JPH08207989A - 貯槽内垂直受入管の液面調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体の受入時に生じる垂直受入管の振動や大
きな揺れが低減でき、貯槽内の圧力低下を防止し得る貯
槽内垂直受入管の液面調整装置を提供する。 【構成】 ピストン２０を有するシリンダ室１４と、シ
リンダ室１４内の上側空間２１と液供給管１２内を連通
させる加圧用垂直管１５と、シリンダ室１４内の下側空
間２２と垂直受入管１３内の下部を連通させるピストン
バランス用液流通管１６と、ピストン２０の軸２７と連
結されることによりピストン２０の上下動に伴なって垂
直受入管１３の開口部１３ｂを開閉するシール板１７
と、ピストン２０に連結されたスプリング２８とから概
略構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＬＮＧ、ＬＰＧ
等、低温の液体を貯蔵する貯槽における垂直受入管を対
象として、その垂直受入管内の液面を調整するための液
面調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の低温の液体を
貯蔵する貯槽において液体受入用の配管系の構成は例え
ば図２に示すようになっている。すなわち、貯槽１の上
方から頂板部２を貫通して液供給管３が配管され、この
液供給管３の下方に軸線を垂直方向に向けて支持され、
液供給管３を通じて貯槽１内に投入される液を受け入れ
るための垂直受入管４が設置されている。また、垂直受
入管４の上端は漏斗状の受入部４ａとされ、垂直受入管
４はその上部で貯槽１内に設けられた支持部５によって
吊り下げられた状態で固定される一方、下端は液を誘導
するためのガイドはあるものの、貯槽１には固定されな
い状態となっている。そして、この貯槽１内への液体投
入時に、液体は液供給管３から垂直受入管４の受入部４
ａに流れ落ち、垂直受入管４の下端から貯槽１内に流れ
込むようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の貯槽
においてＬＮＧ、ＬＰＧ等の液体を投入する際には、上
記のように、液体が液供給管３から垂直受入管４の受入
部４ａに流下し、垂直受入管４内を流れ落ちる。その際
に、外部に対して断熱された液供給管３内では液体状態
であるＬＮＧ、ＬＰＧ等の液体が、垂直受入管４内に勢
いよく流れ込むときに周囲のガスを巻き込むと同時に減
圧によるフラッシュガスを発生させ、貯槽１内に溜まっ
た液面近傍で圧力上昇によって再度液化するといった状
態変化を起こす。そこで、貯槽１内の液量が多い場合に
は垂直受入管４内の液面は高い位置にあり（図２中に２
点鎖線で示す）、液体の落下距離が短いため液体はほと
んどガス化することなく液体状態のまま液面に到達する
ので特に問題はない。ところが、貯槽１内の液量が少な
く垂直受入管４内の液面の位置が低い場合には液体の落
下距離が長くなるため（図２中に実線で示す）、上記の
液体状態→ガス化→再液化という状態変化が垂直受入管
４内で激しく起こることになる。その結果、垂直受入管
４に振動や大きな揺れが生じたり、貯槽内圧力が低下す
ることが懸念されていた。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、液体の受入時に生じる垂直受入管の振動や
大きな揺れを低減でき、貯槽内圧力を低下させることの
ない貯槽内垂直受入管の液面調整装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の貯槽内垂直受入管の液面調整装
置は、貯槽内の上部に設けられた液供給管の下方に軸線
を鉛直方向に向けて支持され、前記液供給管を通じて供
給される液体を上端から受け入れて下端から貯槽内に流
し込むための垂直受入管を対象とし、その垂直受入管内
の液面の高さを調整するための貯槽内垂直受入管の液面
調整装置であって、前記垂直受入管の下部にあたる高さ
に設置され、内部に上下動自在に装入されたピストンを
有するシリンダ室と、前記ピストンにより区画された前
記シリンダ室内の上側空間と前記液供給管内とを連通さ
せ鉛直方向に延びる部分を有する加圧用垂直管と、前記
ピストンにより区画された前記シリンダ室内の下側空間
と前記垂直受入管内の下部とを連通させるピストンバラ
ンス用液流通管と、前記垂直受入管下端の開口部を開閉
可能とするように設置され、前記ピストンの軸と連結さ
れることにより前記ピストンの上下動に伴なって前記開
口部を開閉するシール板とを具備してなることを特徴と
するものである。

