特開 2023-93166 低温液化ガスタンク

(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】P2023093166

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】低温液化ガスタンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/04 20060101AFI20230627BHJP

【ＦＩ】

F17C3/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021208629

(22)【出願日】2021-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】江上 武史

(72)【発明者】

【氏名】児玉 直哉

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 啓央

(72)【発明者】

【氏名】山口 貴裕

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172AB04

3E172AB11

3E172AB15

3E172BA06

3E172BB03

3E172BB12

3E172BB17

3E172BC07

3E172BD05

3E172CA02

3E172CA10

3E172DA03

3E172DA05

3E172DA15

3E172DA17

3E172DA20

(57)【要約】

【課題】連通管を有する多重殻構造を備えた低温液化ガスタンクにおいて、メンテナンス作業を容易とする。
【解決手段】三重殻タンク１は、タンク本体１Ｔ、連通管５０、一対の開閉機構及びフィルタ６を含む。タンク本体１Ｔは、低温液化ガスを貯留する内槽４と、内槽４を取り囲む中間槽３と、中間槽３を取り囲む外槽２と、内槽４と中間槽３との間に形成された断熱空間である第１槽間１１とを含む。連通管５０は、内槽４の内部空間と第１槽間１１とを連通させる管体であって、タンク本体１Ｔの外部に露出する露出経路５３を含んで配管されている。一対の開閉機構は、露出経路５３において連通管５０に縁切り区間５４となる間隔を置いて配設され、それぞれ前記連通管５０内の流路を開閉する機能を備えた第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２からなる。フィルタ６は、縁切り区間５４の内部に配置され、連通管５０内のパーライト粉ＰＡを捕捉する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低温液化ガスを貯留する第１槽と、前記第１槽を取り囲む第２槽と、前記第１槽と前記第２槽との間に形成された断熱空間と、を含むタンク本体と、
前記第１槽の内部空間と前記断熱空間とを連通させる管体であって、前記タンク本体の外部に露出する露出経路を含んで配管される連通管と、
前記露出経路において前記連通管に縁切り区間となる間隔を置いて配設され、それぞれ前記連通管内の流路を開閉する機能を備える一対の開閉機構と、
前記連通管の前記縁切り区間に配置され、気体中の粉体を捕捉することが可能な粉体捕捉部と、
を備える低温液化ガスタンク。

【請求項2】

請求項１に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記粉体捕捉部が、前記縁切り区間の内部に配置されたフィルタである、低温液化ガスタンク。

【請求項3】

請求項１に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記粉体捕捉部が、気体中の粉体を重力で沈降させる重力沈降室である、低温液化ガスタンク。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記一対の開閉機構が前記流路を閉としている状態において、前記連通管の前記縁切り区間にパージ用ガスを流通させるパージ経路をさらに備える、低温液化ガスタンク。

【請求項5】

請求項２に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記フィルタを収容するフィルタ収容管と、当該フィルタ収容管の端部に形成されたフランジ構造部とを備えるフィルタ管体を備え、
前記縁切り区間のフランジ接続部に前記フィルタ管体の前記フランジ構造部が接続されている、低温液化ガスタンク。

【請求項6】

請求項２又は５に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記連通管における前記フィルタの上流側の流路の圧力を検出する第１圧力計と、下流側の流路の圧力を検出する第２圧力計とをさらに備える、低温液化ガスタンク。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の低温液化ガスタンクにおいて、
前記連通管の配管構造が、前記縁切り区間は単管構造であり、前記一対の開閉機構よりもタンク本体側の区間に真空二重管構造の領域を含む、低温液化ガスタンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、低温液化ガスを貯留する多重殻構造を備えた平底タンクに関する。

【背景技術】

【0002】

液化水素や液化天然ガスなどの低温の液化ガスを貯留するタンクとして、多重殻構造を備えた平底タンクが知られている。例えば二重殻タンクでは、低温液化ガスを貯留する内槽と、断熱空間を介して前記内槽を取り囲む外槽とを含む。特許文献１には、内槽の気相部空間と前記断熱空間とを連通させる連通管を設け、両空間を同じ圧力に保つようにした多重殻タンクが開示されている。一般に、断熱空間にはパーライトのような粉体断熱材が充填される。特許文献１のタンクでは、内槽方向へ向かう粉体断熱材をトラップするフィルタを前記連通管内に装備させ、粉体断熱材の混入による液化ガスの純度低下を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９０９６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記連通管内にフィルタ等の粉体捕捉部を装備させた場合、当該粉体捕捉部にトラップした粉体断熱材が過剰に滞留することがある。このため、前記粉体捕捉部の清掃や交換等のメンテナンス作業を行うことが可能な構造を、前記連通管に具備させる必要がある。当該構造は、前記メンテナンス作業を困難化させない構造であることが望ましい。

【0005】

本開示の目的は、連通管を有する多重殻構造を備えた低温液化ガスタンクにおいて、メンテナンス作業を容易に行い得るタンク構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に係る低温液化ガスタンクは、低温液化ガスを貯留する第１槽と、前記第１槽を取り囲む第２槽と、前記第１槽と前記第２槽との間に形成された断熱空間と、を含むタンク本体と、前記第１槽の内部空間と前記断熱空間とを連通させる管体であって、前記タンク本体の外部に露出する露出経路を含んで配管される連通管と、前記露出経路において前記連通管に縁切り区間となる間隔を置いて配設され、それぞれ前記連通管内の流路を開閉する機能を備える一対の開閉機構と、前記連通管の前記縁切り区間に配置され、気体中の粉体を捕捉することが可能な粉体捕捉部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、連通管を有する多重殻構造を備えた低温液化ガスタンクにおいて、メンテナンス作業を容易に行い得るタンク構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の低温液化ガスタンクの一例である三重殻タンクの構造を示す縦断面図である。

