WO2025018337A1 - 揚液システム及び揚液機構 - Google Patents

揚液システム及び揚液機構 Download PDF

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WO2025018337A1
WO2025018337A1 PCT/JP2024/025486 JP2024025486W WO2025018337A1 WO 2025018337 A1 WO2025018337 A1 WO 2025018337A1 JP 2024025486 W JP2024025486 W JP 2024025486W WO 2025018337 A1 WO2025018337 A1 WO 2025018337A1
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liquid
lifting
tank
pumping
pipe
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PCT/JP2024/025486
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English (en)
French (fr)
Inventor
光 柚▲崎▼
哲哉 藤野
二衛 野手
亮 村越
彰男 中村
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Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure

Definitions

  • the present invention relates to a pumping system configured to pump liquid contained in a tank and discharge it from the tank, and a pumping mechanism capable of pumping the liquid.
  • Patent Document 1 discloses a method for opening a cryogenic tank that stores cryogenic liquid.
  • the cryogenic tank is opened by first discharging the cryogenic liquid from the cryogenic tank, raising the temperature inside the cryogenic tank to create an environment in which workers can enter the tank, and then discharging (exhausting) any vaporized gas (e.g., methane gas) remaining in the cryogenic tank.
  • vaporized gas e.g., methane gas
  • the cryogenic liquid is discharged through the side of the cryogenic tank, but in a PC tank, the sides of which are covered with a liquid retaining dike made of prestressed concrete, it is not possible to provide an opening on the side of the tank.
  • PC tanks are usually configured to pressurize the cryogenic liquid using a pressurized liquid lifting device installed inside the tank, and discharge the cryogenic liquid from the top of the tank.
  • pressurized liquid lifting devices are usually configured to pressurize the liquid by rotating a rotor, thereby enabling the liquid to be lifted.
  • the operating conditions for such devices are stipulated such that the depth of the liquid suction port must be, for example, 1m or more. For this reason, even if liquid is discharged from a tank using a pressurized liquid lifting device, a depth of about 1m of liquid will remain in the tank.
  • the present invention was made in consideration of these circumstances, and provides a liquid pumping system that can reduce the time required to open a tank.
  • a pumping system having a tank for storing a liquid, and first and second pumping mechanisms configured to pump the liquid and discharge it from the tank, wherein the first pumping mechanism is configured to pump the liquid by pushing up the liquid as a rotating body rotates, and to discharge it from the tank, and the second pumping mechanism has an inlet, a pumping section, and an outlet, and is configured to pump the liquid by sucking up the liquid through the suction port as pressure changes in the pumping section, and to discharge it from the tank through the outlet.
  • [3] A method for opening a tank using the pumping system described in [1] or [2], comprising a pumping process, in which the liquid is pumped and discharged from the tank using first and second pumping mechanisms.
  • [4] A method as described in [3] which cites [2], comprising a first step and a second step, in which the pumping of liquid using a second lifting mechanism comprises a first step and a second step, in which the pressure adjustment mechanism reduces the pressure in the first lifting pipe to suck in the liquid through the suction port and store it in the first lifting pipe, and in the second step, the pressure adjustment mechanism moves at least a portion of the liquid stored in the first lifting pipe to the second lifting pipe by making the pressure in the first lifting pipe higher than the pressure in the second lifting pipe.
  • a lifting mechanism having an intake port, a lifting section, and an exhaust port, and configured to pump the liquid by sucking up the liquid through the intake port in response to pressure changes in the lifting section and discharge the liquid from the exhaust port
  • the lifting section has first and second lifting pipes, a connection section, first and second check valves, and a pressure adjustment mechanism
  • the first and second lifting pipes are connected via the connection section
  • the first and second check valves are configured to prevent backflow of the liquid stored in the first and second lifting pipes, respectively
  • the first lifting pipe is configured to be capable of storing the liquid sucked in from the intake port
  • the second lifting pipe is configured to store the liquid sucked in through the connection section
  • the pressure adjustment mechanism is configured to independently adjust the first and second pressures applied to the first and second lifting pipes, respectively.
  • a method for pumping liquid using the pumping mechanism described in [6], comprising a first step and a second step, in which in the first step, the pressure adjustment mechanism reduces the pressure in a first lifting pipe to suck in the liquid through the suction port and store it in the first lifting pipe, and in the second step, the pressure adjustment mechanism moves at least a portion of the liquid stored in the first lifting pipe to the second lifting pipe by making the pressure in the first lifting pipe higher than the pressure in the second lifting pipe.
  • the liquid pumping system of the present invention includes a first liquid pumping mechanism configured to pump liquid in response to the rotation of the rotor, as well as a second liquid pumping mechanism configured to pump liquid by sucking up the liquid through a suction port in response to pressure changes within the liquid pumping section.
  • the second liquid pumping mechanism is not a liquid pumping mechanism that operates in response to the rotation of the rotor, and therefore can operate stably even when the liquid suction port is shallower than the first liquid pumping mechanism. Therefore, according to the present invention, the amount of liquid remaining in the tank can be reduced, and the time required to open the tank can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a pumping system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows the state after pumping liquid into the first lifting pipe 21a in the second lifting mechanism 20. This shows the state after pumping liquid to the second lift pipe 21b from the state in FIG. This shows the state after pumping liquid to the third lift pipe 21c from the state shown in FIG. A modified example in which the second liquid lifting mechanism 20 has two liquid lifting pipes is shown.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a pumping system 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a state in which the second lifting mechanism 20 is lifting the liquid L.
  • First embodiment 1-1 Pumping system 1
  • a liquid pumping system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 4.
  • the liquid pumping system 1 of this embodiment has a tank 2 that stores liquid L, and first and second liquid pumping mechanisms 10, 20 that are configured to pump the liquid L and discharge it from the tank 2.
  • the liquid pumping system 1 may also include a BOG compressor 3 and a re-liquefaction facility 4. Each component will be described in detail below.
  • the liquid L contained in the tank 2 is preferably a low-temperature liquid having a temperature of -10°C or lower.
  • the temperature of the liquid L in the tank 2 is, for example, -10°C or lower, preferably -20°C or lower, and more preferably -30°C or lower. This temperature is, for example, -250 to -10°C, and specifically, for example, -250, -200, -150, -100, -50, -40, -30, -20, or -10°C, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here or lower.
  • Examples of the liquid L include liquefied natural gas (hereinafter, "LNG”) and liquefied ammonia.
  • the tank 2 may be of any configuration capable of containing the liquid L, but from the viewpoint that the significance of applying the present invention is prominent when the liquid L cannot be discharged from the side of the tank 2, it is preferable that the tank 2 is configured so that the liquid L cannot be supplied or discharged through the side.
  • An example of such a tank is a PC tank in which the side of the tank 2 is covered with a liquid retaining dike 2a made of prestressed concrete.
  • the liquid L and the vaporized gas generated by vaporizing the liquid L are supplied and discharged through an opening provided on the upper surface 2b of the tank 2.
