特開 2015-155710 ガスホルダの残存寿命評価システム、及び、ガスホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-155710(P2015-155710A)

(43)【公開日】2015年8月27日

(54)【発明の名称】ガスホルダの残存寿命評価システム、及び、ガスホルダ

(51)【国際特許分類】

   F17B 1/10 20060101AFI20150731BHJP

【ＦＩ】

   F17B1/10

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-30273(P2014-30273)

(22)【出願日】2014年2月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工メカトロシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(72)【発明者】

【氏名】水ノ上 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】阿部 千代治

(57)【要約】

【課題】高い精度で残存寿命を評価できるガスホルダの残存寿命評価システムを提供する。
【解決手段】筒状容器２の内部を、上下に昇降可能なピストン３により区画し、ピストン３の上方または下方の空間がガスを貯蔵するための貯蔵空間とされ、筒状容器２の内壁面を外方に向けて押圧しながら走行する車輪を各々が備える複数のガイドローラ２０が、周方向に間隔を空けてピストンの周囲に設けられるガスホルダの残存寿命を評価する残存寿命評価システム４０に関する。この残存寿命評価システム４０は、ガイドローラ２０に設けられたひずみゲージＧから継続的に得られる荷重情報に基づいて、疲労累積度Ｄを演算により求め、予め定められ疲労限界寿命Ｌとこの疲労累積度Ｄを比較する。疲労累積度Ｄが疲労限界寿命Ｌに達すると、残存寿命評価システム４０は、残存寿命が尽きたことを知らせる警報を発する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状容器の内部を、上下に昇降可能なピストンにより区画し、前記ピストンの上方または下方の空間がガスを貯蔵するための貯蔵空間とされ、前記筒状容器の内壁面を外方に向けて押圧しながら走行する車輪を各々が備える複数のガイドローラが、周方向に間隔を空けて前記ピストンの周囲に設けられるガスホルダの残存寿命を評価するシステムであって、
前記システムは、
前記ガイドローラに設けられた反力検出手段から継続的に得られる反力情報に基づいて、疲労累積度Ｄを演算により求め、
予め定められた疲労限界寿命Ｌと前記疲労累積度Ｄを比較する、
ことを特徴とするガスホルダの残存寿命評価システム。

【請求項2】

前記疲労累積度Ｄが前記疲労限界寿命Ｌに達すると、
残存寿命が尽きたことを知らせる警報を発する、
請求項１に記載のガスホルダの残存寿命評価システム。

【請求項3】

前記疲労累積度Ｄは、複数の前記ガイドローラ及び前記筒状容器の高さに対応付けて求められ、
前記疲労限界寿命Ｌは、複数の前記ガイドローラ及び前記筒状容器の高さに対応づけて予め定められる、
請求項１又は請求項２に記載のガスホルダの残存寿命評価システム。

【請求項4】

前記ガイドローラは、シムを介して前記ピストンに固定され、
試運転時に行われるシムの厚さの判定をシミュレーションにより行う、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスホルダの残存寿命評価システム。

【請求項5】

請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスホルダの残存寿命評価システムを備えることを特徴とする、
ガスホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定形状の筒状容器の内部を、上下に摺動可能な遮蔽体により上下に区画し、この遮蔽体の上方または下方の空間を、ガスを貯蔵するための貯蔵空間として形成したガス貯蔵施設に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種のガス貯蔵施設としてのガスホルダは、円筒形状の外殻構造を有する筒状容器と、筒状容器の内部を上下に区画するピストン（遮蔽体）とを備えるとともに、ピストンの下方に形成された貯蔵空間に対して、ガス出入口管から供給されたガスを貯蔵する。貯蔵されたガスは、ガス出入口管を通じて払い出しできるようになっている（例えば、特許文献１，特許文献２）。特許文献１，特許文献２のガスホルダは、ガス量の増減に応じてピストンを昇降させることができるようになっている。このピストンの外周縁部には、ピストンの昇降を案内するガイドローラが、その周方向に所定の間隔で複数設置されている。ガイドローラは、通常、上下一対で構成されており、筒状容器の内壁面を走行面としてローラが転動する。

