(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記押圧部品は、前記メンブレンを形成するメンブレンパネルの熱変形の中央位置を押圧するように配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のメンブレンアンカー機構。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述のようなハンチ構造は、コーナ部を有する全ての低温タンクに設けられているものではない。このため、全ての低温タンクに対して、特許文献2に開示されたようなメンブレンアンカー機構を採用することはできない。また、支持箇所がコーナメンブレンパネルの縁部に限定されるメンブレンアンカー機構では、例えばメンブレンパネルの中央を押さえるというような柔軟な配置を行うことができない。
【0005】
また、メンブレンパネルとコンクリート壁との間において隙間が生じると、低温タンクの保冷性能が低下する。メンブレンアンカー機構が設置される箇所においては、特に上述のような隙間が生じやすいことから、メンブレンアンカー機構は、当該メンブレンアンカー機構が設置される箇所においても容易に断熱材を配置することができる構造であることが望ましい。
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ハンチ構造の有無に関わらずコーナメンブレンパネルを支持することができ、コーナメンブレンパネルの縁部に限られない箇所を押さえることが可能であり、かつ、周囲に断熱材を容易に配置可能なメンブレンアンカー機構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】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【0008】
第1の発明は、低温タンクにおいて、コンクリート壁の内壁面側に断熱材を介して設けられる金属製のメンブレンを上記コンクリート壁に対して固定するメンブレンアンカー機構であって、上記コンクリート壁に立設される棒状の脚部と、上記コンクリート壁から離間された状態で上記脚部によって支持されると共に上記断熱材及び上記メンブレンを貫通する貫通孔に挿入されるアンカーと、上記貫通孔を通じて露出する上記アンカーに固定されると共に上記メンブレンを押さえる押圧部品とを備えるという構成を採用する。
【0009】
第2の発明は、上記第1の発明において、上記メンブレンが、低温タンクのコーナ部に配置される湾曲されたメンブレンパネルであるコーナメンブレンパネルを有し、上記コーナ部を形成する上記コンクリート壁の複数の内壁面の各々に対して上記脚部が立設され、上記押圧部品が上記コーナメンブレンパネルを押さえているという構成を採用する。
【0010】
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記押圧部品が、上記メンブレンを形成するメンブレンパネルの熱変形の中央位置を押圧するように配置されているという構成を採用する。
【0011】
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記脚部が接続されるベース部と、上記ベース部に設けられると共に上記アンカーを回動可能に支持するジョイントとを備えるという構成を採用する。
【0012】
第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記脚部が、両端に設けられるスタッドボルトと、当該スタッドボルトが螺合されるロングナットとを有するという構成を採用する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、コンクリート壁に立設される棒状の脚部に対してアンカーが取り付けられている。このように脚部とアンカーとが別体とされることにより、脚部に対するアンカーの取付姿勢を容易に変更することが可能となる。したがって、断熱材及びメンブレンを貫通する貫通孔がどのような位置に設けられている場合であっても、この貫通孔の形成位置に応じた脚部とアンカーとの取付姿勢を採用することで、アンカーを貫通孔に挿入可能な位置に容易に配置することができる。このような貫通孔に挿通されたアンカーに対して押圧部品が固定されて当該押圧部品によってメンブレンが押さえられることから、本発明によれば、上記貫通孔の位置を任意に設定し、メンブレンの任意の箇所を押さえることができる。また、脚部はコンクリート壁のどの位置にも立設することができることから、コンクリート壁にハンチ構造が設けられているか否かに関係なく、メンブレンアンカー機構を設置することができる。さらに、本発明によれば、棒状の脚部にアンカーが支持されるため、アンカーとコンクリート壁との間に大きな空間が形成される。このため、当該空間に容易に断熱材を配置することができ、メンブレンアンカー機構の周囲に断熱材を容易に配置することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して、本発明に係るメンブレンアンカー機構の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【0016】
