低溫液化氣貯存罐的製作方法
2023-06-01 10:48:16
專利名稱：低溫液化氣貯存罐的製作方法
技術領域：
本發明涉及低溫液化氣貯存罐的改進，這種低溫液化氣貯存罐(COLD EVAPORATER，以下稱之為CE)是為了貯存氬液化氣、氧液化氣、氮液化氣及二氧化碳液化氣等的液化氣、並據此把Ar、O2、N2、CO2等的各種氣體供應給化工廠、半導體工廠及氬弧焊接裝置等的需要場所，或為了貯存氧液化氣和氮液化氣並把貯存的O2和N2供應給人造空氣製造裝置、再把該人造空氣製造裝置製造的人造空氣送至醫院等醫療機構中的無菌室或人工呼吸器等的用途，而在規定用地上設立的。
現有的CE如圖4所示，在豎立設置在用地A上的用軋制鋼板等製成的外罐B內，通過夾裝上用導熱係數小的粉末絕熱材料(珠光體)等形成的真空絕熱層D，配置上由奧氏體相不鏽鋼鋼板等在超低溫下也不會發脆、能保持充分的強度和韌性的原材料製成的一個內罐C，再使與該內罐C連接的內部配管系統E經過真空絕熱層D後從外罐B導出，並使該內部配管系統E與附設於外罐B的外部配管系統F連接。
因此，在上述的內罐C內只能貯存例如氧液化氣之類的一種低溫液化氣，所以，當如前所述製造人造空氣時，必須在規定的用地A上設置兩臺CE，即氧液化氣用和氮液化氣用各一臺CE，因此當用地有限時，用地的選擇就很困難，即使所用場地條件很好，也會佔有相當大的空間，因此，例如在接受供給N2和O2等的市區醫院等處，即不能確保其所需用地。
再有，在上述現有的CE中，如已知的那樣，在上述外部配管系統F處，用液化氣罐車等搬運來的規定的液化氣LG如實線箭頭所示，可以從其注入管道L1經液體入口閥a，再通過內部配管系統E中的下部內罐配管E1和E1』，分別從底部和上部供應至內罐C內，並如已知的那樣，如上所述地供應給內罐C的液化氣LG，又由於該內罐C內的氣相部G』存在的內部壓力而通過浸沒在上述液化氣LG內的液流內罐配管E2，流入外部配管系統F中的送氣管道L2。在此，經送液閥b流入的液化氣LG經送氣蒸發器d被氣化，由此獲得的用虛線表示的氣體G被供應給所需的用戶即消費系統。這裡，作為送氣蒸發器d，一般使用鋁翅片管制成的以空氣為熱源的空氣加熱式蒸發器。
此外，為了要使上述的氣體G能恆定地供應給用戶，所以在外部配管系統F上，如已知的那樣，配設有加壓管道L3。利用該加壓管道L3，即使如上所述，因通過送氣管道L2供給氣體G而消耗掉了內罐C內的液化氣LG，也仍能防止其氣相部G』的壓力下降，使內罐C內的壓力保持一定，使液化氣LG能被壓入液流內罐配管E2內。
即，一旦上述內罐C內的的氣相部G』中的內部壓力下降，該加壓管道L3中的加壓自動閥e即自動開啟，從內罐C的底部經下部內罐配管E1及加壓閥f流來的液化氣LG經加壓蒸發器g而氣化，由此獲得的氣體G如虛線箭頭所示，經加壓管道L3的加壓氣體閥h，從加壓用內罐配管E3壓入內罐C的氣相部G』。
再有，當然，當達到所規定的內部壓力時，加壓自動閥e即關閉，因此能保持所規定的內部壓力，該加壓蒸發器g一般使用空氣加熱式蒸發器。又，圖4中的i表示送氣管道L2的氣體出口閥。
此外，在該現有的CE中，不僅設有使上述內罐C的內部壓力保持一定而用的加壓自動閥e，而且如圖4所示，還設有使內罐C的內部壓力下降至一定值的降壓閥k和內罐安全閥j。因為這些部件在低溫液化氣貯存罐的運行過程中頻繁地動作，因此，目前這些部件的維護保養佔了CE維護保養的大部分，並且，其結構和耐久性方面存在需改進之處。
