特開 2024-44535 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】P2024044535

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】液化ガスタンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150114

(22)【出願日】2022-09-21

(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】池崎 明博

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AB01

3E172AB04

3E172AB05

3E172AB11

3E172AB15

3E172AB20

3E172BA06

3E172BB04

3E172BB12

3E172BB17

3E172BD05

3E172EB05

3E172EB10

3E172KA02

(57)【要約】

【課題】タンク本体からポンプを搬出する作業を容易化する。
【解決手段】液化ガスタンク１は、液化ガスを貯留するタンク本体１０と、液化ガスを払い出すためにタンク本体１０内に配置されたポンプ３と、ポンプ３を収容するとともに当該ポンプ３の収容位置から上方に延びてタンク本体１０の外側へと至る筒状のポンプバレル２と、ポンプバレル２の下部に取り付けられた給電部７４と、給電部７４に一端が接続され、タンク本体１０の外部から供給される電気を給電部７４を介してポンプ３に送電する送電ケーブル７１Ａとを備える。ポンプ３は、給電部７４と離接可能に接続されかつ接続状態において給電部７４から電気を受電する受電部３１ａを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガスを貯留するタンク本体と、
前記液化ガスを払い出すために前記タンク本体内に配置されたポンプと、
前記ポンプを収容するとともに当該ポンプの収容位置から上方に延びて前記タンク本体の外側へと至る筒状のポンプバレルと、
前記ポンプバレルの下部に取り付けられた給電部と、
前記給電部に一端が接続され、前記タンク本体の外部から供給される電気を前記給電部を介して前記ポンプに送電する送電ケーブルとを備え、
前記ポンプは、前記給電部と離接可能に接続されかつ接続状態において前記給電部から電気を受電する受電部を有する、液化ガスタンク。

【請求項2】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記給電部は、前記ポンプバレルの下部の周壁に取り付けられ、
前記受電部は、前記ポンプのケース側面に設けられる、液化ガスタンク。

【請求項3】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記給電部は、前記ポンプバレルの下端開口に対応する位置に取り付けられ、
前記受電部は、前記ポンプのケース下面に設けられる、液化ガスタンク。

【請求項4】

請求項１に記載の液化ガスタンクにおいて、
搬入時に前記ポンプバレル内を下降する前記ポンプの受電部を前記給電部に導くガイドが前記ポンプバレルの内壁に設けられる、液化ガスタンク。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記タンク本体の内外を連通するように前記タンク本体の屋根に接続された配管と、
前記タンク本体の外部に配置された電源部品とをさらに備え、
前記送電ケーブルは、前記配管の内部を通って前記電源部品と前記給電部とを互いに接続するように配索される、液化ガスタンク。

【請求項6】

請求項１～４のいずれか１項に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記タンク本体の外部から内部に導入されて前記給電部に接続される複数セットの前記送電ケーブルを備えた、液化ガスタンク。

【請求項7】

請求項１～４のいずれか１項に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記タンク本体の外部に配置されかつ前記ポンプの振動を計測する振動計と、
前記ポンプバレルの下部に取り付けられた信号伝達部と、
前記振動計と前記信号伝達部とを互いに接続する信号ケーブルとをさらに備え、
前記ポンプは、前記信号伝達部と離接可能に接続される信号発信部を有する、液化ガスタンク。

【請求項8】

請求項７に記載の液化ガスタンクにおいて、
前記給電部が前記信号伝達部を兼ねるとともに、前記受電部が前記信号発信部を兼ねている、液化ガスタンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化ガスを貯留する液化ガスタンクに関する。

【背景技術】

【0002】

液化水素や液化天然ガスなどの液化ガスを貯留する液化ガスタンクには、タンク内の液化ガスを払い出すためのポンプが設けられる。タンク屋根を通じて液化ガスの払い出しを行う場合、ポンプはタンク内に配置され、タンク屋根を貫通する筒状のポンプバレルを通して液化ガスが外部に送り出される。

【0003】

ここで、例えば下記特許文献１に示されるように、タンク内のポンプをメンテナンス等のためにタンクから搬出する作業が行われる場合がある。具体的に、特許文献１では、タンク屋根上に設置されたウィンチを用いてポンプを吊り上げることにより、タンクからポンプバレルを通じてポンプを搬出することが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１３２６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、上述した液化ガスタンクにおいては、タンク内のポンプに電気を送る送電ケーブルを用意する必要がある。送電ケーブルは、ポンプバレルの内部を通るように配索されてポンプに接続される。このため、前記のようなポンプの搬出時には、ポンプバレル内で吊り上げられるポンプと一緒に、当該ポンプに接続された送電ケーブルも吊り上げられることになる。このとき、ポンプの吊り上げに伴う送電ケーブルの弛みが大きくなると、送電ケーブルが絡まって損傷する可能性があるため、前記ポンプの吊り上げ時には、通常、当該吊り上げと並行して送電ケーブルを巻き取る作業が行われる。このことは、ウィンチ等の装置を用いてポンプを吊り上げる作業に加えて、送電ケーブルを巻き取る作業を行う必要があることを意味する。すなわち、送電ケーブルを直接ポンプに接続する従来の構造では、ポンプバレルを通じたポンプの搬出作業が煩雑になるという問題があった。

【0006】

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、タンク本体からポンプを搬出する作業を容易化することが可能な液化ガス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】

