特開 2022-189779 蓄圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189779

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】蓄圧器

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20221215BHJP

   F17C 5/06 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 301Z

F17C5/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093412

(22)【出願日】2022-06-09

(31)【優先権主張番号】P 2021097183

(32)【優先日】2021-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391018019

【氏名又は名称】ＪＦＥコンテイナー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】高野 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】岡野 拓史

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 周作

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB01

3E172BA01

3E172BB05

3E172BB12

3E172BB17

3E172BC06

3E172BC07

3E172DA03

3E172DA05

3E172DA20

(57)【要約】

【課題】極低温の液化ガスを、外部から配管を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留させることができる蓄圧器を提供する。
【解決手段】蓄圧器は、内部の貯留空間で液化ガスを気化させて貯留させる金属製の筒体と、配管を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔に通した配管を固定させると共に、筒体の内周面との間に、該筒体の貯留空間と通じる隙間を設けた状態で筒体の開口端部を塞ぐ蓋体と、蓋体の外周部と筒体の内周部との間に設けられ、隙間の少なくとも一部を埋めるシール構造部と、筒体の開口端部に設けられ、外周面が筒体の内周面にねじ締結されており、蓋体を外側から支持して固定させる固定部材と、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

極低温の液化ガスを、外部から配管を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留する蓄圧器であって、
内部の貯留空間で液化ガスを気化させて貯留させる金属製の筒体と、
前記配管を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔に通した前記配管を固定させると共に、前記筒体の内周面との間に、該筒体の貯留空間と通じる隙間を設けた状態で前記筒体の開口端部を塞ぐ蓋体と、
前記蓋体の外周部と前記筒体の内周部との間に設けられ、前記隙間の少なくとも一部を埋めるシール構造部と、
前記筒体の開口端部に設けられ、外周面が前記筒体の内周面にねじ締結されており、前記蓋体を外側から支持して固定させる固定部材と、を有している、蓄圧器。

【請求項2】

前記蓋体は、前記貫通孔に通した前記配管をねじ締結によって固定させるねじ締結部を有しており、
前記蓋体の内周部と前記配管の外周部との間には、その間を塞ぐシール部材が設けられている、請求項１に記載の蓄圧器。

【請求項3】

前記蓋体は、前記貫通孔に通した前記配管を溶接によって固定させる溶接固定部を有している、請求項１に記載の蓄圧器。

【請求項4】

前記蓋体は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【請求項5】

前記蓋体と、前記固定部材との間に設けられた断熱部材を更に有している、請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【請求項6】

前記蓋体は、
オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記筒体の貯留空間側に配置された内側蓋体と、
低合金鋼で形成され、前記固定部材側に配置された外側蓋体と、を有している、請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【請求項7】

前記内側蓋体と前記外側蓋体との間、及び前記外側蓋体と前記配管との間には、それぞれ断熱部材が設けられている、請求項６に記載の蓄圧器。

【請求項8】

前記筒体の貯留空間に貯留した気化させた液化ガスの温度、又は前記蓋体の温度を検出する温度検出手段を更に有している、請求項１～７のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【請求項9】

前記筒体には、
該筒体の外部と前記隙間とを連通させ、前記筒体の外部から前記隙間に気体を注入させるための第１通気孔と、
前記筒体の外部と前記隙間とを連通させ、前記第１通気孔を通じて前記隙間に注入された気体を前記筒体の外部へ排出させるための第２通気孔と、を有している、請求項１～８のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【請求項10】

前記蓋体は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記筒体の貯留空間側に配置された内側蓋体と、低合金鋼で形成され、前記固定部材側に配置された外側蓋体と、を有しており、
互いに対向する前記内側蓋体の端面と前記外側蓋体の端面のうち、いずれか一方又は双方の端面には、前記隙間に注入された気体が循環する溝部が形成されている、請求項９に記載の蓄圧器。

