特表 2024-538121 極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナ並びに極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-18

(54)【発明の名称】極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナ並びに極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するための方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 3/04 20060101AFI20241010BHJP

   B65D 88/22 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

F17C3/04 A

B65D88/22 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522450

(86)(22)【出願日】2022-11-04

(85)【翻訳文提出日】2024-05-13

(86)【国際出願番号】 EP2022025496

(87)【国際公開番号】W WO2023078586

(87)【国際公開日】2023-05-11

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519288685

【氏名又は名称】リンデ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｌｉｎｄｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｄｒ．－Ｃａｒｌ－ｖｏｎ－Ｌｉｎｄｅ－Ｓｔｒ． ６－１４， ８２０４９ Ｐｕｌｌａｃｈ ｉ． Ｉｓａｒｔａｌ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アイグナー、ヘルベルト

【テーマコード（参考）】

3E170

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E170AA24

3E170AB29

3E170NA03

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172BA06

3E172BB03

3E172BB05

3E172BB12

3E172BB17

3E172BC04

3E172DA03

3E172DA04

3E172DA36

(57)【要約】

本発明は、極低温液化ガス（１）用の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）に関し、コンテナは、外側コンテナ（１２）及び内側コンテナ（１１）によって形成された二重壁（１０）を有し、外側コンテナ（１２）は、内側コンテナを囲み、外側コンテナ（１２）は、互いに反対側の端部、すなわち第１の端部及び第２の端部においてドーム型金属壁領域（１２．２）に移行する円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）を有し、円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）の壁厚は、第１及び第２の端部の間の中央に位置する中央部分（１２．３）から始まって第１の端部及び第２の端部の方向に増加する。中央部分（１２．３）において、強化層（１２．４）は、円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）に固定され、繊維強化プラスチックを有する。本発明はまた、極低温液化ガス（１）を保管及び／又は輸送するための方法であって、請求項１～１５のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）が使用される方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

極低温液化ガス（１）用の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）であって、前記コンテナが、外側コンテナ（１２）及び内側コンテナ（１１）によって形成された二重壁（１０）を有し、前記外側コンテナ（１２）が、前記内側コンテナを囲み、前記外側コンテナ（１２）が、互いに反対側の端部においてドーム型金属壁領域（１２．２）に移行する円筒形のジャケット状の壁領域（１２．１）を有し、前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）の壁厚が、前記第１及び第２の端部の間の中央に位置する中央部分（１２．３）から開始して前記第１及び第２の端部の方向に増加し、前記中央部分（１２．３）において、強化層（１２．４）が、前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）に固定され、繊維強化プラスチックを有する、保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項2】

前記繊維強化プラスチックが、合成樹脂マトリックス、熱硬化性マトリックス又は熱可塑性マトリックスの形態のマトリックスを有する、請求項１に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項3】

前記マトリックスに埋め込まれているのが、バサルト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、炭素繊維、石英繊維、金属繊維、アラミド繊維、ポリ（ｐ－フェニレン－２，６－ベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリメチルメタクリレート繊維、及び前記繊維の任意の組み合わせから選択される強化繊維である、請求項２に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項4】

前記強化層（１２．４）及び／又は前記繊維強化プラスチックの引張強度が５００から１０００ニュートン／平方ミリメートルであり、及び／又は密度が１から５キログラム／立方デシメートルである、請求項２又は３に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項5】

前記強化層（１２．４）が、前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）上に少なくとも部分的に積層されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項6】

前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）の範囲が、前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）の端部よりも前記中央部分（１２．３）において小さい、請求項１～５のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項7】

前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）が、前記中央部分（１２．３）の少なくとも一部において８、７、６、５又は４ミリメートル未満の厚さを有するように設計されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項8】

前記ドーム型金属壁領域（１２．２）がそれぞれ、コンテナフレーム（１３）に接続されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項9】

２０又は４０フィートの長さを有する標準的なコンテナ形態で設計されている、請求項８に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項10】

前記ドーム型金属壁領域（１２．２）が、未修正又は修正された球形又は楕円形のドームの形態で提供される、請求項１～９のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項11】

前記ドーム型金属壁領域（１２．２）が、前記円筒形のジャケット状の金属壁領域（１２．１）と一体的に形成されるか、又はそれに一体的に接合される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項12】

