特許 6295620 低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置

(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】6295620

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20180312BHJP

   B65D 90/00 20060101ALI20180312BHJP

   F17C 6/00 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   F17C13/00 302B

   B65D90/00 H

   F17C6/00

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-242642(P2013-242642)

(22)【出願日】2013年11月25日

(65)【公開番号】特開2015-102145(P2015-102145A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100087527

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 光雄

(72)【発明者】

【氏名】今井 良二

(72)【発明者】

【氏名】内田 博幸

【審査官】 宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１２３７９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−３２４０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０４４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０６９３９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−３０６３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ １／００−１３／１２

Ｂ６５Ｄ ８８／００−９０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

低温液化ガスタンク内の上部と下部に互いに対向させて設けた上部受入管の吐出口と下部受入管の吐出口より、受入液を同時に受け入れさせるようにし、
前記上部受入管の吐出口と前記下部受入管の吐出口より、受入液を同時に受け入れさせるときに、前記下部受入管の吐出口の近傍位置に設けた音場発生装置より、該下部受入管より受け入れる受入液の上向きの噴流に向けて音波を発振させるようにすること
を特徴とする低温液化ガスタンクの層状化防止方法。

【請求項2】

低温液化ガスタンクの上部にタンク内に開口する下向きの吐出口を備えた上部受入管と、
前記低温液化ガスタンク内の下部に、前記上部受入管の吐出口と上下に対向する配置で上向きの吐出口を備えた下部受入管と、
前記上部受入管及び下部受入管に受入液を同時に供給するための受入液供給部と、
前記下部受入管の吐出口の近傍位置に設けられて、該下部受入管の吐出口より受け入れる受入液の上向きの噴流に向けて音波を発振させる音場発生装置とを備えた構成を有すること
を特徴とする低温液化ガスタンクの層状化防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、低温液化ガスタンクに受入液を受け入れるときに該タンク内の液体に層状化が生じる虞を防止するために用いる低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

低温液化ガスとしての液化天然ガス（以下、ＬＮＧと記す）は、産地の違いに応じて成分に差があり、その成分差により密度に差があることが知られている。

【0003】

ＬＮＧを貯留するためのＬＮＧタンク（貯槽）では、異なる産地のＬＮＧを貯蔵した状態で放置すると、密度の大きい層が下部に、密度の小さい層が上部に安定して存在する層状化が生じる。

【0004】

又、前記ＬＮＧタンクでは、前記のようにＬＮＧタンク内の貯留液（ＬＮＧ）に層状化が生じた状態を長時間放置すると、外部からの入熱により上部の層では液面より蒸気（ＢＯＧ）が発生し、この蒸気の発生に伴い熱が外部に放出される。しかし、下部の層では、前記外部からの入熱が蓄積するようになる。

【0005】

その後は、前記上部の層では、密度の小さい低沸点成分が優先的に蒸発するために、時間の経過に伴い密度が次第に大きくなる。このために、前記上部の層と前記下部の層との密度差は、時間の経過に伴い次第に小さくなる。

【0006】

さらに時間が経過すると、前記のように上部の層の液体との密度差が小さくなり且つ入熱が蓄積された下部の層の液体が、タンク側壁に沿った境界層を通して上部の層に突入し、エンタルピーが蓄積していた下部の層の液体が、タンク内貯留液の液面に到達し、過大なＢＯＧが発生するロールオーバーといわれる現象が生じるようになる。

【0007】

したがって、前記ロールオーバーの発生を防止するためには、ＬＮＧタンク内にて前記層状化の発生を防止することが必要とされる。

【0008】

更に、このような層状化の防止は、ＬＮＧが既に貯蔵されている状態のＬＮＧタンクに、該貯蔵されたＬＮＧとは密度の異なるＬＮＧを受入液として受け入れるときにも考慮する必要がある。

【0009】

なお、地上タンクであるＬＮＧタンクについては、タンク頂部に設けて受入液を噴霧できるようにしたトップフィード管と、タンク内の下部にて水平方向から斜め上向きに受入液を吐出できるようにしてあるボトムフィード管と、タンク内で頂部から底部まで上下方向に延び且つタンク底部近傍となる下端部に水平方向横向きの出口を有するロート部付きボトムフィード管という複数のＬＮＧ受入経路（供給ルート）を備えた構成とすることが従来提案されている。

