液化水素貯蔵供給設備
【課題】本発明は、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填可能な液化水素貯蔵供給設備を提供することを課題とする。
【解決手段】内槽５１内に設けられ、下端３３Ａが内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に到達し、上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａに配置され、上端３３Ｂ及び下端３３Ａが開口された筒状部材３３と、一方の端３２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１を貫通し、内槽５１内の下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１に浸漬された他方の端３２Ｂから筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管３２と、第１の加圧ガス供給用配管３２に設けられ、加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁３１と、を有する。
【解決手段】内槽５１内に設けられ、下端３３Ａが内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に到達し、上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａに配置され、上端３３Ｂ及び下端３３Ａが開口された筒状部材３３と、一方の端３２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１を貫通し、内槽５１内の下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１に浸漬された他方の端３２Ｂから筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管３２と、第１の加圧ガス供給用配管３２に設けられ、加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁３１と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化水素貯蔵供給設備に関するものであって、より詳しくはタンクローリーからの液化水素充填時における水素ガスの大気放散ロスを低減することの可能な液化水素貯蔵供給設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素の利用形態が液体である場合、現地にて水素ガスを液化することは、非常に大容量な場合を除き、設備の複雑度から非現実的である。この場合、液化水素貯槽を需要先近傍に設置した上で、液化水素貯蔵供給設備から払い出された液化水素を、そのまま需要先まで断熱配管にて供給する。
【０００３】
また、水素の利用形態がガスである場合であって、使用量が極端に多い場合は、現地に水素製造装置を建設することが多い。また、使用量が比較的少ない場合には、カードルやトレーラー等の移動容器で供給することが多い。
【０００４】
また、水素の使用量がこの中間にある場合、需要先近傍に液化水素貯槽（低温液化ガス貯槽）を有した液化水素貯蔵供給設備を設けることが行なわれている。
この場合、液化水素貯槽から払い出された液化水素は、送ガス蒸発器で気化され、配管により需要先に供給される。なお、液化水素貯槽から液化水素と水素ガスとを同時に供給する場合もある。
【０００５】
液化窒素や、液化水素を含む低温液化ガス貯槽は、一般的に、低温液化ガスを貯蔵する内槽と、該内槽を収容する外槽と、を有した二重殻構造とされており、内槽と外槽との間は真空断熱空間とされている。また、一般的に、上記低温液化ガス貯槽は、自身の圧力と需要先の圧力との間に適正な圧力差を保つことで、内蔵液の抜き出しを行なう。
【０００６】
また、需要先において液化水素或いは水素ガスを使用し、内槽内の液化水素が払い出されると、内槽内の液化水素の液面が低下して、内槽内に存在するガス相の空間が増大するため、内槽内の圧力が低下してしまう。
【０００７】
このため、従来、内槽内の圧力低下を補償するため、液化水素貯槽では、内蔵液である液化水素を加圧蒸発器で蒸発させて水素ガスを生成し、該水素ガスを内槽内のガス相の最上部に導入することで内槽内の圧力を所望の圧力（一定の圧力）に保つことが行なわれている。
上記加圧蒸発器は、通常、大気や温水との熱交換を行なうことで、液化水素を蒸発させ、常温に近い温度とされた水素ガスを発生させる。
【０００８】
液化水素は、０．７ＭＰａＧの圧力において飽和温度が約３０Ｋと非常に低く、ガス相のうち、液化水素と接する部分（ガス相の最下部）の温度も液化水素の温度と同程度となる。
しかし、前述の加圧蒸発器を通った水素ガスは、３００Ｋ程度の温度であることから、ガス相の最下部のガス密度の１／１０程度の軽いガスがガス相の最上部に供給されることとなる。
【０００９】
上記ガス密度の関係からは、自然対流によるガス相の攪拌は期待できず、ガス相の下部には高い密度のガスが安定して存在し、ガス相の上部には低い密度のガスが安定して存在することとなる。
【００１０】
ただし、内槽からの液化水素の抜き出し速度が十分に遅い場合、すなわち、加圧蒸発器を介して供給される加圧ガスの流量が小さい場合には、前述の対流が期待できなくても、下部に残る液化水素による輻射伝熱により内槽の上部を構成する部材が冷却される。
このため、ガス相の上部に位置する比較的温度の高いガスも内槽の上部を構成する部材との対流熱伝達にて間接的に冷却される。これにより、ガス相内での自然対流が長時間掛けて継続するため、ガス相全体の冷却が期待できる。
【００１１】
しかしながら、内槽からの液化水素の抜き出し速度が速い場合、すなわち、加圧蒸発器を介して供給される加圧ガスの流量が大きい場合には、液化水素による内槽の上部を構成する部材の輻射冷却を介したガス相の冷却が時間的に十分でない場合がある。
【００１２】
ところで、内槽内の液化水素量がある一定量を下回ると、タンクローリーより新たな液化水素を内槽内に充填する。通常、内槽内に液化水素を充填する場合、内槽の下部に貯蔵された液相（液化水素）に液化水素を流し込むライン（配管）と、内槽のガス相の上部に液化水素を流し込むラインとの２系統を併用する。
【００１３】
上記２系統のラインの使い分けは、理想的には、概して以下の通りである。液相に流し込むラインを使用して液化水素を供給すると、内槽内の液化水素の液面が徐々に上昇するため、内槽内のガス相が圧迫されることで内槽内の圧力が上昇する。
【００１４】
一方、ガス相に流し込むラインを使用して液化水素を供給すると、内槽の上部に存在し、かつ液化水素との平衡温度よりも高温のガス相が、タンクローリーからの液化水素に触れて冷却されることで容積が収縮し、内槽内の圧力が低下することが期待できる。
【００１５】
タンクローリーからの液化水素の供給が安定すれば、液相に流し込むラインとガス相に流し込むラインとの両系統をバランスよく使用して、内槽内の圧力を適正な範囲内で制御して、水素ガスを大気に放散することなく、液化水素の充填を行なうことができる。
【００１６】
しかしながら、現実の運用においては、内槽内のガス相の温度が高い場合、ガス相に流しこむラインを使用開始してしばらくの時間は、相当量の水素ガスを大気放散せざるを得ない場合がある。
【００１７】
これは、流し込まれる液化水素により、上部のガス相が冷却される効果よりも、内槽の上部に位置する比較的高温の水素ガスに触れることで、流し込まれた液化水素が蒸発する現象が勝る結果、大気放散を行なわないと内槽内の圧力が許容圧力の範囲を超過することに起因する。
【００１８】
この傾向は、需要先に向けて内槽から液化水素を抜き出す速度が大きいほど、すなわち、加圧ガスの時間当たりの流量が大きいほど（言い換えれば、タンクローリーからの液化水素の充填頻度が多いほど）顕著に現れる。
【００１９】
特許文献１には、加圧蒸発器出口からの加圧ガス配管を内槽頂部で開口し、加圧ガス配管を内槽内に貯蔵された液化水素に浸漬して加圧ガスを冷却し、冷却した加圧ガスを内槽内の上部に位置するガス相に供給する液化水素貯蔵供給設備が開示されている。
【００２０】
また、特許文献２には、内槽の下部と上部とを接続した加圧蒸発ラインにおける加圧蒸発器の入口側に第一開閉弁を設け、第一開閉弁の入口側から分岐し加圧蒸発器の出口側に合流するバイパスラインを設け、バイパスラインに第二開閉弁を設け、液化水素収納槽内の上方における液化水素のガス相の温度を検出する温度検出器の検出温度が設定温度となるように、第一開閉弁及び第二開閉弁の弁開度を制御する液化水素貯蔵供給設備が開示されている。
【００２１】
また、特許文献３には、液化水素を貯留する低温貯留槽を備え、この低温貯留槽から排出される液化水素を気化させる気化器が介装され、この気化器により気化された水素ガスを需要先に払出す水素ガス払出しラインが低温貯留槽に連結されてなる水素ガス供給設備において、水素ガスを供給する水素ガス容器と、この水素ガス容器に一端側が接続され、他端側が低温貯留槽の外殻と内殻とを気密可能に貫通すると共に、他端側の先端が低温貯留槽内の液相部に浸漬され、この液相部に水素ガスをバブル（気泡）として導入する水素ガス導入ラインとからなる水素ガス供給設備が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２０１１−００１９９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−００１９９２号公報
【特許文献３】特開２００７−３２６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、特許文献１記載の液化水素貯蔵供給設備では、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合、液化水素に浸漬される加圧ガス配管の長さが短くなるため、加圧ガス配管を流れる加圧ガスを十分に冷却することができないという問題があった。
【００２４】
また、特許文献２記載の液化水素貯蔵供給設備では、内槽内のガス相全体の熱容量が非常に大きいため、加圧蒸発器をバイパスするラインを設置し、液化水素を加圧ガスに混合することで内槽内のガス温度を制御しようとしても、温度制御を十分に行なうことは困難であり、また、内槽の加圧制御と干渉する恐れがあった。
【００２５】
つまり、上記特許文献１，２記載の設備では、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する際、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することが困難であった。
【００２６】
また、特許文献３に記載の水素ガス供給設備では、液化水素（液相部）内に水素ガスをバブル（気泡）として導入しているのみであり、気泡とされた水素ガスにより、内槽内の上部に位置するガス相を十分に冷却することが困難であった。このため、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する際、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することが困難であった。
【００２７】
そこで、本発明は、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することのできる液化水素貯蔵供給設備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】
【００２８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、液化水素を貯留する内槽、該内槽を収容する外槽、及び前記内槽と前記外槽との間に設けられた真空断熱空間よりなる真空断熱二重殻貯槽を有し、前記液化水素あるいは水素ガスを需要先に供給する液化水素貯蔵供給設備であって、一方の端が前記内槽の下部と接続され、前記内槽の下部から前記液化水素を抜き出す液化水素抜き出し用配管と、前記液化水素抜き出し用配管に設けられ、前記液化水素抜き出し用配管を流れる前記液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、前記内槽内に設けられ、下端が前記内槽の下部に貯留された前記液化水素に到達し、上端が前記内槽の上部に配置され、前記上端及び前記下端が開口された筒状部材と、一方の端が前記液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、前記内槽を貫通し、前記内槽内の下部に位置する前記液化水素に浸漬された他方の端から前記筒状部材内にバブリングされた前記加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、前記第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、前記内槽内のガス相の圧力に基づいて、前記バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、を有することを特徴とする液化水素貯蔵供給設備が提供される。
【００２９】
