JPH067279Y2 - 低温タンクのガイザリング防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ＬＮＧ（液化天然ガス）等の低温液を貯蔵
する低温タンクにおいて、水平部と立上り部を有する液
受入管の冷却保持のため入れられる低温飽和液のガイザ
リングを防止する装置に関し、特に水平部からの入熱に
よる蓄熱をも防止できるようにするものである。

〔従来の技術〕

垂直な管内に入れられた低温液体が十分に混合されずに
加熱されると、管内の液体にその液柱高さに応じた圧力
が加わり沸点が上昇するが、この圧力が何等かの原因で
取り除かれたり、あるいは時間の経過とともに上記圧力
に対応する飽和温度以上に液体の温度が上昇すると、急
激な沸騰状態が生じることがあり、この現象がガイザリ
ングと呼ばれている。

例えば、第２図に示すＬＮＧを貯蔵する低温貯蔵設備に
あってもＬＮＧタンク１に船で運ばれてきたＬＮＧを受
け入れるため液受入管２が設けられ、地面と平行な水平
部２ａの端部に垂直に立ち上げた立上り部２ｂを形成し
て屋根に連通され、ＬＮＧタンク１の上部からＬＮＧを
貯蔵するようになっており、この液受入管２には、ＬＮ
Ｇタンク１の側壁と平行で垂直な立上り部２ｂが存在す
る。

このような液受入管２は、内部を流れるＬＮＧが−１６
３℃程度の低温飽和液であるため受入れ時に低温状態に
冷却する必要があり、通常、ＬＮＧタンク１の下部と液
受入管２の水平部２ａとの間にＬＮＧ底部受入管３を設
けてＬＮＧを入れたままにして冷却保持するようにして
いる。

このため液受入管２の垂直な立上り部２ｂには、常時低
温飽和液であるＬＮＧが入っており、しかも立上り部２
ｂからは勿論、水平部２ａからも侵入熱がある。

このような液受入管２内の低温飽和液が加熱される水平
部２ａでは、中心線より上側に加熱された液が溜まり、
これが立上り部２ｂの自由面に向かって流れる。立上り
部２ｂ内では、外周部で更に加熱された上昇流が生じ、
一方、中心部に下降流が生じる。

このため液受入管２の立上り部２ｂの下端部ででは、水
平部２ａ内の水平な流れと立上り部２ｂの下降流との衝
突が起こり、円滑な対流が起こらず、ガイザリング現象
を生じることがある。

〔考案が解決しようとする課題」 ところが、このようなＬＮＧの低温貯蔵設備の液受入管
２でガイザリング現象が起ると、沸騰したガスによって
大量のＬＮＧが押し上げられ、ＬＮＧタンク１に入った
ガスで内部圧力が上昇したり、押し上げられたのち落下
するＬＮＧでウォータハンマ現象を生じてＬＮＧタンク
１や液受入管２などが振動するという問題がある。

そこで、ガイザリングを防止する方法としてＬＮＧタン
ク１から払い出されるＬＮＧの一部を分流して液受入管
２に入れ、強制循環するようにしたり、液受入管の下部
に小径の加熱用の配管を設け、液受入管内のＬＮＧの一
部を外気や他の加熱源で加熱し、沸騰したガスで攪拌す
るようにしたものもある（実公昭６２−３１７５６
号）。

ところが、ＬＮＧを強制循環する場合には、液受入管２
の径が大きいことから大量のＬＮＧを循環する必要があ
り、これに要するポンプなどの動力費が年間相当掛かっ
てしまうという問題があり、加熱用の配管を設ける場合
には、液受入管の大きさによっては、外気を熱源とする
と、必要な攪拌ガスを確保することが難しかったり、加
熱源を別に設けなけらばならないなどの問題が生じる。

この考案はかかる従来技術の課題に鑑みてなされたもの
で、侵入熱によって生じる液受入管内の対流を円滑に行
うようにして簡単にガイザリングを防止できる低温タン
クのガイザリング防止装置を提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記従来技術が有する課題を解決するため、この考案の
低温タンクのガイザリング防止装置は、低温飽和液を入
れたまま冷却保持される水平部とこれから立上る立上り
部を有する液受入管を備えた低温タンクにおいて、前記
液受入管の立上り部内に上昇流と下降流を整流する内管
を設けるとともに、この内管の下端を水平部の中心部に
位置させる一方、この内管に低温タンクの液面に応じた
自由液面を形成する連通孔を形成したことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

ガイザリング現象が生じる原因の一つが液受入管の立上
り部からの入熱だけでなく、水平部からの入熱を円滑に
解放することが出来ず、立上り管の下端部に蓄熱される
ことが考えられる。

そこで、この低温タンクのガイザリング防止装置によれ
ば、液受入管の立上り部内に、内管を装着し、その下端
部が水平管の中心より下側となるようにして二重管構造
とし、しかも低温タンク内の液面に応じて立上り部内の
液面が移動するように連通孔を形成するようにしてい
る。

このため侵入熱で加熱された水平部及び立上り部の液を
内管の外周側を上昇させることができるとともに、熱を
解放して重くなった液を内管の内周側を流すようにする
ことができ、水平部と立上り部の自由液面で熱を開放さ
せ、ガイザリングを防止するようにしている。

また、液受入管の外観形状を何等変更することなく、ガ
イザリングの発生を防止できるようにしている。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図（ａ），（ｂ）はこの考案の低温タンクのガイザ
リング防止装置の一実施例にかかり、第１図（ａ）は概
略構成図、第１図（ｂ）は液受入管の拡大断面図であ
る。