具體是，作為上述的降壓閥k，是在圖4中的降壓管道L4中與降壓單向閥m串聯連接，當因熱量傳入而使內罐C內的液化氣LG氣化、該內罐C的內部壓力上升時，該氣相部G』的氣化氣體如箭頭EG1所示流入內部配管系統E的加壓用內罐配管E3，通過加壓氣體閥h後，如箭頭EG2所示，經自動開啟的降壓閥k及降壓單向閥m，流入送氣管道L2的內部配管系統E，與液化氣LG一起無浪費地被供應給消費系統即送氣管道L2，從而使氣相部G』的內部壓力下降。
再有，作為上述的內罐安全閥j，是當送氣管道L2不向用戶供氣時，或在即使如上所述那樣降壓閥k動作了，也不能防止內罐C的壓力上升，因而該內罐C的壓力超過一定的安全值時，進行動作。通過該內罐安全閥j的開啟，內罐C的氣相部G』的氣體被放出到外部，由此而使其內部壓力下降到規定壓力。
通過上述的說明可知，當CE的液化氣從送氣管道L2被送出而消費掉時，因內罐C的內部壓力下降，故液體溫度也下降，為了使該內部壓力恢復到規定的壓力，如前所述，使加壓管道L3中的加壓蒸發器g動作，而當液化氣LG的消費停止時，或消費量降低時，通過從外部傳入熱量，CE內的液化氣在內罐C內氣化，其內部壓力即上升。
因此，為了使其恢復規定的壓力，要使上述的降壓閥k、內罐安全閥j動作，其結果，在這種CE中，降壓閥k、內罐安全閥j或加壓自動閥e會隨著CE的消費條件而頻繁地動作。順便說明一下，上述的加壓自動閥e設定為在內罐C的內部壓力為5.5-6.5kgf/m2以下時動作，降壓閥k設定為7.0-8.0kgf/m2以上時動作，而內罐安全閥j則設定為其內部壓力為9.5-10.5kgf/m2以上時動作。
本發明是為了消除上述現有CE存在的缺點而開發的，其首要目的在於，通過本發明第1技術方案，即，通過在豎立設置的外罐內，不僅設置用於氧氣等的內罐，而且夾著絕熱層再配置用於氮氣等的內罐而成上下兩級，或配置三種以上不同的液化氣而成上下多級，從而提供一種即使在需要使用二種或三種以上的液化氣且所需用地狹小的情況下也能設置、能節省空間的低溫液化氣貯存罐。
其次，本發明第2技術方案是在第1技術方案的基礎之上，再在成上下兩級的上部內罐和下部內罐間夾裝上導熱支承體，並在下部內罐貯存低沸點的液化氣，而在上部內罐內貯存比前者沸點高的液化氣，從而使下部內罐內的氣相部的內部壓力較大，而與之相比，上部內罐內的氣相部的內部壓力較小，減小該上、下部內罐的液體溫度差，提高絕熱性能。這樣，由於上、下部內罐的液體溫度的等溫化，下部內罐的內部壓力較大，設計為能承受該內部壓力的該下部內罐的強度即能充分承受上部內罐的重量，且因下部內罐的壁也較厚，故CE的重心位置下降，有利於抗振設計，此為本技術方案的第1目的。
另外，上述的技術方案2通過如上所述，用導熱支承體將上部內罐與下部內罐相連設置，不僅增大了整體的結構強度，而且，例如當上部內罐的液化氣與下部內罐的液化氣相比在大量消耗時，上部內罐的液化氣溫度下降其內部壓力也下降，但是，貯存低沸點液化氣的下部內罐的溫度會使貯存高沸點液化氣的上部內罐的溫度上升，因此而兩內罐有等溫化的傾向，從而使上部內罐的氣相部的內部壓力不會大幅度變動，並使上部內罐所使用的外部配管系統中的加壓蒸發器減少運行時間，改善其耐久性和維護保養性能，此也為本技術方案的目的。
接著的本發明技術方案3，是在上述技術方案1或技術方案2所涉及的CE中，再利用等溫用另一種液化氣內部配管，使下部內罐中的低沸點液化氣通過設於上部內罐內的熱交換部。由此而使上部內罐的液化氣升溫至與下部內罐中的低沸點液化氣相同溫度，這樣，該上部內罐的液化氣趨向恆溫，其氣相部中的氣體的內部壓力恆定化，使上部內罐的外部配管系統可以省略以往不可缺少的加壓蒸發器，或可使其減少運行時間，此為本技術方案的目的。
