JPH10318497A - 貯蔵タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の液体の漏れを確実に防止する。 【解決手段】 内部に液体を貯蔵するタンク本体２と、
このタンク本体２を密封する蓋体３とからなり、内部の
液体が高温状態又は沸騰状態に置かれることがある貯蔵
タンク１である。この貯蔵タンク１に、内部の液体が蒸
発した場合にそれを冷却して液化し、内部圧力の上昇を
抑える冷却手段１２と、設定圧力で冷却手段１２の動作
制御を行う制御装置１３とからなる内圧調整機構１１を
備えた。貯蔵タンク１内には、内部液体の温度を測定す
る温度センサを備え、この温度センサによって、冷却手
段１２の動作制御の基準となる設定圧力を間接的に検出
する。冷却手段１２は、冷却液体を流す長い管材１５
を、一定体積内に収まるように折り曲げて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に液体を貯蔵
する貯蔵タンクに関し、特に液体の蒸発による内部圧力
の上昇を低減する機能を備えた貯蔵タンクに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】内部に液体を貯蔵する貯蔵タンクは、一
般に知られている。この貯蔵タンクは主に、液体を入れ
るタンク本体と、このタンク本体を密封する蓋体とから
構成されている。そして、タンク本体と蓋体との間に、
気密性を高めるためにシール部材が設けられている。

【０００３】以上の構成の貯蔵タンクは、各種の用途に
用いられる。内部の液体が沸騰する温度で使用される場
合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記構成の
貯蔵タンクでは、内部が気密状態に保たれているため、
内部の液体が沸騰する態様で使用されると、内部圧力が
上昇してしまう。この場合、タンク本体と蓋体との間は
シール部材で密封されているが、このシール部材の密封
能力にも限界がある。即ち、内部圧力の異常な上昇や、
シール部材の経年変化による劣化等によって、内部圧力
に対して相対的にシール性が低下してしまうことがあ
る。そして、この場合、内部の液体が外部に漏れてしま
うという問題点があった。

【０００５】特に、貯蔵タンク内に貯えられる液体が高
価なものである場合には、漏れる量を最小限に抑える必
要があった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
で、内部圧力の上昇による液体の漏れを確実に防止でき
る貯蔵タンクを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に第１の発明に係る貯蔵タンクは、内部に液体を貯蔵す
るタンク本体と、このタンク本体を密封する蓋体とから
なり、内部の液体が高温状態又は沸騰状態に置かれるこ
とがある貯蔵タンクにおいて、内部の液体が蒸発した場
合にそれを冷却して液化し、内部圧力の上昇を抑える冷
却手段と、設定圧力で前記冷却手段の動作制御を行う制
御装置とからなる内圧調整機構を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】前記構成により、内部圧力が設定圧力より
も上昇した場合には、制御装置によって冷却手段の動作
制御が行われ、この冷却手段のタンク内部分が冷却され
る。これにより、内部に充満した蒸気が冷却手段で結露
して液化し、内部圧力の上昇が抑えられる。この結果、
内部圧力の異常な上昇が抑えられ、シール部分から内部
の液体が漏れるのを確実に抑えることができる。

【０００９】第２の発明に係る貯蔵タンクは、内部液体
の温度を測定する温度センサを備え、この温度センサを
用いた液体温度の測定によって、前記冷却手段の動作制
御の基準となる設定圧力を間接的に検出することを特徴
とする。

【００１０】この構成においては、貯蔵タンクのシール
部分が耐えることができる限界の内部圧力と、内部に貯
える気体の特性とを予め調べておく。そして、限界の内
部圧力よりも低い圧力を設定圧力とし、貯蔵タンク内が
この設定圧力になる液体の温度を調べておく。これによ
り、液体の温度を温度センサで測定することで、前記冷
却手段の動作制御の基準となる設定圧力を間接的に検出
することができる。

【００１１】第３の発明に係る貯蔵タンクは、前記冷却
手段が、冷却液体を流す長い管材を、一定体積内に収ま
るように折り曲げて構成したことを特徴とする。

【００１２】この構成により、貯蔵タンク内が設定圧力
に達し、冷却手段が動作されると、管材内に冷却液体が
流されて冷却される。これにより、貯蔵タンク内に充満
した蒸気が結露して液化し、貯蔵タンク内の圧力の上昇
が抑えられる。この結果、シール部分から液体が漏れ出
すのを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００１４】［第１の実施形態］図１は本実施形態に係
る貯蔵タンクを示す斜視図である。本実施形態の貯蔵タ
ンク１は、内部の液体が高温又は沸騰した状態で貯えら
れることがあるタンクである。この貯蔵タンク１は主
に、タンク本体２と、蓋体３とから構成されている。

