JP2009127632A

JP2009127632A - 液化ガス貯蔵装置

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Publication number: JP2009127632A
Application number: JP2007299540A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Kamiya; 卓伸神谷; Takashi Maemura; 孝志前村; Akira Nakamura; 亮中村; Kenji Nakamichi; 憲治中道; Seiichiro Kimura; 誠一郎木村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】本発明の目的は、ボイルオフガスの発生が抑制される液化ガス貯蔵装置、液化ガス貯蔵装置を備える車両、及び、液化ガスの貯蔵方法を提供することである。
【解決手段】液化ガス貯蔵装置１は、真空タンク４と、真空タンク４内に設けられ、液化ガス７０を貯蔵する液化ガス貯蔵タンク３と、液化ガス貯蔵タンク３の下部を真空タンク４に対して支持する支持部材５とを具備し、液化ガス貯蔵タンク３の下部以外の部分を真空タンク４に対して支持する支持部材を具備しない。外部からの入熱が液化ガス貯蔵タンク３の下部に集中するから、この入熱が液化ガス７０の蒸発潜熱として使われにくい。したがって、ボイルオフガスの発生が抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、液化ガス貯蔵装置、液化ガス貯蔵装置を備える車両、及び液化ガスの貯蔵方法に関する。

特許文献１は、船舶に搭載された液化天然ガス（ＬＮＧ）貯蔵タンクを開示している。図１に示すように、液体１００に接触する内壁１０１の外側に外壁１０２が設けられている。複数の接続部材１０３が内壁１０１及び外壁１０２に直接取り付けられている。複数の接続部材１０３の各々における熱伝導を介して、外壁１０２と内壁１０１の間で熱が移動する。複数の接続部材１０３は、内壁１０１の天井部分に取り付けられた接続部材と、内壁１０１の底部分に取り付けられた接続部材と、内壁１０１の側面部分に取り付けられた接続部材とを含む。

特許文献２は、ＬＮＧのような液化ガスを貯蔵する貯槽内において、液化ガスの蒸発により発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を一時的に減少させる技術を開示している。図２に示すように、液化ガスを貯蔵する貯槽１１１には、ＢＯＧ噴射管１１３と、ＢＯＧ排出管１１４と、コンプレッサ１１５とが設けられている。ＢＯＧ噴射管１１３は、コンプレッサ１１５を介してＢＯＧ排出管１１４に接続されている。ＢＯＧ噴射管１１３にはガス量コントロール弁１１６が設けられている。一時的にＢＯＧの発生量を減少する必要が生じた場合は、コンプレッサ１１５は、ＢＯＧ排出管１１４を介して貯槽１１１のＢＯＧを吸引し、ＢＯＧ噴射管１１３を介して液化ガス中に噴射混入する。混入されたＢＯＧは液化ガスによって冷却されて液化する。

貯槽１１１には、更に、液化ガス取出管１１８と、液化ガス送出ポンプ１１９と、ジェットミキシングノズル１２０とが設けられている。液化ガス送出ポンプ１１９は、液化ガス取出管１１８を介して液化ガスをジェットミキシングノズル１２０へ送り出す。ジェットミキシングノズル１２０は、液化ガス送出ポンプ１１９から送り出された液化ガスを貯槽１１１内の液化ガス中に噴出する。これにより、液化ガスの液面における温度が下がり、ＢＯＧの発生が抑制される。

特許文献３及び４は、ＢＯＧを再液化する技術を開示している。液化ガスを収容する容器から取り出されたＢＯＧは、冷却されて再液化され、容器に戻される。

特許文献５は、液体水素を燃料とする内燃機関自動車や燃料電池自動車への搭載に好適な液体水素貯蔵装置を開示している。液体水素貯蔵装置は、真空タンクと、真空タンク内に設置された液体水素貯蔵タンクと、開放弁と、開放弁を介して液体水素貯蔵タンクに接続された触媒燃焼器とを備える。開放弁は、液体水素貯蔵タンク内の圧力が所定の圧力に達したときに開く。すると、液体水素貯蔵タンク内の水素ガスが触媒燃焼器に流入する。触媒燃焼器において、水素ガスが空気中の酸素と反応して水となる。水は、大気に放出される。

特許文献６は、スペースシャトルのような宇宙船の推進システムに関連する技術を開示している。この技術においては、推進システムのタンクが収容可能な液化水素の質量を増やすため、又は、タンクを軽量化するため、スラッシュ状（液体と固体が混合した状態）又は過冷却状態の液化水素が利用される。