【0010】

前記構成を有するＬＮＧタンクでは、タンク内に貯蔵されているＬＮＧよりも密度の大きなＬＮＧを受け入れる場合は、前記トップフィード管と、ロート部付きボトムフィード管の２つの受入経路からＬＮＧを受け入れるようにし、それぞれの受入経路を介したＬＮＧの受入量をバランスよく組み合わせることにより、層状化を防止できるとされている。

【0011】

又、前記ＬＮＧタンクでは、タンク内に貯蔵されているＬＮＧよりも密度の小さいＬＮＧを受け入れる場合は、前記ボトムフィード管と、ロート部付きボトムフィード管の２つの受入経路からＬＮＧを受け入れるようにし、それぞれの受入経路を介したＬＮＧの受入量をバランスよく組み合わせることにより、層状化を防止できるとされている（たとえば、特許文献１参照）。

【0012】

なお、水中でノズルより噴出させる水の噴流に対して或る波長の音波を作用させると、噴流中心流速を増加させて該水の噴流の下流への広がりが抑えられるという事象が、従来知られている（たとえば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２００１−３２４０９６号公報

【非特許文献】

【0014】

【非特許文献1】木村一郎、「音波による水噴流の制御に関する研究」、大阪大学博士論文、大阪大学、１９８３年、ｐ．１４−４８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

ところが、前記特許文献１に示されたＬＮＧタンクのＬＮＧ受入手法では、トップフィード管と、ロート部付きボトムフィード管という２つの受入経路、又は、ボトムフィード管と、ロート部付きボトムフィード管という２つの受入経路を同時に使用してＬＮＧを受け入れるようにしてあるが、個々の受入経路を通して受け入れられるＬＮＧの流れ（移動）同士の相互の影響が小さい。

【0016】

すなわち、タンク内に貯蔵されているＬＮＧよりも密度の大きなＬＮＧを受け入れる場合、前記トップフィード管より噴霧されるＬＮＧは、液滴となってタンク内貯留液の液面に落下すると、既存のタンク内貯留液との密度差に基づいて沈下する。一方、前記ロート部付きボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧは、タンク内貯留液よりも密度が大きいために、タンクの底部に沿って広がり、タンク底部側から徐々に溜まりやすい。

【0017】

よって、前記トップフィード管より噴霧されるＬＮＧと、前記ロート部付きボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧとでは、移動（流れ）の相互作用はあまり生じないために、タンク内の液体の撹拌には寄与しない。

【0018】

又、タンク内に貯蔵されているＬＮＧよりも密度の小さいＬＮＧを受け入れる場合、前記ボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧは、水平より斜め上向きに吐出された後、周囲の既存のタンク内貯留液との密度差に基づいて浮上するため、液面方向に向かう流れとなる。又、前記ロート部付きボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧは、周囲の既存のタンク内貯留液との密度差に基づいて浮上するため、液面方向に向かう流れとなる。

【0019】

したがって、前記ボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧと、前記ロート部付きボトムフィード管を通して受け入れられるＬＮＧとでは、移動（流れ）の相互作用はあまり生じないために、タンク内の液体の撹拌には寄与しない。

【0020】

そこで、本発明は、低温液化ガスタンクに受入液を受け入れるときに、該受入液と、既存のタンク内貯留液に密度差が存在していても、両者を効率よく且つ良好に撹拌することができて、層状化の発生を防止することができる低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明は、前記課題を解決するために、請求項１に対応して、低温液化ガスタンク内の上部と下部に互いに対向させて設けた上部受入管の吐出口と下部受入管の吐出口より、受入液を同時に受け入れさせるようにし、前記上部受入管の吐出口と前記下部受入管の吐出口より、受入液を同時に受け入れさせるときに、前記下部受入管の吐出口の近傍位置に設けた音場発生装置より、該下部受入管より受け入れる受入液の上向きの噴流に向けて音波を発振させるようにする低温液化ガスタンクの層状化防止方法とする。