【請求項11】

前記溝部は、複数の環状溝部と、
前記隙間に連通し、複数の前記環状溝部を繋ぐ連結溝部と、を有している、請求項１０に記載の蓄圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気化させた液化ガスを貯留する蓄圧器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、気化させた液化ガスを内部で貯留させる蓄圧器は、種々知られており、既に実用に供されている。一般的に、液体水素ローリで運ばれて貯槽に貯留された液化水素は、気化器で気化させ、圧縮機で圧縮させて高圧とした後に、配管を通じて蓄圧器の内部に注入される。例えば下記特許文献１に開示された水素ガス蓄圧器では、気化させた液化ガスを内部に貯留する鋼製の円筒シリンダ部と、円筒シリンダ部の両端部を開閉可能に密閉する蓋部と、蓋部を円筒シリンダ部に固定するねじ込み部と、を有した構成である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－８２１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、極低温の液化ガスを、外部から配管を通じて内部に注入させ、内部で気化させて蓄圧器に貯留させることで、気化器を不要とした構成とすることが考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されたような水素ガス蓄圧器では、円筒シリンダが例えば－３０℃程度しか耐えられないのに対し、液体水素の温度が－２６０℃程度であるため、配管を流れる極低温の液体水素による熱伝導によって蓋部が低温となり、蓋部から熱伝導された円筒シリンダが低温となることによって、該円筒リングが脆性破壊を引き起こすおそれがある。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、極低温の液化ガスを外部から配管を通じて内部に注入させても、筒体が脆性破壊を引き起こすことがなく、液化ガスを気化させて貯留させることができる蓄圧器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る蓄圧器は、極低温の液化ガスを、外部から配管を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留する蓄圧器であって、内部の貯留空間で液化ガスを気化させて貯留させる金属製の筒体と、前記配管を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔に通した前記配管を固定させると共に、前記筒体の内周面との間に、該筒体の貯留空間と通じる隙間を設けた状態で前記筒体の開口端部を塞ぐ蓋体と、前記蓋体の外周部と前記筒体の内周部との間に設けられ、前記隙間の少なくとも一部を埋めるシール構造部と、前記筒体の開口端部に設けられ、外周面が前記筒体の内周面にねじ締結されており、前記蓋体を外側から支持して固定させる固定部材と、を有しているものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、蓋体の外周部と筒体の内周部との間に隙間が設けられ、その隙間の少なくとも一部をシール構造部で埋めているので、当該隙間が断熱層として機能して、蓋体から筒体への熱伝導を抑制することができ、筒体の脆性破壊を抑制することができる。よって、極低温の液化ガスを外部から配管を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図2】実施の形態１に係る蓄圧器の変形例であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図3】実施の形態２に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図4】実施の形態２に係る蓄圧器の変形例であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図5】実施の形態３に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。

【図6】実施の形態３に係る蓄圧器であって、外側蓋体の端面を模式的に示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。本実施の形態１に係る蓄圧器１００は、極低温の液化ガスを、外部から配管２００を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留するものである。本実施の形態１では、液体ガスの一例として液化水素である場合を例に説明する。極低温の液化水素とは、例えば－２６０℃程度である。なお、液体ガスは、液化水素の他に、例えば液体窒素、液体ヘリウム等であってもよい。蓄圧器１００は、液体ガスが液化水素である場合、例えば車両などに水素を供給する水素ステーション等に設置される。

【0011】

（蓄圧器１００）
図１に示すように、蓄圧器１００は、金属製の筒体１と、筒体１の開口端部を塞ぐ蓋体２と、蓋体２の外周部と筒体１の内周部との間に設けられたシール構造部３と、蓋体２を外側から支持して固定させる固定部材４と、温度検出手段５と、を有している。

【0012】

（筒体１）
筒体１は、内部の貯留空間１０で液化水素を気化させて水素ガスを貯留させるものである。蓄圧器１００の内壁面は、液化水素及び水素ガスに触れる部分である。筒体１の貯留空間１０には、外部から配管２００を通じて極低温の液化ガスが注入される。配管２００は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。オーステナイト系ステンレス鋼は、液体水素に対する脆性に優れ、且つ極低温に対して強度を確保できるからである。筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスは、外部に通じる配管を通じて、車両などに供給される。

【0013】

筒体１は、例えば低合金鋼で形成されている。低合金鋼とは、例えば、クロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、マンガンクロム鋼、マンガン鋼、又はボロン添加鋼である。筒体１は、両端が開口された円筒形状であり、両端部の内周面に雌ねじ部１１が形成されている。なお、筒体１は、例えば一端のみが開口された有底筒形状でもよい。また、筒体１は、円筒形状に限定されず、角筒形状などその他の形状でもよい。また、筒体１の外面は、金属以外の材料として、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で覆われていてもよい。なお、気化効率の観点において、ＣＦＲＰ層と筒体１の肉厚比（ＣＦＲＰ層の厚さ／筒体１の厚さ）は、５０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。ＣＦＲＰ層が厚すぎると、断熱効果が顕在化し、液化水素の気化効率が低下するからである。

