特開 2024-112601 液化水素貯蔵タンク

(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】P2024112601

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】液化水素貯蔵タンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/00 20060101AFI20240814BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

F17C3/00 A

F17C13/00 302E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017751

(22)【出願日】2023-02-08

(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】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】山口 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 啓央

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172BB04

3E172BB18

3E172BD05

3E172CA03

3E172DA03

3E172DA15

3E172DA17

3E172DA90

3E172KA02

(57)【要約】

【課題】内槽の保冷を図りつつ内槽屋根の上下差圧を減少させる。
【解決手段】液化水素貯蔵タンク（１）は、内槽屋根（４３）及び内槽側板（４２）を含む内槽（４）と、内槽屋根（４３）の上方の中間槽屋根（３３）と内槽側板（４２）の外側の中間槽側板（３２）とを含む中間槽（３）と、中間槽（３）を内部に収容する外槽（２）と、内槽屋根（４３）及び中間槽屋根（３３）の間の屋根空間部（Ｓ２１）、並びに内槽側板（４２）及び中間槽側板（３２）の間の側周空間部（Ｓ２２）を含む断熱空間（Ｓ２）と、断熱空間（Ｓ２）に配置された断熱材（５６）と、内槽屋根（４３）を貫通する連通管（４５）と、連通管（４５）の上端開口（４５ａ）と側周空間部（Ｓ２２）との間のガスの流通を許容するように屋根空間部（Ｓ２１）に設けられたガス通路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化水素を貯蔵する多重殻の液化水素貯蔵タンクであって、
内槽屋根及び内槽側板を含み、液化水素の貯蔵空間を画成する内槽と、
前記内槽屋根の上方の中間槽屋根と前記内槽側板の外側の中間槽側板とを含む中間槽と、
前記中間槽を内部に収容する外槽と、
前記内槽屋根及び前記中間槽屋根の間の屋根空間部、並びに前記内槽側板及び前記中間槽側板の間の側周空間部を含む断熱空間と、
前記断熱空間に配置された断熱材と、
前記内槽屋根を貫通する連通管と、
前記連通管の上端開口と前記側周空間部との間のガスの流通を許容するように前記屋根空間部に設けられたガス通路とを備えた、液化水素貯蔵タンク。

【請求項2】

請求項１に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記ガス通路は、前記内槽屋根と接する前記屋根空間部の下側領域に形成されている、液化水素貯蔵タンク。

【請求項3】

請求項２に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記ガス通路は、前記屋根空間部を上下に仕切る隔壁の下側に形成され、
前記断熱材は、前記隔壁の上側に配置された粒状断熱材を含む、液化水素貯蔵タンク。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記断熱材は、前記側周空間部に配置される粒状断熱材を含み、
前記ガス通路の径方向の外端に、前記粒状断熱材の前記ガス通路内への流入を防ぐシールドが設けられた、液化水素貯蔵タンク。

【請求項5】

請求項１に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記断熱材は、前記中間槽屋根の下面に沿って配置された定形断熱材を含み、
前記ガス通路は、前記定形断熱材の下側に形成されている、液化水素貯蔵タンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化水素を貯蔵する液化水素貯蔵タンクに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に示される多重殻タンクが公知である。この多重殻タンクは、低温液化ガスを貯蔵するための平底の三重殻タンクであって、内槽、中間槽、外槽を内側からこの順に備える。内槽と中間槽との間の空間である内側断熱空間（第１槽間）と、中間槽と外槽との間の空間である外側断熱空間（第２槽間）とには、それぞれパーライト等の断熱材が充填される。また、内槽の屋根部を構成する内槽屋根には、当該内槽屋根を貫通する連通管が設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２-１０３９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１において、内槽屋根を貫通する連通管は、内槽屋根とこれに対向する中間槽屋根との間の空間（屋根空間部）と、内槽内の上部（気相部）とを連通する。しかしながら、前記特許文献１では、内槽と中間槽との間の内側断熱空間にパーライト等の断熱材が充填されるため、内槽屋根の上面に作用する圧力と内槽屋根の下面に作用する圧力との差、つまり内槽屋根の上下差圧が増大し、当該上下差圧に起因した応力が内槽屋根に作用する可能性がある。

