JPS6338599B2 - - Google Patents
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- JPS6338599B2 JPS6338599B2 JP7273681A JP7273681A JPS6338599B2 JP S6338599 B2 JPS6338599 B2 JP S6338599B2 JP 7273681 A JP7273681 A JP 7273681A JP 7273681 A JP7273681 A JP 7273681A JP S6338599 B2 JPS6338599 B2 JP S6338599B2
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- Japan
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- liquid
- storage tank
- stratification
- tank
- nozzle
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- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
- F17C13/021—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the height as the parameter
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- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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- F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
- F17C13/126—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for large storage containers for liquefied gas
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- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
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- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/05—Size
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- F17C2223/0146—Two-phase
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- F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
- F17C2223/042—Localisation of the removal point
- F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
- F17C2223/047—Localisation of the removal point in the liquid with a dip tube
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- F17C2225/04—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid after transfer
- F17C2225/041—Stratification
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液槽（タンク）内の貯蔵液が複数層に
分離して層状化する現象を検知する方法に関す
る。
分離して層状化する現象を検知する方法に関す
る。
タンク内に比重差のある複数種の液体を収容す
ると複数層に分離して層状化することは広く知ら
れている。しかしながら単に比重差ばかりでな
く、組成や温度差の異なる複数の液体を収容した
場合でも層状化し、また多成分均一液の貯蔵中に
低沸点成分が優先的に蒸発する場合などにも層状
化がみられる。
ると複数層に分離して層状化することは広く知ら
れている。しかしながら単に比重差ばかりでな
く、組成や温度差の異なる複数の液体を収容した
場合でも層状化し、また多成分均一液の貯蔵中に
低沸点成分が優先的に蒸発する場合などにも層状
化がみられる。
たとえば液化天然ガス（LNG）に代表される