【0003】

ガスホルダの使用を開始してから長期間が経過すると、走行面が腐食したり、走行面にダストが付着したりして、走行面に凹凸が生ずる。そうすると、ガイドローラに負荷される反力が当初より増加し、あるいは、周方向の反力にアンバランスが生じる。反力のアンバランスは、ピストンを傾斜させるので、ローラ反力の増加に繋がり、筒状容器の寿命が設計より短くなることが懸念される。
ガスホルダのピストンは質量が1,000ton程度以上の大質量の部材であり、運転中に傾斜を修正することは非常に困難である。そこで、特許文献１に開示されるように、筒状容器自体の強度を向上したりする対策を行って長寿命化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４１８１３２０号公報

【特許文献2】特許第５２０１０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ガスホルダは、設計年数を満足する疲労性能を有するように、試運転時にローラ反力を調整する。しかし、前述したローラ反力の増加は経年的に変化するものであり、試運転時に測定した反力（荷重）で寿命を判断すると、残存寿命を過少評価または過大評価してしまう虞がある。
そこで、本発明は、高い精度で残存寿命を評価できるガスホルダの残存寿命評価システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的のもと、本発明は、筒状容器の内部を、上下に昇降可能なピストンにより区画し、ピストンの上方または下方の空間がガスを貯蔵するための貯蔵空間とされ、筒状容器の内壁面を外方に向けて押圧しながら走行する車輪を各々が備える複数のガイドローラが、周方向に間隔を空けてピストンの周囲に設けられるガスホルダの残存寿命を評価するシステムであって、このシステムは、ガイドローラに設けられた反力検出手段から継続的に得られる反力情報に基づいて、疲労累積度Ｄを演算により求め、予め定められ疲労限界寿命Ｌと疲労累積度Ｄを比較することを特徴とする。
本発明の残存寿命を評価するシステムは、使用中に継続的に得られる反力情報に基づいて疲労累積度Ｄをリアルタイムに演算するので、経年的な反力の変動を考慮することができるので、残存寿命を高い精度で評価できる。

【0007】

本発明の残存寿命評価システムにおいて、疲労累積度Ｄが疲労限界寿命Ｌに達すると、残存寿命が尽きたことを知らせる警報を発することが好ましい。
ガスホルダの作業員は、この警報を受けることで、迅速かつ適切な対応を採ることができる。

【0008】

本発明の残存寿命評価システムにおいて、疲労累積度Ｄは、複数のガイドローラ及び筒状容器の高さに対応付けて求められ、疲労限界寿命Ｌは、複数のガイドローラ及び筒状容器の高さに対応づけて予め定められることが好ましい。
複数のガイドローラ及び筒状容器の高さに対応付けて疲労累積度Ｄを求め、これを複数のガイドローラ及び筒状容器の高さに対応付けて予め定められる疲労限界寿命Ｌと比較することにより、ガスホルダに局所的な疲労限界が生じたとしても、高い精度で残存寿命を評価できる。

【0009】

本発明の残存寿命評価システムにおいて、シム厚さの適否をシミュレーションにより行うことが好ましい。
ガイドローラの反力の調整のために試運転時にシム厚さを調整するが、残存寿命評価システムがシミュレーションにより行うことで、シム厚さの調整作業の負担を軽減できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、使用中に継続的に得られる反力情報に基づいて疲労累積度Ｄをリアルタイムに演算するので、経年的な反力の変動を考慮することができるので、残存寿命を高い精度で評価できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態におけるガスホルダを示す正面図である。

【図2】図１のガスホルダの縦断面の概略構造を示す図である。

【図3】図１のガスホルダの横断面の概略構造を示す図である。

【図4】図１のガスホルダに用いられる固定式の二輪ガイドローラを示す図である。

【図5】図１のガスホルダに用いられるばね式の一輪ガイドローラを示す図である。

【図6】（ａ）は反力履歴から残存寿命を自動で評価し警報を発するシステムの構成を示し、（ｂ）はローラ反力の履歴を積算した結果を示し、（ｃ）は試験により求められる疲労寿命線図である。