  • the vaporized gas is a gas mainly composed of methane or ethane, and when the liquid L is liquefied ammonia, the vaporized gas is ammonia gas.
  • the height of the lowest part of the upper surface 2b of the tank 2 is, for example, 15m or more, preferably 30m or more, and preferably 40m or more. This height is, for example, 15 to 100m, specifically, for example, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100m, and may be in a range between any two of the numerical values exemplified here or any greater than or equal to the values.
  • the outer diameter of the tank 2 is, for example, 20m or more, preferably 40m or more, and preferably 60m or more.
  • This outer diameter is, for example, 20 to 150m, specifically, for example, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150m, and may be in a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the first lifting mechanism 10 is configured to lift the liquid L by pushing up the liquid L with the rotation of the rotor, and discharge the liquid L from the tank 2.
  • the pumped liquid L is discharged from the tank 2.
  • the first liquid lifting mechanism 10 includes, for example, a pipe 10a extending vertically in the tank 2, and a liquid supply mechanism 11 disposed in the pipe 10a.
  • the pump 10b includes a rotor (not shown) and is configured to suck in the liquid L from the suction port 10c as the rotor rotates and discharge the liquid L to the outside of the tank 2 through the pipe 10a.
  • the rotating body is an impeller, and is configured to pressurize and pump the liquid L by rotating the rotating body.
  • the liquid L is supplied with a pressure of 1000 MPa as the rotating body rotates. This applies centrifugal force (a force directed radially outward).
  • the depth of the suction port 10c for the liquid L must be equal to or greater than a standard value (e.g., 1 m) as an operating condition. Therefore, even if the liquid L is discharged from the tank using a pressurized liquid pumping device, a large amount of liquid L remains in the tank 2. There is a problem in that it takes a long time to vaporize and remove this large amount of liquid L. In particular, ammonia has a higher boiling point and greater latent heat than LNG, making it more difficult to vaporize than LNG. For this reason, the above problem is particularly serious when the liquid in the tank is liquefied ammonia. In this embodiment, the provision of a second liquid pumping mechanism 20 makes it possible to reduce the amount of liquid L remaining in the tank 2.
  • a standard value e.g. 1 m
  • the distance from the inner bottom surface 2c of the tank 2 to the suction port 10c is, for example, 100 cm or less, preferably 50 cm or less, and more preferably 30 cm or less.
  • This distance is, for example, 5 to 100 cm, specifically, for example, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 cm, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here or less.
  • the shorter this distance the less likely the amount of liquid L remaining after the first lifting mechanism 10 discharges the liquid L from the tank 2. On the other hand, the shorter this distance, the more likely the first lifting mechanism 10 will collide with the inner bottom surface 2c when installing the first lifting mechanism 10.
  • the second lifting mechanism 20 can lift the liquid, there is no need to forcibly bring the suction port 10c close to the inner bottom surface 2c. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the risk of the first liquid lifting mechanism 10 colliding with the inner bottom surface 2c.
  • the second liquid lifting mechanism 20 includes a suction port 20a, a liquid lifting section 20b, and a discharge port 20c.
  • the second liquid lifting mechanism 20 is configured to pump the liquid L through the suction port 20a in response to a pressure change in the liquid lifting section 20b.
  • the second lifting mechanism 20 is configured to be able to pump the liquid L by suction and discharge it from the tank 2 through the discharge port 20c.
  • the liquid L is sent to another tank 29, for example.
  • the second lifting mechanism 20 is configured to be able to pump the liquid L by suction and discharge it from the tank 2 through the discharge port 20c.
  • the second lifting mechanism is not accompanied by a pump, it can stably operate even when the depth of the suction port 20a for the liquid L is shallower than that of the first lifting mechanism 10. Therefore, the amount of liquid L remaining in the tank 2 can be reduced, and the time required to open the tank 2 can be reduced.
  • the liquid lifting section 20b includes first to third liquid lifting pipes 21a to 21c, first and second connection sections 22a, 22b, first to third check valves 23a to 23c, and a pressure adjustment mechanism 24.
  • the first lift pipe 21a and the second lift pipe 21b are connected via the first connection 22a.
  • the second lift pipe 21b and the third lift pipe 21c are connected via the second connection 22b.
  • the first to third check valves 23a to 23c are configured to prevent backflow of the liquid L stored in the first to third lift pipes 21a to 21c, respectively.
  • the first lift pipe 21a is configured to be able to store the liquid L sucked in from the suction port 20a
  • the second lift pipe 21b is configured to be able to store the liquid L sucked in through the first connection 22a
  • the third lift pipe 21c is configured to be able to store the liquid L sucked in through the second connection 22b.
  • the pressure adjustment mechanism 24 is configured to be able to independently adjust the pressure applied to each of the first to third lift pipes 21a to 21c.
  • the third lift pipe 21c is provided with a discharge port 20c for discharging the liquid L toward another tank 29, etc.
  • the pressure adjustment mechanism 24 includes first to third pressure reducing valves 25a to 25c, first to third pressure adjustment valves 26a to 26c,
  • the system includes a vacuum pipe 27 and a pressure adjustment pipe 28.
  • the vacuum pipe 27 is connected to the first lift pipe 21a via a first pressure reducing valve 25a, to the second lift pipe 21b via a second pressure reducing valve 25b, and to the third lift pipe 21c via a third pressure reducing valve 25c.
  • the pressure adjustment pipe 28 is connected to the first lift pipe 21a via a first pressure adjusting valve 26a, to the second lift pipe 21b via a second pressure adjusting valve 26b, and to the third lift pipe 21c via a third pressure adjusting valve 26c.
  • the pressure adjustment mechanism 24 reduces the pressure in the first lifting pipe 21a to suck in the liquid L through the suction port 20a and store it in the first lifting pipe 21a. More specifically, from the state shown in FIG. 4, the second pressure adjustment valve 26b and the third pressure reducing valve 25c are closed, and the first pressure reducing valve 25a is opened. This causes the first lifting pipe 21a to communicate with the vacuum piping 27, and the pressure in the first lifting pipe 21a decreases. With this pressure change, the liquid L is sucked up into the first lifting pipe 21a through the suction port 20a and the first check valve 23a, resulting in the state shown in FIG. 2. The liquid L in the first lifting pipe 21a is prevented from moving toward the suction port 20a by the action of the first check valve 23a. In the state shown in FIG. 2, the liquid level in the first lifting pipe 21a is higher than the first connecting portion 22a.
  • Second step pumping liquid to second lift pipe 21b
  • the pressure adjustment mechanism 24 makes the pressure in the first lift pipe 21a higher than the pressure in the second lift pipe 21b, thereby moving at least a part of the liquid L stored in the first lift pipe 21a to the second lift pipe 21b. More specifically, from the state shown in FIG. 2, the first pressure reducing valve 25a is closed, and the first pressure adjustment valve 26a and the second pressure reducing valve 25b are opened. As a result, the first lift pipe 21a is connected to the pressure adjustment pipe 28, so that the pressure in the first lift pipe 21a increases, and the second lift pipe 21b is connected to the vacuum pipe 27, so that the pressure in the second lift pipe 21b decreases.
