JP6507570B2 - タンクの引下げ導体 - Google Patents

Description

本発明は、タンクの側壁に留め具により固定されて、雷の電流を地中の接地極又は接地母線へ導くタンクの引下げ導体に関する。

ＬＮＧタンクは、液化天然ガス（Liquefied Natural Gas 以下、ＬＮＧと称する）を貯蔵する低温タンクである。このＬＮＧタンクは、金属製の内槽とコンクリート製の外槽の間に断熱材を配した二重殻タンクで構成されている。この外槽は、一般的にプレストレストコンクリート（Prestressed Concrete 以下、ＰＣと称する）で製造されており、ＬＮＧが内槽から漏洩した際に拡散を防止する防液堤となる。

そして、このＬＮＧタンクは、落雷した際にその雷の電流を速やかに大地に流すための措置が講じられている。例えば、このＬＮＧタンクは、屋根部分と電気的に接続された引下げ導線が外槽の外周に沿って地上まで降ろされて地中の接地極に接続されている。これによって、ＬＮＧタンクに落雷があっても、雷の電流は、地中へ逃がされるようになっている。

このような建物に対する落雷防止技術を開示する先行技術文献として、例えば、特許文献１がある。

特開２００５−１８５０１７号公報

ここで、外槽に沿って配置された引下げ導線は、例えば、可撓性を有した撚り線で構成されており、留め具によってＬＮＧタンクの外槽に固定されている。この撚り線で構成された引下げ導線は、風の影響を受けて撓むことによって揺れると、留め具との間で摩耗が生じる。ここで、撚り線を構成する一本、一本の線は、細いため、このように摩耗が生じると次々と切断されて引下げ導線が断線してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、風に晒されて揺れても切断され難いタンクの引下げ導体を提供することを目的とする。

本発明は、タンクの側壁に固定される引下げ導体であって、素線を複数撚り合わせた撚り線部分と、前記撚り線部分を構成する素線よりも径が大きい棒形状を成して前記撚り線部分よりも高い剛性を有する丸棒部分と、を含み、前記丸棒部分が全長の半分より多くの部分を占めており、接地極に接続される側の一部が前記丸棒部分よりも剛性を高めた導線で構成されていることを特徴としている。

また、本発明においては、前記練り線部分と前記丸棒部分とがアルミニウムで形成されていることが好ましく、更には、接地極に接続される側の一部が前記丸棒部分よりも外径を大きくして剛性を高めた銅線部分として構成されても良い。

本発明のタンクの引下げ導体によれば、風に晒されて揺れても切断され難い。

ＬＮＧタンクの上方斜めから視た様子を示した斜視図である。 ＬＮＧタンクを模式的に示した断面図である。 （Ａ）は撚り線部分と丸棒部分の接続部分における拡大図であり、（Ｂ）は丸棒部分と銅線部分の接続部分における拡大図である。 （Ａ）は、図３（Ｂ）の丸棒部分と銅線部分の接続部分を、側壁の周方向に沿った方向から視た様子を示す拡大図であり、（Ｂ）は、図３（Ｂ）の丸棒部分と銅線部分の接続部分を、側壁の法線方向に沿った方向から視た様子を示す拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態の例（以下、実施例と称する）を、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、ＬＮＧタンク１の上方斜めから視た様子を示した斜視図である。図２は、ＬＮＧタンク１（タンク）を模式的に示した断面図である。

ＬＮＧタンク１は、内槽２と、外槽３と、断熱材４と、を備えている。そして、このＬＮＧタンク１の外槽３には、引下げ導体５が配置されて雷の電流を地中に逃がすようになっている。以下、詳細に述べる。

内槽２は、例えば、９％ニッケル鋼から製造された金属槽であり、ＬＮＧが貯蔵される槽である。そして、この内槽２の外側に位置する外槽３は、底版６と、側壁７と、屋根８と、を備えた構造物である。

