特許 7190275 タンクのガス置換方法および装置

(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】

(24)【登録日】2022-12-07

(45)【発行日】2022-12-15

(54)【発明の名称】タンクのガス置換方法および装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20221208BHJP

   B65D 88/06 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302Z

B65D88/06 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018134305

(22)【出願日】2018-07-17

(65)【公開番号】P2020012501

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2021-06-15

(73)【特許権者】

【識別番号】592009281

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩプラント

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】弁理士法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 陽介

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 泰成

【審査官】佐藤 正宗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２２４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９２８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２６１３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３２４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２５４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４９４９９（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】

貯留物を貯留する内槽と、
該内槽を内部に収容する外槽と、
前記内槽の上部を覆う蓋部と、
タンク内の外周部にあたり、且つ前記内槽の外側の空間であるアニュラスペースに形成された側部断熱層と、
前記内槽の上方に設けられ、前記側部断熱層をアニュラスペースに保持するリテイニングウォールと
を備えたタンク内のガスを置換するにあたり、
アニュラスペースに開口を有する送給用配管からアニュラスペースに対してガスを送り込むと共に、アニュラスペースに開口を有する抜出用配管からアニュラスペース内のガスを抜き出す、タンクのガス置換方法であって、
前記内槽の内部空間へガスを送り込むと共に、前記タンクの蓋上スペースから前記送給用配管に対してガスを送り込み、該送給用配管から前記側部断熱層内にガスを送り込む一方、アニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方から前記抜出用配管によりガスを抜き出す、タンクのガス置換方法。

【請求項2】

貯留物を貯留する内槽と、
該内槽を内部に収容する外槽と、
前記内槽の上部を覆う蓋部と、
タンク内の外周部にあたり、且つ前記内槽の外側の空間であるアニュラスペースに形成された側部断熱層と、
前記内槽の上方に設けられ、前記側部断熱層をアニュラスペースに保持するリテイニングウォールと
を備えたタンク内のガスを置換するにあたり、
アニュラスペースに開口を有する送給用配管からアニュラスペースに対してガスを送り込むと共に、アニュラスペースに開口を有する抜出用配管からアニュラスペース内のガスを抜き出す、タンクのガス置換方法であって、
前記内槽の内部空間へガスを送り込むと共に、前記タンクの蓋上スペースから前記送給用配管に対してガスを送り込み、該送給用配管からアニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方へガスを送り込む一方、該側部断熱層内から前記抜出用配管によりガスを抜き出す、タンクのガス置換方法。

【請求項3】

貯留物を貯留する内槽と、
該内槽を内部に収容する外槽と、
前記内槽の上部を覆う蓋部と、
タンク内の外周部にあたり、且つ前記内槽の外側の空間であるアニュラスペースに形成された側部断熱層と、
前記内槽の上方に設けられ、前記側部断熱層をアニュラスペースに保持するリテイニングウォールとを備えたタンクに、
アニュラスペースに開口を有する送給用配管と、
アニュラスペースに開口を有する抜出用配管と、
前記内槽の内部空間と、タンクの外部空間とを連通する内槽パージ管と、
前記送給用配管を前記タンク内における前記蓋部の上方の蓋上スペースに接続する上部連絡管と
を備えたタンクのガス置換装置。

【請求項4】

蓋上スペースと外部空間を連通する蓋上スペース連通管を備え、
前記上部連絡管は、一端を前記送給用配管に、他端を前記蓋上スペース連通管に接続される、請求項３に記載のタンクのガス置換装置。

【請求項5】

複数の前記送給用配管が周方向に関して均等にアニュラスペースに配置されている、請求項３または４に記載のタンクのガス置換装置。

【請求項6】

前記送給用配管は、下端を前記側部断熱層内に配置されたアニュラスペースパージ管であり、
前記抜出用配管は、下端がアニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方に開口するアニュラスペース連通管である、請求項３～５のいずれか一項に記載のタンクのガス置換装置。

【請求項7】

前記アニュラスペースパージ管の前記側部断熱層内に位置する部分の側面に、管の内外を連通する孔が設けられている、請求項６に記載のタンクのガス置換装置。

【請求項8】

前記送給用配管は、下端がアニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方に開口するアニュラスペース連通管であり、
前記抜出用配管は、下端を前記側部断熱層内に配置されたアニュラスペースパージ管である、請求項３～５のいずれか一項に記載のタンクのガス置換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化ガス等の低温の流体を貯留するタンクにおいて、アニュラスペースのガスを置換する方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液化ガス等を貯留するタンクとして、サスペンデッドデッキ型と呼ばれる型式のタンクが用いられている。この種のタンクは、ＰＣ（prestressed concrete）、金属等といった素材により構成した外槽の内側に、金属等により形成された内槽が収容され、前記外槽と前記内槽の間の空間に断熱層を備えている。