【0023】

又、請求項２に対応して、低温液化ガスタンクの上部にタンク内に開口する下向きの吐出口を備えた上部受入管と、前記低温液化ガスタンク内の下部に、前記上部受入管の吐出口と上下に対向する配置で上向きの吐出口を備えた下部受入管と、前記上部受入管及び下部受入管に受入液を同時に供給するための受入液供給部と、前記下部受入管の吐出口の近傍位置に設けられて、該下部受入管の吐出口より受け入れる受入液の上向きの噴流に向けて音波を発振させる音場発生装置とを備えた構成を有する低温液化ガスタンクの層状化防止装置とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）請求項１に示した構成を有する低温液化ガスタンクの層状化防止方法では、低温液化ガスタンクにて、既存のタンク内貯留液に対して密度差のある受入液を受け入れる場合であっても、上部受入管の吐出口を通して受け入れられる上側受入液と、下部受入管の吐出口を通して受け入れられる下側受入液により、前記既存のタンク内貯留液中で上下に対向する噴流を形成させ、該各噴流同士を衝突させることで、該受入液と、前記既存のタンク内貯留液とを、効率よく且つ良好に撹拌することができる。
（２）したがって、前記低温液化ガスタンクでは、受入液を受け入れるときに層状化が生じる虞を防止することができる。
（３）又、請求項２に示した構成を有する低温液化ガスタンクの層状化防止装置では、前記（１）（２）と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置の実施の一形態を示す概略切断側面図である。

【図2】本発明の実施の他の形態を示す概略切断側面図である。

【図3】図１の層状化防止装置による層状化防止効果を検証するための数値解析の結果を示すもので、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は或る経過時間ごとのタンク内液体の密度分布を示すコンター図である。

【図4】本発明と対比するための比較例について、図３と同様の数値解析を行った結果を示すもので、（ａ）（ｂ）（ｃ）は或る経過時間ごとのタンク内液体の密度分布を示すコンター図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

【0027】

図１は本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置の実施の一形態を示すものである。

【0028】

すなわち、本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止装置（以下、単に、本発明の層状化防止装置と云う）は、図１に符号１で示すもので、低温液化ガスタンク２の中央部の上部位置には、タンク天井部２ａを貫通させて配管した上部受入管３の吐出口３ａが、タンク内で鉛直方向下向きに設けられている。

【0029】

又、前記低温液化ガスタンク２内の下部でタンク底部２ｂの中央部となる個所には、下部受入管４の下流側端部の吐出口４ａが、鉛直方向上向きとして且つ前記上部受入管３の吐出口３ａと対向する配置として設けられている。

【0030】

前記下部受入管４は、途中位置を、前記タンク天井部２ａにおける前記上部受入管３とは干渉しない位置、たとえば、タンク天井部２ａの外周部に、貫通させて配管してあり、該貫通部分から、前記吐出口４ａまでを、該貫通部分からタンク底部２ｂ付近まで上下方向に延びる縦管部４ｂと、該縦管部４ｂの下端部から前記吐出口４ａまで横方向に延びる横管部４ｃを介して接続した構成とされている。

【0031】

更に、前記下部受入管４は、前記縦管部４ｂの上端寄り位置に、管外に連通する開口４ｄが設けられている。且つ前記開口４ｄの下部側には、下端側から上端側に向けて拡径するテーパ管部４ｅが設けてある。これにより、前記開口４ｄよりも上方（上流側）の縦管部４ｂを通して該開口４ｄの位置まで導かれる低温液化ガスの受入液（下側受入液）５ｂは、前記開口４ｄを通過した後、前記テーパ管部４ｅで案内されて該開口４ｄよりも下方（下流側）の縦管部４ｂへ円滑に流通させることができるようにしてある。更に、前記下部受入管４では、該下部受入管４内を流通する間に前記受入液（下側受入液）５ｂがガス化することで発生するガス（蒸気）を、前記開口４ｄより管外へ逃がすことができるようにしてある。

【0032】

前記上部受入管３と前記下部受入管４の上流側には、受入液５ａ，５ｂを該各受入管３，４に同時に供給するための受入液供給部６が接続されている。該受入液供給部６は、前記上部受入管３へ供給される上側受入液５ａと、前記下部受入管４へ供給される下側受入液５ｂについて、供給量や流速を個別に制御できるようにしてある。

【0033】

図１における符号７は、前記新たな受入液５ａ，５ｂの受け入れを行う時点で既に前記低温液化ガスタンク２内に貯留されている低温液化ガス（以下、既存のタンク内貯留液と云う）である。

