JP5120683B2 - Vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank - Google Patents
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Description
この発明は、液体窒素、液体酸素、LNG等の低温液化ガスなどを貯蔵する縦置二重殻円筒形低温貯槽に関するものである。 The present invention relates to a vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank that stores low-temperature liquefied gas such as liquid nitrogen, liquid oxygen, and LNG.
従来の縦置二重殻円筒形低温貯槽について、特許文献1(図3)、特許文献2(図4)、特許文献3(図5)に基づいて説明する。
なお、同一部位には同一記号を付している。
A conventional vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank will be described based on Patent Document 1 (FIG. 3), Patent Document 2 (FIG. 4), and Patent Document 3 (FIG. 5).
In addition, the same symbol is attached | subjected to the same site | part.
従来例1の縦置二重殻円筒形低温貯槽「竪型断熱低温タンクの外槽支持構造」特許第3684318号公報(特許文献1参照)の発明を、図3に基づいて説明する。
この特許文献1の竪型断熱低温タンクは、従来例の図3に示すように、 内槽1は、半楕円形状の上部鏡板6と円筒形状の中間胴板7と半楕円形状の下部鏡板8とで形成し、外槽2は、ドーム形状の外槽屋根板9と円筒形状の外槽側板10と円すい胴板11と水平円板形状の外槽底板12とで形成している。
The invention of the vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank of the conventional example 1 “outer tank support structure for vertical adiabatic low-temperature tank” Japanese Patent No. 3684318 (see Patent Document 1) will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3 of the conventional example, the
従来例2の縦置二重殻円筒形低温貯槽、本特許出願人に係る「縦置二重殻円筒形低温貯槽」特開2004−211759号公報(特許文献2参照)の発明を、図4に基づいて説明する。
この特許文献2「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の発明は、従来例の図4に示すように、内外槽二重殻貯槽の外槽2を貫通するスカート4で内槽1及び外槽2を基礎5上に支持し、内槽1の上部鏡板6及び下部鏡板8は半球形状に形成し、外槽2の屋根板9はドーム形状に形成したものである。
FIG. 4 shows the invention of the vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank of Conventional Example 2, “vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-211759 (see Patent Document 2). Based on
As shown in FIG. 4 of the prior art, the invention of this
上記従来例1及び従来例2の縦置二重殻円筒形低温貯槽はいずれも、図3及び図4に示すように、内槽1と外槽2との間には、断熱材を充填した保冷層3を設け、内槽1及び外槽2は円筒形状のスカート4によって基礎5上に支持されている。また、外槽2の屋根上面には、中央にセンターマンホール13、屋根上へ散水するための屋根散水装置14、内外槽間へパーライトを充填するための複数のパーライトマンホール15、計測などを行うためのノズル16、さらに屋根上周囲に屋根手摺17が設けられている。さらに、外槽2の側面には、屋根上に至る昇降梯子18、側板10へ散水するための側散水装置19が設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tanks of Conventional Example 1 and Conventional Example 2 are each filled with a heat insulating material between the
また、従来例3の縦置二重殻円筒形低温貯槽、本特許出願人に係る「縦置二重殻円筒形低温貯槽」特願2006−049539号(特許文献3参照)の発明について、図5に基づいて説明する。
この特許文献3「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の発明は、図5に示すように、内外槽二重殻貯槽の外槽2を貫通するスカート4で内槽1及び外槽2を基礎5上に支持し、内槽1の上部鏡板6及び下部鏡板8は半球形状に形成し、外槽2の屋根板9は内槽1と同心円状の半球形状に形成したものである。
In addition, the vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank of Conventional Example 3 and the invention of “vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank” Japanese Patent Application No. 2006-049539 (see Patent Document 3) related to the present patent applicant are shown in FIG. 5 will be described.
