JP2022157754A - 多重殻タンク、船舶およびガス圧調整方法 - Google Patents

多重殻タンク、船舶およびガス圧調整方法 Download PDF

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晴彦 冨永
Haruhiko Tominaga
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Asako Mitsuhashi
和宏 黒田
Kazuhiro Kuroda
広崇 ▲高▼田
Hirotaka Takada
英和 岩▲崎▼
Hidekazu Iwasaki
洋輝 中土
Hiroki Nakatsuchi
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Abstract

Figure 2022157754000001
【課題】低温液体が貯蔵された内槽の外側の空間においてガスが凝縮されるのを抑制する。
【解決手段】一態様に係る多重殻タンクは、内部に低温液体が貯蔵された内槽と、内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、内槽と外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間と、を備え、断熱空間内のガスの圧力が、内槽の温度または内槽の内部の空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、多重殻タンク、船舶およびガス圧調整方法に関する。
内部に低温液体が貯蔵された内槽と当該内槽を収容する外槽とを有し、内槽と外槽との間の断熱空間にガスを充填した多重殻タンクが知られている。例えば特許文献１には、内槽と外槽とを有する二重殻タンクが開示されており、この二重殻タンクにおける内槽と外槽との間の断熱空間には、内槽から排出されたボイルオフガスが充填されている。
特開平１１－８２８８９号公報
内槽と外槽との間の断熱空間内のガスが内槽に接触して凝縮すると、その凝縮液は内槽から外槽へと落下し、その後蒸発する。このようなガスの液化と気化（潜熱の吸収と蒸発）が繰り返されるとヒートパイプ効果により内槽への入熱量が増加してしまう。このような現象は、二重殻タンクにおける内槽と外槽との間の空間だけでなく、三重以上の多重殻タンクにおける２つの外槽間でも同様に生じ得る。
そこで本発明は、低温液体が貯蔵された内槽の外側の空間においてガスが凝縮されるのを抑制することができる多重殻タンク、船舶およびガス圧調整方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る多重殻タンクは、内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、前記内槽と前記外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間と、を備え、前記断熱空間内のガスの圧力が、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、前記断熱空間内の前記ガスの飽和蒸気圧未満に維持される。
上記の構成によれば、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスが、内槽の温度または内槽の内部の空間の温度に対応する基準温度における断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。このため、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスの凝縮温度を基準温度より低くすることができる。従って、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスの凝縮を抑制することができる。
また、本発明の別の態様に係る多重殻タンクは、内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽とを含む外槽と、前記内槽と前記第１外槽との間に設けられた第１断熱空間と、前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間と、を備え、前記第２断熱空間内のガスの圧力が、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、前記第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。
上記の構成によれば、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスが、第１外槽の温度または第１断熱空間の温度に対応する基準温度における第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。このため、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスの凝縮温度を基準温度より低くすることができる。従って、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスの凝縮を抑制することができる。
また、本発明の一態様に係る船舶は、上記のいずれかの多重殻タンクを備える。
また、本発明の一態様に係るガス圧調整方法は、内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、前記内槽と前記外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間とを備えた多重殻タンクにおいて、前記断熱空間に充填されたガスの圧力を調整するガス圧調整方法であって、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度を計測し、計測した温度を、または、計測した複数の温度に基づいて決定された温度を、基準温度とし、前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧を導出し、前記断熱空間内のガスの圧力を、導出した前記飽和蒸気圧未満に維持する。
上記の方法によれば、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスが、内槽の温度または内槽の内部の空間の温度に対応する基準温度における断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。このため、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスの凝縮温度を基準温度より低くすることができる。従って、内槽と外槽との間の断熱空間内のガスの凝縮を抑制することができる。
