JP7075762B2 - Ultra-low temperature container - Google Patents

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Description

本発明は、液体窒素などの低温液化ガスの収容に適用することができる超低温容器に関するものである。
The present invention relates to an ultra-low temperature container that can be applied to contain a cryogenic liquefied gas such as liquid nitrogen.

超低温容器の一例として、低温液化ガスを貯蔵する低温液化ガス容器が使用されている。上記低温液化ガス容器は、ガスが液化された低温液化ガスを貯蔵し、液体のままあるいは気化させたガス状で取り出して利用に供するものである。貯蔵するガスは、窒素，アルゴン，酸素，炭酸ガス等の無機系ガスや、天然ガス，エチレン等の有機系ガスがあげられる。このような低温液化ガス容器には、大型の定置式貯槽、比較的小型の可搬式容器、あるいはタンクローリ等に搭載する移動式タンク等が、各々の産業分野で使用されている。 As an example of a cryogenic container, a cryogenic liquefied gas container for storing a cryogenic liquefied gas is used. The low-temperature liquefied gas container stores the low-temperature liquefied gas in which the gas is liquefied, and takes it out as a liquid or in the form of a vaporized gas for use. Examples of the gas to be stored include inorganic gases such as nitrogen, argon, oxygen and carbon dioxide, and organic gases such as natural gas and ethylene. As such a cryogenic liquefied gas container, a large stationary storage tank, a relatively small portable container, a mobile tank mounted on a tank truck or the like, or the like is used in each industrial field.

このような低温液化ガス容器には、本体重量の軽量化が求められる。特に移動式タンクでは、軽量化すなわち積載重量の増量であり、低温液化ガスの輸送コストに直結するからである。もちろん定置式貯槽や可搬式容器であっても、その軽量化は、容器自体の輸送コストを節減するものである。また、きわめて当然のことながら、輸送コストだけでなく、容器自体の製造コストも節減することが、常に求められる。 Such a cryogenic liquefied gas container is required to reduce the weight of the main body. Especially in a mobile tank, the weight is reduced, that is, the load weight is increased, which is directly linked to the transportation cost of the cryogenic liquefied gas. Of course, even if it is a stationary storage tank or a portable container, its weight reduction reduces the transportation cost of the container itself. Moreover, as a matter of course, it is always required to reduce not only the transportation cost but also the manufacturing cost of the container itself.

このような低温液化ガス容器に関する先行技術として、本出願人は、以下の特許文献１を把握している。 As a prior art for such a cryogenic liquefied gas container, the applicant has grasped the following Patent Document 1.

特開２００６－３０８０１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-308014

上記特許文献１には、つぎの記載がある。
［０００４］
しかしながら、さらなる輸送効率の向上が望まれており、そのためには、上記二重殻タンクをさらに軽量化することが必要となる。
［０００５］
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、さらなる軽量化を実現することができる超低温容器構造体の提供をその目的とする。
［０００６］
上記の目的を達成するため、本発明の超低温容器構造体は、金属板同士が溶接されてなる超低温容器と、この超低温容器に取り付けられている付属部材とを備えた超低温容器構造体であって、上記超低温容器を構成する金属板の一部もしくは上記付属部材の少なくとも一部が、下記の（Ａ）または（Ｂ）からなり、それ以外の部分が、下記の（Ｃ）または（Ｄ）からなり、下記の（Ａ）または（Ｂ）からなる部分同士の溶接および下記の（Ａ）または（Ｂ）からなる部分と下記の（Ｃ）または（Ｄ）からなる部分との溶接が、下記の（ａ）または（ｂ）からなる溶接ワイヤまたは溶接棒が用いられて行われているという構成をとる。
（Ａ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０４（１９９９年）で規定されている材料ＳＵＳ３０４Ｎ２。
（Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０５（１９９９年）で規定されている材料ＳＵＳ３０４Ｎ２。
（Ｃ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０４（１９９９年）で規定されている材料ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３１６もしくはＳＵＳ３１６Ｌ。
（Ｄ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０５（１９９９年）で規定されている材料ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３１６もしくはＳＵＳ３１６Ｌ。
（ａ）ステンレス協会規格（ＳＡＳ）５２１（１９９１年）で規定されている溶接材料ＡＤ３１６ＬＮ，ＡＹ３１６ＬＮ，ＡＹＦ３１６ＬＮもしくはＡＳ３１６ＬＮ。
（ｂ）ステンレス協会規格（ＳＡＳ）５２１（１９９１年）で規定されている溶接材料ＡＤ３１７ＬＮ，ＡＹ３１７ＬＮ，ＡＹＦ３１７ＬＮもしくはＡＳ３１７ＬＮ。
［００１０］
そこで、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた。その結果、上記常識に反して、上記ＳＵＳ３０４Ｎ２からなる金属板同士の溶接における溶接材料として、使用が推奨されていない溶接材料である上記（ａ）〔以下、上記（ａ）のＡＤ３１６ＬＮ，ＡＹ３１６ＬＮ，ＡＹＦ３１６ＬＮもしくはＡＳ３１６ＬＮを、単に「３１６ＬＮ」と略す〕または（ｂ）〔以下、上記（ｂ）のＡＤ３１７ＬＮ，ＡＹ３１７ＬＮ，ＡＹＦ３１７ＬＮもしくはＡＳ３１７ＬＮを、単に「３１７ＬＮ」と略す〕を使用すると、室温（２５℃）での溶接継手の引張試験および曲げ試験たけでなく、－１５０℃以下での溶接継手の衝撃試験も満足することを突き止めた。さらに、その溶接材料３１６ＬＮまたは３１７ＬＮは、上記ＳＵＳ３０４Ｎ２からなる金属板と上記（Ｃ）または（Ｄ）からなる金属板との溶接においても、室温（２５℃）での溶接継手の引張試験および曲げ試験たけでなく、－１５０℃以下での溶接継手の衝撃試験も満足することも見出し、本発明に到達した。
［００１１］
このように、本発明の超低温容器構造体では、常識に反する金属材料および溶接材料を使用している。すなわち、本発明の超低温容器構造体では、超低温容器に使用することを通常発想しない材料ＳＵＳ３０４Ｎ２を超低温容器の一部等に使用しており、しかも、そのＳＵＳ３０４Ｎ２からなる金属板等同士の溶接およびＳＵＳ３０４Ｎ２からなる金属板等と従来より使用されている上記（Ｃ）または（Ｄ）からなる金属板等との溶接には、溶接ワイヤまたは溶接棒として、使用することを通常発想しない溶接材料３１６ＬＮまたは３１７ＬＮからなるものを使用している。
［００１２］
なお、従来より使用されている上記（Ｃ）または（Ｄ）からなる金属板等同士の溶接には、溶接ワイヤまたは溶接棒として、従来より推奨されている通常の溶接材料からなるものが使用される。すなわち、上記（Ｃ）または（Ｄ）のうち、金属板等がＳＵＳ３０４の場合は、溶接材料はＡＤ３０８，ＡＹ３０８，ＡＹＦ３０８もしくはＡＳ３０８（以下、これら４種類を、単に「３０８」と略す）またはＡＤ３０８Ｌ，ＡＹ３０８Ｌ，ＡＹＦ３０８ＬもしくはＡＳ３０８Ｌ（以下、これら４種類を、単に「３０８Ｌ」と略す）が使用され、金属板等がＳＵＳ３０４Ｌの場合は、溶接材料は上記３０８Ｌが使用され、金属板等がＳＵＳ３１６の場合は、溶接材料はＡＤ３１６，ＡＹ３１６，ＡＹＦ３１６もしくはＡＳ３１６またはＡＤ３１６Ｌ，ＡＹ３１６Ｌ，ＡＹＦ３１６ＬもしくはＡＳ３１６Ｌ（以下、これら４種類を、単に「３１６Ｌ」と略す）が使用され、金属板等がＳＵＳ３１６Ｌの場合は、溶接材料は上記３１６Ｌが使用される。
The above-mentioned Patent Document 1 has the following description.
[0004]
However, further improvement in transportation efficiency is desired, and for that purpose, it is necessary to further reduce the weight of the double-shell tank.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultra-low temperature container structure capable of further weight reduction.
[0006]
In order to achieve the above object, the ultra-low temperature container structure of the present invention is an ultra-low temperature container structure including an ultra-low temperature container formed by welding metal plates to each other and an accessory member attached to the ultra-low temperature container. , A part of the metal plate constituting the ultra-low temperature container or at least a part of the accessory member is made of the following (A) or (B), and the other part is made of the following (C) or (D). The welding of the parts consisting of the following (A) or (B) and the welding of the part consisting of the following (A) or (B) and the part consisting of the following (C) or (D) are as follows. It is configured that a welding wire or a welding rod made of (a) or (b) is used.
(A) Material SUS304N2 specified in Japanese Industrial Standards (JIS) G4304 (1999).
(B) Material SUS304N2 specified in Japanese Industrial Standards (JIS) G4305 (1999).
(C) Materials SUS304, SUS304L, SUS316 or SUS316L specified in Japanese Industrial Standards (JIS) G4304 (1999).
(D) Materials SUS304, SUS304L, SUS316 or SUS316L specified in Japanese Industrial Standards (JIS) G4305 (1999).
(A) Welding materials AD316LN, AY316LN, AYF316LN or AS316LN specified in the Stainless Steel Association Standard (SAS) 521 (1991).
(B) Welding materials AD317LN, AY317LN, AYF317LN or AS317LN specified in the Stainless Steel Association Standard (SAS) 521 (1991).
[0010]
Therefore, the present inventors have conducted further diligent research. As a result, contrary to the above-mentioned common wisdom, the above-mentioned (a) [hereinafter, AD316LN, AY316LN, AYF316LN of the above-mentioned (a), which is a welding material not recommended for use as a welding material for welding metal plates made of SUS304N2, is not recommended. Alternatively, AS316LN is simply abbreviated as "316LN"] or (b) [hereinafter, AD317LN, AY317LN, AYF317LN or AS317LN in (b) above is simply abbreviated as "317LN"] at room temperature (25 ° C.). It was found that not only the tensile test and bending test of the welded joint, but also the impact test of the welded joint at −150 ° C. or lower is satisfied. Further, the welding material 316LN or 317LN is used for the tensile test and bending test of the welded joint at room temperature (25 ° C.) even in the welding of the metal plate made of SUS304N2 and the metal plate made of (C) or (D). It was also found that the impact test of the welded joint at −150 ° C. or lower was satisfactory, and the present invention was reached.
[0011]
As described above, in the ultra-low temperature container structure of the present invention, a metal material and a welding material contrary to common sense are used. That is, in the ultra-low temperature container structure of the present invention, the material SUS304N2, which is not usually conceived to be used for the ultra-low temperature container, is used for a part of the ultra-low temperature container, and moreover, welding of metal plates and the like made of the SUS304N2 and SUS304N2 Welding material 316LN or 317LN that is not usually conceived to be used as a welding wire or welding rod for welding a metal plate made of the above (C) or (D) and a metal plate made of the above (C) or (D). I am using one that consists of.
[0012]
For welding the metal plates made of the above (C) or (D), which have been conventionally used, a welding wire or a welding rod made of a conventional welding material recommended conventionally is used. Weld. That is, among the above (C) or (D), when the metal plate or the like is SUS304, the welding material is AD308, AY308, AYF308 or AS308 (hereinafter, these four types are simply abbreviated as "308") or AD308L. When AY308L, AYF308L or AS308L (hereinafter, these four types are simply abbreviated as "308L") is used and the metal plate or the like is SUS304L, the welding material is 308L and the metal plate or the like is SUS316. As the welding material, AD316, AY316 or AYF316 or AS316 or AD316L, AY316L, AYF316L or AS316L (hereinafter, these four types are simply abbreviated as "316L") are used, and when the metal plate or the like is SUS316L, the welding material is SUS316L. The above 316L is used.

