JP2966312B2

JP2966312B2 - タンク水切り用システム

Info

Publication number: JP2966312B2
Application number: JP8970795A
Authority: JP
Inventors: 宏車戸; 和之佐伯
Original assignee: OOBARU KK; Hakuto Co Ltd
Current assignee: OOBARU KK; Hakuto Co Ltd
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH08282798A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンク水切り用システ
ムに関し、より詳細には、実質的に水に溶解しない液体
の貯蔵タンクについて、貯蔵タンクのドレン管に連通し
た小型タンクを介して貯蔵タンク内に混入し、該タンク
内で分離した水を自動的に排出するタンク水切り用シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】石油は、石油化学工業における原料や火
力発電所，航空機，自動車等のエネルギ源として用いら
れるが、我が国においては、殆どが海外からの輸入に依
存している。海外の産油国からは原油の形でタンカー輸
送され、多くは一旦、石油基地の貯蔵タンクに貯蔵され
て、必要に応じて精油所に輸送される。精油所で受入れ
られた原油も一旦貯蔵タンクに貯蔵されるが、これらの
貯蔵タンク内に収容された原油には多少の水分が含まれ
ている。

【０００３】貯蔵タンク内に目的とする液体の他に水が
含まれていると、後続の配管や装置を腐蝕させる危険が
ある。例えば、原油等、水分を含んだ油が貯蔵タンク内
にあるとき、油水分離することなく後続の蒸留装置等に
導入すると、そこで、腐蝕、ファウリング等の問題が発
生する。従って、油水を分離し、効果的に水を除くこと
は、上記問題を少くし、更に、その製品性状の向上に効
果的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】貯蔵タンクからの水の
除去は、現状では手動によりバルブを開放し、バルブか
らの流出物が水から油に変化したことを目視により判断
し、バルブを閉めるようにしている。この作業は、非常
に厄介で時間がかかり、又、危険な作業である。しか
も、貯蔵タンク底板上に広く分布する水を効率的にタン
クより取り除き、少しずつバルブを開放しゆっくり水を
除く必要があり、これは時間的に限界がある。

【０００５】一方、このような排水操作を自動的に行う
ためには、一般に水と油との境界面を検出して、検出値
に基づいて自動操作することが考えられる。しかし、原
油等の危険物を貯蔵する貯蔵タンクに新規に境界面検出
装置を取り付けるためには、工場電気設備防爆指針に定
められた防爆認可が必要であるなど手続が煩雑であるば
かりでなく、該検出装置のセンサ部がタンク内部にある
ため、その洗浄、取り換えなどの作業はタンク内容物を
除かなければならないなど多くの制約を受ける。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するため
に、ドレン管貯蔵タンクのドレン管を利用してタンク底
部の水を外部に導き、これを小型タンクに収容して境界
面を検出することにより、貯蔵タンク内の水を自動排出
を行うことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）比重が水より小さく、実質的に水
に溶解しない液体が収容された貯蔵タンクから混入した
水を排出するタンク水切り用システムにおいて、前記貯
蔵タンクと別体で、該貯蔵タンクの排水管（ドレン管）
と連通された小型タンクと、該小型タンクの上部と前記
貯蔵タンクとを連通する上部連通管と、前記小型タンク
内の水を排出する排水管に取り付けられた排出バルブ
と、前記小型タンクにおける前記液体と水との境界面が
上方に達したことを検知する第１境界面検出器と、下方
に達したことを検知する第２境界面検出器とを有し、前
記第１，第２境界面検出器の信号に基づいて前記排出バ
ルブを開閉し、前記貯蔵タンク内の水を排出すること、
更には、（２）前記（１）において、前記小型タンクに
設けられた前記排水管と下部連通管をタンク壁面の対向
した位置に配置し、該排水管と下部連通管の間を仕切る
所定高さの仕切板を前記小型タンク内に設けたこと、更
には、（３）前記（２）において、前記小型タンク内に
設けられた前記第１，第２境界面検出器が万一検出不良
となったとき、検出不良により前記小型タンク内の液が
排出するのを防ぐ保護手段を設けたこと、更には、
（４）前記（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記小
型タンクの前記排水管の断面積を前記下部連通管の断面
積よりも小さくしたこと、更には、（５）前記（１）乃
至（４）において、実質的に水に溶解しない液体が原油
であることを特徴としたものである。

