JP4717536B2 - 低温液化ガス貯槽 - Google Patents

Description

本発明は、低温液化ガス貯槽に関し、詳しくは、液化アルゴン、液化酸素、液化窒素、液化炭酸ガス、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の低温液化ガスを貯留し、化学工場、半導体工場、病院等の医療機関における無菌室や人工呼吸器等に各種ガスを供給するために所定の用地に配設される大型の低温液化ガス貯槽に関する。

低温液化ガスを貯留する大型の低温液化ガス貯槽は、一般に、貯留した低温液化ガスの蒸発を抑えるため、内槽と外槽との二重構造で形成され、内槽と外槽との間には、パーライト等の断熱材を充填するとともに真空引きした真空断熱層を形成している（例えば、特許文献１参照）。
特許第２９６４３１０号公報

近年は、低温液化ガス貯槽の大型化が望まれているが、工場で製作した低温液化ガス貯槽を設置場所へ輸送する際の様々な制限、特に公道での重量制限によって最大容量が限定されているのが実情である。また、現地で大型の低温液化ガス貯槽を製作することも考えられるが、製作に必要な多くの装置や機器を用意しなければならず、現地工事が長期化するなどの理由から、大幅なコストアップが避けられない。

そこで本発明は、輸送時の重量を軽減して公道での輸送を可能とし、製作コストの上昇も最小限に抑えることができる低温液化ガス貯槽を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の低温液化ガス貯槽は、低温液化ガスを貯留する内槽と、該内槽の外側にパーライトによる断熱層を介して設けられた外槽とを有する低温液化ガス貯槽において、前記外槽を、外槽下部鏡板からなる外槽下部部材と、外槽胴部及び外槽上部鏡板からなる外槽上部部材とに分割し、内槽内に連通する配管を内槽下方に集中させて配管保持部材で保持し、前記外槽下部鏡板の中央に前記配管保持部材を取り付ける配管貫通孔を形成するとともに、貯槽設置場所で前記外槽下部部材の上部に前記内槽を載置し、かつ、前記配管貫通孔に前記配管保持部材を取り付けて内槽と外槽下部部材とを一体化し、該内槽と一体化した外槽下部部材の上部に前記外槽上部部材を組み付けて接合一体化するとともに前記内槽と前記外槽との間にパーライトを充填したことを特徴としている。

さらに、本発明の低温液化ガス貯槽は、前記内槽が、該内槽の底部が前記外槽下部部材の底部内側に設けられた内槽支持脚によって前記外槽下部部材の底部上面に組み付けられ、前記内槽支持脚は、外槽下部部材の底部下面に設けられている貯槽支持脚に、外槽下部部材底板部を介して荷重を支持される位置に設けられていることを特徴とし、また、前記断熱層を真空引きするための真空引き用配管は、前記外槽上部部材、あるいは、前記内槽に一体的に備えられていることを特徴としている。

本発明の低温液化ガス貯槽によれば、配管を組み付けた内槽を外槽と分割形成し、さらに、外槽を外槽上部部材と外槽下部部材とに分割形成しているので、３部材に分割してそれぞれ輸送することによって重量制限をクリアすることができる。また、内槽支持脚を外槽下部部材底板部を介して貯槽支持脚で支持することにより、内槽を確実に支持することができる。

図１は本発明の低温液化ガス貯槽の一形態例を示す説明図、図２は完成した状態の低温液化ガス貯槽の一形態例を示す一部断面正面図、図３は貯槽製作工場での製作状態を示す説明図、図４は各種配管の設置例を示す説明図、図５は内槽を外槽下部部材に組み付けた状態を示す正面図、図６は低温液化ガス貯槽の平面図、図７は低温液化ガス貯槽の要部の正面図である。

まず、図２に示すように、低温液化ガス貯槽１１は、低温液化ガスを貯留する円筒状の内槽１２と、該内槽１２の外側に断熱層１３を介して設けられた円筒状の外槽１４とを有するもので、通常、断熱層１３にはパーライト等の断熱材が充填されるとともに真空引きを行って所定の断熱性を得るようにしている。

内槽１２の上部鏡板には吊り金具１２ａが設けられ、下部には内槽支持脚１２ｂが設けられている。また、外槽１４の上部鏡板には安全器兼断熱材投入部１４ａが設けられ、胴部外面には吊り金具１４ｂがそれぞれ設けられている。さらに、内槽１２内に連通する複数本の配管１５は、外槽１４の下部鏡板を貫通して貯槽外部に取り出されており、外槽１４の下部鏡板の外周部には複数本の貯槽支持脚１４ｃが設けられている。

図３に示すように、貯槽製作工場において、前記外槽１４は、外槽胴部１６ａ及び外槽上部鏡板１６ｂからなる外槽上部部材１６と、外槽下部鏡板からなる外槽下部部材１７とに分割形成され、外槽下部部材１７には、下部鏡板中央に配管貫通孔１７ａが設けられるとともに、外周部には前記貯槽支持脚１４ｃが取り付けられる。

