JPH08312897A - 低温液化ガスタンク内の液混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液の層状化を解消しロールオーバー現象を防
止する。 【構成】 低温液化ガスタンク１内に垂直管２を設置す
る。垂直管２には、上下方向に適宜間隔を隔てて放出管
５を取り付ける。放出管５の内部の流路６を開閉させる
弁体として浮体７を用い、液中に位置する放出管５で
は、浮体７が浮上して流路６を閉塞し、液面１８の上方
にある放出管５では、浮体７が下降していて流路６を開
いているようにする。垂直管２の内部には容器１１を昇
降自在に収納する。容器１１は底部に液流入孔１２を有
し、この液流入孔１２を開閉する球形遊動弁１４を有す
る。容器１１を下降するときに液流入孔１２が開いて容
器１１の上方に移した液を、容器１１を上昇させるとき
汲み上げ、液面１８上の放出管５より放出して混合させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低温液化ガスタンク内に
貯蔵されている低温液化ガスの液が層状化してロールオ
ーバー現象を生じることを未然に防止するために液を混
合させるようにする液混合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低温液化ガスタンクにＬＮＧ（液化天然
ガス）やＬＰＧ（液化石油ガス）等の低温液化ガスを貯
蔵する場合、低温液化ガスタンク内に貯蔵されている残
液に、ＬＮＧやＬＰＧ等の低温液化ガスの受入液を混入
させるようにしているが、ＬＮＧの如き極低温液体は、
輸入元にて産出する天然ガスの成分に応じて、ＬＮＧの
主成分であるメタンの他に元々ＬＰＧやエタン成分が混
入しているため、ＬＮＧの輸入元が異なればその混入成
分も異なり、密度も異なっている。

【０００３】したがって、低温液化ガスタンク内に貯蔵
されているＬＮＧの如き低温液化ガスに対し、受入液の
成分が異なり密度の高い低温液化ガスを混入させるよう
にすると、密度の高い低温液化ガスの液は重質分として
タンクの下層に沈澱し、一方、低温液化ガスタンク内に
貯蔵されていた低温液化ガスの液は上層に遊離すること
になり、タンク内の貯蔵液が上層の比重の軽い液と、下
層の比重の重い液とに層状化されることになる。

【０００４】このように、低温液化ガスタンク内の液に
層状化が生じた場合には、そのまま放置しておくと、時
間の経過とともに、上層の軽質液ではその中に溶解して
いた揮発性の高い成分が徐々に気化して次第に密度が増
大することになって上下層の密度が接近して来ることに
なり、或る時点で、下層の重質液の密度と上層の軽質液
の密度が逆転して、下層よりも上層の液の比重が重くな
ることにより、下層の重質液と上層の軽質液が反転して
ロールオーバー（対流）現象が生じて下層の重質液と上
層の軽質液とが混合され、下層の液からの気化量が激増
してタンク内圧を異常に上昇させることになり、タンク
の破壊を招くおそれがある。

【０００５】そのため、従来より、上記タンク内の液の
層状化に伴うロールオーバー現象を防止するために、タ
ンク内の液が層状化して来ると、下層の重質液と上層の
軽質液を混合させて層状化を解消させるようにすること
が行われている。

【０００６】従来の低温液化ガスタンク内の液混合装置
としては、図５に示すジェットミキシング方式と、図６
に示すサーキュレーション方式とがある。

【０００７】前者のジェットミキシング方式は、図５に
示すように、低温液化ガスタンクａ内の下層の重質液ｂ
の一部を取出管ｄにより取り出し、ポンプｅで加圧した
後、タンクａの底部に斜め上向の仰角で設置された噴射
ノズルｆに配管ｇにより導き、該噴射ノズルｆより下層
の重質液ｂの一部を下層の重質液ｂ中から上層の軽質液
ｃに噴出させて混合させるようにするものである。又、
サーキュレーション方式は、図６に示すように、低温液
化ガスタンクａ内の下層の重質液ｂの一部を取出管ｄで
取り出してポンプｅで加圧した後、タンクａ内の液面よ
りも上方位置となる高所位置に設置したスプレーノズル
ｈに配管ｉにより導き、下層の重質液ｂの一部をスプレ
ーノズルｈより噴射させるようにして、重質液ｂと軽質
液ｃとを混合させるようにするものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
低温液化ガスタンク内の液の層状化を防ぐための混合装
置のうち、図５に示すジェットミキシング方式の場合
は、下層の重質液ｂをポンプｅで吸い出してタンク底部
の噴射ノズルｆから上方へ噴出させて上層の軽質液ｃへ
到達させる際に、上向き方向の運動エネルギーが大きく
失われて、高さ方向全域にわたっての混合効果が低いと
共に、混合効果を上げるためには多大な噴出力が必要と
なる。又、サーキュレーション方式の場合は、下層の重
質液ｂをポンプｅで加圧してタンクａ内上部のスプレー
ノズルｈより噴出させるものであるため、加圧するため
の大きな動力が必要となる、という問題がある。

