(57)【要約】【課題】容器内に貯蔵されたスラッシュ状の低温流体がエイジング現象を起こすことなく、高固化率のスラッシュ状の低温流体を移送することができる低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置を提供すること。【解決手段】容器２の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体Ｓを、攪拌翼１１の回転によって横方向に流動させながら、鉛直方向に沿って延びる移送管２５を介して前記容器２の上部から取り出すように構成された低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置１であって、前記移送管２５の下端に設けられた吸込口７が前記容器２の底面に向かって開口し、前記移送管２５の下端に、周方向に沿うとともに、半径方向外側に向かって突出する鍔８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体を、攪拌翼の回転によって横方向に流動させながら、鉛直方向に沿って延びる移送管を介して前記容器の上部から取り出すように構成された低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置であって、
前記移送管の下端に設けられた吸込口が前記容器の底面に向かって開口し、前記移送管の下端に、周方向に沿うとともに、半径方向外側に向かって突出する鍔が設けられていることを特徴とする低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置。
【請求項２】
前記鍔および前記攪拌翼の外側を取り囲むとともに、前記攪拌翼によって吐出された高固化率のスラッシュ状の低温流体を前記吸込口に導くガイドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置。
【請求項３】
前記吸込口が、前記攪拌翼に近づき、かつ、前記攪拌翼の方に向くように、前記移送管の下端部が屈曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置。
【請求項４】
前記容器の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体の流動状態を監視するための可視化装置が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置。
【請求項５】
前記容器の底面に反射板が取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラッシュ状の低温流体（例えば、スラッシュ水素（固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの））を貯蔵および移送する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラッシュ状の低温流体を貯蔵および移送する装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平６−８２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、スラッシュ状の低温流体を利用する場合、潜熱および顕熱の利用と貯蔵密度の向上の観点から固化率は高い方が望ましい。そこで、上記特許文献１に開示された発明では、貯蔵容器の底部に取り付けられた取出管（移送管）を介してスラッシュ状の低温流体を取り出す（抜き出す）ようにしている。
しかしながら、上記特許文献１に開示されたものでは、常温と低温との熱侵入熱経路の距離（すなわち、移送管（取出管）の長さ）が短くなり、容器内への侵入熱が増加し、スラッシュ状の低温流体にエイジング現象（スラッシュ水素中の固体水素が外部からの侵入熱により一部融解し、再度凝結する際に周囲の固体水素と結合してその粒径が大きくなる現象（Liquid-solid mixtures of hydrogen near the triple point： Advances in cryogenic engineering Vol.11 P207参照。））が発生し、移送管(取出管)において閉塞が発生することによりスラッシュ状の低温流体を取り出せなくなるおそれがある。
【０００４】
そこで本出願の発明者らは、図８に示すような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置を発明した。図８は本出願の発明者らが最初に発明した低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置（以下「従来の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置」という。）の概略構成図である。
図８に示すように、従来の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置１００は、液体状の低温流体（例えば、１３．８Ｋの液体水素）Ｌおよびスラッシュ状の低温流体（例えば、スラッシュ水素）Ｓを貯留する容器２と、この容器２の底部に堆積（集積）したスラッシュ状の低温流体Ｓを、図示しない別の容器等に移送する移送手段３とを備えている。
【０００５】
容器２は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が貼られた断熱真空容器４の中に収容されており、これにより、容器２の外部から内部へ侵入する熱の低減化が図られるようになっている。
【０００６】
移送手段３は、移送管５と、攪拌装置６とを備えている。
移送管５は、鉛直方向（図８において上下方向）に沿って延びるとともに、その下端に設けられた吸込口７が容器２の底面に向かって開口するパイプ状の部材である。
【０００７】
攪拌装置６は、駆動用モータ９と、駆動軸１０と、攪拌翼（例えば、４枚パドル翼）１１とを備えている。
駆動用モータ９は、その下端から容器２の底面に向かって延びる駆動軸１０を、例えば、図８の上方から見て反時計方向に回転させるものである。
駆動軸１０の一端部（図８において上側の端部）は、駆動用モータ９の回転軸（図示せず）の一端部と連結されており、駆動軸１０の他端部（図８において下側の端部）には、攪拌翼１１が取り付けられている。