【0005】

本開示は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、内槽の保冷を図りつつ内槽屋根の上下差圧を減少させることが可能な液化水素貯蔵タンク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】

前記課題を解決するためのものとして、本開示の一局面に係る液化水素貯蔵タンクは、液化水素を貯蔵する多重殻のタンクであって、内槽屋根及び内槽側板を含み、液化水素の貯蔵空間を画成する内槽と、前記内槽屋根の上方の中間槽屋根と前記内槽側板の外側の中間槽側板とを含む中間槽と、前記中間槽を内部に収容する外槽と、前記内槽屋根及び前記中間槽屋根の間の屋根空間部、並びに前記内槽側板及び前記中間槽側板の間の側周空間部を含む断熱空間と、前記断熱空間に配置された断熱材と、前記内槽屋根を貫通する連通管と、前記連通管の上端開口と前記側周空間部との間のガスの流通を許容するように前記屋根空間部に設けられたガス通路と、を備えたものである。

【発明の効果】

【0007】

本開示の液化水素貯蔵タンクによれば、内槽の保冷を図りつつ内槽屋根の上下差圧を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１実施形態に係る液化水素貯蔵タンクの構造を示す断面図である。

【図2】屋根空間部での水素ガスの流れを説明するための拡大断面図である。

【図3】前記第１実施形態の変形例を説明するための断面図である。

【図4】本開示の第２実施形態に係る液化水素貯蔵タンクの構造を示す断面図である。

【図5】本開示の第３実施形態に係る液化水素貯蔵タンクの構造を示す断面図である。

【図6】前記第３実施形態の変形例を説明するための斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（１）第１実施形態
［液化水素貯蔵タンクの全体構成］
図１は、本開示の第１実施形態に係る液化水素貯蔵タンク１の構造を示す断面図である。本図に示される液化水素貯蔵タンク１は、液化水素ＬＨを貯蔵する三重殻タンクであって、タンク基礎１０と、タンク基礎１０の上に立設された外槽２と、外槽２の内部に収容された中間槽３と、中間槽３の内部に収容された内槽４とを備える。外槽２、中間槽３及び内槽４は、いずれも上面視で円形状に形成され、かつ同心円状に配置されている。

【0010】

タンク基礎１０は、液化水素貯蔵タンク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。

【0011】

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と、外槽側板２２と、外槽屋根２３とを含む。外槽底板２１は、タンク基礎１０の直上に敷設された円板状の底板である。外槽側板２２は、外槽底板２１の周縁から立設された円筒状の側板である。外槽屋根２３は、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たドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。

【0012】

中間槽３は、ＳＵＳ等の低温鋼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と、中間槽側板３２と、中間槽屋根３３とを含む。中間槽底板３１は、外槽底板２１よりも径の小さい円板状の底板である。中間槽側板３２は、中間槽底板３１の周縁から立設された円筒状の側板である。中間槽屋根３３は、中間槽側板３２の上面開口を塞ぐように当該中間槽側板３２の上端に取り付けられたドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。

【0013】

内槽４は、内部に液化水素ＬＨの貯蔵空間を画成する槽である。内槽４は、ＳＵＳ等の低温鋼で構成されており、中間槽３の内部に配置されている。内槽４は、内槽底板４１と、内槽側板４２と、内槽屋根４３とを含む。内槽底板４１は、中間槽底板３１よりも径の小さい円板状の底板である。内槽側板４２は、内槽底板４１の周縁から立設された円筒状の底板である。内槽屋根４３は、内槽側板４２の上面開口を塞ぐように当該内槽側板４２の上端に取り付けられたドーム型の屋根であり、上側に凸の球面状に形成されている。

【0014】

内槽４の内側上部には、気相部空間Ｓ３が形成されている。気相部空間Ｓ３は、液化水素ＬＨから蒸発した水素ガスで満たされる空間であり、内槽屋根４３と液化水素ＬＨの液面との間に形成されている。

【0015】

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及び第１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の周縁部の上に配置された強度の高いリング状のコンクリート層である。第１底部保冷層２６は、第１リング部２５の内側において第１レベルコンクリート層２４上に配置された断熱性を有する層である。

