JP2001193897A - 高圧気体貯蔵用岩盤タンク - Google Patents
高圧気体貯蔵用岩盤タンクInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 岩盤が軟弱である場合に、気体を貯蔵する内
壁全体に加わるひずみ、もしくは局所的に加わるひずみ
を軽減し、内壁の破断を防止する構造を有する高圧気体
貯蔵用岩盤タンクを提供する。 【解決手段】 岩盤Ｇ内に設置されて高圧の気体を貯蔵
するための高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０であって、岩
盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２内に、前記気
体を貯蔵する貯蔵壁Ｌが設けられ、貯蔵壁Ｌと岩盤Ｇと
の間には裏込め材Ｃが充填されてなり、貯蔵壁Ｌには掘
削空間１２の内方又は外の方へ膨出する破壊防止壁部１
３、１３…が形成されていることを特徴とする。
壁全体に加わるひずみ、もしくは局所的に加わるひずみ
を軽減し、内壁の破断を防止する構造を有する高圧気体
貯蔵用岩盤タンクを提供する。 【解決手段】 岩盤Ｇ内に設置されて高圧の気体を貯蔵
するための高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０であって、岩
盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２内に、前記気
体を貯蔵する貯蔵壁Ｌが設けられ、貯蔵壁Ｌと岩盤Ｇと
の間には裏込め材Ｃが充填されてなり、貯蔵壁Ｌには掘
削空間１２の内方又は外の方へ膨出する破壊防止壁部１
３、１３…が形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤内に設置され
て高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タン
クに関する。
て高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タン
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の高圧気体貯蔵用岩盤タン
クとしては、図７、及び図８に示される岩盤タンク１の
ような多層構造を形成したものが知られている。すなわ
ち、岩盤Ｇ内を掘削して掘削空間１２を形成するととも
に、掘削空間１２を気体漏洩防止用の貯蔵壁Ｌによって
被覆し、さらに、貯蔵壁Ｌと岩盤Ｇとの間に裏込め材と
して裏込めコンクリートＣを充填し、かつ裏込めコンク
リートＣと貯蔵壁Ｌとの間に縁切り材Ｄを設けたもので
ある。 ここで、裏込めコンクリートＣは、掘削空間の
凹凸を滑らかにするために用いられている。また縁切り
材Ｄは、裏込めコンクリートＣと貯蔵壁Ｌとの間の摩擦
を低減することによって、岩盤変形に伴う裏込めコンク
リートＣのひび割れと変位による貯蔵壁Ｌへのひずみ集
中を回避するために用いられている。
クとしては、図７、及び図８に示される岩盤タンク１の
ような多層構造を形成したものが知られている。すなわ
ち、岩盤Ｇ内を掘削して掘削空間１２を形成するととも
に、掘削空間１２を気体漏洩防止用の貯蔵壁Ｌによって
被覆し、さらに、貯蔵壁Ｌと岩盤Ｇとの間に裏込め材と
して裏込めコンクリートＣを充填し、かつ裏込めコンク
リートＣと貯蔵壁Ｌとの間に縁切り材Ｄを設けたもので
ある。 ここで、裏込めコンクリートＣは、掘削空間の
凹凸を滑らかにするために用いられている。また縁切り
材Ｄは、裏込めコンクリートＣと貯蔵壁Ｌとの間の摩擦
を低減することによって、岩盤変形に伴う裏込めコンク
リートＣのひび割れと変位による貯蔵壁Ｌへのひずみ集
中を回避するために用いられている。
【０００３】高圧の気体を貯蔵する際には、岩盤Ｇが押
圧されるため、貯蔵された気体の圧力は、主として押圧
による変位で生じた岩盤Ｇの弾性力によって支えられ
る。岩盤が堅固で剛性が大きい場合、掘削空間の容積変
化は小さく、貯蔵壁に加わるひずみも小さい。したがっ
て貯蔵壁に用いられる鋼板等の収縮力は、岩盤Ｇの弾性
力に比べると通常は無視できるほど小さい。
圧されるため、貯蔵された気体の圧力は、主として押圧
による変位で生じた岩盤Ｇの弾性力によって支えられ
る。岩盤が堅固で剛性が大きい場合、掘削空間の容積変
化は小さく、貯蔵壁に加わるひずみも小さい。したがっ
て貯蔵壁に用いられる鋼板等の収縮力は、岩盤Ｇの弾性
力に比べると通常は無視できるほど小さい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の高圧気体貯蔵用岩盤タンクにおいて、岩盤Ｇが
軟弱でその弾性が小さい場合には、所定の変位で得られ
る岩盤Ｇの弾性力は減少するから、貯蔵壁Ｌのひずみは
増加する。このため、気体を繰り返し貯蔵及び放出する
と、貯蔵壁Ｌの繰り返し疲労が大きく、貯蔵壁Ｌが破断
するという問題が生じる。