【００１５】タンク本体２は、４枚の側壁２Ａと、底面
壁（図示せず）とから構成され、上部が開口２Ｂとなっ
ている。側壁２Ａの底部には、タンク本体２を固定する
ための固定用フランジ６が設けられている。各側壁２Ａ
の開口２Ｂ付近には、蓋体３を支持する蓋体受け部７が
設けられている。この蓋体受け部７は、各側壁２Ａから
内側方向へ張り出した棚板によって構成されている。側
壁２Ａには、内部に貯えられた液体を外部に取り出す流
出口４と、この流出口４から取り出されて特定部位の保
温等の用途に用いられた液体を貯蔵タンク１に戻す流入
口５とを備えている。タンク本体２の内部には、内部の
液体の温度を調整するヒータ（図示せず）が必要に応じ
て設けられる。

【００１６】蓋体３は長方形の平板状に形成されてい
る。この蓋体３は、タンク本体２の蓋体受け部７に支持
されてその開口２Ｂを塞いだ状態で、ねじ等によって固
定され、内部を密封する。さらに蓋体３には、キャップ
８で塞がれた液体注入口（図示せず）が設けられてい
る。

【００１７】この蓋体３は、開口２Ｂに取り付けられて
蓋体受け部７に支持されるときに、これらの間にシール
部材（図示せず）が設けられ、内部が密封される。これ
により、内部が気密になり、内部の液体が沸騰すると、
内部圧力がそれに比例して上昇する。

【００１８】さらに、蓋体３の裏面には、貯蔵タンク１
内の圧力を調整して異常な上昇を抑える内圧調整機構１
１が設けられている。この内圧調整機構１１は、内部の
液体が蒸発した場合にそれを冷却して液化し、内部圧力
の上昇を抑える冷却手段１２と、設定圧力で冷却手段１
２の動作制御を行う制御装置１３とから構成されてい
る。

【００１９】冷却手段１２は、長い管材１５を折り曲げ
て構成されている。即ち、長い管材１５は、つづら折り
状にかつ二重に折り曲げて構成されている。この折り曲
げた管材１５は、配管固定用ステー１６で固定支持され
ている。この状態で、一定体積、即ち蓋体３の裏面に取
り付けられた状態でタンク本体２内に収納できる体積に
構成されている。配管固定用ステー１６にはねじ穴１７
が設けられ、蓋体３の裏面にねじ（図示せず）で固定さ
れる。管材１５の両端部は、蓋体３の壁面を貫通して外
部に突出される。この管材１５と蓋体３との間は接着剤
や溶接等によって密封される。外部に突出した管材１５
は、外部の冷却液体供給装置１８に接続され、冷却液体
が流される。

【００２０】蓋体３の裏面には、内部液体の温度を測定
する温度センサ（図示せず）が設けられている。この温
度センサは、直接的には、貯蔵タンク１内で蒸発した蒸
気の温度を測定している。ところで、密封された貯蔵タ
ンク１内では、蒸気の温度と液体の温度とは等しくなる
ため、間接的に液体の温度を測定している。また、密閉
された容器内では、液体温度と内部圧力とが一定の関係
を示すため、設定圧力に対応する温度を特定することが
できる。これにより、温度センサで、貯蔵タンク１内の
液体の温度を測定することによって、設定圧力を間接的
に測定することができる。なお、設定圧力は、内部の気
体が内圧上昇によって漏れ出すのを確実に防止できる圧
力である。即ち、シール部材でシールされた蓋体３と蓋
体受け部７との間での液体の漏れを確実に防止できる限
界の圧力である。これは、貯蔵タンク１の寸法やシール
部分のシール性能等によって異なるので、個々の条件に
合わせて個別に設定される。

【００２１】冷却手段１２の管材１５と冷却液体供給装
置１８とは、接続配管１９，２０によって接続されてい
る。一方の接続配管１９の途中には、電磁弁２１が設け
られている。

【００２２】この電磁弁２１、冷却液体供給装置１８及
び温度センサは、制御装置１３に接続されている。この
状態で、制御装置１３が冷却手段１２の動作制御を行う
ようになっている。即ち、温度センサからの検出値が設
定温度（設定圧力）に達したときに、冷却液体供給装置
１８を作動させると共に、電磁弁２１を開放して、冷却
液体を冷却手段１２の管材１５に流すようになってい
る。また、温度センサによる検出温度が設定温度よりも
所定値だけ下がったときに、冷却液体供給装置１８の作
動を止めると共に、電磁弁２１を閉塞して、管材１５へ
の冷却液体の供給を停止するようになっている。この動
作を停止させる温度（設定温度よりも所定値だけ低い温
度）は、貯蔵タンク１の大きさ、性能その他の条件に応
じて適宜設定される。

