WO2023022062A1 - パージ装置およびパージ方法 - Google Patents

Abstract

潜没式ポンプをポンプコラム内に入れるときに空気の同伴を防ぐことができ、かつ潜没式ポンプをポンプコラムから取り出すときに潜没式ポンプを加温して空気中の成分の液化を防止することができ、液化ガスが大気に放出されるのを防止することができるパージ装置を提供する。パージ装置は、潜没式ポンプ（２）を収容するための密閉型パージ容器（１）と、密閉型パージ容器（１）に接続され、かつ真空源（３９）に接続された真空ライン（３７）と、密閉型パージ容器（１）に接続され、かつパージガス供給源（４０Ｂ）に接続されたパージガス供給ライン（３８）と、パージガス供給ライン（３８）に取り付けられたパージガス供給弁（３５）を備えている。

Description

パージ装置およびパージ方法

　本発明は、液化アンモニアや液化天然ガス（ＬＮＧ）や液体水素などの液化ガスを昇圧するための潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置およびパージ方法に関する。

　天然ガスは、火力発電や化学原料として広く利用されている。また、アンモニアや水素は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を発生しないエネルギーとして期待されている。エネルギーとしての水素の用途には、燃料電池およびタービン発電などが挙げられる。天然ガス、アンモニア、および水素は、常温では気体の状態であるため、これらの貯蔵および運搬のために、天然ガス、アンモニア、および水素は冷却され、液化される。液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化アンモニアや液体水素などの液化ガスは、一旦液化ガス貯槽に貯蔵された後、ポンプによって発電所や工場などに移送される。

　図１６は、液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、液化ガスを汲み上げるためのポンプの従来例を示す模式図である。ポンプ５００は、液化ガス貯槽５０１に設置された縦型ポンプコラム５０５内に設置される。ポンプコラム５０５内は液化ガスで満たされ、ポンプ５００の全体は液化ガス中に浸漬される。したがって、ポンプ５００は、液化ガス中で運転可能な潜没式ポンプである。ポンプ５００が運転されると、液化ガス貯槽５０１内の液化ガスはポンプコラム５０５内に吸い込まれ、ポンプコラム５０５を上昇し、そしてポンプコラム５０５から液化ガス排出ポート５０９を通じて排出される。

特許３１９７６４５号公報 特許３１９８２４８号公報 特許３４７２３７９号公報

　ポンプ５００は消耗部材を含む機械であるため、定期的なメンテナンスを必要とする。ポンプ５００を最初にポンプコラム５０５内に設置するとき、およびメンテナンスが施されたポンプ５００をポンプコラム５０５に戻すとき、空気がポンプ５００に同伴してポンプコラム５０５内に侵入することを防ぐ必要がある。もし、空気がポンプ５００とともにポンプコラム５０５内に侵入すると、空気中の水分が超低温の液化ガスによって冷却されて凝固し、ポンプ５００の回転動作を阻害してしまう。特に、液化ガスが液体水素である場合、空気中の窒素および酸素が液化または固化して、液化ガス中に混入してしまうおそれがある。窒素や酸素が固化すると機器に損傷を与えることがあり、さらに、液化酸素が液体水素に混入すると、爆発が起こる危険性がある。

　メンテナンスなどの目的でポンプ５００をポンプコラム５０５から取り出すときは、ポンプ５００に付着した液化ガスおよびポンプコラム５０５からの液化ガス蒸気が大気に放出されることを防止する必要がある。例えば、天然ガスは可燃性であり、さらに温室効果を促進する性質があるので、天然ガスが大気中に放出されることは防ぐべきである。また、水素は、大気中の酸素と化学反応を起こして爆発を起こす危険性があるので、水素も大気中に放出されるべきではない。

　そこで、本発明は、潜没式ポンプをポンプコラム内に入れるときに空気の同伴を防ぐことができ、かつ潜没式ポンプをポンプコラムから取り出すときに潜没式ポンプを加温して空気中の成分の液化を防止することができ、液化ガスが大気に放出されるのを防止することができるパージ装置およびパージ方法を提供する。

　一態様では、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置であって、前記潜没式ポンプを収容するための密閉型パージ容器と、前記密閉型パージ容器に接続され、かつ真空源に接続された真空ラインと、前記密閉型パージ容器に接続され、かつパージガス供給源に接続されたパージガス供給ラインと、前記パージガス供給ラインに取り付けられたパージガス供給弁を備えている、パージ装置が提供される。

　一態様では、前記密閉型パージ容器は、前記潜没式ポンプを収容するための内部空間を有する容器本体と、前記容器本体の上側開口を閉じる上側密閉蓋と、前記容器本体と前記上側密閉蓋との隙間を封止する上側シールと、前記容器本体の下側開口を閉じる下側密閉蓋と、前記容器本体と前記下側密閉蓋との隙間を封止する下側シールを備えている。
　一態様では、前記パージガス供給源は、複数のパージガス供給源である。
　一態様では、前記複数のパージガス供給源は、窒素ガス供給源とヘリウムガス供給源を少なくとも含む。
　一態様では、前記パージ装置は、前記真空ラインに取り付けられた逆止弁をさらに備えている。

　一態様では、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置であって、前記潜没式ポンプを収容するためのパージ容器と、前記潜没式ポンプの開口を閉じるためのポンプカバーと、前記ポンプカバーに連結されたポンプ側排気ラインと、真空源に接続された真空ラインと、パージガス供給源に接続されたパージガス供給ラインと、前記ポンプ側排気ラインを、前記真空ラインおよび前記パージガス供給ラインのいずれか一方に選択的に連通させる切り替え装置を備えている、パージ装置が提供される。

　一態様では、前記パージガス供給ラインは前記パージ容器に接続されている。
　一態様では、前記真空ラインは前記パージ容器に接続されている。

　一態様では、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、前記潜没式ポンプを密閉型パージ容器の内部空間内に収容し、前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を真空引きし、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給し、その後、前記潜没式ポンプを前記密閉型パージ容器からポンプコラム内に移動させる、パージ方法が提供される。

　一態様では、前記内部空間を真空引きする工程と、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を繰り返す。
　一態様では、前記内部空間内に最後に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである。
　一態様では、前記内部空間内に最初に供給されるパージガスは、窒素ガスである。
　一態様では、前記内部空間を真空引きする工程が終了する前に、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を開始する。

　一態様では、前記パージ方法は、前記内部空間内にパージガスを供給した後であって、前記潜没式ポンプを前記密閉型パージ容器から前記ポンプコラム内に移動させる前に、前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を再度真空引きして前記内部空間内の圧力を目標圧力以下にまで低下させる工程をさらに含む。
　一態様では、前記液化ガスは液体水素であり、前記パージガスは窒素ガスであり、前記目標圧力は、以下の式により表され、
　　Ｐｖ＝Ｐａ・Ｖｍ／（Ｖｃ・ρＧ／ρＳ）
　Ｐｖは前記目標圧力を表し、Ｐａは大気圧を表し、Ｖｍは予め設定された定数を表し、Ｖｃは内部空間の体積を表し、ρＧは窒素ガスの密度を表し、ρＳは固体窒素の密度を表す。
　一態様では、前記予め設定された定数Ｖｍは、前記内部空間内に氷が析出した条件下で前記潜没式ポンプが前記内部空間内で運転を実行できる前記氷の体積の最大値である。

　一態様では、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、潜没式ポンプをポンプコラムから引き上げ、前記潜没式ポンプを密閉型パージ容器の内部空間内に収容し、前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を真空引きし、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する、パージ方法が提供される。

　一態様では、前記内部空間を真空引きする工程と、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を繰り返す。
　一態様では、前記内部空間内に最初に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである。
　一態様では、前記内部空間内に最後に供給されるパージガスは、窒素ガスである。
　一態様では、前記内部空間を真空引きする工程が終了する前に、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を開始する。
　一態様では、前記内部空間を真空引きしながら、前記内部空間内の気体を真空ラインを通じてガス処理装置に導く。

　一態様では、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、前記潜没式ポンプの開口をポンプカバーで閉じ、前記潜没式ポンプの内部空間を真空引きし、真空引きされた前記潜没式ポンプの内部空間内にパージガスを供給する、パージ方法が提供される。

