JP2015096756A - 低温タンク - Google Patents

Abstract

【課題】メンブレンアンカー機構がメンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備える場合に、押圧部品とメンブレンとの間におけるシール性が低下することを防止する。
【解決手段】コンクリート壁の内壁面側に断熱材を介して設けられるメンブレンをコンクリート壁に対して固定するメンブレンアンカー機構を備える低温タンクであって、メンブレンアンカー機構がメンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備え、メンブレンアンカー機構の押圧部品とメンブレンとの間に介装され、押圧部品と面接触する第１当接面と、メンブレンと面接触する第２当接面とを有する介装部品を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、低温タンクに関するものである。

従来から、複数のメンブレンパネルが溶接されてなるメンブレンを有するメンブレン式の低温タンクにおいては、薄く剛性の低いメンブレンの形状を保つため、メンブレンアンカー機構によって断熱材を介してコンクリート壁に押さえるようにして支持する構成が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなメンブレン式の低温タンクとしては、様々な形状のものが使用されており、例えば角型や円筒型等のコーナ部を有する形状のものも広く使用されている。特許文献２には、低温タンクのコーナ部に設置されるメンブレンパネル（コーナメンブレンパネル）を支持するメンブレンアンカー機構が開示されている。このような特許文献２に開示されるメンブレンアンカー機構は、コーナ部に設けられるハンチ構造部の境界部分に設置され、コーナメンブレンパネルの縁部を支持する。

特公昭６３−２３４４０号公報 特開２００９−７９７３６号公報

しかしながら、上述のようなハンチ構造は、コーナ部を有する全ての低温タンクに設けられているものではない。このため、全ての低温タンクに対して、特許文献２に開示されたようなメンブレンアンカー機構を採用することはできない。また、支持箇所がコーナメンブレンパネルの縁部に限定されるメンブレンアンカー機構では、例えばメンブレンパネルの中央を押さえるというような柔軟な配置を行うことができない。

このため、メンブレンアンカー機構がメンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備え、メンブレンの任意の位置を押さえる構成とすることが考えられる。しかしながら、押圧部品が設置されるメンブレンの表面が平面でないような場合には、押圧部品とメンブレンとが面接触されず、押圧部品とメンブレンとの間におけるシール性が悪化する恐れがある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、メンブレンアンカー機構がメンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備える場合に、押圧部品とメンブレンとの間におけるシール性が低下することを防止することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、コンクリート壁の内壁面側に断熱材を介して設けられるメンブレンを上記コンクリート壁に対して固定するメンブレンアンカー機構を備える低温タンクであって、上記メンブレンアンカー機構が上記メンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備え、上記メンブレンアンカー機構の押圧部品と上記メンブレンとの間に介装され、上記押圧部品と面接触する第１当接面と、上記メンブレンと面接触する第２当接面とを有する介装部品を備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記メンブレンが、２つの面が集まることによって形成されるタンクのコーナ部に配置される湾曲されたメンブレンパネルであるコーナメンブレンパネルを有し、上記コーナメンブレンパネルにおいて上記メンブレンアンカー機構の押圧部品と上記メンブレンとの間に上記介装部品が設置されるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記メンブレンアンカー機構が、上記断熱材及び上記メンブレンを貫通する貫通孔に挿入されると共に当該貫通孔を通じて露出された先端に上記押圧部品が固定されるアンカーを有し、上記介装部品が、上記アンカーと上記押圧部品との接続箇所を囲うように配置される環状に形状設定されているという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記メンブレンアンカー機構の上記アンカーの位置が調整可能とされ、上記介装部品の外形形状及び中央の開口が、上記アンカーの位置が調整可能な方向に長い楕円形状とされているという構成を採用する。

本発明によれば、メンブレンアンカー機構の押圧部品とメンブレンとの間に介装される介装部品を備え、この介装部品が、押圧部品と面接触する第１当接面と、メンブレンと面接触する第２当接面とを有している。このため、メンブレンがどのような形状であったとしても、介装部品が押圧部品とメンブレンとの両方に面接触するように当接されるため、押圧部品とメンブレンとの間におけるシール性が低下することを防止することができる。

