JP7756444B2 - Cryogenic tank pumping equipment - Google Patents
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Description
この発明は、低温タンクに使用する揚液装置に関するものである。 This invention relates to a liquid pumping device for use in low-temperature tanks.
アンモニア等の低温液体を貯蔵する低温タンクには、貯蔵液を払い出すための揚液装置が組み込まれている。 Cryogenic tanks that store cryogenic liquids such as ammonia are equipped with a pumping device to dispense the stored liquid.
揚液装置は、低温タンクの屋根部上方と底部近傍とにそれぞれ開口部を有する筒形状のポンプコラムと、ポンプコラム内に収納する低温タンク内の貯蔵液を払い出すサブマージドポンプにより構成される。
ポンプコラムの上部には、ヘッドプレートが設けられ、ヘッドプレートから延びるサポートケーブルがサブマージドポンプに接続されており、このサポートケーブルにより、サブマージドポンプをポンプコラム内で巻き降ろし、巻き上げると降昇することができるようになっている。
ポンプコラムの下部には、サブマージドポンプの降昇により開閉するフート弁が設けられ、このフート弁を開閉動作可能な状態で支持するフート弁アダプタ部が接続されている。
サブマージドポンプに接続されたサポートケーブルを巻き降ろし、サブマージドポンプをフート弁アダプタ部内の着座部まで下降させると、サブマージドポンプの先端部がフート弁上部の突起部に載置され、フート弁の上方にあるバネの力に抗してフート弁が開き、フート弁アダプタ部の下部にある液吸込口が開放し、ポンプコラム内に貯蔵液を流入させてサブマージドポンプによる揚液を可能にする。また、揚液終了後は、サブマージドポンプに接続されたサポートケーブルを巻き上げ、ポンプコラム内の着座部から離脱させると、フート弁がバネの力により閉じて、逆止弁として働き、液吸込口が閉止し、ポンプコラム内に低温タンク内の貯蔵液が流入しなくなるようになる。
The liquid pumping device is composed of a cylindrical pump column having openings above the roof and near the bottom of the cryogenic tank, and a submerged pump that pumps out the liquid stored in the cryogenic tank housed within the pump column.
A head plate is provided at the top of the pump column, and a support cable extending from the head plate is connected to the submerged pump. This support cable allows the submerged pump to be lowered within the pump column and raised and lowered by winding it up.
A foot valve that opens and closes as the submerged pump rises and falls is provided at the bottom of the pump column, and a foot valve adapter is connected to support the foot valve in a state that allows it to be opened and closed.
When the support cable connected to the submerged pump is reeled down and the submerged pump is lowered to its seat in the foot valve adapter, the tip of the submerged pump rests on the protrusion at the top of the foot valve, causing the foot valve to open against the force of the spring above it, opening the liquid suction port at the bottom of the foot valve adapter and allowing the stored liquid to flow into the pump column, enabling the submerged pump to pump liquid. After pumping is complete, the support cable connected to the submerged pump is reeled up and removed from its seat in the pump column. The foot valve closes under the force of the spring, acting as a check valve and closing the liquid suction port, preventing the stored liquid from flowing into the pump column.
サブマージドポンプをポンプコラム内から引き抜いてメンテナンスする際は、まずポンプコラム内に残留した貯蔵液の気化ガスがタンク外に漏洩しないように、ポンプコラム内への液吸込口をフート弁で閉止した状態で、ポンプコラム内をN2ガス等の加圧ガスでパージする。N2ガスによるパージは、ポンプコラムに接続されたパージ用配管により、ポンプコラム内にN2ガスを封入し、N2ガスの圧力によりフート弁を強制的に開き、ポンプコラム内に残っている貯蔵液を低温タンク内に排出する。
ポンプコラム内にN2ガスが充満し、低温タンク内にN2ガスが排出される音が聞こえる状態となったら、N2ガスの封入を止め、ポンプコラム内の圧力を開放する。
When the submerged pump is removed from the pump column for maintenance, the pump column is first purged with pressurized gas such as N2 gas while the liquid suction port to the pump column is closed with a foot valve to prevent vaporized gas from the stored liquid remaining in the pump column from leaking out of the tank. To purge with N2 gas, N2 gas is sealed into the pump column through a purge pipe connected to the pump column, and the pressure of the N2 gas forces the foot valve open, discharging the stored liquid remaining in the pump column into the cryogenic tank.
When the pump column is filled with N2 gas and the sound of N2 gas being discharged into the cryogenic tank can be heard, stop charging the N2 gas and release the pressure in the pump column.
次に、ポンプコラム上部開口部を閉塞しているヘッドプレートを取り外して、ヘッドプレートに吊り下げられているリフトケーブルをホイスト等の巻上げ装置に接続し、巻上げ装置を操作してリフトケーブルに吊り下げられているサブマージドポンプをポンプコラム内から引き抜く。
なお、サブマージドポンプをメンテナンスする際は、低温タンク外にタンクの貯蔵液の気化ガスが漏洩しないように、ポンプコラム内がN2ガスでパージされた状態で行う。
特に、低温タンクがアンモニアを貯蔵している場合は、アンモニアが空気より軽く、可燃性かつ毒性を有しているため、メンテナンス時にタンク外に漏洩しないように注意が必要である。
Next, the head plate closing the upper opening of the pump column is removed, and the lift cable hanging from the head plate is connected to a hoist or other hoisting device, and the hoisting device is operated to pull out the submerged pump hanging from the lift cable from inside the pump column.
When performing maintenance on the submerged pump, the pump column is purged with N2 gas to prevent vaporized gas from the liquid stored in the tank from leaking outside the low-temperature tank.
In particular, when ammonia is stored in a cryogenic tank, care must be taken to prevent ammonia from leaking outside the tank during maintenance, as ammonia is lighter than air, flammable, and toxic.
サブマージドポンプのメンテナンスは、ポンプコラム下部に取付けたフート弁アダプタ部の液吸込口をフート弁で閉止した状態で行うが、フート弁で完全に閉止されていない場合、フート弁アダプタ部の下端面とフート弁の上端面の隙間から低温タンクの貯蔵液がポンプコラム内に流入し、ヘッドプレートを開放した際に、ポンプコラム内に流入した貯蔵液の気化ガスが低温タンク外へ漏洩する原因となる。 Maintenance of submerged pumps is performed with the foot valve closing the liquid suction port of the foot valve adapter attached to the bottom of the pump column. However, if the foot valve is not completely closed, the liquid stored in the cryogenic tank will flow into the pump column through the gap between the bottom face of the foot valve adapter and the top face of the foot valve. When the head plate is opened, the vaporized gas from the stored liquid that has flowed into the pump column will leak out of the cryogenic tank.
このようなサブマージドポンプをメンテナンスする際の低温タンクの貯蔵液の気化ガスの漏洩防止が課題となっており、それを解決する低温タンクの揚液装置の構造が求められている。 Preventing leakage of vaporized gas from the liquid stored in the cryogenic tank when performing maintenance on such submerged pumps is an issue, and a cryogenic tank pumping device structure that solves this problem is needed.
これまで、低温タンクの揚液装置の従来技術(特許文献1、2)が開示されている。 Patent documents 1 and 2 disclose conventional technologies for pumping liquid from low-temperature tanks.
特許文献1には、貯槽内に垂直に挿入したポンプバレルの下端開口部にフート弁を取り付け、ポンプバレル下縁上に流体圧作動装置を取り付けると共にこの流体圧作動装置の可動部とフート弁とをスピンドルにより連結した低温液体貯槽に於ける揚液装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a pumping device for a cryogenic liquid storage tank, in which a foot valve is attached to the lower opening of a pump barrel inserted vertically into the storage tank, a fluid pressure actuator is attached to the lower edge of the pump barrel, and the movable part of this fluid pressure actuator is connected to the foot valve by a spindle.