本發明的技術方案4是在技術方案1的基礎之上，不僅如技術方案3那樣，通過利用等溫用另一種液化氣內部配管，使下部內罐中的液化氣通過設於上部內罐內的熱交換部，從而使上部內罐的液化氣升溫至與下部內罐中的液化氣相同溫度，而且再通過另外增設的等溫用一種液化氣內部配管，使上部內罐中的液化氣通過設於下部內罐內的熱交換部，從而使下部內罐的液化氣降溫至與上部內罐中的液化氣相同溫度，由此進一步促進兩內罐的等溫化，使兩者能保持更理想的一定的內部壓力。
因此，當採用上述的技術方案4時，對於降壓閥、安全閥、加壓蒸發器的加壓自動閥，可以盡力抑制其運轉，大幅度改善這些部件的耐久性，同時也減少了通過安全閥放出氣體的浪費，使長期保存氣體成為可能。此也為本發明的目的。
為了達到上述目的，本發明的第1技術方案為提供具有如下特徵的一種低溫液化氣貯存罐，即，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，按所需級數上下配置不同種液化氣用的多個內罐，所述各內罐配置有分別設於所述外罐的外側、把各液化氣供給各內罐且把該各液化氣氣化成的各種氣體供給用戶的各外部配管系統，與此相連接的各內部配管系統與各內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。
本發明的第2技術方案為提供具有如下特徵的一種低溫液化氣貯存罐，即，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種高沸點液化氣用的上部內罐，以及通過導熱支承體與該上部內罐相連設置的另一種低沸點液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。與此同時，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。
本發明的第3技術方案為提供具有如下特徵的一種低溫液化氣貯存罐，即，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種高沸點液化氣用的上部內罐，以及在與該上部內罐絕熱的條件下配置的、或通過導熱支承體與該上部內罐相連設置的另一種低沸點液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，並且，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，與此同時，上述另一種內部配管系統之中的、吸引下部內罐內的另一種液化氣的等溫用另一種液化氣內罐配管通過設於上部內罐內的熱交換部後，再經所述絕熱層與另一種外部配管系統之中的、把另一種氣體供應給用戶的送氣管道相連接。
本發明的第4技術方案為提供具有如下特徵的一種低溫液化氣貯存罐，即，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種液化氣用的上部內罐和多種液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，並且，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。與此同時，把上述一種內部配管系統之中的、吸引上部內罐內的一種液化氣的等溫用一種液化氣內罐配管經過設於下部內罐內的熱交換部，再經所述絕熱層與一種外部配管系統之中的、把一種氣體供應給用戶的送氣管道相連設置，並把上述另一種內部配管系統之中的、吸引下部內罐內的另一種液化氣的等溫用另一種液化氣內罐配管經過設於上部內罐內的熱交換部後，再經所述絕熱層與另一種外部配管系統之中的、把另一種氣體供應給用戶的送氣管道相連設置。
當採用技術方案1的CE時，因為在一個外罐內，中間夾著絕熱層上下配置有多個內罐，且各內罐的內部配管系統分別與設於外罐的各外部配管系統相連，所以，能把所需的多種液化氣貯存在豎立設置一個外罐的用地面積之內，可以用作佔地面積節省型的低溫液化氣貯存罐。
