JP2002168397A - 低温液の加圧払出方法及びその装置 - Google Patents
低温液の加圧払出方法及びその装置Info
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- JP2002168397A JP2002168397A JP2000366121A JP2000366121A JP2002168397A JP 2002168397 A JP2002168397 A JP 2002168397A JP 2000366121 A JP2000366121 A JP 2000366121A JP 2000366121 A JP2000366121 A JP 2000366121A JP 2002168397 A JP2002168397 A JP 2002168397A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 需要側への払出量より容量の大きな払出ポン
プで、貯蔵タンク内の低温液を支障なく払い出すことが
できる低温液の加圧払出方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 最大需要量に対して吐出容量の大きな払
出ポンプ１３で、貯蔵タンク１０内の低温液を加圧して
払い出す低温液の加圧払出方法において、上記払出ポン
プ１３を、設定ミニマムフロー量Ｗmcで運転し、その払
出ポンプ１３から吐出される低温液の一部を払出ポンプ
１３の吸込側に戻し、他方、払出ポンプ１３に吸い込ま
れる低温液の温度を検出すると共にその温度から飽和圧
力を求め、その求めた飽和圧力より払出ポンプ１３に吸
い込まれる低温液の吸込圧力ＰP が高くなるよう貯蔵タ
ンク１０を加圧するようにしたものである。
プで、貯蔵タンク内の低温液を支障なく払い出すことが
できる低温液の加圧払出方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 最大需要量に対して吐出容量の大きな払
出ポンプ１３で、貯蔵タンク１０内の低温液を加圧して
払い出す低温液の加圧払出方法において、上記払出ポン
プ１３を、設定ミニマムフロー量Ｗmcで運転し、その払
出ポンプ１３から吐出される低温液の一部を払出ポンプ
１３の吸込側に戻し、他方、払出ポンプ１３に吸い込ま
れる低温液の温度を検出すると共にその温度から飽和圧
力を求め、その求めた飽和圧力より払出ポンプ１３に吸
い込まれる低温液の吸込圧力ＰP が高くなるよう貯蔵タ
ンク１０を加圧するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧサテライト
基地、液化エチレン貯蔵設備、その他の低温液化貯蔵タ
ンク等において、そのタンクから液を払い出す際の小容
量・高吐出圧力ポンプでの低温液の加圧方法及びその装
置に関するものである。
基地、液化エチレン貯蔵設備、その他の低温液化貯蔵タ
ンク等において、そのタンクから液を払い出す際の小容
量・高吐出圧力ポンプでの低温液の加圧方法及びその装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近計画されているＬＮＧサテライト基
地は、小型のガスタービンに燃料として天然ガス（Ｎ
Ｇ）を供給するために、高圧で小容量でＬＮＧを払い出
すケースが多くなってきている。
地は、小型のガスタービンに燃料として天然ガス（Ｎ
Ｇ）を供給するために、高圧で小容量でＬＮＧを払い出
すケースが多くなってきている。
【０００３】このような要求に対する方法として、従来
からの方式として主に２種類ある。
からの方式として主に２種類ある。
【０００４】一つは、貯蔵タンクの圧力を、貯蔵液を蒸
発させることで、ガスの需要圧力より高くして液を払い
出す方法であり、また他の方法は、貯蔵タンクから払い
出された液をポンプで需要圧力まで加圧する方法であ
る。
発させることで、ガスの需要圧力より高くして液を払い
出す方法であり、また他の方法は、貯蔵タンクから払い
出された液をポンプで需要圧力まで加圧する方法であ
る。
【０００５】図２は、前者の方法を示すものである。図
２において、貯蔵タンク４０内の貯蔵液４１を、循環ラ
イン４２を通してタンク加圧用気化器４３に導入して蒸
発させ、そのＢＯＧを圧力調整弁４４を介してタンク４
０の頂部の気相部４５に戻すことで、タンク４０を加圧
する。次に貯蔵液４１を払出ライン４６から流量計４７
と流量調整弁４８を通して流量を調整しながら、気化器
４３に導入して蒸発させることで、ガスタービンの燃焼
室への供給圧力（２．０ＭＰａ）まで高めて供給するよ
うにしている。
２において、貯蔵タンク４０内の貯蔵液４１を、循環ラ
イン４２を通してタンク加圧用気化器４３に導入して蒸
発させ、そのＢＯＧを圧力調整弁４４を介してタンク４
０の頂部の気相部４５に戻すことで、タンク４０を加圧
する。次に貯蔵液４１を払出ライン４６から流量計４７
と流量調整弁４８を通して流量を調整しながら、気化器
４３に導入して蒸発させることで、ガスタービンの燃焼
室への供給圧力（２．０ＭＰａ）まで高めて供給するよ
うにしている。
【０００６】図３は、後者の方法を示すもので、貯蔵タ
ンク４０内の貯蔵液４１を払出ライン４６から払出ポン
プ４９で吸い込んで加圧し、これを気化器５０を通して
蒸発させて供給する。この場合、現状では、需要側の供
給量に対して払出ポンプ４９の吐出容量が大きいため、
余剰分を戻しライン５１を介して貯蔵タンク４０のボト
ム或いはトップに戻し、また払出ライン４６に接続した
流量計５２で検出すると共に戻しライン５１に接続した
制御弁５３で、戻し量を制御することで、ポンプ運転に
必要な最低流量を確保している。
ンク４０内の貯蔵液４１を払出ライン４６から払出ポン
プ４９で吸い込んで加圧し、これを気化器５０を通して
蒸発させて供給する。この場合、現状では、需要側の供
給量に対して払出ポンプ４９の吐出容量が大きいため、