【0007】

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ガスタンクは、液化ガスを貯留するタンク本体と、前記液化ガスを払い出すために前記タンク本体内に配置されたポンプと、前記ポンプを収容するとともに当該ポンプの収容位置から上方に延びて前記タンク本体の外側へと至る筒状のポンプバレルと、前記ポンプバレルの下部に取り付けられた給電部と、前記給電部に一端が接続され、前記タンク本体の外部から供給される電気を前記給電部を介して前記ポンプに送電する送電ケーブルとを備え、前記ポンプは、前記給電部と離接可能に接続されかつ接続状態において前記給電部から電気を受電する受電部を有するものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示の液化ガスタンクによれば、タンク本体からポンプを搬出する作業を容易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係る液化ガスタンクの構造を示す概略図である。

【図2】ポンプバレル及びその周辺構造の詳細を示すための図１の一部拡大図である。

【図3】ポンプバレルの一部断面図である。

【図4】タンク本体からポンプを搬出する作業の手順を説明するための図２相当図である。

【図5】前記実施形態の変形例を説明するための図２相当図である。

【図6】前記実施形態の他の変形例を説明するための図２相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に基づいて、本開示の実施形態に係る液化ガスタンクを詳細に説明する。本開示の液化ガスタンクは、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、液化アンモニア、液化天然ガス又は液化石油ガス等である。とりわけ、本開示に係る液化ガスタンクは、液化水素を貯留するタンクとして好適である。

【0011】

［タンクの構造］
図１は、本開示の一実施形態に係る液化ガスタンク１の構造を示す概略図である。液化ガスタンク１は、極低温の液化水素ＬＨ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。液化ガスタンク１は、タンク本体１０と、ポンプバレル２と、ポンプ３と、吊上げ装置４と、開閉弁５と、ガス置換装置６と、給電システム７とを備える。タンク本体１０は、液化水素ＬＨを貯留するドーム型の容器である。ポンプ３は、液化水素ＬＨに浸漬された状態でタンク本体１０内に配置される潜没式のポンプである。ポンプバレル２は、ポンプ３によってタンク本体１０から払い出される液化水素ＬＨが流通する上下方向に延びる筒状体である。吊上げ装置４は、メンテナンス等の必要時にポンプバレル２を通じてポンプ３を吊り上げる装置である。開閉弁５は、ポンプバレル２の途中に開閉可能に設けられたバルブである。ガス置換装置６は、ポンプバレル２における開閉弁５の上方空間（後述する上部室２２）内のガスを置換する装置である。給電システム７は、ポンプ３に電気を供給するシステムである。

【0012】

タンク本体１０は、液化水素ＬＨを貯留するための空間を内部に画成する密閉体である。図１ではタンク本体１０を簡略化して単殻構造のように表現しているが、実際のタンク本体１０は、二重殻構造又は三重殻構造などの多重殻構造を備えている。二重殻構造の場合、タンク本体１０は、基礎の上に立設される外槽と、この外槽に内包される内槽とで構成される。液化水素ＬＨは、前記内槽の内部に貯留される。前記外槽と前記内槽との間には断熱空間としての保冷層が形成され、当該保冷層には、例えば粒状パーライトのような粉体断熱材と低沸点ガスとが充填される。三重殻構造の場合、タンク本体１０は、前記外槽と前記内槽との間にさらに中間槽を備える構造となる。

【0013】

図２は、ポンプバレル２及びその周辺構造の詳細を示すための図１の一部拡大図である。図１及び図２に示すように、ポンプバレル２は、タンク本体１０の内外を連通するようにタンク屋根１１を貫通している。すなわち、ポンプバレル２は、タンク本体１０の内部における底面近傍の高さからタンク屋根１１の上方の高さまでに亘って、タンク屋根１１を貫通しつつ上下方向（鉛直方向）に延びるように形成されている。ポンプバレル２は、タンク本体１０内の液化水素ＬＨを外部へ払い出すための導出管として機能する。

【0014】

ポンプバレル２は、開閉弁５の下側に位置する下部室２１と、開閉弁５の上側に位置する上部室２２とを備える。言い換えると、ポンプバレル２は、その上下方向の途中に取り付けられた開閉弁５によって、下部室２１と上部室２２とに区分されている。

【0015】

下部室２１は、上下方向に亘って断面が略一定とされたストレート状の円筒体であり、タンク本体１０の内部におけるポンプ３に対応する位置から上方に延びてタンク本体１０の外側（タンク屋根１１の上方）へと至るように形成されている。下部室２１は、ポンプ３を収容する下端部２１ａと、タンク屋根１１の上方に突出する上端部２１ｂとを有する。上端部２１ｂには、払い出しポート２４が突設されている。払い出しポート２４は、ポンプ３の稼働時に払い出される液化水素ＬＨを外部に排出するためのポートである。

【0016】

上部室２２は、下部室２１の上端部２１ｂに開閉弁５を介して接続されている。図２に示すように、上部室２２は、その上部の断面積が下部の断面積よりも大きくなるように形成された段付きの筒状部材である。すなわち、上部室２２は、開閉弁５に接続される小径部２２ａと、小径部２２ａよりも内径が大きくされた大径部２２ｂと、小径部２２ａと大径部２２ｂとを接続する中間部２２ｃとを有する。中間部２２ｃは、大径部２２ｂに近い上方ほど内径が拡大するように形成されている。

【0017】

上部室２２（大径部２２ｂ）の上端には、ヘッドプレート２５が着脱可能に取り付けられている。すなわち、ヘッドプレート２５は、上部室２２の上面開口を開閉可能に塞ぐプレートであり、上部室２２の天井を構成する部材である。ヘッドプレート２５の上面には吊り手２５ａが突設されている。

