JP3792595B2 - 極低温タンク用防熱構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化水素（ＬＨ2）、液化窒素（ＬＮ2）、液化酸素（ＬＯ2）、液化ヘリウム（ＬＨe）などの極低温物質を貯蔵するための極低温タンク用防熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の極低温タンクでは、外気からのタンク内への熱の侵入を防止するため、その表面を防熱層で被覆する必要がある。この防熱層は、一般的に、硬質ポリウレタンやフェノール樹脂などの合成樹脂発泡体からなる内側防熱層部と外側防熱層部の間に網状補強材を介装し、前記合成樹脂の発泡時の自己接着作用もしくは接着剤で接着して一体にした構造からなる。なお、前記網状補強材は、主に外側防熱層部の低温割れを防止するために介装されている。
【０００３】
また、タンク本体はステンレスやアルミニウム合金で形成され、タンク本体の外周面上を被覆する防熱層は、タンク本体の周面に一定の間隔をあけて植設された多数のスタッドボルト等の支持具によって支持される。特に球形タンクの場合等ではタンクの下半分で防熱層が落下するのを阻止している。それらの支持具は、通常、タンクと同質の材料であるステンレスやアルミニウム合金で形成されている。
【０００４】
さらに、上記防熱層は、予め成型された硬質ウレタン、フェノール樹脂などの合成樹脂発泡体からなり、中間に網状補強材が介装され、アルミニウム合金の表面層（アルミホイル表面シート材ともいう）を有する凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して取り付け、防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を少なくとも充填又は発泡の一方を行って埋設した構造が一般的である。
【０００５】
このような極低温タンク用防熱構造に関連する先行技術として、特開平８−２３３１９９号公報に記載の技術が知られている。
【０００６】
ところで、球形のタンクの場合には、図１１に示すように、タンク５１が膨張・収縮する際に、その内部中心５１ｏに向かってほぼ全体的に均等に半径方向に膨張・収縮するので、支持具としてのスタッドボルト５２に作用する力は軸力だけとなり、曲げモーメントが発生することはない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような球形のタンクの場合には、スタッドボルト５２に曲げモーメントが発生することはないが、円筒状胴部（円筒部）の両端に半球面部を一体に備えたシリンダ形タンクの場合には、支持具としてのスタッドボルトに、曲げモーメントが発生する場合がある。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、シリンダ形タンクのタンク本体１においては、それの中間部分を構成する円筒状胴部１ｂと、それの両側に設けられる半球面部１ａとで熱収縮する際の中心が異なり、防熱パネルの厚さ方向には温度勾配が生じている。そのため、防熱層２（防熱パネル）の表面部とタンク本体１に接する内面部と両者の中間である防熱層２（内側防熱積層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造からなる）の中間部とでは、それぞれ熱収縮量が異なる。これにより、前記半球面部１ａと円筒状胴部１ｂとの境界線付近に配置されているスタッドボルト２１に最大の曲げモーメントが作用する。
【０００９】
前記スタッドボルト２１の下端部は、図１２（ｂ）に示すように、前記タンク本体１に溶接により固着されている。また、防熱パネル２の網状補強材３のワイヤーネット３ａ上に補強材３の連結用ワイヤーネット３ｂが跨って配置されているので、スタッドボルト２１の上端部は、前記連結用ワイヤーネット３ｂを貫通し、ワッシャー７を挿通した上ナット８で連結部分を保持している。また、ワッシャー７は合成樹脂製で、図１２（ｃ）（ｄ）のように、多数のピン状突起７ａが外周縁部に下向きに突設されており、そのピン状突起７ａにより連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａとを重ね合わせた状態で保持している。
【００１０】
図１３（ａ）は網状補強材を構成する線材の線径が０．６２ｍｍで、タンク本体およびスタッドボルトがそれぞれアルミニウム合金製でタンク本体の容量が２５００ｍ3 、スタッドボルトの外径（一定）が６．４ｍｍ（断面積：３２．０ｍｍ2 、断面係数：２５．７ｍｍ3 ）でボルトピッチが半球面部２２５ｍｍ/円筒部６００ｍｍの場合、常温（外気温度３０℃）でＬＮＧをタンクに充填しタンクが収縮（熱収縮率は約０．４％）した状態を示す一部断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部（境界線付近）を拡大して示す断面図である。図１４はスタッドボルトの位置とボルトＮｏの関係を示す模式図、図１５（ａ）〜（ｃ）は収縮状態において各位置でスタッドボルトに作用する軸力（引張荷重）、曲げモーメントおよびせん断力をそれぞれボルトＮｏとの関係で示す線図である。
【００１１】
これらはいずれも、１／８部分タンク模型に基づきＦＥＭ解析により算出したものである。なお、数値的には、後述する表１のＭＯＤ−２（比較例）の欄に表している。表１は本発明の実施例１，２，３（ＭＯＤ−１，３，４）および比較例（ＭＯＤ−２）において半球面部１ａと円筒状胴部１ｂの境界線付近に配置されているスタッドボルトの軸力（引張荷重）、曲げモーメントおよびせん断力をＦＥＭ解析に基づき算出した各値を示す。
【００１２】
以上の図１２〜１５および表１から明らかなように、円筒状胴部１ｂの長手方向の中間位置にあるスタッドボルト（Ｎｏ．０〜９）および半球面部１ａの中心位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．２５０）からそれらの境界線位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）にかけて曲げモーメントおよびせん断力が漸次増大する。つまり、防熱パネルをタンク本体に固定するためにスタッドボルト等の支持具を用いたシリンダ形タンクにおいては、ＬＮＧ等の極低温物質を貯蔵するために、常圧・極低温下で使用する場合には、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボルト等の支持具に曲げモーメント及びせん断力が発生し、特に半球面部と円筒状胴部との境界付近に位置するスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）に大きな曲げモーメント及びせん断力が作用する。
【００１３】
その結果、タンク本体１（シリンダ形タンク）においては、半球面部１ａと円筒状胴部１ｂと境界線位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）の曲げモーメントは最大となり、それを原因として、スタッドボルトが根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断に至るおそれがある。
【００１４】
