(57)【要約】【課題】  低コストでボイルオフガスを有効利用することが可能な液化燃料ガス貯蔵装置、これを有する動力発生装置及び移動体を提供する。【解決手段】  低温液化ガス貯蔵装置を、低温液化ガスＦを貯蔵する貯蔵容器１１と、貯蔵容器１１内とその周囲との間を断熱する断熱構造１２と、貯蔵容器１１内に設けられて内部に貯蔵容器１１内の空間とは隔離された空間を形成する吸着材収納容器２１と、吸着材収納容器２１内に設けられた炭素系吸着材１３と、貯蔵容器１１内と吸着材収納容器２１内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置２２と、貯蔵容器１１内の冷熱を炭素系吸着材１３に伝達する熱伝達装置とを有する構成とする。【選択図】      図３
2006349133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、
該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、
前記貯蔵容器内のアレッジ部に設けられた炭素系吸着材とを有している低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項２】
低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、
該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、
前記貯蔵容器内または前記断熱構造内に設けられて内部に前記貯蔵容器内の空間とは隔離された空間を形成する吸着材収納容器と、
前記吸着材収納容器内に設けられた炭素系吸着材と、
前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置と、
前記貯蔵容器内の冷熱を前記炭素系吸着材に伝達する熱伝達装置とを有している低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項３】
低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、
該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、
前記貯蔵容器外に設けられた断熱容器と、
前記断熱容器内に設けられた炭素系吸着材と、
前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置と、
前記貯蔵容器内の冷熱を前記炭素系吸着材に伝達する熱伝達装置とを有している低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項４】
前記熱伝達装置が、前記貯蔵容器から前記低温液化ガスまたはボイルオフガスを取り出すとともに少なくとも一部が前記炭素系吸着材に接触または近接する管路によって構成されている請求項１から３のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項５】
前記炭素系吸着材を加熱する加熱装置を有している請求項１から４のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項６】
前記炭素系吸着材が複数設けられ、
前記加熱装置が、前記各炭素系吸着材を個別に加熱可能な構成とされている請求項５記載の低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項７】
前記各炭素系吸着材に、大きさの異なる炭素系吸着材が含まれている請求項７記載の低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項８】
前記炭素系吸着材に接触または近接して蓄冷材が配置されている請求項１から７のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置。
【請求項９】
燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置であって、
前記燃料ガスを貯蔵する装置として、請求項１から８のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置を用いた動力発生装置。
【請求項１０】
燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置を有する移動体であって、
前記燃料ガスを貯蔵する装置として、請求項１から８のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置を用いた移動体。
【請求項１１】
燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置を有する移動体であって、
請求項２または３に記載の低温液化ガス貯蔵装置と、
該低温液化ガス貯蔵装置の前記吸着材収納容器内または前記断熱容器内の燃料ガスを前記動力発生装置に供給するボイルオフガス供給装置とを有しており、
前記低温液化ガス貯蔵装置の前記ガス流通制御装置が、前記移動体の動作時には、前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間、または前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を規制し、
前記移動体の停止時には、前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間、または前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を許容する構成とされた移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガス、プロパンガス、水素ガス等のガスを低温の液化ガスとして貯蔵する低温液化ガス貯蔵装置と、低温液化ガス貯蔵装置から取り出した燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置及び移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスを貯蔵する装置としては、ガスを冷却して液化した状態で貯蔵する、低温液化ガス貯蔵装置がある。
ガスは液化することによってその体積が著しく小さくなるので、低温液化ガス貯蔵装置では、同量のガスを気体のままで貯蔵するガス貯蔵装置に比べて小型で済む。
このため、低温液化ガス貯蔵装置は、ガスを運搬するタンカーの貯蔵タンクや、内燃機関や蒸気タービン、燃料電池等の動力発生装置の燃料貯蔵装置や、タンカーや自動車等の移動体の燃料貯蔵装置として好適に用いられる。
【０００３】
低温液化ガス貯蔵装置では、低温液化ガスを長期間貯蔵していると、貯蔵している低温液化ガスの一部が装置外部から流入した熱を受けて気化するため、内圧が次第に上昇する（この気化したガスを一般的にボイルオフガスと呼ぶ）。
このため、低温液化ガス貯蔵装置では、その内圧が適正範囲内に保たれるよう、余剰のボイルオフガスを装置外に排出するか、再液化装置によって再び低温液化ガスに変換して再び装置内に貯蔵するようにしている。
【０００４】
この余剰のボイルオフガスを大気中に放出した場合には、純粋にガスの損失となる。また、再液化装置を用いて余剰のボイルオフガスを再液化する場合には、設備が大型化し、運用コストが増大する。
ここで、燃料ガスを運搬するタンカー等では、余剰のボイルオフガスを動力源の燃料として利用することもできる。しかし、ボイルオフガスの単位時間当たりの発生量はほぼ一定であるのに対して、タンカーの動力源の燃料ガスの消費量は、タンカーの運行状態によって大きく変動するので、余剰ボイルオフガスの需要と供給とが乖離しやすく、余剰ボイルオフガスを適正に処理することは困難であった。
そこで、後記の特許文献１記載の液化天然ガス貯蔵装置では、天然ガスを吸着する吸着材を設けて、この吸着材に余剰のボイルオフガスを吸着させて回収している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５１４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、吸着材は、自身の重量の数％程度しかガスを吸着することができない。このため、全ての余剰ボイルオフガスを吸着するためには大量の吸着材を用いる必要があり、装置が大型化して、コストが増大してしまう。