  • the liquid L in the first lift pipe 21a moves to the second lift pipe 21b through the first connection part 22a and the second check valve 23b, resulting in the state shown in FIG. 3.
  • the liquid L in the second lift pipe 21b is prevented from moving toward the first connecting portion 22a by the action of the second check valve 23b.
  • the liquid level in the second lift pipe 21b is higher than the second connecting portion 22b.
  • the pressure adjustment mechanism 24 makes the pressure in the second lift pipe 21b higher than the pressure in the third lift pipe 21c, thereby moving at least a part of the liquid L stored in the second lift pipe 21b to the third lift pipe 21c. More specifically, from the state shown in FIG. 3, the second pressure reducing valve 25b is closed, and the second pressure adjustment valve 26b and the third pressure reducing valve 25c are opened. As a result, the second lift pipe 21b is connected to the pressure adjustment pipe 28, so that the pressure in the second lift pipe 21b increases, and the third lift pipe 21c is connected to the vacuum pipe 27, so that the pressure in the third lift pipe 21c decreases.
  • the liquid level in the third lift pipe 21c is at the same height as the discharge port 20c.
  • the discharge port 20c may be closed, and after the movement of the liquid L from the second lift pipe 21b to the third lift pipe 21c is completed, the third pressure reducing valve 25c may be closed, and then the discharge port 20c may be opened. In this case, the liquid level in the third lift pipe 21c will be higher than the discharge port 20c immediately before the discharge port 20c is opened.
  • the liquid L in the tank 2 is pumped up and discharged outside the tank 2 through the first to third steps.
  • the height to which the liquid L can be pumped up is at most about 5 to 15 m, depending on the pressure in the tank 2 and the specific gravity of the liquid L, and when the height of the tank 2 is 20 m or more, the liquid L cannot be pumped up and discharged from the upper surface 2b of the tank 2.
  • two or more lifting pipes and check valves are used in combination, and the movement of the liquid L accompanying the pressure change in each lifting pipe is utilized, making it possible to pump the liquid above the height of the tank 2.
  • the pressure in the vacuum pipe 27 and the pressure adjustment pipe 28 is appropriately set so that the pumping of liquid by the above method can be achieved.
  • the pressure in the pressure adjustment pipe 28 only needs to be higher than the pressure in the vacuum pipe 27, and may be the same as atmospheric pressure or may be lower or higher than atmospheric pressure. The greater the difference between the pressure in the pressure adjustment pipe 28 and the pressure in the vacuum pipe 27, the faster the movement of the liquid L can be achieved, enabling efficient pumping of liquid.
  • three lifting pipes are used to pump the liquid in one cycle of three steps, but the number of lifting pipes can be two and two steps can be one cycle, or four or more lifting pipes can be used and four or more steps can be one cycle.
  • the lifting section 20b is configured to include first and second lifting pipes 21a, 21b, a connection section 22a, first and second check valves 23a, 23b, and a pressure adjustment mechanism 24, as shown in FIG. 5, and an outlet 20c is provided in the second lifting pipe 21b. Then, by pumping the liquid to the first lifting pipe 21a and the second lifting pipe 21b in a manner similar to the first and second steps described above, the liquid L can be pumped and discharged from the tank 2.
  • a suction port 20a is provided in the first lifting pipe, and a discharge port 20c is provided in the Nth lifting pipe.
  • Each lifting pipe is provided with a check valve, and adjacent lifting pipes are connected at a connection. Then, in the first step, the pressure in the first lifting pipe is reduced to suck liquid L up into the first lifting pipe, and in the second to Nth steps, the pressure in the (m-1)th lifting pipe is made higher than the pressure in the mth lifting pipe, with m changing in the order from 2 to N.
  • N is, for example, 2 to 20, specifically, for example, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, or may be in a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • vaporized gas (boil-off gas, hereinafter referred to as "BOG") is generated when the liquid L is vaporized by heat input from the outside, and it is preferable to discharge the BOG from the tank 2 through the BOG line 31 so that the pressure in the tank 2 does not become too high.
  • the BOG line 31 is provided with a BOG compressor 3 for compressing and pressurizing the BOG.
  • the compressed gas obtained by compression in the BOG compressor 3 can be used by transferring it to a demand destination 30, transferring it to a reliquefaction facility 4 where it is reliquefied and then returning it to the tank 2, or returning it directly to the tank 2.
  • the transfer destination is configured to be switchable using a valve (not shown) or the like.
  • the BOG compressor 3 is at a high temperature due to the heat generated during operation, and when the BOG is compressed by the BOG compressor 3, heat is transferred from the BOG compressor 3 to the BOG. As a result, the compressed gas has increased thermal energy compared to the BOG before compression.
  • the compressed gas is returned to the tank 2 to promote the vaporization of the liquid L remaining in the tank 2. Since the compressed gas has the same components as the vaporized gas, the gas discharged from the tank 2 can be moved to the demand destination 30. Therefore, the method of this embodiment is superior in terms of economy and the environment.
  • Method for opening tank 2 The method for opening tank 2 according to one embodiment of the present invention includes a liquid pumping step. Also, a vaporization step may be included after the liquid pumping step.
  • the liquid L is pumped and discharged from the tank 2 using the first and second pumping mechanisms 10, 20.
  • the first and second pumping mechanisms 10, 20 may be operated simultaneously, but if the first pumping mechanism 10 is capable of pumping more efficiently than the second pumping mechanism 20, pumping may be performed using only the first pumping mechanism 10 and then using only the second pumping mechanism 20, or pumping may be performed using the first and second pumping mechanisms 10, 20, and when the remaining amount of liquid L becomes so low that the first pumping mechanism 10 cannot be operated, the second pumping mechanism 20 may be used to pump only.
  • the vaporized gas produced by vaporizing the liquid L is compressed, and the compressed gas obtained is returned to the tank 2, thereby promoting the vaporization of the liquid L remaining in the tank 2. This makes it possible to efficiently remove the liquid L remaining in the tank 2.
  • a purging process may be carried out in which a purging gas such as nitrogen gas is blown into the tank 2.
  • a purging gas such as nitrogen gas is blown into the tank 2.
  • the gas discharged in the purging process can be disposed of by combustion, etc.
  • the tank 2 can be opened to inspect the inside of the tank 2.
  • inspection is required more frequently than for LNG, taking into account the corrosiveness of ammonia.
  • liquefied ammonia has a higher boiling point and a larger latent heat than LNG, and is therefore not easy to vaporize.
  • the liquid L is pumped using the first and second pumping mechanisms 10, 20, so that the liquid L in the tank 2 can be discharged to a smaller amount of remaining liquid in a shorter period of time than when only the first pumping mechanism 10 is used. Therefore, the technical significance of the method of this embodiment is particularly evident when the liquid L is liquefied ammonia.
  • Second embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 6 and 7. This embodiment is similar to the first embodiment, and the contents described in the first embodiment can also be applied to this embodiment as long as they are not contrary to the spirit of the first embodiment.
