JP2012229026A

JP2012229026A - 低温液化ガスタンク用免震装置

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Publication number: JP2012229026A
Application number: JP2011097261A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Kuriyama; 和秀栗山
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2012-11-22

Abstract

【課題】タンク自体の構成の複雑化を抑え、ランニングコストを抑制可能とする。
【解決手段】地盤に設けたコンクリート基礎６の上面に永久磁石７を設置し、その上方に配置したＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に超電導物質８を取り付ける。
更に、ＬＮＧタンク１の屋根２ｃ，３ｃ側より取り出したＬＮＧ１１から液体ヘリウム１２を分離精製する液体ヘリウム分離装置９を備えると共に、液体ヘリウム分離装置９より液体ヘリウム１２を導く液体ヘリウム配管１０の下流側に、超電導物質８に備えた冷却剤流路８ａを接続する。ＬＮＧ１１をもとに得られる液体ヘリウム１２を冷却剤として用いて超電導物質８を冷却し、この冷却により超電導状態となる超電導物質８と永久磁石７との間に発生する磁気的反発力により、ＬＮＧタンク１をコンクリート基礎６より浮上させて、地盤側の振動がＬＮＧタンク１へ伝達されることを抑制させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＮＧ等の低温液化ガスを貯留するための低温液化ガスタンク用の免震装置に関するものである。

一般に、ＬＮＧ等の低温液化ガスの貯蔵タンクとして広く用いられている地上式の低温液化ガスタンクは、プレストレストコンクリート（以下、ＰＣと記す）製の床スラブ（コンクリートスラブ）とＰＣ製の側板と鋼製の屋根とからなる外槽の内側に、鋼製の底板と側板と屋根からなる内槽を備えた二重殻タンクとしてある。

又、上記内槽内に貯蔵する貯蔵液体であるＬＮＧ等の低温液化ガスの吸熱によるガス化を防止するために、内槽の底板と外槽の底板の間には、保冷ブロックのような底部保冷材を挟持させるようにし、又、内槽の側板と外槽の側板の間、及び、内槽の屋根と外槽の屋根の間の空間に、パーライト粒子等の保冷材が充填してある。更に、上記内槽と外槽の間の上記底部保冷材やパーライト粒子等の保冷材が充填してある空間には、窒素ガスが充填してある。

上記低温液化ガスタンクは、外部との伝熱を抑制するために低温液化ガスの単位体積当たりの表面積を小さくするという観点から考えると大型化されることが多く、たとえば、大型のＬＮＧ用のタンクでは、直径約８０ｍ、高さ約５０ｍにもなることがある。

上記のような低温液化ガスタンクを地震の多い地域に建設する場合は、地盤に予めコンクリート基礎を設け、該コンクリート基礎の表面に、上記低温液化ガスタンクの外槽の床スラブの平面形状の径方向及び周方向に分散させた複数個所に対応させて免震ゴム（積層ゴム）を設置し、該各免震ゴムの上側に、上記低温液化ガスタンクの外槽の床スラブを載置して取り付けるようにした免震構造が採用されることが多い。

ところで、建築物の免震構造の１つとして、建築物の底部を地盤より分離させた状態とし、該建築物の底部と地盤のいずれか一方に磁場発生器としての永久磁石を設け、且つ他方に上記永久磁石の磁場を受けるための超電導体を、上記永久磁石に対向させて設けてなる構成として、上記永久磁石に対する超電導体の磁気的反発力を利用して、上記建築物を地盤より浮上させるようにした形式のものが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

又、ＬＮＧを収容した液体貯蔵タンクの制振装置の１つとして、該液体貯蔵タンクの底部と地盤との間に、交差する二方向に配置したリニアモータを設け、液体貯蔵タンク内の貯蔵液体であるＬＮＧの液面変動に応じて上記リニアモータを駆動制御することにより該ＬＮＧのスロッシングに伴う液体貯蔵タンクの振動を抑制するようにしたものがあり、更に、上記各リニアモータを超電導コイルを備えてなる構成として、該各超電導コイルを、上記液体貯蔵タンク内に収容されたＬＮＧを用いて冷却させるようにすることが従来提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平５−３０２４５２号公報特許第２５４９４３６号公報

ところが、コンクリート基礎上に低温液化ガスタンクの床スラブを免震ゴムを介して支持させるようにした免震構造では、上記免震ゴムが時間の経過と共に劣化するため、免震機能に低下が生じるという問題がある。

特許文献１には、建築物の底部と地盤との間に対向させて設けた永久磁石と超電導体との磁気的反発力を利用して、上記建築物を地盤より浮上させる考えは示されているが、上記建築物の免震を図るためには、上記超電導体を常に超電導状態に保持する必要がある。

なお、現状では、超電導体を超電導状態とするためには、該超電導体を、その超電導転移温度以下となる非常に低い温度まで冷却する必要があり、その冷却にコストが嵩む。

しかし、特許文献１には、超電導体を冷却すべき場合は冷却手段内に配置するという考えが示されているのみであって、上記超電導体を冷却し続けることができるようにするための現実的な手段は何ら示されていないというのが実状である。

特許文献２には、液体貯蔵タンクの底部に設けた各リニアモータの超電導コイルを上記液体貯蔵タンク内に収容されたＬＮＧを用いて冷却する考えが示されているが、上記各リニアモータの超電導コイルへタンク内のＬＮＧを導くための装置構成としては、タンク底版の下面に、上記超電導コイルを囲繞する非伝導非磁性の合成樹脂製のシースを設け、該シースの内部と連通するＬＮＧの供給側と排出側の一対の通路を、上記タンク底版に貫通させて設けた構成が示されているのみである。