また、一般的に、低温液化ガスは、低温のまま利用されるのではなく、常温程度まで加熱されたのちに使用される。例えば、燃料電池では、内部で発生する水分が凍ると装置が損傷するため、ヒータ等によって水分の凍結が生じない程度の温度まで燃料ガスが加熱される。このため、燃料ガスを液化させるために燃料ガスに付与された冷熱が有効利用されずにそのまま捨てられてしまい、エネルギー効率が悪い。
【０００７】
また、燃料ガスを運搬するタンカーでは、液化燃料ガスの陸揚げ時には、貯蔵タンクからの液化燃料ガスを取り出すことによる内圧の減少によって貯蔵タンクが内外の圧力差によって潰れてしまうことがないよう、液化燃料ガスと入れ替えに、内圧保持用のガスを陸揚げ先からもらう必要があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低コストでボイルオフガスを有効利用することが可能な液化燃料ガス貯蔵装置、これを有する動力発生装置及び移動体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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、前記貯蔵容器内のアレッジ部に設けられた炭素系吸着材とを有している低温液化ガス貯蔵装置を提供する。
【００１０】
一般に、ガスの吸着に用いられる吸着材は、周辺雰囲気の圧力が高いほど、ガスの吸着量が多くなることが知られている。
本件発明者らは、実験の結果、活性炭やＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の炭素系吸着材は、上記の性質に加えて、温度変化に対するガスの吸着量（ガスの保持量）の変化が大きく、温度が低くなるにつれてより多くのガスを吸着する性質を有しており、特に、吸着材として一般的に利用される温度範囲（常温付近）よりも低温の状態では、ガスの吸着量が、従来の吸着材の吸着量をはるかに上回る、ということを発見した。このことは、言い換えれば、炭素系吸着材は、温度が上昇するにつれてガスの吸着量が急激に減少し、吸着していたガスを速やかに放出する性質を有しているということでもある。本発明は、このような新規な発見に基づいてなされたものである。
【００１１】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器のアレッジ部（貯蔵容器上部のボイルオフガスが貯蔵される領域）に炭素系吸着材が設置されている。このため、貯蔵容器内に低温液化ガスが貯蔵されている状態では、炭素系吸着材が極低温のボイルオフガスによって冷却されて、極低温に保たれることになり、炭素系吸着材が大量のガスを吸着する。
この状態で、貯蔵容器内のボイルオフガスが増加して貯蔵容器の内圧が上昇すると、炭素系吸着材がさらに多くのガスを吸着するので、貯蔵容器内の内圧の上昇が抑制される。
【００１２】
一方、貯蔵容器内から低温液化ガスまたはボイルオフガスが取り出されると、貯蔵容器の内圧が低下する。このように貯蔵容器の内圧が低下すると、炭素系吸着材のガス吸着能力が低下して、貯蔵容器内にガスが放出されるので、炭素系吸着材の吸着したガスを取り出して有効利用することができる。
また、このように貯蔵容器の内圧の低下に伴って炭素系吸着材がガスを放出するので、貯蔵容器内の内圧低下が抑制されることとなり、内圧維持のために貯蔵容器内にガスを供給する必要がないか、もしくはガスの供給量がわずかで済む。
【００１３】
このように、この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器の内圧変化に伴って炭素系吸着材によるガスの吸着や放出が行われる。そして、この低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材によるガスの吸着量及び放出量が大きいので、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器の内圧を適正に保つことができる。
また、この低温液化ガス貯蔵装置では、断熱構造を有する貯蔵容器内に炭素系吸着材が設けられているので、貯蔵容器内の空間を有効利用することができるとともに、炭素系吸着材を極低温に保つための断熱構造を新たに設ける必要がないので、装置全体を小型とすることができる。
【００１４】
また、本発明は、低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、前記貯蔵容器内または前記断熱構造内に設けられて内部に前記貯蔵容器内の空間とは隔離された空間を形成する吸着材収納容器と、前記吸着材収納容器内に設けられた炭素系吸着材と、前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置と、前記貯蔵容器内の冷熱を前記炭素系吸着材に伝達する熱伝達装置とを有している低温液化ガス貯蔵装置を提供する。
【００１５】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器内または断熱構造内に設けられた吸着材収納容器内に炭素系吸着材が設けられている。すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材は、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスが貯蔵される空間とは隔離されている。なお、吸着材収納容器を貯蔵容器内に設置する場合には、貯蔵容器内での吸着材収納容器の設置位置は任意であって、アレッジ部に限らず、低温液化ガスが貯蔵される領域に設置してもよい。
【００１６】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスが有する冷熱が、熱伝達装置によって炭素系吸着材に伝達されるようになっている。このため、貯蔵容器内に低温液化ガスが貯蔵されている状態では、炭素系吸着材は極低温に保たれて、炭素系吸着材のガスの吸着能力が増大する。
ここで、熱伝達装置は、例えば、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスと炭素系吸着材との間で熱交換を行う熱交換器によって構成することができる。また、吸着材収納容器を貯蔵容器内に設置する場合には、吸着材収納容器を熱伝導体によって構成することで、この吸着材収納容器自体を熱伝達装置とすることができる。
【００１７】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器内に低温液化ガスを貯蔵するにあたって、ガス流通制御装置によって貯蔵容器内と吸着材収納容器内との間でのガスの流通を規制した状態で、貯蔵容器に低温液化ガスを供給する。これにより、吸着材収納容器内の炭素系吸着材は、貯蔵容器内に供給されたガスを吸着していない状態のまま、熱伝達装置によって貯蔵容器内の冷熱（低温液化ガスやボイルオフガスの冷熱）が伝達されて、極低温に保たれる。すなわち、この状態では、炭素系吸着材は、ガスの吸着可能量が最大限確保されている。
【００１８】
この状態で、貯蔵容器内のボイルオフガスが増加して貯蔵容器の内圧が上昇した場合には、ガス流通制御装置によって貯蔵容器内から吸着材収納容器内へのボイルオフガスの流通を許容することで、余剰ボイルオフガスが炭素系吸着材に吸着されて、貯蔵容器の内圧上昇が防止される。この低温液化ガス貯蔵装置では、前記のように、余剰ボイルオフガスの吸着を開始した時点では炭素系吸着材のガス吸着可能量が最大限確保されているので、貯蔵容器の内圧抑制能力が高い。
ここで、ガス流通制御装置は、例えば、吸着材収納容器内と貯蔵容器内とを接続する接続配管と、この接続配管を通じた気体の流通を制御する自動弁と、この自動弁の動作を制御する制御装置とを有する構成とすることができる。
【００１９】
一方、貯蔵容器内から低温液化ガスまたはボイルオフガスが取り出されると、貯蔵容器の内圧が低下する。このときにガス流通制御装置によって吸着材収納容器と貯蔵容器との間でのガスの流通を許容することで、貯蔵容器の内圧が低下すると、吸着材収納容器内のボイルオフガスが貯蔵容器内に流入し、貯蔵容器の内圧低下が抑制される。
