JP2015098903A - 低温タンク - Google Patents

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Abstract

【課題】ベーパーバリアを有する低温タンクにおいて、ベーパーバリアの歪みを抑制する。
【解決手段】コンクリート壁の内壁面に当接して設けられると共に複数のパネルが溶接されてなるベーパーバリアを備える低温タンクであって、前記パネルを溶接するときに前記コンクリート壁の内壁面に向けて押圧する押圧部品を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、低温タンクに関するものである。
コンクリート壁を有する低温タンクでは、外部からの水分の透過を防止するために、コンクリート壁の内壁面に樹脂製よりも気密性の高い金属製のベーパーバリアを当接させるように設ける場合がある。このようなベーパーバリアは、複数のパネルを溶接することによって形成されている。
特公昭62−033477号公報 特公平04−080280号公報
しかしながら、ベーパーバリアは、厚さ数mm程度の非常に薄い部材である。このため、パネル同士を溶接したり、パネルを他の金物に対して溶接したりするとき等の入熱により歪みやすい。このようにしてベーパーバリアが歪むと、ベーパーバリアと内槽との間に配置されるパネル状の保冷材に対して液圧が加わった時に保冷パネルに曲げの力が加わり、保冷パネルの損傷に繋がる。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ベーパーバリアを有する低温タンクにおいて、ベーパーバリアの歪みを抑制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に当接して設けられると共に複数のパネルが溶接されてなるベーパーバリアを備える低温タンクであって、上記パネルを溶接するときに上記コンクリート壁の内壁面に向けて押圧する押圧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、上記押圧部品が、上記パネルを貫通して上記コンクリート壁に固定されるスタッドボルトに螺合されると共に、上記パネルの上記コンクリート壁と反対側の面に当接する当接面を有する平板形状とされているという構成を採用する。
第3の発明は、上記第2の発明において、上記押圧部品が、上記スタッドボルトの軸方向から見て円を当該軸を中心として対向する平行線に沿って切り欠いた形状を有するという構成を採用する。
第4の発明は、上記第2または第3の発明において、上記押圧部品が、上記スタッドボルトに対して溶接されているという構成を採用する。
第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記押圧部品が、上記パネルに対して溶接されているという構成を採用する。
第6の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記押圧部品が、上記パネルに対して接着剤により接合されているという構成を採用する。
本発明によれば、ベーパーバリアを形成するパネルを溶接するときに、当該パネルが押圧部品によって押さえられている。このため、パネルの溶接入熱による変形を抑制することができる。したがって、本発明によれば、ベーパーバリアを有する低温タンクにおいて、ベーパーバリアの歪みを抑制することが可能となる。
本発明の一実施形態における低温タンクの断面斜視図である。 本発明の一実施形態における低温タンクが備える三面コーナメンブレンアンカー機構を含む三面コーナ部の断面図である。 本発明の一実施形態における低温タンクが備える三面コーナメンブレンアンカー機構の押圧部品を除き、かつ、保冷材層を省略して図示した斜視図である。 本発明の一実施形態における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における低温タンクが備える押圧ナットを含む拡大亜斜視図である。 本発明の一実施形態における低温タンクが備えるベーパーバリアを形成する様子を示す模式図である。
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。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と、二面コーナメンブレンアンカー機構5と、押圧ナット6(押圧部品)とを備えている。
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の内壁面の全域に当接して設けら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を透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。このようなベーパーバリア2cは、複数の矩形状のパネルP(図6参照)同士が溶接されることによって形成されている。また、パネルP同士を溶接せず、コンクリート壁2aに固定された金物に溶接することでベーパーバリア2cを形成する場合もある。
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との隙間を埋めている。この保冷材層2dは、外層部2d1と、内層部2d2と、充填部2d3(図2等参照)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としては、例えば、後述する三面コーナメンブレンアンカー機構4のベース部4bと外層部2d1との間に形成される隙間(図2参照)に充填されるもの(以下、三面コーナ部用充填部2d4と称する)や、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(図4参照)に充填されるもの(以下、二面コーナ部用充填部2d5と称する)が設置されている。
