JP6441428B1 - 液体貯留システム及び液体貯留システムにおける不燃性ガスの供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク内の気相空間の圧力を所望の範囲に維持しつつ、当該気相空間における酸素濃度をゼロに近づけることが可能な液体貯留システムを提供する。
【解決手段】液体貯留システムは、内部に液体燃料２０を貯留可能なタンク１０と、タンク１０内に貯留された液体燃料２０の液面２１より鉛直上側にある気相空間と当該タンク１０外とを連通可能な通気管４０と、不燃性ガスを気相空間２２に供給する不燃性ガス供給装置３０と、気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて作動して、気相空間２２の圧力を、大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置５０とを備える。圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が所定の下限値以下に低下したときにタンク１０外にある空気を、通気管４０を通して気相空間２２に導入し、且つ気相空間２２の圧力が所定の上限値以上に上昇したときに気相空間２２にあるガスを、通気管４０を通してタンク１０外に排出する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、液体を貯留するタンク内において液面より鉛直上側にある気相空間の圧力と酸素濃度を制御するための技術に関する。

内部に液体を貯留可能なタンクには、例えば、ガソリンやディーゼル燃料のような可燃性油や水を貯留するためのもの、いわゆる液体用タンクがある。このようなタンクは、その内部に液体が貯留されており、当該液体は、必要に応じて配管等を通じてタンク外に圧送される。このとき、タンク内においては、液体とガスとの気液界面（以下、単に「液面」と記す）の位置が低下する。当該液面より鉛直上側にある空間（以下、気相空間と記す）の体積は、液面の低下と共に増大する。タンク内の空間が密閉されている場合、液面の位置が鉛直下側に移動するに従って当該気相空間の圧力が低下する。気相空間の圧力が真空に近い値になると、タンク内の液体をタンク外に圧送することが困難になる。

このため液体用のタンクには、一般的に、当該タンク外の空間すなわち大気と、上述した気相空間とを連通させることが可能な通気管が設けられている。タンク外にある空気を、通気管を通じて気相空間に導入することにより、当該気相空間の圧力を、大気圧に近づけることが可能である。気相空間の圧力低下を抑制することにより、気相空間の下側にある液体を、タンク外に圧送することが容易になる。

このような通気管には、常時、タンク外の大気とタンク内の気相空間とを連通させる、いわゆる「無弁通気管」がある。また、揮発性の高い液体をタンクに貯留する場合には、通気管には、大気圧に対する気相空間の圧力差により作動する弁を備えたもの、いわゆる大気弁付通気管が用いられる（例えば、非特許文献１参照）。大気弁付通気管が備える弁には、タンク外から気相空間に向かう空気の流れを許し、気相空間からタンク外に向かうガスの流れを止める逆止弁、例えば、真空逃し弁を備えたものがある。

特開昭５２−１４００１８号公報

危険物行政研究会 編著、「危険物施設基準の早わかり（２）」、東京法令出版、２０１３年２月１日、ｐ．２４５−２６３

このような液体用タンクは、一般的に、主要な部分が金属で構成されている。無弁通気管を備えた液体用タンクのように、タンク内の気相空間が、常時、大気に開放されていると、酸素を含んだ空気が通気管を通じて気相空間に流入し、金属製のタンクの内面に錆（さび）を生じさせることがある。また、タンク内に可燃性液体が貯留されている場合、気相空間に所定の濃度以上の酸素が存在すると、タンク内において引火する虞がある。

このようなタンク内面における錆の発生や、タンク内に貯留された可燃性液体の引火を防止するために、気相空間においては、酸素の濃度を極力、低下させることが望ましい。なお、特許文献１には、空気に比べて比重が大きい不活性ガス（例えば、二酸化炭素）をタンク内に供給し、可燃性液体の液面の鉛直上側に不活性ガスの層を形成して、可燃性液体の引火を防止する技術が提案されている。

しかし、特許文献１に記載の技術においては、タンク内の気相空間のうち、不活性ガスの層（シールド層）より鉛直上側の空間は、通気口を通じてタンク外の大気と連通しており、酸素を含む空気で満たされている。このため、タンク内面のうち不活性ガスの層より鉛直上側の部分において錆の発生を防止することが困難である。また、タンク内の気相空間のうち、不活性ガスの層より鉛直上側の部分に、空気に比べて比重が小さい揮発性ガスが充満することが考えられる。当該揮発性ガスと、通気口を通じて気相空間に流入した酸素が反応して当該揮発性ガスに引火する虞がある。

液体用タンクには、その内部にある気相空間に、単に不活性ガスを供給するだけでは、タンク内における錆の発生や引火を完全に防止することは困難であり、気相空間の酸素濃度を、極力、ゼロに近づける技術が要望されている。また、液体用タンクには、その内部に貯留されている液体のタンク外への圧送を容易にするために、気相空間の圧力を、大気圧に近い所望の範囲に維持する技術が要望されている。

本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、タンク内の気相空間の圧力を所望の範囲に維持しつつ、当該気相空間における酸素濃度をゼロに近づけることが可能な液体貯留システムを提供することを目的とする。

本発明の実施形態の液体貯留システムは、内部に液体燃料を貯留可能なタンクと、当該タンク内に貯留された液体燃料の液面より鉛直上側にある気相空間と、当該タンク外とを連通可能な通気管と、不燃性ガスを前記気相空間に供給する不燃性ガス供給装置と、前記通気管に設けられており、前記気相空間と大気圧との圧力差に応じて作動して当該気相空間の圧力を大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置と、を備え、前記圧力制御装置は、前記気相空間の圧力が、ゲージ圧で所定の下限値以下に低下したときに、前記タンク外にある空気を、前記通気管を通して前記気相空間に導入し、且つ、前記気相空間の圧力が、ゲージ圧で所定の上限値以上に上昇したときに、当該気相空間にあるガスを、当該通気管を通して前記タンク外に排出するものであり、前記通気管における前記タンク外から前記気相空間に向かう空気の流れを許し且つ当該気相空間からタンク外に向かうガスの流れを止める逆止弁である真空逃し弁と、前記通気管における前記気相空間から前記タンク外に向かうガスの流れを許し且つ当該タンク外から当該気相空間に向かう空気の流れを止める逆止弁である圧力逃し弁と、を含み、前記真空逃し弁及び前記圧力逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記所定の範囲内にあるときに閉弁するノーマルクローズ弁であり、当該真空逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記下限値以下に低下したときに開弁して、前記タンク外にある空気を当該気相空間に導入し、当該圧力逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記上限値以上に上昇したときに開弁して、前記気相空間にあるガスを前記タンク外に排出するものであって、前記不燃性ガス供給装置は、不燃性ガス供給源と、前記不燃性ガス供給源からの不燃性ガスを、前記気相空間に導く導管と、当該導管に設けられており、前記不燃性ガス供給源から前記気相空間への不燃性ガスの供給を制御する制御弁と、を有し、前記タンクには、その内部に貯留されている液体燃料の液面の位置を測定するレベル計が、設けられており、前記制御弁は、当該レベル計により測定された液面の位置に応じて制御される。