この状態からさらに低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しが行われて、貯蔵容器及び吸着材収納容器の内圧が低下すると、炭素系吸着材のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材からガスが放出されるので、貯蔵容器及び吸着材収納容器の内圧低下が抑制される。すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置では、低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しの際に、内圧維持のために貯蔵容器内にガスを供給する必要がないか、もしくはガスの供給量がわずかで済む。
また、低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しが進行するにつれて、炭素系吸着材が吸着したガスが放出されるので、貯蔵容器内に供給したガスを有効利用することができる。
【００２０】
このように、この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器の内圧変化に伴って炭素系吸着材によるガスの吸着や放出が行われる。そして、この低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材によるガスの吸着量及び放出量が大きいので、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器の内圧を適正に保つことができる。
また、この低温液化ガス貯蔵装置では、断熱構造を有する貯蔵容器内、もしくは断熱構造内に炭素系吸着材が設けられているので、炭素系吸着材を極低温に保つための断熱構造を新たに設ける必要がないので、装置全体を小型とすることができる。
特に、吸着材収納容器を貯蔵容器内に設けた場合には、貯蔵容器内の空間を有効利用することができ、装置全体をより小型とすることができる。
【００２１】
また、本発明は、低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器内とその周囲との間を断熱する断熱構造と、前記貯蔵容器外に設けられた断熱容器と、前記断熱容器内に設けられた炭素系吸着材と、前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置と、前記貯蔵容器内の冷熱を前記炭素系吸着材に伝達する熱伝達装置とを有している低温液化ガス貯蔵装置を提供する。
【００２２】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器とは独立した断熱容器内に炭素系吸着材が設けられている。すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材は、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスが貯蔵される空間とは隔離されている。
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスが有する冷熱が、熱伝達装置によって炭素系吸着材に伝達されるようになっている。このため、貯蔵容器内に低温液化ガスが貯蔵されている状態では、炭素系吸着材は極低温に保たれて、炭素系吸着材のガスの吸着能力が増大する。
ここで、熱伝達装置は、例えば、貯蔵容器内の低温液化ガスやボイルオフガスと炭素系吸着材との間で熱交換を行う熱交換器によって構成することができる。
【００２３】
この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器内に低温液化ガスを貯蔵するにあたって、ガス流通制御装置によって貯蔵容器内と断熱容器内との間でのガスの流通を規制した状態で、貯蔵容器に低温液化ガスを供給する。これにより、断熱容器内の炭素系吸着材は、貯蔵容器内に供給されたガスを吸着していない状態のまま、熱伝達装置によって貯蔵容器内の冷熱（低温液化ガスやボイルオフガスの冷熱）が伝達されて、極低温に保たれる。すなわち、この状態では、炭素系吸着材は、ガスの吸着可能量が最大限確保されている。
【００２４】
この状態で、貯蔵容器内のボイルオフガスが増加して貯蔵容器の内圧が上昇した場合には、ガス流通制御装置によって貯蔵容器内から断熱容器内へのボイルオフガスの流通を許容することで、余剰ボイルオフガスが炭素系吸着材に吸着されて、貯蔵容器の内圧上昇が防止される。この低温液化ガス貯蔵装置では、前記のように、余剰ボイルオフガスの吸着を開始した時点では炭素系吸着材のガス吸着可能量が最大限確保されているので、貯蔵容器の内圧抑制能力が高い。
ここで、ガス流通制御装置は、例えば、断熱容器内と貯蔵容器内とを接続する接続配管と、この接続配管を通じた気体の流通を制御する自動弁と、この自動弁の動作を制御する制御装置とを有する構成とすることができる。
【００２５】
一方、貯蔵容器内から低温液化ガスまたはボイルオフガスが取り出されると、貯蔵容器の内圧が低下する。このときにガス流通制御装置によって断熱容器と貯蔵容器との間でのガスの流通を許容することで、貯蔵容器の内圧が低下すると、断熱容器内のボイルオフガスが貯蔵容器内に流入し、貯蔵容器の内圧低下が抑制される。
この状態からさらに低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しが行われて、貯蔵容器及び断熱容器の内圧が低下すると、炭素系吸着材のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材からガスが放出されるので、貯蔵容器及び断熱容器の内圧低下が抑制される。すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置では、低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しの際に、内圧維持のために貯蔵容器内にガスを供給する必要がないか、もしくはガスの供給量がわずかで済む。
また、低温液化ガスまたはボイルオフガスの取り出しが進行するにつれて、炭素系吸着材が吸着したガスが放出されるので、貯蔵容器内に供給したガスを有効利用することができる。
このように、この低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器の内圧変化に伴って炭素系吸着材によるガスの吸着や放出が行われる。そして、この低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材によるガスの吸着量及び放出量が大きいので、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器の内圧を適正に保つことができる。
【００２６】
上記の各低温液化ガス貯蔵装置において、前記熱伝達装置が、前記貯蔵容器から前記低温液化ガスまたはボイルオフガスを取り出すとともに少なくとも一部が前記炭素系吸着材に接触または近接する管路によって構成されていてもよい。
【００２７】
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置では、貯蔵容器から取り出される低温液化ガスまたはボイルオフガスの冷熱（すなわち貯蔵容器の後段で捨てられる冷熱）を利用して炭素系吸着材の冷却が行われるので、低温液化ガスまたはボイルオフガスの冷熱を有効利用することができる。
【００２８】
上記の各低温液化ガス貯蔵装置は、前記炭素系吸着材を加熱する加熱装置を有していてもよい。
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置では、加熱装置によって炭素系吸着材を加熱することで、炭素系吸着材のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材からガスが放出される。すなわち、この構成では、貯蔵容器や吸着材収納容器の内圧や雰囲気温度によらずに、炭素系吸着材のガス吸着能力を自在に調整することができるので、ボイルオフガスの効率的な利用や、貯蔵容器、または貯蔵容器及び吸着材収納容器の内圧制御が容易である。
【００２９】
このように加熱装置を設けた構成の低温液化ガス貯蔵装置において、前記炭素系吸着材が複数設けられ、前記加熱装置が、前記各炭素系吸着材を個別に加熱可能な構成とされていてもよい。
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置では、複数の炭素系吸着材の一部についてのみ、加熱装置による加熱を行うことができる。