特許文献2には、貯槽内に垂直に装入したポンプバレルの下端開口部にフート弁を取付けると共にポンプバレルの下縁上にスプリングを取り付け、このスプリングとフート弁間をスピンドルにて連結すると共にポンプバレルの下縁上に流体圧作動装置を取り付け、この流体圧作動装置によりフート弁を閉方向に作動するために、流体圧作動装置の可動部とフート弁をスピンドルにて連結して成る低温液体貯槽に於ける揚液装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a liquid pumping device for a cryogenic liquid storage tank, which includes a foot valve attached to the lower opening of a pump barrel inserted vertically into the storage tank, a spring attached to the lower edge of the pump barrel, a spindle connecting the spring and the foot valve, and a fluid pressure actuator attached to the lower edge of the pump barrel. The fluid pressure actuator then operates the foot valve in the closing direction, and the movable part of the fluid pressure actuator is connected to the foot valve by a spindle.
特許文献1、2に記載されている従来技術は、流体圧作動装置とスプリングの各々をポンプコラム下縁の同心円周上に交互に設け、流体圧作動装置に流体を供給し、フート弁を閉止する低温液体貯槽に於ける揚液装置である。 The prior art described in Patent Documents 1 and 2 is a pumping device for a cryogenic liquid storage tank in which fluid pressure actuators and springs are alternately arranged on the concentric circumference of the lower edge of a pump column, supplying fluid to the fluid pressure actuators and closing a foot valve.
従来の低温タンクのサブマージドポンプは、ポンプコラム下部のフート弁アダプタ部の下部に設けたバネの力のみではフート弁の閉止が不十分であり、低温タンクの貯蔵液がフート弁アダプタ部の液吸込口からポンプコラム内に流入し、ポンプコラム上部のヘッドプレート開放時に貯蔵液の気化ガスがタンク外に漏洩する原因となる。 In conventional submerged pumps for cryogenic tanks, the foot valve is not closed sufficiently by the force of the spring attached to the bottom of the foot valve adapter at the bottom of the pump column, causing the stored liquid in the cryogenic tank to flow into the pump column through the liquid suction port of the foot valve adapter, causing vaporized gas from the stored liquid to leak out of the tank when the head plate at the top of the pump column is opened.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ポンプコラム下部に取付けたフート弁アダプタ部の下部にシリンダーを取付け、シリンダーの内部にフート弁に連結された軸部材とバネを設け、フート弁を閉止する際に、シリンダー内に加圧ガスを供給してフート弁を閉止する方向に更に力を付加し、ポンプコラム内への貯蔵液の流入を確実に防止することができる低温タンクの揚液装置を提供する。 The present invention was made in consideration of the above circumstances and provides a cryogenic tank liquid pumping device that attaches a cylinder to the bottom of a foot valve adapter attached to the bottom of a pump column, and installs a shaft member and spring inside the cylinder connected to the foot valve.When closing the foot valve, pressurized gas is supplied into the cylinder to apply additional force in the direction of closing the foot valve, thereby reliably preventing stored liquid from flowing into the pump column.
本発明は、
低温タンクの屋根部を貫通して立設した筒体状のポンプコラムと、
前記ポンプコラムの上部開口部を閉塞するヘッドプレートと、
前記ポンプコラム内に降昇可能に収納されたサブマージドポンプと、
前記サブマージドポンプと前記低温タンクの内殻底部との間にあって、前記サブマージドポンプの降昇により開閉するフート弁と、
前記ポンプコラムの下部に接続され、前記フート弁を開閉動作可能な状態で支持するフート弁アダプタ部と、ここで、該フート弁アダプタ部は前記フート弁と接する下縁部を有しており、
前記フート弁アダプタ部の下部に取付けたシリンダーと、
第1端と第2端を有する軸部材であって、第1端が拡幅してピストン状になっており、反対側の第2端に前記フート弁が接続され、前記第1端が前記シリンダー内において摺動可能に配設されている軸部材と、
前記シリンダーの上壁面と前記軸部材の前記第1端との間に設けたバネと、
前記シリンダーの内部において前記軸部材の前記第1端と前記シリンダーの底面との間の空間に加圧ガスを供給する加圧用配管とを有しており、
前記サブマージドポンプを下方に降ろすと、該サブマージドポンプの重量にて前記フート弁を下方に開放し、前記サブマージドポンプを上方に上げると、前記フート弁を前記バネの力で閉止する前記低温タンクの揚液装置において、
前記フート弁を閉止した状態で、前記加圧用配管により前記シリンダー内部の前記空間に前記加圧ガスを供給し、前記フート弁を閉止する方向に更に力を付加する、低温タンクの揚液装置を提供する。
The present invention provides
a cylindrical pump column erected by penetrating the roof of the cryogenic tank;
a head plate that closes an upper opening of the pump column;
a submerged pump housed in the pump column so as to be able to move up and down;
a foot valve disposed between the submerged pump and the bottom of the inner shell of the cryogenic tank, the foot valve being opened and closed by the rise and fall of the submerged pump;
a foot valve adapter portion connected to a lower portion of the pump column and supporting the foot valve in a state in which the foot valve can be opened and closed; and the foot valve adapter portion having a lower edge portion that contacts the foot valve,
a cylinder attached to a lower portion of the foot valve adapter;
a shaft member having a first end and a second end, the first end being widened to form a piston shape, the foot valve being connected to the opposite second end, and the first end being slidably disposed within the cylinder;
a spring provided between an upper wall surface of the cylinder and the first end of the shaft member;
a pressurizing pipe for supplying pressurized gas to a space between the first end of the shaft member and a bottom surface of the cylinder inside the cylinder,
In the liquid pumping device for a cryogenic tank, when the submerged pump is lowered, the weight of the submerged pump opens the foot valve downward, and when the submerged pump is raised, the force of the spring closes the foot valve,
The liquid pumping device for a cryogenic tank supplies the pressurized gas to the space inside the cylinder through the pressurizing piping while the foot valve is closed, thereby applying further force in the direction of closing the foot valve.
また、本発明は、
前記加圧用配管が前記シリンダーに接続され、前記シリンダー内部の前記空間内に前記加圧ガスを供給する、前記の低温タンクの揚液装置を提供する。
The present invention also provides
The cryogenic tank pumping device is provided such that the pressurizing pipe is connected to the cylinder and supplies the pressurized gas into the space inside the cylinder.
さらに、本発明は、
前記シリンダー内部の前記空間にベローがあり、
前記加圧用配管が前記ベローに接続され、前記ベロー内に前記加圧ガスを供給する、前記の低温タンクの揚液装置を提供する。
Furthermore, the present invention provides
a bellows in the space inside the cylinder;
The pressurizing pipe is connected to the bellows, and the pressurized gas is supplied into the bellows.
さらに、本発明は、
前記シリンダーの前記空間にドーナツ形を呈する中空の袋体があり、
前記加圧用配管が前記袋体に接続され、前記袋体内に前記加圧ガスを供給する、前記の低温タンクの揚液装置を提供する。
Furthermore, the present invention provides
A hollow bag having a doughnut shape is provided in the space of the cylinder,
The liquid pumping device for a cryogenic tank is provided, in which the pressurizing pipe is connected to the bag body and the pressurized gas is supplied into the bag body.
さらに、本発明は、
前記加圧用配管が供給する前記加圧ガスは、
前記ポンプコラム内をパージする加圧ガスと同じ種類のガスである、
前記の低温タンクの揚液装置を提供する。
Furthermore, the present invention provides
The pressurized gas supplied by the pressurizing pipe is
The gas is the same type as the pressurized gas used to purge the pump column.
A liquid lifting device for the cryogenic tank is provided.
本発明は、ポンプコラム内に収納されたサブマージドポンプを引き抜いてメンテナンスする際に、ポンプコラム内への貯蔵液の流入を確実に防止することができる低温タンクの揚液装置を提供する。 The present invention provides a cryogenic tank pumping device that can reliably prevent stored liquid from flowing into a pump column when a submerged pump housed in the pump column is pulled out for maintenance.