な従来の高圧気体貯蔵用岩盤タンクにおいて、岩盤Ｇが
軟弱でその弾性が小さい場合には、所定の変位で得られ
る岩盤Ｇの弾性力は減少するから、貯蔵壁Ｌのひずみは
増加する。このため、気体を繰り返し貯蔵及び放出する
と、貯蔵壁Ｌの繰り返し疲労が大きく、貯蔵壁Ｌが破断
するという問題が生じる。
【０００５】また、岩盤Ｇが軟弱である場合には、気体
貯蔵時の岩盤Ｇの変位が大きくなるため、裏込めコンク
リートＣに亀裂が発生し開口する。また、掘削によって
閉じられていた岩盤Ｇの亀裂も開口することがある。こ
の結果、貯蔵壁Ｌは、開口の生じた箇所で支えを失い局
部的にひずみ集中を受け、ついには破断に至るという問
題が生じる。
貯蔵時の岩盤Ｇの変位が大きくなるため、裏込めコンク
リートＣに亀裂が発生し開口する。また、掘削によって
閉じられていた岩盤Ｇの亀裂も開口することがある。こ
の結果、貯蔵壁Ｌは、開口の生じた箇所で支えを失い局
部的にひずみ集中を受け、ついには破断に至るという問
題が生じる。
【０００６】このように、高圧気体貯蔵用岩盤タンクを
支える岩盤Ｇが軟弱である場合には、掘削空間の容積変
化の増加に伴い貯蔵壁Ｌに加わるひずみが大きくなり、
貯蔵壁Ｌが破断しやすくなるという問題が生じる。
支える岩盤Ｇが軟弱である場合には、掘削空間の容積変
化の増加に伴い貯蔵壁Ｌに加わるひずみが大きくなり、
貯蔵壁Ｌが破断しやすくなるという問題が生じる。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、岩盤が軟弱である場合に、貯蔵壁全体に加わるひず
み、もしくは局所的に加わるひずみを軽減し、貯蔵壁の
破断を防止する構造を有する高圧気体貯蔵用岩盤タンク
を提供することにある。
で、岩盤が軟弱である場合に、貯蔵壁全体に加わるひず
み、もしくは局所的に加わるひずみを軽減し、貯蔵壁の
破断を防止する構造を有する高圧気体貯蔵用岩盤タンク
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、岩盤内に設置されて高圧の気体を貯蔵するための高
圧気体貯蔵用岩盤タンクであって、前記岩盤内を掘削し
て形成された掘削空間内に、前記気体を貯蔵する貯蔵壁
が設けられ、該貯蔵壁と前記岩盤との間には裏込め材が
充填されてなり、前記貯蔵壁には該掘削空間の内方又は
外の方へ膨出する破壊防止壁部が形成されていることを
特徴とする。
は、岩盤内に設置されて高圧の気体を貯蔵するための高
圧気体貯蔵用岩盤タンクであって、前記岩盤内を掘削し
て形成された掘削空間内に、前記気体を貯蔵する貯蔵壁
が設けられ、該貯蔵壁と前記岩盤との間には裏込め材が
充填されてなり、前記貯蔵壁には該掘削空間の内方又は
外の方へ膨出する破壊防止壁部が形成されていることを
特徴とする。
【０００９】このような構成としたことにより、以下に
記述する作用が得られる。気体が貯蔵される際、気体の
圧力の増加と共に、前記岩盤は掘削空間の外の方へ押圧
される。岩盤が軟弱である場合には、岩盤に所定の弾性
力を生じるための岩盤変位は増加し、貯蔵壁の内径も増
加するが、貯蔵壁に設けられた破壊防止壁部が内径の増
加に追従して変形するので、破壊防止壁部が完全に平坦
化するまで引張によるひずみが貯蔵壁に発生しない。む
しろ、岩盤がある程度強固である時は、破壊防止壁部が
平坦化する際岩盤に押し付けられ、貯蔵壁が圧縮さえ受
ける。このように、貯蔵壁に破壊防止壁部が設けられた
ことで、気体貯蔵時に貯蔵壁に作用する収縮力及びひず
みが減少する。
記述する作用が得られる。気体が貯蔵される際、気体の
圧力の増加と共に、前記岩盤は掘削空間の外の方へ押圧
される。岩盤が軟弱である場合には、岩盤に所定の弾性
力を生じるための岩盤変位は増加し、貯蔵壁の内径も増
加するが、貯蔵壁に設けられた破壊防止壁部が内径の増
加に追従して変形するので、破壊防止壁部が完全に平坦
化するまで引張によるひずみが貯蔵壁に発生しない。む
しろ、岩盤がある程度強固である時は、破壊防止壁部が
平坦化する際岩盤に押し付けられ、貯蔵壁が圧縮さえ受
ける。このように、貯蔵壁に破壊防止壁部が設けられた
ことで、気体貯蔵時に貯蔵壁に作用する収縮力及びひず
みが減少する。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記貯蔵壁と裏
込め材との間には、前記破壊防止壁部が形成された部分
又は該破壊防止壁部の周辺部に間詰め材が介在されてい
ることを特徴とする。
込め材との間には、前記破壊防止壁部が形成された部分
又は該破壊防止壁部の周辺部に間詰め材が介在されてい
ることを特徴とする。
【００１１】このような構成としたことにより、岩盤を
掘削することで形成された掘削空間に貯蔵壁を内設し、
その後岩盤と貯蔵壁の間に裏込め材としてコンクリート
を充填する際に貯蔵壁に設けられた破壊防止壁部の空間
がコンクリート流入より保護され、かつ確保される。気
体貯蔵時には間詰め材が圧縮されて貯蔵壁の破壊防止壁
部が平坦化する。
