JPH11294366A - 凍結防止機構付き極低温用ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵室の壁面のシール作業で水をスプレーし
てもフート弁機構の凍結を防止して開閉動作が確実に行
なわれる極低温用ポンプを提供する。 【解決手段】 揚液コラム５内に、引き上げ可能な状態
で配設されるポンプ本体６と、ポンプ本体の昇降で開閉
するフート弁機構４と、フート弁機構の凍結を防止する
凍結防止機構９とを備え、凍結防止機構は、フート弁本
体７を開閉動作可能な状態で支持する弁体支持機構２３
を収納する凍結防止室３４と、凍結温度が取扱液の貯蔵
温度よりも低く、支持構造収納室内に注入された不凍流
体と、により構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＰＧやＬＮＧな
ど極く低温で貯蔵される液体（以下、取扱液という。）
を汲み上げる極低温用ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＰＧやＬＮＧなどの液化ガスを大量に
貯蔵する場合、従来は地上に大きなタンクを設けたり、
或は竪穴式貯蔵がそのほとんどであったが、近年、天
災、人災などに対し極めて安全性が高く、大容量貯蔵ほ
どスケールメリットが見込める岩盤地下貯蔵方式が開発
されている。この岩盤地下貯蔵方式では、地下数十メー
トルの固い岩盤をくりぬいて大きな貯蔵室（貯槽）を形
成し、この貯蔵室の内壁に、水をスプレーするなどして
付着させ、この水を凍結させることにより壁面を氷の膜
でシールし、このシールにより液化ガスが岩盤内に染み
込むことを防止した状態で貯蔵する。

【０００３】そして、地下の貯蔵室内に貯蔵しておいた
液化ガスを汲み出すには、コラム内据付式液化ガス用サ
ブマージド型ポンプ、あるいは極低温用ポンプと呼ばれ
るポンプを使用する。このポンプは、貯蔵室の天井部分
から揚液コラムとしてパイプを垂下して固定し、この揚
液コラム内の下端部分にポンプ本体を引き上げ可能な状
態で配設し、また、揚液コラムの下端には、ポンプ本体
を所定位置まで下降するとフート弁本体が開き、所定位
置からポンプ本体を引き上げるとスプリングの付勢力に
よりフート弁本体が閉じるフート弁機構を設け、メンテ
ナンスなどを行なう時にはポンプ本体を引き上げて地上
で作業を行なえる様に構成されている。

【０００４】この様なポンプのフート弁機構は、揚液コ
ラムの下端開口部分に、フランジ部を有する短尺な筒状
アダプタを固定し、フランジ部に開設した複数の孔内に
支持杆を挿通し、支持杆の下端をフート弁本体の外周縁
部分に取り付け、支持杆に嵌装したコイルスプリングの
付勢力によりフート弁本体を上方に付勢し、この付勢力
により筒部材の下端開口部分をフート弁本体が閉じて、
ポンプ本体が所定位置まで下降されるとポンプ本体の自
重によりフート弁本体が下降して開くように構成されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、貯蔵室の壁
面を氷の膜でシールする場合、水をスプレーすることに
より壁面に水を付着させるので、スプレーした水がフー
ト弁機構の支持杆やコイルスプリングなどの弁体支持機
構にも直接付着する。また、揚液コラムに付着した水が
流下して弁体支持機構の周辺に溜る。このため、壁面の
水を凍結させると弁体支持機構やその周辺に付着した水
も凍結し、この氷がフート弁本体の開閉動作を阻害す
る。上記した壁面のシール作業は揚液コラム内にポンプ
本体を引き下ろす前に行なうので、フート弁本体が閉じ
た状態で行なう。この状態で弁体支持機構に付着した水
が凍結すると、ポンプ本体を引き下ろしてもフート弁本
体の開閉動作が確実に行なわれないのでフート弁が十分
に開かないトラブルが発生する。そして、貯蔵室内に取
扱液を注入しても取扱液は極低温なので、フート弁機構
に付着した氷が融けることはなく、十分に開かないフー
ト弁本体はそのままである。

【０００６】また、運良くフート弁が開いても、メンテ
ナンスを行うためにポンプ本体を引き上げた場合、弁体
支持機構に氷が付着しているとフート弁本体の閉動作が
正常に行なわれないので、揚液コラム内の取扱液が貯蔵
室内に逆流してしまいフート弁機構が弁として機能しな
いトラブルも発生する。

