JP2012057803A - Low-temperature fluid storage tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低温の固液二相流体を貯蔵しておくための低温流体用貯蔵タンクに関するものである。 The present invention relates to a cryogenic fluid storage tank for storing a low-temperature solid-liquid two-phase fluid.
従来、低温の流体(例えば、液体水素や液体窒素等)を貯蔵しておく低温流体用貯蔵タンクとしては、その内部に低温流体貯蔵槽を備えるものが知られている(たとえば、非特許文献1参照)。 Conventionally, as a low temperature fluid storage tank for storing a low temperature fluid (for example, liquid hydrogen or liquid nitrogen), a tank having a low temperature fluid storage tank therein is known (for example, Non-Patent Document 1). reference).
このような低温流体貯蔵槽の内部には、液体状態の低温流体(あるいは液体状態の低温流体と気体状態の低温流体とが混じり合ったもの)が貯蔵されるようになっている。このとき、低温流体貯蔵槽内における低温流体の温度は、例えば液体水素の場合、約20.3Kであり、低温流体が気化(ボイルオフ)してしまう割合は、一日当たり約3〜5%となって、低温流体の蒸発量をこれ以上に低く抑えるのは困難であった。 In such a cryogenic fluid storage tank, a liquid cryogenic fluid (or a mixture of a liquid cryogenic fluid and a gaseous cryogenic fluid) is stored. At this time, the temperature of the cryogenic fluid in the cryogenic fluid storage tank is, for example, about 20.3 K in the case of liquid hydrogen, and the rate at which the cryogenic fluid is vaporized (boiled off) is about 3 to 5% per day. Therefore, it has been difficult to keep the evaporation amount of the low temperature fluid lower than this.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低温流体貯蔵槽内における低温流体の気化(ボイルオフ)を低減させることができる低温流体用貯蔵タンクを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cryogenic fluid storage tank that can reduce vaporization (boil-off) of the cryogenic fluid in the cryogenic fluid storage tank.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクは、低温の固液二相流体が貯蔵される低温流体貯蔵槽と、この低温流体貯蔵槽が収容される真空断熱槽とを備えた低温流体用貯蔵タンクであって、前記低温流体貯蔵槽の高さ方向における略中間部に、前記低温流体貯蔵槽の内部空間を上下に二分するとともに、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が設けられており、かつ、この仕切板の周縁部に、板厚方向に貫通する複数個の連通部が形成されている。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A cryogenic fluid storage tank according to the present invention is a cryogenic fluid storage tank comprising a cryogenic fluid storage tank in which a low-temperature solid-liquid two-phase fluid is stored, and a vacuum insulation tank in which the cryogenic fluid storage tank is accommodated. In addition, a partition plate made of a heat insulating material having a low thermal conductivity as a material is provided at an approximately middle portion in the height direction of the cryogenic fluid storage tank, and the internal space of the cryogenic fluid storage tank is divided into two vertically. In addition, a plurality of communicating portions penetrating in the thickness direction are formed on the peripheral edge of the partition plate.
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクによれば、例えば、図11に示すように、低温流体貯蔵槽内において気化したガス(例えば、水素ガス)は、連通部を通り、低温流体貯蔵槽の内壁面に沿って上昇していくこととなり、低温流体貯蔵槽の壁面の温度が低下させられることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク外から侵入する侵入熱は、気化したガスによって冷却された(冷却されつづけている)低温流体貯蔵槽の壁面により吸収され、液相への入熱が防止されることとなる。また、液相よりも温度の低い固相は、液相を冷却して、液相の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽内に貯蔵された液相の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。 According to the cryogenic fluid storage tank according to the present invention, for example, as shown in FIG. 11, gas (for example, hydrogen gas) vaporized in the cryogenic fluid storage tank passes through the communicating portion, and the inside of the cryogenic fluid storage tank. It will rise along a wall surface, and the temperature of the wall surface of a cryogenic fluid storage tank will be lowered. Therefore, intrusion heat that enters from outside the cryogenic fluid storage tank is absorbed by the wall of the cryogenic fluid storage tank that is cooled (continuously cooled) by the vaporized gas, and heat input to the liquid phase is prevented. It becomes. In addition, the solid phase having a temperature lower than that of the liquid phase cools the liquid phase and lowers the temperature of the liquid phase. And the liquid phase whose temperature was lowered becomes difficult to evaporate. That is, the vaporization (boil-off) of the liquid phase stored in the low-temperature fluid storage tank is reduced, and the rate at which the liquid phase is vaporized (boil-off) is reduced to, for example, 1% or less per day. Can do.