掘削することで形成された掘削空間に貯蔵壁を内設し、
その後岩盤と貯蔵壁の間に裏込め材としてコンクリート
を充填する際に貯蔵壁に設けられた破壊防止壁部の空間
がコンクリート流入より保護され、かつ確保される。気
体貯蔵時には間詰め材が圧縮されて貯蔵壁の破壊防止壁
部が平坦化する。
【００１２】請求項３に記載の発明は、岩盤内に設置さ
れて高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンクであって、前記岩盤内を掘削して形成された掘削空
間内に、前記気体を貯蔵する貯蔵壁が設けられ、該貯蔵
壁と前記岩盤との間には裏込め材が充填され、前記裏込
め材に、複数の開閉自在の誘発目地が設けられ、前記誘
発目地は、前記貯蔵壁に臨む部分の間隔が該貯蔵壁に向
かって拡開するように形成され、該拡開するように形成
された目地内の空間に目地栓を備えて成ることを特徴と
する。
れて高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンクであって、前記岩盤内を掘削して形成された掘削空
間内に、前記気体を貯蔵する貯蔵壁が設けられ、該貯蔵
壁と前記岩盤との間には裏込め材が充填され、前記裏込
め材に、複数の開閉自在の誘発目地が設けられ、前記誘
発目地は、前記貯蔵壁に臨む部分の間隔が該貯蔵壁に向
かって拡開するように形成され、該拡開するように形成
された目地内の空間に目地栓を備えて成ることを特徴と
する。
【００１３】このような構成としたことにより、気体が
貯蔵される際岩盤が外側に変位すると、誘発目地の間隙
が拡張して、裏込め材の他の箇所が開口することがな
い。この誘発目地には、目地栓が蓋として設けられてい
て、誘発目地の間隙が拡張しても目地栓が貯蔵壁を支え
る。このように、貯蔵壁が亀裂の生じた箇所で支えを失
い局部的にひずみ集中を受けることが回避される。
貯蔵される際岩盤が外側に変位すると、誘発目地の間隙
が拡張して、裏込め材の他の箇所が開口することがな
い。この誘発目地には、目地栓が蓋として設けられてい
て、誘発目地の間隙が拡張しても目地栓が貯蔵壁を支え
る。このように、貯蔵壁が亀裂の生じた箇所で支えを失
い局部的にひずみ集中を受けることが回避される。
【００１４】請求項４に記載の発明は、岩盤内に設置さ
れて高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンクであって、前記岩盤内を掘削して形成された掘削空
間内に、前記気体を貯蔵する内壁が設けられると共に、
該内壁と前記岩盤との間には外壁が設けられ、前記内壁
と前記外壁の間に液体が充填されてなり、前記充填され
た液体の圧力を制御する液体圧力制御装置が設けられて
なることを特徴とする。
れて高圧の気体を貯蔵するための高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンクであって、前記岩盤内を掘削して形成された掘削空
間内に、前記気体を貯蔵する内壁が設けられると共に、
該内壁と前記岩盤との間には外壁が設けられ、前記内壁
と前記外壁の間に液体が充填されてなり、前記充填され
た液体の圧力を制御する液体圧力制御装置が設けられて
なることを特徴とする。
【００１５】このような構成としたことにより、以下に
記述される作用が得られる。気体が内壁内に貯蔵される
際、気体の圧力の増加と共に内壁周囲の液体圧力が液体
圧力制御装置により増加され、内壁を周囲から支える。
このように、内壁に作用する収縮力と引張りひずみが低
く抑えられる。この時、内壁周囲の静水圧は、ほぼ一様
となり、貯蔵壁にひずみ集中が生じない。一方、内壁周
囲に充填された液体の圧力は、外壁の収縮力及び岩盤側
からの弾性力によって支えられる。岩盤に不均一な変位
が生じても、外壁の形状変化に応じて、液体圧力制御装
置により充填する液体量を調節すれば、液体圧力は、常
に一定に保たれる。
記述される作用が得られる。気体が内壁内に貯蔵される
際、気体の圧力の増加と共に内壁周囲の液体圧力が液体
圧力制御装置により増加され、内壁を周囲から支える。
このように、内壁に作用する収縮力と引張りひずみが低
く抑えられる。この時、内壁周囲の静水圧は、ほぼ一様
となり、貯蔵壁にひずみ集中が生じない。一方、内壁周
囲に充填された液体の圧力は、外壁の収縮力及び岩盤側
からの弾性力によって支えられる。岩盤に不均一な変位
が生じても、外壁の形状変化に応じて、液体圧力制御装
置により充填する液体量を調節すれば、液体圧力は、常
に一定に保たれる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態による高
圧気体貯蔵用岩盤タンクを図面を参照して説明する。
圧気体貯蔵用岩盤タンクを図面を参照して説明する。
【００１７】図１は、発明の一実施形態（第一の実施の
形態）を示すものであり、高圧気体貯蔵用岩盤タンク１
０の壁部１１の拡大断面図である。この高圧気体貯蔵用
岩盤タンク１０は、図７に示した従来の岩盤タンク１と
