(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体からなる外層体の内部に、低温流体が収容された筒状体からなる内層を設け、該外層体の内周と内層の外周との間の空間に筒状体からなる複数層の断熱材を介装してなる低温流体の貯蔵タンクにおいて、
前記複数層の断熱材は前記空間の厚さ方向に複数セットの断熱材に分割してなり、各断熱材の全部または一部を釣り糸で前記外層体に支持するとともに、各断熱材の間に、前記内層の内部の低温流体収納部から、前記各断熱材の間を軸方向に通って外気中に抜けるガス排出管を設け、該ガス排出管にリング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付け、前記細線を覆うように前記断熱材を巻き付け、前記断熱材を前記ガス排出管および前記細線で支持して、各断熱材間のすき間を保持するように構成し、さらに、前記ガス排出管内を流れる蒸発ガスで、前記ガス排出管周りの前記断熱材を冷却することを特徴とする低温流体の貯蔵タンク。
【請求項２】
前記各断熱材は、断熱性能を有する材料からなる薄板状の断熱シートと、糸材を網目状に形成してなるスペーサとを積層し、該積層体を複数層そなえて形成されたことを特徴とする請求項１記載の低温流体の貯蔵タンク。
【請求項３】
軸方向に延びる二本の前記ガス排出管を設け、内周側に設けられるガス排出管と外周側に設けられるガス排出管のそれぞれのガス排出管に、前記リング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付けて構成したことを特徴とする請求項１記載の低温流体の貯蔵タンク。
【請求項４】
前記細線としてピアノ線を活用したことを特徴とする請求項３記載の低温流体の貯蔵タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体水素の貯蔵タンクを始め、液体酸素、液体窒素等の貯蔵タンクに適用され、低温筒状体からなる外層体の内部に、低温流体が収容された筒状体からなる内層を設け、該外層体の内周と内層の外周との間の空間に複数層の断熱材を介装してなる低温流体の貯蔵タンクの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は液体水素の貯蔵タンク概略構成図である。
液体水素は、高密度での保存が可能であることから、今後の水素利用形態の中心になる。一方、かかる液体水素は、沸点が２０Ｋ（−２５３℃）であることから、蒸発によりボイルオフガスが発生し、これによるロス発生が懸念される。かかるボイルオフガスの発生に伴うロスの発生を防止するには、液体水素タンクの周りを複数層の断熱部材で覆うことが、一般に行われている。
【０００３】
かかる液体水素の貯蔵タンクの概略構成を図６に示す。
図６において、かかる液体水素貯蔵タンク１００は、円筒状体からなる外層１の内側には、低温の液体水素３が収容された円筒状体からなる内層２が設けられている。該外層１の内周と内層２の外周との間の空間全周に複数層の多層断熱材５が介装されている。
尚、前記多層断熱材５は、樹脂フイルムをベースにして銀、アルミ等を蒸着したシート材が用いられている。
【０００４】
６は液体水素３を供給する液体水素供給管、７は前記内層２内における蒸発ガスを排出する蒸発水素ガス逃気管である。前記外層１及び内層２は通常ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）により構成されている。
そして、前記空間全周に複数層の多層断熱材５を設置した後、図示しない真空ポンプで、前記空間内を真空にし、真空槽４を形成する。
【０００５】
尚、液体水素が収容された筒状体からなる内層を設け、該内層の外周に複数層の断熱部材で覆った液体水素の貯蔵タンクが、特許文献１（特開２００６−３４９１３３号公報）で提供されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４９１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に示されるような、液体水素の貯蔵タンクにあっては、外層１の内周と内層２の外周との間の空間全周に複数層の多層断熱材５は、樹脂フイルムをベースにして銀、アルミ等を蒸着したシート材等の、薄肉の断熱材を多層に積層して形成されている。
