TW201420463A - 儲氣槽 - Google Patents

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Kazuo Haruna
Koichi Shima
Ryoji Yano
Toshio Nishimoto
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Sumitomo Seika Chemicals
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Abstract

【課題】提供一種儲氣槽，該儲氣槽係即使氣體貯藏量變化，亦可將內壓保持於定值，又，適合因應於需要自如並微細地改變該壓力。【解決手段】本發明之儲氣槽包括：構成筒狀之容器狀的儲氣槽本體1；及升降構件2，係被收容於儲氣槽本體1的內部，並可一面維持與儲氣槽本體1之間的氣密狀態一面升降。伴隨升降構件2的升降，藉儲氣槽本體1及升降構件2所劃分之氣體收容部14之氣體的量變化。儲氣槽係還包含：液體收容部3，係由升降構件2所支撐，且收容液體；及液體供給排出手段，係用以使液體收容部3內之液體的量增減。

Description

儲氣槽
本發明係有關於一種可使活塞等之升降構件升降之可變容量式的儲氣槽。
從煉鐵廠所排出之煉焦爐氣體等的可燃性氣體係被利用作燃料。為了應付該可燃性氣體之需求變動，從煉鐵廠所排出之煉焦爐氣體係例如暫時貯藏於可變容量式儲氣槽。這種可變容量式儲氣槽係除了貯藏煉鐵廠之煉焦爐氣體等以外，還預料在貯藏從畜牧廢棄物、排泄物處理污泥等所產生之生物氣體、或回收所排出之氬或氦等的有用工業用氣體時用作緩衝槽的用途。
可變容量式儲氣槽係一般常使用將可升降之蓋狀的活塞設置於具有密閉構造之圓筒容器狀的儲氣槽本體之內部的構造(例如，參照專利文獻1)。又，已知一種儲氣槽，該儲氣槽係將隔膜(撓性膜材料)作成袋狀，藉由使該隔膜膨脹或萎縮，使氣體之容量可變(例如，參照專利文獻2、3)。
在專利文獻1，揭示一種儲氣槽，該儲氣槽係構成為包括儲氣槽本體、活塞及將活塞與儲氣槽本體之間密封的隔膜。在專利文獻1，尤其下了藉由將活塞作成雙重構造以增大氣體容量的工夫。可是，活塞之負載係固定，因為只是機械式 地以活塞蓋住儲氣槽本體的構造，所以無法改變內壓。
在專利文獻2，在石綿水泥板製、金屬製等之貯藏槽構造物中，以撓性膜材料將平坦形狀之底膜、圓筒狀之側膜及圓頂狀之頂膜形成為一體形狀的袋體，再將環狀之鉛錘平衡器載置於該頂膜的上面，還設置經由平衡線懸吊於貯藏槽構造物之外側的配重，藉此，應付氣體貯藏量的變化，而可確保運轉壓力。可是，側膜不是完全的圓筒狀，而作成在外側膨脹的形狀，又，因為使用撓性膜材料，所以因氣體壓力而側膜更加膨脹。進而，內壓力係不是全部用以支撐鉛錘平衡器，一部分作為側膜朝向外側的張力被消耗。因此，不是僅鉛錘平衡器對抗氣體壓力，雖然作用於袋體之力係使用錘之重量可相對地變大或變小，但是不是總是將內壓調整成定值。又，錘之重量係可人為地調整，但是無法自如且微細地改變內壓。
在專利文獻3，揭示一種儲氣槽，該儲氣槽係具有在由強化塑膠材料、金屬材料等所構成之剛性構造的盒中，收容以由撓性膜材料所構成的袋體所形成之氣體可出入的氣體貯藏袋的構造，將環狀之鉛錘平衡器載置於該貯藏袋的上面，還設置將平衡線懸吊於盒之外側的配重，藉此，應付氣體貯藏量的變化，而可確保運轉壓力。可是，雖然藉由改變配重之錘的重量，可簡單地調整或變更運轉壓力，但是氣體貯藏袋的形狀是圓筒狀橫型。因此，從專利文獻3之第6圖(c)得知，成為錘之重量在下部方向所壓住的截面積在上下部小而在中央部變成最大的構造。因此，每單位截面積之負載係總是變化，雖然作用於氣體貯藏袋之力係可使用錘之重量相對地變大或變 小，但是不是總是將內壓調整成定值。又，錘之重量係可人為地調整，但是無法自如且微細地改變內壓。
可變容量式(活塞式)儲氣槽係與內壓因應於其氣體貯藏量而總是變化的固定式儲氣槽相異，可一面總是將內壓保持定值一面使氣體出入是特徵，而具有便利性。可是，如專利文獻1所示，儲氣槽本體內之壓力係活塞之負載一旦決定時就固定，又，如專利文獻2、3所示，藉重錘平衡器從儲氣槽外部以手動調整作用於袋體的負載，亦只能分段地調整，無法連續且微細地調整。因此，改變儲氣槽本體內之壓力，以使往儲氣槽本體內之氣體貯藏速度或自儲氣槽本體內之氣體排出速度隨時變快或變慢的調整亦辦不到。
【先行專利文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]特開平5-18494號公報
[專利文獻2]特開2004-150525號公報
[專利文獻3]特開2004-353834號公報
本發明係在這種狀況之下所想出來的，其目的在於提供一種儲氣槽，該儲氣槽係即使氣體貯藏量變化，亦可將內壓保持於定值，又，適合因應於需要自如並微細地改變該壓力。
本發明所提供之儲氣槽，係在包括：儲氣槽本體， 筒狀容器之形態；及升降構件，係被收容於該儲氣槽本體的內部，並可一面維持與該儲氣槽本體之間的氣密狀態一面升降；並伴隨該升降構件的升降，藉該儲氣槽本體及該升降構件所劃分之氣體收容部所收容之氣體的量變化的構成，還包含：液體收容部，係由該升降構件所支撐，且收容液體；及液體供給排出手段，係用以使該液體收容部內之液體的量增減。
最好儲氣槽更包括：液面測量手段，係用以測量該液體收容部內之該液體的液面高度；及內壓測量手段，係測量該氣體收容部之內壓。
