JP2004211759A - 縦置二重殻円筒形低温貯槽 - Google Patents

縦置二重殻円筒形低温貯槽 Download PDF

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Abstract

【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

Description

【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

Claims (4)

  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。
  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。
  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。
  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。
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