(57)【要約】【課題】アンモニア貯蔵設備において、万が一アンモニアの貯槽からの漏洩が生じたときに、作業員による確認作業を行うことなく、アンモニアの漏洩箇所を特定し、さらに散水エリアを限定することで散水量を低減する。【解決手段】アンモニアを貯蔵すると共に貯蔵空間を水平方向において複数の区画に分割する隔壁を有する貯槽と、貯槽の上方に平面視において複数設置されると共に貯槽に向けて散水可能な散水ノズルと、平面視において貯槽に対して複数箇所に設置されると共に、貯蔵の重量を測定する重量測定部と、重量測定部の測定結果に基づいてアンモニアの漏洩箇所を特定とすると共に、漏洩箇所の上方に位置する散水ノズルから散水をさせる制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを貯蔵すると共に貯蔵空間を水平方向において複数の区画に分割する隔壁を有する貯槽と、
前記貯槽の上方に平面視において複数設置されると共に前記貯槽に向けて散水可能な散水ノズルと、
平面視において前記貯槽に対して複数箇所に設置されると共に、前記貯蔵の重量を測定する重量測定部と、
前記重量測定部の測定結果に基づいて前記アンモニアの漏洩箇所を特定とすると共に、前記漏洩箇所の上方に位置する前記散水ノズルから散水をさせる制御部と
を備えることを特徴とするアンモニア貯蔵設備。
【請求項２】
前記貯槽の下方に設置され、前記散水ノズルから散水された水を受ける受水部を備え、
当該受水部は、受水領域を前記貯槽の前記区画に応じて区画する隔壁を有する
ことを特徴とする請求項１記載のアンモニア貯蔵設備。
【請求項３】
前記重量測定部は、前記貯槽に設けられた前記区画ごとに設置されていることを特徴とする請求項１または２記載のアンモニア貯蔵設備。
【請求項４】
前記貯槽内に設置されるアンモニア濃度計を備え、
前記制御部は、前記アンモニア濃度計の測定結果に基づいて前記散水ノズルからの散水量を設定する
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載のアンモニア貯蔵設備。
【請求項５】
前記貯槽に設けられた前記区画ごとに設置されるドレンを備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載のアンモニア貯蔵設備。
【請求項６】
前記貯槽の隔壁は、前記貯槽の天井に対して隙間を空けて設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載のアンモニア貯蔵設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア貯蔵設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アンモニアを使用する工場等には、液化アンモニアあるいはアンモニア水を貯蔵する貯槽を備えるアンモニア貯蔵設備が設置されている。このようなアンモニア貯蔵設備には、例えば、特許文献１に示すように、万が一アンモニアが漏洩した場合には、アンモニアの拡散を防ぐための散水設備が設置されている。アンモニアは、水に対して溶解する速度が早い。このため、散水設備によって希釈水を散水し、この希釈水にアンモニアを溶解させることで、アンモニアが大気中に放出されることを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２７９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、アンモニアの漏洩を検知すると、漏洩箇所が局所的なものであっても、貯槽全体に対して散水を行う。このため、散水された水の多くはアンモニアに触れることなく、排水される。これは余分な希釈水を散水していることに等しく、工水の無駄遣いとなる。また、多量の希釈水を散水した場合には、この希釈水の排水のために多くの時間を要し、送液ポンプの稼働等によって消費電力が増大したり、復旧作業が長期化したりする原因となる。
【０００５】
