(57)【要約】【課題】液化ガスの過充填を防ぎ、高い信頼性で安全に軒先充填を実行できるようにする。【解決手段】液化ガス容器１には超音波センサ４が取付けられ、表示部を有するセンサ部コントローラ２０に超音波センサ４を接続することにより、液化ガス容器１に対する液化ガス充填時に作業者が容器内の液位を知ることができる。さらに液化ガス容器１は、容器内の液面高さに連動して変位するフロート１４を備え、所定の液面高さ以上の過充填レベルでフロート１４が動作して液化ガス容器１の充填口を閉弁する。すなわち、液化ガス容器１は、超音波センサ４による液面監視機構と、フロート１４による過充填防止機構とを備えることにより、高い信頼性をもって液化ガスの軒先充填を実行することができる。また液化ガス容器１の液面高さの検知信号を受信したタンクローリが自動的に液化ガスの充填を制御する軒先充填システムを構成し得る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスの充填が可能なガス充填口を有する液化ガス容器において、前記液化ガス容器は、該液化ガス容器内の所定位置で、液化ガスの液面の上下に伴って変位するフロート部と、該フロート部の変位に連動して前記液化ガス容器の液化ガス充填口または該充填口に連なる流路を開／閉する過充填防止弁と、前記液化ガス容器の液面を液化ガスに非接触で検出するセンサ部とを有することを特徴とする液化ガス容器。
【請求項２】
請求項１に記載の液化ガス容器において、該液化ガス容器は、前記センサ部をコントロールして液面高さに係わる報知信号を出力するセンサ部コントローラを有し、該センサ部コントローラは、前記センサ部にセンサ部駆動電源を供給する電源部と、前記センサ部の出力に基づいて前記液化ガス容器内部の液面高さを計測する計測部と、該計測部から出力された液面高さの計測結果に基づき、前記過充填防止弁により充填口が閉じられる液面高さより低い液面高さにおいて液化ガスの充填が完了したことを報知する報知部とを備えることを特徴とする液化ガス容器。
【請求項３】
請求項２に記載の液化ガス容器において、前記センサ部コントローラは、前記報知部の報知結果を無線または有線でタンクローリに送信する送信手段を備えることを特徴とする液化ガス容器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の液化ガス容器と、タンクローリとを有し、該タンクローリによって前記液化ガス容器に対する軒先充填を可能とすることを特徴とする軒先充填システム。
【請求項５】
請求項４に記載の軒先充填システムにおいて、前記タンクローリは、前記センサ部コントローラから送信された前記報知部の報知結果を受信した際に、前記液化ガス容器に液化ガスを充填するための充填ポンプを停止することを特徴とする軒先充填システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費者宅や客先等に設置された液化ガスの容器（シリンダ）や小型容器、もしくは貯槽等の液化ガス容器に対して液化ガスの軒先充填を行うに際し、液化ガスの過充填を防ぎ、高い信頼性で安全に軒先充填を実行できるようにした液化ガス容器、及び該液化ガス容器を用いた軒先充填システムに関するもので、液体燃料、薬液、食品、添加剤等の貯蔵容器に対する充填システムに応用可能な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液化ガスを入れるバルク容器や貯槽等を含む液化ガス容器に対し、タンクローリ等を用いた軒先充填が行われている。上記のごとくの液化ガス容器に液化ガスを充填する際、容器内の液面高さを、容器容量の８０％程度の高さにとどめる必要が有り、それを超えて液化ガスが充填されて過充填となると、例えばユーザ宅内にガスを供給することができなくなるという問題が生じる。仮に液化ガス容器に対して過充填してしまった場合は、特別なタンクローリ等により液化ガスを抜き取るか、もしくは空の液化ガス容器に液化ガスを移し替えたりする必要があり、作業性が低下するうえに危険である。
【０００３】