また、請求項２に係る発明によれば、前記バブリング用加圧弁は、前記内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、前記制御部により開かれ、前記第１の加圧ガス供給用配管のうち、前記バブリング用加圧弁と前記加圧蒸発器との間に位置する部分から分岐され、かつ前記内槽の上部と接続された第２の加圧ガス供給用配管と、前記第２の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記内槽内のガス相の圧力が前記第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、前記制御部により開かれる加圧弁と、を有することを特徴とする請求項１記載の液化水素貯蔵供給設備が提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の液化水素貯蔵供給設備によれば、液化水素抜き出し用配管に設けられ、液化水素抜き出し用配管を流れる液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、内槽内に設けられ、下端が内槽の下部に貯留された液化水素に到達し、上端が内槽の上部に配置され、上端及び下端が開口された筒状部材と、一方の端が液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、内槽を貫通し、内槽内の下部に位置する液化水素に浸漬された他方の端から筒状部材内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、内槽内のガス相の圧力に基づいて、バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、を有することにより、液化水素中にバブリングされ、かつ液化水素によって冷却された加圧用水素ガスを、筒状部材により、内槽の上部に位置するガス相（液化水素に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内することが可能となる。
【００３１】
また、内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に開かれるバブリング用加圧弁と、内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際に開かれる加圧弁とを設け、それぞれ異なる圧力設定値に対して制御を行うことにより、内槽内のガス相の急激な圧力変動にも対応可能になると共に、バブリング加圧弁から供給された加圧用水素ガスを液化水素によって冷却し、冷却された加圧用水素ガスを筒状部材により、内槽の上部に位置するガス相に案内することが可能となる。
【００３２】
これにより、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する前段階において、内槽内の上部に位置するガス相（液化水素に接するガス相よりも温度の高いガス相）を十分に冷却することが可能となる。
【００３３】
また、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合でも、加圧用水素ガスをバブリングすることで、内槽内の液化水素を用いて、バブリングされた加圧用水素ガスを容易に冷却することが可能となる。よって、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合でも、内槽内の上部に位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００３４】
したがって、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図４】図３に示す液化水素貯蔵供給設備に設けられた需要先用液化水素抜き出し配管及び第１の加圧ガス供給用配管の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
図１を参照するに、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０は、真空断熱二重殻貯槽１１と、需要先用液化水素抜き出し配管１３と、液化水素供給ライン１４と、水素ガス供給ライン１６と、送ガス蒸発器１７と、圧力逃がしライン１９と、圧力逃がし弁２２と、制御部２５と、液化水素抜き出し用配管２７と、加圧蒸発器２８と、バブリング用加圧弁３１と、第１の加圧ガス供給用配管３２と、筒状部材３３と、第１の接続部３５と、分岐ライン３６と、下部充填弁３８と、液化水素上部充填用配管３９と、上部充填弁４１と、を有する。
【００３７】
液化水素貯蔵供給設備１０は、液化水素４２−１を液化水素需要先に供給、或いは、液化水素４２−１を蒸発させた際に発生する水素ガスを水素ガス需要先に供給する設備である。
真空断熱二重殻貯槽１１は、液化水素４２−１を貯留する内槽５１、内槽５１を収容する外槽５２、及び内槽５１と外槽５２との間に設けられた真空断熱空間５３により構成されている。
【００３８】
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１に貯留された液化水素４２−１を真空断熱二重殻貯槽１１の外部に抜き出すための配管である。需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１の上部５１Ａを貫通すると共に、液化水素４２−１が貯留された内槽５１の下部５１Ｂに延在している。
【００３９】
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、真空断熱空間５３において、内槽５１の上部５１Ａから外槽５２の下部５２Ａに引き回されており、かつ外槽５２の下部５２Ａを貫通している。
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１に浸漬され、かつ下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１を抜き出す液化水素抜き出し口１３Ａと、外槽５２の外側に配置された液化水素供給口１３Ｂと、を有する。
【００４０】
液化水素供給ライン１４は、一端が液化水素供給口１３Ｂと接続され、他端が液化水素需要先と接続されている。需要先用液化水素抜き出し用配管１３により内槽５１から抜き出された液化水素４２−１は、液化水素供給ライン１４を介して、液化水素需要先に供給される。
【００４１】
水素ガス供給ライン１６は、一端が液化水素供給口１３Ｂと接続され、他端が水素ガス需要先と接続されている。
送ガス蒸発器１７は、水素ガス供給ライン１６に設けられている。送ガス蒸発器１７は、内槽５１内から抜き出され、かつ水素ガス供給ライン１６を流れる液化水素４２−１を蒸発させることで、水素ガスを発生させる。該水素ガスは、水素ガス供給ライン１６を介して、水素ガス充填先に供給される。
【００４２】
圧力逃がしライン１９は、一方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続され、他方の端が大気放散用の機器、例えばベントスタック等と接続されている。
圧力逃がし弁２２は、圧力逃がしライン１９に設けられており、制御部２５と電気的に接続されている。圧力逃がし弁２２は、内槽５１内の圧力が所定の閾値を超えたと制御部２５が検知した際、制御部２５により開かれる。これにより、圧力逃がしライン１９を介して、内槽５１内に存在する水素ガスを大気放散する。
【００４３】
制御部２５は、ＰＩＣ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、圧力逃がし弁２２及びバブリング用加圧弁３１と電気的に接続されている。また、制御部２５は、圧力逃がしライン１９内の圧力を検知することで、間接的に、内槽５１内の圧力を検知している。
制御部２５は、内槽５１内のガス相の圧力に応じて、圧力逃がし弁２２及びバブリング用加圧弁３１の開度を制御（調節）する。
【００４４】
液化水素抜き出し用配管２７は、一方の端２７Ａが、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１を真空断熱二重殻貯槽１１の外部に抜き出し可能な状態で、内槽５１の下部５１Ｂと接続されている。
第１の接続部３５は、分岐ライン３６の一端に設けられておりフレキホース４６の一方の端が接続される。分岐ライン３６の他方の端は、下部充填弁３８を介して、液化水素抜き出し用配管２７と接続されている。
【００４５】
つまり、液化水素抜き出し用配管２７の一部は、タンクローリー４３に貯留された液化水素４２−２を内槽５１内に充填するための液化水素下部充填用配管として機能する。
フレキホース４６は、第１の接続部３５とタンクローリー４３に設けられた第２の接続部４２とを接続する液化水素チャージ用ホースである。
【００４６】
内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低下した際、フレキホース４６を介して、タンクローリー４３内に充填された液化水素４２−２が第１の接続部３５を介して内槽５１内に導入される。
液化水素４２−２は、液化水素４２−１と同じ種類の液化水素である。本実施形態では、説明の便宜上、液化水素４２−１と液化水素４２−２とを用いて以下の説明を行う。
【００４７】
下部充填弁３８は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下し、フレキホース４６を介して、第１の接続部３５とタンクローリー４３とが接続された状態で開くことにより、分岐ライン３６及び液化水素抜き出し用配管２７を介して、内槽５１の下部５１Ｂから内槽５１内にタンクローリー４３内の液化水素４２−２を充填する。
【００４８】
液化水素上部充填用配管３９は、一方の端が分岐ライン３６と接続されており、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続されている。
液化水素上部充填用配管３９は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下し、フレキホース４６により第１の接続部３５とタンクローリー４３とが接続され、上部充填弁４１を開けて、内槽５１の上部５１Ａから内槽５１内に液化水素４２−２を充填する際に使用される。
【００４９】
下部充填弁３８及び上部充填弁４１は、タンクローリー４３内の液化水素４２−２を内槽５１に充填する際、ガス相の圧力が所望の圧力となるように、それぞれの開度が調整される。
【００５０】
加圧蒸発器２８は、液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂ側に設けられている。加圧蒸発器２８は、液化水素抜き出し用配管２７が内槽５１の下部５１Ｂから液化水素４２−１を抜き出した際、液化水素抜き出し用配管２７内を流れる液化水素４２−１を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる。
【００５１】
バブリング用加圧弁３１は、液化水素抜き出し用配管２７と接続された第１の加圧ガス供給用配管３２に設けられている。バブリング用加圧弁３１は、制御部２５と電気的に接続されている。バブリング用加圧弁３１は、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、制御部２５により開かれることで、第１の加圧ガス供給用配管３２を介して加圧用水素ガスを液化水素中にバブリングする。この段階でのバブリングされる加圧用水素ガスの温度は、大気温度（３００Ｋ近傍の温度）程度である。
【００５２】
第１の加圧ガス供給用配管３２は、一方の端３２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続されている。また、第１の加圧ガス供給用配管３２は、他方の端３２Ｂが内槽５１の下部５１Ｂを貫通して、内槽５１内の下部５１Ｂに延在しながら、内槽５１内の下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１に浸漬された開口を有する。なお、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂは、筒状部材３３の下端３３Ａ内に収容されており、筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する。そして、筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスは、筒状部材３３内の液化水素４２−１との直接熱交換により冷却される。
【００５３】
第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂは、図１に示す状態において、逆Ｕ字型形状（Ｕ字型を上下反転させた形状）とされている。
このように、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂを逆Ｕ字型形状とすることにより液シールを形成し、第１の加圧ガス供給用配管３２内に液化水素４２−１が流入することを防止できる。
【００５４】
また、第１の加圧ガス供給用配管３２内の圧力は、内槽５１内の液化水素４２−１の消費による長時間に亘った圧力変化と、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂでの液化水素４２−１中における加圧用水素ガスの供給時の脈動に起因する短周期での圧力変化とが存在する。このため、バブリング用加圧弁３１の開度は、圧力逃がしライン１９に設けた圧力計、或いは、内槽５１内に設けた圧力計に基づいて行うとよい。
なお、上記構成とされた液化水素抜き出し用配管２７及び第１の加圧ガス供給用配管３２は、実際には、連続する１つの配管であり、２つの配管に分離されていない。
【００５５】
筒状部材３３は、内槽５１内に設けられ、下端３３Ａが開口された状態で内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に浸漬され、上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａ（内槽５１内の上部５１Ａ側に位置する空間）に開口されている。