　一態様では、前記パージ方法は、前記潜没式ポンプの内部空間を真空引きする前に、前記潜没式ポンプをパージ容器内に収容し、前記パージ容器の内部空間にパージガスを供給する工程をさらに含む。
　一態様では、前記パージ方法は、前記潜没式ポンプの内部空間内にパージガスを供給した後に、前記潜没式ポンプをパージ容器内に収容し、前記パージ容器の内部空間にパージガスを供給する工程をさらに含む。

　本発明によれば、潜没式ポンプが収容された密閉型パージ容器の内部空間は真空引きされる。その結果、密閉型パージ容器内の圧力が低下し、潜没式ポンプに同伴した空気が除去される。加えて、潜没式ポンプに付着している水分は乾燥しやすくなる。密閉型パージ容器の真空引き後、密閉型パージ容器の内部空間にパージガスが供給される。これにより、潜没式ポンプは、密閉型パージ容器内でパージガスにさらされる。潜没式ポンプに同伴した空気および水分は、パージガスによって潜没式ポンプから除去され、結果として潜没式ポンプが乾燥（脱気）される（以下、これをドライアップと称する）。したがって、空気および水分は潜没式ポンプに同伴せず、空気および水分がポンプコラム内に侵入してしまうことが防止できる。

　また、本発明によれば、液化ガスに接触していた潜没式ポンプをポンプコラムから密閉型パージ容器内に引き上げた後、密閉型パージ容器の内部空間を真空引きすることにより、潜没式ポンプに付着している液化ガスを気化させ、潜没式ポンプから除去することができる。真空引き後、パージガスを密閉型パージ容器の内部空間に供給して、超低温の潜没式ポンプをパージガスで加温することができる（以下、これをホットアップと称する）。空気中の窒素などの成分は、加温された潜没式ポンプの表面上では液化しない。

　特に、本発明によれば、液化ガスが液体水素の場合に効果的である。すなわち、液体水素中に浸漬していた潜没式ポンプは、ポンプコラムから引き上げるとき、液体水素と同等の超低温となっている。水素の沸点（－２５３℃）は酸素の沸点（－１８３℃）および窒素の沸点（－１９６℃）よりも低いので、ポンプコラムから引き上げられた直後の潜没式ポンプに空気が接触すると、空気中の窒素のみならず、酸素も液化し、ポンプコラム内に滴下してしまう。この点、本発明によれば、液体水素中に浸漬していた潜没式ポンプは、空気に触れる前にパージガスによって加温される。したがって、空気が潜没式ポンプに触れたときに、空気中の酸素および窒素は液化せず、液化した酸素や液化した窒素がポンプコラムに滴下することはない。結果として、潜没式ポンプの安全な取り出しが達成できる。

　さらに本発明によれば、潜没式ポンプの内部空間が真空引きされ、その後パージガスが潜没式ポンプ内に供給されるので、潜没式ポンプの内側を確実に乾燥させることが可能である。

ポンプコラム内に設置される前に、潜没式ポンプを密閉型パージ容器内でパージガスにさらす作業を説明するための模式図である。 密閉型パージ容器を含むパージ装置の一実施形態を説明する図である。 密閉型パージ容器を用いて潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 密閉型パージ容器を用いて潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 密閉型パージ容器を用いて潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをポンプコラムから引き上げる工程の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをポンプコラムから引き上げる工程の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをポンプコラムから引き上げる工程の一実施形態を説明する図である。 密閉型パージ容器を含むパージ装置の他の実施形態を説明する図である。 パージ容器を含むパージ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 潜没式ポンプをパージガスにさらす方法の一実施形態を説明する図である。 液化ガスが貯蔵された液化ガス貯槽と、液化ガスを汲み上げるためのポンプの従来例を示す模式図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、ポンプコラム内に設置される前に、潜没式ポンプを密閉型パージ容器内でパージガスにさらす作業を説明するための模式図である。密閉型パージ容器１は、液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプ２をパージガスにさらすための装置である。液化ガスの例としては、液化アンモニア、液体水素、液体窒素、液化天然ガス、液化エチレンガス、液化石油ガスなどが挙げられる。密閉型パージ容器１は、ポンプコラム３に着脱可能に連結される。密閉型パージ容器１は、その内部に潜没式ポンプ２を収容した状態で、潜没式ポンプ２と一体に搬送することができる。一実施形態では、密閉型パージ容器１は、ポンプコラム３の上部に固定されてもよい。

　図１に示すように、ポンプコラム３は、液化ガスが貯留される液化ガス貯槽５内に設置されている。ポンプコラム３は、鉛直方向に延びた中空状の容器であり、その上部は液化ガス貯槽５から上方に突出している。ポンプコラム３の底部には吸込み弁６が設けられている。潜没式ポンプ２はポンプコラム３の底部に設置される。吸込み弁６の構成は、特に限定されないが、例えば、吸込み弁６は潜没式ポンプ２の自重で吸込み弁６が開くタイプでもよいし、あるいはアクチュエータ駆動型弁（例えば電動弁）でもよい。

　密閉型パージ容器１は潜没式ポンプ２と一体にクレーンなどの搬送装置（図示せず）によってポンプコラム３の上方位置に搬送される。さらに、図１に示すように、密閉型パージ容器１は、昇降装置１２のケーブル１３に連結される。密閉型パージ容器１は潜没式ポンプ２と一体に昇降装置１２によって上昇および下降される。昇降装置１２は、ケーブル１３を巻き上げるホイスト、ウインチなどの巻き上げ機１４を有している。

　密閉型パージ容器１の内部空間２０はパージガスで満たされており、潜没式ポンプ２はパージガスにさらされている（接触している）。密閉型パージ容器１は、ポンプコラム３の上部に連結されるように構成されている。密閉型パージ容器１の内部空間２０は、密閉型パージ容器１がポンプコラム３の上部に連結される前に、パージガスで満たされる。すなわち、潜没式ポンプ２が密閉型パージ容器１内に収容された状態で、パージガスは密閉型パージ容器１内に供給される。密閉型パージ容器１の内部空間２０がパージガスで充填された状態で、密閉型パージ容器１は潜没式ポンプ２と一体に昇降装置１２によって上昇または下降される。

　パージガスは、液化ガス貯槽５から離れた場所で密閉型パージ容器１内に供給されてもよく、あるいは密閉型パージ容器１が昇降装置１２のケーブル１３に連結された後であって、ポンプコラム３の上部に連結される前に、パージガスが密閉型パージ容器１内に供給されてもよい。さらに、一実施形態では、密閉型パージ容器１がポンプコラム３の上部に連結された後であって、潜没式ポンプ２が昇降装置１２によってポンプコラム３内に移動される前に、パージガスが密閉型パージ容器１内に供給されてもよい。いずれの場合でも、潜没式ポンプ２は、密閉型パージ容器１内でパージガスにさらされ、これによって潜没式ポンプ２の内部およびその表面から空気および水分が排除される。以下の説明では、潜没式ポンプ２をポンプコラム３に入れる前に密閉型パージ容器１内で潜没式ポンプ２をパージガスにさらす工程をドライアップと称する。

　ドライアップの前または後に、液化ガスは、ポンプコラム３から排出される。具体的には、ポンプコラム３の上端開口が閉じられた状態で、パージガスをパージガス導入ポート８からポンプコラム３内に供給し、液化ガスをパージガスの圧力によりポンプコラム３から吸込み弁６を通じて排出する。一実施形態では、この液化ガスのポンプコラム３からの排出は、密閉型パージ容器１が潜没式ポンプ２と一体にポンプコラム３の上方位置に搬送される前に行われる。一実施形態では、液化ガスのポンプコラム３からの排出は、可搬型パージ容器１が潜没式ポンプ２と一体にポンプコラム３の上方位置に搬送された後に行われてもよい。

　潜没式ポンプ２がポンプコラム３の上部に設置され、潜没式ポンプ２のドライアップが完了すると、潜没式ポンプ２は、昇降装置１２によって密閉型パージ容器１からポンプコラム３内に下降（移動）され、ポンプコラム３の底部に設置される。潜没式ポンプ２がポンプコラム３の底部に設置される前または後に、ポンプコラム３の上部開口は蓋によって閉じられる。吸込み弁６が開くと、液化ガス貯槽５内の液化ガスがポンプコラム３に流入する。潜没式ポンプ２の全体が液化ガス中に浸漬された状態で、潜没式ポンプ２は運転し、液化ガスを汲み上げる。潜没式ポンプ２は、液体中で運転可能に構成されたポンプである。ポンプコラム３の上部には、パージガス導入ポート８と、液化ガス排出ポート９が設けられている。潜没式ポンプ２によって汲み上げられた液化ガスは、液化ガス排出ポート９を通じて排出される。

