JP2003294197A

JP2003294197A - 極低温タンク用防熱構造

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Publication number: JP2003294197A
Application number: JP2002098220A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Tomita; 正和富田; Kazuo Ueda; 和男植田; Toshio Shiji; 敏雄志道
Original assignee: Kawasaki Shipbuilding Corp
Current assignee: Kawasaki Shipbuilding Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP3792595B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダ形タンクの半球面部と円筒状胴部の境
付近に位置するスタッドボルトに最大の曲げモーメント
が作用するが、この曲げモーメント量を０もしくは大幅
に減少できる極低温タンク用防熱構造を提供する。【解決手段】合成樹脂発泡体からなる二層積層構造の内
外積層部２ａ，２ｂの中間位置に補強用ワイヤーネット
３ａを介装した極低温タンク用防熱構造において、タン
クが円筒状胴部１ｂの両端に半球面部１ａを一体に連接
したシリンダ形タンク１からなり、内側積層部２ａをタ
ンク本体１に固定するための支持具４に、ワイヤーやロ
ープなどの索条４Ａを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化水素（ＬＨ2）、
液化窒素（ＬＮ2）、液化酸素（ＬＯ2）、液化ヘリウム
（ＬＨe）などの極低温物質を貯蔵するための極低温タ
ンク用防熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の極低温タンクでは、外気からの
タンク内への熱の侵入を防止するため、その表面を防熱
層で被覆する必要がある。この防熱層は、一般的に、硬
質ポリウレタンやフェノール樹脂などの合成樹脂発泡体
からなる内側防熱層部と外側防熱層部の間に網状補強材
を介装し、前記合成樹脂の発泡時の自己接着作用もしく
は接着剤で接着して一体にした構造からなる。なお、前
記網状補強材は、主に外側防熱層部の低温割れを防止す
るために介装されている。

【０００３】また、タンク本体はステンレスやアルミニ
ウム合金で形成され、タンク本体の外周面上を被覆する
防熱層は、タンク本体の周面に一定の間隔をあけて植設
された多数のスタッドボルト等の支持具によって支持さ
れる。特に球形タンクの場合等ではタンクの下半分で防
熱層が落下するのを阻止している。それらの支持具は、
通常、タンクと同質の材料であるステンレスやアルミニ
ウム合金で形成されている。

【０００４】さらに、上記防熱層は、予め成型された硬
質ウレタン、フェノール樹脂などの合成樹脂発泡体から
なり、中間に網状補強材が介装され、アルミニウム合金
の表面層（アルミホイル表面シート材ともいう）を有す
る凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体の表面上
に相互に隣接して取り付け、防熱パネルの突部間の目地
に合成樹脂材を少なくとも充填又は発泡の一方を行って
埋設した構造が一般的である。

【０００５】このような極低温タンク用防熱構造に関連
する先行技術として、特開平８−２３３１９９号公報に
記載の技術が知られている。

【０００６】ところで、球形のタンクの場合には、図１
１に示すように、タンク５１が膨張・収縮する際に、そ
の内部中心５１ｏに向かってほぼ全体的に均等に半径方
向に膨張・収縮するので、支持具としてのスタッドボル
ト５２に作用する力は軸力だけとなり、曲げモーメント
が発生することはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな球形のタンクの場合には、スタッドボルト５２に曲
げモーメントが発生することはないが、円筒状胴部（円
筒部）の両端に半球面部を一体に備えたシリンダ形タン
クの場合には、支持具としてのスタッドボルトに、曲げ
モーメントが発生する場合がある。

【０００８】すなわち、図１２（ａ）に示すように、シ
リンダ形タンクのタンク本体１においては、それの中間
部分を構成する円筒状胴部１ｂと、それの両側に設けら
れる半球面部１ａとで熱収縮する際の中心が異なり、防
熱パネルの厚さ方向には温度勾配が生じている。そのた
め、防熱層２（防熱パネル）の表面部とタンク本体１に
接する内面部と両者の中間である防熱層２（内側防熱積
層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造からな
る）の中間部とでは、それぞれ熱収縮量が異なる。これ
により、前記半球面部１ａと円筒状胴部１ｂとの境界線
付近に配置されているスタッドボルト２１に最大の曲げ
モーメントが作用する。