また、本発明の別の態様に係るガス圧調整方法は、内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽と、前記内槽と前記第１外槽との間に設けられた第１断熱空間と、前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間と多重殻タンクにおいて、前記第２断熱空間に充填されたガスの圧力を調整するガス圧調整方法であって、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度を計測し、計測した温度を、または、計測した複数の温度に基づいて決定された温度を、基準温度とし、前記基準温度における前記第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧を導出し、前記第２断熱空間内のガスの圧力を、導出した前記飽和蒸気圧未満に維持する。
上記の方法によれば、第１外槽と第２外槽との間の断熱空間内のガスが、第１外槽の温度または第１断熱空間の温度に対応する基準温度における第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。このため、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスの凝縮温度を基準温度より低くすることができる。従って、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスの凝縮を抑制することができる。
本発明によれば、低温液体が貯蔵された内槽の外側の空間においてガスが凝縮されるのを抑制することができる多重殻タンク、船舶およびガス圧調整方法を提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る多重殻タンクを含む船舶の概略側面図である。 図２は、図１に示す多重殻タンクの全体的な構成を示す概略構成図である。 図３は、図１に示す多重殻タンクのガス圧調整の流れを示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２実施形態に係る多重殻タンクの全体的な構成を示す概略構成図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係る多重殻タンクの全体的な構成を示す概略構成図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係る多重殻タンクの全体的な構成を示す概略構成図である。 図７は、本発明の第５実施形態に係る多重殻タンクの全体的な構成を示す概略構成図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本願明細書において、「内側」とは多重殻タンクの内槽内の空間の中心部分に近い側を意味し、「外側」とは多重殻タンクの内槽内の空間の中心部分から遠い側を意味する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る多重殻タンク１０Ａを含む船舶１の概略側面図である。船舶１は、低温液体を運搬する液化ガス運搬船である。船舶１は、多重殻タンク１０Ａを備える。多重殻タンク１０Ａは、内槽１１と、内槽１１を覆っている外槽１２を備える。内槽１１の内部の貯留空間Ｒ１に低温液体が貯蔵されている。外槽１２が内槽１１を覆うことによって、内槽１１より外側で且つ外槽１２より内側に密閉された断熱空間Ｒ２が形成されている。
本実施形態並びに後述する第２～第４実施形態において、内槽１１および外槽１２は、いずれも球形である。内槽１１および外槽１２は、必ずしも球形でなくてもよい。例えば内槽１１および外槽１２は、上半球体とした半球体との間に短い筒状体が挟まれた形状であってもよいし、横置き円筒状であってもよいし、方形状であってもよい。あるいは、例えば、内槽１１および外槽１２は、内槽１１の中心から上４５度の角度方向および／または下４５度の角度方向が膨らんだ形状であってもよい。内槽１１の形状および外槽１２の形状は、互いに相似であってもよいし非相似であってもよい。内槽１１の中心と外槽１２の中心とが互いに一致していてもよいし、内槽１１の中心と外槽１２の中心とが互いに一致していなくてもよい。例えば内槽１１の中心が外槽１２の中心に対して偏心していてもよい。
外槽１２の上側部分は、タンクカバー１３により覆われており、外槽１２の残りの部分は、保持壁１４により覆われている。保持壁１４は、例えば船体２の一部である。すなわち、保持壁１４は、外槽１２の船幅方向両側で船長方向にそれぞれ延びる一対の縦通隔壁や、外槽１２の下方で且つ船体２の船底外板の上方で船長方向に延びるインナーボトムプレートなどを含む。
タンクカバー１３および保持壁１４は、外槽１２を収容する１つの収容構造１５として構成されている。タンクカバー１３および保持壁１４が外槽１２を覆っていることによって、タンクカバー１３および保持壁１４の内側で且つ外槽１２の外側に、密閉空間が形成されている。言い換えれば、タンクカバー１３と保持壁１４とは、外槽１２を更に覆う１つの外槽として機能している。本願明細書および特許請求の範囲において、多重殻タンクの外槽には、タンクカバーおよび保持壁により構成される収容構造１５など、内側の外槽との間に密閉空間を形成する最外槽として機能するものも含まれるものとする。
多重殻タンク１０Ａは、必ずしも船舶１にカーゴタンクとして搭載される必要はなく、燃料タンクとして搭載されてもよい。また、図１では、１つの多重殻タンク１０Ａを備えた船舶１を示したが、船舶１が複数の多重殻タンク１０Ａを備えてもよい。なお、船舶１が複数の多重殻タンク１０Ａを備える場合、隣接する２つの多重殻タンク１０Ａの間に設けられた隔壁も、外槽１２を覆う収容構造１５に含まれる。
図２は、図１に示す多重殻タンク１０Ａの全体的な構成を示す概略構成図である。図２には、内槽１１および外槽１２の断面図を含む。ただし、図２において、タンクカバー１３および保持壁１４は省略している。図２に示すように、内槽１１は、低温液体が収容された内槽１１より内側の貯留空間Ｒ１と、内槽１１より外側で且つ外槽１２より内側の断熱空間Ｒ２とを仕切っている。貯留空間Ｒ１の上部の気層は、貯留空間Ｒ１内の低温流体が気化したボイルオフガスで満たされている。
断熱空間Ｒ２には、断熱材が配置されている。例えば、断熱材は、パーライトなどの粒状体であってもよいし、内槽１１の表面などに張り付けられた防熱パネルであってもよい。また、断熱空間Ｒ２には、ガスが充填されている。本実施形態では、断熱空間Ｒ２に充填されているガスの種類は、貯留空間Ｒ１のボイルオフガスの種類と同じである。例えば、貯留空間Ｒ１の低温液体は、液化水素であり、断熱空間Ｒ２のガスは、水素ガスである。
多重殻タンク１０Ａは、内槽１１内のボイルオフガス、すなわち貯留空間Ｒ１におけるボイルオフガスを、断熱空間Ｒ２内へ導入する導入路２１を備えている。導入路２１には、導入弁２２が設けられている。導入弁２２は、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。例えば導入弁２２は、開閉弁である。ただし、導入弁２２は、圧力調整弁など別の種類の弁でもよい。本実施形態では、導入弁２２は、後述の制御装置３３により制御される。
また、多重殻タンク１０Ａは、断熱空間Ｒ２内のガスを断熱空間Ｒ２の外部へ導く排気路２３と、排気路２３に設けられた排気装置２４とを含む。排気路２３の一端部は、断熱空間Ｒ２内に配置され、排気路２３の他端部は、断熱空間Ｒ２の外部に配置されている。排気路２３の他端部は、他の機器に接続されている。他の機器は、例えば、推進用エンジン、発電用エンジン、再液化装置、焼却装置、燃料電池などである。ただし、排気路２３の他端部は、大気開放されていてもよい。