前記二重壁（１０）が、排気されるか、又は絶縁又は冷却流体で充填されるか、又は絶縁材料で充填されるように設計されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項13】

前記極低温液化ガス（１）として液体水素又は液体ヘリウムを保管及び／又は輸送するように設計されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項14】

２０から４１立方メートルの前記極低温液化ガス（１）を保管及び／又は輸送するように設計されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載の保管及び／又は輸送コンテナ（１００）が使用される、極低温液化ガス（１）を保管及び／又は輸送するための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナ、並びに極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体ヘリウムや液体水素などの極低温液化ガス用の輸送可能な保管コンテナ（特に、本出願人による「ヘリックス」及び「ハイリクス」コンテナ）は、例えば標準コンテナ又はＵＮ形態（４０フィート又は２０フィート）で知られている。そのような保管コンテナは、真空又は窒素絶縁二重壁を用いて設計することができ、この場合、内側コンテナ及び外側コンテナを有する。外側コンテナは、例えばフォークリフトトラック又はガントリクレーンによる保管コンテナの積み重ね及び取り扱いを特に可能にする適切な寸法のコンテナフレーム内に収容される。

【0003】

そのような保管コンテナの外側コンテナは、ステンレス鋼で作ることができ、例えば二重壁内の真空及び輸送中の動的負荷に対する必要な補強として機能する外側リブを有することができる。

【0004】

本発明の目的は、そのような、－特に、必ずしもそうである必要はないが、輸送可能な－保管コンテナ（ここでは「保管及び／又は輸送コンテナ」とも呼ぶ）の特性及びその製造、並びに対応する保管コンテナの特性を改善することである。

【発明の概要】

【0005】

この背景に対して、独立請求項の対応する特徴を有する、極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナ、並びに極低温液化ガスを保管するための方法が提案される。本発明の実施形態は、それぞれ従属請求項及び以下の説明の主題である。

【0006】

本発明によれば、極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナが提案され、コンテナは、外側コンテナと内側コンテナとによって形成される二重壁を有し、外側コンテナは内側コンテナを囲み、外側コンテナは、互いに反対側の端部、すなわち円筒形のジャケット状の金属壁領域の第１の端部及び第２の端部においてドーム型金属壁領域に移行する円筒形のジャケット状の金属壁領域を有する。

【0007】

ドーム型金属壁領域は、例えば、球形又は楕円形のドームの形態で設計されることができ、これはまた、例えば、別の方法で先端が平坦化又は変形することができる。ドーム型金属壁領域は、例えば、円筒形のジャケット状の金属壁領域と一体的又はモノリシックに形成されるか、それに溶接されるか、又は別の方法で接続され得る。本発明は、ドーム状部分の特定の設計によって限定されず、対応する壁領域は、コンテナ技術の分野における従来技術から一般的に知られているように設計及び接続され得る。

【0008】

本発明によれば、円筒形のジャケット状の金属壁領域の壁厚は、第１及び第２の端部の間の中央に位置する中央部分から始まって、第１の端部及び第２の端部の方向に増加する（又は反対方向に狭くなる）。したがって、円筒形のジャケット状の壁領域の壁厚は、ドーム型金属壁領域に移行する端部よりも少なくとも中央部分において低い。円筒形のジャケット状の金属壁領域には、少なくとも円筒形のジャケット状の金属壁領域の中央部分に、繊維強化プラスチックからなる強化層が施されている。

【0009】

液体ヘリウムや液体水素などの極低温液化ガス用の保管及び／又は輸送コンテナは、特に真空断熱又は窒素断熱の二重壁で設計されており、したがって内側及び外側コンテナがある場合には、冒頭で既に述べたように補強が必要である。断熱空間内の真空と、（コンテナがそれに応じて設計されている場合）コンテナ端部の収容フレーム間の通常のフレームレス設計のため、コンテナの補強が必要である。そのような場合、道路、鉄道及び船舶輸送からの、及び保管コンテナを持ち上げることからのすべての負荷は、コンテナジャケットによって吸収されなければならない。