【0014】

（蓋体２）
蓋体２は、筒体１の開口端部を塞ぐものである。蓋体２は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、筒体１の貯留空間１０側に配置された内側蓋体２０と、低合金鋼で形成され、筒体１の固定部材４側に配置された外側蓋体２１と、を有している。内側蓋体２０には、配管２００を貫通させる貫通孔２０ａが形成され、該貫通孔２０ａに通した配管２００が固定されている。外側蓋体２１には、配管２００を貫通させる貫通孔２１ａが形成されている。

【0015】

内側蓋体２０は、筒体１の貯留空間１０に面しており、常に極低温の液体水素にさらされた状態にあるが、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されているので、液体水素に対する脆性に優れており、且つ極低温に対して強度を確保できる。なお、内側蓋体２０は、液体水素に対する脆性に優れ、極低温に耐えることができれば、他の材質でもよい。内側蓋体２０は、一例として筒体１の管軸方向Ｘにおける長さが３０ｍｍ程度である。液体水素に対する強度として、３０ｍｍ程度の長さがあれば十分だからである。但し、内側蓋体２０の長さは、３０ｍｍ程度に限定されず、筒体１の大きさ及び形状に応じて適宜変更して設計されるものとする。

【0016】

また、内側蓋体２０は、貫通孔２０ａに通した配管２００をねじ締結によって固定させるねじ締結部２２を有している。具体的には、内側蓋体２０の貫通孔２０ａの内周部に雌ねじが形成され、配管２００の外周部に内側蓋体２０の雌ねじに締結する雄ねじが形成された構成である。内側蓋体２０と配管２００とをねじ締結させることにより、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスの内圧に対して、配管２００を確実に固定させることができる。

【0017】

内側蓋体２０の内周部と配管２００の外周部との間には、シール部材６が設けられている。筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、内側蓋体２０の内周部と配管２００の外周部との間を通じて外部へ漏れる事態を防止するためである。シール部材６は、一例としてＯリングである。但し、シール部材６は、Ｏリングに限定されず、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、内側蓋体２０の内周部と配管２００の外周部との間を通じて漏れる事態を防止することができれば、他の部材でもよい。

【0018】

内側蓋体２０は、筒体１の内周面との間に、該筒体１の貯留空間１０と通じる隙間Ｓを設けた状態で筒体１の開口端部に嵌め込まれている。隙間Ｓは、例えば０．５ｍｍ程度とされ、筒体１の管軸方向Ｘに沿って設けられている。隙間Ｓを断熱層として機能させることで、極低温の液体水素が通る配管２００から熱伝導されて低温となった内側蓋体２０によって、筒体１が温度低下する事態を抑制できる。また、隙間Ｓを設けることで、内側蓋体２０を筒体１の開口端部に嵌め込むことができる。

【0019】

外側蓋体２１は、筒体１の内部の水素ガスの内圧に対する強度を高めるために設けられている。管軸方向Ｘの長さが３０ｍｍ程度の内側蓋体２０だけでは、水素ガスの内圧に対する強度が不十分となる場合があるからである。外側蓋体２１は、例えばクロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、マンガンクロム鋼、マンガン鋼、又はボロン添加鋼等の低合金鋼で形成されている。低合金鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼よりも低コストであるため、製造コストの削減に寄与することができる。なお、外側蓋体２１は、低合金鋼に限定されず、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスの内圧に対する強度を高めることができれば、他の材質で形成してもよい。

【0020】

内側蓋体２０と外側蓋体２１との間には、断熱部材７が設けられている。内側蓋体２０から外側蓋体２１へ熱伝導させないようにするためである。また、外側蓋体２１と配管２００との間にも、断熱部材８が設けられている。極低温の液体水素が通る配管２００の極低温を外側蓋体２１へ熱伝導させないようにするためである。低合金鋼の外側蓋体２１は、極低温が熱伝導されて温度が低下すると、脆性的な破壊を引き起こすおそれがあるからである。なお、断熱部材７及び８の材質は、一例としてセラミックスである。