本発明に係る低温タンクの揚液装置の一実施形態について図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構成要素の省略または付加、構成要素の形状等の実施形態の変更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。 One embodiment of a cryogenic tank liquid pumping device according to the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5. The present invention is not limited to the following embodiment. Of course, the following components can be omitted or added, and modifications to the embodiment, such as the shape of the components, can be made without departing from the spirit of the present invention. Note that the figures are schematic, depicting only a portion and omitting the detailed structure.
図1は、本発明に係る低温タンクの一実施形態にかかる縦断面図である。低温タンク1は、貯蔵液9を貯蔵する内槽を形成する内殻2と、内殻2と間隔を置いて囲繞し、外槽を形成する外殻3と、内殻2と外殻3の間の空間に断熱材11とを有している。
低温タンク1は、図1に示すように、コンクリート製の基礎12上にパーライトコンクリート等の底部断熱材11aを介し、内殻底部2aが設けられ、内殻底部2a上に内殻側部2bが立設され、内殻側部2b上に内殻屋根部2cが設けられている。
外殻底部3aは、基礎12上に敷設されている。底部断熱材11aよりも外側の外殻底部3a上に、防液堤となるPC製の外殻側部3bが立設されており、外殻側部3b上に外殻屋根部3cが設けられている。シールメタル13は、外殻側部3bの内周面に付設されており、外殻屋根部3cの周縁部は、外殻側部3bの上端部に固定されている。また、内殻側部2bと外殻側部3bとの間には、側部断熱材11bが充填されている。さらに、内殻屋根部2cと外殻屋根部3cとの間には、屋根部断熱材11cが充填されている。
内殻屋根部2c、外殻屋根部3cの屋根形状は、何れも半球状又は欠球状の屋根を採用することができる。
なお、低温タンク1は、図1に示すような平底円筒形だけでなく、縦置円筒形、横置円筒形、球形等の形状とすることもできる。
1 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of a cryogenic tank according to the present invention. The cryogenic tank 1 has an inner shell 2 forming an inner tank for storing a storage liquid 9, an outer shell 3 surrounding the inner shell 2 at a distance and forming an outer tank, and a heat insulating material 11 in the space between the inner shell 2 and the outer shell 3.
As shown in FIG. 1, the cryogenic tank 1 has an inner shell bottom 2a mounted on a concrete foundation 12 with a bottom insulating material 11a such as perlite concrete interposed therebetween, an inner shell side 2b erected on the inner shell bottom 2a, and an inner shell roof 2c mounted on the inner shell side 2b.
The outer shell bottom 3a is laid on a foundation 12. A PC outer shell side 3b, which serves as a liquid barrier, is erected on the outer shell bottom 3a outside the bottom insulation 11a, and an outer shell roof 3c is provided on the outer shell side 3b. A seal metal 13 is attached to the inner peripheral surface of the outer shell side 3b, and the peripheral edge of the outer shell roof 3c is fixed to the upper end of the outer shell side 3b. Side insulation 11b is filled between the inner shell side 2b and the outer shell side 3b. Furthermore, roof insulation 11c is filled between the inner shell roof 2c and the outer shell roof 3c.
The roof shapes of the inner shell roof portion 2c and the outer shell roof portion 3c can both be hemispherical or partially spherical.
The cryogenic tank 1 may have not only a flat-bottomed cylindrical shape as shown in FIG. 1, but also a vertically placed cylindrical shape, a horizontally placed cylindrical shape, a spherical shape, or the like.
低温タンク1が貯蔵する貯蔵液9は、例えば液体アンモニア、液体水素等である。
低温タンク1を構成する内殻2、外殻3等の各部材は、低温タンク1が貯蔵する貯蔵液9に耐性のある材料を使用することができる。例えば、低温圧力容器用鋼材、或いはステンレス材、アルミニウム合金等である。
The liquid 9 stored in the cryogenic tank 1 is, for example, liquid ammonia, liquid hydrogen, or the like.
Each of the components constituting the cryogenic tank 1, such as the inner shell 2 and outer shell 3, can be made of a material that is resistant to the storage liquid 9 stored in the cryogenic tank 1. For example, steel for cryogenic pressure vessels, stainless steel, aluminum alloy, etc.
低温タンク1の揚液装置は、内殻屋根部2c、外殻屋根部3cを貫通して立設した筒体状のポンプコラム5と、ポンプコラム5の上部開口部5aを閉塞するヘッドプレート8と、ヘッドプレート8にサポートケーブル7を介して接続され、ポンプコラム5内に降昇可能に収納されたサブマージドポンプ4と、サブマージドポンプ4と低温タンク1の内殻底部2aとの間にあって、サブマージドポンプ4の降昇により開閉するフート弁6と、ポンプコラム5の下部に接続され、フート弁6を開閉動作可能な状態で支持するフート弁アダプタ部27とを有している。ここで、フート弁アダプタ部27は、フート弁6と接する下縁部を有しており、フート弁アダプタ部27の下部に取付けたシリンダー15と、第1端16aを拡幅してピストン状部を設けてあり、反対側の第2端16bにフート弁6が接続され、第1端16aがシリンダー15内を摺動可能に配設されている軸部材16と、シリンダー15の上壁面と軸部材16の第1端16aの上端面との間に設けたバネ17とを有している。
サブマージドポンプ4を下方に降ろすと、サブマージドポンプ4の重量によりフート弁6が下方に開放され、サブマージドポンプ4を上方に上げると、フート弁6はバネ17の力で閉止する。図1は、フート弁6を開放している状態である。
なお、ポンプコラム5の上部フランジ33とヘッドプレート8は、複数のフランジ取付ボルト31と複数のフランジ取付ナット32で締結されている。
The liquid pumping device for the cryogenic tank 1 comprises a cylindrical pump column 5 that extends through the inner shell roof portion 2c and the outer shell roof portion 3c, a head plate 8 that closes the upper opening 5a of the pump column 5, a submerged pump 4 that is connected to the head plate 8 via a support cable 7 and is housed in the pump column 5 so that it can be raised and lowered, a foot valve 6 that is located between the submerged pump 4 and the inner shell bottom portion 2a of the cryogenic tank 1 and opens and closes when the submerged pump 4 is lowered and raised, and a foot valve adapter portion 27 that is connected to the bottom of the pump column 5 and supports the foot valve 6 in a state that allows it to be opened and closed. Here, the foot valve adaptor part 27 has a lower edge part that contacts the foot valve 6, and comprises a cylinder 15 attached to the lower part of the foot valve adaptor part 27, a shaft member 16 whose first end 16a is widened to provide a piston-like part and whose opposite second end 16b is connected to the foot valve 6, and whose first end 16a is arranged so that it can slide within the cylinder 15, and a spring 17 provided between the upper wall surface of the cylinder 15 and the upper end surface of the first end 16a of the shaft member 16.
When the submerged pump 4 is lowered, the weight of the submerged pump 4 opens the foot valve 6 downward, and when the submerged pump 4 is raised, the foot valve 6 closes due to the force of the spring 17. Figure 1 shows the foot valve 6 in an open state.
The upper flange 33 of the pump column 5 and the head plate 8 are fastened together with a plurality of flange mounting bolts 31 and a plurality of flange mounting nuts 32 .
低温タンク1の揚液装置は、シリンダー15の内部で、軸部材16の第1端16aとシリンダー15の底部の間の空間21に加圧ガス22を供給する加圧用配管14と、ポンプコラム5に接続され、ポンプコラム5内に加圧ガスを導入し、貯蔵液9を低温タンク1内に押し戻してパージするパージ用配管20とを有している。
加圧用配管14とパージ用配管20で供給する加圧ガスは、N2ガスとすることができる。
The liquid pumping device for the cryogenic tank 1 includes a pressurizing pipe 14 that supplies pressurized gas 22 to a space 21 between the first end 16a of the shaft member 16 and the bottom of the cylinder 15 inside the cylinder 15, and a purge pipe 20 that is connected to the pump column 5 and introduces pressurized gas into the pump column 5, forcing the stored liquid 9 back into the cryogenic tank 1 and purging it.
The pressurized gas supplied through the pressurizing pipe 14 and the purge pipe 20 may be N 2 gas.
