JP2020100435A - パーライト充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パーライトの焼成工場から二重殻断熱貯槽の建設現場への輸送時の吸湿を防ぎ、且つ、貯槽の建設現場において貯槽の断熱空間へパーライトを吸湿を防ぎながら充填する。【解決手段】二重殻断熱貯槽の内槽と外槽との間の断熱空間へのパーライト充填方法は、パーライト焼成工場においてパーライトを不活性ガスと共に与圧した状態で密封容器に封入すること、密封容器を二重殻断熱貯槽の建設現場へ輸送すること、断熱空間を減圧すること、及び、密封容器内と断熱空間とをパーライト供給管を通じて連通させること、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、内槽と外槽とを有する二重殻断熱貯槽において、内槽と外槽との間の断熱空間にパーライトを充填する方法に関する。

従来、極低温液体を貯蔵するための二重殻断熱貯槽が知られている。二重殻断熱貯槽は、一般に、内槽及び外槽の二重の貯槽と、内槽と外槽との間の断熱空間に充填された粒状のパーライトとからなる。二重殻断熱貯槽には、更なる高断熱性能を得るために断熱空間が真空とされた、所謂、二重殻真空断熱貯槽がある。

一般的なパーライト充填方法は、貯槽の建設現場でパーライトが充填された袋と断熱空間とをホースで接続し、袋から貯槽の断熱空間へパーライトを圧送充填するというものである。二重殻真空断熱貯槽では、断熱空間がその断熱性能を十分に発揮するために、断熱空間の真空度を十分に高める必要がある。そのため、パーライトが断熱空間に充填されたのち、真空度を高めるために断熱空間が本真空引きされる。

貯槽の建設現場へ搬入されるパーライトは、焼成工場にて焼成されたのち、紙又は樹脂製の袋に袋詰めされたものである。パーライトは、焼成工場から貯槽の建設現場に輸送され、更に、貯槽の断熱空間に充填されるまでの間に、外気から吸湿する。そのため、貯槽の断熱空間を本真空引きする際に、パーライトに付着している水分の除去に長時間を要する。

そこで、特許文献１では、粒状断熱材（パーライト）充填後の断熱空間の真空引きを短時間で行うための、断熱空間への粒状断熱材の充填方法が提案されている。

特許文献１に記載の方法は、貯槽の建設現場においてホッパに粒状断熱材を投入し、ホッパ内に加熱乾燥空気を挿入して粒状断熱材を乾燥させたのち、真空断熱貯槽の断熱空間を真空引きしながらホッパから配管を介して断熱空間へ粒状断熱材を送入充填するものである。

特開平８−４９８１号公報

特許文献１の方法では、パーライトの焼成工場から貯槽の建設現場への輸送時の吸湿を許容し、建設現場でパーライトの湿気を除去してから断熱空間へ充填することにより、パーライト充填後の断熱空間の本真空引きに要する時間を短縮しようとしている。しかし、建設現場にパーライトを乾燥させるための設備が必要となり、その設備のイニシャルコストが嵩む上に、運転にエネルギーを要する。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、パーライトの焼成工場から二重殻断熱貯槽の建設現場への輸送時の吸湿を防ぎ、且つ、貯槽の建設現場において貯槽の断熱空間へパーライトを吸湿を防ぎながら充填することのできる、パーライト充填方法を提案することにある。

本発明の一態様に係るパーライト充填方法は、内槽と外槽とを有する二重殻断熱貯槽において、前記内槽と前記外槽との間の断熱空間にパーライトを充填する方法であって、パーライト焼成工場においてパーライトを不活性ガスと共に与圧した状態で密封容器に封入すること、前記密封容器を前記二重殻断熱貯槽の建設現場へ輸送すること、前記断熱空間を減圧すること、及び、前記密封容器内と前記断熱空間とをパーライト供給管を通じて連通させること、を含むものである。

上記パーライト充填方法によれば、パーライト焼成工場から二重殻断熱貯槽の建設現場へ輸送される間のパーライトは、不活性ガスと共に密封容器に封入されて、外気との接触が遮断されている。よって、パーライトの輸送中の吸湿を防ぎ、パーライト焼成工場で焼成された後のパーライトの比較的低い湿度を維持することができる。