As shown in FIG. 5, the
特許文献1「竪型断熱低温タンクの外槽支持構造」の発明は、上記従来例の図3に示すように、内槽1の上部鏡板6及び下部鏡板8を半楕円形状又はドーム形状に形成し、外槽2の屋根板9はドーム形状に形成しているので、半球形状のものに比べて鏡板6、8及び屋根板9の板厚を厚くしなければならないうえに、屋根9上に至るメンテナンス用の昇降梯子18及び屋根手摺17を設置する場合が多く、構造が複雑で構築も大変であった。
In the invention of
本特許出願人に係る特許文献2「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の発明は、図4に示すように、内槽1の上部鏡板6及び下部鏡板8は半球形状に形成しているので、これらの板厚は薄くできるとともに、スカート4と円すい胴板11の接続部近傍外面での霜の付着や結露の発生を防止することができるが、外槽の屋根板9はドーム形状に形成しているので、屋根部内外槽間のパーライト断熱材3の充填量は肩部において、より多く必要になった。
In the invention of
さらに、図3及び図4に示した上記従来例1及び従来例2の縦置二重殻円筒形低温貯槽はいずれも、外槽屋根板9の形状がなだらかなドーム形状であるので、外槽屋根板9上に複数のパーライトマンホール15が必要となり、また計測用のノズル16など多くの付属品を設ける必要があり、さらに地面の基礎5から外槽屋根板9の上に至る昇降梯子18、屋根手摺17などのメンテナンス用付属品を設置する場合が多かった。
また、冷却用の屋根散水装置14に加えて、外槽側板10へ直接散水するための側散水装置19が必要でかつ大掛かりとなり、貯槽の容量とサイズに応じて形状が複雑に変化し、多くの付属品設備を必要とし、その構築に手間を要しメンテナンスも大変であった。
そして、付属品設備が多く突起物の多い複雑な外周形状であるため、風雨や積雪によって貯槽に偏荷重が作用する心配があった。
Further, since the vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tanks of the conventional example 1 and the conventional example 2 shown in FIGS. 3 and 4 both have a gentle dome shape, the outer tank roof plate 9 has a gentle dome shape. A plurality of
Further, in addition to the
And since there are many accessory equipment and a complicated outer peripheral shape with many protrusions, there was a concern that an unbalanced load might act on the storage tank due to wind and rain or snow accumulation.
また、本特許出願人に係る特許文献3「縦置二重殻円筒形低温貯槽」の発明は、図5に示すように、内槽1の上部鏡板6及び下部鏡板8は半球形状に形成しているのでスカート4と円すい胴板11の接続部近傍外面での霜の付着や結露の発生を防止することができ、また外槽2の屋根板9は内槽1と同心円の半球形状に形成しているので外槽屋根上の手摺り、ノズル、側散水装置などの付属品や設備を少なくすることができ、板厚をより薄く軽量化できるという大きな利点を有するが、貯槽全体が高くなり半楕円形状の鏡板構造に比べて、半球形状鏡板6,8の溶接線は長くなり構築及び検査に手間を要した。
Further, in the invention of
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貯槽の容量や圧力、要求される保冷性能などの条件に適切に対応した内槽の形状とし、かつ貯槽の高さを低く制限出来ることによって、設置場所の適用範囲を拡張し、加えて安定性、機能性及び経済性に優れた縦置二重殻円筒形低温貯槽を提供するものである。 The object of the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and has a shape of an inner tank that appropriately corresponds to conditions such as the capacity and pressure of the storage tank, the required cooling performance, and the storage tank. In addition, the vertical range of the installation location can be expanded, and in addition, a vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank excellent in stability, functionality and economy can be provided.