このため、この低温液化ガス貯蔵装置では、一部の炭素系吸着材からのみガスを放出させることができ、炭素吸着材によるガスの吸着量の制御をより細かく行うことができる。
【００３０】
これら各炭素系吸着材に、大きさの異なる炭素系吸着材が含まれていてもよい。
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材として、大きさの異なる炭素系吸着材が用いられている。
大型の炭素系吸着材は、体積が大きいためにガスの吸着量が多く、また熱容量が大きくて温度変化が生じにくいので、安定したガス吸着性能を発揮する。
一方、小型の炭素系吸着材は、熱容量が小さくて温度変化が生じやすいので、加熱を開始すると速やかに温度が上昇してガスを放出し、加熱を停止すると速やかに冷却されてガス吸着能力が速やかに回復する。
すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置では、小型の炭素系吸着材の加熱または加熱停止を行うことで、余剰ボイルオフガスの出し入れを速やかに行うことができ、貯蔵容器の内圧やボイルオフガスの供給量を速やかに制御することができる。
【００３１】
上記各低温液化ガス貯蔵装置において、前記炭素系吸着材に接触または近接して蓄冷材が配置されていてもよい。
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置では、炭素系吸着材と蓄冷材との間で熱のやり取りが行われるので、炭素系吸着材に温度変化が生じにくくなる。
このため、炭素系吸着材が一旦冷却されると、炭素系吸着材の温度が低温に維持されるので、炭素系吸着材の吸着能力が高水準に維持される。
【００３２】
この蓄冷材としては、炭素系吸着材の冷却を効果的に行うことができるよう、炭素系吸着材の使用温度範囲、例えば常温から低温液化ガスの温度までの温度範囲内での蓄冷能力に優れた材質（例えば鉛等）を用いることが好ましい。
また、蓄冷材の配置は任意であって、例えば炭素系吸着材中に分散させたり、炭素系吸着材と交互に積層してもよい。
【００３３】
ここで、蓄冷材の熱容量は、低温液化ガス貯蔵装置の用途に応じて適切に設定される。
例えば、炭素系吸着材のガス吸着能力を高水準で安定させたい場合には、炭素系吸着材の温度変化が極力抑えられるよう、蓄冷材の熱容量を大きく設定する。また、炭素系吸着材の保冷効果を一定程度確保しつつ吸着量の細かい制御を行いたい場合には、炭素系吸着材の温度変化が比較的生じやすくなるよう、蓄冷材の熱容量を小さく設定する。
【００３４】
本発明は、燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置であって、前記燃料ガスを貯蔵する装置として、請求項１から８のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置を用いた動力発生装置を提供する。
このように構成される動力発生装置では、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器の内圧を適正に保つことができる。
【００３５】
本発明は、燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置を有する移動体であって、前記燃料ガスを貯蔵する装置として、請求項１から８のいずれかに記載の低温液化ガス貯蔵装置を用いた移動体を提供する。
このように構成される移動体では、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器の内圧を適正に保つことができる。
【００３６】
本発明は、燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置を有する移動体であって、請求項２または３に記載の低温液化ガス貯蔵装置と、該低温液化ガス貯蔵装置の前記吸着材収納容器内または前記断熱容器内の燃料ガスを前記動力発生装置に供給するボイルオフガス供給装置とを有しており、前記低温液化ガス貯蔵装置の前記ガス流通制御装置が、前記移動体の動作時には、前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間、または前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を規制し、前記移動体の停止時には、前記貯蔵容器内と前記吸着材収納容器内との間、または前記貯蔵容器内と前記断熱容器内との間でのガスの流通を許容する構成とされた移動体を提供する。
【００３７】
このように構成される移動体では、移動体の動作時には、ガス流通制御装置が貯蔵容器内と吸着材収納容器内との間（もしくは貯蔵容器内と断熱容器内との間）でのガスの流通を規制する。
これにより、移動体の動作時には、炭素系吸着材による燃料ガスの吸着が行われずに、燃料ガスが動力発生装置に十分に供給されるので、動力発生装置の性能を十分に発揮することができる。このとき、炭素系吸着材は、熱伝達装置によって燃料ガスの冷熱を供給されて極低温に保たれるので、炭素系吸着材のガスの吸着可能量が最大限に確保される。
なお、移動体の動作時には、必要に応じて、ボイルオフガス供給装置を動作させて、低温液化ガス貯蔵装置の吸着材収納容器内または断熱容器内の燃料ガスを動力発生装置に供給してもよい。
【００３８】
そして、移動体の停止時には、ガス流通制御装置が貯蔵容器内と吸着材収納容器内との間（もしくは貯蔵容器内と断熱容器内との間）でのガスの流通を許容する。
これにより、移動体の停止中に発生したボイルオフガスが炭素系吸着材に効果的に吸収され、貯蔵容器の内圧が適正範囲内に保たれる。前記のように、炭素系吸着材は、移動体の動作時に十分に冷却されてガスの吸着可能量が最大限に確保されているので、ボイルオフガスの吸着を良好に行うことができる。
【００３９】
そして、再び移動体を動作させた際には、ガス流通制御装置が貯蔵容器内と吸着材収納容器内との間（もしくは貯蔵容器内と断熱容器内との間）でのガスの流通を規制する。
この状態で、ボイルオフガス供給装置を動作させて、低温液化ガス貯蔵装置の吸着材収納容器内または断熱容器内の燃料ガスを動力発生装置に供給することで、移動体の停止中に発生したボイルオフガスを有効利用することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る低温液化ガス貯蔵装置、動力発生装置、及び移動体によれば、低コストでボイルオフガスを有効利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。
本実施形態では、本発明を、ＬＮＧ（液化天然ガス）、ＬＮＧ（液化天然ガス）、ＬＨ２（液体水素）等の低温液化ガスを貯蔵する、低温液化ガス貯蔵装置に適用した例を説明する。このような低温液化ガス貯蔵装置は、低温液化ガスを運搬するタンカー等のガス貯蔵装置や、燃料ガスを用いて動力を発生させる動力発生装置や移動体（自動車やタンカー等）の燃料タンクとして用いられる。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置１０は、低温液化ガスを貯蔵する貯蔵容器１１と、貯蔵容器１１内とその周囲との間を断熱する断熱構造１２と、貯蔵容器１１内のアレッジ部１１ａ（貯蔵容器１１上部のボイルオフガスが貯蔵される領域）に設けられた炭素系吸着材１３とを有している。
貯蔵容器１１には、その内部の底面近傍部分から貯蔵容器１１外まで引き出される主配管１６と、アレッジ部１１ａから貯蔵容器１１外まで引き出されるガス供給配管１７とが設けられている。
【００４３】
主配管１６及びガス供給管１７の後段には、例えば動力発生装置が設けられており、貯蔵容器１１内からこれら配管を通じてそれぞれ低温液化ガスＦ、ボイルオフガスＧが供給されるようになっている。また、ガス供給配管１７には、ガス供給配管１７内での気体の流通を制御するバルブ１８が設けられており、必要なときのみ、ガス供給管１７の後段に接続される装置にボイルオフガスＧの供給の制御を行うことができるようになっている。
【００４４】
断熱構造１２としては、例えば、外殻と内殻（本実施形態では貯蔵容器１１に相当）との間を真空にした真空断熱構造や、断熱材を貯蔵容器１１の周囲に張り巡らした構造等を採用することができる。
炭素系吸着材１３としては、例えば、活性炭やＣＮＴを用いることができる。
【００４５】
炭素系吸着材１３は、一般な吸着材と同様に、周辺雰囲気の圧力が高いほど、ガスの吸着量が多くなるという性質を有している。