同様に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２を
有するとともに、掘削空間１２を被覆する貯蔵壁Ｌと、
貯蔵壁Ｌ及び岩盤Ｇ間に充填された裏込め材としての裏
込めコンクリートＣを有した構成となっている。また、
貯蔵壁Ｌと裏込めコンクリートＣとの間には、裏込めコ
ンクリートＣのひび割れによる貯蔵壁Ｌへのひずみ集中
を避けるための縁切り材Ｄが介装されている。さらに、
貯蔵壁Ｌには、高圧の気体貯蔵による気体の圧力の増加
により、平坦化する破壊防止壁部１３、１３…が設けら
れている。
形態）を示すものであり、高圧気体貯蔵用岩盤タンク１
０の壁部１１の拡大断面図である。この高圧気体貯蔵用
岩盤タンク１０は、図７に示した従来の岩盤タンク１と
同様に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２を
有するとともに、掘削空間１２を被覆する貯蔵壁Ｌと、
貯蔵壁Ｌ及び岩盤Ｇ間に充填された裏込め材としての裏
込めコンクリートＣを有した構成となっている。また、
貯蔵壁Ｌと裏込めコンクリートＣとの間には、裏込めコ
ンクリートＣのひび割れによる貯蔵壁Ｌへのひずみ集中
を避けるための縁切り材Ｄが介装されている。さらに、
貯蔵壁Ｌには、高圧の気体貯蔵による気体の圧力の増加
により、平坦化する破壊防止壁部１３、１３…が設けら
れている。
【００１８】上記の構成からなる高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０は、気体が貯蔵される際、気体の圧力の増加と
共に、岩盤Ｇは掘削空間の外の方へ押圧される。この
時、岩盤Ｇの変位と共に貯蔵壁の内径も増加し、貯蔵壁
Ｌの破壊防止壁部１３、１３…は次第に平坦化される。
このように、貯蔵壁Ｌの内径の増加に伴って、破壊防止
壁部１３、１３…が追従して変形するので、破壊防止壁
部１３、１３…が完全に平坦化するまで引張によるひず
みが貯蔵壁Ｌに発生しない。このように、貯蔵壁Ｌに破
壊防止壁部１３、１３…が設けられたことで、気体貯蔵
時に貯蔵壁Ｌに発生する収縮力及びひずみが減少する。
さらに、縁切り材Ｄにより、裏込めコンクリートＣ
で均質化できない岩盤Ｇの局所的変位が生じた場合で
も、貯蔵壁Ｌに局所的なひずみが発生しない。
ンク１０は、気体が貯蔵される際、気体の圧力の増加と
共に、岩盤Ｇは掘削空間の外の方へ押圧される。この
時、岩盤Ｇの変位と共に貯蔵壁の内径も増加し、貯蔵壁
Ｌの破壊防止壁部１３、１３…は次第に平坦化される。
このように、貯蔵壁Ｌの内径の増加に伴って、破壊防止
壁部１３、１３…が追従して変形するので、破壊防止壁
部１３、１３…が完全に平坦化するまで引張によるひず
みが貯蔵壁Ｌに発生しない。このように、貯蔵壁Ｌに破
壊防止壁部１３、１３…が設けられたことで、気体貯蔵
時に貯蔵壁Ｌに発生する収縮力及びひずみが減少する。
さらに、縁切り材Ｄにより、裏込めコンクリートＣ
で均質化できない岩盤Ｇの局所的変位が生じた場合で
も、貯蔵壁Ｌに局所的なひずみが発生しない。
【００１９】上記の構成による高圧気体貯蔵用岩盤タン
ク１０によれば、貯蔵壁Ｌは、破壊防止壁部１３、１３
…が平坦化することにより、引張ひずみが小さい状態で
岩盤Ｇ側へ膨張することができる。この結果、貯蔵壁Ｌ
に発生する収縮力及びひずみが小さくなるので、繰り返
し疲労による破断の問題が生じない。
ク１０によれば、貯蔵壁Ｌは、破壊防止壁部１３、１３
…が平坦化することにより、引張ひずみが小さい状態で
岩盤Ｇ側へ膨張することができる。この結果、貯蔵壁Ｌ
に発生する収縮力及びひずみが小さくなるので、繰り返
し疲労による破断の問題が生じない。
【００２０】なお、図２に示すように、高圧気体貯蔵用
岩盤タンク１０は、破壊防止壁部１３、１３…と縁切り
材Ｄとの間の空間に、弾力性を有する間詰め材Ｚとして
例えばグラスウールあるいは発泡ポリスチレンが封入さ
れる構造とされてもよい。このような構成によれば、貯
蔵壁Ｌを型枠として裏込めコンクリートＣと縁切り材Ｄ
を打設する際に、破壊防止壁部１３、１３…と縁切り材
Ｄとの間の空間に裏込めコンクリートや縁切り材が流入
しないようにすることができる。
岩盤タンク１０は、破壊防止壁部１３、１３…と縁切り
材Ｄとの間の空間に、弾力性を有する間詰め材Ｚとして
例えばグラスウールあるいは発泡ポリスチレンが封入さ
れる構造とされてもよい。このような構成によれば、貯
蔵壁Ｌを型枠として裏込めコンクリートＣと縁切り材Ｄ
を打設する際に、破壊防止壁部１３、１３…と縁切り材
Ｄとの間の空間に裏込めコンクリートや縁切り材が流入
しないようにすることができる。
【００２１】図３は、この発明の別の実施形態（第二の
実施の形態）を示すものであり、高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０の壁部１１の拡大断面図である。この高圧気体
貯蔵用岩盤タンク１０は、図７に示した従来の岩盤タン