米国特許公開公報第２００６／０１３１３０４号公報特開昭５８−７２８００号公報特開平１１−３１７３０７号公報特開２００５−２７３６８１号公報特開２００２−１０６７９８号公報米国特許公開公報第２００２／０１１６９３１号公報

本発明の目的は、ボイルオフガスの発生が抑制される液化ガス貯蔵装置、液化ガス貯蔵装置を備える車両、及び、液化ガスの貯蔵方法を提供することである。

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の一の観点によれば、液化ガス貯蔵装置（１）は、真空タンク（４）と、真空タンク（４）内に設けられ、液化ガス（７０）を貯蔵する液化ガス貯蔵タンク（３）と、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部を真空タンク（４）に対して支持する支持部材（５）とを具備し、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部以外の部分を真空タンク（４）に対して支持する支持部材を具備しない。

外部からの入熱が液化ガス貯蔵タンク（３）の下部に集中するから、この入熱が液化ガス（７０）の蒸発潜熱として使われにくい。したがって、ＢＯＧの発生が抑制される。

液化ガス貯蔵装置（１）は、液化ガス（７０）の液位（７２）を検出する液位計（１３）と、液位（７２）が所定の基準液位（８０）より低い場合に警報を出力する警報装置（１８）とを更に具備することが好ましい。ここで、下部は、液化ガス貯蔵タンク（３）の基準液位（８０）より低い部分である。

液化ガス貯蔵装置（１）は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス（７０）を撹拌する撹拌器（１６）を更に具備することが好ましい。

撹拌により液化ガス７０の液面温度が低下し、ＢＯＧの発生が抑制される。

液化ガス貯蔵装置（１）は、制御装置（２０）と、液化ガス貯蔵タンク（３）内の高さの異なる複数位置（８１〜８３）の各々における温度を検出し、温度を示す温度信号（３１〜３３）を制御装置（２０）へ出力する温度センサ（１４）と、液化ガス貯蔵タンク（３）内における液化ガス（７０）が蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出し、第１圧力を示す圧力信号（３４）を制御装置へ出力する圧力センサ（１５）とを更に具備することが好ましい。制御装置（２０）は、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定し、複数位置（８１〜８３）のうち液位（７２）より低い位置群（８２、８３）の中の一つの位置としての第１位置における温度としての第１温度と第１基準温度を比較し、第１温度が第１基準温度より高い場合に撹拌器（１６）に液化ガス（７０）の撹拌を開始させる。

第１位置は、位置群（８２、８３）の中で最も高い位置（８２）であることが好ましい。

制御装置（２０）は、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定し、位置群（８２、８３）の各位置における温度と第２基準温度を比較し、各位置における温度が全て第２基準温度より低い場合に撹拌器（１６）に液化ガス（７０）の撹拌を停止させることが好ましい。

液化ガス貯蔵装置（１）は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス（７０）を撹拌する撹拌器（１６）を更に具備することが好ましい。撹拌羽根（１７）は、液化ガス貯蔵タンク（３）内の撹拌羽根高さ（８４）に配置される。下部は、液化ガス貯蔵タンク（３）の撹拌羽根高さ（８４）の部分又は液化ガス貯蔵タンク（３）の撹拌羽根高さ（８４）より低い部分である。

液化ガス貯蔵装置（１）は、制御装置（２０）と、液化ガス貯蔵タンク（３）内の第１温度を検出し、第１温度を示す温度信号（３１〜３３）を制御装置（２０）へ出力する温度センサ（１４）と、液化ガス貯蔵タンク（３）内における液化ガス（７０）が蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出し、第１圧力を示す圧力信号（３４）を制御装置（２０）へ出力する圧力センサ（１５）を更に具備することが好ましい。制御装置（２０）は、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいてから第１基準温度を決定し、第１温度と第１基準温度を比較し、第１温度が第１基準温度より高い場合に撹拌器（１６）に液化ガス（７０）の撹拌を開始させる。

制御装置（２０）は、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定し、第１温度と第２基準温度を比較し、第１温度が第２基準温度より低い場合に撹拌器（１６）に液化ガス（７０）の撹拌を停止させることが好ましい。

