手段（５０）は、ＡＣ電源から給電されるブリッジ回路を含む感知回 路（６５）を包含しており、該ブリッジ回路は該容量性装置（５６）を包含して おり、該容量性装置がその中に配置されているところの該ブリッジ回路のアーム のキャパシタンスの変化が該ブリッジ回路からの出力の変化を生じさせるように なっており、該計算手段（７６）は該ブリッジ回路の出力に応答することを特徴 とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の装置。 ９．該計算手段（７６）は、液化ガスの密度に関連する感知されたパラメーター の変化に依存する補正係数を決定することによって、配給動作中に配給される液 化ガスの計測された量の判定を制御することを特徴とする上記請求項のいずれか １つに記載の装置。 １０．該計算手段（７６）はメモリ−（７８）を包含しており、該計算手段（７ ６）は、液化ガスの密度に関連する感知されたパラメーターの測定値を、該メモ リー（７８）に記憶されている補正係数と比較することによって、配給される液 化ガスの量の該計量手段（１７）による判定に適用する補正係数を該メモリーか ら得ることによって補正係数を決定することを特徴とする請求の範囲第９項に記 載の装置。 １１．該計算手段（７６）はプログラマブルであって、液化ガスの密度に関連す る感知されたパラメーターの特定の値について配給される液化ガスの計量された 量の判定に適用されるべき補正係数をプログラムされた公式から決定することに よって補正係数を計算することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １２．液化ガスの密度に関連するパラメーターは液化ガスの屈折率から成り、該 感知手段（５０）は、感知された屈折率を示す感知信号（７７）を発生させるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 １３．液化ガス供給源に接続される液化ガス配給システムであって、該システム は、配給動作中に配給される液化ガスの量を計測し判定する計量手段（１７、１ ７ａ）と、上記請求項のいずれか１つに記載の液化ガス計量装置とを包含してお り、該計量手段（１７、１７ａ）は、該計算手段（７６）に応答して、液化ガス の密度の変動について補正された計測された液化ガス測定値を提供することを特 徴とする液化ガス配給システム。