図1は、低温タンク1の断面斜視図である。低温タンク1は、容器本体2と、平面メンブレンアンカー機構3と、本発明の一実施形態である三面コーナメンブレンアンカー機構4及び二面コーナメンブレンアンカー機構5とを備えている。
【0017】
容器本体2は、外槽を形成するコンクリート壁2aと、内槽を形成するメンブレン2bと、コンクリート壁2aの内壁面に貼付されるベーパーバリア2c(
図2参照)と、当該ベーパーバリア2cとメンブレン2bとの間に設置される保冷材層2dとを備えた角型の容器である。
【0018】
コンクリート壁2aは、容器本体2の外殻を形成するコンクリートからなる壁部であり、メンブレン2b等を支える強度部材である。メンブレン2bは、内部に貯留される低温液体(例えば液化アルゴン)に直接触れる部位であり、保冷材層2dを介してコンクリート壁2aの内壁面側に設置されている。このようなメンブレン2bには、縦横に格子状に延在し、メンブレン2bの熱変形を吸収するコルゲーション2b1が設けられている。このようなメンブレン2bは、例えばステンレス鋼からなる厚さ数mmの薄板状のメンブレンパネルが溶接されることで形成されている。
【0019】
ここで容器本体2は、角型とされていることから、3面(例えば、2つの側壁面と底面、あるいは、2つの側壁面と天面)とが集まる箇所に形成されるコーナ部(以下、三面コーナ部2A)と、2面(例えば、側壁面と底面、側壁面同士、あるいは、側壁面と天面)とが集まる箇所に形成されるコーナ部(以下、二面コーナ部2B)とを有している。これらのコーナ部に配置されるメンブレンパネルは、コーナ部の形状に応じて湾曲されている。以下、コーナ部以外の領域に配置される平面上のメンブレンパネルを平面メンブレンパネルM1と称し、三面コーナ部2Aに配置されるメンブレンパネルを三面コーナメンブレンパネルM2(コーナメンブレンパネル)と称し、二面コーナ部2Bに配置されるメンブレンパネルを二面コーナメンブレンパネルM3と称する。
【0020】
ベーパーバリア2cは、コンクリート壁2aの内壁面の全域に貼付される金属製の薄板部材である。このようなベーパーバリア2cは、コンクリート壁2aを通過しようとする水分等を遮蔽し、容器本体2の気密性を向上させる。
【0021】
保冷材層2dは、外層部2d1と、内層部2d2と、充填部2d3(
図2等参照)とを備えている。外層部2d1は、保冷材層2dのコンクリート壁2a側を形成する層であり、同一の厚みの保冷パネルH1を隙間なく敷き詰めることにより形成されている。内層部2d2は、保冷材層2dのメンブレン2b側を形成する層であり、同一の厚みの保冷パネルH2を隙間なく敷き詰めることにより形成されている。充填部2d3は、外層部2d1と、内層部2d2とを敷き詰めたときに生じてしまう隙間に対して充填される部位であり、設置される隙間の形状と一致する形状とされている。このような充填部2d3としては、例えば、後述する三面コーナメンブレンアンカー機構4のベース部4bと外層部2d1との間に形成される隙間(
図2参照)に充填されるもの(以下、三面コーナ部用充填部2d4と称する)や、後述する二面コーナメンブレンアンカー機構5のベース部5bと外層部2d1との間に形成される隙間(
図6参照)に充填されるもの(以下、二面コーナ部用充填部2d5と称する)が設置されている。
【0022】
このような保冷材層2dは、例えばPUF(硬質ウレタンフォーム)によって形成されており、メンブレン2bとベーパーバリア2cが貼付されたコンクリート壁2aとの隙間を埋めている。
【0023】
メンブレン2bと保冷材層2dとには、各メンブレンパネルの熱変形の中央位置に配置される貫通孔6が設けられている。これらの貫通孔6には、平面メンブレンアンカー機構3のアンカー3b、三面コーナメンブレンアンカー機構4のアンカー4e、あるいは二面コーナメンブレンアンカー機構5のアンカー5eが挿入される。
【0024】
平面メンブレンアンカー機構3は、ベーパーバリア2cを介してコンクリート壁2aの内壁面に設けられる基台3aと、基台3aに固定されると共に上記貫通孔6に挿入されるアンカー3bと、貫通孔6から露出するアンカー3bに固定されると共に平面メンブレンパネルM1を容器本体2の内部側からコンクリート壁2aに向けて押さえる押圧部品3cとを備えている。
【0025】
図2は、三面コーナメンブレンアンカー機構4を含む三面コーナ部2Aの断面図である。また、
図3は、三面コーナメンブレンアンカー機構4の押圧部品3cを除き、かつ、保冷材層2dを省略して図示した斜視図である。また、