なお、サブマージドポンプ4は、ポンプコラム5の上部開口部5aを液密に閉塞するヘッドプレート8から巻き下げたサポートケーブル7に接続され、ポンプコラム5内においてサブマージドポンプ4を降昇させるとき、サポートケーブル7を介してサブマージドポンプ4を吊り下げ支持する。また、ヘッドプレート8を貫通してリフトシャフト23が配置されている。リフトシャフト23は、サブマージドポンプ4の降昇時に降昇されて、サポートケーブル7を介してサブマージドポンプ4を支持する。リフトシャフト23の上部には、リフト(図示しない)からのリフトケーブル(図示しない)を連結する連結部材23aが設けられている。
サポートケーブル7は、ポンプコラム5内においてサブマージドポンプ4を降昇させるとき、サブマージドポンプ4を吊り下げ支持する。サポートケーブル7は、金属ワイヤ等により構成されている。サポートケーブル7は、リフトシャフト23とサブマージドポンプ4上部の連結部材4bとに連結されている。
The submerged pump 4 is connected to a support cable 7 wound down from a head plate 8 that liquid-tightly closes the upper opening 5a of the pump column 5, and when the submerged pump 4 is lowered or raised within the pump column 5, the submerged pump 4 is suspended and supported via the support cable 7. A lift shaft 23 is also disposed passing through the head plate 8. The lift shaft 23 is lowered or raised when the submerged pump 4 is lowered or raised, and supports the submerged pump 4 via the support cable 7. A connecting member 23a is provided at the top of the lift shaft 23 to which a lift cable (not shown) from a lift (not shown) is connected.
The support cable 7 suspends and supports the submerged pump 4 when the submerged pump 4 is raised or lowered within the pump column 5. The support cable 7 is made of a metal wire or the like. The support cable 7 is connected to the lift shaft 23 and the connecting member 4b at the top of the submerged pump 4.
図2は、本発明に係る低温タンクの揚液装置を構成するサブマージドポンプとフート弁の詳細構造を示す。(a)はフート弁開放時、(b)はフート弁閉止時の状態を示す。
フート弁6の上端面6aに突起部35が付いており、サブマージドポンプ4を下まで押し下げると、サブマージドポンプ4の先端部4aがフート弁6の突起部35に接触し、サブマージドポンプ4の重量でフート弁6を押し下げて開くことができる。フート弁6の上端面6aとフート弁アダプタ部27の下部フランジ部30の下端面30aとの間に隙間ができ、フート弁アダプタ部27の下部開口部27bから低温タンク1内の貯蔵液9をポンプコラム5内に吸入し、低温タンク1のサブマージドポンプ4を駆動すると、ポンプコラム5内に吸入された貯蔵液9がサブマージドポンプ4によりポンプコラム5内の上まで押し上げられて、ポンプコラム5上部にある払出配管10から排液される。
2A and 2B show the detailed structure of the submerged pump and foot valve that constitute the cryogenic tank pumping device according to the present invention, where (a) shows the state when the foot valve is open and (b) shows the state when the foot valve is closed.
A protrusion 35 is attached to the upper end surface 6a of the foot valve 6, and when the submerged pump 4 is pushed all the way down, the tip 4a of the submerged pump 4 comes into contact with the protrusion 35 of the foot valve 6, and the weight of the submerged pump 4 pushes the foot valve 6 down, opening it. A gap is created between the upper end surface 6a of the foot valve 6 and the lower end surface 30a of the lower flange portion 30 of the foot valve adaptor 27, and the stored liquid 9 in the cryogenic tank 1 is sucked into the pump column 5 through the lower opening 27b of the foot valve adaptor 27. When the submerged pump 4 of the cryogenic tank 1 is driven, the stored liquid 9 sucked into the pump column 5 is pushed up to the top of the pump column 5 by the submerged pump 4 and is discharged from the discharge piping 10 at the top of the pump column 5.
ポンプコラム5下部に接続されるフート弁アダプタ部27は、上部フランジ部28と、筒体部29と、下部フランジ部30で構成されている。
ポンプコラム5の下部フランジ34とフート弁アダプタ部27の上部フランジ部28は、複数のフランジ取付ボルト31と複数のフランジ取付ナット32で締結されている。
なお、フート弁アダプタ部27の下部開口部27bは、フート弁6開放時に、ポンプコラム5内への貯蔵液9の液吸込口となる。
The foot valve adapter portion 27 connected to the lower portion of the pump column 5 is composed of an upper flange portion 28 , a cylindrical portion 29 , and a lower flange portion 30 .
The lower flange 34 of the pump column 5 and the upper flange portion 28 of the foot valve adapter portion 27 are fastened together by a plurality of flange mounting bolts 31 and a plurality of flange mounting nuts 32 .
The lower opening 27b of the foot valve adaptor 27 serves as a liquid suction port for the stored liquid 9 into the pump column 5 when the foot valve 6 is open.
図2の(a)に示す通り、サポートケーブル7を巻き降ろすことによってサブマージドポンプ4が下降し、サブマージドポンプ4の自重でフート弁6が開く構造である。
また、(b)に示す通り、サポートケーブル7を巻き上げることによって、サブマージドポンプ4が上昇し、フート弁6を閉じることができる。
なお、フート弁アダプタ部27の下部の下部フランジ部30に設けたシリンダー15内のバネ17の強さは、サブマージドポンプ4の自重でフート弁6が開く程度に調節されている。
As shown in FIG. 2( a ), the submerged pump 4 is lowered by winding down the support cable 7 , and the foot valve 6 opens under the weight of the submerged pump 4 .
Also, as shown in (b), by winding up the support cable 7, the submerged pump 4 is raised and the foot valve 6 can be closed.
The strength of the spring 17 in the cylinder 15 provided in the lower flange portion 30 at the bottom of the foot valve adapter portion 27 is adjusted so that the foot valve 6 opens under the weight of the submerged pump 4 itself.
サブマージドポンプ4を点検するため、ポンプコラム5内より外部に引き抜く際は、サブマージドポンプ4の運転を停止する。リフトシャフト23の連結部材23aにリフト(図示しない)からのケーブル(図示しない)が連結され、リフトによってリフトシャフト23が持ち上げられることにより、リフトシャフト23に接続されたサポートケーブル7を介してサブマージドポンプ4が上昇し、フート弁6がサブマージドポンプ4の重力から解放され、バネ17の力で閉止した状態となる。リフトシャフト23の位置はスペーサ(図示しない)により上昇した位置で固定されている。この時、パージ用配管20により、ポンプコラム5内に加圧ガスをパージした状態で行う。
次に、加圧用配管14により加圧ガス22をシリンダー15内に供給して加圧し、ポンプコラム5下部に取付けたフート弁アダプタ部27の下部開口部27bをフート弁6で確実に閉止し、低温タンク1内の貯蔵液9のポンプコラム5内への流入及び貯蔵液9の気化ガスの低温タンク1外への漏洩を確実に防止する。
次に、ヘッドプレート8をポンプコラム5上部から取り外し、ヘッドプレート8に接続されているサポートケーブル7を取り外し、ヘッドプレート8に吊り下げられているリフトケーブル(図示しない)をホイスト等の巻上げ装置(図示しない)に巻付けて、巻上げ装置を操作してサブマージドポンプ4をポンプコラム5内から引き抜く。
When the submerged pump 4 is pulled out from inside the pump column 5 for inspection, the operation of the submerged pump 4 is stopped. A cable (not shown) from a lift (not shown) is connected to the connecting member 23a of the lift shaft 23, and when the lift shaft 23 is raised by the lift, the submerged pump 4 rises via the support cable 7 connected to the lift shaft 23, and the foot valve 6 is released from the gravity of the submerged pump 4 and is closed by the force of the spring 17. The position of the lift shaft 23 is fixed in the raised position by a spacer (not shown). At this time, pressurized gas is purged into the pump column 5 through the purge piping 20.
