JP2023102191A - 液化ガス容器の製造方法、及び液化ガス容器 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量、かつ断熱性に優れた液化ガス容器を得る。【解決手段】繊維強化樹脂製の外側容器１８と、外側容器１８の内部に配置され、ガスバリア性を有し、繊維強化樹脂で形成され、液化水素ＬＧを貯蔵する内側容器１４と、内側容器１４に設けられ内側容器１４に液化水素ＬＧを出入りさせる口部が形成されたボス１６と、内側容器１４を外側容器１８に対して浮かせて支持することで内側容器１４と外側容器１８との間に真空断熱空間２０を形成する支持部材１８と、を有する液化ガス容器１０。【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガス容器の製造方法、及び液化ガス容器に関する。

ガスを貯蔵するガス容器が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３―２２７９９７号公報

特許文献１のガス容器は、繊維強化樹脂で形成された容器本体を備え、容器本体の内面がガスバリア層を備えた樹脂被膜で覆われており、金属製の容器に比較して軽量化が図られている。
このような構造のガス容器では、断熱性が考慮されていないため、低温の液化ガスを貯蔵するには向いていない。

本発明は上記事実を考慮し、軽量、かつ断熱性に優れた液化ガス容器を製造するための液化ガス容器の製造方法、及び液化ガス容器の提供を目的とする。

請求項１に記載の液化ガス容器の製造方法は、ボスを備えた内側容器の外面に第１の離型膜を形成する第１の離型膜形成工程と、前記第１の離型膜の外側に、溶剤によって溶解可能な樹脂製の外側マンドレル層を形成する外側マンドレル層形成工程と、前記外側マンドレル層の外面に、第２の離型膜を形成する第２の離型膜形成工程と、前記第２の離型膜の外側に、前記ボスに設けられている支持部材と接合するように外側繊維強化樹脂層を設ける外側容器形成工程と、前記外側マンドレル層を前記溶剤によって溶解除去する外側マンドレル層溶解工程と、を有する。

請求項１に記載の液化ガス容器の製造方法では、第１の離型膜形成工程で、ボスを備えた内側容器の外面に第１の離型膜が形成される。

外側マンドレル層形成工程では、第１の離型膜の外側に、溶剤によって溶解可能な樹脂製の外側マンドレル層が形成される。

第２の離型膜形成工程では、外側マンドレル層の外面に、第２の離型膜が形成される。
外側容器形成工程では、第２の離型膜の外側に、ボスに設けられている支持部材と接合するように外側繊維強化樹脂層が設けられる。この外側繊維強化樹脂層は、内側容器の外側に設けられる外側容器となる。

外側マンドレル層溶解工程では、外側マンドレル層が溶剤によって溶解除去される。これにより、内側容器と外側容器との間に空間を形成することができる。
なお、この空間は、内部の空気を吸引して真空断熱空間とすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液化ガス容器の製造方法において、前記内側容器と外側容器との間の空間を真空にする真空工程を備えている。

請求項２に記載の液化ガス容器の製造方法では、真空工程で、内側容器と外側容器との間の空間を真空にすることができ、これにより、内側容器と外側容器との間の空間を真空断熱空間とすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の液化ガス容器の製造方法において、前記内側容器を形成する工程として、溶剤によって溶解可能な樹脂製の内側マンドレルの外面にボスを設けると共に、第３の離型膜を形成する第３の離型膜形成工程と、前記第３の離型膜の外表面に前記ボスと接合するように内側繊維強化樹脂層を設ける内側容器形成工程と、前記内側マンドレルを前記溶剤によって溶解除去する内側マンドレル溶解工程と、をさらに有する。

請求項３に記載の液化ガス容器の製造方法では、第３の離型膜形成工程で、内側容器を形成する工程として、溶剤によって溶解可能な樹脂製の内側マンドレルの外面にボスを設けると共に、第３の離型膜を形成する。
内側容器形成工程では、第３の離型膜の外表面にボスと接合するように内側繊維強化樹脂層を設ける。この内側繊維強化樹脂層が、内側容器となる。
内側マンドレル溶解工程では、内側マンドレルを溶剤によって溶解除去する。これにより、内部が中空となった内側容器が形成される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液化ガス容器の製造方法において、前記内側マンドレル、及び前記外側マンドレル層は、発泡スチロールで形成されている。

請求項４に記載の液化ガス容器の製造方法では、発泡スチロールは、発泡していないスチロールに比較して、溶剤によって迅速に溶解することができる。また、スチロールは、他の合成樹脂に比較して、溶剤によって溶解しやすい。このため、発泡スチロールで形成された内側マンドレル、及び外側マンドレル層を、溶剤を用いて迅速に溶融して除去することができ、液化ガス容器の生産効率を高めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の液化ガス容器の製造方法において、前記外側容器形成工程は、前記ボスに前記支持部材を接合する接合工程を含んでいる。

請求項５に記載の液化ガス容器の製造方法では、外側容器形成工程の接合工程で、ボスに支持部材を接合することができる。

請求項６に記載の液化ガス容器は、繊維強化樹脂製の外側容器と、前記外側容器の内部に配置され、ガスバリア性を有し、繊維強化樹脂で形成され、液化ガスを貯蔵する内側容器と、前記内側容器に設けられ前記内側容器に前記液化ガスを出入りさせる口部が形成されたボスと、前記内側容器を前記外側容器に対して浮かせて支持することで前記内側容器と前記外側容器との間に真空断熱空間を形成する支持部材と、を有する。