本発明の一実施形態の低温タンクの断面斜視図である。 本発明の一実施形態の低温タンクが備える二面コーナメンブレンアンカー機構を含む二面コーナ部の断面図である。 本発明の一実施形態の低温タンクが備える脚部及び押圧部品を除いた二面コーナメンブレンアンカー機構を示す図であり、（ａ）がアンカーの軸に沿う方向から見た平面図であり、（ｂ）がアンカーの軸に沿う方向と直交する方向から見た側面図であり、（ｃ）が（ｂ）のＡ矢視図である。 本発明の一実施形態の低温タンクが備える押圧部品を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。 本発明の一実施形態の低温タンクが備えるスペーサを示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）が（ａ）のＢ矢視図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る低温タンクの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の低温タンク１の断面斜視図である。本実施形態の低温タンク１は、容器本体２と、平面メンブレンアンカー機構３と、三面コーナメンブレンアンカー機構４、二面コーナメンブレンアンカー機構５と、スペーサ６（介装部品）を備えている。

容器本体２は、外槽を形成するコンクリート壁２ａと、内槽を形成するメンブレン２ｂと、コンクリート壁２ａの内壁面に貼付されるベーパーバリア２ｃ（図２参照）と、当該ベーパーバリア２ｃとメンブレン２ｂとの間に設置される保冷材層２ｄとを備えた角型の容器である。

コンクリート壁２ａは、容器本体２の外殻を形成するコンクリートからなる壁部であり、メンブレン２ｂ等を支える強度部材である。メンブレン２ｂは、内部に貯留される低温液体（例えば液化アルゴン）に直接触れる部位であり、保冷材層２ｄを介してコンクリート壁２ａの内壁面側に設置されている。このようなメンブレン２ｂには、縦横に格子状に延在し、メンブレン２ｂの熱変形を吸収するコルゲーション２ｂ１が設けられている。このようなメンブレン２ｂは、例えばステンレス鋼からなる厚さ数ｍｍの薄板状のメンブレンパネルが溶接されることで形成されている。

ここで容器本体２は、角型とされていることから、３面（例えば、２つの側壁面と底面、あるいは、２つの側壁面と天面）とが集まる箇所に形成されるコーナ部（以下、三面コーナ部２Ａ）と、２面（例えば、側壁面と底面、側壁面同士、あるいは、側壁面と天面）とが集まる箇所に形成されるコーナ部（以下、二面コーナ部２Ｂ）とを有している。これらのコーナ部に配置されるメンブレンパネルは、コーナ部の形状に応じて湾曲されている。以下、コーナ部以外の領域に配置される平面上のメンブレンパネルを平面メンブレンパネルＭ１と称し、三面コーナ部２Ａに配置されるメンブレンパネルを三面コーナメンブレンパネルＭ２（コーナメンブレンパネル）と称し、二面コーナ部２Ｂに配置されるメンブレンパネルを二面コーナメンブレンパネルＭ３と称する。

ベーパーバリア２ｃは、コンクリート壁２ａの内壁面の全域に貼付される金属製の薄板部材である。このようなベーパーバリア２ｃは、コンクリート壁２ａを通過しようとする水分等を遮蔽し、容器本体２の気密性を向上させる。

保冷材層２ｄは、外層部２ｄ１と、内層部２ｄ２と、充填部２ｄ３（図２参照）とを備えている。外層部２ｄ１は、保冷材層２ｄのコンクリート壁２ａ側を形成する層であり、同一の厚みの保冷パネルＨ１を隙間なく敷き詰めることにより形成されている。内層部２ｄ２は、保冷材層２ｄのメンブレン２ｂ側を形成する層であり、同一の厚みの保冷パネルＨ２を隙間なく敷き詰めることにより形成されている。充填部２ｄ３は、外層部２ｄ１と、内層部２ｄ２とを敷き詰めたときに生じてしまう隙間に対して充填される部位であり、設置される隙間の形状と一致する形状とされている。このような充填部２ｄ３は、例えば、後述する二面コーナメンブレンアンカー機構５のベース部５ｂと外層部２ｄ１との間に形成される隙間に充填される。

このような保冷材層２ｄは、例えばＰＵＦ（硬質ウレタンフォーム）によって形成されており、メンブレン２ｂとベーパーバリア２ｃが貼付されたコンクリート壁２ａとの隙間を埋めている。

メンブレン２ｂと保冷材層２ｄとには、各メンブレンパネルの熱変形の中央位置に配置される貫通孔７が設けられている。これらの貫通孔７には、平面メンブレンアンカー機構３のアンカー３ｂ、三面コーナメンブレンアンカー機構４のアンカー、あるいは二面コーナメンブレンアンカー機構５のアンカー５ｅが挿入される。