最好該液體供給排出手段係包含：液體導出入口，係設置於該儲氣槽本體之頂部或側壁上部；及液體導出入管，係一端與液體導出入口連接，另一端浸泡於該液體收容部內之該液體；對該液體收容部之該液體的導出入係藉液體導出入切換手段進行，該液體導出入切換手段係在該儲氣槽本體的外部位於比該液體收容部更下方的位置，而且經由液體導出入路與該液體導出入口相通，並切換液體的導出入。
最好該液體供給排出手段係包含：液體導出口與液體導入口，係設置於該儲氣槽本體之頂部或側壁上部；及液體導出管與液體導入管，係一端分別與該液體導出口及該液體導入口連接，另一端浸泡於該液體收容部內之該液體；自該液體收容部之該液體的導出係經由液體導出路進行，該液體導出路係連接該液體導出口與在該儲氣槽本體之外部貯藏該液體的液體貯藏槽之間；往該液體收容部之該液體的導入係經由連接該液體導入口與該液體貯藏槽之間的液體導入路進行。
最好該液體貯藏槽係位於比該儲氣槽本體更上方的位置；在該液體導入路，設置可切換成打開狀態與關閉狀態的自動閥；在該液體收容部，設置用以經由該液體導出管將該液體送至該液體貯藏槽的液中泵。
最好該液面測量手段係包含：液面計，係設置於該儲氣槽本體之頂部；及位置測量機構，係測量該液體收容部之高度位置。
最好該液面測量手段係包含由該液體收容部所支撐之液面計。
最好該液面計係自超音波式液面計、靜電電容式液面計、電波式液面計、或浮筒式液面計所構成之群所選擇。
最好該液體貯藏槽係具備檢測出其內部之液體之液面高度的液面計。
最好儲氣槽更包括平衡器，該平衡器係位於該儲氣槽本體的外部，並用以減輕藉該液體收容部所承受的負荷。
最好該平衡器係包括：追加之液體收容部，係位於該儲氣槽本體的外部，並用以收容液體；及連接構件，係藉由中間部由該儲氣槽本體所支撐，在該中間部折回，一端與該追加之液體收容部連接，而且另一端與該儲氣槽本體內之液體收容部連接。
最好該平衡器係更包括用以使該追加之液體收容部內之液體的量增減之追加的液體供給排出手段。
最好該追加之液體供給排出手段包含與該追加之液體收容部連接並具有撓性之追加的液體導出路及追加的液 體導出入路。
最好轉動自如之轉動構件設置於該儲氣槽本體；該連接構件之該中間部係由該轉動構件所支撐。
最好該平衡器係包含：複數個液體收容容器，係在該儲氣槽本體之圓周方向隔著間隔所設置；及連通路，係使這些液體收容容器之鄰接者彼此的下部連通。
最好該儲氣槽本體係作成圓筒容器狀；該升降構件係藉固定於該儲氣槽本體之隔膜所構成；該隔膜係具有：在上下所延伸之圓筒狀部、及塞住該圓筒狀部之下端的底部；該液體收容部係配置於該圓筒狀部的內部，並由該隔膜所支撐之圓筒容器狀的活塞所構成。
最好該隔膜係包含：第1隔膜構件，係該氣體收容部所收容之該氣體所接觸；及第2隔膜構件，係經由間隙與該第1隔膜構件重疊；更包括檢測手段，該檢測手段係檢測出該第1及第2隔膜構件之間之間隙的氣體。
最好該第1隔膜構件係耐溶劑性比該第2隔膜構件更優異。
本發明之其他的特徵及優點係根據參照附加圖面如以下進行之詳細說明將更明白。
1‧‧‧儲氣槽本體
11‧‧‧下部缸體
11A‧‧‧氣體導入口
11B‧‧‧氣體排出口
102‧‧‧側壁
111‧‧‧底壁
112‧‧‧側壁
113‧‧‧第1凸緣
12‧‧‧上部缸體
121‧‧‧天頂壁
121a‧‧‧液體導出入口
121b‧‧‧電纜用孔
121c‧‧‧液體導入口
121d‧‧‧液體導出口
122‧‧‧側壁
123‧‧‧第2凸緣
124‧‧‧滑輪(轉動構件)
125‧‧‧導槽
126‧‧‧孔
13‧‧‧螺栓
14‧‧‧氣體收容器
2‧‧‧隔膜(升降構件)
200‧‧‧活塞(升降構件)
201‧‧‧隔膜構件(第1隔膜構件)
202‧‧‧隔膜構件(第2隔膜構件)
203‧‧‧間隙
204‧‧‧氣體檢測用管線
21‧‧‧凸緣部
210‧‧‧安裝件
22‧‧‧圓筒狀部
220‧‧‧導輥
23‧‧‧底部
230‧‧‧潤滑油箱
231‧‧‧潤滑油
24‧‧‧突起
240‧‧‧密封材料
3‧‧‧活塞(液體收容部)
300‧‧‧容器體(液體收容部)
31‧‧‧活塞筒部
311‧‧‧安裝件
312‧‧‧導輥
32‧‧‧活塞底部
32a‧‧‧孔部
340‧‧‧液體
400‧‧‧支撐構件
421a‧‧‧液體導出入管
421b‧‧‧軟管
421c‧‧‧液體導出入外部配管
421d‧‧‧閥
422a‧‧‧液體導入管
422b‧‧‧軟管
422e‧‧‧自動閥
422f‧‧‧液體導入外部配管
423a‧‧‧液體導出管
423b‧‧‧軟管
423c‧‧‧液體導出外部配管
425‧‧‧液體泵
500‧‧‧液面計
510‧‧‧天線
500a‧‧‧包膠電纜
500b‧‧‧固定電纜
500c‧‧‧指示計
550‧‧‧液位計
550a‧‧‧電線
550c‧‧‧保護管
600‧‧‧壓力計
700‧‧‧液中泵
700a‧‧‧包膠電纜
700b‧‧‧固定電纜
750‧‧‧液體貯藏槽
800‧‧‧液面計
9‧‧‧平衡器
910‧‧‧導件
920‧‧‧液體導入口
921‧‧‧液體導入路
922‧‧‧閥
924‧‧‧自動閥
930‧‧‧液體導出口
931‧‧‧液體導出路
932‧‧‧閥
940‧‧‧連通路
950‧‧‧電線(連接構件)
第1圖係本發明之第1實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第2圖係本發明之第2實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第3圖係本發明之第3實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第4圖係本發明之第4實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第5圖係本發明之第5實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第6圖係表示在第5圖所示之儲氣槽的平衡器之安裝狀態的示意平面圖。