筒状部材３３の下端３３Ａは、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂを収容しているので、バブリングされた加圧用水素ガスを、筒状部材３３内に位置する液化水素４２−１に確実に供給することができ、該液化水素４２−１により冷却された加圧用水素ガスは、加圧用水素ガスを冷却することで蒸発した水素ガス共々、筒状部材３３のガイドにより、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相（液化水素４２−１に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内される。
【００５６】
上記構成とされた筒状部材３３の材料としては、液化水素温度で強度を有するものであれば、熱伝導性等の物性には特段の制約はない。具体的には、筒状部材３３の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等を用いることができる。
また、筒状部材３３は、図示してはいないが内槽５１の内壁に支持されている。
【００５７】
このように、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、内槽５１内のガス相の圧力に基づいて制御部２５により開度を調節され、バブリング用加圧弁３１を経て第１の加圧ガス供給用配管３２を介して供給される加圧用水素ガスを、下端３３Ａが内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に浸漬され、かつ上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａに開口された筒状部材３３内に、バブリングすることにより液化水素４２−１によって冷却し、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相（液化水素４２−１に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内することが可能となる。
これにより、タンクローリー４３から内槽５１内に液化水素４２−２を充填する前段階において、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００５８】
また、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低い場合でも、加圧用水素ガスを筒状部材３３内の下端３３Ａにバブリングすることで、加圧用水素ガスを冷却することで蒸発した水素ガス共々、筒状部材３３のガイドにより、内槽５１の上部５１Ａに案内されるので、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低い場合でも、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００５９】
したがって、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図２において、図１に示す第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００６１】
図２を参照するに、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０は、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０の構成に、さらに第２の加圧ガス供給用配管６１及び加圧弁６３を設け、圧力逃がしライン１９を第２の加圧ガス供給用配管６１に接続した以外は、液化水素貯蔵供給設備１０と同様に構成される。
【００６２】
第２の加圧ガス供給用配管６１は、一方の端が、第１の加圧ガス供給用配管３２のうち、バブリング用加圧弁３１の一次側に位置する部分と接続され、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続されている。
【００６３】
加圧弁６３は、第２の加圧ガス供給用配管６１から圧力逃がしライン１９が分岐する位置と、第１の加圧ガス供給用配管３２と第２の加圧ガス供給用配管６１との接続位置と、の間に位置する第２の加圧ガス供給用配管６１に設けられている。
加圧弁６３は、内槽５１内のガス相の圧力を検知する制御部２５と電気的に接続されており、制御部２５により制御される。
【００６４】
具体的には、加圧弁６３は、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力（バブリング用加圧弁３１を開く際の基準となる圧力）よりも低い第２の設定圧力を下回った際、制御部２５により開かれる。
つまり、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０は、異なる設定圧力で動作する２つのバルブ（具体的には、バブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３）を有する。
【００６５】
第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０では、内槽５１内のガス相の圧力が十分であって、加圧蒸発器２８が動作していない状態から、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力まで低下すると、制御部２５により、バブリング用加圧弁３１が開かれ、第１の加圧ガス供給用配管３２により、筒状部材３３内に位置する液化水素４２−１にバブリングされた加圧用水素ガスが供給される。これにより、内槽５１内の上部５１Ａのガス相が冷却されながら加圧される。
【００６６】
次いで、上記加圧を実施した後も内槽５１内のガス相の圧力が低下して、内槽５１内のガス相の圧力が第２の設定圧力に到達すると、加圧弁６３を介して、内槽５１内の上部５１Ａに常温の加圧用水素ガスを供給することで、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を加圧する。
【００６７】
第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、一方の端が、第１の加圧ガス供給用配管３２のうち、バブリング用加圧弁３１の一次側に位置する部分と接続され、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続された第２の加圧ガス供給用配管６１と、第２の加圧ガス供給用配管６１に設けられ、内槽５１内のガス相の圧力が、バブリング用加圧弁３１が開かれる第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、制御部２５により開かれる加圧弁６３と、を有することにより、バブリングされた加圧用水素ガスにより内槽５１内の上部５１Ａのガス相を冷却しながら加圧される内槽５１内のガス相の圧力が第２の設定圧力に到達した際、加圧弁６３を介して、内槽５１内の上部５１Ａに常温の加圧用水素ガスを供給して、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を加圧することが可能となる。
【００６８】
したがって、それぞれ異なる圧力設定値を有したバブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３を設け、該異なる圧力設定値に対してバブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３を制御することにより、内槽内５１のガス相の急激な圧力変動にも対応可能になると共に、バブリング加圧弁３１から供給された加圧用水素ガスを液化水素４２−１によって冷却し、冷却された加圧用水素ガスを筒状部材３３により、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相に案内することが可能となるため、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図３において、図１に示す第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図３では、需要先用液化水素抜き出し配管１３により内槽５１内の液化水素４２−１を抜き出している状態を模式的に図示している。
つまり、図３は、需要先用液化水素抜き出し配管１３内が液化水素４２−１で満たされた状態を図示している。さらに、図３では、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０を構成する第３の加圧ガス供給用配管７２に設けられた伸縮部７２Ｃの図示を省略する。
【００７０】
図３を参照するに、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０は、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０に設けられたバブリング用加圧弁３１及び第１の加圧ガス供給用配管３２の替わりに、加圧弁７１及び第３の加圧ガス供給用配管７２を設け、需要先用液化水素抜き出し配管１３のうち内槽５１内に配設された一部が二重管で構成され、液化水素貯蔵供給設備１０に設けられた筒状部材３３を構成要素から除いた以外は、液化水素貯蔵供給設備１０と同様に構成される。
【００７１】
図４は、図３に示す液化水素貯蔵供給設備に設けられた需要先用液化水素抜き出し配管１３及び第３の加圧ガス供給用配管７２の概略構成を示す斜視図である。図４において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００７２】
図３及び図４を参照するに、第３の加圧ガス供給用配管７２は、一方の端７２Ａと、他方の端７２Ｂと、伸縮部７２Ｃと、を有する。
また、第３の加圧ガス供給用配管７２は、一方の端７２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１の下部５１Ｂを貫通すると共に、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を２重配管構造で内槽５１の上部５１Ａに延在し、他方の端７２Ｂが、需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁を気密に貫通後、内槽５１の上部５１Ａに開口している。
【００７３】
内槽５１の下部５１Ｂを貫通して配設された第３の加圧ガス供給用配管７２の外径は、需要先用液化水素抜き出し配管１３の内径よりも小さくなるように構成されており、第３の加圧ガス供給用配管７２のうち、液化水素抜き出し口１３Ａから第３の加圧ガス供給用配管７２の他方の端７２Ｂの貫通部までは、需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容されている。
【００７４】
第３の加圧ガス供給用配管７２の他方の端７２Ｂは、Ｌ字形状とされており、需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁のうち、内槽５１の上部５１Ａに位置する部分を貫通している。これにより、他方の端７２Ｂは、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に露出されている。
【００７５】
また、他方の端７２Ｂは、需要先用液化水素抜き出し配管１３により、内槽５１内の液化水素４２−１を抜き出している状態において、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により、加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスを冷却し、該冷却された加圧用水素ガスを内槽５１内の上部５１Ａに供給する。
このため、加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスの冷却が、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することはない。
【００７６】
伸縮部７２Ｃは、第３の加圧ガス供給用配管７２のうち、内槽５１の下部５１Ｂと他方の端７２Ｂとの間に位置する部分に設けられている。伸縮部７２Ｃは、伸縮継手であり蛇腹形状とされている。これにより、内槽５１の下部５１Ｂを貫通して配設された第３の加圧ガス供給用配管７２は、該第３の加圧ガス供給用配管７２の軸方向（鉛直方向）に伸縮可能な構成とされている。
【００７７】
このように、需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容された第３の加圧ガス供給用配管７２に、第３の加圧ガス供給用配管７２の軸方向（鉛直方向）に伸縮可能な伸縮部７２Ｃを設けることにより、内槽５１の上部５１Ａに固定された需要先用液化水素抜き出し配管１３、及び内槽５１の下部５１Ｂに固定された第３の加圧ガス供給用配管７２の相互の熱収縮を緩和することが可能となるので、該熱収縮に起因する需要先用液化水素抜き出し配管１３及び第３の加圧ガス供給用配管７２の破損を防止できる。
【００７８】
第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、一方の端７２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１を貫通し、内槽５１内の上部５１Ａに延在し、他方の端７２Ｂを除いた部分が需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容され、他方の端７２Ｂが需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁を貫通する第３の加圧ガス供給用配管７２と、第３の加圧ガス供給用配管７２に設けられた加圧弁７１と、を設けることにより、需要先用液化水素抜き出し配管１３を使用した内槽５１内の液化水素４２−１の抜き出し時において、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスを冷却し、該冷却された加圧用水素ガスを内槽５１内の上部５１Ａに供給することで、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却して、加圧することが可能となる。
