特開 2025-16050 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】P2025016050

(43)【公開日】2025-01-31

(54)【発明の名称】液化水素貯蔵タンク

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/04 20060101AFI20250124BHJP

   B65D 90/02 20190101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

F17C3/04 Z

B65D90/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023119060

(22)【出願日】2023-07-21

(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】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】藤井 真人

【テーマコード（参考）】

3E170

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E170AA03

3E170AA08

3E170AB29

3E170BA07

3E170DA01

3E170DA05

3E170GB04

3E170JA10

3E170KB02

3E170KC10

3E170NA02

3E170SA20

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172BA06

3E172BD05

3E172CA10

3E172DA31

3E172DA90

(57)【要約】

【課題】タンク本体とＰＣ構造の防液堤とを備える液化水素貯蔵タンクにおいて、液化水素の払い出し用の配管が防液堤を貫通する貫通部分の脆弱化を抑制する。
【解決手段】液化水素貯蔵タンク１は、タンク本体１０、防液堤２および取出配管３１を備える。タンク本体１０は、液化水素ＬＨを貯蔵する内槽１２と、内槽１２との間に保冷層１３を介して形成される外槽１１と、を含む。防液堤２は、タンク本体１０の外周を取り囲むように立設され、コンクリート構造を有する。取出配管３１は、タンク本体１０および防液堤２を貫通し、内槽１２に貯蔵された液化水素ＬＨを外部へ払い出すための配管である。防液堤２は、取出配管３１が貫通する貫通部分２４の強度を補強する補強部６を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化水素を貯蔵する内槽と、前記内槽との間に保冷層を介して形成される外槽と、を含むタンク本体と、
前記タンク本体の外周を取り囲むように立設された、コンクリート構造の防液堤と、
前記タンク本体および前記防液堤を貫通し、前記内槽に貯蔵された液化水素を外部へ払い出すための配管と、を備え、
前記防液堤は、前記配管が貫通する貫通部分の強度を補強 する補強部を含む、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、
前記防液堤は、プレストレストコンクリート構造を有する、液化水素貯蔵タンク。

【請求項3】

請求項１または２に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記補強部が、前記配管を覆う管路材と、前記管路材の周囲を覆う補剛材とを含む、液化水素貯蔵タンク。

【請求項4】

請求項３に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記補剛材として、前記管路材の管軸方向に所定間隔を置いて配置された第１補剛材および第２補剛材を含み、
前記補強部は、前記第１補剛材と前記第２補剛材とを繋ぐ接続材をさらに含む、液化水素貯蔵タンク。

【請求項5】

請求項１または２に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記補強部が、前記配管を覆う管路材と、前記管路材の外周面から突設されたアンカー材とを含む、液化水素貯蔵タンク。

【請求項6】

請求項１または２に記載の液化水素貯蔵タンクにおいて、
前記内槽内の液化水素を外部へ払い出すポンプをさらに備え、
前記防液堤は、前記ポンプを収容する収容室を内部に有し、
前記貫通部分および前記補強部は、前記収容室と前記タンク本体との間に設けられている、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の貯蔵施設として、前記液化ガスを貯蔵する平底のタンク本体と、このタンク本体の外周を取り囲む防液堤とを備えた液化ガス貯蔵タンクが知られている。前記防液堤は、万が一、タンク本体に損傷等が生じた際に、貯留している液化ガスのタンク周囲への流出防止を目的として建造される。液化ガス貯蔵タンクでは、タンク本体内の液化ガスの払い出し用のポンプが付設される（例えば特許文献１）。

【0003】

貯留する液化ガスが液化水素である場合は、メンテナンス作業の困難性等からタンク本体の内槽内への前記ポンプの設置が難しい場合がある。この場合、タンク本体および防液堤を貫通する配管を設け、当該配管を通してタンク本体に貯蔵された液化水素の払い出しを行うことになる。