  • This embodiment differs from the first embodiment mainly in the configuration of the second liquid pumping mechanism 20. The following description will focus on the differences.
  • the lifting section 20b includes an inlet pipe 20d, an ejector 20e, and a lifting pipe 20f.
  • the inlet pipe 20d and the lifting pipe 20f are connected via the ejector 20e, and the suction port 20a is provided in the ejector 20e.
  • the discharge port 20c is provided in the lifting pipe 20f.
  • a liquefied gas pump 32 is connected to the inlet pipe 20d via a valve 20g.
  • valve 20g When valve 20g is opened and liquefied gas L1 is injected from liquefied gas pump 32 into ejector 20e through inlet pipe 20d, the flow of liquefied gas L1 reduces the pressure in the space inside ejector 20e, and liquid L in tank 2 is sucked into ejector 20e through suction port 20a, pumped through lift pipe 20f, discharged from outlet 20c provided outside tank 2, and transferred to another tank 29, etc. In this way, even in this embodiment, liquid L is sucked up through suction port 20a in accordance with the change in pressure inside lift section 20b.
  • the liquid L in the tank 2 can be extracted without being mixed with a liquid of a different composition.
  • the liquid lifting section 20b is installed in the tank 2 beforehand, preparations for operating the second liquid lifting mechanism 20 can be performed outside the tank 2, which has the advantage of not placing a burden on workers or the environment.
  • the second lifting mechanism 20 described in the first embodiment can be used to lift liquid as a lifting mechanism with a new configuration, independent of the lifting system 1 of the first embodiment. By using this lifting mechanism, it is possible to lift liquid to a height that exceeds the height that can be achieved by suction, even in a situation where a pressurized lifting device such as the first lifting mechanism 10 cannot be installed.

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Abstract

タンクの開放に必要な時間を低減可能な揚液システムを提供する。　本発明によれば、液体を収容するタンクと、前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成された第１及び第２揚液機構を有する、揚液システムであって、第１揚液機構は、回転体の回転に伴って前記液体を押し上げることによって前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成され、第２揚液機構は、吸込口と、揚液部と、排出口を備え、前記揚液部内の圧力変化に伴って前記吸込口を通じて前記液体を吸い上げることによって前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成される、揚液システムが提供される。

Description

揚液システム及び揚液機構
　本発明は、タンク内に収容された液体を揚液してタンクから排出可能に構成された揚液システムと、液体を揚液可能な揚液機構に関する。
　特許文献１には、低温液体を貯蔵する低温タンクの開放方法が開示されている。特許文献１では、低温タンクの開放は、まず、低温液体を低温タンクから排出し、低温タンク内に作業員等が入れる環境にするため、低温タンク内を昇温し、その後、低温タンク内に残存する気化ガス（例えば、メタンガス）を排出（排気）するといった手順を踏むことにより行っている。
特開２０２０－１３３８２８号公報
　特許文献１では、低温液体の排出は、低温タンクの側面を通じて行っているが、低温タンクの側面をプレストレストコンクリートで構成された防液堤で覆ったＰＣタンクでは、タンクの側面に開口を設けることができない。このため、ＰＣタンクでは、通常、タンク内に配設された加圧式揚液装置を用いて、低温液体を加圧して、タンクの上側から低温液体を排出するように構成される。
　ところで、加圧式揚液装置は、通常、回転体を回転させることによって液体を加圧して揚液可能に構成されている。このような装置では、キャビテーションの発生を防ぐ等の理由によって、液体の吸込口の深さが例えば１ｍ以上であることが動作条件として規定されている。このため、加圧式揚液装置を用いてタンクから液体を排出しても、深さ１ｍ程度の液体がタンクに残留することになる。
　タンク内に残留した液体は大量であり、この液体を気化させて除去するには、多大な時間を要し、それだけ、タンクを開放するのに必要な時間が長くなってしまう。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、タンクの開放に必要な時間を低減可能な揚液システムを提供するものである。