さらに、本件発明者らは、実験の結果、炭素系吸着材１３は、上記の性質に加えて、図２のグラフに示すように、温度変化に対するガスの吸着量の変化が大きく、温度が低くなるにつれてより多くのガスを吸着する性質を有していることを発見した。特に、吸着材として一般的に利用される温度範囲（常温付近）よりも低温の状態では、炭素系吸着材１３は、ガスの吸着量が、従来の吸着材の吸着量をはるかに上回る、１０重量％程度に達するということが分かった。
言い換えれば、炭素系吸着材１３は、温度が上昇するにつれてガスの吸着量が急激に減少し、吸着していたガスを速やかに放出する性質を有しているということでもある。
【００４６】
この低温液化ガス貯蔵装置１０では、貯蔵容器１１のアレッジ部１１ａに炭素系吸着材１３が設置されている。このため、貯蔵容器１１内に低温液化ガスＦが貯蔵されている状態では、炭素系吸着材１３が極低温のボイルオフガスＧによって冷却されて、極低温に保たれることになり、炭素系吸着材１３が大量のボイルオフガスＧを吸着する。
この状態で、貯蔵容器１１内のボイルオフガスＧが増加して貯蔵容器１１の内圧が上昇すると、炭素系吸着材１３がさらに多くのボイルオフガスＧを吸着するので、貯蔵容器１１内の内圧の上昇が抑制される。
【００４７】
一方、貯蔵容器１１内から低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧが取り出されると、貯蔵容器１１の内圧が低下する。このように貯蔵容器１１の内圧が低下すると、炭素系吸着材１３のガス吸着能力が低下して、貯蔵容器１１内にボイルオフガスＧが放出されるので、炭素系吸着材１１の吸着したボイルオフガスＧを取り出して有効利用することができる。
また、このように貯蔵容器１１の内圧の低下に伴って炭素系吸着材１３がボイルオフガスＧを放出するので、貯蔵容器１１内の内圧低下が抑制されることとなり、内圧維持のために貯蔵容器１１内にガスを供給する必要がないか、もしくはガスの供給量がわずかで済む。
【００４８】
このように、この低温液化ガス貯蔵装置１０では、貯蔵容器１１の内圧変化に伴って炭素系吸着材１３によるボイルオフガスＧの吸着や放出が行われる。そして、この低温液化ガス貯蔵装置１０では、炭素系吸着材１３によるボイルオフガスＧの吸着量及び放出量が大きいので、炭素系吸着材１３の使用量を低減することができ、低コストであるとともに、装置全体を大型化することなく、貯蔵容器１１の内圧を適正に保つことができる。
また、この低温液化ガス貯蔵装置１０では、断熱構造１２を有する貯蔵容器１１内に炭素系吸着材１３が設けられているので、貯蔵容器１１内の空間を有効利用することができるとともに、炭素系吸着材１３を極低温に保つための断熱構造を新たに設ける必要がないので、装置全体を小型とすることができる。
【００４９】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図３を用いて説明する。
図３に示すように、本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置２０は、第一実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置１０において、貯蔵容器１１内に吸着材収納容器２１を設置し、この吸着材収納容器２１内に炭素系吸着材１３を設置し、貯蔵容器１１内と吸着材収納容器２１内との間でのガスの流通を制御するガス流通制御装置２２を設け、貯蔵容器１１内の冷熱を炭素系吸着材１３に伝達する熱伝達装置を設けたことを主たる特徴とするものである。また、この低温液化ガス貯蔵装置２０には、炭素系吸着材１３を加熱する加熱装置２３が設けられている。
以下、第一実施形態に示す低温液化ガス貯蔵装置１０と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
【００５０】
吸着材収納容器２１は、貯蔵容器１１内の空間とは隔離された空間を形成するものであり、内部に収納された炭素系吸着材１３を、貯蔵容器１１内の低温液化ガスＦやボイルオフガスＧと隔離するものである。
本実施形態では、吸着材収納容器２１は、金属等の熱伝導体によって構成されており、吸着材収納容器２１自体が、貯蔵容器１１内の冷熱を炭素系吸着材１３に伝達する熱伝達装置を兼ねている。
また、吸着材収納容器２１は、アレッジ部１１ａに設けられており、ボイルオフガスＧの有する冷熱によって炭素系吸着材１３が冷却されるようになっている。
ここで、貯蔵容器１１内での吸着材収納容器２１の設置位置は任意であって、低温液化ガスＦが貯蔵される領域に設置して、低温液化ガスＦの有する冷熱によって炭素系吸着材１３が冷却されるようにしてもよい。
【００５１】
ガス流通制御装置２２は、吸着材収納容器２１内と貯蔵容器１１内とを接続する接続配管２６と、この接続配管２６を通じた気体の流通を制御する自動弁２７と、この自動弁２７の動作を制御する制御装置２８とを有している。
また、貯蔵容器１１には、アレッジ部１１ａからボイルオフガスＧを貯蔵容器１１外に取り出すガス供給配管１７ａが設けられている。このガス供給配管１７ａには、アレッジ部１１ａからボイルオフガスＧを取り込んで加圧するポンプ２９が設けられており、これによってガス供給配管１７ａの後段には、高圧のボイルオフガスＧが供給されるようになっている。本実施形態では、ガス供給配管１７ａは、ガス供給配管１７においてバルブ１８よりも後段側の部位に接続されており、これによって、貯蔵容器１１内のボイルオフガスＧの圧力が低い場合にも、後段の装置（例えば動力発生装置）に十分な供給圧力でボイルオフガスＧを供給することができるようになっている。
【００５２】
加熱装置２３は、例えばコイルヒータや、低温液化ガス貯蔵装置２０の周辺雰囲気や周辺装置と吸着材収納容器２１内の雰囲気または炭素系吸着材１３との間での熱交換を行う熱交換器等によって構成することができる。本実施形態では、加熱装置２３は、制御装置２８によって動作を制御されるようになっている。
【００５３】
この低温液化ガス貯蔵装置２０では、貯蔵容器１１内に低温液化ガスＧを貯蔵するにあたって、ガス流通制御装置２２によって貯蔵容器１１内と吸着材収納容器２１内との間でのボイルオフガスＧの流通を規制した状態で、貯蔵容器１１内に低温液化ガスＧを供給する。これにより、吸着材収納容器２１内の炭素系吸着材１３は、貯蔵容器１１内に供給されたガスを吸着していない状態のまま、吸着材収納容器２１を介して貯蔵容器１１内の冷熱（低温液化ガスＦやボイルオフガスＧの冷熱）が伝達されて、極低温に保たれる。すなわち、この状態では、炭素系吸着材１３は、ガスの吸着可能量が最大限確保されている。
【００５４】
この状態で、貯蔵容器１１内のボイルオフガスＧが増加して貯蔵容器１１の内圧が上昇した場合には、ガス流通制御装置２２によって貯蔵容器１１内から吸着材収納容器２１内へのボイルオフガスＧの流通を許容することで、余剰ボイルオフガスＧが炭素系吸着材１３に吸着されて、貯蔵容器１１の内圧上昇が防止される。
この低温液化ガス貯蔵装置２０では、前記のように、余剰ボイルオフガスＧの吸着を開始した時点では炭素系吸着材１３のガス吸着可能量が最大限確保されているので、貯蔵容器１１の内圧抑制能力が高い。
【００５５】
一方、貯蔵容器１１内から低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧが取り出されると、貯蔵容器１１の内圧が低下する。このときにガス流通制御装置２２によって吸着材収納容器２１と貯蔵容器１１との間でのガスの流通を許容することで、貯蔵容器１１の内圧が低下すると、吸着材収納容器２１内のボイルオフガスＧが貯蔵容器内に流入し、貯蔵容器１１の内圧低下が抑制される。
この状態からさらに低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧの取り出しが行われて、貯蔵容器１１及び吸着材収納容器２１の内圧が低下すると、炭素系吸着材１３のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材１３からボイルオフガスＧが放出されるので、貯蔵容器１１及び吸着材収納容器２１の内圧低下が抑制される。
【００５６】
すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置２０では、低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧの取り出しの際に、内圧維持のために貯蔵容器１１内にガスを供給する必要がないか、もしくはガスの供給量がわずかで済む。