これに対して、散水エリアを限定することによって、希釈水の使用量を低減することが考えられる。しかしながら、作業員が漏洩箇所に近づくことは容易ではないことから、漏洩箇所を特定することは難しく、従来は散水エリアを限定することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、アンモニア貯蔵設備において、万が一アンモニアの貯槽からの漏洩が生じたときに、作業員による確認作業を行うことなく、アンモニアの漏洩箇所を特定し、さらに散水エリアを限定することで散水量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の発明は、アンモニア貯蔵設備であって、アンモニアを貯蔵すると共に貯蔵空間を水平方向において複数の区画に分割する隔壁を有する貯槽と、上記貯槽の上方に平面視において複数設置されると共に上記貯槽に向けて散水可能な散水ノズルと、平面視において上記貯槽に対して複数箇所に設置されると共に、上記貯蔵の重量を測定する重量測定部と、上記重量測定部の測定結果に基づいて上記アンモニアの漏洩箇所を特定とすると共に、上記漏洩箇所の上方に位置する上記散水ノズルから散水をさせる制御部とを備えるという構成を採用する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記貯槽の下方に設置され、上記散水ノズルから散水された水を受ける受水部を備え、当該受水部が、受水領域を上記貯槽の上記区画に応じて区画する隔壁を有するという構成を採用する。
【００１０】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記重量測定部が、上記貯槽に設けられた上記区画ごとに設置されているという構成を採用する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記貯槽内に設置されるアンモニア濃度計を備え、上記制御部が、上記アンモニア濃度計の測定結果に基づいて上記散水ノズルからの散水量を設定するという構成を採用する。
【００１２】
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記貯槽に設けられた上記区画ごとに設置されるドレンを備えるという構成を採用する。
【００１３】
第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記貯槽の隔壁が、上記貯槽の天井に対して隙間を空けて設けられているという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯槽の貯蔵空間が隔壁によって複数の区画に分割されている。このため、貯槽のいずれかの箇所からアンモニアが漏洩すると、その漏洩箇所に繋がる区画においてアンモニアが減少し、貯槽の重量バランスが崩れ、複数の重量測定部の測定結果に差が生じることになる。アンモニアが減少する区画の位置によって貯槽の重量バランスの崩れ方が異なるため、複数の重量測定部の測定結果からアンモニアの漏洩箇所をおおよそ特定することができる。本発明では、複数の重量測定部の測定結果から制御部がアンモニアの漏洩箇所を特定し、この特定された漏洩箇所に基づいて散水エリアを限定する。このため、全体としての散水量を低減させることができる。よって、本発明によれば、アンモニア貯蔵設備において、万が一アンモニアの貯槽からの漏洩が生じたときに、作業員による確認作業を行うことなく、アンモニアの漏洩箇所を特定し、さらに散水エリアを限定することで散水量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるアンモニア貯蔵設備の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるアンモニア貯蔵設備が備える貯槽とロードセル等との位置関係を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係るアンモニア貯蔵設備の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
図１は、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１の全体を示す概略構成図である。また、図２は、アンモニア貯蔵設備１が備える貯槽２とロードセル５等との位置関係を模式的に示す平面図である。
【００１８】
図１に示すように、アンモニア貯蔵設備１は、貯槽２と、台部３（受水部）と、アンモニア送液部４と、ロードセル５（重量測定部）と、散水設備６と、アンモニア濃度計７と、非常用排水ポンプ８と、制御部９とを備えている。
【００１９】
貯槽２は、容器本体２ａと、脚部２ｂと、隔壁２ｃとを備えている。容器本体２ａは、液化されたアンモニアを貯蔵する圧力容器である。この容器本体２ａは、軸が水平とされると共に軸方向に長い略円筒形状を有しており、内部がアンモニアの貯蔵空間とされている。脚部２ｂは、容器本体２ａと接続されており、容器本体２ａを支持する。このような脚部２ｂは、容器本体２ａの軸方向に配列されて２つ設けられている。なお、以下の説明においては、容器本体２ａの軸方向（長手方向）を左右方向と称する。つまり、脚部２ｂは、容器本体２ａの右側と左側とに各々設けられている。
【００２０】