【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】

防液堤は、一般にコンクリート構造で形成される。しかし、内槽から液化水素が漏液した場合、防液堤には当該防液堤を拡径する方向に液圧が作用する。この液圧に伴い、防液堤には周方向に引張応力が作用する。このため、防液堤に前記配管を通す貫通部分を設けた場合、前記漏液時における引張応力の発生時に、当該貫通部分は他の部分よりも応力集中が生じ易い強度的弱点部となる。

【0006】

本開示の目的は、タンク本体とコンクリート構造の防液堤とを備える液化水素貯蔵タンクにおいて、液化水素の払い出し用の配管が防液堤を貫通する貫通部分の脆弱化を抑制できる液化水素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水素貯蔵タンクは、液化水素を貯蔵する内槽と、前記内槽との間に保冷層を介して形成される外槽と、を含むタンク本体と、前記タンク本体の外周を取り囲むように立設された、コンクリート構造の防液堤と、前記タンク本体および前記防液堤を貫通し、前記内槽に貯蔵された液化水素を外部へ払い出すための配管と、を備え、前記防液堤は、前記配管が貫通する貫通部分の強度を補強する補強部を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示の液化水素貯蔵タンクによれば、タンク本体とコンクリート構造の防液堤とを備える液化水素貯蔵タンクにおいて、液化水素の払い出し用の配管が防液堤を貫通する貫通部分の脆弱化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る液化水素貯蔵タンクを示す断面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、防液堤の配管貫通部分に組み込まれる補強部の第１例を示す斜視図である。

【図4】図４は、前記補強部の第２例を示す斜視図である。

【図5】図５（Ａ）、（Ｂ）は、前記補強部の第３例、第４例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［タンクの全体構造］
以下、図面を参照して、本開示に係る液化水素貯蔵タンクの実施形態を詳細に説明する。図１は、本開示の実施形態に係る液化水素貯蔵タンク１を示す断面図、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。液化水素貯蔵タンク１は、液化水素ＬＨを貯留する多重殻タンクである。液化水素貯蔵タンク１は、多重殻構造を備えたタンク本体１０と、タンク本体１０の外周を取り囲むように立設された防液堤２と、タンク本体１０内の液化水素ＬＨを外部へ払い出すポンプ３と、防液堤２の躯体内に配置されたポンプ３の収容室５１とを含む。図１では、多重殻タンクとして、二重殻タンクを例示している。

【0011】

タンク本体１０は、液化水素ＬＨを貯蔵する貯蔵空間１０Ａを有する平底タンクであって、タンク基礎２１の上に立設された外槽１１と、外槽１１に内包された内槽１２と、外槽１１と内槽１２との間に配置される保冷層１３とを含む。タンク基礎２１は、タンク本体１０及び防液堤２の基礎部分を構成するコンクリート層である。外槽１１及び内槽１２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。なお、タンク本体１０は、外槽１１と内槽１２との間に中間槽を備えた多重殻タンクであっても良い。

【0012】

外槽１１は、炭素鋼やステンレス鋼等の金属で構成された密閉体であり、外槽底板１１Ｂ、外槽側板１１Ｓ及び外槽屋根１１Ｒを含む。外槽底板１１Ｂは、タンク基礎２１の直上に敷設され、円板型の形状を有している。外槽側板１１Ｓは、外槽底板１１Ｂ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１１Ｒは、円筒状の外槽側板１１Ｓの上面開口を塞ぐように当該外槽側板１１Ｓの上端に取り付けられ、ドーム型の形状を有している。

【0013】

内槽１２は、実際に液化水素ＬＨを貯留する貯蔵空間１０Ａを形成する槽である。内槽１２は、ステンレス鋼等の金属で構成された密閉体であって、保冷層１３となる所定間隔の空間を介して外槽１１によって取り囲まれている。内槽１２は、内槽底板１２Ｂ、内槽側板１２Ｓ及び内槽屋根１２Ｒを含む。内槽底板１２Ｂは、外槽底板１１Ｂよりも径の小さい円板型の形状を有している。内槽側板１２Ｓは、内槽底板１２Ｂ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１２Ｒは、内槽側板１２Ｓ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１２の内部には液化水素ＬＨが貯留されており、内槽１２の上層部には、液化水素ＬＨから気化したガスが溜まっている。

