JPH07151300A - 液化ガスの沸点の差を利用した一体型・コールドエバポレーター - Google Patents

液化ガスの沸点の差を利用した一体型・コールドエバポレーター

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JPH07151300A
JPH07151300A JP29844493A JP29844493A JPH07151300A JP H07151300 A JPH07151300 A JP H07151300A JP 29844493 A JP29844493 A JP 29844493A JP 29844493 A JP29844493 A JP 29844493A JP H07151300 A JPH07151300 A JP H07151300A
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liquid nitrogen
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政博 浜田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＮ2 の冷熱により、ＬＡｒの気化による損
失を防ぐ。 【構成】 ＬＡｒタンクにＬＮ2 を通すか又はＬＡｒタ
ンクの周囲にＬＮ2 の充填室を設け、ＬＮ2 の冷熱によ
りＬＡｒの無用な蒸発を防ぐ。さらにＬＡｒを常時、過
冷液の状態に維持し、充填作業による液化ポンプ・メカ
ニカルシールの寿命を延ばす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液化ガス充填所等の複
数の液化ガスを消費する事業所において、各々のガスの
沸点（温度）差を利用することにより、総合的にコスト
低減を計ることを目的とする。
【０００２】
【従来技術】従来において、図１に示されるように液体
Ｎ2，Ｏ2及びＡｒのタンクをそれぞれ設置していた。各
タンクには外槽と内槽タンクが存在し、そのためタンク
設置のスペースが大となる。又各タンクを個別に設置し
ているため、タンク設置の基礎が各々必要である。液化
ガスタンクを常温に放置するだけで、液化ガスが徐々に
ガスが気化し、液化ガスタンクを長期間放置すると液化
ガスがどんどん浪費していく。特にアルゴンは空気中に
約１．３％（重量基準）しか含まれないので、非常に高
価である。アルゴンの気化による損失は各種の生産コス
トの上昇を紹く。
【０００３】
【問題点を解決すべき手段】本発明者は、液化窒素ガス
のコストが液化アルゴンガスのコストに比べて1/10であ
ること及び窒素の沸点がアルゴンの沸点に比べて１０℃
だけ低いことに着目した。従って本発明者は液化窒素ガ
スでもって液化アルゴンガスの蒸気を防止し、そして液
化アルゴンを常時、過冷却の状態に維持し、ＬＧＣ（可
般式・液化ガス貯蔵容器）への充填ロスを節減し、そし
て充填作業による液化ポンプ・メカニカルシールの寿命
を延ばすことを発見し、本発明に至った。
【０００４】本発明は、外槽の内部に液体窒素内槽タン
ク及び液体アルゴン内槽タンクを設け、液体窒素内槽タ
ンクからの外部への配管を液体アルゴン内槽タンクに通
すか及び／又は液体アルゴンの外部への配管の周囲を液
体窒素で冷却する構成を有し、外槽と内槽タンクの間を
断熱材で詰められそして内槽タンクと外槽との間は真空
にされている一体型・コールドエバポレーターに関す
る。
【０００５】本発明の外槽には、さらに液化酸素タンク
を設けても良い。
【０００６】本発明は、又液化アルゴンタンクの内面に
接するように、タンクの全周にわたって、又はタンクの
全周の１部にわたって２つ以上の環状の液化窒素充填室
を設け、アルゴ蒸発によるタンクの圧力の変化を検知す
る検知器、検知器の作動により１個又はそれ以上の充填
室に液化窒素を充填する機構を含む液化アルゴン用タン
クに関する。
【０００７】
【発明の実施態様】図２は第１番目の発明の好ましい態
様を示す。図１において１は外槽、２はＬＯ2 （沸点−
１８３℃）用タンク、３はＬＮ2 （沸点−１９６℃）用