本発明によれば、低温流体貯蔵槽内における低温流体の気化(ボイルオフ)を低減させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the vaporization (boil-off) of the low temperature fluid in the low temperature fluid storage tank can be reduced.
以下、本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第1参考実施形態について、図面を参照しながら説明する。
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。
Hereinafter, a first reference embodiment of a cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, where FIG. It is.
図1に示すように、低温流体用貯蔵タンク10は、真空断熱槽11と、低温流体貯蔵槽12と、分離手段13とを有するものである。
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。
As shown in FIG. 1, the cryogenic
The vacuum
The cryogenic
分離手段13は、低温流体貯蔵槽12内の空間を内外に二分し、かつ、低温流体貯蔵槽12内に貯蔵された固液二相流体を、液相(例えば、液体水素)14と固相(例えば、固体水素)15とに分離する、例えば、金属製(ステンレスやアルミニウム合金等)のメッシュ部材である。そして、分離手段13の外側、すなわち、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は、固相15が貯蔵され、分離手段13の内側、すなわち、低温流体用貯蔵タンク10の中心部(より詳しくは、低温流体貯蔵槽12の中心部)に形成された空間内には、液相14が貯蔵されるようになっている。
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。
The separating means 13 divides the space in the cryogenic
The separation means 13 is configured to pass the
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク10によれば、低温流体貯蔵槽12内において固相15は液相14を取り囲むように貯蔵されていることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク10外から侵入する侵入熱は、固相15に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽12内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第2参考実施形態を図2に基づいて説明する。
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。
A second reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
The cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st reference embodiment mentioned above.
分離手段21は、低温流体貯蔵槽12内の空間を左右に二分し、かつ、低温流体貯蔵槽12内に貯蔵された固液二相流体を、液相(例えば、液体水素)14と固相(例えば、固体水素)15とに分離する、例えば、金属製(ステンレスやアルミニウム合金等)のメッシュ部材である。そして、分離手段13の右側(一側)、すなわち、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は、固相15が貯蔵され、分離手段13の左側(他側)、すなわち、分離手段13の左側と低温流体貯蔵槽12との間に形成された空間内には、液相14が貯蔵されるようになっている。
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。
The separating means 21 bisects the space in the cryogenic
The separation means 13 is configured to pass the
輻射シールド板22は、例えば、アルミニウムや銅等からなる板状の部材であり、低温流体貯蔵槽12の内面(本実施形態では天井面)に取り付け(貼り付け)られている。また、この輻射シールド板22には、その一端部が固相15に漬かり、その他端部が当該輻射シールド板22と接続されて、輻射シールド板22と固相15とを熱的に結合(接続)する、例えば、アルミニウムや銅等からなる熱伝導部材23が設けられている。
The
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク20によれば、輻射による侵入熱は、輻射シールド板22および熱伝導部材23を介して固相15に伝達され、固相15の融解熱により吸収されて、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽12内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第3参考実施形態を図3に基づいて説明する。
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。
A third reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
The cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 2nd reference embodiment mentioned above.
輻射シールド板31は、例えば、アルミニウムや銅等からなる板状の部材であり、低温流体貯蔵槽12の内面(本実施形態では天井面および一側面)に貼り付け(取り付け)られている。また、この輻射シールド板22の一端部は、液相14に漬かるように構成されている。
The
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク30によれば、固相15と液相14とが、熱伝導部材23および輻射シールド板31を介して熱的に結合(接続)されており、液相14が固相15によりさらに冷却されることとなり、液相14の温度がさらに低下させられることとなる。また、輻射による侵入熱は、輻射シールド板22および熱伝導部材23を介して固相15に伝達され、固相15の融解熱により吸収されて、液相14への入熱が防止されることとなる。すなわち、低温流体貯蔵槽12内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)がさらに低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合をさらに低減させることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第4参考実施形態を図4に基づいて説明する。
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。
A fourth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
4A and 4B are schematic configuration diagrams of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, in which FIG. It is.
