JP2023089850A - 液化ガス貯蔵タンク - Google Patents

Abstract

【課題】温度低下により内槽が収縮しても内槽屋根に対する断熱効果を良好に発揮させる。【解決手段】液化ガス貯蔵タンクは、上側に凸状に湾曲した内槽屋根４３を含みかつ低温の液化ガスを内部に収容する内槽４と、内槽屋根４３と対向する外槽屋根３３を含みかつ内槽４を内部に収容する外槽３と、内槽屋根４３と外槽屋根３３との間の断熱空間（Ｓ１ａ）において内槽屋根４３の少なくとも中央部４３ａを覆うように敷設された保形性を有する定形断熱材５０と、内槽屋根４３の外周部４３ｂを覆うように断熱空間（Ｓ１ａ）に充填された流動性を有する粒状断熱材５５とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、低温の液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクに関する。

下記特許文献１に示される液化ガス貯蔵タンクが公知である。この液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを内部に収容する内槽と、内槽を内部に収容する外槽と、内槽と外槽との間の断熱空間に充填されるパーライト等からなる粒状の断熱材とを備える。

特許第６９０９６３４号公報

前記のような液化ガス貯蔵タンクでは、内槽の温度が外槽の温度よりも大幅に低下する。これにより、内槽が外槽よりも大きく収縮し、内槽と外槽との間の断熱空間の容積が拡大し得る。このような容積拡大が起きると、断熱空間に充填されている粒状の断熱材が沈降する結果、内槽屋根を覆う断熱材の厚さが減少し、内槽屋根の断熱効果が低下するおそれがある。

本開示は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、温度低下により内槽が収縮しても内槽屋根に対する断熱効果を良好に発揮させることが可能な液化ガス貯蔵タンクを提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本開示の一局面に係る液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを貯蔵するタンクであって、上側に凸状に湾曲した内槽屋根を含みかつ前記液化ガスを内部に収容する内槽と、前記内槽屋根と対向する外槽屋根を含みかつ前記内槽を内部に収容する外槽と、前記内槽屋根と前記外槽屋根との間の断熱空間において前記内槽屋根の少なくとも中央部を覆うように敷設された保形性を有する定形断熱材と、前記内槽屋根の外周部を覆うように前記断熱空間に充填された流動性を有する粒状断熱材とを備える。

本開示の液化ガス貯蔵タンクによれば、温度低下により内槽が収縮しても内槽屋根に対する断熱効果を良好に発揮させることができる。

本開示の一実施形態に係る液化ガス貯蔵タンクを示す断面図である。 液化ガス貯蔵タンクの屋根部を拡大して示す断面図である。 内槽屋根の中央部を上から見た平面図である。 内槽の収縮により粒状断熱材が沈降したときの状況を示す拡大断面図である。 前記実施形態の変形例を示す図２相当図である。 前記実施形態の別の変形例を示す図２相当図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る液化ガス貯蔵タンクの実施形態を詳細に説明する。本開示の液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを貯蔵する複重殻タンクである。貯蔵される液化ガスは、例えば液化水素、液体ヘリウム、液体窒素、液化天然ガス又は液化石油ガスなどである。

［液化ガス貯蔵タンクの全体構成］
図１は、本開示の一実施形態に係る液化ガス貯蔵タンク１を示す断面図である。本実施形態で例示される液化ガス貯蔵タンク１は、液化ガスとして液化水素ＬＨを貯蔵する三重殻タンクである。液化ガス貯蔵タンク１は、タンク基礎１０と、タンク基礎１０の上に立設されたカバー槽２と、カバー槽２の内部に収容された外槽３と、外槽３の内部に収容された内槽４とを備える。カバー槽２、外槽３及び内槽４は、いずれも上面視で円形状に形成され、かつ同心円状に配置されている。

タンク基礎１０は、液化ガス貯蔵タンク１の基礎部分を構成するコンクリート層である。タンク基礎１０は、カバー槽２の外径よりも大きいサイズを有している。

カバー槽２は、炭素鋼等の金属で構成された密閉体であり、カバー槽底板２１と、カバー槽側板２２と、カバー槽屋根２３とを含む。カバー槽底板２１は、タンク基礎１０の直上に敷設された円板状の底板である。カバー槽側板２２は、カバー槽底板２１の周縁から立設された円筒状の側板である。カバー槽屋根２３は、カバー槽側板２２の上面開口を塞ぐように当該カバー槽側板２２の上端に取り付けられたドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。

