(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管内に挿入したＰＣ鋼棒とシース管の内壁との間に発泡ウレタンフォームの断熱材又は発泡コンクリートの断熱材からなる充填材を充填して形成したことを特徴とするプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンク。
【請求項２】
上記の断熱材からなる充填材を、液状で注入後固化する充填材で形成したことを特徴とする請求項１記載のプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンク。
【請求項３】
外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管を、繊維強化プラスチック材で形成した断熱性を有する断熱管材で形成したことを特徴とするプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）などの極低温液化ガス等を貯蔵する二重殻式低温タンクの、外槽をプレストレストコンクリートで形成したプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二重殻式低温タンクは、その内槽から万一低温貯蔵液が流出してもその流出を塞き止めて貯留する防液堤となるように、その外槽をプレストレストコンクリートで強固な耐久性を有する構造に形成している。図５及びその一部を拡大して示す図６に基づいて、従来一般例のプレストレストコンクリート外槽を備えた二重殻式低温タンクの概略を説明する。
【０００３】
図５に示すように、二重殻式低温タンク１は、平底円筒形の内槽２とその外周に所定間隔をおいて覆う平底円筒形の外槽３とから形成されている。内槽２は、低温用鋼板材を用いた内槽底板４、内槽側板５、及び内槽屋根６とで、低温の貯蔵液７を貯蔵するように液密体に形成され、また外槽３は、コンクリート構造の外槽底版８、プレストレストコンクリート構造の外槽側壁９、及び鋼製の外槽屋根１０とから形成されている。この内槽２は、外槽３の外槽底版８上の底部保冷材１１上に載置し、内槽２と外槽３の間には、側部保冷材１２及び屋根部保冷材１３を設けて保冷構造に形成されている。また外槽３は、内槽２から万一低温の貯蔵液７が流出してもその流出を塞き止めて貯留するように、プレストレストコンクリート構造の外槽側壁９の内面には側部シール板１４を設け、またコンクリート構造の外槽底版８の上面には底部シール板１５を設けて、全体を液密構造に形成されている。
【０００４】
上記プレストレストコンクリート構造の外槽３は、図６に一部分を拡大して示すように、コンクリート構造体にプレストレスの緊張を与え強度を高めるために、コンクリート製の外槽側壁９の周方向と鉛直方向に沿って薄肉鋼鈑の管材よりなる周方向シース管１６及び鉛直方向シース管１７を埋設し、周方向シース管１６の内部に高張力鋼材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線（ＪＩＳ  Ｇ３５３６）よりなる周方向緊張材１８、鉛直方向シース管１７の内部に高張力鋼材のＰＣ鋼棒（ＪＩＳ  Ｇ３１０９）或はＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線（ＪＩＳ  Ｇ３５３６）よりなる鉛直方向緊張材１９を配設し、その名シース管１６，１７の内壁と各緊張材１８，１９の間には、ＰＣ鋼材よりなる緊張材１８，１９の腐食防止と、コンクリート構造体と一体化させるために、セメントを主材料としたグラウト材２０を充填して形成されている。また、各緊張材１８，１９は緊張を与えた後、周方向緊張材１８は定着柱２１でその両端部を定着具２２によって固定され、鉛直方向緊張材１９は外槽側壁９の下端及び上端で固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばマイナス４２度Ｃの液化プロパンガス（ＬＰＧ）やマイナス１０４度Ｃの液化エチレンなどの低温の貯蔵液７を貯蔵する二重殻式低温タンクでは、通常の貯蔵時はもとより万一内槽２から低温の貯蔵液７が流出し上記外槽３に貯蔵液７を貯留した場合でも、低温の影響によって外槽側壁９内に設けた各ＰＣ鋼材よりなる緊張材１８，１９は、伸びや絞り等の材料特性の性能低下をきたす温度、つまり所定温度以下の低温に冷却されることがなかった。よって、各ＰＣ鋼材よりなる緊張材１８，１９の温度低下の影響による伸びや絞り等の減少は小さく、材料特性の性能低下のおそれはなかった。