【0014】

保冷層１３は、外槽１１と内槽１２との間隙を断熱空間として利用し、内槽１２の保冷性を高めるための層である。保冷層１３は、粉体断熱材または固体断熱材を含んでいても良い。例えば、外槽屋根１１Ｒと内槽屋根１２Ｒとの間隙には、粒状パーライトのような粉体断熱材が充填される。外槽側板１１Ｓと内槽側板１２Ｓとの間隙には、粒状パーライト及びガラスウール等が充填される。外槽底板１１Ｂと内槽底板１２Ｂとの間隙には、例えば泡ガラスのような、断熱性のブロック材が敷設される。

【0015】

保冷層１３には、粒状パーライト等の保冷材と共に、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス等が充填されている。充填されるガスは、貯留する液化水素ＬＨと同等もしくは同等未満の沸点を持つガスを用いることが望ましく、この観点から水素ガス又はヘリウムガスが望ましい。例えば、内槽１２の内部空間と保冷層１３の空間とを連通させる連通管を設置し、貯留している液化水素ＬＨの気化ガスを保冷層１３に導入させる構造としても良い。

【0016】

防液堤２は、万が一、タンク本体１０に損傷等が生じた際に、貯留している液化水素ＬＨのタンク周囲への流出を抑止する。防液堤２は、タンク基礎２１上に構築され、タンク本体１０の外周を取り囲むように立設された、円筒状のＰＣ（プレストレストコンクリート）製の構造物である。本実施形態の防液堤２は、タンク本体１０の外周との間に離間距離を空けない構造、つまり、防液堤２と外槽側板１１Ｓとが一体化された構造を有している。タンク本体１０に損傷等が生じた場合、防液堤２の堰き止めによって液化水素ＬＨの漏出は回避され、保冷層１３の空間に液化水素ＬＨが滞留することになる。すなわち、防液堤２の外周面２Ａよりも内側に存在する空間が、漏出した液化水素ＬＨの貯留空間となる。なお、防液堤２はＰＣ構造以外のコンクリート構造、例えば鉄筋コンクリート構造としても良い。

【0017】

防液堤２は、外部に露出する外周面２Ａと、外槽側板１１Ｓに接する内周面２Ｂとを有する。防液堤２は、形状的特徴として、環状部２２と突条部２３とを備える。環状部２２は、タンク本体１０の外周を全周に亘って取り囲む円筒状の堤である。図１では、環状部２２の高さが、外槽側板１１Ｓの高さとほぼ同じ高さである例を示している。突条部２３は、ポンプ３の配設箇所に対応して設けられ、環状部２２の一部が径方向外側へ突出するように形成された直方体の構造部分である。図２に示すように、防液堤２は、突条部２３の形成箇所において、外周面２Ａが径方向外側へ膨出している。突条部２３の形状には制限はなく、例えば円柱形や楕円柱形などの、曲面を含む形状としても良い。

【0018】

ポンプ３は、タンク本体１０の側方であって突条部２３の内部に配置され、タンク本体１０の側板を通して内槽１２内の液化水素ＬＨを外部に払い出す圧送力を発生する。本実施形態では、前記側板は内槽側板１２Ｓおよび外槽側板１１Ｓである。ポンプ３には、取出配管３１及び払い出し配管３２が連結される。

【0019】

取出配管３１は、タンク本体１０の側板および防液堤２の側部を貫通し、内槽１２に貯蔵された液化水素ＬＨを払い出すための直線的な配管である。取出配管３１は、タンク本体１０の外側から外槽側板１１Ｓ、保冷層１３及び内槽側板１２Ｓを貫通して、内槽１２の貯蔵空間１０Ａに至る管路である。取出配管３１の一端は内槽１２内に貯留されている液化水素ＬＨに臨み、他端はポンプ３の入口端に接続されている。払い出し配管３２は、突条部２３の内部を上方向に延び、突条部２３の天面２３Ｔを乗り越えて、液化水素貯蔵タンク１の外部に至る管路である。払い出し配管３２の一端はポンプ３の出口端に接続され、他端は液化水素ＬＨを燃料とする機器や運搬用ローリーの入口端へ接続される。

