特許 5977071 液化ガスタンクのリード管の先端構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5977071

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】液化ガスタンクのリード管の先端構造

(51)【国際特許分類】

   F17C 6/00 20060101AFI20160817BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   F17C6/00

   F17C13/00 302A

   F17C13/00 302D

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-95636(P2012-95636)

(22)【出願日】2012年4月19日

(65)【公開番号】特開2013-221612(P2013-221612A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2015年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110011

【氏名又は名称】トーヨーカネツ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003285

【氏名又は名称】千代田化工建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】桑原 直弘

(72)【発明者】

【氏名】中田 元晴

(72)【発明者】

【氏名】大江 知也

(72)【発明者】

【氏名】前川 宗則

(72)【発明者】

【氏名】入倉 基樹

【審査官】 西 秀隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２４０８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０７９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ ６／００

Ｆ１７Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガスタンク（１００）内において液化ガスを受け入れる液化ガスタンクのリード管の先端構造であって、
前記リード管における上下方向に延びる主管（２）の下端部に設けられ、前記主管（２）が延びる方向と交差する方向へ、受け入れた前記液化ガスを吐出するノズル管（４）、を備え、
前記ノズル管（４）の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部（７，８）が形成され、
前記抵抗部（７，８）は、前記ノズル管（４）の前記先端側を先細りとすることによって構成されていることを特徴とする液化ガスタンクのリード管の先端構造。

【請求項2】

液化ガスタンク（１００）内において液化ガスを受け入れる液化ガスタンクのリード管の先端構造であって、
前記リード管における上下方向に延びる主管（２）の下端部に設けられ、前記主管（２）が延びる方向と交差する方向へ、受け入れた前記液化ガスを吐出するノズル管（２４）、を備え、
前記ノズル管（２４）の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部（２７）が形成され、
前記抵抗部（２７）は、前記ノズル管（２４）内における前記液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材（２５）を前記ノズル管（２４）内に配置することによって構成されていることを特徴とする液化ガスタンクのリード管の先端構造。

【請求項3】

液化ガスタンク（１００）内において液化ガスを受け入れる液化ガスタンクのリード管の先端構造であって、
前記リード管における上下方向に延びる主管（２）の下端部に設けられ、前記主管（２）が延びる方向と交差する方向へ、受け入れた前記液化ガスを吐出するノズル管（３４，４４，５４）、を備え、
前記ノズル管（３４，４４，５４）の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部（３７，４７，５７）が形成され、
前記抵抗部（３７，４７，５７）は、前記ノズル管（３４，４４，５４）内における前記液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材（３５，４５，５５）を前記ノズル管（３４，４４，５４）の先端、又は前記ノズル管（３４，４４，５４）内に固定することによって構成されていることを特徴とする液化ガスタンクのリード管の先端構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化ガスタンク内において液化ガスを受け入れる液化ガスタンクのリード管の先端構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液化ガスタンク内において液化ガスを受け入れるリード管の先端構造として、特許文献１に示すものが知られている。このような従来のリード管について、図５を用いて説明する。図５は、液化天然ガス（ＬＮＧ）などの低温の液化ガスを貯蔵する液化ガスタンク１００の一例を示している。図５に示す液化ガスタンク１００には、従来のリード管２００が適用されている。液化ガスタンク１００内における底部側の領域には、受け入れ液化ガスＬＧが貯蔵液ＳＬとして貯蔵されている。また、液化ガスタンク１００内における上側の領域には、液化ガスが気化した状態のガス（ボイルオフガス）ＢＯＧが貯蔵されている。図５に示す液化ガスタンク１００には、外部から液化ガスＬＧを受け入れるための受け入れ構造１１０が設けられている。