この発明は、かかる点に鑑みなされたものであって、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボルト等の支持具に発生する曲げモーメントを減少若しくはなくすことができる（０にできる）極低温タンク用防熱構造を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明は、凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に設けられた支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設する極低温タンク用防熱構造において、前記タンク本体は、円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接してなり、前記支持具は、下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成され、前記下側支持部材の下端部が前記タンク本体に固着されていることを特徴としている。
【００１６】
このようにすれば、可撓性及び屈曲性に優れる索条を主体的に用いることで、その索条の部分でもって支持具に生じようとする曲げモーメントが吸収されることとなる。よって、タンク本体が熱収縮する際に、支持具に曲げモーメントが作用するということがなくなる。その結果、従来支持具がスタッドボルトである場合にその根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断するおそれがあったが、そのようなおそれがなくなる。
【００１７】
よって、極低温物質の貯蔵による熱収縮により大きく収縮する極低温タンク、すなわちアルミホイル表面シート材を有し内外二層積層構造の合成樹脂発泡体からなる凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に植設された支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設し、前記目地の合成樹脂発泡体上およびその周辺の前記アルミホイル表面シート材上に跨がって、前記アルミホイル表面シート材と同一構成のアルミホイル連結シート材を全面的に接着するとともに、前記二層積層構造の内外積層部の中間位置に補強用ワイヤーネットを介装した極低温タンクに適する。
【００１９】
また、シリンダ形タンクの円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分だけに前記支持具（下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成される支持具）を使用し、そのほかの部分は従来の球形タンクに用いるスタッドボルトを支持具として使用できるので、従来構造とは異なる曲げモーメント抑制構造の使用を必要最小限にして、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【００２０】
同様に、簡単な構造で、タンク本体の熱収縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを抑制するために、前記索条に代えて、請求項２に記載のように、前記支持具は、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支持部材とを有する構成とすることもできる。
このようにすれば、防熱パネルをタンク本体に取り付ける支持具が、タンク本体の熱収縮する際に前記支持具に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモーメント抑制構造を備えているため、タンク本体の半球面部と円筒状胴部の境界に位置する支持具に最大に作用する曲げモーメントが大幅に低減される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明に係る防熱構造を備えた極低温用シリンダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示す正面図および右半分を省略した左側面図、図２は同中央縦断面図、図３はタンク上の防熱層の一部を拡大して示す平面図、図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面図、図４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図５（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４(ｂ)の一部拡大断面図である。図６（ａ）は図５(ｂ)の上部をさらに拡大した断面図、図６（ｂ）は防熱パネルの実施の形態を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、タンク本体１は、両端に位置する半球面部１ａ，１ａの間に円筒状胴部１ｂが配置され、それらが一体に設けられたシリンダ形タンクである。本例では、タンク本体１はアルミニウム合金から形成されている。
【００２６】
このタンク本体１の取付固定は、ＬＮＧ輸送船のホールド内底部に一対の船体側タンク支持部材３３，３４を長さ方向に一定間隔をあけて立設した後、これらのタンク支持部材３３，３４の上にタンク側支持部材３１，３２を載せるように配置されている。なお、前記タンク本体１は一方のタンク側支持部材３１が船体側タンク支持部材３３に取り付けられたストッパーによりタンク本体１の長さ方向に固定されている。他方のタンク側支持部材３２は低温熱収縮によるタンク本体１の長さ方向の変形を吸収できるようにタンク支持部材３４に対してスライド可能に載置されている。
【００２７】
図２〜図４に示すように、タンク本体１の外周面を被覆する防熱層２は、内側（タンク側）防熱積層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造である。前記両防熱積層部２ａ，２ｂの間に、網状補強材３のワイヤーネット３ａを介装し、防熱層を形成する合成樹脂を発泡成形するときの発泡時自己接着作用あるいは接着剤にて相互に接着して一体化した構造とされる。
【００２８】
前記防熱層２は、凸形断面で定形の多数の防熱パネル５（図６（ｂ）参照）をタンク本体１の外周面上に相互に隣接し、従来のスタッドボルト方式ではなく、本発明の特徴とする索条４Ａを含む支持具４にて固定される。この索条４Ａとしては、可撓性及び屈曲性に優れるワイヤーやロープなどが用いられ、これを用いることによって、支持具４が、前記タンク本体１が熱収縮する際に前記支持具４に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモーメント抑制構造を備えている。
【００２９】
この索条４Ａの下端部は、図５（ｂ）に示すように、タンク本体１に溶接により固着された下側支持部材４Ｂの先端環状係止部４Ｂａが係止される一方、上端部は、ワッシャー７及びナット８によって取り付けられる上側支持部材４Ｃの下端環状係止部４Ｃａに係止されている。
【００３０】
前記防熱パネル５は、図１及び図６（ｂ）に示すように、定形（本例では円筒状胴部１ｂが長辺１.２ｍ×短辺０.９ｍ、半球面部１ａが長辺０.９ｍ×短辺０.６ｍ（×厚さ：３３０ｍｍ、この厚さは所要防熱性能の大小に応じて増減され得るものである。））の凸形断面で、内側防熱積層部２ａ（厚さ２１０ｍｍ）と、凸状の外側防熱層部２ｂ（厚さ１２０ｍｍ）との間に、網状補強材３の一部を構成する平織金網のワイヤーネット３ａを一体に介装した構造からなる。内側防熱積層部２ａはガラス繊維、天然繊維、化学繊維などで強化された硬質ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体などから選択されるが、本例ではフェノール樹脂発泡体からなる。また、外側防熱層部２ｂは、硬質ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体、スチレン樹脂発泡体などから選択されるが、本例ではポリウレタン発泡体からなる。
