JP5244963B2

JP5244963B2 - 低温流体用貯蔵タンク

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Publication number: JP5244963B2
Application number: JP2011284207A
Authority: JP
Inventors: 憲治中道; 誠一郎木村; 勇一木原; 卓伸神谷; 亮中村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-04-20
Also published as: JP2012057801A

Description

本発明は、低温の固液二相流体を貯蔵しておくための低温流体用貯蔵タンクに関するものである。

従来、低温の流体（例えば、液体水素や液体窒素等）を貯蔵しておく低温流体用貯蔵タンクとしては、その内部に低温流体貯蔵槽を備えるものが知られている（たとえば、非特許文献１参照）。

ダブリュー・ペシュカ（W PESCHKA）著、「ザ・フューチャー・クリョフューエル・イン・インターナル・コンバッション・エンジンズ（The future cryofuel in internal combustion engines）」、（英国）、イント・ジェイ・ハイドロジェン・エナジー（Int．J．Hydrogen Energy）、Vol23、No．1、p．27−43、1998

このような低温流体貯蔵槽の内部には、液体状態の低温流体（あるいは液体状態の低温流体と気体状態の低温流体とが混じり合ったもの）が貯蔵されるようになっている。このとき、低温流体貯蔵槽内における低温流体の温度は、例えば液体水素の場合、約２０．３Ｋであり、低温流体が気化（ボイルオフ）してしまう割合は、一日当たり約３〜５％となって、低温流体の蒸発量をこれ以上に低く抑えるのは困難であった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低温流体貯蔵槽内における低温流体の気化（ボイルオフ）を低減させることができる低温流体用貯蔵タンクを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクは、低温の固液二相流体が貯蔵される低温流体貯蔵槽と、この低温流体貯蔵槽が収容される真空断熱槽とを備えた低温流体用貯蔵タンクであって、前記低温流体貯蔵槽の内面に輻射シールド板を備えるとともに、前記低温流体貯蔵槽の内部に、前記固液二相流体を液相と固相とに分離する分離手段を備えてなり、かつ、前記固液二相流体の固相と前記輻射シールド板とが、前記輻射シールド板に連結された熱伝導部材を介して熱的に結合されている。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクによれば、例えば、図２に示すように、輻射による侵入熱は、輻射シールド板および熱伝導部材を介して固相に伝達され、固相の融解熱により吸収されて、液相への入熱が防止されることとなる。また、液相よりも温度の低い固相は、液相を冷却して、液相の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽内に貯蔵された液相の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

上記低温流体用貯蔵タンクにおいて、前記輻射シールド板が前記固液二相流体の液相に漬かるように構成されているとさらに好適である。

このような低温流体用貯蔵タンクによれば、例えば、図３に示すように、固相と液相とが、熱伝導部材および輻射シールド板を介して熱的に結合（接続）されており、液相が固相によりさらに冷却されることとなり、液相の温度がさらに低下させられることとなる。また、輻射による侵入熱は、輻射シールド板および熱伝導部材を介して固相に伝達され、固相の融解熱により吸収されて、液相への入熱が防止されることとなる。すなわち、低温流体貯蔵槽内に貯蔵された液相の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなり、これにより液相が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。

本発明によれば、低温流体貯蔵槽内における低温流体の気化（ボイルオフ）を低減させることができるという効果を奏する。

本発明の第１参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、（ａ）は長手方向に沿って切った断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図である。本発明の第１実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。本発明の第２実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。本発明の第２参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、（ａ）は長手方向に沿って切った断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。本発明の第３参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。本発明の第４参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。本発明の第５参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。本発明の第６参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。本発明の第７参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。本発明の第８参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。本発明の第９参考実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの低温流体貯蔵槽だけを取り出した図であって、その内部が見えるように描いた斜視図である。

以下、本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第１参考実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、（ａ）は長手方向に沿って切った断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図である。