しかし、前記したようなＰＣ製の床スラブを備えた外槽の内側に、鋼製の底板を備えた内槽を設けてなる二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクでは、内部が空の状態から低温液化ガスを収納するときには、該低温液化ガスに接するようになる上記内槽の鋼製の底板と、該内槽の底板の外側に底部保冷材が介装された状態で配置されている外槽のＰＣ製の床スラブとでは、上記低温液化ガスの冷熱の影響による収縮量に差が生じてしまう。

そのために、上記二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクの底部に、上記特許文献２に示されたＬＮＧの流路と同様に、タンク内の低温液化ガスをタンク下方へ取り出したり、タンク内へ再び戻したりするための流路を設ける場合は、該流路に、上記内槽の底板と外槽の床スラブの低温液化ガス収納時における収縮量の差に起因する両者の相対変位を吸収できるようにするための手段を備える必要があり、よって、該流路の構成が複雑化してしまうことから、二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクの底部に、タンク内部に収納された低温液化ガスを内外方向に流通させるための流路を設けることは、あまり現実的ではない。

そこで、本発明は、ＰＣ製の床スラブ及び側板と鋼製の屋根とからなる外槽の内側に、鋼製の底板と側板と屋根からなる内槽を備えた二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクについて、免震を良好に図ることができ、且つ該低温液化ガスタンク自体の構成の複雑化を招くことなく上記免震に要するランニングコストを抑えることができる低温液化ガスタンク用免震装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、地盤に設けたコンクリート基礎の上面と、その上方に配置した二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクにおける外槽の床スラブの底面とのいずれか一方と他方に、上下方向に配置した永久磁石と超電導物質を相対向させて取り付け、更に、上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を備え、該冷却手段で冷却されて超電導状態となる上記超電導物質と、上記永久磁石との間に発生する磁気的反発力により上記低温液化ガスタンクをコンクリート基礎より浮上させるようにした構成を有する低温液化ガスタンク用免震装置とする。

又、上記構成において、超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、低温液化ガスタンクの屋根側から取り出した低温液化ガスより分離精製する液体ヘリウムを冷却剤とし、且つ該冷却剤を、上記超電導物質に備えた冷却剤流路に流通させるようにしてなる構成とする。

同様に、上記構成において、超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、低温液化ガスタンクの屋根側から取り出した低温液化ガスを上記超電導物質に備えた冷却剤流路に流通させるようにしてなる構成とする。

同様に、上記構成において、地盤に設けたコンクリート基礎の上面に永久磁石を取り付けると共に、低温液化ガスタンクにおける外槽の床スラブの底面に超電導物質を取り付け、且つ上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、上記超電導物質の上側に、低温液化ガスタンクの外槽を貫通して上端面が該低温液化ガスタンクの内槽の底板の底面に接するように配置した伝熱部材の下端を取り付けてなる構成として、上記超電導物質を、上記内槽の底板及び上記伝熱部材を介した上記低温液化ガスとの熱伝導により冷却させるようにした構成とする。

本発明の低温液化ガスタンク用免震装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）地盤に設けたコンクリート基礎の上面と、その上方に配置した二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクにおける外槽の床スラブの底面とのいずれか一方と他方に、上下方向に配置した永久磁石と超電導物質を相対向させて取り付け、更に、上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を備え、該冷却手段で冷却されて超電導状態となる上記超電導物質と、上記永久磁石との間に発生する磁気的反発力により上記低温液化ガスタンクをコンクリート基礎より浮上させるようにした構成としてあるので、地盤の水平方向の振動のみならず、地盤の鉛直方向の振動についても、低温液化ガスタンクへの振動の伝達を抑制できて、該低温液化ガスタンクの免震を良好に図ることができる。
（２）又、上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、上記低温液化ガスタンクに収納されている低温液化ガスより分離精製可能な液体ヘリウム、あるいは、上記低温液化ガス自体を使用することで実現することができるため、上記超電導物質を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段を別途用意する必要はない。更に、上記超電導物質に永久磁石に対する磁気的反発力を発生させるために、該超電導物質に電力を供給して電磁力を発生させる必要はないことから、低温液化ガスタンクの免震効果を維持するために必要なランニングコストを抑えることができる。
（３）更に、上記低温液化ガスタンク自体の構成の複雑化を抑えることができる。

