(57)【要約】【課題】加圧蒸発器が不要であり、そのために低いコストでの運転が可能となる液化ガス用の貯蔵払出し装置１と、その運転方法を開示する。【解決手段】装置１は、液化ガスの真空断熱式貯槽１０と、気化器２０と、真空度調節装置４０を備える。真空度調節装置４０は、貯槽１０の貯槽内外槽間１４にＮ２ガスを供給するガス供給手段と、貯槽内外槽間１４を真空引きする真空ポンプ手段４４と、貯槽１０の圧力を検出する圧力検出手段４７とを備え、貯槽１０の気相１５の圧力が所定値よりも低下時には、圧力検出手段４７からの信号に基づいて貯槽内外槽間１４にＮ２ガスを供給して貯槽内外槽間１４の真空度を低下させ、入熱量を多くして液化ガスＬＧの気化を促進する。所定圧以上に気相１５の圧力が高くなったときは、真空ポンプ手段４４を作動して貯槽内外槽間１４の真空引きを行い、貯槽内外槽間１４の真空度を高くして入熱量を少なくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスのための真空断熱式貯槽と、該真空断熱式貯槽から払出しされた液化ガスを気化し気化したガスを消費機器に向けて送り出す気化器とを少なくとも備えた液化ガス用の貯蔵払出し装置であって、
前記装置は、真空度調節装置をさらに含み、該真空度調節装置は、前記真空断熱式貯槽を構成する貯槽内外槽間に、貯蔵する液化ガスの温度よりも液化温度が低いガスを供給するガス供給手段と、貯槽内外槽間を真空引きする真空ポンプ手段と、真空断熱式貯槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段からの信号に基づき、貯槽内外槽間にガス供給手段からガスを供給するかまたは真空ポンプ手段により貯槽内外槽間の真空引きを行うかを切り替える切り替え手段とを少なくとも備える、ことを特徴とする液化ガス用の貯蔵払出し装置。
【請求項２】
液化ガスのための真空断熱式貯槽と、該真空断熱式貯槽から払出しされた液化ガスを気化し気化したガスを消費機器に向けて送り出す気化器とを少なくとも備えた液化ガス用の貯蔵払出し装置の運転方法であって、
真空断熱式貯槽内の圧力が消費機器側の必要圧力を基準に設定される第１の設定圧力よりも低くなったときに真空断熱式貯槽を構成する貯槽内外槽間に、貯蔵する液化ガスの温度よりも液化温度が低いガスを供給して貯槽内外槽間の真空度を低下させる工程と、真空断熱式貯槽内の圧力が前記第１の設定圧力よりも高い値である第２の設定圧力を越えたときには貯槽内外槽間の真空引きを行って貯槽内外槽間の真空度を高くする工程と、を繰り返し行うことにより、払出し時の必要供給圧力を確保することを特徴とする液化ガス用の貯蔵払出し装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＮＧやＬＰＧなどの液化ガスを貯蔵しかつ消費機器側に払出すための液化ガス用の貯蔵払出し装置と、その運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧやＬＰＧなどの液化ガスは環境に優しいエネルギー源であり、産業用エネルギーとしてより広く用いられることが望ましい。液化ガスを産業用エネルギーとして使用する場合、液化ガスを真空断熱式貯槽に貯蔵しておき、そこから炉やガスタービン等といった使用先（消費機器）側へ払出すことが行われる。消費機器側への必要圧力を確保するために、現在の真空断熱式貯槽は加圧蒸発器を付帯設備として備え、加圧蒸発器で蒸発し気化したガスを真空断熱式貯槽内の気相部に送り込むことで貯槽内の液面を加圧し、所要の払出し圧力を確保する運用システムが一般的である。
【０００３】
図３は、その一例であり、真空断熱式貯槽１０にはローリー車による液化ガスＬＧの受け入れが行われる。真空断熱式貯槽１０は、内槽１１と外槽１２とを備え、その間に例えばパーライトのような断熱材１３を充填すると共に、高い真空度に真空引きされている。真空断熱式貯槽１０内の液化ガスＬＧは気化器２０へ払出しされ、そこを通ることによりガス化して消費機器側へ供給される。
【０００４】
真空断熱式貯槽１０内の液化ガスＬＧの一部は加圧蒸発器３０に送り込まれ、そこで蒸発して気化したガスが圧力調整弁３１を通って、真空断熱式貯槽１０内の気相部に送り込まれる。例えば、消費機器側の必要圧力が０．２ＭＰａの場合、０．３ＭＰａを設定圧力とし、真空断熱式貯槽１０内の圧力を検出できる圧力検出手段３２からの検出信号を制御信号として圧力調整弁３１の開閉制御が行われて、真空断熱式貯槽１０の液面に、０．３ＭＰａあるいはそれ以上の圧力が立つように装置の運転が行われる。
