JPH09236200A - Membrane structure for liquefied natural gas storage tank - Google Patents
Membrane structure for liquefied natural gas storage tankInfo
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- JPH09236200A JPH09236200A JP18612195A JP18612195A JPH09236200A JP H09236200 A JPH09236200 A JP H09236200A JP 18612195 A JP18612195 A JP 18612195A JP 18612195 A JP18612195 A JP 18612195A JP H09236200 A JPH09236200 A JP H09236200A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 最も簡単な構造を取りながらも、他の従来の
メンブレンに比して応力が均一に分布し、特に圧力及び
温度荷重が作用した時に皺の曲率は多少大きくなるが、
皺の高さは減少するので、非常に実用的で安定した液化
天然ガス貯蔵タンク用メンブレン構造を提供することで
ある。
【構成】 板材の外縁部からアンカーボルト固定用孔の
方に直線方向に十字形をなす四つの皺と、前記四つの皺
の端部に連結される環状外面及び前記環状外面と一体的
で対称である環状内面でなったリング節とから構成させ
る液化天然ガス貯蔵タンク用メンブレン構造である。
(57) [Abstract] [Purpose] Even with the simplest structure, the stress is more evenly distributed than other conventional membranes, and the wrinkle curvature increases a little when pressure and temperature loads are applied. But,
Since wrinkle height is reduced, it is to provide a membrane structure for a liquefied natural gas storage tank that is very practical and stable. [Structure] Four wrinkles forming a cross in a straight direction from the outer edge of the plate toward the anchor bolt fixing hole, an annular outer surface connected to the ends of the four wrinkles, and an integral symmetry with the annular outer surface. Is a membrane structure for a liquefied natural gas storage tank configured by a ring node having an annular inner surface.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液化天然ガス貯蔵用タン
ク用メンブレンの改善された構造に関するもので、詳し
くは板材の一部にリング節と皺が互いに組み合わされた
リング節式メンブレン（Ｒｉｎｇ Ｋｎｏｔ Ｍｅｂｒ
ａｎｅ）と分離されたリング節式メンブレンに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved structure for a liquefied natural gas storage tank membrane, and more particularly to a ring joint type membrane in which a ring joint and a wrinkle are combined with each other in a part of a plate material. Mebr
ane) and a ring joint type membrane separated from the ane).
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、液化天然ガスは大気圧下で沸騰
点が−１６２℃である超低温液体（Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ
ｌｉｑｕｉｄ）で、大型タンクに貯蔵されることが一
般的であり、貯蔵タンクは垂直円筒形に二重構造で構成
される。内部タンクで使用されるメンブレンは低温脆性
に強い材質を使用し、外部タンクである側板はＰＣ（Ｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）又は炭素鋼
を使用して作り、内部及び外部タンク間には断熱材をい
れて、タンク外部からの侵入熱量による気化ガス（ｂｏ
ｉｌ−ｏｆｆ ｇａｓ）の発生が最小になるように製作
する。2. Description of the Related Art Generally, liquefied natural gas is a cryogenic liquid having a boiling point of −162 ° C. under atmospheric pressure.
Generally, it is stored in a large tank, and the storage tank has a vertical cylindrical double structure. The membrane used in the internal tank is made of a material that is resistant to low temperature brittleness, and the side plate that is the external tank is made of PC (P
It is made by using a Restored Concrete or carbon steel, and a heat insulating material is put between the internal and external tanks, and vaporized gas (bo) due to the amount of heat entering from the outside of the tank.
It is manufactured so that the occurrence of il-off gas) is minimized.
【０００３】超低温貯蔵タンクにおけるメンブレンとい
うのは材質が温度と荷重の変化に対して自由に膨張と収
縮できるよう設計、製作した特殊板材を意味するもの
で、タンクの側面と底面に設置されて超低温液体の漏洩
を防止する密封機能を一次に担当し、熱荷重による疲労
荷重（ｆａｔｇｕｅ ｃｙｃｌｉｃ ｌｏａｄ）を耐え
ながら液圧又は自重量等により発生する荷重を吸収して
断熱パネル（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｐａｎｅｌ）に伝
達する機能を有する。Membrane in ultra-low temperature storage tank means a special plate material designed and manufactured so that the material can freely expand and contract in response to changes in temperature and load. Responsible for the sealing function to prevent liquid leakage, and absorbs the load generated by hydraulic pressure or own weight while transmitting the fatigue load due to thermal load and transmits it to the insulation panel. Have a function.
【０００４】従来のメンブレンとして、図１に示す日本
国特公昭５０−２１００８号に公知された波形板は温度
変化による膨張収縮を吸収する連続の六角形態（蜂巣構
造）の皺を形成し、各皺が互いに１２０゜の角度でＹ字
形の交点を形成する皺板である。このような構造の単一
皺の蜂巣構造形は応力解釈が難解であり、プレス加工に
よる製作施工が難しく、残留応力が存在するという欠点
があった。As a conventional membrane, the corrugated plate disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-21008 shown in FIG. 1 forms wrinkles of continuous hexagonal shape (honeycomb structure) that absorbs expansion and contraction due to temperature change. The wrinkles are wrinkles that form a Y-shaped intersection at an angle of 120 ° with each other. The single wrinkle type honeycomb structure having such a structure has a drawback that the stress is difficult to interpret, manufacturing by press working is difficult, and residual stress exists.
【０００５】又、図２に示す日本国特公昭６０−１４９
５９号に公知された無曲率低温タンクは断面三角形の三
角皺と、この三角皺に直交する梯形皺の頂上面に前記三
角皺を嵌め込んで起立させ、頂上部と会って対向する一
対の三角面と、各々の三角面の両辺と前記三角皺を面積
の過不足なしに折曲形成されて連結する４つの平行四辺
形の四角面とを有する成形板体を備えるものであるが、
このような三角及び四角皺の組合型のメンブレン構造は
応力構造は応力解釈が難解であり、残留応力が存在し、
高価の製作費用がかかり、成形加工の困難もあった。In addition, Japanese Patent Publication No. 60-149 shown in FIG.
The non-curvature low temperature tank known in No. 59 is a triangular wrinkle having a triangular cross section and a pair of triangular wrinkles which face each other by fitting the triangular wrinkle on the top surface of a trapezoidal wrinkle orthogonal to the wrinkle so as to stand up. A surface, and four side faces of each triangular face and four parallelogrammatic square faces that connect the triangular wrinkles by bending and forming them without excess or deficiency of the area.
Such a triangular and quadrangular wrinkle type membrane structure has a stress structure whose stress interpretation is difficult to understand, and residual stress exists,
Expensive manufacturing costs were involved, and molding processing was difficult.
【０００６】また、図３に示す日本国特公昭６０−３２
０７９号に公知されたメンブレンの伸縮構造は低温液化
ガスタンクのメンブレン表面に突出成形された皺が少な
くとも１つの集結部に分岐配列されている伸縮構造で、
集結部には平板部に対して上部が隆起した形状に折曲成
形されており、上部と前記皺は両側の折曲面を嵌め込ん
で連結するように結合され溶接形成されていることを特
徴とするが、応力解釈が困難であり、応力集中現象が発
生し、残留応力が存在し、製作施工時の困難があった。Further, Japanese Patent Publication Sho 60-32 shown in FIG.
The stretchable structure of the membrane disclosed in No. 079 is a stretchable structure in which wrinkles formed by protrusion on the membrane surface of the low temperature liquefied gas tank are branched and arranged in at least one concentrating portion.
The gathering portion is bent and formed in a shape in which the upper portion is raised with respect to the flat plate portion, and the upper portion and the wrinkle are joined and welded so that the folded curved surfaces on both sides are fitted and connected. However, it was difficult to interpret the stress, a stress concentration phenomenon occurred, residual stress existed, and there were difficulties during manufacturing and construction.
【０００７】又、図４に示す日本国特公昭６２−１２４
３９号に公知された単一三角皺式メンブレンは三角形の
リング節が色々の形態に結合されているが、応力解釈が
困難であり、応力集中現象が発生し、残留応力が存在
し、製作施工時の困難があった。Further, Japanese Patent Publication No. 62-124 shown in FIG.
The single triangular wrinkle type membrane known in No. 39 has triangular ring joints connected to various forms, but it is difficult to interpret the stress, stress concentration phenomenon occurs, residual stress exists, and manufacturing construction There were times of difficulty.
【０００８】又、図５に示す日本国特公昭６２−４６７
５９号に公知されたメンブレン構造はユニット皺の一方
及び他方の横断形状がゆるやかな屈曲波の形状であり、
かつ縦断面の両端部がゆるやかな屈曲面を形成して平板
部に接続し、平板に対して立体的に緩慢に突出した表面
形状を有するように形成され、さらに前記ユニットメン
ブレンが相互溶接結合したことを特徴とするが、応力集
中現象があり、残留応力が存在し、回転熱収縮が発生し
た。Further, Japanese Patent Publication No. 62-467 shown in FIG.
The membrane structure known in No. 59 has a shape of a gentle bending wave in one and the other cross-sectional shape of the unit wrinkle,
In addition, both ends of the vertical cross section are connected to the flat plate portion by forming a gentle curved surface, and are formed so as to have a three-dimensionally slowly projecting surface shape with respect to the flat plate, and further the unit membranes are welded to each other. However, there was a stress concentration phenomenon, residual stress existed, and rotational heat shrinkage occurred.
【０００９】[0009]
【発明を解釈しようとする課題】このように従来のメン
ブレンの種類が多く公知されているが、これらを類型別
に再び区分しその問題を具体的に指摘する。三角皺と梯
形皺が互いに交差する構造（以下、”第１皺式メンブレ
ン”という）は底面と壁が触れ合うコーナー部と皺の曲
線形状が鋭利な部分に多くの応力集中現象が発生すると
いう問題点がある。As described above, many types of conventional membranes are known, and these problems will be pointed out concretely by classifying them again. The structure in which triangular wrinkles and trapezoidal wrinkles intersect each other (hereinafter referred to as the "first wrinkle type membrane") has a problem that many stress concentration phenomena occur at the corners where the bottom and walls touch and the wavy curved wavy lines. There is a point.
【００１０】又、ステンレス板の２つの平行な皺が互い
に直角形態に交差する構造（以下”第２複列皺式メンブ
レン”という）は二重並列皺の熱変形に対する吸収作用
により回転収縮（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒａ
ｃｔｉｏｎ）の挙動が発生し、このような回転収縮変形
が互いに反対方向に対称作用することにより皺の変形は
互いに均衡を維持するように設計されたので問題となら
ないが、仮に熱変形が外部条件により均衡が砕けると、
局部的に酷い熱応力集中現象が発生して、深刻な問題点
を提起することもできる。Further, the structure in which two parallel wrinkles of the stainless steel plate cross each other at right angles (hereinafter referred to as "the second double-row wrinkle membrane") has a rotational contraction due to the absorption effect against the thermal deformation of the double parallel wrinkles. contra
behavior is generated, and wrinkle deformation is designed to maintain equilibrium with each other by such rotational contraction deformation acting symmetrically in opposite directions, so it is not a problem, but thermal deformation is assumed to be an external condition. When the balance breaks due to
A severe thermal stress concentration phenomenon locally occurs, which may cause a serious problem.
【００１１】しかし、溶接施工，成形製作，応力解釈面
では第１皺式メンブレンより容易である。このメンブレ
ンのコーナー部分での曲率半径は比較的大きくゆるやか
であるため、第１皺式メンブレンよりはこの部分での局
部的応力集中が発生する憂いが小さい。However, it is easier than the first wrinkle type membrane in terms of welding, forming, and stress interpretation. Since the radius of curvature at the corner portion of this membrane is relatively large and gentle, there is less concern that local stress concentration will occur at this portion than at the first wrinkle type membrane.
【００１２】又、板材の端部をフランジ折曲形状を作っ
た後、その頂上部を互いに突き合せた形態に接触して溶
接した構造（以下、”第３皺式メンブレン”という）は
二枚板材を溶接結合して成形した形態のメンブレンで、
製作が容易であるが、成形加工及び溶接技術が非常に優
秀である時にだけ品質の安定性が確保できる。[0012] Further, there are two structures (hereinafter referred to as "third wrinkle type membrane") in which the ends of the plate material are formed into a bent flange shape, and the tops of the plate members are contacted with each other and welded together. It is a membrane formed by welding and joining plate materials,
It is easy to manufacture, but the quality stability can be secured only when the molding and welding technology is very good.
【００１３】又、メンブレン板に皺がない構造（以下”
第４皺式メンブレン”という）はＬＮＧ運搬船に主に使
用されている非皺式メンブレンで、熱膨張係数が非常に
小さいインバー（ｉｎｖａｒ）材質を使用したメンブレ
ンである。インバー材質は低温で熱収縮率が非常に優秀
であるが、値段が高く購入しやすくない点等で制約を受
けている。従って、本発明は前述した従来の問題点を改
善するためのもので、本発明の目的はリング節と皺が組
み合わされている対称形態で、製造時に便利で簡単な構
造を提供することにある。Further, the structure in which the membrane plate has no wrinkles (hereinafter referred to as ""
The "4th wrinkle type membrane" is a non-wrinkle type membrane that is mainly used in LNG carriers, and is a membrane that uses an invar material with a very small coefficient of thermal expansion. Although the rate is very excellent, it is limited because it is expensive and not easy to purchase, etc. Therefore, the present invention is intended to improve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ring. It is to provide a convenient and simple structure at the time of manufacturing in a symmetrical form in which the knots and wrinkles are combined.
【００１４】本発明の他の目的はメンブレンに圧力及び
温度荷重が作用した時に皺の曲率は多少大きくなるが皺
の高さは減少するようにして、非常に実用的で安定なメ
ンブレンを提供することにある。本発明のさらに他の目
的は、メンブレンに圧力が作用した時に応力が均一に分
布し、低い応力水準を維持することにある。Another object of the present invention is to provide a very practical and stable membrane in which the wrinkle curvature is slightly increased but the wrinkle height is reduced when pressure and temperature loads are applied to the membrane. Especially. Yet another object of the present invention is to distribute stress evenly when pressure is applied to the membrane and maintain a low stress level.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第１実施例によるメンブレン構造は、板材の
外縁部からアンカーボルト固定用孔の方に直線方向に十
字形をなす４つの皺と、前記４つの皺の端部に連結され
る環状外面及び前記環状外面と一体的で対称である環状
内面でなったリング節とから構成される。In order to achieve the above object, a membrane structure according to a first embodiment of the present invention has four cruciforms in a straight line direction from an outer edge portion of a plate member toward an anchor bolt fixing hole. It is composed of a wrinkle and an annular outer surface connected to the ends of the four wrinkles and a ring node having an annular inner surface which is integral and symmetrical with the annular outer surface.
【００１６】本発明の第２実施例によるメンブレン構造
は板材の外縁部からアンカーボルト固定用孔の方に直線
方向に向い、屈曲形状の前端屈曲部を有する４つの屈曲
皺と、前記前端屈曲部から一定間隔を置いて形成された
環状外面及び前記環状外面と一体的で対称である環状内
面でなったリング節とから構成される。In the membrane structure according to the second embodiment of the present invention, there are four bent creases having a bent front end bent portion, which are linearly directed from the outer edge portion of the plate member toward the anchor bolt fixing hole, and the front end bent portion. And an annular outer surface formed at regular intervals and a ring node having an annular inner surface that is integral and symmetrical with the annular outer surface.