しかしながら、前記のように、薄肉の断熱材を多層に積層した多層断熱材５は、断熱効果を上げるために、層の数を増加させても、薄肉の断熱材同士が接着してしまい、却って断熱効果が低下してしまう、という問題があった。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、外層の内周と内層の外周との間の空間に複数層の断熱部材を介装した低温流体の貯蔵タンクで、薄肉の断熱材同士の接着を回避して層の数を増加することにより、断熱効果を上昇可能とした低温流体の貯蔵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】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するもので、筒状体からなる外層体の内部に、低温流体が収容された筒状体からなる内層を設け、該外層体の内周と内層の外周との間の空間に筒状体からなる複数層の断熱材を介装してなる低温流体の貯蔵タンクにおいて、
前記複数層の断熱材は前記空間の厚さ方向に複数セットの断熱材に分割してなり、各断熱材の全部または一部を釣り糸で前記外層体に支持するとともに、各断熱材の間に、前記内層の内部の低温流体収納部から、前記各断熱材の間を軸方向に通って外気中に抜けるガス排出管を設け、該ガス排出管にリング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付け、前記細線を覆うように前記断熱材を巻き付け、前記断熱材を前記ガス排出管および前記細線で支持して、各断熱材間のすき間を保持するように構成し、さらに、前記ガス排出管内を流れる蒸発ガスで、前記ガス排出管周りの前記断熱材を冷却することを特徴とする（請求項１）。
かかる発明において、前記各断熱材は、断熱性能を有する材料からなる薄板状の断熱シートと、糸材を網目状に形成してなるスペーサとを積層し、該積層体を複数層そなえて形成される（請求項２）。
【００１０】
また、本発明は、次のように構成することができる。
（１）軸方向に延びる二本の前記ガス排出管を設け、内周側に設けられるガス排出管と外周側に設けられるガス排出管のそれぞれのガス排出管に、前記リング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付けて構成する（請求項３）。
（２）前記細線としてピアノ線を活用する（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、複数層の断熱材は前記空間の厚さ方向に複数セットの断熱材に分割してなり、各断熱材の全部または一部を釣り糸で前記外層体に支持するとともに、各断熱材の間に、前記内層の内部の低温流体収納部から、前記各断熱材の間を軸方向に通って外気中に抜けるガス排出管を設け、該ガス排出管にリング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付け、前記細線を覆うように前記断熱材を巻き付け、前記断熱材を前記ガス排出管および前記細線で支持して、各断熱材間のすき間を保持するように構成し、さらに、前記ガス排出管内を流れる蒸発ガスで、前記ガス排出管周りの前記断熱材を冷却し（請求項１）、また前記各断熱材は、断熱性能を有する材料からなる薄板状の断熱シートと、糸材を網目状に形成してなるスペーサとを積層し、該積層体を複数層そなえて形成されたので（請求項２）、各断熱材は薄板状の断熱シート糸材を網目状に形成してなるスペーサとを積層して形成され、この断熱材を空間の厚さ方向に複数セット分割形成して、該断熱材を釣り糸の支持および、ガス排出管と細線の支持によって各断熱材間にすき間を形成しており、従って薄肉の各断熱材間には、常時すき間が形成される。
【００１２】
【００１３】
また、各断熱材の間に、内層の内の低温流体収納部から、各断熱材の間を軸方向に通って外気中に抜けるガス排出管を設けたので、前記内層の内の蒸発低温流体をガス排出管を介して、該蒸発低温流体よりも高温をなっている断熱材の間を通すことにより、前記ガス排出管内を流れる蒸発ガスで断熱材の周りの輻射熱を冷却することができ、断熱材の周りの温度が低下し、断熱性能を向上できる。
【００１４】
【００１５】
また、軸方向に延びる二本の前記ガス排出管を設け、内周側に設けられるガス排出管と外周側に設けられるガス排出管のそれぞれのガス排出管に、前記リング状の複数個の細線を軸方向に一定間隔で以って巻き付けて構成すれば（請求項３）、断熱材の形状を複数個の細線によって、所定の形状で且つ断熱材間のすき間を保持できて、複数個の細線をガス排出管で支持するので支持剛性が向上する。
【００１６】