平面メンブレンアンカー機構３は、ベーパーバリア２ｃを介してコンクリート壁２ａの内壁面に設けられる基台３ａと、基台３ａに固定されると共に上記貫通孔７に挿入されるアンカー３ｂと、貫通孔７から露出するアンカー３ｂに固定されると共に平面メンブレンパネルＭ１を容器本体２の内部側からコンクリート壁２ａに向けて押さえる押圧部品３ｃとを備えている。

三面コーナメンブレンアンカー機構４は、三面コーナ部２Ａに設けられており、三面コーナ部２Ａを形成する３つの面の各々に設けられる脚部、脚部に固定されると共に上記貫通孔７に挿入されるアンカーと、貫通孔７から露出するアンカーに固定されると共に三面コーナメンブレンパネルＭ２を容器本体２の内部側からコンクリート壁２ａに向けて押さえる押圧部品とを備えている。

図２は、二面コーナメンブレンアンカー機構５を含む二面コーナ部２Ｂの断面図である。二面コーナメンブレンアンカー機構５は、また、図３は、脚部５ａ及び押圧部品５ｆを除いた二面コーナメンブレンアンカー機構５を示す図であり、（ａ）がアンカー５ｅの軸に沿う方向から見た平面図であり、（ｂ）がアンカー５ｅの軸に沿う方向と直交する方向から見た側面図であり、（ｃ）が（ｂ）のＡ矢視図である。

これらの図に示すように、二面コーナメンブレンアンカー機構５は、二面コーナ部２Ｂに設けられており、二面コーナ部２Ｂを形成する２つの面の各々に設けられる脚部５ａと、ベース部５ｂと、ナット５ｃと、ジョイント５ｄと、アンカー５ｅと、押圧部品５ｆとを備えている。

脚部５ａは、コンクリート壁２ａの内壁面に対して垂直方向に延在する棒状の部材であり、ベーパーバリア２ｃを介してコンクリート壁２ａに立設されている。この脚部５ａは、コンクリート壁２ａ側の一端部を形成する第１スタッドボルトと、ベース部５ｂ側の一端部を形成する第２スタッドボルトと、中央部を形成するロングナットとから構成されている。このような脚部５ａは、第２スタッドボルトを除く長さが、保冷材層２ｄの外層部２ｄ１の厚さと略同一とされている。

ベース部５ｂは、２本の脚部５ａやアンカー５ｅが取り付けられる部位であり、２本の脚部５ａの第２スタッドボルトが近接する位置に設けられている。このベース部５ｂは、ジョイント５ｄを介してアンカー５ｅが設置される中央プレート５ｂ１と、中央プレート５ｂ１の縁部に設けられると共に脚部５ａが連結される２つの脚部連結プレート５ｂ２とを有している。各脚部連結プレート５ｂ２は、二面コーナ部２Ｂを形成するコンクリート壁２ａの各面に対向する角度で中央プレート５ｂ１に取り付けられている。これらの脚部連結プレート５ｂ２は、上述の保冷材層２ｄの外層部２ｄ１の内層部２ｄ２側の面に当接する位置に配置されている。また、脚部連結プレート５ｂ２には、切欠き部５ｂ３が設けられている。脚部５ａの第２スタッドボルトは、この切欠き部５ｂ３を通過してアンカー５ｅが設置される側に突出されている。

切欠き部５ｂ３は、二面コーナ部２Ｂの延在方向を長手方向として、この長手方向の一端が開口された形状とされている。２つの脚部連結プレート５ｂ２に各々設けられた切欠き部５ｂ３は、図３に示すように、同一方向に開口されている。このような切欠き部５ｂ３によって、ベース部５ｂに取り付けられるアンカー５ｅの位置を、切欠き部５ｂ３の延在方向（すなわち二面コーナ部２Ｂの延在方向）に調節することが可能とされている。

ナット５ｃは、脚部連結プレート５ｂ２の切欠き部５ｂ３からアンカー５ｅ側に突出した第２スタッドボルトに螺合されており、ワッシャを介して脚部連結プレート５ｂ２のアンカー５ｅ側の表面に当接されている。各脚部５ａの第２スタッドボルトに螺合されたナット５ｃが、異なる方向にベース部５ｂを押さえることによって、ベース部５ｂが固定されている。

