特開 2023-61916 液化流体を貯蔵するための極低温タンク

(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】P2023061916

(43)【公開日】2023-05-02

(54)【発明の名称】液化流体を貯蔵するための極低温タンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/00 20060101AFI20230425BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

F17C3/00 A

F17C13/00 302E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022167390

(22)【出願日】2022-10-19

(31)【優先権主張番号】2111123

(32)【優先日】2021-10-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(71)【出願人】

【識別番号】521565475

【氏名又は名称】クライオラー

【氏名又は名称原語表記】ＣＲＹＯＬＯＲ

【住所又は居所原語表記】Ｐｏｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌ ｄ’Ｅｎｎｅｒｙ ５７６４０ ＡＲＧＡＮＣＹ ＦＲＡＮＣＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100212705

【弁理士】

【氏名又は名称】矢頭 尚之

(74)【代理人】

【識別番号】100219542

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 郁治

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】リュシアン・バラシ

(72)【発明者】

【氏名】エティエンヌ・ギボー

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB04

3E172AB20

3E172BA04

3E172BB05

3E172BB12

3E172BB17

3E172BC07

3E172BD03

3E172CA10

3E172DA90

3E172EA03

3E172EB03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】二重殻極低温タンクは、外殻内で内殻を保持する際に、相対的な膨張／収縮に適合された内側への熱の侵入を制限すると同時に、力に耐え、これを吸収することが可能でなければならない。
【解決手段】外殻（３）内に内殻（２）を保持するための構造を備え、内殻（２）の第１の長手方向端部と外殻（３）の第１の長手方向端部との間の第１の機械的接続（５）と、内殻（２）の第２の長手方向端部と外殻（３）の第２の長手方向端部との間の第２の機械的接続（６）から構成され、第１の機械的接続は、直径が大きい方の端部が外殻（３）に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻（２）に接続される、略円錐台形状の第１の支持壁（５）を備える、タンクにおいて、第２の機械的接続は、直径が大きい方の端部が外殻（３）に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻（２）に接続される、略円錐台形状の第２の支持壁（６）を備えることを特徴とする、タンク。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化流体のための貯蔵容積の範囲を定める内殻（２）と、前記内殻（２）の周りに離隔された仕方で配置された外殻（３）とを備え、前記内殻（２）と前記外殻（３）の間の空間が断熱（４）を備え、前記内殻（２）および前記外殻（３）が、２つの長手方向端部の間で長手方向（Ａ）に延びる、液化流体を貯蔵するための極低温タンクであって、前記タンク（１）が、前記外殻（３）内に前記内殻（２）を保持するための保持構造を備え、前記保持構造が、前記内殻（２）の第１の長手方向端部と前記外殻（３）の第１の長手方向端部との間の第１の機械的接続（５）と、前記内殻（２）の第２の長手方向端部と前記外殻（３）の第２の長手方向端部との間の第２の機械的接続（６）から構成され、前記第１の機械的接続が、直径が大きい方の端部が前記外殻（３）に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が前記内殻（２）に接続される、略円錐台形状の第１の支持壁（５）を備える、タンクにおいて、前記第２の機械的接続が、直径が大きい方の端部が前記外殻（３）に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が前記内殻（２）に接続される、略円錐台形状の第２の支持壁（６）を備えることを特徴とする、タンク。

【請求項2】

前記外殻（３）内で前記内殻（２）を保持するための前記保持構造が、前記第１の支持壁（５）と前記第２の支持壁（６）によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のタンク。

【請求項3】

前記第１の支持壁（５）が、前記長手方向に対して０度から３０度の間、好ましくは５度の角度傾斜していることを特徴とする、請求項１または２に記載のタンク。

【請求項4】

前記第２の支持壁（６）が、前記長手方向に対して６０度から８９度の間、好ましくは８５度の角度傾斜していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項5】

前記第１の支持壁（５）が、前記円錐台が前記第２の長手方向端部の方向に収束するようなやり方で方位づけられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項6】

前記第２の支持壁（６）が、前記円錐台が前記第２の長手方向端部の方向に収束するようなやり方で方位づけられていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項7】