【図2】図２は、上記三重殻タンクが備える連通管構造部の詳細を示す模式図である。

【図3】図３は、フィルタの一例と、該フィルタの連通管への取り付け例を示す断面図である。

【図4】図４は、フィルタの一例と、該フィルタの連通管への取り付け例を示す断面図である。

【図5】図５（Ａ）～（Ｃ）は、重力沈降室の各種実施例を示す模式図である。

【図6】図６は、連通管の縁切り区間へのパージ用ガスの流通、及びフィルタの目詰まり検出の例を示す図である。

【図7】図７は、変形例１に係る三重殻タンクを示す断面図である。

【図8】図８は、変形例２に係る三重殻タンクを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本開示に係る低温液化ガスタンクの実施形態を詳細に説明する。本開示の低温液化ガスタンクは、低温の液化ガスを貯留するタンクであって、地上据え置き式の多重殻構造を備えた平底タンクである。貯留される液化ガスは、例えば液化水素、液体ヘリウム、液体窒素、液化天然ガス又は液化石油ガスなどである。

【0010】

［低温液化ガスタンクの全体構造］
まず、本開示に係る低温液化ガスタンクの全体構造を説明する。ここでは、低温液化ガスタンクとして、液体水素ＬＨを貯留する三重殻タンク１を例示する。図１は、三重殻タンク１の縦断面図である。三重殻タンク１は、タンク基礎１０と、このタンク基礎１０の上に組み立てられた多重殻構造のタンク本体１Ｔと、タンク本体１Ｔに付設された連通管構造部５とを備える。タンク本体１Ｔは、タンク基礎１０の上に立設された外槽２と、外槽２に内包された中間槽３と、中間槽３に内包された内槽４とを含む。外槽２、中間槽３及び内槽４は、いずれも上面視で円形の形状を有し、同心円状に配置されている。

【0011】

タンク基礎１０は、三重殻タンク１の基礎部分を構成するコンクリート層である。タンク基礎１０は、外槽２の外径よりも大きいサイズを有している。外槽２は、炭素鋼等の金属で構成された密閉体であり、外槽底板２１、外槽側板２２及び外槽屋根２３を含む。外槽底板２１は、タンク基礎１０の直上に敷設され、円板型の形状を有している。外槽側板２２は、外槽底板２１の周縁から立設され、円筒状の形状を有している。外槽屋根２３は、円筒状の外槽側板２２の上面開口を塞ぐように当該外槽側板２２の上端に取り付けられ、ドーム型の形状を有している。

【0012】

中間槽３は、ＳＵＳ等の金属で構成された密閉体であり、外槽２の内部に配置されている。中間槽３は、中間槽底板３１、中間槽側板３２及び中間槽屋根３３を含む。中間槽底板３１は、外槽底板２１よりも径の小さい円板型の形状を有している。中間槽側板３２は、中間槽底板３１の周縁から立設され、円筒状の形状を有している。中間槽屋根３３は、中間槽側板３２の上端に取り付けられ、ドーム型の形状を有している。

【0013】

外槽底板２１と中間槽底板３１との間には、第１レベルコンクリート層２４、第１リング部２５及び外側底部保冷層２６が介在されている。第１レベルコンクリート層２４は、外槽底板２１の上に施工された平面出しのコンクリート層である。第１リング部２５は、第１レベルコンクリート層２４の周縁付近の上にリング状に配置された、強度の高いコンクリート層である。第１リング部２５において中間槽側板３２の荷重を直接受ける箇所には、強化コンクリート層２５１が配置されている。外側底部保冷層２６は、第１レベルコンクリート層２４の上であって、第１リング部２５の内側に配置された、断熱性を有する層である。第１リング部２５は、例えばパーライトコンクリートブロックのような、断熱コンクリートブロックの配列体により形成できる。外側底部保冷層２６は、例えば泡ガラスのような、断熱性の無機ブロック材の配列体により形成できる。外側底部保冷層２６の上に、例えば軽量気泡コンクリートの板材を敷設しても良い。

【0014】

内槽４（第１槽）は、実際に低温液化ガスを貯留する槽である。内槽４は、ＳＵＳ等の金属で構成された密閉体であって、中間槽３（第２槽）によって取り囲まれている。内槽４は、内槽底板４１、内槽側板４２及び内槽屋根４３を含む。内槽底板４１は、中間槽底板３１よりも径の小さい円板型の形状を有している。内槽側板４２は、内槽底板４１の周縁から立設され、円筒状の形状を有している。内槽屋根４３は、内槽側板４２の上端に取り付けられ、ドーム型の形状を有している。内槽４の内部には液体水素ＬＨが貯留されている。なお、内槽４の上層部は、液体水素ＬＨから気化した水素ガスが溜まった気相部ＬＡとなっている。

