JP2000266295A - 蒸発ガス量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たな液化ガスを導入しても、導入初期の蒸
発ガス量の急減及びそれに続く蒸発ガス量の急増を緩和
することができる蒸発ガス量制御装置を提供する。 【解決手段】 液化ガスタンク内に垂直に延び、下端部
がタンク底部近傍に開放し、上端部にタンク内の蒸発ガ
スと連通した上向の開口部の受口４ａを有する受入リー
ド管４と、該受入リード管の受口内に液化ガスを導入す
る液化ガス導入管６と、前記受口から受入リード管内に
導入されるタンク内の蒸発ガスを冷却するように受口の
まわりに液化ガスを噴霧する液化ガス噴霧装置１２とを
備える。液化ガス噴霧装置１２は、受入リード管の受口
４ａの上方に位置し受入リード管を囲むリング上の環状
管１３と、液化ガスを液化ガスタンクに導入する受入管
５から分岐し環状管１３に液化ガスを供給する液化ガス
分岐管１２とからなる。環状管には受口のまわりに液化
ガスを噴霧するように複数のノズル１３ａが設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧ等の液化ガ
スを液化ガスタンクに受け入れる際に発生する蒸発ガス
量の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、ＬＮＧ用大型地下貯槽の縦断面
図である。この図に示すように、ＬＮＧ貯槽（以下、Ｌ
ＮＧタンク）は、地下に埋設されたコンクリート製の中
空容器１、容器内面に取り付けられた薄い金属製のメン
ブレン２、容器上面を覆う屋根部３、容器内にＬＮＧを
供給する受入リード管４、及び容器からＬＮＧを外部に
供給するための供給管（図示せず）、等から構成されて
いる。大型のＬＮＧタンクの場合に、中空容器１の直径
は５０ｍ以上にもなり、ＬＮＧの液深も５０ｍ以上に達
する。

【０００３】受入リード管４は、通常、屋根部３を通し
て設けられ、内部での蒸発を最小限に抑制するために、
メンブレン２の底板２ａ付近まで垂直に延びている。メ
ンブレン２には部分的に撓み部分（図示せず）が設けら
れ熱膨張による内部応力の発生を低減するようになって
いる。また、受入リード管４の上部には、タンク内の気
体と連通した漏斗状の受口４ａが設けられ、受入ライン
中で発生した蒸発ガスをタンク内の気体部に開放し、液
体（ＬＮＧ）のみをタンク内に供給して受入リード管４
の振動を防止するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の液化ガス供給手段には、蒸発ガスが減少してタンク内
圧が低下することがある問題点があった。すなわち、投
入管より落下する液化ガスが、受口４ａのまわりの蒸発
ガスを巻き込んでリード管内に流入し、流入した蒸発ガ
スが低温に保持されたタンク内の貯液で冷却され液化す
るため、タンク内の蒸発ガス量が一時的に減少し、タン
ク内を負圧にしたり、タンク内に下流側から蒸発ガスが
逆流することがある問題点があった。

【０００５】この問題点を解決するために、本願発明の
出願人等は、先に図４に模式的に示す「蒸発ガス制御装
置」（特願平４−１８８２５５号）を提案した。この蒸
発ガス制御装置は、低温タンク１に受入ランイ５からタ
ンク気相中の蒸発ガスを巻き込みながら液相内に新たな
液化ガスを導入するためにリード管４を有する液化ガス
導入管６を設けると共に、受入ライン５から分岐させて
タンク内気相中に液化ガスを散布させて蒸発ガスとして
導入する蒸発ガス導入管７を設け、この蒸発ガス導入管
７に流量制御弁７ａを設けると共にタンク内気相中の蒸
発ガス圧を検出する圧力検出器８を設け、この圧力検出
器８により求まる蒸発ガス圧に応じて上記流量制御弁７
ａを開度制御してタンク内気相の蒸発ガスを増減させる
蒸発ガス制御回路９を設けたものである。