【0034】

以上の構成としてある本発明の層状化防止装置１を備えた低温液化ガスタンク２に、受入液５ａ，５ｂを受け入れるときには、前記受入液供給部６より、前記上部受入管３と下部受入管４に、受入液５ａ，５ｂを同時に供給させる。

【0035】

ここで、先ず、前記受入液５ａ，５ｂが、既存のタンク内貯留液７よりも密度が大きい場合に生じる作用について述べる。

【0036】

前記上部受入管３の吐出口３ａより下向きに吐出される上側受入液５ａは、既存のタンク内貯留液７の液面における前記吐出口３ａの直下となる位置に落下し、落下した勢いと、該既存のタンク内貯留液７よりも密度が大きいために生じるマイナスの浮力とにより、落下位置より該既存のタンク内貯留液７中を下向きに進む噴流となる。この上側受入液５ａの噴流は、前記上部受入管３の吐出口３ａと対向配置されている下部受入管４の吐出口４ａの位置まで下向きに進行するようになる。

【0037】

一方、前記下部受入管４の吐出口４ａより吐出される下側受入液５ｂは、吐出された勢いにより、既存のタンク内貯留液７中で上向きに進む噴流となる。

【0038】

なお、前記下側受入液５ｂは、前記既存のタンク内貯留液７よりも密度が大きいために、前記上向きの噴流の勢いをあまり維持することはできない。

【0039】

しかし、前記したように、前記既存のタンク内貯留液７中に生じている上側受入液５ａの下向きの噴流が、該下部受入管４の吐出口４ａまで達するために、該下部受入管４の吐出口４ａの付近で、前記下側受入液５ｂの上向きの噴流に対し、前記上側受入液５ａの下向きの噴流が、対向流として衝突するようになる。

【0040】

これにより、前記上下の受入液５ａと５ｂの噴流同士の衝突によって、両受入液５ａと５ｂ同士が撹拌されると共に、周囲に存在している既存のタンク内貯留液７とも撹拌されるようになるため、前記低温液化ガスタンク２内では、タンク内の液体全体で、密度の均一化が良好に図られるようになる。よって、該低温液化ガスタンク２内では、前記受入液５ａ，５ｂと既存のタンク内貯留液７に前記したような密度差が存在していても層状化の発生は防止される。

【0041】

かかる作用が生じることは、後述する実施例の数値解析結果より明らかである。

【0042】

ところで、前記既存のタンク内貯留液７中で生じさせる上側受入液５ａの下向きの噴流は、前記低温液化ガスタンク２内の液位が上昇するにしたがって、下向きの勢いが失われやすくなる。この場合は、前記液位の上昇に伴って、前記受入液供給部６より上部受入管３へ供給する上側受入液５ａの供給量や流速を適宜増加させるようにして、前記既存のタンク内貯留液７中で下部受入管４の吐出口４ａの位置まで達する前記上側受入液５ａの下向きの噴流の勢いを高めるようにしてもよい。

【0043】

次に、前記受入液５ａ，５ｂが、既存のタンク内貯留液７よりも密度が小さい場合に生じる作用について述べる。

【0044】

この場合は、前記下部受入管４の吐出口４ａより上向きに吐出される下側受入液５ｂは、吐出された勢いと、既存のタンク内貯留液７よりも密度が小さいために生じる浮力とにより、前記吐出口４ａより既存のタンク内貯留液７中を上向きに進む噴流となる。この下側受入液５ｂの噴流は、既存のタンク内貯留液７の液面における前記下部受入管４の吐出口４ａの直上となる位置、すなわち、前記上部受入管３の吐出口３ａの直下位置まで上向きに進行するようになる。

【0045】

一方、前記上部受入管３の吐出口３ａより下向きに吐出される上側受入液５ａは、既存のタンク内貯留液７の液面における前記吐出口３ａの直下となる位置に落下し、落下した勢いで、落下位置より該既存のタンク内貯留液７中を下向きに進む噴流となる。

【0046】

なお、前記上側受入液５ａは、前記既存のタンク内貯留液７よりも密度が小さいために、前記下向きの噴流の勢いをあまり維持することはできない。

【0047】

しかし、前記したように、前記既存のタンク内貯留液７中に生じている下側受入液５ｂの上向きの噴流が、液面まで達するために、該液面付近で、前記上側受入液５ａの下向きの噴流に対し、前記下側受入液５ｂの上向きの噴流が、対向流として衝突するようになる。

