(57)【要約】【課題】コストや施工作業性が効果的に改善された低温タンクを提供する。【解決手段】本発明に係る低温タンクは、多孔質断熱材（２０）とキャッピング材（２１）とが積層された保冷構造を底部（１０）に有する低温タンク（１）であって、前記キャッピング材（２１）として断熱材が使用されている。前記キャッピング材（２１）として使用されている前記断熱材は、例えば、エアロゲルが充填された繊維体である。前記多孔質断熱材（２０）は、例えば、泡ガラスである。前記低温タンク（１）は、例えば、プレストレストコンクリートタンク又は金属二重殻タンクである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質断熱材とキャッピング材とが積層された保冷構造を底部に有する低温タンクであって、
前記キャッピング材として断熱材が使用されている
ことを特徴とする低温タンク。
【請求項２】
前記キャッピング材として使用されている前記断熱材は、エアロゲルが充填された繊維体である
ことを特徴とする請求項１に記載された低温タンク。
【請求項３】
前記多孔質断熱材は、泡ガラスである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された低温タンク。
【請求項４】
プレストレストコンクリートタンク又は金属二重殻タンクである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された低温タンク。
【請求項５】
多孔質断熱材とキャッピング材とが積層された保冷構造を底部に有する低温タンクを製造する方法であって、
前記キャッピング材として断熱材を使用する
ことを特徴とする低温タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温タンク及びその製造方法に関し、特に、低温タンクの底部に設けられる保冷構造の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化天然ガス等を貯蔵する低温タンクの底部には、保冷構造が設けられる。この保冷構造は、低温タンクの底部から内部への熱侵入を抑制するために設けられる。
【０００３】
従来、このような保冷構造としては、例えば、特許文献１に記載のように、泡ガラスブロックからなる多孔質断熱材と、無機質繊維製ペーパーからなるキャッピング材と、が交互に積層されたものが知られている。この場合、保冷構造の断熱性の担い手は泡ガラスブロックであり、実質的に断熱性を有しない無機質繊維製ペーパーは、積層された当該泡ガラスブロック同士の直接接触を回避して、当該泡ガラスブロックの破損を防止するために設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−０９３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においては、例えば、保冷構造に十分な断熱性を付与するために高価な泡ガラスを大量に使用する必要があるため、コスト面で問題があった。また、例えば、低温タンクの広大な底部に泡ガラスと無機質繊維製ペーパーとを大量に積み重ねる施工作業には多大な労力及び時間を要していた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、コストや施工作業性が効果的に改善された低温タンク及びその製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る低温タンクは、多孔質断熱材とキャッピング材とが積層された保冷構造を底部に有する低温タンクであって、前記キャッピング材として断熱材が使用されていることを特徴とする。本発明によれば、コストや施工作業性が効果的に改善された低温タンクを提供することができる。
【０００８】