図4は脚部4a及び押圧部品4fを除いた三面コーナメンブレンアンカー機構4を示す図であり、(a)がアンカー4eの軸に沿う方向から見た平面図であり、(b)がアンカー4eの軸に沿う方向と直交する方向から見た側面図であり、(c)が(b)のA矢視図である。
【0026】
これらの図に示すように、三面コーナメンブレンアンカー機構4は、三面コーナ部2Aに設けられており、三面コーナ部2Aを形成する3つの面の各々に設けられる脚部4aと、ベース部4bと、ナット4cと、ジョイント4dと、アンカー4eと、押圧部品4fとを備えている。
【0027】
脚部4aは、コンクリート壁2aの内壁面に対して垂直方向に延在する棒状の部材であり、ベーパーバリア2cを介してコンクリート壁2aに立設されている。この脚部4aは、コンクリート壁2a側の一端部を形成する第1スタッドボルト4a1と、ベース部4b側の一端部を形成する第2スタッドボルト4a2と、中央部を形成するロングナット4a3とから構成されている。このような脚部4aは、第2スタッドボルト4a2を除く長さが、保冷材層2dの外層部2d1の厚さと略同一とされている。
【0028】
第1スタッドボルト4a1は、一端側がコンクリート壁2aに埋設されており、他端側がネジ溝を形成されてメンブレン2bよりも容器本体2の内部側に突出するように取り付けられており、ベーパーバリア2cに対して溶接されている。このような第1スタッドボルト4a1は、ネジ溝が形成された一端側がロングナット4a3の3端部に螺合されている。第2スタッドボルト4a2は、両端側にネジ溝が形成されており、ロングナット4a3の第1スタッドボルト4a1が螺合される端部と反対側の端部に螺合されると共に、ベース部4bの後述する貫通孔4b3を通じてベース部4bよりも容器本体2の内部側に突出するように取り付けられている。ロングナット4a3は、一端側に第1スタッドボルト4a1が螺合され、もう一端側に第2スタッドボルト4a2が螺合され、これらの第1スタッドボルト4a1と第2スタッドボルト4a2とを接続している。
【0029】
このように、本実施形態において脚部4aは、両端に設けられるスタッドボルト(第1スタッドボルト4a1及び第2スタッドボルト4a2)と、これらのスタッドボルトが螺合されるロングナット4a3とを有している。
【0030】
ベース部4bは、3本の脚部4aやアンカー4eが取り付けられる部位であり、3本の脚部4aの第2スタッドボルト4a2が近接する位置に設けられている。このベース部4bは、ジョイント4dを介してアンカー4eが設置される中央プレート4b1と、中央プレート4b1の縁部に設けられると共に脚部4aが連結される3つの脚部連結プレート4b2とを有している。各脚部連結プレート4b2は、三面コーナ部2Aを形成するコンクリート壁2aの各面に対向する角度で中央プレート4b1に取り付けられている。これらの脚部連結プレート4b2は、上述の保冷材層2dの外層部2d1の内層部2d2側の面に当接する位置に配置されている。また、脚部連結プレート4b2には、貫通孔4b3が設けられている。脚部4aの第2スタッドボルト4a2は、この貫通孔4b3を通過してアンカー4eが設置される側に突出されている。
【0031】
ナット4cは、脚部連結プレート4b2の貫通孔4b3からアンカー4e側に突出した第2スタッドボルト4a2に螺合されており、ワッシャを介して脚部連結プレート4b2のアンカー4e側の表面に当接されている。各脚部4aの第2スタッドボルト4a2に螺合されたナット4cが、異なる方向にベース部4bを押さえることによって、ベース部4bが固定されている。
【0032】
ジョイント4dは、ベース部4bの中央プレート4b1に取り付けられており、アンカー4eを回動可能に支持する。このジョイント4dは、アンカー4eの延在方向と直交する水平方向を軸方向とするボルトと、このボルトに螺合されてボルトと共にアンカー4eを回動可能に挟持するナットとを有する構造とされている。このようなジョイント4dに支持されることによって、アンカー4eが、アンカー4eの延在方向と直交する水平方向を中心として回動可能とされている。
【0033】
アンカー4eは、軸方向に長い円筒部材であり、先端部の内壁面に押圧部品4fを取り付けるためのネジ溝が形成されている。このアンカー4eは、根元部がジョイント4dを介してベース部4bの中央プレート4b1に取り付けられ、押圧部品4fが固定される先端が容器本体2の内側に向けて露出されるように貫通孔6に挿入されている。このアンカー4eの長さは、保冷材層2dの内層部2d2の厚さと略同一とされている。このようなアンカー4eは、ベース部4bによって支持されることにより、コンクリート壁2aから離間された状態で支持されている。
【0034】