また、低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧの取り出しが進行するにつれて、炭素系吸着材１３が吸着したガスが放出されるので、貯蔵容器１１内に供給したガスを有効利用することができる。
【００５７】
さらに、この低温液化ガス貯蔵装置２０には、炭素系吸着材１３を加熱する加熱装置２３が設けられており、この加熱装置２３によって炭素系吸着材１３を加熱することで、炭素系吸着材１３のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材１３からガスが放出される。
すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置２０では、貯蔵容器１１や吸着材収納容器２１の内圧や雰囲気温度によらずに、炭素系吸着材１３のガス吸着能力を自在に調整することができるので、ボイルオフガスＧの効率的な利用や、貯蔵容器１１、または貯蔵容器１１及び吸着材収納容器２１の内圧制御が容易である。
【００５８】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図４を用いて説明する。
図４に示すように、本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置３０は、第二実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置２０において、貯蔵容器１１の底面近傍部分から低温液化ガスＦを貯蔵容器１１外に取り出す主配管１６の一部を吸着材収納容器２１内に挿通して、炭素系吸着材１３に接触または近接させたことを主たる特徴とするものである。
なお、吸着材収納容器２１の壁面において主配管１６が挿通される部位では、壁面と主配管１６の外周面とが密着させられており、これによって吸着材収納容器２１の気密が保たれている。
以下、第二実施形態に示す低温液化ガス貯蔵装置２０と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
【００５９】
この低温液化ガス貯蔵装置３０では、主配管１６が、貯蔵容器１１内から取り出される低温液化ガスＦの冷熱を炭素系吸着材１３に伝達する熱伝達装置として機能するようになっている。本実施形態では、主配管１６において吸着材収納容器２１内に挿通される部位は蛇行させられており、これによって吸着材収納容器２１内の雰囲気との接触面積が十分確保されていて、冷熱の伝達を十分に行うことができるようになっている。
【００６０】
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置３０では、主配管１６を通じて貯蔵容器１１から取り出される低温液化ガスＧの冷熱（すなわち貯蔵容器１１の後段で捨てられる冷熱）を利用して炭素系吸着材１３の冷却が行われるので、低温液化ガスＧの冷熱を有効利用することができる。
なお、本実施形態において、主配管１６において吸着材収納容器２１内に挿通される部位を蛇行させる代わりに、この部位に主配管１６の内外との間での熱交換を行う熱交換器を設けてもよい。
【００６１】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について、図５を用いて説明する。
図５に示すように、本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置４０は、第三実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置３０において、吸着材収納容器２１を、貯蔵容器１１内ではなく、断熱構造１２内に設けたことを主たる特徴とするものである。
このような低温液化ガス貯蔵装置４０においても、第三実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置３０と同様の効果を得ることができる。
ここで、本実施の形態の特徴的な構成は、第三実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置３０に限らず、第二実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置２０に適用してもよい。
【００６２】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、図６を用いて説明する。
図６に示すように、本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置５０は、第三実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置３０において、吸着材収納容器２１の代わりに、貯蔵容器１１外に設けられた断熱容器５１を用いたことを主たる特徴とするものである。
すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置５０は、貯蔵容器１１外に設けられて内部が周辺雰囲気とは断熱された断熱容器５１内に炭素系吸着材１３が設置され、ガス流通制御装置２２の接続配管２６が断熱容器５１内と貯蔵容器１１内とを接続する構成とされ、断熱容器５１内に熱伝達装置を兼ねる主配管１６が挿通されている。
【００６３】
さらに、断熱容器５１には、断熱容器５１内とガス供給配管１７においてバルブ１８よりも後段の部位とを接続するガス供給配管５７が設けられており、このガス供給配管５７には、ガス供給配管５７を通じたガスの流通を制御するバルブ５８が設けられている。
このバルブ５８の動作は、ガス流通制御装置２２の制御装置２８によって制御されるようになっている。
【００６４】
この低温液化ガス貯蔵装置５０においても、貯蔵容器１１内の低温液化ガスＦが有する冷熱が、主配管１６が構成する熱伝達装置によって炭素系吸着材１３に伝達されるようになっている。このため、貯蔵容器１１内に低温液化ガスＦが貯蔵されている状態では、炭素系吸着材１３は極低温に保たれて、炭素系吸着材１３のガスの吸着能力が増大する。
【００６５】
この低温液化ガス貯蔵装置５０では、貯蔵容器１１内に低温液化ガスＦを貯蔵するにあたって、ガス流通制御装置２２によって貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を規制した状態で、貯蔵容器１１に低温液化ガスＦを供給する。これにより、断熱容器５１内の炭素系吸着材１３は、貯蔵容器１１内に供給されたガスを吸着していない状態のまま、熱伝達装置を構成する主配管１６を介して貯蔵容器１１内の冷熱（低温液化ガスＦの冷熱）が伝達されて、極低温に保たれる。すなわち、この状態では、炭素系吸着材１３は、ガスの吸着可能量が最大限確保されている。
【００６６】
この状態で、貯蔵容器１１内のボイルオフガスＧが増加して貯蔵容器１１の内圧が上昇した場合には、ガス流通制御装置２２によって貯蔵容器１１内から断熱容器５１内へのボイルオフガスＧの流通を許容することで、余剰ボイルオフガスＧが炭素系吸着材１３に吸着されて、貯蔵容器１１の内圧上昇が防止される。この低温液化ガス貯蔵装置５０では、前記のように、余剰ボイルオフガスＧの吸着を開始した時点では炭素系吸着材１３のガス吸着可能量が最大限確保されているので、貯蔵容器１１の内圧抑制能力が高い。
【００６７】
一方、貯蔵容器１１内から低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧが取り出されると、貯蔵容器１１の内圧が低下する。このときにガス流通制御装置２２によって断熱容器５１と貯蔵容器１１との間でのガスの流通を許容することで、貯蔵容器１１の内圧が低下すると、断熱容器５１内のボイルオフガスＧが貯蔵容器内に流入し、貯蔵容器１１の内圧低下が抑制される。
この状態からさらに低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧの取り出しが行われて、貯蔵容器１１及び断熱容器５１の内圧が低下すると、炭素系吸着材１３のガス吸着能力が低下して、炭素系吸着材１３からガスが放出されるので、貯蔵容器１１及び断熱容器５１の内圧低下が抑制される。
また、低温液化ガスＦまたはボイルオフガスＧの取り出しが進行するにつれて、炭素系吸着材１３が吸着したガスが放出されるので、貯蔵容器１１内に供給したガスを有効利用することができる。