【0018】

ポンプ３は、ポンプバレル２（下部室２１）の下端部２１ａに収容されかつ液化水素ＬＨに浸漬された状態でタンク本体１０内に配置されている。ポンプバレル２の下端部２１ａには、その下面開口である取込み口Ｓを開閉するためのフート弁９が取り付けられている。フート弁９の上にはポンプ３が載置されており、ポンプ３の自重を受けてフート弁９が下降することにより、ポンプバレル２の取込み口Ｓが開放されるようになっている。

【0019】

詳しくは、フート弁９は、図２に示すように、弁体９１と、複数の支柱９２と、各支柱９２に適用された複数のスプリング９３とを含む。弁体９１は、ポンプバレル２の取込み口Ｓを閉鎖可能な面積を有する板状の部材である。支柱９２は、弁体９１から上方に延びる棒状の部材であり、ポンプバレル２の最下端に形成されたフランジＦを貫通するように配置されている。スプリング９３は、支柱９２に外挿されるコイルバネであり、支柱９２の上端とフランジＦとの間に圧縮状態で取り付けられることにより、弁体９１を閉方向である上方に付勢している。このスプリング９３の付勢力を受けて、弁体９１は、ポンプ３の自重を受けない初期状態において、ポンプバレル２の下端フランジＦに押し付けられて取込み口Ｓを閉鎖する。これに対し、ポンプ３の据付け状態では、弁体９１に載置されたポンプ３の自重が弁体９１に作用することにより、スプリング９３の付勢力に抗して弁体９１が下降し、取込み口Ｓが開放される。ポンプ３は、このように取込み口Ｓが開放された状態で駆動されることにより、タンク本体１０内の液化水素ＬＨを取込み口Ｓから取り込んで上方に圧送し、ポンプバレル２の下部室２１を通じて液化水素ＬＨを外部に払い出す。

【0020】

ポンプ３は、図２に示すように、インペラやこれを回転駆動する電気モータ（駆動源）等の部品を含むポンプ要部３２と、ポンプ要部３２を内部に収容するポンプケース３１とを備える。

【0021】

図３に示すように、ポンプケース３１の周面には、径方向内側に凹んだ凹溝Ｖが形成されている。凹溝Ｖは、ポンプケース３１の上端から下端にかけて上下方向に延びる溝であり、ポンプバレル２の内壁に設けられたガイドレール１５と嵌合可能である。すなわち、ポンプバレル２の内壁における周方向の少なくとも１箇所に、上下方向に延びるガイドレール１５が設けられるとともに、当該ガイドレール１５に対応するポンプケース３１の周方向位置に、ガイドレール１５と嵌合可能な凹溝Ｖが形成されている。ガイドレール１５は、ポンプバレル２の下部室２１の下端部２１ａから上部室２２の途中（詳しくは小径部２２ａの上端）までの範囲を上下方向に延びるように配置されている。ガイドレール１５は、後述するポンプ３の搬入時にポンプ３を位置決めするガイドとして機能する。

【0022】

吊上げ装置４は、ポンプバレル２の上部室２２内に配置されている。吊上げ装置４は、ポンプバレル２の下部室２１の下端部２１ａに収容されたポンプ３を上部室２２まで吊り上げることが可能なウィンチである。具体的に、吊上げ装置４は、水平方向の軸回りに回転可能なドラム４１と、ドラム４１とポンプ３とを連結する吊りワイヤ４２とを備える。吊りワイヤ４２は、ドラム４１に巻回されるとともに、ドラム４１から下方に延びてポンプ３まで至るように配索されている。ドラム４１は、吊りワイヤ４２を巻き取る正転方向の回転と吊りワイヤ４２を引き出す反転方向の回転とが可能なドラムであり、ヘッドプレート２５の下面に固定された支持部材４３により支持されている。すなわち、ドラム４１は、支持部材４３を介してヘッドプレート２５の下面に取り付けられることにより、上部室２２の内部において回転可能に支持されている。なお、吊上げ装置４は、ドラム４１を正転方向及び反転方向に回転駆動するための駆動源をさらに含み得る。駆動源としては、気体を用いた気動式のものや、電力を用いた電動式のものなど、適宜のものを使用し得る。

【0023】

開閉弁５は、下部室２１と上部室２２との間に配置された開閉可能なバルブであり、下部室２１と上部室２２とを連通する開状態と両者を遮断する閉状態との間で切り替え可能である。液化ガスタンク１の運用中、開閉弁５は開状態に維持される。吊りワイヤ４２は、この開状態の開閉弁５を通って上部室２２から下部室２１へと延びるように配索され、下部室２１の下端部２１ａにあるポンプ３と上部室２２にあるドラム４１とを互いに連結する。一方、メンテナンス等のためにポンプ３をタンク本体１０から搬出する際には、吊上げ装置４によってポンプ３が下部室２１から上部室２２まで吊り上げられる。このとき、開閉弁５は、ポンプ３の上部室２２への移動が完了するまで開状態に維持され、移動完了後に閉状態へと切り替えられる。下部室２１と上部室２２との間のポンプ３の移動が可能になるように、開閉弁５は、開状態においてポンプ３の通過を許容し得る弁体を有している。そのような開閉弁５としては、中空ボール状の弁体を有するボール弁が好適である。