請求項６に記載の液化ガス容器では、内側容器に液化ガスを貯蔵することができる。内側容器に設けられたボスの口部を介して液化ガスを内側容器内に入れることができ、また、内側容器に入れた液化ガスを口部を介して取り出すことができる。

内側容器と外側容器との間には、真空断熱空間が設けられているので、外側容器から内側容器に熱が伝わり難く、低温の液化ガスを貯蔵するのに好適な構造となっている。この内側容器と外側容器とは、支持部材のみで連結されており、内側容器と外側容器との物質を介した熱の伝達経路は最小限に抑えられているため、高い断熱性能が得られる。
また、内側容器と外側容器は、共に繊維強化樹脂で形成されており、内側容器と外側容器との間に断熱材等を設けていないので、内側容器と外側容器を金属で形成したり、内側容器と外側容器との間に断熱材を設けた場合に比較して液化ガス容器を軽量化できる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液化ガス容器において、前記支持部材は、前記内側容器の前記ボスに固定され、前記ボスを介して前記内側容器を前記外側容器に対して浮かせて支持している。

請求項７に記載の液化ガス容器では、内側容器の荷重が、ボス、及び支持部材を介して外側容器で支持される。

請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の液化ガス容器において、前記支持部材は、前記真空断熱空間に繋がる吸引口を備えている。

請求項８に記載の液化ガス容器では、吸引口に、配管等を介して真空ポンプを接続し、内側容器と外側容器との間の空間に介在する空気を吸引し、内側容器と外側容器との間の空間を真空断熱空間とすることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項６～請求項８の何れか１項に記載の液化ガス容器において、前記内側容器は、前記繊維強化樹脂の内部にガスバリア層が挟まれている。

請求項９に記載の液化ガス容器では、繊維強化樹脂の内部に挟まれたガスバリア層で、液化ガスが気化したガスの透過を抑制し、真空断熱空間にガスが進入して真空断熱空間の真空度が低下することを抑制できる。
また、液化ガスがガスバリア層に直接的に接触しないので、液化ガスとの接触によるガスバリア層の劣化や損傷を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の液化ガス容器において、前記ガスバリア層は、板状の結晶構造を持つ粘土鉱物が一方向に配向し且つ緻密に積層されている。

請求項１０に記載の液化ガス容器では、ガスバリア層が、板状の結晶構造を持つ粘土鉱物が一方向に配向し且つ緻密に積層された構造とされているため、ガスバリア層は、金属で形成した場合と同等のガスバリア性が得られると共に、軽量化を図ることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項６～請求項１０の何れか１項に記載の液化ガス容器において、前記内側容器は、液化水素を貯蔵する。

請求項１１に記載の液化ガス容器では、内側容器で液化水素を貯蔵することができる。

以上説明したように、本発明の液化ガス容器の製造方法によれば、軽量、かつ断熱性に優れた液化ガス容器を効率的に製造することができる、という優れた効果を有する。

また、本発明の液化ガス容器は、軽量、かつ断熱性に優れており、液化ガスを貯蔵するのに好適に使用することができる、という優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る液化ガス容器を示す軸線に沿った断面図である。 口金、及び支持部材の分解した状態を示す軸線に沿った断面図である。 支持部材を示す平面図である。 （Ａ）～（Ｃ）は高圧ガス容器の製造工程を示す説明図であり、（Ｄ）は内側マンドレルと内側容器の一部を示す断面図である。 内側マンドレルを溶解している状態を示す内容器の断面図である。 離型膜を形成した内側容器を示す側面図である。 外側マンドレル層を設けた内側容器を示す断面図である。 離型膜を形成した内側容器を示す側面図である。 外側マンドレル層の外側に形成された外側容器を示す側面図である。 外側マンドレル層を溶解している状態を示す容器の断面図である。 （Ａ）は第２の実施形態に係る液化ガス容器を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）は軸方向から見たバッフルの平面図である。 （Ａ）は第２の実施形態に係る液化ガス容器の製造途中を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）～（Ｄ）は、スペーサーのバリエーションを示す平面図である。 （Ａ）は第３の実施形態に係る液化ガス容器を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）は軸方向から見たバッフルの平面図である。 第４の実施形態に係る液化ガス容器を示す軸線に沿った断面図である。 第４の実施形態に係る液化ガス容器を示す軸線に対して直角な断面図である。 他の実施形態に係る支持部材を備えた液化ガス容器を示す軸線に対して直角な断面図である。

［第１の実施形態］
図１～図１０を用いて、本発明の第１の実施形態に係る液化ガス容器１０について説明する。
（全体構成）
図１に示すように、本実施形態の液化ガス容器１０は、繊維強化樹脂製の外側容器１２と、外側容器１２の内部に配置され、液化ガスの一例としての液化水素ＬＧを貯蔵可能する繊維強化樹脂製の内側容器１４と、内側容器１４に設けられ液化ガスの出し入れを行う一対のボス１６と、内側容器１４を外側容器１２に対して浮かせて支持する一対の支持部材１８等を含んで構成されており、内側容器１４と外側容器１２との間に真空断熱空間２０が形成されている。