【０００６】この構成により、液相内に新たな液化ガス
を導入するとタンク気相中の蒸発ガスが巻き込まれ、こ
の蒸発ガスが液相内で液化するので、タンク内気相中の
蒸発ガス圧が低下する。タンク内気相中の蒸発ガス圧が
低下すると、蒸発ガス制御回路９により流量制御弁７ａ
が開度制御され、蒸発ガス導入管７からの液化ガス散布
量を増加する。タンク内気相中に散布された液化ガスは
気化して蒸発ガスを増加させる。この結果、タンク内気
相中の蒸発ガス圧が上昇する。逆に、タンク内気相中の
蒸発ガス圧が上昇するときには、流量制御弁７ａが抑制
され蒸発ガス導入管７からの液化ガス散布量が減少し、
気化量が少なくなるのでタンク内気相中の蒸発ガス圧は
低下する。従って、このような制御により、原理的には
タンク内気相中の蒸発ガス圧をほぼ一定に維持すること
ができる。

【０００７】しかし、実際のＬＮＧタンクでは、特に新
たな液化ガスを導入する際に、導入初期に蒸発ガスが一
時的に急減してタンク内圧が低下し、次いで逆に蒸発ガ
ス量が急増し、その後徐々に定常値に戻る傾向を示すこ
とがわかった。そのため内圧が低下する場合には、他の
ＬＮＧタンクから蒸発ガスが逆流して、下流側設備への
供給量が不足することがあり、その後の蒸発ガスの急増
時には、大量の蒸発ガスを下流側に供給するために大型
のコンプレッサを余分に必要とし、設備が過剰になる問
題点があった。

【０００８】すなわちＬＮＧ等を貯留する低温タンクに
おいては、発生する蒸発ガス量が多いとタンク内圧が高
まるため、蒸発ガスを系外に抜き出してタンク内圧を安
定に維持することが必要であり、逆にタンク内圧が低く
なると低温タンクが負圧になるためタンクは常に微圧
（約１０００ｍｍＡｑ前後）に保つ必要がある。しか
し、上述したＰＣタンク等では受入配管の構造から、Ｌ
ＮＧのボトムフィード受入れ時にタンク上部にある蒸発
ガスが受入リード管から巻き込まれ、液中で再液化され
た後、再び蒸発ガスとして液面から再発生する。このタ
ンク上部の蒸発ガスの温度は相対的に高いため、液中で
再液化しても再蒸発するため、上述したように、蒸発ガ
ス量が急減／急増が生じるものと考えられる。このため
タンク基数が少ない基地では、タンク内圧が低くなり、
ホットガスの導入等、負圧防止措置が必要となる。一
方、タンク基数の多い基地でも、受入れ後半から受入れ
終了後の蒸発ガス発生量が金属二重殻式ＬＮＧタンクに
比べて多くなり、処理する設備の費用がかかる。

【０００９】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、新
たな液化ガスを導入しても、導入初期の蒸発ガス量の急
減及びそれに続く蒸発ガス量の急増を緩和することがで
き、これにより、導入初期の内圧低下、蒸発ガスの逆
流、下流側への供給量不足、及び、その後の大量の蒸発
ガスを処理するための過剰設備を削減することができる
蒸発ガス量制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、液化ガ
スタンク内に垂直に延び、下端部がタンク底部近傍に開
放し、上端部にタンク内の蒸発ガスと連通した上向きの
開口部の受口を有する受入リード管と、該受入リード管
の受口内に液化ガスを導入する液化ガス導入管と、前記
受口から受入リード管内に導入されるタンク内の蒸発ガ
スを冷却するように受口のまわりに液化ガスを噴霧する
液化ガス噴霧装置とを備えたことを特徴とする蒸発ガス
量制御装置が提供される。

