(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＮＧ等の低温液体を貯蔵するコンクリート造の低温地上タンクであって、ヒータが組み込まれた底版の外周縁部に筒状の側壁の下端部を接合してその側壁に周方向のプレストレスを導入し、側壁の内面には、その内面に防液処理が施されて液密性能を有しかつ断熱性能を有する冷熱抵抗緩和材を介してその内側に断熱層を設けるとともに、前記冷熱抵抗緩和材による側壁の下端部に対する断熱性を強化して底版と側壁との接合部に生じる温度差を低減するように、該冷熱抵抗緩和材の厚さを側壁の下端部にいくほど段階的あるいは連続的に変化させて他の部分よりも厚く設定したことを特徴とする低温地上タンク。
【請求項２】
請求項１記載の低温地上タンクであって、底版の外周縁部におけるヒータの組み込み位置を他の部分よりも低く設定したことを特徴とする低温地上タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ等の低温液体を貯蔵するコンクリート造の低温地上タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のタンクの一例を図４〜図５に示す。これは、コンクリート造の底版１を多数の杭２により支持して地表部に設け、底版１の外周縁部よりコンクリート造の筒状の側壁３を立ち上げてその上端部に屋根４を架設したものであり、図５に示すように側壁３にはその周方向に多数のＰＣ鋼材５を配してそれを緊張してプレストレスを導入することにより、側壁３を補強し亀裂を防止する構造のものである。
【０００３】
図５に示すように、底版１はその外周縁部の版厚が大きくされてそこに側壁３の下端部が接合されることにより底版１と側壁３とが構造的に強固に一体化しており、プレストレス導入による側壁３の変形や側壁３の熱変形が底版１によって拘束されるようになっている。また、底版１には地盤凍結防止用のヒータ６が組み込まれている。
【０００４】
底版１および側壁３の内面には保冷性能を確保するための断熱層が設けられるが、図示例のものでは、底版１の上面にパーライトコンクリート７、泡ガラス８等からなる断熱層１０が設けられ、側壁３の内面には発泡ポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）１１を介して粒状パーライト１２、グラスウール１３からなる断熱層１４が設けられ、それら断熱層１０，１４の内面に液密を確保する内槽材１５が取り付けられている。上記のＰＵＦ１１は冷熱抵抗緩和材と称されるものであって、これは断熱性能を有するばかりでなくその内面にはアルミシート等により防液処理が施されて液密性能も有するものとされており、内槽材１５からの万一の漏液が生じた際においてもこのＰＵＦ１１により側壁３に対する液密性と断熱性は確保されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内槽材１５からの漏液が万一生じた場合、上記のように冷熱抵抗緩和材としてのＰＵＦ１１により側壁３に対する液密性と断熱性は確保されるものの、その内側の断熱層１４には低温液体が浸透してしまうので断熱性能を維持できなくなり、したがって側壁３の温度は通常時に比べて大幅に低下してしまうことが不可避である。そして、側壁３にそのような温度低下が生じると側壁３は熱収縮して内側に変形しようとするのであるが、側壁３の下端部は底版１の外周縁部に接合されているのでその変形が拘束され、しかも底版１にはヒータ６が組み込まれていて底版１の温度は漏液時においても高く維持されるために底版１と側壁３の接合部には大きな温度差が生じてしまい、その結果、側壁３の下端部には大きな熱応力が生じて図５（ｂ）に示すように上下方向の曲げ変形が生じることが想定され、それによる亀裂の発生も想定される。
【０００６】
従来においては、上記のような万一の漏液時における側壁３の熱応力や熱応力をも考慮して側壁３に導入するべきプレストレスを設定しており、そのため、漏液を考慮しない場合よりも余分な緊張力の導入が必要となり、ＰＣ鋼材５の所要本数も多くなっているのが実状である。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、漏液時における側壁下端部の熱応力と熱変形を抑制することで側壁に導入するプレストレスを軽減することができる有効な構造の低温地上タンクを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ＬＮＧ等の低温液体を貯蔵するコンクリート造の低温地上タンクであって、ヒータが組み込まれた底版の外周縁部に筒状の側壁の下端部を接合してその側壁に周方向のプレストレスを導入し、側壁の内面には、その内面に防液処理が施されて液密性能を有しかつ断熱性能を有する冷熱抵抗緩和材を介してその内側に断熱層を設けるとともに、前記冷熱抵抗緩和材による側壁の下端部に対する断熱性を強化して底版と側壁との接合部に生じる温度差を低減するように、該冷熱抵抗緩和材の厚さを側壁の下端部にいくほど段階的あるいは連続的に変化させて他の部分よりも厚く設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の低温地上タンクであって、底版の外周縁部におけるヒータの組み込み位置を他の部分よりも低く設定したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の低温地上タンクの実施形態を説明するが、以下の実施形態の低温地上タンクの基本構成はいずれも図４〜図５に示した従来のものと共通であるので、既に説明した構成要素については図面に同一符号を付して説明を簡略化する。
【００１１】
