JP6360070B2 - 極低温タンク組立体 - Google Patents

Description

本発明は、極低温タンクの内部容積内の圧力量を調整する方法及びシステムに関する。

極低温流体を燃料源として航空機に搭載して使用できることが実証されている。例えば、ツポレフによって製作されたＴｕ−１５５などの一部の航空機エンジンは、燃料として天然ガスを使用するよう構成されていた。天然ガスは、極低温流体である液化天然ガスとして航空機に搭載して貯蔵することができる。ＬＮＧは、機上で所定容積のＬＮＧを入れることができる極低温タンク内に貯蔵できる。通常は、ポンプが極低温タンクの内部容積からＬＮＧを分配して、配管を介してＬＮＧを航空機エンジンに天然ガスとして供給する。しかしながら、極低温タンクの内部容積内のＬＮＧレベルが低下すると、ＬＮＧの表面に作用する表面圧力が低下する場合がある。極低温タンクの内部容積内のこのような圧力の低下は、航空機エンジンの作動中にポンプの下流側での圧力変動を引き起こす可能性がある。換言すると、航空機エンジンに供給される天然ガスの圧力は、時間の経過に伴って変化する可能性があり、これにより航空機エンジンの性能が低下し、及び／又はその作動が妨害される恐れがある。その上、極低温タンクの内部容積内の圧力低下により、ポンプがキャビテーションを引き起こす可能性がある。例えば、圧力減少は、ポンプ入口でのＬＮＧの過冷却を低下させる可能性がある。ポンプの信頼性の低下及び／又は動作コストの上昇に加えて又は代替として、ポンプキャビテーションによってポンプの性能が低下し及び／又はその動作が妨害される可能性がある。

米国特許第５，７７１，９４６号明細書

１つの実施形態において、極低温タンク組立体は、内部容積を有する極低温タンクを含む。極低温タンクは、内部容積内に液化天然ガス（ＬＮＧ）を収容するよう構成される。極低温タンクは、内部容積に流体接続された入口と、内部容積に流体接続された出口とを含む。極低温タンク組立体は、入口を出口に流体接続するように、入口と出口との間で流体連通して結合される再循環導管を含む。再循環導管は、極低温タンクの内部容積の外部で入口と出口との間の経路に沿って延びて、再循環導管の経路が極低温タンクの周囲環境に曝されるように構成される。再循環導管は、内部容積から出口を通じてＬＮＧ流を受け取り、周囲環境からＬＮＧ流に熱を伝達して、ＬＮＧ流を天然ガスの流れに変え、天然ガスの流れを入口を通じて極低温タンクの内部容積に注入する、ように構成されている。

別の実施形態において、航空機は、機体と、機体に搭載される極低温タンク組立体とを含む。極低温タンク組立体は、内部容積を有する極低温タンクを含む。極低温タンクは、内部容積内に液化天然ガス（ＬＮＧ）を収容するよう構成される。極低温タンクは、内部容積に流体接続された入口を含む。極低温タンク組立体は、ＬＮＧの供給源を備えた圧力調整システムを含む。圧力調整システムはまた、ＬＮＧの供給源と極低温タンクの入口との間で流体連通して結合されてＬＮＧの供給源を入口に流体接続するようになる導管を含む。導管は、極低温タンクの周囲環境に曝された経路に沿ってＬＮＧの供給源と入口との間を延びる。圧力調整システムが、ＬＮＧの供給源から導管へのＬＮＧの流れを受け取り、周囲環境からＬＮＧ流に熱を伝達して、ＬＮＧ流を天然ガスの流れに変え、天然ガスの流れを入口を通じて極低温タンクの内部容積に注入する、ように構成されている。

別の実施形態において、液化天然ガス（ＬＮＧ）を収容する内部容積を有する極低温タンク内の圧力を調整する方法が提供される。本方法は、極低温タンクの内部容積から該極低温タンクの出口と流体連通して結合された再循環導管内へのＬＮＧの流れを受け取るステップと、極低温タンクの周囲環境から再循環導管内のＬＮＧ流に熱を伝達することによって、再循環導管内のＬＮＧ流を天然ガスの流れに変えるステップと、極低温タンクの入口を通じて極低温タンクの内部容積内に天然ガスを注入して、内部容積内の圧力の量を調整するステップと、を含む。

送給システムの概略図。 図１に示す送給システムの極低温タンク組立体の例示的な実施形態の概略図。 図２に示す極低温タンク組立体の再循環導管の例示的な実施形態の斜視図。 極低温タンク組立体の別の例示的な実施形態の概略図。 極低温タンク組立体の別の例示的な実施形態の概略図。 極低温タンク組立体の別の例示的な実施形態の概略図。 極低温タンク組立体の別の例示的な実施形態の概略図。 航空機の１つの実施形態の概略図。 ＬＮＧを収容する内部容積を有する極低温タンク内の圧力を調整する方法の例示的な実施形態を示すフローチャート。

種々の実施形態は、添付図面と併せて読むとより理解されるであろう。各図が種々の実施形態の機能ブロックの概略図を示している限りでは、この機能ブロックは、必ずしもハードウェア回路間の分割を示しているものではない。従って、例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサ、コントローラ、メモリ、及び同様のもの）の１又はそれ以上は、単一部品のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスク、及び／又は同様のもの）又は複数部品のハードウェアにおいて実施することができる。同様に、何らのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすることができ、オペレーティングプログラムにおけるサブルーチンとして組み込むことができ、インストールソフトウェアパッケージにおけるファンクションとすることができ、及び／又は同様のものとすることができる。種々の実施形態は、図面に示した構成及び手段に限定されない点は理解されたい。

本明細書で使用される場合、用語「システム」は、１又はそれ以上の機能を実施するよう動作するハードウェア及び／又はソフトウェアシステムを含むことができる。例えば、システムは、有形及び非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（例えば、コンピュータメモリ）上に格納された命令に基づいて動作を実施するコンピュータ、プロセッサ、コントローラ、及び／又は他の論理ベースデバイスを含むことができる。或いは、システムは、デバイスのハードワイヤードロジックに基づいて動作を実施するハードワイヤードデバイスを含むことができる。添付の図に示したシステム、コンピュータ、及びコントローラは、ソフトウェア又はハードワイヤード命令に基づいて動作するハードウェア、動作を実施するようハードウェアに命令するソフトウェア、又はこれらの組み合わせを表すことができる。本明細書で使用する場合に、前に数詞のない要素又はステップの表現は、そうではないことを明確に述べていない限り複数のそのような要素又はステップの存在を排除するものではないと理解されたい。更に、本発明の「１つの実施形態」という表現は、記載した特徴を同様に組み入れた付加的な実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図するものではない。その上、そうではないことを明記しない限り、特定の特性を有する１つ又は複数の要素を「備える」、「含む」又は「有する」実施形態は、その特性を有しないそのような追加的な要素を含むことができる。

種々の実施形態は、極低温タンクの内部容積内の圧力量を調整する方法及びシステムを提供する。例えば、実施形態は、極低温タンクの内部容積及び／又は別のＬＮＧ供給源から液化天然ガス（ＬＮＧ）の流れを受け取ること、極低温タンクの周囲環境からの熱をＬＮＧ流に伝達することによってＬＮＧ流を天然ガス流に変化させること、及び天然ガスを内部容積に注入して、内部容積内の圧力量を調整することを記述している。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを使用するデバイスにより均一な（変化の少ない）圧力量の天然ガス及び／又はＬＮＧを送給することである。例えば、種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、デバイスに流入する天然ガスの圧力の周期的に振動する大きさを低減することである。より均一な圧力量をデバイスに送給することによって、デバイスの性能を向上させることができる。種々の実施形態の少なくとも１つの他の技術的効果は、ポンプのキャビテーションを阻止又は低減することである。例えば、種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、ポンプの正味圧力サクションヘッドが増大することである。ポンプのキャビテーションを低減することで、ポンプの信頼性及び／又は性能を向上させることができ、及び／又はポンプのコストを低減することができる。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、極低温タンクからデバイスにＬＮＧ及び／又は天然ガスを送給する送給システム（例えば、以下で説明する送給回路及び極低温タンク組立体）の信頼性を向上させ及び／又はコストを低減することである。種々の実施形態の少なくとも１つの他の技術的効果は、例えば、ポンプのアイドル中にボイルオフガスを通気する必要もなく、比較的軽量で及び／又は比較的低圧力の極低温タンク（限定ではないが、膜型タンク及び／又は同様のもの）の使用を可能にすることである。