【0003】

この受け入れ構造１１０は、外部の運搬船などから受け入れ液化ガスＬＧを受け入れるための受け入れ管１２０と、従来のリード管２００とを備えて構成されている。受け入れ管１２０は、外部から液化ガスタンク１００のドーム状のタンク屋根を貫通するように延びている。リード管２００は、液化ガスタンク１００内の上側の領域にて受け入れ管１２０から液化ガスＬＧを受け入れ、液化ガスタンク１００内の底部側の領域における貯蔵液ＳＬ内にて液化ガスＬＧを吐出している。リード管２００は上端側において開放されている。仮に、タンク屋根を貫通する受け入れ管１２０がそのまま液化ガスタンク１００の底部まで延ばされた場合、高低差の影響によって管内で液化ガスＬＧの圧力が低下して沸騰現象が起こり、ガスと液の二相流状態となって振動が発生してしまう。従って、図５のような受け入れ構造１１０によってリード管２００で開放することで上記問題の発生を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−１１３４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図５に示すように、従来のリード管２００の先端構造は、上下方向に延びる主管２０１の下端において水平方向に延びるノズル管２０２を備えている。このノズル管２０２は、主管２０１と直交する水平方向の両側へ向かって同径で延びており、液化ガスＬＧは、当該ノズル管２０２の先端から液化ガスタンク１００内へ吐出されている。ここで、受け入れ管１２０から吐出された液化ガスＬＧによって、タンク内のガスＢＯＧがリード管２００内に巻き込みガスＢＯＧ１として巻き込まれる。従来のリード管２００にあっては、このような巻き込みガスＢＯＧ１の量が多くなってしまうことによって、液化ガスタンク１００内の圧力が低下してしまうという問題があった。液化ガスタンク１００内の圧力が低下してしまった場合、液化ガスタンク１００内への液化ガスＬＧの搬入作業に支障が出てしまうなどの問題が発生する。

【0006】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、巻き込みガスの巻き込み量を抑制することのできる液化ガスタンクのリード管の先端構造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】

【0007】

ここで、本発明者らは、鋭意研究の結果、図２に示すように、巻き込みガスＢＯＧ１と、リード管内を下降する下降ガスＢＯＧ２と、リード管内を上昇する上昇ガスＢＯＧ４との間の関係性を見出すと共に、巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を抑制することのできる方法を見出すに至った。具体的に、図２に示すように、リード管の上端側において、液化ガスタンク内のガスがリード管内に巻き込みガスＢＯＧ１として巻き込まれ、当該巻き込みガスＢＯＧ１がリード管内を落下する液化ガスに引き込まれて下降ガスＢＯＧ２として流下する。また、下降ガスＢＯＧ２の一部はノズル管からリード管の外側に流出すると共に、他の下降ガスＢＯＧ２の一部はリード管内を上昇して再び下降ガスＢＯＧ２として流下する。このように、本発明者らは、下降ガスＢＯＧ２の流量は、巻き込みガスＢＯＧ１及び上昇ガスＢＯＧ４の流量の和であることを見出し、上昇ガスＢＯＧ４の流量を増加させることによって巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を減少させることができることを見出した。そこで本発明者らは、更に研究を重ねた結果、リード管の吐出口側における流動抵抗を高めることによって、上昇ガスＢＯＧ４の流量を増加させることができることを見出した。

【0008】

そこで、本発明に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造は、液化ガスタンク内において液化ガスを受け入れるリード管の先端構造であって、上下方向に延びる主管の下端部に設けられ、主管が延びる方向と交差する方向へ、受け入れた液化ガスを吐出するノズル管と、を備え、ノズル管の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部が形成されていることを特徴とする。

【0009】

本発明に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造は、上下方向に延びる主管と、当該主管の下端部に設けられたノズル管とを備えている。従って、リード管の主管の上端側から受け入れられた液化ガスは、リード管の主管内を落下し、液面より下側におけるノズル管から吐出される。ここで、ノズル管の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部が形成されている。従って、液化ガスを吐出するノズル管において、リード管内にとどまる下降ガスＢＯＧ２が増加する。すなわち、上昇ガスＢＯＧ４の流量が増加し、この結果としてリード管内への巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量が減少する。以上によって、本発明に係るリード管の先端構造によれば、巻き込みガスの巻き込み量を抑制することができる。