ク１と同様に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間
１２を有するとともに、掘削空間１２を被覆する貯蔵壁
Ｌと、貯蔵壁Ｌ及び岩盤Ｇ間に充填された裏込め材とし
ての裏込めコンクリートＣを有した構成となっている。
実施の形態）を示すものであり、高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０の壁部１１の拡大断面図である。この高圧気体
貯蔵用岩盤タンク１０は、図７に示した従来の岩盤タン
ク１と同様に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間
１２を有するとともに、掘削空間１２を被覆する貯蔵壁
Ｌと、貯蔵壁Ｌ及び岩盤Ｇ間に充填された裏込め材とし
ての裏込めコンクリートＣを有した構成となっている。
【００２２】裏込めコンクリートＣには、岩盤の変位に
伴い間隙が拡張する誘発目地１４、１４…が設けられて
いる。図４は、図３において符号Ｂで示した部分をさら
に拡大して示した図である。図４に示すように、誘発目
地１４、１４…は、貯蔵壁Ｌに臨む箇所に間隔が貯蔵壁
Ｌに向かって例えば９０°の角度αで拡開する目地開放
部１４ａ、１４ａ…を有する。この目地開放部１４ａ、
１４ａ…に、目地栓１５、１５…が遊嵌され、面１５ｂ
において摺動可能となっている。そして、目地栓１５の
底部１５ａ、１５ａ…が、裏込めコンクリートＣの面Ｃ
ａと平面を形成している。
伴い間隙が拡張する誘発目地１４、１４…が設けられて
いる。図４は、図３において符号Ｂで示した部分をさら
に拡大して示した図である。図４に示すように、誘発目
地１４、１４…は、貯蔵壁Ｌに臨む箇所に間隔が貯蔵壁
Ｌに向かって例えば９０°の角度αで拡開する目地開放
部１４ａ、１４ａ…を有する。この目地開放部１４ａ、
１４ａ…に、目地栓１５、１５…が遊嵌され、面１５ｂ
において摺動可能となっている。そして、目地栓１５の
底部１５ａ、１５ａ…が、裏込めコンクリートＣの面Ｃ
ａと平面を形成している。
【００２３】上記の構成からなる高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０においては、岩盤Ｇが外側に変位すると、誘発
目地１４、１４…の間隙が拡張される。誘発目地１４、
１４…は、貯蔵壁Ｌに臨む箇所にその間隔が貯蔵壁Ｌに
向かって例えば９０°の角度αで拡開する目地開放部１
４ａ、１４ａ…を有するので、図５に示すように目地の
間隙がｄだけ拡張すると、目地栓１５が面１５ｂで摺動
し、ｈ＝ｄ／２だけ掘削空間１２の外の方へ変位する。
従って、目地栓１５の底部１５ａと裏込めコンクリート
Ｃの面Ｃａとの間にはｈのずれが生じるが、このずれ
は、支えが全くない場合と比較すれば小さい。なお、こ
こでは目地開放部１４ａの広がりの角度αを９０°とし
たが、この角度を目地栓の摺動が可能な限り大きくすれ
ば、ずれｈはさらに小さくなる。このように、岩盤Ｇの
外側への変位は、誘発目地１４、１４…の間隙の変化へ
還元され、これらの間隙の変化によらず目地栓１５、１
５…が貯蔵壁Ｌを支えて貯蔵壁Ｌの局所的変位を最小限
に抑える。
ンク１０においては、岩盤Ｇが外側に変位すると、誘発
目地１４、１４…の間隙が拡張される。誘発目地１４、
１４…は、貯蔵壁Ｌに臨む箇所にその間隔が貯蔵壁Ｌに
向かって例えば９０°の角度αで拡開する目地開放部１
４ａ、１４ａ…を有するので、図５に示すように目地の
間隙がｄだけ拡張すると、目地栓１５が面１５ｂで摺動
し、ｈ＝ｄ／２だけ掘削空間１２の外の方へ変位する。
従って、目地栓１５の底部１５ａと裏込めコンクリート
Ｃの面Ｃａとの間にはｈのずれが生じるが、このずれ
は、支えが全くない場合と比較すれば小さい。なお、こ
こでは目地開放部１４ａの広がりの角度αを９０°とし
たが、この角度を目地栓の摺動が可能な限り大きくすれ
ば、ずれｈはさらに小さくなる。このように、岩盤Ｇの
外側への変位は、誘発目地１４、１４…の間隙の変化へ
還元され、これらの間隙の変化によらず目地栓１５、１
５…が貯蔵壁Ｌを支えて貯蔵壁Ｌの局所的変位を最小限
に抑える。
【００２４】図３に示される高圧気体貯蔵用岩盤タンク
１０によれば、岩盤Ｇの亀裂が開口しても、貯蔵壁Ｌの
局部的ひずみの発生を防止して破断を防ぐことができ
る。
１０によれば、岩盤Ｇの亀裂が開口しても、貯蔵壁Ｌの
局部的ひずみの発生を防止して破断を防ぐことができ
る。
【００２５】なお、ここでは図示しないが、上記の構成
からなる高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０は、貯蔵壁Ｌへ
のひずみ集中を避けるためにさらに貯蔵壁Ｌと裏込めコ
ンクリートＣとの間に縁切り材Ｄが介装される構成とさ
れてもよい。
からなる高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０は、貯蔵壁Ｌへ
のひずみ集中を避けるためにさらに貯蔵壁Ｌと裏込めコ
