JP2001512815A - 極低温液体用の改良された輸送装置 - Google Patents
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- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
Abstract
Description
ンプ又はコンプレッサを使用せずに、液化天然ガス(LNG)燃料を車の燃料タ
ンクに供給すると共に、装置のバルク貯蔵タンク内の圧力を望ましい低レベルに
保ちつつ、LNGを望ましい温度及び圧力に調節する輸送装置に関する。
富である1つの代替エネルギである。その結果、バス、トラック等のような車の
燃料としてLNGを使用することは、著しく増加している。政府及び業界の車の
全体、並びに自家用車の一部は、LNG燃料に成功裏に転換されている。こうし
た開発の結果、バルク貯蔵タンクからLNG燃料車まで天然ガスを供給するため
にLNG輸送装置の開発に重点を置くことが必要となっている。
め大気圧力にて−101.111℃(−150°F)以下の沸点を有する。しか
しながら、殆どのLNG燃料車は、LNGを大気圧以上の圧力にて供給すること
を必要とする。その理由は、典型的なLNG燃料車の燃料装置において、車の燃
料タンクからエンジンへLNGを供給するための駆動力は、燃料自体の圧力であ
るからである。換言すれば、車は、燃料を運ぶポンプ又はその他の手段を全く採
用しない。その代わり、燃料は、燃料をエンジンに送り込むのに十分な圧力にて
車の燃料タンク内に貯蔵される。このため、車に供給する前に、輸送装置内に貯
蔵されたLNGの圧力を上昇させることが必要である。
追加するだけで輸送装置内に貯蔵されたLNGを加圧することは効率的ではない
。その理由は、LNGは、一度び使用する車に供給されたならば、車を駆動した
とき、使用する車の燃料タンク内でばちゃばちゃと動くからである。その結果、
追加したガスは凝縮し、このことは、使用車が要求する以下のレベルにまでLN
Gの圧力を降下させることになる。この凝縮を回避するためには、LNGは、よ
り高圧レベルにて飽和状態になければならない。換言すれば、加圧の結果、平衡
圧力とならなければならない。
実現される。この加熱の結果、より高温度に対する飽和圧力にて平衡状態に達す
る迄、LNGの圧力が上昇することになる。その飽和圧力が車により必要とされ
る圧力に略等しくなるように、より高温度が選択される。このように、その後に
、LNGを供給することのできる車により必要とされる適正な圧力となるように
、LNGの調節が為される。
の圧力を降下させるため、最初に、蒸気化した極低温剤を換気しない限り、低圧
の輸送状態からバルク貯蔵タンクを充填することを困難にし又は不可能にする。
一度びバルク貯蔵タンクが再充填されたならば、加圧過程を繰り返さなければな
らず、このことは、より多くのLNGを蒸気として沸騰させなければならないこ
とを意味する点にて、この換気は望ましくない。このことは、分配に利用可能な
LNGの量を減少させ、また、危険を生じる可能性がある。このように、バルク
貯蔵タンク内にて望ましい低圧力を保ちつつ、LNGを車で使用するためのより
高圧に調節することのできる輸送装置が必要とされている。
つつ、極低温剤を所望の圧力及び温度に調節することのできる輸送装置を提供す
ることである。
れたLNGの流れを実現すべく一般に、ポンプ又はコンプレッサを使用する。更
に、幾つかの輸送装置は、加圧目的のため、LNGを加熱回路を通じて循環させ
るためにもポンプ又はコンプレッサを使用する。かかる特殊なポンプ又はコンプ
レッサは、磨耗し、従って、修理、交換及び保守を必要とする可動部品を特徴と
している。これらのコストは、多額である。更に、ポンプ又はコンプレッサは、
輸送装置の製造コスト、従って購入価格を顕著に増す。これらの修理、交換、保
守及び初期コストは、多数のポンプ及びコンプレッサを使用する輸送装置の場合