第7圖係第5圖所示之儲氣槽的局部放大剖面圖。
第8圖係本發明之第6實施形態之儲氣槽的示意構成圖。
第9圖係本發明之儲氣槽之其他的構成例之示意圖。
以下，參照圖面，具體地說明本發明之較佳的實施形態。
第1圖表示本發明之第1實施形態的儲氣槽。如第1圖所示，第1實施形態的儲氣槽包括儲氣槽本體1、隔膜2及活塞3。
儲氣槽本體1係具有下部缸體11及上部缸體12，藉由一體地組合這些缸體，構成圓筒容器狀。下部缸體11具有圓盤狀之底壁111、及從底壁111之外周緣朝上所延伸之圓筒狀的側壁112。圓環狀之第1凸緣113一體地設置於側壁112之上端部的外周。氣體導入口11A及氣體排出口11B設置於下部缸體11之下端附近。壓力計600安裝於下部缸體11的中間位置。氣體導入口11A、氣體排出口11B及壓力計600的設置位置係任意，不是限定本發明者。關於壓力計600的動作將後述。
上部缸體12具有圓頂狀的天頂壁121(在本發明所指的頂部)、及從天頂壁121之周緣朝下所延伸之圓筒狀的側 壁122。圓環狀之第2凸緣123一體地設置於側壁122之下端部的外周。液體導出入口121a及電纜用孔121b設置於天頂壁121。作為設置液體導出入口121a及電纜用孔121b的位置，未限定為天頂壁121。例如，只要在天頂壁121之附近具有空間，亦可設置於上部缸體12之側壁122的上部。又，作為天頂壁121的形狀，未限定為上述的圓頂狀，亦可採用圓錐狀或平板狀等其他的形狀。
第1凸緣113與第2凸緣123係在這些構件之間夾住隔膜2之凸緣部21的狀態，藉螺栓13所接合。藉此，下部缸體11與上部缸體12係在彼此密封狀態下被固定，在第1實施形態，側壁112之內徑與側壁122之內徑採用同一設計尺寸，在第1凸緣113、第2凸緣123已接合之狀態，側壁112的內周面與側壁122的內周面係在上下方向成為同一面狀。
隔膜2具有凸緣部21、圓筒狀部22及底部23，並使用橡膠布所形成。凸緣部21係第1凸緣113、第2凸緣123所夾住的部分，並作成圓環狀。在第1實施形態，凸緣部21的寬度係作成比第1及第2凸緣113、123的寬度更大。
圓筒狀部22係與凸緣部21之內周緣連接並延伸。在第1實施形態，圓筒狀部22係以包圍活塞3之方式延伸至上方，其靠尖端的部位在外側折回，並朝向凸緣部21延伸至下方。圓筒狀部22之內徑尺寸係例如約1000mm。
底部23係塞住圓筒狀部22的下端。以尖端朝向上方之方式將圓棒狀的突起24設置於底部23的上面。在第1實施形態，設置例如4個突起24，並沿著既定節圓等間隔地配 置。
如上述所示，隔膜2之凸緣部21係以密封狀態被夾在儲氣槽本體1之第1及第2凸緣113、123之間。藉本構成，隔膜2係可在與儲氣槽本體1之間仍然維持氣密狀態下升降，而作用為使活塞3上下動的升降構件。
活塞3係配置於隔膜2之圓筒狀部22的內側，並由隔膜2所支撐。活塞3係作用為液體收容部，並具有在上下方向所延伸之圓筒狀的活塞筒部31、塞住活塞筒部31之下端內側的活塞底部32。活塞筒部31係被隔膜2之圓筒狀部22所包圍。液體340收容於活塞3的內部。作為活塞3的材質，可採用例如金屬製或樹脂製。但，在活塞3採用樹脂製的情況，因為在內部收容液體340而進行負載調整，所以使用具有強度之FRP(玻璃纖維強化塑膠)較佳。又，作為活塞3內所收容之液體340，可列舉例如水，但是未限定為水。為了增大液體340的比重，亦可使用食鹽水或硫酸鈉溶液等之鹽類溶液、或者矽油等之惰性的油類，只要是在安全上所容許的，液體340之種類係不限定。
4個孔部32a形成於活塞底部32。在第1實施形態，這些孔部32a係在活塞底部32之厚度方向貫穿，並為了與設置於隔膜2之突起24對應，沿著與配置突起24之節圓相同的節圓位於等間隔的位置。藉這種構成，在活塞3由隔膜2所支撐之狀態，活塞底部32的孔部32a分別嵌入突起24，活塞底部32係與隔膜2之底部23重疊，並將活塞3適當地定位於隔膜2。又，在活塞底部32與隔膜2的底部23之間，施加 適當的密封手段(未圖示)，而活塞3內部之液體340不會從活塞底部32與隔膜2的底部23之間洩漏。
經由安裝件311，將導輥312設置於活塞筒部31的上端附近。導輥312係至少設置3個，這些導輥312係配置於在活塞筒部31之圓周方向的相異位置。導輥312係在活塞筒部31之圓周方向隔著固定間隔所配置較佳。各導輥312係與上部缸體12之側壁122的內周面接觸，而且繞水平軸轉動自如。活塞筒部31之外徑尺寸係例如約1000mm。活塞筒部31之外周面與上部缸體12的內周面之間的間隙係設為例如50~200mm，設為100~150mm較佳。隔膜2及隔膜2所支撐之活塞3係藉導輥312一面維持大致固定姿勢一面上下動。
支撐構件400安裝於活塞筒部31之安裝件311的下部。支撐構件400係例如由多孔板或角構件所構成，並在比活塞3所收容之液體340更上方的位置，在大致水平方向(與該液體340之液面大致平行的方向)延伸。
在第1實施形態，液體導出入管421a、軟管421b及液面計500安裝於支撐構件400。液體導出入管421a係用以將活塞3內之液體340導出至儲氣槽本體1的外部，或者將液體340從儲氣槽本體1的外部導入至活塞3內的通路。液體導出入管421a係在鉛垂方向延伸至活塞底部32的附近，並局部浸泡於活塞3內的液體340。軟管421b係一端與液體導出入管421a連通，而且另一端與天頂壁121之液體導出入口121a相通，並由橡膠製或樹脂製等之撓性材料所構成。藉此，活塞3上下動時，因應於該動作，軟管421b係伸縮。
