JP5527273B2 - 有水式ガスホルダ及び有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、内部に水を貯留して内部のガスのシールを行う有水式ガスホルダ、及び有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法に関する。

例えば製鉄所においては、高炉や転炉から発生する可燃性の副生ガスをエネルギー源として有効利用するために、当該副生ガスを一旦貯蔵する有水式ガスホルダが設置されている。有水式ガスホルダは、水を貯留した水槽の内部に、上下に移動自在な、複数のテレスコープ型ガス槽を有し、隣接するガス槽の間にシールカップと封水板による水封部を設けた構造となっている。そして、ガス貯蔵量が増加するとガス槽内の圧力が上昇すると共に各ガス槽が上昇し、ガス貯蔵量が減少するとガス槽内の圧力が下降すると共に各ガス槽が下降するようになっている（例えば、特許文献１）。

水槽に貯留されている水は、例えば水槽とガス槽との間の開放部から流入する雨水や、有水式ガスホルダ内の副生ガスの温度が放熱により低下し、それにより副生ガスに飽和状態で含まれている水分が凝縮したものである。したがって、降雨時や有水式ガスホルダへの副生ガスの流入時には水槽内に水が流入し、水槽内の水位が上昇する。

水位が上昇すると、水槽の上部全体からこの凝縮水が溢れ出し、有水式ガスホルダの周辺に配置された機器を汚損してしまう。したがって、この水位の上昇に対応するため、通常は水槽の上部にオーバーフロー管が設けられている。そして、例えば有水式ガスホルダ内に雨水が流入して水槽の水位が上昇すると、当該オーバーフロー管から水がオーバーフローする。これにより、水槽の上部全体から水が溢れ出すことを防止している。

特開平１１−６３３９２号公報

ところで、近年、温室効果ガスの排出削減の観点から、バイオマスを乾留して得られるようなバイオマスガス等の利用が進められており、有水式ガスホルダはバイオマスガスの貯蔵用設備としても用いることができる。

しかしながら、バイオマスガスはセレン等の、法規により排出が規制されている物質を含んでいるため、有水式ガスホルダによりバイオマスガスを貯留すると、水槽に貯留される水にもセレン等が含まれることとなる。かかる場合、有水式ガスホルダからオーバーフローする水に含まれるセレンを除去するための排水処理設備を別途設ける必要がある。

排水処理設備の設備容量は、有水式ガスホルダからのオーバーフロー量に応じて決定されるが、オーバーフロー量として有水式ガスホルダで貯留するガスから発生する凝縮水と雨水の両方を考慮すると、特に晴天時には排水処理設備の設備容量が過剰となり不経済である。しかしながら、排水処理設備の設備容量に雨水量を考慮していないと、実際の降雨時に排水処理設備の容量が不足してしまう。その場合、有水式ガスホルダからの排水ができなくなり問題となる。

したがって、排水処理設備の容量を最小限のものとし、設備費用及び排水処理設備のランニングコストを抑えるためには、水槽の内部への雨水の浸入を防止することが重要である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、有水式ガスホルダ内部への雨水の侵入を防止すること、及び、このことによって排水処理設備への負担を増加させないことを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明は、底部に水を蓄える水槽と、前記水槽の内側に同心円状に設けられた複数のガス槽とを備えた有水式ガスホルダであって、隣り合うガス槽のうち外側に位置するガス槽に固定され、当該ガス槽の内側に隣り合う他のガス槽の側面と接して設けられた環状の第１のスクレパーと、前記水槽に固定され、当該水槽に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第２のスクレパーと、を有し、前記第１のスクレパー及び前記第２のスクレパーは弾性体であることを特徴としている。

