特開 2025-12432 液化ガス貯蔵タンク

(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】P2025012432

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】液化ガス貯蔵タンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/00 20060101AFI20250117BHJP

【ＦＩ】

F17C13/00 302A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023115264

(22)【出願日】2023-07-13

(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】佐藤 啓央

(72)【発明者】

【氏名】菊川 隼輔

(72)【発明者】

【氏名】藤井 真人

【テーマコード（参考）】

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA03

3E172AA05

3E172AA06

3E172AB01

3E172AB04

3E172AB11

3E172AB15

3E172BA06

3E172BB04

3E172BB12

3E172BB17

3E172BD05

3E172DA15

3E172DA17

3E172DA28

3E172DA29

3E172EB03

3E172EB10

3E172EB19

3E172HA02

(57)【要約】

【課題】タンク本体の内部に複数の骨部材が配設されている場合でも、当該タンク本体から低温液化ガスを確実に回収できる液化ガス貯蔵タンクを提供する。
【解決手段】三重殻タンク１は、低温液化ガスを貯留する空間を区画する内壁を有するタンク本体１Ｔと、タンク本体１Ｔ内に配設されタンク屋根を下支えする屋根骨６とを含む。屋根骨６のリング６３を構成するリング骨部材６３Ｐは、屋根の内壁との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間７１を作る滞留壁７を形成するよう配設されている。リング骨部材６３Ｐの平板部６３１の頂部６３Ｔには、滞留空間７１と当該滞留空間７１よりも上方に位置する上方空間７２とを連通させるパージ開口６４が開設されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低温の液化ガスを貯留する空間を区画する内壁を有するタンク本体と、
前記タンク本体内に配設される複数の骨部材と、を含み、
前記複数の骨部材の少なくとも一つは、前記骨部材単体で、他の前記骨部材との組み合わせにより、もしくは前記骨部材と前記内壁との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間を作る滞留壁を形成するよう配設され、
前記滞留壁を構成している前記骨部材の上端またはその近傍には、前記滞留空間と前記タンク本体内の当該滞留空間よりも上方に位置する上方空間とを連通させるパージ開口が開設されている、液化ガス貯蔵タンク。

【請求項2】

請求項１に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
前記タンク本体は、円筒状の側板と、前記側板の上面開口を塞ぐ屋根と、前記屋根を下方から支持する屋根骨と、を含み、
前記屋根骨は、前記屋根の中心側から放射状に配設される複数のアーチまたはラフターと、同心状に配設されるリングと、を含み、
前記骨部材は、隣接する前記アーチ間、または前記アーチと前記ラフターとの間に配設され、前記リングを構成するリング骨部材である、液化ガス貯蔵タンク。

【請求項3】

請求項２に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
前記屋根はドーム型の形状を有し、
前記リング骨部材は、断面視で前記屋根と交差する方向に延び側面視で上方に凸の円弧形状を有する平板部を含み、当該平板部は前記屋根の球芯方向に傾斜して配設され、
前記パージ開口は、前記円弧形状の平板部の頂部に穿孔されている、液化ガス貯蔵タンク。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
前記タンク本体に貯留されている第１気体よりも大きい密度を有する第２気体を、前記タンク本体内に供給する供給路と、
前記タンク本体の屋根に設けられ、前記第１気体が滞留した状態の前記タンク本体内に前記第２気体を供給したときに、前記密度の差に基づき前記第１気体を排出する排気路と、をさらに備える液化ガス貯蔵タンク。

【請求項5】

請求項１に記載の液化ガス貯蔵タンクにおいて、
前記タンク本体は、前記骨部材以外の付属物、前記骨部材と前記付属物との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間が作られる滞留領域を含み、
前記滞留領域を構成する前記付属物にパージ開口が開設されている、液化ガス貯蔵タンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、低温の液化ガスを貯留する液化ガス貯蔵タンクに関する。

【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は、断熱構造を備えたタンク本体を備える。液化ガス貯蔵タンクとして、多重殻構造を備えた平底タンクが知られている。多重殻タンクとして、内槽と、前記内槽を包囲する中間槽と、前記中間槽を包囲する外槽とを備えた、三重殻構造を備えたタンクが知られている（例えば特許文献１）。

【0003】

一般に、タンク本体内には、各種の目的で骨部材が配設されている。例えば、上記内槽、中間槽および外槽の屋根の直下には、当該屋根を下支えする屋根骨を構成する骨部材が配設されている。このほか、タンク本体の内部へ作業者が入るための階段や、屋根の施工用に用いられ完工後もタンク本体内に存置される内部デッキ等を構成する骨部材も存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５５－２０９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、液化ガス貯蔵タンクの検査やメンテナンス、あるいは当該タンクの解体などが行われる場合、それらの作業前に、タンク本体内に残存している低温の液化ガスおよびその気化ガスを完全に回収するパージ作業が実行される。これは、低温の液化ガスから気化する気化ガス並びにタンク本体内においてボイルオフしている気化ガスが無秩序に大気中へ拡散することを防止するためである。タンク本体内に上述の骨部材が配設されている場合、当該骨部材が気化ガスの滞留空間を形成することがある。この場合、上記パージ作業において、タンク本体内から気化ガスを完全に回収できないことが生じ得る。