外槽３は、ＳＵＳ等の金属で構成された密閉体であり、カバー槽２の内部に配置されている。外槽３は、外槽底板３１と、外槽側板３２と、外槽屋根３３とを含む。外槽底板３１は、カバー槽底板２１よりも径の小さい円板状の底板である。外槽側板３２は、外槽底板３１の周縁から立設された円筒状の側板である。外槽屋根３３は、外槽側板３２の上面開口を塞ぐように当該外槽側板３２の上端に取り付けられたドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。

内槽４は、内部に液化水素ＬＨを収容する槽である。内槽４は、ＳＵＳ等の金属で構成されており、外槽３の内部に配置されている。内槽４は、内槽底板４１と、内槽側板４２と、内槽屋根４３とを含む。内槽底板４１は、外槽底板３１よりも径の小さい円板状の底板である。内槽側板４２は、内槽底板４１の周縁から立設された円筒状の底板である。内槽屋根４３は、内槽側板４２の上面開口を塞ぐように当該内槽側板４２の上端に取り付けられたドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。内槽４の内部における液化水素ＬＨの上方、つまり内槽屋根４３の直下方には、気相部空間Ｓ３が形成されている。気相部空間Ｓ３は、液化水素ＬＨから蒸発した水素ガスで満たされる空間である。

カバー槽底板２１と外槽底板３１との間には、第１レベルコンクリート層２４、第１リング部２５及び第１底部保冷層２６が介在されている。第１レベルコンクリート層２４は、カバー槽底板２１の上に施工された平面出しのコンクリート層である。第１リング部２５は、第１レベルコンクリート層２４の周縁部の上に配置された強度の高いリング状のコンクリート層である。第１リング部２５において外槽側板３２の荷重を直接受ける箇所には、強化コンクリート層２５１が配置されている。第１底部保冷層２６は、第１リング部２５の内側において第１レベルコンクリート層２４上に配置された断熱性を有する層である。第１リング部２５は、例えばパーライトコンクリートブロックのような、断熱コンクリートブロックの配列体により形成できる。第１底部保冷層２６は、例えば泡ガラスのような、断熱性の無機ブロック材の配列体により形成できる。第１底部保冷層２６の上に、例えば軽量気泡コンクリートの板材を敷設してもよい。

外槽底板３１と内槽底板４１との間には、第２レベルコンクリート層３４、第２リング部３５及び第２底部保冷層３６が介在されている。第２レベルコンクリート層３４は、外槽底板３１の上に施工されている。第２リング部３５は、第２レベルコンクリート層３４の周縁部の上に配置された強度の高いリング状のコンクリート層である。第２リング部３５において内槽側板４２の荷重を直接受ける箇所には、強化コンクリート層３５１が配置されている。第２底部保冷層３６は、第２リング部３５の内側において第２レベルコンクリート層３４上に配置された断熱性を有する層である。例えば、第２リング部３５はパーライトコンクリートブロック、第２底部保冷層３６は泡ガラスブロック等で形成できる。第２底部保冷層３６の上に、例えば軽量気泡コンクリートの板材を敷設してもよい。

内槽４と外槽３との間、並びに外槽３とカバー槽２との間には、各々所定幅の隙間が形成されている。各隙間は、外気から液化水素ＬＨへの熱伝達を抑制する断熱空間として機能する。以下では、内槽４と外槽３との間の隙間を第１断熱空間Ｓ１と称し、外槽３とカバー槽２との間の隙間を第２断熱空間Ｓ２と称する。第１断熱空間Ｓ１には、水素ガスが充填されている。第２断熱空間Ｓ２には、水素ガスよりも沸点の高い不活性ガス、例えば窒素ガスが充填されている。

内槽屋根４３には、連通管４５が取り付けられている。連通管４５は、第１断熱空間Ｓ１と内槽４内の気相部空間Ｓ３とを連通する管であり、内槽屋根４３を厚み方向に貫通するように取り付けられている。すなわち、連通管４５は、第１断熱空間Ｓ１に開口する上端開口４５ａと、気相部空間Ｓ３に開口する下端開口４５ｂとを有する。

連通管４５は、内槽屋根４３の中央部４３ａを貫通している。中央部４３ａは、内槽屋根４３が呈する凸球面の頂点を通る屋根中心Ｘ１を含む所定の広さをもった領域であり、後述する定形断熱材５０が配置される領域である。連通管４５は、中央部４３ａの任意の位置に１つ又は複数取り付けることが可能であるが、本実施形態では、中央部４３ａの中心つまり屋根中心Ｘ１に１つの連通管４５を取り付けた場合が例示される。