【0024】

ガス置換装置６は、ポンプ３の搬出等の必要時に上部室２２内のガスを置換する装置である。具体的に、ガス置換装置６は、タンク本体１０に貯留されている液化ガス（ここでは液化水素ＬＨ）に対応するガスつまり水素ガスを上部室２２に導入する水素ガス導入管６１と、不活性ガスとしての窒素ガスを上部室２２に導入する窒素ガス導入管６２と、上部室２２から被置換ガスを排出する導出管６３と、水素ガス導入管６１に設けられた第１バルブ６４Ａと、窒素ガス導入管６２に設けられた第２バルブ６４Ｂと、導出管６３に設けられた第３バルブ６４Ｃとを備える。水素ガス導入管６１の上流端には、水素ガスを圧送可能な送気ポンプ等からなる水素ガス供給源が接続され、窒素ガス導入管６２の上流端には、窒素ガスを圧送可能な送気ポンプ等からなる窒素ガス供給源が接続されている。

【0025】

給電システム７は、タンク屋根１１を貫通する筒状のケーブルバレル７０と、ケーブルバレル７０の内部を通るように配索されるケーブル７１と、ケーブルバレル７０の上端に取り付けられたターミナルヘッダ７２及び振動計７３と、ケーブル７１におけるポンプ３側の端部が接続される給電部７４とを備える。

【0026】

ケーブルバレル７０は、上述したポンプバレル２と並列に上下方向に延びる配管であり、タンク本体１０の内外を連通するようにタンク屋根１１を貫通している。ケーブルバレル７０は、ポンプ３が配置されるポンプバレル２の下端部２１ａと略同じ高さから上方に延びてタンク本体１０の外側（タンク屋根１１の上方）へと至るように形成されている。

【0027】

ケーブルバレル７０の上端にはヘッドプレート７５が取り付けられている。ヘッドプレート７５は、ケーブルバレル７０の上面開口を気密に塞ぐ蓋部材である。

【0028】

ターミナルヘッダ７２は、タンク本体１０の外部に用意された図外の電源から供給される電気を中継する端子等を含む機器である。ターミナルヘッダ７２は、ヘッドプレート７５の上面に固定されている。言い換えると、ターミナルヘッダ７２は、前記電源から供給される電気を中継可能なようにタンク本体１０の外部に配置されている。このように、ターミナルヘッダ７２は、タンク本体１０の外部からの電気供給に関連する部品であり、本開示における「電源部品」に相当する。

【0029】

振動計７３は、ポンプ３の駆動時に当該ポンプ３の振動を計測する計測器である。振動計７３は、ターミナルヘッダ７２と同様にヘッドプレート７５の上面に固定されている。すなわち、振動計７３は、タンク本体１０の外部におけるターミナルヘッダ７２と隣接する位置に配置されている。

【0030】

振動計７３によって計測されたポンプ３の振動は、タンク本体１０の外部に設けられた制御装置に電気信号として送信される。当該制御装置は、受信したポンプ３の振動が規定値よりも大きい場合にポンプ３を停止する等の制御を行う。

【0031】

ケーブル７１は、ターミナルヘッダ７２と給電部７４とを接続する送電ケーブル７１Ａと、振動計７３と給電部７４とを接続する信号ケーブル７１Ｂとを含む。送電ケーブル７１Ａは、ターミナルヘッダ７２を中継した前記電源からの供給電気を給電部７４を介してポンプ３に送電するケーブルである。信号ケーブル７１Ｂは、ポンプ３に取り付けられた振動素子から給電部７４を介して出力される信号を振動計７３へと送信するケーブルである。送電ケーブル７１Ａ及び信号ケーブル７１Ｂは、ターミナルヘッダ７２及び振動計７３からヘッドプレート７５を通ってケーブルバレル７０の内部に導入されるとともに、結束バンド等によって束ねられた状態で給電部７４まで延びるように配索されている。ヘッドプレート７５には、各ケーブル７１Ａ，７１Ｂを通すための貫通孔が形成されている。

【0032】

給電部７４は、ポンプ３とケーブル７１（送電ケーブル７１Ａ及び信号ケーブル７１Ｂ）とを電気的に接続する中継部品である。給電部７４は、ポンプバレル２の下端部２１ａの周壁に、当該周壁を厚み方向に貫通する状態で取り付けられている。この給電部７４とスライド自在に嵌合する端子として、ポンプケース３１の側面には、受電部３１ａが設けられている。すなわち、受電部３１ａは、給電部７４の内面に設けられた端子に対し、ポンプバレル２の軸方向である上下方向にスライド自在に嵌合する端子である。給電部７４と受電部３１ａとが互いに嵌合して電気的に接続された図２の状態において、受電部３１ａは、送電ケーブル７１Ａを通じて供給される電気を給電部７４を介して受電し、受電した電気をポンプ要部３２に送電する。言い換えると、受電部３１ａは、給電部７４と離接可能に接続されかつ接続状態において給電部７４から電気を受電する端子である。また、図２に示す接続状態において、給電部７４は、ポンプ３に取り付けられた前記振動素子から受電部３１ａを介して入力される信号を受け取り、受け取った信号を信号ケーブル７１Ｂを介して振動計７３に送信する。

【0033】

このように、本実施形態において、給電部７４及び受電部３１ａは、送電ケーブル７１Ａからポンプ３に送られる電気の中継と、ポンプ３から信号ケーブル７１Ｂに送られる信号の中継との双方を行う部品である。すなわち、本実施形態において、給電部７４は、本開示における「給電部」と「信号伝達部」とを兼ねており、受電部３１ａは、本開示における「受電部」と「信号発信部」とを兼ねている。