當採用技術方案2時，因為在通過導熱支承體配置在外罐內的上下兩級的上部內罐和下部內罐內，分別貯存例如氧液化氣那樣的高沸點液化氣，以及如氮液化氣那樣的低沸點液化氣，所以，通過上部內罐與下部內罐內的各液化氣因導熱支承體而被等溫化，使下部內罐內的液化氣產生的內部壓力大於上部內罐內的液化氣產生的內部壓力。因此，下部內罐以該高壓的內部壓力進行設計，能獲得能充分承受上部重量的強度，且因為下部內罐的壁也厚且重，故重心位置也下降，能提供抗振性能良好的CE。
再有，若用技術方案2，因為上部內罐與下部內罐通過導熱支承體相連設置，所以不僅能增大整體強度，而且利用下部內罐的低沸點的液化氣的溫度，可以使上部內罐的高沸點的液化氣的溫度升高一些。因此，利用下部內罐的氣相部溫度，可以在一定程度上抑制上部內罐的溫度變化，從而由於該兩內罐的等溫化的趨向，上部內罐的氣相部內的內部壓力不會大幅度地變化，其結果，該上部內罐的外部配管系統中的加壓蒸發器不會頻繁運作，能使該外部配管系統的加壓管道中的各部件延長其耐久使用期間，同時能減少維修所需的作業。
技術方案3涉及的CE，不是如技術方案2那樣，通過導熱支承體來實現上部內罐和下部內罐內的液化氣的等溫化的，而是通過熱交換器使下部內罐的液化氣流過上部內罐，由此而使該液化氣升溫，因此能有效地使該兩種液化氣等溫化，當然能更有效地發揮上述技術方案2的作用，而且，若通過其外部配管系統中的加壓蒸發器使下部內罐的液化氣保持適當的壓力，則因此已規範的下部內罐的液化氣與上部內罐中的液化氣的溫度會趨向相等，其結果，上部內罐的氣相部的內部壓力也趨向一定，能從上部內罐向送氣管道供給規定量的氣體，因此，該上部內罐的外部配管系統可以省略加壓蒸發器或減少其運作時間。
當採用技術方案4的CE時，在上部內罐和下部內罐中的各液化氣的使用量的差異相當大的情況下，或者，在僅消耗一個內罐內的液化氣的情況下，將發揮如下的作用。即，以上述的前者為例，當從上部內罐和下部內罐分別向人造空氣製造裝置供給氧氣和氮氣時，因此時O2與N2的使用量之比約為1∶4，O2的消耗量較少，故上部內罐的內部壓力呈上升趨向而升溫，與此相比，因N2的消耗量較多，故下部內罐的內部壓力呈下降趨向而降溫。然而，當採用該種CE時，上部內罐的液化氧氣通過其熱交換器邊使下部內罐的液化氮氣升溫邊供應給人造空氣製造裝置的混合器，並且，下部內罐的液化氮氣通過其熱交換器邊使上部內罐的液化氧氣降溫邊供應給上述的混合器。
其結果，上部內罐的液化氧氣和下部內罐的液化氮氣的液體溫度被有效地等溫化，因此，上部內罐的降壓閥的運轉次數減少，而對下部內罐來說，則可減輕其加壓蒸發器的載荷。又，如不是如上所述的人造空氣製造裝置，而是高壓氧氣治療裝置，則因與上述相反，氧的消耗量大，故所使用的O2與N2的關係與人造空氣製造裝置時的正相反，但能發揮同樣性質的效果。
再有，當上部內罐與下部內罐中的各液化氣不是如上所述在消耗量方面有大小差異，而是僅消耗一種液化氣時，也能取得如下的效果雖然該不被消耗的內罐的內部壓力會上升，但該不消耗的液化氣因受到貯存在被消耗的內罐中的液化氣的影響而降溫，故此時，上述內罐安全閥的運作次數減少，對於其耐久性和維護保養作業帶來良好的效果。
附圖簡介
圖1為本發明技術方案1和2所述低溫液化氣貯存罐一實施例的使用狀態的縱剖正面示意圖。
圖2為本發明技術方案3所述低溫液化氣貯存罐一實施例的使用狀態的縱剖正面示意圖。
圖3為本發明技術方案4所述低溫液化氣貯存罐一實施例的使用狀態的縱剖正面示意圖。
圖4為現有的一種低溫液化氣貯存罐的使用狀態的縱剖正面示意圖。
