ガスホルダー
【課題】ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことが可能なピストンサポート構造を有するガスホルダーを提供すること。
【解決手段】ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有するガスホルダー１０が提供される。このガスホルダー１０は、ピストン１１と底板１２との間に起立配置されて、ピストン１１を底板１２から離隔した位置に支持する複数のピストンサポート２０を備え、ピストンサポート２０は、ピストン１１に対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有する。このようにピストンサポート２０を可倒式構造としてピストン１１に常設することで、従来のような煩雑な着脱作業が不要であるので、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことができる。
【解決手段】ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有するガスホルダー１０が提供される。このガスホルダー１０は、ピストン１１と底板１２との間に起立配置されて、ピストン１１を底板１２から離隔した位置に支持する複数のピストンサポート２０を備え、ピストンサポート２０は、ピストン１１に対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有する。このようにピストンサポート２０を可倒式構造としてピストン１１に常設することで、従来のような煩雑な着脱作業が不要であるので、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダーに関し、特に、ガスホルダー内部の点検・補修を容易に行うためのピストンサポート構造を有するガスホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスホルダーは、その内部にガスを貯留する装置であり、ガスの需要と供給の変動（アンバランス）量をピストンの上下動により時間的に吸収することができる。ガスホルダーとしては、図９に示すように、ピストン１と底板２とが同一形状を有しており、ピストン１の着底時にピストン１と底板２とがほぼ隙間無く接触するタイプのガスホルダー（例えば「ウィギンス型ガスホルダー」）が知られている。このガスホルダーにおいて、ピストン１は、側板３と屋根４とで囲まれた空間内を、ガス貯留量に応じて昇降自在である。
【０００３】
このタイプのガスホルダーでは、図９（ｂ）に示すように、ピストン１の着底時に底板２との間に隙間が無いことから、図９（ｃ）に示すように、ガスホルダー内部の点検・補修を実施する際には、その都度、ピストン１と底板２との間に複数のピストンサポート５を取り付けて、ピストン１の荷重をピストンサポート５を介して底板２で支持して、作業スペースを確保する必要がある。このピストンサポート５の取り付け作業は、作業員がピストン１の上部に載り、仕切フランジ６を取り外した後に、ピストン１の上側から底板２との間にピストンサポート５を挿入して、ピストン１にピストンサポート５を取り付けるといった手順で行っていた。
【０００４】
一方、特許文献１、２に記載の浮屋根式原油タンクと同様に、ピストンサポート５を取り付けたままでガスホルダーを運転すると、ホルダー内でピストン１が昇降できるストローク長がピストンサポート５の長さ分だけ短くなるので、ガスホルダーの有効容量が減少するという問題があるとともに、流入ガスが無い時に払出ブロワーによる吸引によってガス貯留空間が負圧となり、他タイプのホルダーと比べて薄く低強度のピストン１を破損する恐れがあるという問題がある。従って、上記点検・補修作業の完了後にホルダーを運転開始する時には、その都度、全てのピストンサポート５を取り外す必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−８２９８１号公報
【特許文献２】特開昭１０−１７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のピストンサポート構造では、ガスホルダー停止時（点検・補修作業時）に、その都度、ピストンサポート５の取り付け・取り外し作業を行う必要があり、当該作業に多くの労力と作業時間がかかるという問題があった。特に、大型ホルダーでは、ピストン支持機能を確保するため、重量が重いピストンサポート５を多数設置する必要があり、また、ホルダー内部での作業性を改善するため、ピストンサポート５によるサポート長が長くなる傾向にある。よって、ピストンサポート５の脱着作業は、更に多くの労力と作業時間を要する傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことが可能な、新規かつ改良されたピストンサポート構造を有するガスホルダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーにおいて、ピストンと底板との間に起立配置されて、ピストンを底板から離隔した位置に支持する複数のピストンサポートを備え、ピストンサポートは、ピストンに対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有することを特徴とする、ガスホルダーが提供される。