低温液化ガス用の超低温容器の周辺には、依然としてつぎのような問題があり、容器重量のさらなる軽量化と製造コストの節減が求められている。
（１）低温液化ガス用の超低温容器には、高圧ガスに関する法令で定められた材料が存在する。実務的には、その材料を使用した容器でなければ産業界で使用できない。この点において、容器の軽量化に対して加えられる工夫に制限がある。このため、各製造業者にとって、開発に対する動機づけが弱いのが実情である。
（２）また、タンクローリー用の移動式タンクでは、道路交通に関する法令による規制が存在し、輸送可能な重量（貯槽の重量および積載量）が制限されている。
（３）したがって、タンクローリー用の移動式タンクは、貯槽の重量も積載量も、各製造業者のあいだで同程度である。各社ともにコストメリットを出せていない。
（４）上記特許文献１で採用されているＳＵＳ３０４Ｎ２材は、コスト面で十分なメリットがでないのが実情である。上記ＳＵＳ３０４Ｎ２材は、各鉄鋼メーカーの生産量が少なく、市場での流通性が悪いことによる。 There are still the following problems around the cryogenic container for cryogenic liquefied gas, and further weight reduction of the container and reduction of manufacturing cost are required.
(1) In the cryogenic container for low-temperature liquefied gas, there are materials specified by laws and regulations regarding high-pressure gas. In practice, only containers made from that material can be used in industry. In this respect, there is a limit to the measures that can be taken to reduce the weight of the container. For this reason, the reality is that each manufacturer has a weak motivation for development.
(2) In addition, in mobile tanks for tank trucks, there are regulations on road traffic, which limits the weight that can be transported (weight and load capacity of storage tanks).
(3) Therefore, the weight and the load capacity of the mobile tank for the tank lorry are the same among the manufacturers. Neither company has been able to provide cost benefits.
(4) The SUS304N2 material used in Patent Document 1 does not have a sufficient cost advantage. The above-mentioned SUS304N2 material is due to the fact that the production volume of each steel manufacturer is small and the marketability is poor.

本発明の目的はつぎに示すとおりであり、上記課題を解決することにある。
容器重量のさらなる軽量化と製造コストの節減を実現する超低温容器を提供する。
An object of the present invention is as shown below, and an object thereof is to solve the above-mentioned problems.
Provided is an ultra-low temperature container that realizes further weight reduction of the container and reduction of manufacturing cost.

上述したように、低温液化ガス用の超低温容器においては、超低温での機械的性質を確保する必要があることから、使用できる金属材料は高圧ガス保安法で定められている。業界は、その法令を遵守しなければならない。言い換えれば、法令を遵守していればよい、というのが、業界の常識である。このため、新たな材料への開発意欲はなく、極めて保守的なのが実情である。しかしながら、誰かが何らかの開発をしなければ、いつまでたっても技術的な進歩を見ることがなく、我が国の技術が世界から立ち遅れることになる。
そこで、本発明者らは、上記のような常識に根ざす風潮を打ち破り、業界を先駆ける技術革新を目指して研究と開発に専心し、本発明を完成するに至った。 As described above, in the ultra-low temperature container for low-temperature liquefied gas, it is necessary to ensure the mechanical properties at ultra-low temperature, and therefore the metal materials that can be used are defined by the High Pressure Gas Safety Act. The industry must comply with the law. In other words, it is common sense in the industry that you only have to comply with the law. For this reason, there is no desire to develop new materials, and the reality is that they are extremely conservative. However, unless someone makes some kind of development, we will never see technological progress, and our technology will lag behind the rest of the world.
Therefore, the present inventors have devoted themselves to research and development with the aim of breaking down the above-mentioned trend rooted in common sense and aiming for technological innovation ahead of the industry, and have completed the present invention.

請求項１記載の超低温容器は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
超低温の収容対象が収容される１または２以上の内容器と、上記内容器が収容される外容器と、上記内容器と上記外容器の間に形成される真空断熱層とを備え、
上記内容器は金属製で、円筒状の胴部と上記胴部の両端開口を塞ぐ鏡板が溶接部を介して接合されて構成され、
上記内容器の少なくとも上記胴部が、下記の材料（Ａ）からなるものである。
（Ａ）米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）で規定されている２０１ＬＮ、、米国機械学会（ＡＳＭＥ）で規定されているＳＡ２４０－２０１ＬＮ、ユニファイドナンバリングシステム（ＵＮＳ）で規定されているＳ２０１５３、のうちいずれかの規格の材料。
The ultra-low temperature container according to claim 1 adopts the following configuration in order to achieve the above object.
It is provided with one or more inner containers in which an ultra-low temperature storage object is housed, an outer container in which the inner container is housed, and a vacuum heat insulating layer formed between the inner container and the outer container.
The inner container is made of metal, and is composed of a cylindrical body and end plates that close the openings at both ends of the body are joined via a weld.
At least the body of the inner container is made of the following material (A).
(A) 201LN specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASTM), SA240-201LN specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASME), or S20153 specified by the Unified Numbering System (UNS). Material of the standard.

請求項２記載の超低温容器は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記材料（Ａ）は、ニッケルを４～５重量％、マンガンを６．４～７．５重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。 The ultra-low temperature container according to claim 2 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 1.
The material (A) is an austenitic stainless steel containing 4 to 5% by weight of nickel and 6.4 to 7.5% by weight of manganese.

請求項３記載の超低温容器は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記胴部は、板材を湾曲させて突き合せた端部が第１の溶接部を介して接合されて円筒状に形成され、
上記第１の溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものである。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。
The ultra-low temperature container according to claim 3 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 1 or 2.
The body portion is formed into a cylindrical shape by bending and abutting the end portions of the plate materials and joining them via the first welded portion.
At least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) is used for the first welded portion.
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).