【0003】

前記内槽を収容した外槽は、全体が基礎の上に支持されており、前記内槽の底面と、前記基礎の上面の間には、前記内槽と前記基礎との間を断熱するよう、底部断熱層が設けられている。該底部断熱層は、泡ガラスや発泡樹脂、断熱コンクリートといった変形しにくい素材により構成される。

【0004】

また、前記内槽の側壁と、前記外槽の側壁との間の空間（アニュラスペース）には、側部断熱層が設けられる。側部断熱層は、例えばアニュラスペースに、パーライト等の粒状の断熱材を充填することで形成される。断熱材は、内槽の上部を覆うデッキよりも上方まで充填されており、前記デッキより上側に位置する断熱材は、前記デッキ上面の外周部を取り囲むように設けられたリテイニングウォールによりアニュラスペースに保持される。

【0005】

こうしたタンクにＬＮＧやＬＰＧといった低温の液化ガスを貯蔵する場合、液化ガスをタンクに注入する前に、タンク内に窒素等の不活性ガスを一旦充満させ、その後に不活性ガスをパージし、液化ガスを注入していくといった手順が取られる。タンク内の酸素を追い出し、可燃性のガスが酸素と混合してしまうことを防ぐと共に、水分を除去してタンク内での氷の発生を抑えるためである。

【0006】

タンクに窒素を注入する場合には、例えば内槽の底部に通じるノズル（内槽パージ管）を設置して外部から窒素を送り込む。前記内槽パージ管から吐出される窒素は、内槽を満たしつつ、デッキに設けられた開口から、屋根と前記デッキの間の空間（蓋上スペース）へ漏れ出す。そして、タンクの屋根に設けられた放散塔を通り、蓋上スペースから外部空間へ抜ける。この窒素の動きに伴ってタンク内の空気が追い出され、内槽と蓋上スペースが窒素で満たされる。

【0007】

また、窒素は蓋上スペースからリテイニングウォールを通ってアニュラスペースに進入し、アニュラスペース内の空気をも追い出す。リテイニングウォールはグラスクロス等、断熱材の粒子は通さないが通気性を有する素材で構成されており、窒素を通過させることができる。

【0008】

粒状の断熱材で構成された側部断熱層には、アニュラスペース内の空気を追い出すためのノズル（アニュラスペースパージ管）が埋設されており、該アニュラスペースパージ管の下端はアニュラスペースの底部に、上端はタンクの外部空間に位置している。蓋上スペースからリテイニングウォールを抜けてアニュラスペースに進入した窒素は、側部断熱層を通ってアニュラスペースの底部に達し、前記アニュラスペースパージ管の下端から管内を通り、外部空間に抜き出される。この窒素の動きに伴い、アニュラスペース内の空気が追い出され、アニュラスペースが窒素で満たされる。

【0009】

尚、こうしたタンクにおけるガスの置換方法に関連する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０１２－９２８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、上述の如き置換方法では、内槽と蓋上スペース内のガスは迅速に窒素に置換されるが、これと比較してアニュラスペースにおけるガスの置換に時間がかかってしまうという欠点がある。窒素が蓋上スペースからリテイニングウォールを通ってアニュラスペースに進入する際の抵抗と、側部断熱層を通過してアニュラスペースの底部に至るまでの抵抗が大きいからである。この抵抗があるために、蓋上スペースの窒素のうち大部分は放散塔から排出されてしまい、蓋上スペースからアニュラスペースへは窒素が少しずつしか供給されないので、アニュラスペース内のガスは少しずつしか置換されない。酸素については比較的早く規定値を下回る濃度まで下げることができるが、水蒸気の排出に特に時間がかかってしまう。結果として、タンクの建設あるいはメンテナンス等に関し、作業が完了してタンクを使用できるようになるまでの工期が延びたり、期日が決定できなくなるといった不都合が生じていた。

