(57)【要約】【課題】    加温と撹拌を必要とするタンク貯蔵液に対して、加温の熱エネルギー源および撹拌の動力エネルギー源として太陽熱を有効利用し、熱損失を少なくして省エネ化と撹拌効率の向上を図る。【解決手段】    タンク１の近傍に太陽熱システム２と蓄熱調整器３を設置し、太陽熱エネルギーを直接単一の熱媒体に吸収変換して循環し、タンク貯蔵液１ａの加温用熱源と撹拌動力源に有効利用することを特徴とする太陽熱利用のタンク加温撹拌設備。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク近傍に太陽熱システムと蓄熱調整器を設置し、太陽熱エネルギーを直接単一の熱媒体に吸収変換して循環し、タンク貯槽液の加温用熱源と撹拌動力源に有効利用することを特徴とする太陽熱利用のタンク加温撹拌設備。
【請求項２】
上記請求項１記載の熱媒体をタンク配管へ送って、ベースヒータを介して貯蔵液を加温し、かつ回転駆動部に供給し撹拌翼を回転させることを特徴とする請求項１記載の太陽熱利用のタンク加温撹拌設備。
【請求項３】
上記請求項１記載の熱媒体としてタンクの貯蔵液を循環させて加熱し、かつ回転駆動部に送って撹拌翼を回転させるとともに貯蔵液内へ吐出させることを特徴とする請求項１記載の太陽熱利用のタンク加温撹拌設備。
【請求項４】
上記撹拌翼は、鉛直方向から外側へ向けて放射状に曲げた、吸入口と吐出口を有する複数本の通液管を、回転軸の外周に取付けて形成したことを特徴とする請求項２又は３記載の太陽熱利用のタンク加温撹拌設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タンクの近傍に設置した太陽熱システムの熱エネルギーを、タンク貯蔵液の加温及び撹拌のエネルギーに使用して、省エネルギー化と撹拌効率の向上を図ることを目的とした太陽熱利用のタンク加温撹拌設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来例のタンク加温撹拌設備で、平底円筒形のタンク１にベースヒータ２１と加熱供給機器２１ａを設け、さらに撹拌装置２２と撹拌駆動器２２ａを設けた貯蔵タンクの事例である。
この従来例のタンク加温撹拌設備は、原油や重油、ベンゼン等の加温と撹拌を必要とする貯蔵液１ａを、ベースヒータ２１と加熱供給機器２１ａによって加温し、さらに撹拌装置２２と撹拌駆動器２２ａによって撹拌するように、貯蔵タンク１に設置したものである。
【０００３】
特許文献１の特開昭６１―２２３４４９号公報「タンク内貯蔵液の加熱システム」の発明は、石油、薬品等のタンク貯蔵液を適正な温度に加温し、かつ適正な出荷温度に加熱するシステムであって、保温室と加熱室に区切ってヒータを配設し、エネルギー消費量の軽減化を図る構成が開示されている。
【０００４】
特許文献２の特開平６―７６５９号公報「高粘性液の撹拌方法」の発明には、ポンプの吸込口をタンク底部のヒータ近くに、排出口をタンク上部にそれぞれ設け、ヒータ近くの加熱された高粘性液を循環させて撹拌する構成が開示されている。
【０００５】
特許文献３の特開平９−４００７６号公報「ＣＷＭ貯槽の石炭粒子堆積防止装置」の発明には、下降管および噴出管がＣＷＭ貯槽の中心軸を回転中心として回転し、噴出口から噴出されたＣＷＭが底板上に堆積した石炭粒子を撹拌し堆積を防止する構成が開示されている。
【０００６】
特許文献４の特開平１１−３７３９３号公報「低温液化ガスタンク内の層状化防止装置」の発明には、低温液化ガスタンクの内底部に撹拌器を設置し、受入管より受入れられる低温液化ガスの流入圧力により撹拌器の羽根車を回転させて、層状化を防止する構成が開示されている。
【０００７】
特許文献５の特開平１１−２０８７７３号公報「ＣＷＭ貯槽」の発明には、貯槽の底壁近傍範囲を撹拌するように、底壁近傍範囲から近い位置に、液中駆動の撹拌装置を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１―２２３４４９号公報
【特許文献２】特開平６―７６５９号公報
【特許文献３】特開平９−４００７６号公報
【特許文献４】特開平１１−３７３９３号公報