【0010】

また、本発明に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造において、抵抗部は、ノズル管の先端側を先細りとすることによって構成されている。このような構成によれば、ノズル管の先端側、すなわち吐出口側に近づくにつれて徐々に管径が小さくなっているため、流動抵抗を高くすることができる。また、このような構成においては、ノズル管内における液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材を配置する場合に比して、流動抵抗を大きくすることができる。また、ノズル管内における液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材を配置する場合に比して、抵抗部を構成する部材に対する負荷を小さくし、構造的な強度を確保することができる。すなわち、流動抵抗を高めると共に高い構造強度を確保することができる。

【0011】

また、本発明に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造において、抵抗部は、ノズル管内における液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材を先端側に配置することによって構成されていることが好ましい。このような構造によれば、ノズル管内において先端側、すなわち吐出口側へ向かう液化ガスは、当該液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材と接触して抵抗を受けながら流れる。これによって、流動抵抗を高めることができる。また、抵抗部材は液化ガスの流れに沿って延びる構成とされているため、大きな負荷を受けず、構造的な強度を確保することができる。

【0012】

また、本発明に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造において、抵抗部は、ノズル管内における液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材を先端側に配置することによって構成されていることが好ましい。このような構造によれば、ノズル管内において先端側、すなわち吐出口側へ向かう液化ガスは、当該液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材によって、流れを遮られて抵抗を受ける。これによって、流動抵抗を高めることができる。また、抵抗部材は液化ガスの流れを遮るように広がっているため、流動抵抗を大きくすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、巻き込みガスの巻き込み量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造を示す断面図である。

【図2】リード管内、及び当該リード管付近のガスの流れを模式的に示した模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造についての解析結果を示す図である。

【図4】変形例に係る液化ガスタンクのリード管の先端構造の抵抗部の構成を示す図である。

【図5】液化ガスタンクの構成、及び従来のリード管の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係る液化ガスタンクのリード管１の先端構造を示す断面図である。本発明の先端構造を有するリード管１は、図５で示す従来のリード管と同じく、液化ガスタンク１００内において液化ガスを受け入れるためのものである。なお、本実施形態に係る先端構造１０を有するリード管１が適用される液化ガスタンク１００及び受け入れ管１２０の構成は、図５に示すものと同様である。本実施形態に係る先端構造１０を有するリード管１において扱うことのできる液化ガスＬＧは、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）などが挙げられる。図１に示すように、リード管１は、タンク内において上下方向に延びる主管２と、主管２の上端部に設けられた受け入れ部３と、先端構造１０と、を備えて構成されている。本実施形態に係る先端構造１０は、主管２の下端部に設けられるノズル管４を備えて構成されている。このリード管１は、液化ガスタンク内の上側における領域において受け入れ管１２０の吐出口付近を受け入れ部３で取り囲むと共に、ノズル管４が液化ガスタンク内の底部側における領域の貯蔵液ＳＬ内に浸漬されるように配置されている。

【0017】

主管２は、上下方向に真っ直ぐに延びる直管である。主管２の外径及び内径は、上下方向において一定となる。貯蔵液ＳＬの液面ＬＦ（すなわち、主管２内における液面）の位置は、主管２の上下方向におけるいずれかの位置となる。なお、液面ＬＦの高さは特に限定されず、図１や図５に示される位置よりも高くてもよく、低くてもよい。受け入れ管１２０から吐出された受け入れ液化ガスＬＧは、主管２の内壁面２ａと接触しないように主管２内を落下する。これによって、主管２の内壁面２ａと液化ガスＬＧとの間に空間（図１においてＳＰで示される）が形成される。この空間ＳＰ内においては、後述で詳細に説明する上昇ガスＢＯＧ４が上昇している（図２参照）。主管２の内径は、少なくとも空間ＳＰを形成できる大きさであれば特に限定されず、従来のリード管と同等の寸法を採用することができ、例えば４００〜３０００ｍｍとなり、長さは１８〜４０ｍとなる。なお、主管２の内径は上下方向において一定であるため、空間ＳＰの大きさも液面ＬＦの位置によらず一定とすることができる。すなわち、液面ＬＦの高さによらず、上昇ガスＢＯＧ４のための十分なスペースを確保することができる。

【0018】

受け入れ部３は、主管２の上端部分における内径及び外径を大きくすることによって構成されている。また、受け入れ部３の上端には上壁などが設けられておらず、開口部３ａが形成されており、これによってリード管１が開放されている。この開口部３ａから巻き込みガスＢＯＧ１がリード管１に流入する。