【0006】

本開示の目的は、タンク本体の内部に複数の骨部材が配設されている場合でも、当該タンク本体から気化ガスを確実に回収できる液化ガス貯蔵タンクを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一局面に係る液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを貯留する空間を区画する内壁を有するタンク本体と、前記タンク本体内に配設される複数の骨部材と、を含み、前記複数の骨部材の少なくとも一つは、前記骨部材単体で、他の前記骨部材との組み合わせにより、もしくは前記骨部材と前記内壁との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間を作る滞留壁を形成するよう配設され、前記滞留壁を構成している前記骨部材の上端またはその近傍には、前記滞留空間と前記タンク本体内の当該滞留空間よりも上方に位置する上方空間とを連通させるパージ開口が開設されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、タンク本体の内部に複数の骨部材が配設されている場合でも、当該タンク本体から気化ガスを確実に回収できる液化ガス貯蔵タンクを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の液化ガス貯蔵タンクの一実施形態に係る三重殻タンクを概略的に示す断面図である。

【図2】図２は、タンク屋根を支持する屋根骨を示す平面図である。

【図3】図３（Ａ）は、屋根骨を構成する骨部材の一例の断面図、図３（Ｂ）は、アーチ骨部材とリング骨部材との組み立て状態を示す平面図、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ線断面図である。

【図4】図４は、三重殻タンクの通常運用時における内部の状況を示す断面図である。

【図5】図５は、三重殻タンクのメンテナンス時等における内部の状況を示す断面図である。

【図6】図６は、リング骨部材と外槽屋根との組み合わせで形成される滞留空間を示す断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、本実施形態に係る骨部材の一例であって、パージ開口を備えたリング骨部材を示す側面図、図７（Ｂ）は、当該リング骨部材を適用した場合のパージ流動を説明図であって、図７（Ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線断面図である。

【図8】図８は、本実施形態に係るリング骨部材が適用された三重殻タンクにおける、タンク本体内でのパージ流動を示す断面図である。

【図9】図９は、本開示の液化ガス貯蔵タンクの他の例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本開示に係る液化ガス貯蔵タンクの実施形態を詳細に説明する。本開示の液化ガス貯蔵タンクは、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、液化天然ガスまたは液化石油ガスなどである。以下の実施形態では、液化ガス貯蔵タンクの一例として、三重殻タンクを例示する。もちろん、本開示の液化ガス貯蔵タンクは三重殻タンク以外の多重殻タンク、平底以外のタンクであっても良い。

【0011】

［液化ガス貯蔵タンクの全体構造］
図１は、本開示の実施形態に係る三重殻タンク１を概略的に示す断面図である。ここでは、低温の液化ガスとして、液化水素ＬＨを貯留する三重殻タンク１を例示する。三重殻タンク１は、図略のタンク基礎の上に立設された外槽２、中間槽３および内槽４を含むタンク本体１Ｔと、液化水素ＬＨをタンク本体１Ｔから払い出すための構造体であるポンプバレル５と、タンク本体１Ｔ内において液化水素ＬＨに浸漬された状態で設置される潜没式のポンプＰと、を備える。

【0012】

タンク本体１Ｔは、平底円筒型の形態であり、外槽２、中間槽３および内槽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。内槽４は、実際に液化水素ＬＨを貯留する空間を区画する内壁を備えた槽である。中間槽３は、内側保冷層１１を介して内槽４を包囲している。外槽２は、外側保冷層１２を介して中間槽３を包囲している。なお、タンク本体１Ｔは、平底以外の形状を備えるタンク、あるいは地中埋め込み式のタンク等であっても良い。

【0013】

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および外槽屋根２３を含む。外槽底板２１は、タンク基礎の直上に敷設され、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。

【0014】

中間槽３は、オーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル鋼やアルミニウム合金等の低温用鋼で構成された密閉体であり、中間槽底板３１、中間槽側板３２および中間槽屋根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。

【0015】

内槽４は、中間槽３と同様な低温用鋼で構成された密閉体であり、内槽底板４１、内槽側板４２および内槽屋根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の内部には液化水素ＬＨが貯留されている。なお、内槽４の上層部は、液化水素ＬＨから気化した水素ガスが溜まった気相部ＧＨとなっている。

