JPS6147360B2 - - Google Patents
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- JPS6147360B2 JPS6147360B2 JP54152396A JP15239679A JPS6147360B2 JP S6147360 B2 JPS6147360 B2 JP S6147360B2 JP 54152396 A JP54152396 A JP 54152396A JP 15239679 A JP15239679 A JP 15239679A JP S6147360 B2 JPS6147360 B2 JP S6147360B2
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- Japan
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- hydrogen
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- ortho
- liquid hydrogen
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0612—Wall structures
- F17C2203/0626—Multiple walls
- F17C2203/0629—Two walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
- F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパラ・オルソ水素変換器を設置した液
体水素タンクに関するものである。
体水素タンクに関するものである。
液体水素タンクに貯えた液体水素は、外部から
の侵入熱により蒸発するが、本発明はこの蒸発水
素ガスのパラ・オルソ水素変換に伴う吸熱作用を
利用することによつて侵入熱を減少させ、液体水
素タンクの蒸発損失を減らすことを目的とするも
のである。以下第１図について公知の液体水素タ
ンクを説明したのち、本発明について説明する。
の侵入熱により蒸発するが、本発明はこの蒸発水
素ガスのパラ・オルソ水素変換に伴う吸熱作用を
利用することによつて侵入熱を減少させ、液体水
素タンクの蒸発損失を減らすことを目的とするも
のである。以下第１図について公知の液体水素タ
ンクを説明したのち、本発明について説明する。
液体水素の沸点は−253℃と極低温のため、貯
液部７に熱侵入がある程、液体水素は蒸発する。
液体水素タンクに入る熱侵入としては次の如きも
のがあり、それぞれにそれを防ぐ対策が講じられ
ている。
液部７に熱侵入がある程、液体水素は蒸発する。
液体水素タンクに入る熱侵入としては次の如きも
のがあり、それぞれにそれを防ぐ対策が講じられ
ている。
(i) 外筒１と液体水素容器４との間は真空空間６
になつているが、この部分の残留ガスによる熱
伝導に対しては真空空間６をさらに高真空にし
て対処している。
になつているが、この部分の残留ガスによる熱
伝導に対しては真空空間６をさらに高真空にし
て対処している。
(ii) 真空空間６を通つて輻射による熱流入に対し
てはポリエステル等にアルミニウムを蒸着した
フイルム状の反射材とプラスチツク系の断熱材
とを交互に層状化した積層断熱材よりなる所謂
スーパーインシユレーシヨンを液体水素容器４
の外面に多層巻きしたり、液体水素容器４をと
り囲むように輻射シールド板５を設け、該シー
ルド板５に沿わせて蒸発水素ガス管路を配設
し、液体水素７より蒸発した低温度の水素ガス
を蒸発ガス配管２に導き、これにより輻射シー
ルド板温度を低温にすることにより輻射伝熱を
減らしている。
てはポリエステル等にアルミニウムを蒸着した
フイルム状の反射材とプラスチツク系の断熱材
とを交互に層状化した積層断熱材よりなる所謂
スーパーインシユレーシヨンを液体水素容器４
の外面に多層巻きしたり、液体水素容器４をと
り囲むように輻射シールド板５を設け、該シー
ルド板５に沿わせて蒸発水素ガス管路を配設
し、液体水素７より蒸発した低温度の水素ガス
を蒸発ガス配管２に導き、これにより輻射シー
ルド板温度を低温にすることにより輻射伝熱を
減らしている。
(iii) 支持材よりの固体熱伝導に対して：液体水素
容器４は外筒１より支持材によつて支持されて
おり、この支持材から熱伝導により熱侵入があ
る。これに対しては、支持材の長さを大きくと
つたり、断面積を減らしたり、或いは熱伝導率
の小さい材料を使用することにより、熱侵入を
減らしている。
容器４は外筒１より支持材によつて支持されて
おり、この支持材から熱伝導により熱侵入があ
る。これに対しては、支持材の長さを大きくと
つたり、断面積を減らしたり、或いは熱伝導率
の小さい材料を使用することにより、熱侵入を
減らしている。
以上の如く熱侵入を極力減少させるよう種々の
工夫がなされている。因みに現状の液体水素タン