【0019】

ノズル管４は、主管２の下端において当該主管２が延びる方向と交差する方向へ延びることによって、液化ガスＬＧを当該方向へ吐出するものである。本実施形態では、ノズル管４は、上下方向と直交するように水平方向へ延びており、図１に示される水平方向である方向Ｄ１及び方向Ｄ２へ向かって受け入れた液化ガスＬＧを吐出する。方向Ｄ１と方向Ｄ２は、互いに反対方向となっている。このノズル管４は、吐出側である先端側が先細りとされたレデューサ構造とされることによって、従来のノズル管に比して流動抵抗が高められた構成となっている。

【0020】

具体的に、ノズル管４は、主管２の下端に接続される直管部６と、当該直管部６の一方の先端側に形成された抵抗部７と、直管部６の他方の先端側に形成された抵抗部８と、を備えている。直管部６は、主管２の下端から方向Ｄ１及び方向Ｄ２へ向かって真っ直ぐに延びる直管によって構成されている。これによって、液化ガスＬＧは、液面ＬＦ側から下方へ向かうと共にノズル管４の直管部６において方向Ｄ１及び方向Ｄ２へ分岐する。なお、直管部６の長さは特に限定されず、図１に示す長さより長くしても短くしてもよい。また、直管部６の内径や外径は、図１においては主管２と同径に設定されているが、特に限定されない。すなわち、直管部６の内径は、少なくともリード管１内で液面ＬＦが上昇して溢れない大きさであれば特に限定されず、従来のノズル管（例えば図５のノズル管２０２）と同等の寸法を採用することができ、例えば４００〜３０００ｍｍとなる。

【0021】

抵抗部７は、方向Ｄ１へ向かって流れる液化ガスＬＧ及び当該液化ガスに含まれるガスの流れに対する流動抵抗を高める部分である。抵抗部７は、ノズル管４の一方の先端側を先細りとすることによって構成されている。すなわち、抵抗部７は、直管部６の一方の端部から方向Ｄ１へ向かって外径及び内径が減少する円錐台状の壁部９によって構成されている。当該壁部９の先端には、開口部が形成されることによって吐出口７ａが形成されており、液化ガスＬＧは、当該吐出口７ａから貯蔵液ＳＬへ吐出される。抵抗部７によって、図５に示すような直管のみで構成される従来のノズル管に比して、流動抵抗を増加させることができる。なお、抵抗部７の方向Ｄ１における長さ、及び吐出口７ａの径は特に限定されない。図１において角度αで示されている壁部９の傾き角度は、２０°以上とすることが好ましい。壁部９の角度αを２０°以上とすることによって抵抗部７は、流動抵抗を増加させる機能を十分に発揮することができる。壁部９の角度αは、少なくとも９０°未満であればよい。後述の図４（ｃ）に示す構成（角度α＝９０°の場合に該当する）に比して、抵抗部７を構成する部材に対する負荷を小さくし、構造的な強度の確保を優先する場合は、角度αを８０°以下とすることが好ましく、角度αを６０°以下とすることがより好ましい。構造的な強度の確保と流動抵抗の増加機能の確保とのバランスを考慮する場合、角度αを４５°以下とすることが好ましい。製造時においては、壁部９の角度を設定した後、当該角度に応じて吐出口７ａの内径を設定する。吐出口７ａの内径は、少なくともリード管１内で液面ＬＦが上昇して溢れない大きさに設定される。この内径は、受け入れ管１２０からの液化ガスＬＧの流量や受け入れ管１２０の高さなどの条件によって変動するものであるため、本実施形態に係る先端構造１０が適用される液化ガスタンクやリード管に係る条件に合わせて設定される。吐出口７ａの内径は、リード管１内で液面ＬＦが上昇して溢れない範囲内であれば吐出口７ａの内径はどのように設定してもよいが、流動抵抗を十分に増加させるために範囲内における下限付近にすることが好ましい。特に、吐出口７ａの内径が直管６の内径と略同等で、壁部９の長さが極めて小さい場合は、十分に流動抵抗を増加できず本実施形態に係る先端構造１０の作用・効果を奏しないため、壁部９を設けないノズル管と比較して上昇ガスＢＯＧ４を増加できる程度に吐出口７ａの内径を小さくすることが好ましい。例えば、従来のノズル管の先端に、内周側へ向かって突出する（例えば、強度確保や先端部分の形状安定を目的として設けられている）僅かな肉盛部が形成されているものは、十分に流動抵抗を増加させることはできない。