【０００９】
かかる構成により、可倒式構造のピストンサポートを、ピストンに対して傾倒可能に連結して、ピストンに常設する。これにより、ガスホルダーの通常運転時には、可倒式構造のピストンサポートの少なくとも一部を傾倒させることができる。このため、ホルダー内でピストンが昇降できるストローク長が制限されないので、ピストンサポートを取り付けない場合と同様にガスホルダーの有効容量を確保できる。さらに、ガスホルダー内部の点検・補修時には、上記可倒式構造のピストンサポートを起立させて、ピストンと底板との間でピストンの荷重を支持することができる。これにより、ピストンに取り付けられたピストンサポート起立させるだけで、ピストンサポートを容易かつ迅速に設置でき、点検・補修作業を容易に実行できる。
【００１０】
また、ピストンサポートは、ピストンに固定される固定部と、固定部にヒンジ結合される可倒部と、からなるようにしてもよい。これにより、ピストンサポートは固定部でピストンに固定され、この固定部にヒンジ結合された可倒部は、固定部に対して傾動できる。よって、上記可倒式構造のピストンサポートを好適に実現できる。
【００１１】
また、ピストンサポートは、ピストンを貫通して配される管材で構成され、ピストンサポートの管内には、固定部と可倒部を連結する棒材を取り付け可能であるようにしてもよい。このように、ピストンサポートの管内に、固定部と可倒部を連結する棒材を取り付けることで、固定部に対して可倒部が傾動しないように固定できる。よって、傾倒可能なピストンサポートの起立状態を、棒材により安定して維持できる。
【００１２】
また、一端がピストンサポートに結合され、他端がピストンを貫通してピストンの上側に配されて、傾倒した状態のピストンサポートを吊持可能な線材をさらに備えるようにしてもよい。これにより、ピストン上から線材を引っ張ることで、ピストンサポートを傾倒させることができ、さらに、傾倒したピストンサポートを線材により吊持して、傾倒状態を維持できる。
【００１３】
また、ピストンには、傾倒したピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されているようにしてもよい。これにより、傾倒されたピストンサポートの少なくとも一部は、ピストンに陥没形成された収容部に収容されるため、ピストン下面よりも下方に突出することがない。よって、ピストン着底時に、ピストンと底板との間で、ピストンサポートの傾倒部分が邪魔にならないので、ピストンと底板とが密接できる。
【００１４】
また、底板には、傾倒したピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されているようにしてもよい。これにより、ピストン着底時には、傾倒されたピストンサポートの少なくとも一部は、底板に陥没形成された収容部に収容される。このため、ピストンと底板との間で、ピストンサポートの傾倒部分が邪魔にならないので、ピストンと底板とが密接できる。
【００１５】
また、ガスホルダー内のガス圧を検出するガス圧検出手段と、ガス圧検出手段により検出されるガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、ガスホルダーからのガス流出を遮断する制御手段と、をさらに備えるようにしてもよい。これにより、ガス圧検出手段により、ガスホルダー内のガス圧が所定の基準圧力以下になったことを検出したときに、制御手段により、ガスホルダーからのガス流出を遮断する。このため、ガスホルダー内のガス圧が負圧になることを防止できるので、着底したピストンと底板との間に隙間があることに起因して、負圧によりピストンが破損することを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、ピストンサポートを可倒式構造とすることで、従来のような煩雑な着脱作業が不要であるので、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
まず、図１Ａ〜Ｃを参照して、本発明の一実施形態にかかるガスホルダー１０の全体構成について説明する。図１Ａ〜Ｃは、本実施形態にかかるガスホルダー１０の全体構成を、運転時、停止時、内部点検時ごとにそれぞれ示す模式図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、本実施形態にかかる特徴である可倒式のピストンサポート２０が傾倒された状態であるため、その図示を省略してある。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態にかかるガスホルダー１０は、ホルダー内に昇降自在に配設される円形ドーム状のピストン１１と、ホルダー底部に設置される円形ドーム状の底板１２と、ホルダー側面を取り囲むように起立配置された円筒形の側板１３と、ホルダー上部を覆う円形ドーム状の屋根１４とを主に備える。