【０００９】前記スタッドボルト２１の下端部は、図１
２（ｂ）に示すように、前記タンク本体１に溶接により
固着されている。また、防熱パネル２の網状補強材３の
ワイヤーネット３ａ上に補強材３の連結用ワイヤーネッ
ト３ｂが跨って配置されているので、スタッドボルト２
１の上端部は、前記連結用ワイヤーネット３ｂを貫通
し、ワッシャー７を挿通した上ナット８で連結部分を保
持している。また、ワッシャー７は合成樹脂製で、図１
２（ｃ）（ｄ）のように、多数のピン状突起７ａが外周
縁部に下向きに突設されており、そのピン状突起７ａに
より連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａと
を重ね合わせた状態で保持している。

【００１０】図１３（ａ）は網状補強材を構成する線材
の線径が０．６２ｍｍで、タンク本体およびスタッドボ
ルトがそれぞれアルミニウム合金製でタンク本体の容量
が２５００ｍ³ 、スタッドボルトの外径（一定）が６．
４ｍｍ（断面積：３２．０ｍｍ² 、断面係数：２５．７
ｍｍ³ ）でボルトピッチが半球面部２２５ｍｍ/円筒部
６００ｍｍの場合、常温（外気温度３０℃）でＬＮＧを
タンクに充填しタンクが収縮（熱収縮率は約０．４％）
した状態を示す一部断面図、図１３（ｂ）は図１３
（ａ）の一部（境界線付近）を拡大して示す断面図であ
る。図１４はスタッドボルトの位置とボルトＮｏの関係
を示す模式図、図１５（ａ）〜（ｃ）は収縮状態におい
て各位置でスタッドボルトに作用する軸力（引張荷
重）、曲げモーメントおよびせん断力をそれぞれボルト
Ｎｏとの関係で示す線図である。

【００１１】これらはいずれも、１／８部分タンク模型
に基づきＦＥＭ解析により算出したものである。なお、
数値的には、後述する表１のＭＯＤ−２（比較例）の欄
に表している。表１は本発明の実施例１，２，３（ＭＯ
Ｄ−１，３，４）および比較例（ＭＯＤ−２）において
半球面部１ａと円筒状胴部１ｂの境界線付近に配置され
ているスタッドボルトの軸力（引張荷重）、曲げモーメ
ントおよびせん断力をＦＥＭ解析に基づき算出した各値
を示す。

【００１２】以上の図１２〜１５および表１から明らか
なように、円筒状胴部１ｂの長手方向の中間位置にある
スタッドボルト（Ｎｏ．０〜９）および半球面部１ａの
中心位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．２５０）
からそれらの境界線位置にあるスタッドボルト（ボルト
Ｎｏ．１００〜１１６）にかけて曲げモーメントおよび
せん断力が漸次増大する。つまり、防熱パネルをタンク
本体に固定するためにスタッドボルト等の支持具を用い
たシリンダ形タンクにおいては、ＬＮＧ等の極低温物質
を貯蔵するために、常圧・極低温下で使用する場合に
は、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボルト等
の支持具に曲げモーメント及びせん断力が発生し、特に
半球面部と円筒状胴部との境界付近に位置するスタッド
ボルト（ボルトＮｏ．１００〜１１６）に大きな曲げモ
ーメント及びせん断力が作用する。

【００１３】その結果、タンク本体１（シリンダ形タン
ク）においては、半球面部１ａと円筒状胴部１ｂと境界
線位置にあるスタッドボルト（ボルトＮｏ．１００〜１
１６）の曲げモーメントは最大となり、それを原因とし
て、スタッドボルトが根元（とくにタンク本体との溶接
部付近）から折損あるいは破断に至るおそれがある。

【００１４】この発明は、かかる点に鑑みなされたもの
であって、熱収縮によりタンクが収縮して、スタッドボ
ルト等の支持具に発生する曲げモーメントを減少若しく
はなくすことができる（０にできる）極低温タンク用防
熱構造を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明は、凸形断面で定形の防熱パネ
ルを、タンク本体の表面上に相互に隣接して配列し、前
記タンク本体に設けられた支持具により取り付け、前記
防熱パネルの突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡
することによって前記目地間を埋設する極低温タンク用
防熱構造において、前記タンク本体は、円筒状胴部の両
端に半球面部を一体に連接してなり、前記支持具は、前
記タンク本体が熱収縮する際に前記支持具に生ずる曲げ
モーメントを抑制する曲げモーメント抑制構造を備えて
いることを特徴としている。