　図２は、密閉型パージ容器１を含むパージ装置の一実施形態を示す図である。パージ装置は、潜没式ポンプ２を収容するための密閉型パージ容器１と、密閉型パージ容器１に接続され、かつ真空源３９に接続された真空ライン３７と、密閉型パージ容器１に接続され、かつパージガス供給源４０Ａ，４０Ｂに接続されたパージガス供給ライン３８と、パージガス供給ライン３８に取り付けられたパージガス供給弁３５を備えている。

　密閉型パージ容器１は、潜没式ポンプ２を収容するための内部空間２０を有する容器本体２１と、容器本体２１の上側開口を閉じる上側密閉蓋２３と、容器本体２１と上側密閉蓋２３との隙間を封止する上側シール７１と、容器本体２１の下側開口を閉じる下側密閉蓋２４と、容器本体２１と下側密閉蓋２４との隙間を封止する下側シール７２を備えている。上側密閉蓋２３および下型密閉蓋２４は、気体の通過を許容しない構成を有している。上側シール７１および下側シール７２の例としては、ガスケット、Ｏリングなどが挙げられる。

　潜没式ポンプ２は下側密閉蓋２４上に置かれている。したがって、潜没式ポンプ２の荷重は下側密閉蓋２４によって支持される。下側密閉蓋２４は、潜没式ポンプ２を支持可能に構成されている。より具体的には、下側密閉蓋２４は、潜没式ポンプ２の荷重を支持するのに十分に高い機械的強度を有している。容器本体２１内に真空が形成されたときに、容器本体２１の内部空間２０と容器本体２１の外との間の差圧が下側密閉蓋２４に作用する。下側密閉蓋２４は、この差圧に耐えうるのに十分に高い機械的強度を有している。

　上側密閉蓋２３の中央には、昇降装置１２のケーブル１３が通過可能な穴２３ａが形成されており、穴２３ａは第２蓋６５によって塞がれている。上側密閉蓋２３と第２蓋６５との間には、第２シール７４が挟まれている。この第２シール７４は、上側密閉蓋２３と第２蓋６５との隙間を封止するように構成されている。第２シール７４の例としては、ガスケット、Ｏリングなどが挙げられる。第２蓋６５は、図示しないねじによって上側密閉蓋２３に固定されている。ねじを外すと、第２蓋６５は上側密閉蓋２３から取り外すことが可能である。

　密閉型パージ容器１は、容器本体２１の内部空間２０に連通するパージガス入口ポート２７および真空排気ポート２８を備えている。パージガス供給ライン３８はパージガス入口ポート２７に接続され、真空ライン３７は真空排気ポート２８に接続されている。容器本体２１は中空状の構造体である。本実施形態では、容器本体２１は円筒形状を有するが、その形状は特に限定されない。一実施形態では、容器本体２１は多角形状の中空状の構造体であってもよく、あるいはその他の形状を有してもよい。

　密閉型パージ容器１は、潜没式ポンプ２の横揺れを抑制するためのポンプガイド３０を備えている。このポンプガイド３０は、容器本体２１の内面に固定されている。ポンプガイド３０は、容器本体２１内に収容された潜没式ポンプ２の周囲に配置されている。ポンプガイド３０は、潜没式ポンプ２が内部に収容された密閉型パージ容器１をクレーンなどの搬送装置で搬送するときに、容器本体２１内での潜没式ポンプ２の横揺れを抑制する（防止する）目的で設けられている。このような目的を達成することができる限りにおいて、ポンプガイド３０は複数の部材であってもよく、あるいは単一の部材であってもよい。ポンプガイド３０は、金属、弾性材料、またはこれらの組み合わせから構成されてもよい。一実施形態では、ポンプガイド３０は、容器本体２１の内面ではなく、潜没式ポンプ２の側面に固定されていてもよい。容器本体２１は、ポンプコラム３（図１参照）の上部に固定されてもよい。この場合は、密閉型パージ容器１は、潜没式ポンプ２と一体に搬送されないので、ポンプガイド３０は省略してもよい。

　密閉型パージ容器１は、上側密閉蓋２３を容器本体２１に着脱可能に固定する固定具としての複数のボルト３２および複数のナット３３を備えている。容器本体２１は、その上部に上部フランジ３４を有している。複数のボルト３２は、上側密閉蓋２３、上側シール７１、および上部フランジ３４を貫通して延びる。複数のナット３３が複数のボルト３２にそれぞれ締結されると、上側密閉蓋２３は容器本体２１に強固に固定されるとともに、上側シール７１は上側密閉蓋２３と容器本体２１との間に挟まれる。ナット３３をボルト３２から取り外すと、上側密閉蓋２３は容器本体２１から取り外すことができる。一実施形態では、上側密閉蓋２３を容器本体２１に着脱可能に固定する固定具は、ボルト３２およびナット３３に代えて、１つまたは複数のクランプであってもよい。

　パージガス入口ポート２７および真空排気ポート２８は、容器本体２１の側壁２１ａに固定されている。より具体的には、パージガス入口ポート２７は、容器本体２１の側壁２１ａの下部に固定され、真空排気ポート２８は、容器本体２１の側壁２１ａの上部に固定されている。本実施形態では、真空排気ポート２８はパージガス入口ポート２７よりも高い位置にあるが、これらの配列は本実施形態に限定されない。一実施形態では、パージガス入口ポート２７は、容器本体２１の側壁２１ａの上部に固定され、真空排気ポート２８は、容器本体２１の側壁２１ａの下部に固定されてもよく、あるいはパージガス入口ポート２７および真空排気ポート２８は同じ高さに位置してもよい。さらに一実施形態では、パージガス入口ポート２７および真空排気ポート２８のうちのいずれか一方は、上側密閉蓋２３に固定されてもよい。

　使用されるパージガスは、潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスの沸点以下の沸点を持つ成分からなるガスである。これは、パージガスが液化ガスまたは超低温の潜没式ポンプ２に接触したときに、パージガスが液化しないようにするためである。パージガスの例としては、窒素ガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスが挙げられる。例えば、潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液化天然ガスである場合、液化天然ガスの沸点（－１６２℃）よりも低い沸点（－１９６℃）を持つ窒素からなるガスである窒素ガスがパージガスに使用される。他の例では、潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液体水素である場合、水素の沸点（－２５３℃）よりも低い沸点（－２６９℃）を持つヘリウムからなるガスであるヘリウムガスがパージガスに使用される。

　本実施形態では、第１パージガス供給源４０Ａおよび第２パージガス供給源４０Ｂがパージガス供給ライン３８に接続されている。より具体的には、第１パージガス供給源４０Ａは窒素ガス供給源であり、第２パージガス供給源４０Ｂはヘリウムガス供給源である。第１パージガス供給源４０Ａおよび第２パージガス供給源４０Ｂは、第１閉止弁４２Ａおよび第２閉止弁４２Ｂにそれぞれ接続されている。第１閉止弁４２Ａおよび第２閉止弁４２Ｂはパージガス供給ライン３８に取り付けられている。第２閉止弁４２Ｂを閉じ、第１閉止弁４２Ａを開くと、パージガスとしての窒素ガスが第１パージガス供給源４０Ａからパージガス供給ライン３８、パージガス供給弁３５、およびパージガス入口ポート２７を通って容器本体２１の内部空間２０内に供給される。第１閉止弁４２Ａを閉じ、第２閉止弁４２Ｂを開くと、パージガスとしてのヘリウムガスが第２パージガス供給源４０Ｂからパージガス供給ライン３８、パージガス供給弁３５、およびパージガス入口ポート２７を通って容器本体２１の内部空間２０内に供給される。

