TWI577915B - 低溫槽 - Google Patents

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TWI577915B TW103139351A TW103139351A TWI577915B TW I577915 B TWI577915 B TW I577915B TW 103139351 A TW103139351 A TW 103139351A TW 103139351 A TW103139351 A TW 103139351A TW I577915 B TWI577915 B TW I577915B
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嶋村恭弘
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Ｉｈｉ股份有限公司
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Description

低溫槽
本發明係關於一種低溫槽。
本案係根據2013年11月19日於日本申請的特願2013-238825號而主張優先權，且在此引用其內容。
自以往以來，在具有複數個膜面板(membrane panel)熔接而成之膜的膜式低溫槽中，為了保持薄而剛性低的膜形狀，已使用一種藉由膜錨(membrane anchor)機構以隔著隔熱材按壓於混凝土壁之方式支撐的構成(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本國特公昭63-23440號公報
然而，在膜式的低溫槽中，視需要設有第二阻障層(secondary barrier)，用以防止萬一在膜產生龜裂等時，所儲存的液體會洩漏至外部。例如，也有以內含在 配置於混凝土壁與膜之間之隔熱材層之方式設置第二阻障層，且將第二阻障層配置於隔熱材層內部的情形。然而，膜錨機構固定於混凝土壁時，膜錨機構會貫通隔熱材層。因此，當隔熱材層設有第二阻障層時，膜錨機構就會貫通第二阻障層，而使第二阻障層的液密性降低。
本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的在提升具有貫通第二阻障層之膜錨機構之低溫槽的液密性。
本發明係採用下列構成作為解決上述課題之手段。
本發明之第1態樣係一種低溫槽，具備：隔熱材層，配置於混凝土壁與膜之間並且在內部具有第二阻障層；及膜錨機構，貫通前述第二阻障層而固定於前述混凝土壁並且按壓前述膜；前述膜錨機構係具備密封部，該密封部係覆蓋貫通前述第二阻障層的貫通部。
本發明之第2態樣係如上述第1態樣，其中，前述密封部係為包含玻璃布的接著層。
本發明之第3態樣係如上述第1或第2態樣，其中，前述膜錨機構係具備貫通前述第二阻障層的腳部；前述密封部從前述腳部之貫通前述第二阻障層的方向觀看時係設成覆蓋於腳部。
在本發明中，膜錨機構係藉由密封部覆蓋 貫通第二阻障層的貫通部。因此，即使萬一膜破損時，也可防止液體自上述貫通部露出。因此，依據本發明，在具有貫通第二阻障層之膜錨機構的低溫槽中，可提升液密性。
1‧‧‧低溫槽
2‧‧‧容器本體
2A‧‧‧三面角落部
2a‧‧‧混凝土壁
2B‧‧‧二面角落部
2b‧‧‧膜
2b1‧‧‧波紋部
2c‧‧‧防潮層
2d‧‧‧保冷材層(隔熱材層)
2d1‧‧‧外層部
2d2‧‧‧內層部
2d3‧‧‧充填部
2d4‧‧‧三面角落部用充填部
2d5‧‧‧二面角落部用充填部
3‧‧‧平面膜錨機構(膜錨機構)
3a‧‧‧基台
3b、4e、5e‧‧‧錨部
3c、4f、5f‧‧‧按壓零件
4‧‧‧三面角落膜錨機構(膜錨機構)
4a、5a‧‧‧腳部
4a1‧‧‧第1柱狀螺栓
4a2‧‧‧第2柱狀螺栓
4a3‧‧‧長螺帽
4b、5b‧‧‧基底部
4b1、5b1‧‧‧中央板
4b2、5b2‧‧‧腳部連結板
4b3、7‧‧‧貫通孔
4c、5c‧‧‧螺帽