余剰分を戻しライン５１を介して貯蔵タンク４０のボト
ム或いはトップに戻し、また払出ライン４６に接続した
流量計５２で検出すると共に戻しライン５１に接続した
制御弁５３で、戻し量を制御することで、ポンプ運転に
必要な最低流量を確保している。
【０００７】さらに払出ポンプ４９で貯蔵液４１が払い
出されると、貯蔵タンク４０の気相部４５の圧力が低く
なるため、循環ライン４２より、タンク加圧用気化器４
３に貯蔵液４１を導入して蒸発させ、圧力調整弁４４に
てタンク頂部の気相部４５にそのＢＯＧを戻して、タン
ク４０内の運転圧力を維持するようにしている。
出されると、貯蔵タンク４０の気相部４５の圧力が低く
なるため、循環ライン４２より、タンク加圧用気化器４
３に貯蔵液４１を導入して蒸発させ、圧力調整弁４４に
てタンク頂部の気相部４５にそのＢＯＧを戻して、タン
ク４０内の運転圧力を維持するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
方法では、貯蔵タンク４０が大型の場合、或いは小型タ
ンクでも、ガスの需要圧力が高圧の場合は、タンクが高
圧設計となるため、付帯設備の価格を含めて高価になる
問題がある。また高圧運転するにしても、タンクローリ
ーから貯蔵液を受け入れる際には、貯蔵タンクを０．３
ＭＰａｇ程度に落圧する必要があり、基地内に落圧する
際のＢＯＧの需要がない場合には、落圧用のＢＯＧタン
クや、そのＢＯＧを再度運転圧まで昇圧する圧縮機も必
要となり、更に設備費を高めることになる。
方法では、貯蔵タンク４０が大型の場合、或いは小型タ
ンクでも、ガスの需要圧力が高圧の場合は、タンクが高
圧設計となるため、付帯設備の価格を含めて高価になる
問題がある。また高圧運転するにしても、タンクローリ
ーから貯蔵液を受け入れる際には、貯蔵タンクを０．３
ＭＰａｇ程度に落圧する必要があり、基地内に落圧する
際のＢＯＧの需要がない場合には、落圧用のＢＯＧタン
クや、そのＢＯＧを再度運転圧まで昇圧する圧縮機も必
要となり、更に設備費を高めることになる。
【０００９】一方、図３に示した、払出ポンプで加圧し
て払い出す場合には、ポンプの揚程が１．０ＭＰａｇを
越えると、容量が３ｍ3 ／ｈ以下では、実績のあるポン
プがないのが現状である。従って、３ｍ3 ／ｈ以下で払
い出す場合、先ずポンプをミニマムフロー量を確保して
運転し、需要に対して余剰となる分は、貯蔵タンク４０
に戻して運転することになる。
て払い出す場合には、ポンプの揚程が１．０ＭＰａｇを
越えると、容量が３ｍ3 ／ｈ以下では、実績のあるポン
プがないのが現状である。従って、３ｍ3 ／ｈ以下で払
い出す場合、先ずポンプをミニマムフロー量を確保して
運転し、需要に対して余剰となる分は、貯蔵タンク４０
に戻して運転することになる。
【００１０】しかし、長時間、貯蔵タンク４０に余剰分
を戻すと、ポンプからのエネルギーがタンク４０内に蓄
積され、液の飽和圧力が液量が少ないほど早く高くな
り、タンクを高圧設計することが必要となり、ポンプ使
用の利点が薄くなる問題がある。
を戻すと、ポンプからのエネルギーがタンク４０内に蓄
積され、液の飽和圧力が液量が少ないほど早く高くな
り、タンクを高圧設計することが必要となり、ポンプ使
用の利点が薄くなる問題がある。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、需要側への払出量より容量の大きな払出ポンプで、
貯蔵タンク内の低温液を支障なく払い出すことができる
低温液の加圧払出方法及びその装置を提供することにあ
る。
し、需要側への払出量より容量の大きな払出ポンプで、
貯蔵タンク内の低温液を支障なく払い出すことができる
低温液の加圧払出方法及びその装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、最大需要量に対して吐出容量の
大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を加圧して
払い出す低温液の加圧払出方法において、上記払出ポン
プを、設定の吐出圧力と設定ミニマムフロー量で運転
し、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払出
ポンプの吸込側に戻し、他方、払出ポンプに吸い込まれ
る低温液の温度を検出すると共にその温度から飽和圧力
を求め、その求めた飽和圧力より払出ポンプに吸い込ま
れる低温液の吸込圧力が高くなるよう貯蔵タンクを加圧
するようにした低温液の加圧払出方法である。
に、請求項１の発明は、最大需要量に対して吐出容量の
大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を加圧して
払い出す低温液の加圧払出方法において、上記払出ポン
プを、設定の吐出圧力と設定ミニマムフロー量で運転
し、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払出
ポンプの吸込側に戻し、他方、払出ポンプに吸い込まれ
る低温液の温度を検出すると共にその温度から飽和圧力
を求め、その求めた飽和圧力より払出ポンプに吸い込ま
れる低温液の吸込圧力が高くなるよう貯蔵タンクを加圧
するようにした低温液の加圧払出方法である。
【００１３】請求項２の発明は、設定の吐出圧力が得ら
れるように払出ポンプを運転し、払出ポンプの吸込圧力
と吐出圧力の差圧と、ポンプの性能曲線からポンプ流量
を求めると共に設定ミニマムフロー量を設定する請求項
１記載の低温液の加圧払出方法であり、或いは払出ポン
プ吐出側に流量計を設置してその指示値により設定ミニ
マムフロー量を制御してもよい。
れるように払出ポンプを運転し、払出ポンプの吸込圧力
と吐出圧力の差圧と、ポンプの性能曲線からポンプ流量
を求めると共に設定ミニマムフロー量を設定する請求項
１記載の低温液の加圧払出方法であり、或いは払出ポン
