JP7126023B2 - 内部加圧器を含む流体タンク - Google Patents

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Description

本発明は、内部加圧器を含む流体タンクに関し、より詳細には、液化天然ガスなどの液相流体を貯蔵することができ、且つ液相流体の一部を加熱して蒸発気体を発生し、これに伴う加圧により液相流体を外部に送り出すことができる内部加圧器を含む流体タンクに関する。
図１は従来の流体タンク１０を示す図である。
従来の流体タンク１０は、液化天然ガスなどの液相流体を貯蔵することができるタンク本体１を含む。この際、タンク本体１の内部に貯蔵された液相流体を外部に送り出すためには、タンク本体１の内部を加圧することで、送り出し配管５により外部に液相流体を送り出す。
従来の流体タンク１０は、タンク本体１の外部に備えられる蒸発器などの加圧手段３を備え、タンク本体１と加圧手段３を連結する下部配管２により液相流体を加圧手段３に供給し、加圧手段３は、蒸発器などの作動により液相流体を蒸発させて蒸発気体を形成するとともに、上部配管４によりタンク本体１に供給することで、タンク本体１内部を加圧する。
すなわち、タンク本体１の内部に貯蔵された液相流体の一部を加圧手段３に供給し、加圧手段３の動作によって発生した蒸発気体によりタンク本体１内部を加圧することで、外部に液相流体を送り出す。
この際、従来の流体タンク１０は液相流体を加圧手段３に供給しなければならないため、スムーズな液相流体の供給のためには、タンク本体１の下部に下部配管２を連結し、これにより、加圧手段３に液相流体を供給する。しかし、上述の構成は、タンク本体１の下部と下部配管２との連結部位から流体が漏れる恐れがある。
これは、流体タンク１０の内部に貯蔵された液相流体が超低温の液化天然ガスである場合、超低温脆性と火災などによる爆発の恐れがあり、使用者の安全事故の恐れがある。
また、加圧手段３は、タンク本体１の外部に備えられ、下部配管２および上部配管４などにより連結して液相または気相の流体が流動するため、加圧手段３を外部に備えるための空間が別に必要なだけでなく、加圧手段３を中心に流動する流体の制御のための制御弁などをさらに備えなければならないため、流体タンク１０の製造費用および製造時間が増大するという問題がある。
本発明は、上述のような問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明は、液化天然ガスなどの液相流体を貯蔵することができ、且つ液相流体の一部を加熱して蒸発気体を発生し、これに伴う加圧により液相流体を外部に送り出すことができる流体タンクであって、安全性に優れるだけでなく、迅速に流体タンクの加圧を行うことができる内部加圧器を含む流体タンクを提供することを目的とする。
本発明による内部加圧器を含む流体タンクは、液相流体が貯蔵されるタンク本体１００と、前記タンク本体１００の内部の選択される位置に上下方向に貫通して形成され、且つ選択される下側は、液相流体内に位置する加圧管２００と、前記加圧管２００の内部に収容された液相流体を蒸発させて前記タンク本体１００の内部を加圧する加圧手段３００と、液相流体が流入するように前記タンク本体１００の内部の下側に入口が設置され、前記タンク本体１００に貯蔵された液相流体を外部に送り出し可能に形成される送り出し配管４００とを含むことを特徴とする。
また、前記加圧管２００は、選択される上側が、前記タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体よりも上側に位置することを特徴とする。
また、前記加圧手段３００は、電気エネルギーを用いた加熱手段、気相の加熱媒体により熱交換させる加熱手段、液相の加熱媒体により熱交換させる加熱手段から選択されるいずれか一つ以上の手段からなることを特徴とする。
また、前記加圧管２００は、断熱材質で形成されるか、断熱処理されて形成されることを特徴とする。
また、前記タンク本体１００は、前記加圧管２００の位置に対応して下部方向に突出して形成される流体残量部１１０をさらに含み、前記加圧管２００は、前記流体残量部１１０に対応して下部方向に延びて形成されることを特徴とする。
本発明による内部加圧器を含む流体タンクは、液化天然ガスなどの液相流体の加圧をタンク本体の内部で行うことから、液相流体の流出の恐れがなく、安全性に優れるという利点がある。
また、本発明による内部加圧器を含む流体タンクは、液相流体の加圧のための外部の加圧手段などが必要でないことから、空間活用性に優れるだけでなく、加圧手段として液相および気相の流体を流動するための配管および流量の制御のためのバルブなどをさらに備える必要がないことから、流体タンクの製造費用および製造時間が減少するという利点がある。
また、本発明による内部加圧器を含む流体タンクは、選択的に液相流体を加熱して蒸発気体を発生させることで、液相流体の送り出しのための加圧が迅速に行われるという利点がある。
従来の流体タンクを示す図である。 本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す図である。 本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す他の図である。 本発明の第２実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す図である。