【００１６】このようにすれば、防熱パネルをタンク本
体に取り付ける支持具が、タンク本体の熱収縮する際に
前記支持具に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモー
メント抑制構造を備えているため、タンク本体の半球面
部と円筒状胴部の境界に位置する支持具に最大に作用す
る曲げモーメントが大幅に低減される。その結果、従来
支持具がスタッドボルトである場合にその根元（とくに
タンク本体との溶接部付近）から折損あるいは破断する
おそれがあったが、そのようなおそれがなくなる。

【００１７】よって、極低温物質の貯蔵による熱収縮に
より大きく収縮する極低温タンク、すなわちアルミホイ
ル表面シート材を有し内外二層積層構造の合成樹脂発泡
体からなる凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク本体
の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体に植
設された支持具により取り付け、前記防熱パネルの突部
間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによって
前記目地間を埋設し、前記目地の合成樹脂発泡体上およ
びその周辺の前記アルミホイル表面シート材上に跨がっ
て、前記アルミホイル表面シート材と同一構成のアルミ
ホイル連結シート材を全面的に接着するとともに、前記
二層積層構造の内外積層部の中間位置に補強用ワイヤー
ネットを介装した極低温タンクに適する。

【００１８】請求項２に記載のように、前記支持具は、
下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結する
ワイヤーやロープなどの索条とにより構成され、前記下
側支持部材の下端部が前記タンク本体に固着されている
構成とすることができる。

【００１９】このようにすれば、可撓性及び屈曲性に優
れる索条を主体的に用いることで、その索条の部分でも
って支持具に生じようとする曲げモーメントが吸収され
ることとなる。よって、タンク本体が熱収縮する際に、
支持具に曲げモーメントが作用するということがなくな
る。

【００２０】同様に、簡単な構造で、タンク本体の熱収
縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを抑制するた
めに、前記索条に代えて、請求項３に記載のように、前
記支持具は、上下端部を除く中間部を細径にした可撓性
ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着され上端
部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結される下側支
持部材とを有する構成としたり、請求項４に記載のよう
に、前記可撓性ボルト部材に代えて、屈折自在に一端部
が結合される上側部材及び下側部材からなる結合ボルト
部材が用いられる構成とすることもできる。

【００２１】請求項５に記載のように、前記曲げモーメ
ント抑制構造は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の
前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用
し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボ
ルトを使用することができる。

【００２２】このようにすれば、シリンダ形タンクの円
筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部分および境界
近傍部分だけに前記曲げモーメント抑制構造を使用し、
そのほかの部分は従来の球形タンクに用いるスタッドボ
ルトを支持具として使用できるので、従来構造とは異な
る曲げモーメント抑制構造の使用を必要最小限にして、
施工の能率を損なうことがなく、曲げモーメントを抑制
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２４】図１は本発明に係る防熱構造を備えた極低
温用シリンダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示
す正面図および右半分を省略した左側面図、図２は同中
央縦断面図、図３はタンク上の防熱層の一部を拡大して
示す平面図、図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面
図、図４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図、図５
（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４
(ｂ)の一部拡大断面図である。図６（ａ）は図５(ｂ)の
上部をさらに拡大した断面図、図６（ｂ）は防熱パネル
の実施の形態を示す斜視図である。

【００２５】図１に示すように、タンク本体１は、両端
に位置する半球面部１ａ，１ａの間に円筒状胴部１ｂが
配置され、それらが一体に設けられたシリンダ形タンク
である。本例では、タンク本体１はアルミニウム合金か
ら形成されている。

【００２６】このタンク本体１の取付固定は、ＬＮＧ輸
送船のホールド内底部に一対の船体側タンク支持部材３
３，３４を長さ方向に一定間隔をあけて立設した後、こ
れらのタンク支持部材３３，３４の上にタンク側支持部
材３１，３２を載せるように配置されている。なお、前
記タンク本体１は一方のタンク側支持部材３１が船体側
タンク支持部材３３に取り付けられたストッパーにより
タンク本体１の長さ方向に固定されている。他方のタン
ク側支持部材３２は低温熱収縮によるタンク本体１の長
さ方向の変形を吸収できるようにタンク支持部材３４に
対してスライド可能に載置されている。