請求項４記載の超低温容器は、請求項３記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第１の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。 The ultra-low temperature container according to claim 4 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 3.
The first welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

請求項５記載の超低温容器は、請求項１～４のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記鏡板が、上記材料（Ａ）からなるものである。 The ultra-low temperature container according to claim 5 adopts the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 4.
The end plate is made of the material (A).

請求項６記載の超低温容器は、請求項５記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記胴部と上記鏡板を接合する溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられた第２の溶接部である。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。
The ultra-low temperature container according to claim 6 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 5.
The welded portion that joins the body portion and the end plate is the second welded portion in which at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) is used.
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).

請求項７記載の超低温容器は、請求項６記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第２の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。 The ultra-low temperature container according to claim 7 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 6.
The second welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

請求項８記載の超低温容器は、請求項１～４のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記鏡板が、下記の材料（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）のうちいずれかからなるものである。
（Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４規格の材料。
（Ｃ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４Ｌ規格の材料。
（Ｄ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６規格の材料。
（Ｅ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
The ultra-low temperature container according to claim 8 adopts the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 4.
The end plate is made of any of the following materials (B), (C), (D) and (E).
(B) SUS304 standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(C) SUS304 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(D) Material of SUS316 standard specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(E) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).

請求項９記載の超低温容器は、請求項８記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記胴部と上記鏡板を接合する溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられた第３の溶接部である。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。
The ultra-low temperature container according to claim 9 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 8.
The welded portion that joins the body portion and the end plate is the third welded portion in which at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) is used.
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).

請求項１０記載の超低温容器は、請求項９記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第３の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。
The ultra-low temperature container according to claim 10 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 9.
The third welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

請求項１記載の超低温容器は、超低温の収容対象が収容される１または２以上の内容器の少なくとも胴部が、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）で規定されている２０１ＬＮ、、米国機械学会（ＡＳＭＥ）で規定されているＳＡ２４０－２０１ＬＮ、ユニファイドナンバリングシステム（ＵＮＳ）で規定されているＳ２０１５３、のうちいずれかの規格の材料からなる。
上記２０１ＬＮ材、ＳＡ２４０－２０１ＬＮ材、Ｓ２０１５３材は、高圧ガス保安法には列記されていない材料であるところ、ニッケル量が少なく安価であるうえ、超低温容器として従来品を超える機械的特性が得られた。上記２０１ＬＮ材、ＳＡ２４０－２０１ＬＮ材、Ｓ２０１５３材を内容器の胴部に採用することにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。
The ultra-low temperature container according to claim 1 is a 201LN, in which at least the body of one or more inner containers accommodating an ultra-low temperature storage object is specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASTM) , American Society of Mechanical Engineers (ASME ). ) Is specified in SA240-201LN, and S20153 is specified in the Unified Numbering System (UNS) .
The 201LN material , SA240-201LN material, and S20153 material are materials not listed in the High Pressure Gas Safety Act, but they have a small amount of nickel and are inexpensive, and mechanical properties superior to those of conventional products can be obtained as ultra-low temperature containers. rice field. By adopting the above 201LN material , SA240-201LN material, and S20153 material for the body of the inner container, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength. ..

請求項２記載の超低温容器は、上記材料（Ａ）が、ニッケルを４～５重量％、マンガンを６．４～７．５重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。
ニッケル量が少ない分だけ安価であり、高マンガンにより機械的特性を確保した。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。 The ultra-low temperature container according to claim 2 is an austenitic stainless steel in which the material (A) contains 4 to 5% by weight of nickel and 6.4 to 7.5% by weight of manganese.
It is cheaper because the amount of nickel is small, and the mechanical properties are secured by high manganese. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項３記載の超低温容器は、上記胴部を円筒状に形成する第１の溶接部に用いられた溶接材料が、ＪＩＳで規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料である。
これらの溶接材料を用いることにより、板材から容器を成形する際に必須となる溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。
In the ultra-low temperature container according to claim 3, the welding material used for the first welding portion that forms the body portion in a cylindrical shape is a material of SUS308LSi, SUS316L, SUS316LN standard specified by JIS.
By using these welding materials, it is possible to secure the mechanical properties of the welded portion, which is indispensable when molding a container from a plate material. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項４記載の超低温容器は、上記第１の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。
これらの溶接方法を用いることにより、板材から容器を成形する際に必須となる溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。 In the ultra-low temperature container according to claim 4, the first welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.
By using these welding methods, it is possible to secure the mechanical properties of the welded portion, which is indispensable when molding a container from a plate material. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項５記載の超低温容器は、上記鏡板が、上記材料（Ａ）からなる。
これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。 In the ultra-low temperature container according to claim 5, the end plate is made of the material (A).
As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項６記載の超低温容器は、上記胴部と上記鏡板を接合する第２の溶接部に用いられた溶接材料が、ＪＩＳで規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料である。
これらの溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材同士の接合となる胴部と鏡板の溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。
In the ultra-low temperature container according to claim 6, the welding material used for the second welding portion for joining the body portion and the end plate is a SUS308LSi, SUS316L, SUS316L N standard material specified by JIS.
By using these welding materials, it is possible to secure the mechanical characteristics of the welded portion between the body portion and the end plate, which are the joints between the 201LN materials. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項７記載の超低温容器は、上記第２の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。
これらの溶接方法を用いることにより、２０１ＬＮ材同士の接合となる胴部と鏡板の溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。 In the ultra-low temperature container according to claim 7, the second welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.
By using these welding methods, it is possible to secure the mechanical characteristics of the welded portion between the body portion and the end plate, which are the joints between the 201 LN materials. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項８記載の超低温容器は、上記鏡板が、ＪＩＳで規定されているＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料である。
これにより、鏡板にＳＵＳ３０４を使用しながら胴部には２０１ＬＮを使用し、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。
In the ultra-low temperature container according to claim 8, the end plate is a material of SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316 L standard specified by JIS.
This makes it an ultra-low temperature container that uses SUS304 for the end plate and 201LN for the body, reduces the plate thickness while clearing the standard in terms of mechanical strength, and realizes weight reduction and cost reduction.

請求項９記載の超低温容器は、上記胴部と上記鏡板を接合する第３の溶接部に用いられた溶接材料が、ＪＩＳで規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料である。
これらの溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材とＳＵＳ材の接合となる胴部と鏡板の溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。 In the ultra-low temperature container according to claim 9, the welding material used for the third welding portion for joining the body portion and the end plate is a SUS308LSi, SUS316L, SUS316L N standard material specified by JIS.
By using these welding materials, it is possible to secure the mechanical characteristics of the welded portion between the body portion and the end plate, which is the joint between the 201LN material and the SUS material. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

請求項１０記載の超低温容器は、上記第３の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである。
これらの溶接方法を用いることにより、２０１ＬＮ材とＳＵＳ材の接合となる胴部と鏡板の溶接部の機械的特性を確保できる。これにより、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。
In the ultra-low temperature container according to claim 10, the third welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.
By using these welding methods, it is possible to secure the mechanical characteristics of the welded portion between the body portion and the end plate, which is the joint between the 201LN material and the SUS material. As a result, it becomes an ultra-low temperature container that realizes weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength.

本発明の第１実施形態の超低温容器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ultra-low temperature container of 1st Embodiment of this invention. 内容器を示す図である。It is a figure which shows the inner container.

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described.

図１は、本発明が適用された第１実施形態の超低温容器を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ultra-low temperature container of the first embodiment to which the present invention is applied.

〔全体構造〕
この例は、本発明の超低温容器を低温液化ガスの貯留容器に適用したものを示している。本発明の適用範囲はこれに限定するものではない。内部の超低温を維持するための容器であれば各種の用途を適用対象としうる趣旨である。例えば、クライオポンプや冷凍機等の極低温機器を収容する収容容器等にも適用することができる。 [Overall structure]
This example shows an application of the cryogenic container of the present invention to a storage container for low-temperature liquefied gas. The scope of application of the present invention is not limited to this. The purpose is that various uses can be applied as long as it is a container for maintaining the ultra-low temperature inside. For example, it can be applied to a storage container or the like for accommodating ultra-low temperature equipment such as a cryopump or a refrigerator.

図示した例では、本実施形態の超低温容器は、内容器１が単数である例を示している。すなわち、この例の超低温容器は、全体として横長のカプセル状を呈し、１つの内容器１と外容器２を備え、上記内容器１と上記外容器２による二重構造となっている。上記内容器１と上記外容器２のあいだの隙間には、真空断熱層３が形成されている。 In the illustrated example, the ultra-low temperature container of the present embodiment shows an example in which the inner container 1 is singular. That is, the ultra-low temperature container of this example has a horizontally long capsule shape as a whole, includes one inner container 1 and an outer container 2, and has a double structure consisting of the inner container 1 and the outer container 2. A vacuum heat insulating layer 3 is formed in the gap between the inner container 1 and the outer container 2.