4d、5d‧‧‧接頭
5‧‧‧二面角落膜錨機構(膜錨機構)
6‧‧‧密封部
6a‧‧‧抵接面
8‧‧‧間隔件
H1、H2‧‧‧保冷板
L1、L2‧‧‧平行線
M1‧‧‧平面膜面板
M2‧‧‧三面角落膜面板
M3‧‧‧二面角落膜面板
S‧‧‧第二阻障層
第1圖係本發明之一實施形態之低溫槽的剖面透視圖。
第2圖係三面角落部的剖面圖，該三面角落部包含本發明之一實施形態之低溫槽所具備之三面角落膜錨機構。
第3圖係除本發明之一實施形態之低溫槽所具備之三面角落膜錨機構之按壓零件外，而且省略保冷材層而圖示的透視圖。
第4圖係二面角落部的剖面圖，該二面角落部包含本發明之一實施形態之低溫槽所具備之二面角落膜錨機構。
第5A圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第5B圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第5C圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第6A圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第6B圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第6C圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
第7圖係說明本發明之一實施形態之低溫槽所具備之密封部之形成步驟的透視圖。
以下參照圖式說明本發明之低溫槽之一實施形態。另外，在以下圖式中，為了使各構件為可辨識的大小，已適當變更了各構件的比例尺。
第1圖係本實施形態之低溫槽1的剖面透視圖。低溫槽1係具備：容器本體2、平面膜錨機構3、三面角落膜錨機構4、二面角落膜錨機構5、及密封部6。
容器本體2係具備有下列元件的角型容器：混凝土壁2a，用以形成外槽；膜2b，用以形成內槽；防潮層(vapor barrier)2c，貼附於混凝土壁2a的內壁面(參照第2圖)；及保冷材層2d(隔熱材層)，設置於防潮層2c與膜2b之間。
混凝土壁2a係為由形成容器本體2之外殼的混凝土所構成的壁部，且為支撐膜2b等的強度構件。膜2b係為直接接觸儲存於內部之低溫液體(例如液化氬)的部位，且隔著保冷材層2d而設置於混凝土壁2a的內壁面側。在此種膜2b中係設有波紋部(corrugation)2b1，該波紋部2b1係縱橫延伸成格子狀，用以吸收膜2b的熱變形。此種膜2b係例如藉由不鏽鋼所構成的厚度數mm之薄板狀的膜面板熔接而形成。
由於容器本體2係作成角型，因此具有形成於3面(例如2個側壁面與底面、或2個側壁面與頂面)所匯集之部位的角落部(以下稱三面角落部2A)、及形成於2面(例如側壁面與底面、側壁面彼此、或側壁面與頂面)所匯集之部位的角落部(以下稱二面角落部2B)。配置於此等角落部的膜面板，係依據角落部的形狀而彎曲。以下將配置於角落部以外區域之平面上的膜面板稱為平面膜面板M1，將配置於三面角落部2A之膜面板稱為三面角落膜面板M2(角落膜面板)，及將配置於二面角落部2B之膜面板稱為二面角落膜面板M3。
防潮層2c係為設置成抵接於混凝土壁2a之內壁面全區域的金屬製薄板構件。此種防潮層2c係用以遮蔽欲穿透混凝土壁2a的水分等，而提升容器本體2的氣密性。
保冷材層2d係藉由例如PUF(硬質胺甲酸乙酯泡沫(urethane foam))而形成，用以填埋膜2b與防潮層2c的間隙。此保冷材層2d係具備：外層部2d1；內層部2d2；及充填部2d3(參照第2圖等)。外層部2d1係為形成保冷材層2d之混凝土壁2a側的層，且藉由無間隙地填滿相同厚度的保冷板H1而形成。內層部2d2係為形成保冷材層2d之膜2b側的層，且藉由無間隙地填滿相同厚度的保冷板H2而形成。充填部2d3係用以充填於填滿外層部2d1及內層部2d2時所產生的間隙的部位，且設為與所設置之間隙的形狀一致。以此種充填部2d3而言，例如，設置有充填 於後述之三面角落膜錨機構4之基底(base)部4b與外層部2d1之間所形成的間隙(參照第2圖)的構件(以下稱三面角落部用充填部2d4)、或充填於後述之二面角落膜錨機構5之基底部5b與外層部2d1之間所形成的間隙(參照第4圖)的構件(以下稱二面角落部用充填部2d5)。
