(57)【要約】      （修正有）【課題】内槽の冷熱の遮断状態を良くしかつスカート構造のサポート露出部近傍の吸熱量を適正にして、さらにサポート及び接続部材などを軽減し、経済性に優れた縦置二重殻円筒形低温貯槽を提供する。【解決手段】半球形状の上部鏡板６と円筒形状の中間胴板７と半球形状の下部鏡板８とからなる内槽１を設け、該内槽とその内槽を囲繞する外槽２との間に保冷層３を設け、該外槽はドーム形状の屋根板９と円筒形状の側板１０と傾斜状の脇板１１と上記下部鏡板より小さな曲率の凹面円板形状又は水平円板形状の底板１２とからなり、該外槽の底板端部を貫通して内槽に至る円筒形状のスカート４で上記内槽及び外槽を基礎上に支持し、上記保冷層内に位置する該スカート部分が長くなるように形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球形状の上部鏡板と円筒形状の中間胴板と半球形状の下部鏡板とからなる内槽を設け、該内槽とその内槽を囲繞する外槽との間に保冷層を設け、該外槽はドーム形状の屋根板と円筒形状の側板と傾斜状の脇板と上記下部鏡板より小さな曲率の凹面円板形状又は水平円板形状の底板とからなり、該外槽の底板端部を貫通して内槽に至る円筒形状のスカートで上記内槽及び外槽を基礎上に支持し、上記保冷層内に位置する該スカート部分が長くなるように形成したことを特徴とする縦置二重殻円筒形低温貯槽。
【請求項２】
上記外槽の脇板とスカートの接続部下部位置に隔離して複数本の脇板支持材を設け、かつ上記外槽の側板下部周縁に隔離して複数本の側板支持材を設け、さらに上記脇板支持材と側板支持材を掛け渡す位置の脇板外面に脇板梁部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の縦置二重殻円筒形低温貯槽。
【請求項３】
上記外槽の脇板とスカートの接続部の上部位置に、スカートから脇板へ水平に掛け渡して閉塞空間を形成する補強リングプレートを設けたことを特徴とする請求項１記載の縦置二重殻円筒形低温貯槽。
【請求項４】
上記外槽の底板の下部に、基礎上に至る底板支持材を設けたことを特徴とする請求項１乃至３記載の縦置二重殻円筒形低温貯槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体窒素、液体酸素、ＬＮＧ等の低温液化ガスなどを貯蔵する縦置二重殻円筒形低温貯槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の縦置二重殻円筒形低温貯槽には、例えば、内外槽二重殻貯槽の外槽を貫通するサポートで内槽を地上に支持し、かつ内槽と外槽の間に断熱材を充填してなる保冷層を設けた「低温二重殻貯槽の保冷構造」特開２０００−２４００号公報（特許文献１参照）の発明がある。
【０００３】
この特許文献１「低温二重殻貯槽の保冷構造」の発明は、内外槽二重殻貯槽の外槽３ａを貫通するスカート構造のサポート７ａの外槽貫通箇所に、保冷層４の断熱材５より熱伝導性の大きい保冷材６を充填するもので、粒状、或いは成形品や袋体からなる保冷材６を用いて、作業性良く、或いは熱バランス良く、サポート７ａの外側及び又は内側に設けるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２４００号公報（第１図及び、第３頁左欄第２７行〜第４３行）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記紹介した「低温二重殻貯槽の保冷構造」は、断熱材５内に位置するサポート７ａの長さが短いため、内槽に貯蔵する低温液体の冷熱がスカート構造のサポート７ａを伝わって短直に下降し、外気温との温度差が小さくなりかつ温度や湿度が高い場合には、なお露や霜がサポート露出部に発生する恐れがあり、必ずしも十分な構造ではなかった。
さらに、外槽３ａ及び保冷層４の垂直荷重、及び曲げ荷重がサポート７ａにかかるため、外槽３ａの下部及びサポート７ａを頑強な構造にしなければならなかった。
【０００６】
この発明の目的は、上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、内槽の冷熱の遮断状態を良くしかつスカート構造のサポート露出部近傍の吸熱量を適正にして露や霜の発生を防止し、さらにサポート及び接続部材などを軽減し、経済性に優れた縦置二重殻円筒形低温貯槽を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、半球形状の上部鏡板と円筒形状の中間胴板と半球形状の下部鏡板とからなる内槽を設け、該内槽とその内槽を囲繞する外槽との間に保冷層を設け、該外槽はドーム形状の屋根板と円筒形状の側板と傾斜状の脇板と上記下部鏡板より小さな曲率の凹面円板形状又は水平円板形状の底板とからなり、該外槽の底板端部を貫通して内槽に至る円筒形状のスカートで上記内槽及び外槽を基礎上に支持し、上記保冷層内に位置する該スカート部分が長くなるように形成したものである。
【０００８】