　一般に、ヘリウムガスは、窒素ガスよりも高価である。また、窒素はヘリウムよりも原子量が大きく、乾燥効果が高い。したがって、最初は窒素ガスをパージガスとして使用し、最終段階でヘリウムガスをパージガスとして使用してもよい。例えば、窒素ガスを密閉型パージ容器１内に供給して容器本体２１の内部空間２０内の空気を窒素ガスに置換し、その後ヘリウムガスを密閉型パージ容器１内に供給して容器本体２１の内部空間２０をヘリウムガスで満たしてもよい。

　一実施形態では、第１パージガス供給源４０Ａおよび第２パージガス供給源４０Ｂのうちのいずれか一方のみが設けられてもよい。例えば、潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液化天然ガスである場合、窒素ガス供給源であるパージガス供給源４０Ａのみが設けられてもよい。他の例では、潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液体水素である場合、ヘリウムガス供給源であるパージガス供給源４０Ｂのみが設けられてもよい。さらに他の例では、異なる３種類以上のパージガス供給源が設けられてもよい。

　上側密閉蓋２３は、昇降装置１２のケーブル１３が連結される複数の連結ポート５３を有している。連結ポート５３は、ケーブル１３が挿入可能な穴を有する構造体であり、その具体的な形状は特に限定されない。ケーブル１３は複数に分岐しており、複数の先端を有している。これらの先端は、複数の連結ポート５３にそれぞれ連結される。

　容器本体２１は、その下部に下部フランジ６０を有している。下側密閉蓋２４は、下部フランジ６０の上方に配置されており、下側シール７２は下側密閉蓋２４と下部フランジ６０との間に挟まれている。下側密閉蓋２４は、取り外し可能に容器本体２１の底部に配置されている。潜没式ポンプ２の荷重の全体は、下側密閉蓋２４に加わっており、潜没式ポンプ２は、下側密閉蓋２４の下面を下部フランジ６０上の下側シール７２に対して押し付ける。下側密閉蓋２４は、ねじ、または１つまたは複数のクランプにより容器本体２１に取り外し可能に固定されてもよい。

　密閉型パージ容器１は、容器本体２１の側壁２１ａに形成された開口部２１ｂを閉じる横蓋５８と、容器本体２１の側壁２１ａと横蓋５８の隙間を封止する側部シール７３をさらに備えている。側部シール７３は、容器本体２１の側壁２１ａと横蓋５８との間に挟まれている。側部シール７３の例としては、ガスケット、Ｏリングなどが挙げられる。横蓋５８は、図示しない締結機構（例えば複数のねじ）によって容器本体２１の側壁２１ａに取り外し可能に固定されている。横蓋５８を取り外すと、作業員は開口部２１ｂを通じて容器本体２１の下側密閉蓋２４にアクセスし、下側密閉蓋２４を容器本体２１から取り除くことができる。同様に、作業員は、開口部２１ｂを通じて下側密閉蓋２４を容器本体２１内に運び入れ、下側密閉蓋２４を下側シール７２上に置くことができる。

　密閉型パージ容器１は、真空排気ポート２８に連通するパージ指標測定器６８を備えている。パージ指標測定器６８は、パージガスにさらされた潜没式ポンプ２の乾燥の程度を示す指標値、および／またはパージガスにさらされた潜没式ポンプ２の温度を示す指標値を測定する装置である。パージ指標測定器６８の具体例としては、露点計、温度計、およびこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、露点計は、容器本体２１の内部空間２０から流出したパージガス中の水分量を測定する。パージガスにさらされた潜没式ポンプ２が十分に乾燥されたか否か（すなわち以下に説明するドライアップが十分か否か）は、水分量の測定値から判断することができる。温度計は、内部空間２０から流出したパージガスの温度を測定する。パージガスにさらされた潜没式ポンプ２が十分に加温されたか否か（すなわち以下に説明するホットアップが十分か否か）は、潜没式ポンプ２に接触したパージガスの温度の測定値から判断することができる。パージガス中の水分量、およびパージガスの温度は、潜没式ポンプ２のドライアップおよびホットアップの指標値の例である。潜没式ポンプ２の乾燥の程度および温度を示すものであれば、指標値は他の物理量であってもよい。図２ではパージ指標測定器６８は真空ライン３７に接続されているが、パージ指標測定器６８の意図した機能が発揮できる限りにおいて、パージ指標測定器６８の配置は図２に示す実施形態に限られない。

　真空ライン３７は、真空ポンプなどの真空源３９に接続されている。真空ライン３７は、図１に示す液化ガス貯槽５が設置されている施設内に設けられているユーティリティ装置としての真空ラインであってもよいし、あるいは密閉型パージ容器１の内部空間２０を真空引きするために専用に設けられた真空ラインであってもよい。

　真空ライン３７には、真空弁３６および逆止弁４１が取り付けられている。真空ライン３７によって密閉型パージ容器１の内部空間２０を真空引きするときは、真空弁３６は開かれる。真空源３９としての真空ポンプの運転および停止によって真空引きのタイミングを制御する場合には、真空弁３６はなくてもよい。逆止弁４１は、密閉型パージ容器１の内部空間２０から外部に向かって気体が流れることを許容し、その一方で気体の逆方向の流れは許容しないように構成されている。この逆止弁４１は、真空が形成された内部空間２０に周囲の空気が逆流することを防止するために設けられている。真空弁３６および逆止弁４１の配列および位置は、図２に示す実施形態に限られない。例えば、逆止弁４１は真空弁３６の上流側に位置してもよい。

　密閉型パージ容器１は、内部空間２０内の圧力を測定する圧力測定装置７７をさらに備えている。圧力測定装置７７は、真空ライン３７に接続されているが、容器本体２１に接続されてもよい。圧力測定装置７７は、真空が形成された内部空間２０内の圧力を測定することができる。

　次に、上述した密閉型パージ容器１を用いて潜没式ポンプ２をパージガスにさらす方法の一実施形態について図３乃至図５を参照して説明する。図３乃至図５に示す一連の動作は、潜没式ポンプ２が収容された密閉式パージ容器１の内部空間２０を真空引きする動作、潜没式ポンプ２をパージガスで乾燥させるドライアップ、および乾燥された潜没式ポンプ２をポンプコラム３内に入れる動作を含む。以下に説明する動作の前に、ポンプコラム３から液化ガスが排出される。

　ステップ１－１では、下側密閉蓋２４は密閉型パージ容器１の容器本体２１の底部に配置され、かつ上側密閉蓋２３が取り外された状態で、容器本体２１の内部空間２０内に潜没式ポンプ２を収容する。潜没式ポンプ２は、図示しない搬送装置（例えばクレーン）によって密閉型パージ容器１内に移動される。潜没式ポンプ２は、下側密閉蓋２４上に置かれ、潜没式ポンプ２の荷重は、下側密閉蓋２４によって支持される。

　ステップ１－２では、上側密閉蓋２３が容器本体２１の上部に取り付けられる。上側密閉蓋２３の穴２３ａは第２蓋６５で塞がれている。上側密閉蓋２３は、固定具としてのボルト３２およびナット３３（図２参照）によって容器本体２１に強固に固定される。

　ステップ１－３では、容器本体２１の上側開口が上側密閉蓋２３で閉じられ、かつ容器本体２１の下側開口が下側密閉蓋２４で閉じられた状態で、潜没式ポンプ２が収容された容器本体２１の内部空間２０を、真空排気ポート２８を通じて真空引きする。真空弁３６は開かれ、パージガス供給弁３５は閉じられている。内部空間２０内に真空が形成され、これにより潜没式ポンプ２に付着している水分が乾燥しやすくなる。

　ステップ１－４では、真空引きされた内部空間２０に、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７から供給し、内部空間２０をパージガスで満たす。パージガスは、潜没式ポンプ２から空気および水分を追い払い、潜没式ポンプ２は乾燥される（ドライアップ）。ドライアップの終了は、パージ指標測定器６８から出力された指標値（例えば、水分量の測定値）に基づいて判断される。内部空間２０にパージガスを供給する工程は、内部空間２０を真空引きする工程が終了した後に開始してもよいし、あるいは内部空間２０を真空引きする工程が終了すると同時に開始してもよい。一実施形態では、内部空間２０を真空引きする工程が終了する前に、内部空間２０にパージガスを供給する工程を開始してもよい。すなわち、内部空間２０を真空引きする工程の終了段階と、真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程の初期段階は、重複してもよい。