【００２０】
このガスホルダー１０は、全体として略円筒形状を有する乾式ガスホルダーであって、ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有し、前記ピストン１１が側板１３にゴムシール機構１６を介して連結されたタイプのガスホルダー（「ウィギンス型ガスホルダー」ともいう。）である。かかるガスホルダー１０は、例えば、高さ数十ｍ、直径数十ｍ（例えば）の大型の貯蔵設備であり、その内部に、例えば、転炉ガス（ＬＤＧ）、高炉ガス（ＢＦＧ）、コークス炉ガス（ＣＯＧ）、天然ガス、石炭ガスなどといった各種のガスを貯蔵（例えば貯蔵量：７万ｍ３）できる。なお、以下では、ガスホルダー１０に転炉ガス（例えば、ＣＯガス：約７０％、残部：Ｎ２ガス及びＣＯ２ガス）を貯蔵する例について説明する。
【００２１】
ピストン１１は、その外周がホルダー直径より若干小さい径の略円形であり、その中心部が最高点に位置するような円形ドーム形状を有する。このピストン１１は、板厚が例えば４．５ｍｍ程度の比較的薄い鋼板等で製造されており、その強度を補強するための梁材等の構造補強材は取り付けられていない。このため、ピストン１１の板厚により、ピストン１１の質量が定まり、この結果、ピストン１１の下部に貯蔵されるガス圧が決定する。かかるピストン１１は、その下部側に貯蔵されるガス量に応じて、ホルダー内を昇降自在である（図１Ａ参照）。
【００２２】
底板１２は、例えば、コンクリート等を打設して製造された基台の上面に、鋼板等をドーム状に貼り合わせた構造である。この底板１２とピストン１１とは、略同一の円形ドーム形状を有しており、また、上記のようにピストン１１には構造補強材が設置されていない。従って、ガスホルダー１０が停止してピストン１１が着底したときには、ピストン１１と底板１２とは、ほぼ隙間無く接触する（図１Ｂ参照）。このように両者間に隙間がないことで、ホルダー内へのガス流入がない場合であっても、ピストン１１と底板１２との間が負圧になりにくいので、薄い板状のピストン１１が変形して破損することを防止できる。
【００２３】
側板１３及び屋根１４は、例えば、複数の鋼板等を溶接等により気密に接合して構築される。また、屋根１４の中心部には換気口１５が設けられており、さらに、側板１３には、不図示の複数のシェルベント（小さな換気窓）が配置されている。ピストン１１が上昇したときには、ゴムシール機構１６のシールゴム（アウターシール１６１）がガス圧力により側板１３に押し付けられるため、上記シェルベントにより、側板１３と当該シールゴムとの間の空気を円滑に抜くことができるようになっている。なお、屋根１４の形状は、図示のドーム形状の例に限定されず、例えば、平坦な円板形状または円錐形状などであってもよい。
【００２４】
また、ピストン１１は、ゴムシール機構１６を介して側板１３に昇降自在に連結されている。このゴムシール機構１６は、例えば、アウタシール１６１を介して側板１３に対して昇降自在に配設されたＴフェンダ１６２と、インナシール１６３を介してＴフェンダ１６２に対して昇降自在に配設され、ピストン１１の外縁を支持する支持具１６４と、ホルダー内の底部外縁に側板１３に沿って配設されるＴフェンダ架台１６５と、から構成される。アウタシール１６１及びインナシール１６３は、弾性変形可能なゴムシールで形成されており、これにより、側板１３とＴフェンダ１６２との間、及び、Ｔフェンダ１６２と支持部１６４との間をシールできる。
【００２５】
かかるゴムシール機構１６によりピストン１１と側板１３とをシールすることで、ピストン１１下部の貯留空間に貯留されたガスが、ピストン１１と側板１３との間から、ピストン１１の上部空間に漏れることを防止できる。また、かかるゴムシール機構１６を用いることにより、上記のようにピストン１１の構造を支持するための構造補強部材が設置不要となるため、ピストン１１と底板１２を略同一形状の簡易な構造にできるとともに、ピストン１１がシール機構上の制約を受けることなくホルダー底部まで到達できる。従って、ピストン１１の着底時に、ピストン１１と底板１２とがほぼ隙間無く接触できるようになる。
【００２６】
また、側板１３の下部には、ガスホルダー１０内にガスを流入／流出するためのガス流出入口１７が設けられている。このガス流出入口１７、ホルダー出入口弁１８及び配管を介して、外部のブロワー１９によって、ガスホルダー１０内にガスが流出入される。なお、本実施形態では、ガスホルダー１０にガス流出入口１７を１つだけ設置しているが、かかる例に限定されず、ガス流入口とガス流出口とを別々に設置してもよい。
【００２７】
