(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温の流体を移送する配管を有するローディングアームと、
該ローディングアームの配管内の露点温度を検知する露点検知手段と、
該露点検知手段で検知した露点温度が予め設定した基準温度より高いことを検知した場合に不活性ガスを前記配管内に供給する制御手段とを備え、
前記不活性ガスによって前記配管内の露点温度を基準温度以下に制御するようにしたことを特徴とするローディングアームの露点温度調整システム。
【請求項２】
前記配管内に不活性ガスを供給するための供給バルブと配管から不活性ガスを放出させる開閉バルブとを設け、これら供給バルブと開閉バルブを制御手段によって開閉操作することで、配管内の保圧と放出を行って露点温度を低下させるようにした請求項１に記載されたローディングアームの露点温度調整システム。
【請求項３】
前記露点検知手段は、露点トランスミッターである請求項１または２に記載されたローディングアームの露点温度調整システム。
【請求項４】
前記露点検知手段は、ローディングアームの配管における流体を流入する入口と流体を排出する出口のいずれか一方または両方に設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたローディングアームの露点温度調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温のＬＮＧ等の液化天然ガスや冷凍エチレン等の各種の低温流体を、タンクや貯蔵庫等の一方の流体貯蔵部とタンカーやタンクローリ等の他方の流体貯蔵部との間で移し替えたり移送したりするためのローディングアームの露点温度調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＬＮＧや冷凍エチレン等を積載したタンカーやタンクローリー等と、地上又は地下に固定、設置されたタンクや貯蔵庫等との間で積み替える際、インボードアームとスイベルジョイントを介して接続されたアウトボードアームを備えたローディングアームの両端を両設備に接続してＬＮＧや冷凍エチレン等をタンカー等とタンク等との間で移し替えていた。
このようなローディングアームとして例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
図３はローディングアーム１に設けた低温用スイベルジョイント部分を配管の長手方向に沿って切断した部分断面図である。
スイベルジョイント４の上配管部７と下配管部６との嵌合部には段差に沿って僅かな間隙１１が形成されており、その両端にウオーターシール１２とパッキン１３が嵌挿されてシールされている。間隙１１内には水の浸入を防ぐために窒素ガスＮ２が封入されている。更に、スイベルジョイント４の配管２を構成する下配管部７の内面両端とフランジ部３ａ、３ｂとの間隙には、シール用のフランジシール１４とパッキン１５が嵌挿されて配管２の内周面をシールしている。
そして、ローディングアーム１の配管２内を約−１６４℃のＬＮＧや約―１０４℃の冷凍エチレン等の極低温流体が移送されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、極低温流体の移送が完了した後、次に新たな極低温流体をローディングアーム１で移送するまでの間で、一旦、配管２を外気に開放するため外気が配管２内に進入し、外気中の水分によって配管２内の水分量が上昇して露点温度が上昇する。
一方、スイベルジョイント４においては、上配管部６と下配管部７が相対回転することでウオーターシール１２等が経年劣化してしまい気密性が失われることがある。
【０００６】
そのため、その後にローディングアーム１を使用して配管２内にＬＮＧ等の極低温流体を移送すると配管２内の温度が低下し、配管２内に生じた水分がパッキン１５に付着した状態で凍結することでパッキン１５の損傷を引き起こすおそれが生じる。すると、パッキン１５，１３等から間隙１１内に浸入したわずかな水分がボール８に付着して凍結し、回転不良を起こすおそれがある。更に、パッキン１５、１３等の損傷によって、配管２内の極低温流体が間隙１１を通して外部に漏洩するという問題が生じる。
そのため、従来は、ローディングアーム１の配管２内に、随時窒素ガスを充填して配管２内を保圧してドライング（乾燥）させ、作業員がドレン弁又はブロー弁からＮ２ガスを放出して露点計によって露点温度を測定して配管２内の露点温度を監視していた。