【0012】

そこで、本開示においては、斯かる実情に鑑み、アニュラスペースのガスの置換を迅速に行い得るタンクのガス置換方法および装置を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示は、貯留物を貯留する内槽と、該内槽を内部に収容する外槽と、前記内槽の上部を覆う蓋部と、タンク内の外周部にあたり、且つ前記内槽の外側の空間であるアニュラスペースに形成された側部断熱層と、前記内槽の上方に設けられ、前記側部断熱層をアニュラスペースに保持するリテイニングウォールとを備えたタンク内のガスを置換するにあたり、アニュラスペースに開口を有する送給用配管からアニュラスペースに対してガスを送り込むと共に、アニュラスペースに開口を有する抜出用配管からアニュラスペース内のガスを抜き出す、タンクのガス置換方法であって、前記内槽の内部空間へガスを送り込むと共に、前記タンクの蓋上スペースから前記送給用配管に対してガスを送り込み、該送給用配管から前記側部断熱層内にガスを送り込む一方、アニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方から前記抜出用配管によりガスを抜き出す、タンクのガス置換方法にかかるものである。

【0016】

上述のタンクのガス置換方法において、前記送給用配管は、アニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方へガスを送り込み、前記抜出用配管は、前記側部断熱層内からガスを抜き出すようにすることもできる。

【0017】

また、本開示は、貯留物を貯留する内槽と、該内槽を内部に収容する外槽と、前記内槽の上部を覆う蓋部と、タンク内の外周部にあたり、且つ前記内槽の外側の空間であるアニュラスペースに形成された側部断熱層と、前記内槽の上方に設けられ、前記側部断熱層をアニュラスペースに保持するリテイニングウォールとを備えたタンクに、アニュラスペースに開口を有する送給用配管と、アニュラスペースに開口を有する抜出用配管と、前記内槽の内部空間と、タンクの外部空間とを連通する内槽パージ管と、前記送給用配管を前記タンク内における前記蓋部の上方の蓋上スペースに接続する上部連絡管とを備えたタンクのガス置換装置にかかるものである。

【0019】

上述のタンクのガス置換装置は、蓋上スペースと外部空間を連通する蓋上スペース連通管を備え、前記上部連絡管は、一端を前記送給用配管に、他端を前記蓋上スペース連通管に接続することができる。

【0020】

上述のタンクのガス置換装置においては、複数の前記送給用配管が周方向に関して均等にアニュラスペースに配置されることが好ましい。

【0021】

上述のタンクのガス置換装置において、前記送給用配管は、下端を前記側部断熱層内に配置されたアニュラスペースパージ管とし、前記抜出用配管は、下端がアニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方に開口するアニュラスペース連通管とすることができる。

【0022】

上述のタンクのガス置換装置においては、前記アニュラスペースパージ管の前記側部断熱層内に位置する部分の側面に、管の内外を連通する孔を設けることができる。

【0023】

上述のタンクのガス置換装置において、前記送給用配管は、下端がアニュラスペースにおける前記側部断熱層の上方に開口するアニュラスペース連通管とし、前記抜出用配管は、下端を前記側部断熱層内に配置されたアニュラスペースパージ管とすることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明のタンクのガス置換方法および装置によれば、アニュラスペースのガスの置換を迅速に行い得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本開示の第一実施例によるタンクのガス置換装置の形態を示す正断面図である。

【図2】本開示の第一実施例によるタンクのガス置換装置の形態を示す平面図である。

【図3】本開示の実施によるタンクのガス置換方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】本開示の第二実施例によるタンクのガス置換装置の形態を示す正断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0027】

図１、図２は本開示の実施例によるガスの置換装置を適用したタンクの形態を示している。タンク１は、外殻をなす外槽２と、貯留物３を貯留する内槽４とを備えて構成されるサスペンデッドデッキ型のタンクである。外槽２と内槽４は各々円形状の平断面を有する円筒状の形状をなしており、外槽２は金属やＰＣ等により、内槽４は金属等により、それぞれ形成される。そして、外槽２の内側に内槽４が収容されるよう、コンクリート等により形成された基礎５の上に平面視で同心円状に配置される。尚、本第一実施例では、内槽４に貯留物３を貯留しない状態での作動を想定しているため、図１では貯留物３を破線にて表示している。

【0028】

内槽４の上部は、ドーム状をなす外槽２の屋根２ａから吊り下げられた蓋部としてのデッキ４ａにより覆われている。内槽４の上方には、平面視で内槽４の側壁４ｂに沿うように膜状のリテイニングウォール６が備えられている。リテイニングウォール６は、デッキ４ａ上面の外周部を取り囲むように、デッキ４ａの上面から屋根２ａの下面まで垂直方向に沿って設置される。リテイニングウォール６は、通気性を有するが粒状の断熱材は通さない不燃性の素材、例えばグラスクロスを素材として形成される。