本発明の他の観点によれば、車両（５０）は、車輪（５２）と、液化ガス貯蔵装置（１）とを具備する。液化ガス貯蔵装置（５０）は、真空タンク（４）と、真空タンク（４）内に設けられ、液化ガス（７０）を貯蔵する液化ガス貯蔵タンク（３）と、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部を真空タンク（４）に対して支持する支持部材（５）とを備え、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部以外の部分を真空タンク（４）に対して支持する支持部材を備えない。

液化ガス貯蔵装置（１）は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス（７０）を撹拌する撹拌器（１６）を備えることが好ましい。

本発明の更に他の観点によれば、液化ガスの貯蔵方法は、液化ガス（７０）を、液化ガス貯蔵装置（１）が備える液化ガス貯蔵タンク（３）に入れるステップを具備する。液化ガス貯蔵装置（１）は、液化ガス貯蔵タンク（３）を収容する真空タンク（４）と、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部を真空タンク（４）に対して支持する支持部材（５）とを備え、液化ガス貯蔵タンク（３）の下部以外の部分を真空タンク（４）に対して支持する支持部材（５）を備えない。

液化ガスの貯蔵方法は、液化ガス貯蔵タンク（３）内の液化ガス（７０）の液位（７２）を検出するステップと、液位（７２）が所定の基準液位（８０）より低い場合に警報を出力するステップとを更に具備することが好ましい。下部は、液化ガス貯蔵タンク（３）の基準液位（８０）より低い部分である。

液化ガスの貯蔵方法は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス貯蔵タンク（３）内の液化ガス（７０）を撹拌するステップを更に具備することが好ましい。

撹拌するステップは、液化ガス貯蔵タンク（３）内の高さの異なる複数位置（８１〜８３）の各々における温度を検出するステップと、液化ガス貯蔵タンク（３）内における液化ガス（７０）が蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出するステップと、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定するステップと、複数位置（８１〜８３）のうち液位（７２）より低い位置群（８２、８３）の中の一つの位置としての第１位置における温度としての第１温度と第１基準温度を比較するステップと、第１温度が第１基準温度より高い場合に撹拌羽根（１７）による液化ガス（７０）の撹拌を開始するステップを備えることが好ましい。

撹拌するステップは、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定するステップと、位置群（８２、８３）の各位置における温度と第２基準温度を比較するステップと、各位置における温度が全て第２基準温度より低い場合に撹拌羽根（１７）による液化ガス（７０）の撹拌を停止するステップとを備えることが好ましい。

液化ガスの貯蔵方法は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス（７０）を撹拌するステップを更に具備することが好ましい。撹拌羽根（１７）は、撹拌羽根高さ（８４）に配置される。下部は、液化ガス貯蔵タンク（３）の撹拌羽根高さ（８４）より低い部分である。

撹拌するステップは、液化ガス貯蔵タンク（３）内の第１温度を検出するステップと、液化ガス貯蔵タンク（３）内における液化ガス（７０）が蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出するステップと、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定するステップと、第１温度と第１基準温度を比較するステップと、第１温度が第１基準温度より高い場合に撹拌羽根（１７）による液化ガス（７０）の撹拌を開始するステップとを備えることが好ましい。

撹拌するステップは、液化ガス（７０）の圧力と飽和温度の対応関係と第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定するステップと、第１温度と第２基準温度を比較するステップと、第１温度が第２基準温度より低い場合に撹拌羽根（１７）による液化ガス（７０）の撹拌を停止するステップとを備えることが好ましい。