また、図４に示すように、内槽１２には、送液用配管、下部液入口配管、上部液入口配管、ガス放出用配管、検液用配管、液面計用配管等の各種配管１５が連通しており、これらの配管１５は、内槽下方に集中させて配管保持部材１８により一体的に保持されている。この配管保持部材１８は、貯槽組立時に外槽下部部材１７の配管貫通孔１７ａに接合されて下部鏡板の一部を形成する。なお、配管保持部材１８は、複数としてもよい。例えば、液面計用の細い配管は、小さな配管保持部材によって他の配管とは別に保持することにより、施工を容易にすることが可能となる。

さらに、外槽上部部材１６の内部には、前記断熱層１３を真空引きするための真空引き用配管１９が設けられている。この真空引き用配管１９は、外槽胴部１６ａの略全高に相当する長さを有しており、所定位置に複数の吸引口１９ａが設けられており、外槽上部部材１６の下端部近くから外部に取り出されている。

このように工場で製造された内槽１２，外槽上部部材１６及び外槽下部部材１７は、別々に貯槽設置場所に輸送される。輸送車等への積み卸しの際、内槽１２は吊り金具１２ａと内槽支持脚１２ｂとを利用して、外槽上部部材１６は４箇所の吊り金具１４ｂを利用して、それぞれ横倒し状態でクレーンで吊り上げられ、外槽下部部材１７は貯槽支持脚１４ｃ等を利用してクレーンで吊り上げられる。このように、低温液化ガス貯槽１１を内槽１２，外槽上部部材１６及び外槽下部部材１７に分割形成することにより、公道輸送時における重量制限をクリアすることができる。

貯槽設置場所では、まず、図１（Ａ）に示すように、外槽下部部材１７を基礎上に立設した後、吊り金具１２ａを利用して内槽１２を吊り上げ、外槽下部部材１７の所定位置に組み付け、配管貫通孔１７ａに配管保持部材１８を嵌合して両者を接合し、配管１５の端部に外部配管１５ａを接続する。

このとき、図６乃至図８に示すように、内槽１２は、内槽１２の底部と、外槽下部部材１７の底部内側とを接合する内槽支持脚１２ｂによって外槽下部部材１７の底部上面に組み付けられる。内槽支持脚１２ｂは、外槽下部部材１７に設けられている貯槽支持脚１４ｃの位置を考慮して配置されており、外槽下部部材１７の底板部を介して内槽支持脚１２ｂの荷重を貯槽支持脚１４ｃが支持できるようにしている。

次に、図１（Ｂ）に示すように、上部側の吊り金具１４ｂを利用して外槽上部部材１６を内槽１２の上方にまで吊り上げ、外槽上部部材１６を内槽１２に上方から被せるようにして下降させ、外槽上部部材１６の下端部と外槽下部部材１７の上端部とを溶接し、図１（Ｃ）に示すように外槽１４を完成させる。このとき、外槽上部部材１６の内側又は内槽１２の外側の適宜な位置にガイドローラー等を設けておくことにより、外槽上部部材１６をスムーズに所定位置に下降させることができ、配管等を損傷するおそれがなくなる。

また、外槽上部部材１６と外槽下部部材１７との接合部、すなわち、外槽上部部材１６の下端部と外槽下部部材１７の上端部とには、両部材１６，１７を確実に所定の状態で接合するための治具（図示せず）が設けられており、両部材１６，１７を組み付けて溶接する際の溶接代１４ｄを形成するとともに、外槽上部部材１６の垂直度を確保できるようにしている。

次に、外槽頂部に取り付けられている安全器兼断熱材投入部１４ａの安全器を取り外し、安全器兼断熱材投入部１４ａから断熱層１３を構成する内槽１２と外槽１４との間に断熱材を投入するとともに、真空排気装置に接続した真空引き用配管１９により、断熱層１３内の真空排気を行う。断熱材の投入が完了したら安全器を元に戻し、断熱層１３を規定の真空度にする。

このように、低温液化ガス貯槽１１を工場で分割形成し、貯槽設置場所に別々に輸送してから現地で組み立てることにより、重量の制約を大幅に緩和でき、従来より大容量の大型低温液化ガス貯槽１１を製作することが可能となる。しかも、低温液化ガスを貯留する内槽１２は、配管１５を含めて工場で完成させるので、従来と同様の気密性能を確実に得ることができ、現地での試験、検査を省略することができる。また、外槽１４は、外槽上部部材１６と外槽下部部材１７との接合部及び配管貫通孔１７ａと配管保持部材１８との接合部における気密状態を確認するだけでよいため、現地における作業が長期化することもほとんどない。