【００７９】
また、加圧弁７１を介して供給される加圧用水素ガスの冷却に、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１の冷熱を用いることで、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却して、加圧することが可能となる。
【００８０】
つまり、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００８１】
なお、第３の実施形態では、需要先用液化水素抜き出し配管１３の内部に、第３の加圧ガス供給用配管７２を配置した場合を例に挙げて説明したが、第３の加圧ガス供給用配管７２の内部に需要先用液化水素抜き出し配管１３を配置するように構成してもよい。
【００８２】
この場合、第３の加圧ガス供給用配管７２と需要先用液化水素抜き出し配管１３との間に形成される空間を流れる加圧用水素ガスを、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により冷却することが可能となるので、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０と同様な効果を得ることができる。
【００８３】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図５において、図２に示す第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００８４】
図５を参照するに、第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０は、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０に設けられた第２の加圧ガス供給用配管６１、第１の加圧ガス供給用配管３２、及びバブリング用加圧弁３１の替わりに、第４の加圧ガス供給用配管８１、自然循環用配管８２、及び自然循環調節弁８４を設け、液化水素貯蔵供給設備１０に設けられた筒状部材３３を構成要素から除いた以外は、液化水素貯蔵供給設備６０と同様に構成される。
【００８５】
第４の加圧ガス供給用配管８１は、一方の端が液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続されており、他方の端が内槽５１の上部５１Ａを貫通している。第４の加圧ガス供給用配管８１には、加圧弁６３が設けられている。また、第４の加圧ガス供給用配管８１の二次側には、圧力逃がしライン１９が分岐されている。
【００８６】
自然循環用配管８２は、液化水素抜き出し用配管２７のうち、液化水素抜き出し用配管２７の一方の端２７Ａと加圧蒸発器２８との間に位置する部分から分岐されている。
自然循環用配管８２は、内槽５１の下部５１Ｂを貫通すると共に、内槽５１内をほぼ垂直に立ち上がり内槽の上部５１Ａに延在している。これにより、自然循環用配管８２の一部は、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１に浸漬されている。
自然循環用配管８２の先端部８２Ａは、内槽５１内の上部５１Ａのガス相に開口されている。
【００８７】
自然循環調節弁８４は、自然循環用配管８２に設けられている。自然循環調節弁８４は、制御部２５と電気的に接続されており、内槽５１内のガス相の圧力が第３の設定圧力よりも低下した際に開かれ、第３の設定圧力よりも低い第４の設定圧力を下回ったときに、加圧弁６３が制御部２５により開かれる。なお、内槽５１内のガス相の圧力が、第４の設定圧力よりもさらに低い第５の設定圧力を下回ったとき、自然循環調節弁８４は制御部２５により閉じられるように構成してもよい。
つまり、第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０は、異なる設定圧力とされた自然循環調節弁８４及び加圧弁６３を有する。
【００８８】
第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０では、内槽５１内の下部５１Ｂから抜き出した液化水素４２−１を液化水素抜き出し用配管２７から自然循環用配管８２に分岐させ、制御部２５からの指令に基づき、自然循環調節弁８４により小さな侵入熱を液化水素４２−１に付与し、自然循環用配管８２の先端部８２Ａから気液二相の水素を供給することで内槽５１内の上部５１Ａを冷却しながら加圧すると共に、内槽５１内から抜き出した液化水素４２−１を加圧蒸発器２８で蒸発させ、加圧弁６３及び第２の加圧ガス供給用配管８１を介して、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相にそれぞれ異なる設定圧力で制御されながら、気液二相の水素と常温の加圧用水素ガスを供給する。
【００８９】
ここで、自然循環調節弁８４を開にすると、自然循環用配管８２内が液化水素４２−１で満たされる。このとき、内槽５１内の圧力に加え、その高低差分の液ヘッドが自然循環調節弁８４付近に作用する。
この状態で、自然循環調節弁８４本体あるいは該弁の二次側近傍に小さな侵入熱を与えると、液化水素４２−１の一部が気化して、液相及びガス相よりなる二相流となり、見かけ上の流体密度は、液化水素４２−１の密度よりも小さくなる。この結果、自然循環調節弁８４の二次側に作用する液ヘッドは、自然循環調節弁８４の一次側に作用する液ヘッドよりも小さくなる。
【００９０】
したがって、内槽５１内から抜き出された液化水素４２−１は、自然循環調節弁８４を経由し、自然循環調節弁８４の前段に位置する自然循環用配管８２に導かれ、自然循環用配管８２の先端部８２Ａにより、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相にシャワー状に散布される。つまり、液化水素４２−１は、自然循環（ガスリフトポンプ）により、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却しながら内槽５１内を加圧する。
自然循環する液化水素４２−１の量は、自然循環調節弁８４の前後にかかる液ヘッドの差と、循環系の圧力損失がバランスする条件とで決定される。
【００９１】
また、自然循環用配管８２の先端部８２Ａから内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に、シャワー状に散布された気液二相の水素は、液化水素４２−１と略同じ３０Ｋレベルの極低温とされているので、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を冷却しながら、加圧を行なうことが可能となる。
【００９２】
したがって、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００９３】
また、内槽５１内のガス相の圧力が低下して、該圧力が第３の設定圧力に到達すると、まずは、自然循環調節弁８４を利用した加圧が開始される。次いで、該加圧を実施後、内槽５１内のガス相の圧力がさらに低下して、該圧力が第４の設定圧力に到達すると、加圧弁６３が開かれ、加圧蒸発器２８を利用した加圧が行なわれる。さらに内槽５１内のガス相の圧力がさらに低下して、該圧力が第５の設定圧力に到達すると、自然循環調節弁８４は閉じられ、加圧蒸発器２８を利用した加圧のみが行なわれる。
【００９４】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図６において、図２に示す第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００９５】
図６を参照するに、第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０は、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０に設けられたバブリング用加圧弁３１、第１の加圧ガス供給用配管３２、及び筒状部材３３の替わりに、バイパスライン９１、加圧ガス温度調節弁９２、及び制御部９３を設けた以外は、液化水素貯蔵供給設備６０と同様に構成される。
【００９６】
バイパスライン９１は、液化水素抜き出し用配管２７により抜き出された液化水素４２−１が加圧蒸発器２８及び加圧弁６３を通過しないように、液化水素抜き出し用配管２７から分岐されると共に、第２の加圧ガス供給用配管６１と接続されている。
【００９７】
加圧ガス温度調節弁９２は、バイパスライン９１に設けられており、制御部９３と電気的に接続されている。加圧ガス温度調節弁９２は、加圧弁６３に対するバイパス弁である。制御部９３は、ＴＩＣ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【００９８】
制御部９３は、第２の加圧ガス供給用配管６１内の加圧用水素ガスの温度を測定する側温部（図示せず）を有する。制御部９３は、第２の加圧ガス供給用配管６１内の加圧用水素ガスの温度に基づき、加圧ガス温度調節弁９２の開度を調節する。
【００９９】
上記構成とされた第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０では、需要先にて液化水素または水素ガスが順調に継続使用され、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下すると、内槽５１内のガス相の圧力を所望の圧力に保つために、制御部２５により制御される加圧弁６３を適度な開度にすることで、加圧蒸発器２８により発生した水素ガスを、第２の加圧ガス供給用配管６１を介して、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に供給する。
【０１００】
第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０では、加圧蒸発器２８及び加圧弁６３を通過した後の水素ガスの温度は、３００Ｋ程度であるため、この水素ガスに液化水素４２−１を混合して、冷却された加圧用水素ガスを生成することを目的に、加圧ガス温度調節弁９２と、加圧ガス温度調節弁９２の開度を調節する制御部９３と、を有する。
【０１０１】
制御部９３が加圧ガス温度調節弁９２を動作させる際の設定温度は、例えば、５０〜１５０Ｋ程度に設定することができる。該設定温度を実現する加圧ガス温度調節弁９２の通過液量は、重量ベースで、加圧蒸発器２８の液化水素４２−１の通過液量に対して１〜５倍程度である。
本実施形態では、制御部９３は、気液混合直後の温度を検出するため、温度制御の応答性がよく、また、精度の高い加圧用水素ガスの温度制御を行なうことができる。
【０１０２】
なお、内槽５１内が所定の圧力以上の場合は、加圧弁６３が開とならないため、水素ガスが制御部９３の測温部を通過しない。したがって、この場合、制御部９３は、内槽５１内の圧力を監視し、図示していない装置により、加圧ガス温度調節弁９２は強制的に全閉とする。
【０１０３】
上記構成とされた第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【０１０４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することの可能な液化水素貯蔵供給設備に適用可能である。
より具体的には、本発明は、水素ステーションや低温物理研究等で使用される液化水素、及び水素ステーション、電子、金属、ガラス、石油等の産業で使用される水素ガスを供給する液化水素貯蔵供給設備に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，６０，７０，８０，９０…液化水素貯蔵供給設備、１１…真空断熱二重殻貯槽、１３…需要先用液化水素抜き出し配管、１３Ａ…液化水素抜き出し口、１３Ｂ…液化水素供給口、１４…液化水素供給ライン、１６…水素ガス供給ライン、１７…送ガス蒸発器、１９…圧力逃がしライン、２２…圧力逃がし弁、２５，９３…制御部、２７…液化水素抜き出し用配管、２７Ａ，３２Ａ，７２Ａ…一方の端、２７Ｂ，３２Ｂ，７２Ｂ…他方の端、２８…加圧蒸発器、３１…バブリング用加圧弁、３２…第１の加圧ガス供給用配管、３３…筒状部材、３３Ａ…下端、３３Ｂ…上端、３５…第１の接続部、３６…分岐ライン、３８…下部充填弁、３９…液化水素充填用配管、４１…上部充填弁、４２−１，４２−２…液化水素、４２ａ−１…液面、４３…タンクローリー、４４…第２の接続部、４６…フレキホース、５１…内槽、５１Ａ…上部、５１Ｂ，５２Ａ…下部、５２…外槽、５３…真空断熱空間、６１…第２の加圧ガス供給用配管、６３，７１…加圧弁、７２…第３の加圧ガス供給用配管、７２Ｃ…伸縮部、８１…第４の加圧ガス供給用配管、８２…自然循環用配管、８２Ａ…先端部、８４…自然循環調節弁、９１…バイパスライン、９２…加圧ガス温度調節弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化水素貯蔵供給設備に関するものであって、より詳しくはタンクローリーからの液化水素充填時における水素ガスの大気放散ロスを低減することの可能な液化水素貯蔵供給設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素の利用形態が液体である場合、現地にて水素ガスを液化することは、非常に大容量な場合を除き、設備の複雑度から非現実的である。この場合、液化水素貯槽を需要先近傍に設置した上で、液化水素貯蔵供給設備から払い出された液化水素を、そのまま需要先まで断熱配管にて供給する。