しかしながら、このような監視作業は人手を要するために煩雑である上に、ある時間間隔を開けて露点温度を計測するものであるため、配管２内の結露を十分に防ぐことができず、上述した問題を改善できなかった。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて、常時、配管内の露点温度が上昇して結露が生じることを防ぐことができるようにしたローディングアーム内の露点温度調整システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるローディングアームの露点温度調整システムは、低温の流体を移送する配管を有するローディングアームと、ローディングアームの配管内の露点温度を検知する露点検知手段と、露点検知手段で検知した露点温度が予め設定した基準温度より高いことを検知した場合に不活性ガスを配管内に供給する制御手段とを備え、不活性ガスによって配管内の露点温度を基準温度以下に制御するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、ローディングアームの配管内に設けた露点検知手段によって露点温度を検知して制御手段に出力し、制御手段では露点温度が流体の含水率に応じて予め設定した基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給することで、配管内の露点温度を基準温度以下に制御することができる。
そのため、ローディングアームによって低温の流体を移送する前段階で、ローディングアームを組み立てたりローディングアームの吐出口を開放したりすると、外気が配管内部に進入して水分量が増大して露点温度が基準温度より上昇して結露し得るが、乾燥した不活性ガスを配管内に充填することで露点温度を基準温度より低下させることができて、配管内に結露することを防止できる。
【０００９】
また、配管内に不活性ガスを供給するための供給バルブと配管から不活性ガスを放出させる開閉バルブとを設け、これら吐出バルブと開閉バルブを開閉操作することで、配管内の保圧と放出を行って露点温度を低下させるようにしてもよい。
配管内に設けた露点検知手段によって露点温度をモニタリングし、測定した露点温度が基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給して保圧と放出を繰り返すことで水分を外部へ放出して、配管内の露点温度を基準温度以下に低下させて結露を防止できる。
【００１０】
なお、露点検知手段は、露点トランスミッターであることが好ましい。
配管内に露点トランスミッターを設けることで、配管内の露点温度を常時モニタリングできる。
また、露点検知手段は、ローディングアームの配管における流体を流入する入口と流体を排出する出口のいずれか一方または両方に設けられていることが好ましい。
配管の入口と出口の少なくとも１箇所に露点検知手段を設ければ、配管内の露点温度は検知可能であり、入口と出口に設けるのであればローディングアームの作動の邪魔にならない。
また、低温、特に極低温の流体はＬＮＧまたは冷凍エチレンであり、不活性ガスは液体窒素を気化した窒素ガスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるローディングアームの露点温度調整システムによれば、配管内に設けた露点検知手段によって露点温度を検知して制御手段で露点温度が予め設定した基準温度より高いことを判別すると、不活性ガスを配管内に供給することで配管内の露点温度を基準温度以下に制御して、配管内で結露することを防止できる。そのため、低温の流体を配管で移送する際に配管内で水分が結露することを防ぎ、結露した水分の凍結によってパッキン等のシール部材を損傷して流体が外部へ漏洩することを防止できる。
また、露点検知手段で露点温度をモニタリングすることで、露点温度を基準温度以下に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態によるローディングアームの露点温度調整システムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示すローディングアームを示す図である。
