特許 6233171 ガスホルダーピストンの傾斜抑制装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233171

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】ガスホルダーピストンの傾斜抑制装置

(51)【国際特許分類】

   F17B 1/10 20060101AFI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F17B1/10

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-88598(P2014-88598)

(22)【出願日】2014年4月22日

(65)【公開番号】特開2015-206439(P2015-206439A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】中村 真奈

(72)【発明者】

【氏名】前澤 将男

(72)【発明者】

【氏名】原田 修一

(72)【発明者】

【氏名】山本 祐史

(72)【発明者】

【氏名】小▲崎▼ 照卓

【審査官】 宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１６５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０２８９９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１１７０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１７１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３４２９６７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５１３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｂ １／００− １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスホルダーのピストンの傾斜を抑制するための傾斜抑制装置であって、
前記ピストンの外周上面に立設されるとともに、該ピストンの円周方向に沿って複数設けられたガイドフレームと、
該ガイドフレームの上端及び下端のそれぞれに配置されるとともに、前記ガスホルダーのホルダー本体の側壁内面に接触した状態で上下方向に転動可能に設けられた接触ガイドローラと、
前記ピストンの下側で、且つ前記ピストンの重心位置よりも下方に配置され、前記側壁内面から離間した状態で上下方向に転動可能に設けられた非接触ガイドローラと、
を備えていることを特徴とするガスホルダーピストンの傾斜抑制装置。

【請求項2】

前記非接触ガイドローラは、前記ピストンに対して制振装置を介して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガスホルダーピストンの傾斜抑制装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスホルダーピストンの傾斜抑制装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製鉄所に設けられているガスホルダーでは、震度６の耐震設計レベルを基準として設計されているものが多い。そのため、その震度６を超える大規模地震時の対策として、耐震補強、免震補強、および制振補強などの補強対応が行われている。
耐震補強としては、ホルダー本体および屋根部の外周部に鉄骨を溶接することで剛性を高める補強が一般的となっている。また、免震補強の場合には、構造物（ガスホルダー）の基礎の地下部分を掘削し、その地下空間に積層ゴムなどの免震装置を組み込むことが行われる（例えば、特許文献１参照）。さらに、制振補強の場合には、ガスホルダーに対して架構、基礎、杭等を新設し、これらを使用して、制振ダンパーを組み込むことが行われている（例えば、特許文献２参照）。

【0003】

また、他の耐震補強として、例えば特許文献３に記載のようにガスホルダーのピストン自体の傾斜を制御する装置を設ける方法が知られている。特許文献３には、制御ピストン上に設置される３以上の液体室と、液体室を相互に連結して液体を流通させる伝通管と、ピストンの傾斜を制御する傾斜センサーと、傾斜センサーからの信号に基づいて液体室の内部圧力を調整して液体室の液体量を調整する圧力調整手段と、を有し、液体を移動させることで発生した傾斜を元に戻す構成のピストン傾斜制御装置について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１７７２８２号公報

【特許文献2】特開２０１０−２０３１９２号公報

【特許文献3】特開２００６−１７１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のガスホルダーの補強構造では、以下のような問題があった。
すなわち、ホルダー本体を鉄骨で補強する耐震補強の場合や制振ダンパーを設ける制振補強の場合には、溶接作業が必要であるので、その溶接作業期間中のガスホルダーの運転を停止する必要がある。さらに、溶接歪で垂直精度許容値（１／１万）を超えてしまうおそれがあり、ガスホルダーの運転が停止することがあった。
また、免震補強の場合においても、地下掘削時および免震装置の設置時にはガスホルダーの運転を長期間停止する必要があり、その点で改善の余地があった。

【0006】

さらに、特許文献３に示すピストン傾斜制御装置では、通常操業時のピストンの傾斜を低減するものであって、傾斜センサーでピストンの傾斜を検知し、圧力調整手段によって液体室内の液体を移動させるため、その制御に時間を要する。つまり、地震時のように時々刻々と変動する傾斜動に対する追従性が低く、十分な傾斜制御ができないという問題があった。そのため、ピストンのホルダー本体に対する衝突力が大きくなり、ピストンのシール部を破壊するおそれがあった。