請求項1の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、半球形状の上部鏡板6と、円筒形状の中間胴板7と、半楕円形状の下部鏡板8とを備えた内槽1を設け、保冷層3を介して該内槽1を囲繞するように上記内槽1の上部鏡板6と中心点を同じくする半球形状の外槽屋根板9と、円筒形状の外槽側板10と、円すい胴板11と、水平円板形状又は上記下部鏡板8よりも小さな曲率のなだらかな凹面円板形状の外槽底板12とで形成する外槽2を設け、上記内槽1の側面下端部から垂直下方に延出して外槽2の外槽底板12端部を貫通する円筒形状のスカート4で上記内槽1及び外槽2を基礎5上に支持し、上記半球形状の外槽屋根板9の頂部中央部に断熱材投入可能なセンターマンホール13を設けたものである。
The vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank according to the invention of
請求項1の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、半球形状の上部鏡板6と、円筒形状の中間胴板7と、半楕円形状の下部鏡板8とを備えた内槽1を設け、保冷層3を介して該内槽1を囲繞するように上記内槽1の上部鏡板6と中心点を同じくする半球形状の外槽屋根板9と、円筒形状の外槽側板10と、円すい胴板11と、水平円板形状又は上記下部鏡板8よりも小さな曲率のなだらかな凹面円板形状の外槽底板12とで形成する外槽2を設け、上記内槽1の側面下端部から垂直下方に延出して外槽2の外槽底板12端部を貫通する円筒形状のスカート4で上記内槽1及び外槽2を基礎5上に支持し、上記半球形状の外槽屋根板9の頂部中央部に断熱材投入可能なセンターマンホール13を設けたので、内槽1の下部鏡板8を半楕円形状に形成することによって、板厚を増加し液体の荷重及び地震等による外荷重に対する強度を向上するとともに、半球形状の下部鏡板を設けた貯槽に比べて上下幅が狭く背が低くなるため貯槽全体の高さを低くすることができ、高さ制限の厳しい地域に適用が可能となる。この半楕円形状の下部鏡板8を備えた内槽1は、半球形状の下部鏡板を設けた貯槽に比べて下部鏡板8の板厚が大きくなるため、地震などの外荷重に対する耐久性が向上し機能的及び経済的に優れ、低圧の貯槽に適した構造の貯槽となる。内槽1の上部鏡板6を半球形状に形成することによって、内圧荷重及び応力が板面に均等にかかるため薄板を採用することができ、この薄板を用いて曲率が一定の球殻形状にプレス加工によって作業性良く製作することができ、薄板の採用により荷重が小さくなるため、スカート4への荷重負担が低減され軽量化に加えて補強構造も簡素化することができる。
また、外槽屋根板9を内槽1の上部鏡板6と中心点を同じくする半球形状に形成することによって、薄板を採用し曲率が一定の球殻形状にプレス加工によって作業性良く製作することができ、薄板の採用により荷重が小さくなるため、スカート4への荷重負担が低減され軽量化に加えて補強構造も簡素化することができ、外槽屋根に負荷される雪や風の荷重を軽減し外槽補強部材及び外槽支持部への荷重負担を低減することが可能となる。さらに、保冷層3へのパーライト断熱材の充填は、外槽屋根板9中央のセンターマンホール13を使用して周方向へ平均に導入することができるため、従来のような複数個のパーライトマンホールを外槽屋根に設ける必要がない。このセンターマンホール13から断熱材を投入した際に、屋根部の保冷層3は同心円で均一に分散されるため、周囲から側部にわたってパーライト粒が充填されない死角が形成されることがない。
このように、形成した縦置二重殻円筒形低温貯槽は、貯槽全体の高さを低くすることができ、重心が安定化し、貯槽内圧力が低い貯槽から高い貯槽に応じ、保冷性能に対応して選択し適用することが可能となる。さらに、外槽屋根板9には屋根歩廊や屋根手摺を設けることなく、かつ外槽側板10には昇降梯子を設けないようにすることにより、構造を簡素化し、外槽屋根板9はメンテナンスフリーとすることができ、外槽屋根板9及び外槽側板10に歩廊や梯子、ノズル等の付属品設備がないことにより、偏荷重負担を軽減しこの荷重を支えるための支持部材の低減化を図ることも可能となる。また、外槽屋根板9及び外槽側板10に突起物が少ないため、風の抵抗が小さく、雨水の滞留による腐食も少なく、積雪の荷重に対して有利である。
The vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank according to the invention of
Further, by forming the outer tub roof plate 9 in a hemispherical shape having the same center point as the
In this way, the formed vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank can reduce the height of the entire storage tank, stabilize the center of gravity, and respond to cold storage performance according to storage tanks with low to high tank storage pressure Can be selected and applied. Further, the outer tub roof plate 9 is not provided with a roof corridor or a roof handrail, and the outer