ジョイント５ｄは、ベース部５ｂの中央プレート５ｂ１に取り付けられており、アンカー５ｅを回動可能に支持する。このジョイント５ｄは、アンカー５ｅの延在方向と直交する水平方向を軸方向とするボルトと、このボルトに螺合されてボルトと共にアンカー５ｅを回動可能に挟持するナットとを有する構造とされている。このようなジョイント５ｄに支持されることによって、アンカー５ｅが、アンカー５ｅの延在方向と直交する水平方向を中心として回動可能とされている。

アンカー５ｅは、軸方向に長い円筒部材であり、先端部の内壁面に押圧部品５ｆを取り付けるためのネジ溝が形成されている。このアンカー５ｅは、根元部がジョイント５ｄを介してベース部５ｂの中央プレート５ｂ１に取り付けられ、押圧部品５ｆが固定される先端が容器本体２の内側に向けて露出されるように貫通孔７に挿入されている。このアンカー５ｅの長さは、保冷材層２ｄの内層部２ｄ２の厚さと略同一とされている。このようなアンカー５ｅは、ベース部５ｂによって支持されることにより、コンクリート壁２ａから離間された状態で支持されている。

図４は、押圧部品５ｆを示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。この図に示すように、押圧部品５ｆは、円盤状の本体５ｆ１と、本体５ｆ１と一体化された軸部５ｆ２とを備えている。本体５ｆ１は、軸部５ｆ２が取り付けられる側の面（以下、当接面５ｆ３と称する）が平面とされている。軸部５ｆ２は、当接面５ｆ３側の本体５ｆ１の中央部に設けられており、周面にネジ溝が形成された柱状の部位である。この軸部５ｆ２は、アンカー５ｅに螺合される。この軸部５ｆ２をアンカー５ｅに螺合し、押圧部品５ｆを締め付けることによって、本体５ｆ１がスペーサ６を介して二面コーナメンブレンパネルＭ３をコンクリート壁２ａに向けて押さえつけ、これによって二面コーナメンブレンパネルＭ３をコンクリート壁２ａに対して固定する。なお、押圧部品５ｆの本体５ｆ１の縁部は、溶接によってスペーサ６に固定されている。

図５は、スペーサ６を示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）が（ａ）のＢ矢視図である。スペーサ６は、外縁６ａが円形であり、中央部に円形の開口６ｂを有する環状の略円盤形状の部材である。また、スペーサ６は、二面コーナメンブレンアンカー機構５の押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間に介装され、押圧部品５ｆと面接触する押圧部品当接面６ｃ（第１当接面）と、二面コーナメンブレンパネルＭ３と面接触するメンブレン当接面６ｄ（第２当接面）とを有する。

このようなスペーサ６は、貫通孔７を通じて露出されたアンカー５ｅと、このアンカー５ｅの先端に螺合される押圧部品５ｆとの接続箇所を囲うように配置されている。押圧部品当接面６ｃは、押圧部品５ｆの当接面５ｆ３と面接触される領域であり、押圧部品５ｆの当接面５ｆ３と面接触されるように平面とされている。メンブレン当接面６ｄは、二面コーナメンブレンパネルＭ３と面接触される領域であり、この二面コーナメンブレンパネルＭ３と面接触されるように二面コーナメンブレンパネルＭ３の表面に合わせて湾曲されている。

このスペーサ６は、上述のように二面コーナメンブレンアンカー機構５の押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間に介装され、外縁６ａが二面コーナメンブレンパネルＭ３に対して溶接されることで固定されている。また、押圧部品当接面６ｃには、押圧部品５ｆの外縁が溶接されている。

以上のような本実施形態の低温タンク１によれば、二面コーナメンブレンアンカー機構５の押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間に介装されるスペーサ６を備え、このスペーサ６が、押圧部品５ｆと面接触する押圧部品当接面６ｃと、二面コーナメンブレンパネルＭ３と面接触するメンブレン当接面６ｄとを有している。このため、二面コーナメンブレンパネルＭ３のようにメンブレンパネルが湾曲した形状であったとしても、スペーサ６が押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との両方に面接触するように当接されることで、押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間におけるシール性が低下することを防止することができる。

また、本実施形態の低温タンク１においては、面接触させることが難しい表面形状の異なる二面コーナメンブレンパネルＭ３と当接面５ｆ３との間にスペーサ６が介装されていることから、スペーサ６を設置するメリットを最大限に活かすことができる。