隔壁２ｃは、容器本体２ａの内部に設けられており、容器本体２ａの内部すなわちアンモニアの貯蔵空間を、左右方向（水平方向）に２つの区画に分割する。なお、以下の説明において、これら２つの区画のうち、左側の区画を区画２ｄと称し、右側の区画を区画２ｅと称する。また、隔壁２ｃは、貯槽２の天井に対して隙間が空くように高さが設定されている。例えば、貯槽２の高さに対して隔壁２ｃの高さは７０％とされる。このように隔壁２ｃと貯槽２の天井との間に隙間が形成されることにより、いずれか一方の区画（区画２ｄあるいは区画２ｅ）にアンモニアを供給することで他方の区画にもアンモニアを充填することができ、容易に貯槽２にアンモニアを充満させることができる。また、隔壁２ｃの高さが貯槽２の高さの７０％程度である場合には、上記隙間を通じて隣の区画にアンモニアが流れ込むときに貯槽２の底部への衝撃を抑えることができる。さらに、隔壁２ｃの高さを貯槽２の高さの７０％とすることにより、アンモニアの充満率が約７０％以下の場合に、後述のようにアンモニアの漏洩を検知することができ、早期に漏洩を発見することができる。
【００２１】
また、貯槽２は、区画ごと（区画２ｄ及び区画２ｅ）に設けられるドレン２ｆを備えている。これらのドレン２ｆは、開閉弁２ｇが設けられており、点検などにおいて開閉弁２ｇを開放することによって、接続された区画に貯蔵されたアンモニアを貯槽２の外部に排出する。
【００２２】
台部３は、貯槽２の下方に配置されて貯槽２を下方から支持するものであり、床板３ａの下方に床板３ａ上の水が流れ込む排水ピット３ｂを有している。また、台部３は、平面視において貯槽２を囲うように防液堤３ｃを有している。この防液堤３ｃに囲まれた領域が、貯槽２に対して散水設備６により散水された水を受ける受水領域となっている。つまり、台部３は、散水設備６から散水されたときに水を受ける受水部として機能する。
【００２３】
また、台部３は、受水領域を貯槽２の区画２ｄ及び区画２ｅに応じて区画する隔壁３ｄを備えている。この隔壁３ｄは、平面視において貯槽２の隔壁２ｃに重なるように設けられており、受水領域を左右方向に２つの区画に分割する。なお、以下の説明において、これらの２つの区画のうち、左側の区画を区画３ｅと称し、右側の区画を区画３ｆと称する。この隔壁３ｄの高さは、少なくとも防液堤３ｃよりも高くなるように設定されている。なお、隔壁３ｄは、防液堤３ｃよりも高く、貯槽２の下面に接触あるいは近接する高さとしても良い。
【００２４】
アンモニア送液部４は、平常運転時に、貯槽２に貯蔵されたアンモニアを外部施設に向けて排出するものであり、貯槽２の区画２ｄ及び区画２ｅに接続された配管４ａと、配管４ａの途中に設置されると共に制御部９の制御の下に開閉が制御される開閉弁４ｂと、配管４ａに接続される送液ポンプ４ｃとを備えている。
【００２５】
ロードセル５は、貯槽２の脚部２ｂと台部３との間に介装されており、貯槽２の重量を測定し、その測定結果を出力する。このようなロードセル５は、貯槽２の脚部２ｂの各々に対して設けられることで２つ設けられている。つまり、本実施形態においては、ロードセル５は、平面視において貯槽２に対して複数箇所であって、貯槽２の区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）ごとに設置されている。なお、以下の説明において、貯槽２の区画２ｄの下方に設置されたロードセル５をロードセル５ａと称し、貯槽２の区画２ｅの下方に設置されたロードセル５をロードセル５ｂと称する。
【００２６】
散水設備６は、複数の散水ノズル６ａと、各散水ノズル６ａに対して設けられる制御弁６ｂと、各散水ノズル６ａに水を案内する配管６ｃと、配管６ｃの途中に設けられる開閉弁６ｄとを備えている。
【００２７】
散水ノズル６ａは、貯槽２の上方に配置されており、配管６ｃを通じて水が供給されることで散水可能とされている。このような散水ノズル６ａは、供給された水を貯槽２に向けて散水する。また、本実施形態においては、複数の散水ノズル６ａのうち一部が貯槽２の区画２ｄの上方に配置され、残りが貯槽２の区画２ｅの上方に配置されている。
【００２８】
制御弁６ｂは、各散水ノズル６ａへの水の供給量を調整するものであり、制御部９の制御の下、弁開度を変化させる。配管６ｃは、水源側と各散水ノズル６ａとを接続する流路である。開閉弁６ｄは、制御部９の制御の下、開放されたときに配管６ｃへ水を流通させ、閉鎖されたときに配管６ｃへの水の流通を遮断する。
【００２９】
アンモニア濃度計７は、貯槽２に対して取り付けられており、貯槽２に貯蔵されたアンモニアの濃度を測定し、その測定結果を出力する。非常用排水ポンプ８は、台部３の排水ピット３ｂと接続されており、非常時すなわちアンモニアが漏洩したときに、排水ピット３ｂに溜るアンモニア溶解水を不図示のアンモニア除害設備に圧送する。