【0020】

本実施形態では、タンク本体１０内の液化水素ＬＨの払い出し用のポンプ３を、内槽１２よりも外側に配置している。これは、ポンプ３を液化水素ＬＨが貯留されている貯蔵空間１０Ａに設置するよりも、メンテナンス作業を行い易いからである。この場合、タンク本体１０の側方にポンプ３を設置するスペースが必要となる。本実施形態では、防液堤２に上述の突条部２３を形成すると共に、その内部に収容室５１を設けることで、ポンプ３の設置場所を確保している。

【0021】

収容室５１は、突条部２３の躯体内に配置され、ポンプ３と、取出配管３１及び払い出し配管３２の一部とを収容可能な空間容積を備えている。本実施形態では、突条部２３を設けることで防液堤２の外周面２Ａが径方向外側へ膨出した部分を形成し、収容室５１の配置スペースを創出している。外周面２Ａと収容室５１との間には、外壁部２３Ａが存在している。収容室５１とタンク本体１０との間には、内壁部２３Ｂ（防液堤の側部）が存在している。内壁部２３Ｂは、環状部２２の一部であって、突条部２３が存在する部分の躯体である。

【0022】

収容室５１の径方向内側に位置する内壁部２３Ｂには、取出配管３１を収容室５１へ貫通させる取出開口３３が設けられている。取出開口３３は、防液堤２の一部である内壁部２３Ｂを径方向に貫通する円筒型の孔である。円筒型に限らず、断面形状が楕円、三角形、矩形等の孔を取出開口３３としても良い。取出開口３３の内面と取出配管３１の外周面との間には隙間が存在している。なお、取出配管３１が外槽側板１１Ｓを貫通する部分では、両者は接合されている。

【0023】

内壁部２３Ｂには、トンネル状の貫通孔である取出開口３３が形成されている。本実施形態では、内壁部２３Ｂが、防液堤２における取出配管３１を貫通させる貫通部分２４である。貫通部分２４には、強度を補強する補強部を含んでいる。この補強部については、図３～図５を参照して後記で詳述する。

【0024】

突条部２３には、さらに、作業員が収容室５１へアクセスするための通路５２が備えられている。通路５２は、突条部２３内において鉛直方向に延びている。通路５２の下端側には下端開口５３が、上端側には上端開口５４が開設されている。下端開口５３は、収容室５１に連通する開口である。上端開口５４は、突条部２３の天面２３Ｔに開口している。通路５２には、作業員の進行及び退行のため、梯子５５が設置されている。払い出し配管３２の上流部分も、通路５２内に配設されている。上端開口５４には、当該上端開口５４を開閉する開閉扉５６が設けられている。開閉扉５６は、常時は閉じた状態とされ、メンテナンス作業時等に開放される。開閉扉５６の設置により、収容室５１及び通路５２への雨水や塵埃等の進入を抑制でき、これらを清浄に保つことができる。

【0025】

収容室５１及び通路５２の空間は、保冷層１３とは隔絶された空間であるため、空気環境とすることができる。従って、作業者は、通路５２を通って収容室５１内のポンプ３へ容易にアクセス可能となるので、メンテナンス作業等を容易化することができる。なお、防爆性を高めるためには、収容室５１及び通路５２の空間に窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。

【0026】

本実施形態に係る液化水素貯蔵タンク１によれば、外槽１１の内側空間と、突条部２３の躯体内の空間とが、内槽１２から漏液する液体を貯めることができる貯液空間となる。そして、前記貯液空間の上面は、外槽屋根１１Ｒ及び開閉扉５６で封止されている。従って、タンク本体１０の損傷等で漏液が生じても、その漏液は前記貯液空間に閉じ込められ、気化した液化水素ＬＨの流出を抑制できる。