第１断熱空間Ｓ１には、定形断熱材５０及び粒状断熱材５５が配置されている。定形断熱材５０は、第１断熱空間Ｓ１の屋根空間部Ｓ１ａにのみ配置されている。粒状断熱材５５は、第１断熱空間Ｓ１の側周空間部Ｓ１ｂと屋根空間部Ｓ１ａとに亘って配置されている。ここで、屋根空間部Ｓ１ａとは、内槽屋根４３と外槽屋根３３との間に形成されるドーム状の空間のことであり、側周空間部Ｓ１ｂとは、内槽側板４２と外槽側板３２との間に形成される円筒状の空間のことである。なお、屋根空間部Ｓ１ａは、本開示における「内槽屋根と外槽屋根との間の断熱空間」に相当する。

定形断熱材５０は、保形性を有する非流動性の断熱材である。定形断熱材５０としては、例えばポリウレタンフォーム等からなるブロック状の断熱材を好適に使用することができる。また、定形断熱材５０として、グラスウール等からなる綿状もしくはマット状の断熱材や、パーライトやグラスバブルズ（微小中空球ガラス）等の粒状の断熱材を袋詰めしたものを使用することも可能である。定形断熱材５０は、内槽屋根４３の中央部４３ａを覆うように敷設されている。一方、中央部４３ａの径方向外側にあたる内槽屋根４３の外周部４３ｂには定形断熱材５０は敷設されない。

粒状断熱材５５は、パーライトやグラスバブルズ等の粒子物の集合体からなる流動性を有する断熱材である。粒状断熱材５５は、第１断熱空間Ｓ１のうち定形断熱材５０の外側の領域を埋めるように充填されている。すなわち、粒状断熱材５５は、内槽屋根４３の外周部４３ｂを覆いかつ側周空間部Ｓ１ｂを埋めるような態様で第１断熱空間Ｓ１に充填されている。また、粒状断熱材５５は、定形断熱材５０の外周部（後述する外側断熱材５２）に対し上から重なるように配置されている。

屋根空間部Ｓ１ａには、連通管４５を外側から取り囲むようにフェンス６０が取り付けられている。フェンス６０は、屋根空間部Ｓ１ａを径方向に仕切る環状の仕切部材である。フェンス６０は、例えば、外枠とその内側の格子状のサポートを有する本体部と、当該本体部の内側の開口を覆うように前記サポートに張設されたシートとを含む。シートは、ガラスクロス等の繊維状物から構成することができる。

粒状断熱材５５は、フェンス６０の外側領域に限定して配置されている。定形断熱材５０は、フェンス６０の内側を含む領域に配置されている。具体的に、本実施形態では、フェンス６０の内側と外側とに亘って定形断熱材５０が配置されている。すなわち、定形断熱材５０は、フェンス６０とその内側の連通管４５との間のリング状の領域と、フェンス６０の外側の近傍のリング状の領域とに配置されている。

外槽３とカバー槽２との間の隙間である第２断熱空間Ｓ２には、粒状断熱材５７が充填されている。粒状断熱材５７は、上述した第１断熱空間Ｓ１内の粒状断熱材５５と同様の流動性を有する粒状の断熱材である。

［内槽屋根中央部の詳細な断熱構造］
図２は、液化ガス貯蔵タンク１の屋根部を拡大して示す断面図であり、図３は、内槽屋根４３の中央部４３ａを上から見た平面図である。図２では、内槽屋根４３及び外槽屋根３３のみを図示し、カバー槽屋根２３の図示は省略している。また、図２では便宜上、定形断熱材５０の径方向範囲を実際よりも狭めて表現している。図２及び図３に示すように、定形断熱材５０は、内槽屋根４３の中央部４３ａ上において連通管４５を囲むように敷設されている。ここでは、定形断熱材５０としてブロック状の断熱材を用いる場合を例示する。すなわち、本実施形態で用いられる定形断熱材５０は、内槽屋根４３の中央部４３ａ上に敷き詰められた複数の断熱ブロック５０ａの集合体である。各断熱ブロック５０ａは、例えばポリウレタンフォーム等からなるブロック体である。

図３に示すように、各断熱ブロック５０ａは、平面視において、屋根中心Ｘ１を中心とする円弧状の内周及び外周を有する部分扇形に形成されている。すなわち、各断熱ブロック５０ａは、屋根中心Ｘ１を中心とする円形領域を同心状に分割して得られる複数のリング状領域をさらに周方向に適宜の数だけ分割した場合の各分割領域に対応している。このような形状の断熱ブロック５０ａが径方向及び周方向に隣接配置されることにより、屋根中心Ｘ１を中心とする略円形の領域を占める定形断熱材５０が構築されている。また、図２に示すように、断熱ブロック５０ａは、厚み方向に複数段に重なるように積層配置されている。