本発明によれば、ガス槽と水槽に環状のスクレパーがそれぞれ設けられているので、ガス槽とガス槽の間、またはガス槽と水槽との間の開放部から水槽内へ雨水が浸入することを防止できる。また、スクレパーは弾性体なので、隣り合うガス槽が相対的に上下方向に移動した際にも、ガス槽の形状に追従してスクレパーをガス槽の側面に密着させることができる。このため、ガス槽が上下動する際にも、水槽内への雨水の浸入を防止できる。さらには、隣り合うガス槽が相対的に上下方向に移動する際に、スクレパーによりガス槽の側面に付着した雨水を掻き取ることができるので、より確実に水槽への雨水の浸入を防止できる。

前記第１のスクレパーは、当該第１のスクレパーが固定されたガス槽の上端部から、内側に隣り合う他のガス槽の側面に向かって上方向に傾斜して設けられていてもよい。

前記複数のガス槽のうち、最も内側に位置するガス槽の上面外周部には、当該ガス槽の側面から張り出した庇が設けられていてもよい。

記庇の外周部には、前記水槽の周方向に所定の間隔で配置された複数の基柱の方向に延伸する樋が設けられていてもよい

別な観点による本発明は、底部に水を蓄える水槽と、前記水槽の内側に同心円状に設けられた複数のガス槽と、隣り合うガス槽のうち外側に位置するガス槽に固定され、当該ガス槽の内側に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第１のスクレパーと、前記水槽に固定され、当該水槽に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第２のスクレパーと、を有する有水式ガスホルダの内部への雨水浸入防止方法であって、前記第１のスクレパー及び前記第２のスクレパーは弾性体であり、一のガス槽と内側に隣り合う他のガス槽が相対的に上下方向に移動する際に、前記一のガス槽のスクレパーにより内側に隣り合う他のガス槽の側面に付着した雨水を掻き取ることを特徴としている。

前記第１のスクレパーは、当該第１のスクレパーが固定されたガス槽の上端部から、内側に隣り合う他のガス槽の側面に向かって上方向に傾斜して設けられていてもよい。

前記複数のガス槽のうち、最も内側に位置するガス槽の上面外周部には、当該ガス槽の側面から張り出した庇が設けられていてもよい。

前記庇の外周部には、前記水槽の周方向に所定の間隔で配置された複数の基柱の方向に延伸する樋が複数設けられ、前記庇の雨水を前記樋を介して前記各基柱に伝わらせて前記庇の雨水を排出してもよい。

本発明によれば、有水式ガスホルダ内部への雨水の侵入を防止することができ、る。また、このことによって排水処理設備への負担の増加を回避できる。

本実施の形態にかかる余剰水排出装置を有する有水式ガスホルダの構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる有水式ガスホルダの構成の概略を示す縦断面図である。 スクレパー付近の構成の概略を示す縦断面図である。 スクレパー付近の構成の概略を示す縦断面図である。 スクレパーにより外槽側面の雨水を掻き取る様子を示す説明図である。 他の実施の形態にかかるスクレパーの構成の概略を示す縦断面図である。 庇及び樋近傍の構成の概略を示す斜視図である。 他の実施の形態にかかる有水式ガスホルダの構成の概略を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態にかかる有水式ガスホルダ１の構成の概略を示す縦断面図である。

有水式ガスホルダ１は、水２を貯留する水槽１０と、水槽１０の内部に昇降自在に設けられた複数のガス槽である外槽１１、中槽１２及び内槽１３と、水槽１０の周囲に垂直に配置された複数の基柱１４と、を有している。なお、図１は有水式ガスホルダ１の内部にガスが供給される前の状態を示しており、全てのガス槽が水槽１０の底面に着座している。

水槽１０は、有水式ガスホルダ１の底部に配置され内部に水を貯留するための槽であって、この水がガスシールの役割を担う。水槽１０は、例えば、底面が略円形で、蓋の無い略円筒形に形成されている。また、水槽１０には、ガス槽内にガスを供給するガス供給管（図示せず）と、ガス槽内のガスを需要先に排出するガス排出管（図示せず）が、それぞれ水槽１０の底面を貫通し、水面上まで延伸して設けられている。なお、本実施の形態の有水式ガスホルダ１に供給されるガスとしては、例えばバイオマスを乾留して得られるようなバイオマスガスや製鉄所から発生する副生ガスなどが挙げられる。