【００１１】上記本発明の構成によれば、受入リード管
の受口のまわりに液化ガスを噴霧する液化ガス噴霧装置
を備え、噴霧した液化ガスの蒸発潜熱により受入リード
管内に導入されるタンク内の蒸発ガスを冷却するので、
噴霧した液化ガスが、タンク内の比較的高温の蒸発ガス
により加熱されて直ぐに蒸発するので、導入初期の蒸発
ガス量の急減を緩和することができる。更に、噴霧した
液化ガスにより、受入リード管内に導入されるタンク内
の蒸発ガスの温度が下がり、従来受入リード管内に巻き
込まれる蒸発ガスよりもエンタルピーを低くし、結果と
してタンク内全体の液化ガスのエンタルピーを下げ、導
入初期の蒸発ガス量の急減後に生じる蒸発ガス量の急増
を緩和することができる。

【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
液化ガス噴霧装置は、前記受入リード管の受口の上方に
位置し受入リード管を囲むリング状の環状管と、液化ガ
スを液化ガスタンクに導入する受入管から分岐し前記環
状管に液化ガスを供給する液化ガス分岐管とからなり、
前記環状管には受口のまわりに液化ガスを噴霧するよう
に複数のノズルが設けられている。この構成により、環
状管のノズルから受口のまわりに液化ガスを噴霧して、
受口から受入リード管内に導入されるタンク内の蒸発ガ
スを積極的に冷却することができる。また、液化ガス分
岐管が受入管から分岐して設けられているので、噴霧す
る液化ガスの量を増やすほど、液化ガス導入管から受口
内に導入する液化ガスを減らすことができ、蒸発ガス量
を増加することができる。従って、巻込ガス量が多くな
る時間帯に受入液の一部を環状管側へ供給することによ
り、受入リード管に供給される液化ガスの量が減少し、
その分冷たい蒸発ガスならびにリード管近傍のフラッシ
ュにより冷却された蒸発ガスがリード管に巻き込まれ
る。

【００１３】また、前記液化ガス導入管に設けられた液
化ガス流量制御弁と、液化ガス分岐管に設けられた蒸発
ガス流量制御弁と、これらの流量制御弁を開度制御する
蒸発ガス制御回路とを備える、ことが好ましい。この構
成により、蒸発ガス制御回路により蒸発ガス流量制御弁
を開して噴霧する液化ガス流量を増加させ、液化ガス流
量制御弁を閉じて受入リード管内に導入する液化ガスを
減らすほど、タンクから直ぐに発生する蒸発ガス量を増
加し、遅れて発生する蒸発ガス量を低減することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１は、本発明による蒸発ガス量制御装置の全体構
成図である。この図に示すように、本発明の蒸発ガス量
制御装置１０は、液化ガスタンク内に垂直に延びた受入
リード管４と、受入リード管４に液化ガス（例えばＬＮ
Ｇ）を導入する液化ガス導入管６と、液化ガスをタンク
内の気相部分に噴霧する液化ガス噴霧装置１２とを備え
る。

【００１５】受入リード管４は、下端部４ｂがタンク底
部近傍に開放し、上端部に受口４ａを備えている。受口
４ａは下端が受入リード管４に連結され上端が漏斗状に
広がりその部分がタンク内の蒸発ガス（気相）と連通し
ている。液化ガス導入管６のタンク内下端６ｂは、受入
リード管４の受口４ａに近接してその真上に位置し、受
口４ａ内に液化ガスを直接流下して導入するようになっ
ている。

【００１６】液化ガス噴霧装置１２は、受入リード管４
の受口４ａの上方に位置し受入リード管４を囲むリング
状の環状管１３と、液化ガスを液化ガスタンクに導入す
る受入管５から分岐し環状管１３に液化ガスを供給する
液化ガス分岐管１４とからなる。液化ガス導入管６には
液化ガス流量制御弁６ａが設けられ、液化ガス分岐管１
４には蒸発ガス流量制御弁１４ａが設けられ、これらの
流量制御弁６ａ，１４ａは蒸発ガス制御回路１６により
その開度を制御するようになっている。