【００３１】
前記防熱パネル５の表面は、アルミホイル表面シート材６（アルミニウム合金による表面シート材）により被覆されている。この表面シート材６は、図６（ａ）に一部を示すように、厚さ２５μｍのアルミホイル（アルミ箔）６ａを主体として、このアルミホイル６ａの表面に、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム６ｂをラミネーティングあるいはコーティングにより一体に積層し、アルミホイル６ａの裏面（内面）に、厚さ１００μｍほどの不織布６ｃを一体に積層した構造からなる。
【００３２】
図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、タンク本体１の外周面には、先端に環状係止部４Ｂａを有する下側支持部材４Ｂの下端部が、一定の間隔（本例では、半球面部１ａ：２２５ｍｍｍ又は４５０ｍｍ、円筒状胴部１ｂ：６００ｍｍ）をあけて、溶接により固着されている。また、この下側支持部材４Ｂの環状係止部４Ｂａには、索条４Ａの下端部が係止されている。索条４Ａは、内側防熱積層部２ａに対応する一定の長さを有し、それの上端部は上側支持部材４Ｃの下端の環状係止部４Ｃａに係止されている。
【００３３】
そして、前記防熱パネル５のワイヤーネット３ａ上には網状補強材３の連結用ワイヤーネット３ｂが跨がって配置されているので、前記上側支持部材４Ｃの雄ねじ部４Ｃｂは、前記連結用ワイヤーネット３ｂを貫通し、ワッシャー７を挿通したうえナット８で締め付けるとともに、ワッシャー７（ピン状突起７ａ）により連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａとを重ね合わせた状態で保持している。このワッシャー７及びナット８による取り付けは、従来の支持具であるスタッドボルトの上端部の取り付けと同じである（図１２（ｂ）参照）。
【００３４】
前記索条４Ａは、可撓性及び柔軟性に優れるので、タンク本体１の熱収縮の際に、曲げモーメントが作用しようとしても、それを吸収する方向に変形し、結果として曲げモーメントは作用しない。ここで、前記索条４Ａは、下側支持部材４Ｂを介してタンク本体１に取り付けるようにしているが、索条４Ａの下端部をタンク本体１の外周面に溶接により直接に固着することもできる。
【００３５】
隣接する防熱パネル５の外側防熱層部２ｂの間は目地（空隙）になっており、この目地に外側防熱層部２ｂと基本的には同一種類の合成樹脂材を少なくとも充填又は発泡の一方を行うことにより、本例では、ポリウレタン発泡体９によって目地を埋めている。
【００３６】
このポリウレタン発泡体９の表面上には、図６（ａ）に示すように両側の防熱パネル５のアルミホイル表面シート材６の外縁部上から、アルミホイル連結シート材１１を接着している。このアルミホイル連結シート材１１は、前記アルミホイル表面シート材６の外縁部上に連続して（浮かせずに）貼着される両面接着のブチルラバーシート１１ａ（厚さが例えば５００μｍ）と、このラバーシート１１ａ上に全面的に貼着又は接着される厚さ２５μｍのアルミホイル（アルミ箔）１１ｂと、このアルミホイル１１ｂの表面に、ラミネーティングあるいはコーティングにより一体に積層した厚さ５０μｍほどのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム１１ｃとの積層構造からなる。
【００３７】
以上のようにして防熱層２によりタンク本体１の外周面が被覆され、本例の防熱構造が構成される。そして、従来の構造では、支持具として、同一径のスタッドボルト２１（図１２（ｂ）参照）を使用しているが、それに代えて、本発明においては、ロープやワイヤーなどの索条４Ａを利用した支持具４を用いているので、タンクの熱収縮により、曲げモーメントは作用せず、従来の曲げモーメントの発生による支持具４の損傷などの問題がなくなる。
【００３８】
次の表１におけるＭＯＤ−１は、本発明の実施例のＦＥＭ解析結果を表す数値であり、図７（ａ）〜（ｃ）は熱収縮状態で、各位置の索条に作用する軸力、曲げモーメント及び剪断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示している。図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−１における防熱パネルの状態から熱収縮した状態を示す部分断面図及びその一部拡大図である。
【００３９】
【表１】
この表１及び図７より明らかなように、索条４Ａを用いた支持具４とすれば、軸力が作用するだけで、曲げモーメント及び剪断力は、半球面部−円筒部（円筒状部）との境界部分を含めて全体に亘って作用せず、０となる。
【００４０】
本発明は、以上説明した実施の形態に制限されることなく、次のように変更することも可能である。
（１）前記実施の形態においては、前記支持具４を、索条４Ａ、下側支持部材４Ｂ及び上側支持部材４Ｃでもって構成しているが、それに代えて、図９に示すように、上下両端部を除き中間部分を細くしたボルト部材を使用する支持具とすることも可能である。
【００４１】
この支持具１４は、タンク本体１と同質のアルミニウム合金製の下側支持部材１５と、ステンレス製の可撓性ボルト部材１６とから構成される。前記支持部材１５は、雌ねじ孔部１５ａと、タンク本体１に溶接により固着される根元部１５ｂとが一体に形成されている。前記可撓性ボルト部材１６は、例えば、上下両端部が雄ねじ部１６ａ，１６ｂで、中間部分が雄ねじ部１６ａ，１６ｂより外径が小さい細径部１６ｃとされ、中間部分において曲がりやすくしている。前記可撓性ボルト部材１６の下側の雄ねじ部１６ｂは支持部材１５の雌ねじ部１５ａに螺合することで取り付けられ、上側の雄ねじ部１６ａは、従来のスタッドボルトと同様に、ワッシャー７やナット８を用いて取り付けられる。
【００４２】
そして、鉄製のワイヤーネット３ａの線径について、半球面部１ａのワイヤーネット３ａを０．７０ｍｍとし、円筒状胴部１ｂのワイヤーネット３ａの線径を０．６２ｍｍにし、タンク本体１における半球面部１ａの半径が約４５００ｍｍ、円筒状胴部１ｂの長さが約１４０００ｍｍなど、支持具１４の構成以外は、ＭＯＤ−１と構成部材および固定ピッチなどがそれぞれ共通する。可撓性ボルト部材１６の上下両端部（雄ねじ部１６ａ，１６ｂ）を外径６．０ｍｍ、中間部分（細径部１６ｂ）を外径４．０ｍｍ、あるいは４．５ｍｍの細径とすると（ＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４）、可撓性ボルト部材１６に作用する軸力はＭＯＤ−２（比較例）の場合とほとんど変化がないが、曲げモーメントについては、ＭＯＤ−２に比べてさらに低減されており、可撓性ボルト部材１６による曲げモーメントの低減効果が十分にあるものと認められる（表１のＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４参照）。
（２）また、図１０に示すように、前記可撓性ボルト部材１６に代えて、フック部１７Ａａ，１７Ｂａを有する上側部材１７Ａと下側部材１７Ｂとで構成されるボルト部材１７を用いることも可能である。この場合は、フック部１７Ａａ，１７Ｂａ同士を互いに相対回転可能に結合し、両部材１７Ａ，１７Ｂをあたかもユニバーサルジョイントで結合したようになる。上側部材１７Ａ及び下側部材１７Ｂの雄ねじ部１７Ａｂ，１７Ｂｂの取り付けは、前記可撓性ボルト部材１６の場合と同様である。