【０００９】又、上記低温液化ガスタンク内の液を混合
させる他の方式として、ＬＮＧの如き低温液化ガスをタ
ンクに受け入れるときに混合させるようにするものもあ
る。この方式は、図７に示す如く、低温液化ガスタンク
ａ内の上部にスプレーノズルｊを設置して、重質分を含
む低温液化ガスを受け入れるときに、スプレーノズルｊ
より噴射させて供給させ、該タンクａ内に貯蔵されてい
る軽質液ｃに噴出された重質液ｂを混合させるようにす
る上部受入方式であるが、供給時のみしか混合させるこ
とができないという問題がある。

【００１０】そこで、本発明は、低温液化ガスタンク内
の液が層状化したときに、下層の重質液と上層の軽質液
とを充分に混合させて層状化を解消させ、ロールオーバ
ー現象を未然に防止できるようにしようとするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、低温液化ガスタンクの内部に、上端が最
高液面よりも上方へ突出するような高さとし且つ下端を
タンク底面付近で開口させるようにして垂直管を設置
し、該垂直管の側部に、上下方向に適宜の間隔を隔てて
多数の放出管を取り付け、該各放出管の内部流路を開閉
する弁体に浮力を有する浮体を用いて、液中に位置する
放出管は浮体が浮上して弁閉状態となり且つ液面上方に
位置する放出管は弁開状態となるようにし、且つ上記垂
直管の内部に、底部に設けた液流入孔を開閉する弁を有
する容器を昇降自在に収納して、容器と垂直管との間を
シールリングでシールするようにし、更に、上記容器を
吊って昇降させる装置を備えてなる構成とする。

【００１２】又、各放出管の出口部に、多数のノズルを
有するヘッダーを取り付けてなる構成とすることができ
る。

【００１３】

【作用】低温液化ガスタンク内が下層の重質分と上層の
軽質分に層状化されて来ると、垂直管内の容器を下層の
重質液の深さ位置まで下降させる。この下降の際、弁は
開いて垂直管内の液が容器内を通過して容器よりも上方
へ移行する。次に、容器を引き上げると、容器の底面の
注入孔は弁で閉じられることにより容器より上方の液が
容器の上昇により垂直管内を汲み上げられる。上層と下
層の液中に没している部分の放出管では、浮体が浮力で
上昇して流路を閉じているので、容器が上昇中に通過し
ても、容器上方の液は放出されることなく汲み上げられ
る。容器が上層の軽質液の液面より上方へ上昇して来た
とき、最も液面に近い位置にある放出管では浮体は下降
して流路が開いているので、容器で汲み上げられた重質
液の一部は該放出管より軽質液の上方より放出されるこ
とになり、混合させられる。かかる動作を繰り返すこと
により充分に混合させられることになる。

【００１４】又、放出管の出口部に、多数のノズルを有
するヘッダーを取り付けておくと、広範囲にわたり重質
液を軽質液と混合させることができて、混合効果を上げ
ることができることになる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１（イ）（ロ）及び図２は本発明の一実
施例を示すもので、低温液化ガスタンク１の内部に、最
高液面Ｌよりも上方位置に上端が位置し且つ下端を該タ
ンク１内に開口させるようタンク底面より僅かに離す
か、あるいは下端に切欠きを設けてタンク底面上に置く
ように、垂直の管２を配置して、タンク内側壁に支持材
３を介して支持させるようにする。上記垂直管２には、
長手方向（上下方向）に適宜の間隔を隔てて且つ周方向
任意の位置に放出口４を開口させ、内部流路６を開閉さ
せる弁体として浮力を有する浮体７を上下動自在に収納
する凹部８を流路６の途中に設けると共に、該凹部８の
底面部に液の出入する孔９を設けて、凹部８内に浮体７
を収納してなる放出管５を、上記各放出口４にそれぞれ
取り付けて、浮体７が浮力で上昇したときに放出管５内
部の弁座部１０に当接して弁閉状態になると流路６を閉
塞するようにする。