タンク、４はＬＡｒ（沸点−１８６℃）用タンク、５は
真空パーライト断熱層、６は外槽安全弁（ＲＤ）、７は
ＬＮ2 からの配管、８，９は凝縮器、１０は真空測定端
子（ＴＨＰ）、１１はバルブ、１２はバルブ、１３はポ
ンプ、１４はバルブ、１５は圧力調節弁、１６はバル
ブ、１７はバルブ、１８はバルブ、１９はアルゴン用ポ
ンプ、２０はバルブ、２１はＬＮ2 で冷却されているＬ
Ａｒの充填配管、２２はＡｒ用加圧蒸発器、２３は圧力
調整弁、２４は Ｎ2用加圧蒸発器、２５はＡｒ用液面
計、２６はＡｒ用圧力計、２７はＡｒ用液面計元弁、２
８はＡｒ用加圧弁であり、３０，３１はバルブである。
【０００８】ＬＮ2 は管からＬＡｒ用タンクに入り、タ
ンク４中の気体ＡｒはＬＮ2 の冷熱により凝縮され、Ｌ
Ａｒのロスが防止される。図２に示される装置の作用 ア．ＬＮ2，ＬＯ2，ＬＡｒ（又は、ＬＮ2，ＬＡｒ）を
同一外槽内に包含する。 イ．払出し、及び加圧時に於けるＬＮ2 の冷熱を利用
し、ＬＡｒを常時過冷液となる様にバルブにより制御す
る。
【０００９】(1) 払出し時（ＰＭ２によるＬＧＣへの充
填等） バルブ１１，１２及び１４（開）、ポンプ１３（稼働）
により、凝縮器９が作動して、Ａｒガスを再液化する。
【００１０】(2) 加圧時 加圧系統のバルブ１６，１８，３０（開）により、凝縮
器８が作動して、Ａｒガスを再液化する。
【００１１】(i) ポンプ１９（停止）、ＬＮ2 タンク３
の加圧を必要としない場合 バルブ１６（開）により、凝縮器８が作動して、Ａｒガ
スを再液化する。
【００１２】(ii) ポンプ１９（停止）、ＬＮ2タンク３
の加圧を必要とする場合 弁１８(開)により、凝縮器８が作動して、Ａｒガスを再
液化する。
【００１３】(iii) ポンプ１９（稼働）の場合 バルブ３０（開）により、凝縮器８が作動して、Ａｒガ
スを再液化する。
【００１４】ウ．バルブ３０（開）により、ポンプ１９
の予冷時間の短縮、及び稼働時に於けるキャビテーショ
ンの抑制により、ポンプのメカニカルシールの寿命を延
ばす。
【００１５】エ．ＬＮ2 の使用量が多いために、ＬＡｒ
タンクの内圧が低下し過ぎた場合は、バルブ２８（開）
により内圧を上昇させる。但し、昇圧調整弁２３は、任
意の圧力に設定しておき、必要以上に上昇しない様にす
る。
【００１６】オ．ＬＮ2 の使用量が少ないために、ＬＡ
ｒタンク４の内圧が上昇する場合、又はＬＮ2タンク３
の内圧が上昇する場合は、上項 イ．(i) を実施してＬ
Ａｒタンクの内圧を低下させると伴に、バルブ３１
（開）によりＮ2 を放出し、ＬＮ2 タンクの内圧を低下
させる。
【００１７】第１の態様の効果 ア．Ｎ2，Ｏ2，Ａｒ（又は、Ｎ2，Ａｒ）のタンクを同
一外槽内に包含して、タンク設置のスペースを節減す
る。
【００１８】イ．Ｎ2，Ｏ2，Ａｒ（又は、Ｎ2，Ａｒ）
のタンクを同一外槽内に包含して、タンク設置の設置基
礎数を節減する。
【００１９】ウ．コストの安いＬＮ2 の冷熱を利用し、
コストの高いＬＡｒのロスを節減する。
【００２０】(1) ＬＡｒを常時、過冷液の状態に維持
し、ＬＧＣ（可般式・液化ガス貯蔵容器）への充填ロス
を節減する。
【００２１】(2) ＬＡｒを常時、過冷液の状態に維持
し、充填作業による液化ポンプ・メカニカルシールの寿
命を延ばす。
【００２２】第２の発明の好ましい態様を示す図３につ
いて説明する。
【００２３】図３において、５１はＬＡｒ用タンク、５
２は案全弁、５３，５４及び５５はＬＮ2 充填室、５７
は真空測定端子、５８，５９及び６０は案全弁、６１，
６２及び６３はコントロール弁、６４，６５及び６７は
コントロール弁、６８は圧力センサー・ＰＳ−１〜３、
６９は圧力計、７０は液面計、７１及び７２は弁であ
る。
【００２４】図３に示される装置の作用 変形例 ・・・・・ 系統図（図３参照） ア．ＬＡｒを備蓄等の際、ＬＡｒの生産・出荷の状況に
於いて、内圧の上昇（液温の上昇）が、発生し、Ａｒガ
スの放出を余儀なくされた場合、当該設備により内圧を
低下（液温を低下）せしめ、ＬＡｒのロスを『零』にす
る。
【００２５】イ．圧力センサー・ＰＳ−１〜３（６８）