図4に示すように、低温流体用貯蔵タンク40は、真空断熱槽41と、低温流体貯蔵槽42と、中間部材43とを有するものである。
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。
As shown in FIG. 4, the cryogenic
The inside of the vacuum
The cryogenic
中間部材43は、低温流体貯蔵槽42の外径よりも大きな内径を有し、かつ、その両端がそれぞれ開口端とされた中空円筒状の部材であり、この中間部材43内には、低温流体貯蔵槽42が収容されている。中間部材43と低温流体貯蔵槽42とは、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、線接触となるように(すなわち、中間部材43の内周側の底面と、低温流体貯蔵槽42の外周側の底面との接合部が、一本の線(本実施形態では直線)を形成するように)接合(結合)されている。また、中間部材43と低温流体貯蔵槽42とは、中間部材43の内周側の上面(天井面)と、低温流体貯蔵槽42の外周側の上面(天井面)とを連結(結合)する複数本(本実施形態では2本)の固定部材(例えば、断面視円形状を有する棒状の部材)44を介して互いに固定されている。そして、これら中間部材43および低温流体貯蔵槽42は、中間部材43の外周側の側面と、真空断熱槽41の内周側の上面(天井面)とを連結(結合)する複数本(本実施形態では4本)の支持部材(例えば、断面視円形状を有する棒状の部材)45を介して真空断熱槽41の内部に取り付けられている。
The
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク40によれば、侵入熱は、支持部材45、中間部材43、および中間部材43と低温流体貯蔵槽42との接合部を介して低温流体貯蔵槽42の底部に伝達されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク40外から侵入する侵入熱は、固相15に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽42内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第5参考実施形態を図5に基づいて説明する。
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。
A fifth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
In the cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 4th reference embodiment mentioned above.
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク50によれば、支持部材45および中間部材43を介して高熱伝導部材51に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材51によって低温流体貯蔵槽42の底部に一様(均一)に分散(拡散)されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク50外から侵入する侵入熱は、固相15に一様に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽42内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)がさらに低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合をさらに低減させることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第6参考実施形態を図6に基づいて説明する。
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。
A sixth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the longitudinal direction.
図6に示すように、低温流体用貯蔵タンク60は、真空断熱槽61と、低温流体貯蔵槽62とを有するものである。
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。
As shown in FIG. 6, the cryogenic
The vacuum
The cryogenic
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク60によれば、侵入熱は、低温流体貯蔵槽62の底面からのみ侵入し、低温流体貯蔵槽62の上面および側面からの侵入が阻止(防止)されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク60外から侵入する侵入熱は、固相15に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽62内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第7参考実施形態を図7に基づいて説明する。
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。
A seventh reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
The cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 6th reference embodiment mentioned above.
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク70によれば、高熱伝導部材71に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材71によって低温流体貯蔵槽62の底部にスムーズに導かれるとともに、低温流体貯蔵槽62の底部に一様(均一)に分散(拡散)されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク70外から侵入する侵入熱は、固相15に一様に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽62内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)がさらに低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合をさらに低減させることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第8参考実施形態を図8に基づいて説明する。
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。
An eighth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the longitudinal direction.
図8に示すように、低温流体用貯蔵タンク80は、真空断熱槽81と、低温流体貯蔵槽82とを有するものである。
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。
As shown in FIG. 8, the cryogenic
The vacuum
The cryogenic
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク80によれば、気化したガスが断熱材の役割を果たし、低温流体貯蔵槽82の側面から液相14への熱の侵入が阻止(防止)され、低温流体貯蔵槽82の底面からのみ熱が侵入することとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク80外から侵入する侵入熱は、固相15に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽82内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第9参考実施形態を図9に基づいて説明する。
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92が設けられているという点で上述した第8参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8参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8参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
A ninth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
The cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 8th reference embodiment mentioned above.