本発明の実施形態の液体貯留システムにおける不燃性ガスの供給方法は、内部に液体燃料を貯留可能なタンクと、当該タンク内に貯留された液体燃料の液面より鉛直上側にある気相空間と、当該タンク外とを連通可能な通気管と、不燃性ガスを前記気相空間に供給する不燃性ガス供給装置と、前記通気管に設けられており、前記気相空間と大気圧との圧力差に応じて作動して当該気相空間の圧力を大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置と、を備える液体貯留システムにおける当該タンク内への不燃性ガスの供給方法であって、前記タンク内に貯留されている液体燃料の液面が低下するという第１の条件、前記気相空間における酸素濃度が所定の正常範囲より高いという第２の条件、当該タンク内の前記液面の位置が所定の正常範囲より低いという第３の条件、前記圧力制御装置により当該タンク外にある空気が、前記通気管を通して当該気相空間に導入されるという第４の条件、のそれぞれの条件について判定し、前記第１ないし第４の条件のうちの少なくとも一つを満足する場合に限って、前記不燃性ガス供給装置により、前記気相空間に不燃性ガスを供給することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、気相空間の圧力を所望の範囲に維持してタンク内の液体をタンク外への圧送を容易にしつつ、当該タンク内の気相空間の酸素濃度を極力、ゼロに近づけることにより、タンク内において錆の発生や揮発性ガスへの引火を抑制することができる。

第１の実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては縦断面を示している。 第１の実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては横断面を示している。 第１の実施形態の液体貯留システムのうち通気管に設けられた圧力制御装置の縦断面図である。 図３のIV−IV線による断面図である。 第１の実施形態の液体貯留システムのうち通気管に設けられたフィルタの縦断面図である。 第２の実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては縦断面を示している。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

〔第１の実施形態〕
（液体貯留システムの全体構成）
まず、本実施形態の液体貯留システムについて、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては縦断面を示している。図２は、本実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては横断面を示している。なお、図１及び図２において、鉛直方向のうち、上側（以下、鉛直上側と記す）を矢印Ｕで示し、下側（以下、鉛直下側と記す）を矢印Ｄで示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態の液体貯留システムは、内部に液体を貯留可能な液体用タンク（以下、単に「タンク」と記す）１０と、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０をタンク外に圧送する装置（以下、液体圧送装置と記す）２５を備える。また、液体貯留システムは、不燃性ガスをタンク１０内に供給する装置（以下、不燃性ガス供給装置と記す）３０と、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０の液面２１より鉛直上側にある気相空間２２とタンク１０外の空間とを連通可能な通気管４０とを有する。本実施形態において、タンク１０外の空間は、大気圧の空気、いわゆる外気（ambient air）が存在する空間である。本実施形態において、液体圧送装置２５は、車両に設けられたタンク又は給油機（図示せず）に液体燃料２０を圧送する。

本実施形態のタンク１０は、地盤面の鉛直下側に形成されたピットに配置されており、いわゆる地下式液体タンクとして構成されている。具体的には、タンク１０は、地下ピット基礎５と地下ピット屋根７の間に配置されている。なお、地下ピット屋根７は、地盤面より鉛直上側又は鉛直下側に配置されているものとしても良い。地下ピット基礎５上には、複数の支持脚６が間隔をあけて配列されている。タンク１０は、これら支持脚６上に配置されており、当該支持脚６により支持されている。このように地盤面下に配置されたタンク１０は、油や燃料等、揮発性及び可燃性を有する液体を貯留することが可能である。本実施形態において、タンク１０は、揮発性が高い液体燃料を貯留しており、より具体的には、ディーゼル燃料を貯留している。

タンク１０は、図１及び図２に示すように円筒状をなしており、図１に矢印Ｌで示す長手方向に延びている部分（以下、胴部と記す）１１と、当該胴部１１の長手方向Ｌの両側に配置されており、それぞれ半球面状をなしている部分（以下、鏡部と記す）１６，１７とを有する。胴部１１の横断面は、図２に示すように、環状をなしている。タンク１０の胴部１１のうち、鉛直上側にある部分を、特に「頂部」と記して符号１２で示し、鉛直下側にある部分を、特に「底部」と記して符号１３で示す。

タンク１０の底部１３の内面１３ａは、液体燃料２０と接している。タンク１０内に貯留されている液体燃料２０の液面２１より鉛直上側には、ガスで満たされた空間、いわゆる気相空間２２がある。一方、頂部１２の内面１２ａは、気相空間２２に面しており、ガスと接している。気相空間２２に満たされているガスは、液体燃料２０が気化したものを含んでおり、本実施形態においては、液体燃料が気化（揮発）した可燃性ガスを含んでいる。

鏡部１６の内面１６ａは、長手方向の一方側において、頂部１２の内面１２ａと底部１３の内面１３ａとを接続しており、これら内面１２ａ，１３ａに連続している。一方、鏡部１７の内面１７ａは、長手方向の他方側すなわち鏡部１６とは反対側において、頂部１２の内面１２ａと底部１３の内面１３ａとを接続しており、これら内面１２ａ，１３ａに連続している。鏡部１６，１７のそれぞれの内面１６ａ，１７ａは、その一部分が気相空間２２に面している。このように形成されたタンク１０は、比較的高い内部圧力に耐えることが可能である。タンク１０の内部容積に占める気相空間２２の割合は、５〜１０％であることが好ましい。

本実施形態において、タンク１０内に貯留されている液体燃料は、液体圧送装置２５によりタンク１０外に送出される。本実施形態において、液体圧送装置２５は、タンク１０を貫通して延びている導管（いわゆるフィード管）２６と、導管２６に設けられたポンプ２８とを有する。導管２６のうちタンク１０内にある端には、貯留されている液体を吸入する吸入口２７が形成されている。吸入口２７は、タンク１０内のうち鉛直下側に配置されており、本実施形態においては、底部１３の内面１３ａの近傍に配置されている。

ポンプ２８が作動すると、タンク１０内に貯留されている液体燃料は、吸入口２７から導管２６内に流入し、当該導管２６を通してタンク１０外に圧送される。このとき、タンク１０内においては、液体燃料２０の液面２１の位置が低下し、当該液面２１より鉛直上側にある気相空間２２の体積が増大すると共に当該気相空間２２の圧力が低下する。

本実施形態の液体貯留システムにおいて、気相空間２２の圧力が低下したときには、不燃性ガス供給装置３０により気相空間２２に不燃性ガスが供給される。本実施形態の不燃性ガス供給装置３０は、不燃性ガス供給源としてのボンベ３２と、当該ボンベ３２からの不燃性ガスをタンク１０内の気相空間２２に導く導管３４とを有する。導管３４は、ボンベ３２からタンク１０の頂部１２を貫通して延びている。導管３４のうち、タンク１０内にある端には、不燃性ガスを供給する供給口３５が形成されている。供給口３５は、タンク１０内のうち鉛直上側にある気相空間２２に配置されており、本実施形態においては、頂部１２の内面１２ａの近傍に配置されている。

気相空間２２の圧力が、ボンベ３２内の圧力及び大気圧より低下すると、ボンベ３２内の不燃性ガスは、導管３４を通してタンク１０内に導かれ、供給口３５から気相空間２２に供給される。不燃性ガス供給装置３０により気相空間２２に供給される不燃性ガス（non-flammable gas）は、酸素を含まない不活性ガス（inert gas）であり、好ましくは、酸素に比べて「単位モル数当たりの質量」が大きいガス（すなわち密度が大きいガス）であり、大気中に放散してもほぼ問題ないものである。このような不燃性ガスには、酸素に比べて分子量が大きい元素で構成されたガスが用いられ、本実施形態においては、比較的入手が容易な希ガスが用いられる。酸素に比べて密度が大きい希ガスには、アルゴン（Ａｒ、平均分子量が約４０［ｇ/ｍｏｌ］）、キセノン（Ｘｅ、平均分子量が約１３１［ｇ/ｍｏｌ］）がある。本実施形態においては、不燃性ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスが用いられている。