そこで、軒先充填用の液化ガス容器としては、フロート式等の液面高さの検知手段による過充填防止機構を備えたものが提供されている。過充填防止機構は、液化ガス容器内の液面が上昇して過充填となる液面レベルに到達すると、フロート式の検知手段が動作して液化ガスの充填口を機械的に閉鎖する機能を有するものである。しかしながら、このような過充填防止機構にあっては、液化ガス容器側で強制的に液化ガスの流入を停止させるため、タンクローリの充填ポンプに対して強制停止による負圧がかかり、ポンプが損傷してしまうケースがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、消費者宅や客先等に設置された液化ガスの容器（シリンダ）や小型容器、もしくは貯槽等の液化ガス容器に対して液化ガスの軒先充填を行うに際し、液化ガスの過充填を防ぎ、高い信頼性で安全に軒先充填を実行できるようにした液化ガス容器、及び該液化ガス容器を用いた軒先充填システムを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、液化ガスの充填が可能なガス充填口を有する液化ガス容器において、前記液化ガス容器は、該液化ガス容器内の所定位置で、液化ガスの液面の上下に伴って変位するフロート部と、該フロート部の変位に連動して前記液化ガス容器の液化ガス充填口または該充填口に連なる流路を開／閉する過充填防止弁と、前記液化ガス容器の液面を液化ガスに非接触で検出するセンサ部とを有することを特徴としたものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、該液化ガス容器は、前記センサ部をコントロールして液面高さに係わる報知信号を出力するセンサ部コントローラを有し、該センサ部コントローラは、前記センサ部にセンサ部駆動電源を供給する電源部と、前記センサ部の出力に基づいて前記液化ガス容器内部の液面高さを計測する計測部と、該計測部から出力された液面高さの計測結果に基づき、前記過充填防止弁により充填口が閉じられる液面高さより低い液面高さにおいて液化ガスの充填が完了したことを報知する報知部とを備えることを特徴としたものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記センサ部コントローラは、前記報知部の報知結果を無線または有線でタンクローリに送信する送信手段を備えることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１に記載の液化ガス容器と、タンクローリとを有し、該タンクローリによって前記液化ガス容器に対する軒先充填を可能とすることを特徴としたものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記タンクローリは、前記センサ部コントローラから送信された前記報知部の報知結果を受信した際に、前記液化ガス容器に液化ガスを充填するための充填ポンプを停止することを特徴としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の液化ガス容器は、超音波センサ等による非接触式のセンサを液化ガス容器に取付けて、表示部を有する外部機器を超音波センサに接続することにより、液化ガス容器に対する液化ガス充填時に作業者が液化ガス容器内の液位を知ることができるものである。
【００１１】
さらに本発明の液化ガス容器は、液化ガス容器の内部に該容器内の液面高さに連動して変位するフロートを備え、液面が所定の高さ以上の過充填レベルになるとフロートが動作して液化ガス容器の充填口を閉弁する。すなわち、本発明の液化ガス容器は、超音波センサによる液面監視機構と、フロート式の過充填防止機構とを備えることにより、高い信頼性をもって液化ガスの軒先充填を実行することができるようになる。また本発明は、液化ガス容器の液面高さの検知信号を受信したタンクローリが自動的に液化ガスの充填を制御する軒先充填システムを構成し得るものである。
【００１２】
図１は、本発明による液化ガス容器及び軒先充填システムの構成例を説明するための図で、図中、１は液化ガス容器（以下単に容器として説明する）、２は過充填防止機能付きの容器用バルブ、３はスカート部、４は超音波センサ、５はセンサケーブル、６はセンサケーブルを保護するセンサケーブルプロテクタ、７は超音波センサ側コネクタ部、８は固定用ベルト、９は容器固定柱、１０は架台（ベース）、１１は充填用ホース、１２はコネクタガイド、１３は容器内の液化ガス液面、１４はフロート、２０はセンサ部コントローラ、２１はコンローラ側コネクタ部、２２は外部コントロールポケットである。
【００１３】
容器１は、架台１０に取付けられた容器固定柱９に対して固定用ベルト８を用いて安定設置され、その容器バルブ２にタンクローリ（図示せず）からの充填用ホース１１が接続されて、液化ガス、例えばＬＰガスが充填される。なお、固定ベルト８、容器固定柱９、及び架台１０を用いた固定手段だけでなく、容器１の固定には各種の固定手段が採用され得る。
【００１４】
容器１に液化ガスを充填する際に、その容器底部に取付けた超音波センサ４によって、ガス充填に応じて変化する液化ガス液面１３を検出し、センサケーブル５の端部のセンサ側コネクタ部７を介して接続されたセンサ部コントローラ２０が上記センサ検出信号を受信して、この信号により容器内部の液化ガスの容積を演算する。