図5は、押圧部品4fを示す図であり、(a)が平面図であり、(b)が側面図である。この図に示すように、押圧部品4fは、円盤状の本体4f1と、本体4f1と一体化された軸部4f2とを備えている。本体4f1は、一方側の面が三面コーナメンブレンパネルM2の表面形状に合わせた球面の一部形状とされており、この一方側の面が三面コーナメンブレンパネルM2に対して容器本体2の内部側から当接している。軸部4f2は、本体4f1の中央部に設けられており、周面にネジ溝が形成された柱状の部位である。この軸部4f2は、アンカー4eに螺合される。この軸部4f2をアンカー4eに螺合し、押圧部品4fを締め付けることによって、本体4f1が三面コーナメンブレンパネルM2をコンクリート壁2aに向けて押さえつけ、これによって三面コーナメンブレンパネルM2をコンクリート壁2aに対して固定する。なお、押圧部品4fの本体4f1の縁部は、溶接によって三面コーナメンブレンパネルM2に固定されている。
【0035】
図6は、二面コーナメンブレンアンカー機構5を含む二面コーナ部2Bの断面図である。二面コーナメンブレンアンカー機構5は、三面コーナメンブレンアンカー機構4と近い構成を有している。このため、ここでは、三面コーナメンブレンアンカー機構4との相違点について主として説明する。上述の三面コーナメンブレンアンカー機構4は、3つの面が集まる三面コーナ部2Aに設置されるため、三面コーナ部2Aを形成する面に立設される脚部4aを合計で3つ備えている。これに対して、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、2つの面が集まる二面コーナ部2Bに設置されるため、脚部5aを2つのみ有している。
【0036】
ベース部5bは、三面コーナメンブレンアンカー機構4のベース部4bに相当する。ただし、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、脚部5aを2つのみ備えることから、ベース部5bは、ジョイント5dが設置される中央プレート5b1(中央プレート4b1に相当)に対して、脚部連結プレート5b2(脚部連結プレート4b2に相当)が2つのみ設けられている。
【0037】
ナット5cは三面コーナメンブレンアンカー機構4のナット4cに相当し、ジョイント5dは三面コーナメンブレンアンカー機構4のジョイント4dに相当し、アンカー5eは三面コーナメンブレンアンカー機構4のアンカー4eに相当する。
【0038】
押圧部品5fは、三面コーナメンブレンアンカー機構4の押圧部品4fに相当するが、本体の二面コーナメンブレンパネルM3側が平面とされている点において押圧部品4fと異なる。また、二面コーナメンブレンアンカー機構5は、この押圧部品5fと二面コーナメンブレンパネルM3との間に設置されるスペーサ7を備えている。
【0039】
なお、例えば、保冷材層2dと平面メンブレンアンカー機構3、三面コーナメンブレンアンカー機構4あるいは二面コーナメンブレンアンカー機構5との間に形成される僅かな隙間等には、発泡性の断熱材が必要に応じて充填されている。また、貫通孔6の形成位置等には、必要に応じてシール性を確保するための不図示のガラスクロス等が設置される。
【0040】
続いて、このように構成された低温タンク1の組立工程の三面コーナメンブレンアンカー機構4に関連する部分について説明を行う。
【0041】
まず
図7(a)に示すように、三面コーナメンブレンアンカー機構4の脚部4aのみが設置された状態において、各脚部4aが挿通可能な貫通孔が形成された保冷材層2dの外層部2d1(保冷パネルH1)を配置する。
【0042】
続いて、脚部4aを含む外層部2d1の表面に不図示のガラスクロスを貼付した後、
図7(b)に示すように、脚部4aの第2スタッドボルト4a2を取り外す。なお、上述のように、脚部4aは、第2スタッドボルト4a2を除く長さが、保冷材層2dの外層部2d1の厚さと略同一とされているため、第2スタッドボルト4a2を取り外すことによって、ロングナット4a3の端部が外層部2d1の表面と略同一となる。
【0043】
続いて、
図7(c)に示すように、3枚の保冷パネルH1によって形成されるコーナ部に三面コーナ部用充填部2d4を設置する。この三面コーナ部用充填部2d4は、三面コーナメンブレンアンカー機構4のベース部4bが設置される底面を有する正三角錐形状を有している。
【0044】
続いて、
図8(a)に示すように、ジョイント4d及びアンカー4eが取り付けられたベース部4bを設置する。ここでは、ベース部4bの脚部連結プレート4b2の貫通孔4b3の位置がロングナット4a3の端部と合うように、ベース部4bを設置する。
【0045】
続いて、
図8(b)に示すように、先に取り外した第2スタッドボルト4a2を、脚部連結プレート4b2の外側から再びロングナット4a3に螺合する。また、
図8(c)に示すように、ワッシャを介して第2スタッドボルト4a2にナット4cを螺合し、ベース部4bを三面コーナ部用充填部2d4に押さえつけるようにナット4cを締め付けることによってアンカー4eが固定される。