【００２３】なお、冷却液体供給装置１８が他の用途の
ために常時作動しているときには、制御装置１３は、こ
の冷却液体供給装置１８の動作制御を行わず、電磁弁２
１の開閉制御だけを行う。

【００２４】［動作］以上のように構成された貯蔵タン
ク１には、特定の温度に調整された液体が貯えられる。
貯蔵タンク１の流出口４及び流入口５には、接続配管
（図示せず）が接続されて、冷却等を行う部位へ液体が
供給される。さらに、戻ってくる液体は、部分的に又は
全体的に温度調整される。即ち、流入口５を介して貯蔵
タンク１内に流入する前の液体が、又は流入した後の貯
蔵タンク１内の液体全体が、設定温度に調整される。こ
れにより、貯蔵タンク１内の液体が常に一定温度に調整
されている。

【００２５】このような使用態様において、貯蔵タンク
１内の液体の設定温度が高くて、内部圧力が設定値を越
えた場合には、制御装置１３によって冷却手段１２が作
動される。即ち、温度センサによる貯蔵タンク１内の液
体の温度が設定圧力に対応する温度に達したときには、
制御装置１３の制御により、冷却液体供給装置１８を作
動させる（既に作動しているときにはこの制御は行わな
い）と共に、電磁弁２１を開放する。これにより、冷却
液体が冷却手段１２の管材１５に流れ、この管材１５自
体を冷却する。これにより、貯蔵タンク１内に充満した
液体の蒸気が管材１５に触れて冷やされ、この管材１５
の表面で結露して液化する。この液化に伴って蒸気が減
少し、貯蔵タンク１内の圧力が低下する。

【００２６】温度センサによる検出温度が設定温度より
も所定値だけ下がったときには、冷却手段１２を停止さ
せる。即ち、冷却液体供給装置１８の作動を止めると共
に、電磁弁２１を閉塞して、管材１５への冷却液体の供
給を停止する。なお、冷却液体供給装置１８が他の用途
に用いられているときには、電磁弁２１の閉塞だけを行
う。

【００２７】その後、温度センサによる検出値が、再び
設定温度に達したとき及び設定温度よりも所定値だけ下
がったときには、前記同様の制御を行って、貯蔵タンク
１の内圧が設定圧力を越えないように常時制御される。

【００２８】［効果］この結果、蓋体３と蓋体受け部７
との間のシール部分で耐えうる限界の圧力を越えること
がなくなり、貯蔵タンク１内の液体が外部に漏れるのを
確実に防止することができる。

【００２９】特に、貯蔵タンク１内に貯蔵する液体が高
価なものであるときは、ランニングコストの低減を図る
ことができる。

【００３０】さらに、内部圧力の異常な上昇による貯蔵
タンク１の破損も防止することができる。

【００３１】［第２の実施形態］本実施形態は、前記第
１の実施形態に係る貯蔵タンク１を恒温循環装置３１に
組み込んだものである。本実施形態の恒温循環装置３１
は、図２に示すように、冷凍機ユニット３２と、循環水
ユニット３３と、制御部ユニット３４と、冷却タンクユ
ニット３５とから構成されている。

【００３２】冷凍機ユニット３２は、循環液体を冷却し
て低温の設定温度に調整する温度調整部である。この冷
凍機ユニット３２は、冷凍部、熱交換器等を有して構成
されている。

【００３３】循環水ユニット３３は、冷凍機ユニット３
２で設定温度に調整された循環液体を目的部に循環させ
る装置である。この循環水ユニット３３は、循環ポン
プ、圧力調整機構等を有して構成されている。なお、こ
の循環液体としては、用途、要求される設定温度等の違
いに応じて、水やフッ素系溶液等が用いられる。

【００３４】冷却タンクユニット３５は、冷凍機ユニッ
ト３２で設定温度に冷却された循環液体を一定量だけ貯
え、循環水ユニット３３によって目的部に循環させる貯
蔵タンクである。この冷却タンクユニット３５として、
前記第１の実施形態の貯蔵タンク１を用いる。なお、内
圧調整機構１１の制御装置１３の機能は制御部ユニット
３４が有し、冷却液体供給装置１８の機能は冷凍機ユニ
ット３２が有している。