【0016】

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及び第２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の周縁部の上に配置された強度の高いリング状のコンクリート層である。第２底部保冷層３６は、第２リング部３５の内側において第２レベルコンクリート層３４上に配置された断熱性を有する層である。

【0017】

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、各々所定幅の隙間が形成されている。各隙間は、外気から液化水素ＬＨへの熱伝達を抑制する断熱空間として機能する。以下では、外槽２と中間槽３との間の隙間を外側断熱空間Ｓ１と称し、内槽４と中間槽３との間の隙間を内側断熱空間Ｓ２と称する。内側断熱空間Ｓ２は、本開示における「断熱空間」に相当する。

【0018】

外槽２と中間槽３との間の外側断熱空間Ｓ１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ている。また、外側断熱空間Ｓ１には、粒状断熱材５５が配置されている。粒状断熱材５５は、パーライトやグラスバブルズ等の粒子物の集合体からなる流動性を有する断熱材である。

【0019】

内槽４と中間槽３との間の内側断熱空間Ｓ２には、水素ガスが充填されている。また、内側断熱空間Ｓ２には、粒状断熱材５６及びグラスウール５７が配置されている。粒状断熱材５６は、上述した外側断熱空間Ｓ１内の粒状断熱材５５と同様の、パーライトやグラスバブルズ等からなる粒状の断熱材である。グラスウール５７は、ガラス繊維を主な材料とした綿状の断熱材である。

【0020】

内側断熱空間Ｓ２は、屋根空間部Ｓ２１及び側周空間部Ｓ２２を含む。屋根空間部Ｓ２１は、内槽屋根４３と中間槽屋根３３との間に形成されるドーム状の空間であり、側周空間部Ｓ２２は、内槽側板４２と中間槽側板３２との間に形成される円筒状の空間である。粒状断熱材５６は、屋根空間部Ｓ２１及び側周空間部Ｓ２２の双方に配置され、グラスウール５７は、主に側周空間部Ｓ２２に配置されている。具体的に、グラスウール５７は、側周空間部Ｓ２２の内側領域を占めるように内槽側板４２の外面に沿って配置されている。粒状断熱材５６は、内側断熱空間Ｓ２のうちグラスウール５７の配置領域と後述する隔壁７１の下側空間（ガス通路Ｒ１）とを除く領域に配置されている。

【0021】

内槽屋根４３には、連通管４５が取り付けられている。連通管４５は、内側断熱空間Ｓ２と内槽４内の気相部空間Ｓ３とを連通する管であり、内槽屋根４３の中央部を厚み方向に貫通するように設けられている。連通管４５は、内側断熱空間Ｓ２に開口する上端開口４５ａと、気相部空間Ｓ３に開口する下端開口４５ｂとを有する。連通管４５は、内槽屋根４３の中央部を含む適宜の位置に１つ又は複数取り付けることが可能であるが、本実施形態では、内槽屋根４３中央部に１つの連通管４５を取り付けた場合が例示される。

【0022】

［デッキ及びガス通路］
屋根空間部Ｓ２１には、当該屋根空間部Ｓ２１を上下に仕切るデッキ７が構築されている。デッキ７は、上述した粒状断熱材５６の配置領域を限定するための構造体であり、内槽屋根４３の上面に沿って構築されている。

【0023】

具体的に、デッキ７は、内槽屋根４３の上面を覆うドーム状に湾曲した隔壁７１と、隔壁７１を内槽屋根４３上に支持する複数の支持材７２とを備える。隔壁７１は、内槽屋根４３及び中間槽屋根３３の双方から間隔を空けるように配置され、屋根空間部Ｓ２１を上下２つの空間に分割している。複数の支持材７２は、径方向及び周方向に分散して配置されている。

【0024】

隔壁７１は、内槽屋根４３の上面の略全体を覆っている。隔壁７１は、粒状断熱材５６を通さない材質により構成されている。好ましくは、隔壁７１は、粒状断熱材５６は通さないがガスの流通は許容する通気性を備えたものであることが好ましい。