【0021】

（シール構造部３）
シール構造部３は、内側蓋体２０の外周部と筒体１の内周部との間に設けられ、隙間Ｓの少なくとも一部を埋めるものである。シール構造部３は、一例としてＯリング等の樹脂製又は金属製のシール材である。シール構造部３を設けることにより、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、隙間Ｓを通じて外部へ漏れる事態を防止できる。なお、隙間Ｓの少なくとも一部を埋めるとは、隙間Ｓの全部を埋めてもよいし、隙間Ｓの一部を埋めてもよいことを意味する。また、隙間Ｓの一部は、図示したように、筒体１の貯留空間１０側の端部であることが好ましいが、例えば外側蓋体２１側の端部でもよいし、中間部分でもよい。また、シール構造部３は、Ｏリングに限定されず、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、内側蓋体２０の外周部と筒体１の内周部との間の隙間Ｓに流れないようにすることができれば、他の部材でもよい。例えば、金属と樹脂の組み合わせによってシールできるメタル中空Ｏリング等の部材でもよい。なお、樹脂製のＯリングを用いる場合には、耐寒限界温度が－３０℃以下のものが好ましく、－５０℃以下のものがより好ましい。

【0022】

（固定部材４）
固定部材４は、筒体１の開口端部に設けられ、外周面が筒体１の内周面にねじ締結されており、蓋体２を貯留空間１０の外側から支持して固定させるものである。具体的には、固定部材４は、外周面に筒体１の雌ねじ部１１にねじ締結する雄ねじ部が形成されたグランドナットである。固定部材４は、筒体１にねじ締結されることで、管軸方向Ｘの位置が固定される。固定部材４は、貯留空間１０に貯留した高圧水素ガスによる管軸方向Ｘの軸力が作用した蓋体２に対して、一方の端面が外側蓋体２１の外面に突き当たることで蓋体２を支持することができる。固定部材４の中空孔には、配管２００を通している。固定部材４は、径方向における厚さを任意に定めることができる。但し、固定部材４は、内側蓋体２０が受ける圧力を支える構造であるため、径方向における肉厚が薄すぎると、蓋体２を十分に支持することができない。そのため、固定部材４の径方向における厚さは、内側蓋体２０が圧力を受ける面積に対して、４０％以上を支持できる面積を確保できる肉厚とすることが好ましく、６０％以上を支持できる面積を確保できる肉厚とすることがより好ましい。一例として、内側蓋体２０の直径を３００ｍｍとすると、圧力を受ける内側蓋体２０の面積は７０６５０ｍｍ^２となる。なお、内側蓋体２０の前記面積は、配管２００が貫通する部分を含めて計算しているが、実際は、配管２００が貫通する部分を除いて計算することが望ましい。一方、固定部材４の肉厚を５０ｍｍとすると、固定部材４で支持する面積は３９２５０ｍｍ^２となる。この場合、固定部材４は、内側蓋体２０が圧力を受ける面積に対して、５６％を支持できる面積を確保できることになる。

【0023】

（温度検出手段５）
温度検出手段５は、例えば熱電対であり、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスの温度、又は内側蓋体２０の温度を検出するものである。本実施の形態１に係る蓄圧器１００では、温度検出手段５を用いて、筒体１の内部に貯留した水素ガスの温度、又は内側蓋体２０の温度を監視している。蓄圧器１００では、温度検出手段５の検出値に基づいて、配管２００から注入される液体水素の条件が決定される。液体水素の条件とは、流量、流速、注入時間等である。蓄圧器１００は、制御部を備えており、その制御部が温度検出手段５の検出値に基づいて液体水素の条件を決定し、配管２００を通る液化水素の流量等を調整する構成とされている。なお、蓄圧器１００は、温度検出手段５を設けることが望ましいが、必ずしも設ける必要はなく、省略してもよい。

【0024】

図２は、実施の形態１に係る蓄圧器の変形例であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。図１に示した蓄圧器１００は、内側蓋体２０が貫通孔２０ａに通した配管２００をねじ締結によって固定させるねじ締結部２２を有しているのに対し、図２に示した蓄圧器１００Ａでは、内側蓋体２０が貫通孔２０ａに通した配管２００を溶接によって固定させる溶接固定部２３を有した構成である。溶接固定部２３は、管軸方向Ｘに沿って全体に設けてもよいし、一部にのみ設けてもよい。この場合、内側蓋体２０の内周部と配管２００の外周部との間が完全に塞がれるため、図１に示したシール部材６は不要となる。

