JPH09242991A - 低温二重殻タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱性能を格段に高め得るようにする。 【解決手段】 内槽２と外槽４との間の断熱空間３にお
ける、外槽４側に固体断熱材６を設け、内槽２側に真空
層９を設けて、固体断熱材６と真空層９の二重構造によ
り、内外間の断熱を行わせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温二重殻タンク
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液化天然ガスなどの低温流体を貯蔵する
場合、一般に二重殻低温タンクが使用される。

【０００３】該二重殻低温タンクは、液化天然ガスなど
の低温流体を貯蔵可能な内槽の外側を、断熱空間を有し
て、外槽によって包囲したものである。そして、内槽と
外槽の間の断熱空間には、通常、ポリウレタンフォーム
などの固体断熱材が挿入され、且つ、１気圧程度の空気
やヘリウムガスなどが充填されている。

【０００４】そして、上記二重殻低温タンクでは、内槽
によって液化天然ガスなどの低温流体を貯留させると共
に、断熱空間に挿入された固体断熱材によって、内外間
の断熱を行わせるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た断熱空間に固体断熱材を挿入し且つ１気圧程度の空気
やヘリウムガスなどを充填した低温二重殻タンクでは、
固体断熱材による断熱効果しか期待できないため、十分
に断熱性能が高いとはいえなかった。

【０００６】又、近年、天然ガスなどの化石燃料に比べ
てクリーンな水素燃料が注目されているが、液体水素は
沸点が−２５３℃であり、沸点が−１６２℃の液化天然
ガスに比べてかなり沸点が低いため、上記低温二重殻タ
ンクでは、よほど固体断熱材の層を厚くしない限り適用
が困難で、実用的でないという問題がある。

【０００７】本発明は、上述の実情に鑑み、断熱性能を
格段に高め得るようにした低温二重殻タンクを提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、低温流体を貯
蔵可能な内槽の外側を、断熱空間を有して外槽で包囲
し、断熱空間における外槽の内面側に、固体断熱材を取
付けて、固体断熱材の内面と内槽の外面との間に固体断
熱材のない間隙を形成すると共に、該間隙を真空層とし
たことを特徴とする低温二重殻タンクにかかるものであ
る。

【０００９】この場合において、固体断熱材の内面側を
鏡面としても良い。

【００１０】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１１】即ち、外槽側を固体断熱材、内槽側を真空
層とすると、固体断熱材の内面が真空層における熱侵入
の境界面となって境界面の温度が外気温よりも遥かに低
くなるため、熱侵入が大幅に減少されると共に、固体断
熱材が外槽側（外気温側）にあるため、収縮を起こし難
くなることから、高い断熱性能が確保される。

【００１２】更に、固体断熱材の内面側に鏡面を形成す
ることにより、真空層から固体断熱材への冷熱の伝達を
遮断させることができるので、より断熱性能を向上させ
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施の形態の一例であ
る。

【００１５】液化天然ガスや液体水素などの低温流体１
を貯蔵可能な内槽２を設け、該内槽２の外側を、断熱空
間３を有して、外槽４によって包囲して、二重殻低温タ
ンク５を構成する。

【００１６】そして、内槽２と外槽４の間の断熱空間３
における外槽４の内面側に、ポリウレタンフォームなど
の固体断熱材６を取付け、固体断熱材６の内面と内槽２
の外面との間に固体断熱材６のない間隙７を形成する。

【００１７】又、固体断熱材６の内面側にアルミ箔を貼
付けるなどして鏡面８を形成する。

【００１８】更に、断熱空間３内部を図示しない真空ポ
ンプにより真空引きして固体断熱材６と内槽２の外面と
の間の間隙７に真空層９を形成する。

【００１９】尚、低温流体１が液体水素の場合、液体水
素はほとんどのガスの凝縮温度よりも低温であるため、
間隙７を軽く真空引きしておくだけで、液体水素を貯留
した時に間隙７内のガスが凝縮されて間隙７内が真空状
態となる。