【0034】

［ポンプの搬出入作業］
上述したとおり、ポンプ３は、例えばメンテナンスのためにタンク本体１０から搬出されることがある。この作業の概要を図４を用いて説明する。

【0035】

ポンプ３の搬出時には、まず、吊上げ装置４を用いてポンプ３を上部室２２まで吊り上げる作業が行われる。この吊り上げの際、開閉弁５は、液化ガスタンク１の運用中と同じく開状態に維持される。吊り上げられたポンプ３は、開状態にある開閉弁５を通過しつつポンプバレル２の下部室２１から上部室２２へと移動する。この移動中、ポンプバレル２の内壁に設けられたガイドレール１５（図３）によってポンプ３の回転が規制される。言い換えると、ポンプ３は、ガイドレール１５に沿って摺動しつつ下部室２１から上部室２２へと移動する。図４では、移動前のポンプ３が破線で、移動後のポンプ３が実線でそれぞれ示される。また、上部室２２へのポンプ３の移動が完了するまで、第１～第３バルブ６４Ａ～６４Ｃはいずれも閉状態に維持される。これにより、上部室２２は、ポンプ３の移動（吊り上げ）が完了するまで、貯留されている液化ガス（ここでは液化水素ＬＨ）に対応するガスつまり水素ガスで満たされた状態に維持される。

【0036】

なお、前記のようなポンプ３の吊り上げ作業の前に、ポンプバレル２内の液化水素ＬＨをタンク本体１０内に押し出す作業を行ってもよい。すなわち、液化ガスタンク１の運用中は、一般に、タンク本体１０の液面と同程度の高さまでポンプバレル２内に液化水素ＬＨが存在している。ポンプ３の吊り上げ抵抗を小さくする、もしくは液体の抱き込みを抑制する等の観点から、ポンプバレル２内の当該液化水素ＬＨをポンプ３の吊り上げ前にタンク本体１０内に押し出しておくことが望ましい。このような液化水素ＬＨの押出し作業は、例えば、払い出しポート２４からポンプバレル２内に対し水素ガスを圧送することで実現可能である。これにより、液化水素ＬＨがポンプバレル２から押し出されるとともに、ポンプバレル２内が全体的に水素ガスで満たされた状態が得られる。

【0037】

図４に示すように、吊上げ装置４によるポンプ３の吊り上げに伴い、ポンプ３は給電部７４から上方に切り離される。すなわち、給電部７４と上下方向にスライド自在に嵌合していたポンプ３の受電部３１ａが、ポンプ３の吊り上げによって給電部７４との嵌合位置よりも上方に移動する。これにより、受電部３１ａと給電部７４との接続が解除されて、ポンプ３が給電部７４から切り離される。言い換えると、本実施形態において、吊上げ装置４は、給電部７４及びこれに接続されるケーブル７１を定位置に残したまま、ポンプ３のみを独立して吊り上げることが可能である。

【0038】

また、ポンプ３の吊り上げにより、フート弁９が自動的に閉じられてポンプバレル２の取込み口Ｓが閉鎖される。すなわち、吊上げ装置４によってポンプ３が吊り上げられると、フート弁９の弁体９１にポンプ３の自重が作用しなくなる結果、スプリング９３の付勢力を受けた弁体９１がポンプバレル２の下端フランジＦに押し付けられて、ポンプバレル２の取込み口Ｓが閉鎖される。

【0039】

前記のようにしてポンプ３を上部室２２まで吊り上げた後は、当該上部室２２からポンプ３を搬出する次のような作業が行われる。まず、開閉弁５を閉じて上部室２２と下部室２１との連通を遮断する。次いで、ガス置換装置６を用いて、上部室２２内のガスを水素ガスから窒素ガスに置換する。例えば、第１バルブ６４Ａを閉じかつ第２及び第３バルブ６４Ｂ，６４Ｃを開いて、窒素ガス導入管６２から供給される窒素ガスを上部室２２に導入しつつ、上部室２２に存在していた水素ガスを導出管６３を通じて外部に排出することにより、上部室２２内のガスを水素ガスから窒素ガスに置換する。次いで、予め用意されたウィンチ等の外部搬出装置を用いて、上部室２２からポンプ３を搬出する。例えば、ヘッドプレート２５を上部室２２に固定しているボルト等の固定手段を解除するとともに、前記外部搬出装置から延びるワイヤをヘッドプレート２５の吊り手２５ａに掛ける。そして、この状態で前記外部搬出装置を操作し、ヘッドプレート２５とこれに結合された吊上げ装置４及びポンプ３を所定の搬出先まで搬出する。

【0040】

以上により、ポンプ３をタンク本体１０から搬出する作業が完了する。搬出されたポンプ３は、メンテナンス等の所定の処置に供される。その後、ポンプ３は、再びタンク本体１０に搬入される。この搬入作業は、例えば次のようにして行われる。

【0041】

まず、上部室２２の内部に吊上げ装置４及びポンプ３を挿入する。この作業は、吊上げ装置４及びポンプ３を伴ったヘッドプレート２５を上部室２２の上端に固定することで実現される。次に、ガス置換装置６を用いて、上部室２２内のガスを水素ガスに置換する。さらに、開閉弁５を開くとともに、吊上げ装置４を用いてポンプ３を上部室２２から下部室２１の下端部２１ａまで下降させる。このとき、ポンプ３は、ガイドレール１５（図３）に沿って摺動しながら下部室２１の下端部２１ａまで移動する。