プ吐出側に流量計を設置してその指示値により設定ミニ
マムフロー量を制御してもよい。
【００１４】請求項３の発明は、払出ポンプの差圧によ
りポンプ吐出を計測し、設定ミニマムフロー量に対して
吐出ポンプの吸込側に戻すミニマムフロー戻し量を制御
して需要側への払出量を制御する請求項１又は２記載の
低温液の加圧払出方法である。
りポンプ吐出を計測し、設定ミニマムフロー量に対して
吐出ポンプの吸込側に戻すミニマムフロー戻し量を制御
して需要側への払出量を制御する請求項１又は２記載の
低温液の加圧払出方法である。
【００１５】請求項４の発明は、最大需要量に対して吐
出容量の大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を
加圧して払い出す低温液の加圧払出装置において、設定
の吐出圧と設定ミニマムフロー量で運転される払出ポン
プと、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払
出ポンプの吸込側に戻す戻しラインと、払出ポンプに吸
い込まれる低温液の温度を検出する温度検出手段と、そ
の温度検出手段で検出された温度から飽和圧力を求め、
その払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込圧力が上記
飽和圧力より高くなるよう貯蔵タンクを加圧する貯蔵タ
ンク加圧手段とを備えた低温液の加圧払出装置である。
出容量の大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を
加圧して払い出す低温液の加圧払出装置において、設定
の吐出圧と設定ミニマムフロー量で運転される払出ポン
プと、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払
出ポンプの吸込側に戻す戻しラインと、払出ポンプに吸
い込まれる低温液の温度を検出する温度検出手段と、そ
の温度検出手段で検出された温度から飽和圧力を求め、
その払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込圧力が上記
飽和圧力より高くなるよう貯蔵タンクを加圧する貯蔵タ
ンク加圧手段とを備えた低温液の加圧払出装置である。
【００１６】請求項５の発明は、最大需要量に対して吐
出容量の大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を
加圧して払い出す低温液の加圧払出装置において、設定
の吐出圧と設定ミニマムフロー量で運転される払出ポン
プと、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払
出ポンプの吸込側に戻す戻しラインと、払出ポンプの所
要馬力から吐出液のエンタルピーを算出し、吐出液の飽
和圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込
圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込圧
力が、上記飽和圧力より高くなるよう貯蔵タンクを加圧
する貯蔵タンク加圧手段を備えたことを特徴とする低温
液の加圧払出装置である。
出容量の大きな払出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を
加圧して払い出す低温液の加圧払出装置において、設定
の吐出圧と設定ミニマムフロー量で運転される払出ポン
プと、その払出ポンプから吐出される低温液の一部を払
出ポンプの吸込側に戻す戻しラインと、払出ポンプの所
要馬力から吐出液のエンタルピーを算出し、吐出液の飽
和圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込
圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸込圧
力が、上記飽和圧力より高くなるよう貯蔵タンクを加圧
する貯蔵タンク加圧手段を備えたことを特徴とする低温
液の加圧払出装置である。
【００１７】請求項６の発明は、払出ポンプの待機運
転、試運転、切換運転時などで、需要側への払出がない
場合、或いはミニマムフロー量がポンプ吸込側への戻し
量の許容値以上になる場合の流量を計測して、これら運
転期間はポンプ吐出液をタンクに戻す切換弁を備えた低
温液の加圧払出装置である。
転、試運転、切換運転時などで、需要側への払出がない
場合、或いはミニマムフロー量がポンプ吸込側への戻し
量の許容値以上になる場合の流量を計測して、これら運
転期間はポンプ吐出液をタンクに戻す切換弁を備えた低
温液の加圧払出装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】図１において、１０は、ＬＮＧ等の低温液
１１を貯蔵する貯蔵タンクで、その貯蔵タンク１０の底
部に、ガスタービン等の需要側にＬＮＧ等の低温液１１
を払い出すための払出ライン１２が接続される。
１１を貯蔵する貯蔵タンクで、その貯蔵タンク１０の底
部に、ガスタービン等の需要側にＬＮＧ等の低温液１１
を払い出すための払出ライン１２が接続される。
【００２０】この払出ライン１２には、払出ポンプ１３
が接続されると共にその下流側に払出液を蒸発させるた
めの気化器１４が接続されると共に需要側に供給する圧
力を制御する圧力調整弁１４ａが接続される。
が接続されると共にその下流側に払出液を蒸発させるた
めの気化器１４が接続されると共に需要側に供給する圧
力を制御する圧力調整弁１４ａが接続される。
【００２１】この払出ポンプ１３の吐出側のライン１２
ｄと吸込側ライン１２ｓを結んで、吐出液を吸込側に戻
す戻しライン１５が接続される。この戻しライン１５に
は、制御弁１６が接続され、その下流側に三方弁１７が
接続されて吸込側ライン１２ｓと接続される。また三方
弁１７には、分岐ライン１８が接続され、その分岐ライ