上記内容器１は、超低温の収容対象が収容される。この例は、上記収容対象として低温液化ガスを想定したものである。
上記外容器２は、上記内容器１が収容される。上記内容器１と外容器２のあいだには、上記真空断熱層３を構成するための隙間が形成されている。 The inner container 1 accommodates an ultra-low temperature storage target. In this example, a cryogenic liquefied gas is assumed as the accommodation target.
The outer container 2 accommodates the inner container 1. A gap for forming the vacuum heat insulating layer 3 is formed between the inner container 1 and the outer container 2.

上記真空断熱層３は、内容器１と外容器２のあいだの隙間が真空減圧されて形成されている。上記真空断熱層３は、必要に応じて上記隙間に、グラスウールやパーライト等からなる断熱材，輻射層を形成するアルミニウム箔等による金属箔，上記断熱材や金属箔に巻き付けて崩れを防止する金属メッシュ等を設けて構成することができる。これにより、外容器２の外側から侵入しようとする熱を真空断熱層３で遮断し、内容器１の内部空間を低温に維持しうるようになっている。 The vacuum heat insulating layer 3 is formed by vacuum depressurizing the gap between the inner container 1 and the outer container 2. The vacuum heat insulating layer 3 is formed of a heat insulating material made of glass wool, pearlite or the like, a metal foil made of an aluminum foil forming a radiation layer, or a metal wound around the heat insulating material or the metal foil to prevent collapse, if necessary. It can be configured by providing a mesh or the like. As a result, the heat that tends to enter from the outside of the outer container 2 is blocked by the vacuum heat insulating layer 3, and the internal space of the inner container 1 can be maintained at a low temperature.

上記内容器１と外容器２のあいだの隙間には、外容器２に対する内容器１の相対位置をずらさないように支持する複数の支持部材４が配置されている。上記外容器２の下部には、設置用である複数の脚部５を有している。また、上記内容器１に収容された低温液化ガスを取り出したり充填したりするための配管類を備えている。上記配管類とは、複数の配管自体と、それらに取り付けられたノズルやバルブ等の機器を含む趣旨である。上記各配管は、上記外容器２を貫通して設けられる。図示した例では、上記配管類を構成する配管として、過充填防止管１１、通気管１２、液充填管１３、液面計頂部管１４、液面計底部管１５、液体取出管１６を有している。 In the gap between the inner container 1 and the outer container 2, a plurality of support members 4 for supporting the inner container 1 so as not to shift the relative position with respect to the outer container 2 are arranged. At the lower part of the outer container 2, a plurality of legs 5 for installation are provided. Further, it is provided with pipes for taking out and filling the cryogenic liquefied gas contained in the inner container 1. The above-mentioned pipes are intended to include a plurality of pipes themselves and equipment such as nozzles and valves attached to them. Each of the above pipes is provided so as to penetrate the outer container 2. In the illustrated example, the pipes constituting the above pipes include an overfill prevention pipe 11, a ventilation pipe 12, a liquid filling pipe 13, a liquid level gauge top pipe 14, a liquid level gauge bottom pipe 15, and a liquid take-out pipe 16. ing.

〔内容器〕
図２は、上記内容器１を示す図である。（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は縮小した側面図である。
上記内容器１は金属製で、円筒状の胴部２１と上記胴部２１の両端開口を塞ぐ鏡板２２とが接合されて構成されている。上記胴部２１は、複数（この例では３つ）の円筒２１Ａが接合されて構成されている。上記各円筒２１Ａは、同じ直径であり、この例では長さも同じに設定されている。上記各円筒２１Ａが長さ方向に同心状に配列して接合され、上記胴部２１が形成されている。 [Inner container]
FIG. 2 is a diagram showing the inner container 1. (A) is an exploded perspective view, and (B) is a reduced side view.
The inner container 1 is made of metal, and is configured by joining a cylindrical body portion 21 and a mirror plate 22 that closes the openings at both ends of the body portion 21. The body portion 21 is configured by joining a plurality of (three in this example) cylinders 21A. Each of the above cylinders 21A has the same diameter, and in this example, the length is also set to be the same. The cylinders 21A are arranged concentrically in the length direction and joined to form the body portion 21.

上記各円筒２１Ａは、板材を湾曲させて突き合せた端部が、第１の溶接部２０Ａを介して接合されている。上記各円筒２１Ａを長さ方向に配列して接合するとき、隣あう円筒２１Ａ同士のあいだで、上記第１の溶接部２０Ａの位置が重ならずにずれるよう、各円筒２１Ａが配置される。 In each of the above cylinders 21A, the end portions of the plates that are curved and abutted are joined via the first welded portion 20A. When the cylinders 21A are arranged and joined in the length direction, the cylinders 21A are arranged so that the positions of the first welded portions 20A do not overlap between the adjacent cylinders 21A.

図示した例では、上記円筒２１Ａを３つ配列して接合することにより胴部２１を構成しているが、これに限定するものではない。上記円筒２１Ａを１つで胴部２１を構成することもできるし、上記円筒２１Ａを２つ配列したり、４つ以上を配列して胴部２１を構成することもできる。 In the illustrated example, the body portion 21 is formed by arranging and joining three cylinders 21A, but the present invention is not limited to this. The body portion 21 can be configured by one cylinder 21A, two cylinders 21A can be arranged, or four or more cylinders 21A can be arranged to form the body portion 21.

〔構成材料〕
つぎに内容器１を構成する材料について説明する。 [Constituent materials]
Next, the materials constituting the inner container 1 will be described.

〔胴部の材料〕
本実施形態は、上記内容器１の少なくとも上記胴部２１が、下記の材料（Ａ）からなるものである。
（Ａ）米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）で規定されている２０１ＬＮ、またはそれに相当する規格の材料。 [Material of the body]
In this embodiment, at least the body portion 21 of the inner container 1 is made of the following material (A).
(A) A material of 201 LN specified by the American Society for Testing and Materials (ASTM) or equivalent.

すなわち、上記内容器１は、ＡＳＴＭ規格の２０１ＬＮ材の板材によって構成される。上記規格の材料に相当する規格の材料として、米国機械学会（ＡＳＭＥ）で規定されているＳＡ２４０－２０１ＬＮ、ユニファイドナンバリングシステム（ＵＮＳ）で規定されているＳ２０１５３等をあげることができる。これらの規格の材料を上記内容器１を構成する材料に使用した超低温容器も、本発明に含む趣旨である。 That is, the inner container 1 is made of an ASTM standard 201LN plate material. Examples of the material of the standard corresponding to the material of the above standard include SA240-201LN specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASME), S20153 specified by the Unified Numbering System (UNS), and the like. An ultra-low temperature container using a material of these standards as a material constituting the inner container 1 is also included in the present invention.

上記材料（Ａ）は、ニッケルを４～５重量％、マンガンを６．４～７．５重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。 The material (A) is an austenitic stainless steel containing 4 to 5% by weight of nickel and 6.4 to 7.5% by weight of manganese.

上記材料（Ａ）は、具体的には、炭素０．０３重量％以下、クロム１６～１８重量％、ニッケル４～５重量％、マンガン６．４～７．５重量％、ケイ素０．７５重量％以下、リン０．０４５重量％以下、イオウ０．０３重量％以下、窒素０．０１～０．２５重量％、銅１重量％以下、残部が鉄および不可避的不純物からなるステンレス鋼である。 Specifically, the material (A) contains 0.03% by weight or less of carbon, 16 to 18% by weight of chromium, 4 to 5% by weight of nickel, 6.4 to 7.5% by weight of manganese, and 0.75% by weight of silicon. % Or less, phosphorus 0.045% by weight or less, sulfur 0.03% by weight or less, nitrogen 0.01 to 0.25% by weight, copper 1% by weight or less, and the balance is stainless steel composed of iron and unavoidable impurities.

上記材料（Ａ）は、ニッケルを４～５重量％含む。一般に、オーステナイト系ステンレス鋼においてオーステナイト組織を安定化させるニッケル量は８重量％である。本発明で採用した上記材料（Ａ）は、ニッケルの含有量を４～５重量％まで少なくすることにより、コストダウンを図っている。また、ニッケルの含有量を４～５重量％まで少なくすることにより、応力腐食割れに対する抵抗力を高くしている。 The material (A) contains 4 to 5% by weight of nickel. Generally, in austenitic stainless steel, the amount of nickel that stabilizes the austenitic structure is 8% by weight. The material (A) adopted in the present invention aims to reduce the cost by reducing the nickel content to 4 to 5% by weight. Further, by reducing the nickel content to 4 to 5% by weight, the resistance to stress corrosion cracking is increased.