図１は、送給システム１０の概略図である。送給システム１０は、極低温タンク組立体１２と、天然ガス及び／又はＬＮＧを利用（例えば、消費及び／又は貯蔵）する装置１６に極低温タンク組立体１２からＬＮＧを送給する送給回路１４とを含む。本明細書で使用される場合、送給回路１４は、タンク１２から装置１６にＬＮＧを移送する送給機構を指す。極低温タンク組立体１２は、極低温タンク１８と、圧力調整システム２０とを含み、これらは、図２〜９に関して本明細書で詳細に説明する。

極低温タンク１８は、内部容積２２を含み、内部容積２２内では極低温流体であるＬＮＧを収容するよう構成される。極低温タンク１８は、該極低温タンク１８の内部容積２２からＬＮＧを分配するための１又はそれ以上の出口２４を含む。出口２４は、限定ではないが、バルブ、ノズル、リストリクタ、ベンチェリ、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など、内部容積２２からのＬＮＧの分配を制御するための１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素を含むことができる。一部の実施形態において、極低温タンク１８は、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを燃料として使用する装置１６のための燃料タンクである。例えば、極低温タンク１８は、航空機のエンジン（例えば、図８に示すエンジン５０２）によって燃料（ＬＮＧ又は天然ガスの何れかに関係なく）として使用されるＬＮＧを収容するための航空機搭載の燃料タンクとすることができる。しかしながら、極低温タンク１８は、燃料タンクであることに限定されない。むしろ、極低温タンク１８は、他の何れかの用途を有することができる。

送給回路１４は、極低温タンク１８に収容されたＬＮＧを装置１６に送給するよう構成されている。具体的には、送給回路１４は、極低温タンク１８の出口２４と装置１６との間で流体連通して結合される。送給回路１４と出口２４との間の流体連通により、送給回路１４は、極低温タンク１８の内部容積２２からＬＮＧの流れを受けることができるようになる。送給回路１４は、極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧの流れをＬＮＧ及び／又は天然ガスとして装置１６に送給することができる。具体的には、一部の実施形態において、送給回路１４は、極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧの流れを天然ガスに変えて、この天然ガスを装置１６に送給する。他の実施形態では、送給回路１４は、極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧの流れを天然ガスには変えず、ＬＮＧの流れを装置１６に供給する。更に他の実施形態において、送給回路１４は、極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧの流れの一部だけを天然ガスに変えて、変化していないＬＮＧと天然ガスとの両方を装置１６に供給する。送給回路１４が天然ガスを装置１６に送給する実施形態において、天然ガスは、任意選択的に圧縮天然ガス（ＣＮＧ）である。

送給回路１４は、極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧの流れを装置１６に送給する（ＬＮＧ及び／又は天然ガスとしてに関わらず）ための１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素（限定ではないが、ポンプ、導管、パイプ、ホース、ノズル、バルブ、リストリクタ、調節器（例えば、凝縮器、蒸発器、アキュームレータ、プレナム、ベンチェリ、及び／又はその他）、ブローアウト、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など）を含むことができる。極低温タンク１８と装置１６との間に単一の経路のみを有するように図示されているが、送給回路１４は、極低温タンク１８と装置１６との間にあらゆる数の経路を含むことができる。

送給システム１０は、極低温タンク１８の内部容積２２からのＬＮＧを送給回路１４に移動させるため、及び送給回路１４を通じてＬＮＧ及び／又は天然ガスを装置１６に移動させるための１又はそれ以上のポンプ２６を含むことができる。送給回路１４の例示的な実施形態において、送給回路１４は、蒸発器２８及びアキュームレータ３０を含む。ポンプ２６は、極低温タンク１８の内部容積２２内に位置付けられて示されているが、送給システム１０（例えば、送給回路１４）内で、ポンプが極低温タンク１８から送給回路１４内を通ってＬＮＧを移動させることが可能な他の何れかの位置に存在することができる。１つの実施例において、ポンプ２６は、装置１６に近接して配置される。更にまた、送給システム１０は、極低温タンク１８の内部容積２２と同じ位置及び／又はそれとは異なる位置にある１又はそれ以上の他のポンプ２６を含むことができる。

送給システム１０の例示的な実施形態の作動時には、ポンプ２６は、極低温タンク１８の内部容積２２から送給回路１４内にＬＮＧを移動させる。極低温タンク１８から受け取ったＬＮＧ流は、送給回路１４を通って蒸発器２８に流入し、ここでＬＮＧ流は、熱交換器（図示せず）を通じて熱を吸収し、これにより天然ガスの流れに変わる。天然ガスは、送給回路１４内で蒸発器２８からアキュームレータ３０に流れ、ここで天然ガス流の周期的振動が低減される。天然ガス流は、アキュームレータ３０から装置１６に送給され、これにより使用可能となる。送給システム１０は、極低温タンク１８から装置１６へのＬＮＧの送給（ＬＮＧ及び／又は天然ガスとして装置１６に送給されるかに関係なく）を制御する１又はそれ以上のコントローラ（図示せず）を含むことができる。例えば、コントローラは、限定ではないが、送給の開始、送給の終了、送給回路１４内でのＬＮＧ及び／又は天然ガスの流量、装置１６に送給されるＬＮＧ及び／又は天然ガスの量、装置１６に送給されるＬＮＧ及び／又は天然ガスの圧力、装置１６へのＬＮＧ及び／又は天然ガスの送給の持続時間、及び／又はその他など、種々の送給パラメータを制御するため、送給システム１０の種々の構成要素（例えば、ポンプ２６、システム１０の何らかの流れ制御構成要素、及び／又はその他）のうちの１又はそれ以上に動作可能に接続することができる。

装置１６は、ＬＮＧ及び／又は天然ガス（ＣＮＧを含む）を使用するあらゆるタイプの装置とすることができる。ＬＮＧ及び／又は天然ガスを使用する装置１６の実施例は、限定ではないが、エンジン、発電機、ヒータ、オーブン、ストーブ、ランプ、他の燃焼装置、及び／又はその他など、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを燃料として消費する装置を含む。ＬＮＧ及び／又は天然ガスを使用する装置１６の実施例はまた、限定ではないが、天然ガスを貯蔵するタンク、ＬＮＧを貯蔵するタンク、及び／又はその他など、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを燃料として貯蔵する装置を含む。例えば、一部の実施形態において、送給回路１４は、極低温タンク１８内に収容されたＬＮＧから生じた天然ガスの流れを、天然ガスを貯蔵する貯蔵タンクに送給する。

図１には単一の装置１６及び単一の送給回路のみが示されているが、送給システム１０は、あらゆる数の装置１５を含むことができ、あらゆる数の送給回路を含むことができる。一例として、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを装置１６に送給することができる２又はそれ以上の送給回路１４が存在する。１つの実施形態において、複数の送給回路１４により冗長性がもたらされる。送給システム１０が１つよりも多い装置１６を含む実施形態では、各装置１６は、同じ送給回路１４を通じて極低温タンク１８に流体接続することができ、或いは、装置１６の１又はそれ以上は、１又はそれ以上の他の装置１６と異なる送給回路１４を通じて極低温タンク１８に流体接続することができる。更にまた、送給システム１０が１つよりも多い装置１６を含む実施形態では、各装置１６は、対応する送給回路１４から天然ガス及び／又はＬＮＧを受け取ることができる。従って、一部の実施形態において、送給システム１０の１又はそれ以上の装置１６がＬＮＧを受け取り、送給システム１０の１又はそれ以上の他の装置１６が、天然ガスを受け取る。別の実施形態において、ＬＮＧを貯蔵するのに使用される１つよりも多い極低温タンクが存在する。