断熱ブロック５０ａは、フェンス６０の内側と外側とに分かれて敷設されている。すなわち、断熱ブロック５０ａは、フェンス６０と連通管４５との間のリング状の領域と、フェンス６０の外側の近傍のリング状の領域とに、それぞれ敷き詰められている。言い換えると、定形断熱材５０は、フェンス６０の内側かつ連通管４５の外側に敷き詰められた複数の断熱ブロック５０ａからなる内側断熱材５１と、フェンス６０の外側に敷き詰められた複数の断熱ブロック５０ａからなる外側断熱材５２とを含む。なお、図３には、フェンス６０が平面視円形に形成された例が示されているが、フェンス６０は平面視多角形に形成されてもよい。このような多角形状のフェンスは、平板状の複数のフェンス板を平面視で所定の角度で交差させつつ並べることで構築し得る。この場合、内側断熱材５１の外周面及び外側断熱材５２の内周面も、フェンスに沿った多角形状に形成することが望ましい。

内側断熱材５１及び外側断熱材５２のそれぞれの厚みは、内槽屋根４３と外槽屋根３３との間の距離よりも小さい。このため、内側断熱材５１及び外側断熱材５２の各上面５１ａ，５２ａと外槽屋根３３との間には、所定高さの隙間が形成されている。本実施形態において、内側断熱材５１の上面５１ａの高さは、連通管４５の上端開口４５ａの高さと略一致する。また、外側断熱材５２の上面５２ａの高さは、内側断熱材５１の上面５１ａの高さと略一致する。

図２に示すように、フェンス６０は、その上端に、外槽屋根３３に接合又は締結された固定部６０ａを有する。一方、フェンス６０の下端部６０ｂは内槽屋根４３に固定されない。フェンス６０の下端部６０ｂは、内側断熱材５１と外側断熱材５２との間に挟まれて保持されている。言い換えると、フェンス６０は、外槽屋根３３から吊り下げられた状態で屋根空間部Ｓ１ａ内の定位置に保持されている。

粒状断熱材５５は、外側断熱材５２に対し上から重なるように配置されている。すなわち、第１断熱空間Ｓ１におけるフェンス６０の外側領域において、粒状断熱材５５の上面が外側断熱材５２の上面５２ａよりも高くなるように粒状断熱材５５が充填されることにより、外側断熱材５２の上面５２ａが粒状断熱材５５によって覆われている。一方、フェンス６０の内側には粒状断熱材５５が配置されないので、内側断熱材５１の上面５１ａは粒状断熱材５５によって覆われていない。

外側断熱材５２の上面５２ａを覆う部分の粒状断熱材５５の上面は、外槽屋根３３の頂点よりも低い。すなわち、粒状断熱材５５は、外槽屋根３３との間に隙間を形成しつつ外側断熱材５２を上から覆うように配置されている。

［作用効果］
以上説明したように、本実施形態では、保形性を有する定形断熱材５０が内槽屋根４３の中央部４３ａを覆うように配置されるとともに、流動性を有する粒状断熱材５５が内槽屋根４３の外周部４３ｂを覆うように配置される。このような構成によれば、温度低下により内槽４が収縮しても内槽屋根４３に対する断熱効果を良好に発揮させ得るという利点がある。

液化水素ＬＨに接する内槽４の温度は外槽３の温度よりも大幅に低くなるので、内槽４は外槽３よりも大きく収縮する。このため、内槽４と外槽３との間の第１断熱空間Ｓ１の容積は、液化水素ＬＨが存在しない初期状態に比べて拡大する。当該第１断熱空間Ｓ１の容積拡大は、粒状断熱材５５の沈降をもたらし、粒状断熱材５５の上面の高さを低下させる。これに対し、本実施形態では、内槽屋根４３の中央部４３ａに定形断熱材５０が敷設されるので、粒状断熱材５５の沈降による断熱厚さの減少を抑制することができる。

例えば、仮に内槽屋根４３の中央部４３ａが定形断熱材５０ではなく粒状断熱材５５によって覆われていた場合は、内槽４の収縮に伴う粒状断熱材５５の沈降に起因して、内槽屋根４３の中央部４３ａを覆う断熱材の厚さ、つまり当該中央部４３ａの断熱厚さが減少する。これに対し、本実施形態では、内槽屋根４３の中央部４３ａに定形断熱材５０が敷設されるので、当該中央部４３ａの断熱厚さを一定に維持することができる。すなわち、定形断熱材５０は流動性を有しないので、その厚さは内槽４の収縮前後も変化しない。このため、内槽４が収縮しても内槽屋根４３の中央部４３ａの断熱厚さは一定に維持される。このように、本実施形態では、内槽屋根４３の中央部４３ａの断熱厚さが内槽４の収縮時でも変化しないので、粒状断熱材５５の沈降により断熱効果が低下するのを効果的に抑制することができる。