上記材料（Ａ）は、クロム１６～１８重量％含む。本発明で採用した上記材料（Ａ）は、上述したようにニッケル量が低い。そのため、オーステナイト組織を維持するために、クロムの含有量を若干引き下げている。 The material (A) contains 16 to 18% by weight of chromium. The material (A) used in the present invention has a low nickel content as described above. Therefore, in order to maintain the austenite structure, the chromium content is slightly reduced.

上記材料（Ａ）は、マンガンを６．４～７．５重量％含む。マンガンは、冷間加工強度をあげるのに有効であり、上記内容器１を構成する板材の耐力および引っ張り強度を確保する。 The material (A) contains 6.4 to 7.5% by weight of manganese. Manganese is effective in increasing the cold working strength, and secures the proof stress and tensile strength of the plate material constituting the inner container 1.

上記材料（Ａ）は、耐力３１０ＭＰａ以上、引張強さ６５５ＭＰａ以上、伸び４５％以上、硬さ２４１ＨＢ以下である。また、－１９６℃における低温靭性値（吸収エネルギー）は１００Ｊである。 The material (A) has a proof stress of 310 MPa or more, a tensile strength of 655 MPa or more, an elongation of 45% or more, and a hardness of 241 HB or less. The low temperature toughness value (absorbed energy) at -196 ° C. is 100 J.

〔鏡板の材料〕
◆第１例
第１例は、上記鏡板２２が、下記の材料（Ａ）からなるものである。
上記材料（Ａ）については、上述したとおりである。 [Material of end plate]
◆ First Example In the first example, the end plate 22 is made of the following material (A).
The material (A) is as described above.

◆第２例
第２例は、上記鏡板２２が、下記の材料（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）のうちいずれかからなるものである。
（Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｃ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｄ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｅ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。 ◆ Second Example In the second example, the end plate 22 is made of any of the following materials (B), (C), (D), and (E).
(B) Material of SUS304 specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(C) Material of SUS304L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(D) Material of SUS316 or equivalent standard specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(E) Material of SUS316L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.

上記材料（Ｂ）は、炭素を０．０８重量％以下、ニッケルを８～１０．５重量％、クロムを１８～２０重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。
上記材料（Ｃ）は、炭素を０．０３重量％以下、ニッケルを８～１０．５重量％、クロムを１８～２０重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。
上記材料（Ｄ）は、炭素を０．０８重量％以下、ニッケルを１１～１４重量％、クロムを１８～２０重量％、モリブデンを２～３重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。
上記材料（Ｅ）は、炭素を０．０３重量％以下、ニッケルを１１～１４重量％、クロムを１８～２０重量％、モリブデンを２～３重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である。 The material (B) is an austenitic stainless steel containing 0.08% by weight or less of carbon, 8 to 10.5% by weight of nickel, and 18 to 20% by weight of chromium.
The material (C) is an austenitic stainless steel containing 0.03% by weight or less of carbon, 8 to 10.5% by weight of nickel, and 18 to 20% by weight of chromium.
The material (D) is an austenitic stainless steel containing 0.08% by weight or less of carbon, 11 to 14% by weight of nickel, 18 to 20% by weight of chromium, and 2 to 3% by weight of molybdenum.
The material (E) is an austenitic stainless steel containing 0.03% by weight or less of carbon, 11 to 14% by weight of nickel, 18 to 20% by weight of chromium, and 2 to 3% by weight of molybdenum.

〔溶接部〕
つぎに溶接部について説明する。
〔概要〕
本実施形態では、下記の溶接部が想定されている。
第１の溶接部２０Ａ：円筒２１Ａの突き合せ部（２０１ＬＮ材同士）
第２の溶接部２０Ｂ：鏡板２２と胴部２１（２０１ＬＮ材同士）
第３の溶接部２０Ｃ：鏡板２２と胴部２１（２０１ＬＮ材とＳＵＳ材）
第４の溶接部２０Ｄ：円筒２１Ａ同士の接続部（２０１ＬＮ材同士） 〔welded part〕
Next, the welded portion will be described.
〔Overview〕
In this embodiment, the following welded parts are assumed.
First welded portion 20A: Butt portion of cylinder 21A (201LN materials)
Second welded portion 20B: end plate 22 and body portion 21 (201LN materials)
Third welded portion 20C: end plate 22 and body portion 21 (201LN material and SUS material)
Fourth welded portion 20D: Connection portion between cylinders 21A (201LN materials)

〔胴部の溶接部〕
上記各円筒２１Ａは、板材を湾曲させて突き合せた端部が、第１の溶接部２０Ａを介して接合されている。
上記各円筒２１Ａ同士は、第４の溶接部２０Ｄを介して接合されている。 [Welded part of the body]
In each of the above cylinders 21A, the end portions of the plates that are curved and abutted are joined via the first welded portion 20A.
The cylinders 21A are joined to each other via a fourth welded portion 20D.

〔第１の溶接部〕
上記第１の溶接部２０Ａは、上記円筒２１Ａを構成する材料同士が溶接されることによってできた溶接部である。言い換えると、上記第１の溶接部２０Ａは、同じ材料同士の突き合せ溶接によってできた溶接部である。 [First weld]
The first welded portion 20A is a welded portion formed by welding the materials constituting the cylinder 21A to each other. In other words, the first welded portion 20A is a welded portion formed by butt welding of the same materials.

上記第１の溶接部２０Ａは、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものとすることができる。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ、またはそれに相当する規格の材料。 At least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) can be used for the first welded portion 20A.
(P) Material of SUS308LSi specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(Q) Material of SUS316L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(R) Material of SUS316LN specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.

上記第１の溶接部２０Ａは、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかとすることができる。 The first welded portion 20A can be at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

これらの溶接方法と溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材同士の溶接部において、所定の機械的強度を確保できる。 By using these welding methods and welding materials, it is possible to secure a predetermined mechanical strength in the welded portion between the 201LN materials.

〔第４の溶接部〕
上記第４の溶接部２０Ｄは、上記各円筒２１Ａ同士が溶接されることによってできた溶接部である。 [Fourth weld]
The fourth welded portion 20D is a welded portion formed by welding the cylinders 21A to each other.

上記各円筒２１Ａは、いずれもおなじ材料から構成されている。言い換えると、上記第４の溶接部２０Ｄは、同じ材料同士の突き合せ溶接によってできた溶接部である。 Each of the above cylinders 21A is made of the same material. In other words, the fourth welded portion 20D is a welded portion formed by butt welding of the same materials.

上記第４の溶接部２０Ｄは、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものとすることができる。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ、またはそれに相当する規格の材料。 At least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) can be used for the fourth welded portion 20D.
(P) Material of SUS308LSi specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(Q) Material of SUS316L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(R) Material of SUS316LN specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.

上記第４の溶接部２０Ｄは、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかとすることができる。 The fourth welded portion 20D can be at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

溶接材料と溶接方式は、上述した第１の溶接部と同様である。 The welding material and welding method are the same as those of the first welded portion described above.

これらの溶接方法と溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材同士の溶接部において、所定の機械的強度を確保できる。 By using these welding methods and welding materials, it is possible to secure a predetermined mechanical strength in the welded portion between the 201LN materials.

〔胴部２１と鏡板の溶接部〕
上記胴部２１と上記鏡板２２は、第２の溶接部２０Ｂまたは第３の溶接部２０Ｃを介して接合されている。 [Welded part of body 21 and end plate]
The body portion 21 and the end plate 22 are joined via a second welded portion 20B or a third welded portion 20C.

◆第１例
〔第２の溶接部〕
上記第２の溶接部２０Ｂは、上記胴部２１と上記鏡板２２がおなじ材料から構成されているケースにおける溶接部である。つまり上記第２の溶接部２０Ｂは、同じ材料同士の突き合せ溶接によってできた溶接部である。 ◆ First example [second weld]
The second welded portion 20B is a welded portion in a case where the body portion 21 and the end plate 22 are made of the same material. That is, the second welded portion 20B is a welded portion formed by butt welding of the same materials.

第１例では、上記第２の溶接部２０Ｂは、上記胴部２１と上記鏡板２２を接合する溶接部２０を、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものとすることができる。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ、またはそれに相当する規格の材料。 In the first example, in the second welded portion 20B, at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) uses the welded portion 20 for joining the body portion 21 and the end plate 22. Can be made.
(P) Material of SUS308LSi specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(Q) Material of SUS316L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(R) Material of SUS316LN specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.

上記第２の溶接部２０Ｂは、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかとすることができる。 The second welded portion 20B can be at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

これらの溶接方法と溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材同士の溶接部において、所定の機械的強度を確保できる。 By using these welding methods and welding materials, it is possible to secure a predetermined mechanical strength in the welded portion between the 201LN materials.