図２は、極低温タンク組立体１２の例示的な実施形態の概略図である。簡単に説明したように、極低温タンク組立体１２は、極低温タンク１８を含む。極低温タンク１８は、内側面３４と、該内側面３４の反対側にある外側面３６とを有するシェル３２を含む。シェル３２は、極低温タンク１８の内部容積２２を定める。内部容積２２は、シェル３２の内側面３４によって境界付けられる。外側面３６は、極低温タンク１８の周囲環境に直接曝されるように構成される。シェル３２の内側面３４及び外側面３６は、それぞれ極低温タンク１８の内側面及び外側面を定める。極低温タンク１８の例示的な実施形態において、極低温タンク１８は、極低温タンク１８が円形又は球形の全体形状により定めることができる円形断面形状を含むように図示される。しかしながら、極低温タンク１８は、円形状、球形状、又は円形断面形状に限定されない。むしろ、極低温タンク１８は、他の何らかの形状を追加として又は代替として含むことができる。任意選択的に、極低温タンク１８は、極低温タンク１８の内部容積２２から天然ガスを通気するための圧力リリーフバルブ（図示せず）を含む。コントローラ６６は、任意選択的に、圧力リリーフバルブの動作を制御するため圧力リリーフバルブに動作可能に接続される。

シェル３２は、極低温タンク１８の１又はそれ以上の壁３８により定められる。ここでは単一の連続した壁のみが図示されているが、シェル３２は、任意の数の壁３８により定めることができる。壁３８は、シェル３８の外側面３６と内側面３４との間の厚さＴを延びている。換言すると、シェル３８の内側面３４及び外側面３６は、それぞれ壁３８の内側面及び外側面を定める。壁３８は、内部カバー４０、断熱部４２、及び任意選択の外部カバー４４を含む。壁３８の例示的な実施形態において、内部カバー４０は、内側面３４を定め、外部カバー４４は外側面３６を定める。一部の実施形態において、壁３８は、外部カバー４４を含まず、断熱部４２が壁３８の外側面３６を定める。

断熱部４２は、極低温タンクの内部容積２２を極低温タンク１８の周囲環境から熱的に絶縁するよう構成される。壁３８の厚さＴのなかには断熱部４２が含まれ、断熱部４２が壁３８の厚さＴ内に延びるようになっている。断熱部４２は、任意の値とすることができる厚さＴ_１を有し、周囲環境から内部容積２２の所定の断熱量を提供するよう選択することができる。壁３８の例示的な実施形態において、断熱部４２の厚さＴ_１は、壁３８の厚さＴの大部分を定める。しかしながら、断熱部４２の厚さＴ_１は、壁３８の任意の量の厚さＴを定めることができる。断熱部４２は、本明細書で説明され及び／又は例示されるように断熱部４２が機能することを可能にする熱抵抗Ｒの任意の値を有することができる。断熱部４２の熱抵抗Ｒは、周囲環境から内部容積２２の所定の断熱量を提供するように選択することができる。断熱部４２は、限定ではないが、多層間絶縁（ＭＬＩ）、銀色ペイント、エアロゲル、及び／又はその他など、あらゆるタイプの断熱部とすることができる。

図１に関して上記で説明したように、極低温タンク１８は、装置１６に流体接続されるように図２に示された出口２４を含む。極低温タンク１８はまた、以下で説明するように、内部容積２２内に天然ガスを注入するため、内部容積２２に流体接続された１又はそれ以上の入口４６を含む。入口４６は、限定ではないが、バルブ、ノズル、リストリクタ、ベンチェリ、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など、内部容積２２内への天然ガスの注入を制御する１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素を含むことができる。極低温タンク組立体１２は、圧力調整システム２０を含み、該圧力調整システム２０は、本明細書でより詳細に説明されるように、内部容積２２内に天然ガスを注入すること、又は天然ガスを放出する（例えば、上述の圧力リリーフバルブを用いて）ことによるなど、極低温タンク１８の内部容積２２内の圧力量を調整するよう構成される。１つの実施形態において、圧力調整システム２０は、１又はそれ以上の再循環導管４８を含む。各再循環導管４８は、内部容積２２からＬＮＧを受け取るため極低温タンク１８の内部容積２２の出口（例えば、出口２４）に流体接続された入口５０を含む。各再循環導管４８はまた、内部容積２２内に天然ガスを注入するため内部容積２２の入口４６に流体接続された出口５２を含む。各再循環導管４８は、これにより、極低温タンク１８の対応する入口を極低温タンク１８の対応する出口に流体接続する。各再循環導管４８の入口５０は、限定ではないが、バルブ、ノズル、リストリクタ、ベンチェリ、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など、極低温タンク１８の内部容積２２から入口５０へのＬＮＧの受け取りを制御するための１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素を含むことができる。各再循環導管４８の出口５２は、限定ではないが、バルブ、ノズル、リストリクタ、ベンチェリ、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など、出口５２を通じた極低温タンク１８の内部容積２２内への天然ガスの注入を制御するための１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素を含むことができる。

圧力調整システム２０の例示的な実施形態において、圧力調整システム２０は、２つの再循環導管４８、すなわち、再循環導管４８ａと再循環導管４８ｂとを含む。しかしながら、圧力調整システム２０は、あらゆる数の再循環導管４８を含むことができる。再循環導管４８ａ及び４８ｂは各々、再循環導管４８ａ及び４８ｂの例示的な実施形態における極低温タンク１８の入口４６と出口２４との間で流体連通される。従って、再循環導管４８ａ及び４８ｂは各々、出口２４を装置１６と共用している。或いは、再循環導管４８ａ及び４８ｂの一方又は両方は、装置１６とは異なる極低温タンク１８の出口（図示せず）（すなわち、出口２４とは異なる出口）を通じて極低温タンク１８の内部容積２２に流体接続される。更にまた、再循環導管４８ａ及び４８ｂは、互いに極低温タンク１８の同じ出口を共用する必要はない。例えば、再循環導管４８ａは、再循環導管４８ａ又は４８ｂのどちらかが装置１６により使用される出口２４を通じて内部容積２２に流体接続されるかに関係なく、再循環導管４８ｂとは異なる極低温タンク１８の出口を通じて極低温タンク１８の内部容積２２に流体接続することができる。更に、再循環導管４８ａ及び４８ｂは、互いに極低温タンク１８の同じ入口４６を共用する必要はない。例えば、再循環導管４８ａは、再循環導管４８ｂとは異なる極低温タンク１８の入口を通じて極低温タンク１８の内部容積２２に流体接続することができる。再循環導管４８ａ及び４８ｂの各々は、本明細書では、「第１の」及び／又は「第２の」の再循環導管と呼ぶことができる。

再循環導管４８ａ及び４８ｂは各々、極低温タンク１８の入口４６と出口２４との間でそれぞれ経路５４ａ、５４ｂに沿って延びる。経路５４ａ及び５４ｂの各々は、極低温タンク１８の内部容積２２の外部に延び、経路５４ａ及び５４ｂが極低温タンク１８の周囲環境に曝されるようになる。最初に再循環導管４８ａを参照すると、再循環導管４８ａの経路５４ａは、極低温タンク１８の壁３８の厚さＴ内で延びる。経路５４ａは、極低温タンク１８の中心軸線５６の周りに延びる壁３８の輪郭に従う。経路５４ａは、任意選択的に、図２の例示的な実施形態において示されるように、壁３８の断熱部４２を貫通して延びる。再循環導管４８ａは、断熱部４２のセグメント４２ａが再循環導管４８ａと極低温タンク１８の周囲環境との間に延び、断熱部４２の別のセグメント４２ｂが再循環導管４８ａと極低温タンク１８の内部容積２２との間に延びるように、壁３８の厚さＴ内に位置付けられる。換言すると、断熱部４２のセグメント４２ａは、再循環導管４８ａの外部で半径方向（中心軸線５６に対して）に延び、セグメント４２ｂは、再循環導管４８ａの内部で半径方向に延びる。断熱部４２の各セグメント４２ａ及び４２ｂは、それぞれ厚さＴ_２及びＴ_３を有する。経路５４ａ及び５４ｂは各々、本明細書では「第１の」及び／又は「第２の」経路と呼ぶことができる。