【0027】

また、防液堤２の突条部２３に収容室５１が設けられ、当該収容室５１にタンク側板を通して液化水素ＬＨを外部へ払い出すポンプ３が収容される。このため、内槽１２内にポンプを設置する場合に比べて、メンテナンス作業を行い易くすることができる。液化水素ＬＨを貯留する液化水素貯蔵タンク１において内槽１２の内部にポンプ３を設置する場合、液化水素ＬＨ中に浸漬されたポンプ３を外部へ取り出す必要があるため、安全性及び作業性に優れたメンテナンス方法の立案は難易度が高い。これに対し、本実施形態では、内槽側板１２Ｓの外にある収容室５１にポンプ３が配置されるので、内槽１２内からのポンプ３の取り出し作業自体が生じず、メンテナンス作業を容易化できる。

【0028】

本実施形態の液化水素貯蔵タンク１は、以上の通りの利点があるが、防液堤２に取出配管３１を貫通させる取出開口３３を含む貫通部分２４を設けることから、当該貫通部分２４が強度的弱点部となる懸念がある。強度的弱点部が顕在化するケースの一つは、内槽１２から液化水素ＬＨが漏液した場合である。この場合、防液堤２には当該防液堤２を拡径する方向に、漏液した液化水素ＬＨの液圧が作用する。この液圧に伴い、防液堤２には周方向に引張応力が作用する。このような防液堤２に対して取出開口３３を設けた場合、当該取出開口３３を含む貫通部分２４は他の部分よりも応力集中が生じ易く、脆弱な部分となる。

【0029】

また、防液堤２のＰＣ構造化に伴うプレストレスによっても、貫通部分２４は強度的弱点部となる。既述の通り、防液堤２は、強度を担保する観点から、ＰＣ構造で形成されている。タンク本体１０を取り囲む円形の環状部２２を含む防液堤２をＰＣ構造とすると、図２に付記しているように、ＰＣ鋼の圧縮力によって防液堤２を周方向に絞るような緊縮力Ｆが、当該防液堤２を形作るコンクリートに作用する。緊縮力Ｆが予め与えられる防液堤２に取出開口３３を設けた場合、当該取出開口３３を含む貫通部分２４は他の部分よりも応力集中が生じ易く、やはり脆弱な部分となる。上述の脆弱性を解消するため、本実施形態では、貫通部分２４の強度を補強する補強部を設けている。以下、前記補強部の具体例を説明する。

【0030】

［貫通部分の補強部の第１例］
図３は、防液堤２の貫通部分２４に組み込まれる第１例の補強部６を示す斜視図である。補強部６は、取出配管３１を覆う管路材６１と、管路材６１の周囲を覆う補剛材６２とを含む。また、補強部６は、荷重伝達部材として、接続材６３、端部リブ６４および中間リブ６５を含む。さらに、補強部６は、貫通部分２４の躯体に対するアンカー材としてスタッドジベル６６を含む。

【0031】

管路材６１は、炭素鋼、ステンレス鋼、低温用鋼あるいはアルミニウム合金などの金属管からなる、円筒型の管である。円筒型に限らず、断面形状が楕円、矩形等の筒状体を管路材６１としても良い。管路材６１の中空部が、最終的には取出配管３１を通す取出開口３３となる。つまり、管路材６１は、防液堤２に穿孔される取出開口３３用の貫通孔の内張りとなる。液化水素ＬＨの漏出時に貫通部分２４の躯体を冷熱から保護するために、管路材６１の外周面または内周面に、断熱材の層を添設しておくことが望ましい。断熱材としては、硬質ウレタンフォームなどの発泡材や断熱コンクリートを用いることができる。また、断熱材に代えて、あるいは断熱材に加えて、真空断熱層を管路材６１に具備させても良い。この場合、管路材６１として真空二重管を用いれば、コンパクト化を図れるとともに施工性も良好である。