【0046】
その後、脚部連結プレート4b2を覆うように不図示のガラスクロスを貼付し、アンカー4eが挿入される貫通孔6が形成された保冷材層2dの内層部2d2を設置する。さらに、内層部2d2の表面に三面コーナメンブレンパネルM2を配置すると共に、アンカー4eに押圧部品4fを固定し、押圧部品4fの本体4f1の縁部と三面コーナメンブレンパネルM2、及び、三面コーナメンブレンパネルM2を他のメンブレンパネルと溶接する。
【0047】
なお、二面コーナメンブレンアンカー機構5に関連する部位ついては、三面コーナ部用充填部2d4と異なる三角柱形状の二面コーナ部用充填部2d5を用いる点、押圧部品5fと二面コーナメンブレンパネルM3との間にスペーサ7が配置される点を除いては、三面コーナメンブレンアンカー機構4と同様の工程で組み立てられる。
【0048】
以上のような本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4では、コンクリート壁2aに立設される棒状の脚部4aに対してアンカー4eが取り付けられている。このように脚部4aとアンカー4eとが別体とされることにより、脚部4aに対するアンカー4eの取付姿勢を容易に変更することが可能となる。したがって、保冷材層2d及びメンブレン2bを貫通する貫通孔6がどのような位置に設けられている場合であっても、この貫通孔6の形成位置に応じた脚部4aとアンカー4eとの取付姿勢を採用することで、アンカー4eを貫通孔6に挿入可能な位置に容易に配置することができる。このような貫通孔6に挿通されたアンカー4eに対して押圧部品4fが固定されて当該押圧部品4fによってメンブレン2bが押さえられることから、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4によれば、上記貫通孔6の位置を任意に設定し、メンブレン2bの任意の箇所を押さえることができる。
【0049】
また、脚部4aはコンクリート壁2aのどの位置にも立設することができることから、コンクリート壁2aにハンチ構造が設けられているか否かに関係なく、三面コーナメンブレンアンカー機構4を設置することができる。
【0050】
さらに、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4によれば、棒状の脚部4aにアンカー4eが支持されるため、アンカー4eとコンクリート壁2aとの間に大きな空間が形成される。このため、当該空間に容易に保冷パネルH1を配置することができ、三面コーナメンブレンアンカー機構4の周囲に保冷パネルH1を隙間なく容易に配置することができる。
【0051】
また、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4は、球面状に湾曲された三面コーナメンブレンパネルM2を押さえている。このように、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4は、メンブレンパネルが湾曲している場合であっても任意の箇所を押さえることができる。
【0052】
また、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4においては、三面コーナメンブレンパネルM2の熱変形の中央位置を押圧するように配置されている。このため、三面コーナメンブレンパネルM2が熱変形するときに、三面コーナメンブレンパネルM2及び三面コーナメンブレンアンカー機構4に対して局所的に大きな応力が作用することを抑止することができる。
【0053】
また、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4においては、脚部4aが接続されるベース部4bと、ベース部4bに設けられると共にアンカー4eを回動可能に支持するジョイント4dとを備えている。このため、組立時においてアンカー4eの位置が貫通孔6に対してずれた場合であっても、組立現場においてアンカー4eの位置を調整することができる。
【0054】
また、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4においては、脚部4aが、両端に設けられるスタッドボルト(第1スタッドボルト4a1及び第2スタッドボルト4a2)と、これらのスタッドボルトが螺合されるロングナット4a3とを有している。このため、スタッドボルトとロングナット4a3との着脱を容易に行うことができ、脚部4aを容易に組み立てることができる。
【0055】
また、本実施形態の二面コーナメンブレンアンカー機構5も、本実施形態の三面コーナメンブレンアンカー機構4と同様の作用及び効果を奏する。
【0056】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。