再循環導管４８ａは、断熱部４２のセグメント４２ａを通じて極低温タンク１８の周囲環境に間接的に曝される。具体的には、断熱部４２のセグメント４２ａの１又はそれ以上の種々のパラメータ（例えば、熱抵抗Ｒ、厚さＴ_２、及び／又はその他）は、極低温タンク１８の周囲環境からの少なくとも一部の（例えば、所定量の）熱がセグメント４２ａを通じて再循環導管４８ａに伝達されるように選択される。これにより、再循環導管４８ａは、セグメント４２ａを通じて周囲環境に間接的に曝される。セグメント４２ａの種々のパラメータは、極低温タンク１８を用いることが意図された特定の周囲環境に対して選択することができる。セグメント４２ａの厚さＴ_２及び熱抵抗Ｒは各々、本明細書で説明され及び／又は例示されるように再循環導管４８ａが機能することを可能にする任意の値を有することができる。

再循環導管４８ａは、壁３８の厚さＴ内の任意の半径方向位置と、断熱部４２の厚さＴ_１内の任意の半径方向位置とを有することができる。例えば、厚さＴ_２及びＴ_３は、互いに対して任意の値を有することができる。再循環導管４８ａの特定の実施形態において、再循環導管４８ａは、断熱部４２の厚さＴ_１内に位置付けられ、セグメント４２ｂの厚さＴ_３がセグメント４２ａの厚さＴ_２よりも大きいようになる。厚さＴ_２及びＴ_３の相対値は、周囲環境からの所定量の断熱を内部容積２２に提供すると共に、所定量の熱を周囲環境から再循環導管４８ａに伝達可能なように選択することができる。一部の代替の実施形態において、断熱部４２の厚さＴ_１内の再循環導管４８ａの位置は、壁３８の周囲に沿って（すなわち、経路５４ａに沿って）可変であり、その結果、厚さＴ_２及びＴ_３が壁３８の周囲に沿って可変であるようになる。

任意選択的に、入口５０から出口５２までの再循環導管４８ａの経路５４ａのほぼ全体は、図２の例示的な実施形態において示されるように、壁３８の厚さＴ内に延びる。他の実施形態において、経路５４ａの１又はそれ以上のセグメントは、壁３８の厚さＴ内に延びていない。更に、入口５０から出口５２までの経路５４ａのほぼ全体が断熱部４２を通って延びるように図示されているが、他の実施形態では、経路５４ａの１又はそれ以上のセグメントは、断熱部４２を通って延びていない。更にまた、一部の代替の実施形態において、経路５４ａのどのセグメントもが断熱部４２の厚さＴ_１内に延びていない。むしろ、このような代替の実施形態において、再循環導管４８ａは、カバー４４内部で半径方向に又はカバー４４の外部で半径方向に延びるかどうかに関係なく、再循環導管４８ａが断熱部４２の厚さＴ_１の外部で半径方向に延びるように中心軸線５６に対して半径方向に位置付けられる。

再循環導管４８ａの経路５４ａは、あらゆる形状を含むことができる。再循環導管４８ａの例示的な実施形態において、再循環導管４８ａは、極低温タンク１８の内部容積２２の周りに延びて、再循環導管４８ａの経路５４ａが渦巻き（すなわち、螺旋）形状を含むようなコイルである。例えば、図３は、再循環導管４８ａの斜視図である。極低温タンク１８（図１、２、及び４〜８に示す）、再循環導管４８ｂ（図２、及び５〜７に示す）、及び装置１６（図１、２及び４〜７に示す）は、再循環導管４８ａの経路を良好に示すために、図３からは取り除かれている。再循環導管４８ａは、経路５４ａに沿って、再循環導管４８ａの入口５０から再循環導管４８ａの出口５２まで延びる。図３において最も分かるように、再循環導管４８ａは、図３と組み合わせて図２を考慮することにより理解できるように、極低温タンク１８の内部容積２２（図１、２、及び４〜７に示す）の周りに巻かれた１又はそれ以上の巻線ターン５４を含むコイルである。巻線ターン５４は、再循環導管４８ａの経路５４ａに図３において分かる渦巻き形状をもたらす。図には約２．５ターンが示されているが、再循環導管４８ａは、巻線ターン５４のあらゆる数を含むことができる。更にまた、各巻線ターン５４は、あらゆる長さを有することができ、あらゆる角度を有することができ、隣接する巻線ターン５８に対してあらゆるスペースを有することができる。

再度図２を参照すると、再循環導管４８ａの経路５４ａの他の好適な形状の実施例は、限定ではないが、他の曲線形状、１又はそれ以上の非ゼロ角を有する形状、不規則な形状、不均一な形状、部分円形状、半円形状、及び／又はその他を含む。

ここで再循環導管４８ｂを参照すると、再循環導管４８ｂの経路５４ｂは、極低温タンク１８の外側面３６の外部に延びて、図２に示すように、経路５４ｂが極低温タンク１８の周囲環境内に延びるようになる。これにより、再循環導管４８ｂの経路５４ｂは、周囲環境に直接曝される。経路５４ｂの少なくとも１つのセグメントは、外側面３６と離間した関係で周囲環境内に延びる。再循環導管４８ｂの例示的な実施形態において、再循環導管４８ｂの経路５４ｂのほぼ全体が、極低温タンク１８の外側面３６と離間した関係で周囲環境内に延びる。しかしながら、他の実施形態では、経路５４ｂの１又はそれ以上のセグメント又はほぼ全体が、極低温タンク１８の外側面３６と係合（すなわち、物理的接触）状態で周囲環境内に延びる。経路５４ｂの種々のセグメントの各々は、幾らかの量だけ外側面３６から離間して配置することができる。

再循環導管４８ｂの経路５４ｂは、あらゆる形状を含むことができる。再循環導管４８ｂの例示的な実施形態において、経路５４ｂは、部分的に矩形の形状を有する。再循環導管４８ｂの経路５４ｂの他の好適な形状の実施例は、限定ではないが、１又はそれ以上の非ゼロ角を有する他の形状、渦巻き形状、螺旋形状、曲線形状、方形形状、不規則な形状、不均一な形状、部分円形状、部分楕円形状、半楕円形状、半円形状、及び／又はその他を含む。経路５４ｂの形状は、周囲環境と再循環導管４８ｂとの間で所定量の熱伝達を提供するよう選択することができる。

任意選択的に、圧力調整システム２０は、熱交換器６０を含む。熱交換器６０は、周囲環境から再循環導管４８ｂ内のＬＮＧ流に熱を伝達するため再循環導管４８ｂと流体連通して結合される。具体的には、熱交換器６０は、再循環導管４８ｂからＬＮＧ流を受けるため再循環導管４８ｂと流体連通して結合された入口６２を含む。熱交換器６０は、再循環導管４８ｂにＬＮＧ及び／又は天然ガスの流れを送給して戻すため再循環導管４８ｂと流体連通して結合された出口６４を含む。熱交換器６０は、再循環導管４８ｂから受け取ったＬＮＧ流に周囲環境から熱を伝達するよう構成される。一部の実施形態において、熱交換器６０は、再循環導管４８ｂから受け取ったＬＮＧ流に十分な量の熱を伝達して、熱交換器６０内でＬＮＧ流が天然ガスの流れに変わるようになる。

熱交換器６０は、再循環導管４８ｂの経路５４ｂに沿って直列に結合されて示されているが、代替方法としては、熱交換器６０を迂回する再循環導管４８ｂのバイパスセグメント（図示せず）と並列に結合される。熱交換器６０は、限定ではないが、シェル＆チューブ熱交換器、プレート熱交換器、プレート＆シェル熱交換器、プレートフィン熱交換器、ピロープレート熱交換器、流体熱交換器、動的かき取り表面熱交換器、相変化熱交換器、渦巻き式熱交換器、及び／又はその他など、何らかのタイプの熱交換器６０とすることができる。単一の熱交換器６０のみが図示されているが、圧力調整システム２０は、あらゆる数の熱交換器６０を含むことができ、その各々が直列又は並列に結合することができる。熱交換器６０の種々のパラメータは、所定の熱伝達量を周囲環境から熱交換器６０によって受け取られるＬＮＧ流に提供するよう選択することができる。