　本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］液体を収容するタンクと、前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成された第１及び第２揚液機構を有する、揚液システムであって、第１揚液機構は、回転体の回転に伴って前記液体を押し上げることによって前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成され、第２揚液機構は、吸込口と、揚液部と、排出口を備え、前記揚液部内の圧力変化に伴って前記吸込口を通じて前記液体を吸い上げることによって前記液体を揚液して前記排出口を通じて前記タンクから排出可能に構成される、揚液システム。
［２］［１］に記載の揚液システムであって、前記揚液部は、第１及び第２揚液管と、接続部と、第１及び第２逆止弁と、圧力調整機構を備え、第１及び第２揚液管は、前記接続部を介して接続されており、第１及び第２逆止弁は、それぞれ、第１及び第２揚液管に貯留された前記液体の逆流を防ぐように構成され、第１揚液管は、前記吸込口から吸い込んだ液体を貯留可能に構成され、第２揚液管は、前記接続部を通じて吸い込んだ前記液体を貯留可能に構成され、前記圧力調整機構は、第１及び第２揚液管のそれぞれに加わる圧力を独立して調整可能に構成されている、揚液システム。
［３］［１］又は［２］に記載の揚液システムを用いた、タンクの開放方法であって、揚液工程を備え、前記揚液工程では、第１及び第２揚液機構を用いて前記液体を揚液して前記タンクから排出する、方法。
［４］［２］を引用する［３］に記載の方法であって、第２揚液機構を用いた揚液は、第１工程と、第２工程を備え、第１工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を低減することによって前記吸込口を通じて前記液体を吸い込んで第１揚液管内に貯留し、第２工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を第２揚液管内の圧力よりも高くすることによって、第１揚液管内に貯留されている前記液体の少なくとも一部を第２揚液管に移動させる、方法。
［５］［３］又は［４］に記載の方法であって、前記揚液工程の後に気化工程を備え、前記気化工程では、前記液体が気化して生成された気化ガスを圧縮して得られた圧縮ガスを前記タンクに戻すことによって、前記タンク内に残留する前記液体の気化を促進する、方法。
［６］吸込口と、揚液部と、排出口を備え、前記揚液部内の圧力変化に伴って前記吸込口を通じて前記液体を吸い上げることによって前記液体を揚液して前記排出口から排出可能に構成される、揚液機構であって、前記揚液部は、第１及び第２揚液管と、接続部と、第１及び第２逆止弁と、圧力調整機構を備え、第１及び第２揚液管は、前記接続部を介して接続されており、第１及び第２逆止弁は、それぞれ、第１及び第２揚液管に貯留された前記液体の逆流を防ぐように構成され、第１揚液管は、前記吸込口から吸い込んだ液体を貯留可能に構成され、第２揚液管は、前記接続部を通じて吸い込んだ前記液体を貯留可能に構成され、前記圧力調整機構は、第１及び第２揚液管のそれぞれに加わる第１及び第２圧力を独立して調整可能に構成されている、揚液機構。
［７］［６］に記載の揚液機構を用いた揚液方法であって、第１工程と、第２工程を備え、第１工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を低減することによって前記吸込口を通じて前記液体を吸い込んで第１揚液管内に貯留し、第２工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を第２揚液管内の圧力よりも高くすることによって、第１揚液管内に貯留されている前記液体の少なくとも一部を第２揚液管に移動させる、方法。
　本発明の揚液システムは、回転体の回転に伴って液体を揚液可能に構成された第１揚液機構に加えて、揚液部内の圧力変化に伴って吸込口を通じて液体を吸い上げることによって液体を揚液可能に構成された第２揚液機構を備える。第２揚液機構は、回転体の回転に伴う揚液機構ではないので、第１揚液機構に比べて、液体の吸込口の深さが浅い場合でも安定に動作可能である。このため、本発明によれば、タンク内に残留する液体の量を低減することができ、タンクの開放に必要な時間を低減することができる。
本発明の第１実施形態の揚液システム１の構成を示す図である。 図１中の第２揚液機構２０において、第１揚液管２１ａへの揚液を行った後の状態を示す。 図２の状態から、第２揚液管２１ｂへの揚液を行った後の状態を示す。 図３の状態から、第３揚液管２１ｃへの揚液を行った後の状態を示す。 第２揚液機構２０の揚液管の数が２つである変形例を示す。 本発明の第２実施形態の揚液システム１の構成を示す図である。 図６中の第２揚液機構２０で液体Ｌの揚液を行っている状態を示す。
　以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
１．第１実施形態
１－１．揚液システム１
　図１～図４を用いて、本発明の第１実施形態の揚液システム１について説明する。本実施形態の揚液システム１は、液体Ｌを収容するタンク２と、液体Ｌを揚液してタンク２から排出可能に構成された第１及び第２揚液機構１０，２０を有する。揚液システム１は、ＢＯＧ圧縮機３と、再液化設備４を備えてもよい。以下、各構成について詳細に説明する。
＜液体Ｌ及びタンク２＞
　タンク２に収容される液体Ｌは、好ましくは、温度が－１０℃以下である低温液体である。タンク２内での液体Ｌの温度は、例えば、－１０℃以下であり、－２０℃以下が好ましく、－３０℃以下がさらに好ましい。この温度は、例えば、－２５０～－１０℃であり、具体的には例えば、－２５０、－２００、－１５０、－１００、－５０、－４０、－３０、－２０、－１０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲又は何れか以下であってもよい。液体Ｌとしては、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」）や液化アンモニアなどが挙げられる。
　タンク２としては、液体Ｌを収容可能な任意の構成のものが利用可能であるが、タンク２の側面から液体Ｌを排出できない場合に、本発明を適用する意義が顕著であるという観点では、タンク２の側面を通じて液体Ｌの供給及び排出が不可に構成されたものであることが好ましい。このようなタンクとしては、タンク２の側面をプレストレストコンクリートで構成された防液堤２ａで覆ったＰＣタンクが挙げられる。タンク２では、タンク２の上面２ｂに設けられた開口部を通じて、液体Ｌや、液体Ｌが気化して生成された気化ガスの供給や排出が行われることが好ましい。液体ＬがＬＮＧの場合、気化ガスは、メタンやエタンを主成分とするガスであり、液体Ｌが液化アンモニアである場合、気化ガスは、アンモニアガスである。
　タンク２の上面２ｂの最も低い部位での高さは、例えば、１５ｍ以上であり、３０ｍ以上が好ましく、４０ｍ以上が好ましい。この高さは、例えば、１５～１００ｍであり、具体的には例えば、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、７０、８０、９０、１００ｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲又は何れか以上であってもよい。タンク２の外径は、例えば、２０ｍ以上であり、４０ｍ以上が好ましく、６０ｍ以上が好ましい。この外径は、例えば、２０～１５０ｍであり、具体的には例えば、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲であってもよい。
＜第１揚液機構１０＞
　第１揚液機構１０は、回転体の回転に伴って液体Ｌを押し上げることによって液体Ｌを揚液してタンク２から排出可能に構成される。揚液された液体Ｌは、タンク２から排出され、必要に応じて、気化された後に、需要先３０に送られる。第１揚液機構１０は、例えば、タンク２内で上下方向に延在する設けられたパイプ１０ａと、パイプ１０ａ内に配設されるポンプ１０ｂを備える。ポンプ１０ｂは、不図示の回転体を備え、回転体の回転に伴って吸込口１０ｃから吸い込んだ液体Ｌを、パイプ１０ａを通じてタンク２外に排出可能に構成されている。回転体は、一例では、インペラであり、回転体を回転させることによって液体Ｌを加圧して揚液可能に構成されている。一例では、液体Ｌには、回転体の回転に伴って遠心力（径方向外側に向かう力）が加えられる。
　このような装置では、回転体の回転に伴ってキャビテーションが発生しやすく、キャビテーションの発生を防ぐ等の理由によって、液体Ｌの吸込口１０ｃの深さが基準値（例えば１ｍ）以上であることが動作条件として規定されている。このため、加圧式揚液装置を用いてタンクから液体Ｌを排出しても、大量の液体Ｌがタンク２に残留することになる。この大量の液体Ｌを気化させて除去するには、多大な時間を要するという問題がある。特に、アンモニアは、ＬＮＧに比べて沸点が高く且つ潜熱が大きいので、気化させるのがＬＮＧよりも困難である。このため、タンク内の液体が液化アンモニアである場合には、上記問題が特に深刻である。本実施形態では、第２揚液機構２０を設けることによって、タンク２内に残留する液体Ｌの量を低減することを可能にしている。
　タンク２の内底面２ｃから吸込口１０ｃまでの距離は、例えば、１００ｃｍ以下であり、５０ｃｍ以下が好ましく、３０ｃｍ以下がさらに好ましい。この距離は、例えば、５～１００ｃｍであり、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００ｃｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲又は何れか以下であってもよい。この距離が短いほど、第１揚液機構１０によって液体Ｌをタンク２から排出した後の、液体Ｌの残留量が少なくなりやすい。一方、この距離が短いほど、第１揚液機構１０を設置する際に、第１揚液機構１０を内底面２ｃに衝突させてしまいやすくなる。本実施形態では、第２揚液機構２０による揚液が可能であるので、吸込口１０ｃを無理に内底面２ｃに近づける必要がない。このため、本発明によれば、第１揚液機構１０を内底面２ｃに衝突させる虞を低減することができる。
＜第２揚液機構２０＞
　図２に示すように、第２揚液機構２０は、吸込口２０ａと、揚液部２０ｂと、排出口２０ｃを備え、揚液部２０ｂ内の圧力変化に伴って吸込口２０ａを通じて液体Ｌを吸い上げることによって液体Ｌを揚液して排出口２０ｃを通じてタンク２から排出可能に構成される。液体Ｌは、例えば、別タンク２９に送られる。第２揚液機構２０は、回転体の回転に伴う揚液機構ではないので、第１揚液機構１０に比べて、液体Ｌの吸込口２０ａの深さが浅い場合でも安定に動作可能である。このため、本実施形態によれば、タンク２内に残留する液体Ｌの量を低減することができ、タンク２の開放に必要な時間を低減することができる。
　揚液部２０ｂは、第１～第３揚液管２１ａ～２１ｃと、第１及び第２接続部２２ａ，２２ｂと、第１～第３逆止弁２３ａ～２３ｃと、圧力調整機構２４を備える。
　第１揚液管２１ａと第２揚液管２１ｂは、第１接続部２２ａを介して接続されている。第２揚液管２１ｂと第３揚液管２１ｃは、第２接続部２２ｂを介して接続されている。第１～第３逆止弁２３ａ～２３ｃは、それぞれ、第１～第３揚液管２１ａ～２１ｃに貯留された液体Ｌの逆流を防ぐように構成されている。第１揚液管２１ａは、吸込口２０ａから吸い込んだ液体Ｌを貯留可能に構成されており、第２揚液管２１ｂは、第１接続部２２ａを通じて吸い込んだ液体Ｌを貯留可能に構成されており、第３揚液管２１ｃは、第２接続部２２ｂを通じて吸い込んだ液体Ｌを貯留可能に構成されている。圧力調整機構２４は、第１～第３揚液管２１ａ～２１ｃのそれぞれに加わる圧力を独立して調整可能に構成されている。第３揚液管２１ｃには、液体Ｌを別タンク２９等に向かって排出するための排出口２０ｃが設けられている。
　圧力調整機構２４は、第１～第３減圧弁２５ａ～２５ｃと、第１～第３圧力調整弁２６ａ～２６ｃと、
真空配管２７と、圧力調整用配管２８を備える。真空配管２７は、第１減圧弁２５ａを介して第１揚液管２１ａに接続され、第２減圧弁２５ｂを介して第２揚液管２１ｂに接続され、第３減圧弁２５ｃを介して第３揚液管２１ｃに接続される。圧力調整用配管２８は、第１圧力調整弁２６ａを介して第１揚液管２１ａに接続され、第２圧力調整弁２６ｂを介して第２揚液管２１ｂに接続され、第３圧力調整弁２６ｃを介して第３揚液管２１ｃに接続される。
　次に、図２～図４を用いて、第２揚液機構２０を用いた揚液方法について説明する。この方法では、３工程を１サイクルとして液体Ｌの揚液が行われる。以下、図４の状態を初期状態として、説明を進める。
（１）第１工程：第１揚液管２１ａへの揚液
　第１工程では、圧力調整機構２４は、第１揚液管２１ａ内の圧力を低減することによって吸込口２０ａを通じて液体Ｌを吸い込んで第１揚液管２１ａ内に貯留する。より具体的には、図４の状態から、第２圧力調整弁２６ｂと第３減圧弁２５ｃを閉じ、第１減圧弁２５ａを開く。これによって、第１揚液管２１ａが真空配管２７に連通され、第１揚液管２１ａ内の圧力が低下する。この圧力変化に伴って、吸込口２０ａ及び第１逆止弁２３ａを通じて液体Ｌが第１揚液管２１ａ内に吸い上げられて、図２に示す状態になる。第１揚液管２１ａ内の液体Ｌは、第１逆止弁２３ａの作用によって吸込口２０ａに向かって移動することが阻止されている。図２の状態では、第１揚液管２１ａ内の液面高さが第１接続部２２ａよりも高い位置になっている。
（２）第２工程：第２揚液管２１ｂへの揚液
　第２工程では、圧力調整機構２４は、第１揚液管２１ａ内の圧力を第２揚液管２１ｂ内の圧力よりも高くすることによって、第１揚液管２１ａ内に貯留されている液体Ｌの少なくとも一部を第２揚液管２１ｂに移動させる。より具体的には、図２の状態から、第１減圧弁２５ａを閉じ、第１圧力調整弁２６ａと第２減圧弁２５ｂを開く。これによって、第１揚液管２１ａが圧力調整用配管２８に連通されて第１揚液管２１ａ内の圧力が上昇すると共に、第２揚液管２１ｂが真空配管２７に連通されて第２揚液管２１ｂ内の圧力が低下する。この圧力変化に伴って、第１揚液管２１ａ内の液体Ｌが、第１接続部２２ａ及び第２逆止弁２３ｂを通じて第２揚液管２１ｂに移動し、図３に示す状態になる。第２揚液管２１ｂ内の液体Ｌは、第２逆止弁２３ｂの作用によって第１接続部２２ａに向かって移動することが阻止されている。図３の状態では、第２揚液管２１ｂ内の液面高さが第２接続部２２ｂよりも高い位置になっている。
（３）第３工程：第３揚液管２１ｃへの揚液