クの性能についてのべると、容量が10m3程度とす
ると貯液した液体水素の蒸発率は約１〜２%/da
yである。即ち１日当り10000×１／１００〜２／１０
０＝100 〜200/dayの蒸発量となる。これ丈の液体水素
７が蒸発し、輻射シールド板５を使用しない場合
はこれを直接大気に放出し、輻射シールド板５を
使用する場合には、蒸発水素ガスが蒸発ガス配管
２を通つて輻射シールド板５を冷却しながら外部
からの輻射による熱侵入を吸収して自らは昇温
し、液体水素タンク１から大気中へ放出されてい
る。
工夫がなされている。因みに現状の液体水素タン
クの性能についてのべると、容量が10m3程度とす
ると貯液した液体水素の蒸発率は約１〜２%/da
yである。即ち１日当り10000×１／１００〜２／１０
０＝100 〜200/dayの蒸発量となる。これ丈の液体水素
７が蒸発し、輻射シールド板５を使用しない場合
はこれを直接大気に放出し、輻射シールド板５を
使用する場合には、蒸発水素ガスが蒸発ガス配管
２を通つて輻射シールド板５を冷却しながら外部
からの輻射による熱侵入を吸収して自らは昇温
し、液体水素タンク１から大気中へ放出されてい
る。
第２図は本発明に係る液体水素タンクである。
液体水素容器４より蒸発した水素ガスは、蒸発ガ
ス配管２を通り、輻射シールド板５を冷却する点
は公知タンクと同様であるが、本発明の場合に
は、蒸発ガス配管２の途中にパラ・オルソ水素変
換器８を挿設し、ここで蒸発ガスであるパラ水素
をオルソ水素に変換させている。この変換時オル
ソ水素の方がパラ水素に比べて高いエネルギーを
持つので、パラ→オルソ変換の際吸熱反応とな
り、変換熱によつて水素ガス自身を冷却し、輻射
シールド板を冷却し、内槽である液体水素容器４
への熱侵入を減らしている。
液体水素容器４より蒸発した水素ガスは、蒸発ガ
ス配管２を通り、輻射シールド板５を冷却する点
は公知タンクと同様であるが、本発明の場合に
は、蒸発ガス配管２の途中にパラ・オルソ水素変
換器８を挿設し、ここで蒸発ガスであるパラ水素
をオルソ水素に変換させている。この変換時オル
ソ水素の方がパラ水素に比べて高いエネルギーを
持つので、パラ→オルソ変換の際吸熱反応とな
り、変換熱によつて水素ガス自身を冷却し、輻射
シールド板を冷却し、内槽である液体水素容器４
への熱侵入を減らしている。
以上の如く、パラ・オルソ水素変換器８を設置
することにより、パラ→オルソ変換が行われ、こ
の時吸熱反応により、水素ガス自身を冷却し、輻
射シールド板５を冷却し温度を低下させ、液体水
素容器４への輻射侵入熱を減らすことが可能とな
つた。
することにより、パラ→オルソ変換が行われ、こ
の時吸熱反応により、水素ガス自身を冷却し、輻
射シールド板５を冷却し温度を低下させ、液体水
素容器４への輻射侵入熱を減らすことが可能とな
つた。
こゝで従来の液体水素タンクに対し、本発明の
方式を採つた場合、どの程度の効果があるか、数
値的に検討してみると次の如くなる。
方式を採つた場合、どの程度の効果があるか、数
値的に検討してみると次の如くなる。
いま10m3の液体水素タンクで、蒸発損失１%/
ｄａｙ、輻射シールド板付のものについて計算する
と、１%/dayの蒸発損失Ｑは Ｑ＝10000（）×１／１００（１／日）×１／２４（日／Hr）×１／３６００（Hr/sec）×70.8（ｇ/） ×445.53（J/ｇ）＝36.5（Watts） （＝31.4kcal/Hr） いま (1) 全熱侵入量36.5wattsの内50％が内槽支持材
等の固体熱伝導量、残りの50％が輻射シールド
板からの積層断熱材を通しての輻射伝熱量
18.25wattsとする。
ｄａｙ、輻射シールド板付のものについて計算する
と、１%/dayの蒸発損失Ｑは Ｑ＝10000（）×１／１００（１／日）×１／２４（日／Hr）×１／３６００（Hr/sec）×70.8（ｇ/） ×445.53（J/ｇ）＝36.5（Watts） （＝31.4kcal/Hr） いま (1) 全熱侵入量36.5wattsの内50％が内槽支持材
等の固体熱伝導量、残りの50％が輻射シールド
板からの積層断熱材を通しての輻射伝熱量
18.25wattsとする。
(2) 輻射シールド板の温度は80゜Ｋとする。
(3) 貯液液体水素は95％パラ水素とする。
以上の条件で計算すると、１%/dayの蒸発損
失である従来の液体水素タンクにパラ・オルソ水
素変換器を最適値となるべき温度に設置すること
により（この場合１ケ所にまとめて配置するもの
とする）、50％の輻射入熱量は5.34wattsとなる。
即ち全蒸発損失としては１%/dayが0.65%/day
となり、輻射シールド板からの輻射入熱のみを考
えれば70％の減少、全熱侵入量を考えれば35％の
減少となり、このパラ・オルソ水素変換器の採用
は非常に効果的であることがわかる。
失である従来の液体水素タンクにパラ・オルソ水
素変換器を最適値となるべき温度に設置すること
により（この場合１ケ所にまとめて配置するもの
とする）、50％の輻射入熱量は5.34wattsとなる。