【０００６】
しかしながら、例えばマイナス１６４度Ｃの液化天然ガス（ＬＮＧ）などの極低温の貯蔵液７を貯蔵する、プレストレストコンクリート構造の外槽３を有する二重殻式低温タンク１は、万一内槽２から上記極低温の貯蔵液７が流出し外槽３に貯留した場合、前期シース管１６，１７は鋼鈑製、グラウト材２０はセメント製で熱を伝え易いため、流出した極低温の貯蔵液７の温度影響によって、外槽３内のシース管１６，１７のグラウト材２０内に設けたＰＣ鋼材よりなる緊張材１８，１９は、伸びや絞り等の材料特性の性能低下をきたす温度、つまり所定温度以下の極低温域に冷却されるおそれがあった。この極低温域では、ＰＣ鋼棒は伸びや絞りが減少し材料特性の性能低下をきたすおそれがあるため、図６に示したＰＣ鋼棒よりなる鉛直方向緊張材１９は使用するのに注意を必要とした。なお、周方向に設けたＰＣ鋼より線よりなる周方向緊張材１８は、上記極低温域でも伸びや絞りはそれ程減少することがなく材料特性の性能低下のおそれはなかった。
また、上記極低温の温度影響を削減するために、コンクリート壁厚を増加したり、ヒーター等を配設するなどの対策も考えられたが、構造及び設備装置が過大かつ繁雑になって経済的ではなかった。
【０００７】
この発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、二重殻式低温タンクの外槽側壁の鉛直方向緊張材のＰＣ鋼棒が、極低温貯蔵液の温度影響を受けないようにして、極低温貯蔵液を安全、かつ経済的に貯蔵することができるように形成したプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管内に挿入したＰＣ鋼棒とシース管の内壁との間に発泡ウレタンフォームの断熱材又は発泡コンクリートの断熱材からなる充填材を充填して形成したものである。
【０００９】
また、この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、上記シース管内に充填する断熱材からなる充填材を、液状で注入後固化する充填材で形成したものである。
【００１０】
また、この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管を、繊維強化プラスチック材で形成した断熱性を有する断熱管材で形成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態例を、図１乃至図４の図面に従って説明する。図１に、この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクの外槽側壁部分の垂直断面の概略を示す。なお、図示省略したが、二重殻式低温タンクの内槽には、例えばマイナス１６４度ＣのＬＮＧなどの極低温液化ガスを貯蔵するように形成している。
【００１２】
図１の二重殻式低温タンクの外槽３は、平底円筒形に形成され、プレストレストコンクリート構造の外槽側壁９及びコンクリート構造の外槽底版８の各内面には、側部シール板１４及び底部シール板１５が設けられている。また、外槽３の内部周方向には上下に隔接して複数本の周方向シース管１６を配設し、この周方向シース管１６内にＰＣ鋼より線よりなる周方向ＰＣ鋼材１８及びグラウト材２０が設けられている。
【００１３】
外槽３内部の鉛直方向には、断熱構造のシース管２５を、コンクリート構造の外槽側壁９の内部鉛直方向に隔接して複数本立設し、このシース管２５内にＰＣ鋼棒２４よりなる緊張材２３を配設形成する。この断熱構造のシース管２５はその概略を図３及び図４に示し後述するが、通常の使用時はもとより、万一極低温貯蔵液が内槽から流出し外槽３で流出を塞き止めて貯留した場合でも、この貯蔵液から所定以上の温度影響を受けないよう、つまりシース管２５内のＰＣ鋼棒２４の伸びや絞り等の材料特性の性能低下をきたす温度、即ち所定温度以下の低温域にならないように温度影響を遮断する断熱構造に形成している。