【0025】

ところで、極低温の液化ガスを、外部から配管２００を通じて内部に注入させ、内部で気化させて蓄圧器１００に貯留させることで、気化器を不要とした構成とすることが考えられる。しかしながら、筒体１が例えば－３０℃程度しか耐えられないのに対し、液体水素の温度が例えば－２６０℃程度であるため、液体水素を蓄圧器１００に注入してしまうと、配管２００を流れる極低温の液体水素による熱伝導によって蓋体２が低温となり、蓋体２から熱伝導された筒体１が低温となることによって、該筒体１が脆性破壊を引き起こすおそれがある。

【0026】

そこで、上記したように、本実施の形態１に係る蓄圧器１００では、内部の貯留空間１０で液化ガスを気化させて貯留させる金属製の筒体１と、配管２００を貫通させる貫通孔２０ａ及び２１ａが形成され、該貫通孔２０ａ及び２１ａに通した配管２００を固定させると共に、筒体１の内周面との間に、該筒体１の貯留空間１０と通じる隙間Ｓが形成された状態で筒体１の開口端部を塞ぐ蓋体２と、を有している。また、蓋体２の外周部と筒体１の内周部との間に設けられ、隙間Ｓの少なくとも一部を埋めるシール構造部３と、筒体１の開口端部に設けられ、外周面が筒体１の内周面にねじ締結されており、蓋体２を外側から支持して固定させる固定部材４と、を有している。

【0027】

このように、本実施の形態１に係る蓄圧器１００は、蓋体２の外周部と筒体１の内周部との間に隙間Ｓが設けられ、その隙間Ｓの少なくとも一部をシール構造部３で埋めているので、当該隙間Ｓが断熱層として機能して、蓋体２から筒体１への熱伝導を抑制することができる。つまり、極低温の液体水素が通る配管２００から熱伝導されて低温となった蓋体２によって筒体１が温度低下する事態を抑制することができ、筒体１の脆性破壊を抑制できる。よって、本実施の形態１に係る蓄圧器１００は、極低温の液化ガスを、外部から配管２００を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留させることができる。

【0028】

また、蓋体２は、貫通孔２０ａ及び２１ａに通した配管２００をねじ締結によって固定させるねじ締結部２２を有している。蓋体２の内周部と配管２００の外周部との間には、その間を塞ぐシール部材６が設けられている。よって、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスの内圧に対して、配管２００を確実に固定させることができる。また、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、内側蓋体２０の内周部と配管２００の外周部との間を通じて外部へ漏れる事態を防止することができる。

【0029】

蓋体２は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、筒体１の貯留空間１０側に配置された内側蓋体２０と、低合金鋼で形成され、固定部材４側に配置された外側蓋体２１と、を有している。よって、内側蓋体２０は、筒体１の貯留空間１０に面しており、常に極低温の液体水素にさらされた状態にあるが、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されているので、液体水素に対する脆性に優れ、且つ極低温に対して強度を確保できる。また、外側蓋体２１によって、筒体１の内部の水素ガスの内圧に対する強度を高めることができ、更にオーステナイト系ステンレス鋼よりも低コストである低合金鋼を使用することで、製造コストの削減に寄与することができる。

【0030】

内側蓋体２０と外側蓋体２１との間、及び外側蓋体２１と配管２００との間には、それぞれ断熱部材７及び８が設けられている。よって、内側蓋体２０から外側蓋体２１への熱伝導を防止でき、また極低温の液体水素が通る配管２００の極低温が外側蓋体２１へ熱伝導する事態を防止できるので、温度低下に起因する外側蓋体２１の脆性的な損傷を防止することができる。

【0031】

本実施の形態１に係る蓄圧器１００及び１００Ａは、筒体１の貯留空間１０に貯留した気化させた液化ガスの温度、又は蓋体２の温度を検出する温度検出手段５を有している。よって、本実施の形態１に係る蓄圧器１００及び１００Ａでは、温度検出手段５を用いて、筒体１の内部に貯留した水素ガスの温度、又は内側蓋体２０の温度を監視することができ、温度検出手段５の検出値に基づいて、配管２００から注入される液体水素の条件を決定することができる。