ンクリートＣとの間に縁切り材Ｄが介装される構成とさ
れてもよい。
【００２６】図６はこの発明の一実施形態（第三の実施
の形態）を示すものである。この高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０は、図７に示した従来の岩盤タンク１と同様
に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２を有す
るとともに、気体を貯蔵する内壁Ｌａと、内壁Ｌａと岩
盤Ｇとの間に外壁Ｏとが設けられ、内壁Ｌａと外壁Ｏの
間に例えば水等の液体Ｗが満たされ、この液体Ｗの圧力
を制御する液体圧力制御装置Ｆとを備えた構成となって
いる。なお、外壁Ｏは、充填される液体Ｗに、例えば水
といったもともと周囲に地下水として多量に存在して入
手に費用のかからないものを用いる場合には、外壁Ｏの
コストを下げるため多少漏洩がある構造とされても構わ
ない。すなわち、外壁Ｏは、不連続な鋼板やポリエチレ
ンシートやベントナイト膜等でもよい。
の形態）を示すものである。この高圧気体貯蔵用岩盤タ
ンク１０は、図７に示した従来の岩盤タンク１と同様
に、岩盤Ｇ内を掘削して形成された掘削空間１２を有す
るとともに、気体を貯蔵する内壁Ｌａと、内壁Ｌａと岩
盤Ｇとの間に外壁Ｏとが設けられ、内壁Ｌａと外壁Ｏの
間に例えば水等の液体Ｗが満たされ、この液体Ｗの圧力
を制御する液体圧力制御装置Ｆとを備えた構成となって
いる。なお、外壁Ｏは、充填される液体Ｗに、例えば水
といったもともと周囲に地下水として多量に存在して入
手に費用のかからないものを用いる場合には、外壁Ｏの
コストを下げるため多少漏洩がある構造とされても構わ
ない。すなわち、外壁Ｏは、不連続な鋼板やポリエチレ
ンシートやベントナイト膜等でもよい。
【００２７】液体Ｗの圧力は、液体圧力制御装置Ｆによ
り制御される。液体圧力制御装置Ｆは、プール１６と、
このプール１６と高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０とを結
ぶ導水管１７と、プール１６内の液体量を制御するピス
トン１８及びこれを駆動するピストン駆動部１９とから
成り立っている。
り制御される。液体圧力制御装置Ｆは、プール１６と、
このプール１６と高圧気体貯蔵用岩盤タンク１０とを結
ぶ導水管１７と、プール１６内の液体量を制御するピス
トン１８及びこれを駆動するピストン駆動部１９とから
成り立っている。
【００２８】図６に示される構成としたことにより、以
下に記述する作用が得られる。高圧の気体が貯蔵される
際、気体の圧力の増加と共に、内壁Ｌａ周囲の液体Ｗの
圧力が液体圧力制御装置Ｆにより増加される。すなわ
ち、導水管１７によって連結するプール１６に貯えられ
た液体Ｗが、ピストン１８とこれを駆動する駆動部１９
により押圧される。このように、内壁Ｌａが周囲の液体
Ｗの圧力により支えられるので、内壁Ｌａに発生する収
縮力及びひずみは小さく抑えられる。この時、内壁Ｌａ
周囲の液体Ｗの圧力は、ほぼ一様となるので、内壁Ｌａ
にひずみ集中が生じない。一方、液体Ｗの圧力は、外壁
Ｏの膨張により働く外壁Ｏの収縮力、及び岩盤Ｇの変位
による岩盤Ｇからの弾性力により支えられる。岩盤Ｇの
不均一な変位は、内壁Ｌａと外壁Ｏ間の空間の体積変化
へ還元され、液体Ｗの圧力が一定に保たれるように、常
時プール１６からの液体Ｗの出入量が制御される。
下に記述する作用が得られる。高圧の気体が貯蔵される
際、気体の圧力の増加と共に、内壁Ｌａ周囲の液体Ｗの
圧力が液体圧力制御装置Ｆにより増加される。すなわ
ち、導水管１７によって連結するプール１６に貯えられ
た液体Ｗが、ピストン１８とこれを駆動する駆動部１９
により押圧される。このように、内壁Ｌａが周囲の液体
Ｗの圧力により支えられるので、内壁Ｌａに発生する収
縮力及びひずみは小さく抑えられる。この時、内壁Ｌａ
周囲の液体Ｗの圧力は、ほぼ一様となるので、内壁Ｌａ
にひずみ集中が生じない。一方、液体Ｗの圧力は、外壁
Ｏの膨張により働く外壁Ｏの収縮力、及び岩盤Ｇの変位
による岩盤Ｇからの弾性力により支えられる。岩盤Ｇの
不均一な変位は、内壁Ｌａと外壁Ｏ間の空間の体積変化
へ還元され、液体Ｗの圧力が一定に保たれるように、常
時プール１６からの液体Ｗの出入量が制御される。
【００２９】図６に示される高圧気体貯蔵用岩盤タンク
１０によれば、内壁Ｌａは、周囲の液体Ｗの圧力に支え
られて膨張が抑えられるため、ひずみが小さく抑えら
れ、繰り返し疲労による破断の問題を生じない。また、
内壁Ｌａは、ほぼ一様な周囲の液体Ｗの圧力に支えられ
て局部的なひずみ集中を受けないので、破断の問題を生
じない。
１０によれば、内壁Ｌａは、周囲の液体Ｗの圧力に支え
られて膨張が抑えられるため、ひずみが小さく抑えら
れ、繰り返し疲労による破断の問題を生じない。また、
内壁Ｌａは、ほぼ一様な周囲の液体Ｗの圧力に支えられ
て局部的なひずみ集中を受けないので、破断の問題を生
じない。