【0015】

中間槽底板３１と内槽底板４１との間には、第２レベルコンクリート層３４、第２リング部３５及び内側底部保冷層３６が介在されている。第２レベルコンクリート層３４は、中間槽底板３１の上に施工されている。第２リング部３５は、第２レベルコンクリート層３４の周縁付近の上にリング状に配置された、強度の高いコンクリート層である。第２リング部３５において内槽側板４２の荷重を直接受ける箇所には、強化コンクリート層３５１が配置されている。内側底部保冷層３６は、第２レベルコンクリート層３４の上であって、第２リング部３５の内側に配置された、断熱性を有する層である。例えば、第２リング部３５はパーライトコンクリートブロック、内側底部保冷層３６は泡ガラスブロック等で形成できる。内側底部保冷層３６の上に、例えば軽量気泡コンクリートの板材を敷設しても良い。

【0016】

内槽４と中間槽３との間、並びに中間槽３と外槽２との間には、各々所定幅の間隙が形成されている。内槽４と中間槽３との間隙である第１槽間１１、及び、中間槽３と外槽２との間隙である第２槽間１２は、断熱空間として活用される。第１槽間１１及び第２槽間１２には、保冷性を高めるために粉体断熱材が充填されている。前記粉体断熱材としては、例えば粒状パーライトを用いることができる。なお、側板２２、３２、４２における、貯留される液体水素ＬＨの側周囲を取り囲むことになる領域には、前記粒状パーライトに加えてグラスウール等の断熱材を充填しても良い。

【0017】

さらに、第１槽間１１及び第２槽間１２には、空気や湿気の侵入防止のため、所定のガスが充填される。本実施形態では、第１槽間１１には水素ガスが充填され、第２槽間１２には、水素ガスよりも沸点の高い不活性ガス、例えば窒素ガスが充填される。本実施形態では、第１槽間１１には、内槽４に貯留されている液化ガスの気化ガスが充填される。すなわち、内槽４の上部空間には液体水素ＬＨから気化した水素ガスにて形成される気相部ＬＡが存在しており、この気相部ＬＡの水素ガスが第１槽間１１に導入される。

【0018】

連通管構造部５は、上記のような水素ガスの導入を可能とするために、タンク本体１Ｔの上部に配設されている。連通管構造部５は、内槽４の内部空間と断熱空間である第１槽間１１とを連通させ、２つの空間を同じ圧力とする。例えば、第１槽間１１に窒素ガスを充填した場合、内槽４に貯留された液体水素ＬＨに冷却されて当該窒素ガスは液化又は固化することがある。しかし、第１槽間１１に水素ガスを充填すれば、液化又は固化の問題は解消される。また、連通管構造部５を介して内槽４に存在する水素ガスを活用するので、水素ガスの供給系統を別途配置せずに済む利点がある。

【0019】

連通管構造部５は、大略的に、連通管５０と、一対の開閉機構である第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２と、粉体捕捉部としてのフィルタ６とを含む。連通管５０は、内槽４の内部空間と第１槽間１１とを連通させる管体であって、タンク本体１Ｔの外部に露出する露出経路５３を含んで配管される。本実施形態では、露出経路５３は外槽屋根２３の上に突出するように露出している。第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２は、露出経路５３において連通管５０に縁切り区間５４となる間隔を置いて配設され、それぞれ連通管５０内の流路を開閉する機能を備える。フィルタ６は、連通管５０の縁切り区間５４の内部に配置され、気体中の粉体を捕捉することが可能なフィルタである。本実施形態では、捕捉対象の粉体は、第１槽間１１に充填されている粒状パーライトの飛散粉である。以下、連通管構造部５の構造を詳細に説明する。

【0020】

［連通管構造部の詳細］
図２は、三重殻タンク１が備える連通管構造部５の詳細構造例を示す模式図である。ここでは連通管構造部５が、図１に示している連通管５０、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２、フィルタ６に加え、パージ経路５５、第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２、重力沈降室７を備える例を示している。既述の通り、内槽４と中間槽３との間の第１槽間１１には、パーライト粉ＰＡと水素ガスＧＨ_２とが充填されている。また、中間槽３と外槽２との間の第２槽間１２には、窒素ガスＧＮ_２が充填されている。

【0021】

連通管５０は、一端が内槽４の気相部ＬＡに開口し、他端が第１槽間１１に開口する管路である。外気温や気圧の変化によって断熱空間である第１槽間１１内の水素ガスが体積膨張した際には、その水素ガスの一部が連通管５０を通って内槽４の気相部ＬＡへ入り込む。他方、第１槽間１１内の水素ガスが体積減少した際、若しくは内槽４の水素ガスが体積膨張した際には、気相部ＬＡの水素ガスの一部が連通管５０を通って第１槽間１１内へ入り込む。このように、連通管５０には、第１槽間１１内の水素ガスの体積変動によって、水素ガスの双方向の流動が生じる。

【0022】

連通管５０は、上記の露出経路５３の縁切り区間５４に加え、鉛直方向に延びる第１引出管５１及び第２引出管５２を含む。第１引出管５１は、第１バルブＶ１と内槽４との間を繋ぐ管路、第２引出管５２は、第２バルブＶ２と第１槽間１１とを繋ぐ管路である。第１引出管５１及び第２引出管５２は、保冷性を高めるために真空二重管構造を有している。すなわち、第１引出管５１は、内管５１１と、この内管５１１を覆う外管５１２とを備え、内管５１１と外管５１２との間が真空層とされている。第２引出管５２も同様であり、内管５２１及び外管５２２を備えている。

