(57)【要約】【課題】  岩盤内高圧気体貯蔵施設において、貯槽とアクセストンネルとの接続部に装着するプラグの相対変位と応力を軽減する。【解決手段】  岩盤内に設けた貯槽１に高圧気体を貯蔵する岩盤内高圧気体貯蔵施設であって、前記貯槽１にアクセストンネル３，４を接続してその接続部にプラグ５，６を装着するとともに、そのプラグ５，６の軸線方向ａを接続部における貯槽壁面の法線方向ｂに合致させる。【選択図】      図１
2005068925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内に設けた貯槽に高圧気体を貯蔵する岩盤内高圧気体貯蔵施設であって、前記貯槽にアクセストンネルを接続してその接続部にプラグを装着するとともに、そのプラグの軸線方向を接続部における貯槽壁面の法線方向に合致させたことを特徴とする岩盤内高圧気体貯蔵施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤内に設けた貯槽に高圧気体を貯蔵するようにした岩盤内高圧気体貯蔵施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧気体を岩盤内に貯蔵するための施設の開発が進められている。図２はその一例を示すもので、岩盤内に貯槽１を設け、その頂部および側部の上部と下部にそれぞれ水平なアクセストンネル２，３，４を接続した構造のものである。貯槽１は岩盤内に設けた空洞の内面にライニング材を取り付けた構造とされ、図示例の貯槽１は円筒部１Ａの上下にそれぞれ半球部１Ｂ，１Ｃを設けた縦型サイロ状の形態とされている。アクセストンネル２〜４はそのような貯槽１を施工する際の作業用通路として、また運用後の保守用通路として、あるいは高圧気体輸送用の配管の敷設路として使用されるものであり、図示例のものでは側部に接続する２本のアクセストンネル３，４と貯槽１との接続部にそれぞれ紡錘形状のプラグ５，６を装着して貯槽１の高圧気密状態を保持するとともに、それらプラグ５，６には必要に応じてマンホールや高圧気体輸送用の配管が組み込まれるようになっている。
【０００３】
上記のプラグ５，６は、貯槽１の気密を保持するとともに高圧に耐え得るものであることが必要であることから、頑強な鉄筋コンクリート造とされることが一般的であり、特許文献１にはそのようなプラグの合理的な設計法についての提案がある。
【特許文献１】特開２００２−１８０４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような構造の施設では、貯槽１とアクセストンネル３，４との接続部が構造的な不連続部となり、そこに装着されるプラグ５，６は貯槽１とは独立に挙動するものとなるので、この施設の運用時には貯蔵圧により貯槽壁面とプラグ５，６との間で相対変位が生じ、またプラグ５，６には貯蔵圧による応力が生じるものである。特に、図２に示すものでは、貯槽１の上下の半球部１Ｂ，１Ｃに対して水平にアクセストンネル３，４を接続していることから、図中に矢印で示しているように、それらプラグ５，６の先端面には半球部１Ｂ，１Ｃのそれぞれの中心Ｏ１，Ｏ２を通る半径方向（貯槽１とアクセストンネル３，４との接続部における貯槽壁面の法線方向ｂ）の貯蔵圧が作用することになるが、その貯蔵圧の合力Ｐはプラグ５，６の軸線方向ａ（すなわちアクセストンネル３，４の軸線方向）に対しては傾斜したものとなり、そのような貯蔵圧の合力Ｐによりプラグ５，６を剛体的に回転させるような偏心力Ｒが生じることになる。その結果、破線で示しているようにプラグ５，６の先端部が貯槽壁面に対して大きく変位してしまうことが想定されるし、また、上記の偏心力Ｒはプラグ全体をねじ曲げるように作用するために、プラグ５，６には局部的に大きな応力集中が生じることが想定され、その設計も容易ではない。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、この種の施設において貯槽とアクセストンネルとの接続部に装着するプラグの相対変位と応力を軽減し得る有効な構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、岩盤内に設けた貯槽に高圧気体を貯蔵する岩盤内高圧気体貯蔵施設であって、前記貯槽にアクセストンネルを接続してその接続部にプラグを装着するとともに、そのプラグの軸線方向を接続部における貯槽壁面の法線方向に合致させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、貯槽の湾曲壁面に対してアクセストンネルを接続する場合においては、その接続部に装着されるプラグの軸線方向をそこでの湾曲壁面の法線方向（湾曲壁面の接線方向に直交する方向）に合致させることにより、貯蔵圧の合力はプラグの先端面に垂直に作用することになり、したがってプラグ全体を後方（アクセストンネル側）に押圧するような力が作用するのみで従来のようにプラグを剛体的に回転させるような偏心力が作用することがなく、それにより従来に較べて貯槽とプラグとの相対変位が生じ難くなり、またプラグがねじ曲げられるようなこともないので局部的な応力集中が生じることもない。したがって、接続部の構造的な挙動が単純にして明快なものとなり、それによりプラグの設計が容易となり、プラグに要求される強度も軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の実施形態である岩盤内高圧気体貯蔵施設の概略構成を示すものである。これは、図２に示した従来の施設と同様に岩盤内に設けた貯槽１の側部に２本のほぼ水平なアクセストンネル３，４を接続してそれらの接続部にプラグ５，６を装着したものであるが、それらプラグ５，６の設置形態を貯槽１の形状に応じて変更した点に特徴を有するものである。