【0048】

これにより、前記上下の受入液５ａと５ｂの噴流同士の衝突によって、両受入液５ａと５ｂ同士が撹拌されると共に、周囲に存在している既存のタンク内貯留液７とも撹拌されるようになるため、前記低温液化ガスタンク２内では、タンク内の液体全体で、密度の均一化が良好に図られるようになる。よって、該低温液化ガスタンク２内では、前記受入液５ａ，５ｂと既存のタンク内貯留液７に前記したような密度差が存在していても層状化の発生は防止される。

【0049】

ところで、前記既存のタンク内貯留液７中で生じさせる下側受入液５ｂの上向きの噴流は、前記低温液化ガスタンク２内の液位が上昇するにしたがって、上向きの勢いが失われやすくなる。この場合は、前記液位の上昇に伴って、前記受入液供給部６より下部受入管４へ供給する下側受入液５ｂの供給量や流速を適宜増加させるようにして、前記既存のタンク内貯留液７中で上部受入管３の吐出口３ａの直下位置の液面まで達する前記下側受入液５ｂの上向きの噴流の勢いを高めるようにしてもよい。

【0050】

なお、前記本発明の層状化防止装置１を備えた低温液化ガスタンク２において、受入液５ａ，５ｂを受け入れるときに、該受入液５ａ，５ｂと、既存のタンク内貯留液７に密度差がなければ、層状化が生じる虞がないことは明らかである。

【0051】

このように、本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置によれば、低温液化ガスタンク２に、既存のタンク内貯留液７に対して密度差のある受入液５ａ，５ｂを受け入れる場合であっても、受入液５ａ，５ｂにより、既存のタンク内貯留液７中で上下に対向する噴流を形成させ、該各噴流同士を衝突させることで、該受入液５ａ，５ｂと、既存のタンク内貯留液７を、効率よく且つ良好に撹拌することができる。

【0052】

よって、前記低温液化ガスタンク２では、受入液５ａ，５ｂを受け入れるときに層状化が生じる虞を防止することができる。

【0053】

次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の応用例を示すものである。

【0054】

本実施の形態の層状化防止装置１ａは、図１に示したと同様の構成において、下部受入管４の吐出口４ａの近傍位置に、音場発生装置としての音場発生用スピーカ８を設けた構成とされている。

【0055】

前記音場発生用スピーカ８は、中心を前記下部受入管４の吐出口４ａに向けた姿勢として、図示しない取付部材を介して低温液化ガスタンク２内の固定部に取り付けられている。

【0056】

更に、前記音場発生用スピーカ８は、タンク外部に設けた図示しない発振装置（駆動装置）に接続されている。

【0057】

なお、前記下部受入管４の吐出口４ａの形状やサイズ、該吐出口４ａより受け入れる下側受入液５ｂの噴流の強さ（流速）、低温液化ガスの密度等に応じて、該下側受入液５ｂの噴流の中心流速を増加させるために適した音波の周波数、強度が変化するため、予め、実験等により前記下側受入液５ｂの噴流の中心流速を増加させることに適した音波の周波数、及び、強度を測定して、前記図示しない発振装置に設定しておくようにされている。

【0058】

これにより、前記音場発生用スピーカ８では、前記発振装置により駆動して、前記のようにして設定してある所定の周波数、強度の音波を発振させることで、該音波を前記下部受入管４の吐出口４ａより受け入れる下側受入液５ｂの噴流に対して作用させて、該噴流の中心流速を増加させることができるようにされている。

【0059】

その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

【0060】

本実施の形態によれば、前記低温液化ガスタンク２に図１に示したものと同様に各受入管３，４より受入液５ａ，５ｂを受け入れるときに、前記下部受入管４の吐出口４ａより受け入れる下側受入液５ｂの上向きの噴流に対して、前記音場発生用スピーカ８より音波を発振させることにより、該上向きの噴流の中心流速を増加させることができる。よって、前記受入液５ａ，５ｂにより、既存のタンク内貯留液７中で上下に対向する噴流を形成させて、該各噴流同士を衝突させるときの勢いを増強することができるため、該受入液５ａ，５ｂと、既存のタンク内貯留液７を、更に効率よく且つ良好に撹拌することができる。