此保冷材層2d係在內部(例如外層部2d1與內層部2d2之間)具備第二阻障層S。此第二阻障層S係為由經由玻璃布所補強之環氧樹脂(epoxy)等的膜所構成的層，且具有作為第二阻障層的功能，當膜2b萬一有破損時，防止儲存於膜2b之內部的液體洩漏至外部。
在膜2b與保冷材層2d中，係設有配置於各膜面板之熱變形部位之中央位置的貫通孔7。在此等貫通孔7中，係供平面膜錨機構3之錨部3b、三面角落膜錨機構4之錨部4e、或二面角落膜錨機構5之錨部5e插入。
平面膜錨機構3係具備：基台3a，隔著防潮層2c而設於混凝土壁2a的內壁面；錨部3b，固定於基台3a並且插入於上述貫通孔7；及按壓零件3c，固定於從貫通孔7露出的錨部3b並且將平面膜面板M1從容器本體2的內部側朝向混凝土壁2a按壓。
第2圖係為包含三面角落膜錨機構4之三面角落部2A的剖面圖。此外，第3圖係為三面角落膜錨機構4之扣除按壓零件3c，而且省略了保冷材層2d予以圖示的透視圖。
如該等圖所示，三面角落膜錨機構4係設於 三面角落部2A，具備有設於形成三面角落部2A之3個面各者的腳部4a、基底部4b、螺帽4c、接頭(joint)4d、錨部4e、及按壓零件4f。
腳部4a係為相對於混凝土壁2a之內壁面朝垂直方向延伸的棒狀構件，且隔著防潮層2c而立設於混凝土壁2a。此腳部4a係由形成混凝土壁2a側之一端部的第1柱狀螺栓4a1、形成基底部4b側之一端部的第2柱狀螺栓4a2、及形成中央部的長螺帽(long nut)4a3所構成。此種腳部4a之扣除第2柱狀螺栓4a2後的長度，係設為與保冷材層2d之外層部2d1的厚度大致相同，且貫通保冷材層2d中所含之第二阻障層S而固定於混凝土壁2a。
第1柱狀螺栓4a1係貫通防潮層2c而一端側埋設於混凝土壁2a，另一端側則形成螺紋溝而以較防潮層2c更突出於容器本體2之內部側之方式安裝，且熔接於防潮層2c。此種第1柱狀螺栓4a1之形成有螺紋溝的一端側係螺合於長螺帽4a3的3端部。第2柱狀螺栓4a2係在兩端側形成有螺紋溝，且螺合於長螺帽4a3之供第1柱狀螺栓4a1螺合之端部相反側的端部，並且透過基底部4b之後述的貫通孔4b3而以較基底部4b更突出於容器本體2之內部側的方式安裝。長螺帽4a3係在一端側螺合有第1柱狀螺栓4a1，而另一端側則螺合有第2柱狀螺栓4a2，用以將該等第1柱狀螺栓4a1與第2柱狀螺栓4a2連接。
如此，在本實施形態中，腳部4a係具有設於兩端的柱狀螺栓(第1柱狀螺栓4a1及第2柱狀螺栓 4a2)、及供該等柱狀螺栓螺合的長螺帽4a3。
基底部4b係為供3個腳部4a或錨部4e安裝的部位，且設置於3個腳部4a之第2柱狀螺栓4a2接近的位置。此基底部4b係具有：透過接頭4d而設置錨部4e的中央板4b1、及設於中央板4b1之緣部並且供腳部4a連結的3個腳部連結板4b2。各腳部連結板4b2係以相對向於形成三面角落部2A之混凝土壁2a之各面的角度安裝於中央板4b1。此等腳部連結板4b2係配置在抵接於上述之保冷材層2d之外層部2d1靠內層部2d2側之面的位置。此外，在腳部連結板4b2中係設有貫通孔4b3。腳部4a之第2柱狀螺栓4a2係通過此貫通孔4b3而突出於供錨部4e設置之側。
螺帽4c係螺合於從腳部連結板4b2之貫通孔4b3突出於錨部4e側的第2柱狀螺栓4a2，且隔著墊圈(washer)而抵接於腳部連結板4b2之靠錨部4e側的表面。螺合於各腳部4a之第2柱狀螺栓4a2的螺帽4c係朝不同的方向按壓基底部4b，藉此而固定基底部4b。
接頭4d係安裝於基底部4b的中央板4b1，且以可轉動之方式支撐錨部4e。此接頭4d係設為具有以與錨部4e之延伸方向正交之水平方向為軸方向的螺栓、及螺合於此螺栓且與螺栓一同以可轉動之方式夾持錨部4e之螺帽的構造。藉由被支撐於此種接頭4d，即可使錨部4e以與錨部4e之延伸方向正交之水平方向為中心轉動。