常圧低温液化ガスのタンクにおいて、貯蔵液の減
少に伴つて、残液のあるまま新しい液を充填する
と、液の組成にわずかな差を有すること、および
温度差があること等が原因して残液と補充液とが
二層に分離して層状化現象が発生する。上記
LNGの場合層状化が発生すると、上層液の温度
はタンクの上部空間圧力に応じた飽和温度に維持
されるが、下層液の温度はタンク側面および底面
からの熱の侵入および放熱阻止作用のため、上層
液の水頭分の飽和温度まで温度が上昇する。そし
て下層液にこのようなエネルギーが蓄積されて上
層と下層の液密度が等しくなると突然に急激な蒸
発現象（ロールオーバ現象と称す。）が発生し、
最悪の場合にはタンクの内圧上昇のためタンク破
壊を招き大惨事に至ることも予想される。
常圧低温液化ガスのタンクにおいて、貯蔵液の減
少に伴つて、残液のあるまま新しい液を充填する
と、液の組成にわずかな差を有すること、および
温度差があること等が原因して残液と補充液とが
二層に分離して層状化現象が発生する。上記
LNGの場合層状化が発生すると、上層液の温度
はタンクの上部空間圧力に応じた飽和温度に維持
されるが、下層液の温度はタンク側面および底面
からの熱の侵入および放熱阻止作用のため、上層
液の水頭分の飽和温度まで温度が上昇する。そし
て下層液にこのようなエネルギーが蓄積されて上
層と下層の液密度が等しくなると突然に急激な蒸
発現象（ロールオーバ現象と称す。）が発生し、
最悪の場合にはタンクの内圧上昇のためタンク破
壊を招き大惨事に至ることも予想される。
したがつてタンク内の層状化現象はこれを予め
検知し、ロールオーバ現象を未然に防止する必要
がある。
検知し、ロールオーバ現象を未然に防止する必要
がある。
従来においては、タンク内における液の深さ方
向の温度分布を計測して層状化現象を検知してい
た。
向の温度分布を計測して層状化現象を検知してい
た。
しかしながら、液深方向に温度差が発生するの
は層状化が発生してかなりの時間経過後であり、
また温度差が生じるということはロールオーバ現
象の発生が近い段階となつているので従来のよう
な深さ方向の温度差を検知する方法は好ましくな
い。しかも温度測定は周囲温度の影響を受け易い
ので高精度な温度差の測定ができず、判定のパラ
メータとして信頼性に乏しい不具合があつた。
は層状化が発生してかなりの時間経過後であり、
また温度差が生じるということはロールオーバ現
象の発生が近い段階となつているので従来のよう
な深さ方向の温度差を検知する方法は好ましくな
い。しかも温度測定は周囲温度の影響を受け易い
ので高精度な温度差の測定ができず、判定のパラ
メータとして信頼性に乏しい不具合があつた。
本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、貯槽内の層状化
現象を速やかにかつ高精度に検知でき、検知後の
安全等の対策を迅速に行うことができる貯槽液の
層状化検知方法を提供しようとするものである。
ので、その目的とするところは、貯槽内の層状化
現象を速やかにかつ高精度に検知でき、検知後の
安全等の対策を迅速に行うことができる貯槽液の
層状化検知方法を提供しようとするものである。
本発明は、貯槽内の下部にこの貯槽内の液を吸
い込んで吐出するポンプおよびこのポンプにより
吐出された液をこの貯槽液中を通じて液面に向け
て噴射する噴出ノズルを設けるとともに、上記貯
槽内の上部に上記貯槽液の液面を貯槽の外部から
監視する装置を設け、上記噴出ノズルより貯槽液
の液面に向けて噴射液を所定強さで噴射し、上記
液面監視装置によつてこの液面に波動が発生しな
いことを観察して層状化現象の発生を知るように
したことを特徴とする。
い込んで吐出するポンプおよびこのポンプにより
吐出された液をこの貯槽液中を通じて液面に向け
て噴射する噴出ノズルを設けるとともに、上記貯
槽内の上部に上記貯槽液の液面を貯槽の外部から
監視する装置を設け、上記噴出ノズルより貯槽液
の液面に向けて噴射液を所定強さで噴射し、上記
液面監視装置によつてこの液面に波動が発生しな
いことを観察して層状化現象の発生を知るように
したことを特徴とする。
本発明の方法によれば、貯槽内に収容された液
が層状化していない場合は、ポンプを起動して噴
出ノズルから液を所定の強さで噴射するとこの噴
流は容易に液面に達し、このため液面に波動が発
生する。したがつて、この波動を液面監視装置に
より観察すれば貯槽液が層状化していないことを
知ることができる。
が層状化していない場合は、ポンプを起動して噴
出ノズルから液を所定の強さで噴射するとこの噴
流は容易に液面に達し、このため液面に波動が発
生する。したがつて、この波動を液面監視装置に
より観察すれば貯槽液が層状化していないことを
知ることができる。
これに対し、貯槽液が層状化している場合は、
噴出ノズルから噴射された液は層状化の境界面で
噴射流エネルギーが消費されるため液上面に達せ
ず、よつて液面に波動が生じない。このためこの
液面を上記液面監視装置により観察すれば層状化
が発生していることを知ることができる。