液體導出入口121a係貫穿天頂壁121。延伸至儲氣槽本體1之外部的液體導出入外部配管421c與液體導出入口121a連接。液體導出入外部配管421c係至儲氣槽本體1之下端附近的低位置延伸至下方。在液體導出入外部配管421c，閥421d設置於儲氣槽本體1之下端附近的低位置。如上述所示，液體導出入管421a係浸泡於活塞3內的液體340，該液體導出入管421a、軟管421b及液體導出入外部配管421c的內部係位於被液封之狀態。因為閥421d係位於總是比活塞3內之液體340的液面更低的位置，所以打開閥421d時，根據虹吸原理，利用落差將活塞3內之液體340經由液體導出入管421a、軟管421b及液體導出入外部配管421c導出至外部，而活塞3內之液體340的量減少。另一方面，在將液體340導入活塞3內的情況，例如藉與液體導出入外部配管421c相通之圖外的自來水配管供給自來水。於是，藉自來水的水壓，經由液體導出入外部配管421c、軟管421b及液體導出入管421a，將液體340導入活塞3內，而活塞3內之液體340的量增加。在關閉閥421d的情況，活塞3內之液體340的量係不變。依此方式，該液體導出入管421a及軟管421b係發揮作為對活塞3之液體導出入手段的作用。
液面計500係用以測量活塞3內之液體340的液面高度。作為液面計500，適合使用例如超音波式感測器、靜電電容式感測器、電波(微波)式感測器，但是除此以外，作為機械式，亦可使用浮筒之浮筒式。第1圖係舉例表示液面計500是微波式感測器的情況，根據從天線510朝向液體340之液面 所發射的發射波、與在液面反射並以天線510所接收之接收波的關係，測量從液面計500至液面的距離，再根據該距離求得液面高度。在液面計500，連接伸縮自如之包膠電纜500a(cabtire cable)的近接端。包膠電纜500a之遠方端係貫穿天頂壁121之電纜用孔121b。包膠電纜500a係用以將關於藉液面計500所測量之液面高度的信號拉出至儲氣槽本體1的外部，活塞3上下動時配合之，上下地伸縮。
包膠電纜500a的遠方部係在儲氣槽本體1的外部與固定電纜500b的一端連接，固定電纜500b之另一端係與指示計500c連接。藉該構成，可藉指示計500c讀取藉液面計500所測量之液面高度。
壓力計600係作用為內壓測量手段，並安裝於下部缸體11的側壁112。壓力計600係用以測量藉儲氣槽本體1及隔膜2所劃分之氣體收容器14(在第1實施形態，在儲氣槽本體1內與氣體導入口11A及氣體排出口11B相通的區域)的內部壓力(內壓)。作為該壓力計600，只要是以目視所使用者，亦可使用隔膜式壓力計。可是，若是使對活塞3之液體340的出入自動化者，壓力計600使用可發出電氣信號的電氣式壓力計較佳。
在使用第1實施形態之儲氣槽時，一面經由氣體導入口11A導入氣體，一面經由氣體排出口11B排出氣體。在此，氣體導入量超過氣體排出量時，在儲氣槽本體1內藉隔膜2所隔開之下側區域(氣體收容器14)的內部壓力(內壓)上升。於是，在抵抗活塞3、液體340及安裝件311或支撐構件 400等活塞3所裝載之各元件的總重量下，隔膜2及該隔膜2所包圍之活塞3被向上推，而儲存氣體。關於隔膜2，隨著上升，在圓筒狀部22之內側部分從其上端依序被折回至外側，而逐漸反轉。在第1圖，以虛擬線表示活塞3上升之狀態。另一方面，氣體排出量超過氣體導入量時，活塞3下降，回到原來的位置。依此方式，在使用儲氣槽時，根據氣體量的變化，活塞3在儲氣槽本體1內上下動。
說明在第1實施形態之儲氣槽，活塞3所收容之液體340的負荷對氣體收容器14之內壓(以下稱為儲氣槽內壓)的影響。例如，活塞筒部31之外徑尺寸為1000mm(100cm)，並將活塞筒部31之外周面與下部缸體11及上部缸體12的內周面之間的間隙設為100mm(10cm)時，將活塞3之總重量決定成使在未收容液體340之空狀態的儲氣槽內壓成為10kPa。對活塞3之下部面的直徑加上活塞筒部31與下部缸體11及上部缸體12的內周面之間的平均間隙尺寸時，成為A=(100+10)cm。A係相當於藉內壓欲將活塞3向上推至上部的力所作用之圓形之面的直徑。當作P1=10kPa=0.1kgf/cm2之力作用於該面來計算時，得到π/4×(100+10)2×0.1=949.9kg重的力作用。此外，在計算該A之數學式，加上該平均間隙尺寸係因為在活塞筒部31與下部缸體11及上部缸體12的內周面之間隔膜2折彎，所以在該隔膜2之折彎部分的氣體內壓向上推之力分散至垂直方向成分以外的緣故。
在此，考慮在活塞3內收容高度300mm之作為液體340之水的情況。若將活塞筒部31的板厚t設為3mm，則 活塞筒部31之內徑尺寸ψ成為1000-3×2=994mm(99.4cm)。將水之密度設為1.0g/cm3時，水的重量成為π/4×99.42×30×1/1000=232.7kg重。因此，關於儲氣槽內壓P的數學式π/4×(100+10)2×P=949.9+232.7=1182.6成立，得到P=0.1245kgf/cm2。因此，藉由將水裝入活塞3內，儲氣槽內壓係上升2.45kPa(P-P1=0.0245kgf/cm2)。
從以上之說明得知，在第1實施形態之儲氣槽，可增減活塞3內之液體340的量。在想將氣體導入儲氣槽內的情況，將活塞3內之液體340導出至外部，使活塞3整體(活塞3之重量及內部之液體340之重量的總和，以下相同)變輕時，儲氣槽內壓成為比較低壓。因此，活塞3上升，將氣體導入儲氣槽內。另一方面，在想從儲氣槽排出氣體的情況，將液體340導入活塞3內，使活塞3整體變重時，儲氣槽內壓成為比較高壓。因此，活塞3下降，而從儲氣槽排出氣體。藉這種操作，不使用送風機，可圓滑地進行在儲氣槽之氣體的吸氣、排氣。