液化ガスの貯蔵方法は、撹拌羽根（１７）を用いて液化ガス（７０）を撹拌するステップを更に具備することが好ましい。

入れるステップにおいて、過冷却状態又はスラッシュ状態の液化ガス（７０）を液化ガス貯蔵タンク（３）に入れることが好ましい。

本発明によれば、ボイルオフガスの発生が抑制される液化ガス貯蔵装置、液化ガス貯蔵装置を備える車両、及び、液化ガスの貯蔵方法が提供される。

添付図面を参照して、本発明による液化ガス貯蔵装置、車両、液化ガスの貯蔵方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る液化ガス貯蔵装置１を示す。液化ガス貯蔵装置１は、液化ガス貯蔵部２と、注入管９と、供給管１０と、排出管１１を備える。液化ガス貯蔵部２は、液化ガス貯蔵タンク３と、液化ガス貯蔵タンク３を収容する真空タンク４と、液化ガス貯蔵タンク３を真空タンク４に対して支持する支持部材５を備える。支持部材５は強度が高く熱伝導率が小さい部材であることが望ましく、支持部材５の好適材料として炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が挙げられる。液化水素のような液化ガス７０は、注入管９を介して液化ガス貯蔵タンク３内に入れられ、液化ガス貯蔵タンク３内に貯蔵される。液化ガス７０が蒸発したボイルオフガス（ＢＯＧ）は、液化ガス貯蔵タンク３内の液化ガス７０より上の空間としての上部空間７１に溜まる。排出管１１には、安全弁１２が設けられている。上部空間７１におけるＢＯＧの圧力が所定の圧力を超えると、安全弁１２が開いて上部空間７１のＢＯＧが排出管１１を通って外に排出される。通常、所定の圧力は大気圧より高い圧力に設定される。液化ガス７０が液化水素の場合、ＢＯＧは水にされてから排出される。液化ガス７０は、必要に応じて、供給管１０を通って供給先に供給される。例えば、液化ガス貯蔵タンク３内のＢＯＧの圧力によって液化ガス７０が供給先へ移送される。

一般的に、タンクに貯蔵された液化ガスにおいては、上方で温度が高く下方で温度が低い温度成層が形成される傾向がある。このとき、液化ガスの液面（気液界面）近傍における温度は、ＢＯＧの圧力に対応した飽和温度であり、液化ガスのタンクの底近傍における温度は、飽和温度より低い温度である。液化ガスが液面から蒸発してＢＯＧが発生する。

液化ガス貯蔵タンク３と真空タンク４の間の空間６が真空に保たれているため、液化ガス貯蔵タンク３と真空タンク４の間の対流による熱移動が抑制される。また、図示省略した多層断熱が空間６に設けられているため、液化ガス貯蔵タンク３と真空タンク４の間の放射による熱移動が抑制される。支持部材５における熱伝導により、真空タンク４から液化ガス貯蔵タンク３に熱が移動する。支持部材５は、液化ガス貯蔵タンク３の下部及び真空タンク４に取り付けられ、液化ガス貯蔵タンク３の下部を真空タンク４に対して支持する。液化ガス貯蔵部２は、液化ガス貯蔵タンク３の下部以外の部分を真空タンク４に対して支持する支持部材を備えない。液化ガス貯蔵タンク３への入熱が液化ガス貯蔵タンク３の下部に集中する。この入熱は、液化ガス貯蔵タンク３の下部の液化ガス７０の顕熱変化に利用される。液化ガス７０がスラッシュ状態である場合、入熱は、液化ガス貯蔵タンク３の下部の液化ガス７０に含まれる固体粒子の融解に利用される。したがって、入熱は液化ガス７０の蒸発潜熱として使われにくく、ＢＯＧの発生が抑制される。

液化ガス貯蔵装置１は、液位計１３と、温度センサ１４と、圧力センサ１５と、撹拌器１６と、警報装置１８と、制御装置２０を備えることが好ましい。液位計１３、温度センサ１４及び撹拌器１６は、液化ガス貯蔵タンク３内に設けられ、真空タンク４の外に設けられた制御装置２０にケーブル群１９を介して接続される。ケーブル群１９は、液化ガス貯蔵タンク３に設けられたケーブル取出し口７と、真空タンク４に設けられたケーブル取出し口８とに通されている。ケーブル群１９の液化ガス貯蔵タンク３内の部分は、図示所略されている。ケーブル取出し口７及びケーブル取出し口８は、貫通フランジといわれる場合がある。圧力センサ１５は、排出管１１に設けられている。警報装置１８は、真空タンク４の外に設けられている。

図４を参照して、液位計１３は、液化ガス７０の液位７２を検出する。液位７２は、液化ガスの液面の鉛直方向に関する位置を示す。圧力センサ１５は、上部空間７１の圧力（ＢＯＧの圧力）を検出する。温度センサ１４は、液化ガス貯蔵タンク３内の第１高さ８１における第１温度と、液化ガス貯蔵タンク３内の第２高さ８２における第２温度と、液化ガス貯蔵タンク３内の第３高さ８３における第３温度を検出する。第１高さ８１は鉛直方向に関して第２高さ８２より高い位置を示し、第２高さ８２は鉛直方向に関して第３高さ８３より高い位置を示す。撹拌器１６は、液化ガス貯蔵タンク３内の撹拌羽根高さ８４に配置された撹拌羽根１７を備える。また、基準液位８０が定義されている。例えば基準液位８０は、液化ガス７０の量が液化ガス貯蔵タンク３の容量の１０％のときの液位７２である。撹拌羽根高さ８４及び基準液位８０の各々は、鉛直方向に関する位置を示す。