（３）前記実施の形態では、索条を用いる支持具（曲げモーメント抑制構造）をすべての支持具に対して適用するようにしているが、本発明はそれに制限されるものではなく、そのような支持具を、特に作用する曲げモーメントが大きくなる前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分において使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルト（従来の支持具）を使用することも可能である。
（４）本発明の対象とする極低温タンクは、主として円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接したシリンダ形タンクであるが、球形などの曲率を有するものであれば適用可能で、地上に設置されるものだけでなく、たとえば、船舶に搭載されるものを含む。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、この発明の極低温タンク用防熱構造には、次のような優れた効果がある。
【００４４】
請求項１の発明は、防熱パネルをタンク本体に取り付ける支持具を、下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成するので、その索条で曲げモーメントを吸収することができ、タンク本体が熱収縮する際に、前記支持具に曲げモーメントが作用するということがなくなる。よって、従来支持具がスタッドボルトである場合にはその根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断するという事態が生ずるおそれがあったが、それを回避することができる。
【００４５】
特に、前記下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成される支持具は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用するので、従来構造とは異なる曲げモーメント抑制構造の使用を必要最小限にして、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【００４６】
また、請求項２の発明は、前記索条に代えて、前記支持具を、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支持部材とを有する構成とすることでも、簡単な構造で、タンク本体が熱収縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを抑制することができる。
【００４７】
そして、前記可撓性ボルト部材を、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用するので、請求項１の発明と同様に、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防熱構造を備えた極低温用シリンダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示す正面図および右半分を省略した左側面図である。
【図２】図１のタンクの概要を示す中央縦断面図である。
【図３】図１のタンク上の防熱層の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面図、図４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図５（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４(ｂ)の一部拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）は図５(ｂ)の上部をさらに拡大した断面図、図６（ｂ）は防熱パネルの実施の形態を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ−１（実施例１）の熱収縮状態でタンク各位置の支持具に作用する軸力、曲げモーメントおよびせん断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示す線図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−１（実施例１）における防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示す部分断面図とその一部拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す要部正面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態を示す要部正面図である。
【図１１】球形タンクの常態と熱収縮時とを示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ）はシリンダ形タンクの常態と熱収縮時とを示す断面図、図１２（ｂ）は従来のスタッドボルトの取付状態の説明図、図１２（ｃ）はワッシャーの平面図、図１２（ｄ）の左半分は同正面図・右半分は同断面図である。
【図１３】図１３（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−２（比較例）における防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示す部分断面図とその一部拡大断面図である。
【図１４】シリンダ形タンクにおけるスタッドボルトの位置とボルトＮｏの関係を１／８部分モデルにおいて示す模式図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ−２（比較例）の熱収縮状態においてタンク各位置のスタッドボルトに作用する軸力、曲げモーメントおよびせん断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示す線図である。
【符号の説明】
１ タンク本体
１ａ 半球面部
１ｂ 円筒状胴部（円筒部）
２ 防熱層
２ａ 内側防熱積層部
２ｂ 外側防熱積層部
３ 網状補強材
４，１４ 支持具
４Ａ 索条
４Ｂ 下側支持部材
４Ｃ 上側支持部材
５ 防熱パネル
１５ 下側支持部材
１６ ボルト部材
１７ ボルト部材
１７Ａ 上側部材
１７Ａａ フック部
１７Ａｂ 雄ねじ部
１７Ｂ 下側部材
１７Ｂａ フック部
１７Ｂｂ 雄ねじ部
【産業上の利用分野】
本発明は、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化水素（ＬＨ2）、液化窒素（ＬＮ2）、液化酸素（ＬＯ2）、液化ヘリウム（ＬＨe）などの極低温物質を貯蔵するための極低温タンク用防熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の極低温タンクでは、外気からのタンク内への熱の侵入を防止するため、その表面を防熱層で被覆する必要がある。この防熱層は、一般的に、硬質ポリウレタンやフェノール樹脂などの合成樹脂発泡体からなる内側防熱層部と外側防熱層部の間に網状補強材を介装し、前記合成樹脂の発泡時の自己接着作用もしくは接着剤で接着して一体にした構造からなる。なお、前記網状補強材は、主に外側防熱層部の低温割れを防止するために介装されている。
