JP2010054033A - 縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 内外槽を支持するスカートへ接続固定する外槽の底板と外槽の胴板下部の傾斜板をずらせ、或いは放熱構造にて接続固定することによって、スカート接続部への荷重が一点に集中するのを防止し、かつ伝熱部の局部集中を解消して、機械的性能及び伝熱的安定性を向上させた縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造を提供する。
【解決手段】 内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板及び上記外槽胴板下部の傾斜板の上記スカートへの各接続箇所となる取付部は、上下に集中化排除の間隔をもたせ位置をずらして上記スカートへ接続固定する。
【選択図】 図１

Description

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の外槽取付構造に関するものである。

従来の縦置二重殻円筒形低温貯槽について、特許文献１、特許文献２、特許文献３に基づいて説明する。

従来例１の本出願人に係る「低温二重殻貯槽の保冷構造」特開平２０００−２４００号公報（特許文献１参照）の発明を、図７に例示して説明する。
この特許文献１の「低温二重殻貯槽の保冷構造」は、従来例の図７に示すように、内槽２に接続し外槽３を貫通して地上に設置されているサポート７について、このサポート７が貫通する箇所の外槽内側に、内外槽間の断熱材４に比べて熱伝導性の大きい保冷材６を充填したものである。

従来例２の本特許出願人に係る「縦置二重殻円筒形低温貯槽」特開２００４−２１１７５９号公報（特許文献２参照）の発明を、図８に例示して説明する。
この特許文献２「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の発明は、従来例の図８に示すように、外槽の底板１２は水平にスカート４に接続し、この位置から水平延長に補強リングプレート１９を設け、スカート４に接続した脇板１１に掛け渡して接続して断面三角形状の閉塞空間１８を形成したものである。

また、従来例３の「竪型断熱低温タンクの外槽底板構造」特開平２００７−１６２７７２号（特許文献３参照）の発明について、図９に例示して説明する。
この特許文献３「竪型断熱低温タンクの外槽底板構造」の発明においては、従来例の図９に示すように、底板５２はリング部５６１と傾斜フランジ部５６２とからなる補強リング部材５６で支持スカート３に取り付け、その外側近傍位置の支持スカート３に逆円錐状のコーン板５５を取付けたものである。

上記従来例１乃至従来例３の縦置二重殻円筒形低温貯槽、竪型断熱低温タンクはいずれも、外槽の底板及び傾斜板のスカート接続位置が近接しているため、内槽からスカートの下方へ伝わる冷熱が、この至近のスカート取付部から外槽の底板及び傾斜板へ伝わりやすい接続構造となっている。

特開２０００−２４００号公報 特開２００４−２１１７５９号公報 特開２００７−１６２７７２号公報

本特許出願人に係る特許文献１「低温二重殻貯槽の保冷構造」の図７に例示した発明は、内槽２と外槽３を貫通するサポート７が貫通する箇所の外槽内側に、内外槽間の断熱材４に比べて熱伝導性の大きい保冷材６を充填しているので、この保冷材６近傍の接続部の鋼材には、冷熱と温熱の熱変動負荷がかかりやすい構造であった。

本特許出願人に係る特許文献２「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の図８に例示した発明は、外槽の底板１２が水平にスカート４に接続し、この位置から水平延長に補強リングプレート１９を設け、スカート４に接続した脇板１１に掛け渡し接続して断面三角形状の閉塞空間１８を形成しているので、スカート４への接続箇所が局部的に集中し施工が煩雑な構造であって、製作にあたって接続手順等も複雑であった。

また、特許文献３「竪型断熱低温タンクの外槽底板構造」の発明においても、図９に例示されている構造は、底板５２はリング部５６１と傾斜フランジ部５６２とからなる補強リング部材５６で支持スカート３に取り付け、その外側近傍位置の支持スカート３に逆円錐状のコーン板５５を取付ける接続部密集の構造となっているので、冷熱が伝わりやすい上に、接続部密集の局部的集中構造であるため、場所によっては急激な温度変化、つまり冷熱と温熱とによって生じる大きな熱変動負荷の心配が考えられた。

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、内外槽を支持するスカートへ接続固定する外槽の底板と外槽の胴板下部の傾斜板をずらせ、或いは放熱構造にて接続固定することによって、スカート接続部への荷重が一点に集中するのを防止し、かつ伝熱部の局部集中を解消して、機械的性能及び伝熱的安定性を向上させた縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造を提供するものである。