（内側容器）
本実施形態の内側容器１４は、一定径に形成された筒部１４Ａの両端部に鏡部１４Ｂが一体的に形成されており、各々の鏡部１４Ｂの中央にボス１６が設けられている。

本実施形態の内側容器１４は、一例として、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）で形成されており、図４（Ｄ）に示すように、ＣＦＲＰ層２２の内部にはガスバリア層２４が埋設されている。

ＣＦＲＰ層２２は、一例として、一般的に知られているフィラメントワインディング法で形成したり、プリプレグを用いて形成することができる。

ＣＦＲＰ層２２において用いられるマトリックス樹脂は、特に限定されないが、具体例として、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂の予備重合樹脂、ビスマレイミド樹脂、アセチレン末端を有するポリイミド樹脂及びポリイソイミド樹脂、ナジック酸末端を有するポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらは１種又は２種以上の混合物として用いることもできる。中でも、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂が、特に好ましい。これらの熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤以外に、通常用いられる着色剤や各種添加剤等が含まれていてもよい。

また、本発明において用いられるマトリックス樹脂のうち熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリアリーレンオキシド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ乳酸なる群から選ばれた１種若しくは２種以上の樹脂が挙げられる。また、用途によっては、一部熱硬化性樹脂と混合して用いることもできる。中でも、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたポリアミド樹脂やアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂が、特に好ましい。これらの熱可塑性樹脂には、通常用いられる着色剤や各種添加剤等が含まれていても良い。

プリプレグの製造法は特に限定されないが、公知の方法、例えば、シート状の炭素繊維強化材に、溶融した熱可塑性樹脂を含浸させる方法（溶融含浸法）、パウダー化した熱可塑性樹脂を流動床法や懸濁法によって塗布・融着させる方法、熱可塑性樹の溶液を繊維強化材に含浸させた後、溶媒を除去する方法を採用することができる。好ましいのは、溶融含浸法であり、中でも、フィルム状の樹脂と繊維強化材を重ね合わせて供給し、連続的にベルトの間で加熱・加圧して樹脂を溶融すると共に強化繊維に含浸させる方法である。これらの熱可塑性樹脂は、プリプレグ中の樹脂含量として１０～９０質量％、より好ましくは２０～６０質量％の範囲で用いられる。

（ガスバリア層）
本実施形態のガスバリア層２４は、主体が粘土層からなり、その基本構成は、厚さ約１ｎｍ、粒子径約１μｍ、アスペクト比約３００程度の天然又は合成の膨潤性粘土の結晶、あるいは膨潤性粘土を有機化処理した有機化粘土の結晶が約７０質量％以上と、分子の大きさ数ｎｍ以下の天然又は合成の低分子・高分子の有機添加物が約３０質量％以下の構成からなる。ここで有機化処理とは、シリル化処理あるいは有機イオン交換処理を意味し、本実施形態においては、かくして得られたものも粘土鉱物に含むものとする。

この粘土層は、層状結晶を、同じ向きに配向させて重ねて緻密に積層することで作製される。得られた粘土層は、粘土層の膜厚が３～１００μｍであり、ガスバリア性能は、粘土層の厚さ３０μｍで酸素透過度０．１ｃｃ／ｍ^２／２４ｈｒ／ａｔｍ未満、水素透過度０．１ｃｃ／ｍ^２／２４ｈｒ／ａｔｍ未満であり、面積は１００×４０ｃｍ以上に大面積化することが可能であり、粘土層に対して、垂直方向の直流電気抵抗は１メガΩ以上である。

粘土としては、天然、あるいは合成物、好ましくは、天然スメクタイト及び合成スメクタイトの何れか、あるいは有機化粘土又はそれらの混合物を用い、これを、溶媒に加え、希薄で均一な分散液を調製する。粘土として、雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト及びノントロナイトからなる群のうちの一種以上を用いることができる。粘土分散液の濃度は、好適には０．５～１５質量％、より好ましくは、１～１０質量％である。

次に、固体状又は液体状の有機添加物を、粘土分散液に加え、均一な分散液を調製する。有機添加物としては、粘着粘土膜のフレキシビリティー、あるいは機械的強度を向上させる、粘土と均一に混合するものであれば、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、グリセリン等の低分子化合物、デキストリン、澱粉、ゼラチン、寒天、小麦粉、グルテン等の天然物、後述のマトリックス樹脂として用いられる熱硬化性や熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニル樹脂、シリコン樹脂が好ましい。有機添加物の添加の割合は、粘土鉱物に対して３～３０質量％、好ましくは４～２０質量％である。粘土分散液と有機添加物を混合する順序は、溶剤に粘土を加えた後に有機添加物を加えることも可能であり、その逆も可能である。また、粘土分散液と有機添加物溶液を別々に作製しておき、両者を混合することも可能である。

粘土層の作製方法としては、例えば、分散液である液体を基材（ＣＦＲＰ層２２）の上でゆっくりと蒸発させ、膜状に成形する。乾燥は、例えば、強制送風式オーブン中で３０～１００℃の温度条件下、好ましくは３０～５０℃の温度条件下で、１０分間～半日間程度、好ましくは１０分間～５時間、乾燥して粘土層が得られる。

（外側容器）
図１に示すように、外側容器１２は、内側容器１４の外側に間隔を開けて配置されている。外側容器１２は、一例として、内側容器１４と同様のＣＦＲＰで形成されているがガスバリア層２４は設けられていない。
（ボス）
ボス１６は、内側容器１４の長手方向両端側に設けられている。図１に示すように、図面下側のボス１６と図面上側のボス１６とは同一構成であるので、代表して上側のボス１６について説明する。