【０００３】
また、タンク本体はステンレスやアルミニウム合金で形成され、タンク本体の外周面上を被覆する防熱層は、タンク本体の周面に一定の間隔をあけて植設された多数のスタッドボルト等の支持具によって支持される。特に球形タンクの場合等ではタンクの下半分で防熱層が落下するのを阻止している。それらの支持具は、通常、タンクと同質の材料であるステンレスやアルミニウム合金で形成されている。
【０００４】
さらに、上記防熱層は、予め成型された硬質ウレタン、フェノール樹脂などの合成樹脂発泡体からなり、中間に網状補強材が介装され、アルミニウム合金の表面層（アルミホイル表面シート材ともいう）を有する凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して取り付け、防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を少なくとも充填又は発泡の一方を行って埋設した構造が一般的である。
【０００５】
このような極低温タンク用防熱構造に関連する先行技術として、特開平８−２３３１９９号公報に記載の技術が知られている。
【０００６】
ところで、球形のタンクの場合には、図１１に示すように、タンク５１が膨張・収縮する際に、その内部中心５１ｏに向かってほぼ全体的に均等に半径方向に膨張・収縮するので、支持具としてのスタッドボルト５２に作用する力は軸力だけとなり、曲げモーメントが発生することはない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような球形のタンクの場合には、スタッドボルト５２に曲げモーメントが発生することはないが、円筒状胴部（円筒部）の両端に半球面部を一体に備えたシリンダ形タンクの場合には、支持具としてのスタッドボルトに、曲げモーメントが発生する場合がある。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、シリンダ形タンクのタンク本体１においては、それの中間部分を構成する円筒状胴部１ｂと、それの両側に設けられる半球面部１ａとで熱収縮する際の中心が異なり、防熱パネルの厚さ方向には温度勾配が生じている。そのため、防熱層２（防熱パネル）の表面部とタンク本体１に接する内面部と両者の中間である防熱層２（内側防熱積層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造からなる）の中間部とでは、それぞれ熱収縮量が異なる。これにより、前記半球面部１ａと円筒状胴部１ｂとの境界線付近に配置されているスタッドボルト２１に最大の曲げモーメントが作用する。
【０００９】
前記スタッドボルト２１の下端部は、図１２（ｂ）に示すように、前記タンク本体１に溶接により固着されている。また、防熱パネル２の網状補強材３のワイヤーネット３ａ上に補強材３の連結用ワイヤーネット３ｂが跨って配置されているので、スタッドボルト２１の上端部は、前記連結用ワイヤーネット３ｂを貫通し、ワッシャー７を挿通した上ナット８で連結部分を保持している。また、ワッシャー７は合成樹脂製で、図１２（ｃ）（ｄ）のように、多数のピン状突起７ａが外周縁部に下向きに突設されており、そのピン状突起７ａにより連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａとを重ね合わせた状態で保持している。
【００１０】
図１３（ａ）は網状補強材を構成する線材の線径が０．６２ｍｍで、タンク本体およびスタッドボルトがそれぞれアルミニウム合金製でタンク本体の容量が２５００ｍ3 、スタッドボルトの外径（一定）が６．４ｍｍ（断面積：３２．０ｍｍ2 、断面係数：２５．７ｍｍ3 ）でボルトピッチが半球面部２２５ｍｍ/円筒部６００ｍｍの場合、常温（外気温度３０℃）でＬＮＧをタンクに充填しタンクが収縮（熱収縮率は約０．４％）した状態を示す一部断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部（境界線付近）を拡大して示す断面図である。図１４はスタッドボルトの位置とボルトＮｏの関係を示す模式図、図１５（ａ）〜（ｃ）は収縮状態において各位置でスタッドボルトに作用する軸力（引張荷重）、曲げモーメントおよびせん断力をそれぞれボルトＮｏとの関係で示す線図である。
【００１１】
これらはいずれも、１／８部分タンク模型に基づきＦＥＭ解析により算出したものである。なお、数値的には、後述する表１のＭＯＤ−２（比較例）の欄に表している。表１は本発明の実施例１，２，３（ＭＯＤ−１，３，４）および比較例（ＭＯＤ−２）において半球面部１ａと円筒状胴部１ｂの境界線付近に配置されているスタッドボルトの軸力（引張荷重）、曲げモーメントおよびせん断力をＦＥＭ解析に基づき算出した各値を示す。
【００１２】
以上の図１２〜１５および表１から明らかなように、円筒状胴部１ｂの長手方向の中間位置にあるスタッドボルト（Ｎｏ．０〜９）および半球面部１ａの中心位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．２５０）からそれらの境界線位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）にかけて曲げモーメントおよびせん断力が漸次増大する。つまり、防熱パネルをタンク本体に固定するためにスタッドボルト等の支持具を用いたシリンダ形タンクにおいては、ＬＮＧ等の極低温物質を貯蔵するために、常圧・極低温下で使用する場合には、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボルト等の支持具に曲げモーメント及びせん断力が発生し、特に半球面部と円筒状胴部との境界付近に位置するスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）に大きな曲げモーメント及びせん断力が作用する。
【００１３】
その結果、タンク本体１（シリンダ形タンク）においては、半球面部１ａと円筒状胴部１ｂと境界線位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）の曲げモーメントは最大となり、それを原因として、スタッドボルトが根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断に至るおそれがある。
【００１４】
この発明は、かかる点に鑑みなされたものであって、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボルト等の支持具に発生する曲げモーメントを減少若しくはなくすことができる（０にできる）極低温タンク用防熱構造を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明は、凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に設けられた支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設する極低温タンク用防熱構造において、前記タンク本体は、円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接してなり、前記支持具は、下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成され、前記下側支持部材の下端部が前記タンク本体に固着されていることを特徴としている。
【００１６】
