JP2020186693A - Fuel tank system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクから燃料を送り出す燃料ポンプの動力(ポンプ圧)を低減することを可能にする燃料タンクシステムに関する。 The present invention relates to a fuel tank system that makes it possible to reduce the power (pump pressure) of a fuel pump that pumps fuel from a fuel tank.
各種発動機を駆動するための燃料を保管する燃料タンクは地上に設置されていることが多い(例えば、特許文献1)。
あるいは、地上の空きスペースが不足しているような場合には、燃料タンクは地下(地中)に設置されることもある(例えば、特許文献2)。
Fuel tanks for storing fuel for driving various engines are often installed on the ground (for example, Patent Document 1).
Alternatively, when there is insufficient free space on the ground, the fuel tank may be installed underground (underground) (for example, Patent Document 2).
燃料タンクを地上または地下の何れに設置するかは地上における燃料タンクの設置スペースの有無に依存している。設置スペース以外のファクターとしては、例えば、保温性や耐衝撃性などのファクターが考慮されて、燃料タンクが地下に設置されることがある。
通常は、燃料タンクから目的物(例えば、燃料タンクからの燃料を用いて作動する発動機)までの燃料パイプの長さ、燃料パイプの屈曲の有無、燃料タンクと目的物との間の高低差などを考慮して、燃料輸送用ポンプの動力が決定される。
Whether the fuel tank is installed above ground or underground depends on whether or not there is space for installing the fuel tank on the ground. As factors other than the installation space, for example, a fuel tank may be installed underground in consideration of factors such as heat retention and impact resistance.
Usually, the length of the fuel pipe from the fuel tank to the target object (for example, a motor that operates using fuel from the fuel tank), the presence or absence of bending of the fuel pipe, and the height difference between the fuel tank and the target object. The power of the fuel transport pump is determined in consideration of such factors.
このように、これまでは、燃料タンク、燃料パイプ及び目的物のレイアウト(配置位置)が決まってから燃料輸送用ポンプの動力(ポンプ圧)が計算されていた。このため、燃料輸送用ポンプの動力を少なくするために燃料タンク、燃料パイプ及び目的物のレイアウトを決定するという従来とは逆の発想が生まれる余地はなかった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、燃料輸送用ポンプの動力を少なくするための燃料タンクのレイアウトを実現する燃料タンクシステムを提供することを目的とする。
In this way, until now, the power (pump pressure) of the fuel transport pump has been calculated after the layout (arrangement position) of the fuel tank, fuel pipe, and target object has been determined. For this reason, there was no room for the contradictory idea of deciding the layout of the fuel tank, the fuel pipe, and the target object in order to reduce the power of the fuel transport pump.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel tank system that realizes a fuel tank layout for reducing the power of a fuel transport pump.
上記の問題点を解決するため、本発明は、地上に配置された第一の燃料タンクと、前記第一の燃料タンクより下方において地中に配置された第二の燃料タンクと、前記第一の燃料タンクの底面と前記第二の燃料タンクの天面とを接続する燃料パイプと、からなる燃料タンクシステムを提供する。
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクと同一の横断面積を有し、前記第二の燃料タンクの高さは前記第一の燃料タンクの高さより大きいことが好ましい。
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクの直下に配置されていることが好ましい。
In order to solve the above problems, the present invention comprises a first fuel tank arranged on the ground, a second fuel tank arranged in the ground below the first fuel tank, and the first fuel tank. Provided is a fuel tank system comprising a fuel pipe connecting the bottom surface of the fuel tank and the top surface of the second fuel tank.
It is preferable that the second fuel tank has the same cross-sectional area as the first fuel tank, and the height of the second fuel tank is larger than the height of the first fuel tank.
It is preferable that the second fuel tank is arranged directly below the first fuel tank.