図１、及び図２に示すように、本実施形態のボス１６は、一例としてアルミニウム、またはアルミニウ合金でリング状に形成されている。ボス１６は、一定外径の本体部１６Ａを備え、本体部１６Ａの内側容器側の端部には、内側容器１４の鏡部１４Ｂの内面形状に沿って湾曲した外フランジ１６Ｂが一体的に形成されている。

本体部１６Ａの外周面、及び外フランジ１６Ｂに、内側容器のＣＦＲＰ層２２が接着されている。なお、外フランジ１６Ｂは、必要に応じて設ければよく、無くてもよい。

本体部１６Ａには、大径孔２６が形成されており、大径孔２６の底部２６Ａに口部の一例としての小径孔２８が形成されている。

本体部１６Ａの上端（内側容器側とは反対側の端部）には、内周側に、後述する支持部材１８を取り付けるための複数の螺子孔３０が、周方向に等間隔で形成されている。

本体部１６Ａの上端には、螺子孔３０よりも外周側に、Ｏリング溝３２が形成されている。Ｏリング溝３２には、Ｏリング３４が嵌め込まれている。Ｏリング３４は、液化水素等の低温でもシール性が得られる公知の極低温用のものが使用されている。

大径孔２６の環状の底部２６Ａには、内周側にＯリング溝３６が形成されており、Ｏリング溝３６の外周側に、複数の螺子孔３８が周方向に等間隔で形成されている。Ｏリング溝３６には、Ｏリング４０が嵌め込まれている。

大径孔２６の内部には、アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成された円板状の内蓋４２が配置されている。内蓋４２の中央には、後述する配管９０を接続する継手４３が取り付けられており、内蓋４２の外周側には、ボス１６の螺子孔３８と対向する位置に、貫通孔４４が形成されている。

内蓋４２は、貫通孔４４を貫通させたボルト４６をボス１６の螺子孔３８に締め付けることでボス１６に固定され、小径孔２８を塞いでいる。また、内蓋４２と大径孔２６の底部２６Ａとの間の隙間は、Ｏリング４０によってシールされている。

（支持部材）
次に、ボス１６に取り付けられている支持部材１８について説明する。
本実施形態の支持部材１８は、一例としてアルミニウム、またはアルミニウム合金でリング状に形成されている。

図２、及び図３に示すように、支持部材１８は、ボス１６と接続する内リング４８と、内リング４８の外側に設けられ外側容器１２に取り付けられる外リング５０と、内リング４８と外リング５０とを連結する連結部５１とを備えている。
本実施形態の連結部５１は、図２，３に示すように、幅広、かつ肉厚の柱状に形成され、周方向に等間隔で３か所設けているが、連結部５１の形状、及び数は必要に応じて変更可能である。連結部５１と連結部５１との間の円弧形状の開口部分は、後述する発泡スチロール製の外側マンドレル層８６を溶解するための溶剤を流し込む入口、及び発泡スチロールを溶解した後の溶剤を排出させるための出口となる。

内リング４８の上面には、外周側にＯリング溝５２が形成されており、Ｏリング溝５２の内周側に、複数の螺子孔５４が周方向に等間隔で形成されており、螺子孔５４よりも内周側には、複数の貫通孔５６が周方向に等間隔で形成されている。Ｏリング溝５２には、Ｏリング５８が嵌め込まれている。

内リング４８は、ボス１６の上面に配置されており、内リング４８の貫通孔５６を貫通させたボルト６０をボス１６の上端に形成された螺子孔３０に締め付けることで、内リング４８がボス１６に固定されている。内リング４８とボス１６との間の隙間は、Ｏリング３４によってシールされている。

外リング５０は、一定外径の本体部５０Ａを備え、本体部５０Ａ下端（外側容器側）には、外側容器１２の鏡部１２Ｂに沿って湾曲した外フランジ５０Ｂが形成されている。本体部５０Ａの外周面、及び外フランジ５０Ｂには、外側容器１２が接着されている。なお、外フランジ５０Ｂは、必要に応じて設ければよく、無くてもよい。

外リング５０の上端には、内周側にＯリング溝６１が形成されており、Ｏリング溝６１の外周側に、複数の螺子孔６２が周方向に等間隔で形成されている。Ｏリング溝６１には、Ｏリング６４が嵌め込まれている。

内リング４８の上端、及び外リング５０の上端は、同一平面上にあり、これらの上部には、一例としてアルミニウム、またはアルミニウム合金で構成されたリング状の外蓋６６が配置されている。

外蓋６６には、内リング４８の螺子孔５４に対向する位置に貫通孔６８が形成されており、外リング５０の螺子孔６２に対向する位置に貫通孔７０が形成されている。

外蓋６６の貫通孔６８を貫通させたボルト７２を内リング４８の螺子孔５４に締め付けると共に、外蓋６６の貫通孔７０を貫通させたボルト７４を外リング５０の螺子孔６２に締め付けることで、外蓋６６が支持部材１８に固定されている。また、外蓋６６と内リング４８との間の隙間はＯリング５８でシールされ、外蓋６６と外リング５０との間の隙間はＯリング６４でシールされている。