　第２工程では、圧力調整機構２４は、第２揚液管２１ｂ内の圧力を第３揚液管２１ｃ内の圧力よりも高くすることによって、第２揚液管２１ｂ内に貯留されている液体Ｌの少なくとも一部を第３揚液管２１ｃに移動させる。より具体的には、図３の状態から、第２減圧弁２５ｂを閉じ、第２圧力調整弁２６ｂと第３減圧弁２５ｃを開く。これによって、第２揚液管２１ｂが圧力調整用配管２８に連通されて第２揚液管２１ｂ内の圧力が上昇すると共に、第３揚液管２１ｃが真空配管２７に連通されて第３揚液管２１ｃ内の圧力が低下する。この圧力変化に伴って、第２揚液管２１ｂ内の液体Ｌが、第２接続部２２ｂ及び第３逆止弁２３ｃを通じて第３揚液管２１ｃに移動し、図４に示す状態になる。第３揚液管２１ｃ内の液体Ｌは、第３逆止弁２３ｃの作用によって第２接続部２２ｂに向かって移動することが阻止されている。
　第３揚液管２１ｃに移動した液体Ｌは、排出口２０ｃに到達すると、排出口２０ｃを通じて、タンク２から排出されて、例えば、別タンク２９等に向かって移送される。このため、第３揚液管２１ｃ内の液面高さは、排出口２０ｃと同じ高さ位置になっている。なお、第３減圧弁２５ｃを開いている間は、排出口２０ｃを閉じておき、第２揚液管２１ｂから第３揚液管２１ｃへの液体Ｌの移動が完了した後に第３減圧弁２５ｃを閉じ、その後に、排出口２０ｃを開くようにしてもよい。この場合、排出口２０ｃを開く直前の時点では、第３揚液管２１ｃ内の液面高さが排出口２０ｃよりも高くなる。
（４）まとめ
　以上の通り、第１～第３工程によって、タンク２内の液体Ｌが揚液されてタンク２外に排出される。１つの揚液管を用いて液体Ｌを吸い上げる場合、液体Ｌを吸い上げ可能な高さは、タンク２内の圧力や液体Ｌの比重などにも影響されるが、せいぜい５～１５ｍ程度であり、タンク２の高さが２０ｍ以上である場合には、タンク２の上面２ｂから液体Ｌを吸い上げて排出することができない。一方、本実施形態の上記構成では、２つ以上の揚液管と逆止弁を組み合わせて用いると共に、各揚液管内の圧力変化に伴う液体Ｌの移動を利用して、タンク２の高さを超える揚液を可能としている。
　真空配管２７及び圧力調整用配管２８内の圧力は、上記方法による揚液が達成可能なように適宜設定される。圧力調整用配管２８内の圧力は、真空配管２７内の圧力よりも高ければよく、大気圧と同じであっても、これよりも低くても高くてもよい。圧力調整用配管２８内の圧力と、真空配管２７内の圧力の差が大きいほど、液体Ｌの移動を速やかに行うことができるので、効率的な揚液が可能となる。
　また、上記実施形態では、３つの揚液管を用いて３工程を１サイクルとして揚液を行っているが、揚液管の数を２つにして、２工程を１サイクルとして揚液を行うこともできるし、４つ以上の揚液管を用いて４工程以上を１サイクルとして揚液を行うこともできる。揚液管の数が多くなるほど、液体Ｌを高い位置まで揚液しやすくなる。
　例えば、揚液管の数を２つにして、２工程を１サイクルとして揚液を行う場合は、揚液部２０ｂは、図５に示すように、第１及び第２揚液管２１ａ，２１ｂと、接続部２２ａと、第１及び第２逆止弁２３ａ，２３ｂと、圧力調整機構２４を備えるように構成され、第２揚液管２１ｂに排出口２０ｃが設けられる。そして、上述の第１及び第２工程に準じて、第１揚液管２１ａへの揚液と第２揚液管２１ｂへの揚液を行うことによって、液体Ｌを揚液してタンク２から排出することができる。
　より一般化すると、Ｎ本の揚液管を用いてＮ工程以上を１サイクルとして揚液を行う場合、１本目の揚液管に吸込口２０ａが設けられ、Ｎ本目の揚液管に排出口２０ｃが設けられる。各揚液管に逆止弁が設けられ、隣接する揚液管が接続部で連結される。そして、第１工程では、１本目の揚液管の圧力を低減することによって液体Ｌを１本目の揚液管に吸い上げ、第２～第Ｎ工程においては、（ｍ－１）本目の揚液管内の圧力をｍ本目の揚液管内の圧力よりも高くするという工程を、ｍを２～Ｎの順で変化させて行うことによって、１本目の揚液管内の液体Ｌを２本目、３本目、・・・、Ｎ本目と順に移送して、Ｎ本目の揚液管に設けられた排出口２０ｃから排出することができる。Ｎは、例えば、２～２０であり、具体的には例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲であってもよい。
＜ＢＯＧ圧縮機３及び再液化設備４＞
　タンク２内には、液体Ｌが外部からの入熱によって気化した気化ガス（ボイルオフガス、以下「ＢＯＧ」）が発生し、タンク２内の圧力が高くなりすぎないように、ＢＯＧライン３１を通じてＢＯＧをタンク２から排出することが好ましい。ＢＯＧライン３１には、ＢＯＧを圧縮して昇圧するためのＢＯＧ圧縮機３が設けられている。ＢＯＧ圧縮機３で圧縮して得られた圧縮ガスは、需要先３０に移送したり、再液化設備４に移送して再液化した後にタンク２内に戻したり、そのままタンク２内に戻したりして利用可能である。移送先は、不図示の弁などを用いて切替可能に構成されている。
　ＢＯＧ圧縮機３は、運転による発生する熱によって高温になっており、ＢＯＧがＢＯＧ圧縮機３で圧縮される際に、ＢＯＧ圧縮機３からＢＯＧに熱が移動する。このため、圧縮ガスは、圧縮前のＢＯＧに比べて、熱エネルギーが増大している。
　タンク２の開放を行う際には、第１揚液機構１０及び第２揚液機構２０によってタンク２内の液体Ｌの大部分を排出するが、完全に排出することは困難であり、液体Ｌが部分的に残留する。この残留した液体Ｌは、例えば、窒素などのパージガスをタンク２内に吹き込むことによって気化させて除去することもできるが、その場合、排出されるガスは、気化ガスとパージガスの混合ガスとなり、これをそのまま需要先３０に移送することはできないので、精製して用いるか、燃焼によって処理するかのどちらかを選択せざるを得なくなるが、どちらも経済面や環境面から望ましくない。そこで、本実施形態では、圧縮ガスをタンク２に戻すことによって、タンク２内に残留した液体Ｌの気化を促進している。圧縮ガスは、気化ガスと成分が同じであるので、タンク２から排出されるガスを需要先３０に移動することができる。従って、本実施形態の方法は、経済面や環境面において優れている。
１－２．タンク２の開放方法
　本発明の一実施形態のタンク２の開放方法は、揚液工程を備える。また、揚液工程の後に気化工程を備えてもよい。
　揚液工程では、第１及び第２揚液機構１０，２０を用いて液体Ｌを揚液してタンク２から排出する。第１及び第２揚液機構１０，２０は、同時に作動させてもよいが、第１揚液機構１０の方が第２揚液機構２０よりも効率的に揚液が可能である場合には、第１揚液機構１０のみで揚液を行った後に、第２揚液機構２０のみで揚液を行ったり、第１及び第２揚液機構１０，２０で揚液を行い、液体Ｌの残量が少なくなって第１揚液機構１０の運転が不可になった時点で第２揚液機構２０のみでの揚液に切り替えたりしてもよい。
　気化工程では、液体Ｌが気化して生成された気化ガスを圧縮して得られた圧縮ガスをタンク２に戻すことによって、タンク２内に残留する液体Ｌの気化を促進する。これによって、タンク２内に残留する液体Ｌを効率的に除去することができる。
　気化工程での気化ガスの生成量が十分に少なくなると、窒素ガスなどのパージガスをタンク２内に吹き込むパージ工程を行ってもよい。これによって、タンク２内をより清浄にして、タンク２内を点検する作業員が作業可能な環境にすることができる。パージ処理で排出されるガスは、燃焼等によって処理することができる。
　タンク２の開放は、タンク２の内部の点検のために行うことができる。液体Ｌが液化アンモニアである場合、アンモニアの腐食性を考慮して、ＬＮＧよりも頻繁に点検する必要がある。また、液化アンモニアは、ＬＮＧに比べて沸点が高く、かつ潜熱が大きいので気化させることが容易ではない。さらに、液化アンモニアは、ＬＮＧよりも毒性が強いので、作業員がタンク２内に入る前に、液化アンモニアの残留量をできるだけ少なくすべきであるという要請は、ＬＮＧよりも強い。本実施形態によれば、第１及び第２揚液機構１０，２０を用いて液体Ｌを揚液するので、第１揚液機構１０のみを用いる場合に比べて、タンク２内の液体Ｌをより短期間でより少ない残留量にまで排出することができる。従って、本実施形態の方法は、液体Ｌが液化アンモニアである場合に、その技術的意義が特に顕著である。