【図7】反力演算器が生成する位置情報と反力Ｐとを対応付けたデータ群を示している。

【図8】ピストンの昇降行程の一例を示す図である。

【図9】ローラ反力をシミュレーションにより求める例を示す図である。

【図10】ローラ反力の調整手順を示すフロー図である。

【図11】シム調整前後のローラ反力と許容反力範囲の関係を示す図である。

【図12】本実施形態において、ひずみゲージを貼り付ける位置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係るガスホルダ１は、図１〜図３に示すように、円筒形状の外殻構造を有する筒状容器２と、筒状容器２の内部を上下に区画するピストン３とを備えるとともに、ピストン３の下方に形成された貯蔵空間４に対して、ガス出入口管５から供給されたガスを貯蔵し、さらに、ガス出入口管５を通じて貯留したガスを払い出しできるようになっている。
筒状容器２は、その側壁部７が、ガスホルダ１の設置対象位置を囲むように所定間隔で立設された基柱８と、基柱８同士の間に架設されるとともに、その板面を筒状容器２の内部に向けて配置された側板９とにより形成されている。

【0013】

ガスホルダ１は、管理装置３０を備えている。
管理装置３０は、図１に示すように、ピストン３に設けられるひずみゲージＧが計測するゲージ値に基づいて疲労累積度Ｄを求め、この疲労累積度Ｄに基づいて残存寿命に関する警報を発する残存寿命評価システム４０を備えている。管理装置３０は、図１に示すように、ローラ反力の適否をシミュレーションにより評価するローラ反力評価システム５０を備えている。

【0014】

ピストン３は、平面視した場合に円盤状に形成されるとともに、側壁部７の内壁面７ａに沿って上下に昇降可能とされており、その昇降位置（上下位置）が貯蔵空間４へのガスの流出入に応じて変化するようになっている。ピストン３は、一日の内で、１０回以上の昇降を繰り返すことがある。また、ピストン３の周囲には、ピストン３と側壁部７の内壁面７ａとの間を封止して貯蔵空間４からのガスの漏洩を防ぐとともに、ピストン３が上下に円滑に摺動できるようにピストン３を案内するシール部１０が設けられている。

【0015】

シール部１０は、図３に示すように、ガイドローラ２０を備えており、このガイドローラ２０は側壁部７の内壁面７ａに対して当接するとともに、側壁部７の内壁面７ａに沿って走行し、これによりピストン３を上下に案内する役割を果たす。図３に示すように、ガスホルダ１は、ピストン３の周方向に均等な間隔をあけて、複数（本実施形態では２４個）のガイドローラ２０を備えている。また、ガスホルダ１は、向いている方位が南側と北側で異なるガイドローラ２０を用いている。具体的には、図３において、北側を向いている領域Ａには固定式と称されるガイドローラ２０を、南側を向いている領域Ｂにはばね式と称されるガイドローラ２０を用いる。以下、領域Ａに用いられるのをガイドローラ２０Ａと、また、領域Ｂに用いられるのをガイドローラ２０Ｂという。

【0016】

本実施形態が、向いている方位により異なるガイドローラ２０Ａ，２０Ｂを用いるのは、南側を向いている方が北側を向いている方より日射を強く受けるからである。つまり、日射を強く受ける南側は筒状容器２の熱膨張による変形が大きい。したがって、南側を向いている領域Ｂには、この筒状容器２の伸縮に追従できるように、弾性体であるばねによりローラを支持するガイドローラ２０Ｂを用いる。一方、北側を向いている領域Ａは、熱膨張による変形が、ガイドローラ２０Ａの走行に支障のないレベルであるから、コストのかかるばね式ではなく、ローラを単純に支持する固定式のガイドローラ２０Ａを用いる。以下、固定式のガイドローラ２０Ａ、ばね式のガイドローラ２０Ｂの順に、その構造を説明する。