底版６は、コンクリート製の円板形状の部材である。この底版６は、地面に埋め込まれた複数の基礎杭（不図示）によって支持されている。

側壁７は、外周面と内周面を有した略円筒形状であり、底版６の上に製造される。そして、この側壁７は、ＰＣ鋼材によってプレストレスが与えられるＰＣ壁である。この側壁７は、ＬＮＧが内槽２から漏洩した際にその拡散を防止する防液堤となる。また、この側壁７の上端は、鉄板１０が敷かれるとともに、外縁に沿って手すり１１が設けられて人が歩ける歩廊１２となっている。

屋根８は、ドーム形状の導体であり側壁７の上に製造される。この屋根８は、歩廊１２の鉄板１０と電気的に接続されている。そして、この屋根８は、歩廊１２の鉄板１０とともに真上からの落雷に対する受雷部となる。また、この屋根８は、先に説明した内槽２と銅製の線１３で接続されて内槽２に電気が帯電しないような処置が施されている。

断熱材４は、内槽２と外槽３の間に介在するように配されて、内槽２に貯蔵されるＬＮＧが外部からの入熱で気化するのを抑えている。

引下げ導体５は、留め金具１４（留め具）によって側壁７の外周に所定の隙間を持って固定されて、雷の電流を地中の接地極１５まで導く部材である。この引下げ導体５は、ＬＮＧタンク１の周方向に沿って所定の間隔で複数配置され、一端側が歩廊１２の鉄板１０に接続されて、側壁７の上端から地上まで側壁７に対して沿うようにして降ろされ、そして、他端側が地中の接地極１５に接続される。または、側壁７の上端から側壁７に対して沿うように途中まで降ろされる。

ＬＮＧタンク１の引下げ導体５は、ＪＩＳ Ａ４２０１−２００３が適用される。ＪＩＳ Ａ４２０１−２００３によれば、引下げ導体５は、水平環状導体１６で相互に接続し、等電位化するようにしている。

この水平環状導体１６は、例えば、アルミ鬼撚り線であり、ＬＮＧタンク１を水平方向に囲んで閉ループを構成する。この水平環状導体１６は、一般的な十字留め金具１７、Ｔ字留め金具２０によって引下げ導体５に固定されている。

そして、複数の引下げ導体５は、それぞれが十字留め金具１７、Ｔ字留め金具２０によって水平環状導体１６に電気的に接続されている。これによって、引下げ導体５と水平環状導体１６は、側壁７の外周に図１で示すように配置される。

このように側壁７の外周に配置された引下げ導体５と水平環状導体１６は、側方からの落雷に対する受雷部となる。また、この引下げ導体５は、側方からの雷の電流を接地極１５へ導くとともに、屋根８及び歩廊１２の鉄板１０からの雷の電流も接地極１５へ導く。

以下、図３を参照しながら、引下げ導体５を構成する撚り線部分５ａと、丸棒部分５ｂ（剛性部分）と、銅線部分５ｃと、について説明する。図３（Ａ）は撚り線部分５ａと丸棒部分５ｂの接続部分における拡大図であり、図３（Ｂ）は、丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの接続部分における拡大図である。

撚り線部分５ａは、例えば、直径２ｍｍの細いアルミニウムの素線を複数撚り合わせた断面積が７９ｍｍ²のアルミ鬼撚り線であり、導電性、伸縮性、可撓性を有する。この撚り線部分５ａは、引下げ導体５の一端側の一部を構成し、側壁７に配置された際に側壁７の上端部に配置される。側壁７の上端部は、側壁７から張り出すようにして肩部７ａが形成されている。撚り線部分５ａは、可撓性を有していることから曲げられてこの肩部７ａに沿うように留め金具１４によって配置される。

丸棒部分５ｂは、例えば、直径１０ｍｍの中実の丸棒形状のアルミニウムであり、導電性を有する。ここで、アルミニウムとは、純アルミニウムの他、銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、ニッケル等を単独又は複数含んだアルミニウム合金も含む。

丸棒部分５ｂは、撚り線部分５ａを構成するアルミニウムの素線よりも径が大きい。これによって、丸棒部分５ｂは、撚り線部分５ａよりも撓み難く、剛性が高くなっている。すなわち、同じ材料で同じ断面積の場合、丸棒形状（棒形状）は、線を撚った撚り線形状よりも撓み難く、剛性が高くなっている。この丸棒部分５ｂは、側壁７の外周面に沿わせて配置される。そして、この丸棒部分５ｂは、引下げ導体５の全長の大部分である半分よりも多くの部分を占めている。

