(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平底で中空円筒形の内槽及び外槽を有する二重殻平底円筒タンクにおいて、
内槽及び外槽の上部に取り付けられた複数対の細長い引張部材と、
外槽の屋根から吊り下げられ、前記引張部材の中間部に軸方向の引張力を吸収する減衰装置とを、備え、
各対の引張部材は、両方の一端が外槽の内面に近接して回動可能に取り付けられ、互いに反対方向に内槽の外面に接する方向に水平に延び、他端がそれぞれ内槽の外面に回動可能に取り付けられている、ことを特徴とする二重殻平底円筒タンクの耐震装置。
【請求項２】
前記外槽は、コンクリート製である、ことを特徴とする請求項１に記載の二重殻平底円筒タンクの耐震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外槽を有する二重殻平底円筒タンクの耐震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（Ａ）は、従来の二重殻平底円筒タンクの構成図である。この図に示すタンクは、内槽１及び外槽２が中空円筒形で平底の二重殻タンクであり、内槽１が金属，外槽２がプレストレスコンクリートで作られ、内槽１に液化ガス（例えばＬＮＧ）を貯蔵するようになっている。また、液化ガスの吸熱によるガス化を防止するために、内槽１と外槽２の側板間に保冷材３が充填され、内槽１と外槽２の底板の間には底部保冷材４が挟持される。更に、内槽１に空気が混入するのを防止するために、ブリージングタンク５から不活性ガス（例えば窒素ガス）を二重殻の間に充填している。
【０００３】
図４（Ｂ）はＡ部拡大図である。この図に示すように、内槽１及び外槽２を所定の位置に保持するために、強固な基礎（例えばコンクリートパイル）の上に外槽２を設置し、内槽アンカー６により、基礎コンクリートと内槽１の側板下端とを連結して内槽１を保持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
内槽１は、液化ガスの貯蔵温度（例えば約−１６２℃）と常温との間を熱膨張・熱収縮する必要がある。そのため、保冷材３には、内槽１が半径方向に自由に移動できるように、剛性のほとんどない保冷材（例えば、パーライト粒）が用いられる。また、内槽アンカー６も側板が半径方向に移動できるように、上下に延びており、内槽１の転倒を防止するようになっている。
【０００５】
上述した従来の二重殻平底円筒タンクでは、地震の際に内槽１に作用する水平力や転倒モーメントを、外槽２内で自立する内槽１が単独で負担し、側板下端の内槽アンカー６及び外槽２の底板を介して基礎に荷重を伝達するようになっている。このため、地震により内槽１の上部が左右に振動すると、内部の液化ガスも振動して、これにより側板に大きな動圧が作用し内部応力が過大になる問題点があった。また、内槽１の側板下端やアンカーストラップ（内槽アンカー６）の負担が過大となり、側板下端を強固にしたり内槽アンカーの数を多くする必要がある問題点があった。また、内槽１の底面が底部保冷材上に静置されているだけなので、水平力が過大になると、底部保冷材上面で内槽が滑動する可能性がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、内槽の半径方向の移動を拘束することなく、内槽に作用する地震力の一部を外槽に伝達することができ、これにより内槽の側板下端や内槽アンカーの負担を軽減し、かつ地震の際の内槽上部の振動を低減することができる、二重殻平底円筒タンクの耐震装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、地震の際に内槽上部の振動を減衰させることができる二重殻平底円筒タンクの耐震装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、平底で中空円筒形の内槽及び外槽を有する二重殻平底円筒タンクにおいて、内槽及び外槽の上部に取り付けられた複数対の細長い引張部材と、外槽の屋根から吊り下げられ、前記引張部材の中間部に軸方向の引張力を吸収する減衰装置とを、備え、各対の引張部材は、両方の一端が外槽の内面に近接して回動可能に取り付けられ、互いに反対方向に内槽の外面に接する方向に水平に延び、他端がそれぞれ内槽の外面に回動可能に取り付けられている、ことを特徴とする二重殻平底円筒タンクの耐震装置が提供される。
【０００８】
上記本発明の構成によれば、細長い引張部材が、内槽の外面に接する方向に水平に延び、両端が内槽と外槽に回動可能に取り付けられているので、内槽が熱膨張・熱収縮して、各引張部材の内槽取付部が半径方向に移動しても、引張部材は外槽取付部を中心にわずかに回動するだけで、内槽の半径方向の移動をほとんど拘束しない。一方、地震の際に内槽が水平方向に変位すると、移動方向の逆側に位置する対の引張部材の両方の内槽取付部が、内槽と共に水平方向に変位するので、両方の引張部材に張力が作用し、この張力は、近接して取り付けられた外槽に伝達される。従って、内槽に作用する地震力の一部を対の引張部材を介して外槽に伝達することができ、これにより内槽の側板下端や内槽アンカーの負担を軽減し、かつ地震の際の内槽上部の振動を低減することができる。なお、両方の引張部材の張力は、内槽の周方向に作用するので、面外方向（半径方向）の剛性が低い内槽であっても座屈するおそれはほとんどない。また、減衰装置を備えることにより、地震の際の内槽上部の振動を短時間に減衰させることができる。
【０００９】