【００６８】
また、この低温液化ガス貯蔵装置５０では、自動弁２７を閉塞して断熱容器５１内と貯蔵容器１１内との間でのガスの流通を規制し、バルブ５８を開放した状態で、炭素系吸着材１３からボイルオフガスＧを放出させることで、炭素系吸着材１３から動力発生装置に直接ボイルオフガスＧを供給することができる。
【００６９】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置６０は、上記各実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置において、炭素系吸着材１３を、複数の炭素系吸着材によって構成し、加熱装置を、これら炭素系吸着材を個別に加熱可能な構成としたことを主たる特徴とするものである。
本実施形態では、炭素系吸着材として、それぞれ大きさの異なる炭素系吸着材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，…によって構成し、加熱装置として、各炭素系吸着材に接触または近接させて、ヒータ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，…を設けている。これらヒータは、それぞれ制御装置２８によって個別に動作が制御されるようになっている。
【００７０】
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置６０では、複数の炭素系吸着材１３の一部についてのみ、加熱装置による加熱を行うことができる。
このため、この低温液化ガス貯蔵装置６０では、一部の炭素系吸着材１３からのみガスを放出させることができ、炭素吸着材１３によるガスの吸着量の制御をより細かく行うことができる。
【００７１】
例えば、大型の炭素系吸着材１３は、体積が大きいためにガスの吸着量が多く、また熱容量が大きくて温度変化が生じにくいので、安定したガス吸着性能を発揮する。
一方、小型の炭素系吸着材１３は、熱容量が小さくて温度変化が生じやすいので、加熱を開始すると速やかに温度が上昇してガスを放出し、加熱を停止すると速やかに冷却されてガス吸着能力が速やかに回復する。
すなわち、この低温液化ガス貯蔵装置６０では、小型の炭素系吸着材１３の加熱または加熱停止を行うことで、余剰ボイルオフガスＧの出し入れを速やかに行うことができ、貯蔵容器１１の内圧やボイルオフガスＧの供給量を速やかに制御することができる。
【００７２】
［第七実施形態］
次に、本発明の第七実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置７０は、上記各実施形態で示した低温液化ガス貯蔵装置において、炭素系吸着材１３に接触または近接させて蓄冷材７１を配置したことを主たる特徴とするものである。
本実施形態では、図８に示すように、炭素系吸着材１３内に、粒状の蓄冷材７１を多数配置している。
【００７３】
このように構成される低温液化ガス貯蔵装置７０では、炭素系吸着材１３と蓄冷材７１との間で熱のやり取りが行われるので、炭素系吸着材１３に温度変化が生じにくくなる。
このため、炭素系吸着材１３が一旦冷却されると、炭素系吸着材１３の温度が低温に維持されるので、炭素系吸着材１３の吸着能力が高水準に維持される。
【００７４】
この蓄冷材７１としては、炭素系吸着材１３の冷却を効果的に行うことができるよう、炭素系吸着材１３の使用温度範囲、例えば常温から低温液化ガスＦの温度までの温度範囲内での蓄冷能力に優れた材質（例えば鉛等）を用いることが好ましい。
【００７５】
ここで、蓄冷材７１の熱容量は、低温液化ガス貯蔵装置７０の用途に応じて適切に設定される。
例えば、炭素系吸着材１３のガス吸着能力を高水準で安定させたい場合には、炭素系吸着材１３の温度変化が極力抑えられるよう、蓄冷材７１の熱容量を大きく設定する。また、炭素系吸着材１３の保冷効果を一定程度確保しつつ吸着量の細かい制御を行いたい場合には、炭素系吸着材１３の温度変化が比較的生じやすくなるよう、蓄冷材の熱容量を小さく設定する。
【００７６】
また、蓄冷材７１の配置は任意であって、例えば図９に示す低温液化ガス貯蔵装置７３のように、複数層の炭素系吸着材１３の各層間に蓄冷材７１の層を設けてもよい。
また、図１０に示す低温液化ガス貯蔵装置７５のように、炭素系吸着材１３のブロックに当接させて蓄冷材７１のブロックを配置してもよい。
【００７７】
［第八実施形態］
次に、本発明の第八実施形態について、図１１を用いて説明する。
本実施形態では、本発明を、本発明の低温液化ガス貯蔵装置を燃料ガス貯蔵装置として用いるタンカーに適用した例を示している。
本実施形態に示すタンカー８０は、低温液化ガス貯蔵装置として、貯蔵容器１１と、断熱構造１２と、貯蔵容器１１外に設けられた断熱容器５１と、断熱容器５１内に設けられた炭素系吸着材１３と、この炭素系吸着材１３を加熱する加熱装置２３とを有する低温液化ガス貯蔵装置８１を用いたものである。
【００７８】
貯蔵容器１１には、貯蔵容器１１の底部近傍から貯蔵容器１１外まで引き出される主配管８６と、貯蔵容器１１のアレッジ部１１ａから貯蔵容器１１外まで引き出されるガス供給配管８７とが設けられている。
主配管８６の入口にはスプレーポンプ８６ａが設けられており、これによって貯蔵容器１１内の低温液化ガスＦが主配管８６内に送出されるようになっている。
ガス供給配管８７には、貯蔵容器１１内で発生したボイルオフガスＧが貯蔵容器１１の内圧によって供給されるようになっている。
【００７９】
主配管８６の貯蔵容器１１外に位置する部分には、ガス供給配管８７が挿通されるチャンバ８６ｂが設けられている。このチャンバ８６ｂ内には、主配管８６内に供給された低温液化ガスＦをガス供給管８７に向けて吹き付けるスプレーノズル８６ｃが設けられており、これによって低温液化ガスＦが膨張させられて、より低温の気体となるとともに、この低温の気体の冷熱が、ガス供給配管８７内を流通するボイルオフガスＧの冷却に利用される。
主配管８６の終端には、チャンバ８６ｂを通過したガスを圧縮して高圧のガスとして後段に送出するコンプレッサ８８が設けられており、このコンプレッサ８８の後段には、コンプレッサ８８と陸上の貯蔵設備とを接続する接続管路８９が設けられている。
【００８０】
ガス供給配管８７の貯蔵容器１１外に位置する部分は、前記のチャンバ８６ｂに挿通されており、その後段の部分は、断熱容器５１に挿通されているので、ガス供給管８７に供給されたボイルオフガスが、炭素系吸着材１３との間で効率よく熱交換を行いながら炭素系吸着材１３を冷却し、その後断熱容器５１内に噴出する。噴出したボイルオフガスは、冷却され吸着効率が向上された炭素系吸着材１３に吸着される。
【００８１】
接続配管２６には、制御装置２８（図示せず）によって動作を制御される自動弁２７が設けられている。すなわち、ガス供給配管８７には、前記のガス流通制御装置２２が設けられている。
【００８２】
本実施形態では、加熱装置２３は、一部が断熱容器５１内に挿通されて炭素系吸着材１３に近接または接触させられる配管９０と、この配管９０内にタンカー８０の周辺の海水を供給するポンプ９１とを有している。すなわち、この加熱装置２３は、タンカー８０の周辺の海水の熱を利用して、炭素系吸着材１３の加熱を行う構成とされており、これによってランニングコストが抑えられている。
【００８３】
このように構成されるタンカー８０では、低温液化ガス貯蔵装置８１が、前記の各低温液化ガス貯蔵装置と同様にして、余剰ボイルオフガスＧを炭素系吸着材１３に吸着させて、貯蔵容器１１内の内圧を適正範囲内に保つ。
そして、タンカー８０が目的地に到着して低温液化ガスＦを陸上の貯蔵設備に荷揚げしたのちは、前記の各液化ガス貯蔵装置と同様に、加熱装置２３によって炭素系吸着材１３を加熱することで、炭素系吸着材１３が吸着したボイルオフガスＧを放出させて、このボイルオフガスＧも陸上の貯蔵設備に送出するか、もしくは貯蔵容器１１内に戻して、外部からのガスの供給を受けることなしに、貯蔵容器１１内の内圧を確保する。
【００８４】
［第九実施形態］
次に、本発明の第九実施形態について、図１２を用いて説明する。
本実施形態に示すタンカー１００は、本発明の第八実施形態で示すタンカーにおいて、低温液化ガス貯蔵装置８１の代わりに、低温液化ガス貯蔵装置１０１を用いたことを主たる特徴とするものである。また、このタンカー１００は、動力発生装置１０２として、ガスタービンエンジンや、蒸気タービン等、燃料ガスを利用可能な構成のものを用いている。
【００８５】