【００１７】[0017]
（第１実施例） 本発明による第１実施例が図６〜図８
に図示されている。先ず単位メンブレン板材Ａが四角形
に備えられている。この四角形は説明の便宜のための形
状で、大抵のものは円形に構成される。メンブレンは使
用状態が極低温であり、脈動する流体荷重を受けるた
め、材質選定と設計側面で応力変形挙動解釈は非常に重
要である。メンブレン材質としては、ステンレス鋼、ア
ルミニウム合金、インバー、９％Ｎｉ鋼等が使用され、
ＳＵＳ材の場合１．２〜２．０ｍｍ厚さのオーステナイ
ト系ステンレス鋼が最も多く使用されている。(First Embodiment) A first embodiment according to the present invention is shown in FIGS.
Is illustrated in. First, the unit membrane plate material A is provided in a square shape. The quadrangle is a shape for convenience of description, and most of them are formed in a circular shape. Since the membrane is used at extremely low temperatures and receives a pulsating fluid load, interpretation of stress deformation behavior is very important in terms of material selection and design. As the membrane material, stainless steel, aluminum alloy, Invar, 9% Ni steel, etc. are used.
In the case of SUS material, austenitic stainless steel having a thickness of 1.2 to 2.0 mm is most often used.
【００１８】所定大きさの板材Ａの外縁部１からアンカ
ーボルト固定用孔９側に直接方向に十字形を成す４つの
皺１０が形成されている。前記４つの皺はそれぞれ同一
断面を有し、同一曲率を有する。各々の皺の左側面１２
とこれと一体である右側面１３の曲率は同一である。こ
のように板材Ａに所定の曲率を有する４つの皺１０を形
成することにより、板材Ａの断面中立軸が伸縮して応力
が生じないようにする。前記４つの皺１０は十字形に形
成されるが、アンカーボルト固定用孔９から所定直径ま
での皺間は直接交差しない。Four wrinkles 10 having a cross shape are formed in the direct direction from the outer edge portion 1 of the plate material A of a predetermined size to the anchor bolt fixing hole 9 side. The four wrinkles have the same cross section and the same curvature. Left side 12 of each wrinkle
The curvature of the right side surface 13 integrated therewith is the same. By forming the four wrinkles 10 having a predetermined curvature on the plate material A in this manner, the neutral axis of the cross section of the plate material A expands and contracts so that stress is not generated. Although the four wrinkles 10 are formed in a cross shape, the wrinkles from the anchor bolt fixing hole 9 to the predetermined diameter do not directly intersect each other.
【００１９】前記所定の直径を外径としアンカーボルト
固定用孔９から前記外径より小さい直径を内径とする環
状リング節２を形成し、アンカーボルト固定用孔９を中
心として位置するようにする。環状リング節２は４つの
皺１０が交差するように交差部の役割をする。リング節
は環状内面４とこれと一体の外面５とから構成され、こ
れら内面４と外面５の曲率は同一である。板材から隆起
された前記４つの皺及びリング節の高さ、つまり平板材
Ａから皺の頂上部とリング節の頂上部までの高さは同じ
とすることが望ましい。An annular ring joint 2 having an outer diameter of the predetermined diameter and an anchor bolt fixing hole 9 and an inner diameter smaller than the outer diameter is formed so that the anchor bolt fixing hole 9 is located at the center. . The annular ring joint 2 acts as an intersection so that the four wrinkles 10 intersect. The ring joint is composed of an annular inner surface 4 and an outer surface 5 integral therewith, and these inner surface 4 and outer surface 5 have the same curvature. It is desirable that the heights of the four wrinkles and ring joints raised from the plate material, that is, the height from the flat plate material A to the top of the wrinkle and the top of the ring joint are the same.
【００２０】前記４つの皺及びリング節の断面はおおよ
そ半円形、または横方向直径が縦方向直径より小さい楕
円形であることもできる。このように、本発明による単
位板材は全体的に対称形態を取るので、製作が容易であ
るものである。前述した単位板材Ａは皺とリング節が一
体的に製造するためにプレス加工により形成することが
望ましい。単位板材Ａはパネル板材（図示せず）により
固定されるが、板材の費用を節減ずるために単位板材Ａ
はパネル板材の厚さはパネル板材の厚さより厚いものが
望ましい。例えば、プレス加工する単位板材は２ｍｍの
ステンレス鋼板を使用し、折曲加工をするパネル板材は
１．２ｍｍのステンレス鋼板を使用することができる。The cross-sections of the four wrinkles and ring joints can be approximately semi-circular or elliptical with a lateral diameter smaller than the longitudinal diameter. As described above, since the unit plate material according to the present invention has a symmetrical shape as a whole, it is easy to manufacture. The unit plate material A described above is preferably formed by pressing in order to integrally manufacture wrinkles and ring joints. The unit plate A is fixed by a panel plate (not shown), but the unit plate A is used to reduce the cost of the plate.
The thickness of the panel plate material is preferably thicker than the thickness of the panel plate material. For example, a unit plate material to be pressed may be a 2 mm stainless steel plate, and a panel plate material to be bent may be a 1.2 mm stainless steel plate.
【００２１】メンブレン構造物の応力挙動解釈はメンブ
レン節（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｋｎｏｔ）の複雑な３次元
形状のため理論的に解釈することが難しいため、これま
で実験的解釈に依存した。本発明は有限要素法を用いて
超低温タンクにおいて最も重要な構造物であるメンブレ
ンの応力変形挙動を解釈し既存のモデルと比較し検討す
ることにより、既存の問題点を克服し、新しい形態のメ
ンブレンモデル開発とこのモデルの最適化設計を提供し
ようとする。メンブレン板の幾何学的対称性を考慮しモ
デルを１／４に分割して三次元挙動解釈Ｗ遂行した。メ
ンブレン板には貯蔵液体の圧力により皺に垂直に作用す
る均一分布荷重と−１６２℃の超低温液体による熱収縮
と熱膨張効果が作用するため、これらによる影響を同時
に考慮して有限要素解釈をした。Interpretation of the stress behavior of the membrane structure has been difficult to theoretically interpret due to the complicated three-dimensional shape of the membrane knot, and so far has relied on experimental interpretation. The present invention overcomes the existing problems by interpreting the stress-deformation behavior of the membrane, which is the most important structure in the ultra-low temperature tank using the finite element method, and comparing it with the existing model. Attempt to provide model development and optimized design of this model. Considering the geometrical symmetry of the membrane plate, the model was divided into quarters and the three-dimensional behavior interpretation W was performed. The membrane plate is subjected to the uniformly distributed load that acts vertically on the wrinkles due to the pressure of the stored liquid and the thermal contraction and thermal expansion effects of the ultra-low temperature liquid of -162 ° C. .
【００２２】図９，図１０及び図１１はメンブレンの有
限要素解釈のための有限要素網を示すもので、１１００
〜１３００個の軸対称四角形要素と１２０〜１４００個
の要素節点で構成されており、メンブレンの形状は機能
上構造が非常に複雑であるため、四角形メッシュ構造は
構造物の形状特性に合うように再構成させ、特に皺端
部、リング節、皺とリング節が相互に会う部分は図面に
示すようにより微細な要素に分割した。ここで、有限要
素解釈用プログラムはＭＡＲＣ（”ｍＡＲＣ Ｕｓｅ
ｒ’ｓ Ｍａｎｕａｌ ”１９９３，Ｖｅｒｓｉｏｎ
Ｋ．５，ＭＡＲＣＡｎａｌｙｓｉｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｃｏ．）を使用し、メンブレン板材に実際に作用する
荷重条件に最も近似する境界条件を代入した。FIGS. 9, 10 and 11 show a finite element network for interpreting the finite element of a membrane.
It is composed of ~ 1300 axisymmetric quadrangular elements and 120 ~ 1400 element nodes, and the shape of the membrane is functionally very complicated in structure. Therefore, the quadrilateral mesh structure should match the shape characteristics of the structure. It was reconstructed, and in particular, the wrinkle end, the ring joint, and the portion where the wrinkle and the ring joint meet each other were divided into finer elements as shown in the drawing. Here, the finite element interpretation program is MARC (“mARC Use”).
r's Manual "1993, Version
K. 5, MARC Analysis Research
Co. ) Was used to substitute the boundary condition that most closely approximates the load condition that actually acts on the membrane plate material.
【００２３】数値解釈に使用する材質特性又は境界条件
に関するシュミレーションデータ値は表１に示し、本発
明のメンブレンの解釈モデルを逐行するための境界条件
は図１２のようである。Simulation data values relating to material properties or boundary conditions used for numerical interpretation are shown in Table 1, and the boundary conditions for executing the interpretation model of the membrane of the present invention are as shown in FIG.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】図１２において境界面（Ｂｏｕｎｄａｒ
ｙ）１は、Ｙ軸方向の変移とＸ，Ｙ軸方向の回転変移を
それぞれ排除し、境界面（Ｂｏｕｎｄａｒｙ）２はＸ軸
方向の変移とＹ，Ｚ軸方向の回転変移がないものと仮定
した。又、リング節及び皺を除外した平板部はＺ軸方向
の変移がない状態で解釈した。他の比較例（図９及び図
１０）のモデルに対する境界条件も本発明のメンブレン
のリング節式境界条件と同じに適用した。In FIG. 12, the boundary surface (Boundar)
It is assumed that y) 1 excludes the displacement in the Y-axis direction and the rotational displacement in the X and Y-axis directions, and that the boundary surface (Boundary) 2 does not have the displacement in the X-axis direction and the rotational displacement in the Y and Z-axis directions. did. Further, the flat plate portion excluding the ring nodes and wrinkles was interpreted in the state where there was no displacement in the Z-axis direction. The boundary conditions for the models of other comparative examples (FIGS. 9 and 10) were also applied in the same manner as the ring node boundary conditions of the membrane of the present invention.
【００２６】コンピューターシュミレーションを遂行し
たモデルは既存に開発されたメンブレン中の代表的な例
と言えるフランスのテクニガズ（Ｔｅｃｈｎｉ ｇａ
ｚ）メンブレン（図２；第１皺式メンブレンに該当）、
本発明によるリング節式メンブレン（ＲＭ）である。メ
ンブレンをより正確に解釈するために板材の厚さを液と
接触する上面（Ｌａｙｅｒ１）、厚さの中間面（Ｌａｙ
ｅｒ２）及び下面（Ｌａｙｅｒ３）の三部分に分けて数
値的結果を得た図１３，図１４及び図１５はメンブレン
板材にかかる等価ボンミーゼス応力（Ｅｑｕｉｖａｌｅ
ｎｔ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ Ｓｔｒｅｓｓ）分布図を示
す。三種のモデル解釈において、メンブレン上面で発生
する等価ボンミーゼス応力は、図１３ａ、図１４ａ及び
図１５Ａａに示すように、テクニガズメンブレンが１０
５Ｋｇ、カワサキメンブレンが７８ｋｇ、本発明のメン
ブレンが３２Ｋｇであると解釈された。又は、メンブレ
ンの中間面で現れる等価ボンミーゼス応力はテクニガズ
メンブレンが最も大きい６１Ｋｇ、カワサキメンブレン
は３５Ｋｇ、本発明のメンブレンは最も小さい２１Ｋｇ
程度と現れた。The model that has been subjected to computer simulation is a representative example of the membranes that have been developed in the past.
z) membrane (FIG. 2; corresponds to the first wrinkle type membrane),
3 is a ring joint membrane (RM) according to the present invention. In order to interpret the membrane more accurately, the thickness of the plate material is in contact with the upper surface (Layer 1), the middle surface of the thickness (Lay 1)
er2) and the lower surface (Layer 3) are divided into three parts and numerical results are obtained. FIGS. 13, 14 and 15 show the equivalent Bonmises stress (Equivalent) applied to the membrane plate material.
The nt Von Mice Stress) distribution map is shown. In the three types of model interpretation, the equivalent Bonmises stress generated on the upper surface of the membrane was 10% for the technigaz membrane as shown in FIGS. 13a, 14a and 15Aa.
5 kg, Kawasaki membrane was 78 kg, and the membrane of the present invention was 32 kg. Or, the equivalent Bonmises stress that appears on the intermediate surface of the membrane is 61 kg, which is the largest in Technigazu membrane, 35 kg, which is Kawasaki membrane, and 21 kg, which is the smallest in the membrane of the present invention.
It appeared with the degree.
【００２７】これらの計算結果によると、テクニガザメ
ンブレンは応力集中度が局部的に高いが、応力分布度は
比較的均一に解釈され、カワサキメンブレンは応力集中
度は相対的に低いが、少し不均一に分布されて回転変形
挙動の不安定性を現し、本発明のリング節式メンブレン
は応力が対称に均一に分布し、応力集中度でもテクニガ
ズメンブレン対比約６５．６％、カワサキメンブレン対
比４０％の水準を維持することから、既存の二種のメン
ブレンモデルに比して非常に優秀な性能を現す。また、
メンブレンにおいて最も脆弱な部位を指摘している十字
節部と皺部位を三種のモデルに対して互いに比較した結
果、本発明のリング節式メンブレンモデルが２１〜３２
Ｋｇで最も安定したものと解釈された。According to the results of these calculations, the techniza membrane has a locally high stress concentration, but the stress distribution is interpreted as relatively uniform, and the Kawasaki membrane has a relatively low stress concentration, but the stress concentration is a little poor. Uniformly distributed to show instability of rotational deformation behavior, the ring joint type membrane of the present invention has stress distributed symmetrically and evenly, and stress concentration degree is about 65.6% compared to Technigazu membrane, 40% compared to Kawasaki membrane. Since it maintains the same level, it shows extremely superior performance compared to the existing two membrane models. Also,
As a result of comparing the cross-joint portion and the wrinkle portion, which point out the most fragile portion in the membrane, with respect to the three types of models, the ring-joint type membrane model of the present invention is 21 to 32.
It was interpreted as the most stable at Kg.
【００２８】図１３ａはテクニガズメンブレン上面にか
かる引張又は圧縮応力分布度を示すもので、板材の平板
部と皺が交差する皺においては節部で８４Ｋｇ程度の最
大圧縮応力が作用するが、図１３ｂの中間面皺においう
ては上下面で発生する引張応力と圧縮応力が相殺して応
力が現れない。テクニガズメンブレン板に作用する液荷
重は皺板に均一に圧力荷重で作用し、この時の皺頂上部
は皺側面に加わる圧力荷重の影響が相対的に大きく作用
することと現れた。従って、皺の頂上部がふつくらと変
わる少変形（ｓｍａｌｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）
を起こすので皺板で圧縮変形が発生し、温度荷重はタン
ク内のメンブレンを収縮させることになるが、温度変化
によりスリップ現象が起こって引張変形として挙動する
ことになる。FIG. 13a shows the distribution of tensile or compressive stress applied to the upper surface of the techniga's membrane. In the wrinkles where the flat part of the plate material and the wrinkles intersect, the maximum compressive stress of about 84 kg acts on the nodes. In the intermediate wrinkles of 13b, the tensile stress and the compressive stress generated on the upper and lower surfaces cancel each other and no stress appears. It was revealed that the liquid load acting on the techniga's membrane plate acts uniformly on the wrinkle plate under pressure load, and that the top of the wrinkles at this time has a relatively large effect on the wrinkle side face. Therefore, the small deformation in which the crest of the wrinkle changes steadily (small displacement)
As a result, compressive deformation occurs in the wrinkled plate, and the temperature load causes the membrane in the tank to contract. However, a slip phenomenon occurs due to the temperature change, and it behaves as tensile deformation.