ン１８に、開閉弁１９を介して払出液を貯蔵タンク１０
の底部に戻すボトムライン２０と、開閉弁２１を介して
タンク頂部の気相部２２に戻すトップライン２３が接続
される。
ｄと吸込側ライン１２ｓを結んで、吐出液を吸込側に戻
す戻しライン１５が接続される。この戻しライン１５に
は、制御弁１６が接続され、その下流側に三方弁１７が
接続されて吸込側ライン１２ｓと接続される。また三方
弁１７には、分岐ライン１８が接続され、その分岐ライ
ン１８に、開閉弁１９を介して払出液を貯蔵タンク１０
の底部に戻すボトムライン２０と、開閉弁２１を介して
タンク頂部の気相部２２に戻すトップライン２３が接続
される。
【００２２】貯蔵タンク１０の底部と頂部を結んで循環
ライン２４が接続され、その循環ライン２４にタンク加
圧用気化器２５が接続されると共に圧力制御弁２６が接
続されて貯蔵タンク加圧手段２７が構成される。
ライン２４が接続され、その循環ライン２４にタンク加
圧用気化器２５が接続されると共に圧力制御弁２６が接
続されて貯蔵タンク加圧手段２７が構成される。
【００２３】また貯蔵タンク１０の頂部には安全弁２８
が接続される。
が接続される。
【００２４】次に、加圧払出しのための制御系を説明す
る。
る。
【００２５】貯蔵タンク１０には、その気相部２２の圧
力を検知するタンク圧力検出手段３０が接続され、払出
ポンプ１３の吸込側には、吸込圧力ＰP を検知する吸込
圧力検出手段３１と吸込温度ＴP を検知する吸込温度検
出手段３２がそれぞれ接続され、吐出側には、吐出圧力
Ｐｄ を検知する吐出圧力検出手段３３が接続される。
力を検知するタンク圧力検出手段３０が接続され、払出
ポンプ１３の吸込側には、吸込圧力ＰP を検知する吸込
圧力検出手段３１と吸込温度ＴP を検知する吸込温度検
出手段３２がそれぞれ接続され、吐出側には、吐出圧力
Ｐｄ を検知する吐出圧力検出手段３３が接続される。
【００２６】また払出ライン１２の戻しライン１５より
下流側で気化器１４に至る吐出側ライン１２ｄには、需
要側に払い出される払出液の払出し量Ｗu を検出する流
量検出手段３４が接続される。
下流側で気化器１４に至る吐出側ライン１２ｄには、需
要側に払い出される払出液の払出し量Ｗu を検出する流
量検出手段３４が接続される。
【００２７】タンク圧力検出手段３０で検出したタンク
圧力と、吸込圧力検出手段３１で検出した吸込圧力ＰP
と、吸込温度検出手段３２で検出した吸込温度ＴP とが
タンク圧力制御手段３６に入力され、そのタンク圧力制
御手段３６にて圧力制御弁２６が制御されてタンク圧力
が制御される。
圧力と、吸込圧力検出手段３１で検出した吸込圧力ＰP
と、吸込温度検出手段３２で検出した吸込温度ＴP とが
タンク圧力制御手段３６に入力され、そのタンク圧力制
御手段３６にて圧力制御弁２６が制御されてタンク圧力
が制御される。
【００２８】また吸込圧力検出手段３１で検出した吸込
圧力ＰP と、吐出圧力検出手段３３で検出された吐出圧
力Ｐｄ とがミニマムフロー制御手段３７に入力され
る。ミニマムフロー制御手段３７は、吐出圧力Ｐｄ と
吸込圧力ＰP の差（Ｐｄ −ＰP）が設定圧となるように
制御弁１６を制御する。
圧力ＰP と、吐出圧力検出手段３３で検出された吐出圧
力Ｐｄ とがミニマムフロー制御手段３７に入力され
る。ミニマムフロー制御手段３７は、吐出圧力Ｐｄ と
吸込圧力ＰP の差（Ｐｄ −ＰP）が設定圧となるように
制御弁１６を制御する。
【００２９】さらに流量検出手段３４の検出した払出し
量Ｗu とタンク圧力検出手段３０で検出したタンク圧力
とが、流量制御手段３８に入力される。流量制御手段３
８は、その払出し量Ｗu が少なく、ミニマムフロー量が
多くなりポンプ吸込側ライン１２ｓに戻す許容量の設定
値以上のときには、分岐ライン１８側に、払出し量Ｗu
が多く、ミニマムフロー量が設定値以下のときには、払
出ポンプ１３の吐出液を吸込側に戻すように三方弁１７
を切り換え、また、ミニマムフローをポンプ吸込側ライ
ン１２ｓに戻している運転中にタンク圧力が設定圧以上
となったときには、吐出液を貯蔵タンク１０側に戻すよ
うに切り換える。
量Ｗu とタンク圧力検出手段３０で検出したタンク圧力
とが、流量制御手段３８に入力される。流量制御手段３
８は、その払出し量Ｗu が少なく、ミニマムフロー量が
多くなりポンプ吸込側ライン１２ｓに戻す許容量の設定
値以上のときには、分岐ライン１８側に、払出し量Ｗu
が多く、ミニマムフロー量が設定値以下のときには、払
出ポンプ１３の吐出液を吸込側に戻すように三方弁１７
を切り換え、また、ミニマムフローをポンプ吸込側ライ
ン１２ｓに戻している運転中にタンク圧力が設定圧以上
となったときには、吐出液を貯蔵タンク１０側に戻すよ
うに切り換える。
【００３０】これはポンプのミニマムフロー液の飽和圧
力よりタンク圧力を高くするように、気化器２５と圧力
調整弁２６で調節しているが、タンクの設計圧力に近づ
いた場合は昇圧できないので、ポンプ吸込側にミニマム
フロー液を返すことができないためである。
力よりタンク圧力を高くするように、気化器２５と圧力
調整弁２６で調節しているが、タンクの設計圧力に近づ
いた場合は昇圧できないので、ポンプ吸込側にミニマム
フロー液を返すことができないためである。
【００３１】また、払出ポンプの待機運転、試運転、切
換運転時などで、需要側への払出がない場合、或いはミ
ニマムフロー量がポンプ吸込側への戻し量の許容値以上
になる場合の流量を計測して、これら運転期間はポンプ
吐出液を切換弁である三方弁１７にてタンク１０に戻す
ようにする。
換運転時などで、需要側への払出がない場合、或いはミ
ニマムフロー量がポンプ吸込側への戻し量の許容値以上
になる場合の流量を計測して、これら運転期間はポンプ
吐出液を切換弁である三方弁１７にてタンク１０に戻す
ようにする。
【００３２】次に加圧払出方法を説明する。
【００３３】貯蔵タンク１０からの低温液１１は、払出