【図３】従来のローディングアームにおけるスイベルジョイント部分の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態によるローディングアームの露点温度調整システムを図１及び図２により説明する。なお、本実施形態によるローディングアームの配管は上述した図３に示す従来技術と同様な構成を有するものであり、これら同一または同様の部材には同一の符号を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態によるローディングアーム２０の露点温度調整システム２１を示すものである。ローディングアーム２０は、例えばＬＮＧ等の液化天然ガスを貯蔵する陸地のタンク等（第一流体貯蔵部）からタンカーやタンクローリー等（第二流体貯蔵部）に流体を積み出すためにタンク等とタンカー等にローディングアーム２０の配管２の両端を接続して、タンク等から流体を送り出す。或いは、逆にタンカー等からタンク等に流体を積み替える際に使用する。
【００１４】
図１に示す露点温度調整システム２１は、ローディングアーム２０の配管２内に窒素ガスＮ２を供給する窒素ガス供給手段２２が設けられ、ローディングアーム２０の配管２の入口２ａと出口２ｂには露点検知手段として露点トランスミッター２３（便宜上、符号２３ａ、２３ｂとする）がそれぞれ取り付けられている。
また、露点トランスミッター２３ａ、２３ｂは、電気配線２４ａを介して絶縁バリア２５と制御手段２６に接続され、露点トランスミッター２３ａ、２３ｂで検知された露点温度に関する情報信号を制御手段２６に送信している。また、制御手段２６で演算処理された結果はパーソナルコンピュータ２７を介してディスプレイモニター２８及びプリンター２９に送信可能である。
そして、ローディングアーム２０、窒素ガス供給手段２２等は桟橋や貯蔵施設等の危険場所に設置される一方で、絶縁バリア２５、制御手段２６、パーソナルコンピュータ２７、ディスプレイモニター２８及びプリンター２９は危険場所から離れたオフィス等の安全場所に設置されている。なお、絶縁バリア２５は回路を安全回路に切り換える手段であるが、省略してもよい。
【００１５】
次に露点温度調整システム２１について図１及び図２により詳細に説明する。
図１及び図２にはローディングアーム２０の概略構成が開示されており、例えば図示しないタンク等の貯蔵施設と配管を介してベースライザー３１が立設して固定されている。ベースライザー３１の他端はスイベルジョイント３２を介してインボードアーム３３に接続され、インボードアーム３３はスイベルジョイント３２によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。
インボードアーム３３の他端はスイベルジョイント３４を介してアウトボードアーム３５に接続され、アウトボードアーム３５はスイベルジョイント３４に対して例えば垂直旋回可能とされている。アウトボードアーム３５の他端にはタンカー等への接続口３６が設けられている。この接続口３６はスイベルジョイント３８によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。ローディングアーム２０には、更にバランスウエイト３７が取り付けられている。
【００１６】
そして、これらローディングアーム２０のベースライザー３１、スイベルジョイント３２、インボードアーム３３、スイベルジョイント３４、そしてアウトボードアーム３５、スイベルジョイント３８内に配管２（図３参照）が連通して形成されている。この配管２には、例えば−１６４℃のＬＮＧ等の液化天然ガスや−１０４℃の冷凍エチレン等の極低温流体が移送可能とされている。ここで、配管２内を流れるＬＮＧや冷凍エチレン等の極低温流体を含む低温流体とは、配管２内で水分が凍結可能な温度、例えば０℃以下の温度の流体をいう。
図２に示すベースライザー３１の基部には配管２の入口近傍から分岐された分岐管２ａが配設され、この入口側の分岐管２ａ内に第一の露点トランスミッター２３ａが取り付けられている。また、アウトボードアーム３５またはスイベルジョイント３８の接続口３６の近傍には配管２の分岐管２ｂが配設され、この出口側の分岐管２ｂには第二の露点トランスミッター２３ｂが取り付けられている。
【００１７】
