JP4348596B2

JP4348596B2 - 膜式ガスホルダー

Info

Publication number: JP4348596B2
Application number: JP2002316336A
Authority: JP
Inventors: 宏治石井; 正則玉田
Original assignee: 株式会社石井鐵工所
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004150525A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、し尿、浄化槽汚泥、畜産・水産施設からの廃棄物、生ゴミなどの有機性廃棄物からメタンガスを得て発電するバイオガス発電施設や、製鉄所の廃ガス、低圧の工業用ガスの貯蔵設備などに適用する膜式ガスホルダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の「乾式ガスホルダー」には、例えば本出願人による特許第３０３１７０号公報（特許文献１参照）がある。
この従来の乾式ガスホルダーは、外殻本体の内部に、垂直方向に水平を維持しながら昇降自在なピストンデッキと、その外周にリング状にピストンフェンダーを立設し、このピストンフェンダーの取付部に一方端を固定し、他方端をＴフェンダーの取付部に固定した内側シールゴムを備え、またＴフェンダーに一方端を固定し、側板のほぼＴフェンダー高さの内壁に他方端を固定した外側シールゴムを備えた構造である。
【０００３】
また、可撓性気密材料にて略角錐形に作製した、「定圧上下作動式ガス嚢」の発明（特許文献２参照）特公昭５８−３１５２０号公報の発明がある。
この従来の定圧上下作動式ガス嚢は、その周側壁の縦断面形状を鋸歯状となし、…一定内圧で全屈折襞２の部分が一斉に上下作動するように上位から下位に至るに従い順次に大きい面積となるように形成している。
また、ガス嚢天井部の剛体板の上面には第７図、第８図に示すように吊下ロープの各基端が均斉に分布された位置に固着されており、…の全重量にほぼ見合う平衡重錘５を夫々着設している。
【０００４】
また、「ダイヤフラム式ガスホルダ」の考案（特許文献３参照）実開昭６３−１８７００号公報の考案がある。
この従来のダイヤフラム式ガスホルダは、ホルダ本体の上部開口が屋根で覆われるとともに、内部にダイヤフラムが取付けられたダイヤフラム式ガスホルダにおいて、ホルダ本体下部のデッドスペースを無くすようにダイヤフラムの下方への伸張形状に対応した形状にしたものである。
【０００５】
また、「タンク内を上下動可能に設けられたバルーンの構造」の発明（特許文献４参照）特開平５−２２９５９２号公報の発明がある。
この従来の発明は、バルーンが弛んだ際の接触摩擦を防止し、さらに計測を常時可能とし、設置場所を少なくする構造とするために、タンク内面の略中央高さ位置に可撓性材料の端部を取り付け、その頂部中央部分に非可撓性材料からなる円板を取り付け、この円板中央部にバランス用錘に連結された索条を取り付け、タンク内を上下動可能に設けたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０３１７０号公報（図１、図２及び、第３頁右蘭第３７行〜第４頁左蘭第２３行）
【特許文献２】
特公昭５８−３１５２０号公報（第７図乃至第１１図及び、第２頁右蘭第２４行〜第２８行、第２頁右蘭第３７行〜第４４行）
【特許文献３】
実開昭６３−１８７００号公報（第１図、第２図及び、実用新案登録請求の範囲）
【特許文献４】
特開平５−２２９５９２号公報（第１図及び、第２頁右蘭第５行〜第８行、第２頁右蘭第１８行〜第２３行）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記紹介した特許文献１の乾式ホルダーは、図１に示されているように、ピストンデッキ、ピストンフェンダー、Ｔフェンダー、及び内外シールゴムの構造が複雑化し、構築に手間が掛かり、設備費及び建築費が高額となった。