◆第２例
〔第３の溶接部〕
上記第３の溶接部２０Ｃは、上記胴部２１と上記鏡板２２が異なる材料から構成されているケースにおける溶接部である。つまり上記第３の溶接部２０Ｃは、異種材料同士の突き合せ溶接によってできた溶接部である。 ◆ 2nd example [3rd weld]
The third welded portion 20C is a welded portion in a case where the body portion 21 and the end plate 22 are made of different materials. That is, the third welded portion 20C is a welded portion formed by butt welding of different materials.

第２例では、上記第３の溶接部２０Ｃが、上記胴部２１と上記鏡板２２を接合する溶接部２０を、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものとすることができる。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ、またはそれに相当する規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ、またはそれに相当する規格の材料。 In the second example, the third welded portion 20C uses at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) as the welded portion 20 for joining the body portion 21 and the end plate 22. Can be made.
(P) Material of SUS308LSi specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(Q) Material of SUS316L specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.
(R) Material of SUS316LN specified by Japanese Industrial Standards (JIS) or equivalent.

上記第３の溶接部２０Ｃは、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかとすることができる。 The third welded portion 20C can be at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.

これらの溶接方法と溶接材料を用いることにより、２０１ＬＮ材とＳＵＳ材の溶接部において、所定の機械的強度を確保できる。 By using these welding methods and welding materials, a predetermined mechanical strength can be ensured in the welded portion between the 201LN material and the SUS material.

〔溶接材料〕
上記ＳＵＳ３０８ＬＳｉ材は、ワイヤー材や溶加棒を溶接棒として使用することができる。上記ワイヤー材は、具体的には、炭素０．０２重量％、ケイ素０．８５重量％、マンガン１．８重量％、リン０．０２５重量％以下、硫黄０．０２重量％以下、ニッケル１０重量％、クロム２０重量％、モリブデン０．２重量％、フェライト５～１０重量％、残部鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。上記溶加棒は、具体的には、炭素０．０２５重量％、ケイ素０．８５重量％、マンガン１．８重量％、リン０．０２５重量％以下、硫黄０．０２重量％以下、ニッケル１０．２重量％、クロム２０重量％、モリブデン０．２重量％、フェライト５～１０重量％、残部鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。 [Welding material]
As the SUS308LSi material, a wire material or a filler rod can be used as a welding rod. Specifically, the wire material contains 0.02% by weight of carbon, 0.85% by weight of silicon, 1.8% by weight of manganese, 0.025% by weight or less of phosphorus, 0.02% by weight or less of sulfur, and 10% by weight of nickel. %, Chromium 20% by weight, molybdenum 0.2% by weight, ferrite 5-10% by weight, austenite-based stainless steel composed of residual iron and unavoidable impurities. Specifically, the filler rod has 0.025% by weight of carbon, 0.85% by weight of silicon, 1.8% by weight of manganese, 0.025% by weight or less of phosphorus, 0.02% by weight or less of sulfur, and 10 of nickel. It is an austenite-based stainless steel composed of 2% by weight, 20% by weight of chromium, 0.2% by weight of molybdenum, 5 to 10% by weight of ferrite, residual iron and unavoidable impurities.

上記ＳＵＳ３１６Ｌ材は、溶加棒を溶接棒として使用することができる。上記溶接棒は、具体的には、炭素０．０３重量％以下、ケイ素０．６５重量％以下、マンガン１～２．５重量％、リン０．０３重量％以下、硫黄０．０３重量％以下、ニッケル１１～１４重量％、クロム１８～２０重量％、モリブデン２～３重量％、銅０．７５重量％以下、残部鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。 In the above-mentioned SUS316L material, a filler rod can be used as a welding rod. Specifically, the welding rod has carbon 0.03% by weight or less, silicon 0.65% by weight or less, manganese 1 to 2.5% by weight, phosphorus 0.03% by weight or less, and sulfur 0.03% by weight or less. , Nickel 11-14% by weight, chromium 18-20% by weight, molybdenum 2-3% by weight, copper 0.75% by weight or less, austenite-based stainless steel composed of residual iron and unavoidable impurities.

上記ＳＵＳ３１６ＬＮ材は、溶加棒を溶接棒として使用することができる。上記溶接棒は、具体的には、炭素０．０３重量％以下、ケイ素０．９重量％以下、マンガン２．５重量％以下、ニッケル１１～１６重量％、クロム１７～２０重量％、モリブデン２～３重量％、窒素０．０８～０．２２重量％、残部鉄および不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス鋼である。 In the above-mentioned SUS316LN material, a filler rod can be used as a welding rod. Specifically, the welding rod has carbon 0.03% by weight or less, silicon 0.9% by weight or less, manganese 2.5% by weight or less, nickel 11 to 16% by weight, chromium 17 to 20% by weight, molybdenum 2 by weight. It is an austenite-based stainless steel composed of ~ 3% by weight, nitrogen 0.08 ~ 0.22% by weight, residual iron and unavoidable impurities.

〔溶接方式〕
上記ＭＩＧ溶接は、シールドガスに不活性ガスのみを使い、金属電極棒を溶接材料として送給ローラーで自動的に送り込み、電極が発するアークでそのまま溶接材料を溶融して溶接する方式である。
上記ＴＩＧ溶接は、シールドガスに不活性ガスのみを使い、電極棒として消耗しないタングステン電極を使用し、上記電極とは別の溶接材料をアーク中で溶融して溶接する方式である。
上記プラズマ溶接は、電極棒として消耗しないタングステン電極を使用し、プラズマガスとノズル電極による熱的ピンチ効果を利用してアークを細く絞り、熱源を集中させて溶接する方式である。 [Welding method]
The above-mentioned MIG welding is a method in which only an inert gas is used as a shield gas, a metal electrode rod is automatically fed as a welding material by a feeding roller, and the welding material is melted and welded as it is by an arc generated by the electrode.
The TIG welding is a method in which only an inert gas is used as the shield gas, a tungsten electrode that does not wear out is used as an electrode rod, and a welding material different from the electrode is melted and welded in an arc.
The plasma welding is a method in which a tungsten electrode that does not wear out is used as an electrode rod, the arc is narrowed down by utilizing the thermal pinch effect of the plasma gas and the nozzle electrode, and the heat source is concentrated for welding.

〔実施形態の効果〕
本実施形態の超低温容器は、機械的強度において基準をクリアしながら板厚を薄くし、軽量化とコスト節減を実現する超低温容器となる。軽量化した分だけ、輸送の燃料費を節減したり、軽量になるだけ液化ガスなどの積載品の積載量を増量したりすることが可能であり、いずれにしても輸送効率が向上する。 [Effect of Embodiment]
The ultra-low temperature container of the present embodiment is an ultra-low temperature container that achieves weight reduction and cost reduction by reducing the plate thickness while clearing the standard in mechanical strength. It is possible to reduce the fuel cost for transportation by the amount of weight reduction, and to increase the load capacity of loaded items such as liquefied gas as the weight is reduced, and in any case, the transportation efficiency is improved.

つまり、上記２０１ＬＮ材は、ＳＵＳ３０４材と比較し、２５％程度強度が高い。また、材料自体の低温じん性は液化窒素や液化天然ガス等の使用において問題のないレベルである。また、溶接において３０８Ｌ等の一般的な溶接材料を使用することができる。したがって、従来のＳＵＳ３０４材と比べて、高強度である分だけ板厚を薄することが可能で、それにより限られた輸送重量の中で内容器の容積を大きくすることができる。しかも、上記２０１ＬＮ材は、ニッケル量がＳＵＳ３０４と比較して少ない分、低コストである。 That is, the 201LN material has a strength about 25% higher than that of the SUS304 material. In addition, the low temperature toughness of the material itself is at a level where there is no problem in using liquefied nitrogen, liquefied natural gas, or the like. Further, a general welding material such as 308L can be used for welding. Therefore, as compared with the conventional SUS304 material, the plate thickness can be reduced by the amount of high strength, and thereby the volume of the inner container can be increased within the limited transport weight. Moreover, the 201LN material is low in cost because the amount of nickel is smaller than that of SUS304.