、倍化する。このため、輸送装置がポンプ又はコンプレッサを使用せずに、機能
し得るならば顕著な利点となるであろう。
温剤を調節し且つ供給する極低温輸送装置を提供することである。 (概要) 本発明は、極低温液体を調節し且つポンプ又はコンプレッサを使用せずに、そ
の極低温液体を使用装置に供給する輸送装置に関するものである。この輸送装置
は、そのバルク貯蔵タンク内にて低圧力を保ちつつ、このことを実現する。この
輸送装置は、LNGをガス供給タンク及び分配装置タンクに供給するバルク貯蔵
タンクを特徴としている。ガス供給タンク内に保持されたLNGは、熱交換器を
有する流体回路を通って循環される。この熱交換器により発生された熱は、ガス
を加圧し得るように、ガス供給タンクに戻される。加圧されたLNGは、蒸発器
を通って流れるようにガス供給タンクから解放される。蒸発器により発生された
ガスは、分配装置タンクに搬送され、散布管を介して、内部に保持されたLNG
を発泡させる。このことは、分配装置タンク内のLNGを加熱し、LNGは、使
用車により要求される飽和圧力にて平衡状態となる。次に、蒸発器からのガスは
、分配装置タンク内のLNGの上方の空間に搬送されLNGが解放されたとき、
使用装置の燃料タンクまで流れるようにする圧力ヘッドを発生させる。ベンチュ
リ管がガス供給タンクと分配装置タンクとの間にて流体的に連通している。管が
バルク貯蔵タンクの頂部からベンチュリ管に達しており、このためベンチュリ管
において十分な圧力降下が生じたとき、バルク貯蔵タンク内の圧力が降下する。
付図面と共に、その実施の形態の以下の詳細な説明を参照することができる。 (実施の形態) 図1を参照すると、本発明の極低温液体輸送装置の1つの実施の形態が図示さ
れている。図1に図示するように、液体天然ガス(LNG)10が極低温バルク
貯蔵タンク12内に貯蔵されている。バルク貯蔵タンク12は絶縁され且つ外側
ジャケット14により取り巻かれている。タンク12及びジャケット14により
形成された環状空間は、絶縁効果を向上させ得るように高真空圧まで全体として
排気される。
タンク12の底部から流れ出し、また、がス供給タンク16及び分配装置タンク
18を有する流体回路を通って流れる。以下に説明するようにこれら2つの構成
要素は、既存の輸送装置に見られるポンプ及びコンプレッサに置換するものであ
る。更に、関係した構成要素は、LNGを使用装置により要求される圧力に調節
する。分配装置タンク18はジャケット19により絶縁されている。装置がLN
Gを使用装置に分配するとき、調節されたLNGは蒸気除去/計量容器20を通
って分配装置タンク18から使用装置の燃料タンク24内に流れる。
16及び分配装置タンク18と並列に接続されており、このため、1組みのタン
クはバルク貯蔵タンク12から充填することができ、その組みのタンク内のLN
Gは調節される一方、他方の組のタンクは燃料タンク24に分配する。この配置
は、輸送装置の連続的な運転を可能にする。バルク貯蔵タンク12がガス供給タ
ンク16及び分配装置タンク18又はガス供給タンク26及びガス分配装置タン
ク28と流体的に連通しているかどうかを決定するため、隔離弁(図示せず)が
使用される。
、逆止弁32を通ってガス供給タンク16内に流れる。この時間の間、弁34、
36、37は、閉じられている。LNGのレベルがガス供給タンク16の頂部付
近の出口に達すると、LNGは弁38、ベンチュリ管40及び弁42を通って分
配装置タンク18内に流れる。液体がガス貯蔵タンク16及び分配装置タンク1
8内に流れると、そのタンク内のガスは、弁48及び管49を通じてバルク貯蔵
タンク12に戻される。図1に図示するように、このガスは、ガス空間50内に
供給される。分配装置タンク18は、液位計及びスイッチ52が弁15を閉じる
ことにより充填を停止させるまで、充填を続行する。
内部に貯蔵されたLNGを重力を介して弁34を通じ熱交換器54に循環させ且
つこのようにして発生されたガスを逆止弁58を通じてガス空間56に戻すこと