前記第一の燃料タンク及び前記第二の燃料タンクはいずれも円筒形であり、同心に配置されていることが好ましい。
さらに、本発明、上記の燃料タンクシステムと、地中に配置された発動機と、前記第二の燃料タンクと前記発動機とを接続する第二の燃料パイプと、前記第二の燃料パイプに配置され、前記第二の燃料タンクから前記発動機に燃料を送り込むポンプと、からなる動力発生システムを提供する。
本発明に係る動力発生システムは、前記第二の燃料パイプの周囲に巻回された巻回材をさらに備えており、前記巻回材は保温、加熱及び衝撃緩和のうちの少なくとも一つの特性を備えるものであることが好ましい。
Both the first fuel tank and the second fuel tank are cylindrical and preferably arranged concentrically.
Further, according to the present invention, the above fuel tank system, the engine arranged in the ground, the second fuel pipe connecting the second fuel tank and the engine, and the second fuel pipe Provided is a power generation system that is arranged and comprises a pump that feeds fuel from the second fuel tank to the engine.
The power generation system according to the present invention further includes a winding material wound around the second fuel pipe, and the winding material has at least one of the characteristics of heat retention, heating, and impact mitigation. It is preferable to provide.
地上または地下に設置されている従来の燃料タンクにおいては、燃料タンクの底面から燃料の液面までの高さに相当する水頭圧しか得られない。
これに対して、本発明に係る燃料タンクシステムによれば、第一の燃料タンクの底面から燃料の液面までの高さに相当する水頭圧に加えて、第二の燃料タンクの高さに相当する水頭圧をも得ることが可能である。
従って、従来の燃料タンクと比較して、第二の燃料タンクの高さに相当する水頭圧を追加的に得ることが可能であり、ひいては、この水頭圧に相当する分だけ燃料ポンプの動力(ポンプ圧力)を小さくすることが可能である。
In a conventional fuel tank installed above or below ground, only the head pressure corresponding to the height from the bottom surface of the fuel tank to the liquid level of the fuel can be obtained.
On the other hand, according to the fuel tank system according to the present invention, in addition to the head pressure corresponding to the height from the bottom surface of the first fuel tank to the liquid level of the fuel, the height of the second fuel tank is increased. It is also possible to obtain a corresponding head pressure.
Therefore, as compared with the conventional fuel tank, it is possible to additionally obtain a head pressure corresponding to the height of the second fuel tank, and by extension, the power of the fuel pump corresponding to this head pressure ( It is possible to reduce the pump pressure).
さらに、地表のタンク設置面積を減らすことも可能である。現在では、消防法により、タンク1個の最大容量が1万リットルと定められているため、一般的には、タンクは地上において横並びに配列される。
これに対して、本発明に係る燃料タンクシステムによれば、地上に設置する燃料タンクは1個であり、2個目以降の燃料タンクは地中に設置することが可能である。このため、地上の燃料タンクの設置面積を減らすことができ、減らした分の土地を有効活用することができる。
Furthermore, it is possible to reduce the tank installation area on the ground surface. Currently, the Fire Service Act stipulates that the maximum capacity of one tank is 10,000 liters, so tanks are generally arranged side by side on the ground.
On the other hand, according to the fuel tank system according to the present invention, only one fuel tank is installed on the ground, and the second and subsequent fuel tanks can be installed underground. Therefore, the installation area of the fuel tank on the ground can be reduced, and the reduced land can be effectively utilized.