【0025】

前記のような隔壁７１が、分散配置された支持材７２によって内槽屋根４３上に支持されることにより、隔壁７１の下側、つまり隔壁７１と内槽屋根４３との間には、ガスが流通可能な開かれた空間からなるガス通路Ｒ１が形成されている。ガス通路Ｒ１は、内槽屋根４３に沿ってその中心から外縁近傍まで至るように径方向に連続している。言い換えると、ガス通路Ｒ１は、内槽屋根４３と接する屋根空間部Ｓ２１の下側領域に形成されている。

【0026】

前記のガス通路Ｒ１を通じたスムーズなガスの流通を可能にするために、ガス通路Ｒ１には粒状断熱材５６は配置されない。すなわち、粒状断熱材５６は、屋根空間部Ｓ２１において隔壁７１の上側に限定して配置される。また、粒状断熱材５７は、側周空間部Ｓ２２においてグラスウール５７の外側に限定して配置されている。言い換えると、粒状断熱材５６は、隔壁７１の上側の空間とグラスウール５７の外側の空間とをそれぞれ占めるように、内側断熱空間Ｓ２の外側領域に限定して配置されている。

【0027】

ガス通路Ｒ１の径方向の外端、つまり隔壁７１及び内槽屋根４３の各外縁どうしの間に形成されるリング状の開口は、グラスウール５７によって覆われている。すなわち、内槽側板４２の外面全体を覆うようにグラスウール５７が円筒状に配置されるとともに、このグラスウール５７の上端部５７ａがガス通路Ｒ１の径方向の外端を覆っている。このようにガス通路Ｒ１の径方向の外端を覆うグラスウール５７の上端部５７ａは、粒状断熱材５６のガス通路Ｒ１内への流入を防ぐシールドとして機能する。

【0028】

隔壁７１の外縁部７１ａには、グラスウール５７の上端部５７ａを固定するためのクランプ７４（図２）が取り付けられている。クランプ７４は、ガラスクロス等を含む可撓性の帯状体であり、隔壁７１の外縁部７１ａからグラスウール５７の上端部５７ａにかけて径方向に拡がるように配置されている。クランプ７４の内側の一部が接着等により隔壁７１の外縁部７１ａに固定され、かつクランプ７４の外側の一部がアンカーピン等を介してグラスウール５７の上端部５７ａに固定されることにより、グラスウール５７の上端部５７ａがガス通路Ｒ１の径方向の外端を覆う位置に固定されている。

【0029】

連通管４５の上端開口４５ａは、ガス通路Ｒ１の中央部に開口している。これにより、内槽屋根４３上をその中心から外縁近傍まで延びるガス通路Ｒ１と、内槽屋根４３下の気相部空間Ｓ３とが、連通管４５を介して互いに連通される。このことは、気相部空間Ｓ３と側周空間部Ｓ２２との間のガスの流通を可能にする。例えば、図２に矢印で示すように、気相部空間Ｓ３から連通管４５を通って屋根空間部Ｓ２１に流入した水素ガスは、ガス通路Ｒ１を通って、連通管４５の上端開口４５ａから屋根空間部Ｓ２１の外縁部、換言すれば側周空間部Ｓ２２まで流れることが可能である。言い換えると、ガス通路Ｒ１は、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間のガスの流通を許容するように屋根空間部Ｓ２１に設けられている。

【0030】

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、内槽４と中間槽３との間の内側断熱空間Ｓ２に粒状断熱材５６が配置されるとともに、内側断熱空間Ｓ２の屋根空間部Ｓ２１と内槽４内の気相部空間Ｓ３とを連通する連通管４５が内槽屋根４３に設けられる。また、屋根空間部Ｓ２１には、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間のガスの流通を許容するように径方向に延びるガス通路Ｒ１が形成される。このような構成によれば、内槽４の保冷を図りつつ内槽屋根４３の上下差圧を減少させることができるという利点がある。

【0031】

すなわち、本実施形態では、内槽４と中間槽３との間の内側断熱空間Ｓ２に粒状断熱材５６が配置されるので、この粒状断熱材５６による断熱効果により、内槽４に対する外部からの入熱を抑制して内槽４を低温に保持することができる。