一方、内槽屋根４３の外周部４３ｂは、中央部４３ａに比べて傾斜がきついため、定形断熱材５０を安定的に支持できない可能性がある。特に、本実施形態のように断熱ブロック５０ａを多段に積み上げた定形断熱材５０を採用した場合には、傾斜が相対的にきつい定形断熱材５０の外周部４３ｂに断熱ブロック５０ａを安定的に積み上げることが困難になる可能性がある。言い換えると、定形断熱材５０の敷設範囲を外周部４３ｂにまで拡大した場合には、定形断熱材５０を敷設する際の施工性が悪化する可能性がある。これに対し、本実施形態では、内槽屋根４３の外周部４３ｂに定形断熱材５０ではなく粒状断熱材５５が配置されるので、前記のような施工性の悪化を防止することができる。すなわち、本実施形態によれば、施工性に優れた構造で内槽屋根４３を断熱することができる。

また、本実施形態では、定形断熱材５０の外周部を構成する外側断熱材５２に対し上から重なるように粒状断熱材５５が配置される。このような構成によれば、内槽４の収縮により粒状断熱材５５が沈降しても、図４に示すように、定形断熱材５０と粒状断熱材５５との連続性が損なわれず、内槽屋根４３の断熱性を良好に維持することができる。具体的に、図４では、内槽４の収縮により粒状断熱材５５が沈降する前の粒状断熱材５５の上面を二点鎖線で示し、沈降後の粒状断熱材５５の上面を実線で示している。この図４からも明らかなように、定形断熱材５０の外周部（外側断熱材５２）の上に粒状断熱材５５を重ねた本実施形態によれば、粒状断熱材５５の沈降後も定形断熱材５０の外周端面５０ｘから粒状断熱材５５が離れることがなく、内槽屋根４３を覆う断熱材の連続性が維持される。これにより、粒状断熱材５５の沈降に起因して内槽屋根４３の一部が露出するような事態を回避でき、内槽屋根４３の断熱性を良好に維持することができる。

また、本実施形態では、内槽屋根４３の中央部４３ａに連通管４５が取り付けられる。このような構成によれば、内槽４と外槽３との間の第１断熱空間Ｓ１と、内槽４内の気相部空間Ｓ３とが、連通管４５を介して連通されるので、第１断熱空間Ｓ１と気相部空間Ｓ３との圧力をバランスさせることができ、両空間Ｓ１，Ｓ３の圧力差に起因した応力が内槽４に加わるのを回避することができる。しかも、連通管４５が取り付けられる内槽屋根４３の中央部４３ａには定形断熱材５０が敷設されるので、粒状断熱材５５の一部が液化水素ＬＨに混入するのを防止することができる。すなわち、仮に内槽屋根４３の中央部４３ａが定形断熱材５０ではなく粒状断熱材５５によって覆われていた場合は、連通管４５の上端開口４５ａのすぐ外側に粒状断熱材５５が存在することになる。このことは、粒状断熱材５５の一部が連通管４５を通じて気相部空間Ｓ３に流入し、さらには液化水素ＬＨに混入する可能性を高める不具合をもたらす。これに対し、本実施形態では、連通管４５の周りを除く内槽屋根４３の外周部４３ｂを覆うように粒状断熱材５５が配置されるので、上述した粒状断熱材５５の混入を効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、内槽屋根４３と外槽屋根３３との間の屋根空間部Ｓ１ａを径方向に仕切る環状のフェンス６０が連通管４５の外側に配置されるとともに、当該フェンス６０よりも外側の領域に粒状断熱材５５が配置される。このような構成によれば、粒状断熱材５５の一部が連通管４５の上端開口４５ａに向かって内側に移動することがフェンス６０によって防止されるので、液化水素ＬＨに粒状断熱材５５が混入する可能性をより低減することができる。

