(57)【要約】【課題】内槽の熱変形に伴い生じる外力を効果的に低減し得るタンクおよびその施工方法を提供する。【解決手段】貯留物３を貯留する内槽４と、内槽４を内部に収容する外槽２と、内槽４の表面に塗布された断熱材を備えて構成される断熱層７，８とを備える。内槽４の表面には、内槽４の表面を複数の領域に区画する目地材と、区画に塗布された断熱材とを備える。目地材としては線状の素材を用い、断熱材同士の隙間にあたる目地材を覆うように被覆材を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留物を貯留する内槽と、
該内槽を内部に収容する外槽と、
前記内槽の表面に塗布された断熱材を備えて構成される断熱層と
を備えたタンク。
【請求項２】
前記内槽の表面に沿って設けられ、前記内槽の表面を複数の領域に区画する目地材と、
前記区画に塗布された前記断熱材と
を備えて構成される、請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記目地材は線状の素材である、請求項２に記載のタンク。
【請求項４】
前記断熱材同士の隙間にあたる前記目地材を覆うように被覆材を備えた、請求項２または３に記載のタンク。
【請求項５】
前記断熱材は、前記内槽の表面に塗布された分離剤の上に塗布される、請求項１に記載のタンク。
【請求項６】
貯留物を貯留する内槽と、該内槽を内部に収容する外槽とを備えたタンクの前記内槽の表面に対して断熱材を塗布し、断熱層を形成する、タンクの施工方法。
【請求項７】
前記内槽の表面に沿って、目地材を設けて前記内槽の表面を複数の領域に区画し、
前記区画に前記断熱材を塗布する、請求項６に記載のタンクの施工方法。
【請求項８】
前記目地材として線状の素材を用いる、請求項７に記載のタンクの施工方法。
【請求項９】
前記断熱材を塗布した後、前記断熱材同士の隙間にあたる前記目地材を被覆材により被覆する、請求項７または８に記載のタンクの施工方法。
【請求項１０】
前記内槽の表面に分離剤を塗布し、さらに前記断熱材を塗布する、請求項６に記載のタンクの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、低温の液化ガス等を貯留するタンク、およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液化天然ガス等の低温の液体を貯留するタンクとして、内槽と外槽を備えた二重槽式のタンクが用いられている。こうしたタンクでは、内槽と外槽の間に断熱層を備え、外部からの入熱を抑えるようになっている。
【０００３】
こうした二重槽式のタンクに関連する先行技術文献として、例えば、下記の特許文献１等がある。特許文献１に記載のタンクでは、外槽底部と内槽底部の間、および外槽側壁と内槽側壁の間に、それぞれ底部保冷層および側部保冷層が設けられている。底部保冷層はパーライトコンクリート、硬質ポリウレタンフォームといった素材で構成され、側部保冷層は、パーライトを用いて形成される。外槽側壁と内槽側壁の間に、粒状のパーライトを充填して断熱層とするのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５０５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の如き二重槽式のタンクにおいては、施工の完了後、貯留物である低温の液体を内槽に貯留すると、低温の液体に触れた内槽が熱収縮する。これにより、外槽側壁と内槽側壁の間隔が広がり、これに合わせ、粒状のパーライトによって構成される層が厚みを増すように動く。このようなパーライト層の動きは、貯留物を貯留している間は問題ないが、タンクを運用するにあたっては、保守点検等、タンク内から貯留物を一旦抜き出すことが必要な局面がある。このとき、内槽の温度が上昇し、熱収縮していた内槽が膨張する。すると、内槽の収縮に合わせて厚みを増していた側部保冷層が、内槽の膨張に抵抗するように、内槽に対して外から圧縮する向きに力を加えることになる。