また、吸込口７および攪拌翼１１はそれぞれ、容器２の底面からの距離（高さ）が略等しくなる位置に設けられている。
【０００８】
なお、図８中に示す符号１２および１３は、可視化装置および低温スラッシュ状流体製造装置（以下「製造装置」という。）である。
可視化装置１２は、容器２の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体Ｓの流動状態（様子）を監視（観察）するための装置である。そして、可視化装置１２の上端部に取り付けられた覗き窓（図示せず）を介して容器２の内部を覗き見ることができるようになっている。
【０００９】
製造装置１３は、容器２内に配置された円筒状の伝熱面１４を有する熱交換器１５と、伝熱面１４の表面に生成した図示しない固体状の低温流体（例えば、固体水素）を掻き落とす（削り落とす）オーガ（掻き落とし手段）１６とを備えている。
熱交換器１５の内部には、極低温流体発生部（図示せず）で発生した極低温流体（容器２内に貯留された液体状の低温流体Ｌよりも温度の低い流体）が極低温流体供給管１７を介して供給されるようになっている。熱交換器１５の内部に供給された極低温流体は、容器２内に貯留された液体状の低温流体Ｌと熱交換させられて伝熱面１４の表面に固体状の低温流体Ｌを生成させた後、極低温流体戻り管１８を通って貯蔵タンク（図示せず）に一旦貯留され、液化装置（図示せず）により液化されてから、極低温流体発生部の極低温流体貯蔵タンク（図示せず）に戻されるようになっている。
【００１０】
オーガ１６は、その回転軸（中心軸）１９の両端部がベアリング（図示せず）によって軸受け支持されるとともに、伝熱面１４に沿って回転可能に収容された円筒状の部材であり、その外周面（すなわち、伝熱面１４と対向する面）には、長手方向に沿って螺旋状に形成された刃２０が設けられている。
また、回転軸１９と、駆動用モータ２１から下方に延びる駆動軸２２とは、ユニバーサルジョイント２３を介して接続（連結）されており、駆動用モータ２１が回転すると、その回転に伴ってオーガ１６も同じように（例えば、図１の上方から見て反時計方向）に回転し、伝熱面１４に生成した固体状の低温流体が、オーガ１６の刃２０によって掻き落とされ、所望の大きさ（例えば、１μｍ〜１０μｍ）の粒（例えば、固体水素の粒）となって、容器２の底部へ落下し、スラッシュ状の低温流体Ｓを形成するようになっている。
【００１１】
そして、このような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置１００によれば、常温と低温との熱侵入熱経路の距離（すなわち、移送管５の長さ）が長くなり、容器２内への侵入熱が減少し、スラッシュ状の低温流体Ｓのエイジング現象が防止されることとなる。
しかしながら、容器２の底部に堆積する高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１は、その上に堆積する低固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ２よりも粘度が高く流動し難い。そのため、図示しない別の容器等にスラッシュ状の低温流体Ｓを移送するのに攪拌装置６を作動させると、図９に示すように、低固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ２のみが流動して移送されてしまうといった問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、容器内に貯蔵されたスラッシュ状の低温流体がエイジング現象を起こすことなく、高固化率のスラッシュ状の低温流体を移送することができる低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置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】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置は、容器の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体を、攪拌翼の回転によって横方向に流動させながら、鉛直方向に沿って延びる移送管を介して前記容器の上部から取り出すように構成された低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置であって、前記移送管の下端に設けられた吸込口が前記容器の底面に向かって開口し、前記移送管の下端に、周方向に沿うとともに、半径方向外側に向かって突出する鍔が設けられている。
【００１４】
本発明に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、スラッシュ状の低温流体が移送管を介して取り出される（移送される）こととなるので、常温と低温との熱侵入熱経路の距離を長くすることができ、容器内への進入熱を減少させることができて、スラッシュ状の低温流体のエイジング現象を防止することができる。
また、移送管の下端に設けられた鍔によって、移送管の外表面に沿って吸込口に回り込もうとする低固化率のスラッシュ状の低温流体の流動（図９参照）が防止される（妨げられる）こととなるので、容器の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体を効率よく移送することができる。
【００１５】
上記低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置において、前記鍔および前記攪拌翼の外側を取り囲むとともに、前記攪拌翼によって吐出された高固化率のスラッシュ状の低温流体を前記吸込口に導くガイドが設けられているとさらに好適である。
【００１６】
このような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、攪拌翼の回転によって横方向（水平方向）に流動する高固化率のスラッシュ状の低温流体が、ガイドの内壁面に沿って吸込口の方へ強制的に導かれることとなるので、容器の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体をより効率よく移送することができる。
【００１７】
上記低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置において、前記吸込口が、前記攪拌翼に近づき、かつ、前記攪拌翼の方に向くように、前記移送管の下端部が屈曲しているとさらに好適である。