また、本実施形態では、フェンス６０の上端の固定部６０ａが外槽屋根３３に固定される一方、フェンス６０の下端部６０ｂは内槽屋根４３に固定されない。すなわち、フェンス６０は、外槽屋根３３に吊り下げ状態で固定される。このような構成によれば、内槽４の収縮時にフェンス６０に大きな応力が作用するのを防止することができる。すなわち、仮にフェンス６０の上端部（固定部６０ａ）及び下端部６０ｂが外槽屋根３３及び内槽屋根４３にそれぞれ固定されていた場合には、内槽４の温度低下により内槽４が外槽３に対し大きく収縮したときに、内槽屋根４３と外槽屋根３３との位置関係が変化する結果、フェンス６０に大きな応力が作用する可能性がある。これに対し、本実施形態では、フェンス６０の上端部のみが固定端とされ、フェンス６０の下端部６０ｂは自由端とされるので、前記のように内槽４が収縮してもフェンス６０には大きな応力が作用せず、フェンス６０の破損等を防止することができる。

また、フェンス６０の内側にある定形断熱材５０を内側断熱材５１、フェンス６０の外側にある定形断熱材５０を外側断熱材５２としたとき、本実施形態では、フェンス６０の下端部６０ｂが、内槽屋根４３に固定されない状態で内側断熱材５１及び外側断熱材５２の間に挟まれる。このような構成によれば、内槽４の収縮によるフェンス６０の応力発生を防止しつつ、定形断熱材５０に対するフェンス６０の相対位置を一定に維持することができる。

［変形例］
前記実施形態では、フェンス６０の内側だけでなく外側にも定形断熱材５０を配置したが、図５に示すように、フェンス６０の内側に限定して定形断熱材５０を配置してもよい。すなわち、フェンス６０とその内側の連通管４５との間のリング状の領域に定形断熱材５０を配置するとともに、フェンス６０の外側領域には粒状断熱材５５のみを配置してもよい。

前記実施形態では、内槽屋根４３の中央部４３ａに限定して定形断熱材５０を配置したが、内槽屋根４３の中央部４３ａだけでなく外周部４３ｂの少なくとも一部にも定形断熱材５０を配置してもよい。

前記実施形態では、定形断熱材５０の外周部（外側断熱材５２）と重なるように粒状断熱材５５を配置したが、粒状断熱材５５は内槽屋根４３の外周部４３ｂを覆うように配置されていればよく、必ずしも粒状断熱材５５と定形断熱材５０との重なり部を設ける必要はない。

前記実施形態では、連通管４５を取り囲むフェンス６０を連通管４５の外側に設けるとともに、当該連通管４５よりも外側の領域に粒状断熱材５５を配置したが、フェンス６０は必須ではなく、省略してもよい。

また、フェンスを設ける場合、連通管４５を多重に囲むように複数のフェンスを設けてもよい。例えば、図６に示すように、連通管４５の外側に環状の第１フェンス６１を取り付けるとともに、第１フェンス６１のさらに外側に環状の第２フェンス６２を取り付けることが考えられる。この場合、第２フェンス６２の内側に定形断熱材５０を配置するとともに、第２フェンス６２の外側に粒状断熱材５５を配置することが望ましい。言い換えると、図６の変形例において、定形断熱材５０は、第１フェンス６１の内側に配置される内側断熱材５１と、第１フェンス６１と第２フェンス６２との間に配置される外側断熱材５２とを含む。

前記実施形態では、フェンス６０の上端部を外槽屋根３３に固定された固定部６０ａとする一方、フェンス６０の下端部６０ｂを内槽屋根４３に固定されない自由端としたが、フェンス６０の下端部６０ｂは、内槽４の収縮時に内槽屋根４３に対し相対的に移動可能であればよく、下端部６０ｂを完全な自由端にせずともよい。すなわち、内槽屋根４３に対する移動が可能な限りにおいて下端部６０ｂを内槽屋根４３に拘束してもよい。例えば、フェンス６０の下端部６０ｂをレール又は溝等に嵌合させることにより、当該下端部６０ｂを内槽屋根４３に対し移動可能に保持してもよい。言い換えると、本開示におけるフェンスは、外槽屋根に固定される上端部と、内槽屋根に対し移動可能な下端部を有するものであればよく、その限りにおいて種々の変形が可能である。

前記実施形態では、内槽屋根４３を貫通する連通管４５を内槽屋根４３の中央部４３ａに設けたが、連通管４５は、少なくともその上端開口４５ａが屋根空間部Ｓ１ａの中央部に位置するように配置されていればよく、連通管４５の全体が内槽屋根４３の中央部４３ａに対応する位置に配置される必要はない。例えば、内槽屋根４３における中央部４３ａ以外の箇所を貫通した後、屋根空間部Ｓ１ａの中央部に向かって延びるように屈折したパイプを連通管４５として設けてもよい。

また、フェンス６０との関係において、連通管４５は、その全体がフェンス６０の径方向内側に配置される必要はなく、連通管４５の上端開口４５ａがフェンス６０の内側に配置されていればよい。言い換えると、フェンス６０は、連通管４５の上端開口４５ａを内側に含むように配置されていればよい。