本実施形態の通気管４０は、地下ピット屋根７及びタンク１０の頂部１２を貫通して延びており、通気管４０のうちタンク１０内にある端には、ガスが流出又は流入する開口４２が形成されている。当該開口４２は、タンク１０内のうち鉛直上側にある気相空間２２に配置されており、本実施形態においては、頂部１２の内面１２ａの近傍に配置されている。一方、通気管４０のうち、タンク１０外にある端にも、ガスが流入又は流出する開口４８が形成されている。当該開口４８は、タンク１０外のうち大気圧の空気がある空間に配置されており、本実施形態においては、地下ピット屋根７の鉛直上側に配置されている。

本実施形態の液体貯留システムは、気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて作動して、気相空間２２の圧力を大気圧を含む所定の範囲に制限する装置（以下、圧力制御装置と記す）５０が設けられており、以下に図１〜図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の液体貯留システムのうち通気管に設けられた圧力制御装置の縦断面図である。図４は、図３のIV−IV線による断面図である。なお、図３及び図４においては、圧力制御装置を構成する真空逃し弁及び圧力逃し弁のそれぞれの弁体が閉位置にある状態を示しており、これら弁体の開位置は、それぞれ二点鎖線で示している。

圧力制御装置５０は、通気管４０の途中に設けられており、気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて作動するよう構成されている。具体的には、圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が、大気圧より所定値以上、低下したときに、タンク１０外にある空気を気相空間２２導入し、且つ気相空間２２の圧力が大気圧より所定値以上、上昇したときに、気相空間２２にあるガスをタンク１０外に排出するよう構成されている。これにより、圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が、大気圧を含む所定の範囲内すなわち所定の下限値及び上限値の間となるように制限する。

本実施形態において、圧力制御装置５０は、図３に示すように、タンク１０外の空間から気相空間２２に向かう空気の流れを許し、気相空間２２からタンク１０外の空間に向かうガスの流れを止める逆止弁（check valve）である真空逃し弁６０を含んでいる。また、圧力制御装置５０は、真空逃し弁６０と並列に配置されており、気相空間２２からタンク１０外の空間に向かうガスの流れを許し、タンク１０外の空間から気相空間２２に向かう空気の流れを止める逆止弁である圧力逃し弁７０を含んでいる。真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、ガスの圧力により、それぞれの弁体６２，７２を開閉させ、逆流を防止するバルブ、いわゆるフラップ弁（flap valve）として構成されている。なお、フラップ弁は、「フラッパー弁」とも称される。真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、それぞれ、気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて、独立して作動する。

真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、気相空間２２の圧力が、大気圧を含む所定の範囲内にあるときに閉弁する、いわゆるノーマルクローズ弁（normally closed valve）である。図３には、真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、それぞれの弁体６２，７２のノーマル位置すなわち閉位置を、実線で示されている。真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０を含む圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が、大気圧を含む所定の範囲内にあるときに、気相空間２２と、タンク１０外にある空間、すなわち大気との連通を遮断する。これにより、タンク１０外にある酸素を含んだ空気が気相空間２２に流入することを抑制することができる。

圧力制御装置５０は、真空逃し弁６０の弁体６２と、圧力逃し弁７０の弁体７２とを収容する共通のバルブボディ（いわゆる弁箱）５２を有する。当該バルブボディ５２は、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側の部分４５と、圧力制御装置５０より大気側の部分４６とを接続しており、本実施形態においては、略円筒状をなしている。すなわち、当該バルブボディ５２は、その内部に円柱状の空間を有する。

加えて、圧力制御装置５０は、当該円柱状の空間を、気相空間２２に連通する空間（以下、タンク側空間と記す）５３と、タンク１０外の空間に連通する空間（以下、大気側空間と記す）５４に仕切る仕切部材５５とを有する。仕切部材５５には、２つの貫通孔５６，５７が形成されている。具体的には、仕切部材５５は、真空逃し弁６０の弁体６２に対応して設けられ、当該弁体６２が開位置にあるときに大気側空間５４からの空気をタンク側空間５３に導入する開口（以下、導入口と記す）５６と、圧力逃し弁７０の弁体７２に対応して設けられ、当該弁体７２が開位置にあるときにタンク側空間５３からのガスを大気側空間５４に排出する開口（以下、排出口と記す）５７とを有する。

本実施形態において、仕切部材５５は、図４に示すように、円板状をなしており、２つの貫通孔５６，５７、すなわち導入口５６及び排出口５７は、それぞれ略円形をなしている。また、導入口５６を閉じる真空逃し弁６０の弁体６２と、排出口５７を閉じる圧力逃し弁７０の弁体７２も、それぞれ略円板状をなしている。導入口５６及び弁体６２を含む真空逃し弁６０と、排出口５７及び弁体７２を含む圧力逃し弁７０は、仕切部材５５の径方向において互いに対向して配置されている。つまり、本実施形態の圧力制御装置５０において、真空逃し弁６０と、圧力逃し弁７０は、互いに並列に接続されている。

本実施形態において、真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、それぞれ「フラッパー弁（フラップ弁とも称する）」として構成されている。真空逃し弁６０は、仕切部材５５に結合された回動軸６５に対して回動可能な弁体６２と、仕切部材５５に形成された導入口５６を閉じるよう当該弁体６２を図３に示す閉位置に付勢する部材（以下、付勢部材と記す）６４とを有する。一方、圧力逃し弁７０は、仕切部材５５に結合された回動軸７５に対して回動可能な弁体７２と、仕切部材５５に形成された排出口５７を閉じるよう当該弁体７２を図３に示す閉位置に付勢する付勢部材７４とを有する。付勢部材６４，７４は、それぞれ、ねじりコイルばね（helical torsion spring）等、様々な「ばね」を用いて実現することができる。例えば、ばね定数を変えることにより、真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０が開閉する圧力を調整可能である。

真空逃し弁６０の弁体６２及び圧力逃し弁７０の弁体７２は、それぞれ略円板状をなしており、タンク側空間５３の圧力すなわち気相空間２２（図１参照）の圧力と、大気側空間５４の圧力すなわち大気圧との圧力差が作用する。真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、タンク側空間５３と大気側空間５４との差圧に応じて、それぞれの弁体６２，７２が独立して仕切部材５５に対して回動するよう構成されている。

真空逃し弁６０は、気相空間２２の圧力が低下して、大気圧に対して所定値以上、下回ったとき、すなわち気相空間２２の圧力が、ゲージ圧で所定の下限値以下となったときに、その弁体６２が、付勢部材６４の付勢力に抗して、図３に矢印Ｖで示すように開位置に移動する。これにより、タンク側空間５３が導入口５６を介して大気側空間５４に連通する。すなわち、圧力が低下した気相空間２２が、通気管４０を通してタンク１０外に連通し、当該タンク１０外からの空気を気相空間２２に導入することが可能となる。本実施形態において、真空逃し弁６０が開弁する圧力、すなわち気相空間２２の圧力の下限値は、例えば、ゲージ圧で−０．０１ＭＰａに設定される。

一方、圧力逃し弁７０は、気相空間の圧力が上昇して、大気圧に対して所定値以上、上回ったとき、すなわち気相空間２２の圧力が、ゲージ圧で所定の上限値以上となったときに、その弁体７２が、付勢部材７４の付勢力に抗して、図３に矢印Ｐで示すように開位置に移動する。これにより、タンク側空間５３と大気側空間５４が排出口５７を介して連通する。すなわち、圧力が上昇した気相空間２２が、通気管４０を通してタンク１０外に連通し、気相空間２２にあるガスを、タンク１０外に排出することが可能となる。本実施形態において、圧力逃し弁７０が開弁する圧力、すなわち気相空間２２の圧力の上限値は、例えば、ゲージ圧で０．０１ＭＰａに設定される。