【０００６】また、請求項２に記載の貯槽内垂直受入管
の液面調整装置は、その弾性力が前記垂直受入管の開口
部上端と前記加圧用垂直管の液位差に相当する前記ピス
トン上方からの圧力に等しく、ピストンの上下方向から
の圧力が釣り合った状態では前記開口部が開の状態とな
るように前記シール板の位置を保持するためのスプリン
グが、前記ピストンに連結されていることを特徴とする
ものである。

【０００７】

【作用】図２に示したような従来の貯槽内垂直受入管の
構造では、垂直受入管の液面の高さは貯槽内の液面の高
さに一致するため、貯槽内の液量が少ない状態では垂直
受入管の液面の位置は必然的に低くなる。それに対し
て、本発明の貯槽内垂直受入管の液面調整装置は、貯槽
内の液量が少ない状態でも垂直受入管下端の開口部に設
けたシール板により開口部を塞いで垂直受入管の液面を
高い位置に保ちつつ、液体を適宜貯槽内に流し込むとい
うものである。

【０００８】すなわち、請求項１に記載の貯槽内垂直受
入管の液面調整装置においては、液供給管から垂直受入
管に向けて液体が流れる際に、液体が加圧用垂直管内を
通じてシリンダ室の上側空間に流れ込み、加圧用垂直管
の鉛直方向に延びる部分に溜まった液体のヘッドにより
ピストンが下方に押し下げられる。すると、ピストンの
軸に連結されたシール板が垂直受入管の開口部を閉の状
態とするので、液体は垂直受入管から貯槽内に流れ出ず
に垂直受入管内に溜まるようになる。そして、一定量の
液体が垂直受入管内に溜まると、液体はピストンバラン
ス用液流通管を通じてシリンダ室の下側空間に流れ込
み、垂直受入管内の液体が多くなるにつれて垂直受入管
内に溜まった液体のヘッドによりピストンが上方に押し
上げられる。すると、シール板が垂直受入管下端の開口
部を開の状態とするので、液体は垂直受入管から流れ出
て垂直受入管内の液量が減少する。以下、垂直受入管側
の液体のヘッドと加圧用垂直管側の液体のヘッドとのバ
ランスにより、シール板が垂直受入管の開口部の開閉動
作を繰り返す。

【０００９】ところが、貯槽に液体を供給している間は
加圧用垂直管側には連続的に液体が流れ込み、常にピス
トンを下方に押し下げる圧力が加わるので、垂直受入管
の開口部は閉の状態が支配的となり、垂直受入管側の液
体のヘッドが優った時のみ開口部は開の状態となって液
体が貯槽内に流れ出る。したがって、垂直受入管内の液
面は常に貯槽内の液面よりも高い位置に保持される。

【００１０】また、請求項２に記載の貯槽内垂直受入管
の液面調整装置においては、その弾性力が垂直受入管の
開口部上端と加圧用垂直管の液位差に相当するピストン
上方からの圧力に等しく、ピストンの上下方向からの圧
力が釣り合った状態で垂直受入管の開口部を開の状態と
させるためのスプリングがピストンに連結されているた
め、ピストンを上方に押し上げる垂直受入管側の液体の
ヘッド分にスプリングの弾性力が加わり、垂直受入管の
開口部は開き易い状態となるので、垂直受入管上端から
の液体のオーバーフローが防止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、本実施例の貯槽内垂直受入管の液面調
整装置１０（以下、単に液面調整装置という）の構成を
示す図であって、図中符号１１は貯槽、１２は液供給
管、１３は垂直受入管、１４はシリンダ室、１５は加圧
用垂直管、１６はピストンバランス用液流通管、１７は
シール板である。