以下參照圖示的實施例詳細說明本發明。首先，在圖1中，通過臺腳1在用地A上豎立設置外罐2的底部2a，在該外罐2內夾著絕熱層3以上下多級的配置相隔開設置所需個數的內罐4、4……。該圖1中的5、6是上下部的內罐支承體，7是位於中間部分的導熱支承體，在該圖所示的例子中，內罐支承體5由固定設置於內罐4上的金屬部件5a和支承於外罐2上的由酚醛塑料等材料構成的絕熱構件5b所形成，而內罐支承體6由固定設置於最下部的內罐4上的金屬部件6a所形成。
在圖1所示的實施例中，配置有上下兩級的內罐4、4，對於該各內罐4、4，在外罐2的外側設置有與各內罐4、4對應的各外部配管系統8、8，這些外部配管系統8、8的結構都與圖4所示現有例中所說明過的外部配管系統F的一樣，如同用同一符號所示出的同一部件所示，具有注入管道L1、送氣管道L2和加壓管道L3，與之相連的各內部配管系統9、9與各內罐4、4連接，並經過上述的絕熱層3從外罐2被導出。
此外，這又與上述的現有例子一樣，能把氧液化氣、氮液化氣等的液化氣LG1、LG2經過各注入管道L1分別供給各內罐4、4，且能通過各送氣管道L2把各氣體G1、G2供給用戶10。這裡，對於各外部配管系統8、8中的各注入管道L1、各送氣管道L2及各加壓管道L3的各構成部件，為了方便也標上與上述現有例子相同的符號，在注入管道L1上設有液體入口閥a、a』，注入管道L1通過內部配管系統9、9中的各下部內罐配管9a、9a』、9a、9a』，一直通到各內罐4、4的底部及上部。
此外，與現有例子一樣，設有各氣體出口閥i、各送氣蒸發器d和各送液閥b的各送氣管道L2貫穿設置到各內罐4、4的頂部，與浸漬在該內罐所貯存的各液化氣LG1、LG2內的內部配管系統9、9中的液流內罐配管9b、9b相連，再有，具有各加壓氣體閥f、各加壓蒸發器g、各加壓自動閥e、各加壓氣體閥h及各內罐安全閥j的各加壓管道L3通過內部配管系統9、9中的各加壓內罐配管9c、9c，從各內罐4、4的頂部向由其各氣體G1、G2形成的氣相部4A、4B開口。至於各外部配管系統8、8及內部配管系統9、9的作用也與上述現有例子相同。
在此，圖1中的內罐支承體5、6雖然並不是不可缺少的，但如在內部設置則可獲得較好的強度，這樣，當採用上述技術方案1所述的CE時，將大大有利於節省該建設用地的佔地面積，而上述方案2所述的CE，與上述方案1所述的CE的不同之處在於，在外罐2內，位於其上部的上部內罐4a與位於下部的下部內罐4b如前所述那樣，是通過導熱支承體7相連設置的，並且，在上部內罐4a內，收容的是例如氧液化氣那樣的高沸點的一種液化氣，而位於下部的下部內罐4b收容的是例如氮液化氣那樣的低沸點的另一種液化氣，兩者在其他方面是完全相同的。
當採用技術方案2時，如圖1清楚示出的那樣，在中間部分，上部內罐4a和下部內罐4b通過導熱支承體7相連設置，因此，不僅可增大整體結構的強度，而且通過由所需金屬材料等形成的該導熱支承體，可以利用收容有低沸點的液化氣的下部內罐4b的液體溫度加熱或冷卻上部內罐4a。
因此，上部內罐4a因下部內罐4b的液體溫度的影向而趨向一定溫度，首先，由於上部內罐4a和下部內罐4b內的各自的液化氣被等溫化，下部內罐4b的氣相部4B處的內部壓力較高，把該內部壓力作為設計的基礎時，與上部內罐4a相比，下部內罐4b形成較厚的壁。因此，能安全地支承CE上部側的重量，並使重心位置降低，CE的設計能獲得良好的效果。
而且，由於上述原因，上部內罐4a的氣相部4A中的內部壓力因上述的趨向一定溫度而不會大幅度變動，故當上部內罐4a內的高沸點液化氣的消費量不那麼大時，可以不必為了抑制液體溫度的上升而使上部內罐系統的外部配管系統8中的降壓管道L4的降壓閥k等那樣頻繁運作，這有利於高效率的運轉和保持耐久性。