圧力調整システム２０は、任意選択的に、極低温タンク１８の内部容積２２から圧力調整システム２０の再循環導管４８にＬＮＧを移動させるため、及び再循環導管４８を通じてＬＮＧ及び天然ガスを移動させるため、並びに極低温タンク１８の内部容積２２内に天然ガスを注入するためにポンプ２６の１又はそれ以上を含む。圧力調整システム２０は、送給回路１４（図１に示す）を通じてＬＮＧ及び／又は天然ガスを移動させるのに同じポンプ２６が使用されるように図示されているが、送給回路１４によって共用されない１又はそれ以上のポンプ（図示せず）を用いることもできる。更にまた、圧力調整システム２０によって使用される１又は複数のポンプ２６は、極低温タンク１８の内部容積２２内に位置することに限定されず、むしろ、ポンプ２６が内部容積２２から１又はそれ以上の再循環導管４８にＬＮＧを移動させること、１又はそれ以上の再循環導管４８を通じてＬＮＧ及び天然ガスを移動させること、及び／又は天然ガスを内部容積２２内に注入することを可能にするような、圧力調整システム２０内（例えば、再循環導管４８内）の他の何れかの位置にあることができる。一部の実施形態において、圧力調整システム２０は、ポンプを含まず、周囲の熱により、極低温タンク１８の内部容積２２から再循環導管４８内へのＬＮＧの移動、再循環導管４８を通じたＬＮＧ及び天然ガスの移動、及び極低温タンク１８の内部容積２２内への天然ガスの注入を引き起こすことができる。例えば、周囲の熱により、再循環導管４８内のＬＮＧの一部が変化して蒸気になる可能性があり、これにより、極低温タンク１８の内部容積２２内のＬＮＧの平均密度が再循環導管４８内の二相流体の平均密度よりも高くなる。平均密度の差違は、極低温タンク１８の内部容積２２内の流体と再循環導管４８内の流体との間の液圧差をもたらす。極低温タンク１８の内部容積２２内の流体と再循環導管４８内の流体との間の液圧差により、極低温タンク１８の内部容積２２から再循環導管４８内へのＬＮＧの移動、再循環導管４８を通じたＬＮＧ及び天然ガスの移動、及び極低温タンク１８の内部容積２２内への天然ガスの注入を引き起こすことになる。

圧力調整システム２０は、任意選択的に、内部容積２２に注入される天然ガスの量及び／又は圧力を制御することによって極低温タンク１８の内部容積２２内の圧力を調整する１又はそれ以上のコントローラ６６を含む。例えば、コントローラ６６は、注入の開始、注入の終了、圧力調整システム２０内でのＬＮＧ及び／又は天然ガスの流量、内部容積２２に注入される天然ガスの量、内部容積２２に注入される天然ガスの圧力、注入の持続時間、及び／又はその他など、圧力調整システム２０の動作の種々のパラメータを制御するため、極低温タンク組立体１２の種々の構成要素（例えば、ポンプ２６、極低温タンク組立体１２の流れ制御構成要素、及び／又はその他）のうちの１又はそれ以上に動作可能に接続することができる。圧力調整システム２０は、あらゆる数のコントローラ６６を含むことができる。任意選択的に、コントローラ６６はまた、送給システム１０の動作の少なくとも一部を制御するのに使用される。コントローラ６６は、本明細書では「コンピュータ」と呼ばれる場合もある。

作動時には、圧力調整システム２０は、内部容積２２内に天然ガスを注入することにより極低温タンク１８の内部容積２２内の圧力を調整するのに使用される。具体的には、再循環導管４８ａの入口５０は、極低温タンク１８の出口２４を通じて極低温タンク１８の内部容積２２からＬＮＧ流を受け取る。再循環導管４８ａの経路５４ａに沿ってＬＮＧが流れると、極低温タンク１８の周囲環境からの熱が断熱部４２のセグメント４２ａを通じてＬＮＧ流に伝達される。経路５４ａのある時点で、十分な量の熱がＬＮＧ流に伝達されて、ＬＮＧ流を天然ガスの流れに変える。次いで、再循環導管４８ａ内の天然ガス流は、再循環導管４８ａの出口５２及び極低温タンク１８の入口４６を通って極低温タンク１８の内部容積２２内に注入される。

極低温タンク組立体１２の種々のパラメータは、十分な量の熱を周囲環境からＬＮＧ流に伝達して、再循環導管４８ａの経路５４ａに沿ってＬＮＧ流が天然ガス流に変わることができるように選択することができる。このような種々のパラメータの実施例は、限定ではないが、断熱部のセグメント４２ａの熱抵抗Ｒ、断熱部のセグメント４２ａの厚さＴ_２、再循環導管４８ａ内のＬＮＧ流の流量、再循環導管４８ａの流れチャンネルの断面サイズ（例えば、直径及び／又はその他）、再循環導管４８ａの経路５４ａの長さ、再循環導管４８ａの断熱部（存在する場合、図示せず）の熱抵抗Ｒ及び／又は厚さ、及び／又はその他を含む。例えば、コントローラ６６は、ポンプ２６を用いて再循環導管４８ａ内のＬＮＧ流の流量を制御することによって、ＬＮＧ流により吸収される熱の量を調整することができる。

極低温タンク組立体１２の例示的な実施形態において、再循環導管４８ｂの入口５０はまた、出口２４を通じて極低温タンク１８の内部容積２２からＬＮＧ流を受け取る。再循環導管４８ｂの経路５４ｂに沿ってＬＮＧが流れると、極低温タンク１８の周囲環境からの熱がＬＮＧ流に伝達される。経路５４ｂのある時点で、十分な量の熱がＬＮＧ流に伝達されて、ＬＮＧ流を天然ガスの流れに変える。次いで、再循環導管４８ｂ内の天然ガス流は、再循環導管４８ａの出口５２及び極低温タンク１８の入口４６を通って極低温タンク１８の内部容積２２内に注入される。任意選択的に、再循環導管４８ｂ内の天然ガス流は、図２に示すように、極低温タンク１８の入口４６にて及び／又はそこから上流側で再循環導管４８ａ内の天然ガス流と混合する。更にまた、一部の状況及び／又は実施形態において、再循環導管４８ａ又は４８ｂのうちの１つだけが、所与の時間において天然ガスを内部容積２２内に注入するのに使用される。

極低温タンク組立体１２の種々のパラメータは、十分な量の熱を周囲環境からＬＮＧ流に伝達して、再循環導管４８ｂの経路５４ｂに沿ってＬＮＧ流が天然ガス流に変わることができるように選択することができる。このような種々のパラメータの実施例は、限定ではないが、再循環導管４８ｂ内のＬＮＧ流の流量、再循環導管４８ｂの流れチャンネルの断面サイズ（例えば、直径及び／又はその他）、再循環導管４８ｂの経路５４ａの長さ、再循環導管４８ｂの断熱部（存在する場合、図示せず）の熱抵抗Ｒ及び／又は厚さ、熱交換器６０の構成、及び／又はその他を含む。例えば、コントローラ６６は、ポンプ２６を用いて再循環導管４８ｂ内のＬＮＧ流の流量を制御することによって、ＬＮＧ流により吸収される熱の量を調整することができる。

再循環導管４８ａ及び４８ｂから内部容積２２内に注入される天然ガス流は、極低温タンク１８の内部容積２２内の圧力の量、具体的には、内部容積２２内に収容されたＬＮＧに作用する表面圧力の量を調整するのに使用される。例えば、天然ガス流は、内部容積２２内に注入されて、内部容積２２内の圧力をほぼ所定の値まで及び／又は値のある範囲内まで増大させ、及び／又は内部容積２２内の圧力を所定値に及び／又はある範囲内に維持することができる。注入される天然ガス流の量（例えば、流量）及び／又は圧力は、内部容積２２を所定圧力値及び／又は所定範囲内にするように選択（例えば、ポンプ２６及び／又は組立体１２の１又はそれ以上の流れ制御構成要素を用いてコントローラ６６により制御）することができる。極低温タンク１８の内部容積２２内で提供される所定圧力の値及び／又は範囲は、ポンプ２６が装置１６に送給するためにＬＮＧを送給システム１０に移動させたときに、ポンプ２６のキャビテーションを阻止又は低減するように選択することができる。これに加えて又は代替として、極低温タンク１８の内部容積２２内で提供される所定圧力の値及び／又は範囲は、送給システム１０がＬＮＧ及び／又は天然ガスのより均一な（すなわち、より変動が少ない）圧力量を送給できるように選択することができる。