ライン１２より払出ポンプ１３にて昇圧され、気化器１
４で気化され、ガスタービン等の需要側に供給される。
この場合、ミニマムフロー制御手段３７は、制御弁１６
を制御して吐出圧力検出手段３３と吸込圧検出手段３１
で検出される差圧（Ｐｄ−ＰP ）がポンプ性能曲線から
求められる設定圧力となるように制御する。
ライン１２より払出ポンプ１３にて昇圧され、気化器１
４で気化され、ガスタービン等の需要側に供給される。
この場合、ミニマムフロー制御手段３７は、制御弁１６
を制御して吐出圧力検出手段３３と吸込圧検出手段３１
で検出される差圧（Ｐｄ−ＰP ）がポンプ性能曲線から
求められる設定圧力となるように制御する。
【００３４】この需要側に供給する払出ポンプ１３の揚
程は、１．０ＭＰａ以上であり、また払出液の流量は、
３ｍ3 ／ｈ以下の場合では、実績のある適切なポンプが
無いのが現状である。
程は、１．０ＭＰａ以上であり、また払出液の流量は、
３ｍ3 ／ｈ以下の場合では、実績のある適切なポンプが
無いのが現状である。
【００３５】従って、３ｍ3 ／ｈ以下で、低温液を払い
出す場合、先ず払出ポンプ１３を、設定ミニマムフロー
量で運転し、余剰分を、戻しライン１５と三方弁１７に
て吸込側に戻して運転することで、払出ポンプ１３から
のエネルギを貯蔵タンク１０に戻すことなく需要側に払
い出すことができる。
出す場合、先ず払出ポンプ１３を、設定ミニマムフロー
量で運転し、余剰分を、戻しライン１５と三方弁１７に
て吸込側に戻して運転することで、払出ポンプ１３から
のエネルギを貯蔵タンク１０に戻すことなく需要側に払
い出すことができる。
【００３６】この場合、吸込側に戻すと吸込液の温度が
上がり、飽和圧力が高くなるため、ポンプ１３内でキャ
ビテーションを起こし易くなる。
上がり、飽和圧力が高くなるため、ポンプ１３内でキャ
ビテーションを起こし易くなる。
【００３７】そこで、払出ポンプ１３に吸い込まれる低
温液の吸込温度ＴP を吸込温度検出手段３２で検出し、
その吸込温度ＴP から飽和圧力を求め、その求めた飽和
圧力より払出ポンプ１３に吸い込まれる低温液の吸込圧
力ＰP が高くなるようにタンク加圧手段２７にて貯蔵タ
ンク１０を加圧することで、キャビテーションを防止す
る。
温液の吸込温度ＴP を吸込温度検出手段３２で検出し、
その吸込温度ＴP から飽和圧力を求め、その求めた飽和
圧力より払出ポンプ１３に吸い込まれる低温液の吸込圧
力ＰP が高くなるようにタンク加圧手段２７にて貯蔵タ
ンク１０を加圧することで、キャビテーションを防止す
る。
【００３８】以下これを詳しく説明する。
【００３９】貯蔵タンク１０から払出ポンプ１３で吸引
される液量、すなわち需要側への払出量Ｗu が少ない場
合、払出ポンプ１３を流量制御手段３７と制御弁１６に
より設定ミニマムフロー量（Ｗmc）で運転する。
される液量、すなわち需要側への払出量Ｗu が少ない場
合、払出ポンプ１３を流量制御手段３７と制御弁１６に
より設定ミニマムフロー量（Ｗmc）で運転する。
【００４０】この設定ミニマムフロー運転中に、流量制
御手段３８は、流量検出手段３４で検出した払出し量Ｗ
u が設定量以上のときに三方弁１７により、戻しライン
１５からの液を、吸込側ライン１２ｓに流れるようにす
る。この場合、戻しライン１５の吸込側ライン１２Ｓの
混入点ｃは、払出ポンプ１３からできるだけ離れるよう
に、また吸込圧力検出手段３１と吸込温度検出手段３２
は、混入点ｃより下流側で、払出ポンプ１３の吸込側に
近くなるように設ける。
御手段３８は、流量検出手段３４で検出した払出し量Ｗ
u が設定量以上のときに三方弁１７により、戻しライン
１５からの液を、吸込側ライン１２ｓに流れるようにす
る。この場合、戻しライン１５の吸込側ライン１２Ｓの
混入点ｃは、払出ポンプ１３からできるだけ離れるよう
に、また吸込圧力検出手段３１と吸込温度検出手段３２
は、混入点ｃより下流側で、払出ポンプ１３の吸込側に
近くなるように設ける。
【００４１】この設定ミニマムフロー量（Ｗmc）は、吸
込圧力検出手段３１での吸込圧力Ｐ P と吐出圧力検出手
段３３での吐出圧力Ｐｄ の差圧と、ポンプの性能曲線
から求めることができ、ミニマムフロー制御手段３７
は、差圧流量計で、流量が設定値となるように制御弁１
６を制御する。
込圧力検出手段３１での吸込圧力Ｐ P と吐出圧力検出手
段３３での吐出圧力Ｐｄ の差圧と、ポンプの性能曲線
から求めることができ、ミニマムフロー制御手段３７
は、差圧流量計で、流量が設定値となるように制御弁１
６を制御する。
【００４２】なお、流量の検出は、別途流量計を設けて
検出しても或いは貯蔵タンク１０が低圧タンクの場合に
は、ポンプモータの電力計から推定するようにしてもよ
い。
検出しても或いは貯蔵タンク１０が低圧タンクの場合に
は、ポンプモータの電力計から推定するようにしてもよ
い。
【００４３】このミニマムフロー運転中の制御弁１６の
制御により吸込圧力ＰP は変化し、また戻し量Ｗm で、
ポンプからのエネルギが加わるため吸込液の温度が上昇
し、吸込液の飽和圧力が、ポンプ１３への押し込み圧力
（タンクからの圧力）より高くなるため、吸入液が沸騰
して気泡を発生し、ポンプ１３でキャビテーションを起
こしてしまう。
制御により吸込圧力ＰP は変化し、また戻し量Ｗm で、
ポンプからのエネルギが加わるため吸込液の温度が上昇
し、吸込液の飽和圧力が、ポンプ１３への押し込み圧力
（タンクからの圧力）より高くなるため、吸入液が沸騰
して気泡を発生し、ポンプ１３でキャビテーションを起
こしてしまう。
【００４４】そこで、タンク圧力制御手段３６は、吸込
温度検出手段３２からの吸入液の吸込温度ＴP から、そ
の吸入液の飽和圧力を求め、その飽和圧力より払出ポン
プ１３に吸い込まれる低温液の吸込圧力ＰP が高くなる
よう、タンク加圧手段２７の圧力制御弁２６を制御して
貯蔵タンク１０を加圧することでキャビテーションを防
止する。
温度検出手段３２からの吸入液の吸込温度ＴP から、そ