外蓋６６には、吸引口の一例としての継手７６が取り付けられている。
継手７６には、真空ポンプ（図示せず）に接続された配管７８が着脱可能とされており、内部には逆止弁（図示せず）が内蔵されている。逆止弁は、内側容器１４と外側容器１２との間の空間内の空気を容器外へ吸引する際には開状態となり、容器外から該空間内へ進入しようとする空気の流れは阻止するようになっている。なお、逆止弁に代えて、開閉弁を設けてもよい。

なお、本実施形態の液化ガス容器１０は、ボス１６、及び支持部材１８を、グラスウール、ロックフール等の無機繊維系や、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、発泡スチロール等の発泡樹脂系の断熱材７９で覆ってもよい。本実施形態の液化ガス容器１０において、断熱材７９の種類は特に問わない。

ボス１６、及び支持部材１８を断熱材７９で覆うことで、外界の熱が支持部材１８、及びボス１６に伝達することが抑制され、外界の熱が支持部材１８、及びボス１６を介して液化水素ガスに伝達することが抑制される。

（液化ガス容器の製造方法）
次に、本実施形態の液化ガス容器１０の製造工程（１）～（１０）を図４乃至図１０にしたがって説明する。
（１） 図４（Ａ）に示すように、内側容器１４の内部空間と同一形状とされた、円柱状の内側マンドレル８０を、溶解可能な樹脂の一例としての発泡スチロールで形成し、長手方向両端部にボス１６を接着剤等で仮止めする。

（２） 図４（Ｂ）に示すように、内側マンドレル８０の表面に内側マンドレル８０とＣＦＲＰとの固着を防止するための離型剤を塗布し、離型剤を固化させて内側マンドレル８０の表面に離型膜８２を形成する。離型剤としては、一例として、シリコーン系シール材、ニトフィックス（株式会社アクシスの極低温用接着剤の商品名）などを用いることができる。離型膜８２は、本発明の第３の離型膜に相当する。

（３） 図４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、内側マンドレル８０の離型膜８２の表面、及びボス１６の外フランジ１６Ｂを覆うように、内側のＣＦＲＰ層２２、ガスバリア層２４、及び外側のＣＦＲＰ層２２を順に形成し、内側容器１４を形成する。なお、ＣＦＲＰが接触するボス１６の外周面、及び外フランジ１６Ｂには、ＣＦＲＰとの接着強度を増すために、レーザー加工、サンドブラスト、エッチングなどの公知の粗面化処理を行い、表面に微小な凹凸を形成して表面を粗面化することが好ましい。
外フランジ１６ＢとＣＦＲＰとを接着する場合の接着剤は、本実施形態では、液化水素ＬＧの温度で接着強度が低下しないもの、言い換えれば液化水素ＬＧの温度で必要な接着強度を確保できるものを選択して使用する。

（４） 図５に示すように、内側容器１４を縦に配置し、上側のボス１６から発泡スチロールを溶解させる溶剤（樹脂を溶解する薬剤を含んでいてもよい）を流し込み、内側マンドレル８０を溶解させ、発泡スチロールを溶かした後の溶剤Ｓを、下側のボス１６を介して外部に排出する。これにより、中空の内側容器１４が完成する。
溶剤Ｓとしては、アセトン、スチレン、トルエン、ベンジン、リモネン等の公知のものを適宜選択して使用することができる。

（５） 図６に示すように、内側容器１４の外面に離型剤を塗布し、離型剤を固化させて内側容器１４の外面に離型膜８４を形成する。この離型膜８４は、本発明の第１の離型膜に相当する。

（６） 図７に示すように、ボス１６に支持部材１８を取り付け、その後、内側容器１４の離型膜８４を覆うように、発泡スチロールで一定厚さの外側マンドレル層８６を形成する。外側マンドレル層８６は、真空断熱空間２０と同一形状に形成される。

（７） 図８に示すように、外側マンドレル層８６の表面に、外側マンドレル層８６とＣＦＲＰとの固着を防止するための離型剤を塗布し、離型剤を固化させて離型膜８８を形成する。この離型膜８８は、本発明の第２の離型膜に相当する。

（８） 図９に示すように、外側マンドレル層８６の離型膜８８の表面、及び支持部材１８の外フランジ５０Ｂを覆うようにＣＦＲＰを形成する。なお、ＣＦＲＰが接触する支持部材１８の外フランジ５０Ｂ、及び支持部材１８の外リング５０の外周面には、ＣＦＲＰとの接着強度を増すために、レーザー加工などで、表面に微小な凹凸を形成することが好ましい。

（９） 図１０に示すように、支持部材１８の内リング４８と外リング５０との間の隙間から発泡スチロールを溶解させる溶剤を流し込み（矢印Ｂ参照））、外側マンドレル層８６を溶解させ、発泡スチロールを溶かした溶剤Ｓを、下側の支持部材１８の内リング４８と外リング５０との間の隙間を介して外部に排出する。これにより、内側容器１４と外側容器１２との間に真空断熱空間２０となる空間が形成される。

（１０） ボス１６に内蓋４２を取り付け、ボス１６と支持部材１８に外蓋６６を取り付け、その後、外蓋６６の継手７６に図示しない真空ポンプに接続された配管７８を接続し、内側容器１４と外側容器１２との間の空間を真空にすることで、該空間を真空断熱空間２０とすることができ、これにより、液化ガス容器１０が完成する。
なお、必要に応じてボス１６、及び支持部材１８を断熱材７９で覆う。