また、上記パーライト充填方法によれば、密封容器内と二重殻断熱貯槽の断熱空間とがパーライト供給管を通じて連通されると、その差圧によって、断熱空間へパーライトが流入する。ここでも、外気とパーライトとの接触が遮断され、加えて、二重殻断熱貯槽の断熱空間への外気の流入が防がれている。よって、二重殻断熱貯槽の断熱空間に充填されるパーライトの吸湿を防ぐことができる。

本発明によれば、パーライトの焼成工場から二重殻断熱貯槽の建設現場への輸送時の吸湿を防ぎ、且つ、貯槽の建設現場において貯槽の断熱空間へパーライトを吸湿を防ぎながら充填することのできる、パーライト充填方法を提案することができる。

図１は、パーライトの輸送工程を説明する図である。 図２は、二重殻真空断熱貯槽の建設現場の様子を示す図である。 図３は、パーライト充填方法のフローチャートである。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、パーライトの輸送工程を説明する図である。

図１に示すように、パーライトは、パーライト焼成工場においてパーライト容器１０に封入され、パーライト容器１０は輸送用車両２０に搭載されて二重殻断熱貯槽１の建設現場へ輸送される。パーライト容器１０は、パーライトの輸送、及び、パーライトの二重殻断熱貯槽１の断熱空間４（図２、参照）への充填に利用される。

パーライト容器１０は、０．０５ＭＰａ程度の耐圧性を有する密閉容器である。パーライト容器１０の外形は特に限定されないが、本実施形態に係るパーライト容器１０は、或る一方向を長手方向とし、長手方向の横断面が円形又は矩形を呈する。パーライト容器１０は、輸送用車両２０の荷台に搭載可能な大きさを有する。また、パーライト容器１０は、鋼材から成る。

パーライト容器１０の上部には、パーライトを容器内へ充填するための少なくとも１つのパーライト入口１１が設けられている。本実施形態に係るパーライト容器１０は、長手方向に分散して配置された３つのパーライト入口１１を有する。

パーライト容器１０の長手方向の一方の端部（以下、第１端部１０ａ）には、少なくとも１つのパーライト出口１２が設けられている。パーライト容器１０内のパーライトを残留させることなくパーライト出口１２へ流動させる観点から、パーライト出口１２はパーライト容器１０の長手方向の端部１０ａに設けられていることが望ましい。但し、パーライト出口１２の位置は、パーライト容器１０の長手方向の端部１０ａに限定されない。

パーライト容器１０の第１端部１０ａと長手方向の反対側の端部（以下、第２端部１０ｂ）には、少なくとも１つの給気口１３が設けられている。パーライト入口１１、パーライト出口１２、及び給気口１３は、専用の蓋によって密封され得る。後述するように、パーライトを二重殻断熱貯槽１に充填させる際に、給気口１３からパーライト容器１０内へバランス用不活性ガスが供給される。パーライト容器１０内のパーライトを残留させることなくパーライト容器１０へ流動させる観点から、給気口１３はパーライト容器１０から最も離れた位置、即ち、パーライト容器１０の第２端部１０ｂに設けられていることが望ましい。但し、給気口１３の位置は、パーライト容器１０の長手方向の端部１０ｂには限定されず、パーライト出口１２から長手方向に離れた位置であればよい。

図２は、二重殻真空断熱貯槽の建設現場の様子を示す図であり、二重殻断熱貯槽１及びパーライト容器１０は概略断面図で描かれている。図２に示す二重殻断熱貯槽１は、内槽２と、内槽２を所定の間隔をあけて包囲する外槽３とを備える。本実施形態に係る二重殻断熱貯槽１では、内槽２及び外槽３は球殻形状を呈する。但し、内槽２及び外槽３の形状はこれに限定されない。

内槽２は、低温の液体を蓄える容器である。内槽２の上部には給気口２８と排気口２９とが設けられている。給気口２８は、不活性ガス源２１と不活性ガス供給管２２を介して接続されている。不活性ガス供給管２２には、不活性ガス源２１から内槽２へ供給される不活性ガスの流れの許容と遮断とを切り替える開閉弁２３が設けられている。但し、開閉弁２３に代えて、不活性ガスの流量を調整する流量調整弁が設けられてもよい。ここで、不活性ガスは、窒素などの酸素含有率の低いガスであれば特に限定されない。