の吸入液の飽和圧力を求め、その飽和圧力より払出ポン
プ１３に吸い込まれる低温液の吸込圧力ＰP が高くなる
よう、タンク加圧手段２７の圧力制御弁２６を制御して
貯蔵タンク１０を加圧することでキャビテーションを防
止する。
【００４５】飽和圧力に対して吸込圧力ＰP は、ポンプ
の吐出液の飽和圧力より、約０．０２ＭＰａ以上高くな
るように設定して、圧力制御弁２６を制御する。この過
圧幅は、払出ポンプ１３のＮＰＳＨＡ（Net Positive S
uction Head Available ; 利用可能な有効吸込ヘッド）
の確保、ミニマムフロー液のライン中で沸騰を避けるこ
と、及び温度の検出誤差を避けるためのものである。
の吐出液の飽和圧力より、約０．０２ＭＰａ以上高くな
るように設定して、圧力制御弁２６を制御する。この過
圧幅は、払出ポンプ１３のＮＰＳＨＡ（Net Positive S
uction Head Available ; 利用可能な有効吸込ヘッド）
の確保、ミニマムフロー液のライン中で沸騰を避けるこ
と、及び温度の検出誤差を避けるためのものである。
【００４６】貯蔵タンク１０の低温液１１が少なくな
り、タンク１０内の圧力が高くなった場合には、三方弁
１７を切り換えて、戻しライン１５の液を、貯蔵タンク
１０に戻し、図には示していないが、払出ライン１２を
他の貯蔵タンク１０に切り換えて払出を行う。また、貯
蔵タンク１０への低温液１１の受入は、タンク内を０．
３ＭＰａに落圧した後、タンクローリ等から受け入れ
る。
り、タンク１０内の圧力が高くなった場合には、三方弁
１７を切り換えて、戻しライン１５の液を、貯蔵タンク
１０に戻し、図には示していないが、払出ライン１２を
他の貯蔵タンク１０に切り換えて払出を行う。また、貯
蔵タンク１０への低温液１１の受入は、タンク内を０．
３ＭＰａに落圧した後、タンクローリ等から受け入れ
る。
【００４７】以上において、払出ライン１２から払出ポ
ンプ１３に戻し得る液量には次のような制限がある。
ンプ１３に戻し得る液量には次のような制限がある。
【００４８】タンク内の低温液のエンタルピーを基準に
して、混入点ｃ以降の混合液のエンタルピーを求める。
して、混入点ｃ以降の混合液のエンタルピーを求める。
【００４９】先ず、需要側のＬＮＧ消費量と払出ポンプ
の性能を基に、 参考データ Ｅｔ ： 貯蔵液のエンタルピー ０Ｋｗ／ｋｇ Ｗｔ ： 貯蔵タンクからの払出量 １９５ｋｇ／ｈ Ｗｕ ： 需要側への払出量 １９５ｋｇ／ｈ Ｗmc ： 設定ミニマムフロー量（８０％） １，２００ｋｇ／ｈ Ｗm ： ミニマムフロー戻し量（Ｗmc−Ｗｕ） １，００５ｋｇ／ｈ ＷP ： ポンプ容量（吸込量）設計値 １，５００ｋｇ／ｈ とする。
の性能を基に、 参考データ Ｅｔ ： 貯蔵液のエンタルピー ０Ｋｗ／ｋｇ Ｗｔ ： 貯蔵タンクからの払出量 １９５ｋｇ／ｈ Ｗｕ ： 需要側への払出量 １９５ｋｇ／ｈ Ｗmc ： 設定ミニマムフロー量（８０％） １，２００ｋｇ／ｈ Ｗm ： ミニマムフロー戻し量（Ｗmc−Ｗｕ） １，００５ｋｇ／ｈ ＷP ： ポンプ容量（吸込量）設計値 １，５００ｋｇ／ｈ とする。
【００５０】次にミニマムフロー運転中は、Ｗｕ＜Ｗmc
であり、ＷP は一定であり、この条件で、 ＥP ： ポンプ吸込液エンタルピー（Ｋｗ／ｋｇ） Ｐt ： タンク内液の飽和圧力 （ＭＰａｇ） ＰP ： ポンプ吸込液の飽和圧力 （ＭＰａｇ） Ｐd ： ポンプ吐出圧力 （ＭＰａｇ） Ｅd ： ポンプ吐出液のエンタルピー（Ｋｗ／ｋｇ） Ｐ ： ポンプ吸込圧力 （ＭＰａｇ） とし、例えば、タンク内液の飽和圧力Ｐt を０．２ＭＰ
ａｇ、ポンプ吐出圧力Ｐd を１．２ＭＰａｇ、ポンプ吸
込圧力Ｐを０．４ＭＰａｇと設定する。
であり、ＷP は一定であり、この条件で、 ＥP ： ポンプ吸込液エンタルピー（Ｋｗ／ｋｇ） Ｐt ： タンク内液の飽和圧力 （ＭＰａｇ） ＰP ： ポンプ吸込液の飽和圧力 （ＭＰａｇ） Ｐd ： ポンプ吐出圧力 （ＭＰａｇ） Ｅd ： ポンプ吐出液のエンタルピー（Ｋｗ／ｋｇ） Ｐ ： ポンプ吸込圧力 （ＭＰａｇ） とし、例えば、タンク内液の飽和圧力Ｐt を０．２ＭＰ
ａｇ、ポンプ吐出圧力Ｐd を１．２ＭＰａｇ、ポンプ吸
込圧力Ｐを０．４ＭＰａｇと設定する。
【００５１】またミニマムフロー運転中は、Ｗｔ＝Ｗｕ
であり、Ｗm ＝Ｗmc−Ｗu である。
であり、Ｗm ＝Ｗmc−Ｗu である。
【００５２】ポンプ吸込液エンタルピーＥP は、 ＥP ＝（Ｗt ×Ｅt ＋Ｗm ×Ｅd ）／ＷP ＝（Ｗt ×Ｅt ＋Ｗm ×Ｅd ）／（Ｗu ＋Ｗm ） …（１） であり、９．７７Ｋｗ／ｋｇとなる。
【００５３】ポンプ吸込液の飽和圧力ＰP は、 ＰP ＝Δｐ（ＥP ＋Ｅt ）＋Ｐt …（２） であり、Δｐは、単位熱量当りの圧力上昇（物質と状態
で決まる）で、０．０２０ＭＰａ／ｋｃａｌとすると、
ＰP は、需要側への払出量が１９５ｋｇ／ｈの時に、
０．３９５ＭＰａｇとなり、ポンプ吸込圧力設定値０．
４ＭＰａｇと等しくなる。
で決まる）で、０．０２０ＭＰａ／ｋｃａｌとすると、
ＰP は、需要側への払出量が１９５ｋｇ／ｈの時に、
０．３９５ＭＰａｇとなり、ポンプ吸込圧力設定値０．
４ＭＰａｇと等しくなる。
【００５４】払出ポンプが、キャビテーションを起こさ
ないためには、ポンプ吸込圧力Ｐが飽和圧力ＰP より高
くなければならないため、 Ｐ ＞ ＰP …（３） が成立する。
ないためには、ポンプ吸込圧力Ｐが飽和圧力ＰP より高
くなければならないため、 Ｐ ＞ ＰP …（３） が成立する。
【００５５】（１）式中のＥd は、ポンプから受けるエ
ネルギによって決まるのでこの値を算出する。
ネルギによって決まるのでこの値を算出する。
【００５６】ポンプの軸馬力は次式で求めることができ
る。
る。
【００５７】 ＨＰ＝ＷP ×ΔＨ×ρ／（３６００×７５×η） …（４） 但し、 ΔＨ： ポンプ揚程（１７７ｍＬＣ） ρ ： 液密度（４６０ｋｇ／ｍ3 ） η ： ポンプ効率（０．３０） とする。