【特許文献５】特開平１１−２０８７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６に示す従来例のタンク加温撹拌設備のベースヒータ２１と撹拌装置２２は、加熱スチームによる加熱供給機器２１ａと電動による撹拌駆動器２２ａの両方のエネルギーによる駆動設備が必要となって、熱効率及び撹拌効率が良くない等の欠点があった。
【００１０】
特許文献１の「タンク内貯蔵液の加熱システム」の発明は、石油、薬品等のタンク貯蔵液を適正な温度に加温し、かつ適正な出荷温度に加熱するシステムであって、保温室と加熱室に区切ってヒータを配設し、エネルギー消費量の軽減化を図る構成が開示されているが、太陽熱を利用した省エネルギー化と撹拌性能の向上を目的としたシステムではない。
【００１１】
特許文献２の「高粘性液の撹拌方法」の発明には、ポンプの吸込口をタンク底部のヒータ近くに、排出口をタンク上部にそれぞれ設け、ヒータ近くの加熱された高粘性液を循環させて撹拌する構成が開示されているが、太陽熱を利用したものではなく、加熱と撹拌をそれぞれ別のシステムで行うものである。
【００１２】
特許文献３の「ＣＷＭ貯槽の石炭粒子堆積防止装置」の発明には、下降管および噴出管がＣＷＭ貯槽の中心軸を回転中心として回転し、噴出口から噴出されたＣＷＭが底板上に堆積した石炭粒子を撹拌し堆積を防止する構成が開示されている構造は、太陽熱などを利用して加温しながら撹拌を行うものではない。
【００１３】
特許文献４の「低温液化ガスタンク内の層状化防止装置」の発明には、低温液化ガスタンクの内底部に撹拌器を設置し、受入管より受入れられる低温液化ガスの流入圧力により撹拌器の羽根車を回転させて、層状化を防止する構成が開示されているが、低温液化ガスを撹拌するものであって貯蔵液の加温を行うものではない。
【００１４】
特許文献５の「ＣＷＭ貯槽」の発明には、貯槽の底壁近傍範囲を撹拌するように、底壁近傍範囲から近い位置に、液中駆動の撹拌装置を設ける構成が開示されているが、貯蔵液の加温を行うものではない。
【００１５】
この発明は上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、加温と撹拌を必要とするタンク貯蔵液に対して、加温の熱エネルギー源および撹拌の動力エネルギー源として太陽熱を有効利用し、省エネ化と撹拌効率の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、タンク近傍に太陽熱システムと蓄熱調整器を設置し、太陽熱エネルギーを直接単一の熱媒体に吸収変換して循環し、タンク貯槽液の加温用熱源と撹拌動力源に有効利用することを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項１記載の熱媒体をタンク配管へ送って、ベースヒータを介して貯蔵液を加温し、かつ回転駆動部に供給し撹拌翼を回転させることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項１記載の熱媒体としてタンクの貯蔵液を循環させて加熱し、かつ回転駆動部に送って撹拌翼を回転させるとともに貯蔵液内へ吐出させることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項２又は３記載の撹拌翼を、鉛直方向から外側へ向けて放射状に曲げた、吸入口と吐出口を有する複数本の通液管を回転軸の外周に取付けて形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、タンク近傍に太陽熱システムと蓄熱調整器を設置し、太陽熱エネルギーを直接単一の熱媒体に吸収変換して循環し、タンク貯槽液の加温用熱源と撹拌動力源に有効利用するので、太陽熱エネルギーを利用して加熱設備と撹拌設備を同時に稼動し、貯蔵液の温度を上昇させて迅速に均一化することができるため、加熱設備と撹拌設備を別々に稼動する場合と比べて、省エネルギーとなる。
【００２１】
請求項２の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項１記載の熱媒体をタンク配管へ送って、ベースヒータを介して貯蔵液を加温し、かつ回転駆動部に供給し撹拌翼を回転させるので、単一の太陽エネルギーだけで加温と撹拌が同時にできる。また撹拌機の駆動は加圧した熱媒体で行うので、電源が不要で防爆上も安全となる。
【００２２】