在第1實施形態，作為調整活塞3整體之重量的媒體，使用液體340(水)。因此，因應於需要，從活塞3內導出液體340或將液體導入活塞3內，可自如且微細地調整儲氣槽的內壓。
儲氣槽內壓(氣體收容器14之內壓)係可藉壓力計600測量。又，活塞3內之液體340的液面高度係可藉液面計500測量。藉此，在使儲氣槽內壓變低的情況，根據壓力計600所測量之儲氣槽內壓，一面藉液面計500測量活塞3內之液體 340的液面高度，一面將液體340導出活塞3內至成為符合目標之氣體壓力的液面高度。另一方面，在使儲氣槽內壓變高的情況，根據壓力計600所測出的儲氣槽內壓，一面藉液面計500測量活塞3內之液體340的液面高渡，一面將液體340導入活塞3內至成為符合目標之氣體壓力的液面高度。這種構成係適合自如且微細地調整儲氣槽的內壓。
對活塞3之液體的出入係可藉由切換閥421d之開閉狀態，經由液體導出入管421a、軟管421b、液體導出入口121a及液體導出入外部配管421c進行。如上述所示，液體導出入管421a係浸泡於活塞3內之液體340，該液體導出入管421a、軟管421b及液體導出入外部配管421c的內部係位於被液封之狀態。又，因為閥421d係位於總是比活塞3內之液體340的液面更低的位置，所以藉由打開閥421d，不使用動力源，而利用落差可將活塞3內之液體340導出至外部。此外，預先關閉閥421d時，因為活塞3內之液體340之量係不變，所以可將儲氣槽內壓保持定值。
在活塞3(活塞筒部31)，在上部缸體12之側壁122的內周面在圓周方向之相異的位置設置一面接觸一面繞水平軸轉動自如的導輥312。藉此，在活塞3上下動時，導輥312係在維持與側壁122之內面接觸的狀態下一面滾動一面移動。因此，活塞3係經由導輥312由儲氣槽本體1(上部缸體12)所支撐，可防止活塞3隨著上下動而傾斜。結果，因為活塞3係一面維持大致固定之姿勢一面上下動，所以關於藉液面計500之液面高度的測量值，亦可得到更正確的值。
又，在設置導輥312的構成，活塞筒部31之外周面與上部缸體12的內周面之間的間隙係比較窄，為50~200mm。若依此方式使該間隙變窄，在抑制活塞3之傾斜上較佳，又適合使儲氣槽小型化。
第2圖表示本發明之第2實施形態的儲氣槽。在第2實施形態的儲氣槽，從外部測量活塞3之高度位置的液位計550安裝於儲氣槽本體1。電線550a之一端與液位計550連接，該電線550a係在儲氣槽本體1的外部穿過保護管550c的內部。電線550a係貫穿儲氣槽本體1之天頂壁121並被拉入儲氣槽本體1的內部，另一端與活塞3的安裝件311連接。
又，在第2實施形態，液面計500係安裝於儲氣槽本體1的天頂壁121。若依據第2實施形態，藉由將藉液面計500之測量值與藉液位計550所測量之活塞3的高度位置組合，可測量活塞3內之液體340的液面高度。若依據這種構成，關於安裝於天頂壁121的液面計500，可從儲氣槽本體1之外部直接拆下。此外，液位計550係為了測量活塞3的高度位置而一般地設置，在與其他的實施形態相關的圖面，因為與發明之課題無關，所以省略其記載。
第3圖表示本發明之第3實施形態的儲氣槽。在第3實施形態的儲氣槽，對活塞3出入之液體340係在儲氣槽本體1的外部在與貯藏液體340的液體貯藏槽750之間循環。在第3實施形態，液體貯藏槽750係設置於比儲氣槽本體1更上方的位置。
液體導入口121c及液體導出口121d設置於儲氣 槽本體1的天頂壁121。液體導入管422a、軟管422b、液體導出管423a及軟管423b安裝於支撐構件400。液體導入管422a係用以從儲氣槽本體1之外部將液體340導入活塞3內的通路。液體導出管423a係用以將活塞3內之液體340導出至儲氣槽本體1之外部的通路。液體導入管422a係在鉛垂方向延伸至活塞底部32附近，並局部地浸泡於活塞3內之液體340。液體導出管423a係局部地浸泡於活塞3內之液體340，其尖端部係與液中泵700連接。軟管422b(軟管423b)係一端與液體導入管422a(液體導出管423a)連通，而且另一端與天頂壁121之液體導入口121c(液體導出口121d)相通，並由橡膠製或樹脂製等之撓性材料所構成。藉此，活塞3上下動時，因應於該動作，軟管422b(軟管423b)係伸縮。在本實施形態，液體導入管422a、軟管422b及液體導入外部配管422f、以及液體導出管423a、軟管423b及液體導出外部配管423c的內部係位於被液封之狀態。作為設置液體導入口121c及液體導出口121d的位置，未限定為天頂壁121，例如只要在天頂壁121的附近具有空間，亦可設置於上部缸體12之側壁122的上部。
液體導入口121c及液體導出口121d係貫穿天頂壁121，延伸至儲氣槽本體1之外部的液體導入外部配管422f及液體導出外部配管423c與液體導入口121c及液體導出口121d連接。液體導入外部配管422f的端部係與液體貯藏槽750之底壁部連接，在液體導入外部配管422f，設置用以切換成打開狀態與關閉狀態的自動閥422e。液體導出外部配管423c的端部係與液體貯藏槽750的側壁部連接。
伸縮自如之包膠電纜700a的一端與液中泵700連接。包膠電纜700a的另一端係貫穿天頂壁121的電纜用孔121b。包膠電纜700a係用以將是動力源之電力供給至液中泵700，活塞3上下動時，配合之，上下地伸縮。包膠電纜700a的端部係在儲氣槽本體1的外部與固定電纜700b的一端連接。
在第3實施形態，檢測出該液體貯藏槽750內之液體340之液面高度的液面計800設置於液體貯藏槽750。在本實施形態，藉液面計800檢測出液體貯藏槽750之液面高度，藉此，可間接地測量活塞3內所收容之液體340的量(液面高度)。