このように構成された圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が、ゲージ圧で所定の下限値以下に低下したときに、タンク１０外にある空気を、通気管４０を通して気相空間２２に導入する。本実施形態によれば、図１に示す液体圧送装置２５が、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０を、比較的高い流量でタンク１０外に圧送し、タンク１０内の液面２１の位置が急激に低下して、不燃性ガス供給装置３０が気相空間２２に不燃性ガスを供給しても気相空間２２の圧力が低下するような場合に、タンク１０外の空気を気相空間２２に導入して、気相空間２２の圧力が大気圧に比べて過剰に低くなることを防止することができる。

また、上述した圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が、ゲージ圧で所定の上限値以上に上昇したときに、気相空間２２にあるガスを、通気管４０を通してタンク１０外に排出する。本実施形態によれば、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０が気化（揮発）した場合や不燃性ガスを過剰に供給した場合など気相空間２２の圧力が上限値以上に上昇した場合に、気相空間２２に充満するガスを、タンク１０外に排出して、気相空間２２の圧力が過剰に高くなることを防止することができる。

なお、不燃性ガス供給装置３０は、上述した圧力制御装置５０により、タンク１０外からの空気が気相空間２２に導入されているとき、すなわち真空逃し弁６０の弁体６２が開いているときに、不燃性ガスを気相空間２２に供給することも好適である。導管３４に制御弁（図示せず）を設け、真空逃し弁６０の弁体６２が開位置にあるときに、制御弁が開弁するよう制御することで、容易に実現することができる。

上述した圧力制御装置５０において真空逃し弁６０が開弁することにより、気相空間２２に酸素を含む空気が導入されると、当該気相空間２２に満たされてるガス中の酸素濃度も上昇する。また、気相空間２２にある酸素は、タンク内において結露した水に溶け込み、金属製のタンク１０の内面１２ａ，１３ａ，１６ａ，１７ａに錆を生じさせる場合がある。また、気相空間２２における酸素濃度が、いわゆる「燃焼限界酸素濃度」より高くなると、気相空間２２にあるガスや液体燃料２０等が引火する可能性がある。

そこで、本実施形態の液体貯留システムは、気相空間２２における酸素濃度を極力ゼロに近づけるために、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側に、少なくとも酸素を分離して保持可能なフィルタ８０が設けられており、以下に図１及び図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の液体貯留システムのうち通気管に設けられたフィルタの縦断面図である。当該フィルタ内における脱酸素剤及び脱水分剤の配置を示している。

図１に示すように、フィルタ８０は、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側に配置されている。具体的には、フィルタ８０は、通気管４０のうち、圧力制御装置５０より気相空間２２側の部分４５と、タンク１０の頂部１２を貫通して延びている部分４４との間に配置されている。通気管４０のうち、これら部分４４，４５内の空間は、気相空間２２に常時、連通しており、気相空間２２にあるものと同じガスが、気相空間２２と同じ圧力で満たされている。これら部分４４，４５のうち、部分４４は、気相空間２２内に配置された開口４２を含む端部４４である。

フィルタ８０は、図５に示すように、通気管の２つの部分４４，４５の間に配置されたハウジング８２を有する。当該ハウジング８２内の内部空間８３は、気相空間２２（図１参照）に連通している。ハウジング８２内には、内部空間８３にあるガスに含まれる酸素を吸着する脱酸素剤８４と、内部空間８３にあるガスに含まれる水分を吸着する脱水分剤８６が、収容されている。脱水分剤８６には、ゼオライトを用いることができ、特に、水の吸脱着し、二酸化炭素や窒素を吸着しない３Ａ型ゼオライトを用いることができる。

本実施形態のフィルタ８０において、ハウジング８２は、略円筒状をなしており、通気管４０の部分４４，４５と同軸に配置されている。すなわち、ハウジング８２、通気管４０の一部分を形成している。内部空間８３は、円柱状をなしている。脱酸素剤８４及び脱水分剤８６は、それぞれ、ハウジング８２の内部空間８３の軸心（図５に一点鎖線Ａで示す）と略垂直な方向に広がる円板状をなしており、当該軸心に沿う方向すなわちガスの流動方向に互いに間隔をあけて配置されている。

フィルタ８０は、ハウジング８２に対して脱酸素剤８４を保持する保持部材８５と、脱水分剤を保持する保持部材８７とを有する。本実施形態において、保持部材８５，８７のぞれぞれは、一対の網状の部材であり、その外縁がハウジング８２に結合されている。これら保持部材８５，８７は、ガスが貫流可能に構成されており、それぞれ脱酸素剤８４及び脱水分剤８６を挟み込む。フィルタ８０は、内部空間８３にあるガスから少なくとも酸素及び水分を分離して保持する。

ハウジング８２内の内部空間８３は、タンク１０内の気相空間２２に連通しており、フィルタ８０は、当該気相空間２２にあるガスを、脱酸素剤８４により脱酸素化すると共に、脱水分剤８６により除湿することができる。酸素を吸着して脱酸素能力が低下した脱酸素剤８４、及び水分を吸着して脱水分能力が低下した脱水分剤８６は、それぞれ新しいものと交換される。ハウジング８２には、脱酸素剤８４及び脱水分剤８６を交換するためのアクセスホール（図示せず）が形成されている。また、能力が低下した脱酸素剤８４及び脱水分剤８６は、これらを収容するハウジング８２及び保持部材８５，８７と共に、フィルタ８０ごと、新しいものと交換するものとしても良い。

また、本実施形態の液体貯留システムは、気相空間２２における酸素及び不燃性ガスのうち少なくとも一方の濃度を測定可能な濃度センサ９０を有する。本実施形態においては、通気管４０のうち気相空間２２に連通する空間の酸素濃度を測定する酸素濃度センサ９０が設けられている。酸素濃度センサ９０は、通気管４０のうち気相空間２２側の端部４４に配置されており、当該端部４４内の空間は、気相空間２２に常時、連通している。なお、酸素濃度センサ９０には、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電性セラミックスセンサ等を用いることができる。

このような酸素濃度センサ９０により、気相空間２２における酸素濃度を測定することができ、不燃性ガス供給装置３０による気相空間２２への不燃性ガスの供給状態を把握することができる。なお、不燃性ガス供給装置３０により気相空間２２に供給される不燃性ガスが、アルゴン等の希ガスである場合、酸素濃度センサ９０に代えて、気相空間２２における不燃性ガスの濃度を測定可能なセンサ、具体的には、希ガス（アルゴン）の濃度を測定する希ガス濃度センサを用いるものとしても良い。また、当該希ガス濃度センサと酸素濃度センサ９０とを併用して、気相空間２２における酸素濃度と不燃性ガス（希ガス）濃度との双方を測定するものとしても良い。

次に、タンク１０内の気相空間２２に流入した空気を不燃性ガスに入れ替える方法について、図１を参照して説明する。なお、以下の例においては、タンクローリ等のより液体燃料２０をタンク１０内に補給した際に、タンク１０内の気相空間２２に酸素を含む空気が流入した場合を想定している。

まず、タンク１０に気相空間２２に連通する導管３４を設置し、タンク１０外において当該導管３４に、不燃性ガス供給源としてのボンベ３２を接続する。ボンベ３２内には、不燃性ガスとしての希ガス、具体的にはアルゴンが充填されている。なお、導管３４又はボンベ３２には、当該ボンベ３２から気相空間２２への希ガスの供給を制御する制御弁（図示せず）が設けられるものとしても良い。