【００１２】貯槽１１内の上方から頂板部１８を貫通し
て液供給管１２が配管され、この液供給管１２の下方に
軸線を鉛直方向に向けて支持され、液供給管１２を通じ
て貯槽１１内に投入される液体を受け入れるための垂直
受入管１３が設置されている。この垂直受入管１３の上
端は漏斗状の受入部１３ａとされ、垂直受入管１３はそ
の上部で貯槽１１内の上部に設けられた支持部１９によ
って吊り下げられた状態で固定される一方、下端は水平
方向に曲がり液を誘導するためのガイドはあるものの、
貯槽１１には固定されない状態となっている。

【００１３】本実施例の液面調整装置１０は、シリンダ
室１４、ピストン２０、スプリング２８、シール板１
７、加圧用垂直管１５、ピストンバランス用液流通管１
６から概略構成されている。シリンダ室１４が垂直受入
管１３の下部にあたる高さに設置されており、内部にピ
ストン２０が上下動自在に装入されている。そして、ピ
ストン２０によって区画されるシリンダ室１４の上側空
間２１と下側空間２２には、シリンダ室１４内と貯槽１
１内空間とを連通させる小さい孔径の逃がし口２３、２
４がそれぞれ設けられている。また、垂直受入管１３下
端にはその開口部１３ｂを開閉可能とするシール板１７
が設置されている。シール板１７はほぼ直角に接合され
た第１の板部１７ａと第２の板部１７ｂからなり、これ
ら第１、第２の板部１７ａ、１７ｂの接合部が垂直受入
管１３の開口部１３ｂの上側にヒンジ２５により回転可
能に連結されている。

【００１４】そして、シール板１７の第１の板部１７ａ
が垂直受入管１３の開口部１３ｂを塞ぐように配置され
るとともに、第２の板部１７ｂがピストン２０の軸２７
の先端に取り付けられたローラ２６と接触した状態を保
持するようになっている。したがって、ピストン２０が
上昇するとシール板１７全体がヒンジ２５を中心に上向
きに回転して垂直受入管１３の開口部１３ｂが開き、ピ
ストン２０が下降するとシール板１７全体がヒンジ２５
を中心に下向きに回転して垂直受入管１３の開口部１３
ｂが閉じるようになっている。

【００１５】また、シリンダ室１４内の下面とピストン
２０の下面との間にはスプリング２８が連結されてい
る。このスプリング２８は、弾性力が前記垂直受入管の
開口部上端と前記加圧用垂直管の液位差に相当する前記
ピストン上方からの圧力にほぼ等しく、ピストン２０に
対して上下方向からの圧力が加わらない状態において垂
直受入管１３の開口部１３ｂを開いた状態とするもので
ある。

【００１６】また、液供給管１２の貯槽１１に入る手前
の位置から分岐するように加圧用垂直管１５が設けられ
ている。そして、この加圧用垂直管１５は貯槽１１の頂
板部１８からシリンダ室１４に向けて鉛直方向に延び、
液供給管１２内とシリンダ室１４内の上側空間２１とを
連通させている。また、加圧用垂直管１５の垂直受入管
１３の上端にあたる位置には小さい孔径の逃がし口２９
が設けられている。その一方、垂直受入管１３の下部に
は水平方向に延びるピストンバランス用液流通管１６が
設けられており、垂直受入管１３内とシリンダ室１４内
の下側空間２２とを連通させている。

【００１７】上記構成の液面調整装置１０が備えられた
貯槽１１内にＬＮＧ、ＬＰＧ等の液体を投入する場合に
は、液面調整装置１０は次のような動作を行なって垂直
受入管１３内の液面の高さを調整する。すなわち、液供
給管１２から垂直受入管１３に向けて液体が流れ込む際
には、液体が加圧用垂直管１５内を通じてシリンダ室１
４の上側空間２１に流れ込むため、加圧用垂直管１５内
に溜まる液体のヘッドによりピストン２０が下方に押し
下げられる。すると、シール板１７が下向きに回転し、
初期状態ではスプリング２８の作用によって若干開いて
いた垂直受入管１３の開口部１３ｂが閉じるので、液体
は液供給管１２から垂直受入管１３に流れ落ちた後、貯
槽１１内に流れ出ない状態となり、垂直受入管１３内に
溜まるようになる。