本発明の低温液化ガスタンク用免震装置の実施の一形態として、ＬＮＧタンクに適用した場合の例を示す概略切断側面図である。図１のＡ−Ａ方向矢視図である。図１の免震装置における低温液化ガスタンクの床スラブとコンクリート基礎に設けた超電導物質と永久磁石の部分を拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。図１の免震装置における各超電導物質を液体ヘリウム配管で接続して液体ヘリウムの流通経路を形成した状態を示すもので、（イ）は矩形の区画内に縦横に配列された超電導物質に対して適用する場合の例を、（ロ）は直線状の区画に２列に配列された超電導物質に対して適用する場合の例をそれぞれ示す概略平面図である。本発明の実施の他の形態を示す概略切断側面図である。本発明の実施の更に他の形態を示すもので、低温液化ガスタンクの床スラブとコンクリート基礎に設けた超電導物質と永久磁石の部分を拡大して示す切断側面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図４は本発明の低温液化ガスタンク用免震装置の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、ＰＣ製の床スラブ２ａ及び側板２ｂと鋼製の屋根２ｃとからなる外槽２の内側に、鋼製の底板３ａと側板３ｂと屋根３ｃからなる内槽３を備え、且つ上記外槽２の床スラブ２ａと内槽３の底板３ａとの間に底部保冷材４を、又、上記外槽２の側板２ｂ及び屋根２ｃと内槽３の側板３ｂ及び屋根３ｃとの間にパーライト粒子等の保冷材５をそれぞれ充填してなる二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクとしてのＬＮＧタンク１を、地盤に設けたコンクリート基礎６の上方に或る隙間を隔てて配置する。且つ上記コンクリート基礎６の表面と、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に、永久磁石７と超電導物質８の対を、上下方向に対向させた配置として複数組設置する。更に、上記各超電導物質８を超電導状態となるように冷却するための冷却手段として、該各超電導物質８に冷却剤流路８ａを備えると共に、低温液化ガスとしてのＬＮＧ１１より液体ヘリウム１２を分離精製するようにしてある液体ヘリウム分離装置９から冷却剤として用いる液体ヘリウム１２を上記各超電導物質８の冷却剤流路８ａに導くための冷却剤配管としての液体ヘリウム配管１０の下流側を、上記各超電導物質８の冷却剤流路８ａに接続してなる構成とする。これにより、上記液体ヘリウム１２により冷却されることで超電導状態となる各超電導物質８と、上記永久磁石７との間に発生する磁気的反発力により、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａを、上記コンクリート基礎６より浮上させるようにする。

詳述すると、上記地盤に設けたコンクリート基礎６の上面における上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの直下位置となる領域には、図２に示すように、上記床スラブ２ａの径方向及び周方向に分散させた配置で複数の永久磁石７が設置してある。

一方、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面には、上記コンクリート基礎６に設置した各永久磁石７の真上となる位置毎に個別に配置した超電導物質８を、それぞれ取り付ける。

上記各超電導物質８は、その内部に冷却剤流路８ａが設けてあり、外部より供給される低温の冷却剤を、該冷却剤流路８ａの一端側の入口８ｂから他端側の出口８ｃまで流通させることにより、該超電導物質８自体を上記冷却剤の温度まで冷却することができるようにしてあるものとする。なお、本実施の形態では、上記したように冷却剤として液体ヘリウム１２を用いることから、上記各超電導物質８としては、上記液体ヘリウム１２の温度よりも高い温度で超電導状態となる材質のものを用いるようにすればよい。又、上記ＬＮＧタンク１を浮上させた状態で上下方向や水平方向の位置を保持できるようにするという観点から考えると、上記超電導物質８は、超電導状態となるときにピン止め効果を発揮する材質のものとすることが望ましい。

更に、上記ＬＮＧタンク１の屋根２ｃ，３ｃから内槽３の内底部付近まで上下方向に延びるパイプとして設けてあるＬＮＧ取出口１３に、上記液体ヘリウム分離装置９を、ＬＮＧ供給管１４を介し接続して、上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ取出口１３より取り出されるＬＮＧ１１の一部を、上記ＬＮＧ供給管１４を経て上記液体ヘリウム分離装置９に供給し、該液体ヘリウム分離装置９にて、上記ＬＮＧ１１に含まれているヘリウムを、液体ヘリウム１２として分離精製できるようにしてある。

なお、上記液体ヘリウム分離装置９より液体ヘリウム１２の分離精製に供した後に排出されるＬＮＧ１１ａは、更に該ＬＮＧ１１ａ中に含まれているプロパンやブタンの分離精製を行うための装置（図示せず）へ供給するようにすればよい。あるいは、図示しないＬＮＧ戻し管を介し上記ＬＮＧタンク１の屋根２ｃ，３ｃ側に設けてあるＬＮＧ注入口１５へ導いて、上記ＬＮＧタンク１へ再度収納させるようにしてもよい。又、後述するヘリウム再混合装置１８へ送るようにしてもよい。

上記液体ヘリウム分離装置９における液体ヘリウム１２の取出口には、冷却剤供給ポンプ１６を備えた冷却剤配管としての液体ヘリウム配管１０の上流側端部が接続してあり、且つ該液体ヘリウム配管１０の下流側に、上記各超電導物質８の冷却剤流路８ａの入口８ｂ側を接続するようにしてある。

ところで、ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの径寸法が大きい場合は、該床スラブ２ａの底面に設けた超電導物質８が広い範囲に配置されるようになっている。そのために、上記広い範囲に配置されている各超電導物質８の冷却剤流路８ａを直列に接続して上記冷却剤となる液体ヘリウム１２を流通させようとすると、該液体ヘリウム１２を流通させる経路の長さが非常に長くなってしまう。

そのために、上記床スラブ２ａの底面を、たとえば、水平面内で直交する２方向の直線により縦横に分割した主として矩形状となる区画や、水平面内で一方向に配列された超電導物質８の列を２列ずつ含む直線状の区画や、周方向に所要の角度間隔で分割された扇形の区画等、任意の形状の複数の区画に分割するようにして、分割された区画毎に複数の超電導物質８が含まれるようにする。