【００３０】なお、裏込めコンクリートＣを外壁Ｏとし
て設けて、液体Ｗの圧力を気体の圧力増加の時だけ上昇
させるようにすると、内壁Ｌａと裏込めコンクリートＣ
との間の摩擦を低減させる縁切り材として裏込めコンク
リートＣのひび割れによる内壁Ｌａへのひずみ集中を避
けることも可能となる。
て設けて、液体Ｗの圧力を気体の圧力増加の時だけ上昇
させるようにすると、内壁Ｌａと裏込めコンクリートＣ
との間の摩擦を低減させる縁切り材として裏込めコンク
リートＣのひび割れによる内壁Ｌａへのひずみ集中を避
けることも可能となる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。
を奏する。
【００３２】請求項１及び２記載の発明は、破壊防止壁
部の平坦化により、気体貯蔵時に貯蔵壁に加わるひずみ
を減少させ、繰り返し疲労による貯蔵壁の破断を防止す
ることができる。
部の平坦化により、気体貯蔵時に貯蔵壁に加わるひずみ
を減少させ、繰り返し疲労による貯蔵壁の破断を防止す
ることができる。
【００３３】また、請求項３記載の発明は、岩盤が外側
に変位する際誘発目地の間隙が拡張し、この間隙への貯
蔵壁の陥没を目地栓が防止して、局部的なひずみ集中に
よる貯蔵壁の破断を防止することができる。
に変位する際誘発目地の間隙が拡張し、この間隙への貯
蔵壁の陥没を目地栓が防止して、局部的なひずみ集中に
よる貯蔵壁の破断を防止することができる。
【００３４】また、請求項４記載の発明は、気体を貯蔵
する内壁周囲を一様な液体の圧力で支えることにより内
壁に加わるひずみを減少させ、繰り返し疲労による内壁
の破断と、局部的なひずみ集中による内壁の破断とを防
止することができる。
する内壁周囲を一様な液体の圧力で支えることにより内
壁に加わるひずみを減少させ、繰り返し疲労による内壁
の破断と、局部的なひずみ集中による内壁の破断とを防
止することができる。
【図１】発明の第一の実施の形態を模式的に示す高圧気
体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
【図２】発明の第一の実施の形態の他の例を模式的に示
す高圧気体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
す高圧気体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
【図３】発明の第二の実施の形態を模式的に示す高圧気
体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
体貯蔵用岩盤タンクの要部拡大断面図である。
【図４】図３における部分Ｂをさらに拡大して示した断
面図である。
面図である。
【図５】図４において、誘発目地１４の間隙変化に伴う
貯蔵壁Ｌの変位を示す図である。
貯蔵壁Ｌの変位を示す図である。
【図６】発明の第三の実施の形態を模式的に示す、高圧
気体貯蔵用岩盤タンクが設けられた岩盤の断面図であ
る。
気体貯蔵用岩盤タンクが設けられた岩盤の断面図であ
る。
【図７】本発明の従来の技術を示す図であって、高圧気
体貯蔵用岩盤タンクが設けられた岩盤の断面図である。
体貯蔵用岩盤タンクが設けられた岩盤の断面図である。
【図８】図７における部分Ａをさらに拡大して示した断
面図である。
面図である。
Ｃ・・・裏込めコンクリート（裏込め材） Ｄ・・・縁切り材 Ｆ・・・液体圧力制御装置 Ｇ・・・岩盤 Ｌ・・・貯蔵壁 Ｌａ・・・内壁 Ｏ・・・外壁 Ｗ・・・液体 Ｚ・・・間詰め材 １０・・・高圧気体貯蔵用岩盤タンク １２・・・掘削空間 １３・・・破壊防止壁部 １４・・・誘発目地 １５・・・目地栓
Claims (4)
- 【請求項１】 岩盤内に設置されて高圧の気体を貯蔵す
るための高圧気体貯蔵用岩盤タンクであって、 前記岩盤内を掘削して形成された掘削空間内に、前記気
体を貯蔵する貯蔵壁が設けられ、 該貯蔵壁と前記岩盤との間には裏込め材が充填されてな
り、 前記貯蔵壁には該掘削空間の内方又は外の方へ膨出する
破壊防止壁部が形成されていることを特徴とする高圧気
体貯蔵用岩盤タンク。 - 【請求項２】 前記貯蔵壁と裏込め材との間には、前記
破壊防止壁部が形成された部分又は該破壊防止壁部の周
辺部に間詰め材が介在されていることを特徴とする請求
項１記載の高圧気体貯蔵用岩盤タンク。 - 【請求項３】 岩盤内に設置されて高圧の気体を貯蔵す
るための高圧気体貯蔵用岩盤タンクであって、 前記岩盤内を掘削して形成された掘削空間内に、前記気
体を貯蔵する貯蔵壁が設けられ、 該貯蔵壁と前記岩盤との間には裏込め材が充填され、 前記裏込め材に、複数の開閉自在の誘発目地が設けら
れ、 前記誘発目地は、前記貯蔵壁に臨む部分の間隔が該貯蔵
壁に向かって拡開するように形成され、該拡開するよう
に形成された目地内の空間に目地栓を備えて成ることを
特徴とする高圧気体貯蔵用岩盤タンク。 - 【請求項４】 岩盤内に設置されて高圧の気体を貯蔵す