そして、ボンベ３２から導管３４を通して気相空間２２に希ガスを供給する。気相空間２２の圧力を上昇させて、圧力制御装置５０のうち圧力逃し弁７０を開弁させる。気相空間２２にあった空気を、通気管４０を通してタンク１０外に排出（パージ）し、気相空間２２及び通気管４０内を希ガスで満たす。すなわち、気相空間２２にあるガスを、酸素を含む空気から希ガスに入れ替える。

このとき、気相空間２２に供給された希ガスの一部は、通気管４０を通してタンク１０外に排出される。希ガス、特にアルゴンは、人体や環境に有害ではないので、少量であれば、タンク１０外に排出されても、特に問題は生じない。

そして、気相空間２２が希ガスで満たされたか否かを判定する。本実施形態においては、上述した酸素濃度センサ９０により測定された酸素濃度に応じて判定する。酸素濃度センサ９０は、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側に設けられた酸素濃度センサ９０により、通気管４０のうち気相空間２２に連通する端部４４内の酸素濃度を測定する。酸素濃度が、ほぼゼロであれば、気相空間２２が希ガスで満たされているものと判定する。

以上のようにして不燃性ガスを気相空間２２に供給することにより、気相空間２２における酸素濃度をほぼゼロにすることができる。この例においては、酸素濃度センサ９０により測定された酸素濃度がほぼゼロになるまで、不燃性ガス供給装置３０により不燃性ガスとしての希ガス（アルゴン）を所定の流量で連続的に気相空間２２に供給するものとしたが、例えば、酸素濃度センサ９０により測定された酸素濃度に応じて、不燃性ガス供給装置３０による気相空間２２への希ガスの流量と供給時間を、フィードバック制御することも好適である。

その後、タンク１０内の液体燃料２０は、液体圧送装置２５によりタンク１０外に送出されるに従って、その液面２１の位置が低下し、気相空間２２の体積が増大する。不燃性ガス供給装置３０は、通気管４０を通してタンク１０外の空気が気相空間２２に導入されないように、当該気相空間２２の体積の増大に応じて当該気相空間２２に希ガスを供給する。具体的には、不燃性ガス供給装置３０は、圧力制御装置５０の真空逃し弁６０が開弁しないように、気相空間２２に希ガスを供給する。

気相空間２２への希ガスの供給は、酸素濃度センサ９０により測定された気相空間２２における酸素濃度を監視しながら、不燃性ガス供給装置３０による気相空間２２への希ガスの供給を制御することにより実現することができる。また、不燃性ガス供給装置３０を、液体圧送装置２５のポンプ２８と協調して制御することによっても、実現することができる。

なお、タンクローリ等によりタンク１０内に液体燃料２０を補給する際には、液面２１の位置が上昇して、気相空間２２の体積が減少すると共に気相空間２２の圧力が上昇する。このとき、圧力制御装置５０の圧力逃し弁７０が開弁して、気相空間２２にある希ガスは、通気管４０を通してタンク１０外に排出される。

また、タンク１０の定期点検の際には、不燃性ガス供給装置３０のボンベ３２を、空気が充填されたボンベに交換し、導管３４を通して気相空間２２に空気を供給して、当該気相空間２２の圧力を上昇させる。そして、圧力制御装置５０の圧力逃し弁７０を開弁させて、気相空間２２にある希ガスを、通気管４０を通してタンク１０外に排出し、気相空間２２を空気で満たす。すなわち、気相空間２２にあるガスを、希ガスから空気に入れ替える。これにより、タンク１０に設けられたメンテナンスホール（いわゆるマンホール、図示せず）を開けて、作業員によるタンク１０内の点検を行うことができる。

以上に説明したように本実施形態の液体貯留システムは、図１に示すように、内部に液体燃料２０を貯留可能なタンク１０と、タンク１０内に貯留された液体燃料２０の液面２１より鉛直上側にある気相空間と当該タンク１０外とを連通可能な通気管４０と、不燃性ガスを気相空間２２に供給する不燃性ガス供給装置３０と、気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて作動して、気相空間２２の圧力を、大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置５０とを備える。圧力制御装置５０は、気相空間２２の圧力が所定の下限値以下に低下したときにタンク１０外にある空気を通気管４０を通して気相空間２２に導入し、且つ気相空間２２の圧力が所定の上限値以上に上昇したときに気相空間２２にあるガスを通気管４０を通してタンク１０外に排出するものとした。なお、本実施形態において、下限値は、大気圧を基準とするゲージ圧で、−０．０１ＭＰａに設定され、上限値は、同じくゲージ圧で、０．０１ＭＰａに設定される。

本実施形態によれば、タンク１０内にある気相空間２２の圧力を、大気圧を含む所望の範囲、すなわち下限値と上限値との間に維持することができる。また、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０の液面２１の位置が低下して、気相空間２２の体積が増大する際には、不燃性ガス供給装置３０により酸素を含まない不燃性ガスが気相空間２２に供給される。これにより、気相空間２２における酸素濃度を、極力ゼロに近づけることができる。気相空間２２が、酸素を含まない不燃性ガスである希ガスで満たされることにより、液体燃料２０と酸素が接しない状態を維持することができる。タンク１０内の液体燃料２０に引火する可能性を、極めて低いものにすることができ、また、タンク１０内における錆の発生を防止することができる。

本実施形態の液体貯留システムにおいて、圧力制御装置５０は、タンク１０外から気相空間２２に向かう空気の流れを許し、気相空間２２からタンク１０外の空間に向かうガスの流れを止める逆止弁である真空逃し弁６０と、気相空間２２からタンク１０外の空間に向かうガスの流れを許し、タンク１０外の空間から気相空間２２に向かう空気の流れを止める逆止弁である圧力逃し弁７０とを含む。真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０は、それぞれ、気相空間２２の圧力が所定の範囲内にあるときに閉弁するノーマルクローズ弁として構成されている。真空逃し弁６０は、気相空間２２の圧力が下限値以下に低下したときに開弁して、タンク１０外からの空気を気相空間２２に導入し、圧力逃し弁７０は、気相空間２２の圧力が上限値以上に上昇したときに開弁して、気相空間２２にあるガスをタンク１０外に排出するものとした。

本実施形態においては、ガスの流れを止める方向が異なる２つの逆止弁（ノーマルクローズ弁）、すなわち真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０を並列に配置するだけで、上述した圧力制御装置５０を実現することができる。

なお、本実施形態において、不燃性ガス供給装置３０は、不燃性ガス供給源としてのボンベ３２と、ボンベ３２からの不燃性ガスをタンク１０内の気相空間２２に導く導管３４とを有し、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０の液面２１の位置が低下して気相空間２２の体積が増大するたびに、適宜、不燃性ガス（希ガス）を気相空間２２に供給するものとしたが、気相空間２２への不燃性ガスの供給方法は、これに限定されるものではない。酸素濃度センサ９０により測定された気相空間２２における酸素濃度に応じて、気相空間２２における酸素濃度がゼロに近づくように不燃性ガス供給装置３０を制御するものとしても良い。

また、本実施形態においては、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側の端部４４には、気相空間２２における酸素濃度を測定可能な酸素濃度センサ９０が設けられているものとしたが、気相空間２２における酸素濃度を推定する方法は、これに限定されるものではない。不燃性ガスとしてアルゴン等の希ガスが用いられる場合、当該希ガスの濃度を測定可能なセンサを設けるものとしても良い。