上記のようにして分割された各区画内に配置されている複数の超電導物質８については、図４（イ）に超電導物質８が縦横に配列された矩形状の区画の場合を、又、図４（ロ）に超電導物質８が２列に配置された直線状の区画の場合をそれぞれ示すように、１つの区画内に配置されている複数の超電導物質８を、ほぼ半数ずつ２つのグループに分ける（図４（イ）（ロ）では、一点鎖線で囲んだグループｘと二点鎖線で囲んだグループｙに分けた状態が示してある）。且つ、上記１つの区画内の２つの超電導物質８のグループ毎に、隣接配置されている超電導物質８の冷却剤流路８ａの入口８ｂと出口８ｃを、液体ヘリウム配管１０を介し順次直列に接続することにより、１つの区画内に、上記２つの超電導物質８のグループ毎に個別に対応する上記液体ヘリウム１２の２つの流通経路を、ほぼ平行な配置で形成させるようにしてある。

更に、このほぼ平行な配置となる超電導物質８の各グループに対応する２つの流通経路について、互いに液体ヘリウム１２を対向流として流通させることができるように該各流通経路の上下流方向を定めて、各流通経路の上流側端部に配置されている超電導物質８の入口８ｂに、上記液体ヘリウム分離装置９（図１参照）より液体ヘリウム１２を導くための液体ヘリウム配管１０の下流側を分岐させて接続するようにしてある。これにより、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に設定された各区画では、該各区画内の２つの超電導物質８のグループ毎に形成されている２つの流通経路に上記液体ヘリウム分離装置９より液体ヘリウム配管１０を通して導かれる液体ヘリウム１２を流通させることによって、該各区画内に配置されているすべての超電導物質８を、上記液体ヘリウム１２により冷却することができるようにしてある。しかも、この際、各区画における一方の液体ヘリウム１２の流通経路の上流側寄りに設けられている超電導物質８の近傍には、他方の流通経路の下流側寄りに設けられている超電導物質８が配置されるようにしてあるため、各流通経路を上流側から下流側へ流通する液体ヘリウム１２が複数の超電導物質８の冷却に順次供されることに伴って徐々に温度が上昇するようになる場合でも、該各区画の面内にて各超電導物質８の温度分布に部分的な偏りが生じることを抑制できるようにして、該各区画の面内で、各超電導物質８とコンクリート基礎６側に設置してある対応する永久磁石７との間の磁気的反発力に部分的な偏りが生じる虞を防止できるようにしてある。

上記各区画における２つの液体ヘリウム１２の流通経路の下流側端部に位置する超電導物質８の冷却剤流路８ａの出口８ｃは、冷却剤排出管１７を介して、ヘリウム再混合装置１８に接続してある。

上記ヘリウム再混合装置１８には、上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ取出口１３よりＬＮＧ１１を導くためのＬＮＧ配管１９の下流側端部と、上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ注入口１５へＬＮＧ１１を戻すためのＬＮＧ戻し管２０の上流側端部が接続してある。これにより、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａに取り付けてある各超電導物質８の冷却に供された後に上記冷却剤排出管１７を通して上記ヘリウム再混合装置１８に導かれる液体ヘリウム１２を、該ヘリウム再混合装置１８にて、上記ＬＮＧタンク１より上記ＬＮＧ配管１９を通して導かれるＬＮＧ１１に再混合するようにしてある。

なお、上記ヘリウム再混合装置１８には、ＬＮＧ１１を気化させる機能と、液体ヘリウム１２を気化させる機能と、ＬＮＧ１１及び液体ヘリウム１２の双方の気化したガスを混合してから再液化させる機能を備えてなる構成とすることが望ましい。かかる構成としてあるヘリウム再混合装置１８によれば、ＬＮＧ１１と液体ヘリウム１２を気化させたガス同士で容易に均一に混合させることができ、その後、両者の混合気体を再液化させてＬＮＧ１１に戻すことにより、上記各超電導物質８の冷却に供した後の液体ヘリウム１２を、容易に且つ均一な状態で上記ＬＮＧ１１に再混合させることができるようにしてある。

上記ヘリウム再混合装置１８にて液体ヘリウム１２の再混合が行われた後のＬＮＧ１１は、該ヘリウム再混合装置１８より上記ＬＮＧ戻し管２０と上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ注入口１５を通してＬＮＧタンク１へ戻すようにしてある。

なお、２１と２２はＬＮＧ供給管１４とＬＮＧ配管１９にそれぞれ設けたＬＮＧ送液用のポンプである。又、上記コンクリート基礎６とＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａとの間に設ける永久磁石７と超電導物質８の対の数と平面的な配置は、図示するための便宜上のものであり、実際には、上記永久磁石７と超電導状態とさせる上記超電導物質８との間に発生させることができる磁気的反発力の大きさと、上記ＬＮＧタンク１の総重量との関係や、該ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの平面サイズなどに応じて、上記永久磁石７と超電導物質８の対の数及び配置は自在に設定してよい。

以上の構成としてある本発明の低温液化ガスタンク用免震装置を使用する場合は、ＬＮＧ供給管１４のポンプ２１と、液体ヘリウム分離装置９と、液体ヘリウム配管１０の冷却剤供給ポンプ１６と、ヘリウム再混合装置１８と、ＬＮＧ配管１９のポンプ２２を運転するようにする。これにより、ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａに取り付けた各超電導物質８の冷却剤流路８ａに、ＬＮＧタンク１より液体ヘリウム分離装置９に導かれたＬＮＧ１１より分離精製された液体ヘリウム１２が流通されるようになるため、上記各超電導物質８が、上記液体ヘリウム１２によって冷却されて超電導状態となる。

したがって、上記超電導状態となる上記各超電導物質８と、その下方のコンクリート基礎６に設けられている永久磁石７との間に磁気的反発力が発生するようになるため、上記各超電導物質８が取り付けられている上記外槽２の床スラブ２ａと一体に、上記ＬＮＧタンク１が上記コンクリート基礎６上で浮上するようになる。