この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の実施の形態について、図1乃至図2を参照して説明する。
図1は請求項1の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の実施形態例の全体縦断面を示し、図2は請求項2の発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽の実施形態例の全体縦断面を示す。
An embodiment of a vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an overall longitudinal section of an embodiment of a vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank according to the invention of
図1に示すように、低温液体を貯蔵する内槽1を設け、この内槽1を囲繞するように外槽2を設け、この内槽1と外槽2との間に保冷層3を設ける。
内槽1は、半球形状の上部鏡板6と、円筒形状の中間胴板7と、半楕円形状の下部鏡板8とで形成する。
外槽2は、上記内槽1の上部鏡板6と中心点を同じくする半球形状の外槽屋根板9と、円筒形状の外槽側板10と、円すい胴板11と、水平円板形状又は上記下部鏡板8よりも小さな曲率のなだらかな凹面円板形状(図示せず)の外槽底板12とで形成する。
円筒形状のスカート4は、内槽1の側面下端部から垂直下方に延出して外槽2の外槽底板12端部を貫通し、基礎5の上に内槽1及び外槽2を支持する。
また、半球形状の外槽屋根板9の頂部中央部に、断熱材投入可能なセンターマンホール13を設け、該センターマンホール13の周囲に屋根散水装置14をリング状に配置する。
As shown in FIG. 1, an
The
The
The
Further, a
図1のように、内槽1の下部鏡板8を半楕円形状に形成することによって、板厚を増加し液体の荷重及び地震等による外荷重に対する強度を向上するとともに、半球形状の下部鏡板を設けた貯槽に比べて上下幅が狭く背が低くなるため貯槽全体の高さを低くすることができ、高さ制限の厳しい地域に適用が可能となる。
この半楕円形状の下部鏡板8を備えた内槽1は、半球形状の下部鏡板を設けた貯槽に比べて下部鏡板8の板厚が大きくなるため、地震などの外荷重に対する耐久性が向上し機能的及び経済的に優れ、低圧の貯槽に適した構造の貯槽となる。
内槽1の上部鏡板6を半球形状に形成することによって、内圧荷重及び応力が板面に均等にかかるため薄板を採用することができ、この薄板を用いて曲率が一定の球殻形状にプレス加工によって作業性良く製作することができ、薄板の採用により荷重が小さくなるため、スカート4への荷重負担が低減され軽量化に加えて補強構造も簡素化することができる。
また、外槽屋根板9を内槽1の上部鏡板6と中心点を同じくする半球形状に形成することによって、薄板を採用し曲率が一定の球殻形状にプレス加工によって作業性良く製作することができ、薄板の採用により荷重が小さくなるため、スカート4への荷重負担が低減され軽量化に加えて補強構造も簡素化することができ、外槽屋根に負荷される雪や風の荷重を軽減し外槽補強部材及び外槽支持部への荷重負担を低減することが可能となる。
さらに、保冷層3へのパーライト断熱材の充填は、外槽屋根板9中央のセンターマンホール13を使用して周方向へ平均に導入することができるため、従来のような複数個のパーライトマンホールを外槽屋根に設ける必要がない。このセンターマンホール13から断熱材を投入した際に、屋根部の保冷層3は同心円で均一に分散されるため、周囲から側部にわたってパーライト粒が充填されない死角が形成されることがない。
As shown in FIG. 1, by forming the
Since the
By forming the
Further, by forming the outer tub roof plate 9 in a hemispherical shape having the same center point as the
Furthermore, since the filling of the pearlite heat insulating material into the
なお、図1の半球形状の外槽屋根板9に代えて、図示はしないが、ドーム形状又は半楕円形状の外槽屋根板を採用した場合には、溶接作業の少ない屋根板形状であるため高所作業の安全性が向上し、外槽屋根板下部の肩部の保冷層の幅が大きくなるため保冷性能も向上する。 Although not shown, instead of the hemispherical outer tub roof plate 9 of FIG. 1, when a dome-shaped or semi-elliptical outer tub roof plate is adopted, it is a roof plate shape with little welding work. The safety of high-altitude work is improved, and the cold insulation performance is improved because the width of the cold insulation layer at the shoulder at the bottom of the outer tub roof is increased.