【0023】

第１引出管５１の下端５１３は、内槽屋根４３を貫通し、内槽４内の気相部ＬＡに臨んでいる。第１引出管５１の上端５１４は、外槽屋根２３を貫通して上方に突出している。上端５１４は第１バルブＶ１の一方のポートに接続されている。なお、第１引出管５１の上下方向中間部は、中間槽屋根３３を貫通している。

【0024】

外槽２、中間槽３及び内槽４は金属製であるため、温度によって容積が膨張又は収縮する。とりわけ、内槽４は極低温の液体水素ＬＨと直接接触するため、液化ガスの注入前後の伸縮の度合いが大きい。この伸縮の影響が第１引出管５１に及ばないよう、内槽屋根４３の貫通部に設けられた固定部５１５においてのみ、第１引出管５１はタンク本体１Ｔに対して固定的に取り付けられている。第１引出管５１の中間槽屋根３３及び外槽屋根２３の貫通部には、それぞれ上下方向に伸縮する蛇腹管からなる第１伸縮管５１６及び第２伸縮管５１７が取り付けられている。このため、内槽４が外槽２及び中間槽３とは異なる度合いで伸縮しても、その伸縮差は第１伸縮管５１６及び第２伸縮管５１７の伸縮動作で吸収され、第１引出管５１に応力が加わることはない。

【0025】

第２引出管５２の下端５２３は、中間槽屋根３３を貫通し、第１槽間１１に臨んでいる。第２引出管５２の上端５２４は、外槽屋根２３を貫通して上方に突出している。上端５２４は第２バルブＶ２の一方のポートに接続されている。第２引出管５２は、中間槽屋根３３の貫通部に設けられた固定部５２５においてのみ、タンク本体１Ｔに対して固定的に取り付けられている。第２引出管５２の外槽屋根２３の貫通部には、蛇腹管からなる第３伸縮管５２６が取り付けられている。

【0026】

第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２は開閉バルブであって、連通管５０の露出経路５３に、タンク本体１Ｔの内部空間とは遮断された管路となる縁切り区間５４を形成するために配置されている。縁切り区間５４の管路の一端は、第１引出管５１の上端５１４が接続されている第１バルブＶ１の他方のポートに接続され、他端は、第２引出管５２の上端５２４が接続されている第２バルブＶ２の他方のポートに接続されている。第１バルブＶ１が「閉」とされることで、縁切り区間５４の管路は内槽４の内部空間とは遮断された状態となる。また、第２バルブＶ２が「閉」とされることで、縁切り区間５４の管路は第１槽間１１とは遮断された状態となる。第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２は、通常時は「開」とされ、メンテナンス作業時などに「閉」とされる。

【0027】

フィルタ６は、断熱空間である第１槽間１１に収容されたパーライト粉ＰＡが、連通管５０を通して内槽４へ進入することを抑制乃至は禁止するために、連通管５０の縁切り区間５４の内部に配置されている。配置位置は、重力沈降室７と第１バルブＶ１との間である。上述の通り、第１槽間１１内の水素ガスが体積膨張すると、第１槽間１１から内槽４へ向かう水素ガスの流動が連通管５０内に生じる。この流動に乗って、第１槽間１１内で浮遊するパーライト粉ＰＡが連通管５０を通って内槽４へ入り込むことがある。内槽４に貯留されている液体水素ＬＨにパーライト粉ＰＡが混入すると、当該液体水素ＬＨの純度を低下させてしまう。この不具合を抑制するため、フィルタ６が縁切り区間５４に装備されている。後記で具体例を詳述するが、例えばフィルタ６として、ストレーナのようなメッシュフィルタ、ガラスウールやフィルタクロスのような繊維フィルタ等を用いることができる。また、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を「閉」とすることで、作業者は容易にフィルタ６の清掃や交換等のメンテナンス作業を行うことができる。

【0028】

パージ経路５５は、連通管５０の縁切り区間５４にパージ用ガスを流通させる経路を作るために配置されている。パージ経路５５は、パージ上流管５５Ａ及びパージ下流管５５Ｂを含む。パージ上流管５５Ａは、第１バルブＶ１の近傍において縁切り区間５４に接続され、当該パージ上流管５５Ａを開閉する第３バルブＶ３が組み付けられている。パージ下流管５５Ｂは、第２バルブＶ２の近傍において縁切り区間５４に接続され、当該パージ下流管５５Ｂを開閉する第４バルブＶ４が組み付けられている。

【0029】

パージ経路５５の主な用途は、フィルタ６の目詰まり除去である。パージ経路５５にパージガスを流し、その流動によりフィルタ６に詰まったパーライト粉ＰＡを取り除く。パージ経路５５を使用するに際しては、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２が「閉」とされ、縁切り区間５４がタンク本体１Ｔから切り離された状態とされる。この状態で、第３バルブＶ３及び第４バルブＶ４が「開」とされ、パージ上流管５５Ａへパージガスが供給される。前記パージガスは縁切り区間５４を流れ、パージ下流管５５Ｂから排出される。前記パージガスとしては、水素ガスを用いることができる。なお、液体水素よりも沸点が低いガス、例えばヘリウムガスや窒素ガス等を用いることもできる。