【0017】

図４に示すように、固定式のガイドローラ２０Ａは、上側に配置される上ローラ２１Ａと、下側に配置される下ローラ２２Ａの一対からなる。上ローラ２１Ａと下ローラ２２Ａは配置が異なるのを除くと構成が同じであるから、上ローラ２１Ａを説明するのにとどめ、下ローラ２２Ａには上ローラ２１Ａと同じ符号を図４に付け、その説明を省略する。
上ローラ２１Ａは、シール部１０の要素であるトラス構造の支持体１１にシム１２を介して固定される支持ブロック２３と、支持ブロック２３に支持される揺動軸２４と、揺動軸２４に回転可能に支持されるブラケット２５と、ブラケット２５に支持される一対の車軸２６，２６と、ブラケット２５の内部において車軸２６，２６に夫々回転可能に支持される車輪２７，２７と、を備えている。
上ローラ２１Ａは、揺動軸２４を介して支持される２輪の車輪２７，２７を備えることで、高い反力低減効果が発揮される。特に、揺動軸２４を有し、揺動の中心を挟む両側に車輪２７．２７を配置することで、ピストン３が傾斜し、あるいは、車輪２７，２７の走行面である筒状容器２の内壁面７ａに凹凸が生じている場合でも、各々の車輪２７，２７が凹凸面に追従することで反力は確実に半分に分担される。
また、揺動軸２４を有する２輪の車輪２７，２７を採用することにより、１輪のローラだけに比べて、上ローラ２１Ａと下ローラ２２Ｂの間隔を離すことができるので、ピストン３の傾きに対する抵抗を増強させる効果も見込まれる。

【0018】

次に、図５に示すように、ばね式のガイドローラ２０Ｂは、上側に配置される上ローラ２１Ｂと、下側に配置される下ローラ２２Ｂの一対からなる。上ローラ２１Ｂと下ローラ２２Ｂは配置が異なるのを除くと構成が同じであることは、ガイドローラ２０Ａと同様である。
上ローラ２１Ｂは、支持体３１に固定される支持ブロック３３と、支持ブロック３３により支持される揺動軸３４と、揺動軸３４に一端側が回転可能に支持されるブラケット３５と、ブラケット３５に支持される車軸３６と、ブラケット３５の内部において車軸３６に回転可能に支持される車輪３７と、ブラケット３５の他端側にその基端側が支持され、支持体３１に先端が押し付けられるばね３８と、を備えている。
上ローラ２１Ｂは、ブラケット３５が、一端側が揺動軸３４で支持されるとともに、他端側がばね３８により支持体３１に対して接近又は離間するピボット運動が可能とされている。したがって、上ローラ２１Ｂと下ローラ２２Ｂを備えるばね式のガイドローラ２０Ｂを、南側を向く領域Ｂに設けると、強い日射により筒状容器２が伸縮したとしても、上ローラ２１Ｂと下ローラ２２Ｂが、この伸縮に追従してばね３８を設けた他端側が変位するので、ガイドローラ２０Ｂの円滑な走行を確保することができる。

【0019】

ガスホルダ１においては、上ローラ２１Ａはトラス構造を有する支持体１１の上端に設置され、下ローラ２２Ａよりも構造的に柔な特性を有する。したがって、受ける反力は、上ローラ２１Ａのほうが下ローラ２２Ａより小さくなる。よって、ガスホルダ１では、下ローラ２２Ａの方だけに揺動軸２４を有する２輪の車輪２７，２７を適用することもできる。
なお、南側を向く領域Ｂは日照により生じる変形に対応するために、ばね式のガイドローラ２０Ｂを配置する。

【0020】

次に、管理装置３０について、残存寿命評価システム４０、ローラ反力評価システム５０の順に説明する。
残存寿命評価システム４０は、ガイドローラ２０に生ずる反力の履歴から残存寿命を自動で評価し警報を発するシステムである。
ガスホルダ１の作製に当たっては、設計年数を満足する疲労性能を有するよう、試運転時にローラ反力を調整している。しかし、経年的な走行面の腐食、ダスト付着などによる凹凸によってガイドローラ２０の反力が増加したり、反力のアンバランスによりローラ反力が増加したりすることがある。これらは経年的に変化するもので、初期の試運転時の反力で寿命を判断すると、残存寿命を過少評価または過大評価してしまうおそれがある。そこで、リアルタイムに反力履歴を算出し、残存寿命を算定し、一定の残存寿命より低下した場合に警報が作動するシステムである残存寿命評価システム４０を提案する。