在第3實施形態，活塞3內之液體340的量係可根據來自測量儲氣槽本體1內之壓力之壓力計600的信號調整。例如，根據來自壓力計600的信號，一面藉液面計800測量活塞3內之液體340的液面高度，一面控制自動閥422e及液中泵700的動作。在想降低儲氣槽本體1內之壓力的情況，驅動液中泵700，調整成使液體貯藏槽750內的液面上升(換言之，將液體340從活塞3導出至外部)。另一方面，在想提高儲氣槽本體1內之壓力的情況，藉由打開自動閥422e，利用落差，經由液體導入外部配管422f、軟管422b及液體導入管422a，將液體貯藏槽750內之液體340導入活塞3內。
第4圖表示本發明之第4實施形態的儲氣槽。在第4實施形態的儲氣槽，與該第3實施形態一樣，構成為對活塞3出入的液體340係在儲氣槽本體1的外部在與貯藏液體340的液體貯藏槽750之間循環。但，在第4實施形態，液體 貯藏槽750係設置於與儲氣槽本體1相同的高度位置。
在該第3實施形態(第3圖)，在將液體340導入活塞3時，可經由液體導入外部配管422f，利用落差進行，並藉由切換自動閥422e的開閉狀態來控制。相對地，在第4實施形態，用以將液體340壓送至儲氣槽本體1側的液體泵425設置於液體導入外部配管422f，對活塞3內之液體340的導入係藉由使液體泵425驅動來進行。
在第4實施形態，亦與該第3實施形態一樣，檢測出該液體貯藏槽750內之液體340的液面高度的液面計800安裝於液體貯藏槽750。在第4實施形態，藉液面計800檢測出液體貯藏槽750的液面高度，藉此，可間接地測量活塞3內所收容之液體340的量(液面高度)。
在第4實施形態，活塞3內之液體340的量(液面高度)係亦可根據來自測量儲氣槽本體1內之壓力之壓力計600的信號調整。例如，根據來自壓力計600的信號，一面藉液面計800測量活塞3內之液體340的液面高度，一面控制液中泵700及液體泵425的動作。在想降低儲氣槽本體1內之壓力的情況，驅動液中泵700，調整成使液體貯藏槽750內的液面上升(換言之，將液體340從活塞3導出至外部)。另一方面，在想提高儲氣槽本體1內之壓力的情況，藉由驅動液體泵425，經由液體導入外部配管422f、軟管422b及液體導入管422a，將液體貯藏槽750內之液體340導入活塞3內。
第5圖表示本發明之第5實施形態的儲氣槽。在第5實施形態的儲氣槽，基本的構成係與第1圖所示之該第1 實施形態一樣，但是在具備平衡器上與該第1實施形態大為相異。又，在第5實施形態，隔膜2的構成係與該第1實施形態相異。
如第5圖所示，平衡器9係設置於儲氣槽本體1的外部，並作成金屬製或樹脂製的容器狀，可將液體收容於內部。
電線950的一端與平衡器9連接，該電線950的另一端係經由安裝件311與活塞3連接。繞水平軸轉動自如的滑輪124(轉動構件)設置於儲氣槽本體1的上部，電線950係其中間部繞在滑輪124，並由該滑輪124所支撐。依此方式，在電線950之一端及另一端分別懸吊平衡器9及活塞3。藉此，活塞3在上下方向移動時，伴隨該活塞3之移動，平衡器9在上下方向移動。
如第6圖所示，平衡器9係在儲氣槽本體1之圓周方向隔著間隔設置複數個(在本實施形態為4個)。參照第6圖可得知，例如在各平衡器9在與儲氣槽本體1相對向的外側面，設置截面T字形的導件910。在儲氣槽本體1(上部缸體12)的外側面，沿著上下方向設置用以在上下引導導件910的導槽導槽125。藉此，各平衡器9係可不會橫擺地上下移動。關於複數個平衡器9，鄰接著彼此的下部經由連通路940連通。此外，在第6圖，僅表示說明平衡器9所需的元件，關於其他的元件係省略。
如第5圖所示，液體導入口920及液體導出口930設置於平衡器9(第5圖中左側的平衡器9)。在本實施形態，液 體導入口920係設置於平衡器9的側壁上部，液體導出口930係設置於平衡器9的底壁。液體導入路921與液體導入口920連接，液體導出路931與液體導出口930連接。例如藉圖外的水管配管可將自來水供給至液體導入路921，藉自來水的水壓，經由液體導入路921可將液體補給至平衡器9內。又，閥922設置於液體導入路921，打開該閥922時，將液體補給至平衡器9，而關閉閥922時，對平衡器9停止補給液體。閥932設置於液體導出路931，而且液體導出路931的端部係開放。若依據這種構成，藉由切換閥922、閥932之開閉狀態，可使液體對平衡器9出入，而可使平衡器9內之液體的量增減。又，因為如上述所示平衡器9藉連通路940連通，所以被補給至平衡器9的液體係在全部的平衡器9均勻來往，而全部之平衡器9內之液體的液面高度係成為相同。
在第5實施形態，液體導入路921及液體導出路931係例如構成為包含具有撓性的軟管。藉此，在平衡器9上下移動時，液體導入路921及液體導出路931係追蹤平衡器9的動作。
如第7圖所示，隔膜2包括片狀之2片隔膜構件201；202。隔膜構件201係相對地位於下方，並與氣體收容器14所收容之氣體接觸。隔膜構件202係在與隔膜構件201之間經由間隙203與該隔膜構件201重疊。隔膜構件201、202之雙方的外周部(凸緣部)係藉由在儲氣槽本體1之第1及第2凸緣113、123之間重疊的狀態鎖緊螺栓13而密接。藉此，隔膜構件201、202之間的間隙係位於密封狀態。
隔膜構件202係由與在上述之第1實施形態的隔膜2實質上相同的材料所構成，例如使用橡膠布所構成。活塞3配置於該隔膜構件202上。隔膜構件201係例如由耐溶劑性比隔膜構件202更優異的樹脂片所構成，作為那種樹脂片的材料，可列舉例如杜邦公司的Kalrez(登錄商標)等。