噴出ノズルから噴射された液は層状化の境界面で
噴射流エネルギーが消費されるため液上面に達せ
ず、よつて液面に波動が生じない。このためこの
液面を上記液面監視装置により観察すれば層状化
が発生していることを知ることができる。
以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明す
る。
る。
図中１は貯槽、すなわちタンクである。このタ
ンク１の下部には液注入管２が連通されており、
この液注入管２は開閉弁３によつて開閉される。
上記タンク１内には底部に近接してポンプ４が配
置されている。このポンプ４はタンク１内の貯槽
液を吸い込んで、吐出管５に吐出するようになつ
ており、この吐出管５はタンク１の側壁に沿つて
上方に導びかれ、タンク１の天井面６を貫通して
Ｕ字形に曲成され、再びタンク１内に導入されて
底部に導びかれている。そしてこの吐出管５の先
端には噴出ノズル７が接続されており、このノズ
ル７は上方に向つて開口されている。したがつて
ポンプ４に吸い込まれた貯槽液は吐出管５を通じ
てノズル７に送られ、このノズル７から噴流とな
つて液中を上方につまり液面に向かつて噴出され
る。上記タンク１のたとえば天井面６にはモニタ
カメラ８が取り付けられている。このカメラ８は
液面の揺動、波動状態を写すようになつており、
特に上記ノズル７から噴射された噴流によつて起
動する液面の発生具合を監視するようになつてい
る。このカメラ８で写した映像はモニタテレビ９
に写し出されるようになつている。
ンク１の下部には液注入管２が連通されており、
この液注入管２は開閉弁３によつて開閉される。
上記タンク１内には底部に近接してポンプ４が配
置されている。このポンプ４はタンク１内の貯槽
液を吸い込んで、吐出管５に吐出するようになつ
ており、この吐出管５はタンク１の側壁に沿つて
上方に導びかれ、タンク１の天井面６を貫通して
Ｕ字形に曲成され、再びタンク１内に導入されて
底部に導びかれている。そしてこの吐出管５の先
端には噴出ノズル７が接続されており、このノズ
ル７は上方に向つて開口されている。したがつて
ポンプ４に吸い込まれた貯槽液は吐出管５を通じ
てノズル７に送られ、このノズル７から噴流とな
つて液中を上方につまり液面に向かつて噴出され
る。上記タンク１のたとえば天井面６にはモニタ
カメラ８が取り付けられている。このカメラ８は
液面の揺動、波動状態を写すようになつており、
特に上記ノズル７から噴射された噴流によつて起
動する液面の発生具合を監視するようになつてい
る。このカメラ８で写した映像はモニタテレビ９
に写し出されるようになつている。
上記のごとき基本的構成を採用して層状化現象
を検知する方法について、その原理にもとづき説
明する。タンク１内の貯槽液が層状化していない
場合には第１図のようになる。すなわちポンプ４
の起動にもとづきノズル７から噴出された噴射液
は、貯槽液の成分や温度が均一であることから、
そのジエツトエネルギーが貯槽液に吸収される割
合が少く、よつて液中を進んで液上面まで到達す
る。このため液上面は上記噴射液によつて波動を
生じ、比較的激しく揺動することになる。このよ
うな液上面の波動、揺動はモニタカメラ８によつ
て撮影されてモニタテレビ９に写し出される。よ
つて監視員はモニタテレビ９に写し出された液面
の波動具合を観察して層状化のないことを知る。
を検知する方法について、その原理にもとづき説
明する。タンク１内の貯槽液が層状化していない
場合には第１図のようになる。すなわちポンプ４
の起動にもとづきノズル７から噴出された噴射液
は、貯槽液の成分や温度が均一であることから、
そのジエツトエネルギーが貯槽液に吸収される割
合が少く、よつて液中を進んで液上面まで到達す
る。このため液上面は上記噴射液によつて波動を
生じ、比較的激しく揺動することになる。このよ
うな液上面の波動、揺動はモニタカメラ８によつ
て撮影されてモニタテレビ９に写し出される。よ
つて監視員はモニタテレビ９に写し出された液面
の波動具合を観察して層状化のないことを知る。
一方、タンク１内の貯槽液が減少されて液注入
管２から新規な液が補充された場合などには、残
液と補充液との若干の組成差や温度差によつて第
２図のように二層１０，１１に分離し、いわゆる
層状化する。この場合、ノズル７から噴出された
噴射液は上層液１０と下層液１１との境界面１２
に衝突する。この衝突は境界面１２を揺動させる
が、噴射液がこの境界面１２を突き破つて液上面
まで達することは容易でない。この原因は明確で
ないが、上層液１０と下層液１１とではジエツト
エネルギーの吸収率が異なることに起因している
ものと推察される。このため液上面においては噴
射液の影響が少ないから波動を生じなく、またた
とえ生じてもその波動や揺動はきわめて小さい。
よつてこの液面状態をモニタカメラ８を通じてモ
ニタテレビ９で観察すれば層状化が判ることにな
る。
管２から新規な液が補充された場合などには、残
液と補充液との若干の組成差や温度差によつて第