また、図１において、窒素ガス供給手段２２は、不活性ガスとして例えば液体窒素を気化した高純度の窒素ガスＮ２が充填されたガスタンク４２と、一端がガスタンク４２に接続されていて窒素ガスＮ２をローディングアーム２０の配管２内に搬送するガス配管４３とが設けられている。ガス配管４３の一端部には制御手段２６によって開閉を制御されるガスバルブ４５が設けられている。同様に、ガス配管４３の他端近傍には制御手段２６によって窒素ガスＮ２の配管２内への供給と遮断を制御する供給バルブ４７が設けられている。
また、アウトボードアーム３５内の配管２の接続口３６には、制御手段２６によって接続口３６からの窒素ガスの放出と閉塞を制御する開閉バルブ５０が設けられている。
【００１８】
次に、第一及び第二の露点トランスミッター２３ａ，２３ｂから露点温度に関する情報信号を受け取る制御手段２６には、各露点トランスミッター２３ａ，２３ｂで検知された露点温度が、規定の含水率に対応する予め設定された基準温度、例えば−３０℃(含水率０．０５％)を上回るか否かを判別する判別手段５２と、露点温度が基準温度より大きい場合、窒素ガス供給手段２２から窒素ガスＮ２を配管２に供給する指示信号を出力する作動手段５３とが設けられている。
なお、露点温度の基準温度として−３０℃(含水率０．０５％)に代えて−３０℃〜−４０℃(含水率０．０１９％)の範囲内に基準温度を設定してもよく、この範囲内のいずれかの温度に基準温度を設定すれば乾燥状態が得られて好ましい。
【００１９】
作動手段５３からの指示信号は、ガスバルブ４５、供給バルブ４７、開閉バルブ５０に出力されて各バルブの開閉を制御する。作動手段５３では所定時間間隔で供給バルブ４７の開閉と開閉バルブ５０の開閉を繰り返し指示して、配管２内の保圧と放出を繰り返すように制御させる。
また、作動手段５３からの信号により、モニターディスプレイ２８で露点温度や指示内容等の各種情報を画像表示し、プリンター２９でプリントすることができる。
なお、本実施形態による露点温度調整システム２１は、図１に示す１つのローディングアーム２０について説明したが、複数のローディングアーム２０が配列されていて、各ローディングアーム２０毎に露点トランスミッター２３ａ、２３ｂが個別に設けられていて、それぞれまたは１つの制御手段２６を含む露点温度調整システム２１が構成されているものとする。
【００２０】
本実施形態によるローディングアーム２０の露点温度調整システム２１は上述の構成を備えており、次にこのシステム２１を用いた露点温度調整方法を説明する。
本実施形態によるローディングアーム２０の露点温度調整システム２１は、ローディングアーム２０の不使用時、即ち配管２内を−１６４℃程度のＬＮＧや−１０４℃程度の冷凍エチレン等の極低温流体が移送されていない状態で、配管２内の露点温度を結露が生じない温度に制御するものである。そして、ローディングアーム２０を組み立てる際や、その使用に際して吐出口３６を開放すると、配管２内に空気が入るため、配管２内の水分量が増大する。
【００２１】
このような状況において、本実施形態による露点温度調整システム２１では、第一及び第二の露点トランスミッター２３ａ、２３ｂによってローディングアーム２０の配管２内の入口と出口付近の露点温度をそれぞれ測定する。各露点温度の情報信号は電気配線２４ａを通って制御手段２６に入力され、制御手段２６内の判別手段５２で測定された露点温度が、予め設定した基準温度（例えば−３０℃）より大きいか否かを判断する。
【００２２】
ここで、測定された露点温度が基準温度より大きい場合には、配管２内に空気中の水分が結露し易くなる。そのため、判別手段５２でこれを検知した場合、作動手段５３から電気配線２４ｂを介して開放信号を出力し、ガスバルブ４５及び供給バルブ４７を開放させる。
これによって、高純度の窒素ガスＮ２が充填されたガスタンク４２から窒素ガスＮ２が管路４３を通して供給バルブ４７からローディングアーム２０の配管２内に充填される。一方、開閉バルブ５０によって配管２の吐出口３８を閉弁する。これによってローディングアーム２０の配管２内を窒素ガスで保圧する。
次に、所定時間後に、作動手段５３によって配管２の供給バルブ４７を開放に維持すると共に、吐出口３８を開閉弁５０で開弁させる。これによって、配管２内の水分を含む空気を外部に放出する。或いは、作動手段５３によって配管２の供給バルブ４７を閉弁させると共に、吐出口３８を開閉弁５０で開弁させることで配管２内の空気を外部に放出させてもよい。
