JP2009185828A

JP2009185828A - ガス輸送・貯蔵用タンク

Info

Publication number: JP2009185828A
Application number: JP2008023037A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kodaira; 浩幸小平
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-08-20

Abstract

【課題】ガス自体に付臭剤を均一に添加することができない場合においてもガスの漏洩を検知できるガス輸送・貯蔵用タンクを提供する。
【解決手段】ガスを貯留する圧力容器３と、圧力容器３の外周面との間に空間５を介して圧力容器３を覆うように設けられたカバー体７と、カバー体７と圧力容器３との間の空間５内のガス圧力が所定の圧力になったことを検知する圧力検知装置９とを備え、空間５内に加圧ガスを封入すると共に、圧力容器３内のガス圧力Ｐ_１と空間５内のガス圧力Ｐ_２と圧力検知装置９の設定圧力Ｐ_３の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２になるように設定してなるガス輸送・貯蔵用タンク。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば可燃性ガスなどのガスを輸送・貯蔵するために用いるガス輸送・貯蔵用タンクに関する。

都市ガスやＬＰガスなどの可燃性ガスのように漏洩すると危険なガスについては、その漏洩を人間が判断できるようにすることが必要である。人間がガス漏洩を判断できるようにする方法の一つに、ガスに付臭剤を添加し、人間の嗅覚によって検知することが行なわれている。
添加される付臭剤としては、例えばメルカブタン類、サルファイド類、チオフェンなどの硫黄化合物が用いられる。
また、ガスに付臭剤を添加する方法としては、例えばガス導管内を流動する可燃性で無臭のガスに、加熱手段により加熱した付臭剤を供給して混合する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）
特開２００４−３１５５６６号公報

ガス漏洩を検知する方法として、付臭剤を添加する場合には、付臭剤が漏洩検知対象となるガスに均一に混合されることが必要である。なぜなら、漏洩検知対象となるガスに付臭剤が均一に混合されていないと、付臭剤の添加割合の薄い領域のガスが漏れた場合には臭いが弱いので、ガス漏れを検知できないからである。

このように、付臭剤を添加することによるガス漏れ検知方法では付臭剤を均一に混合できることが必須の要件となる。
しかしながら、ガスの貯蔵形態によっては、ガスに付臭剤を均一混合できない場合がある。例えば、水素吸蔵合金を用いて水素ガスを貯蔵するような場合である。
水素吸蔵合金による水素吸蔵の原理は、水素吸蔵合金の結晶中に水素元素が入り込み、結晶を構成する原子間に安定な位置を占めることで貯蔵されるというものである。このように、水素ガスが原子レベルで合金結晶の中に入り込むために、一般的に高分子からなる付臭剤が水素ガスに添加されていたとしても、水素吸蔵合金に吸蔵される段階において付臭剤が水素ガスから分離されてしまい、結局、貯蔵状態で水素ガスに付臭剤を均一に添加することは困難である。

また、ガスに付臭剤を均一混合できないガス貯蔵形態としてメタンハイドレートの貯蔵の場合がある。メタンハイドレートは、籠のような水分子の中に、メタンガスの分子が閉じ込められた構造をしている。このような構造のメタンハイドレートは、日本においては、水深500m以上の海の、その海底の下の地層中に存在しており、これを採掘して輸送することが求められるため、これを輸送・貯蔵するタンクが必要となる。また、天然ガスの輸送手段としてメタンハイドレートを利用する技術も進められており、このためにもメタンハイドレートの輸送・貯蔵タンクが必要となる。
しかし、メタンハイドレートのようなものは、付臭剤を添加した状態でハイドレートを形成できないため、付臭剤を均一添加することができない。

さらに、ガスの化学的性質により付臭剤を添加できない場合もあると考えられる。またさらに、危険性のある少量のガスを輸送・貯蔵する場合などにおいては付臭剤を添加することが煩雑であったり、付臭剤の添加自体が難しかったりする場合も考えられる。

このように、漏洩検知の対象となるガスに付臭剤を均一添加できない理由として、輸送・貯蔵形態に起因するもの、ガスの科学的性質によるもの等があるが、このような場合であってもガスの漏洩を検知できる装置の開発が望まれていた。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、ガス自体に付臭剤を均一に添加することができない場合においてもガスの漏洩を検知できるガス輸送・貯蔵用タンクを提供することを目的としている。