【0032】

また、連通管４５が内槽屋根４３を貫通するとともに、内槽屋根４３と中間槽屋根３３との間の屋根空間部Ｓ２１にガス通路Ｒ１が形成されるので、例えば内槽４内の気相部空間Ｓ３にある水素ガスの圧力が高まったときに、当該水素ガスを連通管４５を通じて屋根空間部Ｓ２１に導入し、かつ導入した水素ガスをガス通路Ｒ１を通じて屋根空間部Ｓ２１の外縁部もしくは側周空間部Ｓ２２まで流すことができる（図２参照）。逆に、気相部空間Ｓ３の圧力が低下したしたときには、屋根空間部Ｓ２１から気相部空間Ｓ３に向かう逆方向の水素ガスの流れを形成することもできる。これにより、内槽屋根４３の上面に作用する圧力と内槽屋根４３の下面に作用する圧力との差である上下差圧を径方向の広範囲にわたって減少させることができ、当該差圧が内槽屋根４３にもたらす応力を軽減することができる。

【0033】

例えば、仮に屋根空間部Ｓ２１に全体的に粒状断熱材５６を配置してガス通路Ｒ１を閉じた場合には、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間の水素ガスの流動が粒状断熱材５６によって阻害される結果、内槽屋根４３の上下差圧が特に径方向外側領域において拡大し易くなる。これに対し、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間のガスの流通を許容するガス通路Ｒ１を形成した本実施形態によれば、前記のような事情による内槽屋根４３の上下差圧の拡大を抑止することができ、内槽屋根４３にかかる応力を軽減することができる。

【0034】

具体的に、本実施形態では、屋根空間部Ｓ２１を上下に仕切る隔壁７１を含むデッキ７が内槽屋根４３上に構築されるとともに、当該隔壁７１の下側にガス通路Ｒ１が形成されかつ上側に粒状断熱材５６が配置される。このような構成によれば、隔壁７１の下側のガス通路Ｒ１を利用して内槽屋根４３の上下差圧を減少させながら、隔壁７１の上側に粒状断熱材５６を安定的に配置することができる。また、内槽４内の気相部空間Ｓ３と、当該気相部空間Ｓ３と内槽屋根４３を隔てて上側にあるガス通路Ｒ１とが互いに連通するので、内槽屋根４３の上下差圧を効果的に減少させて当該内槽屋根４３にかかる応力を軽減することができる。

【0035】

また、本実施形態では、内槽側板４２に沿ってグラスウール５７が配置されるとともに、当該グラスウール５７の上端部５７ａによってガス通路Ｒ１の径方向の外端が塞がれる。このような構成によれば、ガス通路Ｒ１への粒状断熱材５６の流入がグラスウール５７によって阻止されるので、ガス通路Ｒ１内の圧力の均等化が粒状断熱材５６によって阻害されることがなく、内槽屋根４３の上下差圧を効果的に減少させることができる。また、粒状断熱材５６とグラスウール５７の組合せによって内槽側板４２を十分に保冷することができる。

【0036】

［変形例］
前記第１実施形態では、内槽屋根４３上に支持材７２を介して支持された隔壁７１の下側にガス通路Ｒ１を形成したが、ガス通路の上面を規定する隔壁は、必ずしも内槽屋根４３上に支持させる必要はない。隔壁の支持構造を変更した一例を図３に示す。この図３に示す変形例では、屋根空間部Ｓ２１に、隔壁８１と複数の吊り材８２とを含むドーム状の構造体が構築されている。隔壁８１は、中間槽屋根３３から延びる複数の吊り材８２の下端に固定されることにより、屋根空間部Ｓ２１を上下に仕切ように配置されている。言い換えると、隔壁８１は、中間槽屋根３３の下面に吊り下げ状態で支持されることにより、内槽屋根４３及び中間槽屋根３３の双方から離れた位置に配置されている。隔壁８１の上側には粒状断熱材５６が配置され、隔壁８１の下側にはガス通路Ｒ１１が形成されている。前記第１実施形態と同様、ガス通路Ｒ１１を通じたスムーズなガスの流通を可能にするため、ガス通路Ｒ１１には粒状断熱材５６が配置されない。

【0037】

前記第１実施形態では、綿状の断熱材であるグラスウール５７を内槽側板４２に沿って配置したが、グラスウール５７は省略してもよい。すなわち、内側断熱空間Ｓ２に配置される断熱材を全て粒状断熱材５６としてもよい。この場合、ガス通路Ｒ１への粒状断熱材５６の流入を防ぐシールドとして、ガス通路Ｒ１の径方向の外端には、例えばガラスクロス等を含む通気性のフェンスを設けることが好ましい。