請求項３の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項１記載の熱媒体としてタンクの貯蔵液を循環させて加熱し、かつ回転駆動部に送って撹拌翼を回転させるとともに貯蔵液内へ吐出させるので、太陽エネルギーで直接貯蔵液を加温することが出来る上に、液体の吐出によって撹拌を同時に効率よく行うことができる。
【００２３】
請求項４の発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、上記請求項２又は３記載の撹拌翼を、鉛直方向から外側へ向けて放射状に曲げた、吸入口と吐出口を有する複数本の通液管を回転軸の外周に取付けて形成したので、通液管の吸入口から流入した貯蔵液は、撹拌翼の回転による遠心力によって通液管内の流動が促進され通液管の吐出口から勢いよく吐出し、この吐出した噴出流によって鉛直螺旋方向の流れが生じるため、撹拌翼の回転による水平円周方向への旋回流と複合してタンク内貯蔵液の撹拌を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第１の実施形態例を示す全体説明図である。
【図２】本発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第２の実施形態例を示す全体説明図である。
【図３】図１のタンク加温撹拌設備の詳細構造を示す説明図である。
【図４】図３の変化例の構造を示す説明図である。
【図５】図２のタンク加温撹拌設備の詳細構造を示す説明図である。
【図６】従来例のタンク加温撹拌設備で、ベースヒータと撹拌設備を設けたタンクを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の実施形態例について図１から図５を参照しながら説明する。本発明は下記の実施形態にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記の実施形態に変更（例えば構成要素の省略または付加、構成要素の形状の変更等）を加えることが出来るのはもちろんである。なお、図は概略を示すもので、一部のみを描き詳細構造は省略した。
【００２６】
図１は、本発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第１の実施形態例の全体説明図である。
１は平底円筒形のタンクで、原油や重油、ベンゼン等の加温と撹拌を必要とする貯蔵液１ａを貯蔵している。
２は太陽熱エネルギー利用の集熱器（ソーラーパネル）等を有する太陽熱システム、３は熱媒体の温度や熱量などを調整する蓄熱調整器を示す。この太陽熱システム２は、タンク屋根やタンクヤードなど、タンク１の近傍の日差しの良い場所に設置する。なお、夜間や天候が悪い時には、外部電源を併用した蓄熱調整器３を用いて、太陽熱エネルギーの不足分の補充や熱量の調整を行うように形成する。
タンク１内部の底板上には回転駆動部４と撹拌翼５を設置し、さらにタンク配管６と循環ポンプＰ１、ベースヒータ６ａ、排出管６ｂを接続設置する。
上記太陽熱システム２で単一の熱媒体を直接昇温し、循環ポンプＰ１でタンク配管６からベースヒータ６ａに送って、このベースヒータ６ａでタンク１の貯蔵液１ａを加温するように形成する。
また同時に、上記循環ポンプＰ１とタンク配管６（ベースヒータ６ａ）を介して、上記熱媒体を回転駆動部４へ送って撹拌翼５を回転させてタンク貯槽液１ａの撹拌に使用するように形成する。
【００２７】
このように、太陽熱システム２で昇温した単一の熱媒体を、循環ポンプＰ１によって直接ベースヒータ６ａへ送ってタンク貯蔵液１ａの加温に使用し、また同時に、回転駆動部４から撹拌翼５へ送って撹拌駆動に使用することにより、従来の加熱機器と撹拌装置を別々に稼動する場合と比べて、熱損が少なく太陽熱エネルギーを有効利用して省エネルギー化を図ることができる。
また、太陽熱エネルギーが不足する際には、外部電源併用の蓄熱調整器３を用いることにより、加熱と熱量の調整を行うことができる。
上記のように、貯蔵液１ａ内の撹拌翼５の駆動は、加圧した熱媒体を回転駆動部４へ送って行うので、電源が不要で防爆上も安全となる。
【００２８】
図２は、本発明に係る太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第２の実施形態例の全体説明図である。