また、前記キャッピング材として使用されている前記断熱材は、エアロゲルが充填された繊維体であることとしてもよい。また、前記多孔質断熱材は、泡ガラスであることとしてもよい。また、前記低温タンクは、プレストレストコンクリートタンク又は金属二重殻タンクであることとしてもよい。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る低温タンクの製造方法は、多孔質断熱材とキャッピング材とが積層された保冷構造を底部に有する低温タンクを製造する方法であって、前記キャッピング材として断熱材を使用することを特徴とする。本発明によれば、コストや施工作業性が効果的に改善された低温タンクの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストや施工作業性が効果的に改善された低温タンク及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る低温タンクの一例について、その断面を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る低温タンクの他の例について、その断面を示す説明図である。
【図３】図１及び図２に示す低温タンクの底部のうち破線で囲まれた一部ＩＩＩを拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る低温タンクの一例について、その断面を示す説明図である。図１に示す例に係る低温タンク１は、プレストレストコンクリートタンク（ＰＣタンク）である。図２は、本実施形態に係る低温タンクの他の例について、その断面を示す説明図である。図２に示す例に係る低温タンク２は、金属二重殻タンクである。図３は、図１及び図２に示す低温タンク１，２の底部１０のうち破線で囲まれた一部ＩＩＩを拡大して示す説明図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、低温タンク１，２は、低温液体Ｌを貯蔵するタンクである。低温液体Ｌとしては、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液体窒素が挙げられる。そして、低温タンク１，２は、多孔質断熱材２０とキャッピング材２１とが積層された保冷構造を底部１０に有している。
【００１５】
多孔質断熱材２０は、断熱性を有する多孔質体である。すなわち、多孔質断熱材２０の内部及び表面には、多数の微小な孔が形成されており、当該多孔質断熱材２０は、この多孔構造によって、その断熱性を発揮する。
【００１６】
多孔質断熱材２０は、多孔構造に基づく断熱性を有し、底部１０の保冷構造に使用できる強度を有するものであれば特に限られない。すなわち、多孔質断熱材２０としては、例えば、無機多孔質材料からなる断熱材を使用することができる。より具体的に、この多孔質断熱材２０としては、例えば、泡ガラスを好ましく使用することができる。
【００１７】
キャッピング材２１は、多孔質断熱材２０同士又は多孔質断熱材２０と他の部材との間に敷設される。このキャッピング材２１によって、積層された多孔質断熱材２０同士又は多孔質断熱材２０と他の硬質部材との直接接触を回避して、当該多孔質断熱材２０の破損を効果的に防止することができる。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、底部支持部１３表面の凹凸、多孔質断熱材２０表面の凹凸及び多孔質断熱材２０同士の段差があるため、当該多孔質断熱材２０同士又は多孔質断熱材２０と他の硬質部材とを直接接触させて積層した場合には、施工時及び貯液時の加圧によって当該多孔質断熱材２０が破損することがある。そこで、図３に示すように、低温タンク１，２の底部１０においては、多孔質断熱材２０とキャッピング材２１とを交互に積層する。このキャッピング材２１は、不陸調整材と呼ばれることもある。
【００１９】
そして、本実施形態に係る低温タンク１，２において特徴的なことの一つは、キャッピング材２１として断熱材が使用されている点である。このキャッピング材２１として使用される断熱材は、上述のような多孔質断熱材２０の積層に伴う破損を防止することができ、且つ断熱性を有するものであれば特に限られない。すなわち、この断熱材としては、例えば、無機材料からなる断熱性の繊維体を使用することができる。より具体的に、この断熱材としては、例えば、エアロゲルが充填された繊維体（以下、「エアロゲル繊維体」という。）を好ましく使用することができる。
【００２０】