【００２７】図２〜図４に示すように、タンク本体１の
外周面を被覆する防熱層２は、内側（タンク側）防熱積
層部２ａと外側防熱積層部２ｂとの２層積層構造であ
る。前記両防熱積層部２ａ，２ｂの間に、網状補強材３
のワイヤーネット３ａを介装し、防熱層を形成する合成
樹脂を発泡成形するときの発泡時自己接着作用あるいは
接着剤にて相互に接着して一体化した構造とされる。

【００２８】前記防熱層２は、凸形断面で定形の多数の
防熱パネル５（図６（ｂ）参照）をタンク本体１の外周
面上に相互に隣接し、従来のスタッドボルト方式ではな
く、本発明の特徴とする索条４Ａを含む支持具４にて固
定される。この索条４Ａとしては、可撓性及び屈曲性に
優れるワイヤーやロープなどが用いられ、これを用いる
ことによって、支持具４が、前記タンク本体１が熱収縮
する際に前記支持具４に生ずる曲げモーメントを抑制す
る曲げモーメント抑制構造を備えている。

【００２９】この索条４Ａの下端部は、図５（ｂ）に示
すように、タンク本体１に溶接により固着された下側支
持部材４Ｂの先端環状係止部４Ｂａが係止される一方、
上端部は、ワッシャー７及びナット８によって取り付け
られる上側支持部材４Ｃの下端環状係止部４Ｃａに係止
されている。

【００３０】前記防熱パネル５は、図１及び図６（ｂ）
に示すように、定形（本例では円筒状胴部１ｂが長辺
１.２ｍ×短辺０.９ｍ、半球面部１ａが長辺０.９ｍ×
短辺０.６ｍ（×厚さ：３３０ｍｍ、この厚さは所要防
熱性能の大小に応じて増減され得るものである。））の
凸形断面で、内側防熱積層部２ａ（厚さ２１０ｍｍ）
と、凸状の外側防熱層部２ｂ（厚さ１２０ｍｍ）との間
に、網状補強材３の一部を構成する平織金網のワイヤー
ネット３ａを一体に介装した構造からなる。内側防熱積
層部２ａはガラス繊維、天然繊維、化学繊維などで強化
された硬質ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体
などから選択されるが、本例ではフェノール樹脂発泡体
からなる。また、外側防熱層部２ｂは、硬質ウレタン樹
脂発泡体、フェノール樹脂発泡体、スチレン樹脂発泡体
などから選択されるが、本例ではポリウレタン発泡体か
らなる。

【００３１】前記防熱パネル５の表面は、アルミホイル
表面シート材６（アルミニウム合金による表面シート
材）により被覆されている。この表面シート材６は、図
６（ａ）に一部を示すように、厚さ２５μｍのアルミホ
イル（アルミ箔）６ａを主体として、このアルミホイル
６ａの表面に、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルム６ｂをラミネーティングある
いはコーティングにより一体に積層し、アルミホイル６
ａの裏面（内面）に、厚さ１００μｍほどの不織布６ｃ
を一体に積層した構造からなる。

【００３２】図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、
タンク本体１の外周面には、先端に環状係止部４Ｂａを
有する下側支持部材４Ｂの下端部が、一定の間隔（本例
では、半球面部１ａ：２２５ｍｍｍ又は４５０ｍｍ、円
筒状胴部１ｂ：６００ｍｍ）をあけて、溶接により固着
されている。また、この下側支持部材４Ｂの環状係止部
４Ｂａには、索条４Ａの下端部が係止されている。索条
４Ａは、内側防熱積層部２ａに対応する一定の長さを有
し、それの上端部は上側支持部材４Ｃの下端の環状係止
部４Ｃａに係止されている。

【００３３】そして、前記防熱パネル５のワイヤーネッ
ト３ａ上には網状補強材３の連結用ワイヤーネット３ｂ
が跨がって配置されているので、前記上側支持部材４Ｃ
の雄ねじ部４Ｃｂは、前記連結用ワイヤーネット３ｂを
貫通し、ワッシャー７を挿通したうえナット８で締め付
けるとともに、ワッシャー７（ピン状突起７ａ）により
連結用ワイヤーネット３ｂとワイヤーネット３ａとを重
ね合わせた状態で保持している。このワッシャー７及び
ナット８による取り付けは、従来の支持具であるスタッ
ドボルトの上端部の取り付けと同じである（図１２
（ｂ）参照）。