【0038】

前記第１実施形態では、ガス通路Ｒ１に特に断熱材を配置しなかったが、ガス通路Ｒ１の全部又は一部に、比較的ガスを通し易い何らかの断熱材、例えばグラスウール５７のような綿状の断熱材を配置してもよい。

【0039】

（２）第２実施形態
図４は、本開示の第２実施形態に係る液化水素貯蔵タンク１Ａを示す断面図である。この第２実施形態の液化水素貯蔵タンク１Ａは、内側断熱空間Ｓ２内の断熱材及びガス通路の構造が異なる点を除いて、上述した第１実施形態の液化水素貯蔵タンク１と同様である。図４において、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0040】

図４に示すように、第２実施形態では、内側断熱空間Ｓ２に配置される断熱材として、定形断熱材１０１及び粒状断熱材１０２の２種類が用いられる。粒状断熱材１０２は、上述した第１実施形態で用いた粒状断熱材５６と同様の、パーライトやグラスバブルズ等からなる粒状の断熱材である。定形断熱材１０１は、保形性を有する非流動性の断熱材である。定形断熱材１０１としては、例えばポリウレタン等からなる固体断熱材を好適に使用することができる。また、定形断熱材１０１として、グラスウール等からなる綿状もしくはマット状の断熱材や、パーライトやグラスバブルズ（微小中空球ガラス）等の粒状の断熱材を袋詰めしたものを使用することも可能である。

【0041】

定形断熱材１０１は、中間槽屋根３３の下面を覆うように敷設されている。詳しくは、定形断熱材１０１は、中間槽屋根３３の下面に取り付けられた複数の要素断熱材１０１ａを含む。複数の要素断熱材１０１ａは、互いに隣接するように並べられた状態で、適宜の固定手段を用いて中間槽屋根３３に固定されている。これにより、中間槽屋根３３の下面の略全体が定形断熱材１０１によって覆われている。

【0042】

定形断熱材１０１の高さは、内槽屋根４３から中間槽屋根３３までの距離よりも短く設定される。これにより、定形断熱材１０１の下面と内槽屋根４３との間には所定の隙間が形成されている。

【0043】

粒状断熱材１０２は、主に側周空間部Ｓ２２に配置され、屋根空間部Ｓ２１の大部分には配置されない。粒状断熱材１０２の上面の高さは、定形断熱材１０１の周縁部の下端よりも高い位置に設定される。これにより、定形断熱材１０１の周縁部と粒状断熱材１０２の上端部とが互いに重なり合うように配置されている。

【0044】

前記のような態様で定形断熱材１０１及び粒状断熱材１０２が配置されることにより、屋根空間部Ｓ２１には、内槽屋根４３に沿ってその中心から外縁近傍まで至るガス通路Ｒ１２が形成される。このようなガス通路Ｒ１２の存在により、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２（屋根空間部Ｓ２１の外縁部）との間の水素ガスの流通が許容される。

【0045】

ガス通路Ｒ１２の径方向の途中には、フェンス１０５が配置されている。フェンス１０５は、ガス通路Ｒ１２を径方向に仕切るリング状の仕切りであり、連通管４５を外側から囲むように配置されている。フェンス１０５は、粒状断熱材１０２は通さないがガスの流通は許容する通気性を備えており、例えばガラスクロス等の材料から構成されている。

【0046】

以上のとおり、第２実施形態では、中間槽屋根３３の下面に沿って配置される定形断熱材１０１の下側にガス通路Ｒ１２が形成されるので、定形断熱材１０１によって内槽４を保冷しつつ、当該定形断熱材１０１をガス通路Ｒ１２を規定する壁材として利用することができる。また、ガス通路Ｒ１２を通じた水素ガスの流通によって内槽屋根４３の上下差圧が減少するので、当該差圧が内槽屋根４３にもたらす応力を軽減することができる。