前記第２の支持壁（６）が、前記２つの殻（２、３）の間に、前記第１の支持壁（５）よりも変形可能である機械的接続を構成すること、すなわち、前記第２の支持壁（６）が、前記２つの殻（２、３）間の温度差が前記２つの殻（２、３）の相対的な収縮または膨張を生成する間に、前記第２の支持壁（６）が、前記２つの殻（２、３）の間で前記第２の長手方向端部において相対的な長手方向移動を可能にするように構成され、この相対的な移動が、前記２つの殻（２、３）の間で前記第１の長手方向端部における前記第１の支持壁（５）の変形によって可能にされる前記相対的な長手方向移動よりも大きいことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項8】

前記内殻（２）および前記外殻（３）が各々、前記長手方向（Ａ）に延びて２つの端部がドームの形で壁によって閉じられる円形断面の円筒状部分を備え、前記第１及び第２の支持壁（５、６）の端部が前記円筒状部分に堅固に接続されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項9】

前記第１及び第２の支持壁（５、６）が、１から５ｍｍの間、好ましくは１から３ｍｍの間の厚さを有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項10】

前記タンク（１）の使用構成において、前記長手方向（Ａ）が水平であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のタンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化流体を貯蔵するための極低温タンクに関する。

【0002】

本発明は、より詳細には、液化流体のための貯蔵容積の範囲を定める内殻と、この内殻の周りに離隔された様式で配置された外殻とを備え、内殻と外殻の間の空間は断熱を備え、内殻および外殻は、２つの長手方向端部の間で長手方向に延び、タンクは、外殻内に内殻を保持するための構造を備え、この保持構造は、内殻の第１の長手方向端部と外殻の第１の長手方向端部との間の第１の機械的接続と、内殻の第２の長手方向端部と外殻の第２の長手方向端部との間の第２の機械的接続から構成され、第１の機械的接続は、直径が大きい方の端部が外殻に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻に接続される、略円錐台形状の第１の支持壁を備える、液化流体を貯蔵するための極低温タンクに関する。

【0003】

本発明は、たとえば、固定タンクまたはモバイルタンク、特に液化空気ガス（たとえば、ヘリウムまたは水素）、液化天然ガス、または他の任意の流体もしくは混合物を輸送するための極低温セミトレーラに関する。

【背景技術】

【0004】

二重殻極低温タンクの製造は、殻の組み立てにおいて、特に外殻内で内殻を保持するために、多大な注意を必要とする。構造は、ホット構成（周囲温度のタンク）とコールド構成（極低温温度、たとえば－１５０℃未満の内側タンク）との切り換え中に部分品の相対的な膨張／収縮に適合された内側への熱の侵入を制限しなければならない。さらに、構造は、力に耐え、これを吸収する（take up）ことが可能でなければならない。

【0005】

知られている解決策は、あらゆるこれらの要件を最適な様式で満たすことを可能にしない。

【発明の概要】

【0006】

本発明の目的は、上記で述べられた従来技術の欠点のすべてまたはいくつかを克服することである。

【0007】

このために、本発明による極低温タンク、そうでなければ上記のプリアンブルにおいてその与えられた一般的な定義に従う極低温タンクは、基本的に、第２の機械的接続が、直径が大きい方の端部が外殻に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻に接続される、略円錐台形状の第２の支持壁を備えることを特徴とする。

【0008】

そのうえ、本発明の実施形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を有することがある。

【0009】

－ 外殻内で内殻を保持するための構造は、第１の支持壁によって、および第２の支持壁によって形成される、
－ 第１の支持壁は、長手方向に対して０度から３０度の間、好ましくは５度の角度傾斜している、
－ 第２の支持壁は、長手方向に対して６０度から８９度の間、好ましくは８５度の角度傾斜している、
－ 第１の支持壁は、円錐台が第２の長手方向端部の方向に収束するようなやり方で方位づけられる、
－ 第２の支持壁は、円錐台が第２の長手方向端部の方向に収束するようなやり方で方位づけられる、
－ 第２の支持壁は、第１の支持壁よりも変形可能である２つの殻の間に機械的接続を構成する、すなわち、第２の支持壁は、２つの殻の間の温度差が殻の相対的な収縮または膨張を生成する間に、それが、２つの殻の間で第２の端部において相対的な長手方向移動を可能にするように構成され、この相対的な移動は、２つの殻の間で第１の端部における第１の支持壁の変形によって可能にされる相対的な長手方向移動よりも大きい、
－ 内殻および外殻は各々、長手方向に延びて２つの端部がドームの形で壁によって閉じられる円形断面の円筒状部分を備え、支持壁の端部は円筒状部分に堅固に接続される、
－ 支持壁は、１から５ｍｍの間、好ましくは１から３ｍｍの間の厚さを有する、
－ タンクの使用構成において、長手方向は水平である。