【０００８】
また、上記紹介した特許文献２の定圧上下作動式ガス嚢は、周側壁の屈折襞２の折り畳み構造が複雑で製作が大変であり、外気や紫外線などによって老化することがあり、吊り移動の繰返し使用によって劣化する心配があった。
【０００９】
また、上記紹介した特許文献３のダイヤフラム式ガスホルダは、球面体構造の外殻の構築が大掛かりで、球面体構造のダイヤフラム膜の成形にも手間が掛かるものであった。
【００１０】
また、上記紹介した特許文献４のバルーンは、大きくて重量が大であるため、繰返し上下動や反転によって荷重負荷が大きく、耐久性が低下する心配があった。
【００１１】
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、簡単な構造で建設費が低額で、作動性が良く、耐久性に優れた膜式ガスホルダーを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る膜式ガスホルダーは、スレート製、金属製などの貯槽構造物の中に、気密性及び液密性を有する可撓性膜材で平坦形状の底膜と、円筒形状の側膜と、ドーム形状の屋根膜とを一体形状の袋体に形成し、上記袋体の底膜にガスの出入口等のノズルを設け、底膜周縁端と側膜最下部周縁端とのフレア状の溶着部を、押え板及び螺着部材を用いて底版に固定するとともに上記側膜最下部外周縁端部に、筒状膜体片で袋綴じ状に覆った丸棒状の補強部材を設け、該丸棒状の補強部材は、上記押え板の内側面に接する位置に設けるとともに上記袋綴じ状筒状膜体片の外側端部には押え板の下部に、上記螺着部材にて側膜最下部周縁端部及び底膜周縁端部とともに固定したものである。
【００１４】
また、上記屋根膜上面に、屋根膜をおさえる補強テープを備えた側膜内径よりも小さい環状の重錘バランサーを載置し、該重錘バランサーに結合するバランスワイヤーを介して貯槽構造物の外側に垂下するカウンターウエイトを設けることにより、常にガス貯蔵量の変化に対応して操業内圧力を確保するものである。
【００１５】
また、上記側膜外周部に膜布タブを所定間隔をおいて取付け、該膜布タブに合成繊維製の補強部材を挿通保持して側膜の膨らみを規制し、該補強部材は側膜外周面に複数段設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明に係る膜式ガスホルダーの実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、膜式ガスホルダー全体の縦断面を示し、図２は、図１の袋体（膜体）周縁の固着部を拡大して示すものである。
１は外殻となる貯槽構造物で、石綿とセメントを混ぜて製造した合板構造のスレート製、鋼板を用いて溶接やパネル接合した金属製などからなる。この貯槽構造物１は、円形平面形状の底版２と、円筒形状の側壁３と、円錐形状などからなる屋根４とで高床式の平底円筒形状に形成する。
なお、貯槽構造物１は、図のような高床式の底板をなくし、コンクリート製などで基礎面と同一体に簡素化した底版構造に形成してもよい。
この貯槽構造物１の外殻の内部に、ガスを収容するための気密性及び液密性を有し軽量で引張強度を有する可撓性膜材よりなる袋体５を収容する。
【００１７】
袋体５は、可撓性を有する膜材を用いて、平坦形状の底膜６と、円筒形状の側膜７と、ドーム形状の屋根膜８とで密封一体の平底円筒ドーム形状に形成する。
この袋体５を形成する可撓性膜材は、例えば、ポリオレフィン系樹脂、エチレン酢酸ビニール系樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等の合成樹脂材で形成したシート体、或いはポリエステル繊維やガラス繊維等の繊維に、上記ポリ塩化ビニール系樹脂等の合成樹脂をコーティングした布膜材などの気密性及び液密性を有するシート体を用いる。
【００１８】