【0047】

また、第２実施形態では、連通管４５を囲むフェンス１０５がガス通路Ｒ１２の途中に配置されるので、側周空間部Ｓ２２にある粒状断熱材１０２が連通管４５の上端開口４５ａに向かって径方向内側に移動するのをフェンス１０５によって阻止することができ、連通管４５を通じた内槽４内への粒状断熱材１０２の混入を防止することができる。

【0048】

（３）第３実施形態
図５は、本開示の第３実施形態に係る液化水素貯蔵タンク１Ｂを示す断面図である。本図において、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0049】

図５に示すように、第３実施形態では、粒状断熱材２０２が内側断熱空間Ｓ２の大部分に配置される。粒状断熱材２０２は、上述した第１実施形態で用いた粒状断熱材５６と同様の、パーライトやグラスバブルズ等からなる粒状の断熱材である。

【0050】

屋根空間部Ｓ２１における連通管４５の近傍には、フェンス２０５が配置されている。フェンス２０５は、屋根空間部Ｓ２１を径方向に仕切るリング状の仕切りであり、連通管４５を外側から囲むように配置されている。フェンス２０５は、粒状断熱材２０２は通さないがガスの流通は許容する通気性を備えており、例えばガラスクロス等の材料から構成されている。

【0051】

粒状断熱材２０２は、フェンス２０５の内側領域を除く内側断熱空間Ｓ２の大部分を占めるように配置されている。すなわち、粒状断熱材２０２は、屋根空間部Ｓ２１におけるフェンス２０５の外側領域と、側周空間部Ｓ２２とをそれぞれ占めるように配置されている。

【0052】

屋根空間部Ｓ２１におけるフェンス２０５の内側領域には、定形断熱材２０１が配置されている。定形断熱材２０１は、上述した第２実施形態で用いた定形断熱材１０１と同様の、保形性を有する非流動性の断熱材（例えばポリウレタン等からなる固体断熱材）であって、中間槽屋根３３の下面に取り付けられた複数の要素断熱材２０１ａを含む。

【0053】

屋根空間部Ｓ２１には、その中央部から径方向外側に放射状に延びる複数の中空部材２１０が配置されている。各中空部材２１０は、その連通管４５の近傍位置から側周空間部Ｓ２２まで延びるように形成されている。連通管４５に近い中空部材２１０の内端は、粒状断熱材２０２が配置されないフェンス２０５の内側領域に配置されている。中空部材２１０は、当該フェンス２０５の内側領域からフェンス２０５を貫通しつつ側周空間部Ｓ２２に向かって径方向に延設されている。

【0054】

中空部材２１０内の空洞は、ガスが流通するガス通路Ｒ１３として機能する。例えば、気相部空間Ｓ３から連通管４５を通って屋根空間部Ｓ２１に流入した水素ガスは、ガス通路Ｒ１３を通って、連通管４５の上端開口４５ａ（フェンス２０５の内側領域）から側周空間部Ｓ２２まで流れることが可能である。言い換えると、第３実施形態では、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間のガスの流通を許容するガス通路Ｒ１３が、中空部材２１０内の空洞によって構成されている。図示を省略するが、中空部材２１０の少なくとも径方向の外端には、ガス通路Ｒ１３への粒状断熱材２０２の流入を阻止しつつガスの流通は許容する通気蓋が取り付けられている。

【0055】

中空部材２１０（ガス通路Ｒ１３）の形状は、内槽屋根４３に沿ってその中心から外縁近傍まで延びる形状であればよく、具体的な形状は適宜設定可能である。例えば、中空部材２１０は、径方向外側に至るほど周方向の幅が拡大する中空の扇形部材であってもよいし、径が一定のパイプ部材であってもよい。

【0056】

以上のような第３実施形態によれば、連通管４５の上端開口４５ａと側周空間部Ｓ２２との間で中空部材２１０内のガス通路Ｒ１３を通じた水素ガスの流通が許容されるので、内槽屋根４３の上下差圧を減少させて当該内槽屋根４３にかかる応力を軽減することができる。

【0057】

なお、前記第３実施形態では、径方向に延びる中空部材２１０内の空洞をガス通路Ｒ１３として形成したが、ガス通路の一部の壁を内槽屋根４３により構成してもよい。例えば、図６に示すように、断面が波打つように形成された波板３０１を内槽屋根４３の上に取り付けることにより、これら波板３０１と内槽屋根４３とに挟まれた空間をガス通路として形成することも可能である。

