JPH0694193A - 混合成分の液化ガス用貯蔵タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間の貯溜によっても液化ガスの組成を変
化させないようにする。 【構成】 断熱処理が施された密封容器１１の液面より
下部に連通する液化ガス放出管４が設けられ、この放出
管４には膨張制御弁４１が設けられ、密封容器１１の液
面より上部には液化ガスから気化した気化ガスが循環移
動する循環ライン２６が設けられ、この循環ライン２６
には圧力制御計３７が設けられ、上記放出管４の膨張制
御弁４１よりも下流側と上記循環ライン２６とが熱交換
を行う間接熱交換器５が設けられ、圧力制御計３７の検
出圧力が予め設定された所定の圧力以上になったときに
はこの圧力制御計３７から膨張制御弁４１に弁開通の指
示信号が発信され、検出圧力が所定の圧力未満になった
ときには圧力制御計３７から上記膨張制御弁４１に弁閉
止の閉止信号が発信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気など混合成分の液
化ガスを貯溜するための貯溜タンクにに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】通常低温の液化ガスを貯溜するために
は、外周面に断熱処理が施された金属製の密封容器が用
いられる。断熱処理が施されているとはいいながら、長
期間貯溜していると外気から熱を受け、液化ガスは徐々
に気化して容器内は高圧になり、ついには液化ガスはそ
のほとんどが気化してしまうことになる。そこで、この
ような不都合を回避するために種々の工夫が凝らされて
いる。

【０００３】図２は、従来の一般的な液化ガス用の貯溜
タンクを例示する説明図である。この図に示すように、
液化ガス用の貯溜タンク１は、金属製の密封容器１１
と、この密封容器１１の外周面を取り巻く断熱層１２
と、密封容器１１の周りに配設された各種の配管類とで
基本構成されている。

【０００４】上記配管類としては、密封容器１１内に液
化ガスを供給する供給管２１、密封容器１１の底部に連
通した液化ガスを抜き出すための排出管２３、下端部が
密封容器１１の底部に連通し上端部が密封容器１１の頂
部に連通しかつ昇圧器３１および膨張弁３２が付設され
た冷却管２４、および、密封容器１１中の気化ガスを外
気に放出するための放出管２５が密封容器１１を中心と
してそれを取り巻くように設けられている。

【０００５】なお、上記昇圧器３１はいわゆる大気との
熱交換で液化ガスを蒸発させる蒸発器であり、液化ガス
をこの昇圧器３１に供給することによって蒸発した液化
ガスが容器内の圧力を高め、密封容器１１内の液化ガス
は加圧された状態で抜き出される。また、上記圧力調整
弁３２は容器１１内部の圧力を所定の圧力に調節するた
めのバルブである。

【０００６】さらに、放出管２５には分岐管２５ａが分
岐され、この分岐管２５ａには計測バルブ３８を介して
放出管２５内の圧力値（すなわち容器１１内の圧力）を
検出する圧力制御計３７が設けられるとともに、放出管
２５上の分岐管２５ａより下流部分には制御弁３９が設
けられている。

【０００７】そして、上記圧力制御計３７と制御弁３９
とは信号線で接続されており、圧力制御計３７の検出し
た圧力値が予め設定された値よりも大きいときには圧力
制御計３７から制御弁３９に弁開通の指令信号を発信
し、上記設定された値よりも小さいときには弁閉止の指
令信号を発信するようになっている。

【０００８】従来の貯溜タンク１は以上のようなものが
一般的であったので、密封容器１１内に液化ガスが供給
された後、容器内の液化ガスが外気からの熱を受けてそ
の一部が気化し、密封容器１１内の圧力が所定の圧力よ
りも高くなると、圧力制御計３７がその圧力を検出して
制御弁３９に弁開通の指令信号を発信するため、それを
受けた制御弁３９の弁は開放され、密封容器１１内で気
化したガスはこの制御弁３９を介して外部に放出され、
密封容器１１内の過度の加圧は回避される。気化ガスの
外部への放出によって密封容器１１内の圧が下降する
と、圧力制御計３７からの指令信号によって制御弁３９
は閉止され、もとの状態に復帰する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
のような液化ガスの貯溜タンク１においては、貯溜対象
が液体窒素や液体酸素など混合成分ではない単成分の液
化ガスである場合は特に問題はないが、例えば液化ガス
が液体空気や液化石油ガスのように混合成分で構成され
ているような場合には、長期の貯溜の間に貯溜されてい
る液化ガスの組成が変化するという問題が存在する。