図2に示すように、低温液体を貯蔵する内槽1を設け、この内槽1を囲繞するように外槽2を設け、この内槽1と外槽2との間に保冷層3を設ける。
内槽1は、半楕円形状の上部鏡板6と、円筒形状の中間胴板7と、半球形状の下部鏡板8とで形成する。
外槽2は、半楕円形状の外槽屋根板9と、円筒形状の外槽側板10と、円すい胴板11と、水平円板形状又は上記下部鏡板8よりも小さな曲率のなだらかな凹面円板形状(図示せず)の外槽底板12とで形成する。
円筒形状のスカート4は、内槽1の側面下端部から垂直下方に延出して外槽2の外槽底板12端部を貫通し、基礎5の上に内槽1及び外槽2を支持する。
また、半楕円形状の外槽屋根板9の頂部中央部にセンターマンホール13を設け、さらに、半楕円形状の外槽屋根板9の外周部適所には、中間胴板7と外槽側板10の間へ断熱材を投入する複数のパーライトマンホール15を設ける。
As shown in FIG. 2, an
The
The
The
In addition, a
図2のように、内槽1の上部鏡板6を半楕円形状に形成したので、上下幅が狭くなるため半球形状の上部鏡板を設けた貯槽に比べて背が低くなり貯槽全体の高さを低くすることができ、高さ制限の厳しい地域に適用が可能となる。
内槽1の上部鏡板6は溶接作業の少ない半楕円形状であるため、高所作業の安全性が向上する。
また、内槽1の下部鏡板8は半球形状で支持スカート部が長くなるため、スカート4から外部へ伝わる冷熱量が低減されるため、スカート4と円すい胴板11の接続部近傍外面での霜の付着や結露の発生を防止することができ、熱伝導が少なくなり保冷状況が良くなる。
さらに、支持スカート4の内槽1への接続部が上方に位置し、この取付部と重心までの距離が小さくなって安定化するため、地震の多発地域に適した貯槽となる。この半球形状の下部鏡板8を備えた内槽1は、耐圧性能に優れるため、圧力の高い貯槽に適した構造の貯槽となる。
また、外槽屋根板9を内槽1の上部鏡板6と相似形の半楕円形状に形成したことによって、貯槽の高さを低くし、かつパーライト断熱材を充填する屋根部の保冷層3の幅も均一にすることができる。
As shown in FIG. 2, since the
Since the
Further, since the
Furthermore, since the connection part to the
Further, by forming the outer tub roof plate 9 in a semi-elliptical shape similar to the
なお、図2の半楕円形状の外槽屋根板9に代えて、図示はしないが、半球形状又はドーム形状の外槽屋根板を採用した場合には、薄板を採用して曲率が一定の球殻形状にプレス加工によって作業性良く製作することができ、薄板の採用によりスカートへの荷重の負担が低減され軽量化に加えて補強構造も簡素化することができ、外槽屋根に負荷される雪や風の荷重を軽減し外槽補強部材及び外槽支持部への荷重負担を低減することが可能となる。 Although not shown, instead of the semi-elliptical outer tub roof plate 9 of FIG. 2, when a semi-spherical or dome-shaped outer tub roof plate is employed, a thin plate is used and a sphere having a constant curvature is used. The shell shape can be manufactured with good workability, and the use of a thin plate reduces the load on the skirt. In addition to reducing the weight, the reinforcement structure can be simplified and the outer tank roof is loaded. It becomes possible to reduce the load of snow and wind, and to reduce the load burden to an outer tank reinforcement member and an outer tank support part.