【００２３】
そして、再度、供給バルブ４７を開放させると共に開閉弁５０を閉弁させることで、窒素ガスＮ２を配管２内に充填して保圧する。
このような供給バルブ４７と開閉バルブ５０による開閉作業を繰り返すことによって配管２内の保圧と放出を繰り返して配管２内の水分を徐々に放出して、露点温度が基準温度以下になるように調整する。これによって、配管２内で気体中の含水率が減少し、結露することを防止できる。
【００２４】
一方、露点トランスミッター２３ａ、２３ｂで測定された露点温度が基準温度より小さい場合には、制御手段２６の判別手段５２でこれを判別する。この場合には、配管２内の気体の含水率が少なく乾燥状態に近い状態となり、結露することがないので、引き続き配管２内の露点をモニタリングする。
【００２５】
上述のように、本実施形態によるローディングアーム２０の露点温度調整システム２１によれば、配管２内に設けた露点トランスミッター２３ａ、２３ｂによって露点温度を継続してモニタリングできる。そして、測定した露点温度が基準温度より高いことを判別すると、窒素ガスＮ２を配管２内に供給して保圧と放出を繰り返すことで、配管２内の露点温度を基準温度以下に低下して結露を防止できる。そのため、配管２内を常に基準温度以下に相当する露点温度に維持できる。
そして、低温の流体を配管２で移送する際に、配管２内で結露が生じることを確実に防止し、結露した水分の凍結によってパッキン等のシール部材が損傷することや流体が外部へ漏洩することを防止できる。
しかも、配管２の入口と出口付近の少なくとも１箇所に露点トランスミッター２３を設ければ配管２内の露点温度を測定可能であり、ローディングアーム２０の作動の邪魔にならない。
【００２６】
なお、本発明によるローディングアーム２０の露点温度調整システム２１は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。
例えば、露点トランスミッター２３はローディングアーム２０の入口と出口にそれぞれ設けたがいずれか１つでもよいし、配管２への設置場所は任意の位置を選択できる。或いは、露点トランスミッター２３は３個以上設置してもよい。
また、制御手段２６で露点温度の基準温度を設定する場合、基準温度は−３０℃や−４０℃に限定されるものではなく、配管２内の必要とする気体の含水率に応じて任意の温度に設定できる。
【００２７】
また、上述の実施形態では、配管２内の露点温度を基準温度以下に制御するために、配管内に供給バルブ４７と開閉バルブ５０の開閉を繰り返して、配管２内の窒素ガスの充填による保圧と放出を繰り返すことで、水分を外気に放出して露点温度が基準温度以下になるように調整することとしたが、必ずしも保圧と放出を繰り返す必要はない。例えば、窒素ガスＮ２等の不活性ガスを配管２内に充填して封入することで配管２内の雰囲気を乾燥させて水分の比率を基準の水分量以下に低減させて、露点温度を低下させて配管２内で水分が結露することを防止するようにしてもよい。
【００２８】
なお、上述の実施形態では複数のローディングアーム２０にそれぞれ露点トランスミッター２３を取り付けて個別に露点温度を検知するようにしたが、これに代えて制御手段２６に接続された電気配線２４ａを分岐させて複数のローディングアーム２０の各配管に露点トランスミッター２３を取り付けた構成を採用してもよい。この場合には、各露点トランスミッター２３または分岐された各電気配線２４ａに切換手段を設けて選択的にいずれかのローディングアーム２０の配管２０内の露点温度を検知して、配管２内の露点温度を調整するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
２０  ローディングアーム
２１  露点温度調整システム
２２  窒素ガス供給手段
２３，２３ａ、２３ｂ  露点トランスミッター
２４ａ、２４ｂ  電気配線
２６  制御手段
４２  ガスタンク
４５  ガスバルブ
４７  供給バルブ
５０  開閉バルブ
５２  判別手段
５３  作動手段
【図１】
0005688324.tif 000002
【図２】
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【図３】
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