気相空間２２にあるガスは、液体燃料２０が気化（揮発）したガス、タンク１０外から導入された空気、不燃性ガス供給装置３０により供給された不燃性ガス（希ガス）のいずれかである。気相空間２２における希ガスの濃度を測定することにより、当該測定結果から、気相空間２２における酸素の濃度を推定することも可能である。なお、酸素濃度を測定可能な酸素濃度センサ９０と、アルゴン等の希ガスの濃度を測定可能なセンサ（図示せず）との双方を、通気管４０のうち気相空間２２に常時、連通する部分、例えば、端部４４に設けることも好適である。希ガス濃度と酸素濃度の少なくとも一方を監視して、間欠的又は連続的に不燃性ガスを供給することが好ましい。

また、本実施形態の液体貯留システムは、通気管４０のうち圧力制御装置５０より気相空間２２側に配置されており、当該気相空間２２から通気管４０内に流入したガスから、少なくとも酸素を分離して保持可能なフィルタ８０を有するものとした。真空逃し弁７０が開弁して気相空間２２に空気が導入される場合等において、圧力逃し弁７０の開弁によるタンク１０外への空気の排出（パージ）を行わなくとも、気相空間２２における酸素濃度をより低いものにすることができる。

なお、本実施形態において、フィルタ８０は、通気管４０内のうち気相空間に連通する空間８３にあるガスに含まれる酸素を吸着する脱酸素剤８４と、当該ガスに含まれる水分を吸着する脱水分剤８６とを有するものとした。簡素な構成で気相空間２２にあるガスの脱酸素化及び除湿を行うことができる。なお、酸素の吸着能力が低下した脱酸素剤８４及び水分の吸着能力が低下した脱水分剤８６の新しいものとの交換は、気相空間２２及び通気管４０内を希ガスで満たした後に行われることが好ましい。なお、フィルタ８０ごと新しいものに交換するものとしても良い。通気管４０には、フィルタ８０を迂回する導管（図示せず）やフィルタ８０を通るガスの流れを止める弁（例えば、グローブ弁）等を設けることも好適である。

〔第２の実施形態〕
本実施形態の液体貯留システムと、当該液体貯留システムにおけるタンク内の気相空間への不燃性ガスの供給方法について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の液体貯留システムの模式図であり、液体用タンクについては縦断面を示している。なお、第１の実施形態の液体貯留システムと略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態において、液体圧送装置２５は、タンク１０に貯留されている液体燃料２０を、熱機関２に供給する。熱機関２は、供給された液体燃料を燃焼させることにより発生した熱エネルギを、機械的なエネルギに変換する原動機である。熱機関２には、例えば、内燃機関や外燃機関、ガスタービンや蒸気タービンがある。本実施形態において、熱機関２は、非常用ディーゼル機関であり、タンク１０内に貯留される液体燃料２０は、ディーゼル燃料である。液体圧送装置２５のポンプ２８は、電気的な動力により駆動されるものとしても良いし、熱機関２が発生する機械的動力の一部により駆動されるものとしても良い。

不燃性ガス供給装置３０Ｃのうち、ボンベ３２からの不燃性ガス（希ガス）をタンク１０内の気相空間２２に導く導管３４Ｃには、当該気相空間２２への不燃性ガスの流れを制御する制御弁３６が設けられている。制御弁３６は、電磁石の電磁力によって弁体を開閉するバルブ、いわゆる「電磁弁」として構成されている。

不燃性ガス供給装置３０Ｃの制御弁３６は、濃度センサ９０により測定された酸素及び不燃性ガスのうち少なくとも一方の濃度に応じて制御され、本実施形態においては、酸素濃度センサ９０により測定された酸素濃度に応じて制御される。例えば、気相空間２２における酸素濃度が、所定の閾値又は範囲以上である場合には、制御弁３６を開弁して、不燃性ガス供給源であるボンベ３２からの不燃性ガス（希ガス）を、導管３４Ｃを通して気相空間２２に供給する。

また、タンク１０には、液体燃料２０の液面２１の位置を測定する計器（以下、単に「レベル計」と記す）９４が設けられている。当該レベル計９４は、「液位測定用自動レベル計」や「液位計」とも称される。本実施形態において、レベル計９４は、液面２１の位置に応じて信号を発生するスイッチを備えている。当該スイッチは、液面２１の位置が、正常範囲にあるか、当該範囲より低い位置にあるかに応じて、信号を発生する。不燃性ガス供給装置３０の制御弁３６は、当該レベル計９４により測定された液面の位置に応じて制御される。

本実施形態の液体貯留システムは、不燃性ガス供給装置３０の制御弁３６の開弁／閉弁を制御可能なコントローラ１００を有する。コントローラ１００は、例えば、熱機関２及び液体圧送装置２５のポンプ２８を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）であるものとすることができる。また、コントローラ１００は、液体貯留システム専用の電子制御装置であるものとしても良い。

コントローラ１００は、熱機関２の作動状態、例えば、熱機関２の出力軸（図示せず）のトルクや回転速度を示す情報を取得可能に構成されている。また、コントローラ１００は、液体圧送装置２５のポンプ２８の作動状態、例えば、作動／非作動を示す情報や、熱機関２に供給される液体燃料の流量を示す情報を、取得可能に構成されている。

コントローラ１００は、熱機関２すなわち非常用ディーゼル機関が作動していない「通常時」であるか、当該非常用ディーゼル機関が作動している「機関作動時」であるかを判定する。すなわち、コントローラ１００は、液体圧送装置２５により、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０がポンプ２８により熱機関２に圧送されて液面２１が低下する（すなわち気相空間２２の体積が増大する）状況にあるか否かを判定可能である。

非常用ディーゼル機関２が作動していない「通常時」である場合、コントローラ１００は、酸素濃度センサ９０により測定された酸素濃度に応じて制御弁３６を開閉する。具体的には、コントローラ１００は、酸素濃度が所定の正常範囲にあると判定した場合、制御弁３６が閉弁するよう制御する。一方、酸素濃度が、当該正常範囲より高いと判定した場合、制御弁３６が開弁するよう制御して、ボンベ３２からの希ガスを気相空間２２に供給する。

このように「通常時」においては、気相空間２２における酸素濃度が高いときに、気相空間２２に希ガスを供給して酸素濃度を低下させる。酸素濃度に応じて適宜、気相空間２２に希ガスを供給することにより、気相空間２２における酸素濃度を、極力、正常範囲に維持することができる。

また、コントローラ１００は、真空逃し弁６０及び圧力逃し弁７０（図５参照）のそれぞれの開弁／閉弁を示す情報を圧力制御装置５０から取得可能に構成されている。具体的には、コントローラ１００は、真空逃し弁６０の開弁を示す信号を、当該真空逃し弁６０に設けられたスイッチ（図示せず）から取得する。

また、コントローラ１００は、通気管４０の端部４４内すなわち気相空間２２における酸素濃度を示す情報を、酸素濃度センサ９０から取得可能に構成されている。具体的には、コントローラ１００は、気相空間２２における酸素濃度が、所定の正常範囲にあるか当該範囲より高いかを示す信号を、酸素濃度センサ９０に設けられたスイッチ（図示せず）から取得する。

また、コントローラ１００は、タンク１０内における液体燃料２０の液面２１の位置を示す情報を取得可能に構成されている。具体的には、コントローラ１００は、液面２１の位置が所定の正常範囲にあるか、当該正常範囲より低い位置にあるかを示す情報を、レベル計９４に設けられたスイッチ（図示せず）から取得する。