【００２９】図１４ａのカワサキメンブレンの上面で
は、７８Ｋｇ程度の最大引張応力が皺の終わる付近に作
用しており、図１４ｂの中間面では、３５Ｋｇ程度の引
張と圧縮応力が皺の終わる付近で不均一に発生する現象
を現している。カワサキメンブレンの場合は、テクニガ
ズメンブレンとは相違する挙動変動を現し、特に均一な
圧力荷重での皺部分の挙動は皺の頂上部の高さが低くな
る形態に変形が起こり、その結果、平板と皺が互いに接
するコーナー半径に大きい応力が集中されると現れた。
これはテクニガズメンブレンに比して皺部分での変形率
は大きくなるが、応力値は減少する結果を見せる。On the upper surface of the Kawasaki membrane of FIG. 14a, a maximum tensile stress of about 78 kg acts near the end of the wrinkle, and on the intermediate surface of FIG. 14b, a tensile and compressive stress of about 35 kg is found near the end of the wrinkle. It represents a phenomenon that occurs uniformly. In the case of Kawasaki Membrane, the behavior fluctuation that is different from that of Techniga's Membrane appears, and especially the behavior of the wrinkle part under a uniform pressure load deforms to a shape in which the height of the top of the wrinkle becomes low, resulting in a flat plate. It appeared that large stress was concentrated on the corner radius where wrinkles and wrinkles touched each other.
This shows that the deformation rate at the wrinkled portion is larger than that of the Techniga's membrane, but the stress value is reduced.
【００３０】図１５ａの本発明のリング節式メンブレン
においては、３２Ｋｇ程度の引張応力が平板部と交差す
る皺付近で発生し、リング節の頂上部では２６Ｋｇ程度
の圧縮応力が作用している。図１５ｂの中間面では圧力
分布が完全に対称に均一に発生し、リング節頂上部と皺
が会う部位では約２１Ｋｇの圧縮応力が発生する。In the ring joint type membrane of the present invention shown in FIG. 15a, a tensile stress of about 32 kg is generated near the wrinkles intersecting the flat plate portion, and a compressive stress of about 26 kg acts on the top of the ring joint. The pressure distribution is perfectly symmetrically and uniformly generated on the intermediate surface of FIG. 15b, and a compressive stress of about 21 kg is generated at the portion where the ring node top and the wrinkle meet.
【００３１】数値的解釈結果によると、本発明のリング
節式メンブレンの特徴は前記二種類のモデルに比し応力
は完全に対称に分布し、リング節と皺間の応力差があま
りないという点である。本発明のリング節式メンブレン
において、リング節部分の挙動は、均一な圧力荷重が作
用している時に下部分に変形が起こる。即ち、節での変
形率は大きくなるが応力集中度は大きく減少し、これは
メンブレン板で発生する疲労破壊の原因を大きく緩和さ
せることができる。According to the results of numerical interpretation, the characteristic of the ring joint type membrane of the present invention is that the stresses are distributed completely symmetrically compared to the above two types of models, and there is not much difference in stress between the ring joints and the wrinkles. Is. In the ring joint type membrane of the present invention, the behavior of the ring joint portion is such that the lower portion is deformed when a uniform pressure load is applied. That is, the deformation rate at the nodes increases, but the stress concentration degree decreases greatly, which can greatly reduce the cause of fatigue fracture that occurs in the membrane plate.
【００３２】本発明のリング節式メンブレンの場合、節
部分で応力が小さく発生していることはメンブレン構造
物の安定性側面で非常に重要な利点となることができ
る。又、温度の変化による収縮変形はテクニガズメンブ
レンのような方式の変形挙動が起こり、このような圧力
及び温度変化による挙動と組合して全体的な挙動解釈を
するとよい。In the case of the ring joint type membrane of the present invention, the fact that the stress is small at the joint portion can be a very important advantage in terms of the stability of the membrane structure. In addition, the contraction deformation due to the temperature change causes a deformation behavior of a system such as a technigaz membrane, and it is preferable to interpret the overall behavior in combination with the behavior due to the pressure and temperature changes.
【００３３】このように有限要素プログラムを用いた数
値解釈結果によると、応力集中度又は応力分布度面で本
発明のメンブレンが最も優秀に現れ、テクニガズメンブ
レン又はカワサキメンブレンは応力が大きくかかるもの
と解釈されたが、強度上には問題点がなかった。According to the results of numerical interpretation using the finite element program, the membrane of the present invention is most excellent in terms of stress concentration or stress distribution, and technigaz membrane or Kawasaki membrane is stressed greatly. Interpreted, but there was no problem with strength.
【００３４】以上、超低温貯蔵タンクに広く使用される
代表的な三種のメンブレンモデルについて有限要素解釈
法を用いて応力変形挙動解釈をした。テクニガズメンブ
レン、カワサキメンブレン、本発明のリング節式メンブ
レンについての挙動解釈を遂行した結果、三種のメンブ
レンは全て平板部と皺が互いに接するコーナー部分と皺
節に大きい応力が集中する現象を現した。メンブレンモ
デルの板材中間にかかる応力集中度は、テクニガズメン
ブレンが６１Ｋｇ、カワサキメンブレンが３５Ｋｇ、リ
ング節式メンブレンが２１Ｋｇであるとそれぞれ現れ、
超低温液体が接触する上面では、テクニガズメンブレン
が１０５Ｋｇ、カワサキメンブレンが７８Ｋｇ、リング
節式メンブレンが３２Ｋｇであると解釈された。As described above, the stress-deformation behavior was interpreted using the finite element interpretation method for three typical types of membrane models widely used in ultra-low temperature storage tanks. As a result of carrying out the behavioral interpretation of the technigaz membrane, the Kawasaki membrane, and the ring joint type membrane of the present invention, all three types of membranes exhibited a phenomenon in which large stress concentrates on the corner portion where the flat plate portion and the wrinkle contact each other and the wrinkle node. . The stress concentration in the middle of the plate material of the membrane model appears as 61 kg for Technigazu membrane, 35 kg for Kawasaki membrane, and 21 kg for ring joint type membrane.
On the upper surface in contact with the cryogenic liquid, it was interpreted that the technigaz membrane was 105 kg, the kawasaki membrane was 78 kg, and the ring node membrane was 32 kg.
【００３５】本発明のリング節式メンブレンは、応力集
中度又は応力分布において、他のメンブレンモデルに比
して対称にかつ均一に分布しながらも最も安定したもの
と解釈された。この結果、船舶用貯蔵タンク用メンブレ
ンで液圧力変動荷重により特に問題となる疲労寿命を大
きく延長させ得るという点で非常に重要である。The ring joint type membrane of the present invention was understood to be the most stable in terms of the stress concentration or the stress distribution, while being symmetrically and uniformly distributed as compared with other membrane models. As a result, it is very important in that the fatigue life, which is a particular problem due to the fluid pressure fluctuating load, can be greatly extended in the storage tank membrane for ships.
【００３６】（第２実施例）本発明による第２実施例が
図１６及び図１７に図示されている。先ず、単位メンブ
レン板材Ｂが四角形として備えられている。メンブレン
材質は第１実施例と同一である。(Second Embodiment) A second embodiment according to the present invention is shown in FIGS. First, the unit membrane plate B is provided as a quadrangle. The membrane material is the same as in the first embodiment.
【００３７】所定大きさの板材Ｂの外縁部２１のおおよ
そ中央からアンカーボルト固定用孔９側に直線方向に向
かう四つの皺２０が形成されている。前記四つの皺はそ
れぞれ同一断面を有し、同一曲率を有する。各々の皺の
左側面２３とこれと一体である右側面２４の曲率は同一
であり、皺の前端部３１は屈曲されて板材に連結され
る。このように板材Ｂに所定の曲率を有する四つの皺２
０を形成することにより、板材Ｂの断面中立立軸が伸縮
して応力が生じないようにする。アンカーボルト固定用
孔９から所定直径で前端屈曲部３１が形成されて皺間は
直交交差しない。Four wrinkles 20 are formed in a straight line from the approximate center of the outer edge portion 21 of the plate material B of a predetermined size to the anchor bolt fixing hole 9 side. The four wrinkles have the same cross section and the same curvature. The curvature of the left side surface 23 of each wrinkle and the right side surface 24 integral therewith is the same, and the front end portion 31 of the wrinkle is bent and connected to the plate member. In this way, the plate material B has four wrinkles 2 having a predetermined curvature.
By forming 0, the neutral axis of the cross section of the plate B is prevented from expanding and contracting to generate stress. A front end bent portion 31 having a predetermined diameter is formed from the anchor bolt fixing hole 9 so that the wrinkles do not intersect at right angles.
【００３８】本発明のリング節２５はアンカーボルト固
定用孔９から所定間隔を置いて形成された環状内面２７
とこの環状内面と一体的であり対称である環状外面２８
とから構成され、前記皺２０とともにプレス加工で形成
する。環状リング節２５は四つの皺２０から隔たって構
成されることが重要であり、環状内面２７と外面２８の
曲率は同一である。板材から隆起された前記四つの皺及
びリング節の高さ、つまり平板材Ｂから皺の頂上部まで
の高さは同じにすることが望ましい。前記四つの皺及び
リング節の断面はおおよそ半円形、又は横方向直径が縦
方向直径より小さい楕円形であることもできる。The ring joint 25 of the present invention has an annular inner surface 27 formed at a predetermined distance from the anchor bolt fixing hole 9.
And an annular outer surface 28 that is integral and symmetrical with the annular inner surface
And is formed by pressing together with the wrinkles 20. It is important that the annular ring joint 25 is configured so as to be separated from the four wrinkles 20, and the curvatures of the annular inner surface 27 and the outer surface 28 are the same. It is desirable that the heights of the four wrinkles and the ring joints raised from the plate material, that is, the height from the flat plate material B to the top of the wrinkles are the same. The cross-sections of the four wrinkles and ring joints can be approximately semi-circular or elliptical with a lateral diameter smaller than the longitudinal diameter.
【００３９】このように、本発明による単位板材は全体
的に対称形態を取るので、製作が容易であるものであ
る。本実施例においても、前記第１実施例と同様な環境
でコンピュータシミュレーションを遂行した。ここで
は、メンブレンをより正確に解釈するために、板材の厚
さを液と接触する上面（Ｌａｙｅｒ１）、厚さの中間面
（Ｌａｙｅｒ２）及び下面（Ｌａｙｅｒ３）の三部分に
分けて数値的結果を得た。As described above, since the unit plate material according to the present invention has a symmetrical shape as a whole, it is easy to manufacture. Also in this embodiment, a computer simulation is performed in the same environment as in the first embodiment. Here, in order to interpret the membrane more accurately, the thickness of the plate material is divided into three parts, that is, the upper surface (Layer 1) in contact with the liquid, the middle surface (Layer 2) and the lower surface (Layer 3) of the thickness, and the numerical result is obtained. Obtained.
【００４０】図１５はリング節式メンブレン板材にかか
る等価ボンミーゼス分布度を示す。前述した実験の結
果、リング節式メンブレンの上面で発生する等価ボンミ
ーゼス応力は、図１５ａに示すように、３２Ｋｇである
と解釈された。又、リング節式メンブレンの中間面での
等価ボンミーゼス応力は２１Ｋｇ程度と現れた。これら
計算結果によると、リング節式メンブレンは応力が対称
に均一に分布し、応力集中度で優秀な性能を現すが、メ
ンブレンで最も脆弱な部位と指摘しているリング節と皺
部位には２１〜２３Ｋｇの応力が発生した。FIG. 15 shows the equivalent Bonmises distribution of the ring joint type membrane plate material. As a result of the above-mentioned experiment, the equivalent Bonmises stress generated on the upper surface of the ring joint type membrane was interpreted to be 32 Kg as shown in FIG. 15a. Also, the equivalent Bonn Mises stress on the intermediate surface of the ring joint type membrane appeared to be about 21 kg. According to these calculation results, in the ring joint type membrane, the stress is symmetrically and uniformly distributed, and excellent performance is exhibited in the stress concentration. However, the ring joint and the wrinkle portion, which are pointed out to be the most fragile portion of the membrane, have 21 A stress of ~ 23 Kg was generated.
【００４１】このようにリング節頂上部とリング皺が会
う部位では約２１Ｋｇの圧縮応力が発生するので、リン
グ節頂上部とリング皺が会う部位で圧縮応力が発生しな
いようにするためにはこれらを分離させる必要があり、
これを解決するために、本発明による分離されたリング
節皺式メンブレンの設計と解釈を遂行した。In this way, a compressive stress of about 21 kg is generated at the portion where the ring nose top and the ring wrinkle meet. Therefore, in order to prevent the compressive stress from occurring at the portion where the ring nose top meets the ring wrinkle, Need to be separated,
In order to solve this, the design and interpretation of the separated ring wrinkled membrane according to the present invention was performed.
【００４２】本発明による分離されたリング節皺式メン
ブレンの基本形状は本発明者が開発したリング節皺式メ
ンブレンのリング節と皺間に一定距離を置いて分離させ
ることにより応力集中と応力水準を減少させるためのも
ので、このようなメンブレンの主設計変数としては、表
２及び図１７に提示したようにねアンカーボルト固定用
孔からリング節の頂点間の距離をａ、リング節の頂点と
分離された皺の頂点間をｂとし、各々の大きさを変化さ
せながら解釈を遂行した。The basic shape of the separated ring-wrinkle type membrane according to the present invention is the stress concentration and the stress level by separating the ring-wrinkle type membrane developed by the present inventor with a certain distance between the ring-wrinkle type membrane. As shown in Table 2 and FIG. 17, the distance from the anchor bolt fixing hole to the apex of the ring joint is a, and the apex of the ring joint is a. Interpretation was performed while changing the size of each of the wrinkle vertices separated from the above with b being the distance between them.
【００４３】[0043]
【表２】 [Table 2]
【００４４】本発明の分離されたリング節式メンブレン
に適用した与えられた境界条件は既存のメンブレン及び
リング節式メンブレンの解釈に使用されたものと同じで
あり、材質の物値性及び厚さに関する資料もリング節皺
式メンブレンと同様に解釈した。シミュレーションの結
果はメンブレンセルが液体と接する面（Ｌａｙｅｒ１）
と中立面（Ｌａｙｅｒ２）に対する等価ボンミーゼス応
力として図１８〜図２５に提示されている。図１８〜図
２５を見るとねリング節式メンブレンに比して改良され
た本実施例の分離されたリング節式メンブレンの応力水
準が大きく減少したことがわかり、設計変数の変化によ
り応力集中度も減少させ得ることがわかる。The given boundary conditions applied to the separated ring node membrane of the present invention are the same as those used in the interpretation of existing membranes and ring node membranes, the physical properties and thickness of materials The material regarding the same was interpreted as the ring wrinkle type membrane. The simulation result is the surface where the membrane cell contacts the liquid (Layer 1)
18 and FIG. 25 as the equivalent Bonmises stress for the neutral plane (Layer 2). It can be seen from FIGS. 18 to 25 that the stress level of the separated ring joint type membrane of this embodiment, which is improved as compared with the ring joint type membrane, is greatly reduced, and the stress concentration degree is changed by the change of the design variables. It can be seen that can also be reduced.