【0022】

抵抗部８は、方向Ｄ２へ向かって流れる液化ガスＬＧ及び当該液化ガスに含まれるガスの流れに対する流動抵抗を高める部分である。抵抗部８は、ノズル管４の他方の先端側を先細りとすることによって構成されている。すなわち、抵抗部８は、直管部６の他方の端部から方向Ｄ２へ向かって外径及び内径が減少する円錐台状の壁部１１によって構成されている。当該壁部１１の先端には、開口部が形成されることによって吐出口８ａが形成されており、液化ガスＬＧは、当該吐出口８ａから貯蔵液ＳＬへ吐出される。抵抗部８によって、図５に示すような直管のみで構成される従来のノズル管に比して、流動抵抗を増加させることができる。なお、抵抗部８の方向Ｄ２における長さ、及び吐出口８ａの径は特に限定されない。図１において角度βで示されている壁部１１の傾き角度は、２０°以上とすることが好ましい。壁部１１の角度βを２０°以上とすることによって抵抗部８は、流動抵抗を増加させる機能を十分に発揮することができる。壁部１１の角度βは、少なくとも９０°未満であればよい。後述の図４（ｃ）に示す構成（角度β＝９０°の場合に該当する）に比して、抵抗部８を構成する部材に対する負荷を小さくし、構造的な強度の確保を優先する場合は、角度βを８０°以下とすることが好ましく、角度βを６０°以下とすることがより好ましい。構造的な強度の確保と流動抵抗の増加機能の確保とのバランスを考慮する場合、角度βを４５°以下とすることが好ましい。製造時においては、壁部１１の角度を設定した後、当該角度に応じて吐出口８ａの内径を設定する。吐出口８ａの内径は、少なくともリード管１内で液面ＬＦが上昇して溢れない大きさに設定される。この内径は、受け入れ管１２０からの液化ガスＬＧの流量や受け入れ管１２０の高さなどの条件によって変動するものであるため、本実施形態に係る先端構造１０が適用される液化ガスタンクやリード管に係る条件に合わせて設定される。吐出口８ａの内径は、リード管１内で液面ＬＦが上昇して溢れない範囲内であれば吐出口８ａの内径はどのように設定してもよいが、流動抵抗を十分に増加させるために範囲内における下限付近にすることが好ましい。特に、吐出口８ａの内径が直管６の内径と略同等で、壁部１１の長さが極めて小さい場合は、十分に流動抵抗を増加できず本実施形態に係る先端構造１０の作用・効果を奏しないため、壁部１１を設けないノズル管と比較して上昇ガスＢＯＧ４を増加できる程度に吐出口８ａの内径を小さくすることが好ましい。例えば、従来のノズル管の先端に、内周側へ向かって突出する（例えば、強度確保や先端部分の形状安定を目的として設けられている）僅かな肉盛部が形成されているものは、十分に流動抵抗を増加させることはできない。なお、抵抗部８における角度βや吐出口８ａの内径は、抵抗部７と同一とすることが好ましい。

【0023】

次に、本実施形態に係るリード管１の作用・効果について説明する。

【0024】

まず、図２を参照して、ガスＢＯＧの巻き込みについて説明する。図２は、リード管１内、及び当該リード管１付近のガスＢＯＧの流れを模式的に示した模式図である。図２においてはリード管１の一部分のみが模式的に示されている。図２に示すように、液化ガスタンク内におけるガスＢＯＧは、リード管１の上端側から巻き込みガスＢＯＧ１としてリード管１内に巻き込まれる。当該巻き込みガスＢＯＧ１は、リード管１内に受け入れられて落下する液化ガスＬＧに引き込まれることによって、下降ガスＢＯＧ２としてリード管１内を下降する。下降ガスＢＯＧ２は、リード管１内を落下する液化ガスＬＧの気液界面ＢＦと接触した状態にて、当該液化ガスＬＧの落下と共に下降する（ただし、流れを明確にするために、図２において下降ガスＢＯＧ２の矢印は、気液界面ＢＦから離れて示されている）。