エアロゲル繊維体は、繊維基材にエアロゲルを充填することにより製造される断熱性の構造体である。具体的に、エアロゲル繊維体は、例えば、繊維基材の繊維間にエアロゲルの原料を含浸し、次いで、当該エアロゲル原料が含浸された繊維基材を超臨界乾燥することにより製造することができる。
【００２１】
エアロゲル繊維体を構成する繊維基材としては、無機繊維又は有機繊維の織布又は不織布を使用することができる。繊維基材として、繊維が不規則に絡み合った不織布を使用することにより、繊維間にエアロゲルをより効果的に保持することができる。
【００２２】
また、繊維基材を構成する繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維等の樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維等のセラミックス繊維を使用することができる。
【００２３】
繊維基材に充填されるエアロゲルとしては、無機材料からなるエアロゲル（無機エアロゲル）又は有機材料からなるエアロゲル（有機エアロゲル）を使用することができる。無機エアロゲルを使用することにより、エアロゲル繊維体の耐熱性を効果的に高めることができる。
【００２４】
無機エアロゲルとしては、例えば、シリカエアロゲルやアルミナエアロゲルを用いることができる。中でも、シリカエアロゲルを用いることにより、エアロゲル繊維体の断熱性を効果的に高めることができる。
【００２５】
具体的には、例えば、炭素繊維及びガラス繊維の不織布にシリカ系エアロゲルを充填したエアロゲル繊維体（Ｐｙｒｏｇｅｌ  Ｘ３５０、Ｐｙｒｏｇｅｌ  ＸＴ：Ａｓｐｅｎ  Ａｅｒｏｇｅｌｓ  Ｉｎｃ. 製）を好ましく使用することができる。
【００２６】
このようなエアロゲル繊維体は、優れた断熱性を有する。すなわち、エアロゲル繊維体の繊維間の空隙を埋めるエアロゲルは、当該エアロゲル内の微細孔により、当該エアロゲル繊維体の内部における空気の対流を効果的に防止することができる。
【００２７】
具体的に、ＡＳＴＭ  Ｃ１７７に準拠した方法で測定されるエアロゲル繊維体の２５℃における熱伝導率は、例えば、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができ、０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることもできる。
【００２８】
また、エアロゲル繊維体は、適度な可撓性を有する。すなわち、エアロゲル繊維体は、例えば、ロール状に巻くことのできる柔軟性を備えたシート状体とすることができる。エアロゲル繊維体の厚さは、例えば、２〜２０ｍｍの範囲とすることができ、３〜１０ｍｍの範囲とすることもできる。エアロゲル繊維体の嵩密度は、例えば、１００〜３００ｋｇ／ｍ３の範囲とすることができ、１５０〜２００ｋｇ／ｍ３の範囲とすることもできる。
【００２９】
また、エアロゲル繊維体は、上述したようなエアロゲル内の微細孔により、優れた断熱性に加えて、撥水性及び水蒸気透過性を備えている。すなわち、エアロゲル繊維体は、例えば、低温タンクの施工中に雨に晒された場合であっても液体状の水を吸水しにくい撥水性を有している。また、エアロゲル繊維体は、水蒸気（すなわち、気体状態の水）が透過することのできる水蒸気透過性を有している。
【００３０】
具体的に、ＡＳＴＭ  Ｃ１５１１に準拠した方法で測定されるエアロゲル繊維体の撥水性は、例えば、５ｇ重量減以下とすることができ、３ｇ重量減以下とすることもできる。また、ＡＳＴＭ  Ｃ１１０４に準拠した方法で測定されるエアロゲル繊維体の水中浸漬後の吸水率は、例えば、１０重量％以下とすることができ、４重量％以下とすることもできる。また、ＡＳＴＭ  Ｅ９６（Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  Ｂ）に準拠した方法で測定されるエアロゲル繊維体の水蒸気透過性は、例えば、６００ｎｇ／（Ｐａ・Ｓ・ｍ２）以上とすることができ、１５００ｎｇ／（Ｐａ・Ｓ・ｍ２）以上とすることもできる。
【００３１】