低温液化ガス貯蔵装置１０１は、低温液化ガス貯蔵装置８１において、主配管８６のチャンバ８６ｂ及びスプレーノズル８６ｃをなくし、その代わりに、主配管８６の一部を断熱容器５１に挿通したことを主たる特徴とするものである。
また、低温液化ガス貯蔵装置１０１は、断熱容器５１内とコンプレッサ８８の後段とを接続するガス供給配管５７を有しており、これによって断熱容器５１内のボイルオフガスＧがコンプレッサ８８の後段に送り込まれるようになっている。
【００８６】
本実施形態では、ガス供給配管５７には、コンプレッサ８８の後段から断熱容器５１内へのガスの逆流を防止するとともに断熱容器５１内の内圧がコンプレッサ８８の吐出圧を上回った場合にのみ、後段へのガスの通過を許容するチェックバルブ５７ａが設けられており、これによってボイルオフガスＧが所定量以上発生した場合には、自動的にコンプレッサ８８の後段に送り込まれるようになっている。
本実施形態では、コンプレッサ８８の後段には、タンカー１００の動力発生装置１０２が接続されている。すなわち、ガス供給配管５７は、断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１０２に供給するボイルオフガス供給装置を構成している。
これによって、このタンカー１００では、余剰ボイルオフガスＧが動力発生装置１０１の燃料として無駄なく利用されるようになっている。
【００８７】
このタンカー１００の移動時には、ガス流通制御装置２２が、貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を規制する。
これにより、タンカー１００の移動時には、炭素系吸着材１３によるボイルオフガスＧの吸着が行われずに、ボイルオフガスＧが動力発生装置１０２に十分に供給されるので、動力発生装置１０２の性能を十分に発揮することができる。
このとき、炭素系吸着材１３は、ボイルオフガスＧの冷熱を継続的に供給されていて、極低温に保たれるので、炭素系吸着材１３のガスの吸着可能量が最大限に確保される。
なお、必要に応じて、加熱装置２３及びボイルオフガス供給装置を動作させて、断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１０２に供給してもよい。
【００８８】
また、このタンカー１００の停止時には、ガス流通制御装置２２が、貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を許容する。
これにより、タンカー１００の停止中に発生したボイルオフガスＧが炭素系吸着材１３に効果的に吸収され、貯蔵容器１１の内圧が適正範囲内に保たれる。前記のように、炭素系吸着材１３は、タンカー１００の移動時に十分に冷却されてガスの吸着可能量が最大限に確保されているので、ボイルオフガスＧの吸着を良好に行うことができる。
【００８９】
そして、再びタンカー１００を移動させた際には、ガス流通制御装置２２が貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を規制する。
この状態で、ボイルオフガス供給装置を動作させて、低温液化ガス貯蔵装置１０１の断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１０２に供給することで、タンカー１００の停止中に発生したボイルオフガスＧを有効利用することができる。
【００９０】
［第十実施形態］
次に、本発明の第十実施形態について、図１３を用いて説明する。
本実施形態では、本発明を、自動車１１０に適用した例を示している。
この自動車１１０は、ガスエンジンや燃料電池等の、燃料ガスを利用して動力を発生させる動力発生装置１１２を有している。
また、この自動車１１０は、上記第五実施形態に示す低温液化ガス貯蔵装置５０を有しており、この低温液化ガス貯蔵装置５０によって動力発生装置１１２で使用する燃料ガスを低温液化ガスとして貯蔵する構成とされている。本実施形態では、低温液化ガス貯蔵装置５０のガス供給管５７が、断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１１２に供給するボイルオフガス供給装置を構成している。
【００９１】
この自動車１１０の移動時には、ガス流通制御装置２２が、貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を規制する。
これにより、自動車１１０の移動時には、炭素系吸着材１３によるボイルオフガスＧの吸着が行われずに、ボイルオフガスＧが動力発生装置１１２に十分に供給されるので、動力発生装置１１２の性能を十分に発揮することができる。
このとき、炭素系吸着材１３は、ボイルオフガスＧの冷熱を継続的に供給されていて、極低温に保たれるので、炭素系吸着材１３のガスの吸着可能量が最大限に確保される。
なお、必要に応じて、加熱装置２３及びボイルオフガス供給装置を動作させて、断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１１２に供給してもよい。
【００９２】
また、この自動車１１０の停止時には、ガス流通制御装置２２が、貯蔵容器１１内と貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を許容する。
これにより、自動車１１０の停止中に発生したボイルオフガスＧが炭素系吸着材１３に効果的に吸収され、貯蔵容器１１の内圧が適正範囲内に保たれる。前記のように、炭素系吸着材１３は、自動車１１０の移動時に十分に冷却されてガスの吸着可能量が最大限に確保されているので、ボイルオフガスＧの吸着を良好に行うことができる。
【００９３】
そして、再び自動車１１０を移動させた際には、ガス流通制御装置２２が貯蔵容器１１内と断熱容器５１内との間でのガスの流通を規制する。
この状態で、ボイルオフガス供給装置を動作させて、低温液化ガス貯蔵装置５０の断熱容器５１内のボイルオフガスＧを動力発生装置１１２に供給することで、自動車１１０の停止中に発生したボイルオフガスＧを有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図２】本発明者らが発見した、炭素系吸着材のガス吸着量の温度特性を示すグラフである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図７】本発明の第六実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図８】本発明の第七実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置を示す側断面図である。
【図９】本発明の第七実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置の他の形態例を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第七実施形態に係る低温液化ガス貯蔵装置の他の形態例を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第八実施形態に係る低温液化ガス運搬タンカーの構成を示す図である。
【図１２】本発明の第九実施形態に係る低温液化ガス運搬タンカーの構成を示す図である。
【図１３】本発明の第十実施形態に係る自動車の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  低温液化ガス貯蔵装置
１１  貯蔵容器
１１ａ  アレッジ部
１２  断熱構造
１３  炭素系吸着材
１６  主配管（管路）
２０  低温液化ガス貯蔵装置
２１  吸着材収納容器（熱伝達装置）
２２  ガス流通制御装置
２３  加熱装置
３０  低温液化ガス貯蔵装置
３１  熱伝達装置
４０  低温液化ガス貯蔵装置
５０  低温液化ガス貯蔵装置
５１  断熱容器
５７  ガス供給配管（ボイルオフガス供給装置）
６０  低温液化ガス貯蔵装置
７０  低温液化ガス貯蔵装置
７１  蓄冷材
８０  タンカー（移動体）
８１  低温液化ガス貯蔵装置
１００  タンカー（移動体）
１０１  低温液化ガス貯蔵装置
１０２  動力発生装置
１１０  自動車
１１２  動力発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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