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公開番号2024157920
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072590
出願日2023-04-26
発明の名称液体の貯蔵タンク
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類F17C 13/00 20060101AFI20241031BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】貫通部品を削減しタンクへの入熱を低減して液化ガスの気化損失を低減させるとともに、省スペース性にも優れ、極低温液体の貯蔵に適したタンクを提供する。
【解決手段】貯蔵タンク10は、移送システム20において、液体15の収容槽16に設けられた第1開口11に挿入される輸送管21と、収容槽16の内部において輸送管21の先端に設けられ収容槽16の外部に向かう流動圧を液体15に付与するポンプ30と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液体の収容槽に設けられた第１開口に挿入される輸送管と、
前記収容槽の内部において前記輸送管の先端に設けられ、その外部に向かう流動圧を前記液体に付与するポンプと、を備える液体の貯蔵タンク。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
請求項１に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記ポンプは、
励磁した電磁石の作用により往復運動し前記流動圧を発生させるピストンと、
前記電磁石の近傍を通過させてから前記輸送管に前記液体を案内する流路と、を有する液体の貯蔵タンク。
【請求項３】
請求項２に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記電磁石は、前記ピストンの往復運動対し同軸で多重の円筒構造を持ち、
前記流路として、前記円筒構造の隙間が機能する液体の貯蔵タンク。
【請求項４】
請求項２に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記流路は、前記電磁石の外周に螺旋状に形成される液体の貯蔵タンク。
【請求項５】
請求項２に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記液体は液化ガスであり、前記電磁石は超電導電磁石である液体の貯蔵タンク。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記第１開口に対し挿抜自在に構成され、
前記ポンプに駆動電力を供給するケーブルと前記輸送管とを内側に這わせ、
前記ポンプを先端で固定する、スリーブを有する液体の貯蔵タンク。
【請求項７】
請求項６に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記収容槽を内部保持し断熱する真空容器と、
前記真空容器に設けられた第２開口を閉止するとともに、前記輸送管を支持する閉止プレートと、を備える液体の貯蔵タンク。
【請求項８】
請求項７に記載の液体の貯蔵タンクにおいて、
前記収容槽の外側及び前記真空容器の内側に設けられ、冷却機に接続するシールドを備える液体の貯蔵タンク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液化ガス等の極低温液体の貯蔵に適したタンクに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を助長するＣＯ２ガス等の温室効果ガスの発生を抑制するため、発電、航空機、船舶等の燃料として、水素の活用が推進されている。発電用途として、高圧水素ガスのタンクを搭載した水素ガスタービンが知られている。この高圧水素ガスの貯蔵タンクは、圧縮ガスに対する耐圧性を持つよう高強度化するため、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が巻かれている。このため一般的な圧縮ガスの貯蔵タンクは、大型化が困難で貯蔵容量が少なく、一度の充填による稼働時間が短く、経済性の観点から不利である。
【０００３】
そこで、水素ガスを液化した液化水素の貯蔵タンクの開発が検討されている。－２５３℃の極低温まで冷却し液化させた液化水素は、標準状態で水素ガスの約８００分の１の体積になる。このため、液化ガスの貯蔵タンクは、小型でも貯蔵容量が大きくなる。そして、このような液化ガスの貯蔵タンクは、二重構造の容器であり、その間を真空に保持することで、貯蔵される液化ガスの断熱が図られている。
【０００４】
発電用途の水素燃料は、例えば２０気圧まで加圧してガスタービンの燃焼器に供給される。このため液体水素は、所定圧力で加圧するポンプにより、貯蔵タンクから吸い上げられ移送される。そして、液化ガスの貯蔵タンクに設置するのに適当な小型のポンプとして、往復動式のピストンポンプが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－２２５２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液化ガスの貯蔵タンクに設置された従来のピストンポンプは、ピストンの駆動手段が常温部に、ピストン部はタンク内に設置されている。このため、二重構造のタンクを駆動軸が貫通する構造をとるため、ピストンポンプの稼働／停止に関わらず、タンク外部から内部への熱侵入の増加が避けられない。このような侵入熱を低減するために、スリーブや駆動軸の一部に低熱伝導率の非金属材料を使用する対策がとられているが、その効果は限定的である。
【０００７】
ところで、常時稼働している等、稼働率の高い設備では、タンクへの入熱により液化ガスが気化するボイル・オフ・ガス（ＢＯＧ）が発生しても、そのまま燃料に使用されるため問題とならない。一方において、例えば１週間以上停止する等、稼働率の低い設備では、停止中もタンクへの入熱が継続し、多量のＢＯＧが発生する。
【０００８】
その結果、タンクの圧力限界に到達するまで発生したＢＯＧは、安全弁からタンク外に放出されてしまい、燃料損失の原因になる。特に、液体水素は、ＬＮＧに比べて蒸発潜熱が約７分の１と蒸発しやすい為、タンクの貫通部の一部を低熱伝導率の材料に置き換えたとしても、ＢＯＧの抑制には不十分である。それでは、タンクの貯蔵量を増加させるため液化水素を用いた意味が失われてしまう。
【０００９】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、貫通部品を削減しタンクへの入熱を低減して、液化ガスの気化損失を低減させるとともに、省スペース性にも優れ極低温液体の貯蔵に適した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】
【００１０】
実施形態に係る液体の貯蔵タンクにおいて、液体の収容槽に設けられた第１開口に挿入される輸送管と、前記収容槽の内部において前記輸送管の先端に設けられ、その外部に向かう流動圧を前記液体に付与するポンプと、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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