【０００９】
すなわち、従来においては図２に示したように水平なトンネル３，４の最先端部にそのままプラグ５，６を装着することによりそれらプラグ５，６の軸線ａは自ずと水平とされるのであるが、本実施形態では、貯槽１の上部の半球部１Ｂに対して接続するアクセストンネル３の最先端部はやや下向きとし、したがってそこに装着されるプラグ５もやや下向きとなるようにして、そのプラグ５の軸線方向ａを、接続部における貯槽壁面の法線方向ｂ（接続部における貯槽壁面の接線方向ｃに直交する方向）に合致させるようにしている。なお、この接続部における貯槽壁面は半球面であるから、その法線方向ｂは自ずと半球部１Ｂの半径方向に合致してその中心Ｏ１を通ることになる。
【００１０】
同様に、貯槽１の下部の半球部１Ｃに接続するアクセストンネル４の最先端部はやや上向きとして、そこに装着されるプラグ６はやや上向きとなるようにし、同様にそのプラグ６の軸線方向ａを、接続部における貯槽壁面の法線方向ｂ（接線方向ｃに直交する方向。この半球部１Ｃの中心Ｏ２を通る半径方向）に合致させるようにしている。
【００１１】
上述したように、従来においては貯槽１の半球部１Ｂ，１Ｃに対して水平なアクセストンネル３，４をそのまま接続しており、したがってプラグ５，６の軸線方向ａが接続部における貯槽壁面の法線方向ｂに対して傾斜し、それによりプラグ５，６の先端面に対して貯蔵圧の合力Ｐが斜めに作用することでプラグ５，６を剛体的に回転させるような偏心力Ｒが生じ、その結果として接続部における相対変位が大きくなり、かつプラグ５，６をねじ曲げるような応力集中が生じるのであるが、本実施形態では上記のようにプラグ５，６の軸線方向ａを接続部における貯槽壁面の法線方向ｂに合致させることにより、貯蔵圧の合力Ｐはプラグ５，６の先端面に対して垂直に作用することになり、したがって貯蔵圧の合力Ｐはプラグ全体を単に後方に押圧するような力として作用するだけでプラグ５，６を回転させるような偏心力Ｒは生じることがなく、そのため、接続部における相対変位を低減させることができるし、プラグ５，６にはその全体が単に軸方向に圧縮されるような圧縮応力が各部に均等に生じるのみとなって応力集中が生じることもない。
【００１２】
以上のように、本実施形態によれば、従来の施設におけるプラグ５，６の向きを貯槽１の形状に応じて若干変更することのみで、接続部の構造的な挙動が単純にして明快なものとなり、それによりプラグ５，６の設計が容易となるし、プラグ５，６に要求される強度も軽減することが可能となり、ひいてはこの施設全体の設計および施工の簡略化を図ることができ、工費削減と工期短縮に寄与することができ、極めて有効である。
【００１３】
なお、上記実施形態はサイロ状の貯槽１の側部に対してほぼ水平なアクセストンネル３，４を接続する場合の適用例であるが、本発明は貯槽の湾曲壁面に対してアクセストンネルを接続する場合全般に広く適用できるものであって、貯槽とアクセストンネルとの接続部に装着されるプラグの軸線方向をそこでの貯槽壁面の法線方向に合致させる限りにおいてその他の構成は任意であり、貯槽やアクセストンネルの具体的な構成については何等限定されるものではない。
【００１４】
たとえば、上記実施形態では円筒部１Ａの上下にそれぞれ半球部１Ｂ，１Ｃを有する形態の貯槽1を対象としてその半球部１Ｂ，１Ｃにほぼ水平な２本のアクセストンネル３，４を接続するものとしたが、貯槽の形状は全体が球状のものや馬蹄形断面のトンネル状のもの等、適宜の形状のものであっても良い。また、アクセストンネルは完全に水平であるものの他、図示例の実施形態にように若干の勾配を設けても良いし、必要であればアクセストンネル全体を斜坑とすることも可能である。いずれにしても、貯槽の湾曲壁面に対してアクセストンネルを接続する場合には、少なくともアクセストンネルの最先端部のみは貯槽壁面の法線方向に合致させるように形成して、そこに装着するプラグの軸線方向を法線方向に合致させれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である岩盤内高圧気体貯蔵施設の概略構成図である。
【図２】従来の岩盤内高圧気体貯蔵施設の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  貯槽
３，４  アクセストンネル
５，６  プラグ
ａ  プラグの軸線方向
ｂ  接続部における貯槽壁面の法線方向
【図１】
2005068925.tif 000003
【図２】
2005068925.tif 000004