【００１８】そして、垂直受入管１３内のピストンバラ
ンス用液流通管１６が設けられた高さまで液体が溜まる
と、液体はピストンバランス用液流通管１６を通じてシ
リンダ室１４の下側空間２２に流れ込み、垂直受入管１
３内の液体がさらに多くなるにつれ垂直受入管１３内に
溜まった液体のヘッドによりピストン２０が上方に押し
上げられる。すると、シール板１７が上向きに回転して
垂直受入管１３の開口部１３ｂが開くので、液体は垂直
受入管１３から流れ出て垂直受入管１３内の液面が下が
る。そこで、垂直受入管１３側の液体のヘッドが減少す
ることで加圧用垂直管１５側の液体のヘッドが優るた
め、垂直受入管１３の開口部１３ｂは再度閉じる。以
降、垂直受入管１３側の液体のヘッドと加圧用垂直管１
５側の液体のヘッドとのバランスによりシール板１７が
垂直受入管１３の開口部１３ｂの開閉動作を繰り返す。

【００１９】ところで、貯槽１１に液体を供給している
間は、加圧用垂直管１５側には連続的に液体が流れ込
み、常にピストン２０を下方に押し下げる圧力が加わる
ので、垂直受入管１３の開口部１３ｂは閉の状態が支配
的となり、垂直受入管１３側の液体のヘッドとスプリン
グの弾性力の和が優った時のみ開口部１３ｂは開の状態
となって液体が貯槽１１内に間欠的に流れ出る状態とな
る。液面調整装置１０がこのような動作を行なうことに
よって垂直受入管１３内の液面は貯槽１１内の液面より
も常に高い位置に保持される。

【００２０】したがって、従来の貯槽の場合、垂直受入
管の液面の高さは貯槽内の液面の高さに一致するため、
貯槽内の液量が少ない状態では垂直受入管の液面の位置
は必然的に低くなるのに対して、本実施例の液面調整装
置１０を備えた貯槽１１の場合には、貯槽１１内の液量
が少ない状態でも垂直受入管１３内の液面を高い位置に
保持することができる。その結果、垂直受入管１３内に
おける液体の落下距離が短くなり、液体のガス化量が低
下しほぼ液体状態のまま液面に到達するため、従来の場
合に比べて垂直受入管１３の振動や大きな揺れが生じる
のを低減することができる。また、貯槽内の圧力低下を
防止することができる。

【００２１】また、本実施例においては、ピストン２０
に対して上下方向からの圧力が加わらない状態において
垂直受入管１３の開口部１３ｂを若干開いた状態とする
ためのスプリング２８がピストン２０に連結されている
ため、ヘッドのバランスを考慮する際に垂直受入管１３
側の液体のヘッド分にはスプリング２８の弾性力が加わ
り、垂直受入管１３の開口部１３ｂは開き易い状態とな
るので、垂直受入管１３上端の受入部１３ａからの液体
のオーバーフローを防止して貯槽１１内に液体を円滑に
供給することができる。

【００２２】さらに、加圧用垂直管１５およびシリンダ
室１４の上側空間２１、下側空間２２には小さい孔径の
逃がし口２９、２３、２４がそれぞれ設けられているの
で、これら逃がし口２９、２３、２４から液体が大量に
流れ出すことでヘッドのバランスを崩すようなこともな
く、加圧用垂直管１５内およびシリンダ室１４内の液体
が適宜入れ替わることが可能となる。