【００３０】
制御部９は、貯槽２からアンモニアが漏洩したときの動作を統括的に制御するものであり、アンモニア送液部４の開閉弁４ｂと、ロードセル５と、散水設備６の制御弁６ｂ及び開閉弁６ｄと、アンモニア濃度計７と電気的に接続されている。
【００３１】
このような制御部９は、ロードセル５から入力される測定結果に基づいて、アンモニアの漏洩を判定する。例えば、制御部９は、貯槽２の重量がアンモニア送液部４でアンモニアを送液することによる重量変化を超えて変化した場合に、アンモニアの漏洩が生じていると判定する。
【００３２】
また、貯槽２の内部におけるアンモニアの液面が隔壁２ｃの上端よりも下方となったときには、漏洩箇所に繋がる区画においてのみアンモニアが減少する。このため、制御部９は、ロードセル５ａとロードセル５ｂとの測定結果とを比較し、この比較結果から漏洩箇所を特定する。例えば、ロードセル５ａで測定される重量がロードセル５ｂで測定される重量よりも小さい場合には、ロードセル５ａが設けられた側の区画すなわち区画２ｄ側において漏洩が生じていると判断することができる。また、ロードセル５ｂで測定される重量がロードセル５ａで測定される重量よりも小さい場合には、ロードセル５ｂが設けられた側の区画すなわち区画２ｅ側において漏洩が生じていると判断することができる。
【００３３】
また、制御部９は、アンモニアの漏洩箇所を特定すると、その漏洩箇所に応じた散水ノズル６ａから散水させる。例えば、貯槽２の左側の区画２ｄ側でアンモニアが漏洩している場合には、制御部９は、区画２ｄの上方に位置する散水ノズル６ａに設けられた制御弁６ｂのみを開放させ、区画２ｅの上方に位置する散水ノズル６ａに設けられた制御弁６ｂは閉鎖させたままとする。これによって、区画２ｄ側にのみ散水される。また、貯槽２の右側の区画２ｅ側でアンモニアが漏洩している場合には、制御部９は、区画２ｅの上方に位置する散水ノズル６ａに設けられた制御弁６ｂのみを開放させ、区画２ｄの上方に位置する散水ノズル６ａに設けられた制御弁６ｂは閉鎖させたままとする。これによって、区画２ｅ側にのみ散水される。  
【００３４】
また、貯槽２に貯蔵されるアンモニアの濃度は、必ずしも一定ではない。このため、制御部９は、アンモニアが漏洩していると判定した場合には、アンモニア濃度計７の測定結果に基づいて、散水ノズル６ａからの散水量を決定する。一度漏洩が始まると、漏洩箇所に繋がる区画（区画２ｄあるいは区画２ｅ）のアンモニアが全て漏洩する可能性が高い。このため、制御部９は、ロードセル５の測定結果から、該当区画のアンモニアの貯蔵量を求め、さらにはこのアンモニアの濃度をアンモニア濃度計７から取得し、漏洩するアンモニアの全量が溶解可能な水の量を算出する。
【００３５】
次に、このような構成を有する本実施形態のアンモニア貯蔵設備１において貯槽２からアンモニアが漏洩したときの動作について説明する。
【００３６】
まず、貯槽２からアンモニアが漏洩すると、ロードセル５から出力される測定結果が大きく変動するため、制御部９は、この変動を検知してアンモニアが漏洩していると判断する。このとき、制御部９は、アンモニア送液部４の開閉弁４ｂを閉鎖し、これによってアンモニア送液部４からのアンモニアの送液を停止させる。
【００３７】
続いて、制御部９は、ロードセル５ａの測定結果とロードセル５ｂの測定結果との差分に基づいて、漏洩箇所を特定する。ここでは、制御部９は、漏洩箇所が貯槽２の右側であるか左側であるかを特定する。このように漏洩箇所を特定すると、制御部９は、アンモニア濃度計７及びロードセル５の測定結果とから上述のように必要な散水量を求め、漏洩箇所側の散水ノズル６ａから必要量の散水が行われるように、制御弁６ｂを制御する。この結果、漏洩箇所の上方からのみ散水が行われる。
【００３８】
散水ノズル６ａから噴射された水は、漏洩箇所を通過して受水部として機能する台部３に流れる。このとき、漏洩したアンモニアは水に溶解する。また、貯槽２から漏洩した直後に水に溶解せずに流れ出したアンモニアも、防液堤３ｃ及び隔壁２ｃによって囲われた区画（区画３ｅあるいは区画３ｆ）に流れ込み、ここであるいは排水ピット３ｂにおいて、上方より降り注ぐ水あるいは先に貯留した水に溶解する。そして、排水ピット３ｂに貯留したアンモニア溶解水は、非常用排水ポンプ８によってアンモニア除害設備に送られる。
【００３９】