即ち全蒸発損失としては１%/dayが0.65%/day
となり、輻射シールド板からの輻射入熱のみを考
えれば70％の減少、全熱侵入量を考えれば35％の
減少となり、このパラ・オルソ水素変換器の採用
は非常に効果的であることがわかる。
以上の如く液体水素タンクに貯液されたパラ濃
度の高い液体水素が外部からの侵入熱により蒸発
する際、本発明のようなパラ・オルソ水素変換器
を通すことにより、パラ水素→オルソ水素の変換
が生じ、吸熱反応が起るので、蒸発した水素ガス
自身は冷却され、輻射シールド板の温度を低下さ
せ、輻射シールド板からの輻射侵入熱を減少させ
ることができる。その結果として液体水素タンク
の蒸発損失を減少させることができる。
度の高い液体水素が外部からの侵入熱により蒸発
する際、本発明のようなパラ・オルソ水素変換器
を通すことにより、パラ水素→オルソ水素の変換
が生じ、吸熱反応が起るので、蒸発した水素ガス
自身は冷却され、輻射シールド板の温度を低下さ
せ、輻射シールド板からの輻射侵入熱を減少させ
ることができる。その結果として液体水素タンク
の蒸発損失を減少させることができる。
パラ・オルソ水素変換器は、気密性を有する円
筒形あるいは平板形中空部にパラ・オルソ水素変
換剤を充填し、水素ガスの流通可能な構造となつ
ている。パラ・オルソ水素変換剤は触媒作用を有
する酸化鉄、白金、パラジウム等を水素ガスと接
触よくするため例えば粒状にしたものを使用して
いる。
筒形あるいは平板形中空部にパラ・オルソ水素変
換剤を充填し、水素ガスの流通可能な構造となつ
ている。パラ・オルソ水素変換剤は触媒作用を有
する酸化鉄、白金、パラジウム等を水素ガスと接
触よくするため例えば粒状にしたものを使用して
いる。
なお第３図、第４図はパラ・オルソ水素変換器
を組込んだ輻射シールド板の実施例を示し、第３
図の場合は２枚の金属板を全周溶接し、中央部に
おいて２枚の金属板を複数個所点溶接１４し、２
枚の金属板間に形成された空隙に変換剤が充填さ
れている。又第５図の場合には金属板に屈曲する
管を溶接し、管内に変換剤を充填してある。
を組込んだ輻射シールド板の実施例を示し、第３
図の場合は２枚の金属板を全周溶接し、中央部に
おいて２枚の金属板を複数個所点溶接１４し、２
枚の金属板間に形成された空隙に変換剤が充填さ
れている。又第５図の場合には金属板に屈曲する
管を溶接し、管内に変換剤を充填してある。
第７図は液体水素タンクから液体水素受取部１
１への送液配管１０に本発明に係るパラ・オルソ
水素変換器を使用した場合を示している。第８図
において送液配管１０の最内管に液体水素を移送
し、その外側に真空空間６を介して二重管状のパ
ラ・オルソ水素変換器組込型輻射シールド板１２
を設け、液体水素受取部１１の蒸発水素ガスを流
通させ、パラ・オルソ水素変換剤の吸熱反応によ
り輻射シールド板をより冷却させることができ、
最内管への熱侵入を低減することができる。この
ように貯溜容器のみでなく配管部における熱の侵
入を防止するのにも役立つものである。
１への送液配管１０に本発明に係るパラ・オルソ
水素変換器を使用した場合を示している。第８図
において送液配管１０の最内管に液体水素を移送
し、その外側に真空空間６を介して二重管状のパ
ラ・オルソ水素変換器組込型輻射シールド板１２
を設け、液体水素受取部１１の蒸発水素ガスを流
通させ、パラ・オルソ水素変換剤の吸熱反応によ
り輻射シールド板をより冷却させることができ、
最内管への熱侵入を低減することができる。この
ように貯溜容器のみでなく配管部における熱の侵
入を防止するのにも役立つものである。
第１図は公知の液体水素タンク。第２図は本発
明を施した液体水素タンク。第３図はパラ・オル
ソ水素変換器組込型輻射シールド板の斜視図。第
４図は第３図の−断面図。第５図はパラ・オ
ルソ水素変換器組込型輻射シールド板の他の実施
例。第６図は第５図の−断面図。第７図は本
発明の他の応用例を示す。第８図は第７図の−
断面図。 図において；１……液体水素タンク外筒、２…
…蒸発ガス配管入口、３……液体水素入口、４…
…液体水素容器、５……輻射シールド板、６……
真空空間、７……液体水素、８……パラ・オルソ
水素変換器、９……スーパーインシユレーシヨ
ン、１０……液体水素送液配管、１１……液体水
素受取部、１２……パラ・オルソ水素変換器組込
型輻射シールド板、１３……輻射シールド板冷却
ガス出口、１４……点溶接部、１５……パラ・オ
ルソ水素変換器を設置したガス流路。
明を施した液体水素タンク。第３図はパラ・オル
ソ水素変換器組込型輻射シールド板の斜視図。第
４図は第３図の−断面図。第５図はパラ・オ
ルソ水素変換器組込型輻射シールド板の他の実施
例。第６図は第５図の−断面図。第７図は本
発明の他の応用例を示す。第８図は第７図の−
断面図。 図において；１……液体水素タンク外筒、２…
…蒸発ガス配管入口、３……液体水素入口、４…
…液体水素容器、５……輻射シールド板、６……
真空空間、７……液体水素、８……パラ・オルソ
水素変換器、９……スーパーインシユレーシヨ
ン、１０……液体水素送液配管、１１……液体水