このガイザリング防止装置１０では、ＬＮＧタンク１の
液受入管２の垂直な立上り部２ｂ内に内管１１が装着さ
れて二重管構造としてあり、内管１１の下端が水平部２
ａの中心部に位置するようにしてある。

また、この内管１１は、外管である液受入管２の内側部
分との間に所定の隙間が形成され、内管１１の外周部が
加熱されたＬＮＧの上昇流路となり、内周部が熱を解放
したＬＮＧの下降流路となるように配置されている。

さらに、この内管１１には、その側壁に螺旋の半円周に
沿って多数の連通孔１２が少なくとも管軸方向一箇所で
重なるように形成され、ＬＮＧタンク１のＬＮＧの液面
に応じて変化する立上り管２ｂ内の液面にかかわらず、
内管１１内の液面も常に立上り管２ｂと同一状態となる
ようにしてあり、連通孔１２の外側には、上端部が開口
したフィン１２ａが取付けられ、内管１１に沿って上昇
する流体が入らず、下降する流体を内管１１の内周部に
引き込むことができるようになっている。

そして、内管１１は液受入管２と同一の材料など低温液
と接触しても支障のないもので作られている。

一方、立上り管２ｂの下端部は、内管１１の挿入による
水平部２ａの断面積の低下を補うため膨出部が形成さ
れ、水平部２ａ内を流れる加熱されたＬＮＧの流れを阻
害しないようにしてある。

このような低温タンクのガイザリング防止装置１０によ
れば、船からの低温飽和液の受入が終了した後、受入口
を閉じるようにすると、ＬＮＧ底部受入管３によって液
受入管２に貯蔵液が満たされた状態になり、常にＬＮＧ
タンク１の液面と立上り管２ｂ及び連通孔１２が形成さ
れた内管１１の液面とが同一となっている。

このような状態で外気によって液受入管２の水平部２ａ
及び立上り部２ｂ内の低温飽和液が加熱されると、自然
対流により、水平部２ａでは、温度の高い流体が中心部
より上側に上り立上り管２ｂに向かって流れる。

一方、立上り部２ｂでは、加熱された温度の高い流体が
外周部を上昇し、連通孔１２を介して内管１１内に引き
込まれた温度の低い流体が内周部を下降する。

この場合、立上り部２ｂ内に内管１１が設けてあり、し
かもその下端が水平部２ａの中心部に位置しているた
め、水平部２ａを流れる温度の高い液体は、内管１１の
外周と立上り部２ｂの間を上昇するとともに、自由液面
で入熱が解放された流体は、連通孔１２を通って内管１
１の内周部を下降し、下端部から水平部２ａの中心部よ
り下側を液受入管２の先端部に向かって流れる循環流が
生じる。

このため、液受入管２の水平部２ａと立上り部２ｂを流
れる２つの流体が立上り管２ｂの下端部で衝突すること
なく、内管１１によって整流された状態で流れ、外部か
らの侵入熱による対流が円滑となって流体内に蓄熱が生
じることが防止され、ガイザリングの発生も防止され
る。

尚、上記実施例では、ＬＮＧ低温タンクの液受入管の場
合で説明したが、これに限らず、ＬＰＧ低温タンクなど
低温飽和液を入れたままにしておく液受入管に広く適用
できるものである。

また、内管の下端は水平部の中心部、すなわち、中心付
近に位置していれば良く、必ずしも中心に位置させる必
要はない。

さらに、連通孔については実施例のように螺旋状の孔と
フィンとを組み合わせたものに限らず、管の軸方向に連
続して連通する孔が形成されれば良く、必ずしもフィン
を設けなくとも良い。

また、上記実施例では、液受入管の下端部を太くして流
路の断面積を確保するようにしたが、管の径が大きい場
合には、特に太くする必要もない。

〔考案の効果〕

以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの考
案の低温タンクのガイザリング防止装置によれば、液受
入管の立上り部内に、内管を装着し、その下端部が水平
管の中心より下側となるようにして二重管構造とし、し
かも低温タンク内の液面に応じて立上り部内の液面が移
動するように連通孔を形成したので、侵入熱で加熱され
た水平部及び立上り部の液を内管の外周側を上昇させる
ことができるとともに、熱を解放して軽くなった液を内
管の内周側を流すことができ、水平部と立上り部の流れ
を整流し、流れの衝突を防止して立上り部の自由液面で
熱を開放させ、ガイザリングを防止することができる。

また、液受入管の内部に内管を装着するだけであり、外
観形状を何等変更する必要がなく、取付スペースの確保
などの問題もなく容易にガイザリングの発生を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）はこの考案の低温タンクのガイザ
リング防止装置の一実施例にかかり、第１図（ａ）は概
略構成図、第１図（ｂ）は液受入管の拡大断面図、第２
図はこの考案の適用例の一つであるＬＮＧ低温タンクの
概略構成図である。 １：ＬＮＧタンク、２：液受入管、２ａ：水平部、２
ｂ：立上り部、３：ＬＮＧ底部受入管、１０：低温タン
クのガイザリング防止装置、１１：内管、１２：連通
孔、１２ａ：フィン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低温飽和液を入れたまま冷却保持される水
   平部とこれから立上る立上り部を有し、立上り部の自由
   液面はタンクの液面と同一レベルとなっている液受入管
   を備えた低温タンクにおいて、前記液受入管の立上り部
   内に上昇流と下降流を整流する内管を設けるとともに、
   この内管の下端を水平部の中心部より下に位置させる一
   方、この内管に立上り部内のいかなる液面位置において
   も自由液面で内管の内外を連通する連通孔を形成したこ
   とを特徴とする低温タンクのガイザリング防止装置。