内槽２と外槽３との間には、断熱空間４が形成されている。断熱空間４には、真空ポンプ５が接続されている。断熱空間４は、真空ポンプ５の稼働により真空引きされる。

外槽３には、複数のパーライト充填口２５が設けられている。各パーライト充填口２５は弁又は蓋によって封止され得る。図２に示す二重殻断熱貯槽１は、異なる３レベルのパーライト充填口２５を備え、各レベルにおいて複数のパーライト充填口２５が円周状に並んでいる。なお、パーライト充填口２５のレベルの数は、二重殻断熱貯槽１の大きさに応じて適宜決定される。

二重殻断熱貯槽１の近傍には、パーライト容器１０が載置される容器載置台５１が設けられている。但し、パーライト容器１０を輸送する輸送用車両２０が、容器載置台５１としての機能を併せ備えてもよい。

容器載置台５１に載置されたパーライト容器１０のパーライト出口１２と、外槽３に設けられたパーライト充填口２５とがパーライト供給管３１で接続されている。パーライト供給管３１には、開閉弁３５が設けられている。また、容器載置台５１に載置されたパーライト容器１０の給気口１３と、内槽２に設けられた排気口２９とがバランスガス供給管３０で接続されている。バランスガス供給管３０には、開閉弁３３，３４が設けられている。

容器載置台５１の近傍には、容器傾動装置５２が設けられている。容器傾動装置５２は、パーライト容器１０の第１端部１０ａが第２端部１０ｂよりも低くなるように、パーライト容器１０を傾ける装置である。図２に示す例では、容器傾動装置５２は、パーライト容器１０の第２端部１０ｂを吊り上げるクレーンである。但し、容器傾動装置５２はこれに限定されない。容器傾動装置５２は、ジャッキなどのパーライト容器１０の第２端部１０ｂを持ち上げる装置であってもよい。

ここで、図３を参照しながら、二重殻断熱貯槽１の断熱空間４へパーライトを充填する方法を説明する。

パーライト焼成工場では、パーライト原石細粒が焼成器（図示略）で発泡焼成され、サイクロン（図示略）で分級され、製品のパーライトとされる。製造されたパーライトは、直ちに不活性ガスと共に０．０２〜０．０５ＭＰａ程度に与圧した状態でパーライト容器１０に封入される（ステップＳ１）。このパーライト容器１０は、輸送用車両２０で二重殻断熱貯槽１の建設現場まで輸送される（ステップＳ２）。

二重殻断熱貯槽１の建設現場へ輸送されたパーライト容器１０は、容器載置台５１に載置される（ステップＳ３）。ここで、容器載置台５１として輸送用車両２０が使用される場合には、このステップは省略される。

続いて、パーライト容器１０に、配管類が接続される（ステップＳ４）。ここで、パーライト容器１０のパーライト出口１２と外槽３のパーライト充填口２５とが、パーライト供給管３１で接続される。最初は、複数レベルのパーライト充填口２５のうち最下レベルのパーライト充填口２５とパーライト容器１０とが接続される。パーライト容器１０の給気口１３と内槽２の排気口２９とが、バランスガス供給管３０で接続される。

容器載置台５１に載置されたパーライト容器１０は、容器傾動装置５２によって傾けられる（ステップＳ５）。ここで、パーライト容器１０は、第１端部１０ａが低く、第２端部１０ｂが高くなるように、パーライト容器１０の長手方向に傾けられる。パーライト容器１０の長手方向の水平に対する角度は、２０〜５０°であり、パーライトの安息角（約３０°）以上が望ましい。このパーライト容器１０を傾けるステップは、配管接続ステップ（ステップＳ４）の前に行われてもよい。

二重殻断熱貯槽１の断熱空間４は、真空ポンプ５の稼働によって真空引きされて、予め減圧された状態（低真空）となっている。また、二重殻断熱貯槽１の内槽２は、不活性ガス源２１から不活性ガスが送られて、予め不活性ガスが充填されている。