また、第２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の脇板とスカートの接続部下部位置に隔離して複数本の脇板支持材を設け、かつ上記外槽の側板下部周縁に隔離して複数本の側板支持材を設け、さらに上記脇板支持材と側板支持材を掛け渡す位置の脇板外面に脇板梁部材を設けたものである。
【０００９】
また、第３の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の脇板とスカートの接続部の上部位置に、スカートから脇板へ水平に掛け渡して閉塞空間を形成する補強リングプレートを設けたものである。
【００１０】
また、第４の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の底板の下部に、基礎上に至る底板支持材を設けたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
図１及び図２は、縦置二重殻円筒形低温貯槽の全体縦断面を示す。
また、図１のスカート及び外槽側板の下部を図３に、底板支持の状況を図５に拡大して示し、さらに、図２のスカート及び外槽側板の下部を図４に、底板支持の状況を図６に拡大して示す。
【００１２】
図１及び図２に示すように、低温液体を貯蔵する内槽１を設け、この内槽１を囲繞するように外槽２を設け、この内槽１と外槽２との間に保冷層３を設ける。
円筒形状のスカート４は、内槽１の側面下端部から垂直下方に延出して外槽２の底板１２端部を貫通し、基礎５上に上記内槽１及び外槽２を支持する。
【００１３】
上記内槽１は、半球形状の上部鏡板６と、円筒形状の中間胴板７と、半球形状の下部鏡板８とで形成する。
上記外槽２は、ドーム形状の屋根板９と、円筒形状の側板１０と、傾斜状で倒立円錐台リング形状の脇板１１と、上記下部鏡板８よりも小さな曲率のなだらかな凹面円板形状、又は水平円板形状の底板１２とで形成する。
【００１４】
図１及び図２のように、内槽１の上部鏡板６及び下部鏡板８を半球形状に形成し、かつ外槽２の底板１２を上記下部鏡板８の曲率よりも小さな曲率、つまり曲面がなだらかな凹面円板形状の底板１２Ａ、又は水平円板形状の底板１２Ｂに形成する。
このような内外槽下部板の形状によって、上記円筒形状のスカート４は、下部鏡板８とスカート４の接続箇所から下方の底板１２，１２Ａ，１２Ｂ貫通箇所までの距離、つまり保冷層３内に位置するスカート４の部分が、従来のように全体が均一な厚さの保冷層、つまり保冷層がどの箇所も同じ幅で形成されていた構造のものに比べて長くなる。
そのため、内槽１からスカート４を伝わって下降する冷熱の熱伝導距離が大きくなるため、スカート４が外槽２底板１２を貫通する箇所でのスカート４近傍外面部の温度を上げることが可能となる。
よって、スカート４と脇板１１の接続部近傍での冷熱の放散量が少なくなって、スカート４と脇板１１の接続部近傍外面での霜の付着や結露の発生を防止することができる。
【００１５】
上記本願構造の半球形状の鏡板８は、中間胴板７の直径Ｄに対して、鏡板８の軸心方向の高さＨが０．５Ｄとなる。これに対して、従来構造の半楕円形状の鏡板では軸心方向の高さＨは０．１Ｄ〜０．３Ｄ程度、従来構造の欠球形状の鏡板では軸心方向の高さＨは０．１Ｄ〜０．２Ｄ程度である。そして、上記本願構造の鏡板と従来構造の鏡板との高さＨの差、ΔＨの範囲は０．２Ｄ〜０．４Ｄとなり、これがスカート４の長さＬの差、ΔＬに該当する。
この差の値ΔＬは、例えば直径Ｄが８メートルの場合には、約１．６メートル〜約３．２メートルの範囲となり、これが前記した保冷層３内に位置するスカート４の長くなった距離に相当する。
【００１６】
また、上記のように内槽１の上部鏡板６及び下部鏡板８を、半球形状に形成することによって、内圧荷重及び応力が板面に均等にかかるため、同じ厚さの薄板を採用することができ、この薄板を用いて曲率が一定の球殻形状に、プレス加工によって作業性良く製作することができる。
そして、上部鏡板６及び下部鏡板８の荷重が小さくなるため、スカート４への負担が低減され、軽量化に加えて補強構造も簡素化することができる。
なお、従来構造のように、上下鏡板を半楕円形状や欠球形状とした場合には、この上下鏡板は曲面各部の曲率が一定でなく変化しているため、プレスによる成形作業に手間を要することとなる。そして、この半楕円形状や欠球形状の上下鏡板は、局部的に大きく掛かる内圧荷重に対して高強度を得るために、板厚を増す必要が生じ、重量の増加をまねく。しかも、その荷重を支える従来の支持スカートは、頑強な構造にしなければならなかった。
【００１７】
図３は、図１のスカート及び外槽側板の下部を拡大して示す実施形態例である。
脇板１１は、凹面円板形状の底板１２Ａの延長線上に位置させ、平板を用いて傾斜状にスカート４及び側板１０と溶接にて接合する。
また、脇板１１とスカート４の接続部下部位置に、隔離して複数本の脇板支持材１３を設け、かつ側板１０下部周縁に隔離して複数本の側板支持材１４を設け、さらに上記脇板支持材１３と側板支持材１４との間を掛け渡す位置の脇板１１外面に脇板梁部材１５を設ける。