【００４５】図２７〜図３１に示すように、リングの半
径を示すａが小さい本実施例の分離されたリング節式メ
ンブレンの場合、リング節の曲率半径があまり小さくて
リング節内側に応力が比較的大きくかかることがわか
り、ａが大きい分離されたリング節式メンブレンタイプ
４の場合、リングの内側部分の大きさが大きくなって応
力集中減少は現れないが、剛性が減少して応力水準が増
加することが確認できた。リング節の中心から設計変数
ａを変化させながら遂行した解釈の結果、ａが１００ｍ
ｍである時に最適の応力水準と応力分布が得られること
が確認され、その後からタイプ２、３、４については設
計変数ｂのみを変化させて解釈を遂行した。As shown in FIGS. 27 to 31, in the case of the separated ring joint type membrane of this embodiment in which the radius a of the ring is small, the radius of curvature of the ring joint is so small that the stress inside the ring joint is small. It can be seen that it takes a relatively large amount, and in the case of the separated ring knot type membrane type 4 in which a is large, the size of the inner portion of the ring becomes large and the stress concentration does not decrease, but the rigidity decreases and the stress level decreases. It was confirmed to increase. As a result of the interpretation performed while changing the design variable a from the center of the ring clause, a is 100 m
It was confirmed that the optimum stress level and stress distribution can be obtained when m, and thereafter, for types 2, 3, and 4, the interpretation was performed by changing only the design variable b.
【００４６】図２７、図２９〜図３１で設計変数ｂが変
化することによる応力の変化を調べると、ｂが増加する
ほどに応力の水準が低くなり、リング節と皺が会う部位
での応力集中度が大きく減少させることを確認した。し
かし、ｂの距離があまり遠くなる場合、応力水準の減少
は大変微弱であるが、応力の分布に現れない、リング頂
上部と皺頂上部を示す設計変数ｂが１２０ｍｍ〜１４０
ｍｍの値を有するものが応力水準や応力の集中度面でよ
いと予想し、この部分について解釈を進行した。Examination of changes in stress due to changes in the design variable b in FIGS. 27 and 29 to 31 shows that the level of stress decreases as b increases and the stress at the portion where the ring node and the wrinkle meet. It was confirmed that the degree of concentration greatly decreased. However, when the distance b is too large, the decrease of the stress level is very weak, but the design variable b indicating the ring top and the wrinkle top, which does not appear in the stress distribution, is 120 mm to 140 mm.
It was expected that those having a value of mm would be good in terms of stress level and stress concentration, and the interpretation was advanced for this part.
【００４７】図３２〜図３６は図２６のＡＣ線の断面に
ついての応力の分布を示すもので、応力の分布は比較的
全てのモデルにら対して同一形状を取っており、設計変
数ｂの増減による応力水準の変化は一定しないが、ｂの
増加にされて少し増加してから１２０ｍｍ以上になる地
点からは減少する。FIGS. 32 to 36 show the distribution of stress in the cross section of the AC line in FIG. 26. The distribution of stress has the same shape for all the models, and the design variable b The change in the stress level due to the increase or decrease is not constant, but it slightly decreases with the increase of b and then decreases from the point of 120 mm or more.
【００４８】このような解釈結果から分かるように、設
計変数の過少又は過大でないようにして最適値を探すべ
きであり、設計変数ｂの場合は増加するにつれて応力の
水準が低くなる面では有利であるが、どの量を過ぎる場
合は応力分布面での不均一性とプレス加工範囲の大きさ
による加工比の増加を招来するため不利であると思われ
る。従って、ａとｂを最適にすることによりメンブレン
全体の応力水準を低め応力分布を均一にすると、メンブ
レンの安定性、特に疲労寿命を向上させることができ
る。As can be seen from the results of such an interpretation, the optimum value should be searched for without making the design variable too small or too large, and the design variable b is advantageous in that the level of stress decreases as it increases. However, if the amount exceeds the above range, it is considered to be disadvantageous because it causes non-uniformity in the stress distribution surface and increases the working ratio due to the size of the press working range. Therefore, if the stress level of the entire membrane is lowered and the stress distribution is made uniform by optimizing a and b, the stability of the membrane, especially the fatigue life can be improved.
【００４９】次に、メンブレンの溶接について説明す
る。超低温液体を貯蔵するために使用されるメンブレン
は貯蔵タンクの内部壁面と底面に設置されるので、次の
ように区分して溶接部位を分けることができる。 メンブレン板の重なる部位 メンブレン板とアングルコーナー メンブレン板とアングルピース メンブレン板とアンカー点Next, the welding of the membrane will be described. Since the membrane used to store the cryogenic liquid is installed on the inner wall surface and the bottom surface of the storage tank, it is possible to divide the welding site by dividing as follows. Membrane plate overlap area Membrane plate and angle corner Membrane plate and angle piece Membrane plate and anchor point
【００５０】又、メンブレン溶接をするために洗浄され
たメンブレン板は縁部を溶接することによりメンブレン
板１組のメンブレンパネルに部分組立されてものを全て
検査し貯蔵タンク現場に送って設置工事を遂行すること
になる。メンブレン板を貯蔵タンクに設置する時に使用
される溶接には、アンカー点の円周溶接とメンブレン板
と板を重ねて溶接する二種の形態がある。Further, the membrane plate that has been washed to perform the membrane welding is inspected by welding the edges and partially assembled to the membrane panel of one set of the membrane plates and sent to the storage tank site for installation work. Will be carried out. There are two types of welding used when installing a membrane plate in a storage tank: circumferential welding at an anchor point and overlapping and welding the membrane plate.
【００５１】本発明によるリング節式メンブレンと分離
されたリング節式メンブレンの鋼板の接合は既存の重ね
溶接（Ｌａｐ ｗｅｌｄｉｎｇ）とプラグ溶接（Ｐｌｕ
ｇｗｅｌｄｉｎｇ）方式を採択して接合させ、単位板材
とパネル板材が会う部分は重ね溶接方式で接合する。こ
のように単位板材とパネル板材を重ね溶接でメンブレン
構造に製作すると、単位板材はプレス加工で、パネル板
材は折曲加工で形成できることになる。これら二種の加
工法の利点を活かした接合方式により製作されたメンブ
レンの特徴を要約すると次のようである。According to the present invention, the joining of the ring joint type membrane and the separated steel sheet of the ring joint type membrane is carried out by the existing lap welding and plug welding (Plu).
gwelding) method is adopted for joining, and the portion where the unit plate material and the panel plate material meet is joined by the lap welding method. In this way, when the unit plate material and the panel plate material are manufactured into a membrane structure by lap welding, the unit plate material can be formed by pressing and the panel plate material can be formed by bending. The features of the membrane manufactured by the joining method that takes advantage of these two types of processing methods are summarized as follows.
【００５２】パネル板材の折曲加工により残留応力又
は応力集中現象を大きく緩和させることができる。プレ
ス加工をすると、加工部で、特に加工厚さの不均一な変
化により残留応力が発生するためアニーリング等の熱処
理をすべきであるが、折曲加工はこのような付加的処理
を必要としない。 プレス加工を行う金型が単純にかつ小さくなる。パネ
ル板材までプレス加工するとメンブレン全体を金型加工
すべきであるが、ここでは単位板材のみをプレス加工す
るので比較的加工法が易しく行われる。By bending the panel plate material, the residual stress or the stress concentration phenomenon can be greatly alleviated. When press working, a heat treatment such as annealing should be performed because residual stress occurs in the worked part, especially due to non-uniform change in working thickness, but bending work does not require such additional treatment. . The die for pressing is simple and small. When the panel plate material is pressed, the entire membrane should be processed by a die, but since only the unit plate material is pressed here, the processing method is relatively easy.
【００５３】プレス加工すべき単位板材は２ｍｍ以上
の鋼板を使用し、折曲加工すべきパネル板材は１．２ｍ
ｍステンレス鋼板を使用して素材を大きく節約し得る可
能性を提示した。The unit plate material to be pressed is a steel plate of 2 mm or more, and the panel plate material to be bent is 1.2 m.
The possibility of using a stainless steel sheet to save a large amount of material was presented.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は最も簡単
な構造を取りながら他の従来のメンブレンに比して応力
が均一に分布し、かつただ２３〜２９％以下の応力水準
を現すほど優秀なもので、特に圧力及び温度荷重が作用
した時に皺の曲率は多少大きくなるが、皺の高さは減少
するので、非常に実用的で安定なものである。As described above, according to the present invention, the stress is distributed more uniformly than other conventional membranes while taking the simplest structure, and the stress level of 23 to 29% or less is exhibited. It is excellent, especially when the pressure and temperature loads act, the wrinkle curvature increases a little, but the wrinkle height decreases, so it is very practical and stable.
【図１】従来の単一皺の蜂巣構造形のメンブレン構造を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a conventional single wrinkle honeycomb structure type membrane structure.
【図２】従来の三角及び四角皺の組合型のメンブレン構
造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a conventional combined membrane structure of triangular and square wrinkles.
【図３】従来の単一三角皺式メンブレン構造を示す平面
図である。FIG. 3 is a plan view showing a conventional single triangular wrinkle type membrane structure.
【図４】従来の単一三角皺式の色々の変形メンブレン構
造を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing various conventional modified membrane structures of a single triangular wrinkle type.
【図５】従来の複式皺式メンブレン構造を示す平面図及
び側面である。FIG. 5 is a plan view and a side view showing a conventional double wrinkle type membrane structure.
【図６】本発明の第１実施例によるリング節式メンブレ
ン構造を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a ring joint type membrane structure according to a first embodiment of the present invention.
【図７】図６の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
【図８】図６の側面図である。FIG. 8 is a side view of FIG. 6;
【図９】テクニガズメンブレンの有限要素網である。FIG. 9 is a finite element network of Technigazu membrane.
【図１０】カワサキメンブレンの有限要素網である。FIG. 10 is a finite element network of Kawasaki Membrane.
【図１１】本発明によるリング節式メンブレンの有限要
素網である。FIG. 11 is a finite element network of ring node membranes according to the present invention.
【図１２】本発明によるリング節式メンブレンの境界条
件図である。FIG. 12 is a boundary condition diagram of a ring joint type membrane according to the present invention.
【図１３】テクニガズメンブレンの等価ボンミーゼス応
力図である。FIG. 13 is an equivalent Bonmises stress diagram of the Technigaz membrane.
【図１４】カワサキメンブレンの等価ボンミーゼス応力
図である。FIG. 14 is an equivalent Bonmises stress diagram of the Kawasaki membrane.
【図１５】本発明によるリング節式メンブレンの等価ボ
ンミーゼス応力図である。FIG. 15 is an equivalent Bonmises stress diagram for a ring node membrane according to the present invention.
【図１６】本発明の第２実施例による分離されたリング
節式メンブレン構造を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a separated ring joint type membrane structure according to a second embodiment of the present invention.
【図１７】図１６の平面図である。FIG. 17 is a plan view of FIG. 16;
【図１８】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 18 is an equivalent Bonniess stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 1 according to the present invention.
【図１９】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 19 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 1 according to the present invention.
【図２０】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 20 is an equivalent Bonn Mises stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図２１】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 21 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図２２】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 22 is an equivalent Bonniess stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図２３】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 23 is an equivalent Bonniess stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図２４】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 24 is an equivalent Bonmises stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図２５】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 25 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図２６】本発明の第１実施例及び第２実施例によるメ
ンブレン構造の平面図である。FIG. 26 is a plan view of a membrane structure according to first and second embodiments of the present invention.
【図２７】本発明による第１実施例のリング節式メンブ
レンの図２６のＡＢ線についての応力分布図である。FIG. 27 is a stress distribution diagram for the AB node of FIG. 26 of the ring node type membrane of the first example according to the present invention.
【図２８】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。28 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring-node type membrane type 1 according to the present invention.
【図２９】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 29 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図３０】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 30 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図３１】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 31 is a stress distribution diagram for line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図３２】リング節式メンブレンの図２６のＡＢ線につ
いての応力分布図である。FIG. 32 is a stress distribution diagram of the ring joint type membrane about the line AB in FIG. 26.
【図３３】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 33 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 of the separated ring node type membrane type 1 according to the present invention.
【図３４】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 34 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図３５】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 35 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 of the separated ring node type 3 according to the present invention.
【図３６】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 36 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
Ａ、Ｂ 板材 １、２１ 外縁部 ２、２５ 環状リング ４、２７ 環状内面 ５、２８ 環状外面 ９ アンカーボルト固定用孔 １０、２０ 皺 １２、２３ 皺の左側面 １３、２４ 皺の右側面 ３１ 皺の前端部 A, B Plate material 1, 21 Outer edge 2, 25 Annular ring 4, 27 Annular inner surface 5, 28 Annular outer surface 9 Anchor bolt fixing hole 10, 20 Wrinkle 12, 23 Left side of wrinkle 13, 24 Right side of wrinkle 31 Wrinkle Front end of
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─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年１０月１７日[Submission date] October 17, 1995
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【種類名】 明細書[Type name] Specification
【発明の名称】液化天然ガス貯蔵タンク用メイブレン構
造Title: Maybren structure for liquefied natural gas storage tank
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液化天然ガス貯蔵タンク
用メンブレンの改善された構造に関するもので、詳しく
は板材の一部にリング節と皺が互いに組み合わされたリ
ング節式メンブレン（Ｒｉｎｇ Ｋｎｏｔ Ｍｅｍｂｒ
ａｎｅ）と分離されたリング節式メンブレンに関するも
のである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a liquefied natural gas storage tank.
It relates improved structure of use membrane, detail part to the ring node and wrinkle mutually combined ring section type membrane of the plate (Ring Knot Membr
ane ) and a ring-joint type membrane separated from each other.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、液化天然ガスは大気圧下で沸騰
点が−１６２℃である超低温液体（Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ
ｌｉｑｕｉｄ）で、大型タンクに貯蔵されることが一
般的であり、貯蔵タンクは垂直円筒形に二重構造で構成
される。内部タンクで使用されるメンブレンは低温脆性
に強い材質を使用し、外部タンクである側板はＰＣ（Ｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）又は炭素鋼
を使用して作り、内部及び外部タンク間には断熱材をい
れて、タンク外部からの侵入熱量による気化ガス（ｂｏ
ｉｌ−ｏｆｆ ｇａｓ）の発生が最小になるように製作
する。2. Description of the Related Art Generally, liquefied natural gas is a cryogenic liquid having a boiling point of −162 ° C. under atmospheric pressure.
Generally, it is stored in a large tank, and the storage tank has a vertical cylindrical double structure. The membrane used in the internal tank is made of a material that is resistant to low temperature brittleness, and the side plate that is the external tank is made of PC (P
It is made by using a Restored Concrete or carbon steel, and a heat insulating material is put between the internal and external tanks, and vaporized gas (bo) due to the amount of heat entering from the outside of the tank.
It is manufactured so that the occurrence of il-off gas) is minimized.
【０００３】超低温貯蔵タンクにおけるメンブレンとい
うのは材質が温度と荷重の変化に対して自由に膨張と収
縮できるよう設計、製作した特殊板材を意味するもの
で、タンクの側面と底面に設置されて超低温液体の漏洩
を防止する密封機能を一次に担当し、熱荷重による疲労
荷重（ｆａｔｉｇｕｅ ｃｙｃｌｉｃ ｌｏａｄ）を耐
えながら液圧又は自重量等により発生する荷重を吸収し
て断熱パネル（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｐａｎｅｌ）に
伝達する機能を有する。Membrane in ultra-low temperature storage tank means a special plate material designed and manufactured so that the material can freely expand and contract in response to changes in temperature and load. It is in charge of the primary sealing function to prevent leakage of liquid and absorbs the load generated by hydraulic pressure or its own weight while transmitting the fatigue load due to thermal load and transmits it to the insulation panel. Have a function.