錨部4e係為在軸方向較長的圓筒構件，且 在其前端部的內壁面形成有用以安裝按壓零件4f的螺紋溝。此錨部4e之根部為透過接頭4d而安裝於基底部4b的中央板4b1，且供固定按壓零件4f的前端以朝向容器本體2之內側露出之方式插入於貫通孔7。此錨部4e的長度係設為與保冷材層2d之內層部2d2的厚度大致相同。此種錨部4e係藉由基底部4b而支撐，且在從混凝土壁2a隔開的狀態下被支撐。
按壓零件4f係具備圓盤狀本體、及與本體一體化的軸部。本體係設為其中一側的面配合三面角落膜面板M2之表面形狀之局部的球面形狀，而另一側的面則相對於三面角落膜面板M2從容器本體2的內部側抵接。軸部係設於本體的中央部，且於周面形成有螺紋溝的柱狀部位。此軸部係螺合於錨部4e。藉由將此軸部螺合於錨部4e，且將按壓零件4f予以緊固，本體即將三面角落膜面板M2朝向混凝土壁2a推壓，藉此而將三面角落膜面板M2固定於混凝土壁2a。另外，按壓零件4f之本體的緣部係藉由熔接而固定於三面角落膜面板M2。
第4圖係為包含二面角落膜錨機構5之二面角落部2B的剖面圖。二面角落膜錨機構5係具有類似於三面角落膜錨機構4的構成。因此，在此，主要針對與三面角落膜錨機構4的不同點進行說明。上述的三面角落膜錨機構4係設置於3個面匯集的三面角落部2A，因此總計具備有3個立設於形成三面角落部2A之面的腳部4a。相對於此，二面角落膜錨機構5係設置於2個面匯集的二面 角落部2B，因此僅具有2個腳部5a。
基底部5b係相當於三面角落膜錨機構4的基底部4b。然而，二面角落膜錨機構5係僅具備2個腳部5a，因此基底部5b相對於設置有接頭5d的中央板5b1(相當於中央板4b1)，僅設有2個腳部連結板5b2(相當於腳部連結板4b2)。
螺帽5c係相當於三面角落膜錨機構4的螺帽4c，接頭5d係相當於三面角落膜錨機構4的接頭4d，而錨部5e係相當於三面角落膜錨機構4的錨部4e。
按壓零件5f雖相當於三面角落膜錨機構4的按壓零件4f，但在本體的二面角落膜面板M3側設為平面的點上與按壓零件4f不同。此外，二面角落膜錨機構5係具備設置於此按壓零件5f與二面角落膜面板M3之間的間隔件(spacer)8。
另外，例如，在保冷材層2d與平面膜錨機構3、三面角落膜錨機構4或二面角落膜錨機構5之間所形成的些微的間隙等，係視需要充填有發泡性隔熱材。
密封部6係由包含玻璃布的接著層所構成，如第2圖所示，係設置成包覆露出於保冷材層2d之外層部2d1上的腳部4a。此外，密封部6係設置成亦包覆第3圖所示之腳部連結板4b2的一部分，且從腳部4a之延伸方向(亦即貫通第二阻障層S的方向)來看時係設置成被覆於腳部4a。再者，密封部6亦充填於腳部連結板4b2與外層部2d1之間。
此種密封部6係用以覆蓋貫通部，其中，該貫通部係藉由令三面角落膜錨機構4之腳部4a貫通包含第二阻障層S之保冷材層2d而形成者，即使萬一膜2b破損時，亦可防止液體透過上述貫通部而漏出。
另外，密封部6除設有藉由令三面角落膜錨機構4之腳部4a貫通保冷材層2d而形成的貫通部以外，亦設有如第4圖所示之藉由令二面角落膜錨機構5之腳部5a貫通保冷材層2d而形成的貫通部。再者，雖未圖示，但亦設有藉由令平面膜錨機構3之基台3a貫通保冷材層2d而形成的貫通部。
接下來參照第5A圖至第7圖來說明密封部覆蓋藉由令三面角落膜錨機構4之腳部4a貫通包含第二阻障層S之保冷材層2d而形成的貫通部的形成步驟。
首先，如第5A圖所示，在僅設置有三面角落膜錨機構4之腳部4a的狀態下，配置形成有可插通各腳部4a之貫通孔之保冷材層2d的外層部2d1(保冷板H1)。
接下來，拆下腳部4a之第2柱狀螺栓4a2之後，如第5B圖所示，避開長螺帽4a3而在外層部2d1的表面，配置包含玻璃布的接著劑6a。此接著劑6a係藉由硬化而成為密封部6的一部分。另外，如上所述，由於腳部4a之扣除第2柱狀螺栓4a2後的長度係設為與保冷材層2d之外層部2d1的厚度大致相同，因此藉由拆下第2柱狀螺栓4a2，而使長螺帽4a3的端部與外層部2d1的表面大致相同。