ここで、引下げ導体５の全長のうち丸棒部分５ｂが占める割合が半分以上である場合を例示したが、丸棒部分５ｂは、その占める割合が高ければ高いほど、引下げ導体５における全体の剛性が高くなる。

上記したように、引下げ導体５を構成するうち、撚り線部分５ａと丸棒部分５ｂは、アルミニウムで形成されている。そして、引下げ導体５は、屋外にあり直射日光、及び外気に晒される。このためアルミニウム部分は、伸びたり縮んだりする。

この際、引下げ導体５を構成するうちの丸棒部分５ｂは、伸長した際に撚り線部分５ａよりも撓み難く、このため、固定されているとその伸びを許容することができない。しかしながら、引下げ導体５は、可撓性を有する撚り線部分５ａをその一部に含むため、撚り線部分５ａが撓み変形することによって伸長を許容し、これによって、断線を防止する。

銅線部分５ｃは、銅で構成された断面積が１００ｍｍ²の導線であり、丸棒部分５ｂよりも断面積が大きい導線である。銅とは、純銅の他、亜鉛、鉛、錫、アルミニウム、ニッケル等を単独又は複数含んだ銅合金も含む。この銅線部分５ｃは、引下げ導体５の他端側の一部を構成し、側壁７に配置された際に側壁７の下端部に位置する。この銅線部分５ｃは、アルミニウムで構成された撚り線部分５ａよりも更に剛性が高くなっている。これは、銅は、アルミニウムよりも比重が大きいため、アルミニウムで同様に構成した導線よりも重量が重いためである。

ここで、引下げ導体５は、ＬＮＧタンク１の形状の関係で側壁７に沿わせて固定することができなかったり、塗装との関係で留め金具１４が側壁７に設置できなかったりする場合がある。そこで、そのような場合は、アルミニウムで構成された部分よりも外径を大きくして更に剛性を高めた銅線部分５ｃを、側壁７に沿わさずに側壁７から離れるように斜めに配することができる。

次に図４を参照しながら、丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの接続部分を説明する。図４（Ａ）は、図３（Ｂ）の丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの接続部分を、側壁７の周方向に沿った方向から視た様子を示す拡大図である。図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）の丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの接続部分を、側壁７の法線方向に沿った方向から視た様子を示す拡大図である。

図４に示すとおり、丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの端部は、締め付け型コネクタ１８によって接続される。締め付け型コネクタ１８は、Ｕ字形のボルト１８ａと、押さえ金具１８ｂと、ナット１８ｃと、を有している。丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの端部は、Ｕ字形のボルト１８ａに配した状態で押さえ金具１８ｂによって押えつけた状態において、ナット１８ｃによって締め付けられる。これによって、丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの端部が電気的に接続される。そして、この接続部分は、絶縁テープ（不図示）で巻かれてその接続が補強される。

丸棒部分５ｂと銅線部分５ｃの端部の接続部分で説明したが、撚り線部分５ａと丸棒部分５ｂの端部も同様に接続される。なお、以上に説明した接続方法は、一例でありこれに限定されず、接続部分に応じた接続金具によって互いが電気的に接続されるように接続されていればどのような方法を用いて接続しても良い。

以上に説明した引下げ導体５が設置されたＬＮＧタンク１に真上から落雷を受けた場合と側方から落雷を受けた場合を説明する。ＬＮＧタンク１に真上から落雷を受けた場合は、ＬＮＧタンク１の屋根８と歩廊１２の鉄板１０が受雷部となる。この落雷に伴って屋根８に生じた電流は、屋根８を流れ、その後、屋根８から歩廊１２の鉄板１０を介して引下げ導体５に流れる。そして、この雷の電流は、引下げ導体５から地中の接地極１５へ導かれて放電される。