請求項１の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造は、内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板及び上記外槽胴板下部の傾斜板の上記スカートへの各接続箇所となる取付部は、上下に集中化排除の間隔をもたせ位置をずらして上記スカートへ接続固定したものである。

請求項２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造は、内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板は、リング状の上下板と該上下板の間に設けたリブ板とからなる接続部材を上記スカートに接続固定し、該接続部材に底板支持材を取付けて、この底板支持材の上に設けたものである。

請求項１の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造は、内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板及び上記外槽胴板下部の傾斜板の上記スカートへの各接続箇所となる取付部は、上下に集中化排除の間隔をもたせ位置をずらして上記スカートへ接続固定したので、スカートの内と外の一致した箇所に溶接接続による接続箇所が一致しないため、接続作業の施工性が良く、荷重集中の分散がなされ、冷熱の局部的な集中が解消され熱変動負荷も軽減されて、放熱機能的に優れ、かつ接続箇所の低温劣化を防止することができる。

請求項２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造は、内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板は、リング状の上下板と該上下板の間に設けたリブ板とからなる接続部材を上記スカートに接続固定し、該接続部材に底板支持材を取付けて、この底板支持材の上に設けたので、放熱や対流の条件が悪いスカート内側であっても、表面積の広い接続部材からの放熱と入熱の熱出入が促進されるため、放熱入熱の効果が増すことに加えて、取付け支持の構造的な熱分散及び荷重分散機能も増加する。

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はこの発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の全体縦断面を示し、図２は外槽取付構造の実施形態例を示し、図３及び図４は、図１の外槽取付構造の実施形態例の部分縦断面を示し、図５は請求項２の実施形態例、図６は請求項１、２の実施形態例を示す。

図１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。
内槽１は、図のような半球形状又は半楕円形状（図示せず）などの上部鏡板６と、円筒形状の中間胴板７と、図のような半球形状又は半楕円形状（図示せず）などの下部鏡板８とで形成する。
外槽２は、図のような欠球形状又は上記内槽１の上部鏡板６と中心点を同じくする半球形状（図示せず）などの外槽屋根板９と、円筒形状の外槽側板１０と、胴板１１と、図のような上記下部鏡板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（図示せず）などの外槽底板１２とで形成する。
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の外槽底板１２端部を貫通し、基礎５の上に内槽１及び外槽２を支持する。
スカート４への外槽２の側板１０の下部の胴板１１及び底板１２の接続固定箇所を総称して取付部１７とする。
この取付部１７は、荷重と伝熱の集中化を排除するために、スカート４の外側に位置する胴板１１の取付位置を、スカート４の内側に位置する外槽底板１２の取付位置より下方位置に、隔離して形成する。

図２は、外槽の取付部１７近傍の他の事例で、外槽２の側板１０の下部の胴板１１は、湾曲面に形成した場合を示す。
外槽の胴板１１及び底板１２は湾曲面に形成し、スカート４への各取付位置は互いに離してスカート４に接続固定する。つまり、外側に位置する胴板１１の取付位置は、荷重と伝熱の集中化を排除するために、内側に位置する底板１２の取付位置より下方に離した位置とする。

図１、図２に示すように、スカート４への外槽胴板１１及び外槽底板１２の取付位置は、スカート４の内外で一致させることなく、内外槽の形状、保冷層の厚さに対応して上下に隔離した位置とする。

図３及び図４は、上記図１及び図２に示すスカート４へ外槽の底板１２及び円すい胴板１１を接続し取付ける構造を拡大して示す実施形態例である。
図３は外槽底板１２を半球形状など湾曲面に形成した事例で、この外槽底板１２は、傾斜したリング状の接続部材１３に取付けた湾曲梁材１５の上に設置する。この取付位置の外側の下方位置に傾斜したリング状の接続部材１４を取付け、この接続部材１４に傾斜した円すい胴板１１を接続する。１６は、間隔をおいて適宜設ける補強用のブラケットである。

図４は外槽底板１２を水平板形状に形成した事例で、この外槽底板１２は、断面逆Ｌ字形状アングル材の接続部材１３に取付けた水平梁材１５の上に設置する。また、この取付位置の外側の下方位置にリング状の接続部材１４を取付け、この接続部材１４に傾斜した円すい胴板１１を接続する。１６は、間隔をおいて適宜設ける補強用のブラケットである。