２図のように二層１０，１１に分離し、いわゆる
層状化する。この場合、ノズル７から噴出された
噴射液は上層液１０と下層液１１との境界面１２
に衝突する。この衝突は境界面１２を揺動させる
が、噴射液がこの境界面１２を突き破つて液上面
まで達することは容易でない。この原因は明確で
ないが、上層液１０と下層液１１とではジエツト
エネルギーの吸収率が異なることに起因している
ものと推察される。このため液上面においては噴
射液の影響が少ないから波動を生じなく、またた
とえ生じてもその波動や揺動はきわめて小さい。
よつてこの液面状態をモニタカメラ８を通じてモ
ニタテレビ９で観察すれば層状化が判ることにな
る。
したがつて新しい液を注入した場合などには、
その注入時から継続してノズル７から噴射液を噴
射し、液面状態を連続的に観察してゆけば、液面
が静止もしくは波動や揺動が小さくなることによ
つて層状化を知ることができる。
その注入時から継続してノズル７から噴射液を噴
射し、液面状態を連続的に観察してゆけば、液面
が静止もしくは波動や揺動が小さくなることによ
つて層状化を知ることができる。
なお上記原理について模型実験を行つた例を説
明する。
明する。
ノズル７の口径を２mmとし、噴射流量を0.2
m3／ｈに設定してなるタンク内に、種々の液体を
貯槽し、これが層状化したときに上記噴射条件で
噴射流を発生させた。この結果、上層液１０と下
層液１１との比重差が１％以上あり、しかもノズ
ル吐出口先端と境界面との距離が32cm以上であれ
ば、層状化しているときに上層液１０の上面には
波動や揺動が生じないことが認められた。
m3／ｈに設定してなるタンク内に、種々の液体を
貯槽し、これが層状化したときに上記噴射条件で
噴射流を発生させた。この結果、上層液１０と下
層液１１との比重差が１％以上あり、しかもノズ
ル吐出口先端と境界面との距離が32cm以上であれ
ば、層状化しているときに上層液１０の上面には
波動や揺動が生じないことが認められた。
これに対し、層状化していない場合には、上記
と同じ噴射条件でノズル吐出口先端と液上面との
距離が172cmであつても噴射液が液上面に達して
波動が発生することが判つた。
と同じ噴射条件でノズル吐出口先端と液上面との
距離が172cmであつても噴射液が液上面に達して
波動が発生することが判つた。
したがつて検知しようとする液体の種類や液面
高さ等に応じてノズル口径や噴射流量を適宜選択
採用すれば、この原理にもとづき層状化の有無を
検知できることができる。
高さ等に応じてノズル口径や噴射流量を適宜選択
採用すれば、この原理にもとづき層状化の有無を
検知できることができる。
このような層状化検知方法によると、層状化の
始まる前兆段階や層状化の初期段階でもその具合
を知ることができ、従来の温度分布測定法に比べ
て層状化を知る時期を早くすることができる。こ
のことは層状化後の対策に時間的余裕をもつて対
応できるばかりでなく、たとえばLNGタンクな
どで発生が心配されるロールオーバ現象を未然に
防止できるようになり、安全性が向上する。
始まる前兆段階や層状化の初期段階でもその具合
を知ることができ、従来の温度分布測定法に比べ
て層状化を知る時期を早くすることができる。こ
のことは層状化後の対策に時間的余裕をもつて対
応できるばかりでなく、たとえばLNGタンクな
どで発生が心配されるロールオーバ現象を未然に
防止できるようになり、安全性が向上する。
しかも噴射液をノズル７から噴射させる場合、
周囲温度などの影響を受けないので高精度な検知
も可能になる。
周囲温度などの影響を受けないので高精度な検知
も可能になる。
なお、上記実施例にあつては、液上面の運動状
況をモニタカメラ８を通じてモニタテレビ９で観
察するようにしたが、たとえばサイトグラスや液
面計、フロートゲージなどによつても検知するこ
とができるので実施例には限らない。
況をモニタカメラ８を通じてモニタテレビ９で観
察するようにしたが、たとえばサイトグラスや液
面計、フロートゲージなどによつても検知するこ
とができるので実施例には限らない。
また本発明はLNGタンクばかりでなく、LNG
タンクや低温液化ガスタンクなどの安全対策にも
使用することができ、またその他複数種の液を混
合したタンクなどで、層状化の防止が望まれるよ
うなときの検知手段にも適用可能である。
タンクや低温液化ガスタンクなどの安全対策にも
使用することができ、またその他複数種の液を混
合したタンクなどで、層状化の防止が望まれるよ
うなときの検知手段にも適用可能である。
以上詳述した通り本発明は、貯槽内の下部に設
けた噴出ノズルから液上面に向けて噴流液を所定
の強さで噴射し、この噴射エネルギーによつて液
上面が波動等の運動を生じる状態を外部液面監視
装置によつて観察するようにし、層状化している
場合には液上面の運動がほとんどないことを利用
して層状化の有無を検知するようにしたものであ
る。したがつてこの方法はノズルから液を噴出さ
せるだけであるため周囲雰囲気の影響を受け難
く、検知が高精度に行える。また層状化の初期段