Next, pressurized gas 22 is supplied into cylinder 15 through pressurizing piping 14 to pressurize it, and the lower opening 27b of the foot valve adapter part 27 attached to the bottom of pump column 5 is securely closed with foot valve 6, reliably preventing stored liquid 9 in cryogenic tank 1 from flowing into pump column 5 and vaporized gas of stored liquid 9 from leaking out of cryogenic tank 1.
Next, the head plate 8 is removed from the top of the pump column 5, the support cable 7 connected to the head plate 8 is removed, and the lift cable (not shown) hanging from the head plate 8 is wound around a hoist or other hoisting device (not shown), and the hoisting device is operated to pull out the submerged pump 4 from inside the pump column 5.
ポンプコラム5下部に取付けたフート弁アダプタ部27の下部フランジ部30には、フート弁6閉止時に、下部フランジ部30の下端面30aとフート弁6の上端面6aとの間を封止するリング板状のシール部材24が装着されている。このシール部材24は、PTFE製等である。このシール部材24は、下部フランジ部30に設けたシール溝25に配設されている。
サブマージドポンプ4が上げられて、サブマージドポンプ4の動きと連動してフート弁6が上昇した際に、下部フランジ部30の下端面30aとフート弁6の上端面6aとの面接触が不均一な場合、フート弁6によるフート弁アダプタ部27の下部開口部27bの閉止が不完全となり、低温タンク1内からポンプコラム5内にアンモニア等の貯蔵液9が流入し、貯蔵液9の気化ガスが低温タンク1外に漏洩する原因となる。
そこで、フート弁アダプタ部27の下部の下部フランジ部30に設けたシリンダー15内に加圧ガス22を供給し、フート弁6を閉止する方向に加圧し、下部フランジ部30の下端面30aとフート弁6の上端面6aとの面接触をより強く、かつ均一化して隙間をなくし、ポンプコラム5内への貯蔵液9の流入を完全に防止することができる。
A ring-shaped seal member 24 is attached to the lower flange portion 30 of the foot valve adapter portion 27 attached to the bottom of the pump column 5. When the foot valve 6 is closed, this seal member 24 seals the gap between the lower end surface 30a of the lower flange portion 30 and the upper end surface 6a of the foot valve 6. This seal member 24 is made of PTFE or the like. This seal member 24 is disposed in a seal groove 25 provided in the lower flange portion 30.
When the submerged pump 4 is raised and the foot valve 6 rises in conjunction with the movement of the submerged pump 4, if the surface contact between the lower end surface 30a of the lower flange portion 30 and the upper end surface 6a of the foot valve 6 is uneven, the foot valve 6 will not completely close the lower opening 27b of the foot valve adapter portion 27, causing stored liquid 9 such as ammonia to flow from inside the cryogenic tank 1 into the pump column 5 and causing the vaporized gas of the stored liquid 9 to leak out of the cryogenic tank 1.
Therefore, pressurized gas 22 is supplied into the cylinder 15 attached to the lower flange portion 30 below the foot valve adapter portion 27, pressurizing the foot valve 6 in the direction of closing it. This makes the surface contact between the lower end surface 30a of the lower flange portion 30 and the upper end surface 6a of the foot valve 6 stronger and more uniform, eliminating any gaps and completely preventing the stored liquid 9 from flowing into the pump column 5.
図3は、本発明に係るシリンダーの第1事例の詳細構造を示す。
シリンダー15は、ポンプコラム5下部に取付けたフート弁アダプタ部27の下部の下部フランジ部30の同心円上に等間隔に複数設けられており、各々のシリンダー15に加圧用配管14が取付けられている。
フート弁6に連結された軸部材16は、第1端16aと第2端16bを有し、第1端16aは拡幅してシリンダー状部になっており、反対側の第2端16bにフート弁6が接続され、第1端16aがシリンダー15の内側に摺動可能に配設されている。
軸部材16は、フート弁アダプタ部27の下部フランジ部30の嵌入孔30b及びシリンダー15の底部の嵌入孔15bに挿通されて摺動し、フート弁6の降昇に連動して降昇可能である。
また、シリンダー15の上壁面と軸部材16の第1端16aのピストン状部の上端面との間にバネ17を有している。
さらに、シリンダー15の内部で、軸部材16の第1端16aのピストン状部の下端面より下部に空間21を有している。
加圧用配管14は、シリンダー15に設けた挿入孔15aに接続され、シリンダー15内の空間21内に加圧ガス22を供給する。
(a)のフート弁6開放時は、サブマージドポンプ4が降ろされ、サブマージドポンプ4の自重でフート弁6が押し開かれている。この時、シリンダー15内の空間21内には加圧ガス22が充填されておらず、バネ17はサブマージドポンプ4の自重で押し下げられた分だけ伸長する。
(b)のフート弁6閉止時は、サブマージドポンプ4が上げられて、フート弁6がサブマージドポンプ4の自重から解放され、フート弁6が閉じられている。(a)と同様に、シリンダー15内の空間21内には加圧ガス22が充填されておらず、バネ17はサブマージドポンプ4の自重から解放され、復元力により、(a)のフート弁6開放時よりも短くなる。
(c)のポンプコラム5内への加圧ガスによるパージが終了し、ヘッドプレート8を取り外して、ポンプコラム5を開放する前の段階(以下、タイムシャットと称す)では、加圧用配管14からシリンダー15内の空間21に加圧ガス22を供給し、軸部材16と接続されたフート弁6を閉止する方向に更に力を付加し、ポンプコラム5内への貯蔵液9の液吸込口となるフート弁アダプタ部27の下部開口部27bをフート弁6で確実に閉止した状態となる。
FIG. 3 shows the detailed structure of a first example of a cylinder according to the present invention.
A plurality of cylinders 15 are provided at equal intervals on a concentric circle on a lower flange portion 30 at the bottom of a foot valve adapter portion 27 attached to the bottom of the pump column 5, and a pressurizing pipe 14 is attached to each cylinder 15.
The shaft member 16 connected to the foot valve 6 has a first end 16a and a second end 16b, the first end 16a being widened to form a cylindrical portion, the foot valve 6 being connected to the opposite second end 16b, and the first end 16a being slidably arranged inside the cylinder 15.
The shaft member 16 is inserted and slid through the insertion hole 30b of the lower flange portion 30 of the foot valve adapter portion 27 and the insertion hole 15b at the bottom of the cylinder 15, and can be raised and lowered in conjunction with the raising and lowering of the foot valve 6.
A spring 17 is provided between the upper wall surface of the cylinder 15 and the upper end surface of the piston-shaped portion of the first end 16 a of the shaft member 16 .
Furthermore, inside the cylinder 15 , a space 21 is formed below the lower end surface of the piston-shaped portion of the first end 16 a of the shaft member 16 .
The pressurizing pipe 14 is connected to an insertion hole 15 a provided in the cylinder 15 and supplies pressurized gas 22 into a space 21 within the cylinder 15 .
When the foot valve 6 is open as shown in (a), the submerged pump 4 is lowered and the foot valve 6 is pushed open by the weight of the submerged pump 4. At this time, the space 21 in the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, and the spring 17 is extended by the amount pushed down by the weight of the submerged pump 4.
When the foot valve 6 is closed in (b), the submerged pump 4 is raised, the foot valve 6 is released from the weight of the submerged pump 4, and the foot valve 6 is closed. As in (a), the space 21 in the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, the spring 17 is released from the weight of the submerged pump 4, and the restoring force makes it shorter than when the foot valve 6 is open in (a).
At the stage (c) after purging the interior of the pump column 5 with pressurized gas has been completed and before the head plate 8 is removed and the pump column 5 is opened (hereinafter referred to as time shut), pressurized gas 22 is supplied from the pressurizing pipe 14 to the space 21 within the cylinder 15, and further force is applied in the direction of closing the foot valve 6 connected to the shaft member 16, so that the lower opening 27b of the foot valve adaptor part 27, which serves as the liquid suction port for the stored liquid 9 into the pump column 5, is securely closed by the foot valve 6.