一部の代替の実施形態において、極低温タンク組立体１２の圧力調整システム２０は、再循環導管４８ａを含まず、又は再循環導管４８ｂを含まない。例えば、図４は、極低温タンク組立体１１２の別の例示的な実施形態の概略図である。極低温タンク組立体１１２は、極低温タンク１８、圧力調整システム２０、及びコントローラ６６を含む。図４の例示的な実施形態において、圧力調整システム２０は、再循環導管４８ａを含むが、再循環導管４８ｂ（図２、及び図５〜７に示す）は含まない。更にまた、例えば、図５は、再循環導管４８ｂを含むが再循環導管４８ａ（図２〜４に示す）を含まない極低温タンク組立体２１２の別の例示的な実施形態の概略図である。具体的には、極低温タンク組立体２１２は、極低温タンク１８、圧力調整システム２０、及びコントローラ６６を含む。図５の例示的な実施形態において、圧力調整システム２０は、再循環導管４８ｂを含むが、再循環導管４８ａを含まない。

図６は、極低温タンク組立体３１２の別の例示的な実施形態の概略図である。極低温タンク組立体３１２は、極低温タンク１８及び圧力調整システム２０を含む。圧力調整システム２０は、再循環導管４８ｂと、該再循環導管４８ｂと流体連通して結合された補助タンク６８とを含む。具体的には、補助タンク６８は、極低温タンク１８の出口２４と補助タンク６８との間に延びる再循環導管４８ｂのセグメント７２と流体連通して結合された入口７０を含む。入口７０は、ＬＮＧ及び天然ガスを収容するよう構成された補助タンク６８の内部チャンバ７４と流体連通して結合される。補助タンク６８は、極低温タンク１８の入口４６と補助タンク６８との間に延びる再循環導管４８ｂのセグメント７８と、内部チャンバ７４との間で流体連通して結合される出口７６を含む。

図６で分かるように、補助タンク６８は、極低温タンク１８の周囲環境内に位置付けられ、周囲環境の状態に直接曝されるようにされる。補助タンク６８は、極低温タンク１８の周囲環境から内部チャンバ７４を熱的に絶縁するように構成された断熱部８０の１又はそれ以上の層を含む。しかしながら、極低温タンク組立体３１２の種々のパラメータは、十分な熱の量が周囲環境から補助タンク６８の内部チャンバ７４内に収容されたＬＮＧに伝達されて、内部チャンバ７４内に収容されたＬＮＧの少なくとも一部が天然ガスに変化するように選択される。極低温タンク組立体３１２のこのような種々のパラメータの実施例は、限定ではないが、断熱部８０の厚さ及び／又は熱抵抗Ｒ、ＬＮＧの所与のサンプルが補助タンク６８内に収容される時間期間、補助タンク６８を通るＬＮＧ及び／又は天然ガスの流量、補助タンク６８の内部チャンバ７４の容積の値、及び／又はその他を含む。極低温タンク組立体３１２の種々のパラメータは、極低温タンク１８を用いることが意図された特定の周囲環境に対して選択することができる。補助タンク６８の種々のパラメータの各々は、本明細書で説明され及び／又は例示されるように補助タンク６８が機能することを可能にする任意の値を有することができる。断熱部８０は、限定ではないが、多層間絶縁（ＭＬＩ）、銀色ペイント、エアロゲル、及び／又はその他など、あらゆるタイプの断熱部とすることができる。

作動時には、補助タンク６８は、再循環導管４８ｂのセグメント７２から内部チャンバ７４へのＬＮＧ流を受け取る。内部チャンバ７４は、該内部チャンバ７４内に収容されるＬＮＧの少なくとも一部が天然ガスに変化するような十分な時間量を可能にするＬＮＧを収容する。内部チャンバ７４内の天然ガスは、出口７６を通って再循環導管４８ｂのセグメント７８に送給され、最終的には極低温タンク１８の内部容積２２内に注入される。

補助タンク６８は、再循環導管４８ｂの経路５４ｂに沿って直列に結合されて図示されているが、代替として、補助タンク６８を迂回する再循環導管４８ｂのバイパスセグメント（図示せず）と並列に結合される。圧力調整システム２０は、あらゆる数の補助タンク６８を含むことができ、その各々を直列又は並列に結合することができる。補助タンク６８の入口７０及び出口７６は各々、限定ではないが、バルブ、ノズル、リストリクタ、ベンチェリ、チェックバルブ、センサ、手動遮断器、自動遮断器、及び／又はその他など、１又はそれ以上の種々の流れ制御構成要素を含むことができる。

極低温タンク組立体３１２の例示的な実施形態において、熱交換器６０が含まれる。熱交換器６０は、補助タンク６８の内部チャンバ７４と再循環導管４８ｂのセグメント７８との間で流体連通して結合されるように例示されている。熱交換器６０は、内部チャンバ７４からＬＮＧを受け取るように構成される。ＬＮＧは、熱交換器６０内に入り、上述のように熱を吸収する。任意選択的に、ＬＮＧは、熱交換器６０内で天然ガスに変わる。熱交換器６０は、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを再循環導管４８ｂのセグメント７８に出力する。他の実施形態において、熱交換器６０は、（熱交換器６０及び／又は補助タンク６８が再循環導管４８ｂのバイパスセグメント（図示せず）と並列に結合されているかどうかに関係なく）補助タンク６８と並列に又は補助タンク６８と直列に再循環導管４８ｂに流体結合される。

補助タンク６８は、任意選択的に、内部チャンバ７４内に位置付けられた固体吸着剤を含む。例えば、図７は、極低温タンク組立体４１２の別の例示的な実施形態の概略図である。極低温タンク組立体４１２は、極低温タンク１８及び圧力調整システム２０を含む。圧力調整システム２０は、再循環導管４８ｂ及び補助タンク６８を含む。補助タンク６８は、該補助タンク６８の内部チャンバ７４内に位置付けられた固体吸着剤８２を含む。固体吸着剤８２は、天然ガスを吸収する。固体吸着剤８２は、補助タンク６８の内部チャンバ７４が所与の圧力でより大量の天然ガスを収容することを可能にすることができる。更にまた、固体吸着剤８２は、内部チャンバ７４がより低い圧力で所与の同じ量の天然ガスを収容できるようにすることができ、これにより、補助タンク６８をより軽量に及び／又はより薄型の壁にすることができる。固体吸着剤８２は、天然ガスを吸収するよう構成されたあらゆるタイプの固体吸着剤とすることができる。

上記で簡単に説明したように、極低温タンク１８は、航空機のエンジン用の燃料を収容するため航空機に搭載して配置することができる。例えば、図８は、燃料として天然ガスを使用する１又はそれ以上のエンジン５０２を含む航空機５００の例示的な実施形態の概略図である。エンジン５０２において燃料として使用される天然ガスは、航空機５００に搭載された極低温タンク（例えば、極低温タンク１８）によってＬＮＧとして収容される。航空機５００の例示的な実施形態において、航空機５００は、固定翼旅客機である。

航空機５００は、機体５０４及びエンジンシステム５０６を含み、該エンジンシステム５０６は、エンジン５０２と、極低温タンク組立体（例えば、極低温タンク組立体１２、１１２、２１２、３１２、及び／又は４１２）とを含む。航空機５００は、明確にするために極低温タンク組立体１２に関して説明及び例示される。極低温タンク組立体１２を含むエンジンシステム５０６は、機体５０４に搭載して配置される。具体的には、エンジン５０２、極低温タンク組立体１２、及びエンジンシステム５０６の他の種々の構成要素は、これらが航空機５００の飛行中に機体５０４によって保持されるように機体５０４上及び／又は機体５０４内の種々の位置に位置付けられる。