上記のように、図1〜図2に例示した縦置二重殻円筒形低温貯槽は、貯槽全体の高さを低くすることができ、重心が安定化し、貯槽内圧力が低い貯槽から高い貯槽に応じ、保冷性能に対応して選択し適用することが可能となる。
さらに、図1〜図2のように、外槽屋根板9には屋根歩廊や屋根手摺を設けることなく、かつ外槽側板10には昇降梯子を設けないようにすることにより、構造を簡素化し、外槽屋根板9はメンテナンスフリーとすることができ、外槽屋根板9及び外槽側板10に歩廊や梯子、ノズル等の付属品設備がないことにより、偏荷重負担を軽減しこの荷重を支えるための支持部材の低減化を図ることも可能となる。
また、外槽屋根板9及び外槽側板10に突起物が少ないため、風の抵抗が小さく、雨水の滞留による腐食も少なく、積雪の荷重に対して有利である。
As described above, the vertical double-shell cylindrical low-temperature storage tank illustrated in FIGS. 1 to 2 can reduce the height of the entire storage tank, stabilize the center of gravity, and increase the storage tank pressure from low to high. Accordingly, it is possible to select and apply in accordance with the cold insulation performance.
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the outer tank roof plate 9 is not provided with a roof corridor or a roof handrail, and the outer
Moreover, since there are few protrusions in the outer tank roof board 9 and the outer
この発明に係る縦置二重殻円筒形低温貯槽は、種々低温液体の容量と内圧、保冷性能などに対応して、半球形状と半楕円形状の鏡板を組合せて採用することによって、貯槽の高さを低くするとともに機能性と経済性に優れた貯槽を提供することができる。 The vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank according to the present invention adopts a combination of hemispherical and semi-elliptical end plates in accordance with the capacity, internal pressure, cold insulation performance, etc. of various cryogenic liquids. It is possible to provide a storage tank that is low in height and excellent in functionality and economy.
1 内槽
2 外槽
3 保冷層
4 スカート
5 基礎
6 上部鏡板
7 中間胴板
8 下部鏡板
9 外槽屋根板
10 外槽側板
11 円すい胴板
12 外槽底板
13 センターマンホール
14 屋根散水装置
15 パーライトマンホール
16 ノズル
17 屋根手摺
18 昇降梯子
19 側散水装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
An inner tub 1 having a hemispherical upper end plate 6, a cylindrical intermediate body plate 7, and a semi-elliptical lower end plate 8 is provided, and the inner tub 1 is surrounded via the cold insulation layer 3. A hemispherical outer tub roof plate 9 having the same center point as the upper end plate 6 of the inner tub 1, a cylindrical outer tub side plate 10, a conical trunk plate 11, a horizontal disc shape or smaller than the lower end plate 8. An outer tub 2 formed with an outer tub bottom plate 12 having a concave concave disk shape with a gentle curvature is provided. The outer tub 2 extends vertically downward from the lower end of the side surface of the inner tub 1 and penetrates the end of the outer tub bottom plate 12 of the outer tub 2. The inner tub 1 and the outer tub 2 are supported on the base 5 by a cylindrical skirt 4 and a center manhole 13 is provided at the center of the top of the hemispherical outer tub roof plate 9 so that a heat insulating material can be charged. A vertical double-shell cylindrical cryogenic storage tank.
Priority Applications (1)
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