発明の実施のための最善の形態
以下、上述のような本発明による内部加圧器を含む流体タンクについて、添付の図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図２は本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す図であり、図３は本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す他の図である。
図２、図３を参照すると、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、液相流体が貯蔵され収容されるタンク本体１００を含み、タンク本体１００の内部の加圧により、内部に貯蔵された液相流体を外部（流体需要先など）に送り出し可能に形成される。
この際、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００における貯蔵および送り出しのための液相流体は、液化天然ガス（ＬＮＧ）であり、液化天然ガスの他に、タンク本体１００の内部に貯蔵されてから、加圧によって外部に送り出されることができれば、液化水素ガスなどの様々な液相流体の実施形態が可能であることは言うまでもない。
本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、液化天然ガスなどの液相流体が貯蔵されるタンク本体１００と、タンク本体１００の内部に備えられて液相流体の一部を収容可能に形成される加圧管２００と、加圧管２００の内部に備えられて液相流体を加熱することで、タンク本体１００の内部に加圧可能に備えられる加圧手段３００と、加圧手段３００によるタンク本体１００の加圧によって液相流体を外部に送り出し可能に形成される送り出し配管４００とを含んでなる。
すなわち、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、加圧手段３００が加圧管２００の内部に収容された液相流体を加熱して蒸発気体を形成し、蒸発気体の形成によるタンク本体１００の内部を加圧することで、その圧力によって流体タンク１００の内部に貯蔵された液相流体を送り出し配管４００により外部に送り出すことができる。
さらに詳細に説明すると、タンク本体１００は、液相流体が貯蔵される一般的なタンク、車両用燃料タンク、船舶の燃料タンク、タンクローリなど、様々な用途のタンクであり得る。
加圧管２００は、タンク本体１００の内部の選択される位置に上下方向に貫通する形状に形成される。加圧管２００は、上下方向に中空された形状に形成されることで、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体の一部が収容され、加圧手段３００により加圧するようにすることができる。
加圧手段３００は、加圧管２００の中空に位置し、加圧管２００の内部に収容された液相流体を加熱して蒸発気体を形成することで、タンク本体１００の内部を加圧可能にする。
加圧手段３００は、加圧管２００の内部に収容された液相流体を加熱するための様々な手段で構成されてもよく、一例として、電気エネルギーの供給により加圧管２００の内部に収容された液相流体を加熱して蒸発気体を形成することができる手段からなり得る。
加圧手段３００の他の例としては、気相の加熱媒体または液相の加熱媒体などを用いて、タンク本体１００の内部の液相流体との熱交換により液相流体を加熱する手段からなり、蒸発気体を形成し、蒸発気体によりタンク本体１００の内部を加圧してタンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体を送り出すことができるなど様々な加圧手段の実施形態が可能である。
この際、加圧管２００は、内部の中空に収容された液相流体を加圧手段３００により加熱してタンク本体１００を加圧することで、液相流体の加熱効率性のために断熱材質で形成されるか、断熱処理されて形成されることが好ましい。
なお、加圧管２００は、選択される下側は液相流体内に位置し、下部から液相流体が流入するようにして加熱可能に形成されなければならないことは言うまでもなく、加圧手段３００によって形成された蒸発気体をタンク本体１００の内部の気相流体上に供給したときにタンク本体１００の加圧が効率的であるため、選択される上側は、液相流体よりも上側に位置するように形成することが好ましい。
送り出し配管４００は、液相流体が流入するようにタンク本体１００の内部の下側に入口が設置され、タンク本体１００に貯蔵された液相流体を外部に送り出し可能に形成される。
送り出し配管４００は、液相流体の流量が少なくても外部に送り出し可能に液相流体が流入されて流動する入口がタンク本体１００の内部の底面に位置するようにすることが好ましい。
上述のように、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、加圧手段３００を用いて液相流体を加熱し、加熱によって発生した蒸発気体によりタンク本体１００の内部を加圧することで、タンク本体１００の内部に収容された液相流体を外部に送り出すことができるため、外部に蒸発器を備え、その動作によってタンク本体を加圧する従来に比べ、安全な液相流体の貯蔵および送り出しが可能であるという利点がある。