【００１７】又、上記垂直管２の内部には、底部に液流
入孔１２を設けたピストンとしての容器１１を、垂直管
２の内面に沿い昇降自在に収納し、且つ容器１１と垂直
管２との間の隙間をシールするためのシールリング１３
を容器１１の外周に取り付け、更に、該容器１１内に、
液流入孔１２を開閉する弁として、上記液流入孔１２の
径よりも大径としてある球形遊動弁１４を収納し、容器
１１が垂直管２内を上昇するときは液流入孔１２を閉塞
し、容器１１が垂直管２内を下降するときは球形遊動弁
１４が液圧で押されて液流入孔１２から離れることによ
り液が容器１１内を通って上方へ移れるようにする。

【００１８】更に、上記容器１１にはワイヤロープ１５
が結合され、タンク屋根１ａ上に設置されたウインチの
如き巻上装置１６に、上記ワイヤロープ１５を巻き取
り、該ワイヤロープ１５を介して容器１１を垂直管２の
上端部と下端部との間で昇降させるようにし、容器１１
が垂直管２内を下降するとき、底部の液流入孔１２が開
いてタンク１の下層の重質液１７ａの一部が容器１１内
を通過して容器１１上方の垂直管２内へと移されるよう
になり、又、容器１１を上昇させるとき、底部の液流入
孔１２が球形遊動弁１４で閉じられて容器１１上方の液
が容器１１の上昇に伴い汲み上げられ、上層の軽質液１
７ｂの液面１８よりも上方の放出管５より放出されるよ
うにする。

【００１９】今、低温液化ガスタンク１内に貯蔵されて
いる低温液化ガスが、比重差で下層の重質液１７ａと上
層の軽質液１７ｂとに層状化されると、下層の重質液１
７ａと上層の軽質液１７ｂとを混合させるようにする。
この場合は、巻上装置１６によりワイヤロープ１５を介
して容器１１を垂直管２内の下端部近くまで下降させて
重質液１７ａを汲み上げるようにする。

【００２０】上記垂直管２内を容器１１が下降するとき
は、図２に示す如く、液中を下降するときの水圧の作用
で球形遊動弁１４が浮遊させられるため、垂直管２の下
端から垂直管２内に入った重質液１７ａの一部は、液流
入孔１２から容器１１内を通過して該容器１１の上方へ
と移される。容器１１を下降させてから垂直管２内を上
方へ引き上げると、図１（ロ）に示す如く、球形遊動弁
１４が容器１１上方の液の圧力により下方へ押圧されて
液流入孔１２を閉塞した状態で上昇させられるので、容
器１１の上方へ移った重質液１７ａは、容器１１の上昇
によって汲み上げられる。

【００２１】垂直管２に接続してある多数の放出管５の
うち、上層及び下層の液１７ｂ，１７ａ中に没している
放出管５では、図１（ロ）に示す如く、弁体としての浮
体７が浮力により浮上することにより弁座部１０に下方
より当接して流路６を閉塞しているが、上層の軽質液１
７ｂの液面１８より上方に位置している放出管５は、図
１（ロ）に示す如く、浮力がないので、浮体７は自重で
凹部８内に落ち込んで底部の液出入り孔９を閉塞した状
態になっているので、流路６は開き垂直管２内を放出管
５を通してタンク１内へ連通させている。

【００２２】したがって、容器１１を上昇させて上層の
軽質液１７ｂの液面１８近くまで引き上げて来ると、該
容器１１により汲み上げられた重質液１７ａは液面１８
より上方に位置する放出管５を通りタンク１内の軽質液
１７ｂに放出されることになる。

【００２３】容器１１の上昇で汲み上げられた液がすべ
て液面１８直上の放出管５より放出されて上層の軽質液
１７ｂと混合させられると、再び容器１１を深く下降さ
せてから上昇させて重質液を一部ずつ汲み上げて液面上
方の放出管５より放出させて混合させ、かかる動作を繰
り返し、下層の重質液１７ａを上層の軽質液１７ｂと混
合させるようにすることにより確実に下層の重質液１７
ａを上層の軽質液１７ｂと混合させることができる。

【００２４】低温液化ガスタンク１内の液面１８が図１
で二点鎖線で示す如く最高液面Ｌに達しているときで
も、容器１１を垂直管２の上端近くまで上昇させること
により汲み上げた液を垂直管２の上端の開口よりタンク
内へ放出させることができて、重質液１７ａを軽質液１
７ｂに混合させることができる。この場合、垂直管２の
上端に放出管５を設けておいてもよい。

【００２５】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
容器１１の液流入孔１２を開閉させる弁として、球形遊
動弁１４に代え、プレート状の弁体１９を開閉自在に容
器１１内に取り付けて水圧差で開閉できるようにしたも
のである。