接下來，如第5C圖所示，在藉由3片保冷板H1所形成的角落部設置三面角落部用充填部2d4。此三面角落部用充填部2d4係具有供三面角落膜錨機構4之基底部4b設置之底面的正三角錐形狀。
接下來，如第6A圖所示，設置安裝有接頭4d及錨部4e的基底部4b。在此，係以基底部4b之腳部連結板4b2之貫通孔4b3的位置配合長螺帽4a3之端部的方式設置基底部4b。
接下來，如第6B圖所示，將先前拆下的第2柱狀螺栓4a2，從腳部連結板4b2的外側再度螺合於長螺帽4a3。此外，如第6C圖所示，隔著墊圈將螺帽4c螺合於第2柱狀螺栓4a2，且以將基底部4b按壓於三面角落部用充填部2d4之方式緊固螺帽4c，藉此而固定錨部4e。
之後，如第7圖所示，以覆蓋腳部4a之方式配置包含玻璃布的接著劑6b。另外，此接著劑6b也可分成2次配置，在先配置的接著劑6b硬化之後再進一步以重疊接著劑6b之方式配置。再者，藉由第5B圖所示之接著劑6a、與第7圖所示之接著劑6b硬化而形成密封部6。
依據以上之本實施形態的低溫槽1，係藉由密封部6來覆蓋貫通部，而該貫通部係藉由令膜錨機構(平面膜錨機構3、三面角落膜錨機構4及二面角落膜錨機構5)貫通保冷材層2d所包含之第二阻障層S而形成者。因此，即使萬一膜破損時，也可防止液體自上述貫通部漏出。因此，依據本實施形態的低溫槽1，可提升液密性。
此外，在本實施形態的低溫槽1中，密封部6係由包含玻璃布的接著層所構成。因此，可發揮高密封性。
此外，在本實施形態之低溫槽1中，密封部6從腳部4a之延伸方向(亦即貫通第二阻障層S的方向)觀看時係設置成被覆於腳部4a。因此，可更確實地防止液體從腳部4a的周圍流入於貫通部。
以上雖已一面參照附件圖式一面說明了本發明的較佳實施形態，但本發明當然不限定於上述實施形態。上述實施形態中所示之各構成構件的各形狀或組合等均為一例，在不脫離本發明之主旨範圍內均可根據設計要求等作各種變更。
[產業上之可利用性]
依據本發明，可提升具有貫通第二阻障層之膜錨機構之低溫槽的液密性。
2‧‧‧容器本體
2A‧‧‧三面角落部
2a‧‧‧混凝土壁
2b‧‧‧膜
2c‧‧‧防潮層
2d‧‧‧保冷材層(隔熱材層)
2d1‧‧‧外層部
2d2‧‧‧內層部
2d3‧‧‧充填部
2d4‧‧‧三面角落部用充填部
4e‧‧‧錨部
4f‧‧‧按壓零件
4‧‧‧三面角落膜錨機構(膜錨機構)
4a‧‧‧腳部
4b‧‧‧基底部
4c‧‧‧螺帽
4d‧‧‧接頭
6‧‧‧密封部
7‧‧‧貫通孔
H1、H2‧‧‧保冷板
M2‧‧‧三面角落膜面板
S‧‧‧第二阻障層

Claims (4)

  1. 一種低溫槽，具備：隔熱材層，配置於混凝土壁與膜之間並且在內部具有第二阻障層；及膜錨機構，貫通前述第二阻障層而固定於前述混凝土壁並且按壓前述膜；前述膜錨機構係具備：腳部，係貫通前述第二阻障層並固定於前述混凝土壁；按壓構件，係按壓前述膜；錨部，係一端連結於前述按壓構件；中央板，係連結於前述錨的另一端；腳部連結板，係連接於前述中央板且與前述腳部連結；以及密封部，覆蓋前述第二阻障層的被前述腳部貫通之貫通部，並包覆前述腳部連結板的一部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低溫槽，其中，前述密封部係為包含玻璃布的接著層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之低溫槽，其中，前述密封部從前述腳部之貫通前述第二阻障層的方向觀看時係設成覆蓋於腳部。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之低溫槽，其中，前述密封部從前述腳部之貫通前述第二阻障層的方向觀看時係設成覆蓋於腳部。
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