【0030】

例えば、フィルタ６の清掃や交換等のメンテナンス作業を実行する際にも、パージ経路５５は使用される。第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を「閉」とされると、タンク本体１Ｔの外側に露出している縁切り区間５４はタンク本体１Ｔからフリーの状態となり、様々な作業が行える状態となる。三重殻タンク１の運用中は、縁切り区間５４には水素ガスが残存している。この残存水素ガスを、メンテナンス作業の前に、パージ経路５５を用いたパージガスの流通により排出させることができる。この場合、残存水素ガスを安全に大気放散できるよう、第４バルブＶ４の出口側が水素ガスのベントラインに接続される。

【0031】

第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２は、それぞれ連通管５０の縁切り区間５４の流路の圧力を検出する。パーライト粉ＰＡが充填されている第１槽間１１から内槽４に向かう流動方向Ｆに基づくと、第１圧力計Ｐ１はフィルタ６の上流側の流路の圧力を検出し、第２圧力計Ｐ２はフィルタ６の下流側の流路の圧力を検出する。

【0032】

第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２を配置することで、流動方向Ｆにおけるフィルタ６の上流側及び下流側の双方の圧力を知見できる。フィルタ６に目詰まりが生じている場合、例えば前記パージガスを縁切り区間５４に流すと、フィルタ６の上流側と下流側とで圧力差が生じる。前記目詰まりの程度が高いほど、前記圧力差は大きくなる傾向が現れる。従って、第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２の圧力検出結果に基づいて、フィルタ６の目詰まり状態を評価できる。

【0033】

重力沈降室７は、気体中の粉体を重力で沈降させる機能を果たす。重力沈降室７は、縁切り区間５４におけるフィルタ６と第１槽間１１側の端部である第２バルブＶ２との間に配置され、断面積が縁切り区間５４の通常管路部分の断面積よりも大きい空間を含む。重力沈降室７の底部７１１は、前記通常管路部分よりも下方に位置している。

【0034】

パーライト粉ＰＡは、連通管５０内を流動方向Ｆに沿って浮遊流動する。重力沈降室７は、浮遊するパーライト粉ＰＡを捕捉するため、当該パーライト粉ＰＡを自重によって沈降させる空間を提供する。流動方向Ｆに沿って流れるパーライト粉ＰＡが重力沈降室７に至ると、断面積が前記通常管路部分よりも大きいことに伴い、その流速が低下する。これにより、パーライト粉ＰＡは、重力沈降室７の底部７１１に向けて沈降し易くなる。但し、当該パーライト粉ＰＡを重力沈降室７で捕捉しきれない場合がある。しかし、重力沈降室７の下流側にはフィルタ６が配置されている。従って、重力沈降室７を通過したパーライト粉ＰＡは、フィルタ６によって捕捉される。すなわち、捕捉精度は低いものの多量のパーライト粉ＰＡを捕捉及び貯留可能な重力沈降室７を流動方向Ｆの上流側に配置し、その下流側に捕捉精度の高いフィルタ６を配置することで、効果的なパーライト粉ＰＡの捕捉を達成している。

【0035】

連通管５０の配管構造は、縁切り区間５４は単管構造の領域であり、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２よりもタンク本体１Ｔ側の区間は真空二重管構造を含む領域である。既述の通り、第１引出管５１は内管５１１と外管５１２とからなる二重管であり、第２引出管５２も内管５２１と外管５２２とからなる二重管である。一方、縁切り区間５４は二重管構造とはされず、単管である。これにより、縁切り区間５４が、フィルタ６や重力沈降室７などを、フランジ構造体を備えたパーツとして着脱させ易い配管部分となっている。

【0036】

連通管５０の全長を真空二重管構造とすれば、保冷面では優位である。しかし、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２を組み入れたり、パーツ化されたフィルタ６や重力沈降室７を着脱させたりする構成を採用し難くなる。本実施形態では、連通管５０の縁切り区間５４および露出経路５３の一部が単管構造とされるので、上記の問題を解消できる。なお、縁切り区間５４を含む前記単管構造の部分には配管保冷材を多層に設置する等して、保冷性を高めておくことが望ましい。

【0037】

［連通管構造部の各部の具体例］
続いて、連通管構造部５の各部、すなわちフィルタ６、重力沈降室７の具体例、フィルタ６の目詰まり検出の具体例について説明する。

【0038】

＜フィルタ＞
図３は、フィルタ６の一例と、該フィルタ６の連通管５０の縁切り区間５４への取り付け例を示す断面図である。ここでは、フィルタ６がストレーナからなり、縁切り区間５４に具備された第１フランジ接続部５６に着脱可能に取り付けられている例を示す。図２では、このストレーナのフィルタ６を簡略的に示している。

【0039】

ストレーナのフィルタ６は、円錐台の形状を有するメッシュ部６Ｍと、前記円錐台の長径端部においてメッシュ部６Ｍに一体化されたフランジ取り付け部６１とを有する。メッシュ部６Ｍは、例えば線径＝０．１ｍｍのワイヤを用いた１００メッシュのメッシュ体を用いることができる。メッシュ部６Ｍの長径端部の内径は、縁切り区間５４の管路の内径と略等しい。フランジ取り付け部６１は、前記長径端部から径方向外側に延びる円環平板である。