【0032】

実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る蓄圧器１０１を図３に基づいて説明する。図３は、実施の形態２に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。なお、実施の形態１で説明した蓄圧器１００と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0033】

（蓋体２）
本実施の形態２に係る蓄圧器１０１は、蓋体２の構成が上記実施の形態１で説明した蓄圧器１００と異なる。本実施の形態２に係る蓄圧器１０１の蓋体２は、オーステナイト系ステンレス鋼のみで形成されている。

【0034】

蓋体２は、貫通孔２ａに通した配管２００をねじ締結によって固定させるねじ締結部２２を有している。具体的には、蓋体２の貫通孔２ａの内周部に雌ねじが形成され、配管２００の外周部に蓋体２のねじに締結する雄ねじが形成された構成である。蓋体２と配管２００とねじ締結させるねじ締結部２２を有することにより、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスの内圧に対して、配管２００を確実に固定させることができる。

【0035】

蓋体２の内周部と配管２００の外周部との間には、その間を塞ぐシール部材６が設けられている。筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、蓋体２の内周部と配管２００の外周部との隙間を通じて外部へ漏れる事態を防止するためである。シール部材６は、一例としてＯリングである。但し、シール部材６は、Ｏリングに限定されず、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、蓋体２の内周部と配管２００の外周部との間の隙間を通じて漏れる事態を防止することができれば、他の部材でもよい。

【0036】

蓋体２と固定部材４との間には、断熱部材９が設けられている。蓋体２から固定部材４へ熱伝導させないようにするためである。固定部材４は、極低温が熱伝導されて温度が低下すると、脆性的な破壊を引き起こすおそれがあるからである。なお、断熱部材９の材質は、一例としてセラミックスである。但し、蓋体２の管軸方向における長さが長く、蓋体２から固定部材４へ熱伝導するおそれがない場合には、断熱部材９を省略してもよい。

【0037】

図４は、実施の形態２に係る蓄圧器の変形例であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。図３に示した蓄圧器１０１は、蓋体２が貫通孔２ａに通した配管２００をねじ締結によって固定させるねじ締結部２２を有しているのに対し、図４に示した蓄圧器１０１Ａでは、蓋体２が貫通孔２ａに通した配管２００を溶接によって固定させる溶接固定部２３を有した構成である。溶接固定部２３は、管軸方向Ｘに沿った全体に設けてもよいし、一部にのみ設けてもよい。この場合、蓋体２の内周部と配管２００の外周部との間が完全に塞がれるため、図３に示したシール部材６は不要となる。

【0038】

以上のように、本実施の形態２に係る蓄圧器１０１及び１０１Ａにおいても、蓋体２の外周部と筒体１の内周部との間に隙間Ｓが設けられ、その隙間Ｓの少なくとも一部をシール構造部３で埋めているので、当該隙間Ｓが断熱層として機能し、蓋体２から筒体１への熱伝導を抑制することができる。つまり、極低温の液体水素が通る配管２００から熱伝導されて低温となった蓋体２によって筒体１が温度低下する事態を抑制することができる。よって、本実施の形態２に係る蓄圧器１０１は、極低温の液化ガスを、外部から配管２００を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留させることができる。

【0039】

蓋体２は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されている。よって、蓋体２は、筒体１の貯留空間１０に面しており、常に極低温の液体水素にさらされた状態にあるが、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されているので、液体水素に対する脆性に優れ、且つ極低温に対して強度を確保できる。

【0040】

また、本実施の形態２に係る蓄圧器１０１及び１０１Ａは、蓋体２と、固定部材４との間に設けられた断熱部材９を有している。よって、蓋体２から固定部材４への熱伝導を防止できるので、温度低下に起因する固定部材４の脆性的な損傷を防止することができる。

【0041】

実施の形態３．
次に、本実施の形態３に係る蓄圧器１０２を図５及び図６に基づいて説明する。図５は、実施の形態３に係る蓄圧器であって、一端側の内部構造を模式的に示した断面図である。図６は、実施の形態３に係る蓄圧器であって、外側蓋体の端面を模式的に示した説明図である。なお、実施の形態１及び２で説明した蓄圧器１００、１０１と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0042】