図4は、本発明に係るシリンダーの第2事例の詳細構造を示す。
図3と同じ構造については、説明を省略する。
シリンダー15内の空間21にベロー18があり、加圧用配管14は、ベロー18に接続され、ベロー18内に加圧ガス22を供給する。
ベロー18は、加圧ガス22を供給することにより伸長することが可能な材質とし、例えば金属又は樹脂で構成する。
(a)のフート弁6開放時は、サブマージドポンプ4が降ろされ、サブマージドポンプ4の自重でフート弁6が押し開かれている。この時、シリンダー15内の空間21にあるベロー18内には加圧ガス22が充填されておらず、ベロー18は収縮した状態であり、バネ17はサブマージドポンプ4の自重で押し下げられた分だけ伸長する。
(b)のフート弁6閉止時は、サブマージドポンプ4が上げられて、フート弁6がサブマージドポンプ4の自重から解放され、フート弁6が閉じられている。この時、シリンダー15内の空間21にあるベロー18内には加圧ガス22が充填されておらず、バネ17はサブマージドポンプ4の自重から解放され、復元力により、(a)のフート弁6開放時よりも短くなる。
(c)のタイムシャットでは、シリンダー15内部の空間21にあるベロー18内に加圧ガス22を供給してベロー18を伸長させることにより、軸部材16と接続されたフート弁6を閉止する方向に更に力を付加し、ポンプコラム5内への貯蔵液9の液吸込口となるフート弁アダプタ部27の下部開口部27bをフート弁6で確実に閉止した状態となる。
FIG. 4 shows the detailed structure of a second example of a cylinder according to the present invention.
The description of the same structure as in FIG. 3 will be omitted.
A bellows 18 is placed in a space 21 inside the cylinder 15 , and the pressurizing pipe 14 is connected to the bellows 18 to supply pressurized gas 22 into the bellows 18 .
The bellows 18 is made of a material that can be expanded by supplying pressurized gas 22, and is made of, for example, metal or resin.
When the foot valve 6 is open as shown in (a), the submerged pump 4 is lowered and the foot valve 6 is pushed open by the weight of the submerged pump 4. At this time, the bellows 18 in the space 21 inside the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, the bellows 18 is in a contracted state, and the spring 17 extends by the amount pushed down by the weight of the submerged pump 4.
When the foot valve 6 is closed as shown in (b), the submerged pump 4 is raised, and the foot valve 6 is released from the weight of the submerged pump 4, closing the foot valve 6. At this time, the bellows 18 in the space 21 within the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, and the spring 17 is released from the weight of the submerged pump 4, and due to its restoring force, it becomes shorter than when the foot valve 6 is open as shown in (a).
In the time shut (c), pressurized gas 22 is supplied into the bellows 18 in the space 21 inside the cylinder 15 to expand the bellows 18, thereby applying further force in the direction of closing the foot valve 6 connected to the shaft member 16, and the lower opening 27b of the foot valve adaptor part 27, which serves as the liquid suction port for the stored liquid 9 into the pump column 5, is securely closed by the foot valve 6.
図4の軸部材26は、同心円周上に3以上の挿通孔26eが設けられた第1端26aと、第1端26aの各々の挿通孔26eに挿通され、第2端26bがフート弁6に接続された3以上の棒状部材26cとを有し、第1端26aの各々の棒状部材26cの挿通孔26eの上下がナット26dで固定されることにより、第1端26aの位置が固定されている。
なお、第1端26aは、フランジ等で構成されており、3以上の挿通孔26eが設けられている。
軸部材26の第1端26aは拡幅してシリンダー状になっており、反対側の各々の第2端26bにフート弁6が接続され、第1端26aがシリンダー15の内側に摺動可能に配設されている。
各々の軸状部材26cは、フート弁アダプタ部27の下部フランジ部30の各々の嵌入孔30b及びシリンダー15の底部の各々の嵌入孔15bにそれぞれ挿通されて摺動し、フート弁6の降昇に連動して降昇可能である。
また、シリンダー15の上壁面と軸部材26の第1端26aのピストン状部の上端部との間にバネ17を有している。
さらに、シリンダー15の内部で、軸部材26の第1端26aのピストン状部の下端面より下部に空間21を有しており、空間21にベロー18がある。
ベロー18は、各々の棒状部材26cよりも径方向において内側にあり、周囲を3以上の棒状部材26cに囲繞されているため、ベロー18の位置がずれることがない。また、ベロー18の中心部に軸部材26の棒状部材26cを挿通するための挿通孔を設ける必要もない。
The shaft member 26 in Figure 4 has a first end 26a with three or more insertion holes 26e formed on a concentric circumference, and three or more rod-shaped members 26c that are inserted into each of the insertion holes 26e in the first end 26a and have their second ends 26b connected to the foot valve 6. The position of the first end 26a is fixed by fixing the top and bottom of the insertion holes 26e of each of the rod-shaped members 26c in the first end 26a with nuts 26d.
The first end 26a is configured with a flange or the like, and is provided with three or more insertion holes 26e.
The first end 26a of the shaft member 26 is widened to form a cylinder, and the foot valve 6 is connected to each of the second ends 26b on the opposite side, and the first end 26a is slidably arranged inside the cylinder 15.
Each shaft-shaped member 26c is inserted into and slides through each insertion hole 30b in the lower flange portion 30 of the foot valve adapter portion 27 and each insertion hole 15b in the bottom of the cylinder 15, and can be raised and lowered in conjunction with the raising and lowering of the foot valve 6.
In addition, a spring 17 is provided between the upper wall surface of the cylinder 15 and the upper end of the piston-shaped portion of the first end 26 a of the shaft member 26 .
Furthermore, inside the cylinder 15 , a space 21 is formed below the lower end surface of the piston-shaped portion of the first end 26 a of the shaft member 26 , and the bellows 18 is located in the space 21 .
The bellows 18 is located radially inward of each of the rod-shaped members 26c and is surrounded by three or more rod-shaped members 26c, so there is no misalignment of the bellows 18. In addition, there is no need to provide an insertion hole in the center of the bellows 18 for inserting the rod-shaped members 26c of the shaft member 26 therethrough.
図5は、本発明に係るシリンダーの第3事例の詳細構造を示す。
図3、図4と同じ構造については、説明を省略する。
シリンダー15内部の空間21にドーナツ形を呈する中空の袋体19があり、加圧用配管14は、袋体19に接続され、袋体19内に加圧ガス22を供給する。袋体19に中心孔19aがあり、軸部材16の棒状部材16cを挿通する。袋体19は、加圧ガス22を供給することにより膨張することが可能な材質とし、例えばゴム又はワイヤーメッシュ入りゴムで構成する。
(a)のフート弁6開放時は、サブマージドポンプ4が降ろされ、サブマージドポンプ4の自重でフート弁6が押し開かれている。この時、シリンダー15内の空間21にある袋体19内には加圧ガス22が充填されておらず、袋体19は萎んでおり、バネ17はサブマージドポンプ4の自重で押し下げられた分だけ伸長する。
(b)のフート弁6閉止時は、サブマージドポンプ4が上げられて、フート弁6がサブマージドポンプ4の自重から解放され、フート弁6が閉じられている。この時、シリンダー15内の空間21にある袋体19内には加圧ガス22が充填されておらず、バネ17はサブマージドポンプ4の自重から解放され、復元力により、(a)のフート弁6開放時よりも短くなる。
(c)のタイムシャットでは、シリンダー15内の空間21にある袋体19内に加圧ガス22を供給して膨張させることにより、軸部材16と接続されたフート弁6を閉止する方向に更に力を付加し、ポンプコラム5内への貯蔵液9の液吸込口となるフート弁アダプタ部27の下部開口部27bをフート弁6で確実に閉止した状態となる。
FIG. 5 shows the detailed structure of a third example of a cylinder according to the present invention.
The description of the same structures as those in FIGS. 3 and 4 will be omitted.
A doughnut-shaped hollow bag 19 is placed in a space 21 inside the cylinder 15, and the pressurizing pipe 14 is connected to the bag 19 to supply pressurized gas 22 into the bag 19. The bag 19 has a central hole 19a through which the rod-shaped member 16c of the shaft member 16 is inserted. The bag 19 is made of a material that can expand when pressurized gas 22 is supplied, and is made of, for example, rubber or rubber containing a wire mesh.