このようにすれば、可撓性及び屈曲性に優れる索条を主体的に用いることで、その索条の部分でもって支持具に生じようとする曲げモーメントが吸収されることとなる。よって、タンク本体が熱収縮する際に、支持具に曲げモーメントが作用するということがなくなる。その結果、従来支持具がスタッドボルトである場合にその根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断するおそれがあったが、そのようなおそれがなくなる。
【００１７】
よって、極低温物質の貯蔵による熱収縮により大きく収縮する極低温タンク、すなわちアルミホイル表面シート材を有し内外二層積層構造の合成樹脂発泡体からなる凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に植設された支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設し、前記目地の合成樹脂発泡体上およびその周辺の前記アルミホイル表面シート材上に跨がって、前記アルミホイル表面シート材と同一構成のアルミホイル連結シート材を全面的に接着するとともに、前記二層積層構造の内外積層部の中間位置に補強用ワイヤーネットを介装した極低温タンクに適する。
【００１９】
また、シリンダ形タンクの円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分だけに前記支持具（下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成される支持具）を使用し、そのほかの部分は従来の球形タンクに用いるスタッドボルトを支持具として使用できるので、従来構造とは異なる曲げモーメント抑制構造の使用を必要最小限にして、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【００２０】
同様に、簡単な構造で、タンク本体の熱収縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを抑制するために、前記索条に代えて、請求項２に記載のように、前記支持具は、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支持部材とを有する構成とすることもできる。
このようにすれば、防熱パネルをタンク本体に取り付ける支持具が、タンク本体の熱収縮する際に前記支持具に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモーメント抑制構造を備えているため、タンク本体の半球面部と円筒状胴部の境界に位置する支持具に最大に作用する曲げモーメントが大幅に低減される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明に係る防熱構造を備えた極低温用シリンダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示す正面図および右半分を省略した左側面図、図２は同中央縦断面図、図３はタンク上の防熱層の一部を拡大して示す平面図、図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面図、図４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図５（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４(ｂ)の一部拡大断面図である。図６（ａ）は図５(ｂ)の上部をさらに拡大した断面図、図６（ｂ）は防熱パネルの実施の形態を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、タンク本体１は、両端に位置する半球面部１ａ，１ａの間に円筒状胴部１ｂが配置され、それらが一体に設けられたシリンダ形タンクである。本例では、タンク本体１はアルミニウム合金から形成されている。
【００２６】
このタンク本体１の取付固定は、ＬＮＧ輸送船のホールド内底部に一対の船体側タンク支持部材３３，３４を長さ方向に一定間隔をあけて立設した後、これらのタンク支持部材３３，３４の上にタンク側支持部材３１，３２を載せるように配置されている。なお、前記タンク本体１は一方のタンク側支持部材３１が船体側タンク支持部材３３に取り付けられたストッパーによりタンク本体１の長さ方向に固定されている。他方のタンク側支持部材３２は低温熱収縮によるタンク本体１の長さ方向の変形を吸収できるようにタンク支持部材３４に対してスライド可能に載置されている。
【００２７】
図２〜図４に示すように、タンク本体１の外周面を被覆する防熱層２は、内側（タンク側）防熱積層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造である。前記両防熱積層部２ａ，２ｂの間に、網状補強材３のワイヤーネット３ａを介装し、防熱層を形成する合成樹脂を発泡成形するときの発泡時自己接着作用あるいは接着剤にて相互に接着して一体化した構造とされる。
【００２８】
前記防熱層２は、凸形断面で定形の多数の防熱パネル５（図６（ｂ）参照）をタンク本体１の外周面上に相互に隣接し、従来のスタッドボルト方式ではなく、本発明の特徴とする索条４Ａを含む支持具４にて固定される。この索条４Ａとしては、可撓性及び屈曲性に優れるワイヤーやロープなどが用いられ、これを用いることによって、支持具４が、前記タンク本体１が熱収縮する際に前記支持具４に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモーメント抑制構造を備えている。
【００２９】
この索条４Ａの下端部は、図５（ｂ）に示すように、タンク本体１に溶接により固着された下側支持部材４Ｂの先端環状係止部４Ｂａが係止される一方、上端部は、ワッシャー７及びナット８によって取り付けられる上側支持部材４Ｃの下端環状係止部４Ｃａに係止されている。
【００３０】
前記防熱パネル５は、図１及び図６（ｂ）に示すように、定形（本例では円筒状胴部１ｂが長辺１.２ｍ×短辺０.９ｍ、半球面部１ａが長辺０.９ｍ×短辺０.６ｍ（×厚さ：３３０ｍｍ、この厚さは所要防熱性能の大小に応じて増減され得るものである。））の凸形断面で、内側防熱積層部２ａ（厚さ２１０ｍｍ）と、凸状の外側防熱層部２ｂ（厚さ１２０ｍｍ）との間に、網状補強材３の一部を構成する平織金網のワイヤーネット３ａを一体に介装した構造からなる。内側防熱積層部２ａはガラス繊維、天然繊維、化学繊維などで強化された硬質ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体などから選択されるが、本例ではフェノール樹脂発泡体からなる。また、外側防熱層部２ｂは、硬質ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体、スチレン樹脂発泡体などから選択されるが、本例ではポリウレタン発泡体からなる。
【００３１】
前記防熱パネル５の表面は、アルミホイル表面シート材６（アルミニウム合金による表面シート材）により被覆されている。この表面シート材６は、図６（ａ）に一部を示すように、厚さ２５μｍのアルミホイル（アルミ箔）６ａを主体として、このアルミホイル６ａの表面に、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム６ｂをラミネーティングあるいはコーティングにより一体に積層し、アルミホイル６ａの裏面（内面）に、厚さ１００μｍほどの不織布６ｃを一体に積層した構造からなる。
【００３２】