コントローラ１００は、上述した各種の情報及び信号に基づいて、
（Ａ）熱機関（非常用ディーゼル機関）２が作動しているか、
（Ｂ）液体圧送装置２５のポンプ２８が作動しているか、
（Ｃ）タンク１０内の気相空間２２における酸素濃度が所定の正常範囲より高いか、
（Ｄ）タンク１０内の液面２１の位置が所定の正常範囲より低いか、
（Ｅ）圧力制御装置５０の真空逃し弁６０が開弁しているか、
のそれぞれの条件について判定する。

本実施形態において、コントローラ１００は、上述した（Ａ）〜（Ｅ）の条件のうち、少なくともいずれかが成立している場合に、制御弁３６が開弁するよう制御して、不燃性ガス供給装置３０により気相空間２２に希ガスを供給する。コントローラ１００は、（Ａ）〜（Ｅ）の条件のうち、いずれも成立しない場合には、制御弁３６が閉弁するよう制御する。

（Ａ）熱機関（非常用ディーゼル機関）２が作動している場合や（Ｂ）液体圧送装置２５のポンプ２８が作動している場合、すなわち、タンク１０内に貯留されている液体燃料２０の液面２１が低下する場合、気相空間２２の体積が増大すると共に気相空間２２の圧力が低下する。このとき、真空逃し弁６０が開弁すると、酸素を含む空気が気相空間２２に導入される可能性がある。気相空間２２への空気の導入を抑制するために、コントローラ１００は、制御弁３６を開弁させて、気相空間２２に希ガスを供給する。これにより、気相空間２２の圧力を維持して真空逃し弁６０の開弁を抑制し、気相空間２２における酸素濃度の上昇を防止することができる。

また、（Ｃ）気相空間２２における酸素濃度が所定の正常範囲より高い場合にも、コントローラ１００は、制御弁３６を開弁させて、気相空間２２に希ガスを供給する。これにより、気相空間２２の酸素濃度を低下させ、当該酸素濃度を、極力、正常範囲に維持することができる。なお、気相空間２２への希ガスの供給により、気相空間２２の圧力が所定の上限値以上となったときには、圧力制御装置５０の圧力逃し弁７０が開弁し、気相空間２２にある酸素を含んだガスがタンク１０外に排出される。

また、（Ｄ）タンク１０内の液面２１の位置が所定の正常範囲より低い場合にも、コントローラ１００は、制御弁３６を開弁させて、気相空間２２に希ガスを供給する。これにより、気相空間２２の圧力を所定の正常範囲に維持することができ、真空逃し弁６０の開弁による気相空間２２への空気の導入を防止することができる。

また、（Ｅ）真空逃し弁６０が開弁している場合、すなわち圧力制御装置５０によりタンク１０外にある空気が、通気管４０を通してタンク１０内の気相空間２２に導入される場合にも、コントローラ１００は、制御弁３６を開弁させて、気相空間２２に希ガスを供給する。真空逃し弁６０が開弁するのは、気相空間２２の圧力が所定の下限値より低い場合である。この場合、不燃性ガス供給装置３０Ｃにより気相空間２２に希ガスを供給することにより、気相空間２２に圧力を大気圧を含む正常な範囲内に維持すると共に、気相空間２２への酸素を含む空気の導入を抑制することができる。

以上に説明したように本実施形態の「液体貯留システムにおけるタンク内の気相空間への不燃性ガスの供給方法」は、タンク１０内に貯留されている液体２０が当該タンク１０外に圧送されて、タンク１０内の液面２１の位置が低下する場合、すなわち気相空間２２の体積が増大すると共に圧力が低下する場合（Ａ）及び（Ｂ）、当該気相空間２２における酸素濃度が、所定の正常範囲より高い場合（Ｃ）、タンク１０内の液面２１が所定の正常範囲より低い場合（Ｄ）、圧力制御装置５０により、タンク１０外にある空気が、通気管４０を通してタンク１０内の気相空間２２に導入される場合（Ｅ）のうち、いずれかの場合には、不燃性ガス供給装置３０の制御弁３６を開弁させて、当該気相空間２２に不燃性ガスを供給するものとした。

これにより、気相空間２２の圧力低下により圧力制御装置５０がタンク１０外にある酸素を含む空気を、通気管４０を通してタンク１０内の気相空間２２に導入することが防止される。このように気相空間２２に不燃性ガスを供給することにより、タンク１０内の気相空間２２の圧力を所望の範囲に維持しつつ、当該気相空間２２における酸素濃度をゼロに近づけることができる。タンク内の液体をタンク外への圧送を容易にしつつ、当該タンク内において錆の発生や揮発性ガスへの引火を防止することができる。

〔他の実施形態〕
上述した各実施形態において、タンク１０内に貯留される液体は、ディーゼル燃料等の可燃性を有する液体燃料２０であるものとしたが、本発明に係るタンクが貯留する液体は、これに限定されるものではない。本発明に係るタンク内に貯留される液体は、油や水等、様々な液体であるものとすることができる。なお、本発明に係るタンク１０が、内部に水を貯留する、いわゆる水タンクである場合には、気相空間２２を除湿する必要がなく、フィルタ８０に脱水分剤８６を配置する必要がない。

また、上述した各実施形態において、不燃性ガス供給装置３０により気相空間２２に供給される不燃性ガスは、酸素に比べて密度が大きく、酸素に比べて分子量が大きい希ガスであるアルゴンが用いられるものとしたが、本発明に係る不燃性ガスは、これに限定されるものではない。不燃性ガスは、酸素を含まず、タンク１０内に貯留されている液体が気化したガスと反応しないものであれば良い。本発明に係る不燃性ガスには、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）等の希ガスや、二酸化炭素（ＣＯ_２）や窒素（Ｎ_２）等のガス、又は、これらのガスが混合された混合ガスを用いることができる。なお、このような酸素を含まない混合ガスは、酸素に比べて密度が大きくなるよう構成されることが好適である。

また、上述した各実施形態において、不燃性ガス供給装置３０，３０Ｃは、ボンベ３２に充填されている不燃性ガスを、導管３４，３４Ｃを通して気相空間２２に供給するものとしたが、本発明に係る不燃性ガス供給装置は、これらの態様に限定されるものではない。本発明に係る不燃性ガス供給装置は、不燃性ガスをタンク１０内の気相空間２２に供給できるものであれば良い。例えば、ボンベ３２に代えて、不燃性ガス供給源からの不燃性ガスを圧縮して気相空間２２に圧送するコンプレッサやポンプ等を用いるものとしても良い。