このように、本発明の低温液化ガスタンク用免震装置によれば、上記ＬＮＧタンク１を、上記超電導状態となる各超電導物質８とコンクリート基礎６に設けられている永久磁石７との間に発生する磁気的反発力によりコンクリート基礎６に対して非接触とさせることができるため、該コンクリート基礎６が設けてある地盤の振動が上記ＬＮＧタンク１に対して伝達される量を大幅に低減させることができる。

しかも、上記ＬＮＧタンク１は、コンクリート基礎６上で浮上しているため、地盤の水平方向の振動のみならず、鉛直方向の振動に対しても振動の伝達を抑制する効果を得ることができる。

よって、上記ＬＮＧタンク１について、免震を良好に図ることができる。

更に、上記ＬＮＧタンク１を浮上させるための超電導物質８と永久磁石７との磁気的反発力を発生させる際、上記超電導物質８を超電導状態とさせるための冷却は、上記浮上させる対象であるＬＮＧタンク１に収納されているＬＮＧ１１より分離精製可能な液体ヘリウム１２を冷却剤として使用することによって実現できるため、上記超電導物質８を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段を別途用意する必要はない。

しかも、上記超電導物質８を超電導状態とさせるための冷却剤として用いる液体ヘリウム１２は、上記ＬＮＧタンク１の屋根２ｃ，３ｃ側に設けたＬＮＧ取出口１３より取り出すＬＮＧ１１を液体ヘリウム分離装置９に導いて、該液体ヘリウム分離装置９でＬＮＧ１１より分離精製することで製造できるようにしてあるため、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａと、内槽３の底板３ａに、温度変化に伴う両者の部分的な相対変位を考慮した状態でタンク内外を連通させるための孔を設ける必要はなく、このため、本発明の低温液化ガスタンク用免震装置は、上記外槽２と内槽３とからなる二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクであるＬＮＧタンク１自体の構成の複雑化を抑えることができると共に、該ＬＮＧタンク１に現実に適用する場合に有利な構成とすることができる。

更には、上記超電導物質８に永久磁石７に対する磁気的反発力を発生させるために、該超電導物質８に電力を供給して電磁力を発生させる必要はないことから、本発明の低温液化ガスタンク用免震装置によれば、ＬＮＧタンク１を地盤より浮上させて免震効果を維持するために必要なランニングコストを抑えることができる。

次に、図５は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図４（イ）（ロ）と同様の構成において、ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に設けた複数の超電導物質８を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、上記複数の各超電導物質８の冷却剤流路８ａにＬＮＧ１１より分離精製する液体ヘリウム１２を流通させるようにした構成に代えて、上記冷却手段を、ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に設けた複数の超電導物質８の冷却剤流路８ａに、上記ＬＮＧタンク１より取り出したＬＮＧ１１を冷却剤として流通させる構成としたものである。

具体的には、図１乃至図４（イ）（ロ）に示したものと同様に上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に複数の超電導物質８を取り付ける。且つ、上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ取出口１３に、冷却剤供給ポンプ１６付きの冷却剤配管としてのＬＮＧ配管２３の上流側端部を接続すると共に、該ＬＮＧ配管２３の下流側に、上記各超電導物質８の冷却剤流路８ａの入口８ｂを接続した構成とする。

なお、上記各超電導物質８に対して上記ＬＮＧ配管２３を接続して該各超電導物質８の冷却剤流路８ａに対して上記ＬＮＧ１１を流通させるための流通経路の具体的な構成は、上記ＬＮＧ配管２３を、前述した図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態にて各超電導物質８の冷却剤流路８ａを接続した液体ヘリウム配管１０と同様の配置として、上記各超電導物質８の冷却剤流路８ａを接続した構成としてあるものとする（図４（イ）（ロ）の括弧書き参照）。これにより、本実施の形態においても、上記床スラブ２ａの底面に形成する任意の形状の複数の分割区画毎に、複数の超電導物質８の冷却剤流路８ａを経る２つの流通経路をほぼ平行な配置で形成できると共に、このほぼ平行な配置の２つの流通経路に、上記冷却剤としてのＬＮＧ１１を互いに対向流で流通させることができるため、複数の超電導物質８の冷却に順次供されることに伴ってＬＮＧ１１の温度が徐々に上昇するようになる場合であっても、上記各区画の面内にて各超電導物質８の温度分布に部分的な偏りが生じることを抑制して、該各区画の面内で、各超電導物質８とコンクリート基礎６側に設置してある対応する永久磁石７との間の磁気的反発力に部分的な偏りが生じる虞を防止できるようにしてある。

本実施の形態で上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａに取り付ける超電導物質８としては、上記冷却剤としてのＬＮＧ１１を冷却剤流路８ａに流通させて冷却することによって超電導状態となる材質の超電導物質８を用いるようにしてあるものする。

上記ＬＮＧ配管２３で各超電導物質８の冷却剤流路８ａを順次接続することによって形成した各ＬＮＧ１１の流通経路の下流側端部に配置された超電導物質８の冷却剤流路８ａの出口８ｃは、冷却剤排出管１７を介して上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ注入口１５に接続してある。これにより、上記各超電導物質８の冷却に供した後のＬＮＧ１１は、上記冷却剤排出管１７と上記ＬＮＧタンク１のＬＮＧ注入口１５を通してＬＮＧタンク１へ戻すようにしてある。