【0029】

円形をなす内槽４の底面４ｃと、基礎５との間には円盤状の底部断熱層７が設置されている。底部断熱層７は、断熱材として、泡ガラスや発泡樹脂、断熱コンクリート等の多孔質の素材を備えている。尚、底部断熱層７として、前記断熱材の他に、例えば内槽４を基礎５の上に支持するための支持構造等、各種の構造を備えても良いが、ここでは図示を省略している。

【0030】

内槽４の側壁４ｂと、外槽２の側壁２ｂとの間には、側部断熱層８が配置される。側部断熱層８は、内槽４の側方と外槽２の間に形成されるアニュラスペースＡに、例えばパーライト等の粒状の断熱材を充填することで形成される。側部断熱層８の上部は内槽４のデッキ４ａよりも上方に達しており、側部断熱層８のうちデッキ４ａより上方に位置する部分は、リテイニングウォール６によりアニュラスペースＡに保持される。ここで、アニュラスペースＡとは、平面視でタンク１内の外周部にあたり、且つ内槽４の外側の空間を指すものとする。すなわち、アニュラスペースＡは、外槽２の側壁２ｂと内槽４の側壁４ｂとの間のほか、外槽２の側壁２ｂと底部断熱層７の側面との間、さらに外槽２の屋根２ａおよび側壁２ｂとリテイニングウォール６との間の空間をも含む。

【0031】

また、内槽４の側壁４ｂには、該側壁４ｂを径方向外側から覆うようにブランケット９が設置されている。ブランケット９は、内槽４を外部から断熱する機能のほかに柔軟性を有するグラスウール等の素材により形成され、アニュラスペースＡにおいて内槽４の熱変形を吸収するようになっている。

【0032】

こうして、タンク１では、内槽４の下方に設置された底部断熱層７と、内槽４の側方に設置された側部断熱層８及びブランケット９により、下部の基礎５、及び外槽２の外側の外部空間Ｏと、内槽４との間を断熱するようになっている。

【0033】

タンク１には、内部のガスＧを置換するための構造として、屋根２ａ及びデッキ４ａを貫通し、タンク１の外部空間Ｏと内槽４の内部空間Ｉとを連通するように内槽パージ管１０が設けられている。内槽パージ管１０の上端は屋根２ａの上に開口し、下部は内槽４の底部に延びて開口している。ガスＧの置換時には、上端にガス供給装置１０ａを接続し、該ガス供給装置１０ａから供給されるガスＧを内槽４の底部へ送り込むことができるようになっている。

【0034】

屋根２ａの頂部には、タンク１内の余分なガスＧを抜き出すための頂部開口１１が設けられている。また、デッキ４ａには、該デッキ４ａと屋根２ａとの間の蓋上スペースＤと、内部空間Ｉとを連通するように複数の蓋部開口１２が設けられている。蓋部開口１２の上部には、開閉弁１３を介して放散塔１４が接続され、蓋上スペースＤ内のガスＧが放散塔１４を通って外部空間Ｏへ排出されるようになっている。

【0035】

また、タンク１には、アニュラスペースＡと外部空間Ｏを連通するように、屋根２ａおよびデッキ４ａを貫通するアニュラスペースパージ管１５が設けられている。本第一実施例において、アニュラスペースパージ管１５は、後述するようにガスＧの置換の際、アニュラスペースＡに対してガスＧを送り込む送給用配管として機能する。アニュラスペースパージ管１５は、屋根２ａの上に開口した上端から下方のアニュラスペースＡへ垂直方向に沿って延びて側部断熱層８内に潜り、アニュラスペースＡの底部で折れ曲がってアニュラスペースＡの底面に沿って延びている。アニュラスペースパージ管１５のうち、側部断熱層８内に位置する部分には、管の内外を連通するよう、側面に多数の孔１５ａが開口している。尚、図２ではアニュラスペースＡの底部に沿って延びるアニュラスペースパージ管１５のうち一部のみに孔１５ａを図示しているが、実際にはアニュラスペースＡの底部に沿って延びるアニュラスペースパージ管１５の全域に孔１５ａが設けられる。