図５に示すように、制御装置２０は、警報装置制御部２１と、温度信号選択部２２と、基準温度決定部２３と、撹拌器制御部２４を備える。制御装置２０は、基準液位８０を示す基準液位データ４０と、第１高さ８１を示す第１高さデータ４１と、第２高さ８２を示す第２高さデータ４２と、第３高さ８３を示す第３高さデータ４３と、液化ガス７０の圧力と飽和温度の対応関係を示す圧力−飽和温度データ４４とを図示省略した記憶部に記憶している。液位計１３は、液位７２を示す液位信号３０を制御装置２０に出力する。温度センサ１４は、第１温度を示す第１温度信号３１と、第２温度を示す第２温度信号３２と、第３温度を示す第３温度信号３３を制御装置２０に出力する。圧力センサ１５は、上部空間７１（ＢＯＧ）の圧力を示す圧力信号３４を制御装置２０に出力する。

警報装置制御部２１は、液位信号３０及び基準液位データ４０に基づいて液位７２と基準液位８０とを比較する。液位７２が基準液位８０より低い場合、警報装置制御部２１は警報装置１８に警報を出力させる。警報装置１８は、警報ランプを発光させ、又は、警報音を発することで警報を出力する。

液化ガス貯蔵タンク３の下部は、例えば、液化ガス貯蔵タンク３の基準液位８０より低い部分である。液化ガス７０の液面よりずっと下の部分に支持部材５を通って熱が入るので、この入熱は液化ガス７０の蒸発潜熱として使われにくい。

撹拌器１６は、撹拌羽根１７を用いて（撹拌羽根１７を回転させて）、液化ガス７０を撹拌する。撹拌により液化ガス７０の温度が均一化され、液化ガス７０の液面近傍の温度が低下する。その結果、ＢＯＧの発生が更に抑制される。

液化ガス貯蔵タンク３の下部は、液化ガス貯蔵タンク３の撹拌羽根高さ８４の部分又は液化ガス貯蔵タンク３の撹拌羽根高さ８４より低い部分であってもよい。液化ガス７０の液面よりずっと下の部分に支持部材５を通って熱が入るので、この入熱は液化ガス７０の蒸発潜熱として使われにくい。

以下、撹拌器１６の制御について詳しく説明する。

基準温度決定部２３は、圧力信号３４及び圧力−飽和温度データ４４に基づいて第１基準温度及び第２基準温度を決定し、第１基準温度及び第２基準温度をそれぞれ示す第１基準温度データ４５及び第２基準温度データ４６を撹拌器制御部２４に出力する。基準温度決定部２３は、液化ガス７０の圧力と飽和温度の対応関係と上部空間７１（ＢＯＧ）の圧力とに基づいて、第１基準温度及び第２基準温度の各々が上部空間７１（ＢＯＧ）の圧力に対応する飽和温度より低くなるように、第１基準温度及び第２基準温度を決定する。第１基準温度及び第２基準温度は、同じ温度であってもよく、互いに異なる温度であってもよい。

温度信号選択部２２は、一例として、第１高さデータ４１と、第２高さデータ４２と、第３高さデータ４３と、液位信号３０に基づいて第１高さ８１、第２高さ８２、及び第３高さ８３の各々と液位７２とを比較する。温度信号選択部２２は、液位７２より低い第２高さ８２及び第３高さ８３における第２温度及び第３温度を示す第２温度信号３２及び第３温度信号３３を温度信号３５として撹拌器制御部２４に出力する。この場合、撹拌器制御部２４は、第２温度信号３２と、第３温度信号３３と、第１基準温度データ４５に基づいて、第２温度及び第３温度の各々と第１基準温度とを比較する。撹拌器制御部２４は、第２温度及び第３温度の少なくとも一つが第１基準温度より高い場合、撹拌器１６に液化ガス７０の撹拌を開始させる。また、撹拌器制御部２４は、第２温度信号３２と、第３温度信号３３と、第２基準温度データ４６に基づいて第２温度及び第３温度の各々と第２基準温度とを比較する。撹拌器制御部２４は、第２温度及び第３温度の全てが第２基準温度より低い場合、撹拌器１６に液化ガス７０の撹拌を停止させる。