その他の構成は図１乃至図４に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態の低温液化ガスタンクの免震装置によれば、上記ＬＮＧ配管２３の冷却剤供給ポンプ１６を運転することにより、ＬＮＧタンク１より取り出したＬＮＧ１１を冷却剤として用いて各超電導物質８を冷却して超電導状態とさせることができ、この超電導状態となる各超電導物質８とコンクリート基礎６に設けられている永久磁石７との間に発生する磁気的反発力により、上記ＬＮＧタンク１をコンクリート基礎６より浮上させて該コンクリート基礎６に対して非接触とさせることができる。このため、上記コンクリート基礎６が設けてある地盤の振動が上記ＬＮＧタンク１に対して伝達される量を大幅に低減させることができ、よって、該ＬＮＧタンク１の免震を良好に図ることができる。

更に、上記ＬＮＧタンク１を浮上させるための超電導物質８と永久磁石７との磁気的反発力を発生させる際、上記超電導物質８を超電導状態とさせるための冷却は、上記浮上させる対象であるＬＮＧタンク１に収納されているＬＮＧ１１を冷却剤として使用することによって実現できるため、上記超電導物質８を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段を別途用意する必要はない。

以上により、本実施の形態によっても、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

しかも、上記各超電導物質８の冷却剤として用いるＬＮＧ１１は、上記ＬＮＧタンク１の屋根２ｃ，３ｃ側に設けたＬＮＧ取出口１３より取り出すようにしてあるため、該ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａと、内槽３の底板３ａに、温度変化に伴う両者の部分的な相対変位を考慮した状態でタンク内外を連通させるための孔を設ける必要はないため、上記外槽２と内槽３とからなる二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクであるＬＮＧタンク１に現実に適用する場合に有利な構成とすることができる。

次いで、図６は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１及び図２に示したと同様に、地盤側のコンクリート基礎６の上面に複数の永久磁石７を設置すると共に、上記コンクリート基礎６の上方に或る隙間を隔てて配置したＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に、上記各永久磁石７の上方に個別に配置した複数の超電導物質８を取り付けた構成において、上記各超電導物質８を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、上記ＬＮＧタンク１より取り出したＬＮＧ１１より分離精製する液体ヘリウム１２を各超電導物質８に設けた冷却剤流路８ａに流通させるようにした構成に代えて、上記各超電導物質８の冷却手段を、ＬＮＧタンク１の内槽３に収納されているＬＮＧ１１と上記各超電導物質８の間で生じる熱伝導を利用して該各超電導物質８を冷却させる形式の冷却手段としたものである。

具体的には、本実施の形態の低温液化ガスタンク用免震装置は、図６に示すように、コンクリート基礎６に設置した各永久磁石７の直上位置に個別の超電導物質８を配置し、且つＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａと、底部保冷材４における上記各超電導物質８の真上位置となる部分に、上下方向に貫通する一連の貫通孔２４をそれぞれ設ける。

上記各貫通孔２４には、上下方向に延びる柱状の伝熱部材２５を、該伝熱部材２５の上端面が上記底部保冷材４の上面と面一になるように挿入配置する。これにより、上記伝熱部材２５の上端面が、上記底部保冷材４の上側に配置される上記ＬＮＧタンク１の内槽３の底板３ａの底面に接触するようにする。更には、上記内槽３の底板３ａに該内槽３に収納されるＬＮＧ１１の荷重が作用して該内槽３の底板の３ａが多少撓むことにより、上記伝熱部材２５の上端面の全面を、上記内槽３の底板３ａの底面に密着させることができるようにしてある。

上記各伝熱部材２５は、その下端が上記外槽２の床スラブ２ａの底面よりもやや上方となる高さ位置に配置されるようにしてあり、且つ、該各伝熱部材２５の下端面に、それぞれ対応する配置としてある上記各超電導物質８の上端面が密着させて取り付けてある。これにより、上記ＬＮＧタンク１の内槽３にＬＮＧ１１が収納されている状態では、該内槽３内のＬＮＧ１１と、上記各超電導物質８との間で生じる上記内槽３の底板３ａと上記伝熱部材２５を介在させた熱伝導により、該各伝熱部材２５の下端に取り付けてある上記超電導物質８を、上記ＬＮＧ１１の温度と一致する低温か又はＬＮＧ１１の温度付近の低温まで冷却することができるようにしてある。

上記の点に鑑みて、本実施の形態で上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａに取り付ける各超電導物質８は、上記ＬＮＧ１１の温度と一致する低温か又はＬＮＧ１１の温度付近の低温に冷却することにより超電導状態となる材質の超電導物質８を用いるようにしてあるものする。又、本実施の形態で使用する各超電導物質８は、冷却剤を流通させる形式の冷却は行わないことから、冷却剤流路は備えないものとしてある。

又、上記伝熱部材２５は、できるだけ熱伝導率の高い材質のものとすることが望ましい。

なお、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａに対して上記各超電導物質８及び各伝熱部材２５を実際に取り付ける場合の作業としては、上記床スラブ２ａのＰＣを構築するときに、予め所定の位置に上記超電導物質８及び伝熱部材２５を配置した状態で、床スラブ２ａ構築用のコンクリートの打設を行うようにして、床スラブ２ａの構築と同時に該床スラブ２ａに対する上記各超電導物質８及び各伝熱部材２５の取り付けを行うようにすればよい。