素受取部、１２……パラ・オルソ水素変換器組込
型輻射シールド板、１３……輻射シールド板冷却
ガス出口、１４……点溶接部、１５……パラ・オ
ルソ水素変換器を設置したガス流路。
Claims (1)
- １ 外筒内に液体水素容器を保持し、該容器をと
り囲むように輻射シールド板を設け、該シールド
板に沿わせて蒸発水素ガス管路を配設した液体水
素貯蔵タンクにおいて、蒸発水素ガス管路に、パ
ラ水素をオルソ水素に変換するパラ・オルソ水素
変換剤を収納し、水素ガスの流通可能な構造を有
するパラ・オルソ水素変換器を挿設したことを特
徴とする液体水素貯蔵タンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15239679A JPS5676800A (en) | 1979-11-27 | 1979-11-27 | Liquid hydrogen storage tank equipped with para-ortho hydrogen converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15239679A JPS5676800A (en) | 1979-11-27 | 1979-11-27 | Liquid hydrogen storage tank equipped with para-ortho hydrogen converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5676800A JPS5676800A (en) | 1981-06-24 |
| JPS6147360B2 true JPS6147360B2 (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=15539593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15239679A Granted JPS5676800A (en) | 1979-11-27 | 1979-11-27 | Liquid hydrogen storage tank equipped with para-ortho hydrogen converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5676800A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051279A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | High Energy Accelerator Research Organization | 液体水素貯蔵容器およびこの液体水素貯蔵容器からの液体水素の取り出し方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58203299A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-26 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 液化ガス移送パイプ |
| JP2006009917A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Railway Technical Res Inst | 液体水素貯蔵装置 |
| JP4929654B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2012-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | 水素貯蔵装置 |
| JP2007099592A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Iwatani Industrial Gases Corp | オルソ・パラ水素発生方法及びその装置並びに校正用オルソ・パラ標準水素発生装置 |
| JP5187893B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-04-24 | 信越化学工業株式会社 | 水素供給設備 |
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1979
- 1979-11-27 JP JP15239679A patent/JPS5676800A/ja active Granted
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|---|---|
| JPS5676800A (en) | 1981-06-24 |
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