【０００７】本発明は上記した事情に鑑み提案されたも
のであり、その目的は、貯蔵室の壁面のシール作業で水
をスプレーしてもフート弁機構の凍結を防止して開閉動
作が確実に行なわれる極低温用ポンプを提供しようとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたもので、請求項１に記載のもの
は、揚液コラム内の下端部分の所定位置に、引き上げ可
能な状態で配設されるポンプ本体と、ポンプ本体を所定
位置まで下降するとフート弁本体が開き、所定位置から
ポンプ本体を引き上げると付勢手段の付勢力によりフー
ト弁本体が閉じるフート弁機構と、フート弁機構の凍結
を防止する凍結防止機構とを備え、この凍結防止機構
は、フート弁本体を開閉動作可能な状態で支持する弁体
支持機構を収納する凍結防止室と、凍結温度が取扱液の
貯蔵温度よりも低く、支持構造収納室内に注入された不
凍流体と、により構成されたことを特徴とする凍結防止
機構付き極低温用ポンプである。

【０００９】請求項２に記載のものは、請求項１の構成
に加えて、凍結防止室の入口に流体供給流路を接続し、
この流体供給流路から不凍流体を凍結防止室内に供給す
るとともに、凍結防止室の出口から余剰な不凍流体を排
出するようにしたことを特徴とする凍結防止機構付き極
低温用ポンプである。

【００１０】請求項３に記載のものは、請求項１の構成
に加えて、凍結防止室の入口に流体供給流路を接続し、
この流体供給流路から不凍流体を凍結防止室内に供給し
て封入し保持したことを特徴とする凍結防止機構付き極
低温用ポンプである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る極低温用ポン
プ１を岩盤２をくりぬいて形成した地下の貯蔵室３に設
置した状態を示す断面図、図２は極低温用ポンプ１の一
部欠截断面図、図３はフート弁機構４の断面図であり、
図１中の点線で示す範囲は凍結ゾーンを示す。

【００１２】極低温用ポンプ１は、パイプ材からなる揚
液コラム５内の下端部分の所定位置に、引き上げ可能な
状態で配設されるポンプ本体６と、揚液コラム５の下端
に設けられ、ポンプ本体６を所定位置まで下降するとフ
ート弁本体７が開き、所定位置からポンプ本体６を吊上
装置８により引き上げると付勢手段の付勢力によりフー
ト弁本体７が閉じるフート弁機構４と、フート弁機構４
の凍結を防止する凍結防止機構９とから概略構成されて
いる。

【００１３】ポンプ本体６は、図２に示すように、ケー
シング１０内の上部に設けたモータの出力軸を兼ねた軸
１１にインペラ１２を固定し、このインペラ１２の回転
により下端に開口したサクションマニホールド１３から
取扱液を吸い込んでケーシング１０の外周面に開口して
いる吐出口１４から吐出して揚液コラム５内の取扱液の
液面を上昇するものであり、ポンプ本体６の上端に取り
付けたアイボルト１５に接続した吊上装置８のワイヤー
１６により吊り下げられて昇降する。そして、地上の吊
上装置８を操作してポンプ本体６を揚液コラム５内の下
端部分の所定位置まで引き下ろすと、ケーシング１０の
下端太径部分のテーパー面が揚液コラム５下端のアダプ
タ２０の内周テーパー面に着座するとともに、サクショ
ンマニホールド１３の下端がフート弁機構４のフート弁
本体７に当接し、このフート弁本体７を自重により押し
下げて開く。

【００１４】フート弁機構４は、揚液コラム５の下端開
口にフランジ結合されたアダプタ２０の下端開口部分に
設けられており、アダプタ２０の筒部２１の下端開口よ
りも大きな略円盤状のフート弁本体７と、筒部２１の下
端開口縁に形成したフランジ部２２に設けられてフート
弁本体７を上下動可能な状態で支持する弁体支持機構２
３とからなる。

【００１５】弁体支持機構２３は、フランジ部２２に複
数開設した貫通孔２４内に挿通した支持杆２５と、各支
持杆２５に付勢手段として嵌装したコイルスプリング２
６と、支持杆２５の上端に固定されてコイルスプリング
２６の上端に当接する略円盤状のスプリングリテーナ２
７とからなり、支持杆２５の下端をフート弁本体７の外
周部分に止着し、コイルスプリング２６の付勢力により
支持杆２５を介してフート弁本体７を上方に付勢してい
る。したがって、ポンプ本体６を持ち上げた状態では筒
部２１の下端開口をフート弁本体７により閉じた状態を
維持する（図３）。そして、図２に示すように、ポンプ
本体６を所定位置まで引き下ろすと、ケーシング１０の
下端がフート弁本体７の起立板３０の頭部に当接して自
重により押し下げるので、フート弁本体７が下降して筒
部２１の下端開口を開放、即ち開く。また、この状態で
ポンプ本体６が引き上げられると、図３に示すように、
ポンプ本体６の上昇に伴ってフート弁本体７がコイルス
プリング２６の付勢力により上昇するので、ケーシング
１０の下端が頭部から離れる高さまで引き上げられる
と、フート弁本体７が筒部２１の下端開口を閉じる。