さらに、連通管４５は必須ではなく、省略してもよい。

前記実施形態では、内槽屋根４３を上側に凸の球面状に形成したが、内槽屋根４３は全体として上側に凸状に湾曲していればよい。すなわち、内槽屋根４３は、中心側ほど高さが高くなるように湾曲していればよく、球面状でなくてもよいし、部分的に平坦な部分を含んでいてもよい。

前記実施形態では、カバー槽２、外槽３及び内槽４を備えた三重殻タンクにおける内槽４と外槽３との間に定形断熱材５０及び粒状断熱材５５を配置した例について説明した。これは、温度低下の相違による内槽４と外槽３との収縮量差が大きく、当該収縮量差に起因した粒状断熱材５５の沈降が無視できないと考えられるからである。一方、程度の差はあるものの、外槽３とカバー槽２との間にも有意な収縮量差が生じる可能性がある。このため、外槽３とカバー槽２との間にも、前記実施形態と同様の態様で定形断熱材及び粒状断熱材を配置してもよい。この場合、外槽３が本開示における内槽に相当し、カバー槽２が本開示における外槽に相当することになる。

前記実施形態では、カバー槽２、外槽３及び内槽４を備えた三重殻タンクに本開示を適用した例について説明したが、本開示は、少なくとも外槽及び内槽を備えたタンクに広く適用可能である。例えば、外槽及び内槽のみを備え、カバー槽を備えない二重殻タンクに本開示を適用することも可能である。

［まとめ］
前記実施形態及びその変形例をまとめると以下のとおりである。

液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを貯蔵するタンクであって、上側に凸状に湾曲した内槽屋根を含みかつ前記液化ガスを内部に収容する内槽と、前記内槽屋根と対向する外槽屋根を含みかつ前記内槽を内部に収容する外槽と、前記内槽屋根と前記外槽屋根との間の断熱空間において前記内槽屋根の少なくとも中央部を覆うように敷設された保形性を有する定形断熱材と、前記内槽屋根の外周部を覆うように前記断熱空間に充填された流動性を有する粒状断熱材とを備えたものである。

液化ガスに接する内槽の温度は外槽の温度よりも大幅に低くなるので、内槽は外槽よりも大きく収縮する。このため、内槽と外槽との間の空間容積は、液化ガスが存在しない初期状態に比べて拡大する。当該空間容積の拡大は、粒状断熱材の沈降をもたらし、粒状断熱材の上面の高さを低下させる。これに対し、本態様では、内槽屋根の中央部に流動性のない定形断熱材が敷設されるので、粒状断熱材の沈降による断熱厚さの減少を抑制することができる。

例えば、仮に内槽屋根の中央部が定形断熱材ではなく粒状断熱材によって覆われていた場合は、内槽の収縮に伴う粒状断熱材の沈降に起因して、内槽屋根の中央部を覆う断熱材の厚さ、つまり当該中央部の断熱厚さが減少する。これに対し、本態様では、内槽屋根の中央部に定形断熱材が敷設されるので、当該中央部の断熱厚さを一定に維持することができる。

好ましくは、前記定形断熱材は、前記内槽屋根の中央部に限定して配置される。

内槽屋根の外周部は、中央部に比べて傾斜がきついため、定形断熱材を安定的に支持できない可能性がある。言い換えると、定形断熱材の敷設範囲を内槽屋根の外周部にまで拡大した場合には、定形断熱材を敷設する際の施工性が悪化する可能性がある。これに対し、本態様では、定形断熱材が内槽屋根の中央部に限定して配置され、内槽屋根の外周部には定形断熱材でなく粒状断熱材が配置されるので、前記のような施工性の悪化を防止することができる。すなわち、本態様によれば、施工性に優れた構造で内槽屋根を断熱することができる。

好ましくは、前記粒状断熱材は、前記定形断熱材の外周部に対し上から重なるように配置される。

この態様では、内槽の収縮により粒状断熱材が沈降しても、定形断熱材と粒状断熱材との連続性が損なわれず、内槽屋根の一部が露出するような事態が回避される。これにより、内槽の収縮にかかわらず内槽屋根の断熱性を良好に維持することができる。

好ましくは、液化ガス貯蔵タンクは、前記内槽屋根を貫通する連通管をさらに備える。前記連通管は、その上端開口が前記断熱空間の中央部に位置するように配置される。

この態様では、液化ガスの蒸発により生じる内槽内の気相部空間と、内槽と外槽との間の空間とが、連通管を介して連通される。これにより、両空間の圧力をバランスさせることができ、圧力差に起因した応力が内槽に加わるのを回避することができる。しかも、連通管の上端開口が位置する断熱空間の中央部には定形断熱材が配置され、粒状断熱材は連通管の上端開口から離れた位置に配置されるので、粒状断熱材の一部が液化水素に混入するのを防止することができる。