【００１７】更に、液化ガス噴霧装置１２の環状管１３
には受口４ａのまわりに液化ガスを噴霧するように複数
のノズル１３ａが設けられている。このノズル１３ａ
は、環状管１３に設けられた貫通孔でもよく、或いは、
内圧で液化ガスを微細な液滴に噴霧する周知のノズルで
あってもよい。

【００１８】図２は、新たな液化ガスを導入する際に発
生する蒸発ガス量の変化を模式的に示す図である。この
図において、横軸は液化ガスの導入開始からの経過時
間、縦軸はタンクからの蒸発ガス発生量である。また、
図中のＡは金属二重殻式ＬＮＧタンクの場合、Ｂは従来
のＰＣタンク、Ｃは本発明の蒸発ガス量制御装置を備え
たＰＣタンクの場合を示している。

【００１９】図２に示すように、金属二重殻式ＬＮＧタ
ンクの場合（Ａ）には、導入初期に蒸発ガス量があるレ
ベルまで上昇し、その後徐々に低下して定常状態になる
傾向を示す。これは、金属二重殻式ＬＮＧタンクでは、
タンクの側壁を貫通して、直接液相に液化ガスを導入す
るため、ＰＣタンクのように気相の蒸発ガスの巻き込み
がなく、比較的安定して供給できるためである。一方、
従来のＰＣタンク（Ｂ）では、新たな液化ガスを導入す
る際に、導入初期に蒸発ガスが一時的に急減してタンク
内圧が低下し、次いで逆に蒸発ガス量が急増し、その後
徐々に定常値に戻る傾向を示す。これは、上述したよう
に、ＬＮＧのボトムフィード受入れ時にタンク上部にあ
る相対的に高い温度の蒸発ガスが受入リード管から巻き
込まれ、液中で再液化された後、再び蒸発ガスとして液
面から再発生するためと考えられる。

【００２０】上述した本発明の構成によれば、図２
（Ｃ）に模式的に示すように、液化ガス噴霧装置１２の
ノズル１３ａから噴霧した液化ガスが、タンク内の比較
的高温の蒸発ガスにより加熱されて直ぐに蒸発するの
で、導入初期の蒸発ガス量の急減を緩和することができ
る。更に、噴霧した液化ガスにより、受入リード管４内
に導入されるタンク内の蒸発ガスの温度が下がり、従来
受入リード管内に巻き込まれる蒸発ガスよりもエンタル
ピーを低くするので、図２（Ｃ）に模式的に示すよう
に、結果としてタンク内全体の液化ガスのエンタルピー
を下げ、導入初期の蒸発ガス量の急減後に生じる蒸発ガ
ス量の急増を緩和することができる。

【００２１】また、上述した構成によれば、環状管１３
のノズル１３ａから受口４ａのまわりに液化ガスを噴霧
して、受口４ａから受入リード管４内に導入されるタン
ク内の蒸発ガスを積極的に冷却することができる。更
に、液化ガス分岐管１４が受入管５から分岐して設けら
れているので、噴霧する液化ガスの量を増やすほど、液
化ガス導入管６から受口内に導入する液化ガスを減らす
ことができ、蒸発ガス量を増加することができる。従っ
て、巻込ガス量が多くなる時間帯に受入液の一部を環状
管側へ供給することにより、受入リード管４に供給され
る液化ガスの量が減少し、その分冷たい蒸発ガスならび
にリード管近傍のフラッシュにより冷却された蒸発ガス
がリード管に巻き込まれる。