【００１４】
上記鉛直方向の断熱構造のシース管２５の下端部には、下部ベース板２６を設け、ナット等の下端定着具２７で外槽底版８の周囲に一体に固定する。また、この鉛直方向のシース管２５の上端部は、外槽側壁９施工後に上部ベース板２８を設け、ＰＣ鋼棒２４よりなる緊張材２３に所定の緊張力つまりプレストレスを与えて、その上端部をナット等の上端定着具２９で固定する。このような、断熱構造のシース管２５及びＰＣ鋼棒２４を使用した緊張材２３は、鉛直方向に所定の間隔とピッチで自由に立設することができ、またＰＣ鋼棒２４は剛性が高いため、立設間隔や垂直度の維持が容易で配設作業がし易く、かつ緊張作業も容易で、端部の定着作業もナット等の上端定着具２９で簡単で能率よく行える。なお、上記下端定着具２７や上端定着具２９などの固定部材も、温度影響に耐える極低温用の鋼材等を使用する。
【００１５】
図２は、外槽側壁９に中間緊張を与えて構築する場合の概略構造を示すもので、液圧による鉛直方向にかかる曲げモーメントが大きく、かつ極低温液による温度影響も大きい外槽側壁９下部の強度を高めるために、下部の鉛直方向の緊張材２３を密に配設し、中間緊張を与えて構築している。図示のように、外槽側壁９の鉛直方向所定高さ位置まで上記断熱構造のシース管２５を設け、その内部にＰＣ鋼棒よりなる中間緊張材３０を配設し、その上端位置までコンクリートを施工し中間緊張部３１で中間緊張を与えて固定し、さらにその上部にコンクリートを施工し上部まで通しの緊張材２３に緊張を与えて上端を固定形成する。このように、温度影響を受けないように形成したＰＣ鋼棒の中間緊張材３０を、所定数量配置し緊張固定することにより、外槽側壁９の曲げモーメントと温度影響の大きい下部所定範囲の強度を経済的に向上させることができる。
【００１６】
鉛直方向のシース管２５と緊張材２３等の構造を、図３に拡大して示す。通常の使用時はもとより、万一極低温貯蔵液が流出し、側部シール板及び底部シール板に貯留した場合でも、温度影響を遮断し、内部のＰＣ鋼棒２４が材料特性の性能低下をきたす所定温度以下の低温にならないように、シース管２５の内部に断熱材からなる充填材３２を充填形成する。なお上記鉛直方向のシース管２５の内径寸法は、充填材３２により所定の断熱性能が得られるように寸法にゆとりをもって大きく形成し、内部のＰＣ鋼棒２４が所定温度以下に冷却されないように形成する。
【００１７】
また、上記充填材３２は、液状で注入し注入後固化する充填材３３を注入形成する。この液状で注入後固化する充填材３３は、例えば発泡ウレタンフォームの断熱材、発泡コンクリートの断熱材等を使用する。このような液状で注入後固化する施工時に流動性を有する充填材３３を使用すると、現場での注入充填の施工が容易で均一な品質の良い施工ができる。
【００１８】
図４に断熱構造の他の実施形態例を示す。外槽３に設ける鉛直方向の緊張材２３をＰＣ鋼材２４で形成し、このＰＣ鋼材２４が挿通される鉛直方向のシース管２５を、断熱性に優れた断熱管材３４で形成する。この断熱性に優れた断熱管材３４は、例えば、繊維強化プラスチック材（ＦＲＰ）などの断熱性能の高い材料で形成する。このように形成した断熱管材３４によって、極低温貯蔵液の温度影響を遮断し、通常の使用時はもとより万一外槽３でこの貯蔵液を貯留した場合でも、内部のＰＣ鋼棒２４よりなる緊張材２３は、材料特性の性能低下をきたす所低温度以下の低温に冷却されることはなく、所定の強度と緊張力を維持する。
【００１９】
なお、図４で詳述した断熱管材３４よりなるシース管２５内部のＰＣ鋼棒２４との間には、セメントを主材料としたグラウト材を充填形成する。また、このグラウト材に替えて、図３で詳述した断熱材からなる充填材３２，３３を充填形成すると、なお一層温度影響の遮断港かを得ることができる。
【００２０】
上述のように、例えばマイナス１６４度ＣのＬＮＧなどの極低温貯蔵液を貯蔵する通常の使用時はもとより、万一極低温の貯蔵液が流出し、側部シール板及び底部シール板で貯蔵液を塞き止め外槽３内に貯留した場合においても、外槽側壁９内の鉛直方向のＰＣ鋼棒２４よりなる緊張材２３は，材料特性の性能低下をきたす所定温度以下の低温にならないので、伸びや絞りが減少することがなく、所定の材料特性を有し、流出した極低温の貯蔵液をプレストレストコンクリート外槽３内に安全に貯留することができる。