【0010】

本発明は、特許請求の範囲内で上記または以下の特徴の任意の組み合わせを備える任意の代替デバイスまたは方法にも関してよい。

【0011】

さらなる特定の特徴および利点は、図を参照して与えられる以下の説明を読めば明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の１つの可能な実施形態の例を図示する垂直および長手方向断面における概略部分図。

【図2】図１の例示的な実施形態のタンクの第１の端部の詳細Ｂの断面における図。

【図3】図１の例示的な実施形態のタンクの第２の端部の詳細Ａの断面における図。

【図4】図１の例示的な実施形態のタンクの第１の端部の概略欠載斜視図。

【図5】図１の例示的な実施形態のタンクの第２の端部の概略欠載斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

例として図示される、液化流体を貯蔵するための極低温タンク１は、液化流体のための貯蔵容積の範囲を定める内殻２と、内殻２の周りに離隔された様式で配置された外殻３とを備える。

【0014】

内殻２と外殻３の間の空間は、断熱４、たとえば多層型の断熱材（「ＭＬＩ」）を備える。この空間は、好ましくは、真空下で保持される。

【0015】

内殻２および外殻３は、２つの長手方向端部の間で長手方向Ａに延びる。

【0016】

タンク１の使用構成では、この長手方向Ａは、好ましくは、水平である（水平タンク）。

【0017】

タンク１は、好ましくは、円筒状型（各端部でドームの形の湾曲した壁によって閉じられた円筒状部分）である。

【0018】

タンク１は、外殻３内で内殻２を保持（または支持）するための構造を備える。この保持構造は、２つの長手方向端部にそれぞれ置かれた２つの接続から構成される（好ましくは、これによって形成される）。保持構造は、内殻２の第１の長手方向端部と外殻３の第１の長手方向端部との間の第１の機械的接続５と、内殻２の第２の長手方向端部と外殻３の第２の長手方向端部との間の第２の機械的接続６とを備える。

【0019】

第１の機械的接続は、直径が大きい方の端部が外殻３に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻２に接続される、略円錐台形状の第１の支持壁５を備える。

【0020】

第１の支持壁５は、好ましくは、長手方向Ａに対して０度（好ましくは、０よりも大きい）と３０度の間、好ましくは５度の角度傾斜している。

【0021】

第２の機械的接続は、直径が大きい方の端部が外殻３に堅固に接続され、直径が小さい方の端部が内殻２に接続される、略円錐台形状の第２の支持壁６を備える。

【0022】

第２の支持壁６は、好ましくは、長手方向に対して６０度と８９度の間、好ましくは８５度の角度傾斜している。

【0023】

図示されるように、第１の支持壁５は、好ましくは、円錐台が第２の長手方向端部の方向に（概略図では左の方へ）収束するようなやり方で方位づけられる。

【0024】

第２の支持壁６は、好ましくは、円錐台が第２の長手方向端部の方向に収束するようなやり方で方位づけられる。

【0025】

好ましくは、第２の支持壁６は、第１の支持壁５（比較的堅固な接続）よりも変形可能（比較的柔軟な接続）である２つの殻２、３の間の接続を構成する。すなわち、第２の支持壁６は、２つの殻２、３の間の温度差が殻２、３の相対的な収縮または膨張を生成する間に、第２の支持壁６は、第１の長手方向端部において第１の支持壁５によって可能にされる相対的な長手方向移動よりも大きい、第２の長手方向端部における２つの殻２、３の間の相対的な長手方向移動を可能にするように構成される。