【０００５】
この設備の運転システムは、液化ガスＬＧの液面を加圧する行為を伴っており、この液面を加圧する行為が高圧ガス保安法上の製造行為にあたることから、設備を運転管理する事業者には、有資格者（保安要員）の常駐が義務付けられている。通常、上記のような液化ガス用の貯蔵払出し設備は、２４時間の連続運転が普通であり、そのために複数人の有資格者（保安要員）が必要となる。このことは、人材の確保と運転コスト高騰の両面で、液化ガスを産業用エネルギーとして広く導入促進することに対する障害となっているのを否めない。
【０００６】
真空断熱容器において所望の断熱性能を維持できるようにしたものとして、特許文献１には、真空ポンプにて所定の真空圧に維持される真空タンクと、この真空タンクと真空断熱体の真空断熱空間との連通路に介装された開閉弁と、前記真空断熱空間を大気に開放する開放弁とを備える真空断熱体の付属装置が記載されている。前記開閉弁と真空断熱空間を大気に開放する開放弁とを適宜開閉制御することにより、真空断熱空間の熱伝導率を調整して、所望の断熱性能を維持することのできる真空断熱容器が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−７４３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように、ＬＮＧやＬＰＧなどの液化ガスは環境に優しいエネルギー源であり、産業用エネルギーとしてより広く用いることが望まれているが、現在の設備は、液化ガスの貯蔵を加圧蒸発器を備えた真空断熱式貯槽で行うようにしており、そのために、有資格者（保安要員）の確保が必要となり、このことが、人材の確保とコストの両面で、液化ガスの導入促進を遅らせる一因となっている。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、より低いコストでの運転が可能となる液化ガス用の貯蔵払出し装置と、その運転方法を開示することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決すべく本発明者らは、前記特許文献１に記載される真空断熱空間の真空度を制御して真空断熱空間の熱伝導率を調整する技術を、改良を加えて液化ガス用の貯蔵払出し装置に採用することにより、課題を解決することができることを知見し、本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明は、液化ガスのための真空断熱式貯槽と、該真空断熱式貯槽から払出しされた液化ガスを気化し気化したガスを消費機器に向けて送り出す気化器とを少なくとも備えた液化ガス用の貯蔵払出し装置であって、前記装置は、真空度調節装置をさらに含み、該真空度調節装置は、前記真空断熱式貯槽を構成する貯槽内外槽間に、貯蔵する液化ガスの温度よりも液化温度が低いガスを供給するガス供給手段と、貯槽内外槽間を真空引きする真空ポンプ手段と、真空断熱式貯槽内の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段からの信号に基づき、貯槽内外槽間にガス供給手段からガスを供給するかまたは真空ポンプ手段により貯槽内外槽間の真空引きを行うかを切り替える切り替え手段とを少なくとも備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、液化ガスのための真空断熱式貯槽と、該真空断熱式貯槽から払出しされた液化ガスを気化し気化したガスを消費機器に向けて送り出す気化器とを少なくとも備えた液化ガス用の貯蔵払出し装置の運転方法であって、真空断熱式貯槽内の圧力が消費機器側の必要圧力を基準に設定される第１の設定圧力よりも低くなったときに真空断熱式貯槽を構成する貯槽内外槽間に、貯蔵する液化ガスの温度よりも液化温度が低いガスを供給して貯槽内外槽間の真空度を低下させる工程と、真空断熱式貯槽内の圧力が前記第１の設定圧力よりも高い値である第２の設定圧力を越えたときには貯槽内外槽間の真空引きを行って貯槽内外槽間の真空度を高くする工程と、を繰り返し行うことにより、払出し時の必要供給圧力を確保することを特徴とする。
【００１３】