排気装置２４は、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。排気装置２４としては、例えば、圧縮機や、真空ポンプなどの排気ポンプが例示される。本実施形態では、排気装置２４は、後述の制御装置３３により制御される。
また、多重殻タンク１０Ａは、断熱空間Ｒ２内のガスを断熱空間Ｒ２の外部へ導く逃し路２５と、逃し路２５に設けられた逃し弁２６とを含む。逃し路２５の一端部は、断熱空間Ｒ２内に配置され、逃し路２５の他端部は、断熱空間Ｒ２の外部に配置されている。逃し路２５の他端部は、他の機器に接続されている。他の機器は、例えば、推進用エンジン、発電用エンジン、再液化装置、焼却装置、燃料電池などである。逃し路２５の他端部の周りの圧力は、大気圧付近にある。逃し路２５の他端部は、大気開放されていてもよい。
逃し弁２６は、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。例えば逃し弁２６は、開閉弁である。ただし、逃し弁２６は、圧力調整弁など別の種類の弁でもよい。本実施形態では、逃し弁２６は、後述の制御装置３３により制御される。なお、逃し路２５には、逃し弁２６を設ける代わりに、制御を伴わないラプチャーディスクなどが設けられてもよい。
多重殻タンク１０Ａは、５つの温度計３１と、圧力計３２と、制御装置３３を含む。
５つの温度計３１は、貯留空間Ｒ１の温度を計測する。５つの温度計３１は、それぞれ、貯留空間Ｒ１内の複数箇所に設けられている。具体的には、５つの温度計３１は、内槽１１内の貯留空間Ｒ１を上下方向に５等分した場合の５つの領域にそれぞれ配置されている。より具体的には、５つの温度計３１は、不図示のパイプタワー内部に配置されている。例えば５つの温度計３１のうち最も上に配置された温度計３１は、内槽１１内の気層中に配置されて、ボイルオフガスの温度を計測し、それ以外の４つの温度計３１は、内槽１１内の液層中に配置され、低温液体の温度を計測する。５つの温度計３１は、制御装置３３に通信可能に接続されている。５つの温度計３１により計測された温度の情報は、制御装置３３に送られる。
圧力計３２は、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力を計測する。圧力計３２は、制御装置３３に通信可能に接続されている。圧力計３２により計測された圧力の情報は、制御装置３３に送られる。
制御装置３３は、いわゆるコンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有している（いずれも図示せず）。記憶部には、演算処理部が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とのデータ送受信を行う。制御装置３３では、記憶部に記憶された所定のガス圧調整プログラムを演算処理部が読み出して実行することにより、断熱空間Ｒ２のガス圧を調整するためのガス圧調整処理が行われる。記憶部には、圧力を調整する対象となるガスに関する温度と飽和蒸気圧との関係を示す対応関係情報が予め記憶されている。
断熱空間Ｒ２内のガスの圧力は、基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持されている。基準温度Ｔは、５つの温度計３１により計測された温度に基づいて決定された温度である。本実施形態では、５つの温度計３１により計測された温度のうち最低温度を、基準温度Ｔとしている。
制御装置３３は、基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持されるよう、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力を調整する。具体的には、制御装置３３は、圧力計３２により計測される圧力Ｐが基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満となるように、排気装置２４および／または逃し弁２６を制御する。より詳しくは、制御装置３３は、圧力計３２により計測される圧力Ｐが、飽和蒸気圧Ｐｓより第１差圧ΔＰ１だけ低い設定上限圧Ｐup（＝Ｐｓ－ΔＰ１）以下となるように、排気装置２４および／または逃し弁２６を制御する。
また、制御装置３３は、圧力計３２により計測される圧力Ｐが飽和蒸気圧Ｐｓより第２差圧ΔＰ２だけ低い設定下限圧Ｐlow（＝Ｐｓ－ΔＰ２）以上となるように、導入弁２２を制御する。第２差圧ΔＰ２は、第１差圧ΔＰ１より大きい。設定下限圧は、好ましくは１ｋＰａ以上に設定される。
第１差圧ΔＰ１は、好ましくは３ｋＰａ以上で７０ｋＰａ以下の範囲内に設定される。第２差圧ΔＰ２は、好ましくは１０ｋＰａ以上で１００ｋＰａ以下の範囲内に設定される。設定上限圧Ｐupと設定下限圧Ｐlowの差、すなわち、第２差圧ΔＰ２から第１差圧ΔＰ１を減算した差圧は、好ましくは０ｋＰａ以上で３０ｋＰａ以下の範囲内に設定される。
図３は、図１に示す多重殻タンク１０Ａにおける断熱空間Ｒ２のガス圧調整処理の流れを示すフローチャートである。
ガス圧調整処理では、制御装置３３は、まず５つの温度計３１から、５つの温度計３１により計測された温度を取得する（ステップＳ１）。
制御装置３３は、５つの温度計３１により計測された温度のうち最低温度を、基準温度Ｔとして決定する（ステップＳ２）。
制御装置３３は、決定した基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓを算出する（ステップＳ３）。制御装置３３の記憶部には、断熱空間Ｒ２内のガス（本例では水素）に関する温度と飽和蒸気圧との関係を示す対応関係情報が予め記憶されている。制御装置３３の演算処理部は、記憶部に記憶された対応関係情報を用いて、ステップＳ２で決定した基準温度Ｔに対応する飽和蒸気圧を導出する。
制御装置３３は、圧力計３２から、圧力計３２により計測された圧力Ｐ、すなわち断熱空間Ｒ２のガス圧Ｐを取得する（ステップＳ４）。
制御装置３３は、取得した圧力Ｐが、飽和蒸気圧Ｐｓから予め設定した第１差圧ΔＰ１を減算した圧力より大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。具体的には、制御装置３３は、ステップＳ３で導出した飽和蒸気圧Ｐｓから予め設定した第１差圧ΔＰ１を減算して、設定上限圧Ｐupを算出する。そして、制御装置３３は、取得した圧力Ｐが、設定上限圧Ｐupより大きいか否かを判定する。
取得した圧力Ｐが設定上限圧Ｐupより大きいと判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御装置３３は、取得した圧力Ｐが負圧か否かを判定する（ステップＳ６）。
取得した圧力Ｐが負圧であると判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御装置３３は、断熱空間Ｒ２内のガス圧が低減されるよう排気装置２４を稼働させる（ステップＳ７）。
取得した圧力Ｐが負圧でないと判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御装置３３は、断熱空間Ｒ２内のガス圧が低減されるよう逃し弁２６を開く（ステップＳ８）。