　潜没式ポンプ２からの空気および水分の除去を確実とするために、ステップ１－３の内部空間２０を真空引きする工程と、ステップ１－４の真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程を繰り返してもよい。内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を交互に繰り返すことで、潜没式ポンプ２の表面のみならず、潜没式ポンプ２の内部に存在する空気や水分を速やかに、かつ確実に除去することができる。

　潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液体水素である場合は、水素の沸点（－２５３℃）よりも低い沸点（－２６９℃）を持つヘリウムからなるヘリウムガスがパージガスに使用される。これは、ヘリウムガスが液体水素に接触したときに、ヘリウムガスは液化しないからである。しかしながら、一般に、ヘリウムガスは、窒素ガスよりも高価である。また、窒素はヘリウムよりも原子量が大きく、乾燥効果が高い。そこで、最初は窒素ガスをパージガスとして使用し、最終段階でヘリウムガスをパージガスとして使用してもよい。すなわち、ステップ１－３の内部空間２０を真空引きする工程と、ステップ１－４の真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程を繰り返す場合において、内部空間２０内に最後に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである。この場合、内部空間２０内に最初に供給されるパージガスは、窒素ガスである。このように、異なる種類のパージガスを使用することで、作業コストを下げることができる。

　内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を繰り返す回数は、予め定められてもよいし、あるいはパージ指標測定器６８によって測定された潜没式ポンプ２の乾燥の程度を示す指標値に基づいて定められてもよい。例えば、パージ指標測定器６８によって測定された潜没式ポンプ２の乾燥の程度を示す指標値がしきい値を下回るまで（または上回るまで）、内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を繰り返してもよい。

　ステップ１－５では、パージガスが充填された密閉型パージ容器１を、潜没式ポンプ２と一体に、図示しない搬送装置（例えばクレーン）によってポンプコラム３の上方位置に搬送し、昇降装置１２のケーブル１３を上側密閉蓋２３に連結する。本実施形態の密閉型パージ容器１は、その内部に収容された潜没式ポンプ２と一体に搬送可能な可搬型パージ容器である。潜没式ポンプ２が内部に収容された密閉型パージ容器１は、昇降装置１２によって吊り下げられる。周囲の空気がポンプコラム３内に侵入することを防ぐために、パージガス導入ポート８を通じてポンプコラム３内にパージガス（例えば、窒素ガスまたはヘリウムガスなどの不活性ガス）が供給される。ポンプコラム３内へのパージガスの供給は、以下のステップでも継続される。

　ステップ１－６では、昇降装置１２によって、密閉型パージ容器１および潜没式ポンプ２を下降させ、密閉型パージ容器１をポンプコラム３の上部にパージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）により連結する。パージ容器連結機構は、１つまたは複数のクランプであってもよい。潜没式ポンプ２の荷重は、下側密閉蓋２４を経由してポンプコラム３によって支持される。

　ステップ１－７では、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７から容器本体２１の内部空間２０内に供給しながら、第２蓋６５が上側密閉蓋２３から取り外される。昇降装置１２のケーブル１３は上側密閉蓋２３の穴２３ａを通って潜没式ポンプ２まで延び、潜没式ポンプ２に連結される。さらに、昇降装置１２によって潜没式ポンプ２を容器本体２１内で引き上げ、その後下側密閉蓋２４を容器本体２１から取り外す。潜没式ポンプ２の荷重は昇降装置１２によって支持される。パージガスは、上側密閉蓋２３の穴２３ａを通じて流出する。このようなパージガスの流れは、周囲の空気が容器本体２１内に流入することを防止することができる。潜没式ポンプ２を吊り上げるケーブルとして、予め短い補助ケーブルを用意し、その補助ケーブルの下端を潜没式ポンプ２の上部に接続し、補助ケーブルの上端を第２蓋６５の裏側にひっかけておいて、潜没式ポンプ２の吊り上げ時に、補助ケーブルの上端を昇降装置１２のケーブル１３に連結してもよい。

　ステップ１－８では、昇降装置１２によって潜没式ポンプ２を下降させ、潜没式ポンプ２を密閉型パージ容器１からポンプコラム３内に移動させる。パージガスは、容器本体２１内に供給し続ける。
　ステップ１－９では、昇降装置１２のケーブル１３を上側密閉蓋２３に連結し、上記パージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）を取り外す。そして、昇降装置１２によって密閉型パージ容器１を引き上げてポンプコラム３から切り離す。

　本実施形態によれば、潜没式ポンプ２に同伴した空気および水分は、内部空間２０の真空排気と内部空間２０へのパージガスの供給によって除去され、結果として潜没式ポンプ２が乾燥（脱気）される。したがって、空気および水分がポンプコラム３内に侵入してしまうことが防止できる。

　本実施形態では、上記ステップ１－３，１－４は、ポンプコラム３から離れた場所で実施される。一実施形態では、潜没式ポンプ２を密閉型パージ容器１内に収容した後、密閉型パージ容器１を潜没式ポンプ２とともにポンプコラム３に搬送し、密閉型パージ容器１をポンプコラム３に連結した後に、密閉型パージ容器１の真空引きおよびパージガスの密閉型パージ容器１内への供給を開始してもよい。つまり、密閉型パージ容器１の真空引きおよび潜没式ポンプ２のドライアップは、密閉型パージ容器１をポンプコラム３に連結した後に開始してもよい。あるいは、一実施形態では、潜没式ポンプ２を密閉型パージ容器１内に収容し、密閉型パージ容器１を潜没式ポンプ２とともにポンプコラム３の上方位置に搬送した後、密閉型パージ容器１をポンプコラム３に連結する前に、密閉型パージ容器１の真空引きおよびパージガスの密閉型パージ容器１内への供給を開始してもよい。

　一実施形態では、内部空間２０内にパージガスを供給した後であって、潜没式ポンプ２を密閉型パージ容器１からポンプコラム３内に移動させる前に、潜没式ポンプ２が収容された内部空間２０を再度真空引きして内部空間２０内の圧力を目標圧力以下にまで低下させる工程をさらに実行してもよい。すなわち、上記ステップ１－４の後であって、上記ステップ１－５の前に、潜没式ポンプ２が収容された内部空間２０を再度真空引きして内部空間２０内の圧力を目標圧力以下にまで低下させる。この実施形態では、液化ガスは液体水素であり、パージガスは窒素ガスである。パージガスとしてヘリウムガスは使用されない。内部空間２０内の圧力は、図２に示す圧力測定装置７７によって測定される。

　上記目標圧力は、以下の式により表される。
　　　Ｐｖ＝Ｐａ・Ｖｍ／（Ｖｃ・ρＧ／ρＳ）　　　（１）
　ここで、Ｐｖは目標圧力を表し、Ｐａは大気圧を表し、Ｖｍは予め設定された定数を表し、Ｖｃは密閉型パージ容器１の内部空間２０の体積を表し、ρＧは窒素ガスの密度を表し、ρＳは固体窒素の密度を表す。上記予め設定された定数Ｖｍは、内部空間２０内に氷が析出した条件下で潜没式ポンプ２が内部空間２０内で運転を実行できる氷の体積の最大値である。定数Ｖｍは、実験または過去の運転結果から定められる。一例では、潜没式ポンプ２が配置された密閉型パージ容器１の内部空間２０内に空気を導入し、空気中の水分を凍らせて氷を内部空間２０内に析出させ、潜没式ポンプ２が通常の運転を実行できる氷の体積の最大値を決定する。氷が析出した内部空間２０内で潜没式ポンプ２が運転を実行できることは、潜没式ポンプ２が通常の運転を実行できること、すなわち潜没式ポンプ２が意図した流量で液化ガスを排出することができることを意味する。

　上記式（１）から分かるように、目標圧力Ｐｖは密閉型パージ容器１の内部空間２０の体積に反比例する。この実施形態によれば、内部空間２０内に存在する窒素ガスが液体水素に接触して固形化しても、固形化した窒素は潜没式ポンプ２の運転を実質的に阻害しない。したがって、パージガスとしてヘリウムガスを使用する必要がなく、コストを低減することができる。