基柱１４は、水槽１０の周囲に垂直に等間隔で複数本配置されている。なお、図１では図示の都合上、水槽１０の中心を対称に配置された２本の基柱１４のみを、模式的に示している。この基柱１４は、各ガス槽の外周上方に設けられたガイドローラ（図示せず）と当接し、各ガス槽が昇降する際にガイドローラをガイドする役割を担う。

外槽１１は水槽１０の内部に、中槽１２は外槽１１の内部に、内槽１３は中槽１２の内部それぞれ昇降自在に設けられている。外槽１１及び中槽１２は、例えば、底面及び蓋の無い略円筒形に形成されている。外槽１１の直径は水槽１０よりも小さく、中槽１２の直径は外槽１１よりも小さい。そのため、外槽１１は水槽１０の内部に、中槽１２は外槽１１の内部にそれぞれ挿入可能となっている。内槽１３は、有頂で底の無い略円筒形に形成され、中槽１２よりも一回り小さい直径となっている。このため、内槽１３は中槽１２の内部に挿入可能となっている。

隣接する外槽１１と中槽１２及び中槽１２と内槽１３との間には、それぞれ下カップ封水板３０及び上カップ封水板３１よる水封部３２が設けられている。下カップ封水板３０は中槽１２と内槽１３の外周面下端部に設けられ、上方が開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。上カップ封水板３１は、外槽１１と中槽１２の内周面上端部に設けられ、下カップ封水板３０とは反対に、下方が開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。したがって、相対する略Ｕ字状の形状を有する下カップ封水板３０と上カップ封水板３１とは互いに係合することができる。そのため、有水式ガスホルダ１内のガス貯蔵量が増加し、有水式ガスホルダ１の内圧が上昇した際、内槽１３の上昇力は水封部３２を介して中槽１２に伝達される。同様に、中槽１２の上昇力も外槽１１に伝達される。これにより、内槽１３は中槽１２及び外槽１２を上方に牽引し、例えば図２に示すように中槽１２及び外槽１１を上昇、下降させることができる。

各下カップ封水板３０内には、水槽１０内に着座中に水２が貯留された状態となっており、中槽１２及び内槽１３が上昇すると、各上カップ封水板３１が各下カップ封水板３０内の水２の水面より下方に挿入される。これにより、中槽１２及び内槽１３内部のガスが槽外に漏洩しない構造となっている。外槽１１は、その下端部が水槽１０の水２の水面より下方に没することにより、外槽１１内部から槽外にガスが漏洩することを防止できる。

外槽１１の上カップ封水板３１の上面、換言すれば外槽１１の上端部には、外槽１１の内側に隣り合う中槽１２の側面と接する円環状の、第１のスクレパー４０が設けられている。第１のスクレパー４０は、図３に示すように、上カップ封水板３１の上面に固定され、中槽１２の側面と接する先端部４０ａと、先端部４０ａを支持する支持部材４０ｂを有している。

先端部４０ａは、円環状の弾性体により構成されている。したがって先端部４０ａは、外槽１１と中槽１２とが相対的に上下方向に移動する際にも、中槽１２の側面と隙間なく接した状態を維持したまま自在に摺動できる。なお、先端部４０ａは複数の略円弧状の弾性体を組み合わせて構成されていてもよい。

支持部材４０ｂは、外槽１１の上端部から中槽１２の側面に向かって上方向に傾斜して設けられている。また、支持部材４０ｂは、先端部４０ａを中槽１２の中心の方向に向かって押し付けるように支持している。これにより、先端部４０ａと中槽１２の側面とを確実に密着させている。なお、支持部材４０ｂも、先端部４０ａと同様に、複数の円弧状の部材を組み合わせて構成されていてもよい。また、先端部４０ａ及び支持部材４０ｂは、外槽１１と中槽１２とが相対的に上下方向に移動しても、破損しない強度を有している。