【００１０】というのは、例えば液体空気で説明する
と、液体空気の組成は概ね酸素が２１％、窒素が７９％
であるが、それぞれ沸点は大気圧の場合前者が−１８３
℃、後者が−１９６℃とそれぞれ異なった温度になって
いる。従って、液体空気が外部から熱を受けた場合、沸
点の低い窒素の方がより多く気化するため、液体空気の
気化ガスの組成は窒素リッチの状態になっている。

【００１１】つまり、従来の図２に示すような貯溜タン
ク１に長期間液体空気を貯溜していると、しばしば制御
弁３９が開通して気化したガスを外部に放出するが、こ
のガスの組成は窒素リッチであるため、結局密封容器１
１内に残留した液体空気の組成は逆に酸素リッチの状態
になり、時間の経過とともにこの傾向は助長された状態
になる。すなわち、混合成分からなる液化ガスを貯溜す
る場合、従来のような貯溜タンクでは液化ガスの組成を
変化させない状態で長期の貯溜を行うことができないと
いう決定的な問題点が存在していたのである。

【００１２】本発明は、従来の上記のような問題点を解
決するためになされたものであり、長期間の貯溜によっ
ても液化ガスの成分割合を変化させない混合成分の液化
ガス用貯溜タンクを提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の混合成分の液化
ガス用貯蔵タンクは、混合成分の液化ガスが貯溜される
断熱処理が施された密封容器が設けられ、この密封容器
の液面より下部には液化ガス放出管が設けられ、この液
化ガス放出管には膨張制御弁が設けられ、上記密封容器
の液面より上部には上記液化ガスから気化した気化ガス
が循環移動する循環ラインが設けられ、この循環ライン
には圧力制御計が設けられ、上記液化ガス放出管に設け
られた膨張制御弁の下流側と上記循環ラインとが熱交換
を行う間接熱交換器が設けられ、上記圧力制御計は、検
出圧力が予め設定された所定の圧力以上になったときに
はこの圧力制御計から上記膨張制御弁に弁を開放する指
示信号が発信され、上記検出圧力が上記所定の圧力未満
になったときには上記圧力制御計から上記膨張制御弁に
弁を閉止する閉止信号が発信されるように構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明の混合成分の液化ガス用貯蔵タンクによ
れば、密封容器の中に貯溜された液化ガスは、貯溜中に
外部から熱を得て徐々に容器内で気化し、密封容器内の
圧力が上昇する。

【００１５】そして上記圧力は循環ライン内の圧力をも
上昇させ、その圧力が圧力制御計に予め設定された圧力
値よりも大きくなると、圧力制御計から膨張制御弁に弁
を開放する信号が伝達されるため、それを受けた膨張制
御弁は開放され、密封容器内の液化ガスは液化ガス放出
管を通り、膨張制御弁から排出されるときに断熱膨張し
て上記容器内の液化ガスよりも温度降下し、寒冷媒体と
して間接熱交換器に導入される。

【００１６】その後、上記寒冷媒体はこの間接熱交換器
において循環ライン内に充満している気化ガスに冷熱を
与える熱交換をして自身は大気中に放出される。間接熱
交換器内で上記寒冷媒体から冷熱を得た気化ガスは、再
度凝縮して液化し、密封容器内に滴下される。

【００１７】逆に、密封容器の上部空間が充分に冷却さ
れ、圧力制御計の検知した圧力値が予め設定された所定
の値よりも小さくなると、圧力制御計から膨張制御弁に
弁を閉止する信号が発信されるため、これを受けた膨張
制御弁は閉止され、循環ライン内の気化ガスの冷却は中
止される。

【００１８】以上のように、本発明の混合成分の液化ガ
ス用貯蔵タンクは、密封容器内の液化ガスの断熱膨張を
利用して寒冷媒体をつくり、この寒冷媒体で密封容器内
の温度を降下させて密封容器内を所定の低温に保持する
ものであるが、上記寒冷媒体と循環ライン内の気化ガス
とは間接的に熱交換が行われるため、密封容器内の混合
成分の液化ガスの組成は長期間貯溜されても変化せず、
例えば液体空気など組成変化が好ましくない液化ガスの
貯溜に有効に適用することができる。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明に係る混合成分の液化ガス用
貯溜タンクの一例を示す説明図である。この図に示すよ
うに、液化ガス用の貯溜タンク１０は、金属製の密封容
器１１と、この密封容器１１の外周面を取り巻く断熱層
１２と、密封容器１１の周りに配設された各種の配管類
とで基本構成されている。

【００２０】本実施例においては、上記密封容器１１は
円筒状のステンレススチール製の縦型タンクが用いられ
ている。また、断熱層１２はパーライトで形成し、パー
ライトを密封容器１１の外周面および上面、底面を被覆
した後さらにその上から金属薄板で覆って密封容器１１
を保冷している。