【０００３】
また、水素の利用形態がガスである場合であって、使用量が極端に多い場合は、現地に水素製造装置を建設することが多い。また、使用量が比較的少ない場合には、カードルやトレーラー等の移動容器で供給することが多い。
【０００４】
また、水素の使用量がこの中間にある場合、需要先近傍に液化水素貯槽（低温液化ガス貯槽）を有した液化水素貯蔵供給設備を設けることが行なわれている。
この場合、液化水素貯槽から払い出された液化水素は、送ガス蒸発器で気化され、配管により需要先に供給される。なお、液化水素貯槽から液化水素と水素ガスとを同時に供給する場合もある。
【０００５】
液化窒素や、液化水素を含む低温液化ガス貯槽は、一般的に、低温液化ガスを貯蔵する内槽と、該内槽を収容する外槽と、を有した二重殻構造とされており、内槽と外槽との間は真空断熱空間とされている。また、一般的に、上記低温液化ガス貯槽は、自身の圧力と需要先の圧力との間に適正な圧力差を保つことで、内蔵液の抜き出しを行なう。
【０００６】
また、需要先において液化水素或いは水素ガスを使用し、内槽内の液化水素が払い出されると、内槽内の液化水素の液面が低下して、内槽内に存在するガス相の空間が増大するため、内槽内の圧力が低下してしまう。
【０００７】
このため、従来、内槽内の圧力低下を補償するため、液化水素貯槽では、内蔵液である液化水素を加圧蒸発器で蒸発させて水素ガスを生成し、該水素ガスを内槽内のガス相の最上部に導入することで内槽内の圧力を所望の圧力（一定の圧力）に保つことが行なわれている。
上記加圧蒸発器は、通常、大気や温水との熱交換を行なうことで、液化水素を蒸発させ、常温に近い温度とされた水素ガスを発生させる。
【０００８】
液化水素は、０．７ＭＰａＧの圧力において飽和温度が約３０Ｋと非常に低く、ガス相のうち、液化水素と接する部分（ガス相の最下部）の温度も液化水素の温度と同程度となる。
しかし、前述の加圧蒸発器を通った水素ガスは、３００Ｋ程度の温度であることから、ガス相の最下部のガス密度の１／１０程度の軽いガスがガス相の最上部に供給されることとなる。
【０００９】
上記ガス密度の関係からは、自然対流によるガス相の攪拌は期待できず、ガス相の下部には高い密度のガスが安定して存在し、ガス相の上部には低い密度のガスが安定して存在することとなる。
【００１０】
ただし、内槽からの液化水素の抜き出し速度が十分に遅い場合、すなわち、加圧蒸発器を介して供給される加圧ガスの流量が小さい場合には、前述の対流が期待できなくても、下部に残る液化水素による輻射伝熱により内槽の上部を構成する部材が冷却される。
このため、ガス相の上部に位置する比較的温度の高いガスも内槽の上部を構成する部材との対流熱伝達にて間接的に冷却される。これにより、ガス相内での自然対流が長時間掛けて継続するため、ガス相全体の冷却が期待できる。
【００１１】
しかしながら、内槽からの液化水素の抜き出し速度が速い場合、すなわち、加圧蒸発器を介して供給される加圧ガスの流量が大きい場合には、液化水素による内槽の上部を構成する部材の輻射冷却を介したガス相の冷却が時間的に十分でない場合がある。
【００１２】
ところで、内槽内の液化水素量がある一定量を下回ると、タンクローリーより新たな液化水素を内槽内に充填する。通常、内槽内に液化水素を充填する場合、内槽の下部に貯蔵された液相（液化水素）に液化水素を流し込むライン（配管）と、内槽のガス相の上部に液化水素を流し込むラインとの２系統を併用する。
【００１３】
上記２系統のラインの使い分けは、理想的には、概して以下の通りである。液相に流し込むラインを使用して液化水素を供給すると、内槽内の液化水素の液面が徐々に上昇するため、内槽内のガス相が圧迫されることで内槽内の圧力が上昇する。
【００１４】
一方、ガス相に流し込むラインを使用して液化水素を供給すると、内槽の上部に存在し、かつ液化水素との平衡温度よりも高温のガス相が、タンクローリーからの液化水素に触れて冷却されることで容積が収縮し、内槽内の圧力が低下することが期待できる。
【００１５】
タンクローリーからの液化水素の供給が安定すれば、液相に流し込むラインとガス相に流し込むラインとの両系統をバランスよく使用して、内槽内の圧力を適正な範囲内で制御して、水素ガスを大気に放散することなく、液化水素の充填を行なうことができる。
【００１６】
しかしながら、現実の運用においては、内槽内のガス相の温度が高い場合、ガス相に流しこむラインを使用開始してしばらくの時間は、相当量の水素ガスを大気放散せざるを得ない場合がある。
【００１７】
これは、流し込まれる液化水素により、上部のガス相が冷却される効果よりも、内槽の上部に位置する比較的高温の水素ガスに触れることで、流し込まれた液化水素が蒸発する現象が勝る結果、大気放散を行なわないと内槽内の圧力が許容圧力の範囲を超過することに起因する。
【００１８】
この傾向は、需要先に向けて内槽から液化水素を抜き出す速度が大きいほど、すなわち、加圧ガスの時間当たりの流量が大きいほど（言い換えれば、タンクローリーからの液化水素の充填頻度が多いほど）顕著に現れる。
【００１９】
特許文献１には、加圧蒸発器出口からの加圧ガス配管を内槽頂部で開口し、加圧ガス配管を内槽内に貯蔵された液化水素に浸漬して加圧ガスを冷却し、冷却した加圧ガスを内槽内の上部に位置するガス相に供給する液化水素貯蔵供給設備が開示されている。
【００２０】
また、特許文献２には、内槽の下部と上部とを接続した加圧蒸発ラインにおける加圧蒸発器の入口側に第一開閉弁を設け、第一開閉弁の入口側から分岐し加圧蒸発器の出口側に合流するバイパスラインを設け、バイパスラインに第二開閉弁を設け、液化水素収納槽内の上方における液化水素のガス相の温度を検出する温度検出器の検出温度が設定温度となるように、第一開閉弁及び第二開閉弁の弁開度を制御する液化水素貯蔵供給設備が開示されている。
【００２１】
また、特許文献３には、液化水素を貯留する低温貯留槽を備え、この低温貯留槽から排出される液化水素を気化させる気化器が介装され、この気化器により気化された水素ガスを需要先に払出す水素ガス払出しラインが低温貯留槽に連結されてなる水素ガス供給設備において、水素ガスを供給する水素ガス容器と、この水素ガス容器に一端側が接続され、他端側が低温貯留槽の外殻と内殻とを気密可能に貫通すると共に、他端側の先端が低温貯留槽内の液相部に浸漬され、この液相部に水素ガスをバブル（気泡）として導入する水素ガス導入ラインとからなる水素ガス供給設備が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２０１１−００１９９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−００１９９２号公報
【特許文献３】特開２００７−３２６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、特許文献１記載の液化水素貯蔵供給設備では、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合、液化水素に浸漬される加圧ガス配管の長さが短くなるため、加圧ガス配管を流れる加圧ガスを十分に冷却することができないという問題があった。
【００２４】
また、特許文献２記載の液化水素貯蔵供給設備では、内槽内のガス相全体の熱容量が非常に大きいため、加圧蒸発器をバイパスするラインを設置し、液化水素を加圧ガスに混合することで内槽内のガス温度を制御しようとしても、温度制御を十分に行なうことは困難であり、また、内槽の加圧制御と干渉する恐れがあった。
【００２５】
つまり、上記特許文献１，２記載の設備では、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する際、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することが困難であった。
【００２６】
また、特許文献３に記載の水素ガス供給設備では、液化水素（液相部）内に水素ガスをバブル（気泡）として導入しているのみであり、気泡とされた水素ガスにより、内槽内の上部に位置するガス相を十分に冷却することが困難であった。このため、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する際、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することが困難であった。
【００２７】
そこで、本発明は、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することのできる液化水素貯蔵供給設備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】
【００２８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、液化水素を貯留する内槽、該内槽を収容する外槽、及び前記内槽と前記外槽との間に設けられた真空断熱空間よりなる真空断熱二重殻貯槽を有し、前記液化水素あるいは水素ガスを需要先に供給する液化水素貯蔵供給設備であって、一方の端が前記内槽の下部と接続され、前記内槽の下部から前記液化水素を抜き出す液化水素抜き出し用配管と、前記液化水素抜き出し用配管に設けられ、前記液化水素抜き出し用配管を流れる前記液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、前記内槽内に設けられ、下端が前記内槽の下部に貯留された前記液化水素に到達し、上端が前記内槽の上部に配置され、前記上端及び前記下端が開口された筒状部材と、一方の端が前記液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、前記内槽を貫通し、前記内槽内の下部に位置する前記液化水素に浸漬された他方の端から前記筒状部材内にバブリングされた前記加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、前記第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、前記内槽内のガス相の圧力に基づいて、前記バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、を有することを特徴とする液化水素貯蔵供給設備が提供される。
【００２９】
また、請求項２に係る発明によれば、前記バブリング用加圧弁は、前記内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、前記制御部により開かれ、前記第１の加圧ガス供給用配管のうち、前記バブリング用加圧弁と前記加圧蒸発器との間に位置する部分から分岐され、かつ前記内槽の上部と接続された第２の加圧ガス供給用配管と、前記第２の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記内槽内のガス相の圧力が前記第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、前記制御部により開かれる加圧弁と、を有することを特徴とする請求項１記載の液化水素貯蔵供給設備が提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の液化水素貯蔵供給設備によれば、液化水素抜き出し用配管に設けられ、液化水素抜き出し用配管を流れる液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、内槽内に設けられ、下端が内槽の下部に貯留された液化水素に到達し、上端が内槽の上部に配置され、上端及び下端が開口された筒状部材と、一方の端が液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、内槽を貫通し、内槽内の下部に位置する液化水素に浸漬された他方の端から筒状部材内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、内槽内のガス相の圧力に基づいて、バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、を有することにより、液化水素中にバブリングされ、かつ液化水素によって冷却された加圧用水素ガスを、筒状部材により、内槽の上部に位置するガス相（液化水素に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内することが可能となる。
【００３１】
また、内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に開かれるバブリング用加圧弁と、内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際に開かれる加圧弁とを設け、それぞれ異なる圧力設定値に対して制御を行うことにより、内槽内のガス相の急激な圧力変動にも対応可能になると共に、バブリング加圧弁から供給された加圧用水素ガスを液化水素によって冷却し、冷却された加圧用水素ガスを筒状部材により、内槽の上部に位置するガス相に案内することが可能となる。
【００３２】
これにより、タンクローリーから内槽内に液化水素を充填する前段階において、内槽内の上部に位置するガス相（液化水素に接するガス相よりも温度の高いガス相）を十分に冷却することが可能となる。
【００３３】
また、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合でも、加圧用水素ガスをバブリングすることで、内槽内の液化水素を用いて、バブリングされた加圧用水素ガスを容易に冷却することが可能となる。よって、内槽内の液化水素の液面の位置が低い場合でも、内槽内の上部に位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００３４】