図１に示すように、低温流体用貯蔵タンク１０は、真空断熱槽１１と、低温流体貯蔵槽１２と、分離手段１３とを有するものである。
真空断熱槽１１は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が取り付け（貼り付け）られた容器であり、この真空断熱槽１１内には、低温流体貯蔵槽１２が収容されている。
低温流体貯蔵槽１２は、その内部に低温（例えば、１６Ｋ）の固液二相流体（例えば、液体水素とスラッシュ水素（スラッシュ状の流体：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）と混じり合ったもの）を貯蔵するものであり、この低温流体貯蔵層１２内には、分離手段１３が収容されている。

分離手段１３は、低温流体貯蔵槽１２内の空間を内外に二分し、かつ、低温流体貯蔵槽１２内に貯蔵された固液二相流体を、液相（例えば、液体水素）１４と固相（例えば、固体水素）１５とに分離する、例えば、金属製（ステンレスやアルミニウム合金等）のメッシュ部材である。そして、分離手段１３の外側、すなわち、分離手段１３と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内には、固相１５が貯蔵され、分離手段１３の内側、すなわち、低温流体用貯蔵タンク１０の中心部（より詳しくは、低温流体貯蔵槽１２の中心部）に形成された空間内には、液相１４が貯蔵されるようになっている。
なお、分離手段１３は、液相１４は通すが固相１５は通さないように構成されている。したがって、流体供給源（図示せず）から供給口１６を介して分離手段１３と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内に供給された固液二相流体の液相１４、および分離手段１３と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内において固相１５から液相１４に変化したものは、分離手段１３を通って分離手段１３の外側から内側に移動することとなる。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク１０によれば、低温流体貯蔵槽１２内において固相１５は液相１４を取り囲むように貯蔵されていることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク１０外から侵入する侵入熱は、固相１５に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽１２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第１実施形態を図２に基づいて説明する。
図２は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク２０は、分離手段１３の代わりに、分離手段２１および輻射シールド板２２を備えているという点で上述した第１参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

分離手段２１は、低温流体貯蔵槽１２内の空間を左右に二分し、かつ、低温流体貯蔵槽１２内に貯蔵された固液二相流体を、液相（例えば、液体水素）１４と固相（例えば、固体水素）１５とに分離する、例えば、金属製（ステンレスやアルミニウム合金等）のメッシュ部材である。そして、分離手段１３の右側（一側）、すなわち、分離手段１３の右側と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内には、固相１５が貯蔵され、分離手段１３の左側（他側）、すなわち、分離手段１３の左側と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内には、液相１４が貯蔵されるようになっている。
なお、分離手段１３は、液相１４は通すが固相１５は通さないように構成されている。したがって、流体供給源（図示せず）から供給口１６を介して分離手段１３の右側と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内に供給された固液二相流体の液相１４、および分離手段１３の右側と低温流体貯蔵槽１２との間に形成された空間内において固相１５から液相１４に変化したものは、分離手段２１を通って分離手段１３の右側から左側に移動することとなる。

輻射シールド板２２は、例えば、アルミニウムや銅等からなる板状の部材であり、低温流体貯蔵槽１２の内面（本実施形態では天井面）に取り付け（貼り付け）られている。また、この輻射シールド板２２には、その一端部が固相１５に漬かり、その他端部が当該輻射シールド板２２と接続されて、輻射シールド板２２と固相１５とを熱的に結合（接続）する、例えば、アルミニウムや銅等からなる熱伝導部材２３が設けられている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク２０によれば、輻射による侵入熱は、輻射シールド板２２および熱伝導部材２３を介して固相１５に伝達され、固相１５の融解熱により吸収されて、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽１２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第２実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク３０は、輻射シールド板２２の代わりに輻射シールド板３１を備えているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

