(57)【要約】  本発明は、内部蒸発器を有する流体タンクに関し、より詳細には、タンク本体の内部に貯蔵された液相流体をタンク本体の内部に備えられる変換手段により気相流体に変換し、変換した気相流体を送り出し手段により使用先に送り出すことができ、空間活用性に優れるだけでなく、超低温脆性の引き起こしを防止することができる内部蒸発器を有する流体タンクに関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相流体が貯蔵されるタンク本体（１００）と、
前記タンク本体（１００）の内部に備えられて液相流体が供給され、外部から供給される加熱媒体を液相流体と熱交換させて液相流体を気相流体に変換させる変換手段（２００）と、
前記タンク本体（１００）の内部の液相流体を前記変換手段（２００）に供給させ、前記変換手段（２００）で変換された気相流体を気相流体配管（３００）により外部の使用先に送り出すように備えられる送り出し手段（４００）とを含む、内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項２】
前記気相流体配管（３００）は、
使用先に流動する気相流体を制御可能な気相流体配管制御弁（３１０）を含む、請求項１に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項３】
前記流体タンク（１０００）は、
前記タンク本体（１００）の内部の圧力を制御することができるタンク減圧弁（５１０）およびタンク安全弁（５２０）を含む圧力制御部（５００）をさらに含む、請求項１に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項４】
前記変換手段（２００）は、
加熱媒体の供給を受けて液相流体を気相流体に変換させる変換手段本体（２１０）と、
外部から前記変換手段本体（２１０）に加熱媒体が供給される高温加熱媒体配管（２２０）と、
前記変換手段本体（２１０）で液相流体と熱交換された加熱媒体が外部に排出される低温加熱媒体配管（２３０）と、
前記変換手段本体（２１０）を断熱するように備えられる断熱手段とを含む、請求項１に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項５】
前記断熱手段は、
前記変換手段本体（２１０）の外周に断熱材からなる第１断熱手段（２４１）または前記変換手段本体（２１０）の外周を真空状態で維持するように真空手段からなる第２断熱手段（２４２）である、請求項４に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項６】
前記変換手段（２００）は、
前記変換手段本体（２１０）と脱着可能に備えられ、前記変換手段本体（２１０）を前記タンク本体（１００）の内部に固定させる支持台（２５０）をさらに含む、請求項４に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項７】
前記タンク本体（１００）は、
開閉可能に備えられるメンテナンス開口部（１１０）を含む、請求項６に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【請求項８】
前記変換手段（２００）は、
前記高温加熱媒体配管（２２０）に外部の気体を流入させることができる排出気体配管（２６０）をさらに含み、
前記排出気体配管（２６０）は、前記高温加熱媒体配管（２２０）に流入する外部の気体を制御することができる排出気体制御弁（２６１）を含む、請求項４に記載の内部蒸発器を有する流体タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部蒸発器を有する流体タンクに関し、より詳細には、タンク本体の内部に貯蔵された液相流体をタンク本体の内部に備えられる蒸発器などの変換手段により気相流体に変換し、変換した気相流体を送り出し手段により使用先に送り出すことができ、空間活用性に優れるだけでなく、超低温脆性の引き起こしを防止することができる内部蒸発器を有する流体タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の流体タンク１０を示す図である。
【０００３】
図１を参照すると、従来の流体タンク１０は、液化天然ガスなどの液相流体が貯蔵されるタンク本体１１を含む。
【０００４】
この際、天然ガスなどの気相流体を使用先に供給するためには、タンク本体１１の内部に貯蔵された液相流体を送り出すことができる送り出し手段１３を備え、これにより、液相流体を外部に送り出す。外部に送り出された液相流体をタンク本体１１の外部に備えられる蒸発器１２により加熱して気相流体に変換させることで、気相流体を使用先に供給することができる。
【０００５】
この際、使用先に気相流体を供給しないように動作を止めるためには、蒸発器１２前後のバルブ１５、１６を閉める。この際、残存する液相流体は、蒸発器減圧弁１８−１または蒸発器安全弁１８−２を含む蒸発器制御弁１８の制御により、排出部に排出しなければならない。
【０００６】
なお、液相流体がタンク本体１１の外部に流動し、蒸発器１２により気相流体に変換されるため、これは、超低温の液相流体の超低温脆性を引き起こす恐れがあるだけでなく、気相流体に変換するために蒸発器１２を備えることに伴って別の空間を要するという問題が発生する。
【０００７】
図２に図示されている流体タンク２０は、図１に図示されている流体タンク１０の問題点を解消するために導き出されたものであって、蒸発器２２をタンク本体２１の内部に備え、蒸発器２２により変換した気相流体は、圧縮器２２−１などにより気相流体の使用先に送り出す構成である。