【００１５】
そしてセンサ部コントローラ２０は、容器１の過充填容量（例えば容器１の容量の８０〜８５％程度）に相当する容量の液化ガスが充填されたことを判断した時点で、音もしくは光によってまたは表示部への表示によってその旨を報知すると同時に、センサ部コントローラ２０からの出力信号を外部コントロールポケット２２より出力する。この出力信号によりタンクローリの充填ポンプを制御することが可能であり、充填作業者の特別な操作を介さず充填作業を終了させることができ、過充填を未然に防ぐ機能として有効な手段となる。
【００１６】
また、容器１は、フロート１４の動作によって起動する過充填防止機構を有する容器バルブ２を備えている。図２は、容器バルブ２が有する過充填防止機構及び該過充填防止機構を操作させるフロートの構成例を説明するための図で、図中、１３は容器内部の液化ガスの液面、１４はフロート、１５は垂直ロッド、１６は過充填防止弁、１７はスプリング、Ｏは液ガス充填路における開口である。
【００１７】
容器内では、液化ガスの充填時の液面の上昇に伴って、高さ方向の所定位置に配置されたフロート１４が上方に動作し、該フロート１４の動作に伴って垂直ロッド１５が連動して下方に変位する。これにより、過充填防止弁１６が充填路における開口Ｏをガス充填口側から塞ぐ。このような構成によって、所定液面高さに達したときに、ガスの充填路を機械的に閉じることができる。また、垂直ロッド１５には、過充填防止弁１６を上方へ付勢するスプリング１７が配設されていて、液面１３が下がってフロート１４が下方に位置しているときには、過充填防止弁１６が上方に押し上げられて、開口Ｏが開放される。このように、フロート１４の動作によって機械的に充填路の開閉が実行されることにより、作業ミス等により超音波センサを用いた監視システムが動作不良を生じた場合であっても、フロート１４によって充填が停止するので、容器内への液化ガスの過充填による事故を防ぐことができる。
【００１８】
図３は、本発明の高圧ガス容器に適用されるセンサ部コントローラの機能を説明するためのブロック図である。センサ部コントローラ２０は、超音波センサ４からの信号の受信と該超音波センサ４に対する電源の供給とを行うセンサケーブル２３、電池等による電源部２４、超音波センサ４からの信号と容器情報（寸法）から高圧液化ガス容器内における液面高さを計測する計測部２５、計測部２５で計算される液面高さが所定のレベルになったことを報知する報知部２６、タンクローリ等に対して報知信号を送信する送信手段２７を有して構成されている。なお、液化ガスの充填が終了したことを外部に対して報知する報知部２６は、報知情報を表示する表示手段、あるいは発光によって報知する発光手段、音によって報知する音声報知手段等を適宜用いて構成することができる。
【００１９】
なお、センサ部コントローラ２０において、上記計測部２５で容器内の液面高さを計算するための上記容器情報は、個別に設定しても良いし、また小型ガス容器の場合は５０Ｋなどの規格に従って予め知られている寸法を記憶しておいてもよい。送信手段２７はセンサ部コントローラ２０の本体内に無線装置として収納しても良いし、外部の送信機に接触又は非接触方式により接続するように構成してもよい。
【００２０】
図４は、上記本発明に適用される液面計付きコントローラの外観構成例を示す図である。センサ部コントローラ２０は表示部２８を有し、液化ガスの充填が終了したことを外部に対して報知する報知情報を含めて各種情報を表示できる。表示部２８において、ゲージ部２８ａは容器内の満量時に液面高さに対して超音波センサにより測定された実際の液面高さの百分率を表す％表示、２８ｂは電池切れ警告マーク表示、２８ｃは測定中を示す表示、２８ｄは数字表示、２８ｅは単位表示（％：容器に対する液面高さ、ｍｍ：液面高さ、Ｌ：液面高さよりリットルに換算、℃：超音波による液面測定時の温度補正値の表示）である。
【００２１】
高圧液化ガス容器１は、通常のその容器下面に超音波の送受信を行う超音波センサ４が取付けられている。超音波センサ４は公知であるため詳細な説明は省略するが、超音波センサ４より発信された音波が高圧液化ガス容器１内の液中を進行し、液上面の空気層で反射して再び超音波センサが受信する時間を測定することにより液面高さ情報を算出するものである。本発明に適用する超音波センサは温度検出器を備えており、気温変化により変化する音波の進行速度に対応できるように補正制御を行っている。本実施例では、超音波センサ４の電源は、センサ部コントローラ２０から供給されるようになっているので、コストを抑えることができ、また超音波センサ４における電池の管理をする必要がないためメンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