【0032】

補剛材６２は、上述した漏液時の引張応力や、図２に示すＰＣ構造由来の緊縮力Ｆによって、管路材６１を径方向内側に押し潰すように作用する圧潰力への耐性を、当該管路材６１に与えるために配設されている。図３では、管軸方向に所定間隔を置いて配置された３つの補剛材６２；第１補剛材６２Ａ、第２補剛材６２Ｂおよび第３補剛材６２Ｃを例示している。第１補剛材６２Ａは、管路材６１と同じ材料で形成された矩形板からなり、管路材６１を通す貫通孔を中央に有している。前記貫通孔と管路材６１の外周面とは固定されている。この固定には、例えば溶接が好適である。第２補剛材６２Ｂおよび第３補剛材６２Ｃも同様である。補剛材６２は、管路材６１の管軸方向と直交する方向に延びる限りにおいて形状に制限はなく、例えば円板であっても良い。また、補剛材６２の数も任意であり、想定される圧潰力に応じて数を定めることができる。

【0033】

接続材６３は、３つの補剛材６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを管軸方向に繋ぐ部材である。接続材６３は、管軸方向に延びる平板状の鋼材からなり、補剛材６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃの各々の側辺に溶接されている。端部リブ６４は、管路材６１の端部付近において、当該管路材６１の外周面から径方向外側へ延びる直角三角形状の鋼材リブである。端部リブ６４の一方の隣辺は管路材６１の外周面に、他方の隣辺は第１補剛材６２Ａにそれぞれ溶接されている。中間リブ６５は、長方形の鋼材リブであって、第１補剛材６２Ａと第２補剛材６２Ｂとの間、および第２補剛材６２Ｂと第３補剛材６２Ｃとの間にそれぞれ配置されている。中間リブ６５の一方の長辺は管路材６１の外周面に、他方の長辺は接続材６３の内面に、それぞれ溶接されている。

【0034】

スタッドジベル６６は、円柱型の鋼材からなり、補剛材６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃの各側辺から外方へ延び出すように溶接されている。スタッドジベル６６は、防液堤２の貫通部分２４と係合してアンカー効果を発揮する。前記アンカー効果を奏する限りにおいて、スタッドジベル６６に代わる部材を管路材６１、補剛材６２または接続材６３に取り付けても良い。例えば、鉄筋を短尺に切断した部材を、管路材６１や補剛材６２に溶接する態様とすることができる。

【0035】

以上の構造を有する補強部６によれば、防液堤２において取出配管３１を通す孔を管路材６１により区画でき、貫通部分２４の強度をある程度確保できる。さらに、管路材６１は補剛材６２で覆われるので、当該管路材６１の剛性、特に管径方向の圧潰荷重への耐性を高めることができる。また、管路材６１の管軸方向において補剛材６２が存在しない隙間部分が受ける圧潰荷重については、端部リブ６４または中間リブ６５と、接続材６３とを通して、３つの補剛材６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに荷重伝達することができる。従って、前記隙間部分の剛性も高めることができる。また、スタッドジベル６６と貫通部分２４のプレストレストコンクリートとの係合により、管路材６１の管軸方向への抜け出しを防止できる。

【0036】

補強部６を予め工場等で組み立て、防液堤２の施工の際に貫通部分２４に相当する箇所に当該補強部６を埋め込む、プレハブ工法を採用することが望ましい。例えば、平板の鋼材を円筒成形および突き合わせ溶接して管路材６１を作製する。続いて、管路材６１に補剛材６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ）を嵌め込み、隅肉溶接する。さらに所要数の端部リブ６４および中間リブ６５を、管路材６１および補剛材６２に溶接し、さらに接続材６３を補剛材６２に溶接する。最後に、スタッドジベル６６を補剛材６２の適所に溶接する。なお、図３の実施形態では補剛材６２自体がアンカー効果を発揮し得るので、スタッドジベル６６を省いても良い。このようにして予め組み立てた補強部６をタンク施工現場に搬入し、貫通部分２４の形成箇所に据え付けてコンクリートを打設する。以上のプレハブ工法の採用により、現場施工作業を簡素化することができる。