輻射シールド板３１は、例えば、アルミニウムや銅等からなる板状の部材であり、低温流体貯蔵槽１２の内面（本実施形態では天井面および一側面）に貼り付け（取り付け）られている。また、この輻射シールド板２２の一端部は、液相１４に漬かるように構成されている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク３０によれば、固相１５と液相１４とが、熱伝導部材２３および輻射シールド板３１を介して熱的に結合（接続）されており、液相１４が固相１５によりさらに冷却されることとなり、液相１４の温度がさらに低下させられることとなる。また、輻射による侵入熱は、輻射シールド板２２および熱伝導部材２３を介して固相１５に伝達され、固相１５の融解熱により吸収されて、液相１４への入熱が防止されることとなる。すなわち、低温流体貯蔵槽１２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第２参考実施形態を図４に基づいて説明する。
図４は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、（ａ）は長手方向に沿って切った断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。

図４に示すように、低温流体用貯蔵タンク４０は、真空断熱槽４１と、低温流体貯蔵槽４２と、中間部材４３とを有するものである。
真空断熱槽４１は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が取り付け（貼り付け）容器であり、この真空断熱槽４１内には、低温流体貯蔵槽４２および中間部材４３が収容されている。
低温流体貯蔵槽４２は、その内部に低温（例えば、１６Ｋ）の固液二相流体（例えば、液体水素とスラッシュ水素（スラッシュ状の流体：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）と混じり合ったもの）を貯蔵するものである。

中間部材４３は、低温流体貯蔵槽４２の外径よりも大きな内径を有し、かつ、その両端がそれぞれ開口端とされた中空円筒状の部材であり、この中間部材４３内には、低温流体貯蔵槽４２が収容されている。中間部材４３と低温流体貯蔵槽４２とは、中間部材４３の内周側の底面と、低温流体貯蔵槽４２の外周側の底面とが、線接触となるように（すなわち、中間部材４３の内周側の底面と、低温流体貯蔵槽４２の外周側の底面との接合部が、一本の線（本実施形態では直線）を形成するように）接合（結合）されている。また、中間部材４３と低温流体貯蔵槽４２とは、中間部材４３の内周側の上面（天井面）と、低温流体貯蔵槽４２の外周側の上面（天井面）とを連結（結合）する複数本（本実施形態では２本）の固定部材（例えば、断面視円形状を有する棒状の部材）４４を介して互いに固定されている。そして、これら中間部材４３および低温流体貯蔵槽４２は、中間部材４３の外周側の側面と、真空断熱槽４１の内周側の上面（天井面）とを連結（結合）する複数本（本実施形態では４本）の支持部材（例えば、断面視円形状を有する棒状の部材）４５を介して真空断熱槽４１の内部に取り付けられている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク４０によれば、侵入熱は、支持部材４５、中間部材４３、および中間部材４３と低温流体貯蔵槽４２との接合部を介して低温流体貯蔵槽４２の底部に伝達されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク４０外から侵入する侵入熱は、固相１５に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽４２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第３参考実施形態を図５に基づいて説明する。
図５は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク５０は、中間部材４３の内周側の底面と、低温流体貯蔵槽４２の外周側の底面とが、例えば、銅等の高熱伝導部材５１を介して接合（結合）されているという点で上述した第２参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第２参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第２参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク５０によれば、支持部材４５および中間部材４３を介して高熱伝導部材５１に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材５１によって低温流体貯蔵槽４２の底部に一様（均一）に分散（拡散）されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク５０外から侵入する侵入熱は、固相１５に一様に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽４２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第４参考実施形態を図６に基づいて説明する。
図６は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。