When the foot valve 6 is open as shown in (a), the submerged pump 4 is lowered and the foot valve 6 is pushed open by the weight of the submerged pump 4. At this time, the bag 19 in the space 21 within the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, the bag 19 is deflated, and the spring 17 extends by the amount pushed down by the weight of the submerged pump 4.
When the foot valve 6 is closed as shown in (b), the submerged pump 4 is raised, and the foot valve 6 is released from the weight of the submerged pump 4, closing the foot valve 6. At this time, the bag 19 in the space 21 within the cylinder 15 is not filled with pressurized gas 22, and the spring 17 is released from the weight of the submerged pump 4, and its restoring force makes it shorter than when the foot valve 6 is open as shown in (a).
In the time shut (c), pressurized gas 22 is supplied into the bag body 19 in the space 21 inside the cylinder 15, causing it to expand, thereby applying further force in the direction of closing the foot valve 6 connected to the shaft member 16, and the lower opening 27b of the foot valve adaptor part 27, which serves as the liquid suction port for the stored liquid 9 into the pump column 5, is securely closed by the foot valve 6.
シリンダー15の長さの範囲は、少なくともバネ17の自然長よりも長く、フート弁6がサブマージドポンプ4の自重で押し下げられて開いたときに、バネ17がフート弁6が押し下げられた分だけ伸びることができる長さを有している必要がある。
また、フート弁6が閉まる際に、シリンダー15の内部の軸部材16の第1端16aの下からシリンダー15の底部に加圧ガス22で加圧できる空間21若しくはベロー18や袋体19の加圧部材を設けることができる空間21を有している必要がある。
シリンダー15の内径は、フート弁6の軸部材16の第1端16aがシリンダー15の内壁面と干渉せず、軸部材16が降昇する際に支障がなく、シリンダー15の内壁側面と軸部材16の第1端16aのピストン状部の外縁部との間に若干の隙間ができる大きさとする。
バネ17は、サブマージドポンプ4の自重によりフート弁6を開放でき、かつサブマージドポンプ4の自重から解放された際にバネ17の力でフート弁6を閉止できる力を有している。なお、バネ17は、シリンダー15内に収納でき、外径は、シリンダー16の内壁面と干渉しない大きさとする。
The length of the cylinder 15 must be at least longer than the natural length of the spring 17, and must have a length that allows the spring 17 to expand by the amount that the foot valve 6 is pushed down when the foot valve 6 is pushed down and opened by the weight of the submerged pump 4.
Furthermore, when the foot valve 6 is closed, it is necessary to provide a space 21 that can be pressurized with pressurized gas 22 from below the first end 16a of the shaft member 16 inside the cylinder 15 to the bottom of the cylinder 15, or a space 21 in which a pressurizing member such as a bellows 18 or a bag body 19 can be provided.
The inner diameter of the cylinder 15 is set to a size such that the first end 16a of the shaft member 16 of the foot valve 6 does not interfere with the inner wall surface of the cylinder 15, there is no hindrance when the shaft member 16 moves up and down, and there is a slight gap between the inner wall side of the cylinder 15 and the outer edge of the piston-shaped portion of the first end 16a of the shaft member 16.
The spring 17 has a force that allows the foot valve 6 to be opened by the weight of the submerged pump 4, and closes the foot valve 6 by the force of the spring 17 when released from the weight of the submerged pump 4. The spring 17 can be housed within the cylinder 15, and its outer diameter is set to a size that does not interfere with the inner wall surface of the cylinder 16.
以上、本発明の一実施態様につき述べたが、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、本発明に係る加圧用配管14とパージ用配管20で供給する加圧ガスはN2ガスに限らず、その他の種類のガスを使用することもできる。また、加圧用配管14とパージ用配管20で供給する加圧ガスは同一の種類に限らず、異なる種類とすることもできる。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes are possible based on the technical concept of the present invention.
For example, the pressurized gas supplied through the pressurizing pipe 14 and the purge pipe 20 according to the present invention is not limited to N2 gas, but other types of gases may be used. Also, the pressurized gases supplied through the pressurizing pipe 14 and the purge pipe 20 are not limited to the same type, but may be different types.
上記の本発明の各実施形態の低温タンクの揚液装置は、下記の効果を少なくとも1以上有している。
シリンダーの内部にフート弁に連結された軸部材とバネと空間を設け、フート弁を閉止する構造と閉止力を付加する構造が一体化された構造とすることにより、サブマージドポンプを上げた際にバネ力でフート弁を閉止した状態で、シリンダー内の空間に加圧ガスを供給することにより、フート弁を押し上げる方向に更に力を付加することができ、バネ力とガス圧の相乗効果によって、フート弁を確実に閉止することができる。
シリンダーの内部にフート弁に連結された軸部材とバネとベロー或いは袋体が組み込まれた一体化構造とする場合は、シリンダーによってベロー或いは袋体の位置を保持することができ、ベロー内或いは袋体内に加圧ガスを供給し、伸長或いは膨張させることができるため、シリンダーの気密性を考慮することなく、フート弁を閉止する方向に更に力を付加し、フート弁を確実に閉止することができる。
また、シリンダー内のバネの下方に空間或いはベロー或いは袋体を設けることにより、フート弁を閉止する際に、シリンダー全体ではなく、空間或いはベロー内或いは袋体内に加圧ガスを供給することにより、従来よりも小さいガス圧で、素早くフート弁の閉止力を高める効果を得ることができる。
サブマージドポンプをメンテナンスする際に、ポンプコラム内をパージするガスの圧力に打ち勝つガスの圧力をシリンダー内に供給することにより、フート弁を確実に閉止した状態で、ポンプコラム上部のヘッドプレートを取り外すことができるので、ポンプコラム内にアンモニア等の貯蔵液が流入することがなく、貯蔵液の気化ガスがポンプコラムの上部開口部からタンク外部に漏洩することを確実に防止する。
なお本発明は、ポンプコラム下部に取付けたフート弁アダプタ部の下部にシリンダーと、シリンダー内の空間或いはベロー或いは袋体に加圧ガスを供給する加圧用配管等の簡易な設備を追加で設けることにより、容易に実施することができる。また、従来のサブマージドポンプのメンテナンスに、シリンダー内を加圧する工程を追加することにより実施できるため、従来のサブマージドポンプの使用方法を大きく変更することなく、実施することができる。
また、シリンダー内を加圧する加圧ガスとして、ポンプコラム内をパージする加圧ガスと同じ種類のガスを使用することにより、加圧用の別のガスを用意することなく、容易に実施することができる。
The cryogenic tank pumping device according to each embodiment of the present invention has at least one of the following effects.
A shaft member connected to the foot valve, a spring, and space are provided inside the cylinder, integrating the structure that closes the foot valve with the structure that applies the closing force.When the submerged pump is raised, the foot valve is closed by spring force, and by supplying pressurized gas into the space within the cylinder, further force can be applied in the direction of pushing up the foot valve, and the synergistic effect of the spring force and gas pressure can be used to reliably close the foot valve.
When an integrated structure is used in which the shaft member connected to the foot valve, the spring, and the bellows or bag are incorporated inside the cylinder, the position of the bellows or bag can be maintained by the cylinder, and pressurized gas can be supplied into the bellows or bag to stretch or expand it, so that further force can be applied in the direction of closing the foot valve and the foot valve can be closed reliably without having to consider the airtightness of the cylinder.
Furthermore, by providing a space, bellows, or bag below the spring inside the cylinder, pressurized gas is supplied into the space, bellows, or bag rather than the entire cylinder when closing the foot valve, thereby achieving the effect of quickly increasing the closing force of the foot valve with a smaller gas pressure than before.
During maintenance of the submerged pump, by supplying into the cylinder a gas pressure that overcomes the pressure of the gas that purges the inside of the pump column, the head plate at the top of the pump column can be removed with the foot valve securely closed, thereby preventing stored liquid such as ammonia from flowing into the pump column and reliably preventing vaporized gas of the stored liquid from leaking out of the tank from the upper opening of the pump column.