此外，當上部內罐4a的液化氣消費量大時，與上述相反，用下部內罐4b的液化氣(具有相對高的液體溫度)對上部內罐4a內的液化氣(具有相對低的液體溫度)進行加熱，所以加壓管道L3的加壓蒸發器g等的運作頻率下降。
以下參照圖2對技術方案3所述的低溫液化氣貯存罐進行詳細敘述。此時，上部內罐4a和下部內罐4b也如上所述，可以如圖1所示在兩者之間充填絕熱層3，或通過採用導熱支承體7，使該兩內罐4a、4b處於導熱狀態。
在該技術方案3中應特別指出的是，在內部配管系統9中的、吸引下部內罐4b中的低沸點的另一種液化氣LG2的等溫用另一種液化氣內罐配管9d，不是單純地直接與外部配管系統8中的送氣管道L2相連，而是從下部內罐4b引出後，被引入收容有高沸點的液化氣LG1的上部內罐4a內，經過設於此處的熱交換部11後，被再次引出到絕熱層3，然後如上所述地與送氣管道L2相連接。
上述的熱交換部11可以如圖示例子所示，浸沒在上部內罐4a內的一種液化氣LG1內，此外，也可以設於其氣相部4A處，或者，也可以跨設於該一種液化氣LG1和氣相部4A之間。
當採用上述的結構時，上部內罐4a內的一種液化氣LG1因下部內罐4b內的低沸點的另一種液化氣LG2的液體的熱量而被加熱或冷卻，其結果，被等溫化成規定的溫度，所以，上部內罐4a的氣相部4A的內部壓力也不會大幅上升或下降而趨向恆定。因此，在與上部內罐4a對應的外部配管系統8中，即使不設置具有以前所不可缺少的加壓蒸發器g的加壓管道L3及具有降壓閥k的降壓管道L4，由於能保持恆定壓的氣相部4A，也能確保對用戶的氣體供給，或者，在設有加壓管道L3及降壓管道L4時，其加壓蒸發器g、加壓自動閥e及降壓閥k也不用那樣頻繁運作。
因此，當使用上部內罐4a中的氧液化氣和下部內罐4b中的氮液化氣、在用戶10處製造人造空氣後供應給醫院等處時，尤其因為氧氣的消費量較少，僅是氮氣的1/4，所以，保持著與氮液化氣相等的溫度的氧液化氣的因上部內罐外部傳來熱量引起的蒸發受到抑制，所以，內部壓力不會上升，上部一側的外部配管系統中的上述降壓閥k或者不運作，或者僅有很少的運作，其供給可以有充分的餘地。此外，當氧氣使用量很多時，相反地，被下部內罐4b內的液化氣的液體溫度加熱，加壓蒸發器g不運轉，或很少運轉，其供給可以有充分的餘地。順便說明一下，當在內部容積為2500m3的上部內罐和下部內罐內分別裝入氧液化氣和氮液化氣，並把兩內罐的均等溫度設定為-157℃時，該上部內罐的內部壓力為7kgf/cm2，下部內罐的內部壓力為20kgf/cm2。
此時，在如上所述設有導熱支承體7的情況下，當下部內罐4b中的氣體G2不供應給用戶10時，因為另一種液化氣LG2不再流過熱交換部11，所以在這樣的情況下，通過導熱支承體7，利用下部內罐4b的低溫，可防止一種液化氣LG1的溫度升高。又，上述的熱交換部11也可以不設置在液相部而設置在上部內罐4a中的氣相部4A處。
以下利用圖3說明技術方案4中的CE。與上述的技術方案1一樣，中間夾著絕熱層3，在豎立設置的外罐2內配置一種液化氣LG1用的上部內罐4a和另一種液化氣LG2用的下部內罐4b，而且，這些內罐4a、4b具有分別配置於上述外罐2的外側、把各液化氣LG1、LG2供給各內罐4a、4b並把由各液化氣LG1、LG2氣化成的各氣體G1、G2供給用戶的各外部配管系統8、8，與之連接的各內部配管系統9、9與各內罐4a、4b連接，並通過上述絕熱層3後被引出上述外罐2。