取得した圧力Ｐが設定上限圧Ｐupより大きくないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御装置３３は、排気装置２４を停止し、逃し弁２６が閉じる（ステップＳ９）。既に排気装置２４が停止した状態にある場合、制御装置３３は、排気装置２４を停止したままにする。また、既に逃し弁２６が閉じた状態にある場合、制御装置３３は、逃し弁２６を閉じたままにする。
ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９の後に、制御装置３３は、取得した圧力Ｐが、飽和蒸気圧Ｐｓから予め設定した第２差圧ΔＰ２を減算した圧力未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、制御装置３３は、ステップＳ３で導出した飽和蒸気圧Ｐｓから予め設定した第２差圧ΔＰ２を減算して、設定下限圧Ｐlowを算出する。そして、制御装置３３は、取得した圧力Ｐが、設定下限圧Ｐlow未満であるか否かを判定する。
取得した圧力Ｐが設定下限圧Ｐlow未満であると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御装置３３は、断熱空間Ｒ２内のガス圧が上昇するよう導入弁２２を開き（ステップＳ１１）、ガス圧調整処理を終了する。取得した圧力Ｐが設定下限圧Ｐlow未満でないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御装置３３は、導入弁２２を閉じて（ステップＳ１２）、ガス圧調整処理を終了する。既に導入弁２２が閉じた状態にある場合、制御装置３３は、導入弁２２を閉じたままにする。
制御装置３３は、以上のステップＳ１～Ｓ１２のガス圧調整処理を繰り返して、断熱空間Ｒ２のガス圧を設定下限圧Ｐlow以上で且つ設定上限圧Ｐup以下の範囲内に維持する。
以上に説明したように、本実施形態では、断熱空間Ｒ２内のガスが、内槽１１の温度または内槽１１内の温度に対応する基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持される。このため、断熱空間Ｒ２内のガスの凝縮温度を基準温度Ｔより低くすることができる。従って、内槽１１と外槽１２との間の断熱空間Ｒ２内のガスの凝縮を抑制することができる。
また、本実施形態では、断熱空間Ｒ２内のガス圧Ｐが、飽和蒸気圧Ｐｓより第１差圧ΔＰ１だけ低い設定上限圧Ｐup以下に維持される。このように、飽和蒸気圧Ｐｓに対して第１差圧ΔＰ１のマージンを設けることによって、基準温度Ｔが低下した直後など、基準温度Ｔが変動した場合でも、断熱空間Ｒ２内のガスの凝縮を抑制できる。
また、本実施形態では、制御装置３３が、圧力計３２により計測される圧力Ｐが基準温度Ｔにおける断熱空間Ｒ２内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満となるように各種圧力調整装置を制御する。このため、断熱空間Ｒ２内のガスの圧力をリアルタイムで監視および調整が可能である。
また、本実施形態では、複数の温度計３１により計測された温度のうち最低温度を、基準温度Ｔとして決定する。内槽１１の外表面における最低温度を精度よく予測でき、その結果、断熱空間Ｒ２のガスの凝縮を抑制するのに適切な断熱空間Ｒ２のガス圧範囲を導出できる。
また、本実施形態では、排気装置２４によって、断熱空間Ｒ２内のガスを断熱空間Ｒ２の外部へ排気することができるため、断熱空間Ｒ２内のガス圧Ｐが負圧である場合でも断熱空間Ｒ２内を減圧できる。
また、本実施形態では、断熱空間Ｒ２内のガス圧Ｐが正圧である場合に、逃し弁２６によって、断熱空間Ｒ２内のガスを断熱空間Ｒ２の外部へ排気することができる。このため、少ない動力で断熱空間Ｒ２内を減圧できる。
また、本実施形態では、断熱空間Ｒ２内のガスが、内槽１１の温度または内槽１１内の温度に対応する基準温度Ｔにおけるガスの飽和蒸気圧Ｐｓより所定圧力（第２差圧ΔＰ２）だけ低い設定下限圧Ｐlow以上となるよう維持される。このため、断熱空間Ｒ２のガスの凝縮を抑制しつつ、内槽１１内の貯留空間Ｒ１と断熱空間Ｒ２との圧力差を小さく保つことができる。従って、多重殻タンク１０Ａに要求される強度を低減することができる。
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係る多重殻タンク１０Ｂの全体的な構成を示す概略構成図である。なお、本実施形態および後述する第３～第５実施形態において、上記の第１実施形態と同一または類似の部材には図面に同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
図４に示す多重殻タンク１０Ｂでは、断熱空間Ｒ２に充填されているガスの種類が、貯留空間Ｒ１のボイルオフガスの種類と異なる。例えば、貯留空間Ｒ１の低温液体は、液化水素であり、断熱空間Ｒ２のガスは、窒素ガスである。
また、断熱空間Ｒ２に充填されているガスの種類と貯留空間Ｒ１のボイルオフガスの種類とが互いに異なるため、多重殻タンク１０Ｂは、貯留空間Ｒ１におけるボイルオフガスを断熱空間Ｒ２内へ導入する導入路２１、および導入路２１に設けられた導入弁２２を備えていない。
また、制御装置３３の記憶部には、圧力を調整する対象となるガス（本例では窒素ガス）に関する温度と飽和蒸気圧との関係を示す対応関係情報が予め記憶されている。本実施形態のガス調整処理では、ステップＳ１０～Ｓ１２が省略されること以外は第１実施形態で説明されたガス調整処理と同じであるため、説明を省略する。
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。
＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態に係る多重殻タンク４０Ａの全体的な構成を示す断面図である。図５に示す多重殻タンク４０Ａでは、内槽１１を覆う外槽１２を、更に別の外槽４１が覆っている。なお、外槽４１は、上述したタンクカバー１３および保持壁１４により構成された収容構造１５であってもよいし、外槽１２の外側で且つタンクカバー１３および保持壁１４の内側に配置された、タンクカバー１３および保持壁１４とは別の部材であってもよい。以下の説明において、外槽１２およびそれを覆う外槽４１を、それぞれ、第１外槽１２および第２外槽４１と称することとする。
第２外槽４１が第１外槽１２を覆うことによって、第１外槽１２より外側で且つ第２外槽４１より内側に密閉された断熱空間Ｒ３が形成されている。すなわち、第１外槽１２は、第１外槽１２より内側の断熱空間Ｒ２と、第１外槽１２より外側で且つ第２外槽４１より内側の断熱空間Ｒ３とを仕切っている。以下の説明において、内槽１１と第１外槽１２との間の断熱空間Ｒ２、および、第１外槽１２と第２外槽４１との間の断熱空間Ｒ３を、それぞれ、第１断熱空間Ｒ２および第２断熱空間Ｒ３と称することとする。
第１断熱空間Ｒ２および第２断熱空間Ｒ３には、断熱材が配置されている。また、第１断熱空間Ｒ２および第２断熱空間Ｒ３には、ガスが充填されている。本実施形態では、第１および第２実施形態と異なり、内槽１１と第１外槽１２との間の第１断熱空間Ｒ２のガス圧ではなく、第１外槽１２と第２外槽４１との間の第２断熱空間Ｒ３のガス圧が調整される。