中槽１２の上端部にも内槽１３の側面と接する円環状の第１のスクレパー４１が設けられている。なお、この第１のスクレパー４１も先端部４１ａ及び支持部材４１ｂを有しており、その構成は上述の第１のスクレパー４０と同様であるため、説明を省略する。

水槽１０の上端部には、当該水槽１０の内側に隣り合う外槽１１の側面と接する円環状の第２のスクレパー５０が設けられている。第２のスクレパー５０は、第１のスクレパー４０、４１と同様に先端部５０ａ及び支持部材５０ｂを有しており、支持部材５０ｂが、第１のスクレパー４０のように上カップ封水板３１の上面ではなく、水槽１０の上端部に直接固定されている点で異なる。これを除いて第１のスクレパー４０、４１と同様であるので、このほかの説明を省略する。

最も内側に位置するガス槽である内槽１３の上面外周部には、図１や図３に示すように、内槽１３の側面から内槽１３の外方に張り出し、斜め下方向に傾斜した円環状の庇６０が設けられている。庇６０の先端は、例えば第２のスクレパー５０の支持部材５０ｂの鉛直上方まで延伸している。なお、庇６０も、複数の円弧状の部材を組み合わせて構成されていてもよい。

本実施の形態にかかる有水式ガスホルダ１は以上のように構成されており、次にこの有水式ガスホルダ１の動作について、降雨時の場合を一例として説明する。

有水式ガスホルダ１内にガスが貯留されていない状態においては、図１や図３に示すように、内槽１３の上部に設けられた庇６０により、水槽１０の水面が覆われた状態となっている。また、内槽１３の上面及び庇６０への降雨は、当該庇６０を伝って、例えば庇６０の先端の下方に位置する第２のスクレパー５０の支持部材５０ｂ上に落下し、支持部材５０ｂを伝わって水槽１０の外部に排出されるので、水槽１０内へは雨水は浸入しない。

また、庇６０の下方から雨水が浸入した場合であっても、各スクレパー４０、４１、５０により、ガス槽間の開放部がシールされた状態となっており、水槽１０内へは雨水は浸入しない。また、各支持部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂは内側に位置するガス槽に向かって傾斜して設けられているので、雨水は支持部材４０ｂ、４１ｂを伝わって外側に位置するガス槽側に順次排出され、最終的に支持部材５０ｂを伝わって水槽１０の外部に排出される。

次いで、ガス供給管（図示せず）からガスが有水式ガスホルダ１の内槽１３内に流入すると、それに伴い内槽１３が上昇する。この際も、弾性体である先端部４１ａが内槽１３の側面に押し付けられることにより、内槽１３と中槽１２との間からの雨水の浸入が防止されている。

また、内槽１３は水槽１０に着座していたため、当該内槽１３の側面には水２が水滴として付着してするが、例えば図４に示すように、第１のスクレパー４１の先端部４１ａの下面により掻き落とされ、水槽１０に落下する。このように水槽の水２は雨水に混入せず、外へは漏出しない。

その後、有水式ガスホルダ１でのガスの貯留量が増加すると、中槽１２、外槽１１が順次上昇する。その間も、スクレパー４０、５０により中槽１２と外槽１１との間、及び外槽１１と水槽１０との間からは雨水が浸入しない状態が維持される。また、水槽１０の水２が漏出し、雨水に混入しない状態も維持される。

その後、有水式ガスホルダ１内でのガスの貯蔵量が減少すると、内槽１３の降下に伴い、外槽１１が水槽１０に対して相対的に降下する。外槽１１の降下の際も、第２のスクレパー５０の先端部５０ａが外槽１３の側面に押し付けられているため水槽１０と外槽１１との間からの雨水の浸入が防止され、水槽１０の水２の漏出も防止されている。

また、外槽１１の側面に付着していた雨水６１が、図５に示すように先端部５０ａにより掻き取られる。これにより、側面に付着していた雨水６１の水槽１０内部への浸入も防止される。