在隔膜構件202，在外周的附近，連接氣體檢測用管線204。氣體檢測用管線204係經由形成於儲氣槽本體1(上部缸體12)之側壁122的孔126，延伸至儲氣槽本體1的外部。氣體檢測用管線204係與用以偵測氣體收容器14所收容之氣體成分的氣體檢測用感測器(未圖示)連接。此外，包含這種氣體檢測用管線204的氣體檢測手段係因應於需要，設置於儲氣槽本體1之周圍的2~6處。
在第5實施形態的儲氣槽，除了如該第1~第4實施形態所示可增減活塞3內之液體340的量以外，亦可使平衡器9內之液體的量增減。例如，使活塞3內之液體340減少，而使活塞3整體變輕，而且將與活塞3的重量平衡之程度的液體儲存於平衡器9內。在此，關於作用於隔膜2之活塞3整體所造成之實質的重量，成為從懸吊於電線950的另一端之活塞3整體的重量減去懸吊於電線950的一端之平衡器9整體(平衡器9之重量及內部之液體之重量的總和，以下相同)的重量。因此，使活塞3整體與平衡器9整體之重量差變小時，儲氣槽內壓(氣體收容器14的壓力)係可設定成至1kPa以下之程度的低壓。
在第5實施形態，藉由使平衡器9內之液體的重 量增減，可微細地調整平衡器9整體之重量。因此，可將儲氣槽之氣體壓力正確地設定於更低的壓力。因此，第5實施形態之儲氣槽係亦可用於例如在局部排氣或空調設備等之低壓的氣體，並可適用於多種氣體。
因為複數個平衡器9之鄰接者彼此的下部經由連通路940連通，所以補給至平衡器9之液體係在全部之平衡器9均勻地來往。若依據這種構成，，在儲氣槽本體1之圓周方向，平衡器9之重量大致均勻地作用於活塞3。結果，作用於隔膜2之活塞3整體之實質的重量亦成為大致均勻。
又，在第5實施形態之儲氣槽，構成為隔膜2係包含經由間隙203所重疊之隔膜構件201、202，並可檢測出該間隙203的氣體。若依據這種構成，因為例如與氣體收容器14接觸之隔膜構件201的劣化、損壞等，氣體收容器14之氣體洩漏至構件201、202之間時，該間隙203之氣體係經由氣體檢測用管線204，被引導至氣體檢測用感測器並檢測出。因此，可預防儲氣槽內(氣體收容器14)之氣體流出至外部。該構成係例如在處理對大氣之放出受限的氣體上有用。
進而，隔膜構件201係由在耐溶劑性優異的材料所構成。因此，即使儲氣槽所收容之氣體例如是有機溶劑系氣體，亦可有效地抑制該溶劑系氣體所造成之隔膜構件201的腐蝕。
第8圖表示本發明之第6實施形態的儲氣槽。在第6實施形態的儲氣槽，基本的構成係與第3圖所示之該第3實施形態一樣，但是在具備平衡器上與該第3實施形態相異。
因為第6實施形態之平衡器9係具有與該第5實施形態之平衡器9大致相同的構成，所以省略其說明。在第6實施形態，液體導入口920係設置於平衡器9的天頂壁，液體導出口930係設置於平衡器9的側壁上部。
液體導入路921之一端與液體導入口920連接，液體導入路921之另一端係對液體導入外部配管422f分支狀地連接。自動閥924設置於液體導入路921，打開該自動閥924時，液體貯藏槽750內的液體340係藉落差經由液體導入外部配管422f、液體導入路921被導入平衡器9內。關閉自動閥924時，停止對平衡器9導入液體340。
液體導出路931之一端與液體導出口930連接。液體導出路931之另一端係與液體貯藏槽750之側壁部連接。液中泵(未圖示)設置於平衡器9的內部，並構成為該液中泵動作時，平衡器9內之液體經由液體導出口930被送至液體導出路931。
在第6實施形態，藉由使平衡器9內之液體的量增減，可微細地調整平衡器9整體之重量。因此，可將儲氣槽之氣體壓力正確地設定於更低的壓力。
在本實施形態，平衡器9內之液體的量係可根據來自測量儲氣槽本體1內之壓力之壓力計600的信號調整。例如，根據來自壓力計600的信號，控制自動閥924。在想降將低儲氣槽本體1內之壓力降低至更低之壓力的情況，驅動液中泵700，導出活塞3內之液體340，而且藉由打開自動閥924，利用落差，經由液體導入外部配管422f、液體導入路921，將 液體貯藏槽750內之液體340導入平衡器9內。
以上，說明了本發明之具體的實施形態，但是本發明係未限定如此，可在不超出發明之構想的範圍內進行各種變更。關於本發明之儲氣槽的各部之具體的構成係未限定為上述的實施形態。
在該第1~第6實施形態，舉例說明具備隔膜2的構成，但是本發明係未限定如此，亦可應用於不具備隔膜之活塞式的儲氣槽。第9圖表示不具備隔膜之活塞式的儲氣槽的一例。第9圖所示之儲氣槽包括作為升降構件之活塞200、及設置於活塞200上之容器體300(液體收容部)。儲氣槽本體1係作成大致圓筒容器狀。經由安裝件210，將導輥220設置於活塞200的外周部。又，潤滑油箱230安裝於安裝件210的外周部，密封材料240安裝於該潤滑油箱230的外周。在潤滑油箱230，收容潤滑油231，該潤滑油231被供給至密封材料240的表面部。密封材料240係可滑動地與儲氣槽本體1之側壁102的內周面接觸。藉該構成，活塞200係可一面維持與儲氣槽本體1之間的氣密狀態一面升降。在第9圖，以虛擬線表示活塞200上升之狀態。液體340被收容於容器體300的內部。省略詳細之圖示說明，構成為可使容器體300所收容之液體340的量增減。作為用以使容器體300內之液體340的量增減的構成，可適當地採用與上述之實施形態相同的構成。
進而，在第9圖所示之不具備隔膜的構成，亦可將平衡器(追加之液體收容部)設置於儲氣槽本體1的外部。在設置平衡器的情況，省略圖示說明，如參照第5圖等之上述所 示，在電線(連接構件)之兩端懸吊平衡器及容器體300。平衡器係在內部可收容液體，並構成為可所收容之液體的量增減。作為用以使平衡器內之液體的量增減的構成，可適當地採用與上述之實施形態相同的構成。
1‧‧‧儲氣槽本體
2‧‧‧隔膜
3‧‧‧活塞
11‧‧‧下部缸體
11A‧‧‧氣體導入口