【0007】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ホルダー本体に対する溶接作業を行うことなく設置することができ、大地震時におけるピストンのホルダー本体への衝突や傾斜を抑制することができるガスホルダーピストンの傾斜抑制装置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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係るガスホルダーピストンの傾斜抑制装置では、ガスホルダーのピストンの傾斜を抑制するための傾斜抑制装置であって、前記ピストンの外周上面に立設されるとともに、該ピストンの円周方向に沿って複数設けられたガイドフレームと、該ガイドフレームの上端及び下端のそれぞれに配置されるとともに、前記ガスホルダーのホルダー本体の側壁内面に接触した状態で上下方向に転動可能に設けられた接触ガイドローラと、前記ピストンの下側で、且つ前記ピストンの重心位置よりも下方に配置され、前記側壁内面から離間した状態で上下方向に転動可能に設けられた非接触ガイドローラと、を備えていることを特徴としている。

【0009】

本発明では、ピストン上のガイドフレームに側壁内面に接触する接触ガイドローラが円周方向に沿って複数設けられているので、通常操業時には、ピストンの水平方向への移動が規制され、ピストンと側壁との間隔が一定に維持される。
地震時には、地震力が地盤からホルダー本体の側壁に伝達され、その側壁よりピストンに傾斜動が伝達され、ピストンが平面視でピストン傾斜中心回りに回転して傾斜する。このとき非接触ガイドローラがピストンの下側で、且つピストンの重心位置よりも下方に配置されているので、ピストンが傾いた状態における下側部分でガイドフレームの上端に設けられる接触ガイドローラ（上部接触ガイドローラ）が側壁に衝突するとともに、対角（傾いたピストンの上側部分）に位置する非接触ガイドローラがその対角側の側壁に向けて近接して当接する。つまり、ピストンには、非接触ガイドローラが当接する位置で、ピストンに作用する傾斜力に対する反力が生じる。そのため、ピストンの傾斜動（傾斜応答）を低減することができ、前記上部接触ガイドローラの過度な衝突を抑え、その衝突力を抑えることができる。

【0010】

このように本発明による傾斜抑制装置では、震度６を超えるような大規模地震が発生した場合でも、ガスホルダー内部のピストンの傾斜応答を抑えることができるので、ピストンのホルダー本体への衝突により、ホルダー本体の鉄骨が破断し、柱脚部の圧縮が過大となって基柱が座屈し、さらにはガスホルダーを支持する杭の杭頭部が塑性化するとともに、ピストンの慣性力位置と衝突反力位置がずれてピストンがガスホルダー内部で傾斜し、ホルダー本体とピストンとの間で油シール切れが生じ、その部分からガスが漏れ出し、ピストンが落下するといった従来の問題を無くすことができる。

【0011】

また、本発明によれば、ピストンに対して非接触ガイドローラを設けるといった簡単な構造となるので、工期を短縮することができる。とくに、既設のガスホルダーを補強する目的で非接触ガイドローラを設ける場合には、ガスホルダーの停止期間を短くすることが可能となり、操業の影響を最小に抑えることができる。

【0012】

さらに、非接触ガイドローラ等の傾斜抑制装置をピストンに対して取り付けるので、ホルダー本体に対して直接溶接を行わない補強となり、ホルダー本体に溶接歪が生じるのを防ぐことができ、垂直精度の許容値を確保することができる。
さらにまた、本発明の傾斜抑制装置は、機械的に傾斜を低減する機構であり、ガスホルダー内の気中に電気配線を設けることが不要となる利点がある。

【0013】

また、本発明に係るガスホルダーピストンの傾斜抑制装置では、前記非接触ガイドローラは、前記ピストンに対して制振装置を介して設けられていることが好ましい。

【0014】

この場合、非接触ガイドローラと側壁との当接時に制振装置による減衰作用が働くので、ピストンの傾斜応答をより効果的に低減することができ、ピストンがホルダー本体に当接する際の反力を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明のガスホルダーピストンの傾斜抑制装置によれば、ホルダー本体に対する溶接作業を行うことなく設置することができ、大地震時におけるピストンのホルダー本体への衝突や傾斜を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態による傾斜抑制装置を備えたガスホルダーの判断面斜視図である。