上記の本発明による装置およびその運転方法では、真空断熱式貯槽の貯槽内外槽間の真空度を制御してその断熱性能を変化させることで、貯蔵した液化ガスの気化量を調整し、それにより、払出し時に必要な供給圧力を維持するようにしている。すなわち、本発明では、従来、消費機器側への必要圧力を確保する目的で、加圧蒸発器により行っていた貯槽内圧上昇を、貯槽本体で行うことができるため、加圧蒸発器を省略することができる。結果として、設備の運転が高圧ガス保安法上の製造行為には該当しなくなるため、有資格者の常駐が不要となり、設備を運転管理する事業者は人件費を大幅に削減することができる。これにより、環境に優しいＬＮＧ等液化ガスの産業用への更なる促進導入効果が期待できる。また、加圧蒸発器が不要となり、ＬＮＧ等液化ガスを通じる機器が削減されることで、維持管理の面でも事業者への負担低減効果が期待できる。
【００１４】
本発明において使用する、貯蔵する液化ガスの温度よりも液化温度が低いガスに特に制限はないが、ＬＮＧの温度が−１６２℃であるのに対して、液化温度が−１９６℃と低くかつ不活性であるＮ２ガスは特に好適である。液化温度が貯蔵する液化ガスの温度よりも高いガス、例えば湿気を含んだ空気の場合は、貯槽内外槽間に供給された瞬間に、液化ガスの冷熱により水分が凍結してしまうので、使用に適しない。空気を使用する場合には、ほぼ完全に乾燥した空気を用いる必要がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による液化ガス用の貯蔵払出し装置では、真空断熱式貯槽の貯槽内外槽間の真空度を制御して払出し時に必要な供給圧力を得るようにしている。それにより、貯槽液面を加圧し貯槽内圧を高めることを目的に設置されていた加圧蒸発器を省略することができ、設備の運転において、高圧ガス保安法上の有資格者の常駐が不要となる。そのために、設備の運転コストを大幅に削減することができる。また、ＬＮＧ等液化ガスを通ずる機器が削減されることで、維持管理の面でも負担低減効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施の形態に基づき説明する。図１は本発明による液化ガス用の貯蔵払出し装置の一例を示す構成図であり、図２はその真空度調節装置の一例を示す構成図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明による液化ガス用の貯蔵払出し装置１においても、図３に基づき説明したように、真空断熱式貯槽１０にはローリー車による液化ガスＬＧの受け入れが行われ、必要時に、真空断熱式貯槽１０内の液化ガスＬＧは気化器２０に向けて払出しされる。気化器２０を通ることにより液化ガスはガス化し、消費機器側へ供給される。
【００１８】
真空断熱式貯槽１０の構成も従来のものとほぼ同様であり、内槽１１と外槽１２とを備え、その間に例えばパーライトのような断熱材１３が充填されている。但し、従来の真空断熱式貯槽において、貯槽内外槽間の真空度は予め真空引きがされ、常時高い真空度に維持されているが、本発明による真空断熱式貯槽１０においては、装置１の運転中、真空度調節装置４０の作動によって、貯槽内外槽間１４の真空度が変動するようになっている。
【００１９】
以下、真空度調節装置４０の構成およびその作動を説明する。図２に示すように、真空度調節装置４０は、貯蔵する液化ガス（例えばＬＮＧ）の温度よりも液化温度が低いガスであるＮ２ガスボンベ４１を備え、該Ｎ２ガスボンベ４１内のＮ２ガスは、第１の開閉弁４２および管路４３を通過して、貯槽内外槽間１４内に供給される。さらに、真空度調節装置４０は、真空ポンプ４４を備え、バッファタンク４５、第２の開閉弁４６を介して、前記管路４３に第１の開閉弁４２よりも下流側で接続している。前記第１の開閉弁４２は常閉弁であり、圧力信号を入力信号とする弁開閉機構４２ａを備える。また、前記第２の開閉弁４６も常閉弁であり、やはり圧力信号を入力信号とする弁開閉機構４６ａを備える。
【００２０】
真空度調節装置４０は、さらに、圧力検出手段としての圧力センサー４７を備える。圧力センサー４７は真空断熱式貯槽１０の気相１５内の圧力を検出し、その圧力信号を前記第１の開閉弁４２の弁開閉機構４２ａと第２の開閉弁４６の弁開閉機構４６ａ、および、前記真空ポンプ４４の駆動機構にそれぞれ送る。第１の開閉弁４２の弁開閉機構４２ａは、送られてくる圧力信号が第１の設定圧力であるｐ１未満ときに第１の開閉弁４２を開く。第２の開閉弁４６の弁開閉機構４６ａは、送られてくる圧力信号が第１の設定圧力であるｐ１よりも高い値である第２の設定圧力ｐ２以上のときに第２の開閉弁４６を開く。また、真空ポンプ４４の駆動機構は、送られてくる圧力信号が前記第２の設定圧力ｐ２以上のときに真空ポンプ４４を駆動する。