【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、各々断熱空間として活用される所定幅の間隙が形成されている。内槽４と中間槽３との間隙は内側保冷層１１として、中間槽３と外槽２との間隙は外側保冷層１２として各々活用されている。内側保冷層１１および外側保冷層１２には、保冷性を高めるための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間、並びに側板３２、４２間における、貯留される液化水素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】

内側保冷層１１および外側保冷層１２には、所定のシールガスが充填される。内側保冷層１１のシールガスとしては、水素ガスやヘリウムガスを用いることが望ましい。本実施形態では、内槽屋根４３に、内槽４の気相部ＧＨと内側保冷層１１の空間とを連通させる連通管４４が配設されている。従って、内槽４に貯留されている液化水素ＬＨの気化ガスである水素ガスをシールガスとすることができる。また、連通管４４の設置により、内側保冷層１１の圧力と内槽４の気相圧とを実質的に同一に設定することができる。これにより、内槽４に貯留されている液化水素ＬＨの冷熱による、内側保冷層１１のシールガスの液化もしくは固化を抑制できる。外側保冷層１２には、水素ガスよりも沸点の高い不活性ガス、例えば窒素ガスがシールガスとして充填される。外側保冷層１２へのシールガスの充填により、空気や湿気の侵入を防止できる。

【0018】

ポンプバレル５は、タンク本体１Ｔを垂直方向に貫通するように設置された円筒体であり、タンク本体１Ｔ内の液化水素ＬＨを外部へ払い出す際の導出管である。ポンプバレル５は、液化水素ＬＨが流通する内部空間であるバレル内空間５０を有する。ポンプバレル５の下端部５１は、タンク本体１Ｔの内槽底板４１付近に配置され液化水素ＬＨ内に没入されている。ポンプバレル５の上端部５２は、内槽屋根４３、中間槽屋根３３および外槽屋根２３を貫通して、所定高さ位置に配置されている。バレル内空間５０は、下端部５１と上端部５２との間において鉛直方向に延び、ポンプＰが通過可能な内径を有している。

【0019】

ポンプＰは、ポンプバレル５の下端部５１付近のバレル内空間５０に収容されている。下端部５１の取り入れ開口には、フート弁５３が取り付けられている。ポンプＰはフート弁５３の上に載置された状態で配置されている。ポンプＰの自重によってフート弁５３が垂下することで、下端部５１の前記取り入れ開口が開放された状態となる。ポンプＰは、図１に矢印で示すように、内槽４内の液化水素ＬＨを取り込み、圧力を上げてバレル内空間５０へ液化水素ＬＨを送り出す。ポンプバレル５の上端部５２付近の側面には、液化水素ＬＨを外部へ払い出す払い出しポート５４が突設されている。ポンプＰの稼働により、バレル内空間５０から払い出しポート５４を通して、液化水素ＬＨが払い出される。

【0020】

ポンプバレル５は、タンク本体１Ｔをパージする際のパージガスの供給路としても利用することができる。三重殻タンク１の検査やメンテナンス、あるいは解体などが行われる場合、それらの作業前に、タンク本体１Ｔ内に残存している水素ガスを完全に回収するパージ作業が実行される。この際、水素ガスよりも密度の大きいパージガス、例えば窒素ガスをタンク本体１Ｔに供給し、密度差を利用して水素ガスをタンク屋根側へ追い込んで排出する。このとき、パージガスを払い出しポート５４から供給する。もちろん、ポンプバレル５を用いず、内槽４内にパージガスを供給する別途の供給路を設けても良い。なお、外側保冷層１２の空間に対しては、別途のパージガス供給路が確保される。

【0021】

［屋根骨］
図１では記載を省いているが、各槽のタンク屋根を構成している外槽屋根２３、中間槽屋根３３および内槽屋根４３は、屋根骨により下支えされている。図２は、タンク屋根を下方から支持する屋根骨６を示す平面図である。屋根骨６は、タンク本体１Ｔ内に配設される複数の骨部材によって形成され、複数のアーチ６１、ラフター６２およびリング６３を含む。

【0022】

アーチ６１は、屋根中心６Ａから屋根の径方向外側へ延びる骨部材である。複数本のアーチ６１が、屋根の周方向に所定間隔を置いて放射状に配設されている。ラフター６２は、隣接するアーチ６１間の間隔が比較的広くなる屋根の径方向外側領域において、屋根中心６Ａの側から径方向外側に向けて延びるように、一対のアーチ６１間に配設される骨部材である。リング６３は、複数のアーチ６１およびラフター６２を繋ぐ円環状の骨部材である。複数の直径の異なるリング６３が、同心状に配設されている。アーチ６１およびラフター６２の外周端は、外槽側板２２（もしくは、中間槽側板３２、内槽側板４２）の上端側に接続されている。アーチ６１の内周端は、屋根中心６Ａ付近のリング６３に接続されている。また、ラフター６２の内周端は、屋根の径方向中央付近のリング６３に接続されている。