【0025】

下降ガスＢＯＧ２の一部は、液面ＬＦより下側においてリード管１内に溜まっている液化ガスＬＧ内を通過した後、ノズル管４を介し、流出ガスＢＯＧ３としてリード管１の外側へ吐出される。一方、リード管１の外側へ流出しなかった下降ガスＢＯＧ２の一部は、リード管１における液面ＬＦより下側において溜まっている液化ガスＬＧ内にとどまり、上昇ガスＢＯＧ４として浮力等によってリード管１内を上昇する。上昇ガスＢＯＧ４は、リード管１内に溜まっている液化ガスＬＧ中を上昇した後、液面ＬＦからリード管１における空間ＳＰ内を上昇し、リード管１内を落下する液化ガスＬＧ内に下降ガスＢＯＧ２として引き込まれる。

【0026】

以上のようなガスＢＯＧの流れより、巻き込みガスＢＯＧ１と、下降ガスＢＯＧ２と、上昇ガスＢＯＧ４との間には、式（１）に示すような関係が成り立つ。更に、式（１）を変形することによって式（２）が成り立つ。式（２）より、上昇ガスＢＯＧ４の流量を増加させることによって、巻き込みガスＢＯＧ１の流量を減少できることが理解される。上昇ガスＢＯＧ４の流量は、リード管１における吐出口側における流動抵抗を高めることによって増加させることができる。

【0027】

下降ガスＢＯＧ２の流量 ＝ 巻き込みガスＢＯＧ１の流量 ＋ 上昇ガスＢＯＧ４の流量 …式（１）
巻き込みガスＢＯＧ１の流量 ＝ 下降ガスＢＯＧ２の流量 − 上昇ガスＢＯＧ４の流量 …式（２）

【0028】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るリード管１は、上下方向に延びる主管２と、当該主管２の下端部に設けられたノズル管４とを備えている。従って、リード管１の主管２の上端側から受け入れられた液化ガスＬＧは、リード管１の主管２内を落下し、液面ＬＦより下側におけるノズル管４より吐出される。ここで、ノズル管４の先端側には、流動抵抗を高める抵抗部７及び抵抗部８が形成されている。従って、液化ガスＬＧを吐出するノズル管４において、リード管１内にとどまる下降ガスＢＯＧ２が増加する。すなわち、上昇ガスＢＯＧ４の流量が増加し、この結果としてリード管１内に巻き込まれる巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量が減少する。以上によって、本実施形態に係るリード管１によれば、巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を抑制することができる。

【0029】

また、本実施形態に係るリード管１の先端構造１０において、抵抗部７及び抵抗部８は、ノズル管４の先端側を先細りとすることによって構成されている。このような構成によれば、ノズル管４の先端側、すなわち吐出口７ａ，８ａ側に近づくにつれて徐々に管径が小さくなっているため、流動抵抗を高くすることができる。また、このような構成においては、ノズル管４内における液化ガスＬＧの流れに沿って延びる抵抗部材を配置する場合（例えば、後述の図４（ａ）に示すような構成）に比して、流動抵抗を大きくすることができる。また、ノズル管４内における液化ガスＬＧの流れを遮るように垂直に広がる抵抗部材を配置する場合（例えば、後述の図４（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すような構成）に比して、抵抗部を構成する部材に対する負荷を小さくし、構造的な強度を確保することができる。すなわち、流動抵抗を高めると共に高い構造強度を確保することができる。