【０００８】
しかし、図２に図示されている流体タンク２０の場合、蒸発器２２によりタンク本体２１の内部の液相流体の全体を加熱しなければならないため、気相流体に変換するためのエネルギーが多量消費されるという問題がある。また、運転の中断時に圧縮器２２−１前後のバルブ２５、２６を閉めることになり、残存する液相流体は、蒸発器減圧弁２８−１または蒸発器安全弁２８−２を含む蒸発器制御弁２８の制御により排出部に排出しなければならない。
【０００９】
なお、タンク本体２１の内部で変換された気相流体を使用先に送り出すための圧縮器２２−１を別に備えなければならないため、圧縮器２２−１を備えるための別の空間を要するだけでなく、圧縮器２２−１の頻繁な故障によってメンテナンス費用が増大するという問題がある。
【００１０】
図１、図２に図示されている１７−１、１７−２、２７−１、２７−２は、タンク本体１１、２１の圧力制御のためのタンク減圧弁１７−１、２７−１およびタンク安全弁１７−２、２７−２を含むタンク制御弁１７、２７である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述のような問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明は、タンク本体の内部に貯蔵された液化天然ガスなどの液相流体をタンク本体の内部に備えられる蒸発器などの変換手段により天然ガスなどの気相流体に変換し、変換した気相流体を送り出し手段により使用先に送り出すことで、液化天然ガスの超低温脆性の引き起こしを防止することができる内部蒸発器を有する流体タンクを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、液相流体を排出または制御するための制御手段が必要でないことから、空間活用性に優れるだけでなく、製造費用および製造時間を減少させることができる内部蒸発器を有する流体タンクを提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、タンク本体の内部に備えられる変換手段により、タンク本体の内部に貯蔵された液相流体が影響を受けないように構成することで、液化天然ガスなどの液相流体の変換を防止するとともに、これを液相で維持するためのエネルギーの消費を最小化することができる内部蒸発器を有する流体タンク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】
【００１４】
本発明による内部蒸発器を有する流体タンクは、液相流体が貯蔵されるタンク本体１００と、前記タンク本体１００の内部に備えられて液相流体が供給され、外部から供給される加熱媒体を液相流体と熱交換させて液相流体を気相流体に変換させる変換手段２００と、前記タンク本体１００の内部の液相流体を前記変換手段２００に供給させ、前記変換手段２００で変換された気相流体を気相流体配管３００により外部の使用先に送り出すように備えられる送り出し手段４００とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記気相流体配管３００は、使用先に流動する気相流体を制御可能な気相流体配管制御弁３１０を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、前記流体タンク１０００は、前記タンク本体１００の内部の圧力を制御することができるタンク減圧弁５１０およびタンク安全弁５２０を含む圧力制御部５００をさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記変換手段２００は、加熱媒体の供給を受けて液相流体を気相流体に変換させる変換手段本体２１０と、外部から前記変換手段本体２１０に加熱媒体が供給される高温加熱媒体配管２２０と、前記変換手段本体２１０で液相流体と熱交換された加熱媒体が外部に排出される低温加熱媒体配管２３０と、前記変換手段本体２１０を断熱するように備えられる断熱手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、前記断熱手段は、前記変換手段本体２１０の外周に断熱材からなる第１断熱手段２４１または前記変換手段本体２１０の外周を真空状態で維持するように真空手段からなる第２断熱手段２４２であることを特徴とする。
【００１９】
また、前記変換手段２００は、前記変換手段本体２１０と脱着可能に備えられ、前記変換手段本体２１０を前記タンク本体１００の内部に固定させる支持台２５０をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
また、前記タンク本体１００は、開閉可能に備えられるメンテナンス開口部１１０を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、前記変換手段２００は、前記高温加熱媒体配管２２０に外部の気体を流入させることができる排出気体配管２６０をさらに含み、前記排出気体配管２６０は、前記高温加熱媒体配管２２０に流入する外部の気体を制御することができる排出気体制御弁２６１を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による内部蒸発器を有する流体タンクは、タンク本体の内部に貯蔵された液化天然ガスなどの液相流体をタンク本体の内部に備えられる変換手段により天然ガスなどの気相流体に変換し、変換した気相流体を送り出し手段により使用先に送り出すことで、液化天然ガスの超低温脆性の引き起こしを防止することができるという利点がある。