【０００８】本発明において、実質的に水に溶解しない
液とは、水と界面を作って分離する液体であり、具体的
には原油、各種石油製品など炭化水素類であり、以後、
実質的に水に溶解しない液を油と記す。これらには本
来、水が混入することは好まれていないが、タンクに入
る前段の状態、操作によって混入が免れえないものであ
る。そこでタンクに送られた後、該タンク内で静置し
て、タンク下部に分離した水を時々排出するという手段
がとられている。

【０００９】本発明は、この分離した水を該タンクの排
水管を通して別に設置した小型タンクに導くようにす
る。該小型タンクと貯蔵タンクは上部で連通させること
で両タンクの液レベル、静圧の関係を同じにしておく。
該小型タンクには境界面検出器を設置し、この検出器か
らの情報により自動的に小型タンクから水を排出しよう
とするものである。ここで境界面検出器は、該液と水と
の境界が検知できるものであれば何でもよいが、具体的
に両液の物性の差、たとえば、マイクロウェーブのエネ
ルギー吸収率、超音波の伝播速度、誘電率、屈折率など
を利用して相違を検出するなどの手段が適用される。

【００１０】小型タンクの大きさは、本発明の趣旨が達
せられればよく、なんら制限を加えるものではないが、
たとえば、１万トンの貯蔵タンクでは、小型タンクは高
さ５０ｃｍ、外径が３０ｃｍ程度である。又、小型タン
クの排水管の断面積は、貯蔵タンクの排水管の断面積よ
り小さくし、貯蔵タンクからの排水が小型タンクを経由
して安定して排出されるようにする。小型タンク内の境
界面検出器は、基本的には２本、それぞれ高さが異なる
ように設置し、該液と水との境界が、常に低い方の境界
面検出器と高い方の境界面検出器の間にあるように制御
するものである。これら２本の境界面検出器以外に、補
足的に他の箇所にも境界面検出器を設置し、万一、ある
特定の境界面検出器が作動しなかった場合も大きな問題
を起こさないよう備えることは、操業上必要なことであ
り、本発明はこれら補助的な目的の境界面検出器設置に
なんら制限を加えるものではない。

【００１１】

【作用】比重が水より小さく、実質的に水に溶解しない
液（油）を貯蔵する既設の貯蔵タンクに、該貯蔵タンク
と別体で、排水管を有する小型タンクを設置して、貯蔵
タンクのドレン管と連通するとともに、小型タンクと貯
蔵タンクとを上部で連通することにより互いの液レベル
と静圧の関係を同じにする。小型タンク内には、境界面
を検出するレベル方向に所定レベル間隔をもって設けら
れた少くとも一対の境界面検出器により、相の境界面を
検出して小型タンクの排水管に設けられた排出弁を駆動
し、排水管から自動的に水を排出する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の水切り用システムの一例を
説明するための図で、図中、１は貯蔵タンク、２は小型
タンク、３はドレン管、４は上部連通管、５は第１境界
面検出器、６は第２境界面検出器、７は制御装置、
Ｖ₁，Ｖ₃は弁、Ｖ₂は排出弁である。

【００１３】図１において、貯蔵タンク１は、既設のも
ので底部１ａがグランドラインＧＬで設置されている。
小型タンク２は貯蔵タンク１と別体で、貯蔵タンク１と
同様にＧＬ上に設置されている。貯蔵タンク１と小型タ
ンク２とは、互いの下部位置近傍で貯蔵タンク１のドレ
ン管３と小型タンク２の下部連通管２ａとで常時開弁さ
れている弁Ｖ₁を介して連通し、かつ上部で常時開弁さ
れている弁Ｖ₃を有する上部連通管４により連通されて
いる。

【００１４】また、小型タンク２には、油と水との境界
面が、小型タンク２の上部の定められたレベルに達した
ことを検出する第１境界面検出器５と、下部の定められ
た位置に達したことを検出する第２境界面検出器６とが
装着され、第１境界面検出器５と第２境界面検出器６と
は制御装置７に接続され、制御装置７の出力により排出
弁Ｖ₂が開閉駆動される。