【0023】

図３（Ａ）は、屋根骨６を構成する骨部材６Ｐを示す断面図である。アーチ６１、ラフター６２およびリング６３の大部分は、Ｈ型の断面形状を有する骨部材６Ｐによって構成されている。骨部材６Ｐは、平板部６３１、上板６３２および下板６３３を含む。平板部６３１は、上板６３２および下板６３３と直交する方向に延びる平板である。平板部６３１は、屋根骨６として組まれた状態では、外槽屋根２３、中間槽屋根３３または内槽屋根４３と断面視で交差する方向、例えば法線方向に延びる平板となる。上板６３２は平板部６３１の上端側、下板６３３は平板部６３１の下端側に連結され、それぞれ平板部６３１と直交する方向に延びる平板である。

【0024】

図３（Ｂ）は、アーチ６１を構成する一対のアーチ骨部材６１Ｐ（もしくはラフター６２を構成するラフター骨部材６２Ｐとアーチ骨部材６１Ｐ）と、リング６３を構成するリング骨部材６３Ｐとの組み立て状態を示す平面図、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ線断面図である。アーチ骨部材６１Ｐおよびラフター骨部材６２Ｐは、屋根の径方向に所定長さを有し、屋根のドーム形状に沿って湾曲したＨ型骨部材である。リング骨部材６３Ｐも、ドームの周方向形状に沿って湾曲したＨ型骨部材である。リング骨部材６３Ｐは、側面視で上方に凸の円弧形状を有する平板部６３１を備える。上板６３２および下板６３３も、平板部６３１の円弧形状に沿って湾曲している。

【0025】

リング骨部材６３Ｐは、一対のアーチ骨部材６１Ｐの間に架け渡されるように配設されている。リング骨部材６３Ｐの一端側は一方のアーチ骨部材６１Ｐに溶接され、リング骨部材６３Ｐの他端側は他方のアーチ骨部材６１Ｐに溶接されている。リング骨部材６３Ｐの平板部６３１の両端付近には、溶接線の交差を避ける切り欠きからなるスカラップ６３Ｓが設けられている。なお、リング骨部材６３Ｐは、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）の例のほか、一対のラフター骨部材６２Ｐの間、もしくは、アーチ骨部材６１Ｐとラフター骨部材６２Ｐの間にも架け渡される。

【0026】

図３（Ｂ）および図３（Ｃ）には、外槽屋根２３の一部を構成する扇形の外槽屋根板２３Ｐが示されている。外槽屋根板２３Ｐは、アーチ骨部材６１Ｐおよびリング骨部材６３Ｐの上面に載置されている。外槽屋根板２３Ｐは、アーチ骨部材６１Ｐおよびリング骨部材６３Ｐに溶接する態様としても良いし、溶接することなく骨部材６１Ｐ、６３Ｐで支持される態様としても良い。中間槽屋根３３および内槽屋根４３を構成する屋根板についても同様である。

【0027】

［タンクの内部状況］
続いて、三重殻タンク１の内部状況について説明する。図４は、三重殻タンク１の通常運用時における、タンク本体１Ｔの内部の状況を示す断面図である。内槽４の内部には液化水素（ＬＨ_２）が貯留されている。内槽４の上層部には、液化水素から気化した水素ガス（Ｈ_２）が溜まっている。

【0028】

内槽４と中間槽３との間の内側保冷層１１の空間と、内槽４の内部空間とは、連通管４４によって連通状態とされている。このため、内槽４において気化した水素ガスは、内側保冷層１１に入り込み、シールガスとしての機能を果たしている。中間槽３と外槽２との間の外側保冷層１２には、シールガスとして窒素ガス（Ｎ_２）が封入されている。

【0029】

図５は、三重殻タンク１がイレギュラーな状態となっている場合の、タンク本体１Ｔの内部の状況を示す断面図である。イレギュラーな状態としては、例えば、三重殻タンク１のメンテナンスや検査、あるいは解体などの作業の前に、内槽４および中間槽３に残存している水素ガスをパージしている状態を例示できる。一方、外槽２の直ぐ内側の外側保冷層１２については、中間槽３から水素ガスが漏れた場合を想定している。

【0030】

三重殻タンク１のメンテナンス時等においては、内槽４に貯留されている液化水素を、ポンプバレル５および払い出しポート５４（図１参照）を通して払い出す。この払い出しを終えても、内槽４および内側保冷層１１には前記液化ガスの気化ガスである水素ガス（第１気体）が残存している。当該水素ガスのパージのため、水素ガスよりも大きい密度を有する気体、例えば窒素ガス（第２気体）がパージガスとしてタンク本体１Ｔ内に供給される。例えば、払い出しポート５４（供給路）に窒素ガスの供給源が接続され、ポンプバレル５を通して窒素ガスが内槽４へ供給される。あるいは、パージガス専用の供給路が準備されていれば、当該供給路を用いてパージガスが内槽４へ供給される。