【００２３】
また、本発明による内部蒸発器を有する流体タンクは、液相流体を排出または制御するための制御手段が必要でないことから、空間活用性に優れるだけでなく、製造費用および製造時間を減少させることができるという利点がある。
【００２４】
さらに、本発明による内部蒸発器を有する流体タンクは、タンク本体の内部に備えられる変換手段により、タンク本体の内部に貯蔵された液相流体が影響を受けないように構成することで、液化天然ガスなどの液相流体の変換を防止するとともに、これを液相で維持するためのエネルギーの消費を最小化することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の流体タンクを示す図である。
【図２】従来の流体タンクを示す他の図である。
【図３】本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【図５】本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【図７】本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、上述のような本発明による内部蒸発器を有する流体タンクについて、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図３は本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図であり、図４は本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【００２８】
図３と図４を参照すると、本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、貯蔵された液相流体を気相流体に変換し、気相流体を使用先に送り出すための構成であって、大きく、タンク本体１００と、変換手段２００と、送り出し手段４００とを含んでなる。
【００２９】
タンク本体１００は、液相流体が貯蔵される構成であって、この際、タンク本体１００に貯蔵される液相流体は、液化天然ガス（ＬＮＧ）であってもよく、このために、タンク本体１００は、液化天然ガスを貯蔵するための超低温を維持しなければならない。
【００３０】
本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００のタンク本体１００は、液化天然ガスの他に、超低温を維持して貯蔵されなければならない様々な液相流体が貯蔵可能であることは言うまでもない。
【００３１】
なお、タンク本体１００は、液相流体が供給されて貯蔵されるための流入部（図示せず）を含むことができ、ある選択される目的によって、液相流体をタンク本体１００の内部から排出させるための排出部（図示せず）を含むことができる。この際、流入部は、ノズルで構成され、スプレー方式でタンク本体１００の内部に液相流体を供給するか、その他、様々な実施形態が可能であり、公知の技術として詳細な説明は省略する。
【００３２】
変換手段２００は、タンク本体１００の内部に備えられ、且つ外部から供給される加熱媒体を用いて液相流体と熱交換させることで、液相流体の加熱により気相流体を形成する構成である。
【００３３】
この際、変換手段２００は、液相流体を加熱して気相流体に変換させるための蒸発器からなることが好ましいが、液相流体を加熱して気相流体に変換させることができる他の様々な手段からなり得ることは言うまでもない。
【００３４】
蒸発器からなる変換手段２００における加熱媒体は、電気エネルギーの供給により液相流体を加熱する手段であり得るが、本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００における加熱媒体は、気相の加熱媒体手段または液相の加熱媒体手段からなり、これにより液相流体と熱交換させることで、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体を加熱し、気相流体に形成することが好ましい。
【００３５】
送り出し手段４００は、タンク本体１００の内部の液相流体を変換手段２００に供給し、液相流体の加熱により気相流体に変換させ、気相流体を気相流体配管３００により外部の使用先（エンジンなど）に送り出すように備えられる。
【００３６】
この際、送り出し手段４００は、液相流体を変換手段２００に供給し、変換手段２００で変換された気相流体を気相流体配管３００により外部の使用先に供給することができるポンプからなることができる。
【００３７】
送り出し手段４００の他の手段としては、液相流体を加熱してタンク本体１００の内部を加圧し、液相流体を外部に送り出すことができる加熱式加圧装置からなることができるなど、液相流体を変換手段２００に供給し、変換手段２００で変換された気相流体を気相流体配管３００により外部の使用先に送り出すことができれば、様々な実施形態が可能である。
【００３８】
上述のように、本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、超低温の液相流体をタンク本体１００の内部に備えられた変換手段２００により気相流体にタンク本体１００の内部で変換させ、これを気相流体配管３００により使用先に送り出すことができることで、液相状態での流体がタンク本体１００外部に流動しないため、液相による超低温脆性の引き起こしを削除することができる。
【００３９】