【００２１】
次に、上記の真空度調節装置４０の運転形態を説明する。最初に、図示しない制御機構は、第１の開閉弁４２が閉、第２の開閉弁４６が開の状態で真空ポンプ４４を作動して貯槽内外槽間１４の真空引きを行い、貯槽内外槽間１４の真空度を予め設定した値とする。その状態で、ローリー車のＬＮＧを真空断熱式貯槽１０内へ受け入れる作業を行う。所定量のＬＮＧを受け入れた後、真空断熱式貯槽１０の気相１５の圧力が、第１の設定圧力ｐ１と第２の設定圧力ｐ２の間の圧力ｐａとなるように、貯槽内外槽間１４の真空度を調整する。なお、この例では、気化器２０から消費機器へガスを供給するときの必要圧力を０．２ＭＰａと仮定し、前記第１の設定圧力ｐ１を０．３ＭＰａ、第２の設定圧力ｐ２を０．４ＭＰａと仮定して、以下を説明する。
【００２２】
消費機器側の要請に応じて、真空断熱式貯槽１０内のＬＮＧを気化器２０に払出す。それに応じて真空断熱式貯槽１０内の圧力が低下する。あるいは、真空断熱式貯槽１０が設置してある外的環境あるいは装置そのものに起因する要因によって、真空断熱式貯槽１０内の圧力が低下する場合もある。真空断熱式貯槽１０内の圧力（払出し圧力）が前記第１の設定圧力ｐ１である０．３ＭＰａよりも低くなると消費機器へ悪影響が生じる。
【００２３】
真空断熱式貯槽１０内の圧力は圧力センサー４７により検出されており、その信号は第１と第２の開閉弁４２、４６の弁開閉機構４４ａ、４６ａおよび真空ポンプ４４に送られており、圧力センサー４７が設定圧力ｐ１である０．３ＭＰａ未満の圧力信号を発信した時点で、弁開閉機構４２ａは第１の開閉弁４２を開とする。それにより、Ｎ２ガスボンベ４１内のＮ２ガスが、第１の開閉弁４２および管路４３を通過して、貯槽内外槽間１４内に供給され、貯槽内外槽間１４内の真空度が低下する。それにより、貯槽内外槽間１４での入熱量が多くなり、貯蔵されているＬＮＧの気化が促進される。
【００２４】
ＬＮＧの気化が進むにつれて、真空断熱式貯槽１０内の気相部１５の圧力が上昇する。気相部１５の圧力が前記第２の設定圧力ｐ２である０．４ＭＰａ以上となったときには、圧力センサー４７から送られてくる圧力信号により、真空ポンプ４４が作動を開始し、また弁開閉機構４６ａは第２の開閉弁４６を開く。第２の開閉弁４６の開と同時に、第１の開閉弁４２は閉じられる。
【００２５】
それにより、貯槽内外槽間１４へのＮ２ガスの供給は停止し、同時に、貯槽内外槽間１４の真空引きが進行して、真空度が次第に高くなっていく。それにより、貯槽内外槽間１４での入熱量は少なくなり、貯蔵されているＬＮＧの気化は抑制される。そして、気相部１５内の圧力が第１の設定圧力ｐ１と第２の設定圧力ｐ２の間の圧力値ｐａ（０．３〜０．４ＭＰａ）のいずれかの値となった時点で、図示しない制御機構は、真空ポンプ４４に停止指令を、また弁開閉機構４６ａに第２の開閉弁４６を閉じる指令を出す。
【００２６】
以上のように、本発明による液化ガス用の貯蔵払出し装置およびその運転方法では、従来併設されていた加圧蒸発器を用いることなく、液化ガス用の真空断熱式貯槽からの払出しを、消費機器側の必要圧力を維持した状態で、継続的に行うことができる。そのために、設備の運転コストおよび維持コストを大きく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による液化ガス用の貯蔵払出し装置の一例を示す構成図。
【図２】図１に示す装置における真空度調節装置の一例を示す構成図。
【図３】従来の液化ガス用の貯蔵払出し装置を説明する構成図。
【符号の説明】
【００２８】
ＬＧ…液化ガス、１…液化ガス用の貯蔵払出し装置、１０…真空断熱式貯槽、１１…内槽、１２…外槽、１３…断熱材、１４…貯槽内外槽間、１５…気相、２０…気化器、４０…真空度調節装置、４１…Ｎ２ガスボンベ、４２…第１の開閉弁、４２ａ…弁開閉機構、４４…真空ポンプ、４５…バッファタンク、４６…第２の開閉弁、４６ａ…弁開閉機構、４７…圧力検出手段としての圧力センサー、ｐ１…第１の設定圧力、ｐ２…第２の設定圧力、ｐａ…第１の設定圧力と第２の設定圧力の間の圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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