底膜６の周縁端と側膜７の最下部周縁端とは、フレア状に重合させた溶着部９にて熱溶着接合し、この溶着部９は貯槽構造物１の底版２の内周縁上部に螺着固定する。
また、側膜７と側壁３内面との空間距離は、設計圧力による膜体の膨らみ度合いから側膜７の最大膨らみ量を算出し、この最大膨らみ時に側膜７が側壁３内面に接しない間隔を設定する。なお、図中の二点鎖線は、無圧力状態の側膜７の製作形状を示している。
【００１９】
袋体５内へのガスの流入管１０及び排出管１１は、底版２及び底膜６を貫通して設ける。
なお、図のような高床式の底版２とせず、コンクリート基礎を直接底版２として、この底版２上面に底膜６を載置する構造の場合には、底膜６に取付けられるフランジと基礎中の配管との取付けを容易にするために、コンクリート基礎の底版２にピットを設けて、このピット内で上記配管の取付けを行う。
【００２０】
図２に示すように、側壁３は基礎１２の上に立設し、この側壁３の下部外周縁に固着したブラケット状の固定材１４に、アンカー材１５にて複数箇所を固定する。
また底版２は、チャンネル材などの型鋼材よりなる支持材１３Ａ上に配列し、側壁３下部内面全周に固着したアングル材などの支持材１３Ｂ上に固定して、高床状に敷設する。
そして、この底版２の上面に、袋体５下面の底膜６を展設する。
【００２１】
袋体５の固着部９は、図２に示すように、上記底膜６の周縁端部に側膜７の最下部周縁端部を外側に折り曲げてフレア状に溶着し、この側膜最下部周縁端部上に、平帯略扇状の環状覆膜１６を被覆溶着して気密性を確保する。
この環状覆膜１６の上部に、帯膜片を袋状に折り曲げた筒状膜体片１９を形成し、この筒状膜体片１９内にワイヤーロープ等の丸棒状の補強部材２０を挿通する。
そして、予め底版２に固定し立設したボルトに、上記底膜６の周縁端部と側膜７の周縁端部のフレア状溶着部、平帯略扇状の環状覆膜１６、及び筒状膜体片１９の外側量ね端部を挿通し、この上に帯板状の押え板１７を重ね合わせて上記ボルトに挿通し、上部から全体をナットで締め付ける。
このように、袋体５の固着部９は、ボルト・ナットの螺着部材１８によって一体に固定される。
【００２２】
上記筒状膜体片１９は、袋体５の膨らみによって側膜７と柔軟に屈折するように当接するとともに、内部の丸棒状の補強部材２０の締付力によって、内部圧力による側膜最下部の広がりを抑制するとともに、底膜６と側膜７との溶着部９の剥離を防止することができる。
また押え板１７は、袋綴じ状の筒状膜体片１９を介して補強部材２０の側面に接しており、補強部材２０の広がり移動を防止し、さらに袋綴じ状の筒状膜体片１９を押えているので、補強部材２０の上方への移動を防止できる。このように補強部材２０は、常に所定の位置に保持され、底膜６と側膜７との溶着部９の剥離を防止することができるため、高い内圧力の場合でも安全性が確保できる。
【００２３】
図３に示すように、袋体５のドーム形状屋根膜８の上面に、天頂部から略放射状に補強テープ２５を展設する。この補強テープ２５は、平帯状のバンド形状で膜体の材料よりも剛性が高く、伸び率が同程度のポリエステル繊維などの合成繊維材を用いて製作する。
上記屋根膜８の外周位置に、側膜内径よりも小さい外径で、設計内圧力に対応した重量のパイプ材などを用いて製作した環状の重錘バランサー２１を載設し、上記補強テープ２５の端縁を接続する。
この屋根膜８上面の補強テープ２５は、環状の重錘バランサー２１の平衡を保持し、内圧力で屋根膜８に発生する張力を低減させ膨張を抑制することができる。
なお、図中の二点鎖線は、無圧力状態の袋体５の製作形状を示している。
【００２４】
そして、この重錘バランサー２１の上部複数箇所、対称位置にバランスワイヤー２２の先端を結合し、このバランスワイヤー２２から複数の滑車２３を介して貯槽構造物１の外面に延出して垂下し、その先端にカウンターウエイト２４を設ける。
このカウンターウエイト２４の錘の重量を変えることによって、操業内圧力の変更や調整をすることができ、またレベル計を設けてその高さ位置によって、ガス貯蔵容量を、貯槽構造物の外面から計測することができる。