【0036】

アニュラスペースパージ管１５の上端には、開閉弁１６を介して上部連絡管１７が接続されている。上部連絡管１７は、外部空間Ｏに設置され、一端はアニュラスペースパージ管１５の上端に接続され、他端は開閉弁１８を介して蓋上スペース連通管１９の上端に接続される。蓋上スペース連通管１９は、蓋上スペースＤと外部空間Ｏを連通する配管であり、蓋上スペースＤのうちリテイニングウォール６に近い位置に屋根２ａを貫通するように設置されている。蓋上スペース連通管１９の下端は蓋上スペースＤに開口し、上端は外部空間Ｏに開口して上部連絡管１７に接続されている。こうして、上部連絡管１７により、アニュラスペースパージ管１５が蓋上スペース連通管１９を介して蓋上スペースＤに接続される。本第一実施例において、蓋上スペース連通管１９は、後述するようにアニュラスペースＡからガスＧを抜き出す抜出用配管として機能する。

【0037】

アニュラスペースＡの上方にあたる屋根２ａには、アニュラスペース連通管２０が設けられている。アニュラスペース連通管２０は、アニュラスペースＡと外部空間Ｏを連通する配管であり、下端がアニュラスペースＡにおける側部断熱層８の上方に、上端が外部空間Ｏに開口している。アニュラスペース連通管２０の上端は、開閉弁２１を介して排出管２２に接続されている。

【0038】

アニュラスペースパージ管１５、上部連絡管１７、蓋上スペース連通管１９は、図２に示す如く、複数組（ここに示した例では、５組）を周方向に関して均等にアニュラスペースＡに配置することが好ましい。後述するガスＧの置換作業において、側部断熱層８に対してなるべく均等にガスＧを送り込むためである。

【0039】

このほか、タンク１には、外部空間Ｏや内部空間Ｉ、アニュラスペースＡや蓋上スペースＤを適宜互いに連通する配管や開口が複数設けられるが、ここでは図示を省略している。

【0040】

次に、上記した本第一実施例のタンクのガス置換装置によるガス置換方法の手順を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。

【0041】

配管類の設置から説明する。ステップＳ１として、タンク１に内槽パージ管１０、アニュラスペースパージ管１５、蓋上スペース連通管１９、アニュラスペース連通管２０を設ける。ステップＳ２として、アニュラスペースＡに断熱材を投入し、側部断熱層８を形成する。アニュラスペースＡへの断熱材の投入は、例えばアニュラスペース連通管２０を通して行っても良い。側部断熱層８の上部は、リテイニングウォール６を設置して保持する。ステップＳ３として、タンク１の外部に位置する配管類を設置する。タンク１の頂部開口１１に放散塔１４を接続し、アニュラスペースパージ管１５と蓋上スペース連通管１９を上部連絡管１７で接続し、アニュラスペース連通管２０に排出管２２を接続する。尚、ステップＳ１～Ｓ３における各工程は適宜前後させ、あるいは同時並行で実行して良いが、アニュラスペースパージ管１５の設置は断熱材の投入より先に行うべきである。

【0042】

ステップＳ４として、内槽パージ管１０の上端にガス供給装置１０ａを接続し、ステップＳ５として、ガス供給装置１０ａからガスＧの供給を開始する。ガス供給装置１０ａから供給されるガスＧは、例えば窒素等の不活性ガスである。

【0043】

内槽４内に供給されたガスＧは、内部空間Ｉに充満すると共に、デッキ４ａの蓋部開口１２から蓋上スペースＤに溢れ出す。もともと内部空間Ｉおよび蓋上スペースＤ内にあった空気等であるガスＧは、頂部開口１１から放散塔１４を通って外部空間Ｏへ押し出される（ステップＳ６）。

【0044】

さらに、蓋上スペースＤに充満したガスＧが、蓋上スペース連通管１９から上部連絡管１７を通り、送給用配管としてのアニュラスペースパージ管１５へ導かれる（ステップＳ７）。アニュラスペースパージ管１５内に導入されたガスＧは、孔１５ａを通じて側部断熱層８内に放出される（ステップＳ８）。アニュラスペースＡおよび側部断熱層８内にもともとあった空気等であるガスＧは、アニュラスペースパージ管１５から放出されるガスＧに押し出される形で、側部断熱層８の上方に位置する抜出用配管としてのアニュラスペース連通管２０から抜き出され、排出管２２を通って外部空間Ｏへ押し出される（ステップＳ９）。

【0045】

ガス供給装置１０ａの運転を続けると、内部空間Ｉ、蓋上スペースＤ、アニュラスペースＡにあった空気等のガスＧは、ガス供給装置１０ａから供給される窒素等であるガスＧに置換される。貯留物３として液化ガス等を貯留するタンク１の場合は、内部空間Ｉ、蓋上スペースＤ、アニュラスペースＡにおける酸素および水蒸気の濃度が規定値未満となった段階で置換が完了したとみなす（ステップＳ１０）。置換が完了したら、ステップＳ１１として、開閉弁１３，１６，１８，２１を閉じ、ガス供給装置１０ａからのガスＧの供給を停止する。開閉弁１６，１８，２１を閉じた後、タンク１の外側に位置する上部連絡管１７、排出管２２は取り外すことができる。