【００２３】なお、本実施例においては、第１の板部１
７ａと第２の板部１７ｂからなるシール板１７を垂直受
入管１３の開口部１３ｂの上側に回転可能に連結し、第
２の板部１７ｂとピストン２０の軸２７先端のローラ２
６とが接触するように構成したが、この構成に限るもの
ではなく、シール板とピストン軸との連結構造について
は種々の設計変更が可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
記載の貯槽内垂直受入管の液面調整装置は、垂直受入管
下端の開口部に設けたシール板が垂直受入管側の液体の
ヘッドと加圧用垂直管側の液体のヘッドとのバランスに
よって開口部の開閉動作を行ない、垂直受入管の液面を
高い位置に保ちつつ、液体を貯槽内に流し入れるという
ものである。すなわち、従来の貯槽の場合、垂直受入管
の液面の高さは貯槽内の液面の高さに一致するため貯槽
内の液量が少ない状態では垂直受入管の液面が低くなる
のに対して、この液面調整装置を備えた貯槽の場合に
は、貯槽内の液量が少ない状態でも垂直受入管内の液面
を高い位置に保持することができる。その結果、垂直受
入管内における液体の落下距離が短くなり、液体のガス
化量が低下しほぼ液体状態のまま液面に到達するため、
従来の場合に比べて垂直受入管の振動や大きな揺れが生
じるのを低減することができる。また、貯槽内の圧力低
下を防止することができる。

【００２５】また、請求項２記載の貯槽内垂直受入管の
液面調整装置においては、その弾性力が垂直受入管の開
口部上端と加圧用垂直管の液位差に相当するピストン上
方からの圧力に等しく、ピストンの上下方向からの圧力
が釣り合った状態で垂直受入管の開口部を開の状態とさ
せるためのスプリングがピストンに連結されているた
め、ヘッドのバランスを考慮する際に垂直受入管側の液
体のヘッド分にはスプリングの弾性力が加わり、垂直受
入管の開口部は開き易い状態となるので、垂直受入管上
端からの液体のオーバーフローを防止して液体を貯槽内
に円滑に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として示す貯槽内垂直受入管
の液面調整装置の側断面図である。

【図２】従来の貯槽内垂直受入管を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 液面調整装置（貯槽内垂直受入管の液面調整装
置） １１ 貯槽 １２ 液供給管 １３ 垂直受入管 １３ｂ （垂直受入管の）開口部 １４ シリンダ室 １５ 加圧用垂直管 １６ ピストンバランス用液流通管 １７ シール板 ２０ ピストン ２１ （シリンダ室内の）上側空間 ２２ （シリンダ室内の）下側空間 ２７ （ピストンの）軸 ２８ スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯槽内の上部に設けられた液供給管の下
   方に軸線を鉛直方向に向けて支持され、前記液供給管を
   通じて供給される液体を上端から受け入れて下端から貯
   槽内に流し込むための垂直受入管を対象とし、その垂直
   受入管内の液面の高さを調整するための貯槽内垂直受入
   管の液面調整装置であって、 前記垂直受入管の下部にあたる高さに設置され、内部に
   上下動自在に装入されたピストンを有するシリンダ室
   と、 前記ピストンにより区画された前記シリンダ室内の上側
   空間と前記液供給管内とを連通させ鉛直方向に延びる部
   分を有する加圧用垂直管と、 前記ピストンにより区画された前記シリンダ室内の下側
   空間と前記垂直受入管内の下部とを連通させるピストン
   バランス用液流通管と、 前記垂直受入管下端の開口部を開閉可能とするように設
   置され、前記ピストンの軸と連結されることにより前記
   ピストンの上下動に伴なって前記開口部を開閉するシー
   ル板とを具備してなることを特徴とする貯槽内垂直受入
   管の液面調整装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の貯槽内垂直受入管の液面
   調整装置において、 その弾性力が前記垂直受入管の開口部上端と前記加圧用
   垂直管の液位差に相当する前記ピストン上方からの圧力
   に等しく、ピストンの上下方向からの圧力が釣り合った
   状態で前記開口部が開の状態となるように前記シール板
   の位置を保持するためのスプリングが、前記ピストンに
   連結されていることを特徴とする貯槽内垂直受入管の液
   面調整装置。