図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、タンク本体１の外周面には、先端に環状係止部４Ｂａを有する下側支持部材４Ｂの下端部が、一定の間隔（本例では、半球面部１ａ：２２５ｍｍｍ又は４５０ｍｍ、円筒状胴部１ｂ：６００ｍｍ）をあけて、溶接により固着されている。また、この下側支持部材４Ｂの環状係止部４Ｂａには、索条４Ａの下端部が係止されている。索条４Ａは、内側防熱積層部２ａに対応する一定の長さを有し、それの上端部は上側支持部材４Ｃの下端の環状係止部４Ｃａに係止されている。
【００３３】
そして、前記防熱パネル５のワイヤーネット３ａ上には網状補強材３の連結用ワイヤーネット３ｂが跨がって配置されているので、前記上側支持部材４Ｃの雄ねじ部４Ｃｂは、前記連結用ワイヤーネット３ｂを貫通し、ワッシャー７を挿通したうえナット８で締め付けるとともに、ワッシャー７（ピン状突起７ａ）により連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａとを重ね合わせた状態で保持している。このワッシャー７及びナット８による取り付けは、従来の支持具であるスタッドボルトの上端部の取り付けと同じである（図１２（ｂ）参照）。
【００３４】
前記索条４Ａは、可撓性及び柔軟性に優れるので、タンク本体１の熱収縮の際に、曲げモーメントが作用しようとしても、それを吸収する方向に変形し、結果として曲げモーメントは作用しない。ここで、前記索条４Ａは、下側支持部材４Ｂを介してタンク本体１に取り付けるようにしているが、索条４Ａの下端部をタンク本体１の外周面に溶接により直接に固着することもできる。
【００３５】
隣接する防熱パネル５の外側防熱層部２ｂの間は目地（空隙）になっており、この目地に外側防熱層部２ｂと基本的には同一種類の合成樹脂材を少なくとも充填又は発泡の一方を行うことにより、本例では、ポリウレタン発泡体９によって目地を埋めている。
【００３６】
このポリウレタン発泡体９の表面上には、図６（ａ）に示すように両側の防熱パネル５のアルミホイル表面シート材６の外縁部上から、アルミホイル連結シート材１１を接着している。このアルミホイル連結シート材１１は、前記アルミホイル表面シート材６の外縁部上に連続して（浮かせずに）貼着される両面接着のブチルラバーシート１１ａ（厚さが例えば５００μｍ）と、このラバーシート１１ａ上に全面的に貼着又は接着される厚さ２５μｍのアルミホイル（アルミ箔）１１ｂと、このアルミホイル１１ｂの表面に、ラミネーティングあるいはコーティングにより一体に積層した厚さ５０μｍほどのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム１１ｃとの積層構造からなる。
【００３７】
以上のようにして防熱層２によりタンク本体１の外周面が被覆され、本例の防熱構造が構成される。そして、従来の構造では、支持具として、同一径のスタッドボルト２１（図１２（ｂ）参照）を使用しているが、それに代えて、本発明においては、ロープやワイヤーなどの索条４Ａを利用した支持具４を用いているので、タンクの熱収縮により、曲げモーメントは作用せず、従来の曲げモーメントの発生による支持具４の損傷などの問題がなくなる。
【００３８】
次の表１におけるＭＯＤ−１は、本発明の実施例のＦＥＭ解析結果を表す数値であり、図７（ａ）〜（ｃ）は熱収縮状態で、各位置の索条に作用する軸力、曲げモーメント及び剪断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示している。図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−１における防熱パネルの状態から熱収縮した状態を示す部分断面図及びその一部拡大図である。
【００３９】
【表１】
【００４０】
本発明は、以上説明した実施の形態に制限されることなく、次のように変更することも可能である。
（１）前記実施の形態においては、前記支持具４を、索条４Ａ、下側支持部材４Ｂ及び上側支持部材４Ｃでもって構成しているが、それに代えて、図９に示すように、上下両端部を除き中間部分を細くしたボルト部材を使用する支持具とすることも可能である。
【００４１】
この支持具１４は、タンク本体１と同質のアルミニウム合金製の下側支持部材１５と、ステンレス製の可撓性ボルト部材１６とから構成される。前記支持部材１５は、雌ねじ孔部１５ａと、タンク本体１に溶接により固着される根元部１５ｂとが一体に形成されている。前記可撓性ボルト部材１６は、例えば、上下両端部が雄ねじ部１６ａ，１６ｂで、中間部分が雄ねじ部１６ａ，１６ｂより外径が小さい細径部１６ｃとされ、中間部分において曲がりやすくしている。前記可撓性ボルト部材１６の下側の雄ねじ部１６ｂは支持部材１５の雌ねじ部１５ａに螺合することで取り付けられ、上側の雄ねじ部１６ａは、従来のスタッドボルトと同様に、ワッシャー７やナット８を用いて取り付けられる。
【００４２】
そして、鉄製のワイヤーネット３ａの線径について、半球面部１ａのワイヤーネット３ａを０．７０ｍｍとし、円筒状胴部１ｂのワイヤーネット３ａの線径を０．６２ｍｍにし、タンク本体１における半球面部１ａの半径が約４５００ｍｍ、円筒状胴部１ｂの長さが約１４０００ｍｍなど、支持具１４の構成以外は、ＭＯＤ−１と構成部材および固定ピッチなどがそれぞれ共通する。可撓性ボルト部材１６の上下両端部（雄ねじ部１６ａ，１６ｂ）を外径６．０ｍｍ、中間部分（細径部１６ｂ）を外径４．０ｍｍ、あるいは４．５ｍｍの細径とすると（ＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４）、可撓性ボルト部材１６に作用する軸力はＭＯＤ−２（比較例）の場合とほとんど変化がないが、曲げモーメントについては、ＭＯＤ−２に比べてさらに低減されており、可撓性ボルト部材１６による曲げモーメントの低減効果が十分にあるものと認められる（表１のＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４参照）。
（２）また、図１０に示すように、前記可撓性ボルト部材１６に代えて、フック部１７Ａａ，１７Ｂａを有する上側部材１７Ａと下側部材１７Ｂとで構成されるボルト部材１７を用いることも可能である。この場合は、フック部１７Ａａ，１７Ｂａ同士を互いに相対回転可能に結合し、両部材１７Ａ，１７Ｂをあたかもユニバーサルジョイントで結合したようになる。上側部材１７Ａ及び下側部材１７Ｂの雄ねじ部１７Ａｂ，１７Ｂｂの取り付けは、前記可撓性ボルト部材１６の場合と同様である。
（３）前記実施の形態では、索条を用いる支持具（曲げモーメント抑制構造）をすべての支持具に対して適用するようにしているが、本発明はそれに制限されるものではなく、そのような支持具を、特に作用する曲げモーメントが大きくなる前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分において使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルト（従来の支持具）を使用することも可能である。
（４）本発明の対象とする極低温タンクは、主として円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接したシリンダ形タンクであるが、球形などの曲率を有するものであれば適用可能で、地上に設置されるものだけでなく、たとえば、船舶に搭載されるものを含む。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、この発明の極低温タンク用防熱構造には、次のような優れた効果がある。