【0046】

このようにすると、アニュラスペースＡへガスＧを送り込むにあたっての抵抗が少ないため、効率良くガスＧを送り込んで置換を迅速に行うことができる。まず、従来であれば蓋上スペースＤからリテイニングウォール６を通してガスＧをアニュラスペースＡに送り込んでいたため、リテイニングウォール６を通過する際にガスＧが受ける抵抗がアニュラスペースＡへのガスＧの送給の妨げとなっていた。一方、本第一実施例では蓋上スペース連通管１９および上部連絡管１７により、蓋上スペースＤからアニュラスペースパージ管１５に直接ガスＧを送り込んでいる。つまり、蓋上スペースＤからアニュラスペースＡへリテイニングウォール６を迂回させてガスＧを送り込むことになり、送給用配管であるアニュラスペースパージ管１５へ導入されるガスＧはリテイニングウォール６の抵抗を受けない。

【0047】

さらに、ガスＧが側部断熱層８を通過する際の抵抗も大幅に低減される。従来の技術であれば、アニュラスペースＡのガスＧを置換する際には、アニュラスペースＡへ側部断熱層８の上方からガスＧを送り込み、側部断熱層８に下端を埋設するように設置した配管（アニュラスペースパージ管１５'）の底部から抜き出していた（この場合のアニュラスペースＡにおけるガスＧの流れ、およびアニュラスペースパージ管１５'を図１中に一点鎖線で示す）。ここで、一点鎖線で示すアニュラスペースパージ管１５'には孔１５ａが設けられていないため、ガスＧはアニュラスペースパージ管１５'の側面から管内に入ることはない。アニュラスペースＡ内のガスＧは、アニュラスペースパージ管１５'の下端の開口からアニュラスペースパージ管１５'内に入り、上端から抜き出されて外部空間Ｏへ排出される。

【0048】

こうした従来のガスの置換装置および置換方法では、蓋上スペースＤからアニュラスペースＡに進入したガスＧは、アニュラスペースパージ管１５'から抜き出されるまでに側部断熱層８の上面から底部までを通過しなくてはならない。側部断熱層８は通常、高さ方向に数メートル～数十メートルの寸法を有しており、ガスＧがこの側部断熱層８を高さ方向に通過しようとすれば、その際の抵抗は多大なものとなる。また、特に側部断熱層８の底部においては、上方に積み重なった断熱材の重みによって断熱材同士が押し固められた状態となっており、ガスＧにとっての抵抗はいっそう大きい。

【0049】

これに対し、本第一実施例の場合、アニュラスペースＡ内のガスＧを側部断熱層８の底部から抜き取るのではなく、アニュラスペースパージ管１５から側部断熱層８に向かって押し出すようにしている。アニュラスペースパージ管１５の側面には、上述の如く多数の孔１５ａが開口しており、この孔１５ａはアニュラスペースパージ管１５のうち、アニュラスペースＡ内を垂直方向に沿って延びる部分にも設けられている。よって、アニュラスペースパージ管１５内に送り込まれたガスＧは、側部断熱層８の各高さからアニュラスペースＡ内に供給され、側部断熱層８を上方へ抜けて排出管２２から外部空間Ｏへ排出されることになる。側部断熱層８のうち、浅い部分から供給されるガスＧにとっては、側部断熱層８を上方へ抜けるまでの距離が短いため抵抗が少ない。このため、短時間で多くのガスＧをアニュラスペースパージ管１５からアニュラスペースＡ内に送り込むことができる。

【0050】

ここで、図２に示す如く、タンク１の外周をなすアニュラスペースＡに複数のアニュラスペースパージ管１５を均等に配置しておけば、各位置において垂直方向に延びるアニュラスペースパージ管１５の側面から、側部断熱層８内に対し均等にガスＧを供給することができる。こうして、アニュラスペースＡにおいてガスＧの置換にかかる時間をいっそう縮減できる。