【0021】

図６（ａ）にシステム構成を示している。
残存寿命評価システム４０は、ここでは図示を省略するひずみゲージＧで検知された値（ひずみ量）を取得して反力を演算により求る反力演算器４１と、反力演算器４１で得られた反力に基づいて疲労累積度Ｄを演算する疲労累積度演算器４３と、疲労累積度演算器４３で得られた疲労累積度Ｄと予め定められた疲労限界寿命Ｌとを比較して、残存寿命の有無を判定するとともに、残存寿命が尽きていると判定すると警報を発する警報器４５と、を備えている。

【0022】

ひずみゲージＧは、Ｎｏ．１からＮｏ．２４の識別番号が付与されている２４個のガイドローラ２０の各々に設けられており、反力演算器４１は、各々のひずみゲージＧから取得するひずみ量に基づいて、Ｎｏ．１からＮｏ．２４のガイドローラ２０の各々について２４個の反力Ｐを求める。なお、２４個の反力Ｐを求めるのはあくまで一例であり、例えば、偶数の識別番号が付与されているガイドローラ２０についてだけ反力Ｐを設けるというように、反力Ｐを求めるガイドローラ２０（ひずみゲージＧ）を絞ることができる。
反力演算器４１は、ピストン３の高さ方向の位置に関する情報を逐次取得するとともに、取得した位置情報と求められた反力Ｐとを対応付けたデータ群として記憶する。例えば、ガスホルダ１を高さ方向に１０分割し、分割された各々の領域を、Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈ１０とすると、反力演算器４１は、反力Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ２３，Ｐ２４毎に、かつ、Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈ１０毎に反力Ｐを求める。なお、１０分割はあくまで一例であり、１０未満の分割数、又は、１０を超える分割数を選択することもできる。

【0023】

図７（ａ）に、データ群を例示する。図７（ａ）において、Ｐ（１−１）は、高さＨ１で得られたＮｏ．１のガイドローラ２０の反力であることを示し、Ｐ（２−１）は、高さＨ２で得られたＮｏ．１のガイドローラ２０の反力であることを示している。

【0024】

ピストン３は、前述したように、昇降を繰り返す。図８に、昇降過程を例示する。
図８において、白抜き矢印が、昇降の行程を示しており、この例では１回目には、ピストン３が筒状容器２の最上位の領域Ｈ１から最下位の領域Ｈ１０まで降下し、次いで、２回目には最下位の領域Ｈ１０から領域Ｈ３まで上昇し、次の３回目には領域Ｈ３から領域Ｈ７まで降下する。４回目以降も同様である。
反力演算器４１は、１回目、２回目…の昇降のたびに、図７（ａ）に示した反力Ｐからなるデータ群を演算により求める。つまり、反力演算器４１は、図７（ｂ）に示すように、１回目、２回目…の昇降の回数に対応するデータ群を求め、記憶することになる。
図8に示したように、最上位の領域Ｈ１から最下位の領域Ｈ１０の中で昇降に関わらない領域が存在し得るが、当該領域についての反力Ｐは得られないことになる。

【0025】

反力演算器４１は、求めた反力Ｐに関するデータ群を疲労累積度演算器４３に送る。
疲労累積度演算器４３は、反力演算器４１から逐次送られるデータ群に基づいて、疲労累積度Ｄを演算する。
図６（ｂ）に、反力演算器４１で得られた反力の強度レベルごとの頻度を累積した結果の一例を示している。これは、ある特定の識別番号のガイドローラ２０について、ある特定の高さ方向の領域のものであり、このような結果が、領域Ｈ１〜Ｈ１０の各々について、かつ、ピストン３に設けられる全てのガイドローラ２０について求められる。
疲労累積度演算器４３は、求めた疲労累積度Ｄに関する情報を警報器４５に送る。