【０００４】従来のメンブレンとして、図１に示す日本
国特公昭５０−２１００８号に公知された波形板は温度
変化による膨張収縮を吸収する連続の六角形態（蜂巣構
造）の皺を形成し、各皺が互いに１２０°の角度でＹ字
形の交点を形成する皺板である。このような構造の単一
皺の蜂巣構造形は応力解釈が難解であり、プレス加工に
よる製作施工が難しく、残留応力が存在するという欠点
があった。As a conventional membrane, the corrugated plate disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-21008 shown in FIG. 1 forms wrinkles of continuous hexagonal shape (honeycomb structure) that absorbs expansion and contraction due to temperature change. The wrinkles are wrinkles that form Y-shaped intersections at an angle of 120 ° to each other. The single wrinkle type honeycomb structure having such a structure has a drawback that the stress is difficult to interpret, manufacturing by press working is difficult, and residual stress exists.
【０００５】又、図２に示す日本国特公昭６０−１４９
５９号に公知された無曲率低温タンクは断面三角形の三
角皺と、この三角皺に直交する梯形皺の頂上面に前記三
角皺を嵌め込んで起立させ、頂上部と会って対向する一
対の三角面と、各々の三角面の両辺と前記三角皺を面積
の過不足なしに折曲形成されて連結する４つの平行四辺
形の四角面とを有する成形板体を備えるものであるが、
このような三角及び四角皺の組合型のメンブレン構造は
応力解釈が難解であり、残留応力が存在し、高価の製作
費用がかかり、成形加工の困難もあった。In addition, Japanese Patent Publication No. 60-149 shown in FIG.
The non-curvature low temperature tank known in No. 59 is a triangular wrinkle having a triangular cross section and a pair of triangular wrinkles which face each other by fitting the triangular wrinkle on the top surface of a trapezoidal wrinkle orthogonal to the wrinkle so as to stand up. A surface, and four side faces of each triangular face and four parallelogrammatic square faces that connect the triangular wrinkles by bending and forming them without excess or deficiency of the area.
Such a combination membrane structure of triangles and square wrinkles
Interpretation of stress was difficult, residual stress was present, expensive manufacturing costs were involved, and molding processing was difficult.
【０００６】また、図３に示す日本国特公昭６０−３２
０７９号に公知されたメンブレンの伸縮構造は低温液化
ガスタンクのメンブレン表面に突出成形された皺が少な
くとも１つの集結部に分岐配列されている伸縮構造で、
集結部には平板部に対して上部が隆起した形状に折曲成
形されており、上部と前記皺は両側の折曲面を嵌め込ん
で連結するように結合され溶接形成されていることを特
徴とするが、応力解釈が困難であり、応力集中現象が発
生し、残留応力が存在し、製作施工時の困難があった。Further, Japanese Patent Publication Sho 60-32 shown in FIG.
The stretchable structure of the membrane disclosed in No. 079 is a stretchable structure in which wrinkles formed by protrusion on the membrane surface of the low temperature liquefied gas tank are branched and arranged in at least one concentrating portion.
The gathering portion is bent and formed in a shape in which the upper portion is raised with respect to the flat plate portion, and the upper portion and the wrinkle are joined and welded so that the folded curved surfaces on both sides are fitted and connected. However, it was difficult to interpret the stress, a stress concentration phenomenon occurred, residual stress existed, and there were difficulties during manufacturing and construction.
【０００７】又、図４に示す日本国特公昭６２−１２４
３９号に公知された単一三角皺式メンブレンは三角形の
リング節が色々の形態に結合されているが、応力解釈が
困難であり、応力集中現象が発生し、残留応力が存在
し、製作施工時の困難があった。Further, Japanese Patent Publication No. 62-124 shown in FIG.
The single triangular wrinkle type membrane known in No. 39 has triangular ring joints connected to various forms, but it is difficult to interpret the stress, stress concentration phenomenon occurs, residual stress exists, and manufacturing construction There were times of difficulty.
【０００８】又、図５に示す日本国特公昭６２−４６７
５９号に公知されたメンブレン構造はユニット皺の一方
及び他方の横断形状がゆるやかな屈曲波の形状であり、
かつ縦断面の両端部がゆるやかな屈曲面を形成して平板
部に接続し、平板に対して立体的に緩慢に突出した表面
形状を有するように形成され、さらに前記ユニットメン
ブレンが相互溶接結合したことを特徴とするが、応力集
中現象があり、残留応力が存在し、回転熱収縮が発生し
た。Further, Japanese Patent Publication No. 62-467 shown in FIG.
The membrane structure known in No. 59 has a shape of a gentle bending wave in one and the other cross-sectional shape of the unit wrinkle,
In addition, both ends of the vertical cross section are connected to the flat plate portion by forming a gentle curved surface, and are formed so as to have a three-dimensionally slowly projecting surface shape with respect to the flat plate, and further the unit membranes are welded to each other. However, there was a stress concentration phenomenon, residual stress existed, and rotational heat shrinkage occurred.
【０００９】[0009]
【発明を解釈しようとする課題】このように従来のメン
ブレンの種類が多く公知されているが、これらを類型別
に再び区分しその問題を具体的に指摘する。三角皺と梯
形皺が互いに交差する構造（以下、”第１皺式メンブレ
ン”という）は底面と壁が触れ合うコーナー部と皺の曲
線形状が鋭利な部分に多くの応力集中現象が発生すると
いう問題点がある。As described above, many types of conventional membranes are known, and these problems will be pointed out concretely by classifying them again. The structure in which triangular wrinkles and trapezoidal wrinkles intersect each other (hereinafter referred to as the "first wrinkle type membrane") has a problem that many stress concentration phenomena occur at the corners where the bottom and walls touch and the wavy curved wavy lines. There is a point.
【００１０】又、ステンレス板の２つの平行な皺が互い
に直角形態に交差する構造（以下”第２複列皺式メンブ
レン”という）は二重並列皺の熱変形に対する吸収作用
により回転収縮（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒａ
ｃｔｉｏｎ）の挙動が発生し、このような回転収縮変形
が互いに反対方向に対称作用することにより皺の変形は
互いに均衡を維持するように設計されたので問題となら
ないが、仮に熱変形が外部条件により均衡が砕けると、
局部的に酷い熱応力集中現象が発生して、深刻な問題点
を提起することもできる。Further, the structure in which two parallel wrinkles of the stainless steel plate cross each other at right angles (hereinafter referred to as "the second double-row wrinkle membrane") has a rotational contraction due to the absorption effect against the thermal deformation of the double parallel wrinkles. contra
behavior is generated, and wrinkle deformation is designed to maintain equilibrium with each other by such rotational contraction deformation acting symmetrically in opposite directions, so it is not a problem, but thermal deformation is assumed to be an external condition. When the balance breaks due to
A severe thermal stress concentration phenomenon locally occurs, which may cause a serious problem.
【００１１】しかし、溶接施工，成形製作，応力解釈面
では第１皺式メンブレンより容易である。このメンブレ
ンのコーナー部分での曲率半径は比較的大きくゆるやか
であるため、第１皺式メンブレンよりはこの部分での局
部的応力集中が発生する憂いが小さい。However, it is easier than the first wrinkle type membrane in terms of welding, forming, and stress interpretation. Since the radius of curvature at the corner portion of this membrane is relatively large and gentle, there is less concern that local stress concentration will occur at this portion than at the first wrinkle type membrane.
【００１２】又、板材の端部をフランジ折曲形状を作っ
た後、その頂上部を互いに突き合せた形態に接触して溶
接した構造（以下、”第３皺式メンブレン”という）は
二枚板材を溶接結合して成形した形態のメンブレンで、
製作が容易であるが、成形加工及び溶接技術が非常に優
秀である時にだけ品質の安定性が確保できる。[0012] Further, there are two structures (hereinafter referred to as "third wrinkle type membrane") in which the ends of the plate material are formed into a bent flange shape, and the tops of the plate members are contacted with each other and welded together. It is a membrane formed by welding and joining plate materials,
It is easy to manufacture, but the quality stability can be secured only when the molding and welding technology is very good.
【００１３】又、メンブレン板に皺がない構造（以下”
第４皺式メンブレン”という）はＬＮＧ運搬船に主に使
用されている非皺式メンブレンで、熱膨張係数が非常に
小さいインバー（ｉｎｖａｒ）材質を使用したメンブレ
ンである。インバー材質は低温で熱収縮率が非常に優秀
であるが、値段が高く購入しやすくない点等で制約を受
けている。従って、本発明は前述した従来の問題点を改
善するためのもので、本発明の目的はリング節と皺が組
み合わされている対称形態で、製造時に便利で簡単な構
造を提供することにある。Further, the structure in which the membrane plate has no wrinkles (hereinafter referred to as ""
The "4th wrinkle type membrane" is a non-wrinkle type membrane that is mainly used in LNG carriers, and is a membrane that uses an invar material with a very small coefficient of thermal expansion. Although the rate is very excellent, it is limited because it is expensive and not easy to purchase, etc. Therefore, the present invention is intended to improve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ring. It is to provide a convenient and simple structure at the time of manufacturing in a symmetrical form in which the knots and wrinkles are combined.
【００１４】本発明の他の目的はメンブレンに圧力及び
温度荷重が作用した時に皺の曲率は多少大きくなるが皺
の高さは減少するようにして、非常に実用的で安定なメ
ンブレンを提供することにある。本発明のさらに他の目
的は、メンブレンに圧力が作用した時に応力が均一に分
布し、低い応力水準を維持することにある。Another object of the present invention is to provide a very practical and stable membrane in which the wrinkle curvature is slightly increased but the wrinkle height is reduced when pressure and temperature loads are applied to the membrane. Especially. Yet another object of the present invention is to distribute stress evenly when pressure is applied to the membrane and maintain a low stress level.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第１実施例によるメンブレン構造は、板材の
外縁部からアンカーボルト固定用孔の方に直線方向に十
字形をなす４つの皺と、前記４つの皺の端部に連結され
る環状外面及び前記環状外面と一体的で対称である環状
内面でなったリング節とから構成される。In order to achieve the above object, a membrane structure according to a first embodiment of the present invention has four cruciforms in a straight line direction from an outer edge portion of a plate member toward an anchor bolt fixing hole. It is composed of a wrinkle and an annular outer surface connected to the ends of the four wrinkles and a ring node having an annular inner surface which is integral and symmetrical with the annular outer surface.
【００１６】本発明の第２実施例によるメンブレン構造
は板材の外縁部からアンカーボルト固定用孔の方に直線
方向に向い、屈曲形状の前端屈曲部を有する４つの屈曲
皺と、前記前端屈曲部から一定間隔を置いて形成された
環状外面及び前記環状外面と一体的で対称である環状内
面でなったリング節とから構成される。In the membrane structure according to the second embodiment of the present invention, there are four bent creases having a bent front end bent portion, which are linearly directed from the outer edge portion of the plate member toward the anchor bolt fixing hole, and the front end bent portion. And an annular outer surface formed at regular intervals and a ring node having an annular inner surface that is integral and symmetrical with the annular outer surface.
【００１７】[0017]
【実施例】 （第１実施例） 本発明による第１実施例が図６〜図８
に図示されている。先ず単位メンブレン板材Ａが四角形
に備えられている。この四角形は説明の便宜のための形
状で、大抵のものは円形に構成される。メンブレンは使
用状態が極低温であり、脈動する流体荷重を受けるた
め、材質選定と設計側面で応力変形挙動解釈は非常に重
要である。メンブレン材質としては、ステンレス鋼、ア
ルミニウム合金、インバー、９％Ｎｉ鋼等が使用され、
ＳＵＳ材の場合１．２〜２．０ｍｍ厚さのオーステナイ
ト系ステンレス鋼が最も多く使用されている。First Embodiment (First Embodiment) FIGS. 6 to 8 show a first embodiment according to the present invention.
Is illustrated in. First, the unit membrane plate material A is provided in a square shape. The quadrangle is a shape for convenience of description, and most of them are formed in a circular shape. Since the membrane is used at extremely low temperatures and receives a pulsating fluid load, interpretation of stress deformation behavior is very important in terms of material selection and design. As the membrane material, stainless steel, aluminum alloy, Invar, 9% Ni steel, etc. are used.
In the case of SUS material, austenitic stainless steel having a thickness of 1.2 to 2.0 mm is most often used.
【００１８】所定大きさの板材Ａの外縁部１からアンカ
ーボルト固定用孔９側に直線方向に十字形を成す４つの
皺１０が形成されている。前記４つの皺はそれぞれ同一
断面を有し、同一曲率を有する。各々の皺の左側面１２
とこれと一体である右側面１３の曲率は同一である。こ
のように板材Ａに所定の曲率を有する４つの皺１０を形
成することにより、板材Ａの断面中立軸が伸縮して応力
が生じないようにする。前記４つの皺１０は十字形に形
成されるが、アンカーボルト固定用孔９から所定直径ま
での皺間は直接交差しない。Four wrinkles 10 forming a cross in the linear direction are formed from the outer edge portion 1 of the plate material A of a predetermined size to the anchor bolt fixing hole 9 side. The four wrinkles have the same cross section and the same curvature. Left side 12 of each wrinkle
The curvature of the right side surface 13 integrated therewith is the same. By forming the four wrinkles 10 having a predetermined curvature on the plate material A in this manner, the neutral axis of the cross section of the plate material A expands and contracts so that stress is not generated. Although the four wrinkles 10 are formed in a cross shape, the wrinkles from the anchor bolt fixing hole 9 to the predetermined diameter do not directly intersect each other.
【００１９】前記所定の直径を外径としアンカーボルト
固定用孔９から前記外径より小さい直径を内径とする環
状リング節２を形成し、アンカーボルト固定用孔９を中
心として位置するようにする。環状リング節２は４つの
皺１０が交差するように交差部の役割をする。リング節
は環状内面４とこれと一体の外面５とから構成され、こ
れら内面４と外面５の曲率は同一である。板材から隆起
された前記４つの皺及びリング節の高さ、つまり平板材
Ａから皺の頂上部とリング節の頂上部までの高さは同じ
とすることが望ましい。An annular ring joint 2 having an outer diameter of the predetermined diameter and an anchor bolt fixing hole 9 and an inner diameter smaller than the outer diameter is formed so that the anchor bolt fixing hole 9 is located at the center. . The annular ring joint 2 acts as an intersection so that the four wrinkles 10 intersect. The ring joint is composed of an annular inner surface 4 and an outer surface 5 integral therewith, and these inner surface 4 and outer surface 5 have the same curvature. It is desirable that the heights of the four wrinkles and ring joints raised from the plate material, that is, the height from the flat plate material A to the top of the wrinkle and the top of the ring joint are the same.
【００２０】前記４つの皺及びリング節の断面はおおよ
そ半円形、または横方向直径が縦方向直径より小さい楕
円形であることもできる。このように、本発明による単
位板材は全体的に対称形態を取るので、製作が容易であ
るものである。前述した単位板材Ａは皺とリング節が一
体的に製造するためにプレス加工により形成することが
望ましい。単位板材Ａはパネル板材（図示せず）により
固定されるが、板材の費用を節減するために単位板材Ａ
の厚さはパネル板材の厚さより厚いものが望ましい。例
えば、プレス加工する単位板材は２ｍｍのステンレス鋼
板を使用し、折曲加工をするパネル板材は１．２ｍｍの
ステンレス鋼板を使用することができる。The cross-sections of the four wrinkles and ring joints can be approximately semi-circular or elliptical with a lateral diameter smaller than the longitudinal diameter. As described above, since the unit plate material according to the present invention has a symmetrical shape as a whole, it is easy to manufacture. The unit plate material A described above is preferably formed by pressing in order to integrally manufacture wrinkles and ring joints. The unit plate material A is fixed by a panel plate material (not shown), but the unit plate material A is used to reduce the cost of the plate material.