　次に、潜没式ポンプ２をポンプコラム３から引き上げる工程の一実施形態について、図６乃至図８を参照して説明する。図６乃至図８に示す一連の動作は、液化ガスに接触していた超低温の潜没式ポンプ２をポンプコラム３から引き上げる動作、潜没式ポンプ２が収容された内部空間２０を真空引きする動作、および潜没式ポンプ２をパージガスで加温するホットアップを含む。以下に説明する動作の前に、ポンプコラム３から液化ガスが排出される。

　ステップ２－１では、昇降装置１２によって密閉型パージ容器１を下降させ、密閉型パージ容器１をポンプコラム３の上部にパージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）により連結する。この段階では、下側密閉蓋２４は容器本体２１には取り付けられていない。上側密閉蓋２３は、固定具としてのボルト３２およびナット３３（図２参照）により容器本体２１の上部に固定されており、昇降装置１２のケーブル１３は上側密閉蓋２３に連結されている。図６では、第２蓋６５（図２参照）は上側密閉蓋２３から外されているが、上側密閉蓋２３に取り付けられてもよい。周囲の空気がポンプコラム３内に侵入することを防ぐために、パージガス導入ポート８を通じてポンプコラム３内にパージガス（例えば、窒素ガスまたはヘリウムガスなどの不活性ガス）が供給される。ポンプコラム３内へのパージガスの供給は、以下のステップでも継続される。

　ステップ２－２では、容器本体２１の内部空間２０に、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７から供給し、内部空間２０をパージガスで満たしながら、昇降装置１２によって潜没式ポンプ２をポンプコラム３から密閉型パージ容器１内に引き上げる。第２蓋６５（図２参照）は上側密閉蓋２３から外されている。
　ステップ２－３では、潜没式ポンプ２が容器本体２１の内部空間２０内に位置すると、下側密閉蓋２４が容器本体２１の底部に置かれる。

　ステップ２－４では、昇降装置１２によって潜没式ポンプ２を容器本体２１内で下降させ、潜没式ポンプ２を下側密閉蓋２４上に置く。潜没式ポンプ２の荷重は、下側密閉蓋２４によって支持される。昇降装置１２のケーブル１３は、潜没式ポンプ２から切り離され、上側密閉蓋２３に連結される。さらに、パージガスの内部空間２０への供給を停止し、第２蓋６５を上側密閉蓋２３に取り付ける。その後、容器本体２１の上側開口が上側密閉蓋２３で覆われ、かつ容器本体２１の下側開口が下側密閉蓋２４で覆われた状態で、潜没式ポンプ２が収容された容器本体２１の内部空間２０を、真空排気ポート２８を通じて真空引きする。真空弁３６は開かれ、パージガス供給弁３５は閉じられている。内部空間２０内に真空が形成され、これにより潜没式ポンプ２に付着している液化ガスが気化し、潜没式ポンプ２から除去される。除去されたガス（例えば、天然ガスまたは水素ガス）は、真空ライン３７を経由して図示しない回収装置により回収されるか、処理装置によって除害処理される。

　ステップ２－５では、真空引きされた内部空間２０に、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７から供給し、内部空間２０をパージガスで満たす。パージガスは常温でもよく、あるいはヒータなどの加熱装置により予め加熱されてもよい。内部空間２０内のパージガスは、潜没式ポンプ２を加温する（ホットアップ）。ホットアップの終了は、パージ指標測定器６８から出力された指標値（例えば、パージガスの温度の測定値）に基づいて判断される。

　内部空間２０にパージガスを供給する工程は、内部空間２０を真空引きする工程が終了した後に開始してもよいし、あるいは内部空間２０を真空引きする工程が終了すると同時に開始してもよい。一実施形態では、内部空間２０を真空引きする工程が終了する前に、内部空間２０にパージガスを供給する工程を開始してもよい。すなわち、内部空間２０を真空引きする工程の終了段階と、真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程の初期段階は、重複してもよい。

　潜没式ポンプ２からの液化ガスの除去を確実とするために、ステップ２－４の内部空間２０を真空引きする工程と、ステップ２－５の真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程を繰り返してもよい。内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を交互に繰り返すことで、潜没式ポンプ２の表面のみならず、潜没式ポンプ２の内部に存在する液化ガスを速やかに、かつ確実に除去することができる。

　潜没式ポンプ２が汲み上げる対象の液化ガスが液体水素である場合は、最初はヘリウムスをパージガスとして使用し、最終段階で窒素ガスをパージガスとして使用してもよい。すなわち、ステップ２－４の内部空間２０を真空引きする工程と、ステップ２－５の真空引きされた内部空間２０内にパージガスを供給する工程を繰り返す場合において、内部空間２０内に最初に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである。この場合、内部空間２０内に最後に供給されるパージガスは、窒素ガスである。このように、異なる種類のパージガスを使用することで、作業コストを下げることができる。

　内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を繰り返す回数は、予め定められてもよいし、あるいはパージ指標測定器６８によって測定された潜没式ポンプ２の温度を示す指標値に基づいて定められてもよい。例えば、パージ指標測定器６８によって測定された潜没式ポンプ２の温度を示す指標値がしきい値を上回るまで、内部空間２０の真空引きと、内部空間２０内へのパージガスの供給を繰り返してもよい。

　ステップ２－６では、パージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）を取り外し、潜没式ポンプ２が内部に収容された密閉型パージ容器１を昇降装置１２によって引き上げてポンプコラム３から切り離す。
　ステップ２－７では、潜没式ポンプ２が内部に収容された密閉型パージ容器１を、図示しない搬送装置（例えばクレーン）によりポンプコラム３から離れた場所に移動する。
　ステップ２－８では、上側密閉蓋２３を容器本体２１から取り外し、図示しない吊り上げ装置（例えばクレーン）により、潜没式ポンプ２を密閉型パージ容器１から取り出す。この時点では、潜没式ポンプ２は、パージガスによって既に加温されており、酸素の沸点（－１８３℃）および窒素の沸点（－１９６℃）よりも高い温度を有している。したがって、空気が潜没式ポンプ２に接触しても、空気中の酸素および窒素は、液化しない。

　図９は、密閉型パージ容器１を含むパージ装置の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

　図９に示す実施形態は、真空源３９の下流側にガス移送ライン８１を介して接続されたガス処理装置８０をさらに備えている。内部空間２０を真空引きしながら、内部空間２０内の気体はガス移送ライン８１を通じてガス処理装置８０に導かれる。ガス処理装置８０は、真空源３９の下流側の位置でガス移送ライン８１に接続されている。したがって、真空ライン３７を流れるガスは、真空源３９およびガス移送ライン８１を経由してガス処理装置８０に送られる。このガス処理装置８０は、潜没式ポンプ２に付着した液化ガスから気化したガス（例えば天然ガスまたは水素ガス）を処理する装置である。ガス処理装置８０の例としては、ガス焼却装置（フレアリング装置）、化学的ガス処理装置、ガス吸着装置などが挙げられる。

　特に、本実施形態は、図６乃至図８を参照して説明した、潜没式ポンプ２の引き上げ工程時に効果的である。本実施形態によれば、液化ガスから気化したガス（例えば天然ガスまたは水素ガス）はガス処理装置８０によって処理されるので、大気に放出されることがない。

　図１０は、パージ容器を含むパージ装置のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、以下に説明するように、潜没式ポンプ２の内部空間を真空引きし、かつパージガスを潜没式ポンプ２の内部空間に供給する。

　図１０に示すパージ容器１００は、上述した各実施形態における密閉型パージ容器１とは異なり、シール７１，７２，７３を備えていない非密閉型である。ただし、本実施形態でも、図２に示す密閉型パージ容器１が用いられてもよい。図１０は、潜没式ポンプ２がパージ容器１００内に収容されている状態を示している。容器本体２１の上側開口は上蓋１０１によって閉じられ、容器本体の下側開口は下蓋１０２によって閉じられている。潜没式ポンプ２は、吊り下げ部材８２によって上蓋１０１から吊り下げられており、潜没式ポンプ２は下蓋１０２には接触していない。