図５に示すように、本実施の形態３に係る蓄圧器１０２の筒体１には、該筒体１の外部と隙間Ｓとを連通させ、筒体１の外部から隙間Ｓに熱交換用の気体を注入させるための第１通気孔１ａと、筒体１の外部と隙間Ｓとを連通させ、第１通気孔１ａを通じて隙間Ｓに注入された気体を筒体１の外部へ排出させるための第２通気孔１ｂと、を有している。第１通気孔１ａには、気体を注入させる注入管３００が接続されている。また、第２通気孔１ｂには、気体を排出させる排出管４００が接続されている。気体は、例えば不活性な空気であり、できれば除湿されたものが好ましい。なお、気体は、不活性ガスでもよいし、その他の気体でもよい。気体は、例えばコンプレッサー等の動力装置で加圧されることで隙間Ｓに注入され、隙間Ｓ内を循環して筒体１の外部に排出される。本実施の形態３に係る蓄圧器１０２では、隙間Ｓに気体を流すことで、その気体層が断熱層となり、蓋体２から筒体１への熱伝導を抑制する効果を高めることができる。また、蓄圧器１０２では、筒体１の貯留空間１０に貯留した水素ガスが、隙間Ｓの部分に漏れるような事態が生じても、漏れた水素ガスを第２通気孔１ｂから排出させることができる。

【0043】

また、蓋体２は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、筒体１の貯留空間側に配置された内側蓋体２０と、低合金鋼で形成され、固定部材側に配置された外側蓋体２１と、を有している。互いに対向する内側蓋体２０の端面と外側蓋体２１の端面のうち、外側蓋体２１の端面には、筒体１の外部から隙間Ｓに注入された気体を、その端面に循環させる溝部２４が形成されている。

【0044】

図６において太線部分が溝部２４を示している。溝部２４は、図６に示すように、複数の環状溝部２４ａと、複数の環状溝部２４ａを繋ぐ直線状の連結溝部２４ｂと、を有している。複数の環状溝部２４ａは、図示例の場合、貫通孔２１ａの外周を囲う３つの円で構成されている。３つの円は、大きい円が小さい円の外周を囲うように略等間隔で順に形成されている。連結溝部２４ｂは、両端部が隙間Ｓに通じており、３つの円を繋ぐように径方向に形成されている。隙間Ｓに注入された気体は、連結溝部２４ｂの一端部から入り込んで環状溝部２４ａに流れた後、該連結溝部２４ｂの他端側から隙間Ｓに排出される。このように、筒体１の外部から隙間Ｓに注入された気体が溝部２４を循環することで、その気体層が断熱層となり、内側蓋体２０から外側蓋体２１への熱伝導を抑制する効果を高めることができる。なお、気体がドライ空気であると、該気体が熱交換の際に低温化しても、蓋体２１の溝部２４に結露及び凍結が生じることがない。

【0045】

なお、図示することは省略したが、互いに対向する内側蓋体２０の端面と外側蓋体２１の端面のうち、内側蓋体２０の端面に、溝部２４を形成してもよい。また、互いに対向する内側蓋体２０の端面と外側蓋体２１の端面のうち、双方の端面に、溝部２４が形成してもよい。

【0046】

また、溝部２４は、図示した形状に限定されない。例えば、環状溝部２４ａは、円形に限定されず、矩形状としてもよいし、その他の形状でもよい。また、連結溝部２４ｂは、直線状に限定されず、曲線状又はジグザグ状でもよいし、その他の形状でもよい。また、溝部２４は、例えば格子状又は渦巻き状とした構成でもよいし、その他の形状でもよい。要するに、溝部２４は、筒体１の外部から隙間Ｓに注入された気体を内側蓋体２０の端面又は外側蓋体２１の端面に循環させることができれば、どのような形状でもよい。

【0047】

また、蓄圧器１０２は、互いに対向する内側蓋体２０の端面と外側蓋体２１の端面のうち、いずれか一方又は双方の端面に溝部２４を設けることが望ましいが、必ずしも溝部２４を設ける必要はなく、省略してもよい。

【0048】

また、蓄圧器１０２は、例えば図３及び図４に示したように、蓋体２がオーステナイト系ステンレス鋼のみで形成された構成においても適用することができる。但し、この場合、図５及び図６に示した溝部２４は省略される。

【0049】

また、蓄圧器１０２は、温度検出手段５の検出値に基づいて、隙間Ｓに注入される気体の条件を決定する制御を行う構成としてもよい。気体の条件とは、例えば流量、流速、注入時間等である。なお、蓄圧器１０２は、温度検出手段５の検出値に限定されず、他の検出手段を用いて、隙間Ｓに注入される気体の条件を決定してもよい。