【0031】

窒素ガスを内槽４へ供給すると、窒素ガスよりも軽い水素ガスは、図５に示す通り、内槽４の上層部分に滞留するようになる。窒素ガスは、内槽４の上層部分よりも下方に滞留し、内槽４の内部には下層の窒素ガス層と、上層の水素ガス層とが形成される。また、窒素ガスは連通管４４を通して内側保冷層１１にも進入するので、内側保冷層１１においても下層に窒素ガスが、上層部分に水素ガスが各々滞留するようになる。従って、内側保冷層１１の上層部分と外部とを連通させる排気管を一つ設ける、あるいは内側保冷層１１の上層部分と外部、並びに内槽４の上層部分と外部とをそれぞれ連通させる排気管を二つ設ければ、水素ガスをタンク本体１Ｔから排出できる。

【0032】

外側保冷層１２と内側保冷層１１との間は、中間槽３の壁で隔絶されているので、通常は外側保冷層１２には水素ガスは進入しない。しかし、万が一、中間槽３が損傷した場合には、内側保冷層１１から水素ガスが外側保冷層１２へ入り込む。この場合、外側保冷層１２にはシールガスとしての窒素ガスが存在しているので、進入した水素ガスは、外側保冷層１２の上層部分に滞留する。従って、外側保冷層１２の上層部分と外部とを連通させる排気管を設けることで、外側保冷層１２へ進入した水素ガスを排出することができる。

【0033】

［水素ガスの滞留空間］
上記の通り、タンク本体１Ｔへ水素ガスよりも密度の大きいパージガスを供給することで、ガス密度差によって水素ガスをタンク本体１Ｔの上層部分に追いやり、タンク屋根側から排出することができる。しかし、外槽屋根２３、中間槽屋根３３および内槽屋根４３を下方から支持する屋根骨６が、水素ガスをタンク本体１Ｔ内に滞留させてしまうことがある。滞留箇所を作るのは、屋根中心６Ａを中心点として組まれるリング６３を構成するリング骨部材６３Ｐである。

【0034】

図６は、リング骨部材６３Ｐと外槽屋根２３との組み合わせで形成される滞留空間７１を示す断面図である。リング骨部材６３Ｐは、断面Ｈ型の形状を有し、外槽屋根２３の径方向と直交する方向に配置される骨部材である。しかも、リング骨部材６３Ｐは、ドーム型の外槽屋根２３の球芯方向に傾いて配設されている。詳しくは、リング骨部材６３Ｐの上板６３２は外槽屋根２３に当接し、平板部６３１は球芯方向に沿うように、上板６３２から下方へ延びている。

【0035】

このように配設されるリング骨部材６３Ｐは、外槽屋根２３との組み合わせにより滞留壁７を作る。図６の例では滞留壁７は、リング骨部材６３Ｐの平板部６３１と、外槽屋根２３の内壁のうち、上板６３２の当接位置より下方に向かう領域であって平板部６３１の高さ幅に相当する領域とで形成されている。滞留壁７は、下方が開口する一方で上方が閉じた滞留空間７１を作る。この滞留空間７１と、平板部６３１を介して滞留空間７１よりも上方に位置する上方空間７２とは、専ら平板部６３１で隔離された状態となる。このため、図５に示すように水素ガスを上方へ追いやってパージする方式を採用した場合、水素ガスが滞留空間７１に閉じ込められてパージできない事態が生じ得る。リング骨部材６３Ｐと中間槽屋根３３または内槽屋根４３とによっても、同様な滞留空間７１が形成されるため、同様に水素ガスの閉じ込めの問題が生じ得る。

【0036】

［実施形態に係るリング骨部材］
図７（Ａ）は、本実施形態に係るリング骨部材６３Ｐの一例を示す側面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線断面図である。リング骨部材６３Ｐは、平板部６３１の上縁付近に穿孔された丸孔である、３つのパージ開口６４を備えている。

【0037】

図６に基づき説明した通り、平板部６３１は滞留空間７１を作る滞留壁７を構成する。また、先に図３（Ｃ）に基づいて説明した通り、平板部６３１は側面視で上方に凸の円弧形状を有している。このような平板部６３１の、最も高い位置となる頂部６３Ｔに、パージ開口６４の一つが穿孔されている。パージ開口６４は、滞留壁７を構成する骨部材の上端またはその近傍に設けられていれば良く、頂部６３Ｔにパージ開口６４が開設されていれば良い。但し、パージ開口６４を複数個設ければ、ガス抜き性が向上する。本実施形態では、頂部６３Ｔのパージ開口６４に加え、頂部６３Ｔと左右のスカラップ６３Ｓとの間にもパージ開口６４が各々開設されている。すなわち、平板部６３１の上縁に沿って、３つの独立したパージ開口６４が並んでいる。