【0058】

［まとめ］
前記各実施形態及びその変形例には、以下の開示が含まれる。

【0059】

本開示の第１の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、液化水素を貯蔵する多重殻のタンクであって、内槽屋根及び内槽側板を含み、液化水素の貯蔵空間を画成する内槽と、前記内槽屋根の上方の中間槽屋根と前記内槽側板の外側の中間槽側板とを含む中間槽と、前記中間槽を内部に収容する外槽と、前記内槽屋根及び前記中間槽屋根の間の屋根空間部、並びに前記内槽側板及び前記中間槽側板の間の側周空間部を含む断熱空間と、前記断熱空間に配置された断熱材と、前記内槽屋根を貫通する連通管と、前記連通管の上端開口と前記側周空間部との間のガスの流通を許容するように前記屋根空間部に設けられたガス通路と、を備えたものである。

【0060】

この第１の態様によれば、内槽と中間槽との間の断熱空間に断熱材が配置されるので、この断熱材による断熱効果により、内槽に対する外部からの入熱を抑制して内槽を低温に保持することができる。

【0061】

また、連通管が内槽屋根を貫通するとともに、内槽屋根と中間槽屋根との間の屋根空間部にガス通路が形成されるので、例えば内槽内の上部の気相部空間にある水素ガスの圧力が高まったときに、当該水素ガスを連通管を通じて屋根空間部に導入し、かつ導入した水素ガスをガス通路を通じて屋根空間部の外縁部もしくは側周空間部まで流すことができる。逆に、気相部空間の圧力が低下したしたときには、屋根空間部から気相部空間に向かう逆方向の水素ガスの流れを形成することもできる。これにより、内槽屋根の上面に作用する圧力と内槽屋根の下面に作用する圧力との差である上下差圧を径方向の広範囲にわたって減少させることができ、当該差圧が内槽屋根にもたらす応力を軽減することができる。

【0062】

第２の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、前記第１の態様において、前記ガス通路は、前記内槽屋根と接する前記屋根空間部の下側領域に形成される。

【0063】

この第２の態様によれば、内槽内の気相部空間と、当該気相部空間に対し内槽屋根を隔てて上側にあるガス通路とが互いに連通するので、内槽屋根の上下差圧を効果的に減少させて当該内槽屋根にかかる応力を軽減することができる。

【0064】

第３の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、前記第２の態様において、前記ガス通路は、前記屋根空間部を上下に仕切る隔壁の下側に形成され、前記断熱材は、前記隔壁の上側に配置された粒状断熱材を含む。

【0065】

この第３の態様によれば、隔壁の下側に形成されるガス通路を利用して内槽屋根の上下差圧を減少させながら、隔壁の上側に粒状断熱材を安定的に配置することができる。

【0066】

第４の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、前記第１～第３の態様において、前記断熱材は、前記側周空間部に配置される粒状断熱材を含み、前記ガス通路の径方向の外端に、前記粒状断熱材の前記ガス通路内への流入を防ぐシールドが設けられる。

【0067】

この第４の態様によれば、ガス通路への粒状断熱材の流入がシールドによって阻止されるので、ガス通路内の圧力の均等化が粒状断熱材によって阻害されることがなく、内槽屋根の上下差圧を効果的に減少させることができる。

【0068】

第５の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、前記第１の態様において、前記断熱材は、前記中間槽屋根の下面に沿って配置された定形断熱材を含み、前記ガス通路は、前記定形断熱材の下側に形成される。

【0069】

この第５の態様によれば、定形断熱材によって内槽を保冷しつつ、当該定形断熱材をガス通路を規定する壁材として利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１ 液化水素貯蔵タンク
２ 外槽
３ 中間槽
４ 内槽
３２ 中間槽側板
３３ 中間槽屋根
４２ 内槽側板
４３ 内槽屋根
４５ 連通管
４５ａ （連通管の）上端開口
５６ 粒状断熱材
５７ グラスウール（シールド）
７１，８１ 隔壁
１０１ 定形断熱材
Ｓ２ 内側断熱空間（断熱空間）
Ｓ２１ 屋根空間部
Ｓ２２ 側周空間部
Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３ ガス通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】