在該技術方案4中，在上述一種的液化氣LG1所用的內部配管系統9中，吸引上部內罐4a中的液化氣LG1的液流內罐配管9b不是如技術方案3對應的圖2所示那樣，直接與外部配管系統8中的送氣管道L2相連，而是通過設於外罐2的絕熱層3內的等溫用一種液化氣內罐配管9e，把上述液流內罐配管9b所吸引的液化氣LG1引入設於下部內罐4b內的熱交換部12，然後再通過絕熱層3內的內部配管系統9，把氣體G1送入供給用戶用的送氣管道L2。在此，該圖3中的L4是通過圖4已說明過的現有的降壓管道，其與上部內罐4a的內部配管系統9相連接，與上部內罐4a的氣相部4A及送氣管道L2的流入側相連通，其中的k和m分別是串聯於該降壓管道L4的降壓閥和降壓單向閥。
在本技術方案4中，不僅設置了上述的熱交換部12，而且與上述的技術方案3所對應的圖2清楚示出的一樣，在上部內罐4a內設有熱交換部11，下部內罐4b內的另一種液化氣LG2通過液流內罐配管9b和等溫用另一種液化氣內罐配管9d被引入該熱交換部11後，經下部內罐4b的內部配管系統9，流入其外部配管系統8的送氣管道L2。又，在圖3中下部的L4、k、m與上述關於上部內罐4a的說明一樣，分別是下部內罐4b的降壓管道、降壓閥及降壓單向閥。
因此，當採用上述結構時，即使上部內罐4a內的液化氧氣的使用量比下部內罐4b內的液化氮氣的少，因下部內罐4b的內部壓力下降而呈降溫狀態的液化氮氣也會通過熱交換部12，被因上部內罐4a的內部壓力上升而成升溫狀態的液化氧氣加熱，所以，由液化氮氣氣化成的氮氣能持續充分地供應給圖3中的人造空氣製造裝置的混合器。
因為在本技術方案4中，不僅設置了熱交換部12，而且在上部內罐4a內也設置了熱交換部11，所以，下部內罐4b的液化氮氣也使上部內罐4a內的液化氧氣成降溫狀態，在此狀態把氧氣供應給混合器10。因此，上部內罐4a與下部內罐4b會始終趨向相同溫度，其結果，可使上部內罐4a的降壓閥k和下部內罐4b的加壓蒸發器e的運作次數都下降。
此外，不僅對於如上所述的人造空氣製造裝置，而且對於O2的消費量更高的高壓氧氣治療裝置，本技術方案4也能發揮與上述相同的效果。不僅如此，即使在O2、N2等氣體中，僅有一種液化氣被消費時，雖然不消費的那種液化氣的內罐溫度會上升，但被消費一方的內罐中的液化氣會使前者即不消費的液化氣降溫，所以，內罐安全閥j的運作次數也可減少。
本發明是如上所述構成的，所以，當採用技術方案1時，可以在狹小的用地上建設能貯存多種液化氣的CE，當採用技術方案2時，因為在上部內罐和下部內罐內分別收容高沸點和低沸點的液化氣，並用導熱支承體將上部內罐和下部內罐相連設置，所以，通過兩內罐液體溫度的等溫化，下部內罐的內部壓力變大，其壁厚也大，故重心下降，在抗振方面也可獲得理想的效果，而且利用低溫的下部內罐的液體溫度，可使上部內罐的溫度下降一定程度，對上部內罐的恆溫化給予良好的影響，因此，與之相對應，可使上部內罐的外部配管系統的起壓力穩定作用的加壓蒸發器和加壓自動閥及降壓閥的運作時間相應減少，可延長其使用壽命。
又，當採用技術方案3的CE時，因為上部內罐的液化氣通過熱交換部被下部內罐的液化氣冷卻或加熱，所以，上部內罐的液化氣被恆溫成該升溫或降溫導致的規定的溫度，由於由此導致的內部壓力的恆定化，故可以省略以往所必需的加壓管道L3的加壓蒸發器及起降壓作用的降壓閥，或者可大幅度減少其運作時間，可延長加壓蒸發器和加壓自動閥及降壓閥的使用壽命，並可降低維修作業的頻繁程度和勞動力。
再有，當採用技術方案4時，通過在兩個內罐內分別設置熱交換器，使上部內罐和下部內罐的溫度互相起等溫化的作用，可延長曆來佔了維修量大部分的安全閥、降壓閥及加壓蒸發器中的加壓自動閥的使用壽命。又因為安全閥的動作也可減少，故可減少排放到外部的氣體的浪費量，相對於供給規定量的氣體，也可以長時期地保存液化氣。
還有，對於如人造空氣那樣，上部內罐與下部內罐的消費量相差一定比率的用途，有些場合甚至也可望完全省略上部內罐的降壓閥及下部內罐的加壓蒸發器。