【0042】

以上により、ポンプ３がポンプバレル２内の正規の収容位置（下部室２１の下端部２１ａ）へと戻され、ポンプ３をタンク本体１０に搬入する作業が完了する。

【0043】

また、前記のようなポンプ３の下降（搬入）に伴い、ポンプ３の受電部３１ａが給電部７４と嵌合する位置までポンプ３が移動し、受電部３１ａと給電部７４とが再接続される（図２参照）。これにより、ケーブル７１及び給電部７４を介してポンプ３に給電を行い得る状態が得られ、ポンプ３の駆動が可能になる。上述したガイドレール１５は、このような受電部３１ａと給電部７４との接続が的確に行われるように、受電部３１ａが給電部７４に対応する周方向位置に配置されるようにポンプ３を位置決めする。言い換えると、ガイドレール１５は、下降するポンプ３の受電部３１ａを給電部７４の位置に導くガイドとして機能する。

【0044】

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、ポンプバレル２の下端部２１ａに取り付けられた給電部７４に、タンク本体１０の外部から供給される電気を送電する送電ケーブル７１Ａの一端が接続されるとともに、当該給電部７４と離接可能に接続される受電部３１ａがポンプ３に備えられている。このような構成によれば、タンク本体１０からポンプ３を搬出する作業を容易化できるという利点がある。

【0045】

すなわち、本実施形態では、液化ガスタンク１の運用中、ポンプ３の受電部３１ａと給電部７４とを接続することにより、タンク本体１０の外部から供給される電気を送電ケーブル７１Ａ及び給電部７４を介してポンプ３に送電することができ、例えばタンク本体１０内の液化水素ＬＨを払い出す等の必要時にポンプ３を適切に駆動することができる。一方、メンテナンス等のためにポンプ３をタンク本体１０から搬出する際には、ポンプバレル２を通じてポンプ３を吊り上げることにより、給電部７４と受電部３１ａとの接続を解除してポンプ３を給電部７４から切り離すことができる。これにより、送電ケーブル７１Ａがポンプ３と一緒に吊り上げられることや、当該吊り上げに伴い弛んだ送電ケーブル７１Ａが絡んで損傷するといった不具合の心配がなくなるので、例えばポンプ３の吊り上げと並行して送電ケーブル７１Ａを巻き取る作業を行うことが不要になる。これにより、送電ケーブル７１Ａを巻き取るための部品や人員の追加が不要になり、ポンプ３の搬出作業を容易化することができる。

【0046】

また、前記のように送電ケーブル７１Ａの巻き取り作業が不要になることは、送電ケーブル７１Ａをポンプバレル２から導出するための導出口をポンプバレル２に設けるといった措置が不要になることを意味する。すなわち、吊上げ装置４を用いたポンプ３の吊り上げ作業と並行して送電ケーブル７１Ａの巻き取り作業を行おうとすれば、当該送電ケーブル７１Ａをポンプバレル２の外部に導出するための導出口をポンプバレル２に設けることが必要になる。これに対し、送電ケーブル７１Ａの巻き取りが不要な本実施形態によれば、このような導出口の設置が不要になる。これにより、当該導出口から不適切なガスの出入りが生じることが避けられるので、例えばポンプバレル２に外部から空気が混入する等の事態が生じる可能性を低減することができる。

【0047】

また、本実施形態では、ポンプバレル２の下端部２１ａの周壁に給電部７４が取り付けられるので、ポンプケース３１の側面にある受電部３１ａをポンプ３の搬出入に伴い給電部７４に適切に接続し、あるいは当該接続を解除することができる。

【0048】

また、本実施形態では、ポンプバレル２と並列にケーブルバレル７０が設けられるとともに、当該ケーブルバレル７０を通るよう配索される送電ケーブル７１Ａを介してターミナルヘッダ７２と給電部７４とが接続される。このような構成によれば、ケーブルバレル７０内に送電ケーブル７１Ａを通すことで当該送電ケーブル７１Ａを適切に保護できるとともに、保護された送電ケーブル７１Ａを通じてターミナルヘッダ７２から給電部７４に対し的確に電気を送ることができる。

【0049】

また、本実施形態では、ターミナルヘッダ７２の隣接位置に振動計７３が配置されるとともに、当該振動計７３と給電部７４とが信号ケーブル７１Ｂを介して互いに接続される。このような構成によれば、ポンプ３の吊り上げと並行して信号ケーブル７１Ｂを巻き取る作業を行うことが不要になるので、ポンプ３の搬出作業を容易化することができる。また、信号ケーブル７１Ｂを通じたポンプ３から振動計７３への信号送信と、送電ケーブル７１Ａを通じたポンプ３駆動用の電気の供給とを、共通の給電部７４及び受電部３１ａを介して効率よく行うことができる。

【0050】

［変形例］
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示はこれに限定されるわけではなく、例えば次のような変形が可能である。

【0051】

前記実施形態では、ポンプバレル２の下端部２１ａの周壁に給電部７４を取り付けるとともに、当該給電部７４と対向するポンプ３の外周部つまりポンプケース３１の側面に受電部３１ａを設けたが、給電部及び受電部の配置はこれに限られない。例えば、図５に示すように、ポンプバレル２の下端部２１ａの開口（下端開口）である取込み口Ｓに対応する位置に給電部１７４を設けるとともに、当該給電部１７４と対向するポンプケース３１の下面に受電部３１ｂを設けてもよい。具体的に、図５の変形例では、取込み口Ｓに対応する位置として、フート弁９の弁体９１に給電部１７４が設けられている。このようにすれば、ポンプケース３１の下面にある受電部３１ｂをポンプ３の搬出入に伴い給電部１７４に適切に接続し、あるいは当該接続を解除することができる。