温度信号選択部２２は、他の例として、第１高さデータ４１と、第２高さデータ４２と、第３高さデータ４３と、液位信号３０に基づいて第１高さ８１、第２高さ８２、及び第３高さ８３の各々と液位７２とを比較する。温度信号選択部２２は、液位７２より低い第２高さ８２及び第３高さ８３を選択する。更に、温度信号選択部２２は、第２高さ８２及び第３高さ８３を比較し、これらの中で最も高い第２高さ８２における第２温度を示す第２温度信号３２を温度信号３５として撹拌器制御部２４に出力する。この場合、撹拌器制御部２４は、第２温度信号３２及び第１基準温度データ４５に基づいて、第２温度と第１基準温度とを比較する。撹拌器制御部２４は、第２温度が第１基準温度より高い場合、撹拌器１６に液化ガス７０の撹拌を開始させる。また、撹拌器制御部２４は、第２温度信号３２及び第２基準温度データ４６に基づいて、第２温度と第２基準温度とを比較する。撹拌器制御部２４は、第２温度が第２基準温度より低い場合、撹拌器１６に液化ガス７０の撹拌を停止させる。この場合、ＢＯＧの発生量と関連性が高い液化ガス７０の液面近傍の温度に基づいて撹拌器１６が制御される。

液化ガス貯蔵装置１は、液化ガス貯蔵タンク３を肉厚にして耐圧性を高めたり、液化ガス貯蔵タンク３と真空タンク４の間の隙間を大きくして液化ガス貯蔵部２の断熱性を高めたりすることなしにＢＯＧの発生を抑えることが可能であるため、車両搭載用に好適である。

図６は、液化ガス貯蔵装置１を燃料タンクとして備えた車両５０を示す。車両５０は、原動機ユニット５１と、車輪５２とを備える。供給管１０は、原動機ユニット５１と液化ガス貯蔵部２とを接続する。液化ガス貯蔵タンク３内の液化ガス７０が供給管１０を介して原動機ユニット５１に供給される。原動機ユニット５１は、内燃機関を備え、液化ガス７０を燃料として用いて車両５０が走行するための動力を発生する。原動機ユニット５１は、内燃機関の代わりに、燃料電池及びモータを備えてもよい。燃料電池は、液化ガス７０を燃料として用いて発電する。モータは、燃料電池が発電した電力を用いて車両５０が走行するための動力を発生する。車輪５２は、原動機ユニット５１が発生した動力により回転する。警報装置１８は、車両５０の運転席に設けられることが好ましい。

液化ガス貯蔵装置１は、ローリー車のタンクとして用いてもよく、車両５０に液化水素を供給するための水素ステーションのタンクとして用いてもよい。

なお、注入管９から液化ガス貯蔵タンク３内に液化ガス７０を入れる際は、スラッシュ状態又は過冷却状態の液化ガス７０を液化ガス貯蔵タンク３内に入れることが好ましい。スラッシュ状態は、液体中に固体粒子が混ざった状態である。過冷却状態は、液化ガス７０の温度が大気圧に対応した飽和温度より低い状態である。スラッシュ状態又は過冷却状態の液化ガス７０を液化ガス貯蔵タンク３内に入れることで、ＢＯＧの発生が更に抑制される。

液化ガス貯蔵装置１は、液化天然ガスのような液化水素以外の液化ガスの貯蔵にも用いることが可能である。

図１は、従来の液化天然ガス貯蔵タンクを示す。図２は、従来の液化ガス貯蔵用貯槽を示す。図３は、本発明の第１の実施形態に係る液化ガス貯蔵装置を示す。図４は、液化ガス貯蔵装置の液化ガス貯蔵タンクを示す。図５は、液化ガス貯蔵装置の制御系を示すブロック図である。図６は、液化ガス貯蔵装置を備える車両を示す。