すなわち、外部に蒸発器を備えて加圧する方式は、タンク本体の内部の流体を蒸発器に供給しなければならないため、ほとんどがタンク本体の下部に位置し、これによるタンク本体からの流体の流出の恐れがあり、これは、火災の恐れまたは爆発の恐れに露出するという問題があるのに対し、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、内部に貯蔵された流体の移動なしにタンク本体１００の内部で液相流体を加熱するため、液相流体の漏れの恐れが減少するという利点がある。
また、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、外部の蒸発器を備えることによるさらなる配管、配管により移動する流体を制御するためのバルブなどを備える必要がなく、流体タンク１０００の製造費用および製造時間を減少させることができる。
なお、本発明の第１実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００は、タンク本体１００の内部に収容された液相流体全体を加熱する方式ではなく、加圧管２００の内部に収容された液相流体を加熱してタンク本体１００の内部を加圧することで、流体を加熱して蒸発気体を形成するための時間を短縮できるという利点がある。
なお、図３を参照すると、加圧管２００は、液相流体の加熱のための正確度を高めるように上下方向に直角に形成され、内部に液相流体を収容することが好ましいが、加熱手段３００の形状または位置、またはタンク本体１００の形状または目的に応じて、下部から液相流体が流入して収容され、加熱されて形成された蒸発気体が上部に排出され、タンク本体１００の内部を加圧することができれば、様々な形状の実施形態が可能である。
＜第２実施形態＞
図４は本発明の第２実施形態による内部加圧器を含む流体タンクを示す図である。
図４を参照すると、本発明の第２実施形態による内部加圧器を含む流体タンク１０００のタンク本体１００は、加圧管２００が形成された位置に対応して下部方向に突出することで、溝を形成する流体残量部１１０をさらに含むことができる。
また、加圧管２００は、流体残量部１１０に延びて形成されることで、流体残量部１１０に収容された液相流体を内部に収容可能に形成される。
すなわち、タンク本体１００の内部に収容された液相流体の量が多くない場合、加圧管２００の内部に収容され難く、これは、加圧管２００の内部での加熱が容易でなく、タンク本体１００の内部の加圧が難しくなり得る。
このために、本発明の第２実施形態による流体タンク１０００は、タンク本体１００に流体残量部１１０を含み、タンク本体１００の内部に貯蔵された液相流体を優先して貯蔵するようにすることで、加圧管２００の内部での液相流体の加熱が容易になり得る。
なお、流体残量部１１０は、できるだけ多くの流量の液体流体を収容可能にすることが好ましいが、加圧管２００が延びて位置しなければならないため、少なくとも加圧管２００の直径よりも大きく形成されなければならないことは言うまでもない。
１０００ 内部加圧器を含む流体タンク
１００ タンク本体
１１０ 流体残量部
２００ 加圧管
３００ 加圧手段
４００ 送り出し配管

Claims (4)

  1. 液相流体が貯蔵されるタンク本体（１００）と、
    前記タンク本体（１００）の内部の選択される位置に上下方向に貫通して形成され、且つ選択される下側は、液相流体内に位置する加圧管（２００）と、
    前記加圧管（２００）の内部に収容された液相流体を蒸発させて前記タンク本体（１００）の内部を加圧する加圧手段（３００）と、
    液相流体が流入するように前記タンク本体（１００）の内部の下側に入口が設置され、前記タンク本体（１００）に貯蔵された液相流体を外部に送り出し可能に形成される送り出し配管（４００）とを含み、
    前記加圧管（２００）は、
    内部が中空となって断熱材質で形成されるか、表面に断熱処理されるように形成され、前記加圧手段（３００）を介して前記加圧管（２００）内部の液相流体の蒸発時に、前記加圧管（２００）外部の液相流体への熱伝達を遮断して熱による影響を最小化することで、前記タンク本体（１００）内部の液相流体を正確な流量で外部に送り出されるようにする、内部加圧器を含む流体タンク。
  2. 前記加圧管（２００）は、
    選択される上側が、前記タンク本体（１００）の内部に貯蔵された液相流体よりも上側に位置する、請求項１に記載の内部加圧器を含む流体タンク。
  3. 前記加圧手段（３００）は、
    電気エネルギーを用いた加熱手段、気相の加熱媒体により熱交換させる加熱手段、液相の加熱媒体により熱交換させる加熱手段から選択されるいずれか一つ以上の手段からなる、請求項１に記載の内部加圧器を含む流体タンク。
  4. 前記タンク本体（１００）は、
    前記加圧管（２００）の位置に対応して下部方向に突出して形成される流体残量部（１１０）をさらに含み、
    前記加圧管（２００）は、前記流体残量部（１１０）に対応して下部方向に延びて形成される、請求項１に記載の内部加圧器を含む流体タンク。
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