【００３４】前記索条４Ａは、可撓性及び柔軟性に優れ
るので、タンク本体１の熱収縮の際に、曲げモーメント
が作用しようとしても、それを吸収する方向に変形し、
結果として曲げモーメントは作用しない。ここで、前記
索条４Ａは、下側支持部材４Ｂを介してタンク本体１に
取り付けるようにしているが、索条４Ａの下端部をタン
ク本体１の外周面に溶接により直接に固着することもで
きる。

【００３５】隣接する防熱パネル５の外側防熱層部２ｂ
の間は目地（空隙）になっており、この目地に外側防熱
層部２ｂと基本的には同一種類の合成樹脂材を少なくと
も充填又は発泡の一方を行うことにより、本例では、ポ
リウレタン発泡体９によって目地を埋めている。

【００３６】このポリウレタン発泡体９の表面上には、
図６（ａ）に示すように両側の防熱パネル５のアルミホ
イル表面シート材６の外縁部上から、アルミホイル連結
シート材１１を接着している。このアルミホイル連結シ
ート材１１は、前記アルミホイル表面シート材６の外縁
部上に連続して（浮かせずに）貼着される両面接着のブ
チルラバーシート１１ａ（厚さが例えば５００μｍ）
と、このラバーシート１１ａ上に全面的に貼着又は接着
される厚さ２５μｍのアルミホイル（アルミ箔）１１ｂ
と、このアルミホイル１１ｂの表面に、ラミネーティン
グあるいはコーティングにより一体に積層した厚さ５０
μｍほどのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィ
ルム１１ｃとの積層構造からなる。

【００３７】以上のようにして防熱層２によりタンク本
体１の外周面が被覆され、本例の防熱構造が構成され
る。そして、従来の構造では、支持具として、同一径の
スタッドボルト２１（図１２（ｂ）参照）を使用してい
るが、それに代えて、本発明においては、ロープやワイ
ヤーなどの索条４Ａを利用した支持具４を用いているの
で、タンクの熱収縮により、曲げモーメントは作用せ
ず、従来の曲げモーメントの発生による支持具４の損傷
などの問題がなくなる。

【００３８】次の表１におけるＭＯＤ−１は、本発明の
実施例のＦＥＭ解析結果を表す数値であり、図７（ａ）
〜（ｃ）は熱収縮状態で、各位置の索条に作用する軸
力、曲げモーメント及び剪断力をボルトＮｏ（位置）と
の関係で順に示している。図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−
１における防熱パネルの状態から熱収縮した状態を示す
部分断面図及びその一部拡大図である。

【００３９】

【表１】この表１及び図７より明らかなように、索条４Ａを用い
た支持具４とすれば、軸力が作用するだけで、曲げモー
メント及び剪断力は、半球面部−円筒部（円筒状部）と
の境界部分を含めて全体に亘って作用せず、０となる。

【００４０】本発明は、以上説明した実施の形態に制限
されることなく、次のように変更することも可能であ
る。（１）前記実施の形態においては、前記支持具４を、索
条４Ａ、下側支持部材４Ｂ及び上側支持部材４Ｃでもっ
て構成しているが、それに代えて、図９に示すように、
上下両端部を除き中間部分を細くしたボルト部材を使用
する支持具とすることも可能である。

【００４１】この支持具１４は、タンク本体１と同質の
アルミニウム合金製の下側支持部材１５と、ステンレス
製の可撓性ボルト部材１６とから構成される。前記支持
部材１５は、雌ねじ孔部１５ａと、タンク本体１に溶接
により固着される根元部１５ｂとが一体に形成されてい
る。前記可撓性ボルト部材１６は、例えば、上下両端部
が雄ねじ部１６ａ，１６ｂで、中間部分が雄ねじ部１６
ａ，１６ｂより外径が小さい細径部１６ｃとされ、中間
部分において曲がりやすくしている。前記可撓性ボルト
部材１６の下側の雄ねじ部１６ｂは支持部材１５の雌ね
じ部１５ａに螺合することで取り付けられ、上側の雄ね
じ部１６ａは、従来のスタッドボルトと同様に、ワッシ
ャー７やナット８を用いて取り付けられる。