(第一の実施形態)
図1は本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム100を備える動力発生システム500の概略図である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム100は、第一の燃料タンク110と、第二の燃料タンク120と、第一の燃料パイプ130とから構成されている。
第一の燃料タンク110は地面G上(地上)に配置されている。
第二の燃料タンク120は第一の燃料タンク110より下方に、すなわち、地面Gより下(地中)に配置されている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a
The
The
The
第一の燃料パイプ130は鉛直方向に延び、第一の燃料タンク110の底面110aと第二の燃料タンク120の天面120aとを接続している。すなわち、第一の燃料タンク110と第二の燃料タンク120とは第一の燃料パイプ130を介して液体の流通が可能であるように接続されている。
第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120はいずれも円筒形をなしている。第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120は同一半径を有しており、従って、同一の横断面積を有している。
The
Both the
第二の燃料タンク120は第一の燃料タンク110の直下に配置されている。換言すれば、第二の燃料タンク120は第一の燃料タンク110の下方において第一の燃料タンク110と同心に配置されている。
燃料は第一の燃料タンク110に外部から注入される。第一の燃料タンク110に注入された燃料は第一の燃料パイプ130を介して第二の燃料タンク120に落下する。燃料は第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120のうち少なくとも第二の燃料タンク120が満杯になっているようにタイムリーに供給される。第一の燃料タンク110は満杯である必要は必ずしもなく、その高さの途中まで燃料が注入されていればよい。
The
Fuel is injected externally into the
動力発生システム500は、上述の本実施形態に係る燃料タンクシステム100と、第二の燃料タンク120より下方において地中に配置された発動機140と、第二の燃料タンク120と発動機140とを接続する第二の燃料パイプ150と、第二の燃料パイプ150に配置され、第二の燃料タンク120の底部から発動機140に燃料を送り込む燃料ポンプ160と、第二の燃料パイプ150に配置され、第二の燃料パイプ150の開閉を行う開閉弁170と、第二の燃料タンク120の上周縁から上方に延び、第一の燃料タンク110の周囲を覆う防油堤180と、から構成されている。
発動機140には発電機190が接続されており、発電機190に対して動力を供給する。発電機190は発動機140の動力により発電を行う。
The
A
第二の燃料パイプ150は、第二の燃料タンク120の底部から鉛直下方に延びる第一部分151と、第一部分151から水平に延びて発動機140に接続されている第二部分152と、からなる。
燃料ポンプ160及び開閉弁170はいずれも第二の燃料パイプ150の第二部分152に配置されている。
The
Both the
図2は燃料タンクシステム100の縦断面図であり、図3は従来の燃料タンク、具体的には、地上に設置された燃料タンク300の縦断面図である。
図2に示すように、第一の燃料タンク110の高さをH1、第二の燃料タンク120の高さをH2とする。上述のように、燃料は第二の燃料タンク120が常に満杯になっているように供給される(第一の燃料タンク110は必ずしも満杯ではなくてもよい)。このため、第二の燃料タンク120には高さH2の全高の分だけ燃料が充填されており、第一の燃料タンク110には高さH3(H3<H1)だけ燃料が充填されているものとする。
従来の燃料タンク300の高さは第一の燃料タンク110と同一のH1であり、燃料タンク300には高さH3(H3<H1)だけ燃料が充填されているものとする。
FIG. 2 is a vertical sectional view of the
As shown in FIG. 2, the height of the
It is assumed that the height of the
燃料タンク300の底面には高さH3に相当する水頭圧が作用する。ここに、水頭圧とは、ある深さの静水が容器の底面に及ぼす圧力であって、容器底面から水面までの水柱の高さで表わされるものである。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第二の燃料タンク120の底面には高さ(H3+H2)に相当する水頭圧が作用する。
正確には、第二の燃料タンク120の底面には大気圧も作用するが、これは燃料タンク300と同一条件であるので、ここでは大気圧は考慮しない。
さらに、第二の燃料タンク120の底面には燃料パイプ130内の燃料による水頭圧も作用するので、実際には、第二の燃料タンク120の底面に作用する水頭圧は(H3+H2)よりも大きくなる。ただし、燃料パイプ130内の燃料による水頭圧は(H3+H2)と比較して小さいのでここでは考慮しない。
A head pressure corresponding to a height of H 3 acts on the bottom surface of the
On the other hand, in the
To be precise, atmospheric pressure also acts on the bottom surface of the
Further, since the head pressure due to the fuel in the
燃料タンク300から燃料ポンプ160を介して燃料を発動機140に送り込む際には、燃料タンク300内の燃料の水頭圧H3の分だけ、燃料ポンプ160の動力(ポンプ圧)を減少させることができる。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第二の燃料タンク120から燃料ポンプ160を介して燃料を発動機140に送り込む際には、水頭圧(H3+H2)の分だけ燃料ポンプ160の動力または送油圧(ポンプ圧)を減少させることができる。
H3+H2>H3 (1)
When fuel is sent from the
On the other hand, in the