【００２５】
上記重錘バランサー２１とバランスワイヤー２２、及びカウンターウエイト２４を用いて、袋体５を安定的に上下移動させ、常にガス貯蔵量の変化に対応して操業内圧力を確保する。なおこの操業圧力は、通常、水柱で５００ミリメートル以下の比較的低い圧力である。
【００２６】
図４に示すように、上記側膜７の外周部に、間隔をおいて複数の膜布タブ２６を中空状に固着し、この膜布タブ２６の中空状部に、合成繊維製の帯状或いはロープ状などからなる補強部材２７を挿通して水平リング状に配設する。
この補強部材２７は、側膜７の外径寸法と同じとし、図のように側膜７外周面に水平リング状に複数段設ける。或いは、図示はしないが斜め螺旋状に連続して設けるか、クロスさせた後に隔接して複数段に設ける。
【００２７】
このように、側膜７の外周面に補強部材２７を設けることにより、側膜７の強度を増すとともに、膨らみを規制して側壁内面への接触を防止し、水平方向に変形することなく無理な引張り力を与えず、さらに垂直方向に自然な折畳みを可能にする。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る膜式ガスホルダーは、スレート製、金属製などの貯槽構造物の中に、気密性及び液密性を有する可撓性膜材で平坦形状の底膜と、円筒形状の側膜と、ドーム形状の屋根膜とを一体形状の袋体に形成し、上記袋体の底膜にガスの出入口等のノズルを設け、底膜周縁端と側膜最下部周縁端とのフレア状の溶着部を、押え板及び螺着部材を用いて底版と固定したので、膜体が貯槽構造物の中に位置し日光や外気に曝されることないため、紫外線による劣化がなく、強風による膜体の崩壊や飛来物による破損を防止することができ、安全性や耐久性を確保することができる。
また、袋体を平底円筒形状にしたので、貯蔵容量が大きい場合には、側膜を高くすることで対応でき、狭い敷地に経済的に設置することができる。
また、底膜を平坦形状とし、底版上に載置したので、内圧力で発生する応力は、底膜を介して底版で受けるので、底膜に張力は発生せず、さらに底膜に取付くノズル取付部の底膜に引張応力や内圧変動に伴う繰返し応力は発生せず、安全性を向上することができる。
また、膜体は工場で一体成形し、現地で底膜外周縁の固定部で底版に固定するだけでよいので、低所作業で簡単に取付けることができるため、安全で建設工期を短縮することができ、経済性を向上することができる。
さらに、袋体の膜体は、気密性を有する市販の軽量な可撓性膜材を用いて、底膜周縁端と側膜最下部周縁端をフレア形状の重ね溶着部とし、工場で側膜と屋根膜を一体成形し、最後に該重ね溶着部を外面から容易に熱溶着できる構造としたので、特殊な機具を必要とせず簡単容易に、作業性良く手間も掛からず経済的に製作することができる。
【００２９】
また、本発明に係る膜式ガスホルダーは、上記側膜最下部外周縁端部に、筒状膜体片で袋綴じ状に覆った丸棒状の補強部材を設け、該丸棒状の補強部材は、上記押え板の内側面に接する位置に設けるとともに、上記袋綴じ状筒状膜体片の外側端部は押え板の下部に、上記螺着部材にて側膜最下部周縁端部及び底膜周縁端部とともに固定したので、丸棒状の補強部材で内部圧力による側膜最下部の広がりを抑制し、底膜と側膜との溶着部の剥離を防止することができる。
また押え板は、押え板の内側側面に袋綴じ状の筒状膜片を介して上記補強部材に接しており、補強部材の広がり移動を防止でき、さらに袋綴じ状の筒状膜片を押えているので、補強部材の上方への移動を防止でき、このように補強部材は常に所定の位置に保持され底膜と側膜との溶着部の剥離を防止することができるため、高い内圧力の場合でも安全性が確保できる。
【００３０】