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4e、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。また、平面メンブレンアンカー機構3の基台3aは、後述する三面コーナメンブレンアンカー機構4の脚部4a及び二面コーナメンブレンアンカー機構5の脚部5aと同様に、コンクリート壁2aに固定されると共にベーパーバリア2cを貫通するスタッドボルトを有している。このスタッドボルトには押圧ナット6が設置されている。この押圧ナット6については、後に説明する。
図2は、三面コーナメンブレンアンカー機構4を含む三面コーナ部2Aの断面図である。また、図3は、三面コーナメンブレンアンカー機構4の押圧部品3cを除き、かつ、保冷材層2dを省略して図示した斜視図である。
これらの図に示すように、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4aと、ベース部4bと、ナット4cと、ジョイント4dと、アンカー4eと、押圧部品4fとを備えている。
脚部4a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4a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4a1と、ベース部4b側の一端部を形成する第2スタッドボルト4a2と、中央部を形成するロングナット4a3とから構成されている。このような脚部4aは、第2スタッドボルト4a2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。
第1スタッドボルト4a1は、ベーパーバリア2cを貫通して一端側がコンクリート壁2aに埋設されており、他端側がネジ溝を形成されてメンブレン2bよりも容器本体2の内部側に突出するように取り付けられており、ベーパーバリア2cに対して溶接されている。このような第1スタッドボルト4a1は、ネジ溝が形成された一端側がロングナット4a3の3端部に螺合されている。第2スタッドボルト4a2は、両端側にネジ溝が形成されており、ロングナット4a3の第1スタッドボルト4a1が螺合される端部と反対側の端部に螺合されると共に、ベース部4bの後述する貫通孔4b3を通じてベース部4bよりも容器本体2の内部側に突出するように取り付けられている。ロングナット4a3は、一端側に第1スタッドボルト4a1が螺合され、もう一端側に第2スタッドボルト4a2が螺合され、これらの第1スタッドボルト4a1と第2スタッドボルト4a2とを接続している。
このように、本実施形態において脚部4aは、両端に設けられるスタッドボルト(第1スタッドボルト4a1及び第2スタッドボルト4a2)と、これらのスタッドボルトが螺合されるロングナット4a3とを有している。
ベース部4bは、3本の脚部4aやアンカー4eが取り付けられる部位であり、3本の脚部4aの第2スタッドボルト4a2が近接する位置に設けられている。このベース部4bは、ジョイント4dを介してアンカー4eが設置される中央プレート4b1と、中央プレート4b1の縁部に設けられると共に脚部4aが連結される3つの脚部連結プレート4b2とを有している。各脚部連結プレート4b2は、三面コーナ部2A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4b1に取り付けられている。これらの脚部連結プレート4b2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4b2には、貫通孔4b3が設けられている。脚部4aの第2スタッドボルト4a2は、この貫通孔4b3を通過してアンカー4eが設置される側に突出されている。
ナット4cは、脚部連結プレート4b2の貫通孔4b3からアンカー4e側に突出した第2スタッドボルト4a2に螺合されており、ワッシャを介して脚部連結プレート4b2のアンカー4e側の表面に当接されている。各脚部4aの第2スタッドボルト4a2に螺合されたナット4cが、異なる方向にベース部4bを押さえることによって、ベース部4bが固定されている。
ジョイント4dは、ベース部4bの中央プレート4b1に取り付けられており、アンカー4eを回動可能に支持する。このジョイント4dは、アンカー4e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4e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4dに支持されることによって、アンカー4eが、アンカー4e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4e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4f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4eは、根元部がジョイント4dを介してベース部4bの中央プレート4b1に取り付けられ、押圧部品4f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4e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4eは、ベース部4b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。