２．第２実施形態
　図６～図７を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に類似しており、第１実施形態で説明した内容は、その趣旨に反しない限り、本実施形態にも適用可能である。本実施形態は、第２揚液機構２０の構成の違いが第１実施形態との主な相違点である。以下、相違点を中心に説明する。
　本実施形態では、第２揚液機構２０では、揚液部２０ｂは、導入管２０ｄと、エゼクタ２０ｅと揚液管２０ｆを備える。導入管２０ｄと揚液管２０ｆは、エゼクタ２０ｅを介して連結されており、吸込口２０ａは、エゼクタ２０ｅに設けられている。排出口２０ｃは、揚液管２０ｆに設けられている。導入管２０ｄには、弁２０ｇを介して、液化ガスポンプ３２が接続されている。
　弁２０ｇを開いて、液化ガスポンプ３２から液化ガスＬ１を、導入管２０ｄを通じてエゼクタ２０ｅに注入すると、液化ガスＬ１の流れによってエゼクタ２０ｅ内の空間が減圧され、タンク２内の液体Ｌが吸込口２０ａからエゼクタ２０ｅ内に吸い込まれ、揚液管２０ｆを通じて揚液され、タンク２外に設けられた排出口２０ｃから排出され、別タンク２９等に移送される。このように、本実施形態においても、揚液部２０ｂ内の圧力変化に伴って吸込口２０ａを通じて液体Ｌが吸い上げられる。
　液化ガスＬ１として、タンク２内の液体Ｌと同じ成分のものを用いることによって、タンク２の液体Ｌを別の成分の液体と混合することなく取り出すことができる。この方法では、揚液部２０ｂを予めタンク２内に設置しておけば、第２揚液機構２０を作動させるための準備は、タンク２外で行うことができるため、作業員や環境への負荷がないという利点がある。
３．第３実施形態
　第１実施形態で説明した第２揚液機構２０は、第１実施形態の揚液システム１から独立して、新規な構成の揚液機構として、液体の揚液に利用可能である。この揚液機構を用いることによって、第１揚液機構１０のような加圧式揚液装置を設置できない状況においても、吸い上げによって達成可能な高さを超える高さまでの揚液が可能となる。
１：揚液システム、２：タンク、２ａ：防液堤、２ｂ：上面、２ｃ：内底面、３：ＢＯＧ圧縮機、４：再液化設備、１０：第１揚液機構、１０ａ：パイプ、１０ｂ：ポンプ、１０ｃ：吸込口、２０：第２揚液機構、２０ａ：吸込口、２０ｂ：揚液部、２０ｃ：排出口、２０ｄ：導入管、２０ｅ：エゼクタ、２０ｆ：揚液管、２０ｇ：弁、２１ａ：第１揚液管、２１ｂ：第２揚液管、２１ｃ：第３揚液管、２２ａ：第１接続部、２２ｂ：第２接続部、２３ａ：第３逆止弁、２３ｂ：第２逆止弁、２３ｃ：第３逆止弁、２４：圧力調整機構、２５ａ：第１減圧弁、２５ｂ：第２減圧弁、２５ｃ：第３減圧弁、２６ａ：第１圧力調整弁、２６ｂ：第２圧力調整弁、２６ｃ：第３圧力調整弁、２７：真空配管、２８：圧力調整用配管、２９：別タンク、３０：需要先、３１：ＢＯＧライン、３２：液化ガスポンプ、Ｌ：液体、Ｌ１：液化ガス

Claims (7)

  1. 　液体を収容するタンクと、前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成された第１及び第２揚液機構を有する、揚液システムであって、
    　第１揚液機構は、回転体の回転に伴って前記液体を押し上げることによって前記液体を揚液して前記タンクから排出可能に構成され、
    　第２揚液機構は、吸込口と、揚液部と、排出口を備え、前記揚液部内の圧力変化に伴って前記吸込口を通じて前記液体を吸い上げることによって前記液体を揚液して前記排出口を通じて前記タンクから排出可能に構成される、揚液システム。
  2. 　請求項１に記載の揚液システムであって、
    　前記揚液部は、第１及び第２揚液管と、接続部と、第１及び第２逆止弁と、圧力調整機構を備え、
    　第１及び第２揚液管は、前記接続部を介して接続されており、
    　第１及び第２逆止弁は、それぞれ、第１及び第２揚液管に貯留された前記液体の逆流を防ぐように構成され、
    　第１揚液管は、前記吸込口から吸い込んだ液体を貯留可能に構成され、
    　第２揚液管は、前記接続部を通じて吸い込んだ前記液体を貯留可能に構成され、
    　前記圧力調整機構は、第１及び第２揚液管のそれぞれに加わる圧力を独立して調整可能に構成されている、揚液システム。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の揚液システムを用いた、タンクの開放方法であって、
    　揚液工程を備え、
    　前記揚液工程では、第１及び第２揚液機構を用いて前記液体を揚液して前記タンクから排出する、方法。
  4. 　請求項２を引用する請求項３に記載の方法であって、
    　第２揚液機構を用いた揚液は、第１工程と、第２工程を備え、
    　第１工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を低減することによって前記吸込口を通じて前記液体を吸い込んで第１揚液管内に貯留し、
    　第２工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を第２揚液管内の圧力よりも高くすることによって、第１揚液管内に貯留されている前記液体の少なくとも一部を第２揚液管に移動させる、方法。
  5. 　請求項３に記載の方法であって、
    　前記揚液工程の後に気化工程を備え、
    　前記気化工程では、前記液体が気化して生成された気化ガスを圧縮して得られた圧縮ガスを前記タンクに戻すことによって、前記タンク内に残留する前記液体の気化を促進する、方法。
  6. 　吸込口と、揚液部と、排出口を備え、前記揚液部内の圧力変化に伴って前記吸込口を通じて前記液体を吸い上げることによって前記液体を揚液して前記排出口から排出可能に構成される、揚液機構であって、
    　前記揚液部は、第１及び第２揚液管と、接続部と、第１及び第２逆止弁と、圧力調整機構を備え、
    　第１及び第２揚液管は、前記接続部を介して接続されており、
    　第１及び第２逆止弁は、それぞれ、第１及び第２揚液管に貯留された前記液体の逆流を防ぐように構成され、
    　第１揚液管は、前記吸込口から吸い込んだ液体を貯留可能に構成され、
    　第２揚液管は、前記接続部を通じて吸い込んだ前記液体を貯留可能に構成され、
    　前記圧力調整機構は、第１及び第２揚液管のそれぞれに加わる第１及び第２圧力を独立して調整可能に構成されている、揚液機構。
  7. 　請求項６に記載の揚液機構を用いた揚液方法であって、
    　第１工程と、第２工程を備え、
    　第１工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を低減することによって前記吸込口を通じて前記液体を吸い込んで第１揚液管内に貯留し、
    　第２工程では、前記圧力調整機構は、第１揚液管内の圧力を第２揚液管内の圧力よりも高くすることによって、第１揚液管内に貯留されている前記液体の少なくとも一部を第２揚液管に移動させる、方法。
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