したがって、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図４】図３に示す液化水素貯蔵供給設備に設けられた需要先用液化水素抜き出し配管及び第１の加圧ガス供給用配管の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。
図１を参照するに、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０は、真空断熱二重殻貯槽１１と、需要先用液化水素抜き出し配管１３と、液化水素供給ライン１４と、水素ガス供給ライン１６と、送ガス蒸発器１７と、圧力逃がしライン１９と、圧力逃がし弁２２と、制御部２５と、液化水素抜き出し用配管２７と、加圧蒸発器２８と、バブリング用加圧弁３１と、第１の加圧ガス供給用配管３２と、筒状部材３３と、第１の接続部３５と、分岐ライン３６と、下部充填弁３８と、液化水素上部充填用配管３９と、上部充填弁４１と、を有する。
【００３７】
液化水素貯蔵供給設備１０は、液化水素４２−１を液化水素需要先に供給、或いは、液化水素４２−１を蒸発させた際に発生する水素ガスを水素ガス需要先に供給する設備である。
真空断熱二重殻貯槽１１は、液化水素４２−１を貯留する内槽５１、内槽５１を収容する外槽５２、及び内槽５１と外槽５２との間に設けられた真空断熱空間５３により構成されている。
【００３８】
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１に貯留された液化水素４２−１を真空断熱二重殻貯槽１１の外部に抜き出すための配管である。需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１の上部５１Ａを貫通すると共に、液化水素４２−１が貯留された内槽５１の下部５１Ｂに延在している。
【００３９】
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、真空断熱空間５３において、内槽５１の上部５１Ａから外槽５２の下部５２Ａに引き回されており、かつ外槽５２の下部５２Ａを貫通している。
需要先用液化水素抜き出し用配管１３は、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１に浸漬され、かつ下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１を抜き出す液化水素抜き出し口１３Ａと、外槽５２の外側に配置された液化水素供給口１３Ｂと、を有する。
【００４０】
液化水素供給ライン１４は、一端が液化水素供給口１３Ｂと接続され、他端が液化水素需要先と接続されている。需要先用液化水素抜き出し用配管１３により内槽５１から抜き出された液化水素４２−１は、液化水素供給ライン１４を介して、液化水素需要先に供給される。
【００４１】
水素ガス供給ライン１６は、一端が液化水素供給口１３Ｂと接続され、他端が水素ガス需要先と接続されている。
送ガス蒸発器１７は、水素ガス供給ライン１６に設けられている。送ガス蒸発器１７は、内槽５１内から抜き出され、かつ水素ガス供給ライン１６を流れる液化水素４２−１を蒸発させることで、水素ガスを発生させる。該水素ガスは、水素ガス供給ライン１６を介して、水素ガス充填先に供給される。
【００４２】
圧力逃がしライン１９は、一方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続され、他方の端が大気放散用の機器、例えばベントスタック等と接続されている。
圧力逃がし弁２２は、圧力逃がしライン１９に設けられており、制御部２５と電気的に接続されている。圧力逃がし弁２２は、内槽５１内の圧力が所定の閾値を超えたと制御部２５が検知した際、制御部２５により開かれる。これにより、圧力逃がしライン１９を介して、内槽５１内に存在する水素ガスを大気放散する。
【００４３】
制御部２５は、ＰＩＣ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、圧力逃がし弁２２及びバブリング用加圧弁３１と電気的に接続されている。また、制御部２５は、圧力逃がしライン１９内の圧力を検知することで、間接的に、内槽５１内の圧力を検知している。
制御部２５は、内槽５１内のガス相の圧力に応じて、圧力逃がし弁２２及びバブリング用加圧弁３１の開度を制御（調節）する。
【００４４】
液化水素抜き出し用配管２７は、一方の端２７Ａが、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１を真空断熱二重殻貯槽１１の外部に抜き出し可能な状態で、内槽５１の下部５１Ｂと接続されている。
第１の接続部３５は、分岐ライン３６の一端に設けられておりフレキホース４６の一方の端が接続される。分岐ライン３６の他方の端は、下部充填弁３８を介して、液化水素抜き出し用配管２７と接続されている。
【００４５】
つまり、液化水素抜き出し用配管２７の一部は、タンクローリー４３に貯留された液化水素４２−２を内槽５１内に充填するための液化水素下部充填用配管として機能する。
フレキホース４６は、第１の接続部３５とタンクローリー４３に設けられた第２の接続部４２とを接続する液化水素チャージ用ホースである。
【００４６】
内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低下した際、フレキホース４６を介して、タンクローリー４３内に充填された液化水素４２−２が第１の接続部３５を介して内槽５１内に導入される。
液化水素４２−２は、液化水素４２−１と同じ種類の液化水素である。本実施形態では、説明の便宜上、液化水素４２−１と液化水素４２−２とを用いて以下の説明を行う。
【００４７】
下部充填弁３８は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下し、フレキホース４６を介して、第１の接続部３５とタンクローリー４３とが接続された状態で開くことにより、分岐ライン３６及び液化水素抜き出し用配管２７を介して、内槽５１の下部５１Ｂから内槽５１内にタンクローリー４３内の液化水素４２−２を充填する。
【００４８】
液化水素上部充填用配管３９は、一方の端が分岐ライン３６と接続されており、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続されている。
液化水素上部充填用配管３９は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下し、フレキホース４６により第１の接続部３５とタンクローリー４３とが接続され、上部充填弁４１を開けて、内槽５１の上部５１Ａから内槽５１内に液化水素４２−２を充填する際に使用される。
【００４９】
下部充填弁３８及び上部充填弁４１は、タンクローリー４３内の液化水素４２−２を内槽５１に充填する際、ガス相の圧力が所望の圧力となるように、それぞれの開度が調整される。
【００５０】
加圧蒸発器２８は、液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂ側に設けられている。加圧蒸発器２８は、液化水素抜き出し用配管２７が内槽５１の下部５１Ｂから液化水素４２−１を抜き出した際、液化水素抜き出し用配管２７内を流れる液化水素４２−１を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる。
【００５１】
バブリング用加圧弁３１は、液化水素抜き出し用配管２７と接続された第１の加圧ガス供給用配管３２に設けられている。バブリング用加圧弁３１は、制御部２５と電気的に接続されている。バブリング用加圧弁３１は、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、制御部２５により開かれることで、第１の加圧ガス供給用配管３２を介して加圧用水素ガスを液化水素中にバブリングする。この段階でのバブリングされる加圧用水素ガスの温度は、大気温度（３００Ｋ近傍の温度）程度である。
【００５２】
第１の加圧ガス供給用配管３２は、一方の端３２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続されている。また、第１の加圧ガス供給用配管３２は、他方の端３２Ｂが内槽５１の下部５１Ｂを貫通して、内槽５１内の下部５１Ｂに延在しながら、内槽５１内の下部５１Ｂに位置する液化水素４２−１に浸漬された開口を有する。なお、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂは、筒状部材３３の下端３３Ａ内に収容されており、筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスを供給する。そして、筒状部材３３内にバブリングされた加圧用水素ガスは、筒状部材３３内の液化水素４２−１との直接熱交換により冷却される。
【００５３】
第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂは、図１に示す状態において、逆Ｕ字型形状（Ｕ字型を上下反転させた形状）とされている。
このように、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂを逆Ｕ字型形状とすることにより液シールを形成し、第１の加圧ガス供給用配管３２内に液化水素４２−１が流入することを防止できる。
【００５４】
また、第１の加圧ガス供給用配管３２内の圧力は、内槽５１内の液化水素４２−１の消費による長時間に亘った圧力変化と、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂでの液化水素４２−１中における加圧用水素ガスの供給時の脈動に起因する短周期での圧力変化とが存在する。このため、バブリング用加圧弁３１の開度は、圧力逃がしライン１９に設けた圧力計、或いは、内槽５１内に設けた圧力計に基づいて行うとよい。
なお、上記構成とされた液化水素抜き出し用配管２７及び第１の加圧ガス供給用配管３２は、実際には、連続する１つの配管であり、２つの配管に分離されていない。
【００５５】
筒状部材３３は、内槽５１内に設けられ、下端３３Ａが開口された状態で内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に浸漬され、上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａ（内槽５１内の上部５１Ａ側に位置する空間）に開口されている。
筒状部材３３の下端３３Ａは、第１の加圧ガス供給用配管３２の他方の端３２Ｂを収容しているので、バブリングされた加圧用水素ガスを、筒状部材３３内に位置する液化水素４２−１に確実に供給することができ、該液化水素４２−１により冷却された加圧用水素ガスは、加圧用水素ガスを冷却することで蒸発した水素ガス共々、筒状部材３３のガイドにより、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相（液化水素４２−１に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内される。
【００５６】
上記構成とされた筒状部材３３の材料としては、液化水素温度で強度を有するものであれば、熱伝導性等の物性には特段の制約はない。具体的には、筒状部材３３の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等を用いることができる。
また、筒状部材３３は、図示してはいないが内槽５１の内壁に支持されている。
【００５７】
このように、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、内槽５１内のガス相の圧力に基づいて制御部２５により開度を調節され、バブリング用加圧弁３１を経て第１の加圧ガス供給用配管３２を介して供給される加圧用水素ガスを、下端３３Ａが内槽５１の下部５１Ｂに貯留された液化水素４２−１に浸漬され、かつ上端３３Ｂが内槽５１の上部５１Ａに開口された筒状部材３３内に、バブリングすることにより液化水素４２−１によって冷却し、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相（液化水素４２−１に接するガス相よりも温度の高いガス相）に案内することが可能となる。
これにより、タンクローリー４３から内槽５１内に液化水素４２−２を充填する前段階において、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００５８】
また、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低い場合でも、加圧用水素ガスを筒状部材３３内の下端３３Ａにバブリングすることで、加圧用水素ガスを冷却することで蒸発した水素ガス共々、筒状部材３３のガイドにより、内槽５１の上部５１Ａに案内されるので、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置が低い場合でも、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を十分に冷却することが可能となる。
【００５９】
したがって、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図２において、図１に示す第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００６１】
図２を参照するに、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０は、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０の構成に、さらに第２の加圧ガス供給用配管６１及び加圧弁６３を設け、圧力逃がしライン１９を第２の加圧ガス供給用配管６１に接続した以外は、液化水素貯蔵供給設備１０と同様に構成される。