以上のような構造のガスホルダー１０において、ピストン１１の内面（即ち、下面）及び底板１２の点検・補修作業を行う場合には、図１Ｃに示すようにピストン１１と底板１２との間に複数のピストンサポート２０を起立配置して、ピストンサポート２０によりピストン１１の荷重を支持することで、ピストン１１の下方に作業スペースを確保する必要がある。このように、ピストンサポート２０は、ピストン１１と底板１２との間に起立配置されて、ピストン１１を支持する棒状の支持部材である。
【００２８】
ここで、図２を参照して、ピストンサポート２０の配置例について説明する。図２は、本実施形態にかかるピストン１１におけるピストンサポート２０の配置例を示す（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、複数のピストンサポート２０が、平面円形のピストン１１の中心点を中心とした各同心円上に、周方向に沿って等間隔で配設されている。また、図２（ｂ）に示すように、複数のピストンサポート２０は、ピストン１１の径方向にも、ほぼ等間隔で配設されている。これにより、ピストン１１と底板１２との間に複数のピストンサポート２０を略均等に配置して、バランス良くピストン１１を支持できる。図２の例では、例えば、直径約５４．８ｍのピストン１１に対して、２０５本もの多数のピストンサポート２０が略均等な間隔で配置されている。
【００３０】
ところで、図９に示したように、従来のピストンサポート５は、ホルダー内の点検・補修作業時にその都度、着脱されるものであった。これに対して、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、以下に詳述するように、ピストン１１に対して傾倒可能に連結された備え付けタイプであり、ピストン１１下面位置で折り曲げることが可能な可倒式構造を有することを特徴としている。
【００３１】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構成について詳細に説明する。図３は、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構造を示す分解斜視図であり、図４は、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構造を示す縦断面図である。
【００３２】
図３及び図４に示すように、このピストンサポート２０は、全体としては、例えば、中空の管形状を有しており、例えば鋼管などの管材で構成される。ピストンサポート２０の寸法は、例えば、直径約８０ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、質量は例えば約２３ｋｇ／本である。また、ピストンサポート２０の材質は、例えば、ステンレス鋼等の金属製であり、ピストン１１を支持するために十分な強度を有している。なお、図示の例のピストンサポート２０は、強度面と製造の容易さの観点から、例えば、円形の横断面形状を有する鋼管で構成されているが、かかる例に限定されず、四角、多角形、楕円など任意の横断面形状であってもよい。
【００３３】
ピストンサポート２０は、大別すると、ピストン１１に固定される固定部２１と、この固定部２１の下部側に結合される可倒部２２と、固定部２１と可倒部２２とをヒンジ結合するヒンジ部２３と、から構成されている。かかる構成により、ピストンサポート２０は、ヒンジ部２３のヒンジ軸を中心として、固定部２１に対して可倒部２２を傾動可能な可倒式構造となっている。このように、ピストンサポート２０は、従来では一体構成されていた管材を固定部２１と可倒部２２とに分離構成し、この固定部２１と可倒部２２とをヒンジ部２３によりヒンジ結合することで、ピストン１１の下面側で、可倒部２２を一方向に折り曲げることが可能である。
【００３４】
かかるピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２は、同一の外径及び内径を有する管材で構成されており、ピストン１１に取り付けられる固定部２１の長さは例えば２００ｍｍで、ピストン１１下方に露出される可倒部２２の長さは例えば１８００ｍｍであり、可倒部２２が固定部２１よりも数倍以上長い。ピストンサポート２０が起立状態にあるときには、これらの固定部２１と可倒部２２は同一軸線上に配置され、ピストン１１の荷重を鉛直方向に伝達する支持部材として機能する。なお、図４に示すように、可倒部２２の下端面２２ｂは、底板１２に当接される部分であるので、この当接位置の底板１２の形状に応じた傾斜面となっている。
【００３５】
また、固定部２１の上端には、固定部２１の下部側及び可倒部２２よりも大きい径の固定部フランジ２４が設けられている。この固定部フランジ２４の上面には、例えば円板状の仕切フランジ３０が、ボルト３１等の固定部材により着脱可能に取り付けられる。図示の例では、例えば４本のボルト３１が、仕切フランジ３０の貫通孔３０ａを貫通して、固定部フランジ２４のボルト孔２４ａに螺合することで、仕切フランジ３０が固定部フランジ２４に固定されるようになっている。かかる仕切フランジ３０を固定部フランジ２４に取り付けることにより、ピストンサポート２０内の中空空間の上端を遮蔽し、ピストン１１下方にあるガスがピストンサポート２０の内部を通ってピストン１１上方に漏れること防止できる。なお、図示の例では、仕切フランジ３０と固定部フランジ２４とを同一の外径としているが、これらの大小は任意である。