【0051】

アニュラスペースパージ管１５へガスＧを送り込むにあたっては、蓋上スペースＤを介してではなく、例えばガス供給装置１０ａをアニュラスペースパージ管１５の上端に接続し、ガスＧを直接送り込むことも可能である。ただし、液化ガス等の貯留物３を内槽４に貯留するタンク１の場合、内槽４は内側からの高い圧力に耐え得るように構造を設計されており、外からの圧力に対する強度は通常、あまり考慮されない。よって、アニュラスペースＡ内の圧力が内部空間Ｉの圧力に対してあまり高くなると、内槽４やその他の部分の素材に変形等が生じる虞がある。このため、仮にガス供給装置１０ａからアニュラスペースパージ管１５へ直接ガスＧを送り込むとすれば結局、内槽４にも別途ガスＧを供給するなどして、両空間Ｉ，Ａで圧力のバランスを調整する必要がある。そこで、図１に示すように内部空間ＩへガスＧを送り込み、蓋上スペースＤからアニュラスペースＡへ間接的にガスＧを供給するようにすれば、内部空間Ｉの圧力をアニュラスペースＡと同等以上に簡単に保つことができ、好適である。

【0052】

また、本第一実施例では屋根２ａにおける平面視でリテイニングウォール６より内側の位置に、頂部開口１１とは別に蓋上スペース連通管１９を設け、該蓋上スペース連通管１９とアニュラスペースパージ管１５を上部連絡管１７で接続しているが、アニュラスペースパージ管１５と頂部開口１１を接続することでガスＧの置換を行うことも可能である。ただし、その場合は上部連絡管１７にあたる配管を屋根２ａの中心から外周部まで長く延ばさなくてはならず、配管の設置にかかる手間やコストが増大してしまう。よって、アニュラスペースパージ管１５を蓋上スペースＤに接続するにあたっては、頂部開口１１よりアニュラスペースＡ寄りの位置に蓋上スペース連通管１９を設ける方がより好適である。

【0053】

以上のように、上記本第一実施例は、内槽４と、外槽２と、前記内槽４の上部を覆う蓋部４ａと、アニュラスペースＡに形成された側部断熱層８と、前記側部断熱層８をアニュラスペースＡに保持するリテイニングウォール６とを備えたタンク１に、アニュラスペースＡに開口を有する送給用配管（アニュラスペースパージ管）１５と、アニュラスペースＡに開口を有する抜出用配管（アニュラスペース連通管）２０とを備えている。

【0054】

そして、タンク１内のガスＧを置換するにあたり、アニュラスペースＡに開口を有する送給用配管１５からアニュラスペースＡに対してガスＧを送り込むと共に、アニュラスペースＡに開口を有する抜出用配管２０からアニュラスペースＡ内のガスＧを抜き出すようにしている。このようにすると、送給用配管１５へ導入されるガスＧはリテイニングウォール６を通過する際の抵抗を受けず、アニュラスペースＡへガスＧを送り込むにあたっての抵抗が少ないので、効率良くガスＧを送り込んで置換を迅速に行うことができる。

【0055】

また、本第一実施例は、前記内槽４の内部空間Ｉと、タンク１の外部空間Ｏとを連通する内槽パージ管１０と、前記送給用配管１５を前記タンク１内における前記蓋部４ａの上方の蓋上スペースＤに接続する上部連絡管１７とを備えている。

【0056】

そして、前記内槽４の内部空間ＩへガスＧを送り込み、前記タンク１の蓋上スペースＤから前記送給用配管１５に対してガスＧを送り込むようにしている。このようにすると、ガスＧの置換の過程において、内部空間Ｉの圧力をアニュラスペースＡと同等以上に簡単に保つことができる。

【0057】

また、本第一実施例は、蓋上スペースＤと外部空間Ｏを連通する蓋上スペース連通管１９を備え、前記上部連絡管１７は、一端を前記送給用配管１５に、他端を前記蓋上スペース連通管１９に接続されている。このようにすると、アニュラスペースパージ管１５を蓋上スペースＤと連通させるにあたり、アニュラスペースＡ寄りの位置に設けた蓋上スペース連通管１９とアニュラスペースパージ管１５を接続することで、配管の設置にかかる手間やコストを節減することができる。

【0058】

また、本第一実施例においては、複数の前記送給用配管１５が周方向に関して均等にアニュラスペースＡに配置されている。このようにすると、側部断熱層８内に対し均等にガスＧを供給することができ、アニュラスペースＡにおいてガスＧの置換にかかる時間をいっそう縮減できる。

【0059】

また、本第一実施例において、前記送給用配管は、下端を前記側部断熱層８内に配置されたアニュラスペースパージ管１５とし、前記抜出用配管は、下端がアニュラスペースＡにおける前記側部断熱層８の上方に開口するアニュラスペース連通管２０とすることができる。