また、液相流体を気相流体に変換させるための変換手段２００が、タンク本体１００の内部に位置することから、タンク本体１００の外部で気相流体に変換させるための変換手段２００を備えず、これを備えるための空間を節約することができるという利点がある。
【００４０】
なお、液相流体をタンク本体１００の内部に備えられた変換手段２００により気相流体に変換することから、タンク本体１００外部で気相流体を使用先に供給するために液相流体を気相流体に変換する外部変換手段（蒸発器）を備えなくてもよく、液相流体の流動を制御するためのバルブなどと、バルブの制御のための液相流体の測定装置などを削除することができ、流体タンク１０００の製造費用および製造時間を減少できるだけでなく、空間活用性に優れるという利点がある。
【００４１】
なお、本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、上述のように、変換手段２００と送り出し手段４００の動作を用いて、気相流体配管３００により使用先に気相流体を供給し、気相流体配管３００は、使用先に送り出される気相流体を制御するための気相流体配管制御弁３１０を含むことができる。
【００４２】
気相流体配管制御弁３１０は、気相流体配管３００を流動する気相流体を制御することができれば、様々な制御弁手段からなり得るため、限定せず、気相流体制御弁３１０は、気相流体の流動の制御とともに、気相流体の流動量などを測定することができるセンサなどをさらに備えてもよい。
【００４３】
また、本発明の第１実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、タンク本体１００の内部の圧力を制御することができる圧力制御部５００をさらに含むことができ、圧力制御部５００は、タンク本体１００の圧力を減圧するためのタンク減圧弁５１０およびタンク安全弁５２０からなることができる。
【００４４】
タンク減圧弁５１０とタンク安全弁５２０を含む圧力制御部５００は、タンク本体１００の内部の圧力を制御することができるように、タンク本体１００の内部の気相流体を排出部に排出させることができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図５は本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図であり、図６は本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【００４６】
図５と図６を参照すると、本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００の変換手段２００は、供給される液相流体と加熱媒体を熱交換させて気相流体に変化させる変換手段本体２１０と、外部から変換手段本体２１０に加熱媒体が供給される高温加熱媒体配管２２０と、変換手段本体２１０で液相流体と熱交換された加熱媒体が外部に排出される低温加熱媒体配管２３０と、前記変換手段本体２１０の外部に包むように形成されて変換手段本体２１０とタンク本体１００の内部を断熱するように備えられる断熱手段とを含んでなる。
【００４７】
より詳細に説明すると、変換手段本体２１０は、蒸発器からなることができ、高温加熱媒体配管２２０により供給される加熱媒体により液相流体と熱交換させることで、液相流体を気相流体に変換させ、液相流体との熱交換により相対的に低温に変換された加熱媒体は、低温加熱媒体配管２３０により外部に排出させる。
【００４８】
この際、高温加熱媒体配管２２０と低温加熱媒体配管２３０は、加熱媒体が変換手段本体２１０に流入するか変換され、且つそれぞれ独立して備えられてもよく、これとは異なり、一つの加熱媒体循環システムをなして低温加熱媒体配管２３０により排出された加熱媒体を加熱し、高温加熱媒体配管２２０に流動させることができるため、限定しない。
【００４９】
なお、高温加熱媒体配管２２０は、加熱媒体の供給を制御する高温加熱媒体制御弁２２１をさらに含むことができる。
【００５０】
上述のように、変換手段本体２１０は、タンク本体１００の内部に位置し、加熱媒体の流入によって温度が上昇するため、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体への影響を最小化するために断熱手段を備えることができる。
【００５１】
断熱手段の実施形態としては、図５に図示されているように、断熱材からなる第１断熱手段２４１であり得る。
【００５２】
第１断熱手段２４１は、断熱材からなることで、変化手段本体２１０での加熱媒体による熱エネルギーが、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体に伝達されることを防止することができる。
【００５３】
この際、第１断熱手段２４１をなす断熱材は、変換手段本体２１０での熱エネルギーが、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体に伝達されることを防止することができれば、様々な断熱材からなり得ることは言うまでもない。
【００５４】
断熱手段２４０の他の実施形態としては、図６に図示されているように、変換手段本体２１０の外周面を真空で形成することができる真空手段からなる第２断熱手段２４２であり得る。
【００５５】
第２断熱手段２４２は、真空手段からなり、変換手段本体２１０外周を真空状態で維持するようにすることで、変換手段本体２１０における加熱媒体による熱エネルギーがタンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体に伝達されることを防止することができる。