また、本実施形態の低温タンク１においては、スペーサ６は、二面コーナメンブレンアンカー機構５のアンカー５ｅと押圧部品５ｆと接続箇所を囲うように配置される環状に形状設定されている。このようなスペーサ６は、アンカー５ｅに対して押圧部品５ｆを螺合する前に、アンカー５ｅの軸方向から見て当該アンカー５ｅを囲うように配置し、その後押圧部品５ｆをアンカー５ｅに取り付けることで、容易に押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間に介装することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、スペーサ６を二面コーナメンブレンアンカー機構５の押圧部品５ｆと二面コーナメンブレンパネルＭ３との間に介装する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、平面メンブレンパネルＭ１と平面メンブレンアンカー機構３の押圧部品３ｃとの間、あるいは、三面コーナメンブレンパネルＭ２と三面コーナメンブレンアンカー機構４の押圧部品との間に介装されるスペーサを備える構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、二面コーナメンブレンアンカー機構５が、二面コーナ部２Ｂの延在方向における位置調整が可能とされている。このため、例えば、スペーサ６の外形形状（外縁６ａの形状）及び開口６ｂの形状は、アンカー５ｅの位置が調整可能な方向（すなわち二面コーナ部２Ｂの延在方向）に長い楕円形状とされているという構成を採用しても良い。このような構成を採用することによって、開口６ｂが楕円形状されていることから、スペーサ６の設置位置を変更することなく二面コーナメンブレンアンカー機構５の位置を調節することができる。さらに、スペーサ６の外形形状も同様に楕円形状とされているため、二面コーナメンブレンアンカー機構５の位置を調節することでスペーサ６と押圧部品５ｆとの位置関係が変化した場合であっても、スペーサ６と押圧部品５ｆとの接触面積が十分に広く確保したままとすることができ、高いシール性を確保することができる。

１……低温タンク、２……容器本体、２ａ……コンクリート壁、２Ａ……三面コーナ部、２ｂ……メンブレン、２Ｂ……二面コーナ部、２ｂ１……コルゲーション、２ｃ……ベーパーバリア、２ｄ……保冷材層（断熱材）、２ｄ１……外層部、２ｄ２……内層部、２ｄ３……充填部、３……平面メンブレンアンカー機構、３ａ……基台、３ｂ……アンカー、３ｃ……押圧部品、４……三面コーナメンブレンアンカー機構、５……二面コーナメンブレンアンカー機構、５ａ……脚部、５ｂ……ベース部、５ｂ１……中央プレート、５ｂ２……脚部連結プレート、５ｂ３……切欠き部、５ｃ……ナット、５ｄ……ジョイント、５ｅ……アンカー、５ｆ……押圧部品、５ｆ１……本体、５ｆ２……軸部、５ｆ３……当接面、６……スペーサ、６ａ……外縁、６ｂ……開口、６ｃ……押圧部品当接面（第１当接面）、６ｄ……メンブレン当接面（第２当接面）、７……貫通孔、Ｈ１……保冷パネル、Ｈ２……保冷パネル、Ｍ１……平面メンブレンパネル、Ｍ２……三面コーナメンブレンパネル、Ｍ３……二面コーナメンブレンパネル

Claims (4)

1. コンクリート壁の内壁面側に断熱材を介して設けられるメンブレンを前記コンクリート壁に対して固定するメンブレンアンカー機構を備える低温タンクであって、
   前記メンブレンアンカー機構が前記メンブレンを低温タンク内側から押圧する押圧部品を備え、
   前記メンブレンアンカー機構の押圧部品と前記メンブレンとの間に介装され、前記押圧部品と面接触する第１当接面と、前記メンブレンと面接触する第２当接面とを有する介装部品を備える
   ことを特徴とする低温タンク。
2. 前記メンブレンが、２つの面が集まることによって形成されるタンクのコーナ部に配置される湾曲されたメンブレンパネルであるコーナメンブレンパネルを有し、
   前記コーナメンブレンパネルにおいて前記メンブレンアンカー機構の押圧部品と前記メンブレンとの間に前記介装部品が設置される
   ことを特徴とする請求項１記載の低温タンク。
3. 前記メンブレンアンカー機構が、前記断熱材及び前記メンブレンを貫通する貫通孔に挿入されると共に当該貫通孔を通じて露出された先端に前記押圧部品が固定されるアンカーを有し、
   前記介装部品は、前記アンカーと前記押圧部品との接続箇所を囲うように配置される環状に形状設定されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の低温タンク。
4. 前記メンブレンアンカー機構の前記アンカーの位置が調整可能とされ、
   前記介装部品の外形形状及び中央の開口は、前記アンカーの位置が調整可能な方向に長い楕円形状とされている
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の低温タンク。

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