【００３６】
また、ピストンサポート２０の管内（中空空間）における例えばヒンジ部２３とは他側の内面には、固定部２１から可倒部２２にかけて挿通される棒材４０を取り付け可能となっている。この棒材４０は、ピストンサポート２０内に挿抜可能な太さの例えば円形断面の棒鋼等で構成され、固定部２１に対する可倒部２２の傾動を不能にするための固定具として機能する。さらに、この棒材４０をピストンサポート２０内の所定位置に安定して取り付けるために、固定部２１の貫通孔２１ａの内面には、棒材４０を挿通可能な管状の第１挿通部２５が装着され、一方、可倒部２２の貫通孔２２ａの内面には、棒材４０を挿通可能な管状の第２挿通部２６と、この第２挿通部２６の下方に配置された受け部２７とが装着されている。かかる取付構造により、棒材４０をピストン１１上面側からピストンサポート２０の内部に挿入し、第１挿通部２５及び第２挿通部２６に挿通して、受け部２７に当接させることで、棒材４０をピストンサポート２０内に取り付けることができる。このように棒材４０を取り付けることにより、ガスホルダー１０の点検・補修作業時に、固定部２１に対して可倒部２２が傾倒しないように固定して、ピストンサポート２０の起立状態を維持できる。
【００３７】
なお、図示の例では、ピストンサポート２０内に取り付けられる棒材４０は、貫通孔２１ａ、２２ａより小径で、ピストンサポート２０長より短いものを用いているが、かかる例に限定されない。棒材４０は、ピストンサポート２０の管内に挿抜可能で、固定部２１に対し可倒部２２を傾動不能に固定するものであれば、その太さ、長さは問わず、例えば、ピストンサポート２０内の中空空間と同一の長さ及び径を有する棒鋼を、ピストンサポート２０内の全体に挿入して、固定部２１と可倒部２２を連結してもよい。
【００３８】
また、上記のようなピストンサポート２０は、ピストン１１に設けられたサポート取付部５０に固定される。つまり、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、従来のように着脱式ではなく、その上部がピストン１１に固定されて常設されるものである。
【００３９】
サポート取付部５０は、例えば、ピストン１１の上方に向けて突出形成された例えば略円筒部材であり、その内部には、ピストン１１を上下方向に貫通する貫通孔５０ａが形成されている。このサポート取付部５０の貫通孔５０ａには、ピストンサポート２０の可倒部２２及び固定部２１を挿入できる。図４に示すように、ピストンサポート２０は、ピストン１１のサポート取付部５０を貫通した状態で、その上部にある固定部２１がサポート取付部５０に溶接等により固定される。このとき、固定部２１の下部側がサポート取付部５０の貫通孔５０ａ内に挿入・固定され、貫通孔５０ａより大径の固定部フランジ２４がサポート取付部５０の上端に係止される。このようにして、ピストンサポート２０の固定部２１はピストン１１と一体化され、この結果、ピストンサポート２０はピストン１１に常設されることとなる。
【００４０】
また、図３及び図４に示すように、ピストン１１には、サポート取付部５０に隣接する位置に、ピストン１１を上方側に陥没形成した収容部６０が設けられている。この収容部６０は、ピストンサポート２０の傾倒部分、即ち、ヒンジ部２３で折れ曲がって傾倒した可倒部２２を収容する機能を有する。かかる収容部６０は、可倒部２２の傾倒する方向に形成され、傾倒した可倒部２２を収容可能な形状及び大きさを有する。例えば図示の例では、収容部６０は、断面略Ｕ字形の箱状の陥没部となっており、その長さは可倒部２２の軸方向長さより大きく、その深さは、可倒部２２の直径よりも深い。この収容部６０の内部空間は、上記サポート取付部５０の貫通孔５０ａと連通している。
【００４１】
このような収容部６０をピストン１１に設けることにより、ピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置（ヒンジ結合の位置）を、ピストン１１の下面１１ａの位置よりも上方にすることができるとともに、可倒式構造のピストンサポート２０が傾倒したときに、傾倒した可倒部２２を収容部６０に収容できる。よって、傾倒した可倒部２２がピストン１１の下面１１ａより下方に突出しないようにできる。
【００４２】