【0030】

また、ノズル管４の先端側を先細りとするだけでよく、例えば、主管２内に部材を組み込むような場合、主管２の形状を工夫するような場合、あるいは受け入れ部３の構造を工夫する場合に比して、リード管１を大幅に簡単な構成にて、十分に巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を減少させることができる。また、主管２の内径を下方へ向けて徐々に細くすることによって流動抵抗を高める場合、液面ＬＦの高さによっては（例えば、主管において内径が細くなった下端側の位置が液面ＬＦとなる場合など）、上昇ガスＢＯＧ４が上昇するための空間ＳＰを十分に確保できない場合がある。また、液面ＬＦの高さによって流動抵抗が変化してしまう場合がある。一方、本実施形態によれば、液面ＬＦより下側に配置されるノズル管４の先端側に抵抗部７，８を設けているため、液面ＬＦの高さに関わらず、安定した性能を発揮することができる。また、受け入れ管１２０から吐出された液化ガスＬＧが飛散されたり主管２内において広がるように落下する構成とされた場合、液化ガスＬＧの気液界面積が大きくなり、ガスＢＯＧと液化ガスＬＧとの接触面積が大きくなることによって下降ガスＢＯＧ２が増加してしまい巻き込みガスＢＯＧ１が増加してしまう。しかし、本実施形態では、受け入れ管１２０は、吐出された液化ガスＬＧが、飛散されたり広がることなく、真っ直ぐに落下するように構成されている。従って、気液界面積を最小限に抑えることができ、巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込みを抑制することができる。更に、主管２内で液化ガスＬＧが飛散したり広がった場合は上昇ガスＢＯＧ４が上昇するための空間ＳＰを確保することができず上昇ガスＢＯＧ４を増加させることができないが、本実施形態によれば、確実に空間ＳＰを確保することで、上昇ガスＢＯＧ４を増加させることができる。

【0031】

次に、本実施形態に係るリード管１の先端構造１０の効果を検証するための試験を行ったので、以下、その試験結果について説明する。なお、以下に示した寸法は一例に過ぎず、本発明は以下の寸法に限定されるものではない。

【0032】

本試験は、リード管の使用時の解析モデルを構築し、当該解析モデルを用いたシュミレーションによる試験を行った。当該解析は流体解析ソフトウェアのＦＬＵＥＮＴ（ＡＮＳＹＳ社）を用いた。実施例に係るリード管１の試験においては、受け入れ管１２０の内径（落下する液化ガスＬＧの気液界面積に影響する）をφ８８９ｍｍとし、主管２の内径をφ１９００ｍｍ、主管２の上端部分と液面ＬＦとの間の長さを３１０００ｍｍに設定し、液面ＬＦとノズル管４の中心軸線との間の長さを３１５０ｍｍに設定した。また、ノズル管４の直管部６の内径をφ１９００ｍｍ、長さを２５００ｍｍに設定し、抵抗部７，８の長さをそれぞれ１０００ｍｍ、吐出口７ａ，８ａの内径をφ９００ｍｍに設定した。一方、比較例に係るリード管として、実施例に係るリード管１のノズル管４から、抵抗部７，８を除くことによって直管部６のみで構成されるものを用いた（形状としては図５に示す従来のリード管２００のようになる）。

【0033】

上述のような実施例及び比較例についての、巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量の解析結果を図３に示す。当該結果より、レデューサ構造を有している実施例を採用した場合、比較例に係る従来構造に比して巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を減少できることが理解される。更に、下降ガスＢＯＧ２及び上昇ガスＢＯＧ４の流量の比較を行った。図３に示すように、比較例と実施例との間では下降ガスＢＯＧ２の流量がほぼ同程度であるのに対し、比較例に対して実施例の上昇ガスＢＯＧ４の流量が大幅に増加している。以上の試験結果より、本実施形態に係るリード管１の先端構造１０においては、上昇ガスＢＯＧ４の流量を増加させることができ、これによって巻き込みガスＢＯＧ１の巻き込み量を抑制できることが理解される。