続いて、パーライト容器１０内と断熱空間４とが連通される（ステップＳ６）。具体的には、パーライト供給管３１の開閉弁３５が開放される。これにより、パーライト容器１０内と断熱空間４との差圧により生じる真空吸込力によって、パーライト容器１０内のパーライトが断熱空間４内へ移送され、充填される。

パーライト容器１０内と断熱空間４との連通と同時又は前後して、パーライト容器１０内と内槽２内とが連通される（ステップＳ７）。具体的には、バランスガス供給管３０の開閉弁３３，３４が開放される。これにより、内槽２内の不活性ガスが、バランス用不活性ガスとしてパーライト容器１０へ供給される。

パーライトがパーライト容器１０と接続されているパーライト充填口２５のレベルまで溜まると（ステップＳ８でＹＥＳ）、パーライト容器１０内と断熱空間４との連通が解除されると共に（ステップＳ９）、パーライト容器１０内と内槽２内との連通が解除される（ステップＳ１０）。そして、パーライト容器１０と接続されているパーライト充填口２５が、最上レベルのパーライト充填口２５でなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、パーライト容器１０と接続されるパーライト充填口２５が、その直ぐ上のレベルのパーライト充填口２５に切り替えられた上で（ステップＳ１３）、パーライト容器１０内と断熱空間４とが連通され（ステップＳ６）、パーライト容器１０内と内槽２内とが連通される（ステップＳ７）。このようにして、最上レベルのパーライト充填口２５までパーライトが順に充填されていく。最上レベルのパーライト充填口２５まで断熱空間４にパーライトが充填されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、断熱空間４が密閉された上で、真空ポンプ５の稼働によって断熱空間４が所定の真空度に到達するまで本真空引きが行われる（ステップＳ１２）。

以上に説明したように、本実施形態のパーライト充填方法は、内槽２と外槽３とを有する二重殻断熱貯槽１において、内槽２と外槽３との間の断熱空間４にパーライトを充填する方法であって、
（１）パーライト焼成工場においてパーライトを不活性ガスと共に与圧した状態でパーライト容器１０（即ち、密封容器）に封入すること、
（２）パーライト容器１０を二重殻断熱貯槽１の建設現場へ輸送すること、
（３）断熱空間４を減圧すること、及び、
（４）パーライト容器１０内と断熱空間４とをパーライト供給管３１を通じて連通させること、を含む。

上記パーライト充填方法によれば、パーライト焼成工場から二重殻断熱貯槽１の建設現場へ輸送される間のパーライトは、不活性ガスと共に密封容器であるパーライト容器１０に封入されて、外気との接触が遮断されている。よって、パーライトの輸送中及び保管中の吸湿を防ぎ、パーライト焼成工場で焼成された後のパーライトの比較的低い湿度を維持することができる。

また、上記パーライト充填方法によれば、パーライト容器１０内と二重殻断熱貯槽１の断熱空間４とがパーライト供給管３１を通じて連通されると、その差圧によって、断熱空間４へパーライトが流入する。ここでも、外気とパーライトとの接触が遮断され、二重殻断熱貯槽１の断熱空間４に充填されるパーライトの吸湿を防ぐことができる。加えて、二重殻断熱貯槽１の断熱空間４への外気の流入が防がれるので、断熱空間４の湿度の上昇を防ぐことができる。

二重殻断熱貯槽１が二重殻真空断熱貯槽である場合には、断熱空間４にパーライトを充填した後に、更に真空度を高めるべく本真空引きが行われるが、断熱空間４の湿度が比較的低く抑えられているので、本真空引きに要する時間を短縮することができる。

更に、上記パーライト充填方法によれば、パーライト容器１０及び二重殻断熱貯槽１の断熱空間４と、それらを接続するパーライト供給管３１とにより形成される閉じられた空間をパーライトが移動する。よって、二重殻断熱貯槽の断熱空間へパーライトを充填する作業を、天候に左右されずに行うことができる。ひいては、二重殻断熱貯槽１の工期の短縮に寄与することができる。

また、本実施形態に係るパーライト充填方法は、密封容器であるパーライト容器１０における所定方向（本実施形態では長手方向）の端部１０ａにパーライト供給管３１と接続されたパーライト出口１２が設けられており、パーライト出口１２が下となりその反対側の端部１０ｂが上となるようにパーライト容器１０を所定方向に傾けることを、更に含む。