【0060】

そして、前記送給用配管（アニュラスペースパージ管）１５は、前記側部断熱層８内にガスＧを送り込み、前記抜出用配管（アニュラスペース連通管）２０は、アニュラスペースＡにおける前記側部断熱層８の上方からガスＧを抜き出すようにしている。

【0061】

また、本第一実施例のタンクのガス置換装置においては、前記アニュラスペースパージ管１５の前記側部断熱層８内に位置する部分の側面に、管の内外を連通する孔１５ａを設けている。こうすることにより、短時間で多くのガスＧをアニュラスペースパージ管１５からアニュラスペースＡ内に送り込むことができる。

【0062】

したがって、本第一実施例によれば、アニュラスペースのガスの置換を迅速に行い得る。

【0063】

図４は本発明を適用したタンクの別の形態を示している。本第二実施例では、上部連絡管１７の一端をアニュラスペースパージ管１５ではなく、アニュラスペース連通管２０の上端に接続し、ガスＧの置換を行うようにしている。この場合、蓋上スペースＤ内に充満するガスＧは、蓋上スペース連通管１９から上部連絡管１７を通り、アニュラスペース連通管２０からアニュラスペースＡにおける側部断熱層８の上方に導入される。そして、側部断熱層８の上面から側部断熱層８を通り、側部断熱層８内に埋め込まれたアニュラスペースパージ管１５に入って上端から抜き出され、外部空間Ｏへ排出されることになる。すなわち、本第二実施例においては、アニュラスペース連通管２０が送給用配管として、アニュラスペースパージ管１５が抜出用配管として、それぞれ機能する。

【0064】

このようにしても、送給用配管であるアニュラスペース連通管２０へ導入されるガスＧはリテイニングウォール６の通過に伴う抵抗を受けないので、その分だけ多くのガスＧを迅速にアニュラスペースＡ内に送り込むことができる。ただし、このようにする場合は、孔１５ａはアニュラスペースパージ管１５のうち側部断熱層８の底部に位置する部分にのみ設け、側部断熱層８のうち深い部分にガスＧを送り込むべきである。ガスＧにとっては、側部断熱層８のうち浅い部分に位置する孔１５ａを通ってアニュラスペースパージ管１５の管内に入る方が、深い部分に位置する孔１５ａを通って管内に入るよりも抵抗が小さい。このため、浅い部分に孔１５ａが設けられているとガスＧの流量がそこに集中してしまい、側部断熱層８の深い部分におけるガスＧの置換がうまく行かない虞があるからである。

【0065】

以上のように、上記本第二実施例において、前記送給用配管は、下端がアニュラスペースＡにおける前記側部断熱層８の上方に開口するアニュラスペース連通管２０とし、前記抜出用配管は、下端を前記側部断熱層８内に配置されたアニュラスペースパージ管１５としている。

【0066】

そして、前記送給用配管（アニュラスペース連通管）２０は、アニュラスペースＡにおける前記側部断熱層８の上方へガスＧを送り込み、前記抜出用配管（アニュラスペースパージ管）１５は、前記側部断熱層８内からガスＧを抜き出すようにしている。このようにしても、送給用配管２０へ導入されるガスＧはリテイニングウォール６を通過する際の抵抗を受けないので、ガスＧの置換にかかる時間を短くすることができる。

【0067】

その他の構成や作用効果については上記第一実施例（図１、図２参照）と同様であるため説明を省略するが、本第二実施例によれば、アニュラスペースのガスの置換を迅速に行い得る。

【0068】

尚、本発明のタンクのガス置換方法および装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0069】

１ タンク
２ 外槽
２ａ 屋根
２ｂ 側壁
３ 貯留物
４ 内槽
４ａ デッキ（蓋部）
４ｂ 側壁
４ｃ 底面
５ 基礎
６ リテイニングウォール
７ 底部断熱層
８ 側部断熱層
９ ブランケット
１０ 内槽パージ管
１１ 頂部開口
１２ 蓋部開口
１３ 開閉弁
１４ 放散塔
１５ アニュラスペースパージ管（送給用配管、抜出用配管）
１５' アニュラスペースパージ管
１５ａ 孔
１６ 開閉弁
１７ 上部連絡管
１８ 開閉弁
１９ 蓋上スペース連通管
２０ アニュラスペース連通管（抜出用配管、送給用配管）
２１ 開閉弁
２２ 排出管
Ａ アニュラスペース
Ｄ 蓋上スペース
Ｇ ガス
Ｉ 内部空間
Ｏ 外部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】