JPS5840399Y2 - 低温貯槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はＬＮＧなどの低温流体を貯え、同低温流体を貯
槽外へ吐出する手段を備えた低温貯槽の吐出性能の改良
に関する。

第１図は低温貯槽の従来例を示す縦断側面図、第２図は
従来の低温貯槽内の低温流体の温度分布を示す概略図で
、縦軸は低温貯槽軸方向位置Ｚを、横軸は低温貯槽半径
方向位置Ｒを示している。

この従来例の作用等を祖述すると貯槽１は外界からの熱
侵入を低減させるためにポリウレタンフォーム（ＰＵＦ
）やパーライトなどの断熱材２で保護されて釦り低温流
体３を貯蔵する。

貯槽１は断熱配管４によって昇圧ポンプ５の吸込口と接
続されてふ−リ、低温流体３は昇圧されて吐出管路６に
より供給される。

昇圧ポンプ５が正常に作動するには昇圧ポンプ５の吸込
条件で規定される正味吸入水頭を確保しなければならな
いので、昇圧ポンプ５吸込口の低温流体３の温度は昇圧
ポンプ５吸込口の圧力に対応する低温流体３の飽和温度
より低く、即ち液体の温度が飽和温度以下の場合を意味
するところのサブクールの状態に保たなければならない
。

加温により低温流体３が沸騰気化して昇圧ポンプ５内に
気体を吸込むと昇圧ポンプ５が正常に作動しない不具合
を生じる。

そこで通常は低温貯槽内を適当な圧力に加圧して貯槽１
内の低温流体３をサブクール状態に保つようにする。

然し低温流体３を加圧状態で放置すると低温流体３は貯
槽１の壁面を通しての熱侵入によって加温され加温され
た低温流体３は白熱対流によって液面３ｓ付近に上昇す
る。

その結果として貯槽１内の低温流体３は第２図に示すよ
うな温度分布を生じることになる。

第２図に釦いてＴｂは温度上昇なし時の低温流体３の温
度であり、図中は１点鎖線で示している。

Ｔｓは液面３Ｓにおける低温流体３の温度であり、通常
は貯槽１の圧力に対応する低温流体３の飽和温度を示す
。

ｌた低温流体３のＴｂとＴｓの中間の液温をＴａとして
図中に破線で示す。

今、昇圧ポンプ５が要求するサブクール温度差を飽和温
度（Ｔｓ）と実際の温度（Ｔａ）との差として要求され
る必要過冷度を△Ｔｓｒ、有効過冷度を△Ｔｓとすれば
昇圧ポンプ５が正常に作動するためには △Ｔｓｒ （△Ｔｓ ＝Ｔｓ −’ｌ’ｂでなければな
らぬ。

但し簡単のために断１熱配管４での入熱による昇温は含
めていない。

容易に分るように △ＴＳｒ＝△Ｔｓａ ＝Ｔｓ −Ｔａ となるような液温（Ｔａ、）がＴｓとＴｂの中間に存在
し、第２図に図示したように、液温（Ｔａ）より高い温
度を示す低温流体３ではサブクール温度差が不足するた
めに昇圧ポンプ５を正常に作動させることが出来ないこ
とが分る。

即ち第２図に示すように液温（Ｔａ）をうわｌわる低温
流体３は昇圧ポンプ５で移送することが出来ず、利用で
きないデッドマス（Ｄｅａｄ Ｍａｓｓ ）となってい
る。

貯槽１の断熱設計等により差異はあるが、このようなデ
ッドマスは全体の５〜１０％以上に達することも少くな
い。

本考案は簡単な装置でデッドマスをより少くすること、
すなわち貯槽の壁面から低温流体に与えられた熱が自然
対流や低温流体間の熱伝導によって広範囲に拡散又は分
散することを防止することによって大量のデッドマスが
発星することを防止できる低温貯槽を提供することを目
的とするもので、以下図面について順に実施例を説明す
る。

第３図は本考案の第１実施例を示す縦断側面図であり、
第４図は第１実施例の低温貯槽内の低温流体の温度分布
を示す概略図で、縦軸は低温貯槽軸方向位置Ｚを、横軸
に低温貯槽半径方向位置Ｒ１Ｃは貯槽中心部を、Ｓは液
面を、Ｗは貯槽壁部をＹは仕切板を示している。