【図2】図１に示すガスホルダーの側断面図である。

【図3】傾斜抑制装置の配置状態を示す図であって、ピストンを上側から見た平面図である。

【図4】傾斜抑制装置の概略構成を示す側面図である。

【図5】（ａ）、（ｂ）は、通常操業時におけるピストンの作用を説明するための側面図である。

【図6】（ａ）、（ｂ）は、地震時におけるピストンの作用を説明するための側面図である。

【図7】非接触ガイドローラの設置前の傾斜抑制装置の実施結果を示す図であって、（ａ）は解析結果を示す図、（ｂ）はピストンの傾き履歴を示す図である。

【図8】非接触ガイドローラを備えた傾斜抑制装置の実施結果を示す図であって、（ａ）は解析結果を示す図、（ｂ）はピストンの傾き履歴を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態によるガスホルダーピストンの傾斜抑制装置について、図面に基づいて説明する。

【0018】

図１に示すように、本実施の形態によるガスホルダー１は、所定地域に設けられている既存のガスホルダー１に対して、設定震度（ここでは震度７を想定する）に応じた耐震補強をピストン１５に施し、そのピストン１５の傾斜動（応答）を低減させるように補強するものである。

【0019】

図１および図２に示すように、ガスホルダー１は、底盤１１と、底盤１１上に円周方向Ｅに沿って間隔をあけて配置された基柱１２と、円周方向Ｅに沿って延在する横梁１３と、基柱１２と横梁１３とによって囲まれる空間を塞ぐ側壁１４と、側壁内面に沿って上下方向Ｙに摺動可能に設けられたピストン１５と、基柱１２の上端１２ａに設けられた屋根部材１６と、を備えている。ここで、ガスホルダー１において、ピストン１５を除いた底盤１１、基柱１２、横梁１３、側壁１４、および屋根部材１６を以下、ホルダー本体１０と称して説明する。

【0020】

基柱１２は、例えばＨ形鋼からなり、底盤１１上に立設されており、所定長さ単位のものが上下方向Ｙに沿って継ぎ足されている。
屋根部材１６は、平面視で中心から半径方向に向けて下方に延びる逆さ椀状をなし、その外周部が基柱１２の上端１２ａに接合されている。

【0021】

ガスホルダー１の内部に設けられるピストン１５は、ガスホルダー１内を上下に区画する隔壁であり、その外周部１５ａが円周方向Ｅの全周にわたって例えばゴム製のシール材（図示省略）を介して側壁内面に対して液密な状態でシールされている。このシール材の側壁内面との接触面に油が充填され、この油の液膜でシールされている。ピストン１５は、平面視で外周から中央に向けて上側に突となる曲面状に形成されている。

【0022】

ピストン１５の下側の空間は、底盤１１、側壁１４、及びピストン１５によって密封されたガス封入空間Ｒ１となっている。このガス封入空間Ｒ１内にガスを流入、又は流出させることによって内圧を変化させることによって、ピストン１５が側壁内面に沿って上下方向Ｙに摺動可能に構成されている。例えば、ガス封入空間Ｒ１内の圧力により生じる浮上力をピストン１５の自重よりも大きくすることで、ピストン１５が上昇することになる。つまり、ガス封入空間Ｒ１内の圧力を一定に保持することで、ピストン１５を所定高さの位置に維持することができる。なお、ピストン１５と屋根部材１６との間の上部空間Ｒ２は、密封されず、開放された空間となっている。
また、ピストン１５の外周部下面には、コンクリート製の外周壁１５Ａが円周方向Ｅに沿って設けられている。

【0023】

側壁１４は、円周方向Ｅ及び上下方向Ｙに沿って複数に分割された曲率をもった鋼材から形成されている円弧板状体であり、基柱１２、１２同士の間で溶接により取り付けられている。