（作用、効果）
本実施形態の液化ガス容器１０では、一例として、上側のボス１６の継手４３に配管９０を接続し、下側のボス１６の継手４３に配管９２を接続し、上側の配管９０から液化水素を容器内に流入させ、下側の配管９２から容器内の液化水素を排出することができる。

本実施形態の液化ガス容器１０では、内側容器１４と外側容器１２との間に、真空断熱空間が設けられているので、外側容器１２から内側容器１４に熱が伝わり難く、低温の液化ガス、一例として、液化水素を貯蔵するのに好適な構造となっている。

内側容器１４と外側容器１２とは、支持部材１８とボス１６のみで連結されており、内側容器１４と外側容器１２との物質を介した熱の伝達経路は最小限に抑えられているため、高い断熱性能が得られる。

内側容器１４と外側容器１２は、共に繊維強化樹脂であるＣＦＲＰで形成されており、内側容器１４と外側容器１２との間には断熱材等を設けていないので、内側容器１４と外側容器１２を金属で形成したり、内側容器１４と外側容器１２との間に断熱材を設けた場合に比較して液化ガス容器１０を軽量化できる。

本実施形態の液化ガス容器１０では、内側容器１４を構成するＣＦＲＰ層２２の内部に挟まれたガスバリア層２４で、水素ガスの透過を抑制し、真空断熱空間２０に水素ガスが進入して真空断熱空間２０の真空度が低下することを抑制できる。

また、内側容器１４に貯蔵した液化水素がガスバリア層２４に直接的に接触しないので、液化水素との接触によるガスバリア層２４の劣化や損傷を抑制することができる。

本実施形態のガスバリア層２４は、板状の結晶構造を持つ粘土鉱物が一方向に配向し且つ緻密に積層された構造とされているため、金属で形成した場合と同等のガスバリア性が得られると共に、軽量化を図ることができる。

外蓋６６には、逆止弁が内蔵された継手７６が取り付けられているので、何らかの原因で真空断熱空間２０の真空度が低下した場合に、継手７６に配管７８を介して真空ポンプを接続し、真空断熱空間内に介在する気体を吸引し、真空断熱空間２０の真空度を上げることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る液化ガス容器９４について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態の液化ガス容器９４は、内部に液化水素ＬＧのスロッシング（液面揺動）を抑制するバッフル９６を備えている。
なお、本実施形態の液化ガス容器９４は、バッフル９６以外の構成は、第１の実施形態の液化ガス容器１０と基本的には同様な構成であるが、比較的大型に形成されているものである。一例として、液化ガス容器９４としては、ボス１６、及び支持部材１８を、外側容器１２、及び内側容器１４に対して相対的に大径にすると共に、小径孔２８をマンホールのように大径とし、作業員が内部に入れる程度の大きさに形成することができる。

図１１（Ａ）に示すように、本実施形態の液化ガス容器９４では、内側容器１４と外側容器１２との間にはリング状のスペーサー９８が介在しており、内側容器１４は、ボス１６、支持部材１８、外蓋６６、及びスペーサー９８によって外側容器１２に支持されている。なお、図１１（Ａ）では、離型膜について図示を省略している。

下側の内蓋４２には、バッフル９６が取り付けられている。図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、バッフル９６は、円筒状の本体９６Ａを備え、本体９６Ａの外周面には、軸方向から見て円弧状に形成された翼部９６Ｂがヒンジ１００を介して複数取り付けられている。本体９６Ａ、及び翼部９６Ｂには、各々複数の孔１０２が形成されている。

翼部９６Ｂは、本体９６Ａの外周面と同様の曲率半径で湾曲しており、液化ガス容器９４の内部に挿入する際には、２点鎖線で示す様に翼部９６Ｂを本体９６Ａの外周面に接するように折り畳むことが可能となっている。

図１１（Ｂ）の二点鎖線で示すように、翼部９６Ｂを折り畳んだ状態のバッフル９６の直径ｄは、ボス１６の小径孔２８の内径Ｄよりも小さい。したがって、バッフル９６は、翼部９６Ｂを折り畳んでボス１６の小径孔２８を介して内側容器１４の内部に挿入することができる。

内側容器１４にバッフル９６を挿入した後、図１１（Ｂ）の実線で示すように、内側容器１４の内部で翼部９６Ｂを開くことができる。なお、翼部９６Ｂは、開いた状態で動かないように、接着、溶接、ねじ止め、その他の手段で本体９６Ａに固定する。

図１１（Ａ）に示すように、液化水素ＬＧの液面Ｌｓの上に空間（気相部）Ｓがある場合、液化ガス容器９４が搬送中に揺れると液面Ｌｓが揺動する場合があるが、本実施形態の液化ガス容器９４では、内側容器１４の内部にバッフル９６が設けられているため、液面Ｌｓの揺動、即ちスロッシングを抑制することができる。