【００１６】次に、フート弁機構４の凍結を防止する凍
結防止機構９について説明する。凍結防止機構９は、本
実施形態では、図２に示すように、アダプタ２０の筒部
２１の外側に短尺筒状の壁部材３２を取り付けることに
より、アダプタ２０の上部フランジ３３の下面と筒部２
１の外周面と下方のフランジ部２２の上面とにより囲繞
された凍結防止室３４を形成し、この凍結防止室３４内
に弁体支持機構２３を収納し、凍結防止室３４の下部に
入口３５を、上部に出口３６をそれぞれ開口し、入口３
５には地上から揚液コラム５に沿って通した流体供給管
３７を接続し、この流体供給管３７を介して凍結防止室
３４内に不凍流体を供給する構成を採る。なお、壁部材
３２とアダプタ２０との接続部分や支持杆２５が貫通す
る貫通孔２４にはシール材を設けてシールする。

【００１７】また、不凍流体は、貯蔵室３内に貯蔵する
取扱液の貯蔵中の温度よりも凍結温度が低い流体であれ
ばどのような液体あるいは気体でもよい。例えば、取扱
液がＬＰＧの場合には−３５〜４０°Ｃで貯蔵するの
で、不凍流体としてメチルアルコールを主成分とする不
凍液を使用したり、或は窒素ガスを加圧して使用しても
よい。

【００１８】この様に、凍結防止室３４内に弁体支持機
構２３を収納するとともに、凍結防止室３４内に不凍流
体を入れると、貯蔵室３の壁面を氷でシールする際に散
水ノズル４０から水をスプレーしても、弁体支持機構２
３に水分が付着することを防止することができるととも
に、支持杆２５やコイルスプリング２６などの弁体支持
機構２３を不凍流体に浸すことよって凍結を防止するこ
とができる。したがって、弁体支持機構２３は常に作動
を円滑に行なうことができ、フート弁機構４は、ポンプ
本体６が所定位置に降ろされるとフート弁本体７が円滑
に下降して確実に開状態に変換する。また、メンテナン
スを行なうため等でポンプ本体６を引き上げると、フー
ト弁本体７が円滑に上昇して確実に閉状態に変換する。
したがって、揚液コラム５内の取扱液が貯蔵室３内に逆
流して揚液コラム５内の液面が下降することを確実に防
止することができる。

【００１９】そして、本実施形態では流体供給管３７か
ら不凍流体を凍結防止室３４内に供給するとともに、凍
結防止室３４の出口３６から余剰な不凍流体を排出する
ので、凍結防止室３４内を常に不凍流体で満たすことが
でき、また、凍結防止室３４内の不凍流体を流動させる
ことができる。したがって、凍結防止室３４内の不凍流
体が不足したり凝固する事態を確実に防止することがで
き、信頼性の高い凍結防止機能を期待することができ
る。なお、出口３６から排出された不凍流体は、出口３
６に接続した流体回収管（図示せず）を介して地上に回
収してもよいが、そのまま取扱液中に排出してもよい。
貯蔵室３には、通常、染み出た地下水の排水装置（図示
せず）を備えており、この排水装置により地下水ととも
に余剰不凍流体を組み上げて廃棄することができるから
である。

【００２０】なお、前記実施形態では凍結防止室３４に
流体供給管３７を接続して不凍流体を随時供給すること
ができるように構成したが、本願発明はこれに限定され
るものではなく、凍結防止室３４のシールを確実なもの
とし、凍結防止室３４内に充填した不凍流体を密封して
もよい。この様に構成すると、流体供給管３７や流体供
給ポンプなどの機構を省略することができ、構成の簡素
化を図ることができる。

【００２１】さらには、凍結防止室３４の入口３５に流
体供給管３７を接続し、この流体供給管３７から凍結防
止室３４内に供給して封入し保持してもよい。この様
に、不凍流体を流体供給管３７から凍結防止室３４内に
供給して保持する構成を採ると、弁体支持機構２３が動
いた際に凍結防止室３４内の不凍流体が流体供給管３７
側に逃げることもできるので、密封した場合に比較して
弁体支持機構２３が動き易い。