【0024】

図３に示すように、ピストン上面１５ｂには、ピストン１５の水平動を制御するための複数の水平動制振装置２、２、…と、ピストン１５の傾斜動を抑制するための複数の傾斜抑制装置３、３、…と、が設けられている。

【0025】

水平動制振装置２は、ピストン上面１５ｂの外周部において、円周方向Ｅに９０度のピッチで４つが配置され、周知の応答制御可能な減衰部、ばね部、および質量部により構成されたＴＭＤ（チューンド・マス・ダンパー）が採用することができ、ピストン１５の水平方向の応答（水平動）を低減するための制御装置である。

【0026】

図４に示すように、傾斜抑制装置３は、ピストン１５のピストン上面１５ｂの外周部に立設されるとともに、円周方向Ｅ（図３参照）に沿って間隔をあけて複数設けられたガイドフレーム３１と、ガイドフレーム３１の上端及び下端のそれぞれに配置されるとともに、ガスホルダー１の側壁内面１４ａに接触した状態で上下方向Ｙに転動可能に設けられた接触ガイドローラ３２（上部接触ガイドローラ３２Ａ、下部接触ガイドローラ３２Ｂ）と、ピストン１５の下端に配置されるとともに、側壁内面１４ａから離間した状態で上下方向Ｙに転動可能に設けられた非接触ガイドローラ３３と、を備えている。

【0027】

ガイドフレーム３１は、ピストン上面１５ｂの外周縁から鉛直方向の上方に向けて延在する支持柱３４と、ピストン１５の径方向の中心側から支持柱３４の上端３４ａへ向けて延びる斜材３５と、を備えている。斜材３５は、支持柱３４が傾かないように補強している。支持柱３４と斜材３５は、複数の補強材３６によって連結され補強されている。支持柱３４は、外周側の側面３４ｃと側壁１４との間において、一定の間隔Ｌを有した状態で配置されている。

【0028】

支持柱３４には、その上端３４ａに第１固定台３２ａを介して設けられる上部接触ガイドローラ３２Ａと、下端３４ｂに第２固定台３２ｂを介して設けられる下部接触ガイドローラ３２Ｂと、が設けられている。上部接触ガイドローラ３２Ａ及び下部接触ガイドローラ３２Ｂはそれぞれ、ピストン１５が水平位置（通常操業時）において、上述したように側壁内面１４ａに対して転動可能に接触しており、通常運転を行うときにおけるピストン１５を側壁内面１４ａに沿って上下に移動させるために設けられている。ここで、通常操業時とは、地震時のようにピストン１５に傾斜動が作用していない水平状態が維持されていることをいう。接触ガイドローラ３２Ａ、３２Ｂは、鋼材により形成されている。
また、上部接触ガイドローラ３２Ａ及び下部接触ガイドローラ３２Ｂの上下方向Ｙの間隔は、適宜設定することができる。

【0029】

非接触ガイドローラ３３は、ピストン１５の外周壁１５Ａの下側で、且つピストン１５のピストン重心Ｇ位置よりも下方において、制振ダンパー（制振装置）３７を介して円周方向Ｅで接触ガイドローラ３２と同位置に設けられている。ここで、図４において、ピストン重心Ｇを含む水平ラインを二点鎖線で示している。

【0030】

非接触ガイドローラ３３は、通常操業時においてピストン１５が水平に位置する場合、側壁内面１４ａに対して間隔をあけた位置、すなわち非接触状態となる位置に設けられている。このときのホルダー本体１０の側壁内面１４ａと非接触ガイドローラ３３との間隔Ｌ１は、例えば通常操業時のピストン１５の管理基準１／５００の傾斜の範囲内に許容可能な傾斜動に抑制できるように、非接触ガイドローラ３３が側壁１４に当接して反力が生じるように設定される。