【0040】

第１フランジ接続部５６は、上フランジ部５６１及び下フランジ部５６２とで構成されている。フィルタ６のフランジ取り付け部６１は、上下一対のガスケット５６３を介して、上フランジ部５６１と下フランジ部５６２との間に挟み込まれている。微細なパーライト粉ＰＡの捕捉性を高めるために、メッシュ部６Ｍの周囲にフィルタクロスを巻回しても良い。或いは、メッシュの荒い筒状の基材に、前記フィルタクロスを一層又は多層に巻回してなる複合体を、フィルタ６として用いるようにしても良い。前記フィルタクロスとしては、例えばアラミド繊維によって形成されたフェルトを用いることができる。

【0041】

図４は、他の例に係るフィルタ６Ａと、該フィルタ６Ａの縁切り区間５４への取り付け例を示す断面図である。図４では、フィルタ６Ａが装填されたフィルタ管体６０が、縁切り区間５４に備えられた第１フランジ接続部５６に組み入れられる例を示している。フィルタ６Ａは、例えばガラスウールのような、微細繊維の集合体からなる綿状体からなる通気性フィルタである。

【0042】

フィルタ管体６０は、フィルタ収容管６２及びフランジ構造部６３を含む。フィルタ収容管６２は、綿状体のフィルタ６Ａを収容する筒状の管体である。フィルタ収容管６２は、連通管５０の管軸方向に所定の長さを有し、縁切り区間５４において連通管５０の一部を構成している。フランジ構造部６３は、フィルタ収容管６２の両端部に形成され、第１フランジ接続部５６とフランジ接続が可能な部分である。フランジ構造部６３には、前記フランジ接続のためのボルト孔６３１が穿孔されている。

【0043】

綿状体のフィルタ６Ａは、管軸方向に所定の長さを持つフィルタ収容管６２の略全長に亘って充填されている。フィルタ収容管６２は連通管５０の一部を構成する管路であるので、フィルタ６Ａは、連通管５０の縁切り区間５４の内部に、管軸方向に沿って所定の厚さで充填されていることになる。このように、綿状体のフィルタ６Ａを管路内に充填する構造とすれば、メッシュ状のフィルタに比較して、フィルタ内の通気経路が複雑化する。このため、微小なパーライト粉ＰＡでも捕捉し易くなり、パーライト粉ＰＡの捕捉率を高めることができる。

【0044】

フィルタ管体６０は、綿状体のフィルタ６Ａをフィルタ収容管６２内に収めるために、金網６３２及びガラスクロス６４を備えている。金網６３２は、上下一対のフランジ構造部６３の開口部分に各々取り付けられた、目の粗い金網である。ガラスクロス６４は、金網６３２に隣接してフランジ構造部６３の内側に配置された、通気性を有するクロスである。フィルタ６Ａは、連通管５０の内部において落下したりフィルタ収容管６２からはみ出したりしないよう、ガラスクロス６４を介して上下の金網６３２で支持されている。

【0045】

第１フランジ接続部５６は、図３の例とは異なり、管軸方向に所定の長さを持つフィルタ管体６０を割り入れるため、上フランジ部５６１と下フランジ部５６２との間が離間している。フィルタ管体６０の上下のフランジ構造部６３が、それぞれ上フランジ部５６１、下フランジ部５６２に接続される。図４の実施形態によれば、フィルタ管体６０をフィルタ６Ａ内蔵のパーツとして取り扱える。このため、第１フランジ接続部５６とフランジ構造部６３との接続及びその解除により、パーツ交換の要領でフィルタ交換作業を完結できる。

【0046】

＜重力沈降室＞
フィルタ６と同様に、重力沈降室７もフランジ構造を備えたパーツとし、連通管５０の縁切り区間５４に着脱が容易な態様とすることが望ましい。図５（Ａ）～（Ｃ）は、各種の実施例に係る重力沈降室７Ａ、７Ｂ、７Ｃを示す模式図である。

【0047】

図５（Ａ）に示す重力沈降室７Ａは、筐体７１Ａと、この筐体７１Ａの両端に配置されたフランジ構造部７２と、筐体７１Ａとフランジ構造部７２とを繋ぐ繋ぎ管７３とを備える。筐体７１Ａは、円筒形状を備え、パーライト粉ＰＡを重力沈降させる空間を区画している。筐体７１Ａは、管軸方向に所定の長さ、すなわち前記重力沈降に好適な長さを有する。また、筐体７１Ａの内径は、縁切り区間５４における連通管５０の内径よりも大きく設定され、例えば１．５倍～５倍程度に設定される。繋ぎ管７３は、筐体７１Ａの径方向中心ではなく、外周縁側に偏心した位置において、筐体７１の入口側側面及び出口側側面に取り付けられている。筐体７１Ａの底部７１１と繋ぎ管７３の取り付け位置とは、筐体７１Ａの径方向中心を挟んで対向している。

【0048】

縁切り区間５４には、重力沈降室７Ａを着脱可能に取り付けるための第２フランジ接続部５７が備えられている。第２フランジ接続部５７は、入口フランジ部５７１と出口フランジ部５７２とから構成されている。入口フランジ部５７１と出口フランジ部５７２との間は、重力沈降室７Ａの割り入れが可能なように離間している。重力沈降室７Ａの入口側及び出口側のフランジ構造部７２が、それぞれ入口フランジ部５７１、出口フランジ部５７２に接続される。重力沈降室７Ａは、筐体７１Ａの底部７１１が最下点となるように、第２フランジ接続部５７に対して取り付けられる。これは、図２に基づき説明したパーライト粉ＰＡの重力沈降を生じ易くするためである。