また、細線として、例えば弾力性があり形状を得ることができるピアノ線を活用することにて、より適切に所定形状で且つ断熱材間のすき間を保持でき、薄肉同士の断熱材同士の接着を回避でき、他には支持合成の向上に寄与可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
（基本構成）
図１（Ａ）は、本発明の基本構成を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の支持部の構成図である。
図１（Ａ）は図６に示す液体水素の貯蔵タンクの断熱部材の支持部を模式的に示しており、図において、かかる液体水素貯蔵タンク１００は、筒状体からなる外層１の内側には、低温の液体水素３が収容された筒状体からなる内層２が設けられている。前記外層１及び内層２は通常ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６等）により構成されている。
前記外層１の内周と内層２の外周との間の空間全周に複数層の多層の断熱部材、即ち後述するように構成された多層の断熱材１１が介装されている。
その他の構成は図６と同様である。
【００１９】
前記多層の断熱部材は、前記外層１の内周と内層２の外周との間の空間の厚さ方向に複数セットの断熱材１１に分割されている。
図２はかかる断熱材１１の構成を示し、各断熱材１１は、樹脂フイルムをベースにして銀、アルミ等を蒸着したシート材等からなる断熱板１１ｅ（かかる断熱板１１ｅの材質は従来のものと同様である）とナイロン糸等の糸状体を網目状に形成してなるスペーサ１１ｂを合わせて構成され、図２（Ａ）に示すように、かかる断熱板１１ｅとスペーサ１１ｂとの合わせ体を凡そ１０層程度、積層して構成される。
【００２０】
そして、前記のように構成された断熱材１１を、図１（Ｂ）のように、前記内層２の外周の形状に合わせて巻き（ｔは巻き重ね部を示す）、後述するように釣り糸１４，１３で前記外層１に釣り下げた後、最後に両面から蓋１１ｄをする。
即ち、かかる断熱材１１は、図１（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、該断熱材１１毎に、たとえば図１（Ａ）に示すように、上部を前後各１箇所、下部を前後各２箇所ずつ釣り糸１４，１３で、前記外層１に釣り下げて、各断熱材１１間にすき間１１ｃを形成する。
かかる構成により、各断熱材１１間には一定寸法のすき間１１ｃが形成される。
【００２１】
かかる基本構成によれば、複数層の断熱部材を前記外層１の内周と内層２の外周との間の空間の厚さ方向の複数セットの断熱材１１に分割し、さらに断熱材１１は断熱性能を有する材料からなる薄板状の断熱板１１ｅと、糸材を網目状に形成してなるスペーサ１１ｂとを積層し、この積層体を凡そ１０層程度、積層して構成し、かかる断熱材１１の全部または一部を釣り糸１４，１３で前記外層１に釣り下げて、各断熱材１１間にすき間１１ｃを形成している。
従って、このように構成された断熱材１１を、前記空間の厚さ方向に複数セット分割形成して、該断熱材１１を釣り糸１４，１３で外層１に釣り下げて各断熱材１１間に、薄肉の各断熱材１１間には、常時すき間１１ｃが形成される。
【００２２】
従って、前記断熱材１１の重量によって、該断熱材１１を釣り下げる釣り糸１４，１３の数を増加すれば、各断熱材１１間は常時所定のすき間１１ｃを形成できるので、薄肉の断熱材１１同士の接着を回避できることとなり、断熱材１１層の数を増加することにより、断熱効果を所定量まで任意に上昇できる。
【００２３】
（実施例１）
図３は、本発明の第１実施例を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の支持部の要部構成図である。
この第１実施例においては、図１に示す基本構成において、前記各断熱材１１，１１の間に、前記内層２の内部の液体水素３の収納部から、前記各断熱材１１の間を軸方向に通って外気中に抜けるガス排出管１７を設けている。
そして、前記収納部空間に溜まった蒸発ガス３ａをガス排出管入口部１７ａから流入して、該ガス排出管１７内を流れることによって、前記ガス排出管１７周りの断熱材１１を冷却するように構成されている。
その他の構成は前記基本構成と同様であり、同一の部材は同一の符号で示す。
【００２４】
かかる第１実施例によれば、前記内層２の内の蒸発ガス３ａガス排出管１７を介して、該蒸発ガス３ａよりも高温をなっている断熱材１１の間を通すことにより、前記ガス排出管１７内を流れる蒸発ガス３ａで断熱材１１の周りの輻射熱を冷却することができ、断熱材１１の周りの温度が低下し、断熱性能を向上できる。