【0061】

なお、本発明は前記実施の形態のみに限定されるものではなく、図１、図２では、上下に対向させて配置した上部受入管３の吐出口３ａと下部受入管４の吐出口４ａの組を、低温液化ガスタンク２の中央部に一組だけ設けた構成を示したが、前記上部受入管３の吐出口３ａと下部受入管４の吐出口４ａの組の設置数は２組以上でもよく、又、その配置は、低温液化ガスタンク２の平面サイズや該低温液化ガスタンク２に装備されている機器の配置等に応じて自在に設定してよい。

【0062】

又、図１、図２における低温液化ガスタンク２と上部受入管３と下部受入管４のそれぞれの形状や寸法、寸法比は、図示するための便宜上のものであり、実際の装置構成の形状や寸法、寸法比を表したものではない。

【0063】

低温液化ガスタンク２は、ＬＮＧ以外の任意の低温液化ガス貯蔵用の低温液化ガスタンク２であってもよい。

【0064】

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

【実施例】

【0065】

図１に示した構成の本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止装置１を備えた低温液化ガスタンク２について、数値解析により層状化防止効果を検証した。

【0066】

具体的には、低温液化ガスタンク２の既存のタンク内貯留液７として、直径約７０ｍ、初期液面高さ１０ｍの液体をモデル化した。このモデル化された液体の密度は４２０ｋｇ／ｍ^３とした。

【0067】

前記液体のモデルに対し、中央部の上下両側から、受入液５ａ，５ｂとなる密度がより大きい４６０ｋｇ／ｍ^３の液体を、同一の流速、流量の対向する噴流として供給する状態として、時間の経過に伴う、密度分布の変化を求めた。

【0068】

その数値解析結果を図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す。なお、図３（ａ）は前記受入液５ａ，５ｂの供給開始より５２００秒、（ｂ）は１００００秒、（ｃ）は１５２００秒、（ｄ）は２００００秒、それぞれ経過した時点の密度分布を示すコンター図である。

【0069】

比較例として、前記と同様の液体のモデルに対し、中央部の上側から前記と同様に上側受入液５ａを供給する一方、該液体のモデルの中央部の他端部では、下側受入液５ｂを左右水平方向に供給する場合について、時間の経過に伴う、密度分布の変化を求めた。

【0070】

なお、タンク内貯留液７のモデル化された液体の密度、受入液５ａ，５ｂの密度と流量は、前記の数値解析の条件と同様としてある。

【0071】

前記比較例の数値解析結果を図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。なお、図４（ａ）は前記受入液５ａ，５ｂの供給開始より１２００秒、（ｂ）は２８００秒、（ｃ）は５２００秒、それぞれ経過した時点の密度分布を示すコンター図である。

【0072】

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、及び、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）において、図中の数値は密度［ｋｇ／ｍ^３］を示している。

【0073】

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の結果からは、受入液５ａ，５ｂを供給すると、初期段階から、前記低温液化ガスタンク２内の液体モデルに、上下方向に密度分布の傾斜が生じることが分かる。又、時間が経過しても、前記密度分布の傾斜は解消されず、明確な層状化が生じ得ていることが分かる。

【0074】

これに対し、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の結果からは、前記低温液化ガスタンク２内の液体のモデルでは、該液体のモデル内の大部分で上下方向の密度分布の傾斜は見られないこと、すなわち、前記液体のモデル全体で、密度の均一化が生じていることが分かる。

【0075】

更に、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）の結果から、図４（ｃ）と比較してより長い時間経過しても、前記液体のモデル全体で、密度の均一化が図られた状態が良好に保持されていることが分かる。

【0076】

なお、図示してないが、既存のタンク内貯留液の密度よりも受入液の密度の方が小さい場合には、前記図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の数値解析結果を、上下に反転させたと同様な効果が生じると考えられる。

【0077】

以上により、本発明の低温液化ガスタンクの層状化防止方法及び装置による層状化防止の効果が明らかとなった。

【符号の説明】

【0078】

１，１ａ 層状化防止装置、２ 低温液化ガスタンク、３ 上部受入管、３ａ 吐出口、４ 下部受入管、４ａ 吐出口、５ａ 上側受入液（受入液）、５ｂ 下側受入液（受入液）、６ 受入液供給部、８ 音場発生用スピーカ（音場発生装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】