The present invention can be easily implemented by simply adding a cylinder below the foot valve adapter attached to the bottom of the pump column and simple equipment such as pressurization piping to supply pressurized gas to the space within the cylinder or to the bellows or bag. Furthermore, since the present invention can be implemented by adding a process for pressurizing the inside of the cylinder to the maintenance of conventional submerged pumps, it can be implemented without significantly changing the way conventional submerged pumps are used.
Furthermore, by using the same type of gas as the pressurized gas used to purge the inside of the pump column as the pressurized gas used to pressurize the inside of the cylinder, this can be easily implemented without the need to prepare a separate gas for pressurization.
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の構成変更が可能である。 Note that this invention is not limited to the above-described embodiment, and various configuration changes are possible without departing from the spirit of the invention.
1 低温タンク
2 内殻
2a 内殻底部
2b 内殻側部
2c 内殻屋根部
3 外殻
3a 外殻底部
3b 外殻側部
3c 外殻屋根部
4 サブマージドポンプ
4a 先端部
4b 連結部材
5 ポンプコラム
5a 上部開口部
5b 下部開口部
6 フート弁
6a 上端面
7 サポートケーブル
8 ヘッドプレート
9 貯蔵液
10 払出配管
11 断熱材
11a 底部断熱材
11b 側部断熱材
11c 屋根部断熱材
12 基礎
13 シールメタル
14 加圧用配管
15 シリンダー
15a 挿入孔
15b 嵌入孔
16 軸部材
16a 第1端(シリンダー状部)
16b 第2端
16c 棒状部材
17 バネ
18 ベロー
19 袋体
19a 中心孔
20 パージ用配管
21 空間
22 加圧ガス
23 リフトシャフト
23a 連結部材
24 シール部材
25 シール溝
26 軸部材
26a 第1端(シリンダー状部)
26b 第2端
26c 棒状部材
26d ナット
26e 挿通孔
27 フート弁アダプタ部
27a 上部開口部
27b 下部開口部(液吸込口)
28 (フート弁アダプタ部27の)上部フランジ部
29 筒体部
30 (フート弁アダプタ部27の)下部フランジ部
30a 下端面
30b 嵌入孔
31 フランジ取付ボルト
32 フランジ取付ナット
33 (ポンプコラム5の)上部フランジ
34 (ポンプコラム5の)下部フランジ
35 突起部
1. Cryogenic tank
2 Inner shell
2a Inner shell bottom 2b Inner shell side 2c Inner shell roof 3 Outer shell 3a Outer shell bottom 3b Outer shell side 3c Outer shell roof 4 Submerged pump
4a Tip portion 4b Connecting member 5 Pump column 5a Upper opening 5b Lower opening 6 Foot valve 6a Upper end surface 7 Support cable 8 Head plate 9 Storage liquid 10 Discharge pipe 11 Insulation material 11a Bottom insulation material 11b Side insulation material 11c Roof insulation material 12 Foundation 13 Seal metal 14 Pressurizing pipe 15 Cylinder 15a Insertion hole 15b Fitting hole 16 Shaft member 16a First end (cylindrical portion)
16b: Second end 16c: Rod-shaped member 17: Spring 18: Bellows 19: Bag body 19a: Central hole 20: Purge pipe 21: Space 22: Pressurized gas 23: Lift shaft 23a: Connecting member 24: Seal member 25: Seal groove 26: Shaft member 26a: First end (cylindrical portion)
26b Second end 26c Rod-shaped member 26d Nut 26e Insertion hole 27 Foot valve adapter portion 27a Upper opening 27b Lower opening (liquid suction port)
28 Upper flange portion 29 (of foot valve adaptor portion 27) Cylindrical portion 30 Lower flange portion 30a (of foot valve adaptor portion 27) Lower end surface 30b Insertion hole 31 Flange mounting bolt 32 Flange mounting nut 33 Upper flange 34 (of pump column 5) Lower flange 35 (of pump column 5) Projection portion
Claims (5)
前記ポンプコラムの上部開口部を閉塞するヘッドプレートと、
前記ポンプコラム内に降昇可能に収納されたサブマージドポンプと、
前記サブマージドポンプと前記低温タンクの内殻底部との間にあって、前記サブマージドポンプの降昇により開閉するフート弁と、
前記ポンプコラムの下部に接続され、前記フート弁を開閉動作可能な状態で支持するフート弁アダプタ部と、ここで、該フート弁アダプタ部は前記フート弁と接する下縁部を有しており、
前記フート弁アダプタ部の下部に取付けたシリンダーと、
第1端と第2端を有する軸部材であって、第1端が拡幅してピストン状になっており、反対側の第2端に前記フート弁が接続され、前記第1端が前記シリンダー内において摺動可能に配設されている軸部材と、
前記シリンダーの上壁面と前記軸部材の前記第1端との間に設けたバネと、
前記シリンダーの内部において前記軸部材の前記第1端と前記シリンダーの底面との間の空間に加圧ガスを供給する加圧用配管とを有しており、
前記サブマージドポンプを下方に降ろすと、該サブマージドポンプの重量にて前記フート弁を下方に開放し、前記サブマージドポンプを上方に上げると、前記フート弁を前記バネの力で閉止する前記低温タンクの揚液装置において、
前記フート弁を閉止した状態で、前記加圧用配管により前記シリンダー内部の前記空間に前記加圧ガスを供給し、前記フート弁を閉止する方向に更に力を付加する、低温タンクの揚液装置。 a cylindrical pump column erected by penetrating the roof of the cryogenic tank;
a head plate that closes an upper opening of the pump column;
a submerged pump housed in the pump column so as to be able to move up and down;
a foot valve disposed between the submerged pump and the bottom of the inner shell of the cryogenic tank, the foot valve being opened and closed by the rise and fall of the submerged pump;
a foot valve adapter portion connected to a lower portion of the pump column and supporting the foot valve in a state in which the foot valve can be opened and closed; and the foot valve adapter portion having a lower edge portion that contacts the foot valve,
a cylinder attached to a lower portion of the foot valve adapter;
a shaft member having a first end and a second end, the first end being widened to form a piston shape, the foot valve being connected to the opposite second end, and the first end being slidably disposed within the cylinder;
a spring provided between an upper wall surface of the cylinder and the first end of the shaft member;
a pressurizing pipe for supplying pressurized gas to a space between the first end of the shaft member and a bottom surface of the cylinder inside the cylinder,
In the liquid pumping device for a cryogenic tank, when the submerged pump is lowered, the weight of the submerged pump opens the foot valve downward, and when the submerged pump is raised, the force of the spring closes the foot valve,
A liquid pumping device for a cryogenic tank, wherein, with the foot valve closed, the pressurized gas is supplied to the space inside the cylinder through the pressurizing piping, thereby applying further force in the direction of closing the foot valve.
前記加圧用配管が前記ベローに接続され、前記ベロー内に前記加圧ガスを供給する、請求項1に記載の低温タンクの揚液装置。 a bellows in the space inside the cylinder;
2. The liquid pumping device for a cryogenic tank according to claim 1, wherein the pressurizing pipe is connected to the bellows and supplies the pressurized gas into the bellows.
前記加圧用配管が前記袋体に接続され、前記袋体内に前記加圧ガスを供給する、請求項1に記載の低温タンクの揚液装置。 A hollow bag having a doughnut shape is provided in the space of the cylinder,
The liquid pumping device for a cryogenic tank according to claim 1 , wherein the pressurizing pipe is connected to the bag body and supplies the pressurized gas into the bag body.
前記ポンプコラム内をパージする加圧ガスと同じ種類のガスである、
請求項1ないし4のいずれかに記載の低温タンクの揚液装置。
The pressurized gas supplied by the pressurizing pipe is
The gas is the same type as the pressurized gas used to purge the pump column.
5. The liquid pumping device for a cryogenic tank according to claim 1.
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