（１）本発明に係るガス輸送・貯蔵用タンクは、ガスを貯留する容器と、該容器の外周面との間に空間を介して該容器を覆うように設けられたカバー体と、該カバー体と前記容器との間の前記空間内のガス圧力が所定の設定圧力になったことを検知して報知する圧力検知装置とを備え、前記空間内に加圧ガスを封入すると共に、前記容器内のガス圧力Ｐ_１と前記空間内のガス圧力Ｐ_２と前記圧力検知装置の設定圧力Ｐ_３の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２になるように設定してなることを特徴とするものである。

ガス輸送・貯蔵用タンクはガスの輸送または貯蔵に利用されるものであるが、輸送と貯蔵の両方に利用できるものを排除するものではない。
輸送又は貯蔵の対象となるガスを入れる容器には一般的に耐圧性の高いものが使用されるが、カバー体は、少なくとも圧力Ｐ_３に耐えられる程度のものであればよく、耐圧性の高いものである必要はない。
加圧ガスとは、例えば加圧空気などの安全性の高いガスなどをいう。
圧力検知装置とは、予め設定したガス圧力になったことを検知して報知するものであり、報知の手段は問わない。報知手段として、例えば設定圧力になったときにサイレン、ブザーなどによる警報音を出すもの、フラッシュ光を出すもの、音声を発するものなどでもよいし、あるいは外部の機器に検知信号を発信するようなものでもよい。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、圧力検知装置は、空間内のガス圧力が予め設定された圧力Ｐ_３になったこと及び圧力Ｐ_４になったことを検知することができるものであると共に、容器内のガス圧力Ｐ_１と前記空間内のガス圧力Ｐ_２と前記圧力検知装置の設定圧力Ｐ_３、Ｐ_４の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２＞Ｐ_４になるように設定してなることを特徴とするものである。

（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、圧力検知装置は、圧力Ｐ_３になったことを検知した場合と、圧力Ｐ_４になったことを検知した場合とで報知の態様が異なるようにしたことを特徴とするものである。
報知の態様が異なるとは、例えば報知方法が警報音による場合には音の高低の違いがあるとか、音の種類が異なる（ブザー音の場合とサイレン音の場合）などであって、人間が五感の作用で違いを認識できるような差異があることをいう。

（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、ガスを貯留する容器は、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させる水素貯蔵用の容器であることを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、ガスを貯留する容器は、ガスクラスレートを貯蔵する容器であることを特徴とするものである。
ガスクラスレートとは、原料液（淡水、海水、不凍液）の分子が構成する籠状構造の内部に天然ガス、二酸化炭素などの気体分子を高濃度に包蔵する氷状の固形物質をいう。

本発明においては、ガスを貯留する容器と、該容器の外周面との間に空間を介して該容器を覆うように設けられたカバー体と、該カバー体と前記容器との間の前記空間内のガス圧力が所定の設定圧力になったことを検知して報知する圧力検知装置とを備え、前記空間内に加圧ガスを封入すると共に、前記容器内のガス圧力Ｐ_１と前記空間内のガス圧力Ｐ_２と前記圧力検知装置の設定圧力Ｐ_３の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２になるように設定してなるので、例えば経年劣化によって容器に亀裂が生じ、容器内のガスが前記カバー体側に漏れた場合、前記カバー体と前記容器との間の前記空間内のガス圧力が上昇する。そして、前記空間内のガス圧力がＰ_３になると、圧力検知装置が作動して前記空間内のガス圧力が上昇したことを知らせ、これによって容器の異常が検知される。

図１は本発明の一実施の形態にかかるガス輸送・貯蔵用タンクの説明図である。本実施の形態に係るガス輸送・貯蔵用タンク１は、ガスを輸送または貯蔵するために貯留する圧力容器３と、圧力容器３の外周面との間に空間５を介して圧力容器３を覆うように設けられたカバー体７と、カバー体７と圧力容器３との間の空間５内のガス圧力が所定の圧力になったことを検知して報知する圧力検知装置９とを備えている。
以下、これらの構成について更に詳細に説明する。