本実施形態では、第２断熱空間Ｒ３に充填されているガスの種類は、第１断熱空間Ｒ２に充填されたガスの種類と異なる。本実施形態では、例えば貯留空間Ｒ１に液化水素が貯留されており、第１断熱空間Ｒ２に水素ガスが充填されており、第２断熱空間Ｒ３に窒素ガスが充填されている。ただし、第２断熱空間Ｒ３に充填されているガスの種類は、第１断熱空間Ｒ２に充填されたガスの種類と同じでもよい。例えば、第１断熱空間Ｒ２と第２断熱空間Ｒ３のいずれにも水素ガスが充填されてもよい。
多重殻タンク４０Ａは、第２断熱空間Ｒ３内のガスを第２断熱空間Ｒ３の外部へ導く排気路４３と、排気路４３に設けられた排気装置４４とを含む。排気路４３の一端部は、第２断熱空間Ｒ３内に配置され、排気路４３の他端部は、第２断熱空間Ｒ３の外部に配置されている。排気路４３の他端部は、他の機器に接続されている。他の機器は、例えば、推進用エンジン、発電用エンジン、再液化装置、焼却装置、燃料電池などである。排気路４３の他端部は、大気開放されていてもよい。
排気装置４４は、第２断熱空間Ｒ３内のガスの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。排気装置４４としては、例えば、圧縮機や、真空ポンプなどの排気ポンプが例示される。本実施形態では、排気装置４４は、後述の制御装置３３により制御される。
また、多重殻タンク４０Ａは、第２断熱空間Ｒ３内のガスを第２断熱空間Ｒ３の外部へ導く逃し路４５と、逃し路４５に設けられた逃し弁４６とを含む。逃し路４５の一端部は、第２断熱空間Ｒ３内に配置され、逃し路４５の他端部は、第２断熱空間Ｒ３の外部に配置されている。逃し路４５の他端部は、他の機器に接続されている。他の機器は、例えば、推進用エンジン、発電用エンジン、再液化装置、焼却装置、燃料電池などである。逃し路４５の他端部の周りの圧力は、大気圧付近にある。逃し路４３の他端部は、大気開放されていてもよい。
逃し弁４６は、第２断熱空間Ｒ３内のガスの圧力を調整する圧力調整装置として機能する。例えば逃し弁４６は、開閉弁である。ただし、逃し弁２６は、圧力調整弁など別の種類の弁でもよい。本実施形態では、逃し弁４６は、後述の制御装置３３により制御される。
多重殻タンク４０Ａは、５つの温度計５１と、圧力計５２と、制御装置３３を含む。
５つの温度計５１は、第１断熱空間Ｒ２内の温度を計測する。５つの温度計５１は、それぞれ、第１断熱空間Ｒ２内の複数箇所に設けられている。具体的には、５つの温度計５１は、第１断熱空間Ｒ２を上下方向に５等分した場合の５つの領域にそれぞれ配置されている。５つの温度計５１は、制御装置３３に通信可能に接続されている。５つの温度計５１により計測された温度の情報は、制御装置３３に送られる。
圧力計５２は、第２断熱空間Ｒ３内のガスの圧力を計測する。圧力計５２は、制御装置３３に通信可能に接続されている。圧力計５２により計測された圧力の情報は、制御装置３３に送られる。
本実施形態では、制御装置３３において、記憶部に記憶された所定のガス圧調整プログラムを演算処理部が読み出して実行することにより、第２断熱空間Ｒ３のガス圧を調整するためのガス圧調整処理が行われる。
第２断熱空間Ｒ３内のガスの圧力は、基準温度Ｔにおける第２断熱空間Ｒ３内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持されている。基準温度Ｔは、５つの温度計５１により計測された温度に基づいて決定された温度である。本実施形態では、５つの温度計５１により計測された温度のうち最低温度を、基準温度Ｔとしている。
制御装置３３は、基準温度Ｔにおける第２断熱空間Ｒ３内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持されるよう、第２断熱空間Ｒ３内のガスの圧力を調整する。具体的には、制御装置３３は、圧力計５２により計測される圧力Ｐが基準温度Ｔにおける第２断熱空間Ｒ３内のガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満となるように、排気装置４４および／または逃し弁４６を制御する。より詳しくは、制御装置３３は、圧力計５２により計測される圧力Ｐが、飽和蒸気圧Ｐｓより第１差圧ΔＰ１だけ低い設定上限圧Ｐup（＝Ｐｓ－ΔＰ１）以下となるように、排気装置４４および／または逃し弁４６を制御する。
本実施形態におけるガス圧調整処理は、第１実施形態におけるガス圧調整処理のステップＳ１～Ｓ９において、貯留空間Ｒ１を第１断熱空間Ｒ２に、断熱空間Ｒ２を第２断熱空間Ｒ３に、排気装置２４を排気装置４４に、逃し弁２６を逃し弁４６に、温度計３１を温度計５１に、圧力計３２を圧力計５２に読み替えることによって説明できる。このため、本実施形態におけるガス圧調整処理の詳しい説明は省略する。
本実施形態では、第２断熱空間Ｒ３内のガスが、第１外槽１２の温度または第１断熱空間Ｒ２内の温度に対応する基準温度Ｔにおけるガスの飽和蒸気圧Ｐｓ未満に維持される。このため、第２断熱空間Ｒ３内のガスの凝縮温度を基準温度Ｔより低くすることができる。従って、第１外槽１２と第２外槽４１との間の第２断熱空間Ｒ３内のガスの凝縮を抑制することができる。
＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態に係る多重殻タンク４０Ｂの全体的な構成を示す概略構成図である。図６に示すように、本実施形態の多重殻タンク４０Ｂは、第１実施形態と第３実施形態の構成を組み合わせたものである。
すなわち、多重殻タンク４０Ｂは、第１実施形態と同様に、内槽１１、外槽１２、導入路２１、導入弁２２、排気路２３、排気装置２４、逃し路２５、逃し弁２６、５つの温度計３１、圧力計３２および制御装置３３を含む。また、多重殻タンク４０Ｂは、第３実施形態と同様に、外槽４１、排気路４３、排気装置４４、逃し路４５、逃し弁４６、５つの温度計５１、および圧力計５２を含む。
本実施形態では、第１断熱空間Ｒ２に充填されているガスの種類は、貯留空間Ｒ１のボイルオフガスの種類と同じで、第２断熱空間Ｒ３に充填されているガスの種類とは異なる。本実施形態では、例えば貯留空間Ｒ１に液化水素が貯留されており、第１断熱空間Ｒ２に水素ガスが充填されており、第２断熱空間Ｒ３に窒素ガスが充填されている。ただし、第１断熱空間Ｒ２に充填されているガスの種類と貯留空間Ｒ１のボイルオフガスの種類とが互いに異なってもよい。また、第２断熱空間Ｒ３に充填されているガスの種類は、第１断熱空間Ｒ２に充填されたガスの種類と同じでもよい。例えば、第１断熱空間Ｒ２と第２断熱空間Ｒ３のいずれにも水素ガスが充填されてもよい。
本実施形態では、制御装置３３において、記憶部に記憶された所定のガス圧調整プログラムを演算処理部が読み出して実行することにより、第１断熱空間Ｒ２のガス圧を調整するためのガス圧調整処理と、第２断熱空間Ｒ３のガス圧を調整するためのガス圧調整処理とが行われる。すなわち、第１断熱空間Ｒ２のガス圧を調整するためのガス圧調整処理と、第２断熱空間Ｒ３のガス圧を調整するためのガス圧調整処理とは、それぞれ、第１実施形態と第３実施形態のガス圧調整処理と同じであるため、詳細な説明を省略する。
本実施形態でも、第１実施形態および第３実施形態と同様の効果が得られる。
＜第５実施形態＞
図７は、第５実施形態に係る多重殻タンク６０の全体的な構成を示す概略構成図である。本実施形態において、多重殻タンク６０は、船舶に搭載されたメンブレン方式のタンクである。