平底円筒形のタンク１は、原油や重油、ベンゼン等の加温と撹拌を必要とする貯蔵液１ａを貯蔵している。
１２は太陽熱エネルギー利用した集熱器（ソーラーパネル）等を有する太陽熱システムで、タンク１近傍の日差しの良い場所に設置する。１３は外部電源併用の蓄熱調整器で、熱量の調整を行うとともに、夜間や天候が悪い時には、この蓄熱調整器１３を用いて太陽熱エネルギー不足分の補充や熱量の調整を行う。
タンク１内部の底板上に回転駆動部１４と撹拌翼１５を設置し、タンク配管１６と送液管１６ａ（吐出口）、排液管１６ｂと吸入口１６ｃを設けて、上記太陽熱システム１２及び蓄熱調整器１３と連結し、循環ポンプＰ２で貯蔵液１ａを循環するように形成する。
上記太陽熱システム１２によってタンク１の貯蔵液１ａを昇温し、循環ポンプＰ２でタンク配管１６に送り、送液管１６ａ（吐出口）からタンク１の貯蔵液１ａ内へ吐出して貯蔵液１ａを加温するように形成する。また同時に、上記貯蔵液１ａを回転駆動部１４に送ることにより撹拌翼１５を回転させて、タンク貯槽液１ａの撹拌に使用するように形成する。
【００２９】
このように、タンク１の貯蔵液１ａを送液管１６ａと排液管１６ｂと吸入口１６ｃよりなるタンク配管１６で循環し、太陽熱システム１２で貯蔵液１ａを直接加熱するので、熱損が少なく太陽熱エネルギーの利用効率が良い。
さらに、貯蔵液１ａを回転駆動部１４に送って撹拌翼１５を回転させるとともに、タンク貯蔵液１ａ内へ吐出させるので、従来のジェット噴出ミキサーと比べて、吐出と撹拌を同時に効率よく行うことができる。
また、太陽熱エネルギーが不足する際には外部電源併用の蓄熱調整器１３を用いることにより、安定した稼動を継続することができる。
貯蔵液１ａ内の撹拌翼１５の駆動は、電源を使用することなく循環ポンプＰ２で貯蔵液１ａを回転駆動部１４に送って行うので防爆上も安全となる。
【００３０】
図３は、図１に示した太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第１事例の詳細図で、４は回転駆動部、５は撹拌翼、６はタンク配管、Ｐ１は循環ポンプである。
回転駆動部４は、タンク底部上に設置したボックス内のタービン装置４ａと、鉛直に立設した回転軸４ｂを設けて形成する。
加熱し加圧した熱媒体蒸気をポンプＰ１によってベースヒータ６ａへ送り、タンク貯蔵液１ａの加温に使用するとともに、回転駆動部４のタービン装置４ａへ送って回転軸４ｂを支軸にして撹拌翼５を回転させてタンク貯槽液１ａの撹拌に使用する。
図３の撹拌翼５は、回転軸４ｂの外周に複数本の曲げた中空パイプ状の通液管５ａを取付けた事例を示す。
この通液管５ａは、回転軸４ｂに沿って鉛直下方向から外側へ向けて放射状に曲げた複数本を取付けた事例であって、５ｂは貯蔵液１ａの吸入口、５ｃは貯蔵液１ａの吐出口である。
また、図示例は通液管５ａを真円形状の中空管構造で形成した場合を示すが、回転に伴う水平円周方向の液抵抗を少なくする楕円形状や液滴形状の中空管構造を採用してもよい。
【００３１】
撹拌翼５の回転による通液管５ａの水平円周方向のせん断抵抗によって、旋回流（Ｒで示す）が生じ周囲の貯蔵液１ａが撹拌される。
さらに通液管５ａ上部の吸入口５ｂから流入した通液管５ａ内の貯蔵液１ａは、撹拌翼５の回転による遠心力によって通液管５ａ内の流動が促進され、通液管５ａ下部の吐出口５ｃから勢いよく吐出する。この吐出した噴出流によって、鉛直螺旋方向の流れ（Ｍで示す）が生じる。
このように、撹拌翼５の回転によって、水平円周方向への旋回流（Ｒ）と鉛直螺旋方向への流れ（Ｍ）が生じ複合して、効率良くタンク内の貯蔵液１ａを撹拌することができる。
図３に示すように、通液管５ａを回転軸４ｂの周囲に鉛直下方向から外側へ向けて放射状に曲げた複数本を取付け、下方に向けた旋回流を発生させる事例は、タンク底部近傍に流れを吹付けて撹拌する場合に有効である。
なお図示はしないが図３の事例とは逆に、回転軸の周囲に通液管を鉛直上方向から外側へ向けて放射状に曲げた複数本を取付けた場合は、タンク底部近傍の貯蔵液を吸い上げて撹拌する場合に有効となる。
【００３２】
図４は、図３に示した太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の変化例で、４は回転駆動部、５は撹拌翼、６はタンク配管、Ｐ１は循環ポンプである。