るための高圧気体貯蔵用岩盤タンクであって、 前記岩盤内を掘削して形成された掘削空間内に、前記気
体を貯蔵する内壁が設けられると共に、該内壁と前記岩
盤との間には外壁が設けられ、 前記内壁と前記外壁の間に液体が充填されてなり、 前記充填された液体の圧力を制御する液体圧力制御装置
が設けられてなることを特徴とする高圧気体貯蔵用岩盤
タンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37733299A JP3864365B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 高圧気体貯蔵用岩盤タンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37733299A JP3864365B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 高圧気体貯蔵用岩盤タンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193897A true JP2001193897A (ja) | 2001-07-17 |
| JP3864365B2 JP3864365B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=18508637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37733299A Expired - Fee Related JP3864365B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 高圧気体貯蔵用岩盤タンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3864365B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503481A (ja) * | 2012-11-01 | 2016-02-04 | スカンスカ スヴェーリエ アクチボラグＳｋａｎｓｋａ Ｓｖｅｒｉｇｅ Ａｂ | 拡張空間を含む熱エネルギー貯蔵 |
| US9518787B2 (en) | 2012-11-01 | 2016-12-13 | Skanska Svergie Ab | Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system |
| US9791217B2 (en) | 2012-11-01 | 2017-10-17 | Skanska Sverige Ab | Energy storage arrangement having tunnels configured as an inner helix and as an outer helix |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37733299A patent/JP3864365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016503481A (ja) * | 2012-11-01 | 2016-02-04 | スカンスカ スヴェーリエ アクチボラグＳｋａｎｓｋａ Ｓｖｅｒｉｇｅ Ａｂ | 拡張空間を含む熱エネルギー貯蔵 |
| US9518787B2 (en) | 2012-11-01 | 2016-12-13 | Skanska Svergie Ab | Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system |
| US9657998B2 (en) | 2012-11-01 | 2017-05-23 | Skanska Sverige Ab | Method for operating an arrangement for storing thermal energy |
| US9791217B2 (en) | 2012-11-01 | 2017-10-17 | Skanska Sverige Ab | Energy storage arrangement having tunnels configured as an inner helix and as an outer helix |
| US9823026B2 (en) | 2012-11-01 | 2017-11-21 | Skanska Sverige Ab | Thermal energy storage with an expansion space |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3864365B2 (ja) | 2006-12-27 |
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