【００２５】
（参考例）
図４は、本発明の参考例を示す液体水素の貯蔵タンクの断熱部材の支持部の要部構成図である。
この参考例においては、前記各断熱材１１の軸方向に、ＣＦＲＰ等の低熱伝導パイプ等ならなる支え部材１６を設け、該支え部材１６にその軸方向に沿いリング状の複数個（この例では３個）の弾力性等によって形状を保つことができる細線１５（以下、細線と称する）を一定間隔で以って嵌挿し、前記各細線１５を覆うように前記各断熱材１１を巻きつけて構成している。そして、前記支え部材１６の適所を釣り糸１４で外層１に釣り下げて各断熱材１１間に、すき間１１ｃを形成し、最後に該断熱材１１の両面に蓋１１ｄをする
その他の構成は、基本的には、前記第１実施例と同様であり、図示していない部分は基本構成と同様である。
【００２６】
かかる参考例によれば、各断熱材１１の形状を、支え部材１６及び複数個の細線１５によって、所定の形状で且つ断熱材１１間のすき間１１ｃを保持でき、薄肉の断熱材１１同士の接着を回避できる。
【００２７】
（実施例２）
図５は、本発明の第２実施例を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の支持部の要部構成図である。
この第２実施例においては、前記第１実施例において、軸方向に通った２本のガス排出管１７の外周側のガス排出管及び内周側のガス排出管に、それぞれリング状の細線１５ａ及び１５ｂを複数個一定間隔で以って巻き付ける。
これにより、該細線１５ａ及び１５ｂを前記ガス排出管１７で支持することとなり、さらに該各細線１５ａ及び１５ｂを覆うようにして、前記断熱材１１を巻き付けて、該断熱材１１をガス排出管１７及び細線１５ａ及び１５ｂで支持する。
その他の構成は、基本的には、前記基本構成及び第１実施例と同様であり、図示していない部分は基本構成と同様である。
【００２８】
かかる第２実施例によれば、断熱材１１の形状を、ガス排出管１７で支持した複数個の細線１５ａ及び１５ｂによって、所定の形状で且つ断熱材１１間のすき間１１ｃを保持できて、且つ複数個の細線１５ａ及び１５ｂをガス排出管１７で支持するので支持剛性が向上する。
尚、前記第１実施例、第２実施例において、細線１５、１５ａ及び１５ｂは、ピアノ線が好適である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、外層の内周と内層の外周との間の空間に複数層の断熱部材を介装した低温流体の貯蔵タンクで、薄肉の断熱材同士の接着を回避して層の数を増加することにより、断熱効果を上昇可能とした低温流体の貯蔵タンクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）は、本発明の基本構成を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の模式的構成図、（Ｂ）は断熱材の巻き方向図である。
【図２】前記基本構成における断熱材の構成を示す展開図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の支持部の要部構成図である。
【図４】本発明の参考例を示す液体水素の貯蔵タンクの断熱部材の支持部の要部構成図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す液体水素の貯蔵タンクの内層部及び断熱部材の支持部の要部構成図である。
【図６】液体水素の貯蔵タンク概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１                    外層
２                    内層
３                    液体水素
１１                  断熱材
１１ｅ                断熱板
１１ｂ                スペーサ
１１ｃ                すき間
１１ｄ                蓋
１３、１４            釣り糸
１５、１５ａ、１５ｂ  細線（ピアノ線）
１６                  支え部材
１７                  ガス排出管
１００                液体水素貯蔵タンク
【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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