【００２１】
【発明の効果】
叙述の説明で明らかなように、この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管内に挿入したＰＣ鋼棒とシース管の内壁との間に発泡ウレタンフォームの断熱材又は発泡コンクリートの断熱材からなる充填材を充填して形成したので、通常の使用時はもとより万一の極低温貯蔵液の流出時でも、温度影響が遮断されＰＣ鋼棒は所定以下の温度に低下しないので、ＰＣ鋼棒の伸び及び絞りが減少する等の材料特性の性能低下をきたすことがなく、所定の強度と緊張力を維持し耐久性を有する。よって、流出した極低温の貯蔵液を外槽内に安全に貯蔵することができ、安全性の高いプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクとなる。
【００２２】
また、上記の断熱材からなる充填材を、液状で注入後固化する充填材で形成したこの発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、断熱材の充填施工が容易なため、作業手間がかからず短時間かつ安価に構築できる。
また、このように液状で注入する流動性を有する充填材を使用することにより、現場での注入充填の施工管理が良く均一で品質の良い施工が可能となる。
【００２３】
また、外槽を構成するプレストレストコンクリートの鉛直方向の緊張材はＰＣ鋼棒で形成し、該ＰＣ鋼棒が挿入されるシース管を、繊維強化プラスチック材で形成した断熱性を有する断熱管材で形成したこの発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクは、金属性管材のような低温を伝動することなく温度影響を遮断し断熱性を維持するため、シース管内に挿入されたＰＣ鋼棒は、通常の使用時はもとより万一の極低温貯蔵液の流出時でも温度影響を受けることなく、ＰＣ鋼棒の材料特性を保持し緊張力を維持し、安全性の高いプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクになる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクの外槽側壁を示す垂直断面説明図である。
【図２】  この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクの外槽側壁の実施形態例を示す一部を欠除した斜視断面説明図である。
【図３】  この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクの鉛直方向の緊張材等の部分を示す一部を欠除した斜視説明図である。
【図４】  この発明に係るプレストレストコンクリート外槽を備えた低温タンクの鉛直方向の緊張材等の他の実施形態例の部分を示す斜視説明図である。
【図５】  二重殻式低温タンクの従来一般例を示す垂直断面説明図である。
【図６】  図５の外槽側壁の部分を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１  二重殻式低温タンク
２  内槽
３  外槽
４  内槽底板
５  内槽側板
６  内槽屋根
７  貯蔵液
８  外槽底版
９  外槽側壁
１０  外槽屋根
１１  底部保冷材
１２  側部保冷材
１３  屋根部保冷材
１４  側部シール板
１５  底部シール板
１６  周方向シース管
１７  鉛直方向シース管
１８  周方向緊張材
１９  鉛直方向緊張材
２０  グラウト材
２１  定着柱
２２  定着具
２３  緊張材
２４  ＰＣ鋼棒
２５  シース管
２６  下部ベース板
２７  下端定着具
２８  上部ベース板
２９  上端定着具
３０  中間緊張材
３１  中間緊張部
３２  充填材
３３  充填材
３４  断熱管材
【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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