により、比較的高圧力に加圧される。このことは、ガス供給タンク16内の圧力
を分配装置タンク18の調節必要条件に適合するのに十分なレベルまで上昇させ
る。この圧力は、弁34を開放させ且つ閉じる圧力スイッチ62により制御され
る。
弁34は閉じられ、弁36が開放する。ガス供給タンク16内の圧力の上昇の結
果、内部に貯蔵されたLNGは、弁36を通って熱交換器の蒸発器64に流れる
。このようにして発生されたガスは、逆止弁66、ベンチュリ管40及び弁42
を通って流れ、分配装置タンク18の底部に配置された散布管68内に入る。当
該技術分野にて公知であるように、散布管68は、隔てて配置された多数の小さ
い穴を特徴とする1本の管から成っている。従って、散布管68は、容易に凝縮
される形態にある分配装置タンク18のLNGを通じてガス供給タンクからのガ
スを発泡させる。このことは、LNGの温度を上昇させ、これにより、使用する
車が必要とするレベルまでその圧力を上昇させる。温度及び圧力が所望のレベル
に達すると、圧力/温度センサ72が弁42を閉じ、これにより、分配装置タン
ク18へのガスの流れを停止させる。
Gを保持するハウジングから成っている。センサ72内に保持されたLNGは、
分配装置タンク18内の取り巻くLNGと同一の温度を保つ。その結果、センサ
72内のLNGは分配装置タンク18内の取り巻くLNGと同一の圧力であるこ
とになる。従って、所定の温度及び圧力レベルが分配装置タンク18内で検出さ
れたとき、弁42を閉じ又は開放する信号を伝送するため圧力/温度センサ72
を使用することができる。圧力/温度センサ72の1つの代替例として、熱電対
、抵抗温度検出器(RTD)、サーミスタ又は同様の温度又は圧力測定装置を採
用することができる。
ク16から分配装置タンク18内の比較的低圧まで流れる間、ベンチュリ管40
は管74内の圧力を降下させ、ガス50がバルク貯蔵タンク12(図1)から流
れ出ることを許容する。このことは、ガスを排出したり又は低圧の輸送タンクか
らタンク12を充填することを困難にする結果となる、バルク貯蔵タンク12内
の圧力上昇を防止する。このことは、しかしながら、ベンチュリ管40の出口に
おける圧力がバルク貯蔵タンク12内の圧力より低いときに限り、ベンチュリ管
40はバルク貯蔵タンク12内の圧力を降下させる機能を果たす。
24との間を適正に接続し、充填スイッチ90を開放する。このことは、制御装
置89(電子式シーケンサ又はマイクロコンピュータ型)をして適正な弁を作動
させ、次のようにして充填を開始させることになる。最初に、分配装置タンク1
8内のLNGの圧力を上昇させ、その内部の流体がタンク24内に流動するよう
にする。これを実現可能にするためには、弁34を開放し、LNGがガス供給タ
ンク16から熱交換器54を通じて流動し、この熱交換器にてLNGが蒸発され
るようにする。この蒸気は、タンク16を加圧し得るようにタンク16に供給し
て戻される。次に、弁36、37を開放し、LNGは再度、弁36を通ってガス
供給タンク16から蒸発器64内に流れ、この蒸発器内にてLNGが蒸発される
ようにする。次に、蒸気は逆止弁66及び弁37を通って分配装置タンク18の
LNGの上方のガス空間内に流れ、これにより、その内部のLNGの圧力を上昇
させる。この圧力上昇の結果、弁76、78が開放したとき、LNGは、分配装
置タンク18から弁76、蒸気除去/計量容器20、弁78及び逆止弁82を通
じて使用装置の燃料タンク24(図1)内に流れる。車の燃料タンク9が適正に
充填されると、供給ホース内の圧力が上昇し、燃料の流量が減少し、蒸気除去/
計量容器20は弁76、78を閉じて分配を停止させる信号を伝送する。マイク
ロコンピュータ制御装置89をして装置を完全に運転停止させ得るように装置の
弁の全てを閉じるべく装置のスイッチ91を作動させることができる。
れたLNGを正確に計測供給し得るように作動する。その作動の詳細は、プレス
トン(Preston)及びその他の者への米国特許第5,616,838号に