【0031】

制振ダンパー３７は、減衰方向Ｆの一端３７ａがピストン下面１５ｃの内周側に固定され、他端３７ｂがピストン下面１５ｃの外周側に固定台３３ａを介して連結されている。

【0032】

円周方向Ｅに沿って間隔をあけて設けられる傾斜抑制装置３の数量は、多いほど好ましいが、適宜設定することができる。

【0033】

次に、上述したピストン１５の傾斜抑制装置３の作用について図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態では、ピストン１５上のガイドフレーム３１（図４参照）に側壁内面に接触する上部接触ガイドローラ３２Ａ及び下部接触ガイドローラ３２Ｂが円周方向Ｅに沿って複数設けられているので、通常操業時には、ピストン１５の水平方向への移動が規制され、ピストン１５と側壁１４との間隔が一定に維持される（図５（ａ）参照）。

【0034】

また、ガスホルダー１は、ピストン１５がガス圧によって浮いており、地震力が入ったときに、その地震力が地盤からホルダー本体１０の側壁１４に伝達され、さらにホルダー本体１０を構成する基柱１２が地震力によって揺すられてピストン１５に水平力が伝達される構成、すなわち構造物（ガスホルダー１）全体が揺すられることによりピストン１５が励起される構成となっている。

【0035】

先ず、通常操業時における傾斜抑制装置３の作用について、図５に基づいて説明する。
図５（ａ）に示すように、基柱１２の微小な倒れが生じると、ピストン１５が上下に移動する際に蛇行し、少しずつ傾斜が発生する。この場合、ピストン１５は、図５（ｂ）に示すように、平面視でピストン１５の中央（ピストン傾斜中心Ｃ）を中心に傾斜する。なお、このときガス封入空間Ｒ１の体積変化はしないものと仮定する。

【0036】

このときの傾斜は、前記管理基準である１／５００以下となり微小であるから、上部接触ガイドローラ３２Ａからの反力も微小であるとして無視することができる範囲である。また、下部接触ガイドローラ３２Ｂからの反力も同様に無視できる。つまり、この場合、重力ｍｇによるモーメントＭｃ（（１）式）が傾斜を打ち消す方向（図５（ｂ）に示す矢印でピストン傾斜中心Ｃを中心とした反時計回りの回転方向）に働くことで、ピストン１５に作用する傾斜を抑制することができる。なお、（１）式において、ｍはピストン１５の質量、ｇは重力加速度、ｅはピストン傾斜中心Ｃとピストン重心Ｇとの距離を示す偏心距離、θはピストン傾斜中心Ｃ回りのピストン１５の傾斜角度である。
傾斜抑制力を最大化するためには、（１）式を大きくすれば良いから、（１）式において偏心距離ｅを大きくする。

【0037】

【数1】

【0038】

次に、地震時における傾斜抑制装置３の作用について、図６に基づいて説明する。
図６（ａ）に示すように、地震時には、加速度ａでピストン１５が筒体（ホルダー本体１０の側壁内面１４ａ）に衝突することで、ピストン１５に外力（上部接触ガイドローラ３２Ａの外力ｍａ／２と、下部接触ガイドローラ３２Ｂの外力ｍａ／２との和ｍａ）が入力されて、ピストン傾斜中心Ｃ回りで図６（ａ）における反時計回りに回転する方向の傾斜が発生する。このとき、反力高さＤ（ピストン１５が水平の場合において、上部接触ガイドローラ３２Ａと下部接触ガイドローラ３２Ｂの中心を通る水平高さ）とピストン重心（慣性力作用位置）Ｇの差ｅ_２によりモーメントＭｃが発生し、ピストン１５はピストン傾斜中心Ｃ回り（図６（ａ）に示す反時計回りの矢印）に傾斜する。このときのモーメントＭｃは、（２）式により求められる。ここで、（２）式において、ｍはピストン１５の質量、ａは加速度、ｅ_１はピストン傾斜中心Ｃと反力高さＤの差である。