【００４４】
請求項１の発明は、防熱パネルをタンク本体に取り付ける支持具を、下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成するので、その索条で曲げモーメントを吸収することができ、タンク本体が熱収縮する際に、前記支持具に曲げモーメントが作用するということがなくなる。よって、従来支持具がスタッドボルトである場合にはその根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断するという事態が生ずるおそれがあったが、それを回避することができる。
【００４５】
特に、前記下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成される支持具は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用するので、従来構造とは異なる曲げモーメント抑制構造の使用を必要最小限にして、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【００４６】
また、請求項２の発明は、前記索条に代えて、前記支持具を、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支持部材とを有する構成とすることでも、簡単な構造で、タンク本体が熱収縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを抑制することができる。
【００４７】
そして、前記可撓性ボルト部材を、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用するので、請求項１の発明と同様に、施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防熱構造を備えた極低温用シリンダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示す正面図および右半分を省略した左側面図である。
【図２】図１のタンクの概要を示す中央縦断面図である。
【図３】図１のタンク上の防熱層の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面図、図４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図５（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４(ｂ)の一部拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）は図５(ｂ)の上部をさらに拡大した断面図、図６（ｂ）は防熱パネルの実施の形態を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ−１（実施例１）の熱収縮状態でタンク各位置の支持具に作用する軸力、曲げモーメントおよびせん断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示す線図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−１（実施例１）における防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示す部分断面図とその一部拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す要部正面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態を示す要部正面図である。
【図１１】球形タンクの常態と熱収縮時とを示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ）はシリンダ形タンクの常態と熱収縮時とを示す断面図、図１２（ｂ）は従来のスタッドボルトの取付状態の説明図、図１２（ｃ）はワッシャーの平面図、図１２（ｄ）の左半分は同正面図・右半分は同断面図である。
【図１３】図１３（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−２（比較例）における防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示す部分断面図とその一部拡大断面図である。
【図１４】シリンダ形タンクにおけるスタッドボルトの位置とボルトＮｏの関係を１／８部分モデルにおいて示す模式図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ−２（比較例）の熱収縮状態においてタンク各位置のスタッドボルトに作用する軸力、曲げモーメントおよびせん断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示す線図である。
【符号の説明】
１ タンク本体
１ａ 半球面部
１ｂ 円筒状胴部（円筒部）
２ 防熱層
２ａ 内側防熱積層部
２ｂ 外側防熱積層部
３ 網状補強材
４，１４ 支持具
４Ａ 索条
４Ｂ 下側支持部材
４Ｃ 上側支持部材
５ 防熱パネル
１５ 下側支持部材
１６ ボルト部材
１７ ボルト部材
１７Ａ 上側部材
１７Ａａ フック部
１７Ａｂ 雄ねじ部
１７Ｂ 下側部材
１７Ｂａ フック部
１７Ｂｂ 雄ねじ部
Claims (2)
- 凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に設けられた支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設する極低温タンク用防熱構造において、
前記タンク本体は、円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接してなり、
前記支持具は、下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成され、前記下側支持部材の下端部が前記タンク本体に固着され、
前記下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなどの索条とにより構成される支持具は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用することを特徴とする極低温タンク用防熱構造。 - 凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に設けられた支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって前記目地間を埋設する極低温タンク用防熱構造において、
前記タンク本体は、円筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接してなり、
前記支持具は、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支持部材とを有し、
前記可撓性ボルト部材は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボルトを使用することを特徴とする極低温タンク用防熱構造。
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