開示されている。
神から逸脱せずに、変更及び改変を為すことが可能であることが明らかであろう
し、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定されるものである。
化した拡大概略図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 極低温液体を使用装置に分配する輸送装置において、 a)極低温液体を保持するバルク貯蔵タンクと、 b)該バルク貯蔵タンク及び使用装置と流体的に連通した分配装置タンクと、 c)バルク貯蔵タンクと分配装置タンクとの間の回路内に設けられたガス供給
タンクと、 d)重力を介してバルク貯蔵タンクから極低温液体が供給される前記分配装置
タンク及びガス供給タンクと、 e)ガス供給タンク内の極低温液体がガス供給タンクと流体的に連通した蒸発
器を通って流れ得るようにガス供給タンク内の極低温液体を加圧する手段と、 f)発生されたガスが分配装置内の極低温液体の圧力を使用装置により必要と
され且つ分配装置タンク内の極低温液体を使用装置に押し出すのに必要な程度の
レベルまで上昇させ得るように分配装置タンクと流体的に連通した前記蒸発器と
、 g)極低温液体を分配装置タンクから使用装置まで供給する手段とを備える、
輸送装置。 - 【請求項2】 請求項1の輸送装置において、バルク貯蔵タンク内の圧力を
降下させる手段を更に備える、輸送装置。 - 【請求項3】 請求項2の輸送装置において、バルク貯蔵タンク内の圧力を
降下させる手段が、ベンチュリ管と、管とを備え、該ベンチュリ管が、蒸発器と
分配装置タンクとの間の回路内に設けられ、該管が、ベンチュリ管とバルク貯蔵
タンクとの間にて流体的に連通する、輸送装置。 - 【請求項4】 請求項1の輸送装置において、極低温液体を分配装置タンク
から使用装置まで供給する手段が計測器を備える、輸送装置。 - 【請求項5】 請求項1の輸送装置において、ガス供給タンクを加圧する手
段が、 a)入口及び出口を有する熱交換器と、 b)ガス供給タンクと熱交換器の入口との間にて流体的に連通する管と、 c)熱交換器の出口とガス供給タンクとの間にて流体的に連通する管と、 d)重力を介して熱交換器を通って流れ且つガス供給タンクに戻る、ガス供給
タンク内の前記極低温液体とを備える、輸送装置。 - 【請求項6】 請求項5の輸送装置において、ガス供給タンクと熱交換器の
入口の間の管と回路を形成する弁を更に備える、輸送装置。 - 【請求項7】 請求項6の輸送装置において、ガス供給タンクと作用可能に
接続され、前記弁と連通した圧力センサを更に備える、輸送装置。 - 【請求項8】 請求項1の輸送装置において、蒸発器及び分配装置タンクと
流体的に連通し、分配装置タンクの底部に配置された散布管を更に備える、輸送
装置。 - 【請求項9】 請求項1の輸送装置において、ガス供給タンクと蒸発器との
間の回路内に設けられた弁を更に備える、輸送装置。 - 【請求項10】 請求項9の輸送装置において、分配装置タンクに作用可能
に接続され、前記弁と連通した温度センサを更に備える、輸送装置。 - 【請求項11】 請求項1の輸送装置において、前記バルク貯蔵タンクと前
記使用装置との間にて前記ガス供給タンク及び前記分配装置タンクと並列に接続
された予備的なガス供給タンクと、予備的な分配装置タンクとを更に備える、輸
送装置。 - 【請求項12】 請求項1の輸送装置において、装置を自動的に順序化する
手段を更に備える、輸送装置。 - 【請求項13】 極低温液体を使用装置に分配する輸送装置において、 a)極低温液体の供給量を保持するバルク貯蔵タンクと、 b)該バルク貯蔵タンク及び前記使用装置と流体的に連通した分配装置タンク
と、 c)重力を介して、バルク貯蔵タンクから極低温液体が供給された、バルク貯
蔵タンクと分配装置タンクとの間の回路内に設けられたガス供給タンクと、 d)ガス供給タンクと流体的に連通した熱交換器であって、ガス供給タンクが