【００２６】この弁体１９を用いた構成としても、垂直
管２内の液中を下降するときは二点鎖線の如く開いて下
方から容器内を液が通過できるようになり、又、容器１
１を上昇させるときは、容器１１上方の液圧により実線
の如く閉じて液を汲み上げることができる。

【００２７】又、図４は本発明の更に他の実施例を示す
もので、放出管５の出口部に、多数のノズル２１を有す
るヘッダー２０を取り付け、汲み上げた重質液１７ａを
多数のノズル２１より放出させて軽質液１７ｂと混合さ
せるようにしたものである。

【００２８】この実施例によれば、広い範囲において重
質液１７ａを軽質液１７ｂと混合させることができて、
短時間に確実に混合させることができる。

【００２９】なお、本発明は上記した実施例のものに限
定されるものではなく、たとえば、垂直管２の側壁に取
り付ける放出管５は、高さ方向に適宜間隔を隔てて１個
宛取り付けた場合を示しているが、同一高さ位置で周方
向に複数個取り付けて、複数個所から放出させることに
より重質液１７ａと軽質液１７ｂとの混合効果を上げる
ようにしてもよいこと、又、垂直管２はタンク１内の中
央部寄りに設置してもよいこと、その他本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の低温液化ガス
タンク内の液混合装置によれば、タンク内に設置した垂
直管に多数の放出管を高さ方向に適宜間隔を隔てて取り
付けて、各放出管には、流路を開閉する弁体に浮力を有
する浮体を用い、液中に位置する放出管は浮体が浮力で
浮上することにより弁閉状態となり、液面上方に位置す
る放出管は浮体が下がって弁開状態となるようにし、且
つ上記垂直管の内部に、底面に設けた液流入孔を開閉さ
せる弁を備えた容器を、シールリングを介して水密状態
で昇降できるように収納し、該容器を下降させるときに
液を容器内を通過させて容器上方へ移し、容器を上昇さ
せるときに上方の液を汲み上げて、液面の直上方に位置
する放出管より放出させるようにしてあるので、タンク
内の下層の重質液の一部を容器で汲み上げて上層の軽質
液の液面上方の放出管より放出させることができて、重
質液を軽質液と混合させることができ、上記容器の昇降
を繰り返すことにより確実に重質液を軽質液と混合させ
ることができて、タンク内の液の層状化を解消すること
ができ、これによりロールオーバー現象を防止できてタ
ンクの破壊等のおそれを未然に防止することができ、
又、放出管の先端に多数のノズルを有するヘッダーを取
り付けることにより、広い範囲から重質液を軽質液と混
合させることができることになって短時間により確実に
混合させることができる、等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、（イ）は全体
の概要図、（ロ）は（イ）のＸ部の拡大図である。

【図２】垂直管内を容器が下降しているときの状態を示
す部分説明図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す容器の断面図であ
る。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す放出管の斜視図
である。

【図５】従来の例を示す概要図である。

【図６】従来の他の例を示す概要図である。

【図７】従来の液受入時に混合させるようにしている例
を示す概要図である。

【符号の説明】

１ 低温液化ガスタンク ２ 垂直管 ５ 放出管 ６ 流路 ７ 浮体 ８ 凹部 １１ 容器 １２ 液流入孔 １３ シールリング １４ 球形遊動弁（弁） １５ ワイヤロープ １６ 巻上装置 １７ａ 重質液 １７ｂ 軽質液 １８ 液面 １９ 弁体（弁） ２０ ヘッダー ２１ ノズル Ｌ 最高液面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温液化ガスタンクの内部に、上端が最
   高液面よりも上方へ突出するような高さとし且つ下端を
   タンク底面付近で開口させるようにして垂直管を設置
   し、該垂直管の側部に、上下方向に適宜の間隔を隔てて
   多数の放出管を取り付け、該各放出管の内部流路を開閉
   する弁体に浮力を有する浮体を用いて、液中に位置する
   放出管は浮体が浮上して弁閉状態となり且つ液面上方に
   位置する放出管は弁開状態となるようにし、且つ上記垂
   直管の内部に、底部に設けた液流入孔を開閉する弁を有
   する容器を昇降自在に収納して、容器と垂直管との間を
   シールリングでシールするようにし、更に、上記容器を
   吊って昇降させる装置を備えてなることを特徴とする低
   温液化ガスタンク内の液混合装置。
2. 【請求項２】 各放出管の出口部に、多数のノズルを有
   するヘッダーを取り付けてなる請求項１記載の低温液化
   ガスタンク内の液混合装置。