【0038】

図７（Ｂ）は、パージ開口６４を備えたリング骨部材６３Ｐを適用した場合のパージ流動Ｆの説明図でもある。パージ開口６４の穿孔によって、平板部６３１の左側の滞留空間７１と、タンク本体１Ｔ内の空間であって当該滞留空間７１よりも上方に位置する上方空間７２とが連通した状態となる。このため、窒素ガスとの密度差により、外槽屋根２３に向かって上昇する水素ガスが滞留空間７１に入り込んだとしても、パージ開口６４を通して上方空間７２へ向かうパージ流動Ｆが形成される。従って、水素ガスは、滞留空間７１に滞留することなく、外槽屋根２３に設置された排気路へ向かうことができ、タンク本体１Ｔのパージを良好に行うことができる。

【0039】

平板部６３１には、一種の開口であるスカラップ６３Ｓが具備されている。しかし、スカラップ６３Ｓは、アーチ骨部材６１Ｐまたはラフター骨部材６２Ｐとの接合部、つまり溶接部となる平板部６３１の両端に配置される。一方、平板部６３１は上方に凸の円弧形状を有するため、スカラップ６３Ｓの開口だけでは、頂部６３Ｔ付近に水素ガスが抱き込まれてしまう。しかし、本実施形態では、頂部６３Ｔにパージ開口６４が穿孔されているので、前記水素ガスの抱き込みを抑止できる。さらに、頂部６３Ｔの両サイドにもパージ開口６４が穿孔されているので、滞留空間７１からの水素ガスのパージがより促進される。

【0040】

パージ開口６４は、図７（Ａ）に例示する態様以外の種々の態様で開設することができる。例えば、図７（Ａ）では丸孔からなるパージ開口６４を例示しているが、矩形や三角形の開口としても良い。パージ開口６４の配置については、頂部６３Ｔまたはその近傍に開口が配置されており、且つ、リング骨部材６３Ｐの強度を有意に低下させない限りにおいて、特に制限はない。また、頂部６３Ｔを含む領域に、平板部６３１の上縁に沿って左右に延びるスリット状の長孔を開設し、これをパージ開口６４としても良い。

【0041】

［タンク本体のパージ例］
図８は、本実施形態に係るリング骨部材６３Ｐが適用された三重殻タンク１Ａにおける、タンク本体１Ｔ内でのパージ流動を示す断面図である。タンク本体１Ｔの外槽屋根２３、中間槽屋根３３および内槽屋根４３は、パージ開口６４を備えるリング骨部材６３Ｐを含む屋根骨６にて各々下支えされている。タンク本体１Ｔ内は、上掲の図５に示した例と同様に、窒素ガス（Ｎ_２）への置換が進行し、水素ガス（Ｈ_２）がタンク本体１Ｔの上層部へ追い込まれている状態を示している。

【0042】

三重殻タンク１Ａは、タンク本体１Ｔの屋根に設けられた第１排気路２４および第２排気路３４を備えている。第１排気路２４は、外槽屋根２３の頂部またはその近傍に立設され、外側保冷層１２と外部とを連通させる配管である。第１排気路２４には、タンク運用時には常時「閉」とされ、メンテナンス時等に「開」とされる第１開閉弁２５が取り付けられている。第２排気路３４は、外槽屋根２３を貫通するように中間槽屋根３３の頂部付近に立設され、中間槽３内の内側保冷層１１と外部とを連通させる配管である。第２排気路３４には、タンク運用時には常時「閉」とされ、メンテナンス時等に「開」とされる第２開閉弁３５が取り付けられている。

【0043】

図略の供給路から、内槽４および外側保冷層１２への窒素ガスの供給が進むと、密度差によって水素ガスは上方へ向かい、開閉弁２５、３５が各々「開」とされた第１排気路２４および第２排気路３４からタンク外へ排出される。この際、リング骨部材６３Ｐが水素ガスの流動方向に立ち塞がることになる。しかし、リング骨部材６３Ｐにはパージ開口６４が備えられていることから、水素ガスをリング骨部材６３Ｐの配置箇所で滞留させることはない。

【0044】

具体的には、内槽４からは、連通管４４を通して第２排気路３４に向かうパージ流動Ｆ１１が形成される。パージ流動Ｆ１１には、内槽屋根４３を下支えするリング骨部材６３Ｐのパージ開口６４を通過する流動が含まれる。内側保冷層１１（中間槽３）においても、パージ開口６４を通過する流動を含む、第２排気路３４に向かうパージ流動Ｆ１２が形成される。外側保冷層１２（外槽２）では、パージ開口６４を通過する流動を含む、第１排気路２４に向かうパージ流動Ｆ１３が形成される。以上のようなパージ流動Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３により、タンク本体１Ｔ内の水素ガスは外部へ排出され、回収される。