その後、中槽１２、内槽１３も順次降下し、この間も、スクレパー４０、４１、５０及び庇６０により、水槽１０への雨水６１の浸入が防止され、水槽１０の水２の漏出も防止される。

以上の実施の形態によれば、外槽１１、中槽１２及び水槽１０に環状のスクレパー４０、４１、５０がそれぞれ設けられているので、各ガス槽１１、１２、１３間、または外槽１１と水槽１０との間の開放部から水槽１０内へ雨水６１が浸入することを防止できる。また、各スクレパー４０、４１、５０の先端部４０ａ、４１ａ、５０ａは弾性体なので、隣り合うガス槽１１、１２、１３が相対的に上下方向に移動した際にも、先端部４０ａ、４１ａ、５０ａは各ガス槽１１、１２、１３の側面の形状に追従して密着した状態を維持することができる。このため、各ガス槽１１、１２、１３が上下動する際にも、水槽１０内への雨水６１の浸入を防止できる。

また、隣り合うガス槽１１、１２、１３が相対的に上下方向に移動する際に、各スクレパー４０、４１、５０により各ガス槽１１、１２、１３の側面に付着した雨水を掻き取ることができるので、各ガス槽１１、１２、１３の側面を伝わって水槽１０へ雨水６１が浸入することもない。

また、内槽１３の上面外周部に庇６０が設けられているので、内槽１３の上面への雨水が内槽１３の側面を伝わって落下することがない。このため、より確実に水槽１０への雨水６１の浸入を防止できる。

さらには、例えば水槽１０の水２の排出が法規等により規制されているものである場合、従来の有水式ガスホルダにおいては、水槽内に水没していたガス槽が上昇する際に、当該ガス槽に付着した水滴が飛散し、外部に流出することが懸念されるが、本実施の形態にかかる有水式ガスホルダ１によれば、図４に示すように、各ガス槽１１、１２、１３に付着した水槽１０内の水２も先端部４０、４１、５０により掻き取ることができる。このため、各ガス槽１１、１２、１３に付着した水２が外部に飛散することがない。なお、一般に雨水には排水処理を施す必要が無いが、例えば有水式ガスホルダ１にバイオマスガスなどを貯留した結果、水槽１０の水２が法規により排出規制される物質を含むことになると、雨水６１に水槽１０内の水２が漏出した場合、この雨水６１にも排水処理を施す必要が出てきてしまう。この点、上記実施形態においては、雨水６１に水槽１０内の水２が漏出しないようになっているので、排水処理設備を設ける必要もなく、これにより設備コストの増加を回避している。

なお、以上の実施の形態においては、各スクレパー４０、４１、５０の支持部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂは、それぞれ外槽１１、中槽１２及び水槽１０の上端部に固定されていたが、各支持部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂは、例えば図６に示すように外槽１１、中槽１２及び水槽１０の外側面に固定されていてもよく、各指示部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂにより外側に位置するガス槽又は水槽１０に順次雨水が伝わるように配置されていれば、固定する位置は任意に決定が可能である。

また、各支持部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂも、必ずしも内側に位置するガス槽に向けて上方向に傾斜している必要はない。なお、内側に位置するガス槽に向けて上方向に傾斜させた場合、先端部とガス槽との間に雨水が溜まってしまうので、各支持部材４０ｂ、４１ｂ、５０ｂは水平より上向に設けることが好ましい。

なお、以上の実施の形態においては、内槽１３の上面に庇６０を設け、当該庇６０の外周部が第２のスクレパー５０の支持部材５０ｂの鉛直上方に位置している場合について説明したが、当該庇６０の大きさは任意に決定が可能であり、少なくとも平面視において内槽１３の側面より張り出す大きさであれば、内槽１３の上面への雨水６１が内槽１３の側面を伝って下降することを防止できる。