【0039】

【数2】

【0040】

図６（ｂ）に示すように、このときの傾斜が前記管理基準である１／５００を超えた際には、非接触ガイドローラ３３が側壁内面１４ａに接触し、反力ｍａが入力される。すなわち、非接触ガイドローラ３３からの反力ｍａと重力ｍｇによるモーメントＭｃが傾斜を打ち消す方向に働くことになる。なお、非接触ガイドローラ３３が側壁内面１４ａに接触する位置に対向する位置（図６（ｂ）で紙面左側）では、上部接触ガイドローラ３２Ａと下部接触ガイドローラ３２Ｂが瞬間的に側壁内面１４ａから離間するので、外力を０とみなす。
このときのピストン傾斜中心Ｃ回りに作用するモーメントＭｃは、（３）式によって表され、ピストン１５の傾斜を打ち消す方向（図６（ｂ）に示す時計回りの矢印の方向）に作用する。（３）式において、ｅ_１’はピストン傾斜中心Ｃとピストン重心Ｇとの差、ｅ_２´は非接触ガイドローラ３３を通る水平高さとピストン重心Ｇとの差である。

【0041】

【数3】

【0042】

傾斜抑制力を最大化するためには、（３）式のＭｃ＝ｍａｅ_２’cosθ＋ｍｇｅ_１’sinθを大きくすれば良い。ｅ_１’は、通常操業時におけるｅと等しく、ｍｇｅ_１’sinθは傾斜角θが微小の場合、傾斜抑制力は想定される地震力に対して非常に小さい。
一方、ｍａｅ_２’cosθは、地震加速度に応じて傾斜抑制力が作用するため、ｅ_２’を大きくすることで効果が得られる。

【0043】

ここで、本実施の形態の傾斜抑制装置３の傾斜抑制効果について、図７及び図８に示すＦＥＭ解析結果からも明らかである。図７（ａ）、（ｂ）は、非接触ガイドローラが設けられていない場合（図では既設）を示し、図８（ａ）、（ｂ）は、非接触ガイドローラを備えた本実施の形態の場合（図では制御後）を示している。そして、図７（ａ）及び図８（ａ）は、ＦＥＭ解析を行ったガスホルダーのモデル図であって、図７（ｂ）及び図８（ｂ）はそれぞれ時間とピストンの傾き角度（ｒａｄ）の関係を示すピストン履歴である。なお、図中のＥＷは東西方向の傾斜を示し、ＮＳは南北方向の傾斜を示している。
これにより、ＥＷでは図７（ｂ）に示す既設の場合と図８（ｂ）に示す制御後の場合の傾き角度に大きな差はない。一方、ＮＳでは、図７（ｂ）に示す非接触ガイドローラが設けられていない場合（既設）において、ｔ時間後における最大傾き角度が略−０．００８ｒａｄとなっている。そして、図８（ｂ）に示す非接触ガイドローラを備えている場合（制御後）には、最大傾き角度が略−０．００２ｒａｄとなり、既設の約１／４の大きさに抑えられていることがわかる。

【0044】

本実施の形態では、図１及び図２に示すように、地震時に、側壁１４よりピストン１５に傾斜動が伝達され、ピストン１５が平面視でピストン傾斜中心Ｃ（図６参照）回りに回転して傾斜する。このとき非接触ガイドローラ３３がピストン１５の下側で、且つピストン１５の重心位置よりも下方に配置されているので、ピストン１５が傾いた状態における下側部分で上部接触ガイドローラ３２Ａが側壁１４に衝突するとともに、対角（傾いたピストン１５の上側部分）に位置する非接触ガイドローラ３３がその対角側の側壁１４に向けて近接して当接する。つまり、ピストン１５には、非接触ガイドローラ３３が当接する位置で、ピストン１５に作用する傾斜力に対する反力が生じる。そのため、ピストン１５の傾斜動（傾斜応答）を低減することができ、前記上部接触ガイドローラ３２Ａの過度な衝突を抑え、その衝突力を抑えることができる。

【0045】

また、本実施の形態では、傾斜抑制装置３だけではなく水平動制振装置２も設けられているので、ピストン１５は回転・傾斜とともに作用する水平移動も水平動制振装置２による水平減衰作用により低減することができ、ピストン１５がホルダー本体１０に当接する際の反力を小さくすることができる。

