JP2007091234A - 液封装置及びそれを用いた気密貯留槽システム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で、液体の受け入れや払出しなどに伴って生ずる貯留槽の圧力変動を吸収することができる液封装置とそれを用いた安全で気密な貯留槽システムを提供する。
【解決手段】 上壁、側壁及び下壁から構成され、隔壁によって上下二室に区画され液体が封入された容器からなる液封装置であって、上壁には少なくとも貯留槽との接続口、水供給口、及び上壁を貫通した大気開放管を有し、下壁には下壁を貫通した溢流管を有し、隔壁には隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管を有し、該連通管の最上レベルは大気開放管の最下レベルよりも高い位置にあり、連通管の最下レベルは前記溢流管の最上レベルよりも低い位置にある液封装置と、液封装置と貯留槽を接続した気密貯留槽システムとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は液封装置及びそれを用いた気密貯留システムに関する。さらに詳しくは、上壁に少なくとも貯留槽との接続口と水供給口と上壁を貫通した大気開放管を有し、下壁に下壁を貫通した溢流管を有し、隔壁に隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管を有し、該連通管の最上レベルが前記大気開放管の最下レベルよりも高い位置にあり、連通管の最下レベルが前記溢流管の最上レベルよりも低い位置になるように構成した容器からなる液封装置とそれを用いた安全で気密な貯留槽システムに関する。

醤油、酒など醸造によって製造された製品、石油製品、各種薬液など有機無機化合物などの液体は槽に貯留されて保存されることが多い。貯留された液体は長期間貯留されている間に温度変化による圧力変動、薬液などの内容物の受け入れや払出しによる圧力変動が起こることにより、槽は加圧又は減圧などの機械的な力を受ける。この場合、圧力に耐え得る槽を使用すれば破壊、変形などの問題はないがコスト面から通常は耐圧性のない大気開放槽が使用されているのが現状である。

貯留槽の上部には大気開放管が設けられ、大気開放管によって圧力変動が吸収されていることが多い。しかしながら、気密状態で圧力変動が発生する場合、貯留槽は破壊や変形を伴う危険な状態になり、機械的な安全装置ではこのような圧力変動を吸収できないことがある。とくに薬液などの内容物の受け入れや払出しによる急激な圧力変動には追随できないことがある。したがって、内容物の受け入れや払出しなど急激な圧力変動を伴う場合には細心の注意が必要であるにも関わらず、槽が破壊されたり変形したとの事例には枚挙のいとまがない。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、液体を気密状態で槽に貯留しようとした場合に、簡単な構造で液体の受け入れや払出しなどに伴って生ずる貯留槽の圧力変動を吸収することができる液封装置とそれを用いた安全な貯留槽システムを提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討を重ね、構造が簡単な液封装置を完成し、かかる液封装置を貯留槽と接続することにより上記課題を達成することができることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明の第１の発明は、上壁、側壁及び下壁から構成され、隔壁によって上下二室に区画され液体が封入された容器からなる液封装置であって、上壁には少なくとも貯留槽との接続口と水供給口と上壁を貫通した大気開放管を有し、下壁には下壁を貫通した溢流管を有し、隔壁には隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管を有し、該連通管の最上レベルは前記大気開放管の最下レベルよりも高い位置にあり、連通管の最下レベルは前記溢流管の最上レベルよりも低い位置にあることを特徴とする液封装置である。

また、本発明の第２の発明は、このような液封装置と貯留槽が接続された気密貯留槽システムである。

本発明により、上壁に少なくとも貯留槽との接続口と水供給口と上壁を貫通した大気開放管を有し、下壁に下壁を貫通した溢流管を有し、隔壁に隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管を有し、該連通管の最上レベルが前記大気開放管の最下レベルよりも高い位置にあり、連通管の最下レベルが前記溢流管の最上レベルよりも低い位置になるように構成した容器からなる液封装置を提供することができる。このような液封装置を貯留槽と接続することにより、貯留槽における加圧又は減圧など急激な圧力変動を吸収し、安全な気密貯留槽システムを構築することができる。

本発明の最大の特徴は、簡単な構造の液封装置を貯留槽と接続して気密貯留槽システムを構築し、貯留槽の加圧や減圧による破壊や変形を回避し安全を図ることにある。まず、本発明の液封装置を図によって説明する。図１は本発明の液封装置の概略断面図であり、液封装置は、上壁１、側壁２及び下壁３から構成され、隔壁４によって上室５及び下室６に区画され、各室に液体が封入された容器から構成される。容器の形状は、円筒状、直方体状など容器を構成することができればとくに限定されない。

上壁には少なくとも貯留槽との接続口７と液供給口８と上壁を貫通した大気開放管９を有し、下壁には下壁を貫通した溢流管１０を有し、隔壁には隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管１１を有する。液封装置に封入される液体は貯留槽に貯留される液体の種類によって例えばアルコール、炭化水素類など任意に決めればよいが通常は水が使用される。

図１は貯留槽が接続され、微圧に加圧、気密状態の液封装置を示しており、▽は液面を表わす。大気開放管、連通管、溢流管は通常のパイプで充分である。液封装置を構成する容器及びこれらのパイプは、鋼、ステンレスなどの金属の他、ポリ塩化ビニルなど各種プラスチックで構成してもよい。液封装置内部がよく見えるように透明の材質を使用してもよい。

図２は薬液などの液体を貯留槽に受け入れたとき加圧となった状態の液封装置を示したものであり、液受け入れに伴う貯留槽からの圧力により、上室内の液面が押圧され、大気開放管内の液面が上昇するとともに、連通管内の液面が押し下げられ、押し下げられた液は溢流管から外部へ流出し、封入気体が放出される。このように、本発明の液封装置によれば、槽に加えられた圧力を安全に系外に逃がすことができ貯留槽を安全に維持することができる。