さらに、工場で完成させた低温液化ガス貯槽の総重量に比べて外槽上部部材１６を大幅に軽量化できるので、従来の低温液化ガス貯槽完成品の外槽外面に設けていた吊り金具に比べて吊り金具１４ｂを小型化することができる。また、上部の吊り金具１４ｂを胴部外周面から外槽上部鏡板１６ｂの上面に移設し、下部の吊り金具１４ｂに代えて外槽上部部材１６の下端部に治具を取り付けて吊り上げるように形成することにより、輸送時の横幅制限に対して吊り金具１４ｂの突出寸法分まで外槽胴部１６ａを大径化することができ、低温液化ガス貯槽１１のより大容量化を図ることができる。

なお、各部材の材料や形状は、特に限定されるものではなく、今までの低温液化ガス貯槽と同様のものとすることができる。また、工場での製造も、外槽１４を外槽上部部材１６と外槽下部部材１７とに分割形成する以外は略同様の手順で行うことが可能であり、工場の現有設備を大幅に変更する必要はない。さらに、外槽１４の分割位置は、本形態例では外槽下部鏡板と外槽胴部との境界位置としたが、外槽胴部の下方で分割するようにしてもよい。

また、前記真空引き用配管１９は、低温液化ガス貯槽全体を工場で一体製作する場合には、通常、外槽下部鏡板を貫通させて設けているが、この真空引き用配管１９は内槽１２と連通する配管ではないため、任意の位置に設けることが可能である。したがって、前述のように、内槽１２に比べて軽量な外槽上部部材１６に真空引き用配管１９を取り付けることにより、真空引き用配管１９を鋼管等の低温に耐えるものにする必要がなく、また、輸送時等における両者の重量を平準化できるというメリットがある。一方、真空引き用配管を内槽１２に取り付けて配管保持部材１８に保持させておき、外槽下部部材１７を貫通させて取り出す構造を採用してもよい。この場合は、従来と同様に、外槽下部鏡板の部分に配管を集中させることができるというメリットがあるが、内槽１２からサポートを受ける場合、内槽１２が低温であるため、サポート部材の断熱を考慮したり、真空引き用配管１９を低温に耐える材質にするなどの対策が必要となる。

さらに、断熱層１３への断熱材の充填は、真空引き用配管１９と同様にして設けた立ち上がり管を利用して気流搬送により行うことができる。これにより、安全器兼断熱材投入部１４ａを安全器としてのみ利用し、断熱材投入の際の安全器の脱着を不要とし、高所作業を削減することができる。

本発明の低温液化ガス貯槽の一形態例を示す説明図である。 完成した状態の低温液化ガス貯槽の一形態例を示す一部断面正面図である。 貯槽製作工場での製作状態を示す説明図である。 各種配管の設置例を示す説明図である。 内槽を外槽下部部材に組み付けた状態を示す正面図である。 低温液化ガス貯槽の平面図である。 低温液化ガス貯槽の要部の正面図である。

符号の説明

１１…低温液化ガス貯槽、１２…内槽、１２ａ…吊り金具、１２ｂ…内槽支持脚、１３…断熱層、１４…外槽、１４ａ…安全器兼断熱材投入部、１４ｂ…吊り金具、１４ｃ…貯槽支持脚、１４ｄ…溶接代、１５…配管、１５ａ…外部配管、１６…外槽上部部材、１６ａ…外槽胴部、１６ｂ…外槽上部鏡板、１７…外槽下部部材、１７ａ…配管貫通孔、１８…配管保持部材、１９…真空引き用配管、１９ａ…吸引口

Claims (4)

1. 低温液化ガスを貯留する内槽と、該内槽の外側にパーライトによる断熱層を介して設けられた外槽とを有する低温液化ガス貯槽において、前記外槽を、外槽下部鏡板からなる外槽下部部材と、外槽胴部及び外槽上部鏡板からなる外槽上部部材とに分割し、内槽内に連通する配管を内槽下方に集中させて配管保持部材で保持し、前記外槽下部鏡板の中央に前記配管保持部材を取り付ける配管貫通孔を形成するとともに、貯槽設置場所で前記外槽下部部材の上部に前記内槽を載置し、かつ、前記配管貫通孔に前記配管保持部材を取り付けて内槽と外槽下部部材とを一体化し、該内槽と一体化した外槽下部部材の上部に前記外槽上部部材を組み付けて接合一体化するとともに前記内槽と前記外槽との間にパーライトを充填したことを特徴とする低温液化ガス貯槽。
2. 前記内槽は、該内槽の底部と前記外槽下部部材の底部内側とを接合する内槽支持脚によって前記外槽下部部材の底部上面に組み付けられ、前記内槽支持脚は、外槽下部部材の底部下面に設けられている貯槽支持脚に、外槽下部部材底板部を介して荷重を支持される位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の低温液化ガス貯槽。
3. 前記外槽上部部材は、前記断熱層を真空引きするための真空引き用配管を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の低温液化ガス貯槽。
4. 前記内槽は、前記断熱層を真空引きするための真空引き用配管を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の低温液化ガス貯槽。

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