【００１５】貯蔵タンク１内には、比重が水より小さい
油が収容され、その下層に水が分離して収容されてい
る。排出弁Ｖ₂は常時閉弁され、弁Ｖ₁，Ｖ₃は開弁され
ているので、貯蔵タンク１と小型タンク２内の静圧は等
しく、両タンク内の油と水との境界面は常に同一レベル
に保たれている。

【００１６】図２は、マイクロウェーブエネルギーの吸
収率差を利用した境界面検出器の一例の原理を説明する
ための図で、図中、１０は被測定液体、１１はマイクロ
ウェーブ発信器、１２は受信器、１３は差動アンプであ
る。

【００１７】被測定液体１０の中で、マイクロウェーブ
発信器１１から所定間隔をもって設けられた受信器１２
に向け一定レベルのマイクロウェーブを発信すると、受
信器１２の受信信号は油と水との混合比に比例して減衰
される。例えば、油と水だけであれば１：５の出力とな
り、出力差に基づいて油，水が検出される。実際の濃度
信号は、受信器１２の信号と基準電圧とを比較する差動
アンプ１３を介して差動アンプ１３の出力をマイクロウ
ェーブ発信器１１の入力側に負帰還することにより、安
定した液濃度信号が求められ、境界面があるときは出力
された液濃度信号差から境界面が検出される。

【００１８】このような第１境界面検出器５により、水
が図１に示したレベルＨ₁に達したことを検出すると、
制御装置７は排出弁Ｖ₂を開弁して小型タンク２内の水
を排出する。水が排出して水レベルが低下し、境界面が
レベルＨ₂に達すると第２境界面検出器６が水との境界
面のレベルＨ₂を検出し、排出弁Ｖ₂を閉じる。

【００１９】このようにして、貯蔵タンク１内の水は、
常にレベルＨ₁とＨ₂との間の範囲内にあるように、自動
的に制御される。貯蔵タンク１内の水の量が多く、水圧
が高くなったり、または、水量が多いときには、下部連
通管２ａから流出した油が排出管２ｂから流出する等の
要因を作る。

【００２０】実施例２（請求項２）図３は、本発明に係る小型タンクの他の実施例を説明す
るための図で、図中、８は隔板、９は第３境界面検出器
であり、図１と同様の作用をする部分には、図３と同じ
参照番号が付してある。

【００２１】隔板８は、小型タンク２の底面の中央部に
所定の高さ、例えばＨ₂をもって取り付けられ、下部連
通管２ａと排出管２ｂとを仕切る仕切板である。このた
め、下部連通管２ａと排出管２ｂとは小型タンク２の対
向した位置に取り付けられている。

【００２２】この場合の水切り動作も、図１に示した場
合と同様に、貯蔵タンク１内の水は、第１，第２境界面
検出器５，６が設けられたレベルＨ₁とＨ₂との間で排出
弁Ｖ₂が開弁され、第２レベル検出器６によるレベル検
出信号によりレベルＨ₂に保たれる。

【００２３】第３境界面検出器９は、レベルＨ₂よりも
低いレベルＨ₃の位置の境界面を検出するためのもの
で、第２境界面検出器６が故障したとき、排出弁Ｖ₂は
開弁状態となり、油液が流出する危険がある。第３境界
面検出器９は、このような油液排出の危険を防止するこ
とができる。このために、制御装置７内では、第２，第
３境界面検出器６，９の信号をＯＲ回路（図示せず）を
介して処理出力される。なお、第１〜３境界面検出器
５，６，９はマイクロウェーブエネルギーの吸収率差を
利用した検出手段としたが、当然乍らその他濃度差、誘
電率差、音波伝播差等を用いる検出手段のものでもよ
い。

【００２４】また、万一、第１境界面検出器５が境界面
の検出不能となった場合の処置としては、タイマー回路
（図示せず）を設け、第２境界面検出器６により境界面
を検出したあとタイマー回路で設定された時間が経過し
たとき、排出弁Ｖ₂を開弁して水を排出し、第２境界面
検出器６の信号により閉弁させる。更に、また、水の上
昇速度が早く、タイマー回路に設定された時間内に小型
タンク２が水で充たされた場合には、第１，２，３境界
面検出器５，６，９は水を検出し、排出弁Ｖ₂は閉じら
れているので、上部連通管４，弁３を介して貯蔵タンク
に戻される（請求項３に対応）。