また、庇６０の外周部、即ち庇６０の先端に例えば図７及び図８に示すように、水槽１０の周方向に所定の間隔で樋７０を設けてもよい。なお、図８においては、図示の都合上、スクレパー４０、４１、５０については記載を省略している。かかる場合、各樋７０は、各基柱１４に対応する位置に配置し、各基柱１４に向かう方向に延伸させることが好ましい。このように、基柱１４に対応する位置に樋７０を設けることで、内槽１３の上面への雨水、即ち庇を流れる雨水を、樋７０を介して基柱１４に伝わらせて地上まで降下させることができる。それにより、雨水が再飛散することを防止できるので、より確実に水槽１０への雨水の浸入を防止できる。なお、樋７０の形状は図７や図８の内容に限定されるものではなく、任意に決定が可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、有水式ガスホルダ内部への雨水の侵入を防止する際に有用である。

１ 有水式ガスホルダ
２ 水
１０ 水槽
１０ａ 側板
１１ 外槽
１２ 中槽
１３ 内槽
１４ 基柱
３０ 下カップ封水板
３１ 上カップ封水板
３２ 水封部
４０、４１ 第１のスクレパー
４０ａ、４１ａ 先端部
４０ｂ、４１ｂ 支持部材
５０ 第２のスクレパー
５０ａ 先端部
５０ｂ 支持部材
６０ 庇
６１ 雨水
７０ 樋

Claims (8)

1. 底部に水を蓄える水槽と、前記水槽の内側に同心円状に設けられた複数のガス槽とを備えた有水式ガスホルダであって、
   隣り合うガス槽のうち外側に位置するガス槽に固定され、当該ガス槽の内側に隣り合う他のガス槽の側面と接して設けられた環状の第１のスクレパーと、
   前記水槽に固定され、当該水槽の内側に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第２のスクレパーと、を有し、
   前記第１のスクレパー及び前記第２のスクレパーは弾性体であることを特徴とする、有水式ガスホルダ。
2. 前記第１のスクレパーは、当該第１のスクレパーが固定されたガス槽の上端部から、内側に隣り合う他のガス槽の側面に向かって上方向に傾斜して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の有水式ガスホルダ。
3. 前記複数のガス槽のうち、最も内側に位置するガス槽の上面外周部には、当該ガス槽の側面から張り出した庇が設けられていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の有水式ガスホルダ。
4. 前記庇の外周部には、前記水槽の周方向に所定の間隔で配置された複数の基柱の方向に延伸する樋が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の有水式ガスホルダ。
5. 底部に水を蓄える水槽と、前記水槽の内側に同心円状に設けられた複数のガス槽と、隣り合うガス槽のうち外側に位置するガス槽に固定され、当該ガス槽の内側に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第１のスクレパーと、前記水槽に固定され、当該水槽に隣り合うガス槽の側面と接して設けられた環状の第２のスクレパーと、を有する有水式ガスホルダの内部への雨水浸入防止方法であって、
   前記第１のスクレパー及び前記第２のスクレパーは弾性体であり、
   一のガス槽と内側に隣り合う他のガス槽が相対的に上下方向に移動する際に、前記一のガス槽のスクレパーにより内側に隣り合う他のガス槽の側面に付着した雨水を掻き取ることを特徴とする、有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法。
6. 前記第１のスクレパーは、当該第１のスクレパーが固定されたガス槽の上端部から、内側に隣り合う他のガス槽の側面に向かって上方向に傾斜して設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法。
7. 前記複数のガス槽のうち、最も内側に位置するガス槽の上面外周部には、当該ガス槽の側面から張り出した庇が設けられていることを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法。
8. 前記庇の外周部には、前記水槽の周方向に所定の間隔で配置された複数の基柱の方向に延伸する樋が複数設けられ、
   前記庇の雨水を前記樋を介して前記各基柱に伝わらせて前記庇の雨水を排出することを特徴とする、請求項７に記載の有水式ガスホルダ内部への雨水浸入防止方法。

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