【００５８】Ｗmc＝Ｗm となるミニマムフロー点でのポ
ンプ吐出液のエンタルピーＥd は、 Ｅd ＝（Ｗm ／ＷP ）×ρ135×ηｍ／η×640×１／Ｗm ×ＷP ＋ＥP …（５） 但し、 ηｍ： ミニマムフロー点でのポンプ効率（０．２５） となる。
ンプ吐出液のエンタルピーＥd は、 Ｅd ＝（Ｗm ／ＷP ）×ρ135×ηｍ／η×640×１／Ｗm ×ＷP ＋ＥP …（５） 但し、 ηｍ： ミニマムフロー点でのポンプ効率（０．２５） となる。
【００５９】（１）式と（５）式から、 Ｅd ＝（Ｗm／ＷP）×ρ135×ηｍ／η×640／Ｗm×ＷP（1−Ｗm／(Ｗm＋Ｗm) ） …（６） となり、１１．７Ｋｗ／ｋｇとなる。この場合のポンプ
吐出液の飽和圧力はね０．４０１ＭＰａｇとなる。
吐出液の飽和圧力はね０．４０１ＭＰａｇとなる。
【００６０】ミニマムフロー運転中は、（１）〜（６）
式までの式を、（２）式が満足するように諸条件を設定
して運転すれば、ポンプにキャビテーションを発生させ
ることはない。なお、ミニマムフロー運転中、加圧手段
２７にて貯蔵タンク１０内の圧力が上昇し、また液面が
低く払い出される液の過冷却度も低下して、吸込液の飽
和圧力が、ポンプ吸込圧力に達したならば払出ポンプ１
３を停止するか、上述したように他の貯蔵タンクの払出
ラインに切り換える。
式までの式を、（２）式が満足するように諸条件を設定
して運転すれば、ポンプにキャビテーションを発生させ
ることはない。なお、ミニマムフロー運転中、加圧手段
２７にて貯蔵タンク１０内の圧力が上昇し、また液面が
低く払い出される液の過冷却度も低下して、吸込液の飽
和圧力が、ポンプ吸込圧力に達したならば払出ポンプ１
３を停止するか、上述したように他の貯蔵タンクの払出
ラインに切り換える。
【００６１】（２）式中のＥP ，ＰP ，Ｅd は、設計条
件と運転条件から設定される上述した数値データから算
出される。
件と運転条件から設定される上述した数値データから算
出される。
【００６２】本例では、最大ガス需要が、約１，０００
ｋｇ／ｈで、１５００ｋｇ／ｈの容量のポンプを選定し
た場合を説明したが、この場合、ポンプ吸込側へミニマ
ムフローが返せる最低の需要量（Ｐ＝ＰP になる量）
は、最大需要量の１９．５％（１９５ｋｇ／ｈ）である
ことが分かる。この値は、タンク中の液の飽和圧力に過
圧する幅が大きければ大きい程小さくなる。またタンク
内の液の飽和圧力が低い程過圧幅を大きくできるので上
記値は小さくなる。
ｋｇ／ｈで、１５００ｋｇ／ｈの容量のポンプを選定し
た場合を説明したが、この場合、ポンプ吸込側へミニマ
ムフローが返せる最低の需要量（Ｐ＝ＰP になる量）
は、最大需要量の１９．５％（１９５ｋｇ／ｈ）である
ことが分かる。この値は、タンク中の液の飽和圧力に過
圧する幅が大きければ大きい程小さくなる。またタンク
内の液の飽和圧力が低い程過圧幅を大きくできるので上
記値は小さくなる。
【００６３】夜間等における通常運転での最低需要量は
２０％以上と推定されるので、ミニマムフロー戻し液を
貯蔵タンクに戻さないで運転できると共に貯蔵タンクの
圧力上昇或いは濃縮等を防止できる。
２０％以上と推定されるので、ミニマムフロー戻し液を
貯蔵タンクに戻さないで運転できると共に貯蔵タンクの
圧力上昇或いは濃縮等を防止できる。
【００６４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、貯蔵タン
クから貯蔵液を払出ポンプで需要側に払い出すにおい
て、需要側への払出量が、払出ポンプの設定ミニマムフ
ロー量より少なくても、吐出液の一部を払出ポンプの吸
込側に戻すことで、貯蔵タンクの圧力上昇を防止しなが
ら少量の払出が可能となる。またミニマムフロー運転中
に吸込液の飽和圧力以上にポンプの吸込圧力が高くなる
よう貯蔵タンクを加圧することで、キャビテーションを
防止できる。
クから貯蔵液を払出ポンプで需要側に払い出すにおい
て、需要側への払出量が、払出ポンプの設定ミニマムフ
ロー量より少なくても、吐出液の一部を払出ポンプの吸
込側に戻すことで、貯蔵タンクの圧力上昇を防止しなが
ら少量の払出が可能となる。またミニマムフロー運転中
に吸込液の飽和圧力以上にポンプの吸込圧力が高くなる
よう貯蔵タンクを加圧することで、キャビテーションを
防止できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】貯蔵タンクを加圧して払い出す従来例を示す図
である。
である。
【図３】払出ポンプを用いて払い出す従来例を示す図で
ある。
ある。
１０ 貯蔵タンク １１ 低温液 １３ 払出ポンプ １５ 戻しライン １６ 制御弁 ２７ 貯蔵タンク加圧手段
Claims (6)
- 【請求項１】 最大需要量に対して吐出容量の大きな払
出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を加圧して払い出す
低温液の加圧払出方法において、上記払出ポンプを、設
定の吐出圧力と設定ミニマムフロー量で運転し、その払
出ポンプから吐出される低温液の一部を払出ポンプの吸
込側に戻し、他方、払出ポンプに吸い込まれる低温液の
温度を検出すると共にその温度から飽和圧力を求め、そ
の求めた飽和圧力より払出ポンプに吸い込まれる低温液
の吸込圧力が高くなるよう貯蔵タンクを加圧することを
特徴とする低温液の加圧払出方法。 - 【請求項２】 設定の吐出圧力が得られるように払出ポ
ンプを運転し、払出ポンプの吸込圧力と吐出圧力の差圧
と、ポンプの性能曲線からポンプ流量を求めると共に設
定ミニマムフロー量を設定する請求項１記載の低温液の
加圧払出方法。 - 【請求項３】 払出ポンプの差圧によりポンプ吐出量を
計測し、設定ミニマムフロー量に対して吐出ポンプの吸
込側に戻すミニマムフロー戻し量を制御する請求項１又