〔実施例の仕様〕
下記の仕様で実施例の超低温容器を製作した。
内容器の材質 ：２０１ＬＮ材
内容器の内径 ：３０００ｍｍ
胴部の長さ ：１３１９８ｍｍ
胴部の板厚 ：８ｍｍ
鏡板び板厚 ：９ｍｍ
外容器の材質 ：ＳＳ４００
外容器の内径 ：３５００ｍｍ
外容器の全長 ：１５４２０ｍｍ
外容器の胴厚 ：１２ｍｍ
外容器の鏡板厚：１４ｍｍ [Specifications of Examples]
The ultra-low temperature container of the example was manufactured with the following specifications.
Inner container material: 201LN material Inner inner diameter: 3000 mm
Body length: 13198mm
Body plate thickness: 8 mm
End plate thickness: 9 mm
Outer container material: SS400
Inner diameter of outer container: 3500 mm
Overall length of outer container: 15420 mm
Body thickness of outer container: 12 mm
Outer container end plate thickness: 14 mm

〔比較例の仕様〕
下記の仕様で比較例の超低温容器を製作した。
内容器の材質 ：ＳＵＳ３０４材
内容器の内径 ：３０００ｍｍ
胴部の長さ ：１３１９８ｍｍ
胴部の板厚 ：１０ｍｍ
鏡板び板厚 ：１１ｍｍ
外容器の材質 ：ＳＳ４００
外容器の内径 ：３５００ｍｍ
外容器の全長 ：１５４２０ｍｍ
外容器の胴厚 ：１２ｍｍ
外容器の鏡板厚：１４ｍｍ [Specifications of comparative example]
An ultra-low temperature container of a comparative example was manufactured with the following specifications.
Inner container material: SUS304 material Inner inner diameter: 3000 mm
Body length: 13198mm
Body plate thickness: 10 mm
End plate thickness: 11 mm
Outer container material: SS400
Inner diameter of outer container: 3500 mm
Overall length of outer container: 15420 mm
Body thickness of outer container: 12 mm
Outer container end plate thickness: 14 mm

〔対比〕
実施例の超低温容器の重量と許容引張応力は、つぎのとおりである。
パーライト断熱材 ：３９０６８ｋｇ
グラスウール断熱材：３４５３５ｋｇ
許容引張応力 ：１８７Ｎ／ｍｍ２
比較例の超低温容器の重量は、つぎのとおりである。
パーライト断熱材 ：４１６００ｋｇ
グラスウール断熱材：３７０６７ｋｇ
許容引張応力 ：１３７Ｎ／ｍｍ２ [Contrast]
The weight and allowable tensile stress of the ultra-low temperature container of the example are as follows.
Pearlite insulation: 39068 kg
Glass wool insulation: 34535kg
Allowable tensile stress: 187N / mm 2
The weight of the ultra-low temperature container of the comparative example is as follows.
Pearlite insulation: 41600kg
Glass wool insulation: 37067 kg
Allowable tensile stress: 137N / mm 2

実施例は比較例に比べ、上記仕様において２５３２ｋｇ軽量化できた。パーライト断熱材で約６．５％、グラスウール断熱材で約７．３％の軽量化を達成した。しかも、許容引張応力は、実施例が比較例よりも５０Ｎ／ｍｍ２高い。 Compared with the comparative example, the example was able to reduce the weight by 2532 kg in the above specifications. We achieved a weight reduction of about 6.5% for pearlite insulation and about 7.3% for glass wool insulation. Moreover, the allowable tensile stress is 50 N / mm 2 higher in the examples than in the comparative examples.

〔実験例〕
つぎに、上記実施形態で想定した下記の各溶接部に対応した溶接継手の機械試験を行った。
第１の溶接部２０Ａ：円筒２１Ａの突き合せ部（２０１ＬＮ材同士）
第２の溶接部２０Ｂ：鏡板２２と胴部２１（２０１ＬＮ材同士）
第３の溶接部２０Ｃ：鏡板２２と胴部２１（２０１ＬＮ材とＳＵＳ材）
第４の溶接部２０Ｄ：円筒２１Ａ同士の接続部（２０１ＬＮ材同士） [Experimental example]
Next, a mechanical test of a welded joint corresponding to each of the following welded portions assumed in the above embodiment was performed.
First welded portion 20A: Butt portion of cylinder 21A (201LN materials)
Second welded portion 20B: end plate 22 and body portion 21 (201LN materials)
Third welded portion 20C: end plate 22 and body portion 21 (201LN material and SUS material)
Fourth welded portion 20D: Connection portion between cylinders 21A (201LN materials)

〔供試材〕
下記の表１に示す実験例Ｎｏ．１～Ｎｏ．１４を供試材として準備した。
Ｎｏ．１は、２０１ＬＮ材自体を供試材とした。
Ｎｏ．２は、２０１ＬＮ材と２０１ＬＮ材を、３０８ＬＳｉ材でプラズマ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．３は、２０１ＬＮ材と２０１ＬＮ材を、溶接材料を使わずにプラズマ溶接した後、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．４は、２０１ＬＮ材と２０１ＬＮ材を、溶接材料を使わずにプラズマ溶接した後、３１６Ｌ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．５は、２０１ＬＮ材と２０１ＬＮ材を、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．６は、２０１ＬＮ材と２０１ＬＮ材を、３１６ＬＮ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．７は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３０８ＬＳｉ材でプラズマ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．８は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、溶接材料を使わずにプラズマ溶接した後、３１６Ｌ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．９は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．１０は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．１１は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３１６ＬＮ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．１２は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３１６Ｌ材でＴＩＧ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．１３は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接した後、３０８ＬＳｉ材でサブマージ溶接したものを供試材とした。
Ｎｏ．１４は、２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材を、３０８ＬＳｉ材でＴＩＧ溶接した後、３０８ＬＳｉ材でＭＩＧ溶接したものを供試材とした。 [Test material]
Experimental example No. 1 shown in Table 1 below. 1 to No. 14 was prepared as a test material.
No. In No. 1, the 201LN material itself was used as a test material.
No. In No. 2, 201LN material and 201LN material were plasma-welded with 308LSi material and used as a test material.
No. In No. 3, a 201LN material and a 201LN material were plasma-welded without using a welding material and then TIG welded with a 308LSi material as a test material.
No. In No. 4, 201LN material and 201LN material were plasma-welded without using a welding material, and then TIG welded with a 316L material as a test material.
No. Reference numeral 5 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and 201LN material with 308LSi material.
No. Reference numeral 6 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and 201LN material with 316LN material.
No. In No. 7, 201LN material and SUS304 material were plasma-welded with 308LSi material and used as a test material.
No. In No. 8, 201LN material and SUS304 material were plasma-welded without using a welding material, and then TIG welded with 316L material as a test material.
No. Reference numeral 9 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 308LSi material.
No. Reference numeral 10 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 308LSi material.
No. Reference numeral 11 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 316LN material.
No. Reference numeral 12 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 316L material.
No. Reference numeral 13 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 308LSi material and then submerged welding with 308LSi material.
No. Reference numeral 14 was a test material obtained by TIG welding 201LN material and SUS304 material with 308LSi material and then MIG welding with 308LSi material.

上記各実験例において、溶接を２回行った供試材（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．８，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４）は、１回目の溶接でできたビードの上に重ねて２回目の溶接を行ったものである。 In each of the above experimental examples, the test materials (No. 3, No. 4, No. 8, No. 13, No. 14) that were welded twice were layered on the bead made by the first welding. This is the second welding.

Figure 0007075762000001
Figure 0007075762000001

〔機械強度の計測〕
上記各実験例の供試材について、引張強度、曲げ（表／裏）、衝撃試験（溶着部／熱影響部）を測定した。
[Measurement of mechanical strength]
Tensile strength, bending (front / back), and impact test (welded part / heat-affected zone) were measured for the test materials of each of the above experimental examples.

〔供試材〕
板厚：６ｍｍ
開先形状：Ｉ型開先およびＶ型開先 [Test material]
Plate thickness: 6 mm
Groove shape: I-type groove and V-type groove

〔計測方法〕
◎引張強度
試験片：ＪＩＳ Ｚ ３１２１の１号試験片を使用した。
試験方法：ＪＩＳ Ｚ ２２４１により行った。
◎曲げ
試験片：ＪＩＳ Ｚ ３１２２の表曲げ試験片および裏曲げ試験片を使用した。
試験方法：曲げ半径（Ｒ）＝板厚（ｔ）×２のローラー曲げ試験を行い、試験後の試験片の表面状態を調べた。
◎衝撃試験
試験片：ＪＩＳ Ｚ ３１２８に準じて溶接金属の中央部，溶接熱影響部，母材部を切り欠きとするサブサイズ（５ｍｍ×１０ｍｍ）の２ｍｍＶノッチ衝撃試験片を各３本ずつ使用した。
試験方法：シャルピー衝撃試験機を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に準じて－１９６℃の液体窒素から試験片を取り出した後、６秒以内に試験を行い、衝撃値（Ｊ／ｃｍ２）を測定した。
[Measurement method]
◎ Tensile strength test piece: JIS Z 3121 No. 1 test piece was used.
Test method: Performed according to JIS Z 2241.
◎ Bending test piece: JIS Z 3122 front bending test piece and back bending test piece were used.
Test method: A roller bending test of bending radius (R) = plate thickness (t) × 2 was performed, and the surface condition of the test piece after the test was examined.
◎ Impact test test piece: According to JIS Z 3128, use 3 sub-sized (5 mm x 10 mm) 2 mm V notch impact test pieces each with the central part of the weld metal, the weld heat affected zone, and the base metal part notched. did.
Test method: Using a Charpy impact tester, a test piece was taken out from liquid nitrogen at -196 ° C. according to JIS Z 2242, and then the test was performed within 6 seconds to measure the impact value (J / cm 2 ).