また、上記屋根膜上面に、屋根膜をおさえる補強テープを備えた側膜内径よりも小さい環状の重錘バランサーを載置し、該重錘バランサーに結合するバランスワイヤーを介して貯槽構造物の外側に垂下するカウンターウエイトを設けることにより、常にガス貯蔵量の変化に対応して操業内圧力を確保するので、屋根膜上面の補強テープは、環状の重錘バランサーの平衡を保持できるとともに、内圧力による屋根膜に発生する張力を低減させ、上方へ広がろうとする膨張を抑制することができる。
また、重錘バランサー及びカウンターウエイトにより、常に操業内圧力に対応した所定荷重が屋根膜に載荷されるため、ガス貯蔵量が少ない場合でも所定の操業圧力を確保することができ、ガス発生量が不安定なガス製造施設にも適用できる。
さらに、カウンターウエイトの錘の重量を変えることによって、操業内圧力の変更や調整をすることができるとともに、レベル計を設けてその高さ位置によって、貯槽構造物の外面からガス貯蔵容量を計測することもできる。
【００３１】
また、上記側膜外周部に膜布タブを所定間隔をおいて取付け、該膜布タブに合成繊維製の補強部材を挿通保持して側膜の膨らみを規制し、該補強部材は側膜外周面に複数段設けたので、複数段の補強部材によって、内圧力による側膜に発生する張力は補強部材が一部負担し、側膜に発生する張力を低減することができるため、膜体の安全性を向上することができ、側膜の高さを増して容量の増加を図ることができるため、大容量のガス貯蔵や高い圧力の貯蔵に適用することができる。
また補強部材は、可撓性膜材より剛性は高いが伸び率が同程度の合成繊維製材料を用いることにより、補強部材間の膨らみを低減することができ、さらに、貯蔵量が少ない時の側膜の折畳みは、水平方向に変形せず垂直方向に自然な折畳みができるので、側膜と側壁内面との空間部を狭くすることが可能となり、狭い敷地でも設置できる。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る膜式ガスホルダーの実施形態例を示す縦断面説明図である。
【図２】図１の袋体下部周縁の固着部近傍を、拡大して示す縦断面説明図である。
【図３】屋根膜に補強テープ、及び重錘バランサーなどを設けた状態を示す縦断面説明図である。
【図４】側膜の外周部に複数の膜布タブ、及び水平リングの補強部材を設けた場合を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１貯槽構造物２底版
３側壁４屋根
５袋体（膜体）６底膜
７側膜８屋根膜
９固着部
１０供給管１０Ａ入口ノズル
１１排出管１１Ａ出口ノズル
１２基礎１３Ａ支持材
１３Ｂ支持材１４固定材
１５アンカー材１６環状覆膜
１７押え板１８螺着部材
１９筒状膜体片２０補強部材
２１重錘バランサー２２バランスワイヤ
２３滑車２４カウンターウエイト
２５補強テープ２６膜布タブ
２７補強部材

Claims

スレート製、金属製などの貯槽構造物の中に、気密性及び液密性を有する可撓性膜材で平坦形状の底膜と、円筒形状の側膜と、ドーム形状の屋根膜とを一体形状の袋体に形成し、上記袋体の底膜にガスの出入口等のノズルを設け、底膜周縁端と側膜最下部周縁端とのフレア状の溶着部を、押え板及び螺着部材を用いて底版に固定するとともに上記側膜最下部外周縁端部に、筒状膜体片で袋綴じ状に覆った丸棒状の補強部材を設け、該丸棒状の補強部材は、上記押え板の内側面に接する位置に設けるとともに上記袋綴じ状筒状膜体片の外側端部には押え板の下部に、上記螺着部材にて側膜最下部周縁端部及び底膜周縁端部とともに固定したことを特徴とする膜式ガスホルダー。
上記屋根膜上面に、屋根膜をおさえる補強テープを備えた側膜内径よりも小さい環状の重錘バランサーを載置し、該重錘バランサーに結合するバランスワイヤーを介して貯槽構造物の外側に垂下するカウンターウエイトを設けることにより、常にガス貯蔵量の変化に対応して操業内圧力を確保することを特徴とする請求項１記載の膜式ガスホルダー。
上記側膜外周部に膜布タブを所定間隔をおいて取付け、該膜布タブに合成繊維製の補強部材を挿通保持して側膜の膨らみを規制し、該補強部材は側膜外周面に複数段設けたことを特徴とする請求項２記載の膜式ガスホルダー。