＜圧力容器＞
圧力容器３は、漏洩検知の対象となる例えば可燃性ガスを貯留するものであり、容器内にガスを注入したり容器内のガスを外部に取り出したりするための注入・取出し口１１と、注入・取出し口１１の開閉を行なう開閉弁１３が設けられている。
なお、本実施の形態では漏洩検知の対象となるガス自体に付臭剤を添加することがないので、圧力容器３は貯留するガスに適したものであればよく、その態様は特に限定されない。例えば、可燃性のガスを貯留する単なる圧力容器であってもよいし、水素吸蔵合金によって水素を吸蔵して貯蔵する水素貯蔵タンクのようなものであってもよい。
また、この例ではガスの注入と取出しを一つの注入・取出し口１１で行なうようにしているが、ガスの注入と取出しをそれぞれ別の口で行なうようにしてもよい。

＜カバー体＞
カバー体７は、圧力容器３の外周面との間に空間５を介して圧力容器３を覆うように設けられる。そして、空間５には加圧ガスが所定の圧力Ｐ_２で封入されている。この圧力Ｐ_２は、圧力容器３に亀裂が生じた場合に圧力容器３内のガスが空間５に漏れ出す必要があるので、圧力容器３内のガス圧力Ｐ_１よりも低く設定されている。

カバー体７は圧力容器３のように耐圧性の高いものである必要はなく、圧力容器３内のガスが空間５に漏れ出して空間５内の圧力が上昇しても耐えられる程度の強度を有しておればよい。
空間５に封入される加圧ガスは、例えば加圧空気のような安全性の高いガスなどにする。

＜圧力検知装置＞
圧力検知装置９は、空間５内のガス圧力が予め設定した圧力Ｐ_３、Ｐ_４（Ｐ_３＞Ｐ_４）になったことを検知して報知するものである。圧力検知装置９の設定圧力Ｐ_３、Ｐ_４と、圧力容器３内のガス圧力Ｐ_１と、空間５内の加圧ガス圧力Ｐ_２との関係は、Ｐ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２＞Ｐ_４になるように設定されている。
圧力検知装置９における報知の手段は特に限定されるものではなく、空間５内のガス圧力が所定の圧力になったことを外部に知らせることができるものであればよく、例えば設定圧力になったときにサイレン等の警報音を出すもの、フラッシュ光を発するもの、あるいは音声を発するものでもよいし、またあるいは外部の機器に検知信号を発信するようなものでもよい。

なお、本実施の形態の圧力検知装置９は、検知圧力としてＰ_３、Ｐ_４の２つの圧力が設定できるものであり、Ｐ_３を検知した場合とＰ_４を検知した場合での報知の態様を異なるようにしている。例えば、報知の手段が警報音の場合には、Ｐ_３を検知した場合とＰ_４を検知した場合で音の高低や種類を変える。また、報知の手段がフラッシュ光を発するものの場合には、Ｐ_３を検知した場合に赤の光を発し、Ｐ_４を検知したときに黄色の光を発するようにする。このようにすることで、空間５内の圧力が所期の圧力から高い側に変化したのか低い側に変化したのかを検知することができ、これによって圧力容器３からのガス漏れが発生しているのかカバー体７からのガス漏れが発生しているのかを区別して報知できる。

次に上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
ガスの貯蔵状態においては、圧力容器３内のガス圧力Ｐ_１と、空間５内の加圧ガス圧力Ｐ_２と、圧力検知装置９の設定圧力Ｐ_３、Ｐ_４との関係が、Ｐ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２＞Ｐ_４になるように調整されている。
仮に、圧力容器３に何らかの原因で損傷して亀裂が入った場合には、圧力容器３内のガス圧力Ｐ_１が空間５のガス圧力Ｐ_２よりも高いので、圧力容器３内のガスが空間５側に漏れ出す。圧力容器３内のガスが空間５に漏れ出すと、空間５のガス圧力が上昇し、空間５のガス圧力がＰ_３になると圧力検知装置９が作動して空間５内のガス圧力が初期の状態よりも高くなったことを、例えば赤色のフラッシュ光を発することで報知する。これによって、圧力容器３からのガス漏れが発生していることが検知できる。