【００２２】また、蒸発ガス制御回路１６により、蒸発
ガス流量制御弁１４ａを開いて噴霧する液化ガス流量を
増加させ、同時に液化ガス流量制御弁６ａを閉じて受入
リード管４内に導入する液化ガスを減らすほど、タンク
から直ぐに発生する蒸発ガス量を増加し、遅れて発生す
る蒸発ガス量を低減することができる。逆に、蒸発ガス
制御回路１６により、蒸発ガス流量制御弁１４ａを閉じ
て噴霧する液化ガス流量を減少させ、同時に液化ガス流
量制御弁６ａを開いて受入リード管４内に導入する液化
ガスを増やすほど、タンクから直ぐに発生する蒸発ガス
量が減少し、遅れて発生する蒸発ガス量を増加させるこ
とができる。従って、蒸発ガス制御回路１６により、蒸
発ガス流量制御弁１４ａ及び液化ガス流量制御弁６ａを
制御することにより、直ぐに発生する蒸発ガス量と、遅
れて発生する蒸発ガス量を調整することができる。

【００２３】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。例えば、上述の説明では、ＬＮＧ
について主として説明したが、本発明はその他の液化ガ
スにも同様に適用することができる。また、例えばリン
グ状の環状管は、円形を意味するものでなく、四角形、
多角形にも、変更可能である。

【００２４】

【発明の効果】上述したように、本発明の蒸発ガス量制
御装置は、新たな液化ガスを導入しても、導入初期の蒸
発ガス量の急減及びそれに続く蒸発ガス量の急増を緩和
することができ、これにより、導入初期の内圧低下、蒸
発ガスの逆流、下流側への供給量不足、及び、その後の
大量の蒸発ガスを処理するための過剰設備を削減するこ
とができる。等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蒸発ガス量制御装置の全体構成図
である。

【図２】新たな液化ガスを導入する際に発生する蒸発ガ
ス量の変化を模式的に示す図である。

【図３】ＬＮＧ用大型地下貯槽の縦断面図である。

【図４】従来の蒸発ガス制御装置の全体構成図である。

【符号の説明】

２ コンクリート製容器 ２ メンブレン ２ａ 底板 ３ 屋根部 ４ 受入リード管 ４ａ 受口 ５ 受入ライン ６ 液化ガス導入管 ６ａ 液化ガス流量制御弁 ６ａ 下端 ７ 蒸発ガス導入管 ７ａ 流量制御弁 ８ 圧力検出器 ９ 蒸発ガス制御回路 １０ 蒸発ガス量制御装置 １２ 液化ガス噴霧装置 １３ 環状管 １３ａ ノズル １４ 液化ガス分岐管 １４ａ 蒸発ガス流量制御弁 １６ 蒸発ガス制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 康弘 大阪府大阪市此花区酉島５−11−151 大 阪瓦斯株式会社生産技術センター内 (72)発明者 間渕 暢浩 大阪府高石市高砂３−１ 大阪瓦斯株式会 社泉北製造所内 (72)発明者 国府田 康雄 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 早瀬 貴宏 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 内田 博幸 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重業株式会社技術研究所内 (72)発明者 新井 達也 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重業株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3E073 AA01 BA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガスタンク内に垂直に延び、下端部
   がタンク底部近傍に開放し、上端部にタンク内の蒸発ガ
   スと連通した上向の開口部の受口を有する受入リード管
   と、該受入リード管の受口内に液化ガスを導入する液化
   ガス導入管と、前記受口から受入リード管内に導入され
   るタンク内の蒸発ガスを冷却するように受口のまわりに
   液化ガスを噴霧する液化ガス噴霧装置とを備えたことを
   特徴とする蒸発ガス量制御装置。
2. 【請求項２】 前記液化ガス噴霧装置は、前記受入リー
   ド管の受口の上方に位置し受入リード管を囲むリング上
   の環状管と、液化ガスを液化ガスタンクに導入する受入
   管から分岐し前記環状管に液化ガスを供給する液化ガス
   分岐管とからなり、前記環状管には受口のまわりに液化
   ガスを噴霧するように複数のノズルが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発ガス量制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記液化ガス導入管に設けられた液化ガ
   ス流量制御弁と、液化ガス分岐管に設けられた蒸発ガス
   流量制御弁と、これらの流量制御弁を開度制御する蒸発
   ガス制御回路とを備える、ことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の蒸発ガス量制御装置。