【００２０】又、図中、１０は内槽２の底部を支持する
底部断熱支持部材である。

【００２１】次に、作動について説明する。

【００２２】上記二重殻低温タンク５では、内槽２にて
液化天然ガスや液体水素などの低温流体１を貯留する。

【００２３】そして、断熱空間３における外槽４側の固
体断熱材６と内槽２側の真空層９の二重構造によって、
内外間の断熱を行わせる。このようにすることにより、
高い断熱性能を得ることができる。

【００２４】即ち、断熱空間３を全て真空層９のみとし
た場合、真空層９における熱の侵入は輻射によって行わ
れ、輻射による侵入熱量は高温面と低温面の絶対温度の
４乗の差に比例して大きくなるが、外気との間を仕切っ
ている外槽４が高温面となるため、外気と内槽表面の絶
対温度の４乗の差に比例した多量の熱侵入があることと
なり、高い断熱性能が得られない。

【００２５】反対に、断熱空間３を全て固体断熱材６の
みとした場合、固体断熱材６の層厚に応じてある程度の
断熱性能が期待できるが、固体断熱材６の設置が大掛か
りとなって設備コストが上昇してしまう。

【００２６】更に、図２に示すように、外槽４側を真空
層９、内槽２側を固体断熱材６とした場合、真空層９に
おける熱侵入の境界面が外槽４となるため、外気と固体
断熱材６表面の絶対温度の４乗の差に比例した多量の熱
侵入があるという問題や、内槽２に接触している固体断
熱材６が低温収縮を起こして断熱性能が低下するなどの
問題があって、それほど高い断熱性能は得られない。

【００２７】これに対し、本発明のように外槽４側を固
体断熱材６、内槽２側を真空層９とすると、固体断熱材
６の内面が真空層９における熱侵入の境界面となって境
界面の温度が外気温よりも遥かに低くなるため、熱侵入
が大幅に減少されると共に、固体断熱材６が外槽４側
（外気温側）にあるため、収縮を起こし難くなることか
ら、最も高い断熱性能が確保される。

【００２８】更に、固体断熱材６の内面側にアルミ箔を
貼付けるなどして鏡面８を形成することにより、真空層
９から固体断熱材６への冷熱の伝達を遮断させることが
できるので、より断熱性能を向上させることができる。

【００２９】

【実施例】図３は、固体断熱材の厚さと侵入熱量の関係
を解析した結果を表わすグラフであり、内槽２の半径を
３．０ｍ、外槽４の半径を４．０ｍ、断熱空間３の間隔
を１．０ｍ、内槽の高さを１０ｍ、外気温度を３００
Ｋ、内槽内温度を７７Ｋと設定した場合のものである。

【００３０】図３によると、本発明の場合には破線イで
示すようになり、図２のものの場合には実線ロで示すよ
うになり、断熱空間３を全て真空層９とした場合には、
点ハで示すようになり、断熱空間３を全て固体断熱材６
とした場合には、点ニで示すようになり、本発明のよう
にすると、予想以上に大きな断熱性能が得られることが
確認された。

【００３１】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の低温二重
殻タンクによれば、断熱性能を格段に高めることができ
るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の概略側断面図であ
る。

【図２】固体断熱材と真空層を入れ替えて見た場合を示
す概略側断面図である。

【図３】固体断熱材の厚さと侵入熱量の関係を解析した
結果を表わすグラフである。

【符号の説明】

１ 低温流体 ２ 内槽 ３ 断熱空間 ４ 外槽 ５ 二重殻低温タンク ６ 固体断熱材 ７ 間隙 ８ 鏡面 ９ 真空層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温流体を貯蔵可能な内槽の外側を、断
   熱空間を有して外槽で包囲し、断熱空間における外槽の
   内面側に、固体断熱材を取付けて、固体断熱材の内面と
   内槽の外面との間に固体断熱材のない間隙を形成すると
   共に、該間隙を真空層としたことを特徴とする低温二重
   殻タンク。
2. 【請求項２】 固体断熱材の内面側を鏡面とした請求項
   １記載の低温二重殻タンク。