【００２２】また、凍結防止室３４内に収納する弁体支
持機構２３は、前記実施形態に示した支持杆２５とコイ
ルスプリング２６とから構成されるものに限らず、フー
ト弁本体７を開閉動作可能な状態で支持する機構であれ
ばどのような構成でもよい。例えば、付勢手段は、コイ
ルスプリング２６に代えてウエイトを用いてもよい。ま
た、フート弁本体７をまっすぐ上下動させるものに限ら
ず、軸を中心にして回動することにより開閉するように
構成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。請求項１の発明によれば、フート弁
本体を開閉動作可能な状態で支持する弁体支持機構を凍
結防止室内に収納し、この凍結防止室内に不凍流体を注
入したので、貯蔵室の壁面を氷でシールする際に水をス
プレーしても、この水が弁体支持機構に付着することを
防止することができる。そして、不凍流体により弁体支
持機構を浸すので、弁体支持機構が凍結することを確実
に防止することができる。このため、ポンプ本体を降ろ
した際に、凍結によりフート弁が開かなかったり、開放
度合が不十分であるなどのトラブルを防止することがで
きる。また、ポンプ本体を引き上げるとフート弁が確実
に閉じるので、揚液コラム内の取扱液が貯蔵室に逆流す
ることを確実に防止でき、フート弁の機能を確実に発揮
させることができる。

【００２４】請求項２の発明によれば、凍結防止室の入
口に流体供給流路を接続し、この流体供給流路から不凍
流体を凍結防止室内に供給するとともに、凍結防止室の
出口から余剰な不凍流体を排出するようにしたので、凍
結防止室内の不凍流体が不足することを確実に防止する
ことができる。したがって、凍結防止の信頼性を向上す
ることができる。

【００２５】請求項３の発明によれば、凍結防止室の入
口に流体供給流路を接続し、この流体供給流路から不凍
流体を凍結防止室内に供給して封入し保持するので、不
凍流体を凍結防止室内に密封した場合に比較して弁体支
持機構が動き易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】極低温用ポンプを設置した状態を示す貯蔵室の
断面図である。

【図２】ポンプ本体及びフート弁機構の開状態における
一部欠截断面図である。

【図３】凍結防止機構及びフート弁機構の閉状態におけ
る断面図である。

【符号の説明】

１ 極低温用ポンプ ２ 岩盤 ３ 貯蔵室 ４ フート弁機構 ５ 揚液コラム ６ ポンプ本体 ７ フート弁本体 ８ 吊上装置 ９ 凍結防止機構 １０ ケーシング １１ 軸 １２ インペラ １３ サクションマニホールド １４ 吐出口 １５ アイボルト １６ ワイヤー ２０ アダプタ ２１ 筒部 ２２ フランジ部 ２３ 弁体支持機構 ２４ 貫通孔 ２５ 支持杆 ２６ コイルスプリング ２７ スプリングリテーナ ３０ 起立板 ３２ 壁部材 ３３ 上部フランジ ３４ 凍結防止室 ３５ 入口 ３６ 出口 ３７ 流体供給管 ４０ 散水ノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 揚液コラム内の下端部分の所定位置に、
   引き上げ可能な状態で配設されるポンプ本体と、ポンプ
   本体を所定位置まで下降するとフート弁本体が開き、所
   定位置からポンプ本体を引き上げると付勢手段の付勢力
   によりフート弁本体が閉じるフート弁機構と、フート弁
   機構の凍結を防止する凍結防止機構とを備え、 この凍結防止機構は、フート弁本体を開閉動作可能な状
   態で支持する弁体支持機構を収納する凍結防止室と、凍
   結温度が取扱液の貯蔵温度よりも低く、支持構造収納室
   内に注入された不凍流体と、により構成されたことを特
   徴とする凍結防止機構付き極低温用ポンプ。
2. 【請求項２】 凍結防止室の入口に流体供給流路を接続
   し、この流体供給流路から不凍流体を凍結防止室内に供
   給するとともに、凍結防止室の出口から余剰な不凍流体
   を排出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の凍結防止機構付き極低温用ポンプ。
3. 【請求項３】 凍結防止室の入口に流体供給流路を接続
   し、この流体供給流路から不凍流体を凍結防止室内に供
   給して封入し保持したことを特徴とする請求項１に記載
   の凍結防止機構付き極低温用ポンプ。