　図１０に示すように、パージ装置は、潜没式ポンプ２の開口、すなわち吸込み口および吐出し口を閉じるポンプカバー８５と、ポンプカバー８５に連結されたポンプ側排気ライン８７をさらに備えている。ポンプカバー８５は、着脱可能に潜没式ポンプ２に取り付けることが可能に構成されている。ポンプ側排気ライン８７は、ポンプカバー８５の内側に連通している。ポンプカバー８５が潜没式ポンプ２に取り付けられると、潜没式ポンプ２の内部空間は密閉され、ポンプ側排気ライン８７は、潜没式ポンプ２の密閉された内部空間に連通する。ポンプ側排気ライン８７には、開閉弁８８が取り付けられている。

　パージ装置は、パージガス供給ライン３８と真空ライン３７とを連通する連通ライン９０と、連通ライン９０に取り付けられた第２パージガス供給弁９２をさらに備えている。パージガス供給ライン３８と連通ライン９０との接続点は、パージガスの流れ方向において、第１パージガス供給弁３５よりも上流側に位置している。真空ライン３７と連通ライン９０との接続点は、ガスの流れ方向において、真空弁３６よりも上流側に位置している。

　第１パージガス供給弁３５および第２パージガス供給弁９２を閉じ、かつ真空弁３６を開くと、ポンプ側排気ライン８７は真空ライン３７に連通する。したがって、潜没式ポンプ２の内部空間には真空が形成される。第１パージガス供給弁３５および真空弁３６を閉じ、かつ第２パージガス供給弁９２を開くと、ポンプ側排気ライン８７はパージガス供給ライン３８に連通する。したがって、潜没式ポンプ２の内部空間にはパージガスが供給される。第２パージガス供給弁９２および真空弁３６を閉じ、かつ第１パージガス供給弁３５を開くと、パージガス供給ライン３８は容器本体２１の内部空間２０に連通する。したがって、容器本体２１の内部空間２０にはパージガスが供給される。

　本実施形態では、第１パージガス供給弁３５、第２パージガス供給弁９２、連通ライン９０、および真空弁３６は、ポンプ側排気ライン８７を、真空ライン３７およびパージガス供給ライン３８のいずれか一方に選択的に連通させる切り替え装置を構成する。ただし、ポンプ側排気ライン８７を、真空ライン３７およびパージガス供給ライン３８のいずれか一方に選択的に連通させることができる限りにおいて、切り替え装置は、本実施形態の構成に限定されない。例えば、切り替え装置は、真空ライン３７およびパージガス供給ライン３８からそれぞれ分岐する分岐ラインと、これら分岐ラインとポンプ側排気ライン８７に接続された三方弁であってもよい。

　図１０に示すポンプカバー８５およびポンプ側排気ライン８７を用いて潜没式ポンプ２をパージガスにさらすための方法は、次のようにして実施される。
　図１１に示すように、ステップ３－１では、潜没式ポンプ２をパージ容器１００内に移動する前に、ポンプ側排気ライン８７が連結されたポンプカバー８５を潜没式ポンプ２に取り付け、潜没式ポンプ２の開口（すなわち吸込み口および吐出し口）を閉じることで、密閉された内部空間を潜没式ポンプ２内に形成する。

　ステップ３－２では、ポンプ側排気ライン８７を図１０に示す真空ライン３７に連通させ、潜没式ポンプ２の密閉された内部空間を真空引きする。例えば、ポンプ側排気ライン８７を真空排気ポート２８を経由して真空ライン３７に連結してもよいし、あるいはポンプ側排気ライン８７を、真空ライン３７から分岐する分岐ライン（図示せず）に連結してもよい。

　ステップ３－３では、ポンプ側排気ライン８７を図１０に示すパージガス供給ライン３８に連通させ、真空引きされた潜没式ポンプ２の内部空間にパージガス（例えば窒素ガスまたはヘリウムガス）を供給する（第１ドライアップ）。例えば、ポンプ側排気ライン８７を真空排気ポート２８および連通ライン９０を経由してパージガス供給ライン３８に連結してもよいし、あるいはポンプ側排気ライン８７を、パージガス供給ライン３８から分岐する分岐ライン（図示せず）に連結してもよい。

　ステップ３－４では、ポンプ側排気ライン８７が連結されたポンプカバー８５が潜没式ポンプ２に取り付けられた状態で、潜没式ポンプ２は、図示しない搬送装置（例えばクレーン）によってパージ容器１００内に移動される。より具体的には、潜没式ポンプ２は上蓋１０１から吊り下げ部材８２によって吊り下げられた状態で、パージ容器１００内に移動される。下蓋１０２は下部フランジ６０上に置かれている。上蓋１０１が容器本体２１の上部に置かれると、潜没式ポンプ２の荷重は、上蓋１０１によって支持される。

　図１２に示すように、ステップ３－５では、ポンプ側排気ライン８７は、真空排気ポート２８を経由して真空ライン３７に連結される。この段階では真空弁３６、第１パージガス供給弁３５、および第２パージガス供給弁９２は閉じられている。
　ステップ３－６では、第１パージガス供給弁３５を開き、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７を通じて容器本体２１の内部空間２０に供給し、内部空間２０をパージガスで満たす。パージガスは、空気および水分を潜没式ポンプ２から追い払い、潜没式ポンプ２の外側は乾燥される（第２ドライアップ）。
　ステップ３－７では、真空弁３６を開き、真空排気ポート２８およびポンプ側排気ライン８７を通じて潜没式ポンプ２の密閉された内部空間を真空引きする。

　図１３に示すように、ステップ３－８では、真空弁３６および第１パージガス供給弁３５を閉じ、第２パージガス供給弁９２を開くことで、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスを連通ライン９０および真空排気ポート２８を経由して潜没式ポンプ２の内部空間内に供給する。パージガスは、潜没式ポンプ２の内部空間から空気および水分を追い払い、潜没式ポンプ２の内側は乾燥される（第３ドライアップ）。上記ステップ３－２，３－３または上記ステップ３－７，３－８のいずれか一方は、省略してもよい。

　本実施形態によれば、潜没式ポンプ２の内部空間が真空引きされ、その後パージガスが潜没式ポンプ２内に供給されるので、潜没式ポンプ２の内側を確実に乾燥させることが可能である。

　ステップ３－９では、第２パージガス供給弁９２を閉じ、横蓋１０３（図１０参照）を外して、ポンプカバー８５およびポンプ側排気ライン８７を容器本体２１の内部空間２０から取り出す。
　ステップ３－１０では、横蓋１０３（図１０参照）を容器本体２１に取り付け、その後、第１パージガス供給弁３５を開いて、窒素ガスまたはヘリウムガスなどのパージガスをパージガス入口ポート２７から容器本体２１の内部空間２０内に供給する。

　図１４に示すように、ステップ３－１１では、ポンプコラム３の上方に設置されている昇降装置１２のケーブル１３を上蓋１０１に連結する。本実施形態のパージ容器１００は、その内部に収容された潜没式ポンプ２と一体に搬送可能な可搬型パージ容器である。潜没式ポンプ２が内部に収容されたパージ容器１００は、昇降装置１２によって吊り下げられる。周囲の空気がポンプコラム３内に侵入することを防ぐために、パージガス導入ポート８を通じてポンプコラム３内にパージガス（例えば、窒素ガスまたはヘリウムガスなどの不活性ガス）が供給される。ポンプコラム３内へのパージガスの供給は、以下のステップでも継続される。

　ステップ３－１２では、昇降装置１２によって、パージ容器１００および潜没式ポンプ２を下降させ、パージ容器１００をポンプコラム３の上部にパージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）により連結する。パージ容器連結機構は、１つまたは複数のクランプであってもよい。
　ステップ３－１３では、横蓋１０３（図１０参照）を通じて下蓋１０２を容器本体２１から取り外し、昇降装置１２のケーブル１３を潜没式ポンプ２に連結する。

　図１５に示すように、ステップ３－１４では、昇降装置１２によって潜没式ポンプ２を下降させ、潜没式ポンプ２をパージ容器１００からポンプコラム３内に移動させる。パージガスは、容器本体２１内に供給し続ける。
　ステップ３－１５では、昇降装置１２のケーブル１３を上蓋１０１に連結し、上記パージ容器連結機構としてのボルトおよびナット（図示せず）を取り外す。そして、昇降装置１２によってパージ容器１００を引き上げてポンプコラム３から切り離す。