【００４２】そして、鉄製のワイヤーネット３ａの線径
について、半球面部１ａのワイヤーネット３ａを０．７
０ｍｍとし、円筒状胴部１ｂのワイヤーネット３ａの線
径を０．６２ｍｍにし、タンク本体１における半球面部
１ａの半径が約４５００ｍｍ、円筒状胴部１ｂの長さが
約１４０００ｍｍなど、支持具１４の構成以外は、ＭＯ
Ｄ−１と構成部材および固定ピッチなどがそれぞれ共通
する。可撓性ボルト部材１６の上下両端部（雄ねじ部１
６ａ，１６ｂ）を外径６．０ｍｍ、中間部分（細径部１
６ｂ）を外径４．０ｍｍ、あるいは４．５ｍｍの細径と
すると（ＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４）、可撓性ボルト部材
１６に作用する軸力はＭＯＤ−２（比較例）の場合とほ
とんど変化がないが、曲げモーメントについては、ＭＯ
Ｄ−２に比べてさらに低減されており、可撓性ボルト部
材１６による曲げモーメントの低減効果が十分にあるも
のと認められる（表１のＭＯＤ−３，ＭＯＤ−４参
照）。（２）また、図１０に示すように、前記可撓性ボルト部
材１６に代えて、フック部１７Ａａ，１７Ｂａを有する
上側部材１７Ａと下側部材１７Ｂとで構成されるボルト
部材１７を用いることも可能である。この場合は、フッ
ク部１７Ａａ，１７Ｂａ同士を互いに相対回転可能に結
合し、両部材１７Ａ，１７Ｂをあたかもユニバーサルジ
ョイントで結合したようになる。上側部材１７Ａ及び下
側部材１７Ｂの雄ねじ部１７Ａｂ，１７Ｂｂの取り付け
は、前記可撓性ボルト部材１６の場合と同様である。（３）前記実施の形態では、索条を用いる支持具（曲げ
モーメント抑制構造）をすべての支持具に対して適用す
るようにしているが、本発明はそれに制限されるもので
はなく、そのような支持具を、特に作用する曲げモーメ
ントが大きくなる前記タンク本体の円筒状胴部と左右の
前記半球面部との境界部分および境界近傍部分において
使用し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッ
ドボルト（従来の支持具）を使用することも可能であ
る。（４）本発明の対象とする極低温タンクは、主として円
筒状胴部の両端に半球面部を一体に連接したシリンダ形
タンクであるが、球形などの曲率を有するものであれば
適用可能で、地上に設置されるものだけでなく、たとえ
ば、船舶に搭載されるものを含む。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
この発明の極低温タンク用防熱構造には、次のような優
れた効果がある。

【００４４】請求項１の発明は、防熱パネルをタンク本
体に取り付ける支持具が、タンク本体が熱収縮する際に
前記支持具に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモー
メント抑制構造を備えるようにしているので、半球面部
と円筒状胴部の境界部分に位置する支持具に従来生じて
いた最大曲げモーメントを大幅に低減することができ
る。よって、従来支持具がスタッドボルトである場合に
はその根元（とくにタンク本体との溶接部付近）から折
損あるいは破断するという事態が生ずるおそれがあった
が、それを回避することができる。

【００４５】請求項２に記載のように、前記支持具を、
下側及び上側支持部材と、それらの上下端部を連結する
ワイヤーやロープなどの索条とにより構成すれば、その
索条で曲げモーメントを吸収することができ、タンク本
体が熱収縮する際に、支持具に曲げモーメントが作用す
るということがなくなる。

【００４６】また、請求項３に記載のように、索条に代
えて、前記支持具を、上下端部を除く中間部を細径にし
た可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端部が固着
され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が連結され
る下側支持部材とを有する構成としたり、請求項４に記
載のように、前記可撓性ボルト部材に代えて、屈折自在
に一端部が結合される上側部材及び下側部材からなる結
合ボルト部材を用いることでも、簡単な構造で、タンク
本体が熱収縮する際に支持具に生ずる曲げモーメントを
抑制することができる。

【００４７】請求項５に記載のように、前記曲げモーメ
ント抑制構造は、前記タンク本体の円筒状胴部と左右の
前記半球面部との境界部分および境界近傍部分に使用
し、そのほかの部分は全長にわたり同一径のスタッドボ
ルトを使用すれば、従来構造とは異なる曲げモーメント
抑制構造の使用を必要最小限にして、施工の能率を損な
うことがなく、曲げモーメントを抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る防熱構造を備えた極低温用シリン
ダ形タンクの外観をその一部を切り欠いて示す正面図お
よび右半分を省略した左側面図である。