回転駆動部４は、タンク底部上に設置したボックス内のタービン装置４ａと、鉛直に立設した回転軸４ｂを設け、さらにこの回転軸４ｂを覆う円筒体４ｃを上端縁で一体に固着して形成する。
加熱し加圧した熱媒体蒸気をポンプＰ１でベースヒータ６ａ及び回転駆動部４の円筒体４ｃへ送ってタンク貯蔵液１ａの加温に使用するとともに、タービン装置４ａへ送って回転軸４ｂを支軸にして円筒体４ｃと共に撹拌翼５を回転させてタンク貯槽液１ａの撹拌に使用する。
図４に示す撹拌翼５は、複数本の曲げた中空パイプ状の通液管５ａで形成し、貯蔵液１ａを流動させる吸入口５ｂ及び吐出口５ｃを有する。
この通液管５ａは、上記回転軸４ｂを覆う円筒体４ｃを介して回転軸４ｂの周囲に鉛直下方向から外側へ向けて放射状に曲げて取付ける。
【００３３】
貯蔵液１ａは、撹拌翼５の回転による通液管５ａの水平円周方向のせん断抵抗によって旋回流（Ｒで示す）が生じて撹拌される。
また、加熱した熱媒体蒸気を円筒体４ｃへ送って通液管５ａを加熱することにより、通液管５ａ内の貯蔵液１ａの温度低下に伴う粘性増加や凝固による流動障害を防止する。この通液管５ａの加熱によって、上部の吸入口５ｂから流入し下部の吐出口５ｃから吐出する遠心力による通液管５ａ内の貯蔵液１ａの流動が良くなり、鉛直螺旋方向の流れ（Ｍで示す）による撹拌が促進される。
このように、水平円周方向への旋回流（Ｒ）と鉛直螺旋方向への流れ（Ｍ）を複合させて、効率良くタンク内の貯蔵液１ａを撹拌することができる。
図４に示すように、通液管５ａを鉛直下方向から外側へ向けて放射状に曲げて取付ける事例は、通液管５ａ内を下降する液の通りが良いため、タンク底部に沈降し易い物質を含む貯蔵液を撹拌する場合に有効である。
【００３４】
図５は、図２に示した太陽熱利用のタンク加温撹拌設備の第２事例の詳細図で、１４は回転駆動部、１５は撹拌翼、１６はタンク配管、Ｐ２は循環ポンプである。
回転駆動部１４は、タンク底部上に設置したボックス内のタービン装置１４ａと、鉛直に立設した回転軸１４ｂを設けて形成する。
撹拌翼１５は、回転軸１４ｂの外周に、回転駆動部１４から連通する吸入口１５ｂを取付け、この吸入口１５ｂの上端部に複数本の曲げた通液管１５ａを上方に向けて放射状に分岐させて設け、通液管１５ａの先端に吐出口１５ｃを設ける。
１６ａは、貯蔵液１ａを回転駆動部１４及び撹拌翼１５へ流動させるタンク底部の送液管である。
【００３５】
加熱し加圧した貯蔵液１ａを、ポンプＰ２によって送液管１６ａから回転駆動部１４へ送り、タービン装置１４ａの回転軸１４ｂを支軸にして撹拌翼１５を回転（Ｒで示す）させる。
続いて、この貯蔵液１ａを撹拌翼１５の吸入口１５ｂから放射状の通液管１５ａに分散し吐出口１５ｃからタンク内へ吐出（Ｎで示す）させる。
このように、貯蔵液１ａを吐出口１５ｃから回転させながら吐出することによって、螺旋状の液流を生じさせてタンク内の貯蔵液１ａを効率良くジェット撹拌し加温することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上記太陽熱利用のタンク加温撹拌設備は、加温と撹拌を必要とする種々構造のタンクや各種貯蔵設備に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  タンク      
１ａ  貯蔵液      
２、１２  太陽熱システム      
３、１３  蓄熱調整器      
４、１４  回転駆動部      
５、１５  撹拌翼      
６、１６  タンク配管      
２１  ベースヒータ      
２２  撹拌装置      
【図１】
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【図２】
2014237473.tif 000004
【図３】
2014237473.tif 000005
【図４】
2014237473.tif 000006
【図５】
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【図６】
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