【0010】

補強は、従来、外部補強リングによって形成される。これらの従来の設計では、そのようなリングは、典型的には、より悪い空気力学をもたらし、したがって、例えば適切なセミトレーラで覆われずに輸送される場合、道路輸送中の燃料消費の増加をもたらす。本発明は、円筒形のジャケット状の金属壁領域の中央部分における繊維強化プラスチックによる有利な補強のために、このような補強リングを不要にすることを可能にし、したがって、軽量化と同時に空気力学をそれに応じて改善することを可能にする。このようにして、本発明の実施形態は、より費用効果の高い輸送を可能にする。

【0011】

原理的に可能である補強リングを（例えば、内側に）配置することは、内側コンテナのサイズの縮小をもたらし、したがって、特に液体水素コンテナの場合には既に比較的低いコンテナの使用可能な容積（ペイロード）を減少させる。本発明の実施形態による繊維強化プラスチックを用いることにより、容積全体を保持することができる。

【0012】

原理的に可能である外側コンテナの壁厚を増加させることは、この目的のために必要とされる追加の金属（典型的にはステンレス鋼）のために、コンテナ重量及びコストを著しく増加させる。しかしながら、本発明は、費用効果の高い材料による補強を可能にする。本発明はまた、例えば繊維強化プラスチックの厚さ又は層数を増加させることによって、保管コンテナの剛性に柔軟に影響を与えることを可能にし、それを所望に応じて調整することを可能にする。

【0013】

本発明の実施形態で使用される繊維強化プラスチックは、特に、合成樹脂マトリックス、熱硬化性マトリックス又は熱可塑性マトリックスの形態のマトリックスを有する。適用分野及び要件に応じて、複合技術の分野から一般的に知られているように、異なるマトリックス、特にエポキシ樹脂マトリックスを使用することができる。

【0014】

本発明の一実施形態では、マトリックスに埋め込まれているのは、バサルト繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、炭素繊維、石英繊維、金属繊維、アラミド繊維、ポリ（ｐ－フェニレン－２，６－ベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリメチルメタクリレート繊維、及び当該繊維の任意の所望の組み合わせから選択される強化繊維である。

【0015】

本発明の一実施形態は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、すなわち、炭素繊維がプラスチックマトリックスに埋め込まれた複合材料の使用を含む。一般に知られているように、マトリックスは、繊維を接続し、ギャップを充填するのに役立つ。材料エポキシ樹脂をマトリックスとして選択することができる。しかしながら、他の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂もマトリックス材料として使用することができる。炭素繊維強化プラスチックは、低質量及び高剛性の両方を有するという特定の利点を有する。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、強化層及び／又はその中の繊維強化プラスチックの引張強度は、５００から１０００ニュートン／平方ミリメートルであり、及び／又はその密度は、１から５キログラム／立方デシメートルである。このようにして、特に有利な機械的特性を有する対応して設計された保管及び／又は輸送コンテナを作ることができる。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、強化層は、円筒形のジャケット状の金属壁領域上に少なくとも部分的に積層される。そのような積層は、機械的特性を更に改善することができる。金属円筒部及び強化層は、共に変形することしかできない。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、円筒形のジャケット状の金属壁領域の範囲は、円筒形のジャケット状の金属壁領域の端部よりも中央部分において小さい。

【0019】

本発明の一実施形態によれば、円筒形のジャケット状の金属壁領域は、中央部分の少なくとも一部において８、７、６、５又は４ミリメートル未満の厚さを有するように設計される。以下の表にも示すように、特に炭素繊維強化プラスチックのより良好な機械的特性により、それに応じてより薄いコンテナ壁を使用することが可能になる。表の欄には、ステンレス鋼１．４３０１、炭素繊維強化プラスチック等の複合材料の各特性と、対応する因子とが記載されている。引張強度は、プラスチックの０．２％耐力の形態で示されている。

【0020】

【表1】

【0021】

本発明の一実施形態によれば、ドーム型金属壁領域は各々、コンテナフレームに接続されるが、特に、コンテナフレームは、コンテナ自体とは別の任意の他の接続構造を介して互いに接続されない。したがって、本発明の対応する実施形態では、保管及び／又は輸送コンテナを既存のコンテナインフラストラクチャに統合することができる。本発明の利点は、特に道路輸送の場合に生じる。本発明の一実施形態によれば、保管及び／又は輸送コンテナは、４０フィートの長さを有するが、随意により２０フィートの長さも有する標準的なコンテナ形態で設計される。