【００５６】
第２断熱手段２４２をなす真空手段は、真空チャンバ、真空断熱外皮などの様々な手段で構成可能であることは言うまでもない。
【００５７】
すなわち、本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、第１断熱手段２４１または第２断熱手段２４２からなる断熱手段を含むことで、変換手段本体２１０における加熱媒体によって発生した熱エネルギーが液相流体に伝達されることを防止して液相流体が超低温を維持するようにし、気相に変換されることを防止するとともに、流体を液相状態で維持するためのエネルギー損失を最小化することができる。
【００５８】
なお、本発明の第２実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００の変換手段２００は、変換手段本体２１０をタンク本体１００の内部に支持するように備えられる支持台２５０をさらに含むことができる。
【００５９】
支持台２５０の形状は、限定されないが、変換手段本体２１０のタンク本体１００内での位置固定が容易で、且つメンテナンスのために変換手段本体２１０との脱着が容易であるように形成することが好ましい。
【００６０】
なお、タンク本体１００は、蒸発器などからなる変換手段本体２１０のメンテナンスのために支持台２５０から脱着させ、その補修または入れ替えのためのメンテナンス開口部１１０を含んでなる。
【００６１】
メンテナンス開口部１１０は、開閉可能に形成されることで、開放によって変換手段２００を外部に移動させることができ、変換手段２００のメンテナンスまたは入れ替えを容易にすることができる。
【００６２】
メンテナンス開口部１１０の形状は、限定されないが、変換手段２００のタンク本体１００の内部への挿入および引出が容易であるように、変換手段２００の大きさよりは大きく開放されなければならないことは言うまでもなく、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体または気相流体の漏れを防止することができる構造で形成されなければならないことは言うまでもない。
【００６３】
＜第３実施形態＞
図７は本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す図であり、図８は本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンクを示す他の図である。
【００６４】
図７と図８を参照すると、本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００の変換手段２００は、高温加熱媒体配管２２０に外部の気体を流入させることができる排出気体配管２６０をさらに含む。
【００６５】
すなわち、使用先に気相流体を送り出せずに流体タンクの動作を止める場合、変換手段２００には加熱媒体が残存するため、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体への影響を最小化するためには加熱媒体を除去しなければならない。
【００６６】
このために、本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００の変換手段２００は、外部の気体を高温加熱媒体配管２２０に供給することができる排出気体配管２６０を含むことで、外部から供給される気体により加熱媒体を低温加熱媒体配管２３０により外部に排出させることで、加熱媒体による液相流体への影響を最小化することができる。
【００６７】
なお、排出気体配管２６０は、高温加熱媒体配管２２０に流入する外部の気体を制御することができる排出気体制御弁２６１をさらに含む。
【００６８】
すなわち、本発明の第３実施形態による内部蒸発器を有する流体タンク１０００は、動作時には排出気体制御弁２６１を閉めて外部の気体が高温加熱媒体配管２２０に流入することを防止し、流体タンク１０００の動作が止めると、外部の気体を高温加熱媒体配管２２０に流動させて低温加熱媒体配管２３０により加熱媒体とともに排出されるようにすることで、変換手段本体２１０の内部に残存する加熱媒体を迅速に除去し、液相流体への影響を最小化することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０００  内部蒸発器を有する流体タンク
１００  タンク本体
２００  変換手段
２１０  変換手段本体
２２０  高温加熱媒体配管
２２１  高温加熱媒体制御弁
２３０  低温加熱媒体配管
２４１  第１断熱手段
２４２  第２断熱手段
２５０  支持台
２６０  排出気体配管
２６１  排出気体制御弁
３００  気相流体配管
３１０  気相流体配管制御弁
４００  送り出し手段
５００  圧力制御部
５１０  タンク減圧弁
５２０  タンク安全弁
【図１】
2021529293.tif 000003
【図２】
2021529293.tif 000004
【図３】
2021529293.tif 000005
【図４】
2021529293.tif 000006
【図５】
2021529293.tif 000007
【図６】
2021529293.tif 000008
【図７】
2021529293.tif 000009
【図８】
2021529293.tif 000010
【国際調査報告】
2021529293.tif 000011
2021529293.tif 000012
2021529293.tif 000013
2021529293.tif 000014