【００２１】そして、密封容器１１内に液化ガスを供給
する供給管２１が設けられ、密封容器１１の底部には液
化ガスを抜き出すための排出管２３が設けられている。
この排出管２３には排出バルブ３５が設けられており、
この排出バルブ３５を開通することによって密封容器１
１内に貯溜されている液化ガスを容器外に取り出すこと
ができる。

【００２２】また、下端部が密封容器１１の底部に連通
し上端部が密封容器１１の頂部に連通した冷却管２４が
設けられている。この冷却管２４には冷却バルブ３６、
昇圧器３１および圧力調整弁３２が付設されている。そ
して、冷却管２４には密封容器１１中の気化ガスを外気
に放出するための放出管４が設けられている。この放出
管４には膨張弁としての機能を有する膨張制御弁４１が
設けられている。

【００２３】なお、上記昇圧器３１は大気との熱交換に
よる蒸発器であり、この昇圧器３１を通過させることに
よって蒸発した液化ガスがタンク内の圧力を高め、密封
容器１１内の液化ガスは加圧された状態で抜き出され
る。

【００２４】そして、密封容器１１の頂部には、両端部
が密封容器１１内に連通した循環ライン２６が設けられ
ており、この循環ライン２６には分岐管２６ａが分岐さ
れ、この分岐管２６ａには計測バルブ３８を介して循環
ライン２６内の圧力値を検出する圧力制御計３７が設け
られている。

【００２５】上記放出管４の膨張制御弁４１より下流側
と、循環ライン２６の一部とは間接熱交換器５によって
連結されており、両者の中を流れる流体は間接的に互い
に熱交換されるようになっている。

【００２６】そして、上記圧力制御計３７と膨張制御弁
４１とは信号線で接続されており、圧力制御計３７の検
出した圧力値が予め設定された値よりも大きいときには
圧力制御計３７から膨張制御弁４１に弁開通の指令信号
を発信し、上記設定された値よりも小さいときには弁閉
止の指令信号を発信するようになっている。

【００２７】以下本発明の作用について図１に例示した
実施例を基に説明する。本実施例の混合成分の液化ガス
用貯蔵タンクは、以上詳述したように、混合成分の液化
ガスが貯溜される密封容器１１の液面より下部には液化
ガスの冷却管２４が設けられ、この冷却管２４には膨張
制御弁４１が設けられ、上記密封容器１１の液面より上
部には上記液化ガスから気化した気化ガスが循環移動す
る循環ライン２６が設けられている。

【００２８】そして、この循環ライン２６には圧力制御
計３７が設けられ、上記放出管４の下流側と上記循環ラ
イン２６とが熱交換を行う間接熱交換器５が設けられ、
上記圧力制御計３７の検出圧力が予め設定された所定の
圧力以上になったときにはこの圧力制御計３７から上記
膨張制御弁４１に弁を開放する指示信号が発信され、上
記検出圧力が上記所定の圧力未満になったときには上記
圧力制御計３７から上記膨張制御弁４１に弁を閉止する
閉止信号が発信されるように構成されている。

【００２９】従って、密封容器１１内に液化ガスが供給
された後、容器内の液化ガスが外気からの熱を受けてそ
の一部が気化し、密封容器１１内の圧力が所定の圧力よ
りも高くなると、圧力制御計３７がその圧力を検出して
膨張制御弁４１に弁開通の指令信号を発信するため、そ
れを受けた膨張制御弁４１は開通される。

【００３０】そうすると、密封容器１１内で気化したガ
スはその下部にある液化ガスを押圧するため、液化ガス
は密封容器１１の底部から冷却管２４および放出管４を
通って膨張制御弁４１に供給され、ここを通るに際して
急激に断熱膨張して温度が降下し密封容器１１内の液化
ガスより低温の寒冷媒体になる。

【００３１】この寒冷媒体は間接熱交換器５において循
環ライン２６内の気化ガスと間接的に熱交換して上記気
化ガスを冷却するため、一旦気化したガスは再度凝縮し
て当初の液化ガスに戻り、密封容器１１内に滴下する。

【００３２】そして、上記のような気化ガスの再凝縮が
進行することによって密封容器１１内の圧が予め設定さ
れた温度まで下降すると、圧力制御計３７はその圧力を
検知して膨張制御弁４１に弁閉止の指令信号が発信され
るため、それを受けた膨張制御弁４１は閉止され、密封
容器１１内は元の状態に復帰する。