　本実施形態では、上記ステップ３－１～３－１０は、パージ容器１００がポンプコラム３に連結される前に実施される。一実施形態では、潜没式ポンプ２をパージ容器１００内に収容した後、パージ容器１００を潜没式ポンプ２とともにポンプコラム３に搬送し、パージ容器１００をポンプコラム３に連結した後に、潜没式ポンプ２の真空引きおよびパージガスの潜没式ポンプ２内への供給を開始してもよい。つまり、潜没式ポンプ２のドライアップは、パージ容器１００をポンプコラム３に連結した後に開始してもよい。

　図１乃至図１５を参照して説明した密閉型パージ容器１およびパージ容器１００は、その内部に収容された潜没式ポンプ２と一体に移動可能な可搬型であるが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。一実施形態では、密閉型パージ容器１およびパージ容器１００の容器本体２１は、ポンプコラム３（図１参照）の上部に予め固定されてもよい。この場でも、容器本体２１の内部空間２０の真空引きと、内部空間２０へのパージガスの供給は、上述した実施形態と同じように行われる。

　上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

　本発明は、液化アンモニアや液化天然ガス（ＬＮＧ）や液体水素などの液化ガスを昇圧するための潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置およびパージ方法に利用可能である。

　１　　　密閉型パージ容器
　２　　　潜没式ポンプ
　３　　　ポンプコラム
　５　　　液化ガス貯槽
　６　　　吸込み弁
　８　　　パージガス導入ポート
　９　　　液化ガス排出ポート
１２　　　昇降装置
１３　　　ケーブル
１４　　　巻き上げ機
２０　　　内部空間
２１　　　容器本体
２３　　　上側密閉蓋
２３ａ　　穴
２４　　　下側密閉蓋
２７　　　パージガス入口ポート
２８　　　真空排気ポート
３０　　　ポンプガイド
３２　　　ボルト
３３　　　ナット
３４　　　上部フランジ
３５　　　パージガス供給弁
３６　　　真空弁
３７　　　真空ライン
３８　　　パージガス供給ライン
３９　　　真空源
４０Ａ，４０Ｂ　　　パージガス供給源
４１　　　逆止弁
４２Ａ　　第１閉止弁
４２Ｂ　　第２閉止弁
５３　　　連結ポート
５８　　　横蓋
６０　　　下部フランジ
６８　　　パージ指標測定器
７１　　　上側シール
７２　　　下側シール
７３　　　側部シール
７４　　　第２シール
８０　　　ガス処理装置
８２　　　吊り下げ部材
８５　　　ポンプカバー
８７　　　ポンプ側排気ライン
８８　　　開閉弁
９０　　　連通ライン
９２　　　第２パージガス供給弁
１００　　パージ容器
１０１　　上蓋
１０２　　下蓋
１０３　　横蓋

Claims (25)

1. 　液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置であって、
   　前記潜没式ポンプを収容するための密閉型パージ容器と、
   　前記密閉型パージ容器に接続され、かつ真空源に接続された真空ラインと、
   　前記密閉型パージ容器に接続され、かつパージガス供給源に接続されたパージガス供給ラインと、
   　前記パージガス供給ラインに取り付けられたパージガス供給弁を備えている、パージ装置。
2. 　前記密閉型パージ容器は、
   　　前記潜没式ポンプを収容するための内部空間を有する容器本体と、
   　　前記容器本体の上側開口を閉じる上側密閉蓋と、
   　　前記容器本体と前記上側密閉蓋との隙間を封止する上側シールと、
   　　前記容器本体の下側開口を閉じる下側密閉蓋と、
   　　前記容器本体と前記下側密閉蓋との隙間を封止する下側シールを備えている、請求項１に記載のパージ装置。
3. 　前記パージガス供給源は、複数のパージガス供給源である、請求項１に記載のパージ装置。
4. 　前記複数のパージガス供給源は、窒素ガス供給源とヘリウムガス供給源を少なくとも含む、請求項３に記載のパージ装置。
5. 　前記真空ラインに取り付けられた逆止弁をさらに備えている、請求項１に記載のパージ装置。
6. 　液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ装置であって、
   　前記潜没式ポンプを収容するためのパージ容器と、
   　前記潜没式ポンプの開口を閉じるためのポンプカバーと、
   　前記ポンプカバーに連結されたポンプ側排気ラインと、
   　真空源に接続された真空ラインと、
   　パージガス供給源に接続されたパージガス供給ラインと、
   　前記ポンプ側排気ラインを、前記真空ラインおよび前記パージガス供給ラインのいずれか一方に選択的に連通させる切り替え装置を備えている、パージ装置。
7. 　前記パージガス供給ラインは前記パージ容器に接続されている、請求項６に記載のパージ装置。
8. 　前記真空ラインは前記パージ容器に接続されている、請求項６に記載のパージ装置。
9. 　液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、
   　前記潜没式ポンプを密閉型パージ容器の内部空間内に収容し、
   　前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を真空引きし、
   　真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給し、その後、
   　前記潜没式ポンプを前記密閉型パージ容器からポンプコラム内に移動させる、パージ方法。
10. 　前記内部空間を真空引きする工程と、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を繰り返す、請求項９に記載のパージ方法。
11. 　前記内部空間内に最後に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである、請求項１０に記載のパージ方法。
12. 　前記内部空間内に最初に供給されるパージガスは、窒素ガスである、請求項１１に記載のパージ方法。
13. 　前記内部空間を真空引きする工程が終了する前に、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を開始する、請求項１０に記載のパージ方法。
14. 　前記内部空間内にパージガスを供給した後であって、前記潜没式ポンプを前記密閉型パージ容器から前記ポンプコラム内に移動させる前に、前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を再度真空引きして前記内部空間内の圧力を目標圧力以下にまで低下させる工程をさらに含む、請求項９に記載のパージ方法。
15. 　前記液化ガスは液体水素であり、
    　前記パージガスは窒素ガスであり、
    　前記目標圧力は、以下の式により表され、
    　　Ｐｖ＝Ｐａ・Ｖｍ／（Ｖｃ・ρＧ／ρＳ）
    　Ｐｖは前記目標圧力を表し、Ｐａは大気圧を表し、Ｖｍは予め設定された定数を表し、Ｖｃは内部空間の体積を表し、ρＧは窒素ガスの密度を表し、ρＳは固体窒素の密度を表す、請求項１４に記載のパージ方法。
16. 　前記予め設定された定数Ｖｍは、前記内部空間内に氷が析出した条件下で前記潜没式ポンプが前記内部空間内で運転を実行できる前記氷の体積の最大値である、請求項１５に記載のパージ方法。
17. 　液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、
    　潜没式ポンプをポンプコラムから引き上げ、
    　前記潜没式ポンプを密閉型パージ容器の内部空間内に収容し、
    　前記潜没式ポンプが収容された前記内部空間を真空引きし、
    　真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する、パージ方法。
18. 　前記内部空間を真空引きする工程と、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を繰り返す、請求項１７に記載のパージ方法。
19. 　前記内部空間内に最初に供給されるパージガスは、ヘリウムガスである、請求項１８に記載のパージ方法。
20. 　前記内部空間内に最後に供給されるパージガスは、窒素ガスである、請求項１９に記載のパージ方法。
21. 　前記内部空間を真空引きする工程が終了する前に、真空引きされた前記内部空間内にパージガスを供給する工程を開始する、請求項１７に記載のパージ方法。
22. 　前記内部空間を真空引きしながら、前記内部空間内の気体を真空ラインを通じてガス処理装置に導く、請求項１７に記載のパージ方法。
23. 　液化ガスを移送するために使用される潜没式ポンプをパージガスにさらすためのパージ方法であって、
    　前記潜没式ポンプの開口をポンプカバーで閉じ、
    　前記潜没式ポンプの内部空間を真空引きし、
    　真空引きされた前記潜没式ポンプの内部空間内にパージガスを供給する、パージ方法。
24. 　前記潜没式ポンプの内部空間を真空引きする前に、前記潜没式ポンプをパージ容器内に収容し、前記パージ容器の内部空間にパージガスを供給する工程をさらに含む、請求項２３に記載のパージ方法。
25. 　前記潜没式ポンプの内部空間内にパージガスを供給した後に、前記潜没式ポンプをパージ容器内に収容し、前記パージ容器の内部空間にパージガスを供給する工程をさらに含む、請求項２３に記載のパージ方法。

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