は２記載の低温液の加圧払出方法。 - 【請求項４】 最大需要量に対して吐出容量の大きな払
出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を加圧して払い出す
低温液の加圧払出装置において、設定の吐出圧と設定ミ
ニマムフロー量で運転される払出ポンプと、その払出ポ
ンプから吐出される低温液の一部を払出ポンプの吸込側
に戻す戻しラインと、払出ポンプに吸い込まれる低温液
の温度を検出する温度検出手段と、その温度検出手段で
検出された温度から飽和圧力を求め、その払出ポンプに
吸い込まれる低温液の吸込圧力が上記飽和圧力より高く
なるよう貯蔵タンクを加圧する貯蔵タンク加圧手段とを
備えたことを特徴とする低温液の加圧払出装置。 - 【請求項５】 最大需要量に対して吐出容量の大きな払
出ポンプで、貯蔵タンク内の低温液を加圧して払い出す
低温液の加圧払出装置において、設定の吐出圧と設定ミ
ニマムフロー量で運転される払出ポンプと、払出ポンプ
の所要馬力から吐出液のエンタルピーを算出し、吐出液
の飽和圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の
吸込圧力を求め、払出ポンプに吸い込まれる低温液の吸
込圧力が、上記飽和圧力より高くなるよう貯蔵タンクを
加圧する貯蔵タンク加圧手段を備えたことを特徴とする
低温液の加圧払出装置。 - 【請求項６】 払出ポンプの待機運転、試運転、切換運
転時などで、需要側への払出がない場合、或いはミニマ
ムフロー量がポンプ吸込側への戻し量の許容値以上にな
る場合の流量を計測して、これら運転期間はポンプ吐出
液をタンクに戻す切換弁を備えた低温液の加圧払出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366121A JP4832633B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 低温液の加圧払出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366121A JP4832633B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 低温液の加圧払出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002168397A true JP2002168397A (ja) | 2002-06-14 |
| JP4832633B2 JP4832633B2 (ja) | 2011-12-07 |
Family
ID=18836790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000366121A Expired - Lifetime JP4832633B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 低温液の加圧払出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4832633B2 (ja) |
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| JP2007525619A (ja) * | 2004-03-01 | 2007-09-06 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・ア・ディレクトワール・エ・コンセイユ・ドゥ・スールベイランス・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 低温流体ポンプシステム |
| JP2010203524A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Tokyo Gas Co Ltd | 低温液体払い出しシステムおよび低温液体払い出し方法 |
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Citations (4)
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| JPH0642450A (ja) * | 1992-04-17 | 1994-02-15 | Praxair Technol Inc | 液化ガスの給送 |
| JPH07269791A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-20 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 流体圧力調整器及びこの流体圧力調整器を備えた流体充填装置 |
| JP2000218647A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-08 | Showa Denko Kk | 樹脂発泡成形機への発泡剤の供給装置および樹脂発泡体の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000366121A patent/JP4832633B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2015190598A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 千代田化工建設株式会社 | 気化ガス再液化設備、及び、気化ガス再液化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4832633B2 (ja) | 2011-12-07 |
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