【0026】

疲労累積度演算器４３は、反力の強度レベルごとの頻度を累積した結果に基づいて、以下の式（１）に基づいて、疲労累積度Ｄを求める。この疲労累積度Ｄもまた、領域Ｈ１〜Ｈ１０の各々について、かつ、ピストン３に設けられる全てのガイドローラ２０について求められる。疲労累積度演算器４３は、求めた疲労累積度Ｄを警報器４５に送る。

【0027】

警報器４５は、取得した疲労累積度Ｄが予め定められる安全率Ｆｓとの関係が式（２）を満たしていれば残存寿命があり、そうでなければ残存寿命がないものと判断する。なお、図６（ｃ）に、予め試験により求められる疲労限界寿命線図Ｄ_Ｌを示すが、式（２）は、図６（ｂ）に示される反力の強度レベルごとの頻度を累積した結果が、図６（ｃ）に示される疲労限界寿命線図Ｄ_Ｌの範囲を超えるか否かを示している。例えば、図６（ｂ）の反力レベルがＰ５についての疲労累積度Ｄ_Ｐ５を図６（ｃ）に展開し、疲労限界寿命線図Ｄ_Ｌに達すれば残存寿命が尽きたと判定する。
Ｄ＝Σ（ｎｉ／Ｎｉ） … 式（１）
ｎｉ：ある反力レベルΔＰｉの頻度
Ｎｉ：試験で求められるΔＰｉに対応する疲労寿命
Ｄ≧１／Ｆｓ … 式（２）

【0028】

警報器４５は、残存寿命が尽きたと判定すると、例えば音声により残存寿命が尽きたことを知らせる警報を発する。警報は、音声に限らず、文字を含む画像情報として、液晶表示装置などのディスプレイに表示させることができる。

【0029】

次に、管理装置３０のもう一つの機能であるローラ反力評価システム５０について説明する。
ガイドローラ２０の反力を実測により求めた後に、ローラ反力の調整をガスホルダ１の試運転時に行う。この反力調整は、ピストン３とガイドローラ２０との間に挿入するシムの厚さを変更して行う。通常、シム厚さの調整は、介在させるシムの枚数を変更することで行われる。従来、シム厚さの変更は経験的な判断で決めており、調整に失敗し繰り返し調整することもあり、そうすると、コスト増加や納期遅延を発生させてしまう。そこで、ローラ反力調整において経験的な判断に寄らない手段が望まれている。そこで、本実施形態では、以下に説明するように、コンピュータによるシミュレーションを使用したシム厚さ判定による高精度ローラ反力調整システムを提案する。

【0030】

ガスホルダ１を図９（ａ）に示すようにメッシュに分割してシミュレーションにより求めた、全てのガイドローラ２０の反力を事前に予測した結果の一例を図９（ｂ）に示す。この例では２４個のガイドローラ２０がピストン３の周囲に等間隔で設けられているものとする。各ガイドローラ２０には、１から２４までの識別番号（Ｎｏ．）が付与されている。図９（ｂ）は、シムを調整する前の結果と、調整前の結果からシムを調整した後の結果を併せて示している。つまり、調整前の結果では、Ｎｏ．１及びＮｏ．１３のガイドローラ２０の反力が大きいために、当該位置のシムを薄くする調整を行った結果が示されている。このシミュレーションを適用したローラ反力の調整手順を、図１０を参照して説明する。

【0031】

図１０に示すように、ローラ反力の調整手順は、ピストン３を試運転してＮｏ．１からＮｏ．２４までの全てのガイドローラ２０の反力を実測により求める（図１０ Ｓ１０１）。このとき、各ガイドローラ２０について、予め定められた厚さのシム（初期シム量モデル）が設けられている。反力は、ピストン３を上から下又は下から上へ間欠的に移動させながら、ガスホルダ１の高さ方向の複数の位置で計測する。計測する複数の位置は、例えば、前述した１０分割（Ｈ１〜Ｈ１０）の各領域とし、Ｎｏ．１からＮｏ．２４のガイドローラ２０の反力をＨ１〜Ｈ１０の各領域について計測する。