【００１８】
このような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、移送管の下端に設けられた吸込口が攪拌翼に近づき、そして攪拌翼の方に向くように移送管の下端部が曲げられているので、攪拌翼の回転によって横方向（水平方向）に流動する高固化率のスラッシュ状の低温流体を、吸込口の方へよりスムーズに導くことができて、容器の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体をさらに効率よく移送することができる。
【００１９】
上記低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置において、前記容器の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体の流動状態を監視するための可視化装置が設けられているとさらに好適である。
【００２０】
このような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、攪拌翼の回転によって高固化率のスラッシュ状の低温流体が縦方向（鉛直方向）に流動するのを防止することができて、容器の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体をさらに効率よく移送することができる。
【００２１】
上記低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置において、前記容器の底面に反射板が取り付けられているとさらに好適である。
【００２２】
このような低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、液体状の低温流体の液面の状態のみならず、容器の底部に堆積するスラッシュ状の低温流体の流動状態（様子）を監視（観察）することができて、攪拌翼の回転数をより容易に調整することができるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置によれば、容器内に貯蔵されたスラッシュ状の低温流体がエイジング現象を起こすことなく、高固化率のスラッシュ状の低温流体を移送することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置（以下「貯蔵・移送装置」という。）の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る貯蔵・移送装置の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態に係る貯蔵・移送装置１は、移送管５および攪拌装置６を備えた移送手段３の代わりに、移送管２５および攪拌装置６を備えた移送手段２６を具備しているという点で上述した従来の貯蔵・移送装置と異なる。その他の構成要素については上述した従来の貯蔵・移送装置と同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００２５】
本実施形態に係る移送管２５は、鉛直方向（図１において上下方向）に沿って延びるとともに、その下端に設けられた吸込口７が容器２の底面に向かって開口するパイプ状の部材であり、移送管２５の下端には、周方向に沿うとともに、半径方向外側に向かって突出（拡径）する、平面視環状の鍔（邪魔板）８が設けられている。
【００２６】
本実施形態に係る貯蔵・移送装置１によれば、スラッシュ状の低温流体Ｓが移送管２５を介して取り出される（移送される）こととなるので、常温と低温との熱侵入熱経路の距離を長くすることができ、容器２内への侵入熱を減少させることができて、スラッシュ状の低温流体Ｓのエイジング現象を防止することができる。
また、移送管２５の下端に設けられた鍔８によって、移送管２５の外表面に沿って吸込口７に回り込もうとする低固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ２の流動（図９に示す流れ）が防止される（妨げられる）こととなるので、容器２の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を効率よく移送することができる。
【００２７】
本発明の第２実施形態に係る貯蔵・移送装置について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は本実施形態に係る貯蔵・移送装置の概略構成図、図３は図２のIII−III矢視断面図である。
図２および図３に示すように、本実施形態に係る貯蔵・移送装置３１は、ガイド３２が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００２８】
ガイド３２は、容器２の底面から上方に向かって立設された２枚の板状部材からなり、鍔８および攪拌翼１１の外側（図３において上側および下側）を取り囲むとともに、攪拌翼１１によって吐出された高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓを吸込口７に導くように配置されている。また、ガイド３２は、その上端が、鍔８の下端および攪拌翼１１の下端よりも上方に位置するように設けられている。
【００２９】
本実施形態に係る貯蔵・移送装置３１によれば、攪拌翼１１の回転によって横方向（水平方向）に流動する高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１が、ガイド３２の内壁面に沿って吸込口７の方へ強制的に導かれることとなるので、容器２の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を上述した第１実施形態のものよりも効率よく移送することができる。
また、スラッシュ状の低温流体Ｓが移送管２５を介して取り出される（移送される）こととなるので、常温と低温との熱侵入熱経路の距離を長くすることができ、容器２内への侵入熱を減少させることができて、スラッシュ状の低温流体Ｓのエイジング現象を防止することができる。
【００３０】
本発明の第３実施形態に係る貯蔵・移送装置について、図４を参照しながら説明する。図４は本実施形態に係る貯蔵・移送装置の概略構成図である。