【0052】

前記実施形態では、搬入時に下降するポンプ３の受電部３１ａを給電部７４に導くガイドとして、ポンプバレル２の内壁にガイドレール１５を設けるとともに、当該ガイドレール１５と嵌合可能な凹溝Ｖをポンプケース３１に形成したが、ポンプ３をガイドするための機構はこれに限られない。例えば、前記実施形態とは逆に、ポンプケース３１にガイドレールを設けるとともに、当該ガイドレールと嵌合可能な凹溝をポンプバレル２の内壁に形成してもよい。この場合は、ポンプバレル２に形成された前記凹溝が、ポンプ３の受電部３１ａを給電部７４に導く「ガイド」に相当する。

【0053】

前記実施形態では、送電ケーブル７１Ａと信号ケーブル７１Ｂとを束ねた上で給電部７４に接続したが、両ケーブル７１Ａ，７１Ｂを束ねることなく別々に給電部７４に接続してもよい。

【0054】

前記実施形態では、送電ケーブル７１Ａからポンプ３への給電の中継と、ポンプ３から信号ケーブル７１Ｂへの信号送信の中継とを、同一の給電部７４及び受電部３１ａを用いて行ったが、各々の中継のために専用の部品を用意してもよい。すなわち、送電ケーブル７１Ａに接続された給電部７４とは別に、信号ケーブル７１Ｂに接続された信号伝達部をポンプバレル２の下端部２１ａに設けるとともに、当該振動伝達部と離接可能に接続される信号発信部を受電部３１ａとは別にポンプ３に設けてもよい。

【0055】

前記実施形態では、ターミナルヘッダ７２及び振動計７３をヘッドプレート７５上に隣接して配置したが、ターミナルヘッダ７２（電源部品）及び振動計７３はタンク本体１０の外部に配置されていればよく、必ずしもヘッドプレート７５上に配置される必要はない。

【0056】

前記実施形態では、ケーブルバレル７０の下端部をポンプバレル２の下端部２１ａと略同じ高さであるタンク本体１０の下部まで延ばしたが、ケーブルバレル７０はタンク屋根１１を貫通する配管であればよく、ケーブルバレル７０の下端部をタンク本体１０の下部まで延ばすことは必須ではない。例えば、ケーブルバレル７０の下端部の高さを、液化水素ＬＨの液面とタンク屋根１１との間に設定してもよい。

【0057】

前記実施形態では、送電ケーブル７１Ａ及び信号ケーブル７１Ｂからなる１セットのケーブル７１を用意するとともに、当該ケーブル７１をポンプバレル２の下端部２１ａに取り付けられた給電部７４に接続するようにしたが、図６に示すように、２セットのケーブル７１，７１’を用意してもよい。具体的に、図６の変形例では、ポンプバレル２と並列に延びる２つのケーブルバレル７０，７０’が設けられるとともに、各ケーブルバレル７０，７０’の内部に、送電ケーブル７１Ａ及び信号ケーブル７１Ｂからなるケーブル７１，７１’がそれぞれ配索されている。ポンプバレル２の下端部２１ａの周壁には、周方向に離れた２つの給電部７４，７４’が取り付けられており、各給電部７４，７４’に上述したケーブル７１，７１’の一端がそれぞれ接続されている。また、ケーブルバレル７０（７０’）の上端には、ケーブル７１（７１’）の他端が接続されるターミナルヘッダ７２（７２’）及び振動計７３（７３’）が取り付けられている。このようにすれば、ケーブル７１，７１’のいずれかに不具合が生じたとしても、ポンプ３の駆動を継続して行えるという利点がある。

【0058】

すなわち、２セットのケーブル７１，７１’が用意された図６の変形例によれば、例えば一方のケーブル７１を正規のケーブルとして使用しつつ、他方のケーブル７１’を予備のケーブルとして使用することができる。例えば、一方のケーブル７１の使用中に当該ケーブル７１に不具合が生じた場合には、使用するケーブルを他方のケーブル７１’に切り替えればよい。これにより、ポンプ３に対する電力供給又は信号送信を継続することができ、ポンプ３の運転を支障なく行うことができる。なお、使用するケーブルを一方のケーブル７１から他方のケーブル７１’に切り替える操作は、例えば、外部電源が接続されるターミナルヘッダを、一方のケーブル７１に対応するターミナルヘッダ７２から他方のケーブル７１’に対応するターミナルヘッダ７２’に切り替える等により、行うことができる。

【0059】

なお、図６の変形例では、２セットのケーブル７１，７１’の各一端を、ポンプバレル２の下端部２１ａに設けられた別々の給電部７４，７４’に接続したが、ケーブル７１，７１’の各一端を一方の給電部７４に共通に接続してもよい。このようにすれば、他方の給電部７４’を省略することができる。

【0060】

前記実施形態では、ポンプバレル２の下部室２１から上部室２３までポンプ３を吊り上げ可能な吊上げ装置４をポンプバレル２の上部室２３に配置するために、当該上部室２３の天井を構成するヘッドプレート２５の下面に吊上げ装置４を取り付けたが、これに代えて、上部室２３の内壁に吊上げ装置４を着脱可能に取り付けてもよい。さらに、上部室２３への吊上げ装置４の配置自体を省略してもよい。例えば、ポンプ３の搬出入時に、ポンプバレル２の外部にウィンチ等からなる外部吊上げ装置を設置し、当該外部吊上げ装置を用いてポンプ３の搬出入を行ってもよい。