The thickness of is preferably thicker than the thickness of the panel board material. For example, a unit plate material to be pressed may be a 2 mm stainless steel plate, and a panel plate material to be bent may be a 1.2 mm stainless steel plate.
【００２１】メンブレン構造物の応力挙動解釈はメンブ
レン節（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｋｎｏｔ）の複雑な３次元
形状のため理論的に解釈することが難しいため、これま
で実験的解釈に依存した。本発明は有限要素法を用いて
超低温タンクにおいて最も重要な構造物であるメンブレ
ンの応力変形挙動を解釈し既存のモデルと比較し検討す
ることにより、既存の問題点を克服し、新しい形態のメ
ンブレンモデル開発とこのモデルの最適化設計を提供し
ようとする。メンブレン板の幾何学的対称性を考慮しモ
デルを１／４に分割して三次元挙動解釈を遂行した。メ
ンブレン板には貯蔵液体の圧力により皺に垂直に作用す
る均一分布荷重と−１６２℃の超低温液体による熱収縮
と熱膨張効果が作用するため、これらによる影響を同時
に考慮して有限要素解釈をした。Interpretation of the stress behavior of the membrane structure has been difficult to theoretically interpret due to the complicated three-dimensional shape of the membrane knot, and so far has relied on experimental interpretation. The present invention overcomes the existing problems by interpreting the stress-deformation behavior of the membrane, which is the most important structure in the ultra-low temperature tank using the finite element method, and comparing it with the existing model. Attempt to provide model development and optimized design of this model. Considering the geometrical symmetry of the membrane plate by dividing the model into 1/4 to 遂 line a three-dimensional behavior interpretation. The membrane plate is subjected to the uniformly distributed load that acts vertically on the wrinkles due to the pressure of the stored liquid and the thermal contraction and thermal expansion effects of the ultra-low temperature liquid of -162 ° C. .
【００２２】図９，図１０及び図１１はメンブレンの有
限要素解釈のための有限要素網を示すもので、１１００
〜１３００個の軸対称四角形要素と１２００〜１４００
個の要素節点で構成されており、メンブレンの形状は機
能上構造が非常に複雑であるため、四角形メッシュ構造
は構造物の形状特性に合うように再構成させ、特に皺端
部、リング節、皺とリング節が相互に会う部分は図面に
示すようにより微細な要素に分割した。ここで、有限要
素解釈用プログラムはＭＡＲＣ（”ＭＡＲＣＵｓｅｒ’
ｓ Ｍａｎｕａｌ ”１９９３，Ｖｅｒｓｉｏｎ Ｋ．
５，ＭＡＲＣＡｎａｌｙｓｉｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃ
ｏ．）を使用し、メンブレン板材に実際に作用する荷重
条件に最も近似する境界条件を代入した。FIGS. 9, 10 and 11 show a finite element network for interpreting the finite element of a membrane.
~ 1300 axisymmetric quadrilateral elements and 1200 ~ 1400
Since it is composed of individual element nodes and the shape of the membrane is very complicated in terms of function, the quadrilateral mesh structure is reconfigured to match the shape characteristics of the structure, especially wrinkle ends, ring nodes, The part where the wrinkle and the ring joint meet each other was divided into finer elements as shown in the drawing. Here, the finite element interpretation program is MARC (" MARC User '
S Manual "1993, Version K.S.
5, MARC Analysis Research C
o. ) Was used to substitute the boundary condition that most closely approximates the load condition that actually acts on the membrane plate material.
【００２３】数値解釈に使用する材質特性又は境界条件
に関するシミュレーションデータ値は表１に示し、本発
明のメンブレンの解釈モデルを遂行するための境界条件
は図１２のようである。The simulation data values relating to the material properties or boundary conditions used for numerical interpretation are shown in Table 1, and the boundary conditions for carrying out the interpretation model of the membrane of the present invention are as shown in FIG.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】図１２において境界面（Ｂｏｕｎｄａｒ
ｙ）１は、Ｙ軸方向の変移とＸ，Ｚ軸方向の回転変移を
それぞれ排除し、境界面（Ｂｏｕｎｄａｒｙ）２はＸ軸
方向の変移とＹ，Ｚ軸方向の回転変移がないものと仮定
した。又、リング節及び皺を除外した平板部はＺ軸方向
の変移がない状態で解釈した。他の比較例（図９及び図
１０）のモデルに対する境界条件も本発明のメンブレン
のリング節式境界条件と同じに適用した。In FIG. 12, the boundary surface (Boundar)
y) 1 excludes the displacement in the Y-axis direction and the rotational displacements in the X and Z-axis directions, and the boundary surface (Boundary) 2 assumes that there is no displacement in the X-axis direction and rotational displacements in the Y and Z-axis directions. did. Further, the flat plate portion excluding the ring nodes and wrinkles was interpreted in the state where there was no displacement in the Z-axis direction. The boundary conditions for the models of other comparative examples (FIGS. 9 and 10) were also applied in the same manner as the ring node boundary conditions of the membrane of the present invention.
【００２６】コンピューターシミュレーションを遂行し
たモデルは既存に開発されたメンブレン中の代表的な例
と言えるフランスのテクニガズ（Ｔｅｃｈｎｉｇａｚ）
メンブレン（図２；第１皺式メンブレンに該当）、カワ
サキメンブレン（図５；第２複列皺式メンブレンに該
当）、本発明によるリング節式メンブレン（ＲＭ）であ
る。メンブレンをより正確に解釈するために板材の厚さ
を液と接触する上面（Ｌａｙｅｒ１）、厚さの中間面
（Ｌａｙｅｒ２）及び下面（Ｌａｙｅｒ３）の三部分に
分けて数値的結果を得た図１３，図１４及び図１５はメ
ンブレン板材にかかる等価ボンミーゼス応力（Ｅｑｕｉ
ｖａｌｅｎｔ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ Ｓｔｒｅｓｓ）分
布図を示す。三種のモデル解釈において、メンブレン上
面で発生する等価ボンミーゼス応力は、図１３ａ、図１
４ａ及び図１５Ａａに示すように、テクニガズメンブレ
ンが１０５Ｋｇ／ｍｍ ２、カワサキメンブレンが７８ｋ
ｇ／ｍｍ２ 、本発明のメンブレンが３２Ｋｇ／ｍｍ２ で
あると解釈された。又は、メンブレンの中間面で現れる
等価ボンミーゼス応力はテクニガズメンブレンが最も大
きい６１Ｋｇ／ｍｍ２ 、カワサキメンブレンは３５Ｋｇ
／ｍｍ２ 、本発明のメンブレンは最も小さい２１Ｋｇ／
ｍｍ２ 程度と現れた。[0026] of the computer simulator execution model the Shon can be said to be typical examples in the membrane has been developed to the existing France Tekunigazu (Technigaz)
Membrane (Fig. 2; corresponds to the first wrinkle type membrane), Kawa
Saki Membrane (Fig. 5; the second double row wrinkle type membrane
The present invention is a ring joint type membrane (RM) according to the present invention. FIG. 13 showing numerical results by dividing the thickness of the plate material into three parts, that is, the upper surface (Layer 1) in contact with the liquid, the intermediate surface (Layer 2) and the lower surface (Layer 3), in order to interpret the membrane more accurately. , FIG. 14 and FIG. 15 show the equivalent Bonmises stress (Equi) applied to the membrane plate material.
FIG. 5 shows a valent Von Mies Stress) distribution map. In the three types of model interpretation, the equivalent Bonmises stress generated on the upper surface of the membrane is shown in FIGS.
As shown in FIG. 4a and FIG. 15Aa, the technigaz membrane is 105 kg / mm 2 , and the Kawasaki membrane is 78 k.
g / mm 2 , the membrane of the present invention was interpreted to be 32 Kg / mm 2 . Or, the equivalent Bonmises stress that appears on the intermediate surface of the membrane is 61 kg / mm 2 which is the highest for Technigazu membrane, and 35 kg for Kawasaki membrane.
/ Mm 2 , the membrane of the present invention is the smallest 21 kg /
It appeared to be about mm 2 .
【００２７】これらの計算結果によると、テクニガザメ
ンブレンは応力集中度が局部的に高いが、応力分布度は
比較的均一に解釈され、カワサキメンブレンは応力集中
度は相対的に低いが、少し不均一に分布されて回転変形
挙動の不安定性を現し、本発明のリング節式メンブレン
は応力が対称に均一に分布し、応力集中度でもテクニガ
ズメンブレン対比約６５．６％、カワサキメンブレン対
比４０％の水準を維持することから、既存の二種のメン
ブレンモデルに比して非常に優秀な性能を現す。また、
メンブレンにおいて最も脆弱な部位と指摘している十字
節部と皺部位を三種のモデルに対して互いに比較した結
果、本発明のリング節式メンブレンモデルが２１〜３２
Ｋｇ／ｍｍ２ で最も安定したものと解釈された。According to the results of these calculations, the techniza membrane has a locally high stress concentration, but the stress distribution is interpreted as relatively uniform, and the Kawasaki membrane has a relatively low stress concentration, but the stress concentration is a little poor. Uniformly distributed to show instability of rotational deformation behavior, the ring joint type membrane of the present invention has stress distributed symmetrically and evenly, and stress concentration degree is about 65.6% compared to Technigazu membrane, 40% compared to Kawasaki membrane. Since it maintains the same level, it shows extremely superior performance compared to the existing two membrane models. Also,
The most vulnerable cross knuckles felt the site and wrinkles sites in membranes result of comparison to each other with respect to three kinds of models, the ring node type membrane model of the present invention is 21 to 32
It was interpreted as the most stable at Kg / mm 2 .
【００２８】図１３ａはテクニガズメンブレン上面にか
かる引張又は圧縮応力分布度を示すもので、板材の平板
部と皺が交差する皺においては節部で８４Ｋｇ／ｍｍ２
程度の最大圧縮応力が作用するが、図１３ｂの中間面皺
においうては上下面で発生する引張応力と圧縮応力が相
殺して応力が現れない。テクニガズメンブレン板に作用
する液荷重は皺板に均一に圧力荷重で作用し、この時の
皺頂上部は皺側面に加わる圧力荷重の影響が相対的に大
きく作用することと現れた。従って、皺の頂上部がふっ
くらと変わる少変形（Ｓｍａｌｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍ
ｅｎｔ）を起こすので皺板で圧縮変形が発生し、温度荷
重はタンク内のメンブレンを収縮させることになるが、
単位メンブレン板はアンカーボルトのように溶接された
状態であるので、温度変化によりスリップ現象が起こっ
て引張変形として挙動することになる。FIG. 13a shows the distribution of the tensile or compressive stress applied to the upper surface of the techniga's membrane. In the wrinkles where the flat part of the plate material and the wrinkles intersect, 84 Kg / mm 2 at the node part.
Although a maximum compressive stress of a certain degree acts, in the wrinkles of the intermediate surface of FIG. It was revealed that the liquid load acting on the techniga's membrane plate acts uniformly on the wrinkle plate under pressure load, and that the top of the wrinkles at this time has a relatively large effect on the wrinkle side face. Therefore, the small deformation where the top of the wrinkle changes fluffy (Small display
However, compressive deformation occurs in the wrinkle plate, and the temperature load causes the membrane in the tank to shrink.
Unit membrane plate was welded like anchor bolts
Since it is in a state, a slip phenomenon occurs due to a change in temperature, and it behaves as a tensile deformation.
【００２９】図１４ａのカワサキメンブレンの上面で
は、７８Ｋｇ／ｍｍ２ 程度の最大引張応力が皺の終わる
付近に作用しており、図１４ｂの中間面では、３５Ｋｇ
／ｍｍ２ 程度の引張と圧縮応力が皺の終わる付近で不均
一に発生する現象を現している。カワサキメンブレンの
場合は、テクニガズメンブレンとは相違する挙動変動を
現し、特に均一な圧力荷重での皺部分の挙動は皺の頂上
部の高さが低くなる形態に変形が起こり、その結果、平
板と皺が互いに接するコーナー半径に大きい応力が集中
されると現れた。これはテクニガズメンブレンに比して
皺部分での変形率は大きくなるが、応力値は減少する結
果を見せる。On the upper surface of the Kawasaki membrane of FIG. 14a, a maximum tensile stress of about 78 kg / mm 2 acts near the end of the wrinkle, and on the intermediate surface of FIG. 14b, 35 kg.
This indicates a phenomenon in which tensile and compressive stresses of about / mm 2 are nonuniformly generated near the end of wrinkles. In the case of Kawasaki Membrane, the behavior fluctuation that is different from that of Techniga's Membrane appears, and especially the behavior of the wrinkle part under a uniform pressure load deforms to a shape in which the height of the top of the wrinkle becomes low, resulting in a flat plate. It appeared that large stress was concentrated on the corner radius where wrinkles and wrinkles touched each other. This shows that the deformation rate at the wrinkled portion is larger than that of the Techniga's membrane, but the stress value is reduced.
【００３０】図１５ａの本発明のリング節式メンブレン
においては、３２Ｋｇ／ｍｍ２ 程度の引張応力が平板部
と交差する皺付近で発生し、リング節の頂上部では２６
Ｋｇ／ｍｍ２ 程度の圧縮応力が作用している。図１５ｂ
の中間面では圧力分布が完全に対称に均一に発生し、リ
ング節頂上部と皺が会う部位では約２１Ｋｇ／ｍｍ２ の
圧縮応力が発生する。In the ring joint type membrane of the present invention shown in FIG. 15a, a tensile stress of about 32 kg / mm 2 is generated near the wrinkles intersecting the flat plate portion and 26 at the top of the ring joint.
A compressive stress of about Kg / mm 2 is applied. Figure 15b
The pressure distribution is completely symmetrically and uniformly generated on the intermediate surface of the above, and a compressive stress of about 21 kg / mm 2 is generated at the portion where the ring node top and the wrinkle meet.
【００３１】数値的解釈結果によると、本発明のリング
節式メンブレンの特徴は前記二種類のモデルに比し応力
は完全に対称に分布し、リング節と皺間の応力差があま
りないという点である。本発明のリング節式メンブレン
において、リング節部分の挙動は、均一な圧力荷重が作
用している時に下部分に変形が起こる。即ち、節での変
形率は大きくなるが応力集中度は大きく減少し、これは
メンブレン板で発生する疲労破壊の原因を大きく緩和さ
せることができる。According to the results of numerical interpretation, the characteristic of the ring joint type membrane of the present invention is that the stresses are distributed completely symmetrically compared to the above two types of models, and there is not much difference in stress between the ring joints and the wrinkles. Is. In the ring joint type membrane of the present invention, the behavior of the ring joint portion is such that the lower portion is deformed when a uniform pressure load is applied. That is, the deformation rate at the nodes increases, but the stress concentration degree decreases greatly, which can greatly reduce the cause of fatigue fracture that occurs in the membrane plate.