図４に示すように、本実施形態に係る貯蔵・移送装置４１は、移送管２５および攪拌装置６を備えた移送手段２６の代わりに、移送管４２および攪拌装置６を備えた移送手段４３を具備しているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００３１】
本実施形態に係る移送管４２は、鉛直方向（図４において上下方向）に沿って延びるとともに、その下端に設けられた吸込口７が攪拌翼１１に近づき、そして攪拌翼１１の方に向くようにその下端部が屈曲されたパイプ状の部材であり、移送管４２の下端には、周方向に沿うとともに、半径方向外側に向かって突出（拡径）する、平面視環状の鍔（邪魔板）８が設けられている。
また、本実施形態に係る吸込口７および鍔８は、鉛直面または水平面に対して傾斜するとともに、容器２の底面の方を向くように設けられている。
【００３２】
本実施形態に係る貯蔵・移送装置４１によれば、移送管４２の下端に設けられた吸込口７が攪拌翼１１に近づき、そして攪拌翼１１の方に向くように移送管４２の下端部が曲げられているので、攪拌翼１１の回転によって横方向（水平方向）に流動する高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を、吸込口７の方へよりスムーズに導くことができて、容器２の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を上述した第１実施形態のものよりも効率よく移送することができる。
また、スラッシュ状の低温流体Ｓが移送管４２を介して取り出される（移送される）こととなるので、常温と低温との熱侵入熱経路の距離を長くすることができ、容器２内への侵入熱を減少させることができて、スラッシュ状の低温流体Ｓのエイジング現象を防止することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態において、可視化装置１２の上端部に取り付けられた覗き窓（図示せず）を介して容器２の内部を覗き見ながら、液体状の低温流体Ｌの液面ができるだけ揺動しないように（波立たないように）攪拌装置６が操作される（より具体的には、攪拌翼１１の回転数が調整される）とさらに好適である。
これにより、攪拌翼１１の回転によって高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１が縦方向（鉛直方向）に流動するのを防止することができて、容器２の底部に堆積した高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を上述した実施形態のものよりも効率よく移送することができる。
【００３４】
また、可視化装置１２の上端部に取り付けられた覗き窓を介して容器２の内部を覗き見ながら攪拌装置６を操作する場合に、容器２の底面に、図５に示すような複数枚の三角形状の反射板４５が放射状に取り付けられている（貼り付けられている）とさらに好適である。
これにより、液体状の低温流体Ｌの液面の状態のみならず、容器２の底部に堆積するスラッシュ状の低温流体Ｓの流動状態（様子）を監視（観察）することができて、攪拌装置６をより容易に操作することができるようになる。
【００３５】
さらに、上述した実施形態では、４枚パドル翼を攪拌翼１１の一具体例として説明したが、攪拌翼１１は４枚パドル翼に限定されるものではなく、図６に示すような４枚傾斜パドル翼や、図７に示すようなディスク付き４枚タービン翼等であってもよい。
【００３６】
さらにまた、上述した実施形態では、製造装置１３によって固体状の低温流体が製造され、容器２の底部にスラッシュ状の低温流体Ｓが形成されるようになっているが、本発明において製造装置１３は必須の構成要素ではない。したがって、別の場所で製造された固体状の低温流体やスラッシュ状の低温流体Ｓを容器２内に移送して貯蔵しておき、適宜必要に応じて容器２内に貯蔵された高固化率のスラッシュ状の低温流体Ｓ１を図示しない別の容器等に移送するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置の概略構成図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置の概略構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置を示す図であって、容器の底部を上方から見た断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置を示す図であって、攪拌翼を斜め上方から見た斜視図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係る低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置を示す図であって、攪拌翼を斜め上方から見た斜視図である。
【図８】従来の低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置の概略構成図である。
【図９】図８と同様の図であって、容器の底部に堆積したスラッシュ状の低温流体の流動状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置
２  容器
５  移送管
７  吸込口
８  鍔
１１  攪拌翼
１２  可視化装置
２５  移送管
３１  低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置
３２  ガイド
４１  低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置
４２  移送管
４５  反射板
１００  低温スラッシュ状流体貯蔵・移送装置
Ｓ  スラッシュ状の低温流体
Ｓ１  高固化率のスラッシュ状の低温流体
Ｓ２  低固化率のスラッシュ状の低温流体
【図１】
2010018324.tif 000003
【図２】
2010018324.tif 000004
【図３】
2010018324.tif 000005
【図４】
2010018324.tif 000006
【図５】
2010018324.tif 000007
【図６】
2010018324.tif 000008
【図７】
2010018324.tif 000009
【図８】
2010018324.tif 000010
【図９】
2010018324.tif 000011