符号の説明

１…液化ガス貯蔵装置
２…液化ガス貯蔵部
３…液化ガス貯蔵タンク（内槽タンク）
４…真空タンク（外槽タンク）
５…支持部材
６…空間
７、８…ケーブル取出し口
９…注入管
１０…供給管
１１…排出管
１２…安全弁
１３…液位計
１４…温度センサ
１５…圧力センサ
１６…撹拌器
１７…撹拌羽根
１８…警報装置
１９…ケーブル群
２０…制御装置
２１…警報装置制御部
２２…温度信号選択部
２３…基準温度決定部
２４…撹拌器制御部
３０…液位信号
３１…第１温度信号
３２…第２温度信号
３３…第３温度信号
３４…圧力信号
３５…温度信号
４０…基準液位データ
４１…第１高さデータ
４２…第２高さデータ
４３…第３高さデータ
４４…圧力―飽和温度データ
４５…第１基準温度データ
４６…第２基準温度データ
５０…車両
５１…原動機ユニット
５２…車輪
７０…液化ガス
７１…上部空間
７２…液位
８０…基準液位
８１…第１高さ
８２…第２高さ
８３…第３高さ
８４…撹拌羽根高さ
１００…液体
１０１…内壁
１０２…外壁
１０３…接続部材
１１１…貯槽
１１３…ＢＯＧ噴射管
１１４…ＢＯＧ排出管
１１５…コンプレッサ
１１６…ガス量コントロール弁
１１８…液化ガス取出管
１１９…液化ガス送出ポンプ
１２０…ジェットミキシングノズル