上記パーライト充填方法によれば、パーライト容器１０内のパーライトが重力によってパーライト出口１２へ向けて流動する。これにより、パーライトをパーライト容器１０に残留させることなく、速やかな流動を促すことができる。

また、本実施形態に係るパーライト充填方法は、パーライト容器１０における所定方向（本実施形態では長手方向）の端部１０ａにパーライト供給管３１と接続されたパーライト出口１２が設けられており、パーライト容器１０内のパーライト容器１０出口から所定方向に離れた位置に給気口１３が設けられており、給気口１３からパーライト容器１０内へバランス用不活性ガスを供給することを、更に含む。

このように、パーライト容器１０内にバランス用不活性ガスが供給されることにより、パーライト容器１０内と二重殻断熱貯槽１の断熱空間４との差圧を高めることができ、パーライトのパーライト容器１０から断熱空間４への移送が安定して行われる。

上記方法において、二重殻断熱貯槽１の内槽２に不活性ガスが充填されており、上述のバランス用不活性ガスが、内槽２内とパーライト容器１０内とがバランスガス供給管３０を通じて連通されることにより内槽２から送られた不活性ガスであることが望ましい。

このように、内槽２内とパーライト容器１０内とが連通されているので、内槽２内はバランス用不活性ガスのバッファとして機能する。よって、パーライト容器１０内が負圧となったり設計圧を超える圧力となったりすることを防ぐことができる。内槽２がバッファとして利用されることにより、バッファとなるタンクを設けることなく、十分な容積のバッファが確保できるという点で優れる。但し、バランス用不活性ガスのバッファとなるタンクが内槽２とは別に設けられてもよい。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。

例えば、上記の実施形態に係る二重殻断熱貯槽１は、断熱空間４が真空である（即ち、二重殻真空断熱貯槽である）が、本発明に係るパーライト充填方法は、断熱空間４が真空ではない二重殻断熱貯槽１にも適用することができる。

１ ：二重殻断熱貯槽
２ ：内槽
３ ：外槽
４ ：断熱空間
５ ：真空ポンプ
１０ ：パーライト容器
１１ ：パーライト入口
１２ ：パーライト出口
１３ ：給気口
２０ ：輸送用車両
２１ ：不活性ガス源
２２ ：不活性ガス供給管
２３ ：開閉弁
２５ ：パーライト充填口
２８ ：給気口
２９ ：排気口
３０ ：バランスガス供給管
３１ ：パーライト供給管
３３，３４，３５ ：開閉弁
５１ ：容器載置台
５２ ：容器傾動装置

Claims (4)

1. 内槽と外槽とを有する二重殻断熱貯槽において、前記内槽と前記外槽との間の断熱空間にパーライトを充填する方法であって、
   パーライト焼成工場においてパーライトを不活性ガスと共に与圧した状態で密封容器に封入すること、
   前記密封容器を前記二重殻断熱貯槽の建設現場へ輸送すること、
   前記断熱空間を減圧すること、及び、
   前記密封容器内と前記断熱空間とをパーライト供給管を通じて連通させること、を含む、
   パーライト充填方法。
2. 前記密封容器における所定方向の端部に前記パーライト供給管と接続されたパーライト出口が設けられており、前記パーライト出口が下となりその反対側の端部が上となるように前記密封容器を前記所定方向に傾けることを、更に含む、
   請求項１に記載のパーライト充填方法。
3. 前記密封容器における所定方向の端部に前記パーライト供給管と接続されたパーライト出口が設けられており、前記密封容器の前記パーライト出口から前記所定方向に離れた位置に給気口が設けられており、前記給気口から前記密封容器内へバランス用不活性ガスを供給することを、更に含む、
   請求項１又は２に記載のパーライト充填方法。
4. 前記内槽に不活性ガスが充填されており、前記バランス用不活性ガスが、前記内槽内と前記密封容器内とがバランスガス供給管を通じて連通されることにより前記内槽から送られた不活性ガスである、
   請求項３に記載のパーライト充填方法。

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