JP2014507614A - 温度制御 - Google Patents

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Abstract

本発明は、液相（３）および気相（２）の両方で存在している媒体を含む圧力容器（１）の内圧を増大させる方法であって、前記容器が、障壁間空間（８）によって互いに分離された１つの内側液密障壁（９）および１つの外側液密障壁（１０）を備えるような方法において、適切な流体を障壁間空間および加熱ユニットの両方を通って循環させるステップと、流体を加熱ユニットによって加熱するステップと、を含む方法を提供している。

Description

本発明は、低温液化天然ガスを含む炭化水素のような流体の貯蔵および輸送用のタンクに関する。これは、海洋用途および陸上用途における可動燃料タンクおよび固定燃料タンクを含む貯蔵および輸送用のタンクを包含している。
多くの用途において、液化ガスは、圧力容器内に貯蔵されていると好都合である。１つの利点は、このようなタンクでは、蒸発している液体が、都合のいい時期まで、すなわち、その気相が消費される必要があるときまで、保持されることにある。内燃機関に用いられる場合には、炭化水素ガスが制御圧で送達されることが、特に必要である。他の態様は、十分な圧力下のタンクから、ポンプを用いることなく、液体が貯蔵されている液化ガスの液面の上方から排出可能となることである。これによって、液面の下方の開口から液体を重力によって排出させることなく、液体をタンクから排出させることができる。これは、弁の閉鎖不良が生じた場合に、偶発的な制御されない漏れに対する安全をもたらすことになる。低温の液体の漏れは、その大きな熱容量によって、通常の造船材料および構造材料の脆性破壊を殆ど瞬時にもたらすことになる。このような偶発的な状態下において、もし液面の下方に出口が存在しないなら、ガスの圧力を解放する弁によって、圧力を瞬時に放出することができる。
この技術の制約は、タンクの頂部において静水頭を上回るのに十分な圧力をタンク内に維持する必要があることである。現在の実施方法によれば、液体をタンクの底の小さい開口から熱交換器内に排出させ、該熱交換器において、液体を蒸発させ、タンク内の気相内に送給し、蒸気圧を増大させるようになっている。この方法を実施する代償として、低温液体が漏れ、脆性破壊をもたらすという偶発的な事故が生じる可能性がある。従って、液相は、タンク内の液相の液面の上方からタンク外にパイプによって取り出されるようになっているとよい。
本発明の目的は、先行技術の欠点の少なくともいくつか、特に低温液体の偶発的な漏れのおそれを最小限に抑えるかまたは軽減させることができる、液化ガスを含む圧力容器内の圧力を増大させるための新規の方法を提供することにある。
本発明では、２つの液密障壁からなるタンクまたは圧力容器が利用されている。２つの障壁は、有利には、少なくとも１つのウエブによって互いに接続された２つの対向するプレートから構成されたサンドイッチパネルを用いることによって、形成されている。このようなパネルから圧力容器を構成することによって、障壁間空間によって互いに分離された２つの液密障壁を有する容器が得られることになる。加熱ユニット、好ましくは、熱交換器が、障壁間空間に流体接触して取り付けられている。もし加熱ユニットが熱交換器であるなら、空気または水のような適切な加熱媒体が、前記熱交換器の片側を通って循環するようになっている。熱交換器の反対側では、窒素のような適切な流体が、閉回路において前記熱交換器およびタンクの障壁間空間を通って循環するようになっているとよい。前記流体の循環は、対流のみによって達成されてもよいし、またはファンのような適切なインペラによって達成されてもよい。流体を循環させるために対流のみを利用する場合、吸入／戻りパイプが圧力容器に正確に配置されることが重要である。熱交換器から加熱された流体を得るパイプがタンクの液面の上方に位置し、熱交換器に冷えた流体を供給するパイプが前記液面の下方に位置していると好ましい。障壁間空間内に適切な循環をもたらすために、２つのパイプは、十分に分離している必要がある。二重障壁タンクは、含まれている流体の熱エネルギーを高め、沸騰をもたらし、タンク内の圧力を増大させる第２の熱交換器として作用することになる。この圧力の増大は、タンク内の液面の下方にタンクを貫通する孔を設けることなく、かつポンプを用いることなく、達成されることになる。タンクの障壁間空間内を循環する媒体を加熱する熱交換器は、当業者に周知のどのような他の適切な加熱ユニットによって置き換えられてもよい。本発明は、さらに、以下のように規定されている。
すなわち、本発明は、液相および気相の両方で存在している媒体を含む圧力容器の内圧を増大させる方法であって、容器は、障壁間空間によって互いに分離された１つの内側液密障壁および１つの外側液密障壁を備えるような方法において、
−適切な流体を空間および加熱ユニットの両方を通って循環させるステップと、
−流体を加熱ユニットによって加熱するステップと、
を含む方法を提供している。
本発明による方法の一実施形態では、加熱ユニットは、熱交換器である。しかし、必要な加熱をもたらすために、例えば、電気、燃焼、または太陽エネルギーを用いる他の形式の加熱ユニットが用いられてもよい。
本発明による方法のさらに他の実施形態では、水または空気のような適切な加熱媒体が、障壁間空間からの流体の反対側において、熱交換器に供給されるようになっている。
本発明は、液相および気相の両方を有する媒体用の圧力容器であって、障壁間空間によって互いに分離された１つの外側液密障壁および１つの内側液密障壁を備えており、有利には、前述したように構成されている圧力容器において、２つの障壁間の空間は、パイプによって加熱ユニットに接続されており、流体が障壁空間および加熱ユニットの両方を通って循環するようになっており、前記加熱ユニットが流体を加熱するようになっている、圧力容器も提供している。
本発明による圧力容器の一実施形態では、流体は、適切な気体、例えば、窒素である。
本発明による圧力容器の他の実施形態では、流体は、適切な液体、例えば、メタノールである。
障壁間空間内に循環するのに用いられる流体の種類および性質は、圧力容器に含まれている流体の特性、例えば、凝縮温度に依存している。ＬＮＧを含む圧力容器の場合、適切な循環流体は、例えば、窒素である。ＬＰＧを含む圧力容器の場合、適切な循環流体は、窒素に加えて、例えば、メタノールのような適切な液体であってもよい。
本発明による圧力容器のさらに他の実施形態では、加熱ユニットは、熱交換器である。
本発明による圧力容器のさらに他の実施形態では、水または空気が、熱交換器の熱源として用いられるようになっている。
本発明による圧力容器の他の実施形態では、容器は、２つの端を有するパイプを備えており、パイプの一端は、容器内にあり、液相の液面の下方に位置している。パイプの他端は、タンクの外部に位置しており、液体をタンクの外に移送するための手段をもたらすようになっている。
本発明による圧力容器の他の実施形態では、流体を加熱ユニットおよび障壁間空間の両方を通って循環させるために、前記容器は、インペラ、好ましくは、ファンを備えている。
本発明の概略図である。
図１は、貯蔵された媒体の気相２および液相３を含む二重障壁（内側障壁９および外側障壁１０）の圧力容器１を示している。外部加熱ユニット４（ここでは、熱交換器）が、流体を加熱するようになっている。この流体は、パイプ６を通って障壁間空間８内に入り、戻りパイプ５を通って熱交換器４内に戻るように、循環している。循環する流体によってもたらされた熱によって、液体３からの蒸発が増し、気相２内の圧力が増大することになる。これによって、貯蔵された液体３をパイプ７を通して排出させるのに必要な静水頭を上回るのに十分な圧力が得られることになる。
すなわち、本発明は、液相および気相の両方で存在している媒体を含む圧力容器の頂部の上方に液相を排出させるために、前記容器内の媒体の少なくとも一部を加熱させることによって、前記圧力容器の内圧を増大させる方法であって、前記容器が、障壁間空間によって互いに分離された１つの内側液密障壁および１つの外側液密障壁を備えるような方法において、
−前記媒体以外の適切な流体を閉ループにおいて障壁間空間および加熱ユニットの両方を通って循環させ、
−流体を加熱ユニットによって加熱する、
ことを特徴とする方法を提供している。
本発明は、液相および気相の両方を有する媒体用の圧力容器であって、障壁間空間によって互いに分離された１つの内側液密障壁および１つの外側液密障壁と、前記容器内の圧力を増大させて前記容器の頂部の上方に前記液相を排出させるために、前記容器内に貯蔵される前記媒体の少なくとも一部を加熱するための手段と、を備えるものにおいて、２つの障壁間の空間は、パイプによって加熱ユニットに接続されており、前記媒体以外の流体が閉ループにおいて障壁空間および加熱ユニットの両方を通って循環し、前記加熱ユニットが流体を加熱するように構成されていることを特徴とする圧力容器も提供している。