【0049】

図５（Ｂ）は、他の例に係る重力沈降室７Ｂを示している。図５（Ａ）の重力沈降室７Ａと相違する点は、重力沈降室７Ｂが直方体形状の筐体７１Ｂを備えている点である。筐体７１Ｂは、管軸方向及び管軸方向と直交する方向に所定の長さを有する直方体からなる。繋ぎ管７３は、筐体７１Ｂの上部付近の両側面にそれぞれ取り付けられている。重力沈降室７Ｂは、筐体７１Ｂの底部７１２が最下点となるように、第２フランジ接続部５７に対して取り付けられる。

【0050】

図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の重力沈降室７Ａの変形例に係る重力沈降室７Ｃを示している。重力沈降室７Ａと相違する点は、筐体７１Ａに、当該重力沈降室Ｃの内部を視認可能とする窓部７１３が備えられている点である。窓部７１３は、筐体７１Ａの底部７１１の近傍に設けられた開口部と、この開口部を塞ぐように取り付けられたガラスやアクリル板などの透明プレートとからなる。図５（Ｃ）の重力沈降室７Ｃによれば、作業者は、窓部７１３を通して筐体７１Ａの内部におけるパーライト粉ＰＡの滞留状況を視認し、メンテナンス作業の必要時期を判断することができる。

【0051】

＜フィルタの目詰まり検出方法＞
図６は、フィルタ６の目詰まり検出手順を説明するための図である。目詰まり検出に際しては、縁切り区間５４がタンク本体１Ｔの循環系から切り離される。すなわち、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２が「閉」とされる。また、第３バルブＶ３及び第４バルブＶ４が「開」とされ、パージ経路５５が開かれる。パージ上流管５５ＡにはパージガスＧの供給源が接続され、パージ下流管５５Ｂはベントラインへ接続される。パージガスＧの供給が開始されると、パージガスＧが、パージ上流管５５Ａから連通管５０の縁切り区間５４並びにフィルタ６を通して、パージ下流管５５Ｂに向かう方向に流れる。

【0052】

パージガスＧの流通を開始させた後、第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２により、パーライト粉ＰＡの流動方向Ｆにおいて、フィルタ６の上流側の流路の圧力Ｐｆ及び下流側の圧力Ｐｂが検出される。そして、圧力Ｐｆと圧力Ｐｂとの差分ΔＰが評価される。ΔＰが所定の閾値以下であれば、フィルタ６の通気性は良好ということになる。つまり、フィルタ６に大きな目詰まりは生じていないと評価できる。この場合、パージガスＧの流通を停止させ、フィルタ６を交換することなくメンテナンス作業を終了する。

【0053】

一方、ΔＰが所定の閾値以上であれば、フィルタ６の目詰まり除去のため、パージガスＧの流通が継続される。このパージガスＧの流動により、フィルタ６に詰まったパーライト粉ＰＡを取り除ける場合がある。一定時間、パージガスＧの流通を行わせた後、圧力Ｐｆと圧力Ｐｂとが検出され、両者の差分ΔＰが評価される。ΔＰが所定の閾値以下であれば、フィルタ６を交換することなくメンテナンス作業を終了する。一方、ΔＰが所定の閾値以上であれば、フィルタ６の交換作業を行う。

【0054】

［変形実施形態］
以上、本開示に係る低温液化ガスタンクの実施形態を説明したが、本開示は上掲の実施形態に何ら限定されない。例えば、上述の低温液化ガスタンクについて、次のような変形実施形態を取ることができる。

【0055】

（１）上記実施形態では、図１に示したように、三重殻タンク１に一つの連通管構造部５を配設する例を示した。これに代えて、図７に示すように、三重殻タンク１に複数の連通管構造部５Ａ、５Ｂを配設しても良い。一つの連通管構造部５しか具備されていない場合、フィルタ６の交換等を行う際に第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２が閉止されるため、内槽４と第１槽間１１とは遮断された状態となる。この場合、内槽４の圧力が上昇することも想定される。これに対し、複数の連通管構造部５Ａ、５Ｂを具備させておけば、例えば一方の連通管構造部５Ａが閉止されても、他方の連通管構造部５Ｂにて内槽４と第１槽間１１との圧力を同等に維持することができる。

【0056】

（２）上記実施形態では、低温液化ガスタンクとして、外槽２、中間槽３及び内槽４を備える三重殻タンク１を例示した。低温液化ガスタンクは、多重殻構造を備えた平底タンクであれば良い。図８は、二重殻タンク１００に、本開示に係る連通管構造部５を適用した例を示す。二重殻タンク１００は、外槽２０と内槽３０とからなり、両者の槽間１２０には保冷のためパーライト粉が充填されている。外槽２０は、外槽底板２１０、外槽側板２２０及び外槽屋根２３０を有し、内槽３０は、内槽底板３１０、内槽側板３２０及び内槽屋根３３０を有している。連通管構造部５の連通管５０は、内槽３０の気相部ＬＡと槽間１２０とを連通させている。連通管５０の外槽屋根２３０から露出している部分には、第１バルブＶ１及び第２バルブＶ２と、フィルタ６とが装備されている。