【0037】

［貫通部分の補強部の第２例］
図４は、防液堤２の貫通部分２４に組み込まれる第２例の補強部６Ａを示す斜視図である。補強部６Ａは、取出配管３１を覆う管路材６１と、管路材６１の周囲を覆う形鋼補剛材６７とを含む。また、補強部６Ａは、荷重伝達部材として、トラス骨６７１および形鋼接続材６８を含む。さらに、補強部６は、アンカー材としてスタッドジベル６６を含む。形鋼補剛材６７は、図３の第１例における補剛材６２に、形鋼接続材６８は第１例の接続材６３に各々相当する部材である。

【0038】

形鋼補剛材６７は、ＰＣ構造由来の緊縮力Ｆに基づく圧潰力への耐性を管路材６１に与える部材である。図４では、管軸方向に所定間隔を置いて配置された３つの形鋼補剛材６７；第１補剛枠６７Ａ（第１補剛材）、第２補剛枠６７Ｂ（第２補剛材）および第３補剛枠６７Ｃを例示している。第１補剛枠６７Ａは、鋼材を四角形に組んで形成されており、さらに第１補剛枠６７Ａの内側において、トラス骨６７１が四角形に組み立てられている。管路材６１は、第１補剛枠６７Ａの枠内であってトラス骨６７１の枠内に通されている。第２補剛枠６７Ｂおよび第３補剛枠６７Ｃも同様である。

【0039】

形鋼接続材６８は、管軸方向に延びる鋼材であり、３つの補剛枠６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを管軸方向に連結している。すなわち、第２例の補強部６Ａは、トラス骨６７１で補強された３つの補剛枠６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが形鋼接続材６８で連結され、管路材６１を収容するような直方体の枠体である。補剛枠６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃの４つの側辺には、スタッドジベル６６が溶接されている。

【0040】

管路材６１の端部付近には、端部リブ６７２と鋼板６７３とが溶接されている。端部リブ６７２は、管路材６１の外周面から径方向外側へ延びる直角三角形状の鋼材リブである。鋼板６７３は、トラス骨６７１で形成された四角枠と管路材６１との間の隙間を埋めており、前記四角枠と管路材６１とに溶接されている。管路材６１の中間部にも鋼材リブを立設し、形鋼接続材６８と溶接しても良い。補強部６Ａも第１例と同様に、補剛枠６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが管路材６１に対する圧潰荷重への耐性を付与し、形鋼接続材６８が荷重伝達機能を果たす。

【0041】

［補強部の他の例］
図５（Ａ）、（Ｂ）は、第３例、第４例に係る補強部６Ｂ、６Ｃを示す斜視図である。補強部６Ｂ、６Ｃは、第１例および第２例に比べてよりシンプルな構造を有する。図５（Ａ）に示す補強部６Ｂは、ＰＣ構造由来の緊縮力Ｆに耐える管厚を有する管路材６１Ａを備える。すなわち、管路材６１Ａの管厚を厚くすることで、補剛材を用いずとも管路材６１Ａ自体が十分な剛性を有している。管路材６１Ａの中空部が、取出配管３１を通す取出開口３３となる。管路材６１Ａの外周面には、スタッドジベル６６が立設されている。管路材６１Ａの抜け出しを防止する他の手段が施与される場合は、スタッドジベル６６を省いて良い。例えば、管路材６１Ａの両端にフランジ状の鍔部を設けることで、前記抜け出しを防止しても良い。

【0042】

図５（Ｂ）に示す補強部６Ｃは、鋳造により製作された鋳造管路材６１Ｂを備える。鋳造管路材６１Ｂは、製作時に中子を入れて形成された孔部６１１を有する。この孔部６１１が、取出配管３１を通す取出開口３３となる。孔部６１１の周囲には、緊縮力Ｆに耐える厚さの鋳造材が存在している。鋳造管路材６１Ｂの外周面には、スタッドジベル６６が立設されている。