【００３２】本発明のリング節式メンブレンの場合、節
部分で応力が小さく発生していることはメンブレン構造
物の安定性側面で非常に重要な利点となることができ
る。又、温度の変化による収縮変形はテクニガズメンブ
レンのような方式の変形挙動が起こり、このような圧力
及び温度変化による挙動と組合して全体的な挙動解釈を
するとよい。In the case of the ring joint type membrane of the present invention, the fact that the stress is small at the joint portion can be a very important advantage in terms of the stability of the membrane structure. In addition, the contraction deformation due to the temperature change causes a deformation behavior of a system such as a technigaz membrane, and it is preferable to interpret the overall behavior in combination with the behavior due to the pressure and temperature changes.
【００３３】このように有限要素プログラムを用いた数
値解釈結果によると、応力集中度又は応力分布度面で本
発明のメンブレンが最も優秀に現れ、テクニガズメンブ
レン又はカワサキメンブレンは応力が大きくかかるもの
と解釈されたが、強度上には問題点がなかった。According to the results of numerical interpretation using the finite element program, the membrane of the present invention is most excellent in terms of stress concentration or stress distribution, and technigaz membrane or Kawasaki membrane is stressed greatly. Interpreted, but there was no problem with strength.
【００３４】以上、超低温貯蔵タンクに広く使用される
代表的な三種のメンブレンモデルについて有限要素解釈
法を用いて応力変形挙動解釈をした。テクニガズメンブ
レン、カワサキメンブレン、本発明のリング節式メンブ
レンについての挙動解釈を遂行した結果、三種のメンブ
レンは全て平板部と皺が互いに接するコーナー部分と皺
節に大きい応力が集中する現象を現した。メンブレンモ
デルの板材中間にかかる応力集中度は、テクニガズメン
ブレンが６１Ｋｇ／ｍｍ２ 、カワサキメンブレンが３５
Ｋｇ／ｍｍ２ 、リング節式メンブレンが２１Ｋｇ／ｍｍ
２ であるとそれぞれ現れ、超低温液体が接触する上面で
は、テクニガズメンブレンが１０５Ｋｇ／ｍｍ２ 、カワ
サキメンブレンが７８Ｋｇ／ｍｍ２ 、リング節式メンブ
レンが３２Ｋｇ／ｍｍ２ であると解釈された。As described above, the stress-deformation behavior was interpreted using the finite element interpretation method for three typical types of membrane models widely used in ultra-low temperature storage tanks. As a result of carrying out the behavioral interpretation of the technigaz membrane, the Kawasaki membrane, and the ring joint type membrane of the present invention, all three types of membranes exhibited a phenomenon in which large stress concentrates on the corner portion where the flat plate portion and the wrinkle contact each other and the wrinkle node. . The stress concentration in the middle of the plate material of the membrane model was 61 kg / mm 2 for Technigazu membrane and 35 for Kawasaki membrane.
Kg / mm 2 , ring joint type membrane is 21 Kg / mm
If it is 2 appear respectively in the top of the cryogenic liquid is in contact, Techni Gaz membrane 105 Kg / mm 2, Kawasaki membrane 78kg / mm 2, the ring node type membrane is taken to be 32 kg / mm 2.
【００３５】本発明のリング節式メンブレンは、応力集
中度又は応力分布において、他のメンブレンモデルに比
して対称にかつ均一に分布しながらも最も安定したもの
と解釈された。この結果、船舶用貯蔵タンク用メンブレ
ンで液圧力変動荷重により特に問題となる疲労寿命を大
きく延長させ得るという点で非常に重要である。The ring joint type membrane of the present invention was understood to be the most stable in terms of the stress concentration or the stress distribution, while being symmetrically and uniformly distributed as compared with other membrane models. As a result, it is very important in that the fatigue life, which is a particular problem due to the fluid pressure fluctuating load, can be greatly extended in the storage tank membrane for ships.
【００３６】（第２実施例）本発明による第２実施例が
図１６及び図１７に図示されている。先ず、単位メンブ
レン板材Ｂが四角形として備えられている。メンブレン
材質は第１実施例と同一である。(Second Embodiment) A second embodiment according to the present invention is shown in FIGS. First, the unit membrane plate B is provided as a quadrangle. The membrane material is the same as in the first embodiment.
【００３７】所定大きさの板材Ｂの外縁部２１のおおよ
そ中央からアンカーボルト固定用孔９側に直線方向に向
かう四つの皺２０が形成されている。前記四つの皺はそ
れぞれ同一断面を有し、同一曲率を有する。各々の皺の
左側面２３とこれと一体である右側面２４の曲率は同一
であり、皺の前端部３１は屈曲されて板材に連結され
る。このように板材Ｂに所定の曲率を有する四つの皺２
０を形成することにより、板材Ｂの断面中立軸が伸縮し
て応力が生じないようにする。アンカーボルト固定用孔
９から所定直径で前端屈曲部３１が形成されて皺間は直
接交差しない。Four wrinkles 20 are formed in a straight line from the approximate center of the outer edge portion 21 of the plate material B of a predetermined size to the anchor bolt fixing hole 9 side. The four wrinkles have the same cross section and the same curvature. The curvature of the left side surface 23 of each wrinkle and the right side surface 24 integral therewith is the same, and the front end portion 31 of the wrinkle is bent and connected to the plate member. In this way, the plate material B has four wrinkles 2 having a predetermined curvature.
By forming 0, the cross-section neutral axis of the plate material B is prevented from expanding and contracting to generate stress. A front end bent portion 31 having a predetermined diameter is formed from the anchor bolt fixing hole 9 so that the creases are straight.
Do not cross each other.
【００３８】本発明のリング節２５はアンカーボルト固
定用孔９から所定間隔を置いて形成された環状内面２７
とこの環状内面と一体的であり対称である環状外面２８
とから構成され、前記皺２０とともにプレス加工で形成
する。環状リング節２５は四つの皺２０から隔たって構
成されることが重要であり、環状内面２７と外面２８の
曲率は同一である。板材から隆起された前記四つの皺及
びリング節の高さ、つまり平板材Ｂから皺の頂上部とリ
ング節の頂上部までの高さは同じにすることが望まし
い。前記四つの皺及びリング節の断面はおおよそ半円
形、又は横方向直径が縦方向直径より小さい楕円形であ
ることもできる。The ring joint 25 of the present invention has an annular inner surface 27 formed at a predetermined distance from the anchor bolt fixing hole 9.
And an annular outer surface 28 that is integral and symmetrical with the annular inner surface
And is formed by pressing together with the wrinkles 20. It is important that the annular ring joint 25 is configured so as to be separated from the four wrinkles 20, and the curvatures of the annular inner surface 27 and the outer surface 28 are the same. Wherein is raised from plate four wrinkles and ring nodes height, i.e. the top portion and Li of wrinkles from flat plate B
Top portion or the height at the ring node is desirably the same. The cross-sections of the four wrinkles and ring joints can be approximately semi-circular or elliptical with a lateral diameter smaller than the longitudinal diameter.
【００３９】このように、本発明による単位板材は全体
的に対称形態を取るので、製作が容易であるものであ
る。本実施例においても、前記第１実施例と同様な環境
でコンピュータシミュレーションを遂行した。ここで
は、メンブレンをより正確に解釈するために、板材の厚
さを液と接触する上面（Ｌａｙｅｒ１）、厚さの中間面
（Ｌａｙｅｒ２）及び下面（Ｌａｙｅｒ３）の三部分に
分けて数値的結果を得た。As described above, since the unit plate material according to the present invention has a symmetrical shape as a whole, it is easy to manufacture. Also in this embodiment, a computer simulation is performed in the same environment as in the first embodiment. Here, in order to interpret the membrane more accurately, the thickness of the plate material is divided into three parts, that is, the upper surface (Layer 1) in contact with the liquid, the middle surface (Layer 2) and the lower surface (Layer 3) of the thickness, and the numerical result is obtained. Obtained.
【００４０】図１５はリング節式メンブレン板材にかか
る等価ボンミーゼス分布度を示す。前述した実験の結
果、リング節式メンブレンの上面で発生する等価ボンミ
ーゼス応力は、図１５ａに示すように、３２Ｋｇ／ｍｍ
２ であると解釈された。又、リング節式メンブレンの中
間面での等価ボンミーゼス応力は２１Ｋｇ／ｍｍ２ 程度
と現れた。これら計算結果によると、リング節式メンブ
レンは応力が対称に均一に分布し、応力集中度で優秀な
性能を現すが、メンブレンで最も脆弱な部位と指摘して
いるリング節と皺部位には２１〜２３Ｋｇ／ｍｍ２ の応
力が発生した。FIG. 15 shows the equivalent Bonmises distribution of the ring joint type membrane plate material. As a result of the above-mentioned experiment, the equivalent Bonmises stress generated on the upper surface of the ring joint type membrane is 32 kg / mm 2 as shown in FIG. 15a.
Interpreted as 2 . Further, the equivalent Bonmises stress on the intermediate surface of the ring joint type membrane appeared to be about 21 kg / mm 2 . According to these calculation results, in the ring joint type membrane, the stress is symmetrically and uniformly distributed, and excellent performance is exhibited in the stress concentration. However, the ring joint and the wrinkle portion, which are pointed out to be the most fragile portion of the membrane, have 21 A stress of ˜23 Kg / mm 2 occurred.
【００４１】このようにリング節頂上部とリング皺が会
う部位では約２１Ｋｇ／ｍｍ２ の圧縮応力が発生するの
で、リング節頂上部とリング皺が会う部位で圧縮応力が
発生しないようにするためにはこれらを分離させる必要
があり、これを解決するために、本発明による分離され
たリング節皺式メンブレンの設計と解釈を遂行した。As described above, a compressive stress of about 21 kg / mm 2 is generated at the portion where the ring node top and the ring wrinkle meet, so that the compressive stress is not generated at the portion where the ring node top and the ring wrinkle meet. In order to solve this, the design and interpretation of the separated ring-wrinkled membrane according to the present invention was performed.
【００４２】本発明による分離されたリング節皺式メン
ブレンの基本形状は本発明者が開発したリング節皺式メ
ンブレンのリング節と皺間に一定距離を置いて分離させ
ることにより応力集中と応力水準を減少させるためのも
ので、このようなメンブレンの主設計変数としては、表
２及び図１７に提示したように、アンカーボルト固定用
孔からリング節の頂点間の距離をａ、リング節の頂点と
分離された皺の頂点間の距離をｂとし、各々の大きさを
変化させながら解釈を遂行した。The basic shape of the separated ring-wrinkle type membrane according to the present invention is the stress concentration and the stress level by separating the ring-wrinkle type membrane developed by the present inventor with a certain distance between the ring-wrinkle type membrane. intended to reduce, as the main design variables such membranes, as presented in Table 2 and FIG. 17, the distance between the vertices of the ring section from a Nkaboruto fixing holes a, the vertex of the ring section The distance between the vertices of the wrinkles separated from was defined as b, and the interpretation was performed while changing the size of each.
【００４３】[0043]
【表２】 [Table 2]
【００４４】本発明の分離されたリング節式メンブレン
に適用した与えられた境界条件は既存のメンブレン及び
リング節式メンブレンの解釈に使用されたものと同じで
あり、材質の物値性及び厚さに関する資料もリング節皺
式メンブレンと同様に解釈した。シミュレーションの結
果はメンブレンセルが液体と接する面（Ｌａｙｅｒ１）
と中立面（Ｌａｓｅｒ２）に対する等価ボンミーゼス応
力として図１８〜図２５に提示されている。図１８〜図
２５を見るとリング節式メンブレンに比して改良された
本実施例の分離されたリング節式メンブレンの応力水準
が大きく減少したことがわかり、設計変数の変化により
応力集中度も減少させ得ることがわかる。The given boundary conditions applied to the separated ring node membrane of the present invention are the same as those used in the interpretation of existing membranes and ring node membranes, the physical properties and thickness of materials The material regarding the same was interpreted as the ring wrinkle type membrane. The simulation result is the surface where the membrane cell contacts the liquid (Layer 1)
18 and 25 are presented as an equivalent Bonmises stress for the neutral plane (Laser2). 18 to 25 when Looking at see that stress levels of the separated ring section type membrane of the present embodiment is improved compared to-ring nodes type membrane is greatly reduced, the stress concentration due to a change in the design variables It can be seen that the degree can also be reduced.
【００４５】図２７〜図３１に示すように、リングの半
径を示すａが小さい本実施例の分離されたリング節式メ
ンブレンの場合、リング節の曲率半径があまり小さくて
リング節内側に応力が比較的大きくかかることがわか
り、ａが大きい分離されたリング節式メンブレンタイプ
４の場合、リングの内側部分の大きさが大きくなって応
力集中減少は現れないが、剛性が減少して応力水準が増
加することが確認できた。リング節の中心から設計変数
ａを変化させながら遂行した解釈の結果、ａが１００ｍ
ｍである時に最適の応力水準と応力分布が得られること
が確認され、その後からタイプ２、３、４については設
計変数ｂのみを変化させて解釈を遂行した。As shown in FIGS. 27 to 31, in the case of the separated ring joint type membrane of this embodiment in which the radius a of the ring is small, the radius of curvature of the ring joint is so small that the stress inside the ring joint is small. It can be seen that it takes a relatively large amount, and in the case of the separated ring knot type membrane type 4 in which a is large, the size of the inner portion of the ring becomes large and the stress concentration does not decrease, but the rigidity decreases and the stress level decreases. It was confirmed to increase. As a result of the interpretation performed while changing the design variable a from the center of the ring clause, a is 100 m
It was confirmed that the optimum stress level and stress distribution can be obtained when m, and thereafter, for types 2, 3, and 4, the interpretation was performed by changing only the design variable b.
【００４６】図２７、図２９〜図３１で設計変数ｂが変
化することによる応力の変化を調べると、ｂが増加する
ほどに応力の水準が低くなり、リング節と皺が会う部位
での応力集中度が大きく減少させることを確認した。し
かし、ｂの距離があまり遠くなる場合、応力水準の減少
は大変微弱であるが、応力の分布が均等に現れ、リング
頂上部と皺頂上部を示す設計変数ｂが１２０ｍｍ〜１４
０ｍｍの値を有するものが応力水準や応力の集中度面で
よいと予想し、この部分について解釈を進行した。Examination of changes in stress due to changes in the design variable b in FIGS. 27 and 29 to 31 shows that the level of stress decreases as b increases and the stress at the portion where the ring node and the wrinkle meet. It was confirmed that the degree of concentration greatly decreased. However, when the distance b is too large, the decrease in stress level is very weak, but the stress distribution appears evenly, and the design variable b indicating the ring top and the wrinkle top is 120 mm to 14 mm.
We expected that those having a value of 0 mm would be good in terms of stress level and stress concentration, and proceeded with the interpretation of this part.
【００４７】図３２〜図３６は図２６のＡＣ線の断面に
ついての応力の分布を示すもので、応力の分布は比較的
全てのモデルに対して同一形状を取っており、設計変数
ｂの増減による応力水準の変化は一定しないが、ｂの増
加にされて少し増加してから１２０ｍｍ以上になる地点
からは減少する。[0047] Figures 32-36 show a stress distribution on the cross section of the AC line in FIG. 26, the distribution of stress has taken the same shape with respect to relatively all models, changes in the design variables b Although the change in the stress level due to is not constant, it is slightly increased due to the increase of b and then decreases from the point of 120 mm or more.