第３図で第１図と同一符号のものは従来例と同一の構成
を示す。

１１は断熱材２で構成された円筒状の仕切体であり、同
仕切体１１の底部が貯槽１の底部と接続する部分は円筒
の内外の低温流体３が充分に流通できるように連通口１
１ａを有する。

第４図に示すように上記の仕切体１１を設けることで次
のような効果作用を有する。

貯槽１の壁面からの入熱を貯槽１の壁面と仕切体１１に
かこ１れた低温流体３に限定して吸収させることが出来
る。

貯槽１の壁面と仕切体１１に囲まれた低温流体３は少量
の低温流体３で貯槽１の壁面からの全入熱量を吸収する
ので液温Ｔａが上昇しその大部分が飽和温度Ｔｓ（こ到
達し、これ以上の入熱に対しては気化現象を生じて、気
化潜熱の形で入熱量を吸収すること（こなる。

一般に低温流体３の気化潜熱は低温流体３の熱容量に比
べてはるかに大きく、例えばＬＮＧでは１気圧での沸点
近傍で１単位容積のＬＮＧが気化する熱量は約１４６倍
のＬＮＧが１℃昇温する熱量に相当する。

即ち貯槽１の壁面からの入熱を気化潜熱で吸収させるこ
とにより、仕切体１１内の低温流体３の温度Ｔｂの上昇
を最少限に押えることが出来ることになる。

低温流体３を断熱配管４を通じて移送する場合、高温流
体と低温流体３は仕切体１１内・外部の面積比で混合し
て流出すると考えてよいので仕切体１１の位置を適当に
選ぶことで流出液の混合後の平均温度を選定することが
出来る。

例えば △Ｔｓ＝Ｔｓ−Ｔｂ＝２℃の場合、上記の面積
比を１／１０に選ぶことにより流出液の平均液温はＴｂ
＋ ０．２℃程度におさえることが出来るので貯槽１
内の殆ど全量を有効に使用することが出来る。

即ち高温液体と低温流体３を混合して平均温度を許容温
度内におさめることによりデッドマスを大巾（こ減少さ
せることが出来る。

な１第１実施例での仕切体１１の連通口１１ａの形状は
丸穴としたが、低温流体３下部の内外層を連通できるも
のであればどのような形状でも良いことは言う１でもな
い。

次に本考案の第２実施例について説明する。

第５図は本考案の第２実施例を示す縦断側面図で、第１
実施例を示す第３図と同一符号のものはそれなほぼ同一
の構成である。

第２実施例が第１実施例と異なる点は貯槽１内の低温流
体３を内外層に区分する目的で、浮体構造の仕切体１１
１を貯槽１内に配設したことである。

なか、上記仕切体１１１の下部には上記低温流体３内・
外層を連通させる連通口１１１ａが設けられ、仕切体１
１１の外周には同仕切体１１１が貯槽１のほぼ中央（こ
位置し、低温流体３の液面３ｓの変化に追従するように
複数個のガイド板１１１ｂが装着されている。

第２実施例の作用・効果は第１実施例とほぼ同様である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面における説明図、第２図は従来
例にかける“′貯液の温度分布を示す図、第３図は本考
案の第１実施例の縦断面図、第′４図は第１実施例にお
ける貯液の温度分布を示す図、第５図は本考案の第２実
施例の縦断面ｍ”ｃある。 “１・・・・・・貯槽、２・・・・・・断熱材、３・・
・・・・低温流体（貯液）、４・・・・・・断熱配管、
５・・・・・・昇圧ポンプ、１１．１１１・・・・−・
仕切体、１１ａ、１１１ａ・・・パ・・連通口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 断熱材で覆われた貯槽と、同貯槽内の低温流体に一側を
   連通された断熱配管と、同断熱配管の他側に接続された
   昇圧ポンプと、同昇圧ポンプ（こ連結された吐出管路を
   具備した低温貯槽において、上記貯槽内で貯液を内外層
   に区分する上下方向の筒状の仕切体と、同仕切体の下部
   に上記貯液の内外層を連通可能な連通口を設けたことを
   特徴とする低温貯槽。