Claims (10)

  1. 液相（３）および気相（２）の両方で存在している媒体を収容する圧力容器（１）の内圧を増大させる方法であって、前記容器が、障壁間空間（８）によって互いに分離された１つの内側液密障壁（９）および１つの外側液密障壁（１０）を備えるような方法において、
    −適切な流体を前記障壁間空間および加熱ユニット（４）の両方を通って循環させるステップと、
    −前記流体を前記加熱ユニット（４）によって加熱するステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記加熱ユニット（４）は、熱交換器である、請求項１に記載の方法。
  3. 水または空気のような適切な加熱媒体が、前記障壁間空間からの前記流体の反対側において、前記熱交換器に供給されるようになっている、請求項２に記載の方法。
  4. 液相（３）および気相（２）の両方を有する媒体用の圧力容器（１）であって、障壁間空間（８）によって互いに分離された１つの内側液密障壁（９）および１つの外側液密障壁（１０）を備えるものにおいて、前記２つの障壁（９，１０）間の前記空間（８）は、パイプ（５，６）によって加熱ユニット（４）に接続されており、流体が前記障壁空間（８）および前記加熱ユニット（４）の両方を通って循環し、前記加熱ユニットが前記流体を加熱できるように構成されていることを特徴とする圧力容器。
  5. 前記流体は、適切な気体、例えば、窒素であることを特徴とする請求項４に記載の圧力容器。
  6. 前記流体は、適切な液体、例えば、メタノールであることを特徴とする請求項４に記載の圧力容器。
  7. 前記加熱ユニットは、熱交換器であることを特徴とする請求項４〜６に記載の圧力容器。
  8. 前記流体を加熱するために、水または空気が前記熱交換器（４）内を循環するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の圧力容器。
  9. 前記容器は、２つの端を有するパイプ（７）を備えており、前記パイプの一端は、前記加圧容器内にあり、前記液相の液面の下方に位置していることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の圧力容器。
  10. 前記流体を循環させるために、インペラ、好ましくは、ファンを備えていることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の圧力容器。
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