權利要求
1.一種低溫液化氣貯存罐，其特徵在於，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，按所需級數上下配置不同種液化氣用的多個內罐，所述各內罐分別配置有設於所述外罐的外側、把各液化氣供給各內罐且把該各液化氣氣化成的各種氣體供給用戶的各外部配管系統，與此相連接的各內部配管系統與各內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。
2.一種低溫液化氣貯存罐，其特徵在於，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種高沸點液化氣用的上部內罐，以及通過導熱支承體與該上部內罐相連設置的另一種低沸點液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，與此同時，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出。
3.一種低溫液化氣貯存罐，其特徵在於，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種高沸點液化氣用的上部內罐，以及配置在與該上部內罐絕熱的條件下配置的、或通過導熱支承體與該上部內罐相連設置的另一種低沸點液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，並且，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，與此同時，上述另一種內部配管系統之中的、吸引下部內罐內的另一種液化氣的等溫用另一種液化氣內罐配管通過設於上部內罐內的熱交換部後，再經所述絕熱層與另一種外部配管系統之中的、把另一種氣體供應給用戶的送氣管道相連接。
4.一種低溫液化氣貯存罐，其特徵在於，在豎立設置的外罐內，中間夾著絕熱層，分別配置一種液化氣用的上部內罐和多種液化氣用的下部內罐，並具有設於所述外罐的外側、把所述一種液化氣供給所述上部內罐且把由該一種液化氣氣化成的一種氣體供給用戶的一種外部配管系統，與此相連接的一種內部配管系統與所述上部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，並且，還具有設於所述外罐的外側、把所述另一種液化氣供給所述下部內罐且把由該另一種液化氣氣化成的另一種氣體供給用戶的另一種外部配管系統，與此相連接的另一種內部配管系統與所述下部內罐相連接，並通過所述絕熱層後從所述外罐導出，與此同時，把上述一種內部配管系統之中的、吸引上部內罐內的一種液化氣的等溫用一種液化氣內罐配管經過設於下部內罐內的熱交換部，再經所述絕熱層與一種外部配管系統之中的、把一種氣體供應給用戶的送氣管道相連設置，並把上述另一種內部配管系統之中的、吸引下部內罐內的另一種液化氣的等溫用另一種液化氣內罐配管經過設於上部內罐內的熱交換部後，再經所述絕熱層與另一種外部配管系統之中的、把另一種氣體供應給用戶的送氣管道相連設置。
全文摘要
一種貯存氧氣、氮氣等多種液化氣並將其氣體供給醫療機構等用戶的低溫液化氣貯存罐，在其外罐2內夾著絕熱層3配置上下數個內罐4，可有效利用建設用地。再通過用熱交換部11供給下部內罐4b內的低沸點液化氣LG
文檔編號F17C9/02GK1140243SQ96106298
公開日1997年1月15日 申請日期1996年5月8日 優先權日1995年6月29日
發明者鈴木博昭, 森本裕司, 田中裕夫, 山內樹 申請人:大同霍庫桑株式會社