【０００６】
このような内槽に加わる外力の影響を軽減するために、上記特許文献１に記載のタンクでは、側部保冷層としてパーライト層に加えてブランケットを備えており、パーライト層の厚みの変化をブランケットの変形で吸収するようにしている。ただし、このようにしてもパーライト層から内槽に加わる力をゼロにできるわけではなく、外力による内槽の座屈等を確実に防ぐために、内槽にスティフナ等を設けて補強することが行われている。しかしながら、このような補強構造の設置には材料費と施工の手間がかかり、建造費の増加を招いてしまう。
【０００７】
そこで、本開示においては、内槽の熱変形に伴い生じる外力を効果的に低減し得るタンクおよびその施工方法を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、貯留物を貯留する内槽と、該内槽を内部に収容する外槽と、前記内槽の表面に塗布された断熱材を備えて構成される断熱層とを備えたタンクにかかるものである。
【０００９】
上述のタンクは、前記内槽の表面に沿って設けられ、前記内槽の表面を複数の領域に区画する目地材と、前記区画に塗布された前記断熱材とを備えて構成することができる。
【００１０】
上述のタンクにおいて、前記目地材は線状の素材とすることができる。
【００１１】
上述のタンクにおいては、前記断熱材同士の隙間にあたる前記目地材を覆うように被覆材を備えることができる。
【００１２】
上述のタンクにおいて、前記断熱材は、前記内槽の表面に塗布された分離剤の上に塗布することができる。
【００１３】
また、本開示は、貯留物を貯留する内槽と、該内槽を内部に収容する外槽とを備えたタンクの前記内槽の表面に対して断熱材を塗布し、断熱層を形成する、タンクの施工方法にかかるものである。
【００１４】
上述のタンクの施工方法においては、前記内槽の表面に沿って、目地材を設けて前記内槽の表面を複数の領域に区画し、前記区画に前記断熱材を塗布することができる。
【００１５】
上述のタンクの施工方法においては、前記目地材として線状の素材を用いることができる。
【００１６】
上述のタンクの施工方法においては、前記断熱材を塗布した後、前記断熱材同士の隙間にあたる前記目地材を被覆材により被覆することができる。
【００１７】
上述のタンクの施工方法においては、前記内槽の表面に分離剤を塗布し、さらに前記断熱材を塗布することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のタンクおよびその施工方法によれば、内槽の熱変形に伴い生じる外力を効果的に低減し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示における第一実施例のタンクの構成を示す正断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す正断面図である。
【図３】第一実施例のタンクに備えた断熱層の表面の形態を示す図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。
【図４】第一実施例のタンクの施工手順を説明するフローチャートである。
【図５】第一実施例のタンクの施工における一工程を示す斜視図である。
【図６】第一実施例のタンクの施工における一工程を示す図であり、図５の一部を拡大して示している。
【図７】第一実施例のタンクの施工における別の工程を示す斜視図である。
【図８】第一実施例のタンクの施工における別の工程を示す図であり、図７の一部を拡大して示している。
【図９】第一実施例のタンクの施工におけるさらに別の工程を示す斜視図である。
【図１０】本開示の第二実施例のタンクの断熱構造を示す断面図である。