以上のような本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、貯槽２の貯蔵空間が隔壁２ｃによって複数の区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）に分割されている。このため、貯槽２のいずれかの箇所からアンモニアが漏洩すると、その漏洩箇所に繋がる区画（区画２ｄあるいは区画２ｅ）においてアンモニアが減少し、貯槽２の重量バランスが崩れ、ロードセル５ａとロードセル５ｂの測定結果に差が生じることになる。制御部９は、この測定結果の差からアンモニアの漏洩箇所を特定し、特定された漏洩箇所に基づいて散水エリアを限定する。このため、全体としての散水量を低減させることができる。よって、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１によれば、万が一アンモニアの貯槽２からの漏洩が生じたときに、作業員による確認作業を行うことなく、アンモニアの漏洩箇所を特定し、さらに散水エリアを限定することで散水量を低減することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、散水ノズル６ａから散水された水を受ける受水部として機能する台部３を備え、この台部３が、受水領域を貯槽２の区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）に応じて区画する隔壁３ｄを有する。このため、漏洩したアンモニアが受水領域において散水エリアを超えて広がることを防止し、確実に全てのアンモニアを水に溶解させることができる。
【００４１】
また、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、ロードセル５が、貯槽２の区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）ごとに設置されている。このため、区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）ごとの重量バランスの変化を正確に取得することが可能となる。ただし、１つの区画に対して２つのロードセル５を設置した場合であっても、重量バランスの変化を取得することは可能である。
【００４２】
また、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、制御部９が、アンモニア濃度計７測定結果に基づいて散水ノズル６ａの散水量を設定する。このため、貯槽２に貯蔵されたアンモニアの濃度に関わらず、必要以上の散水が行われることを防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、貯槽２の区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）ごとにドレン２ｆが設置されている。このため、漏洩が生じていない区画に残存するアンモニアを容易に貯槽２から抜き出して有効利用することができる。
【００４４】
また、本実施形態のアンモニア貯蔵設備１においては、貯槽２の隔壁２ｃは、貯槽２の天井に対して隙間を空けて設けられている。このため、アンモニアを貯槽２に供給するときに、アンモニアの液面を隔壁２ｃよりも高くすることによって、全ての区画（区画２ｄ及び区画２ｅ）に容易にアンモニアを供給することができる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態においては、ロードセル５を用いて貯槽２の重量を測定する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の重量測定部を用いて貯槽２の重量を測定しても良い。
【００４７】
また、上記実施形態においては、貯槽２の内部を２つに区画する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに多数に貯槽２の内部を隔壁により区画するようにしても良い。例えば、十字型の隔壁によって貯槽２の内部を４つに区画する構成を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１……アンモニア貯蔵設備、２……貯槽、２ａ……容器本体、２ｂ……脚部、２ｃ……隔壁、２ｄ……区画、２ｅ……区画、２ｆ……ドレン、２ｇ……開閉弁、３……台部、３ａ……床板、３ｂ……排水ピット、３ｃ……防液堤、３ｄ……隔壁、３ｅ……区画、３ｆ……区画、４……アンモニア送液部、４ａ……配管、４ｂ……開閉弁、４ｃ……送液ポンプ、５……ロードセル、５ａ……ロードセル、５ｂ……ロードセル、６……散水設備、６ａ……散水ノズル、６ｂ……制御弁、６ｃ……配管、６ｄ……開閉弁、７……アンモニア濃度計、８……非常用排水ポンプ、９……制御部
【図１】
2015230053.tif 000003
【図２】
2015230053.tif 000004