又、上記各伝熱部材２５は、図６に示すように、下端側の平面形状よりも上端部の平面形状が小さくなる側面テーパ形状とし、且つ上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａと、底部保冷材４に一連に設ける各貫通孔２４は、上記各伝熱部材２５の側面テーパ形状に応じて下端側よりも上端部が細くなる形状とすることが望ましい。かかる構成とすれば、上記ＬＮＧタンク１の内槽３にＬＮＧ１１を収納するときに、該ＬＮＧ１１の荷重を上記内槽３の底板３ａを介して受ける上記底部保冷材４が上下方向に圧縮されるような変形を生じようとしても、該底部保冷材４における上記各伝熱部材２５がそれぞれ挿入してある各貫通孔２４の周囲の部分では、該各伝熱部材２５の側面テーパ形状により、該各伝熱部材２５に対する底部保冷材４の下方への相対変位が抑えられるようになる。このため、上記内槽３にＬＮＧ１１を収納して、該ＬＮＧ１１の荷重が上記内槽３の底板３ａを介して上記各伝熱部材２５及び底部保冷材４に上方から作用するときに、上記伝熱部材２５の上端部の周囲では、底部保冷材４の上面の沈み込みが抑えられるようになることから、上記各伝熱部材２５の上端部より上記内槽３の底板３ａに対して局所的に大きな応力が作用するようになる虞を防止できるようにしてある。

その他の構成は図１及び図２に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある本実施の形態の低温液化ガスタンク用免震装置を使用する場合は、ＬＮＧタンク１の内槽３に、ＬＮＧ１１を収納するようにする。これにより、上記内槽３に収納されたＬＮＧ１１と、上記ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面に取り付けてある各超電導物質８との間で生じる上記内槽３の底板３ａと各伝熱部材２５を介した熱伝導により、上記各超電導物質８が冷却されて超電導状態となる。

以上により、本実施の形態によっても、上記ＬＮＧタンク１をコンクリート基礎６より浮上させて該コンクリート基礎６に対して非接触とさせることができるため、上記コンクリート基礎６が設けてある地盤の振動が上記ＬＮＧタンク１に対して伝達される量を大幅に低減させることができて、該ＬＮＧタンク１の免震を良好に図ることができる。

更に、上記ＬＮＧタンク１を浮上させるための各超電導物質８と対応する永久磁石７との磁気的反発力を発生させる際、上記各超電導物質８を超電導状態とさせるための冷却は、上記浮上させる対象であるＬＮＧタンク１に収納されているＬＮＧ１１と、上記各超電導物質８との間で生じる上記内槽３の底板３ａと伝熱部材２５を介した熱伝導によって実現できるため、上記超電導物質８を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段を別途用意する必要はない。

又、上記外槽２の床スラブ２ａに対して取り付けられる上記各伝熱部材２５は、その上端面が内槽３の底板３ａの底面に接しているのみであることから、空の状態の上記内槽３にＬＮＧ１１を収納することに伴って該内槽３に収縮が生じても、各伝熱部材２５の上端面に対して上記内槽３の底板３ａの底面が摺動する現象が生じるのみで、何ら構造的に無理な力が作用する虞はない。

しかも、上記各超電導物質８の冷却に用いるＬＮＧ１１は、上記ＬＮＧタンク１に収納したままでよいため、該ＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａと内槽３の底板３ａに、ＬＮＧ１１を外部へ取り出すための孔を設ける必要はない。このため、ＬＮＧタンク１自体の構成の複雑化を抑えることができて、上記外槽２と内槽３とからなる二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクであるＬＮＧタンク１に現実に適用する場合に有利な構成とすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図５の実施の形態では、コンクリート基礎６側に超電導物質８を設置し、低温液化ガスタンクとしてのＬＮＧタンク１の外槽２の床スラブ２ａの底面側に、上記超電導物質８と対になる永久磁石７を取り付ける構成としてもよい。又、二重殻タンク形式で且つ屋根２ｃ，３ｃ側からＬＮＧ１１の取り出しを行うようにしてあるＬＮＧタンク１であれば、いかなるＬＮＧタンク１に適用してもよい。

図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態は、二重殻タンク形式としてあって、外槽２の床スラブ２ａの底面に設ける超電導物質８を超電導状態とするための冷却に使用する液体ヘリウム１２を分離精製することが可能な低温液化ガスを収納する低温液化ガスタンクであれば、ＬＮＧ１１以外の低温液化ガスを収納する低温液化ガスタンクに適用してもよい。この場合であっても、上記低温液化ガスタンクより取り出される低温液化ガスから分離精製される液体ヘリウム１２を、上記外槽２の床スラブ２ａの底面に設けてある超電導物質８の冷却剤として用いて該超電導物質８を冷却して超電導状態にさせることにより、該超電導状態の超電導物質８と、地盤側のコンクリート基礎６に設けた永久磁石７との間に生じる磁気的反発力によって上記低温液化ガスタンクを地盤側のコンクリート基礎６より浮上させることができるため、該低温液化ガスタンクの免震を良好に図ることができる。
しかも、上記超電導物質８を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段として、上記低温液化ガスより分離精製する液体ヘリウム１２を冷却剤として利用する以外の冷却手段を別途用意する必要はないこと、更に、上記低温液化ガスタンクに収納された低温液化ガスの取り出しを該低温液化ガスタンクの屋根２ｃ，３ｃ側より行うようにすることにより、上記二重殻タンク形式としてある低温液化ガスタンクの外槽２の床スラブ２ａと内槽３の底板３ａを貫通する孔を設ける必要をなくすことができて、該二重殻タンク形式の低温液化ガスタンク自体の構成の複雑化を抑えることができることから、該低温液化ガスタンクに現実に適用する場合に有利な構成とすることができること、更には、上記超電導物質８に永久磁石７に対する磁気的反発力を発生させるために、該超電導物質８に電力を供給して電磁力を発生させる必要はないことから、低温液化ガスタンクの免震効果を維持するために必要なランニングコストを抑えることができること、等は勿論である。