また、圧力容器３が正常な場合であっても、何らかの原因によりカバー体７が損傷して亀裂が入った場合には、亀裂から加圧ガスが外に漏れ出す。この場合には、空間５のガス圧力が低下し、空間５のガス圧力がＰ_４になると圧力検知装置９が作動して空間５内のガス圧力が初期の状態よりも低くなったことを、例えば黄色のフラッシュ光を発することで報知する。これによって、カバー体７からのガス漏れが発生していることが検知できる。

以上のように、本実施の形態によれば、圧力容器３に貯留するガス自体に加圧ガスを添加することなくガス漏れを検知できる。そのため、検知対象となるガスに付臭剤を均一に混合できない場合であっても、確実にガス漏れを検知できる。
そして、漏洩検知の対象となる圧力容器３に貯留されるガス自体に付臭剤を添加するわけではないので、圧力容器３に貯留されるガスの種類や、ガスの貯留形態などに限定されず、きわめて広い範囲に適用できる。

さらに、本実施の形態の圧力検知装置９は、空間５内のガス圧力が予め設定した圧力Ｐ_３、Ｐ_４（Ｐ_３＞Ｐ_４）になったことを検知して報知するようにしたので、圧力容器３およびカバー体７のいずれの側に異常があった場合でもそれを検知できる。またさらに、本実施の形態では圧力検知装置９が圧力Ｐ_３を検知した場合と、圧力Ｐ_４を検知した場合とにおいて区別できる報知手段を採用しているので、圧力容器３に異常が発生したのか、カバー体７に異常が発生したのかを知ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、圧力容器３からの漏れを検出するために圧力検知装置９が、空間５内が圧力Ｐ_１より低く圧力Ｐ_２より高い圧力Ｐ_３になったことを検知できるようにしたが、圧力検知装置９が圧力Ｐ_１より低く圧力Ｐ_２より高い２つの設定圧力Ｐ_３ａ、Ｐ_３ｂを検知できるように設定して、それぞれの設定圧力になったときの警報の態様を変えることにより圧力容器３の漏れの程度を検出することができる。
この点は、カバー体７からのガス漏れの検知についても同様であり、圧力検知装置９が圧力Ｐ_２より低い２つの設定圧力Ｐ_４ａ、Ｐ_４ｂを検知できるように設定して、それぞれの設定圧力になったときの警報の態様を変えることによりカバー体７の漏れの程度を検出することができる。

本発明の一実施の形態に係るガス輸送・貯蔵用タンクの説明図である。

符号の説明

１ガス輸送・貯蔵用タンク
３圧力容器
５空間
７カバー体
９圧力検知装置
１１注入・取出し口
１３開閉弁

Claims

ガスを貯留する容器と、該容器の外周面との間に空間を介して該容器を覆うように設けられたカバー体と、該カバー体と前記容器との間の前記空間内のガス圧力が所定の設定圧力になったことを検知して報知する圧力検知装置とを備え、前記空間内に加圧ガスを封入すると共に、前記容器内のガス圧力Ｐ_１と前記空間内のガス圧力Ｐ_２と前記圧力検知装置の設定圧力Ｐ_３の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２になるように設定してなることを特徴とするガス輸送・貯蔵タンク。
圧力検知装置は、空間内のガス圧力が予め設定された圧力Ｐ_３になったこと及び圧力Ｐ_４になったことを検知することができるものであると共に、容器内のガス圧力Ｐ_１と前記空間内のガス圧力Ｐ_２と前記圧力検知装置の設定圧力Ｐ_３、Ｐ_４の関係をＰ_１＞Ｐ_３＞Ｐ_２＞Ｐ_４になるように設定してなることを特徴とする請求項１に記載のガス輸送・貯蔵タンク。
圧力検知装置は、圧力Ｐ_３になったことを検知した場合と、圧力Ｐ_４になったことを検知した場合とで報知の態様が異なるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のガス輸送・貯蔵タンク。
ガスを貯留する容器は、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させる水素貯蔵用の容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス輸送・貯蔵用タンク。
ガスを貯留する容器は、ガスクラスレートを貯蔵する容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス輸送・貯蔵用タンク。