充填作業者は充填作業の終了後、センサ側コネクタ部７とコントローラ側コネクタ部２１とを切り離すことにより、センサ部コントローラ２０を取り外して、別の容器に対し同様の作業で充填の監視を行うことができる。超音波センサ４とセンサ部コントローラ２０を分離可能に構成することで、設備コストを抑えることができる。
【００２３】
液化ガス容器１に液化ガスの軒先充填を行うタンクローリは、基本的に現在使用されているものと何ら変わりがないものを用いることができる。このタンクローリは、液化ガスの充填を行うためのポンプと、そのポンプのＯＮ／ＯＦＦ信号を受信する受信機とを備える。
【００２４】
またさらにタンクローリの充填ポンプを自動停止させるようにすることにより、人手を介さず確実に安全を確保するができる。またタンクローリの充填ポンプ駆動制御に関しても現行の微弱無線方式／小電力無線方式で信号入力をすることで、既存のバルクローリへの改造負担が少なく制御が可能となり安全が確保される。
【００２５】
超音波センサ４とセンサ部コントローラ２０の接続に関する他の構成例として、これらを無線にて接続するように構成することも可能である。無線接続を可能にすると、軒先充填の現場におけるコネクタ等による接続作業が不用になる。無線接続としては、近距離無線接続や赤外線接続を適用できる。ただし、上記のような無線接続を行う場合、液化ガス容器側にも独自の電源が必要となる。
【００２６】
また上述の構成例では、超音波センサ４とセンサ部コントローラ２０を別体型としたが、超音波センサ４を現場にて容器底部又は容器側部の高さ８０％の位置に取付けるようにし、超音波センサ４とセンサ部コントローラ２０の双方を充填作業員が携行するようにした構成としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の液化ガス容器によれば、非接触式センサによる液面監視機構と、フロート式の過充填防止機構とを備えることにより消費者宅や客先等に設置された液化ガスの容器（シリンダ）や小型容器、もしくは貯槽等の液化ガス容器に対して液化ガスの軒先充填を行うに際し、液化ガスの過充填を防ぎ、高い信頼性で安全に軒先充填を実行できるようにすることができる。
【００２８】
さらに本発明の液化ガス容器によれば、フロート式の過充填防止機構により充填口が閉じられる液面高さより低い液面高さにおいて、非接触式センサによる液面監視機構による充填完了の報知が行われることにより、作業者はタンクローリのポンプを損傷させることなく液化ガスの充填を終了させることができる。また作業ミス等が生じても最終的にはフロート式の過充填防止機構により充填が停止するので、過充填による事故を回避でき、高い信頼性で安全な充填作業を行うことができる。
【００２９】
また、液化ガス容器のコントローラが、非接触式センサの液検出結果を無線または有線でタンクローリに報知することにより、報知結果を受信したタンクローリが自動的に充填を停止するよう構成することができ、これにより、合理的で高信頼性をもって軒先充填を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液化ガス容器及び軒先充填システムの構成例を説明するための図である。
【図２】容器バルブが有する過充填防止機構及び該過充填防止機構を操作させるフロートの構成例を説明するための図である。
【図３】本発明の高圧ガス容器に適用されるセンサ部コントローラの機能を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明に適用される液面計付きコントローラの外観構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…液化ガス容器（容器）、２…過充填防止機能付きの容器用バルブ、３…スカート部、４…超音波センサ、５…センサケーブル、６…センサケーブルプロテクタ、７…超音波センサ側コネクタ部、８…固定用ベルト、９…容器固定柱、１０…架台（ベース）、１１…充填用ホース、１２…コネクタガイド、１３…容器内の液化ガス液面、１４…フロート、１５…垂直ロッド、１６…過充填防止弁、１７…スプリング、２０…センサ部コントローラ、２１…コンローラ側コネクタ部、２２…外部コントロールポケット、２３…センサケーブル、２４…電源部、２５…計測部、２６…報知部、２７…送信手段、２８…表示部、２８ａ…ゲージ部、２８ｂ…電池切れ警告マーク表示、２８ｃ…測定中を示す表示、２８ｄ…数字表示、２８ｅ…単位表示。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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