【００６２】
第２の加圧ガス供給用配管６１は、一方の端が、第１の加圧ガス供給用配管３２のうち、バブリング用加圧弁３１の一次側に位置する部分と接続され、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続されている。
【００６３】
加圧弁６３は、第２の加圧ガス供給用配管６１から圧力逃がしライン１９が分岐する位置と、第１の加圧ガス供給用配管３２と第２の加圧ガス供給用配管６１との接続位置と、の間に位置する第２の加圧ガス供給用配管６１に設けられている。
加圧弁６３は、内槽５１内のガス相の圧力を検知する制御部２５と電気的に接続されており、制御部２５により制御される。
【００６４】
具体的には、加圧弁６３は、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力（バブリング用加圧弁３１を開く際の基準となる圧力）よりも低い第２の設定圧力を下回った際、制御部２５により開かれる。
つまり、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０は、異なる設定圧力で動作する２つのバルブ（具体的には、バブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３）を有する。
【００６５】
第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０では、内槽５１内のガス相の圧力が十分であって、加圧蒸発器２８が動作していない状態から、内槽５１内のガス相の圧力が第１の設定圧力まで低下すると、制御部２５により、バブリング用加圧弁３１が開かれ、第１の加圧ガス供給用配管３２により、筒状部材３３内に位置する液化水素４２−１にバブリングされた加圧用水素ガスが供給される。これにより、内槽５１内の上部５１Ａのガス相が冷却されながら加圧される。
【００６６】
次いで、上記加圧を実施した後も内槽５１内のガス相の圧力が低下して、内槽５１内のガス相の圧力が第２の設定圧力に到達すると、加圧弁６３を介して、内槽５１内の上部５１Ａに常温の加圧用水素ガスを供給することで、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を加圧する。
【００６７】
第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、一方の端が、第１の加圧ガス供給用配管３２のうち、バブリング用加圧弁３１の一次側に位置する部分と接続され、他方の端が内槽５１の上部５１Ａと接続された第２の加圧ガス供給用配管６１と、第２の加圧ガス供給用配管６１に設けられ、内槽５１内のガス相の圧力が、バブリング用加圧弁３１が開かれる第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、制御部２５により開かれる加圧弁６３と、を有することにより、バブリングされた加圧用水素ガスにより内槽５１内の上部５１Ａのガス相を冷却しながら加圧される内槽５１内のガス相の圧力が第２の設定圧力に到達した際、加圧弁６３を介して、内槽５１内の上部５１Ａに常温の加圧用水素ガスを供給して、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を加圧することが可能となる。
【００６８】
したがって、それぞれ異なる圧力設定値を有したバブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３を設け、該異なる圧力設定値に対してバブリング用加圧弁３１及び加圧弁６３を制御することにより、内槽内５１のガス相の急激な圧力変動にも対応可能になると共に、バブリング加圧弁３１から供給された加圧用水素ガスを液化水素４２−１によって冷却し、冷却された加圧用水素ガスを筒状部材３３により、内槽５１の上部５１Ａに位置するガス相に案内することが可能となるため、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図３において、図１に示す第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図３では、需要先用液化水素抜き出し配管１３により内槽５１内の液化水素４２−１を抜き出している状態を模式的に図示している。
つまり、図３は、需要先用液化水素抜き出し配管１３内が液化水素４２−１で満たされた状態を図示している。さらに、図３では、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０を構成する第３の加圧ガス供給用配管７２に設けられた伸縮部７２Ｃの図示を省略する。
【００７０】
図３を参照するに、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０は、第１の実施形態の液化水素貯蔵供給設備１０に設けられたバブリング用加圧弁３１及び第１の加圧ガス供給用配管３２の替わりに、加圧弁７１及び第３の加圧ガス供給用配管７２を設け、需要先用液化水素抜き出し配管１３のうち内槽５１内に配設された一部が二重管で構成され、液化水素貯蔵供給設備１０に設けられた筒状部材３３を構成要素から除いた以外は、液化水素貯蔵供給設備１０と同様に構成される。
【００７１】
図４は、図３に示す液化水素貯蔵供給設備に設けられた需要先用液化水素抜き出し配管１３及び第３の加圧ガス供給用配管７２の概略構成を示す斜視図である。図４において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００７２】
図３及び図４を参照するに、第３の加圧ガス供給用配管７２は、一方の端７２Ａと、他方の端７２Ｂと、伸縮部７２Ｃと、を有する。
また、第３の加圧ガス供給用配管７２は、一方の端７２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１の下部５１Ｂを貫通すると共に、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を２重配管構造で内槽５１の上部５１Ａに延在し、他方の端７２Ｂが、需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁を気密に貫通後、内槽５１の上部５１Ａに開口している。
【００７３】
内槽５１の下部５１Ｂを貫通して配設された第３の加圧ガス供給用配管７２の外径は、需要先用液化水素抜き出し配管１３の内径よりも小さくなるように構成されており、第３の加圧ガス供給用配管７２のうち、液化水素抜き出し口１３Ａから第３の加圧ガス供給用配管７２の他方の端７２Ｂの貫通部までは、需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容されている。
【００７４】
第３の加圧ガス供給用配管７２の他方の端７２Ｂは、Ｌ字形状とされており、需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁のうち、内槽５１の上部５１Ａに位置する部分を貫通している。これにより、他方の端７２Ｂは、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に露出されている。
【００７５】
また、他方の端７２Ｂは、需要先用液化水素抜き出し配管１３により、内槽５１内の液化水素４２−１を抜き出している状態において、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により、加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスを冷却し、該冷却された加圧用水素ガスを内槽５１内の上部５１Ａに供給する。
このため、加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスの冷却が、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することはない。
【００７６】
伸縮部７２Ｃは、第３の加圧ガス供給用配管７２のうち、内槽５１の下部５１Ｂと他方の端７２Ｂとの間に位置する部分に設けられている。伸縮部７２Ｃは、伸縮継手であり蛇腹形状とされている。これにより、内槽５１の下部５１Ｂを貫通して配設された第３の加圧ガス供給用配管７２は、該第３の加圧ガス供給用配管７２の軸方向（鉛直方向）に伸縮可能な構成とされている。
【００７７】
このように、需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容された第３の加圧ガス供給用配管７２に、第３の加圧ガス供給用配管７２の軸方向（鉛直方向）に伸縮可能な伸縮部７２Ｃを設けることにより、内槽５１の上部５１Ａに固定された需要先用液化水素抜き出し配管１３、及び内槽５１の下部５１Ｂに固定された第３の加圧ガス供給用配管７２の相互の熱収縮を緩和することが可能となるので、該熱収縮に起因する需要先用液化水素抜き出し配管１３及び第３の加圧ガス供給用配管７２の破損を防止できる。
【００７８】
第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備によれば、一方の端７２Ａが液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続され、内槽５１を貫通し、内槽５１内の上部５１Ａに延在し、他方の端７２Ｂを除いた部分が需要先用液化水素抜き出し配管１３内に収容され、他方の端７２Ｂが需要先用液化水素抜き出し配管１３の側壁を貫通する第３の加圧ガス供給用配管７２と、第３の加圧ガス供給用配管７２に設けられた加圧弁７１と、を設けることにより、需要先用液化水素抜き出し配管１３を使用した内槽５１内の液化水素４２−１の抜き出し時において、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により加圧弁７１を経由した加圧用水素ガスを冷却し、該冷却された加圧用水素ガスを内槽５１内の上部５１Ａに供給することで、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却して、加圧することが可能となる。
【００７９】
また、加圧弁７１を介して供給される加圧用水素ガスの冷却に、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１の冷熱を用いることで、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却して、加圧することが可能となる。
【００８０】
つまり、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００８１】
なお、第３の実施形態では、需要先用液化水素抜き出し配管１３の内部に、第３の加圧ガス供給用配管７２を配置した場合を例に挙げて説明したが、第３の加圧ガス供給用配管７２の内部に需要先用液化水素抜き出し配管１３を配置するように構成してもよい。
【００８２】
この場合、第３の加圧ガス供給用配管７２と需要先用液化水素抜き出し配管１３との間に形成される空間を流れる加圧用水素ガスを、需要先用液化水素抜き出し配管１３内を満たす液化水素４２−１により冷却することが可能となるので、第３の実施形態の液化水素貯蔵供給設備７０と同様な効果を得ることができる。
【００８３】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図５において、図２に示す第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００８４】
図５を参照するに、第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０は、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０に設けられた第２の加圧ガス供給用配管６１、第１の加圧ガス供給用配管３２、及びバブリング用加圧弁３１の替わりに、第４の加圧ガス供給用配管８１、自然循環用配管８２、及び自然循環調節弁８４を設け、液化水素貯蔵供給設備１０に設けられた筒状部材３３を構成要素から除いた以外は、液化水素貯蔵供給設備６０と同様に構成される。
【００８５】
第４の加圧ガス供給用配管８１は、一方の端が液化水素抜き出し用配管２７の他方の端２７Ｂと接続されており、他方の端が内槽５１の上部５１Ａを貫通している。第４の加圧ガス供給用配管８１には、加圧弁６３が設けられている。また、第４の加圧ガス供給用配管８１の二次側には、圧力逃がしライン１９が分岐されている。
【００８６】
自然循環用配管８２は、液化水素抜き出し用配管２７のうち、液化水素抜き出し用配管２７の一方の端２７Ａと加圧蒸発器２８との間に位置する部分から分岐されている。
自然循環用配管８２は、内槽５１の下部５１Ｂを貫通すると共に、内槽５１内をほぼ垂直に立ち上がり内槽の上部５１Ａに延在している。これにより、自然循環用配管８２の一部は、内槽５１内に貯留された液化水素４２−１に浸漬されている。
自然循環用配管８２の先端部８２Ａは、内槽５１内の上部５１Ａのガス相に開口されている。
【００８７】
自然循環調節弁８４は、自然循環用配管８２に設けられている。自然循環調節弁８４は、制御部２５と電気的に接続されており、内槽５１内のガス相の圧力が第３の設定圧力よりも低下した際に開かれ、第３の設定圧力よりも低い第４の設定圧力を下回ったときに、加圧弁６３が制御部２５により開かれる。なお、内槽５１内のガス相の圧力が、第４の設定圧力よりもさらに低い第５の設定圧力を下回ったとき、自然循環調節弁８４は制御部２５により閉じられるように構成してもよい。
つまり、第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０は、異なる設定圧力とされた自然循環調節弁８４及び加圧弁６３を有する。