本実施形態の液化ガス容器９４を製造するにあたっては、図１２（Ａ）に示すように、内側容器１４の外側にスペーサー９８を取り付けて外側マンドレル層８６を形成する。なお、スペーサー９８には、外側マンドレル層８６を溶解する溶剤、及び溶解した外側マンドレル層８６を流すために、図１２（Ａ）に示すように複数の孔９８Ａを形成したり、図１２（Ｂ）に示すように、外周に切欠９８Ｂを形成したり、図１２（Ｃ）に示すように、内周に切欠９８Ｃが形成されている。なお、図示は省略するが、スペーサー９８を周方向に複数に分割してもよい。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る液化ガス容器９４について説明する。なお、本実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、第２の実施形態と同一構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施形態の液化ガス容器９４では、第２の実施形態とは形状の異なるバッフル１０４が設けられている。
バッフル１０４は、断面十字形状の柱１０４Ａと、柱１０４Ａの側部に固定された複数の翼部１０４Ｂとを備えている。

バッフル１０４の最大幅Ｌは、ボス１６の小径孔２８の内径Ｄよりも小さい。したがって、バッフル１０４は、ボス１６の小径孔２８を介して内側容器１４の内部に挿入することができる。なお、翼部１０４Ｂには、複数の孔１０６が形成されている。

本実施形態の液化ガス容器９４も、内側容器１４の内部にバッフル１０４が設けられているため、液面Ｌｓの揺動、即ちスロッシングを抑制することができる。
なお、ボス１６の小径孔２８が小さい場合は、柱１０４Ａと翼部１０４Ｂとを分解した状態で液化ガス容器９４の内部に搬入し、内部で柱１０４Ａに翼部１０４Ｂを取り付けるようにしてもよい。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係る液化ガス容器９４について説明する。なお、本実施形態も、第２の実施形態の変形例であり、第２の実施形態と同一構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

図１４、及び図１５に示すように、本実施形態の液化ガス容器９４では、内側容器１４の内周面に、複数のリングバッフル１０８が軸方向に間隔を開けて取り付けられている。

本実施形態のリングバッフル１０８の外径ｄは、ボス１６の小径孔２８の内径Ｄよりも大きい。したがって、リングバッフル１０８は、内側容器１４に挿入する前は、一例として、図１５に２点鎖線で示すように、２分割（なお、３分割以上であってもよい）された状態であり、小径孔２８から挿入可能に分割したリングバッフル１０８を内側容器１４の内部でリング状に接合し、かつ内側容器１４の内周面に接合している。
本実施形態の液化ガス容器９４は、一例として、内部に作業員が入れる程度の比較的大型のものであり、分割したリングバッフル１０８は、作業員が内部で内側容器１４に組み付けることができる。

本実施形態の液化ガス容器９４では、内側容器１４の内周部にリングバッフル１０８が設けられているため、液面Ｌｓの揺動、即ちスロッシングを抑制することができる。

なお、第２実施形態～第４実施形態では、内側容器１４の外周と外側容器１２の内周とをリング状のスペーサー９８で繋げて内側容器１４を支持するようにしたが、図１６に示すように、円柱状など、複数のブロック状の支持部材１１０で内側容器１４の外周と外側容器１２の内周とを繋げて内側容器１４を支持するようにしてもよい。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

上記実施形態では、内側マンドレル８０、及び外側マンドレル層８６を発泡スチロールで形成し、発泡スチロールを溶剤で溶かしたが、内側マンドレル８０、及び外側マンドレル層８６は、溶剤で溶ける材料であればよく、塩化ビニールなど、スチロール以外の樹脂で形成されていてもよく、溶剤で溶け易ければ発泡していなくてもよい。

上記実施形態では、液化ガス容器１０が筒状に形成されていたが、液化ガス容器１０の形状は筒状に限らず、球形等、他の形状であってもよい。

上記実施形態では、筒状に形成された液化ガス容器１０の両端部にボス１６、及び支持部材１８が設けられていたが、ボス１６、及び支持部材１８の数は必要（使用形態）に応じて増減でき、少なくとも一つあればよく、場合によっては３つ以上設けてもよい。

上記実施形態では、内側容器１４を外側容器１２に対して浮かせて支持するために環状の支持部材１８をボス１６に取り付けたが、支持部材１８の形状は環状に限らず、また支持部材１８は、内側容器１４を外側容器１２に対して浮かせて支持できればボス１６以外の部位に取り付けられていてもよく、内側容器１４に直付けされていてもよい。

上記実施形態では、ボス１６、及び支持部材１８をアルミニウム、またはアルミニウム合金で構成したが、液化ガスの貯蔵に適していれば、ボス１６、及び支持部材１８は、他の金属材料で構成してもよく、金属材料よりも熱伝導率の低いセラミックや合成樹脂等の非金属材料で構成してもよい。

上記実施形態では、繊維強化樹脂としてＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いたが、必要に応じてＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）等、ＣＦＲＰ以外の公知のものを用いてもよい。

液化ガス容器１０は、図１に示すように、鉛直の姿勢で使用することに限らず、水平で使用してもよく、傾斜させて使用してもよい。図１に示す構造の液化ガス容器１０を水平または傾斜させて使用する場合には、容器内に容器の底（容器内で最も低い部分）に届く配管を配し、該配管を継手４３に接続すれば、配管９２を用いて容器内の液化ガスを吸引することができる。

液化ガス容器１０を水平や傾斜した姿勢で使用する場合、内側容器１４に多量の液化ガスを貯蔵する場合は、図１に示すように、内側容器１４の両端を外側容器１２に対して両持ちで支持することが好ましい。