図６に示すように、低温流体用貯蔵タンク６０は、真空断熱槽６１と、低温流体貯蔵槽６２とを有するものである。
真空断熱槽６１は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が取り付け（貼り付け）られた容器であり、この真空断熱槽６１内には、低温流体貯蔵槽６２が収容されている。
低温流体貯蔵槽６２は、その内部に低温（例えば、１６Ｋ）の固液二相流体（例えば、液体水素とスラッシュ水素（スラッシュ状の流体：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）と混じり合ったもの）を貯蔵するものである。また、この低温流体貯蔵槽６２の内面のうち、底面を除いた上面（天井面）および側面には、熱伝導率の小さい断熱材６３が取り付け（貼り付け）られている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク６０によれば、侵入熱は、低温流体貯蔵槽６２の底面からのみ侵入し、低温流体貯蔵槽６２の上面および側面からの侵入が阻止（防止）されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク６０外から侵入する侵入熱は、固相１５に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽６２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第５参考実施形態を図７に基づいて説明する。
図７は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク７０は、低温流体貯蔵槽６２の外面全体に、例えば、銅等の高熱伝導部材７１が取り付け（貼り付け）られているという点で上述した第４参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第４参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第４参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク７０によれば、高熱伝導部材７１に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材７１によって低温流体貯蔵槽６２の底部にスムーズに導かれるとともに、低温流体貯蔵槽６２の底部に一様（均一）に分散（拡散）されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク７０外から侵入する侵入熱は、固相１５に一様に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽６２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第６参考実施形態を図８に基づいて説明する。
図８は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向と直交する方向に沿って切った断面図である。

図８に示すように、低温流体用貯蔵タンク８０は、真空断熱槽８１と、低温流体貯蔵槽８２とを有するものである。
真空断熱槽８１は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が取り付け（貼り付け）られた容器であり、この真空断熱槽８１内には、低温流体貯蔵槽８２が収容されている。
低温流体貯蔵槽８２は、その内部に低温（例えば、１６Ｋ）の固液二相流体（例えば、液体水素とスラッシュ水素（スラッシュ状の流体：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）と混じり合ったもの）を貯蔵するものである。また、この低温流体貯蔵槽８２の内面には、低温流体貯蔵槽８２内の空間をその側面に沿って分離する、金属製の仕切板８３が取り付けられており、低温流体貯蔵槽８２の内面と仕切板８３とによって形成された空間内には、気化したガス（例えば、水素ガス）８４が溜まり込むようになっている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク８０によれば、気化したガスが断熱材の役割を果たし、低温流体貯蔵槽８２の側面から液相１４への熱の侵入が阻止（防止）され、低温流体貯蔵槽８２の底面からのみ熱が侵入することとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク８０外から侵入する侵入熱は、固相１５に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽８２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第７参考実施形態を図９に基づいて説明する。
図９は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク９０は、仕切板８３の代わりに、熱伝導率の小さい断熱材を材料として作製された仕切板９２が設けられているという点で上述した第６参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第６参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第６参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク９０によれば、仕切板９２から液相１４への熱の侵入が阻止（防止）され、低温流体貯蔵槽８２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなるので、液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。
なお、本実施形態において、仕切板９２の代わりに、第６参考実施形態のところで説明した仕切板８３の表面（液相１４および固相１５と接する側の面）全体に、熱伝導率の小さい断熱材を取り付け（貼り付け）たものを採用（適用）することもできる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第８参考実施形態を図１０に基づいて説明する。
図１０は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの概略構成図であって、長手方向に沿って切った断面図である。
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク１００は、低温流体貯蔵槽８２の内面のうち、上面（天井面）を除いた底面および側面に、例えば、銅等の高熱伝導部材１０１が取り付け（貼り付け）られているという点で上述した第７参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第７参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第７参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク１００によれば、高熱伝導部材１０１に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材１０１によって低温流体貯蔵槽８２の底部にスムーズに導かれるとともに、低温流体貯蔵槽８２の底部に一様（均一）に分散（拡散）されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク１００外から侵入する侵入熱は、固相１５に一様に入り、固相１５の融解熱により吸収され、液相１４への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽８２内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）がさらに低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合をさらに低減させることができる。

本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第９参考実施形態を図１１に基づいて説明する。
図１１は本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンクの低温流体貯蔵槽だけを取り出した図であって、その内部が見えるように描いた斜視図である。

