JP5308506B2 - 低温流体用貯蔵タンク - Google Patents
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Description
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクは、その内部が真空とされた真空断熱槽と、その内部に低温の固液二相流体が、底面から固相、液相の順に貯蔵される低温流体貯蔵槽と、を備え、前記真空断熱槽の真空とされた空間内に前記低温流体貯蔵槽が収容される低温流体用貯蔵タンクであって、前記低温流体貯蔵槽の側面に沿って、前記低温流体貯蔵槽内に前記側面から離間した空間を形成するとともに、前記低温流体貯蔵槽内において気化したガスが前記低温流体貯蔵槽内に形成された前記空間内に溜まり込むように形成された仕切板が、前記低温流体貯蔵槽の内面に取り付けられているとともに、前記低温流体貯蔵槽の外面と、前記真空断熱槽の内面との間に、隙間が設けられている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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91が設けられ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。
なお、本実施形態において、仕切板91の代わりに、第1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。
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2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実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
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。
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。
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。
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 (3)
- その内部が真空とされた真空断熱槽と、その内部に低温の固液二相流体が、底面から固相、液相の順に貯蔵される低温流体貯蔵槽と、を備え、前記真空断熱槽の真空とされた空間内に前記低温流体貯蔵槽が収容される低温流体用貯蔵タンクであって、
前記低温流体貯蔵槽の側面に沿って、前記低温流体貯蔵槽内に前記側面から離間した空間を形成するとともに、前記低温流体貯蔵槽内において気化したガスが前記低温流体貯蔵槽内に形成された前記空間内に溜まり込むように形成された仕切板が、前記低温流体貯蔵槽の内面に取り付けられているとともに、
前記低温流体貯蔵槽の外面と、前記真空断熱槽の内面との間に、隙間が設けられていることを特徴とする低温流体用貯蔵タンク。 - 前記仕切板が、熱伝導率の小さい断熱材を材料として作製されたものであ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。
- 前記低温流体貯蔵槽の内面に、高熱伝導部材が取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載の低温流体用貯蔵タンク。
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