【００４８】このような解釈結果から分かるように、設
計変数の過少又は過大でないようにして最適値を探すべ
きであり、設計変数ｂの場合は増加するにつれて応力の
水準が低くなる面では有利であるが、どの量を過ぎる場
合は応力分布面での不均一性とプレス加工範囲の大きさ
による加工比の増加を招来するため不利であると思われ
る。従って、ａとｂを最適にすることによりメンブレン
全体の応力水準を低め応力分布を均一にすると、メンブ
レンの安定性、特に疲労寿命を向上させることができ
る。As can be seen from the results of such an interpretation, the optimum value should be searched for without making the design variable too small or too large, and the design variable b is advantageous in that the level of stress decreases as it increases. However, if the amount exceeds the above range, it is considered to be disadvantageous because it causes non-uniformity in the stress distribution surface and increases the working ratio due to the size of the press working range. Therefore, if the stress level of the entire membrane is lowered and the stress distribution is made uniform by optimizing a and b, the stability of the membrane, especially the fatigue life can be improved.
【００４９】次に、メンブレンの溶接について説明す
る。超低温液体を貯蔵するために使用されるメンブレン
は貯蔵タンクの内部壁面と底面に設置されるので、次の
ように区分して溶接部位を分けることができる。 メンブレン板の重なる部位 メンブレン板とアングルコーナー メンブレン板とアングルピース メンブレン板とアンカー点Next, the welding of the membrane will be described. Since the membrane used to store the cryogenic liquid is installed on the inner wall surface and the bottom surface of the storage tank, it is possible to divide the welding site by dividing as follows. Membrane plate overlap area Membrane plate and angle corner Membrane plate and angle piece Membrane plate and anchor point
【００５０】又、メンブレン溶接をするために洗浄され
たメンブレン板は縁部と縁部を溶接することによりメン
ブレン板が１組のメンブレンパネルに部分組立されても
のを全て検査し貯蔵タンク現場に送って設置工事を遂行
することになる。メンブレン板を貯蔵タンクに設置する
時に使用される溶接には、アンカー点の円周溶接とメン
ブレン板と板を重ねて溶接する二種の形態がある。[0050] Furthermore, sending the cleaned membrane plate examines everything membrane plate by welding the edge and the edge is partially assembled to a set of membrane panel storage tank site to a membrane welded Installation work will be carried out. There are two types of welding used when installing a membrane plate in a storage tank: circumferential welding at an anchor point and overlapping and welding the membrane plate.
【００５１】本発明によるリング節式メンブレンと分離
されたリング節式メンブレンの鋼板の接合は既存の重ね
溶接（Ｌａｐ ｗｅｌｄｉｎｇ）とプラグ溶接（Ｐｌｕ
ｇｗｅｌｄｉｎｇ）方式を採択して接合させ、単位板材
とパネル板材が会う部分は重ね溶接方式で接合する。こ
のように単位板材とパネル板材を重ね溶接でメンブレン
構造に製作すると、単位板材はプレス加工で、パネル板
材は折曲加工で形成できることになる。これら二種の加
工法の利点を活かした接合方式により製作されたメンブ
レンの特徴を要約すると次のようである。According to the present invention, the joining of the ring joint type membrane and the separated steel sheet of the ring joint type membrane is carried out by the existing lap welding and plug welding (Plu).
gwelding) method is adopted for joining, and the portion where the unit plate material and the panel plate material meet is joined by the lap welding method. In this way, when the unit plate material and the panel plate material are manufactured into a membrane structure by lap welding, the unit plate material can be formed by pressing and the panel plate material can be formed by bending. The features of the membrane manufactured by the joining method that takes advantage of these two types of processing methods are summarized as follows.
【００５２】パネル板材の折曲加工により残留応力又
は応力集中現象を大きく緩和させることができる。プレ
ス加工をすると、加工部で、特に加工厚さの不均一な変
化により残留応力が発生するためアニーリング等の熱処
理をすべきであるが、折曲加工はこのような付加的処理
を必要としない。 プレス加工を行う金型が単純にかつ小さくなる。パネ
ル板材までプレス加工するとメンブレン全体を金型加工
すべきであるが、ここでは単位板材のみをプレス加工す
るので比較的加工法が易しく行われる。By bending the panel plate material, the residual stress or the stress concentration phenomenon can be greatly alleviated. When press working, a heat treatment such as annealing should be performed because residual stress occurs in the worked part, especially due to non-uniform change in working thickness, but bending work does not require such additional treatment. . The die for pressing is simple and small. When the panel plate material is pressed, the entire membrane should be processed by a die, but since only the unit plate material is pressed here, the processing method is relatively easy.
【００５３】プレス加工すべき単位板材は２ｍｍ以上
の鋼板を使用し、折曲加工すべきパネル板材は１．２ｍ
ｍステンレス鋼板を使用して素材を大きく節約し得る可
能性を提示した。The unit plate material to be pressed is a steel plate of 2 mm or more, and the panel plate material to be bent is 1.2 m.
The possibility of using a stainless steel sheet to save a large amount of material was presented.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は最も簡単
な構造を取りながら他の従来のメンブレンに比して応力
が均一に分布し、かつただ２３〜２９％以下の応力水準
を現すほど優秀なもので、特に圧力及び温度荷重が作用
した時に皺の曲率は多少大きくなるが、皺の高さは減少
するので、非常に実用的で安定なものである。As described above, according to the present invention, the stress is distributed more uniformly than other conventional membranes while taking the simplest structure, and the stress level of 23 to 29% or less is exhibited. It is excellent, especially when the pressure and temperature loads act, the wrinkle curvature increases a little, but the wrinkle height decreases, so it is very practical and stable.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】従来の単一皺の蜂巣構造形のメンブレン構造を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a conventional single wrinkle honeycomb structure type membrane structure.
【図２】従来の三角及び四角皺の組合型のメンブレン構
造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a conventional combined membrane structure of triangular and square wrinkles.
【図３】従来の単一三角皺式メンブレン構造を示す平面
図である。FIG. 3 is a plan view showing a conventional single triangular wrinkle type membrane structure.
【図４】従来の単一三角皺式の色々の変形メンブレン構
造を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing various conventional modified membrane structures of a single triangular wrinkle type.
【図５】従来の複式皺式メンブレン構造を示す平面図及
び側面図である。5 is a plan view and a side view illustrating a conventional dual wrinkle type membrane structure.
【図６】本発明の第１実施例によるリング節式メンブレ
ン構造を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a ring joint type membrane structure according to a first embodiment of the present invention.
【図７】図６の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
【図８】図６の側面図である。FIG. 8 is a side view of FIG. 6;
【図９】テクニガズメンブレンの有限要素網である。FIG. 9 is a finite element network of Technigazu membrane.
【図１０】カワサキメンブレンの有限要素網である。FIG. 10 is a finite element network of Kawasaki Membrane.
【図１１】本発明によるリング節式メンブレンの有限要
素網である。FIG. 11 is a finite element network of ring node membranes according to the present invention.
【図１２】本発明によるリング節式メンブレンの境界条
件図である。FIG. 12 is a boundary condition diagram of a ring joint type membrane according to the present invention.
【図１３】テクニガズメンブレンの等価ボンミーゼス応
力図である。FIG. 13 is an equivalent Bonmises stress diagram of the Technigaz membrane.
【図１４】カワサキメンブレンの等価ボンミーゼス応力
図である。FIG. 14 is an equivalent Bonmises stress diagram of the Kawasaki membrane.
【図１５】本発明によるリング節式メンブレンの等価ボ
ンミーゼス応力図である。FIG. 15 is an equivalent Bonmises stress diagram for a ring node membrane according to the present invention.
【図１６】本発明の第２実施例による分離されたリング
節式メンブレン構造を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a separated ring joint type membrane structure according to a second embodiment of the present invention.
【図１７】図１６の平面図である。FIG. 17 is a plan view of FIG. 16;
【図１８】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 18 is an equivalent Bonniess stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 1 according to the present invention.
【図１９】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 19 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 1 according to the present invention.
【図２０】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 20 is an equivalent Bonn Mises stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図２１】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 21 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図２２】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 22 is an equivalent Bonniess stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図２３】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 23 is an equivalent Bonniess stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図２４】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の上面での等価ボンミーゼス応力図である。FIG. 24 is an equivalent Bonmises stress diagram on the top surface of a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図２５】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の中立面での等価ボンミーゼス応力図であ
る。FIG. 25 is an equivalent Bonn Mises stress diagram at the neutral plane of a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図２６】本発明の第１実施例及び第２実施例によるメ
ンブレン構造の平面図である。FIG. 26 is a plan view of a membrane structure according to first and second embodiments of the present invention.
【図２７】本発明による第１実施例のリング節式メンブ
レンの図２６のＡＢ線についての応力分布図である。FIG. 27 is a stress distribution diagram for the AB node of FIG. 26 of the ring node type membrane of the first example according to the present invention.
【図２８】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。28 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring-node type membrane type 1 according to the present invention.
【図２９】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 29 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図３０】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 30 is a stress distribution diagram along line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 3 according to the present invention.
【図３１】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の図２６のＡＢ線についての応力分布図であ
る。FIG. 31 is a stress distribution diagram for line AB of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【図３２】リング節式メンブレンの図２６のＡＢ線につ
いての応力分布図である。FIG. 32 is a stress distribution diagram of the ring joint type membrane about the line AB in FIG. 26.
【図３３】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ１の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 33 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 of the separated ring node type membrane type 1 according to the present invention.
【図３４】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ２の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 34 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 2 according to the present invention.
【図３５】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ３の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 35 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 of the separated ring node type 3 according to the present invention.
【図３６】本発明による分離されたリング節式メンブレ
ンタイプ４の図２６のＡＣ線についての応力分布図であ
る。FIG. 36 is a stress distribution diagram for the AC line of FIG. 26 for a separated ring node membrane type 4 according to the present invention.
【符号の説明】 Ａ、Ｂ 板材 １、２１ 外縁部 ２、２５ 環状リング ４、２７ 環状内面 ５、２８ 環状外面 ９ アンカーボルト固定用孔 １０、２０ 皺 １２、２３ 皺の左側面 １３、２４ 皺の右側面 ３１ 皺の前端部[Explanation of Codes] A, B Plate material 1, 21 Outer edge portion 2, 25 Annular ring 4, 27 Annular inner surface 5, 28 Annular outer surface 9 Anchor bolt fixing hole 10, 20 Wrinkle 12, 23 Wrinkle left side surface 13, 24 Wrinkle Right side 31 of wrinkle front end
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図６[Correction target item name] Fig. 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図６】 FIG. 6
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図７[Name of item to be corrected] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図７】 FIG. 7
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 榮奎 大韓民国ソウル市瑞草区瑞草２洞 宇盛ア パート19棟101 (72)発明者 田 仁基 大韓民国京畿道安山市高残２洞 住公アパ ート504棟1101 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kim Eihui, 2 Seocho, Seocho-gu, Seoul, South Korea U-Sheng A-part 19 Building 101 (72) Inventor, Tianji Tak, 2 Gosan, Ansan, Gyeonggi-do, Republic of Korea Residential apartment 504 buildings 1101
Claims (5)
孔の方に直線方向に向かい屈曲形状の前端屈曲部を有す
る４つの屈曲皺と、 前記前端屈曲部から一定間隔を置いて形成された環状外
面及び前記環状外面と一体的で対称である環状内面でな
ったリング節とから構成されることを特徴とする液化天
然ガス貯蔵用タンク用メンブレン構造1. Four bent wrinkles each having a bent front end bent portion in a straight line direction from an outer edge portion of a plate material toward an anchor bolt fixing hole, and an annular shape formed at a constant interval from the front end bent portion. Membrane structure for liquefied natural gas storage tank, characterized in that it comprises an outer surface and a ring node which is an annular inner surface which is integral and symmetrical with the annular outer surface.
びリング節の高さは同一であることを特徴とする請求項
１記載の液化天然ガス貯蔵用タンク用メンブレン構造2. The membrane structure for a liquefied natural gas storage tank according to claim 1, wherein the height of the four wrinkles and the ring joints raised from the plate is the same.
よそ半円形であることを特徴とする請求項１又は２記載
の液化天然ガス貯蔵用タンク用メンブレン構造3. The membrane structure for a liquefied natural gas storage tank according to claim 1 or 2, wherein the four wrinkles and the ring joint have approximately semicircular cross sections.
向直径が縦方向直径より小さい楕円形であることを特徴
とする請求項１又は２記載の液化天然ガス貯蔵用タンク
用メンブレン構造4. The membrane structure for a liquefied natural gas storage tank according to claim 1 or 2, wherein the four wrinkles and the ring joint have an elliptical cross section with a lateral diameter smaller than a longitudinal diameter.
孔の方に直線方向に十字形をなす４つの皺と、 前記４つの皺の端部に連結される環状外面及び前記環状
外面と一体的で対称である環状内面でなったリング節と
から構成されることを特徴とする液化天然ガス貯蔵用タ
ンク用メンブレン構造5. Four wrinkles forming a cross in a linear direction from the outer edge of the plate member toward the anchor bolt fixing hole, an annular outer surface connected to the ends of the four wrinkles, and an integral body with the annular outer surface. Membrane structure for a liquefied natural gas storage tank, characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18612195A JPH09236200A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Membrane structure for liquefied natural gas storage tank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18612195A JPH09236200A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Membrane structure for liquefied natural gas storage tank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09236200A true JPH09236200A (en) | 1997-09-09 |
Family
ID=16182736
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18612195A Pending JPH09236200A (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Membrane structure for liquefied natural gas storage tank |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09236200A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009131330A3 (en) * | 2008-04-21 | 2010-01-07 | 삼성중공업 주식회사 | Orthotropic elastic metal membrane |
| CN116255563A (en) * | 2023-02-28 | 2023-06-13 | 海洋石油工程股份有限公司 | A kind of LNG film tank wall mesh film and its installation method |
| CN117231904A (en) * | 2023-08-04 | 2023-12-15 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | Metal film plate for liquefied gas warehouse |
| CN117803849A (en) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 中太(苏州)氢能源科技有限公司 | Corner area corrugated panels and storage containers with bulges |
| CN119532615A (en) * | 2023-08-28 | 2025-02-28 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | Film corrugated sheets, film inner tanks and film tanks |
| JP7811685B1 (en) * | 2025-02-28 | 2026-02-05 | 中太能源科技(上海)有限公司 | Corrugated plate and liquefied gas storage vessel equipped with same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578895A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Membrane structure of low temperature liquid tank |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP18612195A patent/JPH09236200A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578895A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Membrane structure of low temperature liquid tank |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009131330A3 (en) * | 2008-04-21 | 2010-01-07 | 삼성중공업 주식회사 | Orthotropic elastic metal membrane |
| KR100964571B1 (en) * | 2008-04-21 | 2010-06-21 | 삼성중공업 주식회사 | Stretch Metal Membrane with Orthotropic |
| CN116255563A (en) * | 2023-02-28 | 2023-06-13 | 海洋石油工程股份有限公司 | A kind of LNG film tank wall mesh film and its installation method |
| CN117231904A (en) * | 2023-08-04 | 2023-12-15 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | Metal film plate for liquefied gas warehouse |
| CN117231904B (en) * | 2023-08-04 | 2024-10-18 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | Metal film plate for liquefied gas warehouse |
| CN119532615A (en) * | 2023-08-28 | 2025-02-28 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | Film corrugated sheets, film inner tanks and film tanks |
| CN117803849A (en) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 中太(苏州)氢能源科技有限公司 | Corner area corrugated panels and storage containers with bulges |
| JP7811685B1 (en) * | 2025-02-28 | 2026-02-05 | 中太能源科技(上海)有限公司 | Corrugated plate and liquefied gas storage vessel equipped with same |
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