【0032】

本実施形態によるローラ反力の調整手順を実行する前提として、図１１に示されるように、許容反力範囲が設定されており、各高さで測定された反力が、この許容反力範囲に入るか否かを判定する（図１０ Ｓ１０３）。図１１は、Ｎｏ．１のガイドローラ２０が中間よりも少し下の位置で許容反力範囲を超えており、Ｎｏ．２のガイドローラ２０が高さ方向の全域で許容反力範囲に収まっている例を示している。
上記判定において許容反力範囲に入っていなければ、ローラ反力評価システム５０によるシミュレーションを実行する。図１１の場合、Ｎｏ．１のガイドローラ２０（シム調整前）が許容反力範囲を超えているので、シミュレーションを実行する（図１０ Ｓ１０３ ＮＧ）。Ｎｏ．１からＮｏ．２４の全てのガイドローラ２０が、測定された高さのすべてにおいて許容反力範囲に収まっていれば、シミュレーションを実行することなくローラ反力の調整は完了する（図１０ Ｓ１０３ ＯＫ）。

【0033】

シミュレーションでは、初期シム量モデルから各ガイドローラ２０のシム厚さを変更したシム量モデルを採用する（図１０ Ｓ１０５）。新たなシム量モデルについて、Ｎｏ．１からＮｏ．２４の全てのガイドローラ２０について、例えば、高さ方向のＨ１〜Ｈ１０の各領域における反力を測定する（図１０ Ｓ１０７）。次いで、測定された反力を予め設定されている許容反力範囲と照合することで、新たなシム量モデルによる反力が許容範囲に収まるかの判定を行う（図１０ Ｓ１０９）。そして、Ｎｏ．１からＮｏ．２４の全てのガイドローラ２０が、測定された高さのすべてにおいて許容反力範囲に収まっていれば、次のガスホルダ１について、以上の手順と同様にしてローラ反力の調整を行なう（図１０ Ｓ１０９ ＯＫ）。一方、いずれかのガイドローラ２０の反力が許容反力範囲を超えていれば、さらに新たなシム量モデルに変えてシミュレーションを実行し（図１０ Ｓ１０９ ＮＧ）、これを全てのガイドローラ２０の反力が許容反力範囲に収まるまで繰り返す。

【0034】

残存寿命評価システム４０及びローラ反力評価システム５０を有効に機能させるためには、ピストン３の周囲に配置してある全てのガイドローラ２０の反力を適切な範囲に収めることが必要である。特許文献２においても、ガイドローラの反力を実測して、その結果に基づいて各々のガイドローラの反力を調整している。反力はひずみゲージにより測定し、事前に試験で求めておいた反力−ひずみ線図に、測定されたひずみを照合して反力を換算により求めている。このとき、ひずみゲージによる測定結果の精度が高いことが、ガイドローラ２０の反力を精度よく求めるために必要である。

【0035】

そこで、本実施形態では、より高い精度で反力を測定するためのひずみゲージＧの配置位置を、図１２を参照して説明する。
はじめに、２輪の車輪２７，２７を備える固定式の上ローラ２１Ａ（または、下ローラ２２Ａ）は、図１２（ａ）に示すように、車輪２７，２７を支持するブラケット２５に、ひずみゲージＧを貼り付ける。車輪２７と車輪２７の間は、車輪２７と車輪２７が走行面上を走行すると、曲げ応力が作用する領域である。そして、ブラケット２５を構成する部材は板厚が比較的薄いので、例えば車輪２７の側面に貼り付けるのに比べて、同じ反力に対するひずみの出力が大きいので、図１２（ａ）のグラフに示すように、ひずみを精度よく測定することができる。貼り付けるひずみゲージＧは１枚に限らず、複数枚を貼り付けることもできる。ちなみに、車輪２７は幅が１００ｍｍ程度に達するため、側面に貼り付けたひずみゲージＧのひずみ出力は小さく、反力の測定精度は低くなる。

【0036】

次に、１輪の車輪３７を備えるばね式の上ローラ２１Ｂ（または、下ローラ２２Ｂ）についても、図１２（ｂ）に示すように、ブラケット３５に、ひずみゲージＧを貼り付ける。この位置は、揺動軸３４とばね３８の間に位置しており、ばね３８の伸縮に追従して曲げ応力が作用する領域である。しかも、ブラケット３５を構成する部材の板厚が比較的薄いので、ひずみを精度よく測定することができる。