【００３３】すなわち、本発明に係る混合成分の液化ガ
ス用貯蔵タンクは以上詳述したように、密封容器１１内
で蒸発した気化ガスは、外部に導出されることはなく、
一旦気化したとしても再度凝縮して必ず密封容器１１内
の液化ガスに戻されるため、密封容器１１内に貯溜して
いる混合成分からなる液化ガスの組成に変化を来すよう
なことはなく、貯溜中に液化ガスの組成が変化すること
を極力回避しなければならないような場合極めて有用で
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の混合成分の
液化ガス用貯蔵タンクは、断熱処理が施された密封容器
の液面より下部には液化ガス放出管が設けられ、この液
化ガス放出管には膨張制御弁が設けられ、上記密封容器
の液面より上部には上記液化ガスから気化した気化ガス
が循環移動する循環ラインが設けられ、この循環ライン
には圧力制御計が設けられ、上記液化ガス放出管に設け
られた膨張制御弁の下流側と上記循環ラインとが熱交換
を行う間接熱交換器が設けられ、上記圧力制御計は、検
出圧力が予め設定された所定の圧力以上になったときに
はこの圧力制御計から上記膨張制御弁に弁を開放する指
示信号が発信され、上記検出圧力が上記所定の圧力未満
になったときには上記圧力制御計から上記膨張制御弁に
弁を閉止する閉止信号が発信されるように構成されてい
る。

【００３５】従って、密封容器の中に貯溜された液化ガ
スは、貯溜中に外部から熱を得て徐々に容器内で気化
し、容器内の圧力が上昇し、この圧力は循環ライン内の
圧力をも上昇させ、その圧力が圧力制御計に予め設定さ
れた圧力値よりも大きくなると、圧力制御計から膨張制
御弁に弁を開放する信号が伝達されるため、それを受け
た膨張制御弁は開放され、密封容器内の液化ガスは液化
ガス放出管を通り、膨張制御弁から排出されるときに断
熱膨張して上記容器内の液化ガスよりも温度降下し、寒
冷媒体として間接熱交換器に導入される。

【００３６】その後、上記寒冷媒体はこの間接熱交換器
において循環ライン内に充満している気化ガスに冷熱を
与える熱交換をして自身は大気中に放出される。間接熱
交換器内で上記寒冷媒体から冷熱を得た気化ガスは、再
度凝縮して液化し、密封容器内に滴下される。

【００３７】逆に、密封容器の上部空間が充分に冷却さ
れ、圧力制御計の検知した圧力値が予め設定された所定
の値よりも小さくなると、圧力制御計から膨張制御弁に
弁を閉止する信号が発信されるため、これを受けた膨張
制御弁は閉止され、循環ライン内の気化ガスの冷却は中
止される。

【００３８】以上のように、本発明の混合成分の液化ガ
ス用貯蔵タンクは、密封容器内の液化ガスの断熱膨張を
利用して寒冷媒体をつくり、この寒冷媒体で密封容器内
の温度を降下させて密封容器内を所定の低温に保持する
ものであるが、上記寒冷媒体と循環ライン内の気化ガス
とは間接的に熱交換が行われるため、密封容器内の混合
成分の液化ガスの組成は長期間貯溜されても変化せず、
例えば液体空気など組成変化が好ましくない液化ガスに
有効に適用することができ好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る混合成分の液化ガス用貯蔵タンク
の一例を示す説明図である。

【図２】従来の混合成分の液化ガス用貯蔵タンクを例示
する説明図である。

【符号の説明】

１、１０ 貯溜タンク １１ 密封容器 １２ 断熱層 ２１ 供給管 ２３ 排出管 ２４ 冷却管 ２５、４ 放出管 ２６ 循環ライン ３１ 昇圧器 ３２ 圧力調整弁 ３３ 供給バルブ ３５ 排出バルブ ３６ 冷却バルブ ３７ 圧力制御計 ３８ 計測バルブ ３９ 制御弁 ４１ 膨張制御弁 ５ 間接熱交換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合成分の液化ガスが貯溜される断熱処
   理が施された密封容器が設けられ、この密封容器の液面
   より下部には液化ガス放出管が設けられ、この液化ガス
   放出管には膨張制御弁が設けられ、上記密封容器の液面
   より上部には上記液化ガスから気化した気化ガスが循環
   移動する循環ラインが設けられ、この循環ラインには圧
   力制御計が設けられ、上記液化ガス放出管に設けられた
   膨張制御弁の下流側と上記循環ラインとが熱交換を行う
   間接熱交換器が設けられ、上記圧力制御計は、検出圧力
   が予め設定された所定の圧力以上になったときにはこの
   圧力制御計から上記膨張制御弁に弁を開放する指示信号
   が発信され、上記検出圧力が上記所定の圧力未満になっ
   たときには上記圧力制御計から上記膨張制御弁に弁を閉
   止する閉止信号が発信されるように構成されていること
   を特徴とする混合成分の液化ガス用貯蔵タンク。