【0061】

前記実施形態では、液化ガスタンク１に貯留される液化ガスが液化水素ＬＨであることを前提に、ポンプバレル２の上部室２２内のガスを水素ガス又は窒素ガスに置換可能なガス置換装置６をポンプバレル２に適用したが、ガス置換装置は、上部室内のガスを液化ガスに対応するガス又は不活性ガスに置換可能なものであればよく、その限りにおいて置換ガスの種類は適宜変更可能である。

【0062】

［まとめ］
上述した実施形態及びその変形例には、以下の開示が含まれる。

【0063】

本開示の一局面に係る液化ガスタンクは、液化ガスを貯留するタンク本体と、前記液化ガスを払い出すために前記タンク本体内に配置されたポンプと、前記ポンプを収容するとともに当該ポンプの収容位置から上方に延びて前記タンク本体の外側へと至る筒状のポンプバレルと、前記ポンプバレルの下部に取り付けられた給電部と、前記給電部に一端が接続され、前記タンク本体の外部から供給される電気を前記給電部を介して前記ポンプに送電する送電ケーブルとを備える。前記ポンプは、前記給電部と離接可能に接続されかつ接続状態において前記給電部から電気を受電する受電部を有する。

【0064】

本開示によれば、液化ガスタンクの運用中、ポンプバレルの下部に取り付けられた給電部にポンプの受電部を接続することにより、タンク本体の外部から供給される電気を送電ケーブル及び給電部を介してポンプに送電することができ、例えばタンク本体内の液化ガスを払い出す等の必要時にポンプを適切に駆動することができる。一方、メンテナンス等のためにポンプをタンク本体から搬出する際には、ポンプバレルを通じてポンプを吊り上げることにより、給電部と受電部との接続を解除してポンプを給電部から切り離すことができる。これにより、例えばポンプの吊り上げと並行して送電ケーブルを巻き取る作業を行うことが不要になるので、ポンプの搬出作業を容易化することができる。

【0065】

好ましくは、前記給電部は、前記ポンプバレルの下部の周壁に取り付けられ、前記受電部は、前記ポンプのケース側面に設けられる。

【0066】

この態様では、ポンプのケース側面にある受電部をポンプの搬出入に伴い給電部に適切に接続し、あるいは当該接続を解除することができる。

【0067】

あるいは、前記給電部は、前記ポンプバレルの下端開口に対応する位置に取り付けられ、前記受電部は、前記ポンプのケース下面に設けられていてもよい。

【0068】

この態様では、ポンプのケース下面にある受電部をポンプの搬出入に伴い給電部に適切に接続し、あるいは当該接続を解除することができる。

【0069】

好ましくは、搬入時に前記ポンプバレル内を下降する前記ポンプの受電部を前記給電部に導くガイドが前記ポンプバレルの内壁に設けられる。

【0070】

この態様では、ポンプの搬入時に、当該ポンプの受電部を給電部に的確に接続することができる。

【0071】

好ましくは、前記液化ガスタンクは、前記タンク本体の内外を連通するように前記タンク本体の屋根に接続された配管と、前記タンク本体の外部に配置された電源部品とをさらに備える。前記送電ケーブルは、前記配管の内部を通って前記電源部品と前記給電部とを互いに接続するように配索される。

【0072】

この態様では、配管内に送電ケーブルを通すことで当該送電ケーブルを適切に保護できるとともに、保護された送電ケーブルを通じて電源部品から給電部に対し的確に電気を送ることができる。

【0073】

前記液化ガスタンクは、前記タンク本体の外部から内部に導入されて前記給電部に接続される複数セットの前記送電ケーブルを備えていてもよい。

【0074】

この態様では、複数セットの送電ケーブルのいずれかを使用してポンプを駆動できるとともに、当該送電ケーブルに不具合が生じた場合には、使用するケーブルを他の送電ケーブルに切り替えてポンプの駆動を継続することができる。

【0075】

好ましくは、液化ガスタンクは、前記タンク本体の外部に配置されかつ前記ポンプの振動を計測する振動計と、前記ポンプバレルの下部に取り付けられた信号伝達部と、前記振動計と前記信号伝達部とを互いに接続する信号ケーブルとをさらに備える。前記ポンプは、前記信号伝達部と離接可能に接続される信号発信部を有する。

【0076】

この態様では、ポンプの吊り上げと並行して信号ケーブルを巻き取る作業を行うことが不要になるので、ポンプの搬出作業を容易化することができる。

【0077】

好ましくは、前記給電部が前記信号伝達部を兼ねるとともに、前記受電部が前記信号発信部を兼ねる。

【0078】

この態様では、信号ケーブルを通じたポンプの振動に関する信号の送信と、送電ケーブルを通じたポンプ駆動用の電気の供給とを、共通の給電部及び受電部を介して効率よく行うことができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 液化ガスタンク
２ ポンプバレル
３ ポンプ
１０ タンク本体
１１ タンク屋根
３１ ポンプケース（ケース）
３１ａ 受電部（信号発信部）
３１ｂ 受電部（信号発信部）
７０ ケーブルバレル（配管）
７１Ａ 送電ケーブル
７１Ｂ 信号ケーブル
７２ ターミナルヘッダ（電源部品）
７３ 振動計
７４ 給電部（信号伝達部）
１７４ 給電部（信号伝達部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】