【図１１】第二施例のタンクの施工手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示における実施例の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１〜図３は本開示の第一実施例によるタンクの形態を示している。タンク１は、図１に示す如く、外殻をなす外槽２と、貯留物３を貯留する内槽４とを備えて構成される二重槽式のタンクである。外槽２と内槽４は各々円形状の平断面を有する円筒状の形状をなしており、外槽２は金属やＰＣ等により、内槽４は金属等により、それぞれ形成される。そして、外槽２の内側に内槽４が収容されるよう、コンクリート等により形成された基礎５の上に平面視で同心円状に配置される。
【００２２】
内槽４の上部は、ドーム状をなす蓋部４ａにより覆われている。円形をなす内槽４の底面４ｃと、基礎５との間には、断熱層として円盤状の底部断熱層６が設置されている。底部断熱層６は、断熱材として、泡ガラスや発泡樹脂、断熱コンクリート等の多孔質の素材を備えている。尚、底部断熱層６として、前記断熱材の他に、例えば内槽４を基礎５の上に支持するための支持構造等、各種の構造を備えても良いが、ここでは図示を省略している。
【００２３】
内槽４の側壁４ｂと、外槽２の側壁２ｂとの間のアニュラスペースＡには、断熱層として側部断熱層７が設けられる。また、内槽４の蓋部４ａの外側には、断熱層として上部断熱層８が設けられる。本第一実施例のタンク１は、これらの断熱層（側部断熱層７および上部断熱層８）の構造に特色がある。
【００２４】
側部断熱層７および上部断熱層８の構成は同じであるので、以下、側部断熱層７の構成を例に説明する。側部断熱層７は、図２、図３に示す如く、内槽４の表面に沿って格子状に配置された目地材７ａと、内槽４の表面における目地材７ａの間の領域に配置された断熱材７ｂとを備えて構成される。
【００２５】
断熱材７ｂは、スプレーによって対象に塗布して硬化させる型式の発泡素材であり、例えばポリウレタンフォーム等の発泡樹脂である。本第一実施例では、内槽４の表面に対し、スプレーにより素材を直接塗布することで断熱材７ｂの層を形成している。
【００２６】
つまり、本第一実施例では、硬化した断熱材７ｂが内槽４の表面に直接貼り付いた形となる。ここで、金属等である内槽４の素材と、発泡樹脂である断熱材７ｂとでは熱膨張率が異なる。このため、仮に内槽４の表面の広い面積に対して均一に断熱材７ｂを塗布した場合、その後に内槽４に貯留物３を貯留した際、内槽４の収縮率と断熱材７ｂの収縮率が一致しないために断熱材７ｂが内槽４から剥離したり、あるいは断熱材７ｂに割れが生じる可能性がある。
【００２７】
そこで、本第一実施例では、目地材７ａを用いて内槽４の表面を複数の領域に区画し、各区画にそれぞれ断熱材７ｂを塗布することで、多数の断熱材７ｂの小片により内槽４が覆われた形としている。このようにすれば、各区画に設けられた断熱材７ｂと、該断熱材７ｂの貼り付いた部分の内槽４との間に収縮率の違いがあっても、各区画における収縮量の差の絶対値は小さいので、断熱材７ｂが内槽４の表面から剥離したり、断熱材７ｂが割れるような事態を防ぐことができる。
【００２８】
目地材７ａは、例えばグラスウール等、線状の素材により構成され、例えば図２に示す如く、内槽４の表面に対し接着剤７ｃを用いて固定される。このようにすると、内槽４の表面を区画するにあたって好適である。接着剤７ｃとしては、低温用の接着剤として販売されている製品を使用することができる。
【００２９】
目地材７ａによって形成される各区画は、内槽４の収縮に伴う断熱材７ｂの割れを防止できる程度の大きさであれば良く、断熱材７ｂがポリウレタンフォームの場合は、最大幅を１ｍ以下とすることが好適である。一方、あまり各区画の径が小さいと区画の総数が増えて施工が面倒になるので、最小で１００ｍｍ以上とするのが良い。尚、目地材７ａにより形成される区画の形はここでは格子状としているが、各区画は断熱材７ｂの剥離や割れを防止し得るよう、適当な寸法に設計されていれば良く、形状は問わない。目地材７ａは蜂の巣状、網目状など、どのような形であってもよい。