【図２】図１のタンクの概要を示す中央縦断面図であ
る。

【図３】図１のタンク上の防熱層の一部を拡大して示す
平面図である。

【図４】図４(ａ)は図３のＡ−Ａ線における断面図、図
４(ｂ)は図３のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図５】図５（ａ）は図４(ａ)の一部拡大断面図、図５
（ｂ）は図４(ｂ)の一部拡大断面図である。

【図６】図６（ａ）は図５(ｂ)の上部をさらに拡大した
断面図、図６（ｂ）は防熱パネルの実施の形態を示す斜
視図である。

【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ−１
（実施例１）の熱収縮状態でタンク各位置の支持具に作
用する軸力、曲げモーメントおよびせん断力をボルトＮ
ｏ（位置）との関係で順に示す線図である。

【図８】図８（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−１（実施例１）に
おける防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示す
部分断面図とその一部拡大断面図である。

【図９】本発明の他の実施の形態を示す要部正面図であ
る。

【図１０】本発明のさらに他の実施の形態を示す要部正
面図である。

【図１１】球形タンクの常態と熱収縮時とを示す断面図
である。

【図１２】図１２（ａ）はシリンダ形タンクの常態と熱
収縮時とを示す断面図、図１２（ｂ）は従来のスタッド
ボルトの取付状態の説明図、図１２（ｃ）はワッシャー
の平面図、図１２（ｄ）の左半分は同正面図・右半分は
同断面図である。

【図１３】図１３（ａ）（ｂ）はＭＯＤ−２（比較例）
における防熱パネルの常態から熱収縮した変形状態を示
す部分断面図とその一部拡大断面図である。

【図１４】シリンダ形タンクにおけるスタッドボルトの
位置とボルトＮｏの関係を１／８部分モデルにおいて示
す模式図である。

【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は表１におけるＭＯＤ
−２（比較例）の熱収縮状態においてタンク各位置のス
タッドボルトに作用する軸力、曲げモーメントおよびせ
ん断力をボルトＮｏ（位置）との関係で順に示す線図で
ある。

【符号の説明】

１タンク本体１ａ半球面部１ｂ円筒状胴部（円筒部）２防熱層２ａ内側防熱積層部２ｂ外側防熱積層部３網状補強材４，１４支持具４Ａ索条４Ｂ下側支持部材４Ｃ上側支持部材５防熱パネル１５下側支持部材１６ボルト部材１７ボルト部材１７Ａ上側部材１７Ａａフック部１７Ａｂ雄ねじ部１７Ｂ下側部材１７Ｂａフック部１７Ｂｂ雄ねじ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志道敏雄兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内Ｆターム(参考） 3E070 AA03 AA04 AB31 AB32 DA01 NA01 NA02 NA07 VA07 3E073 AA01 AA03 CA01 CA02 CC02 CD08 CD12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凸形断面で定形の防熱パネルを、タンク
本体の表面上に相互に隣接して配列し、前記タンク本体
に設けられた支持具により取り付け、前記防熱パネルの
突部間の目地に合成樹脂材を充填又は発泡することによ
って前記目地間を埋設する極低温タンク用防熱構造にお
いて、前記タンク本体は、円筒状胴部の両端に半球面部を一体
に連接してなり、前記支持具は、前記タンク本体が熱収縮する際に前記支
持具に生ずる曲げモーメントを抑制する曲げモーメント
抑制構造を備えていることを特徴とする極低温タンク用
防熱構造。
【請求項２】前記支持具は、下側及び上側支持部材
と、それらの上下端部を連結するワイヤーやロープなど
の索条とにより構成され、前記下側支持部材の下端部が
前記タンク本体に固着されている請求項１記載の極低温
タンク用防熱構造。
【請求項３】前記支持具は、上下端部を除く中間部を
細径にした可撓性ボルト部材と、前記タンク本体に下端
部が固着され上端部に前記可撓性ボルト部材の下端部が
連結される下側支持部材とを有する請求項２記載の極低
温タンク用防熱構造。
【請求項４】前記可撓性ボルト部材に代えて、屈折自
在に一端部が結合される上側部材及び下側部材からなる
結合ボルト部材が用いられる請求項３記載の極低温タン
ク用防熱構造。
【請求項５】前記曲げモーメント抑制構造は、前記タ
ンク本体の円筒状胴部と左右の前記半球面部との境界部
分および境界近傍部分に使用し、そのほかの部分は全長
にわたり同一径のスタッドボルトを使用する請求項１〜
４のいずれかに記載の極低温タンク用防熱構造。