上記実施形態では、内側マンドレル８０を溶解した後、別工程で外側マンドレル層８６を溶解したが、内側マンドレル８０を外側マンドレル層８６と同じ工程（上記（９）の工程）で溶解してもよく、内側マンドレル８０の溶解工程、及び外側マンドレル層８６の溶解工程の順番は、必要に応じて適宜変更することができる。

離型膜８２、離型膜８４、及び離型膜８８は、マンドレルを溶解する際に溶剤で除去されてもよい。

上記実施形態では、ガスバリア層２４が粘土層を主体とするものであったが、ガスバリア層２４は、繊維強化樹脂よりもガスバリア性がよければ、合成樹脂、金属等の粘土以外の物質で形成されていてもよい。

上記実施形態では、内側マンドレル８０を用いて内側容器１４を形成していたが、内側容器１４は、内側マンドレル８０を用いない他の方法で形成してもよい。

上記実施形態では、外蓋６６には継手７６が取り付けられていたが、継手７６は必要に応じて設ければよく、外側容器１２と内側容器１４との間の空間から空気を吸引可能する吸引口（孔）が形成されていればよい。空気を吸引した後に、外蓋６６に形成した吸引口（孔）を塞ぐようしてもよい。

液化ガス容器１０は、液化水素に限らず、液化ヘリウム、液化窒素、液化酸素、ＬＮＧ（液化天然ガス）等の液化水素以外の液化ガスや、液化ガス以外の各種液体を貯蔵することもできる。

上記液化ガス容器１０、液化ガス容器９４は、一例として、直径及び長さが数百ミリ程度の比較的小型のものから、数メートル～数十メートルの比較的大型のものが想定される。

また、大型の液化ガス容器９４の場合、バッフル９６、バッフル１０４、リングバッフル１０８、スペーサー９８等を用いることが好ましい。さらに、外側容器１２、内側容器１４には、必要に応じて軸方向に延びる竜骨状（リブ状）の補強を設けてもよい。

１０ 液化ガス容器
１２ 外側容器
１４ 内側容器
１６ ボス
１８ 支持部材
２０ 真空断熱空間
２４ ガスバリア層
７６ 継手（吸引口）
８０ 内側マンドレル
８２ 離型膜（第３の剥離膜）
８４ 離型膜（第１の剥離膜）
８６ 外側マンドレル層
８８ 離型膜（第２の剥離膜）
９４ 液化ガス容器
ＬＧ 液化水素（液化ガス）

Claims (11)

1. ボスを備えた内側容器の外面に第１の離型膜を形成する第１の離型膜形成工程と、
   前記第１の離型膜の外側に、溶剤によって溶解可能な樹脂製の外側マンドレル層を形成する外側マンドレル層形成工程と、
   前記外側マンドレル層の外面に、第２の離型膜を形成する第２の離型膜形成工程と、
   前記第２の離型膜の外側に、前記ボスに設けられている支持部材と接合するように外側繊維強化樹脂層を設ける外側容器形成工程と、
   前記外側マンドレル層を前記溶剤によって溶解除去する外側マンドレル層溶解工程と、 を有する液化ガス容器の製造方法。
2. 前記内側容器と外側容器との間の空間を真空にする真空工程を備えている、
   請求項１に記載の液化ガス容器の製造方法。
3. 前記内側容器を形成する工程として、
   溶剤によって溶解可能な樹脂製の内側マンドレルの外面にボスを設けると共に、第３の離型膜を形成する第３の離型膜形成工程と、
   前記第３の離型膜の外表面に前記ボスと接合するように内側繊維強化樹脂層を設ける内側容器形成工程と、
   前記内側マンドレルを前記溶剤によって溶解除去する内側マンドレル溶解工程と、
   をさらに有する、請求項１または請求項２に記載の液化ガス容器の製造方法。
4. 前記内側マンドレル、及び前記外側マンドレル層は、発泡スチロールで形成されている、
   請求項３に記載の液化ガス容器の製造方法。
5. 前記外側容器形成工程は、前記ボスに前記支持部材を接合する接合工程を含んでいる、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の液化ガス容器の製造方法。
6. 繊維強化樹脂製の外側容器と、
   前記外側容器の内部に配置され、ガスバリア性を有し、繊維強化樹脂で形成され、液化ガスを貯蔵する内側容器と、
   前記内側容器に設けられ前記内側容器に前記液化ガスを出入りさせる口部が形成されたボスと、
   前記内側容器を前記外側容器に対して浮かせて支持することで前記内側容器と前記外側容器との間に真空断熱空間を形成する支持部材と、
   を有する液化ガス容器。
7. 前記支持部材は、前記内側容器の前記ボスに固定され、前記ボスを介して前記内側容器を前記外側容器に対して浮かせて支持している、
   請求項６に記載の液化ガス容器。
8. 前記支持部材は、前記真空断熱空間に繋がる吸引口を備えている、
   請求項６または請求項７に記載の液化ガス容器。
9. 前記内側容器は、前記繊維強化樹脂の内部にガスバリア層が挟まれている、
   請求項６～請求項８の何れか１項に記載の液化ガス容器。
10. 前記ガスバリア層は、板状の結晶構造を持つ粘土鉱物が一方向に配向し且つ緻密に積層されている、
    請求項９に記載の液化ガス容器。
11. 前記内側容器は、液化水素を貯蔵する、
    請求項６～請求項１０の何れか１項に記載の液化ガス容器。