また、このようなピストンサポート２０の折り曲げ（可倒部２２の傾倒）をピストン１１上より可能とし、かつ折り曲げたまま固定するために、図４に示すように、ピストンサポート２０の可倒部２２には、ワイヤ７０が取り付けられている。このワイヤ７０は、可倒部２２を傾倒した状態で吊持するための線材の一例であり、このワイヤ７０以外にも、針金、紐、ピアノ線などといった他の任意の線材で代用可能である。かかるワイヤ７０は、その一端が固定具７１により可倒部２２に結合され、他端がピストン１１を貫通してピストン１１の上側に配されて、ピストン１１上に固定される。また、かかるワイヤ７０がピストン１１を貫通できるようにするために、例えば、ピストン１１の収容部６０には、ワイヤ７０を挿通するためのワイヤ貫通孔６２が形成されている。
【００４３】
さらに、上記のワイヤ貫通孔６２の内側には、シール部材７２が装着されている。このシール部材７２は、例えばドライシール（パッキン、ゴムシールなど）で構成されており、ピストン１１に穿設されたワイヤ貫通孔６２でガス漏れがしないようにシールする。また、ピストンサポート２０の可倒部２２を傾倒させたり起立させたりする時には、ワイヤ貫通孔６２を介してワイヤ７０を移動させる必要があり、一方、それ以外の時は、ワイヤ７０が移動しないように固定する必要がある。かかる観点からは、シール部材７２を、ワイヤ７０を締め付ける力を調整可能なパッキン等で構成し、ワイヤ７０を移動させるときには、当該パッキンを緩めてワイヤ７０を移動可能とし、一方、ワイヤ７０を固定するときには、当該パッキンを締めてワイヤ７０を移動不能としてもよい。
【００４４】
次に、図５及び図６を参照して、上記のような可倒式構造を有するピストンサポート２０の動作について説明する。図５、図６は、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０の傾倒状態、起立状態をそれぞれ示す断面図及び部分拡大図である。
【００４５】
まず、図５に示す傾倒状態について説明する。図５に示すように、ガスホルダー１０の通常運転時には、ピストンサポート２０は、ピストン１１の下面１１ａ側に突出した可倒部２２が傾倒されて、収容部６０内に収容された傾倒状態となる。この傾倒状態では、図５中の拡大図に示すように、ピストンサポート２０内には上記棒材４０が挿入されていないので、ヒンジ部２３によりヒンジ結合された固定部２１と可倒部２２とを折り曲げることができる。この折り曲げ位置（固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置）は、収容部６０の内部空間の上端位置である。また、可倒部２２の傾倒方向（折り曲げ方向）は、ピストン１１の径方向外向きとすることが好ましく、これにより、各ピストンサポート２０の取付位置から、ドーム形状のピストン１１及び底板１２が低くなる方向に向けて可倒部２２を傾倒できるため、各ピストンサポート２０の傾倒角度を小さくできる。しかし、傾倒方向はそれ以外の任意の方向であってもよい。
【００４６】
また、このようなピストンサポート２０の折り曲げ動作（可倒部２２の傾倒動作）は、上記のワイヤ７０を用いて行われる。つまり、ピストンサポート２０を起立状態（図６参照）から傾倒状態（図５参照）にするときには、ピストン１１上に載った作業員が、ピストン１１上にあるワイヤ７０を引っ張ってたぐり寄せることで、このワイヤ７０の一端が連結された可倒部２２（起立状態）を傾倒させ、ヒンジ部２３を中心として傾動させて、収容部６０内に収容することができる。さらに、このように可倒部２２を傾倒させた状態で、ワイヤ７０を任意の固定手段（図示せず。）によりピストン１１上に固定すれば、ワイヤ７０の張力により可倒部２２を吊持して、可倒部２２の傾倒状態を維持できる。また、このようにワイヤ７０で可倒部２２が吊持された傾倒状態において、ピストン１１上の作業員がワイヤ７０の固定を解除して、ワイヤ貫通孔６２からピストン１１下方にワイヤ７０を送り出すことで、可倒部２２の自重により、傾倒状態の可倒部２２を起立させる（図６参照）こともできる。
【００４７】
次に、図６に示す起立状態について説明する。図６に示すように、起立状態のピストンサポート２０では、可倒部２２がピストン１１から鉛直方向下方に向けて起立されて、固定部２１と可倒部２２とが同一軸上に真っ直ぐに配置される。これにより、ピストン１１を下げて可倒部２２の下端面２２ｂを底板１２に当接させることで、ピストンサポート２０によりピストン１１の荷重を支持できる。このとき、可倒部２２の下端面２２ｂは、当節位置の底板１２の形状に応じた略傾斜面となるように調整されているため、この下端面２２ｂと底板１２とが隙間なく接触できる。このため、ピストンサポート２０は、ピストン１１の荷重を底板１２に適切に伝達できるとともに、ピストンサポート２０の当接により底板１２を損傷することがない。
【００４８】
また、この起立状態では、図６の部分拡大図に示すように、管状のピストンサポート２０の内部に、固定部２１と可倒部２２とを連結する棒材４０が取り付けられる。この棒材４０は、固定部２１内の第１挿通部２５と、可倒部２２内の第２挿通部２６の内部に挿入・固定されている。かかる棒材４０を取り付けることにより、起立した可倒部２２が傾倒しないように固定できるので、ピストンサポート２０は、折れ曲がることなく安定してピストン１１を支持できる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０は、上部側の固定部２１をピストン１１に固定し、下部側の可倒部２２を傾倒位置と起立位置との間で傾動できるようになっている。