多重殻タンク６０は、低温液体を収容する一次メンブレン６１と、それを覆う二次メンブレン６２と、二次メンブレン６２を更に覆っている船体内殻６３とを備える。船体内殻６３は、船体の一部である。
一次メンブレン６１の内部の貯留空間Ｒ１に低温液体が貯蔵されている。一次メンブレン６１と二次メンブレン６２との間には、密閉された第１断熱空間Ｒ２（いわゆる、防壁間空間（ＩＢＳ：Inter Barrier Space））が形成されている。当該第１断熱空間Ｒ２に断熱材が配置されている。また、二次メンブレン６２と船体内殻６３との間には、密閉された第２断熱空間Ｒ３（いわゆる防熱空間（ＩＳ：Insulation Space））が形成されている。当該第２断熱空間Ｒ３に断熱材が配置されている。本実施形態において、一次メンブレン６１は、内部に低温液体が貯蔵された内槽として機能し、二次メンブレン６２は、内槽としての一次メンブレン６１を収容する外槽として機能し、船体内殻６３は、外槽としての二次メンブレン６２を更に覆う外槽として機能する。
一次メンブレン６１および二次メンブレン６２は、それら自体に一次メンブレン６１内の低温液体の圧力や重量を支持する強度を備えていない。一次メンブレン６１内の低温液体の圧力や重量は、第１断熱空間Ｒ２内の断熱材や第２断熱空間Ｒ３内の断熱材を介して船体に支持されている。
本実施形態では、例えば貯留空間Ｒ１に液化水素が貯留されており、第１断熱空間Ｒ２に水素ガスが充填されており、第２断熱空間Ｒ３に窒素ガスが充填されている。
本実施形態では、第１実施形態と同様、貯留空間Ｒ１の１つ外側の第１断熱空間Ｒ２のガス圧が調整される。第１断熱空間Ｒ２のガス圧の調整方法は、第１実施形態における断熱空間Ｒ２のガス圧の調整方法とほぼ同じである。すなわち、多重殻タンク６０は、第１実施形態と同様に、排気路２３、排気装置２４、逃し路２５、逃し弁２６、５つの温度計３１、圧力計３２および制御装置３３を備える。ガス圧調整方法は、第１実施形態とほぼ同様であるため、説明を省略する。
本実施形態でも第１実施形態と同様の効果が得られる。
＜その他の実施形態＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば上記実施形態では、複数の温度計３１（または５１）により計測された温度のうち最低温度を、基準温度Ｔとして決定したが、本発明における基準温度の決定方法はこれに限定されない。例えば、複数の温度計により計測された温度の平均温度を基準温度として決定してもよい。例えば、第１、第２、第４および第５実施形態において、複数の温度計３１により計測された温度から、内槽１１または６１の外表面における最低温度を所定の算出式を用いて推定し、推定した温度を基準温度Ｔとしてもよい。例えば、第３実施形態において、複数の温度計５１により計測された温度から、第１外槽１２の外表面における最低温度を所定の算出式を用いて推定し、推定した温度を基準温度Ｔとしてもよい。
上記第１、第２、第４および第５実施形態では、内槽１１の内部の空間に５つの温度計３１を設けたが、温度計の数はこれに限定されない。例えば内槽１１の内部に１つの温度計を設けて、その温度計により計測された温度を基準温度としてもよい。また、内槽１１の内部に複数の温度計を設けた場合でも、予め定めた１つの温度計（例えば最も下方に位置する温度計）により計測された温度だけを基準温度の決定に使用してもよい。また、本発明における１つまたは複数の温度計は、内槽の内部の温度を計測しなくてもよく、内槽の温度（例えば内槽の表面温度など）を計測するものでもよい。また、同様に、第３実施形態でも、第１断熱空間Ｒ１に設ける温度計５１の数は５つに限定されず、また、温度計５１は第１外槽１２の温度（例えば第１外槽１２の表面温度など）を計測するものであってもよい。
上記実施形態では、第１差圧ΔＰ１、第２差圧ΔＰ２、設定上限圧Ｐupと設定下限圧Ｐlowの差について、好ましい数値範囲が示されたが、本発明は、これら数値範囲に限定されるものではない。また、例えば第１差圧ΔＰ１を設けなくてもよい。また、例えば、設定下限圧Ｐlowは、導出された飽和蒸気圧Ｐｓに基づいて設定されるものでなくてもよい。例えば設定下限圧Ｐlowは、多重殻タンクの構造強度から許容される予め設定された設計圧であってもよい。第１差圧ΔＰ１および第２差圧ΔＰ２の一方または双方は、予め設定した固定値でもよいし、導出した飽和蒸気圧Ｐｓに応じて変えてもよい。
逃し路２５，４５の他端部の周りの圧力は、大気圧付近になくてもよく、大気圧から逸脱した所定圧力付近であってもよい。この場合、図３に示したガス調整処理におけるステップＳ６では、制御装置３３は、取得した圧力Ｐが所定圧力未満か否かを判定してもよい。
上記実施形態では、圧力調整装置として、排気装置、逃し弁、導入弁が示されたが、圧力調整装置はこれに限定されない。多重殻タンクは、断熱空間を減圧するための圧力調整装置として、排気装置および逃し弁のいずれか１つのみ備えていてもよい。また、多重殻タンクは、断熱空間にガスを供給して断熱空間を昇圧するための圧力調整装置として、導入弁とは異なるガス供給装置を備えてもよい。
また、排気路２３、逃し路２５には、（第１）断熱空間Ｒ２へのガスの逆流が防止されるよう逆止弁が設けられていてもよく、排気路４３、逃し路２５には、第２断熱空間Ｒ３へのガスの逆流が防止されるよう逆止弁が設けられていてもよい。また、導入路２１には、貯留空間Ｒ１へのガスの逆流が防止されるよう逆止弁を設けてもよい。
本発明の多重殻タンクは、制御装置３３を備えなくてもよい。すなわち、本発明におけるガス圧調整方法は、コンピュータによって電気的に制御されなくてもよく、作業者などによって行われてもよい。この場合、上記第１、第２、第４および第５実施形態において、内槽と外槽との間の断熱空間のガスの圧力を調整する圧力調整装置は、作業者によって手動式であってもよいし、あるいは、作業者によって設定変更可能な機械式制御弁であってもよい。
例えば、船舶１が出港する前に、作業者は、内槽または内槽内の温度を計測し、計測した温度に基づいて基準温度を決定し、その決定した基準温度から内槽と外槽との間の断熱空間に充填されるガスの飽和蒸気圧を導出してもよい。そして、作業者は、断熱空間のガス圧が、導出した断熱空間のガスの飽和蒸気未満に維持されるように、断熱空間にガスを充填してもよい。
例えば、圧力調整装置が手動式である場合、圧力計により計測された断熱空間のガスの圧力値が、導出した飽和蒸気圧より第１差圧だけ低い設定上限圧を超えたときに、作業者は、断熱空間のガスの圧力値が設定上限圧以下となるよう、手動式圧力調整装置を操作してもよい。
あるいは、例えば、圧力調整装置が機械式制御弁である場合、作業者は、断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満となるように機械式制御弁の設定を変更してもよい。例えば、上記実施形態における逃し弁２６が、断熱空間のガスの圧力に応じて開く機械式制御弁である場合、作業者は、逃し弁２６が開く設定圧力を、導出した飽和蒸気圧未満（例えば導出した飽和蒸気圧より第１差圧だけ低い設定上限圧以下）に設定してもよい。