次に、図１及び図２に示す低温タンク１，２の主な構造について詳細に説明する。図１に示す例に係る低温タンク１は、上述のとおり、ＰＣタンクである。より具体的に、この低温タンク１は、プレストレストコンクリート製の防液堤４０が一体的に設けられた、防液堤一体型のＰＣタンクである。すなわち、低温タンク１は、低温液体Ｌを収容する内槽３０と、当該内槽３０を収容する外槽３１と、を有しており、防液堤４０は、当該外槽３１の外周を覆うように設けられている。
【００３２】
内槽３０は、平板状の内槽底部３０ａと、円筒状の内槽側部３０ｂと、ドーム状の内槽屋根部３０ｃと、を有している。具体的に、内槽３０は、例えば、内槽底部３０ａを有する、金属製の平底球面屋根付円筒堅形構造とすることができる。
【００３３】
外槽３１は、平板状の外槽底部３１ａと、円筒状の外槽側部３１ｂと、ドーム状の外槽屋根部３１ｃと、を有している。具体的に、外槽３１は、例えば、ライナ構造の外槽底部３１ａ及び外槽側部３１ｂと、金属製又はライナ付コンクリート製の球面屋根構造である外槽屋根部３１ｃと、を有する構造とすることができる。なお、内槽側部３０ｂと外槽側部３１ｂとの間には、断熱性の側部保冷構造３２が形成されている。
【００３４】
防液堤４０は、少なくとも外槽側部３１ｂの外表面を覆うＰＣ構造を有し、低温タンク１と一体的に設けられている。また、図１に示す例において、内槽３０及び外槽３１を支持する基礎版５０は、地面Ｇに直接接触して設けられている。すなわち、この低温タンク１は、地面設置式となっている。基礎版５０の下方側の一部は、地中に埋設されている。
【００３５】
また、基礎版５０の内部には、ヒータ５１が設けられている。このヒータ５１は、基礎版５０からの冷熱が地面Ｇ（土壌）に伝播しないように設けられている。また、基礎版５０からは、複数の杭５２が地中に伸びている。すなわち、図１に示す例において、低温タンク１は、杭基礎形式で施工されている。
【００３６】
そして、この低温タンク１は、断熱構造を含む底部１０を有している。この底部１０は、内槽底部３０ａの外縁部分と内槽側部３０ｂとを支持するリング状の底部外縁部１１と、当該底部外縁部１１に囲まれて当該内槽底部３０ａの中央部分を支持する円板状の底部中央部１２と、当該底部外縁部１１及び底部中央部１２を支持する円板状の底部支持部１３と、を有している。
【００３７】
底部外縁部１１は、ある程度の断熱性を有し、内槽３０を支持するための高い強度を有する材料で構成される。具体的に、この底部外縁部１１としては、例えば、パーライトコンクリートブロックや軽骨コンクリートブロック等のコンクリートブロックを使用することができる。
【００３８】
底部支持部１３は、例えば、現場打設のパーライトコンクリートで構成される。この底部支持部１３は、内槽底部３０ａの外縁部分、内槽側部３０ｂ及び底部外縁部１１を支持する、強度が高いリング状の支持外縁部１３ａと、当該支持外縁部１３ａに囲まれて当該内槽底部３０ａの中央部分及び底部中央部１２を支持する、比較的軽量で円板状の支持中央部１３ｂと、を有している。
【００３９】
一方、底部中央部１２には、より高い断熱性が要求される。そこで、低温タンク１の底部中央部１２においては、上述のように、多孔質断熱材２０と、断熱材からなるキャッピング材２１と、が交互に積層された保冷構造を設けている。具体的に、本実施形態においては、多孔質断熱材２０として泡ガラスブロックを使用し、キャッピング材２１としては、シート状のエアロゲル繊維体を使用している。
【００４０】
また、図１及び図３に示すように、多孔質断熱材２０とキャッピング材２１との積層構造の上には、より強度の高い硬質断熱材２２が設けられている。この硬質断熱材２２としては、例えば、軽量気泡コンクリート（Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ  Ｌｉｇｈｔ−ｗｅｉｇｈｔ  ａｅｒａｔｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ：ＡＬＣ）を使用することができる。
【００４１】
そして、このような低温タンク１の製造方法（施工方法）においては、底部１０の保冷構造を構築するにあたり、多孔質断熱材２０と、断熱材からなるキャッピング材２１と、を交互に積層する。
【００４２】
具体的に、まず、最下層のキャッピング材２１を敷設し、当該キャッピング材２１の上に最下層の多孔質断熱材２０を敷きつめる。さらに、この多孔質断熱材２０の上にキャッピング材２１を敷設し、当該キャッピング材２１の上に多孔質断熱材２０を敷きつめる。