【００３５】以上の各ユニット３２，３３，３５は、接
続配管３９によって互いに接続されている。この接続配
管３９は、分岐を有さず、各ユニット３２，３３，３５
の内部配管のうち、流出側ユニットの流出配管と流入側
ユニットの流入配管とを一対一で直接に接続している。
これは、各ユニット外に装置部や機能を持たせず、全て
の機能を各ユニット内に収納するためのである。各接続
配管３９の途中には、管継手（図示せず）が設けられ、
接続配管３９の接続及び切り離しを容易に行うことがで
きるようになっている。

【００３６】制御部ユニット３４は、信号線４２によっ
て各ユニット３２，３３，３５に接続されてこれらを制
御し、恒温循環装置３１の稼動制御を行っている。電源
供給線４３も信号線４２と共に接続されている。各信号
線４２及び電源供給線４３の途中にはコネクタ（図示せ
ず）が設けられ、互いの接続が容易に行えるようになっ
ている。

【００３７】以上の各ユニット１２，１３，１４，１５
は、ラック等の支持枠（図示せず）にそれぞれねじ等で
一体的に固定され、恒温循環装置３１が構成されてい
る。

【００３８】［動作］以上のように構成された恒温循環
装置３１は、制御部ユニット３４の制御によって、冷凍
機ユニット３２及び循環水ユニット３３が作動し、循環
液体が設定温度に冷却されて冷却タンクユニット３５に
供給され、この冷却タンクユニット３５内に一定量の循
環液体が貯えられる。この設定温度に維持された冷却タ
ンクユニット３５内の循環液体は、循環水ユニット３３
で吸引されて目的部に供給されて、目的部の半導体ウエ
ハ等を冷却する。この目的部から戻ってくる循環液体
は、冷却手段１２を通って再び設定温度に調整されて冷
却タンクユニット３５に貯えられる。

【００３９】また、冷却タンクユニット３５内の循環液
体の沸騰等によって、内部圧力が上昇し始めた場合は、
前記第１の実施形態と同様にして、冷却タンクユニット
３５の内部圧力の上昇が抑えられる。

【００４０】［効果］これにより、循環液体が冷却タン
クユニット３５のシール部分から漏れるのを確実に防止
することができる。

【００４１】［変形例］ （１） 前記各実施形態では、冷却手段１２を、冷却液
体を流す管材１５を用いて構成したが、ペルチエ素子等
を用いて構成し、電気的に冷却するようにしてもよい。
この場合も、前記各実施形態同様の作用、効果を奏する
ことができる。

【００４２】（２） 前記各実施形態では、貯蔵タンク
１内の圧力を温度測定によって間接的に検出したが、圧
力センサを用いて直接に貯蔵タンク１内の圧力を測定し
てもよい。この場合も、前記各実施形態同様の作用、効
果を奏することができる。

【００４３】（３） 前記各実施形態では、小型の貯蔵
タンク１を例に説明したが、その大きさは、持ち運び可
能な小型のものでも、プラントに据え付けるような大型
のものでもよい。内部圧力の上昇が問題になるものであ
れば、本発明が適用でき、前記同様の作用、効果を奏す
ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の貯蔵タン
クによれば、タンク内の液体が外部に漏れるのを確実に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る貯蔵タンクを示す構成図である。

【図２】本発明の貯蔵タンクを用いた恒温循環装置を示
す構成図である。

【符号の説明】

１：貯蔵タンク、２：タンク本体、３：蓋体、１１：内
圧調整機構、１２：冷却手段、１３：制御装置、１８：
冷却液体供給装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に液体を貯蔵するタンク本体と、こ
   のタンク本体を密封する蓋体とからなり、内部の液体が
   高温状態又は沸騰状態に置かれることがある貯蔵タンク
   において、 内部の液体が蒸発した場合にそれを冷却して液化し、内
   部圧力の上昇を抑える冷却手段と、 設定圧力で前記冷却手段の動作制御を行う制御装置とか
   らなる内圧調整機構を備えたことを特徴とする貯蔵タン
   ク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の貯蔵タンクにおいて、 内部液体の温度を測定する温度センサを備え、この温度
   センサを用いた液体温度の測定によって、前記冷却手段
   の動作制御の基準となる設定圧力を間接的に検出するこ
   とを特徴とする貯蔵タンク。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の貯蔵タンクにお
   いて、 前記冷却手段が、冷却液体を流す長い管材を、一定体積
   内に収まるように折り曲げて構成したことを特徴とする
   貯蔵タンク。