【００２５】上述したタンク水切り用システムにおい
て、小型タンク２に設けられた排水管２ｂの断面積が下
部連通管２ａの断面積と等しいか大きい場合は、貯蔵タ
ンク１内の油が小型タンク２を通り、排出弁Ｖ₂から系
側に流出する危険があるため、排水管２ｂの断面積を下
部連通管２ａの断面積よりも小さくする（請求項４に対
応）。この結果、小型タンク２内の水は排水管２ｂを通
り安定して流出することができる（請求項４に対応）。

【００２６】上述のように、実質的に水に溶解しない液
として水と界面を作って分離するすべての液であるが、
本発明によるタンク水切りシステムは、貯蔵量の大きい
原油のタンク等に適用することが効果的である（請求項
５に対応）。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると下記の効果がある。請求項１に対応した効果：既設の貯蔵タンクのドレン管
を利用して小型タンクを連通設置し、該小型タンク内の
上下所定区間で油と水との境界面を検出して水の排出弁
を開閉駆動するようにしたので、タンク水切りの自動化
がなされる。請求項２に対応する効果：小型タンク内に下部連通管と
排水管とを支切る支切を設けたので、小型タンク内の液
が急激に流れて系外に排出されることはなくなる。請求項３に対応する効果：上下境界面検出器の何れか、
または両方が検出不能になっても液を系側に流出させる
危険を防ぐことができる。請求項４に対応する効果：排水管の断面積を貯蔵タンク
のドレン管よりも小面積としたので、水が少ないときで
も油が系外に流出することはない。請求項５に対応する効果：小型タンクの大きさは、一万
トンの貯蔵タンクに対して高さが５０ｃｍ、外径が３０
ｃｍ程度の小さい形状であるから、特に、貯蔵量の大き
い原油タンクに適用して効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水切り用システムの一例を説明する
ための図である。

【図２】マイクロウェーブエネルギーの吸収率差を利
用した境界面検出器の一例の原理を説明するための図で
ある。

【図３】本発明に係る小型タンクの他の実施例を説明
するための図である。

【符号の説明】

１…貯蔵タンク、２…小型タンク、３…ドレン管、４…
上部連通管、５…第１境界面検出器、６…第２境界面検
出器、７…制御装置、Ｖ₁，Ｖ₃…弁、Ｖ₂…排出弁、８
…隔板、９…第３境界面検出器、１０…被測定液体、１
１…マイクロウェーブ発信器、１２…受信器、１３…差
動アンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１７Ｄ 3/14 Ｆ１７Ｄ 3/14 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 17/12 B01D 17/032 501 B01J 4/00 103 B63B 25/08 B67D 5/58 F17D 3/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】比重が水より小さく、実質的に水に溶解
しない液体が収容された貯蔵タンクから混入した水を排
出するタンク水切り用システムにおいて、前記貯蔵タン
クと別体で、該貯蔵タンクの排水管（ドレン管）と連通
された小型タンクと、該小型タンクの上部と前記貯蔵タ
ンクとを連通する上部連通管と、前記小型タンク内の水
を排出する排水管に取り付けられた排出バルブと、前記
小型タンクにおける前記液体と水との境界面が上方に達
したことを検知する第１境界面検出器と、下方に達した
ことを検知する第２境界面検出器とを有し、前記第１，
第２境界面検出器の信号に基づいて前記排出バルブを開
閉し、前記貯蔵タンク内の水を排出することを特徴とす
るタンク水切り用システム。
【請求項２】前記小型タンクに設けられた前記排水管
と下部連通管をタンク壁面の対向した位置に配置し、該
排水管と下部連通管の間を仕切る所定高さの仕切板を前
記小型タンク内に設けたことを特徴とする請求項１に記
載のタンク水切り用システム。
【請求項３】前記小型タンク内に設けられた前記第
１，第２境界面検出器が検出不良となったとき、検出不
良により前記小型タンク内の液が排出するのを防ぐ保護
手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
タンク水切り用システム。
【請求項４】前記小型タンクの前記排水管の断面積を
前記下部連通管の断面積よりも小さくしたことを特徴と
する請求項１乃至３の何れかに記載のタンク水切り用シ
ステム。
【請求項５】実質的に水に溶解しない液体が原油であ
ることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４に記載
のタンク水切り用システム。