【００４３】
そして、この積層を、所望の断熱性を得るために必要な数だけ繰り返すことにより、多孔質断熱材２０と、断熱材からなるキャッピング材２１と、が積層された保冷構造を構築することができる。なお、図１及び図３に示す例においては、最上層の多孔質断熱材２０の上にもキャッピング材２１を敷設し、当該キャッピング材２１の上にＡＬＣ等の硬質断熱材２２を敷設している。
【００４４】
このように、低温タンク１においては、キャッピング材２１として、エアロゲル繊維体等の断熱材を使用しているため、コストや施工作業性を効果的に改善することができる。すなわち、断熱材からなるキャッピング材２１を使用することにより、従来の実質的に断熱性を有しないキャッピング材を使用する場合に比べて、底部１０の断熱性を効果的に向上させることができる。
【００４５】
したがって、例えば、従来に比べて多孔質断熱材２０の使用量を低減することができる。すなわち、エアロゲル繊維体は、従来のキャッピング材と同等の厚みで極めて高い断熱性を発揮することができる。このため、キャッピング材２１としてエアロゲル繊維体を使用することにより、従来と同等又はそれ以上の断熱性を確保しつつ、従来に比べて多孔質断熱材２０の積層数を低減することができる。
【００４６】
したがって、多孔質断熱材２０として高価な泡ガラスを使用する場合には、低温タンク１の製造に要するコストを効果的に低減することができる。また、多孔質断熱材２０の積層数が低減されることにより、当該多孔質断熱材２０とキャッピング材２１とを積層する施工作業に要する労力や時間を効果的に低減することができる。
【００４７】
また、多孔質断熱材２０の積層数を従来と同じにする場合には、キャッピング材２１としてエアロゲル繊維体等の断熱材を使用することにより、底部１０の断熱性を顕著に高めることができるため、例えば、低温液体ＬのＢＯＧ（Ｂｏｉｌ  Ｏｆｆ  Ｇａｓ）の発生を効果的に低減及び回避することができる。
【００４８】
また、キャッピング材２１としてエアロゲル繊維体を使用する場合には、当該エアロゲル繊維体が撥水性を有するため、例えば、低温タンク１の施工中に雨等の水が浸入した場合であっても、キャッピング材２１への水の浸透を効果的に回避することができる。
【００４９】
図２に示す例に係る低温タンク２は、上述のとおり、金属二重殻タンクである。なお、図２において、図１に示す低温タンク１と同等の部分には同一の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５０】
図２に示す低温タンク２は、低温液体Ｌを収容する内槽３０と、当該内槽３０を収容する外槽３１と、当該外槽３１から離隔して当該外槽３１を囲むように地面Ｇに設置された防液堤４０と、を有している。内槽３０及び外槽３１は、例えば、金属製の平底球面屋根付円筒堅形構造とすることができる。
【００５１】
図２に示す例において、内槽３０及び外槽３１を支持する基礎版５０は、杭５２により支持されて、地面Ｇより上方に設けられている。すなわち、この低温タンク２は、高床式となっている。なお、金属二重殻タンクである低温タンク２もまた、図１に示す低温タンク１と同様に、地面設置式とすることもできる。
【００５２】
そして、この低温タンク２においても、キャッピング材２１として、エアロゲル繊維体等の断熱材を使用しているため、上述の低温タンク１の場合と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５３】
１，２  低温タンク、１０  底部、１１  底部外縁部、１２  底部中央部、１３  底部支持部、１３ａ  支持外縁部、１３ｂ  支持中央部、２０  多孔質断熱材、２１  キャッピング材、２２  硬質断熱材、３０  内槽、３０ａ  内槽底部、３０ｂ  内槽側部、３０ｃ  内槽屋根部、３１  外槽、３１ａ  外槽底部、３１ｂ  外槽側部、３１ｃ  外槽屋根部、３２  側部保冷構造、４０  防液堤、５０  基礎版、５１  ヒータ、５２  杭。
【図１】
2011127624.tif 000003
【図２】
2011127624.tif 000004
【図３】
2011127624.tif 000005