【0026】

柔軟性または堅固さのこれらの相対的な度は、壁５、６の相対的方位（傾斜）および／またはそれらの寸法（特に厚さ）および／またはそれらの材料に適合することによって選択可能である。

【0027】

したがって、内殻２は、２つの円錐形壁５、６によって外殻３内で支持可能であり、円錐形壁５、６のうちの１つは、比較的変形可能であり、冷却した内殻２の相対的縮小中に変形するように特に構成される。この変形は、外殻３内の内殻の保持を損なうことなく、断熱にも影響を及ぼさずに、２つの殻２、３の相対的寸法の変形を吸収することを可能にするように構成される。

【0028】

特に、このアーキテクチャは、内殻２の相対的な長手方向収縮に近い（および内殻２のこの収縮を可能にする）第２の支持壁６の変形を可能にする。

【0029】

第２の支持壁６は、たとえば、鋼、たとえば３０４型または３１６型のステンレス鋼から形成されてよい。

【0030】

内殻２を極低温液体で満たすとき、この第２の壁６によって経験されるであろう熱勾配（外部の周囲温度から内部での極低温液体の温度への：たとえば－２６９℃から－１８０℃の間）は、第２の長手方向端部における内殻２の熱収縮を伴うことを可能にするが、第１の長手方向端部（第１の接続５において、固定点と考えられる）は、０またはより小さい変形を受けるであろう。その収縮中、内殻２（内殻２に接続された少なくとも１つの端部）は、第１の（相対的に固定された）端部の方へ相対的に長手方向に移動する。

【0031】

上記で使用される「柔軟」という用語は必ずしも、第２の壁６が本質的に「柔軟」であることを意味しないことに留意されたい。具体的には、円錐形の形状は、本来、平らな金属シートと比較して比較的剛性である。一方、この第２の支持壁６は、半径方向力への抵抗を可能にしながら、温度の変化に応答して変形する（長手方向の移動）ように構成される。特に、したがって、第２の支持壁６は、力を吸収するために半径（横断）方向に十分な剛性を維持することが可能であり、そのように構成される。

【0032】

この第１の接続５は、したがって、熱力学に関する固定点である。この第１の接続は、好ましくは、
－ 半径方向（垂直および横方向）力を（たとえば、２つの殻２、３の間で）伝導し、
－ 長手方向力（たとえば２ｇの加速度）を（たとえば、２つの殻２、３の間で）伝導する
ように構成される。

【0033】

その変形中、第２の壁６は、たとえば、長手方向Ａに僅かに近づくように傾斜することができる。

【0034】

少なくとも第１の支持壁５は、１つまたは複数の組み立てられた部分品、たとえば２つの溶接された剛性ハーフコーン（たとえば、型３０４または３１６のステンレス鋼などのステンレス鋼から作製される）から形成可能である。２つのハーフコーンの形の構造は特に、取り付け中に外殻３内で内殻２を中心に置くことを可能にすることができる。

【0035】

図示されるように、第１の支持壁５と外殻３との間の接続は、外殻３の端部壁（端部）に非常に近く、好ましくは殻２、３の円筒状部分品に、たとえば壁間配管（簡略化のために示されない）の近くに、固締（溶接）可能である。

【0036】

同様に、第２の支持壁６は、内殻２の端部壁（端部）に非常に近く固締（溶接）可能である。

【0037】

外殻３内で内殻２を保持するための構造は、好ましくは、第１の支持壁５および第２の支持壁６によって形成されることに留意されたい。すなわち、好ましくは、内殻２を支持するための他の構造はない。しかしながら、１つまたは複数の他の追加の接続（たとえばタイロッド）が想定可能である。

【0038】

さらに、タンクは、特に殻２、３の間の配管の通過または案内のために、殻２、３の間に接続要素を備えてよい（が、これらの要素は必ずしも、２つの壁５、６のそれと同等である支持の機能を保証しない）。

【0039】

支持壁の形状は「略円錐台形状」と指定されることに留意されたい。これは、問題の壁は実際、円錐台の形をとることができることを意味する。しかしながら、他の任意の類似の形状、特にコーンに類似した湾曲した形状が想定可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】