船舶が出港した後は、断熱空間内のガス圧調整を行わなくてもよい。例えば、ガス充填時において、断熱空間のガス圧を、ガス充填時の基準温度におけるガスの飽和蒸気圧より第１差圧だけ低い設定上限値以下に航海中にわたって維持できるようにあらかじめ調整しておくことで、船舶航行中に内槽内の温度が変動しても、断熱空間のガスが凝縮されるのを抑制するという効果を奏する。
２つの外槽間の断熱空間の圧力調整においても、上述した内槽と外槽との間の断熱空間の圧力調整と同様に、コンピュータによって行われなくてもよく、作業者などによって行われてもよい。例えば、上記第３および第４実施形態において、第１外槽と第２外槽との間の断熱空間のガスの圧力を調整する圧力調整装置は、手動式であってもよいし、あるいは、作業者によって設定変更可能な機械式制御弁であってもよい。
第１～第５実施形態の構成は、適宜組み合わせ可能である。例えば第５実施形態では、第１断熱空間Ｒ２のガス圧が調整される多重殻タンク６０が示されたが、多重殻タンク６０は、第１断熱空間Ｒ２のガス圧が調整される代わりにまたは加えて、第２断熱空間Ｒ３のガス圧が調整されるように構成されてもよい。すなわち、多重殻タンク６０は、排気路２３、排気装置２４、逃し路２５、逃し弁２６、５つの温度計３１、圧力計３２の代わりにまたは加えて、第３実施形態および第４実施形態にて示された、排気路４３、排気装置４４、逃し路４５、逃し弁４６、５つの温度計５１、圧力計５２を備えてもよい。
多重殻タンクが備える外槽の数は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば３つ以上の外槽を備える多重殻タンクにおいて、本発明における「第１外槽」は、内槽に最も近い外槽でなくてもよく、内側から２番目以降の外槽であってもよく、「第２外槽」は、内側から３番目以降の外槽であってもよい。
内槽に貯留される低温液体は、上記実施形態で説明されたものに限定されない。例えば内槽に貯留される低温液体は、液化水素、液化天然ガス、液化窒素、液化ヘリウムなどであり得る。例えば内槽と外槽との間または２つの外槽間に充填されているガスは、水素ガス、天然ガス、窒素ガス、ヘリウム、乾燥空気などであり得る。温度が計測される空間と基準温度に基づき圧力が調整される空間の双方に充填されるガスの種類は互いに同じでもよいし、異なってもよい。
上記実施形態では、多重殻タンクが船舶に備えられていたが、多重殻タンクは、地上に設置されてもよい。
内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、前記内槽と前記外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間と、を備え、前記断熱空間内のガスの圧力が、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、前記断熱空間内の前記ガスの飽和蒸気圧未満に維持される、第１態様の多重殻タンクは、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度を計測する１つまたは複数の温度計を備え、前記基準温度は、前記１つの温度計により計測された温度または前記複数の温度計により計測された温度に基づいて決定された温度であってもよい。
前記外槽は、第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽とを含み、前記断熱空間は、前記第１外槽と前記内槽との間に設けられた第１断熱空間であり、前記多重殻タンクは、前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間を含み、前記基準温度は第１基準温度であり、前記第２断熱空間内のガスの圧力が、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度に基づいて決定された温度である第２基準温度における、前記第２断熱空間内の前記ガスの飽和蒸気圧未満に維持されてもよい。
上記の構成によれば、第１外槽と第２外槽との間の第１断熱空間内のガスが、第１外槽の温度または第１断熱空間の温度に対応する基準温度における第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される。このため、第１外槽と第２外槽との間の第２断熱空間内のガスの凝縮温度を基準温度より低くすることができ、第２断熱空間内のガスの凝縮を抑制できる。従って、内槽と第１外槽との間の第１断熱空間内のガスの凝縮を抑制しつつ、第２断熱空間内のガスの凝縮を抑制できる。
上記の第１態様の多重殻タンクは、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度を計測する１つまたは複数の第２温度計を備え、前記基準温度は、前記１つの第２温度計により計測された温度または前記複数の第２温度計により計測された温度に基づいて決定された温度であってもよい。
上記の第１態様の多重殻タンクは、前記断熱空間内のガスの圧力を計測する圧力計と、前記断熱空間内のガスの圧力を調整する圧力調整装置と、前記圧力計により計測される圧力が前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満となるように前記圧力調整装置を制御する制御装置と、を更に備えてもよい。これにより、断熱空間内のガスの圧力をリアルタイムで監視および調整が可能である。
上記の第１態様多重殻タンクにおいて、前記複数の温度計は、それぞれ、前記内槽の内部の複数箇所に設けられており、前記制御装置は、前記複数の温度計により計測された温度のうち最低温度を、前記基準温度として決定してもよい。断熱空間のガスの凝縮を抑制するのに適切な断熱空間のガス圧範囲を導出できる。
上記の第１態様多重殻タンクは、前記断熱空間の内部と外部とを接続する排気路を更に備え、前記圧力調整装置は、前記排気路に設けられ、稼働することによって前記断熱空間内のガスを前記断熱空間の外部へ排気する排気装置を含んでもよい。これにより、断熱空間内のガス圧Ｐが負圧である場合でも断熱空間内を減圧できる。
上記の第１態様多重殻タンクは、前記断熱空間の内部と外部とを接続する排気路を更に備え、前記圧力調整装置は、前記排気路に設けられ、開くことによって前記断熱空間内のガスを前記断熱空間の外部へ逃す逃し弁を含んでもよい。これにより、断熱空間内のガス圧が正圧である場合に、断熱空間内を容易に減圧できる。
上記の第１態様の多重殻タンクにおいて、前記断熱空間内には、前記内槽の内部のガスと同じ種類のガスが充填されており、前記多重殻タンクは、前記内槽の内部のガスを前記断熱空間内へ導入する導入路を備え、前記圧力調整装置は、前記導入路に設けられた導入弁を含んでもよい。これにより、内槽の内部のガスを利用して断熱空間内のガス圧を調整できる。
上記の第１態様の多重殻タンクにおいて、前記制御装置は、前記圧力計により計測される圧力が前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満で、且つ、前記飽和蒸気圧より所定圧力だけ低い下限圧力以上となるように前記圧力調整装置を制御してもよい。これにより、断熱空間のガスの凝縮を抑制しつつ、内槽の内部と断熱空間との差圧を小さく保つことができる。従って、多重殻タンクに要求される強度を低減することができる。
１ ：船舶
２ ：船体
１０Ａ ：多重殻タンク
１０Ｂ ：多重殻タンク
１１ ：内槽
１２ ：外槽