H 3 + H 2 > H 3 (1)
双方の水頭圧の間には上式(1)が成り立つので、燃料ポンプ160を介して燃料を発動機140に送り込む際に燃料ポンプ160の動力を減少させることができる割合は従来の燃料タンク300より本実施形態に係る燃料タンクシステム100のほうが大きい。このため、本実施形態に係る燃料タンクシステム100によれば、より動力の小さい燃料ポンプ160を採用することが可能になる。
以上のように、本実施形態に係る燃料タンクシステム100によれば、地上または地下に設置されている従来の燃料タンクと比較して、燃料タンクから燃料を送り出す燃料ポンプの動力(ポンプ圧力)を第二の燃料タンク120の高さH2に相当する水頭圧の分だけ小さくすることが可能である。
Since the above equation (1) holds between the head pressures of both, the ratio at which the power of the
As described above, according to the
さらに、本実施形態に係る燃料タンクシステム100によれば、地表のタンク設置面積を減らすことも可能である。現在では、消防法により、タンク1個の最大容量が1万リットルと定められているため、タンクは地上において横並びに配列されることが大半である。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム100によれば、地上に設置する燃料タンク(第一の燃料タンク110)は1個であり、2個目以降の燃料タンク(第二の燃料タンク120)は地中に設置することが可能である。このため、地上の燃料タンクの設置面積を減らすことができ、減らした分の土地を有効活用することができる。
Further, according to the
On the other hand, according to the
本実施形態に係る燃料タンクシステム100は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第二の燃料タンク120は第一の燃料タンク110の直下に配置されているが、必ずしも直下である必要はない。第二の燃料タンク120の天面が第一の燃料タンク110の底面よりも下方にあれば、第二の燃料タンク120は任意の位置に配置することが可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第一の燃料タンク110と第二の燃料タンク120はどちらも円筒形として構成されているが、両タンクの形状は円筒形には限定されない。燃料を充填することができる限りにおいて、どのような形状をも採用することが可能である。
The
In the
In the
また、第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120をともに円筒形状にする場合であっても、双方を同心に配置することは必ずしも必要ではない。非同心に配置することも可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第一の燃料タンク110と第二の燃料タンク120とは同一半径の円筒形として、すなわち、同一の横断面積を有するものとして構成されているが、両タンクが同一の横断面積を有することは必ずしも必要ではない。一方の横断面積を他方の横断面積より大きく設定することも可能である(後述する第四の実施形態を参照)。
Further, even when both the
In the
(第二の実施形態)
第一の実施形態においては、第二の燃料タンク120の高さH2は任意であり、この高さH2に相当する水頭圧の分だけ燃料ポンプ160の動力(ポンプ圧)を小さくすることが可能であった。
第二の実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第二の燃料タンク120の高さH2は第一の燃料タンク110の高さH1より大きく設定されている(H2>H1)。
従来の燃料タンク300により得ることができる最大水頭圧は燃料タンク300の高さH1に等しい。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the height H 2 of the
In the
The maximum head pressure that can be obtained with the
仮に、第一の燃料タンク110が空になっても、第二の燃料タンク120は満杯であるので、燃料タンクシステム100における全水頭圧は第二の燃料タンク120の高さH2に等しくなる。
本実施形態においては、第二の燃料タンク120の高さH2は第一の燃料タンク110の高さH1より大きく設定されているので(H2>H1)、第一の燃料タンク110が空になった場合であっても、従来の燃料タンク300よりも大きい水頭圧を確保することが可能である。
Even if the
In the present embodiment, since the height H 2 of the second
(第三の実施形態)
上記の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム100においては、第一の燃料タンク110と第二の燃料タンク120とは同一の横断面積を有するものとして設定されているが、例えば、第二の燃料タンク120の横断面積を第一の燃料タンク110の横断面積より小さく設定することも可能である。
図4は本実施形態における第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120の縦断面図である。
本実施形態においても、第一の実施形態の場合と同様に、第一の燃料タンク110及び第二の燃料タンク120はどちらも円筒形状に構成されている。図4に示すように、第二の燃料タンク120の半径は第一の燃料タンク110の半径よりも小さく設定されているが、第二の燃料タンク120の高さH4は第一の実施形態における第二の燃料タンク120の高さH2よりも大きく設定されている。
(Third embodiment)
In the
FIG. 4 is a vertical sectional view of the
Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, both the
第二の燃料タンク120の半径によっては容量が第一の実施形態における第二の燃料タンク120の容量よりも小さくなることがあるが(従って、より早く空になることがあるが)、高さH4を第一の実施形態における第二の燃料タンク120の高さH2よりも大きくすることにより、燃料ポンプ160に作用する水頭圧を大きくすることが可能である。