【００３０】
このように断熱材７ｂを設置すると、目地材７ａの部分は断熱材７ｂ同士の隙間にあたるため、本第一実施例では、目地材７ａの部分を覆うように被覆材７ｄを設けている。被覆材７ｄは、例えばブロック状のポリウレタンフォームであり、断熱材７ｂが硬化した後、隙間に露出した目地材７ａを埋めるように断熱材７ｂに固定される。被覆材７ｄの固定には、別途図示しないピン等の固定具を使用しても良いし、あるいは図示しない接着剤等を用いても良い。また、被覆材７ｄの幅を断熱材７ｂの隙間と同程度とし、単に被覆材７ｄを断熱材７ｂの隙間に差し込むことで被覆材７ｄを固定することもできる。
【００３１】
本第一実施例のタンク１では、上述の如き構造の側部断熱層７が、図１に示す如く内槽４の側壁４ｂを覆う形でアニュラスペースＡに配置される。アニュラスペースＡの幅、すなわち外槽２の側壁２ｂの内面と内槽４の側壁４ｂの外面の距離は、例えば１，１００ｍｍ程度であり、断熱材７ｂの厚みは２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下程度である。本第一実施例の場合、アニュラスペースＡに断熱を目的として備えられる構造体はこの側部断熱層７のみであり、タンク１の運用時、外槽２の側壁２ｂと側部断熱層７の間の幅１ｍ程度の空間には、適当なガス、例えば窒素等の不活性ガスが充填される。この空間に例えばグラスウールにより構成されたブランケット様の断熱素材を配置しても良いが、アニュラスペースＡにおける断熱性能を考えた場合、ここに示した例のように断熱材７ｂを備えた側部断熱層７と、その外側のガスの層があれば十分と考えられる。
【００３２】
また、蓋部４ａの表面には、側部断熱層７と同様の構造の上部断熱層８が備えられる。タンク１の運用時には、外槽２の屋根２ａと、上部断熱層８を備えた内槽４の蓋部４ａとの間の空間に、アニュラスペースＡと同じガスが充填される。こうして、タンク１の上部においても、側部と同様の構造により断熱が為される。
【００３３】
このほか、タンク１は、例えば貯留物３の受け容れおよび払い出しのための配管やポンプ、内部のガスを置換するためのパージ管、その他種々の部品、機器等を備えて構成されるが、図１では図示を省略している。
【００３４】
このように、内槽４の表面に塗布した断熱材７ｂにより側部断熱層７および上部断熱層８を構成すると、内槽４が貯留物３の出し入れに伴って収縮・膨張する際、側部断熱層７、上部断熱層８を構成する断熱材７ｂは内槽４の変形に追従し、内槽４の表面に貼り付いて動く。つまり、側部断熱層７、上部断熱層８は、内槽４の収縮に合わせて厚みを増すような動きをしない。このため、内槽４が変形しても、内槽４に対し外側の断熱構造から圧縮するような外力が加わることを防ぐことができる。
【００３５】
また、側部断熱層７および上部断熱層８を構成する断熱材７ｂは、上述の如く目地材７ａにより区画された領域毎に設けられているので、内槽４の収縮・膨張に伴って断熱材７ｂが破損するようなことはない。さらに、目地材７ａを設けた部分は被覆材７ｄにより覆われているので、断熱材７ｂ同士の隙間にあたる部分でも断熱性能は保たれる。
【００３６】
上述の如きタンク１の施工方法について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３７】
まず、タンク１の外槽２を構築し（ステップＳ１）、内槽４を構築する（ステップＳ２）。次に、図５、図６に示す如く、内槽４の蓋部４ａおよび側壁４ｂの表面に対し、目地材７ａを設置する（ステップＳ３）。目地材７ａは、例えば図５に示す如く、蓋部４ａの中央部から側壁４ｂの下部にかけ、径方向および鉛直方向に沿って素材を配置した後、周方向に沿って横向きに素材を配置すると、蓋部４ａおよび側壁４ｂの表面を格子状に区画することができる。表面への目地材７ａの固定には、接着剤７ｃを用いる。尚、図５では、説明の都合により内槽４の表面の一部にのみ目地材７ａを図示しているが、実際には内槽４の表面全体に目地材７ａが設置される（後に説明する図７、図９における目地材７ａ、断熱材７ｂ、被覆材７ｄに関しても同様である）。