エンジン５０２の少なくとも１つは、例えば、燃料導管システム５０８を通じて、極低温タンク１８の内部容積２２からのＬＮＧを天然ガスとして受け取るよう流体連通して動作可能に結合される。エンジン５０２は、燃料として天然ガスを使用して、航空機５００を飛行させて制御するための推力を発生させる。一部の代替の実施形態において、航空機エンジン５０２は、ＬＮＧを燃料として使用する。エンジンシステム５０６は、１又はそれ以上の燃料ポンプ（例えば、図１及び２に示すポンプ２６）を含むことができる。更にまた、ＬＮＧ及び／又は天然ガスを燃料として使用することに加えて、又は代替として、各エンジン５０２は、限定ではないが、石油系燃料、水素、アルコール系燃料、及び／又はその他など、他の何れかのタイプの燃料を個々に又は何れかの組み合わせで用いることができる。航空機５００は、天然ガス及び／又はＬＮＧとは異なるタイプの燃料を収容する燃料タンク（図示せず）を含むことができる点は理解されたい。

各燃料ポンプは、極低温タンク１８の内部容積２２と及び１又はそれ以上の対応するエンジン５０２と流体連通して動作可能に結合され、極低温タンク１８からＬＮＧを分配して、該ＬＮＧをエンジン５０２に天然ガスとして送給するようにする。各燃料ポンプは、限定ではないが、例示的な実施形態と同様に極低温タンク１８の内部容積２２内にある、対応するエンジン５０２に装着される、対応するエンジン５０２に近接して配置される、及び／又はその他など、機体５０４に沿った何れかの位置に存在することができる。エンジンシステム５０６は、極低温タンク１８により貯蔵されるＬＮＧを加熱し、極低温タンク１８により貯蔵されるＬＮＧを天然ガスに変えてエンジン５０２に燃料として供給する１又はそれ以上の加熱及び／又は他のシステム（例えば、図１に示す蒸発器）を含むことができる。

各エンジン５０２は、限定ではないが、タービンエンジン、プロペラ又は他のロータを駆動するエンジン、ラジアルエンジン、ピストンエンジン、ターボプロップエンジン、ターボファンエンジン、及び／又はその他など、あらゆるタイプのエンジンとすることができる。２つのエンジンが図示されているが、航空機５００は、あらゆる数のエンジン５０２を含むことができる。機体５０４のウィング（翼）５１０上に配置されて図示しているが、各エンジン５０２は、機体５０４に沿った他の何れかの位置に存在することができる。例えば、航空機５００は、尾部５１２及び／又は機体５０４の胴体５１４に沿った別の位置に配置されたエンジン５０２を含むことができる。航空機５００は、あらゆる数の極低温タンク組立体１２、１１２、２１２、３１２、及び／又は４１２を含むことができ、その各々が機体５０４に沿った何れかの位置に存在することができる。極低温タンク組立体の他の位置の実施例には、限定ではないが、機体５０４の対応するウィング内の位置が挙げられる。

一部の代替の実施形態において、航空機５００は、極低温タンク１８以外で、極低温タンク１８の出口２４（図１、２、６及び７に示される）と入口４６（図２、６及び７に示される）との間で流体連通して結合されたＬＮＧの別の供給源（図示せず）を含み、再循環導管４８ａ及び／又は再循環導管４８ｂ（図２及び５〜７に示される）が、ＬＮＧの他の供給源の出口（図示せず）と極低温タンク１８の入口４６との間で流体連通して結合される。この構成において、圧力調整システム２０を使用して、天然ガスを極低温タンク１８の内部容積２２内に注入し、これにより、極低温タンク１８の内部容積２２からのＬＮＧを使用する代わりに又はこれに加えて、他の供給源からのＬＮＧを用いて内部容積２２内の圧力を調整することができる。本段落で説明したこのような代替の実施形態において、再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂは、単に「導管」と呼ぶことができる。

極低温タンク組立体の種々の実施形態は、航空機のエンジン用の燃料として使用されるＬＮＧを収容するための燃料タンクを航空機に搭載して用いるように説明し例示したが、極低温タンクの種々の実施形態は、航空機での使用に限定されず、また、燃料タンクとしての使用に限定されない。むしろ、極低温タンク組立体の種々の実施形態は、あらゆる用途で用いることができ、限定ではないが、建物、施設、区画、支持表面（例えば、床、地面、コンクリート補修部、アスファルト補修部、木製及び／又は金属プラットフォーム、及び／又はその他）、列車、自動車、船舶（例えば、船、ボート、大型船、及び／又はその他）、及び／又はその他など、他の何れかの固定及び／又は移動プラットフォーム上に配置することができる。加えて、極低温タンク組立体の種々の実施形態は、固定翼航空機に関して本明細書で説明され例示されている。しかしながら、極低温タンクの種々の実施形態は、飛行機又は固定翼航空機に限定されない。むしろ、極低温タンクの種々の実施形態は、限定ではないが、とりわけ、軽航空機、パワードリフト航空機、及び／又は回転翼航空機など、他の何れかの設計、構造、構成、配列及び／又はその他を有する他のタイプの航空機内で実施することができる。

図９は、ＬＮＧを収容する内部容積（例えば、内部容積２２）を有する極低温タンク（例えば、極低温タンク１８）内の圧力を調整する方法６００の例示的な実施形態を示すフローチャートである。方法６００は、明確にするために、極低温タンク組立体１２に関して説明され例示される。方法６００は、６０２において、極低温タンク１８の内部容積２２から再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂ内へのＬＮＧ流を受け取るステップを含む。６０４において、方法６００は、例えば、上記で説明され本明細書で例示されたように、極低温タンク１８の周囲環境から再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂ内のＬＮＧ流に熱を伝達することによって、再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂ内のＬＮＧ流を天然ガスの流れに変えるステップを含む。任意選択的に、コントローラ６６を用いて再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂ内のＬＮＧ流の流量を制御して、ＬＮＧ流によって吸収される熱の量を調整する。６０４ａにおいて、方法６００は、任意選択的に、再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂ内のＬＮＧ流の少なくとも一部を熱交換器６０内に送るステップを含む。６０４ｂにおいて、方法６００は、任意選択的に、ＬＮＧ流の少なくとも一部を補助タンク６８内に収容するステップを含む。

６０６において、方法６００は、再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂから極低温タンク１８の入口４６を通じて極低温タンク１８の内部容積２２内に天然ガスを注入し、これにより内部容積２２内の圧力の量を調整するステップを含む。任意選択的に、コントローラ６６を使用して、再循環導管４８ａ及び／又は４８ｂから内部容積２２内に注入される天然ガスの量及び／又は圧力を制御する。

種々の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせで実施することができる点に留意されたい。種々の実施形態及び／又は構成要素（例えば、モジュール又は構成要素及びコントローラ）はまた、１又はそれ以上のコンピュータ又はプロセッサの一部として実施することができる。コンピュータ又はプロセッサは、コンピュータデバイス、入力デバイス、ディスプレイユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことができる。コンピュータ又はプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータ又はプロセッサはまた、メモリを含むことができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータ又はプロセッサは更に、ハードディスクドライブ、或いは、半導体ドライブ、光ディスクドライブ、及び／又はその他などのリムーバブルストレージドライブとすることができる、ストレージデバイスを含むことができる。ストレージデバイスはまた、コンピュータプログラム又は他の命令をコンピュータ又はプロセッサにロードするための他の同様の手段とすることができる。

本明細書で使用される場合、用語「コンピュータ」、「コントローラ」又は「モジュール」は各々、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ロジック回路、ＧＰＵ、ＦＧＰＡ、及び本明細書で説明される機能を実行可能な他の何れかの回路又はプロセッサを用いたシステムを含む、あらゆるプロセッサベース又はマイクロプロセッサベースのシステムを含むことができる。上述の実施例は例証に過ぎず、従って、用語「モジュール」又は「コンピュータ」の定義及び／又は意味をどのようにも限定するものではない。