また、上述した各実施形態において、タンク１０内の気相空間２２と大気圧との圧力差に応じて作動して、当該気相空間２２の圧力を、大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置５０は、逆止弁且つノーマルクローズ弁としての、真空逃し弁６０と圧力逃し弁７０とを含み、気相空間２２の圧力が所定の下限値以下に低下したときに、真空逃し弁６０が開弁して、前記タンク１０外にある空気を、前記通気管４０を通して前記気相空間２２に導入し、気相空間２２の圧力が所定の上限値以上に上昇したときに、圧力逃し弁７０が開弁して、当該気相空間２２にあるガスを、当該通気管４０を通して前記タンク１０外に排出するものとしたが、本発明に係る圧力制御装置は、この態様に限定されるものではない。圧力制御装置は、例えば、少なくとも一つの逃し弁や制御弁を含み、気相空間２２の圧力を、大気圧を含む所定の範囲内すなわちゲージ圧で所定の下限値と所定の上限値との間に制限するものとしても良い。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２：非常用ディーゼル機関（熱機関）、３：地下ピット基礎、５：地下ピット基礎、６：支持脚、７：地下ピット屋根、１０：タンク、１１：胴部、１２：頂部、１２ａ：内面、１３：底部、１３ａ：内面、１６：鏡部、１６ａ：内面、１７：鏡部、１７ａ：内面、２０：液体燃料（液体、油、水）、２１：液面、２２：気相空間、２５：液体圧送装置、２６：導管、２７：吸入口、２８：ポンプ、３０，３０Ｃ：不燃性ガス供給装置、３２：ボンベ、３４，３４Ｃ：導管（不燃性ガス供給装置）、３５：供給口（不燃性ガス供給装置）、３６：制御弁、４０：通気管、４２：開口、４４：端部（通気管の部分）、５０：圧力制御装置、５２：バルブボディ、５３：タンク側空間、５４：大気側空間、５５：仕切部材、５６：導入口（貫通孔）、５７：排出口（貫通孔）、６０：真空逃し弁（圧力制御装置）、６２：弁体、６４：付勢部材、６５：回動軸、７０：圧力逃し弁（圧力制御装置）、７２：弁体、７４：付勢部材（ばね）、７５：回動軸、８０：フィルタ、８２：ハウジング、８３：内部空間、８４：脱酸素剤、８５：保持部材、８６：脱水分剤、８７：保持部材、９０：酸素濃度センサ（濃度センサ）、９４：レベル計、１００：コントローラ

Claims (12)

1. 内部に液体燃料を貯留可能なタンクと、
   当該タンク内に貯留された液体燃料の液面より鉛直上側にある気相空間と、当該タンク外とを連通可能な通気管と、
   不燃性ガスを前記気相空間に供給する不燃性ガス供給装置と、
   前記通気管に設けられており、前記気相空間と大気圧との圧力差に応じて作動して当該気相空間の圧力を大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置と、
   を備え、
   前記圧力制御装置は、
   前記気相空間の圧力が、ゲージ圧で所定の下限値以下に低下したときに、前記タンク外にある空気を、前記通気管を通して前記気相空間に導入し、且つ、
   前記気相空間の圧力が、ゲージ圧で所定の上限値以上に上昇したときに、当該気相空間にあるガスを、当該通気管を通して前記タンク外に排出するものであり、
   前記通気管における前記タンク外から前記気相空間に向かう空気の流れを許し且つ当該気相空間からタンク外に向かうガスの流れを止める逆止弁である真空逃し弁と、
   前記通気管における前記気相空間から前記タンク外に向かうガスの流れを許し且つ当該タンク外から当該気相空間に向かう空気の流れを止める逆止弁である圧力逃し弁と、
   を含み、
   前記真空逃し弁及び前記圧力逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記所定の範囲内にあるときに閉弁するノーマルクローズ弁であり、
   当該真空逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記下限値以下に低下したときに開弁して、前記タンク外にある空気を当該気相空間に導入し、
   当該圧力逃し弁は、前記気相空間の圧力が前記上限値以上に上昇したときに開弁して、前記気相空間にあるガスを前記タンク外に排出するものであって、
   前記不燃性ガス供給装置は、
   不燃性ガス供給源と、
   前記不燃性ガス供給源からの不燃性ガスを、前記気相空間に導く導管と、
   当該導管に設けられており、前記不燃性ガス供給源から前記気相空間への不燃性ガスの供給を制御する制御弁と、
   を有し、
   前記タンクには、その内部に貯留されている液体燃料の液面の位置を測定するレベル計が、設けられており、
   前記制御弁は、当該レベル計により測定された液面の位置に応じて制御される
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体貯留システム。
2. 前記圧力制御装置は、
   前記真空逃し弁の弁体と前記圧力逃し弁の弁体とを収容するバルブボディと、
   当該バルブボディ内にある空間を、前記気相空間に連通するタンク側空間と前記タンク外に連通する大気側空間に仕切る仕切部材と、
   を有し、
   前記仕切部材は、
   前記真空逃し弁の弁体に対応して設けられ、当該弁体が開位置にあるときに前記大気側空間からの空気を前記タンク側空間に導入する導入口と、
   前記圧力逃し弁の弁体に対応して設けられ、当該弁体が開位置にあるときに前記タンク側空間からのガスを前記大気側空間に排出する排出口と、
   を有し、
   前記真空逃し弁及び前記圧力逃し弁は、前記タンク側空間と前記大気側空間との差圧に応じて、それぞれの弁体が独立して前記仕切部材に対して回動するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体貯留システム。
3. 前記不燃性ガスは、酸素に比べて単位モル数当たりの質量が大きいガスである
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体貯留システム。
4. 前記不燃性ガスは、酸素に比べて分子量が大きいガスである
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体貯留システム。
5. 前記不燃性ガスは、希ガスである
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の液体貯留システム。
6. 前記通気管のうち前記圧力制御装置より前記気相空間側に配置されており、当該気相空間にあるガスから、少なくとも酸素を分離して保持可能なフィルタを、
   さらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の液体貯留システム。
7. 前記フィルタは、前記通気管内にあるガスに含まれる酸素を吸着する脱酸素剤を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体貯留システム。
8. 前記フィルタは、前記通気管内にあるガスに含まれる水分を吸着する脱水分剤を有する
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液体貯留システム。
9. 前記気相空間における酸素及び不燃性ガスのうち少なくとも一方の濃度を測定可能な濃度センサを、
   さらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の液体貯留システム。
10. 前記気相空間における酸素及び不燃性ガスのうち少なくとも一方の濃度を測定可能な濃度センサと、
    前記制御弁は、当該濃度センサにより測定された酸素及び不燃性ガスのうち少なくとも一方の濃度に応じて制御される
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の液体貯留システム。
11. 前記制御弁の開弁／閉弁を制御可能なコントローラを、さらに備え、
    当該コントローラは、
    前記タンク内に貯留されている液体燃料の液面が低下する場合、前記気相空間における酸素濃度が所定の正常範囲より高い場合、当該タンク内の前記液面の位置が所定の正常範囲より低い場合、前記圧力制御装置により当該タンク外にある空気が、前記通気管を通して当該気相空間に導入される場合のうち、少なくともいずれかの場合には、
    前記制御弁を開弁させて、当該気相空間に不燃性ガスを供給する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の液体貯留システム。
12. 内部に液体燃料を貯留可能なタンクと、当該タンク内に貯留された液体燃料の液面より鉛直上側にある気相空間と、当該タンク外とを連通可能な通気管と、不燃性ガスを前記気相空間に供給する不燃性ガス供給装置と、前記通気管に設けられており、前記気相空間と大気圧との圧力差に応じて作動して当該気相空間の圧力を大気圧を含む所定の範囲内に制限する圧力制御装置と、を備える液体貯留システムにおける当該タンク内への不燃性ガスの供給方法であって、
    前記タンク内に貯留されている液体燃料の液面が低下するという第１の条件、前記気相空間における酸素濃度が所定の正常範囲より高いという第２の条件、当該タンク内の前記液面の位置が所定の正常範囲より低いという第３の条件、前記圧力制御装置により当該タンク外にある空気が、前記通気管を通して当該気相空間に導入されるという第４の条件、のそれぞれの条件について判定し、前記第１ないし第４の条件のうちの少なくとも一つを満足する場合に限って、
    前記不燃性ガス供給装置により、前記気相空間に不燃性ガスを供給する
    ことを特徴とする液体貯留システムにおける不燃性ガスの供給方法。

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