【００８８】
第４の実施形態の液化水素貯蔵供給設備８０では、内槽５１内の下部５１Ｂから抜き出した液化水素４２−１を液化水素抜き出し用配管２７から自然循環用配管８２に分岐させ、制御部２５からの指令に基づき、自然循環調節弁８４により小さな侵入熱を液化水素４２−１に付与し、自然循環用配管８２の先端部８２Ａから気液二相の水素を供給することで内槽５１内の上部５１Ａを冷却しながら加圧すると共に、内槽５１内から抜き出した液化水素４２−１を加圧蒸発器２８で蒸発させ、加圧弁６３及び第２の加圧ガス供給用配管８１を介して、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相にそれぞれ異なる設定圧力で制御されながら、気液二相の水素と常温の加圧用水素ガスを供給する。
【００８９】
ここで、自然循環調節弁８４を開にすると、自然循環用配管８２内が液化水素４２−１で満たされる。このとき、内槽５１内の圧力に加え、その高低差分の液ヘッドが自然循環調節弁８４付近に作用する。
この状態で、自然循環調節弁８４本体あるいは該弁の二次側近傍に小さな侵入熱を与えると、液化水素４２−１の一部が気化して、液相及びガス相よりなる二相流となり、見かけ上の流体密度は、液化水素４２−１の密度よりも小さくなる。この結果、自然循環調節弁８４の二次側に作用する液ヘッドは、自然循環調節弁８４の一次側に作用する液ヘッドよりも小さくなる。
【００９０】
したがって、内槽５１内から抜き出された液化水素４２−１は、自然循環調節弁８４を経由し、自然循環調節弁８４の前段に位置する自然循環用配管８２に導かれ、自然循環用配管８２の先端部８２Ａにより、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相にシャワー状に散布される。つまり、液化水素４２−１は、自然循環（ガスリフトポンプ）により、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相を冷却しながら内槽５１内を加圧する。
自然循環する液化水素４２−１の量は、自然循環調節弁８４の前後にかかる液ヘッドの差と、循環系の圧力損失がバランスする条件とで決定される。
【００９１】
また、自然循環用配管８２の先端部８２Ａから内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に、シャワー状に散布された気液二相の水素は、液化水素４２−１と略同じ３０Ｋレベルの極低温とされているので、内槽５１内の上部５１Ａのガス相を冷却しながら、加圧を行なうことが可能となる。
【００９２】
したがって、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【００９３】
また、内槽５１内のガス相の圧力が低下して、該圧力が第３の設定圧力に到達すると、まずは、自然循環調節弁８４を利用した加圧が開始される。次いで、該加圧を実施後、内槽５１内のガス相の圧力がさらに低下して、該圧力が第４の設定圧力に到達すると、加圧弁６３が開かれ、加圧蒸発器２８を利用した加圧が行なわれる。さらに内槽５１内のガス相の圧力がさらに低下して、該圧力が第５の設定圧力に到達すると、自然循環調節弁８４は閉じられ、加圧蒸発器２８を利用した加圧のみが行なわれる。
【００９４】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態に係る液化水素貯蔵供給設備の概略構成を示す図である。図６において、図２に示す第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００９５】
図６を参照するに、第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０は、第２の実施形態の液化水素貯蔵供給設備６０に設けられたバブリング用加圧弁３１、第１の加圧ガス供給用配管３２、及び筒状部材３３の替わりに、バイパスライン９１、加圧ガス温度調節弁９２、及び制御部９３を設けた以外は、液化水素貯蔵供給設備６０と同様に構成される。
【００９６】
バイパスライン９１は、液化水素抜き出し用配管２７により抜き出された液化水素４２−１が加圧蒸発器２８及び加圧弁６３を通過しないように、液化水素抜き出し用配管２７から分岐されると共に、第２の加圧ガス供給用配管６１と接続されている。
【００９７】
加圧ガス温度調節弁９２は、バイパスライン９１に設けられており、制御部９３と電気的に接続されている。加圧ガス温度調節弁９２は、加圧弁６３に対するバイパス弁である。制御部９３は、ＴＩＣ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【００９８】
制御部９３は、第２の加圧ガス供給用配管６１内の加圧用水素ガスの温度を測定する側温部（図示せず）を有する。制御部９３は、第２の加圧ガス供給用配管６１内の加圧用水素ガスの温度に基づき、加圧ガス温度調節弁９２の開度を調節する。
【００９９】
上記構成とされた第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０では、需要先にて液化水素または水素ガスが順調に継続使用され、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１が低下すると、内槽５１内のガス相の圧力を所望の圧力に保つために、制御部２５により制御される加圧弁６３を適度な開度にすることで、加圧蒸発器２８により発生した水素ガスを、第２の加圧ガス供給用配管６１を介して、内槽５１内の上部５１Ａに位置するガス相に供給する。
【０１００】
第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０では、加圧蒸発器２８及び加圧弁６３を通過した後の水素ガスの温度は、３００Ｋ程度であるため、この水素ガスに液化水素４２−１を混合して、冷却された加圧用水素ガスを生成することを目的に、加圧ガス温度調節弁９２と、加圧ガス温度調節弁９２の開度を調節する制御部９３と、を有する。
【０１０１】
制御部９３が加圧ガス温度調節弁９２を動作させる際の設定温度は、例えば、５０〜１５０Ｋ程度に設定することができる。該設定温度を実現する加圧ガス温度調節弁９２の通過液量は、重量ベースで、加圧蒸発器２８の液化水素４２−１の通過液量に対して１〜５倍程度である。
本実施形態では、制御部９３は、気液混合直後の温度を検出するため、温度制御の応答性がよく、また、精度の高い加圧用水素ガスの温度制御を行なうことができる。
【０１０２】
なお、内槽５１内が所定の圧力以上の場合は、加圧弁６３が開とならないため、水素ガスが制御部９３の測温部を通過しない。したがって、この場合、制御部９３は、内槽５１内の圧力を監視し、図示していない装置により、加圧ガス温度調節弁９２は強制的に全閉とする。
【０１０３】
上記構成とされた第５の実施形態の液化水素貯蔵供給設備９０は、内槽５１内の液化水素４２−１の液面４２ａ−１の位置に依存することなく、内槽５１内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽５１内に効率よく液化水素４２−２を充填することができる。
【０１０４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、内槽内の液化水素の液面の位置に依存することなく、内槽内の圧力を一定に保つための水素ガスの大気放散量を低減させて、内槽内に効率よく液化水素を充填することの可能な液化水素貯蔵供給設備に適用可能である。
より具体的には、本発明は、水素ステーションや低温物理研究等で使用される液化水素、及び水素ステーション、電子、金属、ガラス、石油等の産業で使用される水素ガスを供給する液化水素貯蔵供給設備に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，６０，７０，８０，９０…液化水素貯蔵供給設備、１１…真空断熱二重殻貯槽、１３…需要先用液化水素抜き出し配管、１３Ａ…液化水素抜き出し口、１３Ｂ…液化水素供給口、１４…液化水素供給ライン、１６…水素ガス供給ライン、１７…送ガス蒸発器、１９…圧力逃がしライン、２２…圧力逃がし弁、２５，９３…制御部、２７…液化水素抜き出し用配管、２７Ａ，３２Ａ，７２Ａ…一方の端、２７Ｂ，３２Ｂ，７２Ｂ…他方の端、２８…加圧蒸発器、３１…バブリング用加圧弁、３２…第１の加圧ガス供給用配管、３３…筒状部材、３３Ａ…下端、３３Ｂ…上端、３５…第１の接続部、３６…分岐ライン、３８…下部充填弁、３９…液化水素充填用配管、４１…上部充填弁、４２−１，４２−２…液化水素、４２ａ−１…液面、４３…タンクローリー、４４…第２の接続部、４６…フレキホース、５１…内槽、５１Ａ…上部、５１Ｂ，５２Ａ…下部、５２…外槽、５３…真空断熱空間、６１…第２の加圧ガス供給用配管、６３，７１…加圧弁、７２…第３の加圧ガス供給用配管、７２Ｃ…伸縮部、８１…第４の加圧ガス供給用配管、８２…自然循環用配管、８２Ａ…先端部、８４…自然循環調節弁、９１…バイパスライン、９２…加圧ガス温度調節弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化水素を貯留する内槽、該内槽を収容する外槽、及び前記内槽と前記外槽との間に設けられた真空断熱空間よりなる真空断熱二重殻貯槽を有し、前記液化水素あるいは水素ガスを需要先に供給する液化水素貯蔵供給設備であって、
一方の端が前記内槽の下部と接続され、前記内槽の下部から前記液化水素を抜き出す液化水素抜き出し用配管と、
前記液化水素抜き出し用配管に設けられ、前記液化水素抜き出し用配管を流れる前記液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、
前記内槽内に設けられ、下端が前記内槽の下部に貯留された前記液化水素に到達し、上端が前記内槽の上部に配置され、前記上端及び前記下端が開口された筒状部材と、
一方の端が前記液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、前記内槽を貫通し、前記内槽内の下部に位置する前記液化水素に浸漬された他方の端から前記筒状部材内にバブリングされた前記加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、
前記第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、
前記内槽内のガス相の圧力に基づいて、前記バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、
を有することを特徴とする液化水素貯蔵供給設備。
【請求項２】
前記バブリング用加圧弁は、前記内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、前記制御部により開かれ、
前記第１の加圧ガス供給用配管のうち、前記バブリング用加圧弁と前記加圧蒸発器との間に位置する部分から分岐され、かつ前記内槽の上部と接続された第２の加圧ガス供給用配管と、
前記第２の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記内槽内のガス相の圧力が前記第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、前記制御部により開かれる加圧弁と、
を有することを特徴とする請求項１記載の液化水素貯蔵供給設備。
【請求項１】
液化水素を貯留する内槽、該内槽を収容する外槽、及び前記内槽と前記外槽との間に設けられた真空断熱空間よりなる真空断熱二重殻貯槽を有し、前記液化水素あるいは水素ガスを需要先に供給する液化水素貯蔵供給設備であって、
一方の端が前記内槽の下部と接続され、前記内槽の下部から前記液化水素を抜き出す液化水素抜き出し用配管と、
前記液化水素抜き出し用配管に設けられ、前記液化水素抜き出し用配管を流れる前記液化水素を蒸発させることで、加圧用水素ガスを発生させる加圧蒸発器と、
前記内槽内に設けられ、下端が前記内槽の下部に貯留された前記液化水素に到達し、上端が前記内槽の上部に配置され、前記上端及び前記下端が開口された筒状部材と、
一方の端が前記液化水素抜き出し用配管の他方の端と接続され、前記内槽を貫通し、前記内槽内の下部に位置する前記液化水素に浸漬された他方の端から前記筒状部材内にバブリングされた前記加圧用水素ガスを供給する第１の加圧ガス供給用配管と、
前記第１の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記加圧用水素ガスをバブリングするバブリング用加圧弁と、
前記内槽内のガス相の圧力に基づいて、前記バブリング用加圧弁の開度を調節する制御部と、
を有することを特徴とする液化水素貯蔵供給設備。
【請求項２】
前記バブリング用加圧弁は、前記内槽内のガス相の圧力が第１の設定圧力よりも低下した際に、前記制御部により開かれ、
前記第１の加圧ガス供給用配管のうち、前記バブリング用加圧弁と前記加圧蒸発器との間に位置する部分から分岐され、かつ前記内槽の上部と接続された第２の加圧ガス供給用配管と、
前記第２の加圧ガス供給用配管に設けられ、前記内槽内のガス相の圧力が前記第１の設定圧力よりも低い第２の設定圧力を下回った際、前記制御部により開かれる加圧弁と、
を有することを特徴とする請求項１記載の液化水素貯蔵供給設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５１６０６（Ｐ２０１２−２５１６０６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５０９１（Ｐ２０１１−１２５０９１）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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