【００５０】
これにより、ガスホルダー１０の運転時には、図５に示したようにピストンサポート２０を傾倒状態とすることにより、可倒部２２を傾倒して収容部６０内に収容し、ピストンサポート２０がピストン１１の下面１１ａより下方に突出しないようにできる。従って、ピストン１１の着底時に、ピストンサポート２０により邪魔されることなく、ピストンサポート２０が最低位置まで移動でき、ピストン１１と底板１２とがほぼ隙間なく接触することができる。従って、ピストンサポート２０によりピストン１１の昇降ストロークが制限されないので、ピストンサポート２０をピストン１１に常設したとしても、ガスホルダー１０の有効容量を確保できる。
【００５１】
一方、ガスホルダー１０の点検・保守作業時には、図６に示したようにピストンサポート２０を起立状態とすることで、ピストンサポート２０によりピストン１１を支持して、ピストン１１と底板１２との間に作業スペースを確保することができる。このとき、点検・補修作業前にピストンサポート２０を傾倒状態から起立状態にする作業では、作業員は、ピストン１１上から、固定部２１を吊持するワイヤ７０を弛めて繰り出すことで可倒部２２を起立させることができ、さらに、ピストンサポート２０内に棒材４０を挿入して取り付けるだけで、ピストンサポート２０の起立状態を維持できる。また、点検・補修作業後にピストンサポート２０を起立状態から傾倒状態に戻す作業では、作業員は、ピストン１１上から、ピストンサポート２０内の棒材４０を抜き取るとともに、ワイヤ７０を引っ張って固定することで、容易かつ迅速に可倒部２２を傾倒させて、収容部６０内に収容できる。
【００５２】
次に、図７を参照して、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０を収容する収容部の変更例について説明する。図７は、本実施形態の変形例にかかる可倒式のピストンサポート２０の収容部６５を示す断面図である。
【００５３】
図７に示す変更例では、ピストンサポート２０の傾倒した可倒部２２を収容する収容部６５が、ピストン１１ではなく、底板１２に設けられている。即ち、ピストン１１には、ピストンサポート２０の固定部２１を固定するためのサポート取付部５０のみが設置されている。これにより、ピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置（ヒンジ結合位置）は、ピストン１１の下面１１ａ位置となっており、このピストン１１の下面１１ａ位置で、固定部２１に対して可倒部２２が傾倒する。一方、底板１２には、このようにピストン１１の下面１１ａで傾倒した可倒部２２に対応する位置に、収容部６５が陥没形成されている。この収容部６５も、上記図３〜図６で示した収容部６０と同様に、傾倒した可倒部２２を収容可能な大きさ及び形状を有している。
【００５４】
このような収容部６５を底板１２に設けることで、図７（ｂ）に示すように、ピストン１１に着底時に、傾倒された可倒部２２を、底板１２の収容部６５内に収容できる。このため、可倒部２２により制限されることなく、ピストン１１は最低位置まで降下できるため、ピストン１１と底板１２とは隙間なく接触することができる。なお、収納部の施工性の観点からは、この図７に示したように底板１２に収容部６５を形成する場合よりも、上記図３〜図６に示したようにピストン１１に収容部６０を形成する場合の方が、製造が容易であるので好ましい。
【００５５】
以上のように、ピストン１１又は底板１２に収容部６０、６５を形成して、傾倒した可倒部２２を収容可能とすることで、ピストン１１着底時に、ピストン１１と底板１２との間に、可倒部２２の直径分（例えば８０ｍｍ）の隙間が生じないようにできる。これにより、ガスホルダー１０の運転中に、ピストン１１と底板１２との間のガス貯留空間が誤って負圧になった時であっても、ピストン１１と底板１２とが隙間なく接触できるので、薄く低強度のピストン１１が負圧により変形・破損することを防止できる。
【００５６】
次に、図８を参照して本実施形態にかかるピストンサポート２０の別の変更例として、ガスホルダー１０の運転中に誤って負圧になった時のピストン１１保護のため、上記のような収容部６０、６５を設けずに対処する例について説明する。
【００５７】
図８に示すように、本変形例にかかるガスホルダー１０では、ガスホルダー１０内のガス貯留空間のガス圧を検出するガス圧検出器８０（「ガス検出手段」に相当する。）と、当該ガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、ガスホルダー１０からのガス流出を遮断する制御装置８１（「制御手段」に相当する。）とが設けられている。ガス圧検出器８０は、例えば、ガスホルダー１０のガス流出入口１７付近の配管８２に設けられているが、ガス貯留空間のガス圧を検出可能な位置であれば、任意の位置に設置できる。また、制御装置８１は、ガス流出制御弁の一例として構成されたホルダー出入口弁１８を開閉制御することで、ガスホルダー１０内へのガスの流入量、及び、ガスホルダー１０外へのガスの流出量を制御するものである。