【００３８】
続いて、目地材７ａによって区画された内槽４の表面に対し、図７、図８に示す如くスプレー式の断熱材７ｂを塗布する（ステップＳ４）。断熱材７ｂの塗布は、作業員が蓋部４ａの上に登り、またアニュラスペースＡに入り込んで人力により行っても良いが、例えばドローンに断熱材７ｂのスプレー缶を搭載して内槽４の周囲を飛行させ、遠隔操作によって行っても良い。
【００３９】
断熱材７ｂが硬化したら、図９に示す如く目地材７ａの部分に被覆材７ｄを設置し、断熱材７ｂ同士の隙間を被覆する（ステップＳ５）。こうして、図１〜図３に示す如き側部断熱層７および上部断熱層８の設置が完了する。
【００４０】
さらに、タンク１内に窒素等の不活性ガスを導入し、外槽２の内部の空気を不活性ガスで置換する（ステップＳ６）。その後、内槽４内に貯留物３を導入する。
【００４１】
以上のように、上記本第一実施例のタンク１は、貯留物３を貯留する内槽４と、該内槽４を内部に収容する外槽２と、前記内槽４の表面に塗布された断熱材７ｂを備えて構成される断熱層７，８とを備えている。
【００４２】
また、上記本第一実施例のタンク１の施工方法においては、貯留物３を貯留する内槽４と、該内槽４を内部に収容する外槽２とを備えたタンク１の前記内槽４の表面に対して断熱材７ｂを塗布し、断熱層７，８を形成している。
【００４３】
このようにすると、内槽４の収縮に合わせて外側の断熱層７，８が厚みを増すようなことがないので、内槽４に対し外側の断熱構造から圧縮するような外力が加わることはない。
【００４４】
上記本第一実施例のタンク１は、前記内槽４の表面に沿って設けられ、前記内槽４の表面を複数の領域に区画する目地材７ａと、前記区画に塗布された前記断熱材７ｂとを備えて構成されている。
【００４５】
また、上記本第一実施例のタンク１の施工方法においては、前記内槽４の表面に沿って、目地材７ａを設けて前記内槽４の表面を複数の領域に区画し、前記区画に前記断熱材７ｂを塗布している。
【００４６】
このようにすると、断熱層７，８を構成する断熱材７ｂは、内槽４の変形に追従し、内槽４の表面に貼り付いて動くので、内槽４が変形しても、内槽４に対し外側の断熱構造から圧縮するような外力が加わることを効果的に防ぐことができる。また、各区画に設けられた断熱材７ｂと、該断熱材７ｂの貼り付いた部分の内槽４との間に収縮率の違いがあっても、各区画における収縮量の差の絶対値は小さいので、断熱材７ｂが内槽４の表面から剥離したり、断熱材７ｂが割れるような事態を防ぐことができる。
【００４７】
上記本第一実施例のタンク１およびその施工方法において、前記目地材７ａとして線状の素材を用いているので、内槽４の表面を区画するにあたって好適である。
【００４８】
上記本第一実施例のタンク１においては、前記断熱材７ｂ同士の隙間にあたる前記目地材７ａを覆うように被覆材７ｄを備えている。
【００４９】
また、上記本第一実施例のタンク１の施工方法においては、前記断熱材７ｂを塗布した後、前記断熱材７ｂ同士の隙間にあたる前記目地材７ａを被覆材７ｄにより被覆している。
【００５０】
このようにすると、断熱材７ｂ同士の隙間にあたる部分における断熱性能を保つことができる。
【００５１】
したがって、上記本第一実施例によれば、内槽の熱変形に伴い生じる外力を効果的に低減し得る。
【００５２】
図１０は本開示の第二実施例として、上記第一実施例とは異なる構成の断熱構造を示している。本第二実施例では、想定しているタンクの構成は図１に示した第一実施例のタンク１と同様であるので、以下では図１の符号をも借りつつ説明する。
【００５３】