Claims

真空タンクと、
前記真空タンク内に設けられ、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、
前記液化ガス貯蔵タンクの下部を前記真空タンクに対して支持する支持部材と
を具備し、
前記液化ガス貯蔵タンクの前記下部以外の部分を前記真空タンクに対して支持する支持部材を具備しない
液化ガス貯蔵装置。
前記液化ガスの液位を検出する液位計と、
前記液位が所定の基準液位より低い場合に警報を出力する警報装置と
を更に具備し、
前記下部は、前記液化ガス貯蔵タンクの前記基準液位より低い部分である
請求項１の液化ガス貯蔵装置。
撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌する撹拌器を更に具備する
請求項２の液化ガス貯蔵装置。
制御装置と、
前記液化ガス貯蔵タンク内の高さの異なる複数位置の各々における温度を検出し、前記温度を示す温度信号を前記制御装置へ出力する温度センサと、
前記液化ガス貯蔵タンク内における前記液化ガスが蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出し、前記第１圧力を示す圧力信号を前記制御装置へ出力する圧力センサと
を更に具備し、
前記制御装置は、前記液化ガスの圧力と飽和温度の対応関係と前記第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定し、前記複数位置のうち前記液位より低い位置群の中の一つの位置としての第１位置における温度としての第１温度と前記第１基準温度を比較し、前記第１温度が前記第１基準温度より高い場合に前記撹拌器に前記液化ガスの撹拌を開始させる
請求項３の液化ガス貯蔵装置。
前記第１位置は、前記位置群の中で最も高い位置である
請求項４の液化ガス貯蔵装置。
前記制御装置は、前記対応関係と前記第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定し、前記位置群の各位置における温度と前記第２基準温度を比較し、前記各位置における前記温度が全て前記第２基準温度より低い場合に前記撹拌器に前記液化ガスの撹拌を停止させる
請求項４又は５の液化ガス貯蔵装置。
撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌する撹拌器を更に具備し、
前記撹拌羽根は、前記液化ガス貯蔵タンク内の撹拌羽根高さに配置され、
前記下部は、前記液化ガス貯蔵タンクの前記撹拌羽根高さの部分又は前記液化ガス貯蔵タンクの前記撹拌羽根高さより低い部分である
請求項１の液化ガス貯蔵装置。
制御装置と、
前記液化ガス貯蔵タンク内の第１温度を検出し、前記第１温度を示す温度信号を前記制御装置へ出力する温度センサと、
前記液化ガス貯蔵タンク内における前記液化ガスが蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出し、前記第１圧力を示す圧力信号を前記制御装置へ出力する圧力センサと
を更に具備し、
前記制御装置は、前記液化ガスの圧力と飽和温度の対応関係と前記第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定し、前記第１温度と前記第１基準温度を比較し、前記第１温度が前記第１基準温度より高い場合に前記撹拌器に前記液化ガスの撹拌を開始させる
請求項７の液化ガス貯蔵装置。
前記制御装置は、前記対応関係と前記第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定し、前記第１温度と前記第２基準温度を比較し、前記第１温度が前記第２基準温度より低い場合に前記撹拌器に前記液化ガスの撹拌を停止させる
請求項８の液化ガス貯蔵装置。
撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌する撹拌器を更に具備する
請求項１の液化ガス貯蔵装置。
車輪と、
液化ガス貯蔵装置と
を具備し、
前記液化ガス貯蔵装置は、
真空タンクと、
前記真空タンク内に設けられ、液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクと、
前記液化ガス貯蔵タンクの下部を前記真空タンクに対して支持する支持部材と
を備え、
前記液化ガス貯蔵タンクの前記下部以外の部分を前記真空タンクに対して支持する支持部材を備えない
車両。
前記液化ガス貯蔵装置は、撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌する撹拌器を備える
請求項１１の車両。
液化ガスを、液化ガス貯蔵装置が備える液化ガス貯蔵タンクに入れるステップを具備し、
前記液化ガス貯蔵装置は、
前記液化ガス貯蔵タンクを収容する真空タンクと、
前記液化ガス貯蔵タンクの下部を前記真空タンクに対して支持する支持部材と
を備え、
前記液化ガス貯蔵タンクの前記下部以外の部分を前記真空タンクに対して支持する支持部材を備えない
液化ガスの貯蔵方法。
前記液化ガス貯蔵タンク内の前記液化ガスの液位を検出するステップと、
前記液位が所定の基準液位より低い場合に警報を出力するステップと
を更に具備し、
前記下部は、前記液化ガス貯蔵タンクの前記基準液位より低い部分である
請求項１３の液化ガスの貯蔵方法。
撹拌羽根を用いて前記液化ガス貯蔵タンク内の前記液化ガスを撹拌するステップを更に具備する
請求項１４の液化ガスの貯蔵方法。
前記撹拌するステップは、
前記液化ガス貯蔵タンク内の高さの異なる複数位置の各々における温度を検出するステップと、
前記液化ガス貯蔵タンク内における前記液化ガスが蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出するステップと、
前記液化ガスの圧力と飽和温度の対応関係と前記第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定するステップと、
前記複数位置のうち前記液位より低い位置群の中の一つの位置としての第１位置における温度としての第１温度と前記第１基準温度を比較するステップと、
前記第１温度が前記第１基準温度より高い場合に前記撹拌羽根による前記液化ガスの撹拌を開始するステップと
を備える
請求項１５の液化ガスの貯蔵方法。
前記第１位置は、前記位置群の中で最も高い位置である
請求項１６の液化ガスの貯蔵方法。
前記撹拌するステップは、
前記対応関係と前記第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定するステップと、
前記位置群の各位置における温度と前記第２基準温度を比較するステップと、
前記各位置における前記温度が全て前記第２基準温度より低い場合に前記撹拌羽根による前記液化ガスの撹拌を停止するステップと
を備える
請求項１６又は１７の液化ガスの貯蔵方法。
撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌するステップを更に具備し、
前記撹拌羽根は、撹拌羽根高さに配置され、
前記下部は、前記液化ガス貯蔵タンクの前記撹拌羽根高さより低い部分である
請求項１３の液化ガスの貯蔵方法。
前記撹拌するステップは、
前記液化ガス貯蔵タンク内の第１温度を検出するステップと、
前記液化ガス貯蔵タンク内における前記液化ガスが蒸発したボイルオフガスの第１圧力を検出するステップと、
前記液化ガスの圧力と飽和温度の対応関係と前記第１圧力とに基づいて第１基準温度を決定するステップと、
前記第１温度と前記第１基準温度を比較するステップと、
前記第１温度が前記第１基準温度より高い場合に前記撹拌羽根による前記液化ガスの撹拌を開始するステップと
を備える
請求項１９の液化ガスの貯蔵方法。
前記撹拌するステップは、
前記対応関係と前記第１圧力とに基づいて第２基準温度を決定するステップと、
前記第１温度と前記第２基準温度を比較するステップと、
前記第１温度が前記第２基準温度より低い場合に前記撹拌羽根による前記液化ガスの撹拌を停止するステップと
を備える
請求項２０の液化ガスの貯蔵方法。
撹拌羽根を用いて前記液化ガスを撹拌するステップを更に具備する
請求項１３の液化ガスの貯蔵方法。
前記入れるステップにおいて、過冷却状態又はスラッシュ状態の前記液化ガスを前記液化ガス貯蔵タンクに入れる
請求項１３乃至２２のいずれかに記載の液化ガスの貯蔵方法。