【0034】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【0035】

例えば、抵抗部が、ノズル管内における液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材を先端側に配置することによって構成されていてもよい。具体的には、図４（ａ）に示すように、直管によって構成されたノズル管２４の先端側に、直管の延びる方向に沿って（すなわち、液化ガスの流れに沿って）延びる抵抗部材２５を配置することによって抵抗部２７を構成してもよい。抵抗部材２５は、ノズル管２４の内部を周方向に四分割するような四枚の板部材によって構成されている。ただし、このような抵抗部材２５は管内を二分割する一枚の板部材でもよく、更に多い枚数の板部材であってもよい。あるいは、管内を周方向に完全に分割するような板部材でなくとも、ノズル管２４の壁面から管内の途中の位置まで延ばした板部材であってもよい。すなわち、液化ガスの流れに沿って延びる形状であれば、特に形状は限定されない。このような構造によれば、ノズル管２４内において先端側、すなわち吐出口側へ向かう液化ガスは、当該液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材２５と接触して抵抗を受けながら流れる。これによって、流動抵抗を高めることができる。また、抵抗部材２５は液化ガスの流れに沿って延びる構成とされているため、大きな負荷を受けず、構造的な強度を確保することができる。

【0036】

また、抵抗部が、ノズル管内における液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材を先端側に配置することによって構成されていてもよい。具体的には、図４（ｂ）に示すように、ノズル管３４の先端に、液化ガスの流れに対して直交することによって当該流れを遮るように広がっている、半円板状の抵抗部材３５を固定することで抵抗部３７を構成することができる。図４（ｂ）に示す例では、吐出口を半分塞いでいる抵抗部材３５によって、液化ガスの流れが遮られることによって流動抵抗を高めている。あるいは、図４（ｃ）に示すように、ノズル管４４の先端に、液化ガスの流れに対して直交することによって当該流れを遮るように広がっている、円環板状の抵抗部材４５を固定することで抵抗部４７を構成することができる。図４（ｃ）に示す例では、吐出口を小さくするようにして塞いでいる抵抗部材４５によって、液化ガスの流れが遮られることによって流動抵抗を高めている。これは、図１で示す角度α，βを９０°としたものに該当する。あるいは、図４（ｄ）に示すように、ノズル管５４の先端側における管内の内壁面に、液化ガスの流れに対して直交することによって当該流れを遮るように広がっている、板状の抵抗部材５５を固定することで抵抗部５７を構成することができる。図４（ｄ）に示す例では、ノズル管５４の管内において流れを部分的に遮る複数の抵抗部材５５によって、液化ガスの流れが遮られることによって流動抵抗を高めている。このような構造によれば、ノズル管内において先端側、すなわち吐出口側へ向かう液化ガスは、当該液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材によって、流れを遮られることによって抵抗を受ける。これによって、流動抵抗を高めることができる。すなわち、抵抗部材は液化ガスの流れを遮るように広がっているため、流動抵抗を大きくすることができる。なお、抵抗部材は、液化ガスの流れに対して交差する方向へ広がるものであれば当該流れを遮ることができる。従って、液化ガスの流れ、すなわちノズル管が延びる方向に直交するように広がっておらず、傾斜しているような抵抗部材を用いてもよい。

【0037】

なお、図１に係るレデューサ構造、図４（ａ）に係る液化ガスの流れに沿って延びる抵抗部材を配置する構造、及び図，４（ｂ）（ｃ），（ｄ）に係る液化ガスの流れを遮るように広がる抵抗部材を配置する構造を、互いに組み合わせたような抵抗部、あるいは全てを組み合わせたような抵抗部であってもよい。

【0038】

また、上述の実施形態において、ノズル管４は、主管２と直交する一方の方向Ｄ１へ延びると共に、当該方向Ｄ１と反対向きの方向Ｄ２へ延びている。しかしながら、ノズル管は、主管が延びる方向と交差する方向へ液化ガスを吐出ものであればその延びる方向や吐出口の数は特に限定されない。例えば、主管を下端側で９０°屈曲させたエルボ型のノズル管を構成してもよく、あるいは、図１の紙面前後方向にも吐出可能となるような十字型のノズル管を採用してもよい。なお、振動を防止するために、上述のノズル管４や十字型のノズル管のように、互いに反対側を向くような方向へ吐出することによって、当該吐出に伴う力を相殺できるような構成とすることがより好ましい。

【符号の説明】

【0039】

１…リード管、２…主管、４，２４，３４，４４，５４…ノズル管、７，８，２７，３７，４７，５７…抵抗部、１０…先端構造、２５，３５，４５，５５…抵抗部材、１００…液化ガスタンク、ＬＧ…液化ガス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】