本第二実施例では、内槽４の蓋部４ａおよび側壁４ｂの表面にそれぞれ断熱材７ｂを塗布して断熱層（側部断熱層７、上部断熱層８）を構成している点は上記第一実施例（図１〜図３参照）と同様であるが、目地材７ａを備えていない。また、目地材７ａに相当する構造がないので、被覆材７ｄも不要である。代わりに、図１０に示す如く、蓋部４ａおよび側壁４ｂの素材表面に分離剤７ｅを塗布し、該分離剤７ｅの上に断熱材７ｂを塗布している。尚、図１０では側部断熱層７の構造を図示しているが、上部断熱層８も同様の構成にて設置することができる（図示は省略する）。
【００５４】
分離剤７ｅは、内槽４の表面と断熱材７ｂとの間に膜を形成し、内槽４の表面に対する断熱材７ｂの定着を妨げる。断熱材７ｂは、分離剤７ｅを介して内槽４の表面に貼り付き、硬化するが、内槽４の表面から剥がれやすくなる。分離剤７ｅとしては、例えば離型剤等の呼称にて販売されている製品のほか、種々の物質を利用することができる。
【００５５】
このように目地材７ａ（図２、図３参照）を設けることなく、内槽４の表面の広い面積に断熱材７ｂを設けた場合、内槽４に低温の貯留物３を貯留して内槽４と断熱材７ｂが収縮すると、熱膨張率の違いにより、断熱材７ｂの収縮が内槽４の収縮に追従しきれなくなることが考えられる。ここで、本第二実施例の場合、内槽４の素材の収縮度と断熱材７ｂの収縮度の間にある程度の差が生じた段階で、分離剤７ｅの層を境として断熱材７ｂが内槽４から剥離する。その結果、内槽４と断熱材７ｂは、各々形状を保ったまま破損することなく、互いに独立した動きで別々に収縮する。仮に内槽４の動きに断熱材７ｂの動きが追従しなくとも、割れのない断熱材７ｂが内槽４の表面と外側の空間を隔てていれば、断熱性能は保たれる。
【００５６】
このような構成による側部断熱層７、および上部断熱層８を備えたタンク１は、図１１のフローチャートに示す如き手順にて施工することができる。外槽２および内槽４を構築し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、内槽４の表面に分離剤７ｅを塗布する（ステップＳ１３）。さらに、分離剤７ｅの上からスプレー式の断熱材７ｂを塗布し（ステップＳ１４）、側部断熱層７と上部断熱層８の形成が完了する。その後、タンク１内のガスを不活性ガスに置換する（ステップＳ１５）。
【００５７】
以上のように、本第二実施例のタンク１において、前記断熱材７ｂは、前記内槽４の表面に塗布された分離剤７ｅの上に塗布されている。
【００５８】
また、本第二実施例のタンク１の施工方法においては、前記内槽４の表面に分離剤７ｅを塗布し、さらに前記断熱材７ｂを塗布している。
【００５９】
このようにすると、内槽４と断熱材７ｂの収縮が生じた際、分離剤７ｅの層を境として断熱材７ｂが内槽４から剥離する。その結果、内槽４と断熱材７ｂは、各々形状を保ったまま破損することなく、互いに離れた状態で別々に収縮するので、断熱性能を保つことができる。
【００６０】
その他の構成や作用効果については上記第一実施例と同様であるため説明を省略するが、上記本第二実施例によっても、内槽の熱変形に伴い生じる外力を効果的に低減し得る。
【００６１】
尚、本開示において説明した本発明のタンクおよびその施工方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６２】
１    タンク
２    外槽
２ａ  屋根
２ｂ  側壁
３    貯留物
４    内槽
４ａ  蓋部
４ｂ  側壁
４ｃ  底面
５    基礎
６    底部断熱層
７    断熱層（側部断熱層）
７ａ  目地材
７ｂ  断熱材
７ｃ  接着剤
７ｄ  被覆材
７ｅ  分離剤
８    断熱層（上部断熱層）
Ａ    アニュラスペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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