また、上記の例とは逆に、第二の燃料タンク120の容量(半径)を第一の実施形態における第二の燃料タンク120の容量(半径)よりも大きくすることも可能である。
Depending on the radius of the
Further, contrary to the above example, the capacity (radius) of the
(第四の実施形態)
図5は本実施形態における第二の燃料パイプ150の第二部分152の縦断面図である。
地中に埋められた第二部分152の周囲には巻回材200が巻き付けられている。
巻回材200は、例えば、保温材からなる。地中では地上よりも保温効果があるが、保温材としての巻回材200を用いることにより、より効果的に第二の燃料パイプ150、ひいては、その内部を通過する燃料の保温効果を高めることができる。
あるいは、巻回材200を加熱材として構成することも可能である。これにより、冬などの低温環境下においても、第二の燃料パイプ150、ひいては、その内部を通過する燃料の温度を高めることができる。
また、巻回材200をウレタンその他の衝撃緩和材から構成することも可能である。巻回材200を衝撃緩和材として構成することにより、第二の燃料パイプ150を想定外の衝撃から保護することができる。
(Fourth Embodiment)
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the
A winding
The winding
Alternatively, the winding
Further, the winding
本発明に係る燃料タンクシステムは燃料タンクを構成要素とする全てのシステム(プラント)に適用することが可能であり、燃料ポンプの動力(ポンプ圧)の低減が必要なあらゆるシステムに最適である。 The fuel tank system according to the present invention can be applied to all systems (plants) having a fuel tank as a component, and is most suitable for any system that requires reduction of fuel pump power (pump pressure).
100 本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム
110 第一の燃料タンク
120 第二の燃料タンク
130 第一の燃料パイプ
140 発動機
150 第二の燃料パイプ
160 燃料ポンプ
170 開閉弁
180 防油堤
190 発電機
100 Fuel tank system according to the first embodiment of the
Claims (6)
前記第一の燃料タンクより下方において地中に配置された第二の燃料タンクと、
前記第一の燃料タンクの底面と前記第二の燃料タンクの天面とを接続する燃料パイプと、
からなる燃料タンクシステム。 The first fuel tank located on the ground and
A second fuel tank located underground below the first fuel tank,
A fuel pipe connecting the bottom surface of the first fuel tank and the top surface of the second fuel tank,
Fuel tank system consisting of.
地中に配置された発動機と、
前記第二の燃料タンクと前記発動機とを接続する第二の燃料パイプと、
前記第二の燃料パイプに配置され、前記第二の燃料タンクから前記発動機に燃料を送り込むポンプと、
からなる動力発生システム。 The fuel tank system according to any one of claims 1 to 4.
The engine placed in the ground and
A second fuel pipe connecting the second fuel tank and the engine,
A pump arranged in the second fuel pipe and feeding fuel from the second fuel tank to the engine.
Power generation system consisting of.
前記巻回材は保温、加熱及び衝撃緩和のうちの少なくとも一つの特性を備えるものであることを特徴とする請求項5に記載の動力発生システム。 It further comprises a winding material wound around the second fuel pipe.
The power generation system according to claim 5, wherein the wound material has at least one of the properties of heat retention, heating, and shock mitigation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019092312A JP2020186693A (en) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Fuel tank system |
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JP2019092312A JP2020186693A (en) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Fuel tank system |
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JP2019092312A Pending JP2020186693A (en) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Fuel tank system |
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