なお、１６は脇板支持材１３の上端部に設ける当て板、１７は側板支持材１４の上端部に設ける当て板である。
外槽の底板１２Ａは、内槽の下部鏡板より小さな曲率のなだらかな凹面円板形状に形成することにより、保冷層３内に収まるスカート４の長さを更に長くでき、充分な保冷空間を保持するとともに、板の曲げ強度も確保されているため支持構造等を簡素化することができる。
【００１８】
このように、脇板支持材１３によってスカート４及び脇板接続部が補強されるとともに、側板支持材１４及び脇板梁部材１５によって脇板１１と側板１０及び保冷層３の垂直荷重を支えることができるため、スカート４への荷重負担を低減することができる。
【００１９】
また、保冷層３内に位置する長いスカート４による吸熱効果やスカート４に接している脇板支持材１３、及び脇板１１に接している脇板梁部材１５による放熱効果によって、脇板接続部近傍外面での結露や霜付着の防止も図られる。
【００２０】
図４は、図２のスカート及び外槽側板の下部を拡大して示す実施形態例である。
脇板１１は、平板を用いて傾斜状に、スカート４及び側板１０と溶接にて接合する。
そして、水平底板１２Ｂとスカート４の接合位置から水平延長線上で、上記脇板１１とスカート４の接続部の上部位置に、スカート４から脇板１１へ水平に掛け渡して補強リングプレート１９を設け、その両端縁の一方をスカート４に溶接にて接合し、もう一方を脇板１１と溶接にて接合して断面三角形状の閉塞空間１８を形成する。
また、外槽２及び保冷層３の垂直荷重を支える場合には、図の二点鎖線に示すように、側板１０下部周縁に隔離して複数本の側板支持材２０を設ける。
なお、側板１０の下部周縁で脇板１１との接続部には、内圧荷重等の必要に応じて補強リング部材２１を設ける。
また、外槽２の底板１２Ｂは、平面円板形状に形成することにより、曲げ加工等が不要で手間がかからず現場での施工も容易で経済的である。
【００２１】
このように、水平に掛け渡し断面三角形状に閉塞する補強リングプレート１９によって、脇板１１及びスカート４とその接続部が補強される。この補強リングプレート１９のスカート４への取付位置は、保冷効果又は補強効果に応じて変わるが、補強効果を配慮した場合にはスカート４への底板接続部の水平延長位置が効果的である。
さらに、側板支持材２０を設けた場合には、側板１０及び保冷層３からの垂直荷重を支えるため、脇板１１及びスカート４への荷重負担を軽減することができる。よって、スカート４及び脇板１１の部材の低減を図ることが可能となる。
【００２２】
また、スカート４を伝わり下降する冷熱は、上記閉塞空間１８によって遮断することができ、さらに外槽２の底板１２Ｂを水平円板形状に形成しているので、保冷層３内のスカート４の長さを更に長くすることができ、十分な保冷空間を保持することで、スカート４と脇板１１との接続部近傍外面での結露や霜付着の防止を一層向上することが可能となる。
【００２３】
さらに、図示はしないが、上記補強リングプレート１９に孔明けをして、上記閉塞空間部１８に保冷材などを充填することによって、結露や霜付着の防止性能を更に高めることもできる。
【００２４】
図５は、外槽の底板の支持状況を一部欠除して示す実施形態例で、凹面円板形状の底板１２Ａの下部、例えば図のように中心部一箇所に、基礎５上に至る柱状の底板支持材２２Ａを設けた場合を示す。
この場合には、底板１２Ａの下部が低く距離が短くなるため、底板支持材２２Ａはコンクリート基礎版を立ち上げて形成するか、或いは、短い形鋼材、パイプ材などを用いて基礎５に鉛直に立設する。
【００２５】
図６は、外槽の底板の支持状況を一部欠除して示す他の実施形態例で、平面円板形状の底板１２Ｂを支える水平な底板梁部材２３の下部、例えば図のように中心部一箇所に、基礎５上に至る柱状の底板支持材２２Ｂを設けた場合を示す。
この底板支持材２２Ｂは、形鋼材、パイプ材などを用いて、基礎５に鉛直に立設する。
【００２６】
上記のように、底板１２，１２Ａ，１２Ｂ下部に、基礎５上に至る底板支持材２２，２２Ａ，２２Ｂを立設することによって、底板１２，１２Ａ，１２Ｂの垂直荷重、及び増加した保冷層４の重量を支えるとともに、円筒形状のスカート４へ掛かる曲げ荷重を負担するため、底板１２，１２Ａ，１２Ｂ及びスカート４の部材を軽減することができる。
さらに、底板１２Ｂのように底板梁部材２３を設ける場合には、底板梁部材２３への強度を低減でき、部材の軽減化を図ることも可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