コンピュータ、モジュール、又はプロセッサは、入力データを処理するために、１つ又はそれ以上の記憶素子内に格納された命令セットを実行する。記憶素子はまた、要求又は必要に応じてデータ又は他の情報を格納することができる。記憶素子は、処理マシン内の情報ソース又は物理メモリの形態とすることができる。

命令セットは、処理マシンとしてコンピュータ、モジュール又はプロセッサに指示して、本明細書で説明及び／又は例示された種々の実施形態の方法及びプロセスなどの特定のオペレーションを実行する種々のコマンドを含むことができる。命令セットは、ソフトウェアプログラムの形態とすることができる。ソフトウェアは、システムソフトウェア又はアプリケーションソフトウェアなど、様々な形態で存在でき、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体として具現化することができる。更に、ソフトウェアは、別個のプログラム又はモジュールの集合、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、或いはプログラムモジュールの一部の形態で存在してもよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態でモジュラープログラミングを含むことができる。処理マシンによる入力データの処理は、オペレータコマンドへの応答、前処理の結果への応答、又は別の処理マシンによって作られたリクエストへの応答として行うことができる。

本明細書で用いる場合、用語「ソフトウェア」及び「ファームウェア」は同義であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータによって実行されるメモリ内に格納されたあらゆるコンピュータプログラムを含む。上記のメモリタイプは単なる例証であり、従って、コンピュータプログラムの記憶装置として使用可能なメモリのタイプに関して限定するものではない。種々の実施形態の個々の構成要素は、クラウドタイプのコンピュータ環境により仮想化されてホストされ、例えば、コンピュータシステムのロケーション、コンフィグレーション及び／又は特定のハードウェアにユーザが関与することなく、コンピュータの処理能力に関する動的割り当てを可能にすることができる。

上記の説明は例証を意図するものであり、限定ではない点を理解されたい。例えば、上述の実施形態（及び／又はその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。種々の構成要素の寸法、材料のタイプ、方向、並びに本明細書で記載される種々の構成要素の数及び位置は、特定の実施形態のパラメータを定義することを意図しており、これらは、限定を意味するものではなく、単に例示の実施形態に過ぎない。上記の説明を精査すると、請求項の技術的思想及び範囲内にある多くの他の実施形態及び修正形態があることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、添付の請求項並びにこのような請求項が権利を与えられる完全な範囲の均等物を基準として定められるべきである。添付の請求項において、用語“を含む”及び“であって”は、それぞれ用語「備える」及び「において」の平易な相当語として使用されている。その上、添付の請求項において、「第１の」「第２の」「第３の」等の用語は、単なる標識として用いられ、その対象に対して数値的条件を課すものではない。

本明細書は実施例を使用して、本発明の様々な実施形態を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる組み込み方法を実行することを含む、種々の実施形態を実施できるようにする。種々の実施形態の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。

１０ 送給システム
１２ 極低温タンク組立体
１４ 送給回路
１６ 装置
１８ 極低温タンク
２０ 圧力調整システム
２２ 内部容積
２４ 出口
２６ ポンプ
２８ 蒸発器
３０ アキュームレータ

Claims (9)

1. 極低温タンク組立体（１２）であって、
   内部容積（２２）を有し、該内部容積（２２）内に液化天然ガス（ＬＮＧ）を収容するよう構成され、前記内部容積（２２）に流体接続された第１の入口（４６）と、前記内部容積（２２）に流体接続された第１の出口（２４）とを含む極低温タンク（１８）と、
   前記極低温タンク（１８）の第１の入口（４６）を対応する第１の出口（２４）に流体接続するように、前記第１の入口（４６）と前記第１の出口（２４）との間で流体連通して結合される再循環導管（４８）と、
   前記再循環導管（４８）に動作可能に接続されたコントローラと、
   を備え、前記再循環導管（４８）が、前記極低温タンク（１８）の内部容積（２２）の外部で前記入口と前記出口との間の経路に沿って延びて、前記再循環導管の経路が前記極低温タンク（１８）の周囲環境に曝されるように構成され、前記再循環導管が、前記第１の出口（２４）に流体接続された第２の入口と、対応する第１の入口（４６）に流体接続された第２の出口とを備え、
   前記再循環導管（４８）がさらに、
   前記内部容積から前記第１の出口を通じてＬＮＧ流を前記第２の入口内に受け取り、
   前記極低温タンク（１８）の周囲環境から前記ＬＮＧ流に熱を伝達して、前記ＬＮＧ流を気化した天然ガスの流れに変え、
   前記気化した天然ガスの流れを前記第１の入口及び前記第２の出口を通じて前記極低温タンクの内部容積に注入する、
   ように構成され、
   前記第２の入口が、前記ＬＮＧ流の受け取りを制御する少なくとも１つの第１の流れ制御構成要素を含み、
   前記第２の出口が、前記天然ガスの流れの注入を制御する少なくとも１つの第２の流れ制御構成要素を含み、
   前記再循環導管が、第１及び第２の再循環導管を備え、
   前記第１の再循環導管が第１の経路に沿って延び、
   前記極低温タンクが、内側面と外側面との間の厚さを延びる壁を含み、前記外側面が、前記極低温タンク（１８）の周囲環境に直接曝されるように構成されており、
   前記第１の経路が、前記壁の厚さ内のみで延びており、
   前記第２の再循環導管が、前記第１の入口と前記第１の出口との間の第２の経路に沿って延び、前記第２の経路が、前記外側面の外部で延びて、前記第２の経路の少なくとも１つのセグメントが、前記外側面と離間した関係で前記極低温タンク（１８）の周囲環境内で延びるように構成され、
   前記コントローラが、前記第１及び第２の再循環導管に動作可能に接続し、
   前記コントローラが、前記少なくとも１つの第１の流れ制御構成要素と前記少なくとも１つの第２の流れ制御構成要素のいずれかを制御し、前記再循環導管から前記極低温タンクの内部容積内に注入される天然ガスの量又は圧力のうちの少なくとも１つを制御することによって、前記極低温タンクの内部容積内の圧力を調整するよう構成されている、
   ている、極低温タンク組立体。
2. 前記壁の厚さが断熱部を含み、前記第１の再循環導管の第１の経路が、前記極低温タンクの壁の断熱部のみを通って延びる、請求項１に記載の組立体。
3. 前記第１の再循環導管が、前記壁の厚さ内で前記内部容積の周りに延びるコイルを含み、前記第１の再循環導管の第１の経路が渦巻き形状を含むようになる、請求項１又は２に記載の組立体。
4. 前記第１の再循環導管の第１の経路が、ポンプを含まず、前記極低温タンクの断熱部を通って前記周囲環境に間接的に曝されるように構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の組立体。
5. 前記第２の再循環導管の第２の経路に沿って該第２の再循環導管と流体連通して結合された熱交換器を更に備え、前記熱交換器が、前記第２の再循環導管内で前記周囲環境から前記ＬＮＧ流に熱を伝達するよう構成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の組立体。
6. 前記第２の再循環導管の第２の経路に沿って前記第２の再循環導管と流体連通して結合された補助タンクを更に備え、前記補助タンクが、前記ＬＮＧ流の少なくとも一部を収容するよう構成され、前記補助タンクが、前記周囲環境から内部に収容されたＬＮＧに熱を伝達するよう構成されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の組立体。
7. 前記第２の再循環導管の第２の経路に沿って前記第２の再循環導管と流体連通して結合された補助タンクを更に備え、前記補助タンクが、前記ＬＮＧ流の少なくとも一部を前記補助タンクの内部チャンバ内に収容するよう構成され、前記補助タンクが、前記内部チャンバ内に固体吸着剤を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の組立体。
8. 前記コントローラが、ポンプに動作可能に接続され、前記ポンプを用いて前記ＬＮＧ流の流量を制御することにより、前記再循環導管内の前記ＬＮＧ流によって吸収される熱の量を調整するよう構成されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の組立体。
9. 機体（５０４）と、前記機体に搭載される請求項１乃至８のいずれかに記載の極低温タンク組立体（１２）とを備えた航空機（５００）。