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク90によれば、仕切板92から液相14への熱の侵入が阻止(防止)され、低温流体貯蔵槽82内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)がさらに低減させられることとなるので、液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合をさらに低減させることができる。
なお、本実施形態において、仕切板92の代わりに、第8参考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。
According to the cryogenic
In this embodiment, instead of the partition plate 92, the entire surface of the
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第10参考実施形態を図10に基づいて説明する。
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9参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9参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9参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
A tenth reference embodiment of the cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, which is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction.
In the cryogenic
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 9th reference embodiment mentioned above.
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク100によれば、高熱伝導部材101に伝達された侵入熱は、高熱伝導部材101によって低温流体貯蔵槽82の底部にスムーズに導かれるとともに、低温流体貯蔵槽82の底部に一様(均一)に分散(拡散)されることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク100外から侵入する侵入熱は、固相15に一様に入り、固相15の融解熱により吸収され、液相14への入熱がさらに防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽82内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)がさらに低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合をさらに低減させることができる。
According to the cryogenic
本発明に係る低温流体用貯蔵タンクの第1実施形態を図11に基づいて説明する。
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。
A first embodiment of a cryogenic fluid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a view showing only the cryogenic fluid storage tank of the cryogenic fluid storage tank according to the present embodiment, and is a perspective view drawn so that the inside can be seen.
図11に示すように、低温流体用貯蔵タンク110は、図示しない真空断熱槽と、低温流体貯蔵槽111とを有するものである。
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。
As shown in FIG. 11, the cryogenic
The vacuum heat insulation tank is a container in which the inside is evacuated and a radiation shield plate (not shown) such as a copper plate is attached (pasted) to the inner surface of the vacuum heat insulation tank. The cryogenic
The cryogenic
The
本実施形態に係る低温流体用貯蔵タンク110によれば、低温流体貯蔵槽111内において気化したガス(例えば、水素ガス)は、連通部113を通り、低温流体貯蔵槽111の内壁面に沿って上昇していくこととなり、低温流体貯蔵槽111の壁面の温度が低下させられることとなる。したがって、低温流体用貯蔵タンク110外から侵入する侵入熱は、気化したガスによって冷却された(冷却されつづけている)低温流体貯蔵槽111の壁面により吸収され、液相14への入熱が防止されることとなる。また、液相14よりも温度の低い固相15は、液相14を冷却して、液相14の温度を低下させる。そして、温度が低下させられた液相14は蒸発しにくくなる。すなわち、低温流体貯蔵槽111内に貯蔵された液相14の気化(ボイルオフ)が低減させられることとなり、これにより液相14が気化(ボイルオフ)してしまう割合を、例えば、一日当たり1%以下にすることができる。
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。
According to the cryogenic
In addition, the communication part 103 is not limited to a notch as demonstrated in this embodiment, It can also be made into the round hole penetrated in a plate | board thickness direction.
10 低温流体用貯蔵タンク
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
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記低温流体貯蔵槽の高さ方向における略中間部に、前記低温流体貯蔵槽の内部空間を上下に二分するとともに、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が設けられており、かつ、この仕切板の周縁部に、板厚方向に貫通する複数個の連通部が形成されていることを特徴とする低温流体用貯蔵タンク。 A cryogenic fluid storage tank comprising a cryogenic fluid storage tank in which a low-temperature solid-liquid two-phase fluid is stored and a vacuum insulation tank in which the cryogenic fluid storage tank is accommodated,
A partition plate made of a heat insulating material having a small thermal conductivity is provided at an approximately middle portion in the height direction of the cryogenic fluid storage tank, and the internal space of the cryogenic fluid storage tank is divided into two parts up and down. And the storage tank for low-temperature fluids characterized by the several peripheral part penetrated in the plate | board thickness direction formed in the peripheral part of this partition plate.
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