押圧部品4fは、円盤状の本体と、本体と一体化された軸部とを備えている。本体は、一方側の面が三面コーナメンブレンパネルM2の表面形状に合わせた球面の一部形状とされており、この一方側の面が三面コーナメンブレンパネルM2に対して容器本体2の内部側から当接している。軸部は、本体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。この軸部は、アンカー4eに螺合される。この軸部をアンカー4eに螺合し、押圧部品4fを締め付けることによって、本体が三面コーナメンブレンパネルM2をコンクリート壁2aに向けて押さえつけ、これによって三面コーナメンブレンパネルM2をコンクリート壁2aに対して固定する。なお、押圧部品4fの本体の縁部は、溶接によって三面コーナメンブレンパネルM2に固定されている。
図4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、三面コーナメンブレンアンカー機構4と近い構成を有している。このため、ここでは、三面コーナメンブレンアンカー機構4との相違点について主として説明する。上述の三面コーナメンブレンアンカー機構4は、3つの面が集まる三面コーナ部2Aに設置されるため、三面コーナ部2Aを形成する面に立設される脚部4aを合計で3つ備えている。これに対して、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、2つの面が集まる二面コーナ部2Bに設置されるため、脚部5aを2つのみ有している。
ベース部5bは、三面コーナメンブレンアンカー機構4のベース部4bに相当する。ただし、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、脚部5aを2つのみ備えることから、ベース部5bは、ジョイント5dが設置される中央プレート5b1(中央プレート4b1に相当)に対して、脚部連結プレート5b2(脚部連結プレート4b2に相当)が2つのみ設けられている。
ナット5cは三面コーナメンブレンアンカー機構4のナット4cに相当し、ジョイント5dは三面コーナメンブレンアンカー機構4のジョイント4dに相当し、アンカー5eは三面コーナメンブレンアンカー機構4のアンカー4eに相当する。
押圧部品5fは、三面コーナメンブレンアンカー機構4の押圧部品4fに相当するが、本体の二面コーナメンブレンパネルM3側が平面とされている点において押圧部品4fと異なる。また、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、この押圧部品5fと二面コーナメンブレンパネルM3との間に設置されるスペーサ8を備えている。
なお、例えば、保冷材層2dと平面メンブレンアンカー機構3、三面コーナメンブレンアンカー機構4あるいは二面コーナメンブレンアンカー機構5との間に形成される僅かな隙間等には、発泡性の断熱材が必要に応じて充填されている。また、貫通孔7の形成位置等には、必要に応じてシール性を確保するための不図示のガラスクロス等が設置される。
押圧ナット6は、図2及び図3に示されるように、三面コーナメンブレンアンカー機構4の有する第1スタッドボルト4a1に螺合されている。この押圧ナット6は、ベーパーバリア2c(すなわちベーパーバリア2cを形成するパネル)を貫通してコンクリート壁2aに固定された全ての第1スタッドボルト4a1に螺合されている。このような押圧ナット6は、パネルを溶接してベーパーバリア2cを形成するときを含め、ベーパーバリア2c(すなわちパネル)をコンクリート壁2aに受けて押圧する。
図5は、押圧ナット6を含む拡大斜視図である。押圧ナット6は、ベーパーバリア2c(すなわちベーパーバリア2cを形成するパネル)のコンクリート壁2aと反対側の面に当接する当接面6a(図2参照)を有する鍔状の平板形状とされている。また、押圧ナット6は、螺合される第1スタッドボルト4a1の軸方向から見て、円を第1スタッドボルト4a1の軸を中心として対向する平行線L1及び平行線L2に沿って切り欠いた形状を有する。このような形状を有する押圧ナット6は、レンチによって第1スタッドボルト4a1に螺合される。
また、押圧ナット6は、縁部に沿って溶接されることにより、ベーパーバリア2c(すなわちベーパーバリア2cを形成するパネル)に接合されている。このような押圧ナット6は、全周に亘って連続的に溶接されており、ベーパーバリア2cとの間に隙間が形成されないように取り付けられている。また、押圧ネット6は、第1スタッドボルト4a1に対しても溶接されている。
なお、上述した押圧ナット6は、三面コーナメンブレンアンカー機構4の第1スタッドボルト4a1のみならず、平面メンブレンアンカー機構3及び二面コーナメンブレンアンカー機構5が有するスタッドボルトであって、ベーパーバリア2c(すなわちベーパーバリア2cを形成するパネル)を貫通してコンクリート壁2aに固定されるものの全てに設けられている。