又、図５の実施の形態、及び、図６の実施の形態は、二重殻タンク形式としてあって、外槽２の床スラブ２ａの底面に設ける超電導物質８を超電導状態とするための冷却に使用する低温液化ガスを収納する低温液化ガスタンクであれば、ＬＮＧ１１以外の低温液化ガスを収納する低温液化ガスタンクに適用してもよい。この場合であっても、上記低温液化ガスタンク内に収納される低温液化ガスの有する低温を利用して、上記外槽２の床スラブ２ａの底面に設けてある超電導物質８を冷却して超電導状態にさせることにより、該超電導状態の超電導物質８と、地盤側のコンクリート基礎６に設けた永久磁石７との間に生じる磁気的反発力によって上記低温液化ガスタンクを地盤側のコンクリート基礎６より浮上させることができるため、該低温液化ガスタンクの免震を良好に図ることができること、しかも、上記超電導物質８を超電導状態になるまで冷却するための冷却手段として、上記低温液化ガスの低温を利用する以外の冷却手段を別途用意する必要はないこと、は勿論である。

更に、図５の実施の形態を上記低温液化ガスタンクに適用する場合は、上記低温液化ガスタンクに収納された低温液化ガスの取り出しを該低温液化ガスタンクの屋根２ｃ，３ｃ側より行うようにすることにより、上記二重殻タンク形式としてある低温液化ガスタンクの外槽２の床スラブ２ａと内槽３の底板３ａを貫通する孔を設ける必要をなくすことができること、一方、図６の実施の形態を上記低温液化ガスタンクに適用する場合は、上記超電導物質８の冷却のために低温液化ガスを低温液化ガスタンクより取り出す必要がないため、この場合も、上記二重殻タンク形式としてある低温液化ガスタンクの外槽２の床スラブ２ａと内槽３の底板３ａを貫通する孔を設ける必要をなくすことができ、よって、上記二重殻タンク形式の低温液化ガスタンク自体の構成の複雑化を抑えることができることから、該低温液化ガスタンクに現実に適用する場合に有利な構成とすることができること、は勿論である。

更には、上記図５の実施の形態を上記低温液化ガスタンクに適用する場合、及び、図６の実施の形態を上記低温液化ガスタンクに適用する場合のいずれにおいても、超電導物質８に永久磁石７に対する磁気的反発力を発生させるために、該超電導物質８に電力を供給して電磁力を発生させる必要はないことから、低温液化ガスタンクの免震効果を維持するために必要なランニングコストを抑えることができることも勿論である。

本発明の低温液化ガスタンク用免震装置は、円形以外の平面形状を有する低温液化ガスタンクに適用してもよい。又、低温液化ガスタンクのサイズや低温液化ガスを収納した状態での総重量や平面形状、及び、対で使用する超電導物質８と永久磁石７のサイズや、超電導物質８と永久磁石７の間に発生可能な磁気的反発力の大小等に応じて、コンクリート基礎６と、その上方に配置される低温液化ガスタンクの外槽２の床スラブ２ａとの間に設ける超電導物質８と永久磁石７の対の数や配置を自在に設定してよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ＬＮＧタンク（低温液化ガスタンク）
２外槽
２ａ床スラブ
３内槽
３ａ底板
６コンクリート基礎
７永久磁石
８超電導物質
８ａ冷却剤流路
１１ＬＮＧ（低温液化ガス）
１２液体ヘリウム
２５伝熱部材

Claims

地盤に設けたコンクリート基礎の上面と、その上方に配置した二重殻タンク形式の低温液化ガスタンクにおける外槽の床スラブの底面とのいずれか一方と他方に、上下方向に配置した永久磁石と超電導物質を相対向させて取り付け、更に、上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を備え、該冷却手段で冷却されて超電導状態となる上記超電導物質と、上記永久磁石との間に発生する磁気的反発力により上記低温液化ガスタンクをコンクリート基礎より浮上させるようにした構成を有することを特徴とする低温液化ガスタンク用免震装置。
超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、低温液化ガスタンクの屋根側から取り出した低温液化ガスより分離精製する液体ヘリウムを冷却剤とし、且つ該冷却剤を、上記超電導物質に備えた冷却剤流路に流通させるようにしてなる構成とした請求項１記載の低温液化ガスタンク用免震装置。
超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、低温液化ガスタンクの屋根側から取り出した低温液化ガスを、上記超電導物質に備えた冷却剤流路に流通させるようにしてなる構成とした請求項１記載の低温液化ガスタンク用免震装置。
地盤に設けたコンクリート基礎の上面に永久磁石を取り付けると共に、低温液化ガスタンクにおける外槽の床スラブの底面に超電導物質を取り付け、且つ上記超電導物質を超電導状態になるように冷却するための冷却手段を、上記超電導物質の上側に、低温液化ガスタンクの外槽を貫通して上端面が該低温液化ガスタンクの内槽の底板の底面に接するように配置した伝熱部材の下端を取り付けてなる構成として、上記超電導物質を、上記内槽の底板及び上記伝熱部材を介した上記低温液化ガスとの熱伝導により冷却させるようにした請求項１記載の低温液化ガスタンク用免震装置。