【0043】

［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。

【0044】

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内槽と、前記内槽との間に保冷層を介して形成される外槽と、を含むタンク本体と、前記タンク本体の外周を取り囲むように立設された、コンクリート構造の防液堤と、前記タンク本体および前記防液堤を貫通し、前記内槽に貯蔵された液化水素を外部へ払い出すための配管と、を備え、前記防液堤は、前記配管が貫通する貫通部分の強度を補強する補強部を含む。

【0045】

第１の態様によれば、液化水素の払い出し用の配管が貫通する貫通部分が補強部を含むので、当該貫通部分の強度を向上させることができる。従って、前記貫通部分に応力集中が生じても、当該貫通部分における変形等を抑制できる。

【0046】

第２の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、第１の態様の液化水素貯蔵タンクにおいて、前記防液堤は、プレストレストコンクリート構造を有する。

【0047】

防液堤をプレストレストコンクリート（ＰＣ）構造で形成することにより、防液堤の強度を高めることができる。一方、ＰＣ構造では、ＰＣ鋼線によりコンクリートに予め圧縮力が付与される。タンク本体を取り囲む防液堤をＰＣ構造にて構築した場合、周方向に絞るようなプレストレスが与えられる。このため、防液堤に前記貫通部分を設けた場合、当該貫通部分には前記プレストレスによる応力集中も生じ易くなる。しかし、前記貫通部分に前記補強部を設けることで、前記プレストレスに基づく応力集中にも対抗することができる。

【0048】

第３の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、第１または第２の態様の液化水素貯蔵タンクにおいて、前記補強部が、前記配管を覆う管路材と、前記管路材の周囲を覆う補剛材とを含む。

【0049】

第３の態様によれば、防液堤において配管を通す孔を管路材により区画でき、貫通部分の強度をある程度確保できる。さらに、前記管路材は補剛材で覆われるので、当該管路材の剛性、特に管径方向の圧潰力への耐性を高めることができる。

【0050】

第４の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、第３の態様の液化水素貯蔵タンクにおいて、前記補剛材として、前記管路材の管軸方向に所定間隔を置いて配置された第１補剛材および第２補剛材を含み、前記補強部は、前記第１補剛材と前記第２補剛材とを繋ぐ接続材をさらに含む。

【0051】

第４の態様によれば、第１補剛材と第２補剛材とが接続材で繋がれる。このため、補剛材間において管路材が受けた荷重を、前記接続材を通して第１補剛材および第２補剛材へ荷重伝達することができる。従って、貫通部分の強度を一層高めることができる。

【0052】

第５の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、第１～第４の態様の液化水素貯蔵タンクにおいて、前記補強部が、前記配管を覆う管路材と、前記管路材の外周面から突設されたアンカー材とを含む。

【0053】

第５の態様によれば、アンカー材とコンクリートとの係合により、管路材の管軸方向への抜け出しを防止することができる。

【0054】

第６の態様に係る液化水素貯蔵タンクは、第１～第４５態様の液化水素貯蔵タンクにおいて、内槽内の液化水素を外部へ払い出すポンプをさらに備え、前記防液堤は、前記ポンプを収容する収容室を内部に有し、前記貫通部分および前記補強部は、前記収容室と前記タンク本体との間における前記防液堤の側部に設けられている。

【0055】

第６の態様によれば、防液堤内の収容室に配置されたポンプにより、内槽に貯蔵された液化水素を、配管を通して払い出すことができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 液化水素貯蔵タンク
１０ タンク本体
１１ 外槽
１２ 内槽
１３ 保冷層
２ 防液堤
２３ 突条部
２３Ｂ 内壁部（防液堤の側部）
２４ 貫通部分
３ ポンプ
３１ 取出配管（配管）
３３ 取出開口
５１ 収容室
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 補強部
６１ 管路材
６２ 補剛材
６２Ａ 第１補剛材
６２Ｂ 第２補剛材
６３ 接続材
６６ スタッドジベル（アンカー材）
ＬＨ 液化水素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】