図１１に示すように、低温流体用貯蔵タンク１１０は、図示しない真空断熱槽と、低温流体貯蔵槽１１１とを有するものである。
真空断熱槽は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が取り付け（貼り付け）られた容器であり、この真空断熱槽内には、低温流体貯蔵槽１１１が収容されている。
低温流体貯蔵槽１１１は、その内部に低温（例えば、１６Ｋ）の固液二相流体（例えば、液体水素とスラッシュ水素（スラッシュ状の流体：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）と混じり合ったもの）を貯蔵するものである。また、この低温流体貯蔵槽１１１の高さ方向における略中間部には、低温流体貯蔵槽１１１内の空間を上下に二分し、かつ、熱伝導率の小さい断熱材を材料として作製された仕切板１１２が取り付けられている。そして、この仕切板１１２の周縁部には、周方向に沿って複数個（本実施形態では１２個）の連通部１１３（本実施形態では周縁から半径方向内側に向かうとともに周方向に沿って切り欠かれた切欠）が形成されている。
なお、連通部１１３の大きさは、図示しない供給口から供給された固液二相流体が、連通部１１３を通って低温流体貯蔵槽１１１の底部に溜まり込むのに十分な大きさとなっている。

本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク１１０によれば、低温流体貯蔵槽１１１内において気化したガス（例えば、水素ガス）は、連通部１１３を通り、低温流体貯蔵槽１１１の内壁面に沿って上昇していくこととなり、低温流体貯蔵槽１１１の壁面の温度が低下させられることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク１１０外から侵入する侵入熱は、気化したガスによって冷却された（冷却されつづけている）低温流体貯蔵槽１１１の壁面により吸収され、液相１４への入熱が防止されることとなる。また、液相１４よりも温度の低い固相１５は、液相１４を冷却して、液相１４の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相１４は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽１１１内に貯蔵された液相１４の気化（ボイルオフ）が低減させられることとなり、これにより液相１４が気化（ボイルオフ）してしまう割合を、例えば、一日当たり１％以下にすることができる。
なお、連通部１０３は、本実施形態において説明したような切欠に限定されるものではなく、板厚方向に貫通する丸孔とすることもできる。

１０低温流体用貯蔵タンク
１１真空断熱槽
１２低温流体貯蔵槽
１３分離手段
１４液相
１５固相
２０低温流体用貯蔵タンク
２１分離手段
２２輻射シールド板
２３熱伝導部材
３０低温流体用貯蔵タンク
３１輻射シールド板
４０低温流体用貯蔵タンク
４１真空断熱槽
４２低温流体貯蔵槽
４３中間部材
４５支持部材
５０低温流体用貯蔵タンク
５１高熱伝導部材
６０低温流体用貯蔵タンク
６１真空断熱槽
６２低温流体貯蔵槽
６３断熱材
７０低温流体用貯蔵タンク
７１高熱伝導部材
８０低温流体用貯蔵タンク
８１真空断熱槽
８２低温流体貯蔵槽
８３仕切板
９０低温流体用貯蔵タンク
９１仕切板
１００低温流体用貯蔵タンク
１０１高熱伝導部材
１１０低温流体用貯蔵タンク
１１１低温流体貯蔵槽
１１２仕切板
１１３連通部

Claims

低温の固液二相流体が貯蔵される低温流体貯蔵槽と、この低温流体貯蔵槽が収容される真空断熱槽とを備えた低温流体用貯蔵タンクであって、
前記低温流体貯蔵槽の内面に輻射シールド板を備えるとともに、
前記低温流体貯蔵槽の内部に、前記固液二相流体を液相と固相とに分離する分離手段を備えてなり、かつ、
前記固液二相流体の固相と前記輻射シールド板とが、前記輻射シールド板に連結された熱伝導部材を介して熱的に結合されていることを特徴とする低温流体用貯蔵タンク。
前記輻射シールド板が前記固液二相流体の液相に漬かるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の低温流体用貯蔵タンク。