１３ ：タンクカバー
１４ ：保持壁
１５ ：収容構造
２１ ：導入路
２２ ：導入弁
２３ ：排気路
２４ ：排気装置
２５ ：逃し路
２６ ：逃し弁
３１ ：温度計
３２ ：圧力計
３３ ：制御装置
４０Ａ ：多重殻タンク
４０Ｂ ：多重殻タンク
４１ ：外槽
４３ ：排気路
４４ ：排気装置
４５ ：逃し路
４６ ：逃し弁
５１ ：温度計
５２ ：圧力計
６０ ：多重殻タンク
６１ ：一次メンブレン（内槽）
６２ ：二次メンブレン（外槽）
６３ ：船体内殻（外槽）

Claims (14)

  1. 内部に低温液体が貯蔵された内槽と、
    前記内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、
    前記内槽と前記外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間と、を備え、
    前記断熱空間内のガスの圧力が、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、前記断熱空間内の前記ガスの飽和蒸気圧未満に維持される、多重殻タンク。
  2. 前記多重殻タンクは、前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度を計測する１つまたは複数の温度計を備え、
    前記基準温度は、前記１つの温度計により計測された温度または前記複数の温度計により計測された温度に基づいて決定された温度である、請求項１に記載の多重殻タンク。
  3. 前記外槽は、第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽とを含み、
    前記断熱空間は、前記第１外槽と前記内槽との間に設けられた第１断熱空間であり、
    前記多重殻タンクは、前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間を含み、
    前記基準温度は第１基準温度であり、
    前記第２断熱空間内のガスの圧力が、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度に基づいて決定された温度である第２基準温度における、前記第２断熱空間内の前記ガスの飽和蒸気圧未満に維持される、請求項１または２に記載の多重殻タンク。
  4. 前記多重殻タンクは、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度を計測する１つまたは複数の第２温度計を備え、
    前記基準温度は、前記１つの第２温度計により計測された温度または前記複数の第２温度計により計測された温度に基づいて決定された温度である、請求項３に記載の多重殻タンク。
  5. 前記断熱空間内のガスの圧力を計測する圧力計と、
    前記断熱空間内のガスの圧力を調整する圧力調整装置と、
    前記圧力計により計測される圧力が前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満となるように前記圧力調整装置を制御する制御装置と、を更に備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の多重殻タンク。
  6. 前記複数の温度計は、それぞれ、前記内槽の内部の複数箇所に設けられており、
    前記制御装置は、前記複数の温度計により計測された温度のうち最低温度を、前記基準温度として決定する、請求項５に記載の多重殻タンク。
  7. 前記断熱空間内のガスを前記断熱空間の外部へ導く排気路を備え、
    前記圧力調整装置は、前記排気路に設けられた排気装置を含む、請求項５または６に記載の前記多重殻タンク。
  8. 前記断熱空間内のガスを前記断熱空間の外部へ導く逃し路を備え、
    前記圧力調整装置は、前記逃し路に設けられた逃し弁を含む、請求項５～７のいずれか１項に記載の多重殻タンク。
  9. 前記断熱空間内には、前記内槽の内部のガスと同じ種類のガスが充填されており、
    前記多重殻タンクは、前記内槽の内部のガスを前記断熱空間内へ導入する導入路を備え、
    前記圧力調整装置は、前記導入路に設けられた導入弁を含む、請求項５～８のいずれか１項に記載の多重殻タンク。
  10. 前記制御装置は、前記圧力計により計測される圧力が前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満で、且つ、前記飽和蒸気圧より所定圧力だけ低い設定下限圧以上となるように前記圧力調整装置を制御する、請求項５～９のいずれか１項に記載の多重殻タンク。
  11. 内部に低温液体が貯蔵された内槽と、
    前記内槽を収容する第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽とを含む外槽と、
    前記内槽と前記第１外槽との間に設けられた第１断熱空間と、
    前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間と、を備え、
    前記第２断熱空間内のガスの圧力が、前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度に基づいて決定された温度である基準温度における、前記第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧未満に維持される、多重殻タンク。
  12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載の多重殻タンクを備える、船舶。
  13. 内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する１つまたは複数の外槽と、前記内槽と前記外槽の間に設けられ、ガスが充填されている断熱空間とを備えた多重殻タンクにおいて、前記断熱空間に充填されたガスの圧力を調整するガス圧調整方法であって、
    前記内槽の温度または前記内槽の内部の空間の温度を計測し、
    計測した温度を、または、計測した複数の温度に基づいて決定された温度を、基準温度とし、
    前記基準温度における前記断熱空間内のガスの飽和蒸気圧を導出し、
    前記断熱空間内のガスの圧力を、導出した前記飽和蒸気圧未満に維持する、ガス圧調整方法。
  14. 内部に低温液体が貯蔵された内槽と、前記内槽を収容する第１外槽と、前記第１外槽を収容する第２外槽と、前記内槽と前記第１外槽との間に設けられた第１断熱空間と、前記第１外槽と前記第２外槽との間に設けられ、ガスが充填されている第２断熱空間と多重殻タンクにおいて、前記第２断熱空間に充填されたガスの圧力を調整するガス圧調整方法であって、
    前記第１外槽の温度または前記第１断熱空間の温度を計測し、
    計測した温度を、または、計測した複数の温度に基づいて決定された温度を、基準温度とし、
    前記基準温度における前記第２断熱空間内のガスの飽和蒸気圧を導出し、
    前記第２断熱空間内のガスの圧力を、導出した前記飽和蒸気圧未満に維持する、ガス圧調整方法。
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