で、圧力を任意に設定する。
【００２６】例：ＰＳ−１ ・・・・ ３kg/cm2 ＰＳ−２ ・・・・ ５kg/cm2 ＰＳ−３ ・・・・ ７kg/cm2 ＬＡｒタンク設計圧力 ・・・・ ８kg/cm2 ウ．ＬＡｒタンク内圧が３kg/cm2未満である場合は、Ｌ
Ｎ2を充填しない。
【００２７】エ．ＬＡｒタンク内圧が３kg/cm2になった
場合は、圧力センサー・ＰＳ−１が圧力を感知し、コン
トロール弁６１（開）となり、ＬＮ2をＬＮ2充填室５５
に充填する。充填されたＬＮ2は、ＬＮ2充填室５５の内
壁を−１９６℃に冷却し、ＬＡｒタンクの内圧を低下せ
しめる。
【００２８】蒸発したは、Ｎ2ガスは、コントロール弁
６１（１kg/cm2 にて開に設定）を経て、大気に放出す
る。
【００２９】オ．受入れるＬＡｒの液状態により、ＬＮ
2 充填室５５の冷却だけで内圧を低下出来ない(ＬＡｒ
タンク内圧が５kg/cm2 になった）場合に、圧力センサ
ー・ＰＳ−２が圧力を感知し、コントロール弁６２
（開）となり、ＬＮ2をＬＮ2充填室５９に充填する。充
填されたＬＮ2 は、ＬＮ2 充填室５４の内壁を−１９６
℃に冷却し、ＬＡｒタンクの内圧を低下せしめる。
【００３０】蒸発したＮ2 ガスは、コントロール弁６２
（１kg/cm2 にて開に設定）を経て、大気に放出する。
当然その場合は、前項エの動作も実行されている。
【００３１】又、ＬＡｒタンク内圧が７kg/cm2になった
場合も同様である。
【００３２】以上の通り、ＬＮ2 の冷熱を利用してＬＡ
ｒのロスを０にする。
【００３３】発明の効果 当該発明は、液化ガスの製造プラント又は、液化ガスを
消費する高圧ガス充填所等・高圧ガス製造事業所に於け
る活用範囲は広い。
【００３４】又、より安価でより低温のＬＮ2 の冷熱
で、高価なＬＡｒのロスを節減する高圧ガス供給設備を
製造・販売することは、機器製造会社の新しい市場を創
造することになると共に、省資源・高付加価値への効果
もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のタンクの設置の状態を示す。
【図２】本発明の第１の好ましい態様を示す概略図。
【図３】本発明の第２の好ましい態様を示す概略図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外槽の内部に液体窒素内槽タンク及び液
    体アルゴン内槽タンクを設け、液体窒素内槽タンクから
    の外部への配管を液体アルゴン内槽タンクに通すか及び
    ／又は液体アルゴンの外部への配管の周囲を液体窒素で
    冷却する構成を有し、外槽と内槽タンクの間を断熱材で
    詰められそして内槽タンクと外槽との間は真空にされて
    いる一体型・コールドエバポレーター。
  2. 【請求項２】 液体酸素タンクがその外槽の中に存在す
    る請求項１のエバポレーター。
  3. 【請求項３】 液化アルゴンタンクの内面に接するよう
    に、タンクの全周にわたって、又はタンクの全周の１部
    にわたって２つ以上の環状の液化窒素充填室を設け、ア
    ルゴン蒸発によるタンクの圧力の変化を検知する検知
    器、検知器の作動により１個又はそれ以上の充填室に液
    化窒素を充填する機構を含む液化アルゴン用タンク。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960633A (en) * 1998-05-14 1999-10-05 Limbach; John N. Apparatus and method for transporting high value liquified low boiling gases
WO2022026971A1 (en) * 2020-07-27 2022-02-03 Exxonmobil Upstream Research Company Container systems and methods for using the same

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