第１の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、半球形状の上部鏡板と円筒形状の中間胴板と半球形状の下部鏡板とからなる内槽を設け、該内槽とその内槽を囲繞する外槽との間に保冷層を設け、該外槽はドーム形状の屋根板と円筒形状の側板と傾斜状の脇板と上記下部鏡板より小さな曲率の凹面円板形状又は水平円板形状の底板とからなり、該外槽の底板端部を貫通して内槽に至る円筒形状のスカートで上記内槽及び外槽を基礎上に支持し、上記保冷層内に位置する該スカート部分が長くなるように形成したので、半球形の下部鏡板接続箇所から底板貫通箇所までのスカートの長さ、つまり保冷層内に位置するスカート部分が長くなり、スカートを伝わって下降する冷熱の伝熱距離が長くなるため、下方の保冷層外に位置するスカートと脇板の接続部近傍外面部での結露や霜付着の防止を向上することができ、さらに、底板上部の保冷層の厚さが増加し断熱材の充填量も多くなるため、保冷性能も向上する。
【００２８】
また、第２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の脇板とスカートの接続部下部位置に隔離して複数本の脇板支持材を設け、かつ上記外槽の側板下部周縁に隔離して複数本の側板支持材を設け、さらに上記脇板支持材と側板支持材を掛け渡す位置の脇板外面に脇板梁部材を設けたので、脇板支持材によってスカート及び脇板接続部が補強されるとともに、側板支持材及び脇板梁部材によって外槽側板及び保冷層からの垂直荷重を支えることができるため、スカート及び脇板への荷重負担を低減することで部材の低減を図ることが可能となり、スカートに接している脇板支持材及び脇板に接している脇板支持材による放熱効果により、スカートと脇板の接続部近傍外面での結露や霜付着の防止を一層向上することが可能となる。
【００２９】
また、第３の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の脇板とスカートの接続部の上部位置に、スカートから脇板へ水平に掛け渡して閉塞空間を形成する補強リングプレートを設けたので、補強リングプレートによって脇板及びスカートとの脇板接続部が補強されるため、スカートへの曲げ荷重の負担を低減することができ、さらにスカートを伝わり下降する冷熱は上記閉塞空間によって遮断するため、スカートと脇板の接続部近傍外面での結露や霜付着の防止を一層向上することが可能となる。
さらに、上記補強リングプレートに孔明けして、上記閉塞空間部に保冷材などを充填することによって、結露や霜付着の防止性能を更に高めることもできる。
【００３０】
また、第４の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、上記外槽の底板の下部に、基礎上に至る底板支持材を設けたので、底板支持材によって底板の垂直荷重、及び増加した保冷層の重量を支えるとともに、底板からスカートに掛かる曲げ荷重を負担するため、底板及びスカートの部材を軽減することができる。
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の実施形態例を示す縦断面説明図である。
【図２】この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の第２の実施形態例を示す縦断面説明図である。
【図３】図１のスカート及び外槽側板の下部を拡大して示す縦断面説明図である。
【図４】図２のスカート及び外槽側板の下部を拡大して示す縦断面説明図である。
【図５】底板支持の実施形態例を示す縦断面説明図である。
【図６】底板支持の他の実施形態例を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１    内槽                                                  ２  外槽
３  保冷層                                              ４    スカート
５  基礎                              ６  上部鏡板
７    中間胴板                                        ８    下部鏡板
９    屋根板                      １０  側板
１１  脇板                        １２，１２Ａ，１２Ｂ  底板
１３  脇板支持材                １４  側板支持材
１５    脇板梁部材                                １６  当て板
１７  当て板                        １８  閉塞空間
１９    補強リングプレート        ２０    側板支持材
２１    補強リング部材            ２２，２２Ａ，２２Ｂ  底板支持材
２３  底板支持材
【図１】
2004211759.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004211759.tif 000006
【図５】
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【図６】
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