また、前記外槽は、コンクリート製であることが好ましい。剛性の高いコンクリート製の外槽を用いることにより、特に補強をすることなく、内槽に作用する地震力の一部を対の引張部材を介して外槽に伝達して支持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、二重殻平底円筒タンクにおける圧力分布図であり、（Ａ）は加速度型地震時、（Ｂ）はスロッシング時のものである。図１（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、静液圧や上下動による液圧は、タンクの下部ほど大きいが、側板動液圧と液面の上昇による腰掛圧は、タンクの上部も相当に大きい。このため、地震時には、タンク上部に大きな水平力が作用し、この水平力や転倒モーメントを、従来のように側板下端の内槽アンカーと外槽の底板を介して基礎に荷重を伝達する場合には、内槽の側板下端や内槽アンカーの負担が過大となることがわかる。地震により内槽の上部が左右に振動すると、内部の液化ガスも振動して暴れ、これにより側板に大きな動圧が作用し内部応力が過大になるおそれがある。また、内槽の底面が底部保冷材上に静置されているだけなので、水平力が過大になると、底部保冷材上面で内槽が滑動する可能性がある。
【００１１】
図２は、本発明による耐震装置を備えた二重殻平底円筒タンクの全体構成図であり、（Ａ）は水平断面図、（Ｂ）は側面断面図を示している。この図における二重殻平底円筒タンク７は、内槽１及び外槽２が中空円筒形で平底の二重殻タンクであり、内槽１が金属，外槽２がプレストレスコンクリートで作られている。また、内槽１には低温の液化ガス（例えばＬＮＧ）が貯蔵される。この実施形態のように、外槽２に剛性の高いコンクリート製を用いることにより、特に補強をすることなく、後述するように内槽１に作用する地震力の一部を外槽に伝達することができる。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、金属製の外槽を補強して使用してもよい。
【００１２】
図３（Ａ）は、図２（Ａ）のＢ部拡大図であり、図３（Ｂ）はその部分拡大図である。図３（Ａ）に示すように、本発明による耐震装置１０は、複数対の細長い引張部材１２，１３からなる。各対の引張部材１２，１３は、内槽１の上部に周方向に間隔を隔て、かつ上下方向にも間隔を隔てて設置されている。
また、各対の引張部材１２，１３は、両方の一端１２ａ，１３ａが外槽２の内面に近接して設けられた外槽２の補強リング２ａのラグ８ａに回動可能に取り付けられている。また、各対の引張部材１２，１３は、外槽取付部（一端１２ａ，１３ａ）から互いに反対方向に内槽１の外面に接する方向に水平に延びている。更に、図３（Ａ）に示すように、引張部材１２，１３の他端１２ｂ，１３ｂはそれぞれ内槽１の外面に設けられた補強リング１ａのラグ８ｂに回動可能に取り付けられている。
【００１３】
引張部材１２，１３は、図３（Ｂ）に模式的に示すように、両端に雄ねじ部を有する細長いロッド、片面が球面の球面座金、片面が球面のナットと、ゆるみ防止用のナット、等からなり、ラグ８ａ，８ｂの間に緩みなく取り付け、かつ両端部で回動できるようになっている。なお、本発明は図３に示す引張部材に限定されず、細長い板状の部材でもよく、また、両端部の取り付けも、ピンにより回動可能に取り付けてもよい。
【００１４】
上述した構成により、細長い引張部材１２，１３が、内槽１の外面に接する方向に水平に延び、両端１２ａ，ｂ、１３ａ，ｂが内槽１と外槽２に回動可能に取り付けられているので、内槽１が熱膨張・熱収縮して、各引張部材１２，１３の内槽取付部（他端１２ｂ，１３ｂ）が半径方向に移動しても、引張部材１２，１３は外槽取付部（一端１２ａ，１３ａ）を中心にわずかに回動するだけであり、内槽１の半径方向の移動をほとんど拘束しない。同様に内槽の熱収縮による鉛直方向の変移（移動）に対しても拘束しない。一方、地震の際に内槽１が水平方向（図３で右方）に変位すると、ロッドの両端の間隔が伸びる位置にある引張部材１３に張力が作用し、この張力は、近接して取り付けられた外槽２に伝達される。従って、内槽１に作用する地震力の一部を対の一方の引張部材１３を介して外槽２に伝達することができ、これにより内槽１の側板下端や内槽アンカーの負担を軽減し、かつ地震の際の内槽上部の振動を低減することができる。また、大地震入力による内槽の滑動を防止することもできる。
【００１５】
更に、図３（Ｂ）に模式的に示すように、引張部材１２，１３の中間部に軸方向の引張力を吸収する減衰装置１５を設けてもよい。この減衰装置１５には、例えば、オイルダンパーや降伏点の異なる材料からなる積層材を用いることができる。かかる減衰装置１５を用いる場合には、適当なハンガー装置により外槽２の屋根から減衰装置１５を吊り下げ、減衰装置１５の重量により引張部材１２，１３が下方に撓まない（水平を保持できる）ようにするのがよい。この減衰装置１５を引張部材１２，１３の中間部に設けることにより、地震の際の内槽上部の振動を短時間に減衰させることができる。
【００１６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
上述したように、本発明の二重殻平底円筒タンクの耐震装置は、内槽の熱収縮による半径方向の移動を拘束することなく、内槽に作用する地震力の一部を外槽に伝達することができ、これにより内槽の側板下端や内槽アンカーの負担を軽減し、かつ地震の際の内槽上部の振動を低減し減衰させることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】二重殻平底円筒タンクにおける圧力分布図である。
【図２】二重殻平底円筒タンクの全体構成図である。
【図３】図３のＢ部拡大図とその部分拡大図である。
【図４】従来の二重殻平底円筒タンクの構成図である。
【符号の説明】
１  内槽
１ａ  補強リング
２  外槽
２ａ  補強リング
３  保冷材
４  底部保冷材
５  ブリージングタンク
６  内槽アンカー
８ａ，８ｂ  ラグ
１０  耐震装置
１２，１３  引張部材
１２ａ，１３ａ  一端
１２ｂ，１３ｂ  他端
１５  減衰装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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