【0050】

以上、実施の形態に基づいて蓄圧器（１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０２）を説明したが、蓄圧器（１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０２）は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。上記した蓄圧器（１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０２）の構成は、一例であって、他の構成要素を含んでもよい。要するに、蓄圧器（１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０２）は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

【0051】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0052】

（付記１）
極低温の液化ガスを、外部から配管を通じて内部に注入させることによって気化させて貯留する蓄圧器であって、
内部の貯留空間で液化ガスを気化させて貯留させる金属製の筒体と、
前記配管を貫通させる貫通孔が形成され、該貫通孔に通した前記配管を固定させると共に、前記筒体の内周面との間に、該筒体の貯留空間と通じる隙間を設けた状態で前記筒体の開口端部を塞ぐ蓋体と、
前記蓋体の外周部と前記筒体の内周部との間に設けられ、前記隙間の少なくとも一部を埋めるシール構造部と、
前記筒体の開口端部に設けられ、外周面が前記筒体の内周面にねじ締結されており、前記蓋体を外側から支持して固定させる固定部材と、を有している、蓄圧器。

【0053】

（付記２）
前記蓋体は、前記貫通孔に通した前記配管をねじ締結によって固定させるねじ締結部を有しており、
前記蓋体の内周部と前記配管の外周部との間には、その間を塞ぐシール部材が設けられている、付記１に記載の蓄圧器。

【0054】

（付記３）
前記蓋体は、前記貫通孔に通した前記配管を溶接によって固定させる溶接固定部を有している、付記１に記載の蓄圧器。

【0055】

（付記４）
前記蓋体は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成されている、付記１～３のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【0056】

（付記５）
前記蓋体と、前記固定部材との間に設けられた断熱部材を更に有している、付記１～４のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【0057】

（付記６）
前記蓋体は、
オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記筒体の貯留空間側に配置された内側蓋体と、
低合金鋼で形成され、前記固定部材側に配置された外側蓋体と、を有している、付記１～３のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【0058】

（付記７）
前記内側蓋体と前記外側蓋体との間、及び前記外側蓋体と前記配管との間には、それぞれ断熱部材が設けられている、付記６に記載の蓄圧器。

【0059】

（付記８）
前記筒体の貯留空間に貯留した気化させた液化ガスの温度、又は前記蓋体の温度を検出する温度検出手段を更に有している、付記１～７のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【0060】

（付記９）
前記筒体には、
該筒体の外部と前記隙間とを連通させ、前記筒体の外部から前記隙間に気体を注入させるための第１通気孔と、
前記筒体の外部と前記隙間とを連通させ、前記第１通気孔を通じて前記隙間に注入された気体を前記筒体の外部へ排出させるための第２通気孔と、を有している、付記１～８のいずれか一項に記載の蓄圧器。

【0061】

（付記１０）
前記蓋体は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記筒体の貯留空間側に配置された内側蓋体と、低合金鋼で形成され、前記固定部材側に配置された外側蓋体と、を有しており、
互いに対向する前記内側蓋体の端面と前記外側蓋体の端面のうち、いずれか一方又は双方の端面には、前記隙間に注入された気体が循環する溝部が形成されている、付記９に記載の蓄圧器。

【0062】

（付記１１）
前記溝部は、複数の環状溝部と、
前記隙間に連通し、複数の前記環状溝部を繋ぐ連結溝部と、を有している、付記１０に記載の蓄圧器。

【符号の説明】

【0063】

１ 筒体、１ａ 第１通気孔、１ｂ 第２通気孔、２ 蓋体、２ａ 貫通孔、３ シール構造部、４ 固定部材、５ 温度検出手段、６ シール部材、７、８、９ 断熱部材、１０ 貯留空間、１１ 雌ねじ部、２０ 内側蓋体、２０ａ 貫通孔、２１ 外側蓋体、２１ａ 貫通孔、２２ ねじ締結部、２３ 溶接固定部、２４ 溝部、２４ａ 環状溝部、２４ｂ 連結溝部、１００、１００Ａ、１０１、１０１Ａ、１０２ 蓄圧器、２００ 配管、３００ 注入管、４００ 排出管、Ｓ 隙間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】