11B‧‧‧氣體排出口
12‧‧‧上部缸體
13‧‧‧螺栓
14‧‧‧氣體收容器
21‧‧‧凸緣部
22‧‧‧圓筒狀部
23‧‧‧底部
24‧‧‧突起
31‧‧‧活塞筒部
32‧‧‧活塞底部
32a‧‧‧孔部
111‧‧‧底壁
112‧‧‧側壁
113‧‧‧第1凸緣
121‧‧‧天頂壁
121a‧‧‧液體導出入口
121b‧‧‧電纜用孔
122‧‧‧側壁
123‧‧‧第2凸緣
311‧‧‧安裝件
312‧‧‧導輥
340‧‧‧液體
400‧‧‧支撐構件
421a‧‧‧液體導出入管
421b‧‧‧軟管
421c‧‧‧液體導出入外部配管
421d‧‧‧閥
500‧‧‧液面計
510‧‧‧天線
500a‧‧‧包膠電纜
500b‧‧‧固定電纜
500c‧‧‧指示計
600‧‧‧壓力計

Claims (18)

  1. 一種儲氣槽，包括：儲氣槽本體，筒狀容器之形態；及升降構件，係被收容於該儲氣槽本體的內部，並可一面維持與該儲氣槽本體之間的氣密狀態一面升降；伴隨該升降構件的升降，藉該儲氣槽本體及該升降構件所劃分之氣體收容部所收容之氣體的量變化的儲氣槽，該儲氣槽係還包含：液體收容部，係由該升降構件所支撐，且收容液體；及液體供給排出手段，係用以使該液體收容部內之液體的量增減。
  2. 如申請專利範圍第1項之儲氣槽，其中更包括：液面測量手段，係用以測量該液體收容部內之該液體的液面高度；及內壓測量手段，係測量該氣體收容部之內壓。
  3. 如申請專利範圍第2項之儲氣槽，其中該液體供給排出手段係包含：液體導出入口，係設置於該儲氣槽本體之頂部或側壁上部；及液體導出入管，係一端與液體導出入口連接，另一端浸泡於該液體收容部內之該液體；對該液體收容部之該液體的導出入係藉液體導出入切換手段進行，該液體導出入切換手段係在該儲氣槽本體的外部位於比該液體收容部更下方的位置，而且經由液體導出入路與該液體導出入口相通，並切換液體的導出入。
  4. 如申請專利範圍第2項之儲氣槽，其中該液體供給排出手段係包含：液體導出口與液體導入口，係設置於該儲氣槽 本體之頂部或側壁上部；及液體導出管與液體導入管，係一端分別與該液體導出口及該液體導入口連接，另一端浸泡於該液體收容部內之該液體；自該液體收容部之該液體的導出係經由液體導出路進行，該液體導出路係連接該液體導出口與在該儲氣槽本體之外部貯藏該液體的液體貯藏槽之間；往該液體收容部之該液體的導入係經由連接該液體導入口與該液體貯藏槽之間的液體導入路進行。
  5. 如申請專利範圍第4項之儲氣槽，其中該液體貯藏槽係位於比該儲氣槽本體更上方的位置；在該液體導入路，設置可切換成打開狀態與關閉狀態的自動閥；在該液體收容部，設置用以經由該液體導出管將該液體送至該液體貯藏槽的液中泵。
  6. 如申請專利範圍第2項之儲氣槽，其中該液面測量手段係包含：液面計，係設置於該儲氣槽本體之頂部；及位置測量機構，係測量該液體收容部之高度位置。
  7. 如申請專利範圍第2項之儲氣槽，其中該液面測量手段係包含由該液體收容部所支撐之液面計。
  8. 如申請專利範圍第6項之儲氣槽，其中該液面計係自超音波式液面計、靜電電容式液面計、電波式液面計、或浮筒式液面計所構成之群所選擇。
  9. 如申請專利範圍第4項之儲氣槽，其中該液體貯藏槽係具備檢測出其內部之液體之液面高度的液面計。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之儲氣槽，其中更包括平衡器，該平衡器係位於該儲氣槽本體的外部，並用以減輕藉該液體收容部所承受的負荷。
  11. 如申請專利範圍第10項之儲氣槽，其中該平衡器係包括：追加之液體收容部，係位於該儲氣槽本體的外部，並用以收容液體；及連接構件，係藉由中間部由該儲氣槽本體所支撐，在該中間部折回，一端與該追加之液體收容部連接，而且另一端與該儲氣槽本體內之液體收容部連接。
  12. 如申請專利範圍第11項之儲氣槽，其中該平衡器係更包括用以使該追加之液體收容部內之液體的量增減之追加的液體供給排出手段。
  13. 如申請專利範圍第12項之儲氣槽，其中該追加之液體供給排出手段包含與該追加之液體收容部連接並具有撓性之追加的液體導出路及追加的液體導出入路。
  14. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之儲氣槽，其中轉動自如之轉動構件設置於該儲氣槽本體；該連接構件之該中間部係由該轉動構件所支撐。
  15. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之儲氣槽，其中該平衡器係包含：複數個液體收容容器，係在該儲氣槽本體之圓周方向隔著間隔所設置；及連通路，係使這些液體收容容器之鄰接者彼此的下部連通。
  16. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之儲氣槽，其中該儲 氣槽本體係作成圓筒容器狀；該升降構件係藉固定於該儲氣槽本體之隔膜所構成；該隔膜係具有：在上下所延伸之圓筒狀部、及塞住該圓筒狀部之下端的底部；該液體收容部係配置於該圓筒狀部的內部，並由該隔膜所支撐之圓筒容器狀的活塞所構成。
  17. 如申請專利範圍第16項之儲氣槽，其中該隔膜係包含：第1隔膜構件，係該氣體收容部所收容之該氣體所接觸；及第2隔膜構件，係經由間隙與該第1隔膜構件重疊；更包括檢測手段，該檢測手段係檢測出該第1及第2隔膜構件之間之間隙的氣體。
  18. 如申請專利範圍第17項之儲氣槽，其中該第1隔膜構件係耐溶劑性比該第2隔膜構件更優異。
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