このような構造を有する本実施形態の低温タンク1のベーパーバリア2cを形成するときには、三面コーナメンブレンアンカー機構4の第1スタッドボルト4a1を含めたスタッドボルトが固定されたコンクリート壁2aに対して、スタッドボルトに応じた貫通孔が形成されたパネルPを取り付け、続いて、図6に示すように、各スタッドボルトに対して押圧ナット6を螺合して各パネルPをコンクリート壁2aに向けて押圧する。その後、パネルPの溶接を行いベーパーバリア2cとする。このように、本実施形態の低温タンク1においては、パネルPを溶接するときに、押圧ナット6によってパネルPがコンクリート壁2aに押圧される。
以上のような本実施形態の低温タンク1によれば、ベーパーバリア2cを形成するパネルPを溶接するときに、当該パネルPが押圧ナット6によって押さえられている。このため、パネルPの溶接入熱による変形を抑制することができる。したがって、本実施形態の低温タンク1によれば、ベーパーバリア2cの歪みを抑制することが可能となる。
また、本実施形態の低温タンク1においては、押圧ナット6が、パネルPを貫通してコンクリート壁2aに固定されるスタッドボルトに螺合されると共に、パネルPのコンクリート壁2aと反対側の面に当接する当接面6aを有する平板形状とされている。このため、押圧ナット6のスタッドボルトの軸方向における高さを低く抑えることができ、押圧ナット6が保冷材層2dの邪魔とな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、押圧ナット6は、螺合されるスタッドボルトの軸方向から見て、円をスタッドボルトの軸を中心として対向する平行線L1及び平行線L2に沿って切り欠いた形状を有する。このため、レンチによって押圧ナット6を容易にスタッドボルトに螺合することができる。
また、本実施形態の低温タンク1においては、押圧ナット6は、パネルPに対して溶接されている。このため、押圧ナット6とベーパーバリア2cとの間に隙間が生じることを防止し、容器本体2の気密性を高めることが可能となる。
また、本実施形態の低温タンク1においては、押圧ナット6は、スタッドボルトに対して溶接されている。このため、押圧ナット6とスタッドボルトとの間に隙間が生じることを防止し、容器本体2の気密性を高めることが可能となる。
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、押圧ナット6を溶接によりベーパーバリア2cを形成するパネルPに固定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、接着剤によって押圧ナット6をパネルPに接合する構成を採用することも可能である。このような場合には、押圧ナット6を溶接するときの入熱による変形を避けることができ、さらに溶接と比較して簡便に押圧ナット6を固定することが可能となる。
また、上記実施形態においては、本発明の押圧部品として押圧ナット6を用い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、別の形状の部品を押圧部品として用いることも可能である。さらに、このような押圧部品は、必ずしもスタッドボルトに螺合される必要はない。
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、2d1……外層部、2d2……内層部、2d3……充填部、2d4……三面コーナ部用充填部、2d5……二面コーナ部用充填部、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、4a……脚部、4a1……第1スタッドボルト、4a2……第2スタッドボルト、4a3……ロングナット、4b……ベース部、4b1……中央プレート、4b2……脚部連結プレート、4b3……貫通孔、4c……ナット、4d……ジョイント、4e……アンカー、4f……押圧部品、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、5c……ナット、5d……ジョイント、5e……アンカー、5f……押圧部品、6……押圧ナット、6a……当接面、7……貫通孔、8……スペーサ、H1……保冷パネル、H2……保冷パネル、L1……平行線、L2……平行線、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、P……パネル

Claims (6)

  1. コンクリート壁の内壁面に当接して設けられると共に複数のパネルが溶接されてなるベーパーバリアを備える低温タンクであって、
    前記パネルを溶接するときに前記コンクリート壁の内壁面に向けて押圧する押圧部品を備えることを特徴とする低温タンク。
  2. 前記押圧部品は、前記パネルを貫通して前記コンクリート壁に固定されるスタッドボルトに螺合されると共に、前記パネルの前記コンクリート壁と反対側の面に当接する当接面を有する平板形状とされていることを特徴とする請求項1記載の低温タンク。
  3. 前記押圧部品は、前記スタッドボルトの軸方向から見て円を当該軸を中心として対向する平行線に沿って切り欠いた形状を有することを特徴とする請求項2記載の低温タンク。
  4. 前記押圧部品は、前記スタッドボルトに対して溶接されていることを特徴とする請求項2または3記載の低温タンク。
  5. 前記押圧部品は、前記パネルに対して溶接されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の低温タンク。
  6. 前記押圧部品は、前記パネルに対して接着剤により接合されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の低温タンク。
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