【0037】

さらに、図１２（ｃ）に示すように、揺動軸２４にひずみゲージＧを貼り付けることもできる。
この場合、ひずみゲージＧは、揺動軸２４の外周面に貼り付ける方法と、揺動軸２４を中空状にしてその内周面に貼り付ける方法とがある。また、ここでは２輪の上ローラ２１Ａ（または下ローラ２２Ａ）を例にしたが、ばね式の１輪ローラ、多輪ローラにも適用できる。

【0038】

以上説明した本実施形態のガスホルダ１の効果について説明する。
ガスホルダ１は、残存寿命評価システム４０が、疲労累積度Ｄをリアルタイムに演算するので、残存寿命を高い精度で評価できる。しかも、残存寿命が尽きたと判定すると警報を発するので、迅速に適切な対応を採ることができる。
また、本実施形態のガスホルダ１は、ローラ反力評価システム５０が、シミュレーションによりシム厚さの判定を行って最適なシム厚さを把握できるので、ローラ反力の調整作業を軽減できる。
また、高い精度でひずみ、つまり反力を測定するためにひずみゲージＧの配置位置を選択すると、残存寿命評価システム４０においては残存寿命の評価の精度向上に寄与し、ローラ反力評価システム５０においては、最適なシム厚さの評価に寄与する。

【0039】

さらに、本実施形態のガスホルダ１は、日射による筒状容器２の変形が大きくなる南側にばね式のガイドローラ２０Ｂを設けるので、変形に追従した車輪の走行が可能になり、北側にもばね式のガイドローラ２０Ｂを設けるのに比べてコストの増加を抑えることができる。一方で、北側に配置される固定式のガイドローラ２０Ａについては、揺動軸２４を挟む両側に回転可能に支持される車輪２７，２７を備えることで、各々の車輪が受ける反力を低減し、かつ均等に分担できる。

【0040】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、残存寿命評価システム４０は、演算により求めた疲労累積度Ｄが予め定められた疲労限界寿命Ｌに達すると警報を発することにしているが、演算により求めた疲労累積度Ｄをディスプレイに表示させることもできる。また、現時点での疲労累積度Ｄが、予め定められた疲労限界累積度Ｄ_Ｅに対して、例えば８０％に達しているといったレベルをディスプレイに表示させることもできる。さらに、現時点での疲労累積度Ｄと、この疲労累積度Ｄに達するまでの経過時間ｔと、を用い、疲労限界累積度Ｄ_Ｅに達するまでに要する時間Ｔを演算により求め、この時間Ｔに基づいて、疲労限界累積度Ｄ_Ｅに達する日時を予測し、これをディスプレイに表示させることもできる。
また、残存寿命評価システム４０は、反力演算器４１、疲労累積度演算器４３及び警報器４５の３つの機能を区分したが、これはあくまで一例に過ぎない。例えば、疲労累積度演算器４３において、疲労累積度Ｄと疲労限界寿命線図Ｄ_Ｌを比較して、残存寿命が尽きたか否かを判定し、警報器４５に警報を発するように指示することもできる。

【符号の説明】

【0041】

１ ガスホルダ
２ 筒状容器
３ ピストン
４ 貯蔵空間
５ ガス出入口管
７ 側壁部
７ａ 内壁面
８ 基柱
９ 側板
１０ シール部
１１ 支持体
１２ シム
２０，２０Ａ，２０Ｂ ガイドローラ
２１Ａ，２１Ｂ 上ローラ
２２Ａ，２２Ｂ 下ローラ
２３，３３ 支持ブロック
２４，３４ 揺動軸
２５，３５ ブラケット
２６，３６ 車軸
２７，３７ ローラ
３８ ばね
３０ 管理装置
４０ 残存寿命評価システム
４１ 反力演算器
４３ 疲労累積度演算器
４５ 警報器
５０ ローラ反力評価システム５０
Ｇ ひずみゲージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】