【0057】

（３）上記実施形態では、連通管５０の縁切り区間５４に、粉体捕捉部として、フィルタ６だけでなく重力沈降室７を配置し、されに第１圧力計Ｐ１及び第２圧力計Ｐ２を設置する例を示した。重力沈降室７及び圧力計Ｐ１、Ｐ２のいずれか一方又は双方の設置を省いても良い。また、フィルタ６を縁切り区間５４の複数箇所に配置する多連フィルタ構造を採用しても良い。他の変形例として、フィルタ６を省き、重力沈降室７だけを縁切り区間５４に配置する態様としても良い。

【0058】

［本開示のまとめ］
以上説明した具体的実施形態には、以下の構成を有する開示が含まれている。

【0059】

本開示に係る低温液化ガスタンクは、低温液化ガスを貯留する第１槽と、前記第１槽を取り囲む第２槽と、前記第１槽と前記第２槽との間に形成された断熱空間と、を含むタンク本体と、前記第１槽の内部空間と前記断熱空間とを連通させる管体であって、前記タンク本体の外部に露出する露出経路を含んで配管される連通管と、前記露出経路において前記連通管に縁切り区間となる間隔を置いて配設され、それぞれ前記連通管内の流路を開閉する機能を備える一対の開閉機構と、前記連通管の前記縁切り区間に配置され、気体中の粉体を捕捉することが可能な粉体捕捉部と、を備える。

【0060】

この低温液化ガスタンクによれば、連通管は、タンク本体の外部に露出した露出経路を含んで配管され、その露出経路には一対の開閉機構により縁切りされる縁切り区間を備える。この縁切り区間に、粉体捕捉部が配置される。このため、一対の開閉機構を閉じて第１槽の内部空間及び断熱空間と前記縁切り区間とを遮断した状態とすれば、タンク本体の外部において、粉体捕捉部の清掃や交換等のメンテナンス作業を実行することが可能となる。従って、前記メンテナンス作業を容易化することができる。

【0061】

上記の低温液化ガスタンクにおいて、前記粉体捕捉部は、前記縁切り区間の内部に配置されたフィルタ、或いは、気体中の粉体を重力で沈降させる重力沈降室とすることができる。

【0062】

この低温液化ガスタンクによれば、断熱空間から第１槽内へ向かう粉体を、前記フィルタ、或いは、前記重力沈降室において捕捉できる。従って、前記粉体の第１槽への進入を抑止することができる。

【0063】

上記の低温液化ガスタンクにおいて、前記一対の開閉機構が前記流路を閉としている状態において、前記連通管の前記縁切り区間にパージ用ガスを流通させるパージ経路をさらに備えることが望ましい。

【0064】

この低温液化ガスタンクによれば、メンテナンス作業前に、パージ用ガスによって縁切り区間に残存するガスを排出できる利点もある。また、粉体捕捉部としてフィルタを用いた場合おいて、捕捉した粉体でフィルタに目詰まり生じているとき、前記パージ用ガスの流動により、前記目詰まりを解消することが可能となる。

【0065】

上記の低温液化ガスタンクにおいて、前記フィルタを収容するフィルタ収容管と、当該フィルタ収容管の端部に形成されたフランジ構造部とを備えるフィルタ管体を備え、前記第１フランジ接続部に前記フィルタ管体の前記フランジ構造部が接続されていることが望ましい。

【0066】

この低温液化ガスタンクによれば、フィルタ管体をフィルタ内蔵のパーツとして取り扱える。このため、第１フランジ接続部とフランジ構造部との接合及びその解除により、パーツ交換の要領でフィルタ交換作業を完結できる。

【0067】

上記の低温液化ガスタンクにおいて、前記連通管における前記フィルタの上流側の流路の圧力を検出する第１圧力計と、下流側の流路の圧力を検出する第２圧力計とをさらに備えることが望ましい。

【0068】

この低温液化ガスタンクによれば、連通管内においてある方向に気体の流動が生じる場合において、フィルタの上流側及び下流側の双方の圧力を知見できる。そして、両者の圧力差に基づいて、フィルタの目詰まり状態を評価することが可能となる。

【0069】

上記の低温液化ガスタンクにおいて、前記連通管の配管構造が、前記縁切り区間は単管構造であり、前記一対の開閉機構よりもタンク本体側の区間に真空二重管構造の領域を含むことが望ましい。

【0070】

連通管の全長を真空二重管構造とすれば、保冷面では優位であるが、縁切り区間に例えばフィルタをフランジ構造体として着脱させる構成を採用し難くなる。上記の低温液化ガスタンクによれば、連通管の縁切り区間は単管構造とされるので、パーツの着脱を容易に行える前記縁切り区間とすることができる。

【符号の説明】

【0071】

１ 三重殻タンク（低温液化ガスタンク）
１Ｔ タンク本体
１１ 第１槽間（断熱空間）
２ 外槽
３ 中間槽（第２槽）
４ 内槽（第１槽）
５ 連通管構造部
５０ 連通管
５３ 露出経路
５４ 縁切り区間
５５ パージ経路
６ フィルタ
７ 重力沈降室
７１Ａ、７１Ｂ 筐体
ＰＡ パーライト粉（粉体／粉体断熱材）
Ｖ１ 第１バルブ（一対の開閉機構）
Ｖ２ 第２バルブ（一対の開閉機構）
Ｐ１ 第１圧力計
Ｐ２ 第２圧力計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】