【0045】

以上説明した本実施形態に係る三重殻タンク１によれば、屋根骨６のリング骨部材６３Ｐが滞留空間７１を形成するようにタンク本体１Ｔ内に配設されている。しかし、パージ作業による窒素ガスの供給により、滞留空間７１に水素ガスが入り込むような状況となっても、リング骨部材６３Ｐにはパージ開口６４が開設されているので、当該水素ガスを滞留空間７１から上方空間７２へ逃がすことができる。しかも、パージ開口６４は、タンク屋根の球芯方向に傾き且つ凸の円弧形状を有する平板部６３１の頂部に穿孔されている。このため、窒素ガスとの密度差で水素ガスをタンク屋根側から排出させるパージ作業により、滞留空間７１への水素ガスの滞留を許容せず、水素ガスをタンク本体１Ｔから確実に回収することができる。

【0046】

なお、本実施形態では液化ガス貯蔵タンクとして三重殻タンク１を例示した。これに代えて、例えば内槽と外槽との二重殻タンクに本開示を適用しても、同様の効果を得ることができる。この場合も、内槽屋根および外槽屋根をそれぞれ支持する屋根骨のリング骨部材に、上述のパージ開口６４と同様な開口を設ければ良い。

【0047】

［他の実施形態］
上記の実施形態では、ガスを滞留させる滞留空間７１（図６参照）を形成する骨部材として屋根骨６のリング骨部材６３Ｐを例示し、当該リング骨部材６３Ｐにパージ開口６４を開設する例を示した。タンク本体１Ｔ内には、滞留空間７１を形成し得る骨部材単体、複数の骨部材の組み合わせ、あるいは骨部材とタンク内壁との組み合わせが他にも存在する。このような骨部材にも、パージ開口を設けても良い。

【0048】

図９は、他の実施形態に係る液化ガス貯蔵タンク１００を簡略的に示す断面図である。液化ガス貯蔵タンク１００の内部には、デッキ８１および内部階段８２が組み付けられている。デッキ８１は、タンク屋根の施工用足場として組み立てられ、完工後もタンク本体内に存置される。内部階段８２は、作業員がタンクの内底部に出入りするための折り返し階段であり、折り返し部に踊り場８３を備えている。デッキ８１および内部階段８２は、多くの液化ガス貯蔵タンクにおいて、一般的に具備される設備である。

【0049】

デッキ８１および踊り場８３を含む内部階段８２は、図９に示すようにＣ型鋼８４（骨部材）によって構成されることが多い。Ｃ型鋼８４は、一般に開口面を下方に向けて敷設される。このため、窒素ガスをパージガスとしてタンク内の水素ガスをパージすると、Ｃ型鋼８４が水素ガスを抱き込む滞留空間７１０を形成し易い。この点に鑑み、Ｃ型鋼８４の敷設時に上端に位置する水平板に、パージ開口８５が設けられる。これにより、Ｃ型鋼８４の内側の滞留空間７１０とその上方空間とを、パージ開口８５によって連通した状態とすることができる。従って、パージ作業の際に滞留空間７１０への水素ガスの滞留を抑止することができる。

【0050】

上記のデッキ８１や内部階段８２だけでなく、タンク本体１Ｔ内に存在する各種の付属物にもパージ開口を設けても良い。例えば内槽側板４２などの補剛材であるスチフナ、連通管４４と内槽屋根４３との取り合い部付近における連通管４４、あるいは内槽屋根４３と中間槽屋根３３との間に配設される隔壁構造体等の付属物においても、水素ガスが滞留する滞留空間は形成され得る。あるいは、付属物と骨部材との組み合わせによっても滞留空間は形成され得る。従って、このような付属物にもパージ開口を設けても良い。

【0051】

［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。

【0052】

本開示の第１の態様に係る液化ガス貯蔵タンクは、低温の液化ガスを貯留する空間を区画する内壁を有するタンク本体と、前記タンク本体内に配設される複数の骨部材と、を含み、前記複数の骨部材の少なくとも一つは、前記骨部材単体で、他の前記骨部材との組み合わせにより、もしくは前記骨部材と前記内壁との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間を作る滞留壁を形成するよう配設され、前記滞留壁を構成している前記骨部材の上端またはその近傍には、前記滞留空間と前記タンク本体内の当該滞留空間よりも上方に位置する上方空間とを連通させるパージ開口が開設されている。

【0053】

上記の液化ガス貯蔵タンクによれば、骨部材が滞留空間を形成するようにタンク本体内に配設されている。しかし、前記滞留空間に低温の液化ガスの気化ガスが入り込むような状況となっても、骨部材にはパージ開口が開設されているので、当該気化ガスを前記滞留空間から上方空間へ逃がすことができる。しかも、前記パージ開口は、滞留壁を構成している前記骨部材の上端またはその近傍に開設されている。このため、当該気化ガスをタンク屋根側から排出させる場合に、前記滞留空間への気化ガスの滞留を許容しない構造とすることができる。