図１及び図２、図３及び図４に示すように、スカート４への底板１２と円すい胴板１１の接続箇所である取付部１７を所定距離、例えばスカート４の板厚２０ミリメートルの場合、少なくとも２００〜３００ミリメートル程度離した距離とする。
この隔離距離は、応力集中や荷重応力の分散を配慮すると２００ミリメートル程度以上が好ましく、溶接棒が入り易い作業者の施工性や、伝熱集中の分散を配慮すると３００ミリメートル程度以上取ることが好ましい。
このように、スカート４への接続箇所を、荷重と伝熱の集中化を排除するために上下にずらすことにより、スカート４の内外の水平同一位置に溶接による接続箇所が一致しないため、底板１２と円すい胴板１１の接続溶接作業の施工性が良く、荷重分散がなされ強度も向上する。また、スカート４への内外の接続箇所が一致しないため、冷熱を内外へ分散し放熱機能的にも優れ、冷熱の局部的な集中が免れ熱変動負荷による荷重も軽減され、接続箇所の低温劣化を防止することができる。さらに、結露や霜の発生を防止することができる。

図５は、請求項２の外槽取付構造の実施形態例で、リング状の上下板１３Ａ、１３Ｂとこの上下板１３Ａ、１３Ｂの間に設けたリブ板１３Ｃとからなる接続部材１３を上記スカート４に接続固定し、該接続部材１３に梁材状の底板支持材１８を取付けて、この底板支持材１８の上に外槽の底板１２を設けたものである。
このように外槽の底板１２は、上下二枚の接続部材１３（１３Ａ、１３Ｂ）上に確りと支持することができるとともに、スカート４から下降する冷熱を接続部材１３で分散し放熱することができる。
つまり、放熱や対流の条件が悪いスカート４の内側の場所であっても、表面積の広い接続部材１３からの放熱と入熱の熱出入が促進され、取付け支持の構造的な熱分散及び荷重分散機能が増加する。

図６は、請求項１、２を組合せた構造の取付部１７の実施形態例で、スカート４への外槽底板１２及び外槽胴板１１の接続箇所を上下にずらせた外槽取付構造である。
この取付部１７は、スカート４の内側は、リング状の上下板１３Ａ、１３Ｂなどからなる接続部材１３を上記スカート４に接続固定し、この接続部材１３に底板支持材１８を取付けて、この底板支持材１８の上に外槽の底板１２を設け、さらにスカート４の外側は、接続部材１３より下方位置にリング状の接続部材１４を取付け、この接続部材１４に傾斜した円すい胴板１１を接続形成した事例である。
このように、請求項１、２を組合せた取付部１７の構造は、熱を内外へ分散し放熱機能的に優れ、取付け支持の構造的な熱分散及び荷重分散機能が一層増加する。

この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の取付構造は、上記支持部の放熱構造と接続構造を有するので、機械的性能及び伝熱的安定性を向上させ、機能性と経済性に優れた低温貯槽を提供することができる。

この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造を示す全体縦断面説明図である。 この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造の実施形態例を示す縦断面説明図である。 図１の外槽取付構造の実施形態例を示す縦断面説明図である。 図１の外槽取付構造の他の実施形態例を示す縦断面説明図である。 請求項２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造の実施形態例を示す縦断面説明図である。 請求項１、２の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造の実施形態例を示す縦断面説明図である。 従来例１の低温二重殻貯槽の保冷構造を示す縦断面説明図である。 従来例２の縦置二重殻円筒形低温貯槽を示す縦断面説明図である。 従来例３の竪型断熱低温タンクの外槽底板構造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 外槽屋根板
１０ 外槽側板
１１ 胴板
１２ 外槽底板
１３ 底板接続部材
１４ 胴板接続部材
１５ 梁部材
１６ ブラケット
１７ 接続部
１８ 底板支持材

Claims (2)

1. 内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板及び上記外槽胴板下部の傾斜板の上記スカートへの各接続箇所となる取付部は、上下に集中化排除の間隔をもたせ位置をずらして上記スカートへ接続固定したことを特徴とする縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造。
2. 内槽と、保冷層を介して該内槽を囲繞する外槽とを設け、該外槽の底板端部を貫通して上記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た縦置二重殻円筒形低温貯槽であって、上記外槽の底板は、リング状の上下板と該上下板の間に設けたリブ板とからなる接続部材を上記スカートに接続固定し、該接続部材に底板支持材を取付けて、この底板支持材の上に設けたことを特徴とする縦置二重殻円筒形低温貯槽の外槽取付構造。