熱交換器から戻された加熱した極低温液体で加圧されるように、重力を介してガ
ス供給タンクから極低温液体にて充填される熱交換器と、 e)ガス供給タンクと分配装置タンクとの間の回路内に設けられた蒸発器であ
って、ガスが発生されるようにガス供給タンクから極低温液体が供給され、該ガ
スが分配装置タンク内の極低温液体を加熱し、極低温液体が使用装置により要求
されるレベルまで加圧され、該ガスが、分配装置タンク内の極低温液体を加圧し
、該極低温液体が使用装置に供給されるようにする蒸発器と、 f)液体極低温剤を分配装置から使用装置に供給する手段とを備える、輸送装
置。 - 【請求項14】 請求項13の輸送装置において、バルク貯蔵タンク内の圧
力を降下させる手段を更に備える、輸送装置。 - 【請求項15】 請求項14の輸送装置において、バルク貯蔵タンク内の圧
力を降下させる手段が、ベンチュリ管と管とを備え、該ベンチュリ管が、蒸発器
と分配装置タンクとの間の回路内に設けられ、該管が、ベンチュリ管とバルク貯
蔵タンクとの間にて流体的に連通している、輸送装置。 - 【請求項16】 請求項13の輸送装置において、分配装置タンクから使用
装置まで極低温液体を供給する手段が計測器を備える、輸送装置。 - 【請求項17】 請求項13の輸送装置において、蒸発器及び分配装置タン
クと流体的に連通し、分配装置タンクの底部に配置された散布管を更に備える、
輸送装置。 - 【請求項18】 請求項13の輸送装置において、前記バルク貯蔵タンクと
前記使用装置との間にて前記ガス供給タンク及び前記分配装置タンクと並列に接
続された予備的なガス供給タンクと、予備的な分配装置タンクとを更に備える、
輸送装置。 - 【請求項19】 請求項13の輸送装置において、極低温液体を使用装置に
輸送し得るように該装置を自動的に順序化する手段を更に備える、輸送装置。 - 【請求項20】 極低温液体を使用装置に分配する方法において、 a)極低温液体をバルク貯蔵タンク内に貯蔵するステップと、 b)極低温液体をバルク貯蔵タンクからガス供給タンク及び分配装置タンクに
輸送するステップと、 c)ガス供給タンク内の極低温液体を加圧するステップと、 d)極低温液体が蒸発器を通って流れるように極低温液体をガス供給タンクか
ら解放するステップと、 e)極低温ガスを発生させ得るように極低温液体を蒸発器内で蒸発させるステ
ップと、 f)分配装置タンク内の極低温液体を加熱し且つ使用装置によって要求される
レベルまで加圧すべく極低温ガスを分配装置タンク内の極低温液体に輸送するス
テップと、 g)使用装置の燃料タンクの圧力よりも十分に高圧な圧力まで分配装置タンク
内の極低温液体を加圧し、極低温流体が解放されたとき、使用装置の燃料タンク
まで流れるように、極低温ガスを分配装置タンク内の極低温液体の上方の空間に
輸送するステップと、 h)極低温液体が使用装置の燃料タンクまで流れるように極低温液体を分配装
置タンクから解放するステップとを備える、方法。 - 【請求項21】 請求項20の方法において、ガス供給タンク内の極低温液
体を加圧するステップが、 a)極低温ガスを発生させ得るようにガス供給タンク内の極低温液体を熱交換
器を通じて循環させるステップと、 b)極低温ガスをガス供給タンクに戻すステップとを含む、方法。 - 【請求項22】 請求項20の方法において、バルク貯蔵タンクを減圧する
ステップを更に備える、方法。 - 【請求項23】 請求項20の方法において、極低温液体が使用装置の燃料
タンクに輸送されるとき、該極低温液体を計測量供給するステップを更に備える
、方法。
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NO339027B1 (en) | System and method for conditioning pressure in an LNG tank |
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