一方、薬液などを払い出す場合、封入ガスが減圧弁により微圧調整され送気されるが、万一貯留槽が異常な減圧状態となった場合、図３に示すように、連通管内の液面が上昇するとともに、上室内の液面は引っ張られた状態となって大気開放管から空気が吸い込まれる。上記と同様、本発明の液封装置によれば、槽が異常減圧状態になっても圧力を容易に復元させることができ貯留槽を安全に維持することができる。外部へ流出した液を補充するために液供給口からは常時液が供給される。

以上は、薬液などの液体受け入れや払出しなどに伴って生ずる圧力変動を吸収する例であるが、温度変化やその他の予期しない緩やかな圧力変動に対しても本発明の液封装置は有効である。貯留槽に貯留される液体としては、醤油、酒など醸造によって製造された製品、石油製品、各種薬液など有機無機化合物などの気密貯留が望ましい液体を挙げることができる。

図４は本発明の液封装置を貯留槽に接続して気密貯留槽システムを構成した例であり、２０は本発明の液封装置、２１は槽２２、２３と接続するための配管である。本発明の気密貯留槽システムは、前記した液封装置と貯留槽が接続されて形成されるが、貯留槽は１個でも多数同時に並列に接続して使用してもよい。貯留槽の形状はとくに限定されないが通常は縦型又は横型の円筒である。

貯留槽に貯留される内容物が空気などで変質するなどの問題がある場合には槽を窒素シールするのが望ましいが、このような場合には、液封装置と貯留槽が接続された配管の途中に窒素供給口を設け、窒素を供給するのが好ましい。そして、このような窒素供給口から供給される窒素としては、高純度の窒素を容易に供給できる点で、圧力変動吸着分離法（ＰＳＡ法）により空気中から分離された窒素を用いるのが好ましい。

ＰＳＡ法は圧力によるガス成分の選択性の差を利用して混合ガスから目的とするガスを分離する方法であり、原料ガスを空気として窒素を分離する場合について述べると、分子篩炭素を充填した吸着塔に原料空気を加圧下に供給し、酸素を選択的に吸着させ、窒素を製品として分離するものである。通常吸着塔は２基使用され、これらがタイマーの設定により交互に吸着と脱着を繰り返して窒素が製造される。ＰＳＡ法により窒素を製造、供給すると窒素の製造コストの面で有利である。不活性ガスの純度としては酸素をできるだけ含まない９９．９％以上、好ましくは９９．９９％以上のものが好ましい。

図４において、２４はＰＳＡユニット、２５はバッファータンクである。窒素は消費された分を自動的に補給を行い、圧力制御弁２６により圧力制御される。２７は補充液である。図１の液封装置において記載した寸法は液封装置の一例であり、例えば圧力変動を−５０〜１５０ｍｍＡｑ内に制御する場合の寸法を示しているが、圧力変動の度合いによって種々変更可能であることは勿論である。以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
醤油の入った１０ｍ^３の縦型円筒型の槽２基に、図１に示したと同様の、液として水を用いた水封装置（直方体状透明ポリ塩化ビニル製、縦×横×高さ＝５６０ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍ、減圧弁設定圧力１００ｍｍＡｑに設定）を接続し、液封装置と貯留槽の途中にクラレケミカル株式会社製のＰＳＡ装置ＭＡ−３．７型を設置し、図４のような気密貯留槽システムを構成した。貯留槽１から醤油１０ｍ^３を１７分で払出ししたところ、水封装置は正常に作動し圧力変動は軽微であった。次に貯留槽２に醤油１０ｍ^３を受け入れたところ、水封装置は正常に作動し圧力変動は軽微であった。いずれの場合もＰＳＡ装置及び水封装置への水の補給は正常に追随し問題はなかった。

本発明による簡単な構造の液封装置を貯留槽と接続することにより、貯留槽における加圧又は減圧などの圧力変動を吸収することができるので、各種貯留槽において安全な気密貯留槽システムを構築することができる。

定常状態における液封装置を示す概略図である。 加圧状態における液封装置を示す概略図である。 減圧状態における液封装置を示す概略図である。 液封装置を貯留槽と接続した気密貯留槽システムである。

符号の説明

１ 上壁
２ 側壁
３ 下壁
４ 隔壁
５ 上室
６ 下室
７ 貯留槽との接続口
８ 液供給口
９ 大気開放管
１０ 溢流管
１１ 連通管
２０ 液封装置
２１ 配管
２２ 貯留槽１
２３ 貯留槽２
２４ ＰＳＡユニット
２５ バッファータンク
２６ 圧力制御弁
２７ 補充液

Claims (4)

1. 上壁、側壁及び下壁から構成され、隔壁によって上下二室に区画され液体が封入された容器からなる液封装置であって、上壁には少なくとも貯留槽との接続口、水供給口、及び上壁を貫通した大気開放管を有し、下壁には下壁を貫通した溢流管を有し、隔壁には隔壁を貫通して上下二室を連通する連通管を有し、該連通管の最上レベルは前記大気開放管の最下レベルよりも高い位置にあり、連通管の最下レベルは前記溢流管の最上レベルよりも低い位置にあることを特徴とする液封装置。
2. 請求項１記載の液封装置と貯留槽が接続された気密貯留槽システム。
3. 液封装置と貯留槽が接続された配管の途中に窒素供給口が設けられた請求項２記載の気密貯留槽システム。
4. 該窒素供給口から供給される窒素が圧力変動吸着分離法により空気中から分離された窒素である請求項３記載の気密貯留槽システム。
   

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