図１は第１実施形態の低温地上タンクの要部を示すもので、これは側壁３の内面に設ける冷熱抵抗緩和材としてのＰＵＦ１１の厚みを側壁３の下端部において従来よりも厚くしたものである。これによれば、内槽材１５が万一の漏液を生じて断熱層１４の断熱性能が損なわれた場合においても、ＰＵＦ１１により最低限の断熱性が維持されるばかりでなく、特に側壁３の下端部に対する断熱性が従来よりも強化されてそこでの温度低下が抑制され、ヒータ６によって温度が維持される底版１と側壁３との接合部に生じる温度差も低減することができる。したがって、側壁３下端部に生じる熱応力が低減し、図５（ｂ）に示したような熱変形が生じ難いものとなり、その結果、側壁３に導入するべきプレストレスを従来のように万一の漏洩時における熱応力を考慮して余分に大きく設定しておくような無駄を回避することができ、ＰＵＦ１１を厚くすることに伴うコスト増は些少で済むので全体的には十分なコストダウンを図ることができる。
【００１２】
本第１実施形態においては、図１に示しているように側壁３の下端部にいくほどＰＵＦ１１の厚みを段階的（図示例では３段階にわたって変化させている）に厚くし、底版１との接合部において厚みを最大とすると、底版１と側壁３との間の温度差を可及的に低減できるとともに側壁３下端部に生じる温度勾配を緩やかにできるので最も効果的かつ合理的である。ただし、ＰＵＦ１１の厚さを段階的にではなく連続的に変化させることでも良い。いずれにしても、本第１実施形態においては、側壁３に導入する緊張力、漏液時に想定される側壁３各部の温度低下、その温度低下に伴って側壁各部に生じる熱応力、側壁３に亀裂が生じる限界の応力、その他の諸条件を考慮して、漏液時においても側壁３の下端部における温度低下を十分に抑制して亀裂を生じる限界の熱応力が生じることを防止し得るように、ＰＵＦ１１の各部の厚さを最適に設定すれば良い。
【００１３】
図２は参考例を示す。これは底版１の外周部に組み込むヒータ６の位置を従来よりも低くしたものである。すなわち、従来の底版１にはその厚さ方向のほぼ中央位置に揃えて多数のヒータ６を組み込んでいたのであるが、本参考例においては外周縁部に位置する３本のヒータ６の位置を他のヒータ６よりも下げることにより底版１の外周縁部の温度を従来よりも低下させたものとなっている。
【００１４】
本参考例では、ＰＵＦ１１の厚さは従来と同様であるので、万一の漏液時には側壁３の温度が大きく低下してしまうが、上記のようにヒータ６の位置を下げることにより漏液時における側壁３と底版１の温度差は従来よりも自ずと小さくなり、したがって側壁３下端部に生じる熱応力が低減して図５（ｂ）に示したような側壁３下端部の熱変形を防止することができる。
【００１５】
本参考例においては、底版１と側壁３との接合部における温度勾配が可及的に緩やかになるようにヒータ６の位置を底版１の外周部の厚さの範囲内で設定すれば良く、必要であれば個々のヒータ６の位置を上下方向のみならず水平方向にも細かく調節したり、ヒータ６どうしの間隔も調節する等の対策も併せて行っても良い。いずれにしてもヒータ６の位置の変更だけであるのでコストアップの要因は少なく極めて有効である。
【００１６】
図３は第２実施形態を示す。これは、上記の第１実施形態と参考例とを組み合わて、ＰＵＦ１１の厚みを側壁３の下端部において段階的に厚くし、かつ底版１の外周縁部に組み込むヒータ６の位置を下げたものである。これによれば、ＰＵＦ１１により漏液時における側壁３下端部の温度低下を抑制し、併せてヒータ６の位置を下げることで底版１と側壁３との接合部における温度勾配をより緩やかにし、それにより漏液時における側壁３下端部の熱応力と熱変形をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
なお、以上の各実施形態はあくまで一例であって、本発明は上記各実施形態に限定されるものでは勿論なく、冷熱抵抗緩和材や各断熱材の種類や特性、底版や側壁等の各部の具体的な構成、その他については、適宜の変更が可能であるし、貯蔵する低温液体もＬＮＧに限るものではない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、周方向にプレストレスを導入した側壁の内面に液密性能を有しかつ断熱性能を有する冷熱抵抗緩和材を設け、側壁の下端部においてはその冷熱抵抗緩和材の厚さを段階的あるいは連続的に変化させて下端部にいくほど他の部分よりも厚く設定したので、その冷熱抵抗緩和材によって側壁の下端部に対する断熱性が強化されて万一の漏液時においても側壁の下端部に対する断熱性が十分に確保されてそこでの温度低下を抑制でき、それによりヒータによって温度が維持される底版と側壁との間の温度差を可及的に低減できるとともに側壁下端部に生じる温度勾配を緩やかにできて、側壁下端部に生じる熱応力と熱変形を抑制でき、その結果、側壁に導入するべきプレストレスを軽減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、上記に加え、底版の外周縁部におけるヒータの組み込み位置を他の部分よりも低く設定したので、漏液時における側壁と底版との温度差をより小さくすることができ、それにより側壁下端部に生じる熱応力と熱変形をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態である低温地上タンクの概略構成を示す要部拡大図である。
【図２】  参考例である低温地上タンクの概略構成を示す要部拡大図である。
【図３】  本発明の第２実施形態である低温地上タンクの概略構成を示す要部拡大図である。
【図４】  従来一般の低温地上タンクの概略構成を示す全体図である。
【図５】  同、要部（図４におけるＶ部）の拡大図である。
【符号の説明】
１  底版
３  側壁
６  ヒータ
１１  発泡ポリウレタンフォーム（ＰＵＦ、冷熱抵抗緩和材）
１４  断熱層
【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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