好ましくは、液化ガス貯蔵タンクは、前記断熱空間を径方向に仕切る仕切部材をさらに備える。前記仕切部材は、前記連通管の上端開口を内側に含むように配置される。前記粒状断熱材は、前記仕切部材よりも外側の領域に充填される。

この態様では、粒状断熱材の一部が連通管の上端開口に向かって内側に移動することが仕切部材によって防止されるので、液化水素に粒状断熱材が混入する可能性をより低減することができる。

好ましくは、前記仕切部材は、前記外槽屋根に固定される上端部と、前記内槽屋根に対し移動可能な下端部とを有する。

この態様では、内槽の収縮時に仕切部材に大きな応力が作用するのを防止することができる。すなわち、仮に仕切部材の上端部及び下端部が外槽屋根及び内槽屋根にそれぞれ完全に固定されていた場合には、内槽の温度低下により内槽が外槽に対し大きく収縮したときに、内槽屋根と外槽屋根との位置関係が変化する結果、仕切部材に大きな応力が作用する可能性がある。これに対し、本態様では、仕切部材の上端部が外槽屋根に固定される一方で下端部は内槽屋根に対し移動可能とされるので、前記のように内槽が収縮しても仕切部材には大きな応力が作用せず、仕切部材の破損等を防止することができる。

好ましくは、前記定形断熱材は、前記仕切部材の内側かつ前記連通管の外側に敷設される内側断熱材と、前記仕切部材の外側に敷設される外側断熱材とを含む。前記仕切部材の下部は、前記内槽屋根に固定されない状態で前記内側断熱材と前記外側断熱材との間に挟まれる。

この態様では、内槽の収縮による仕切部材の応力発生を防止しつつ、定形断熱材に対する仕切部材の相対位置を一定に維持することができる。

１ ：液化ガス貯蔵タンク
３ ：外槽
４ ：内槽
３３ ：外槽屋根
４３ ：内槽屋根
４３ａ ：（内槽屋根の）中央部
４３ｂ ：（内槽屋根の）外周部
４５ ：連通管
５０ ：定形断熱材
５１ ：内側断熱材
５２ ：外側断熱材
５５ ：粒状断熱材
６０ ：フェンス（仕切部材）
ＬＨ ：液化水素（液化ガス）
Ｓ１ａ ：屋根空間部（断熱空間）

Claims (7)

1. 低温の液化ガスを貯蔵する液化ガス貯蔵タンクであって、
   上側に凸状に湾曲した内槽屋根を含みかつ前記液化ガスを内部に収容する内槽と、
   前記内槽屋根と対向する外槽屋根を含みかつ前記内槽を内部に収容する外槽と、
   前記内槽屋根と前記外槽屋根との間の断熱空間において前記内槽屋根の少なくとも中央部を覆うように敷設された保形性を有する定形断熱材と、
   前記内槽屋根の外周部を覆うように前記断熱空間に充填された流動性を有する粒状断熱材とを備えた、液化ガス貯蔵タンク。
2. 請求項１に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記定形断熱材は、前記内槽屋根の中央部に限定して配置される、液化ガス貯蔵タンク。
3. 請求項２に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記粒状断熱材は、前記定形断熱材の外周部に対し上から重なるように配置される、液化ガス貯蔵タンク。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記内槽屋根を貫通する連通管をさらに備え、
   前記連通管は、その上端開口が前記断熱空間の中央部に位置するように配置される、液化ガス貯蔵タンク。
5. 請求項４に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記断熱空間を径方向に仕切る仕切部材をさらに備え、
   前記仕切部材は、前記連通管の上端開口を内側に含むように配置され、
   前記粒状断熱材は、前記仕切部材よりも外側の領域に充填される、液化ガス貯蔵タンク。
6. 請求項５に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記仕切部材は、前記外槽屋根に固定される上端部と、前記内槽屋根に対し移動可能な下端部とを有する、液化ガス貯蔵タンク。
7. 請求項６に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
   前記定形断熱材は、前記仕切部材の内側かつ前記連通管の外側に敷設される内側断熱材と、前記仕切部材の外側に敷設される外側断熱材とを含み、
   前記仕切部材の下部が、前記内槽屋根に固定されない状態で前記内側断熱材と前記外側断熱材との間に挟まれる、液化ガス貯蔵タンク。

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