【0022】

既に述べたように、ドーム型金属壁領域は、特に未修正又は修正された球形又は楕円形のドームの形態で提供される。ドーム型金属壁領域は、特に、既に述べたように、円筒形のジャケット状の金属壁領域と一体的に形成されてもよく、又はそれに一体的に接合されてもよい。二重壁は、特に、排気されるか、又は絶縁又は冷却流体で充填されるか、又は絶縁材料で充填されるように設計することができる。特に真空断熱の場合、本発明が有利に満たすことができる補強が必要である。

【0023】

本発明の一実施形態では、保管及び／又は輸送コンテナは、極低温液化ガスとして液体水素又は液体ヘリウムを液体水素するように設計される。この場合、保管及び／又は輸送コンテナは、２０から４１立方メートルの極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するように設計することができる。したがって、これは、上述のような大型コンテナであり、コンテナフレーム内に収容され、例えば、セミトレーラ上で輸送され得る。特にこの種の大型コンテナの場合、より優れた耐風性値や軽量化など、本発明の実施形態で達成できる利点は、輸送コストの削減に特に関連する。

【0024】

本発明はまた、本発明の有利な実施形態において上述したような保管及び／又は輸送コンテナが使用される、極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するための方法に関する。この方法は、本発明及びその実施形態による保管及び／又は輸送コンテナに関して上述した利点から利益を得、したがって、この時点で明示的に参照することができる。

【0025】

本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明を以下により詳細に説明する。

【0026】

上述の特徴、及び以下で説明される特徴は、それぞれの場合に指定されている組み合わせだけではなく、他の組み合わせでも、又は単独でも、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる点を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態による保管及び／又は輸送コンテナを示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、本発明の一実施形態による保管及び／又は輸送コンテナを示し、全体として１００によって指定されている。

【0029】

保管及び／又は輸送コンテナ１００は、ここでは非常に簡略化された概略的な方法で示されており、特に、壁厚は、本発明の実施形態を説明するために非常に誇張された方法で示されている。

【0030】

保管及び／又は輸送コンテナ１００は、ここでは１で示されている極低温液化ガスを保管及び／又は輸送するために提供される。保管及び／又は輸送コンテナ１００は、例えば真空断熱することができる二重壁１０を有する。二重壁１０は、外側コンテナ１２及び内側コンテナ１１によって形成され、内側コンテナはここでも非常に簡略化されて示されている。

【0031】

外側コンテナ１２は、内側コンテナ１１を囲み、外側コンテナ１２は、ここでは１２．１で示されている円筒形のジャケット状の金属壁領域を有し、互いに反対側の端部、すなわち第１の端部及び第２の端部で、ドーム型金属壁領域１２．２に移行する。

【0032】

円筒形のジャケット状の金属壁領域１２．１の壁厚は、第１及び第２の端部の間の中央に位置する中央部分１２．３から始まって第１の端部及び第２の端部の方向に増加する。ここに示す例は漸進的な増加を示しているが、壁厚の増加は（１つ又は複数の増分で）増分的であってもよい。これは本発明を限定するものではない。

【0033】

中央部分１２．３において、強化層１２．４は、円筒形のジャケット状の金属壁領域１２．１に固定され、繊維強化プラスチックを有する。図示のように、壁厚の変化に対応する強化層の厚さの変化がここで可能であるが、本発明の範囲内で他の実施形態も提供することができる。

【0034】

強化層１２．４は、特に、既に述べたように、円筒形のジャケット状の金属壁領域１２．１上に少なくとも部分的に積層され得る。更に、ここでは明示的に示されていないが、円筒形のジャケット状の金属壁領域１２．１の範囲は、円筒形のジャケット状の金属壁領域１２．１の端部よりも中央部分１２．３において小さくすることができる。ここに示される例では、ドーム型金属壁領域１２．２はそれぞれコンテナフレーム１３に接続され、それにより、特に２０又は４０フィートの長さを有する標準的なコンテナ形態でこのように設計することができる対応する保管及び／又は輸送コンテナ１００をそれに応じて輸送することができる。

【図1】

【国際調査報告】