〔判定基準〕
◎引張強度
以下の基準以上のものを良好と判断した。
２０１ＬＮ材同士の溶接：６５５Ｎ／ｍｍ２以上
２０１ＬＮ材とＳＵＳ３０４材の溶接：５２０Ｎ／ｍｍ２以上

◎曲げ
３ｍｍ以上の割れがなく、かつ３ｍｍ以下の割れの長さ合計が７ｍｍ以下のものを合格とした。
◎衝撃値
高圧ガス保安法に基づく容器保安規則により、吸収エネルギが以下の基準以上のものを合格と判定した。なお、吸収エネルギを単位面積当たりに換算した値が衝撃値である。
平均値：３０Ｊ／ｃｍ２以上
最低値：２０Ｊ／ｃｍ２以上
〔criterion〕
◎ Tensile strength Those with the following standards or higher were judged to be good.
Welding between 201LN materials: 655N / mm 2 or more Welding between 201LN materials and SUS304 materials: 520N / mm 2 or more

◎ Bending No cracks of 3 mm or more and the total length of cracks of 3 mm or less was 7 mm or less.
◎ Impact value According to the container safety regulations based on the High Pressure Gas Safety Act, those with absorbed energy above the following standards were judged to be acceptable. The value obtained by converting the absorbed energy per unit area is the impact value.
Average value: 30J / cm 2 or more Minimum value: 20J / cm 2 or more

〔結果〕
各実験例の供試材について、引張強度、曲げ（表／裏）、衝撃試験（溶着部／熱影響部）を測定した結果を下記の表２および表３に示す。 〔result〕
The results of measuring the tensile strength, bending (front / back), and impact test (welded part / heat-affected zone) of the test material of each experimental example are shown in Tables 2 and 3 below.

Figure 0007075762000002
Figure 0007075762000002

Figure 0007075762000003
Figure 0007075762000003

〔評価〕
いずれの実験例の供試材も引張強度は、上記基準に照らし、問題なしと判断した。
いずれの実験例の供試材も衝撃値は、上記基準を超えており、合格と判定した。 〔evaluation〕
The tensile strength of the test materials of all the experimental examples was judged to be no problem in light of the above criteria.
The impact values of the test materials of all the experimental examples exceeded the above criteria, and it was judged to be acceptable.

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。 [Modification example]
Although the above has described particularly preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments shown, and can be modified into various embodiments, and the present invention includes various modified examples. The purpose is to do.

上記実施形態では、本発明の超低温容器を低温液化ガスの貯留容器に適用し、横長でカプセル状の二重構造としたものを示した。あくまでこれは例示であり、本発明の適用範囲はこれに限定するものではない。たとえば、縦長としたものに適用することもできるし、１つの外容器２の中に複数の内容器２を備えたものに適用することもできる。また、内部の超低温を維持するための容器であれば各種の用途を適用対象とする趣旨である。例えば、クライオポンプや冷凍機等の極低温機器を収容する収容容器等にも適用することができる。
In the above embodiment, the ultra-low temperature container of the present invention is applied to a storage container for low-temperature liquefied gas, and a horizontally long capsule-shaped double structure is shown. This is merely an example, and the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to a vertically elongated container, or can be applied to a container having a plurality of inner containers 2 in one outer container 2. In addition, if it is a container for maintaining an ultra-low temperature inside, it is intended to be applied to various uses. For example, it can be applied to a storage container or the like for accommodating ultra-low temperature equipment such as a cryopump or a refrigerator.

１：内容器
２：外容器
３：真空断熱層
４：支持部材
５：脚部
１１：過充填防止管
１２：通気管
１３：液充填管
１４：液面計頂部管
１５：液面計底部管
１６：液体取出管
２０：溶接部
２０Ａ：第１の溶接部
２０Ｂ：第２の溶接部
２０Ｃ：第３の溶接部
２０Ｄ：第４の溶接部
２１：胴部
２１Ａ：円筒
２２：鏡板 1: Inner container 2: Outer container 3: Vacuum insulation layer 4: Support member 5: Leg 11: Overfill prevention tube 12: Ventilation tube 13: Liquid filling tube 14: Liquid level gauge top tube 15: Liquid level gauge bottom tube 16: Liquid take-out pipe 20: Welded portion 20A: First welded portion 20B: Second welded portion 20C: Third welded portion 20D: Fourth welded portion 21: Body portion 21A: Cylindrical 22: End plate

Claims (10)

超低温の収容対象が収容される１または２以上の内容器と、上記内容器が収容される外容器と、上記内容器と上記外容器の間に形成される真空断熱層とを備え、
上記内容器は金属製で、円筒状の胴部と上記胴部の両端開口を塞ぐ鏡板が溶接部を介して接合されて構成され、
上記内容器の少なくとも上記胴部が、下記の材料（Ａ）からなるものである
ことを特徴とする超低温容器。
（Ａ）米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）で規定されている２０１ＬＮ、米国機械学会（ＡＳＭＥ）で規定されているＳＡ２４０－２０１ＬＮ、ユニファイドナンバリングシステム（ＵＮＳ）で規定されているＳ２０１５３、のうちいずれかの規格の材料。 It is provided with one or more inner containers in which an ultra-low temperature storage object is housed, an outer container in which the inner container is housed, and a vacuum heat insulating layer formed between the inner container and the outer container.
The inner container is made of metal, and is composed of a cylindrical body and end plates that close the openings at both ends of the body are joined via a weld.
An ultra-low temperature container characterized in that at least the body of the inner container is made of the following material (A).
(A) One of 201LN specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASTM), SA240-201LN specified by the American Society of Mechanical Engineers (ASME), and S20153 specified by the Unified Numbering System (UNS). Standard material . 上記材料（Ａ）は、ニッケルを４～５重量％、マンガンを６．４～７．５重量％含むオーステナイト系ステンレス鋼である
請求項１記載の超低温容器。 The ultra-low temperature container according to claim 1, wherein the material (A) is an austenitic stainless steel containing 4 to 5% by weight of nickel and 6.4 to 7.5% by weight of manganese. 上記胴部は、板材を湾曲させて突き合せた端部が第１の溶接部を介して接合されて円筒状に形成され、
上記第１の溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられたものである
請求項１または２記載の超低温容器。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。 The body portion is formed into a cylindrical shape by bending and abutting the end portions of the plate materials and joining them via the first welded portion.
The ultra-low temperature container according to claim 1 or 2, wherein the first welded portion uses at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R).
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS). 上記第１の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである
請求項３記載の超低温容器。 The ultra-low temperature container according to claim 3, wherein the first welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding. 上記鏡板が、上記材料（Ａ）からなるものである
請求項１～４のいずれか一項に記載の超低温容器。 The ultra-low temperature container according to any one of claims 1 to 4, wherein the end plate is made of the material (A). 上記胴部と上記鏡板を接合する溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられた第２の溶接部である
請求項５記載の超低温容器。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。 The ultra-low temperature container according to claim 5, wherein the welded portion that joins the body portion and the end plate is a second welded portion in which at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) is used.
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS). 上記第２の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである
請求項６記載の超低温容器。 The ultra-low temperature container according to claim 6, wherein the second welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding. 上記鏡板が、下記の材料（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）のうちいずれかからなるものである
請求項１～４のいずれか一項に記載の超低温容器。
（Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４規格の材料。
（Ｃ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０４Ｌ規格の材料。
（Ｄ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６規格の材料。
（Ｅ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。 The ultra-low temperature container according to any one of claims 1 to 4, wherein the end plate is made of any of the following materials (B), (C), (D) and (E).
(B) SUS304 standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(C) SUS304 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(D) Material of SUS316 standard specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(E) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS). 上記胴部と上記鏡板を接合する溶接部が、下記の溶接材料（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）のうち少なくともいずれかが用いられた第３の溶接部である
請求項８記載の超低温容器。
（Ｐ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３０８ＬＳｉ規格の材料。
（Ｑ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６Ｌ規格の材料。
（Ｒ）日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＳＵＳ３１６ＬＮ規格の材料。 The ultra-low temperature container according to claim 8, wherein the welded portion that joins the body portion and the end plate is a third welded portion in which at least one of the following welding materials (P), (Q), and (R) is used.
(P) SUS308LS i standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(Q) SUS316 L standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS).
(R) SUS316L N standard material specified by Japanese Industrial Standards (JIS). 上記第３の溶接部が、プラズマ溶接による溶接部，ＴＩＧ溶接による溶接部，ＭＩＧ溶接による溶接部のうち少なくともいずれかである
請求項９記載の超低温容器。 The ultra-low temperature container according to claim 9, wherein the third welded portion is at least one of a welded portion by plasma welding, a welded portion by TIG welding, and a welded portion by MIG welding.
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