【0046】

このように本実施の形態では、震度６を超えるような大規模地震が発生した場合でも、ガスホルダー１内部のピストン１５の傾斜応答を抑えることができるので、ピストン１５のホルダー本体１０への衝突により、ホルダー本体１０の鉄骨が破断し、柱脚部の圧縮が過大となって基柱１２が座屈し、さらにはガスホルダー１を支持する杭の杭頭部が塑性化するとともに、ピストン１５の慣性力位置と衝突反力位置がずれてピストン１５がガスホルダー１内部で傾斜し、ホルダー本体１０とピストン１５との間で油シール切れが生じ、その部分からガスが漏れ出し、ピストン１５が落下するといった従来の問題を無くすことができる。

【0047】

また、本実施の形態によれば、ピストン１５に対して非接触ガイドローラ３３を設けるといった簡単な構造となるので、工期を短縮することができる。とくに、既設のガスホルダー１を補強する目的で非接触ガイドローラ３３を設ける場合には、ガスホルダー１の停止期間を短くすることが可能となり、操業の影響を最小に抑えることができる。

【0048】

さらに、非接触ガイドローラ３３等の傾斜抑制装置３をピストン１５に対して取り付けるので、ホルダー本体１０に対して直接溶接を行わない補強となり、ホルダー本体１０に溶接歪が生じるのを防ぐことができ、垂直精度の許容値を確保することができる。
さらにまた、本実施の形態の傾斜抑制装置３は、機械的に傾斜を低減する機構であり、ガスホルダー１内の気中に電気配線を設けることが不要となる利点がある。

【0049】

また、本実施の形態では、非接触ガイドローラ３３ピストン１５に対して制振ダンパー３７を介して設けられており、非接触ガイドローラ３３と側壁１４との当接時に制振ダンパー３７による減衰作用が働くので、ピストン１５の傾斜応答をより効果的に低減することができる。

【0050】

上述した本実施の形態によるガスホルダーピストンの傾斜抑制装置では、ホルダー本体１０に対する溶接作業を行うことなく設置することができ、大地震時におけるピストン１５のホルダー本体１０への衝突や傾斜を抑制することができる。

【0051】

以上、本発明によるガスホルダーピストンの傾斜抑制装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0052】

例えば、本実施の形態では、水平動制振装置２をピストン１５に４つ設けているが、これら水平動制振装置２を省略することも可能であり、また数量についても４つに制限されることはない。

【0053】

また、傾斜抑制装置３のガイドフレーム３１の構成は、本実施の形態にように支持柱３４と斜材３５の組み合わせによる構成であることに限定されることはなく、他の形状、構成とすることが可能である。要は、ピストン１５が傾いて上部接触ガイドローラ３２Ａに大きな衝突力が作用したときに、ガイドフレーム３１が破壊されない強度を有するように設けられていればよいのである。

【0054】

また、本実施の形態では、非接触ガイドローラ３３が制振ダンパー３７を介してピストン１５に固定されているが、この制振ダンパー３７を省略することも可能である。

【0055】

さらに、ピストン１５の形状は、曲面形状であることに限定されず、平板形状であってもかまわない。

【0056】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ ガスホルダー
２ 水平動制振装置
３ 傾斜抑制装置
１０ ホルダー本体
１２ 基柱
１３ 横梁
１４ 側壁
１４ａ 側壁内面
１５ ピストン
１５ａ 外周部
１５ｂ ピストン上面
１５ｃ ピストン下面
１６ 屋根部材
３１ ガイドフレーム
３２ 接触ガイドローラ
３２Ａ 上部接触ガイドローラ
３２Ｂ 下部接触ガイドローラ
３３ 非接触ガイドローラ
３４ 支持柱
３７ 制振ダンパー（制振装置）
Ｃ ピストン傾斜中心
Ｌ、Ｌ１ 間隔
Ｅ 円周方向
Ｆ０ 傾斜動
Ｆ１ 傾斜力
Ｆ２ 反力
Ｇ ピストン重心
Ｒ１ ガス封入空間
Ｒ２ 上部空間
Ｙ 上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】