ＬＮＧタンク１に側方から落雷を受けた場合は、ＬＮＧタンク１の側壁７の外周面のまわりに配された引下げ導体５と水平環状導体１６が受雷部となる。そして、側方からの落雷に伴う電流は、そのまま引下げ導体５を流れて地中の接地極１５へ導かれて放電される。

以上に説明した本発明のタンクの引下げ導体５によれば、引下げ導体５は、可撓性を有した撚り線部分５ａと、この撚り線部分５ａよりも剛性が高い丸棒部分５ｂ（剛性部分）と、を含んでいる。この丸棒部分５ｂは、撚り線のみで引下げ導線を構成した場合と比較して、風の影響を受けても撓み変形し難く、これによって留め金具１４との摩耗が減って切断され難くなる。

また、引下げ導体５は、可撓性を有した撚り線部分５ａを有している。これによって、丸棒部分５ｂが伸長しても撚り線部分５ａが撓み変形することで伸長分を許容して断線することがない。

また、本発明のタンクの引下げ導体５によれば、引下げ導体５は、その大部分が撚り線部分５ａを構成するアルミニウムの素線の径よりも径が大きい丸棒部分５ｂ（棒形状）となっている。よって、大部分が丸棒部分５ｂで構成された引下げ導体５は、その全てを撚り線で構成した場合よりも留め金具１４との摩耗によって切断し難くなっている。

また、大部分を丸棒部分５ｂで構成した本発明のタンクの引下げ導体５によれば、この丸棒部分５ｂがシンプルな形状であるためＬＮＧタンク１の側壁７に配されても外観に与える影響が少ない。また、丸棒部分５ｂは、例えば、板形状とした場合よりも風の抵抗を受け難くなっており、風に煽られ難くなっている。

また、本発明のタンクの引下げ導体５によれば、接地極１５に接続される側の一部が銅の導線（銅線部分５ｃ）で構成され、残部がアルミニウムで構成されている。すなわち、引下げ導体５は、接地極１５側である下端側にアルミニウムよりも更に剛性が高い銅線部分５ｃを有することによって、下端側の留め金具１４の設置間隔を広げて数量を減らすことが可能になる。また、引下げ導体５を側壁７に沿わせられない部分があっても、その部分を、丸棒部分５ｂよりも外径を大きくして剛性を高めた銅線部分５ｃにして、側壁７に沿わさずに側壁７から離れるように斜めに配することができる。

また、本発明のタンクの引下げ導体５は、撚り線部分５ａが引下げ導体５の一端側の一部を構成し、側壁７に配置された際に側壁７の上端部に位置する構成で説明したがこれに限定されない。例えば、撚り線部分５ａは、引下げ導体５の真ん中や他端側に配置されていても良い。また、撚り線部分５ａは、長手方向に複数箇所配されていても良い。

また、本発明のタンクの引下げ導体５は、撚り線部分５ａと丸棒部分５ｂをアルミニウムで形成する構成で説明したがこれに限定されない。例えば、ＳＵＳでも良い。引下げ導体５の材料は、導電性を有し雷の電流を流すことができれば良く、例示した材料に限定されない。

本発明のタンクの引下げ導体は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更することができる。

１ ＬＮＧタンク（タンク）
３ 外槽
５ 引下げ導体
５ａ 撚り線部分
５ｂ 丸棒部分（剛性部分）
５ｃ 銅線部分（更に剛性が高い部分）
７ 側壁
１４ 留め金具（留め具）
１５ 接地極

Claims (3)

1. タンクの側壁に固定される引下げ導体であって、
   素線を複数撚り合わせた撚り線部分と、前記撚り線部分を構成する素線よりも径が大きい棒形状を成して前記撚り線部分よりも高い剛性を有する丸棒部分と、を含み、前記丸棒部分が全長の半分より多くの部分を占めており、接地極に接続される側の一部が前記丸棒部分よりも剛性を高めた導線で構成されていることを特徴とするタンクの引下げ導体。
2. 前記練り線部分と前記丸棒部分とがアルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタンクの引下げ導体。
3. 接地極に接続される側の一部が前記丸棒部分よりも外径を大きくして剛性を高めた銅線部分として構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタンクの引下げ導体。

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