【0054】

第２の態様に係る液化ガス貯蔵タンクは、第１の態様の液化ガス貯蔵タンクにおいて、前記タンク本体は、円筒状の側板と、前記側板の上面開口を塞ぐ屋根と、前記屋根を下方から支持する屋根骨と、を含み、前記屋根骨は、前記屋根の中心側から放射状に配設される複数のアーチまたはラフターと、同心状に配設されるリングと、を含み、前記骨部材は、隣接する前記アーチ間、または前記アーチと前記ラフター間に配設され、前記リングを構成するリング骨部材である。

【0055】

第２の態様によれば、屋根骨の一部を構成するリング骨部材にパージ開口が穿孔される。このため、リング骨部材の存在により形成される滞留空間と、屋根骨の上方空間とを前記パージ開口により連通させることができる。従って、前記リング骨部材による気化ガスの抱き込みを抑制できる。

【0056】

第３の態様に係る液化ガス貯蔵タンクは、第２の態様の液化ガス貯蔵タンクにおいて、前記屋根はドーム型の形状を有し、前記リング骨部材は、断面視で前記屋根と交差する方向に延び側面視で上方に凸の円弧形状を有する平板部を含み、当該平板部は前記屋根の球芯方向に傾斜して配設され、前記パージ開口は、前記円弧形状の平板部の頂部に穿孔されている。

【0057】

第３の態様によれば、リング骨部材は、タンク屋根の球芯方向に傾き、且つ凸の円弧形状を有する平板部を含む。このようなリング骨部材の形状にあっては、気化ガスは円弧形状の平板部の頂部付近に滞留し易くなる。この点に鑑み、パージ開口は、前記平板部の頂部に穿孔されている。このため、前記リング骨部材による気化ガスの抱き込みを一層抑制できる。

【0058】

第４の態様に係る液化ガス貯蔵タンクは、第１～第３の態様の液化ガス貯蔵タンクにおいて、前記タンク本体に貯留されている第１気体よりも大きい密度を有する第２気体を、前記タンク本体内に供給する供給路と、前記タンク本体の屋根に設けられ、前記第１気体が滞留した状態の前記タンク本体内に前記第２気体を供給したときに、前記密度の差に基づき前記第１気体を排出する排気路と、をさらに備える。

【0059】

第４の態様によれば、第１気体と第２気体との密度差を利用して、前記第１気体をタンク本体から排出させることができる。この際、滞留空間から上方空間への排気経路が前記パージ開口によって確保されているので、前記滞留空間への前記第１気体の残存を抑制できる。すなわち、低温の液化ガスの気化ガス（第１気体）よりも密度の大きいガス（第２気体）をタンク本体内に供給し、当該気化ガスをガス密度差によってタンク屋根側に追い込んで排出させる場合に、前記滞留空間への気化ガスの滞留を抑止できる。

【0060】

第５の態様に係る液化ガス貯蔵タンクは、第１の態様の液化ガス貯蔵タンクにおいて、前記タンク本体は、前記骨部材以外の付属物、前記骨部材と前記付属物との組み合わせにより、下方が開口する一方で上方が閉じたガスの滞留空間が作られる滞留領域を含み、前記滞留領域を構成する前記付属物にパージ開口が開設されている。

【0061】

第５の態様によれば、付属物にもパージ開口が設けられるので、より一層、タンク本体内における気化ガスの滞留を抑制できる。

【符号の説明】

【0062】

１ 三重殻タンク（液化ガス貯蔵タンク）
１Ｔ タンク本体
２ 外槽
２１、２２、２３ 外槽底板、外槽側板、外槽屋根
２４ 第１排気路（排気路）
３ 中間槽
３１、３２、３３ 中間槽底板、中間槽側板、中間槽屋根
３４ 第２排気路（排気路）
４ 内槽
４１、４２、４３ 内槽底板、内槽側板、内槽屋根（内壁）
５ ポンプバレル（供給路）
５４ 払い出しポート（供給路）
６ 屋根骨６（骨部材）
６１ アーチ
６２ ラフター
６３ リング
６３Ｐ リング骨部材
６３Ｔ 頂部（骨部材の上端）
６３１ 平板部（円弧形状を有する平板部）
６４ パージ開口
７ 滞留壁
７１ 滞留空間
７２ 上方空間
８４ Ｃ型鋼（骨部材）
８５ パージ開口
ＬＨ 液化水素（低温液化ガス）
Ｈ_２ 水素ガス（第１気体）
Ｎ_２ 窒素ガス（第２気体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】