階で検知できるので層状化後に必要とされる対策
や処理を速やかに行えるなどの利点がある。
けた噴出ノズルから液上面に向けて噴流液を所定
の強さで噴射し、この噴射エネルギーによつて液
上面が波動等の運動を生じる状態を外部液面監視
装置によつて観察するようにし、層状化している
場合には液上面の運動がほとんどないことを利用
して層状化の有無を検知するようにしたものであ
る。したがつてこの方法はノズルから液を噴出さ
せるだけであるため周囲雰囲気の影響を受け難
く、検知が高精度に行える。また層状化の初期段
階で検知できるので層状化後に必要とされる対策
や処理を速やかに行えるなどの利点がある。
図面は本発明方法の一実施例を説明するもので
あり、第１図は非層状化状態を示す図、第２図は
層状化した状態を示す図である。 １……タンク、４……ポンプ、７……噴出ノズ
ル、８……モニタカメラ、９……モニタテレビ。
あり、第１図は非層状化状態を示す図、第２図は
層状化した状態を示す図である。 １……タンク、４……ポンプ、７……噴出ノズ
ル、８……モニタカメラ、９……モニタテレビ。
Claims (1)
- １ 貯槽内の下部にこの貯槽内の液を吸い込んで
吐出するポンプおよびこのポンプにより吐出され
た液をこの貯槽液中を通じて液面に向けて噴射す
る噴出ノズルを設けるとともに、上記貯槽内の上
部に上記貯槽液の液面を貯槽の外部から監視する
装置を設け、上記噴出ノズルより貯槽液の液面に
向けて噴射液を所定の強さで噴射し、上記液面監
視装置によつて液面に波動が発生しないことを観
察して層状化現象の発生を知るようにしたことを
特徴とする貯槽液の層状化現象検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7273681A JPS57190197A (en) | 1981-05-14 | 1981-05-14 | Detecting method of stratified phenomenon in tank storage liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7273681A JPS57190197A (en) | 1981-05-14 | 1981-05-14 | Detecting method of stratified phenomenon in tank storage liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57190197A JPS57190197A (en) | 1982-11-22 |
| JPS6338599B2 true JPS6338599B2 (ja) | 1988-08-01 |
Family
ID=13497936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7273681A Granted JPS57190197A (en) | 1981-05-14 | 1981-05-14 | Detecting method of stratified phenomenon in tank storage liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57190197A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103206614B (zh) * | 2013-04-01 | 2015-05-20 | 中山大学 | 用于承压储罐的bleve事故监测的预警装置及方法 |
| US10098274B1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-10-16 | Michael J. Meier | Compost insertion apparatus |
| CN108561751A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-21 | 安徽巨力能源有限公司 | 一种天然气存储罐安全环境监控系统 |
| KR102732330B1 (ko) * | 2018-05-30 | 2024-11-20 | 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈 | 액화 가스 저장 장치 |
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-
1981
- 1981-05-14 JP JP7273681A patent/JPS57190197A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57190197A (en) | 1982-11-22 |
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