【００５８】
かかる構成において、ガスホルダー１０の運転時に、ガス圧検出器８０により、ガスホルダー１０内のガス貯留空間のガス圧が、所定の基準圧力（例えばゼロ以上の所定の正圧）以下に低下したことが検出されると、制御装置８１は、ホルダー出入口弁１８を閉めて、ガスホルダー１０からのガス流出を緊急遮断する。これにより、ガスホルダー１０内のガス貯留空間が負圧になることを防止できる。
【００５９】
従って、図８中の拡大図に示すように、着底したピストン１１と底板１２との間に、傾倒した可倒部２２の直径分の僅かな隙間Ｓが存在する場合であっても、この隙間Ｓ内が負圧にならないので、誤ってピストン１１が負圧により変形して破損してしまうことを防止できる。このように、図８の変更例では、ピストン１１や底板１２に収容部６０、６５を設けなくとも、ホルダー出入口弁１８の緊急遮断ができようにすることで、ガスホルダー１０の有効容量が上記隙間Ｓ分だけ僅かに減少することを許容するだけで、収容部６０、６５を設けた場合と同様にピストン１１の保護効果を得ることができる。また、ピストン１１又は底板１２に収容部６０、６５を形成しなくて済むので、ガスホルダー１０の施工性に優れるという利点もある。
【００６０】
以上、本実施形態にかかるガスホルダー１０のピストンサポート２０の構成について説明した。次に、上記構成のピストンサポート２０を備えたガスホルダー１０における、点検・補修作業方法の手順について説明する。
【００６１】
ガスホルダー１０の通常運転を終了して、ガスホルダー１０の内面の点検・補修作業を行う場合には、まず、ガスホルダー１０内の貯蔵ガスを抜いて、ピストン１１を着底させる。かかる状態では、着底したピストン１１と底板１２との間の若干の隙間に、貯蔵ガスである例えばＣＯガス（発火性、有毒）が残存している。
【００６２】
そこで、当該隙間にＮ２ガス（窒素ガス）を吹き込んで、ＣＯガスを追い出す。このＮ２ガスの吹き込みによるＣＯガス抜きの作業は、ピストン１１を上下させながら何度か繰り返す。この結果、ＣＯガス濃度が基準以下になったときに、今度は上記隙間にエアーを吹き込んで、残存しているＮ２ガス（非発火性）を追い出す。このエアー吹き込みによるＮ２ガス抜きの作業も、ピストン１１を上下させながら何度か繰り返す。この結果、Ｎ２ガス濃度が基準以下になったときに、エアー吹き込み量を調整して、ピストン１１を、底板１２からピストンサポート２０の長さと同じか若干大きい高さに浮いた状態で停止させる。
【００６３】
その後、この浮いたピストン１１上に作業員が載って、傾倒状態にあるピストンサポート２０を起立状態にする作業を行う。具体的には、まず、ピストン１１上に載った作業員が、傾倒状態にあるピストンサポート２０の固定部２１を吊持しているワイヤ７０を弛めて、ピストンサポート２０の可倒部２２を起立させる。
【００６４】
次いで、作業員が、仕切フランジ３０をピストンサポート２０の上端の固定部２１から外す。仕切フランジ３０を外しても、ピストン１１下のガス圧がさほど大きくないので、ピストンサポート２０からエアーが強い圧力で噴出することはない。
【００６５】
さらに、作業員が、ピストン１１上からピストンサポート２０の内部に棒材４０を挿入して、固定部２１と可倒部２２とを連結するように取り付ける。これにより、固定部２１に対して可倒部２２が傾動不能となるので、ピストンサポート２０が倒れないよう補強できる。以上のような作業を全てのピストンサポート２０に対して行うことで、全てのピストンサポート２０を起立させて、ピストン１１を安定的に支持して、作業スペースを確保できるようになる。
【００６６】
その後、ピストン１１と底板１２との間の作業スペースに、作業員が入って、点検・補修作業を行う。この点検作業では、底板１２の表面と、ピストン１１の内面（下面）について、防食塗装の腐食状況や、溶接箇所の割れなどを点検する。さらに、不具合のある箇所があった場合には、当該箇所を適宜補修する。
【００６７】
次いで、かかる点検・補修作業の終了後に、再度ピストン１１上に作業員が載って、起立状態にあるピストンサポート２０を傾倒状態にする作業を行う。具体的には、まず、ピストンサポート２０内の棒材４０を取り外して、可倒部２２が傾倒可能な状態にし、次いで、仕切フランジ３０をピストンサポート２０の固定部２１に取り付けて、ピストンサポート２０を介したガス漏れを遮断する。次いで、ピストン１１上からワイヤ７０を引っ張って、ピストンサポート２０の可倒部２２を傾倒させた後に、この傾倒状態の可倒部２２を吊持できるように、ワイヤ７０をピストン１１上の所定位置に固定する。以上のような作業を全てのピストンサポート２０に対して行うことで、全てのピストンサポート２０を傾倒させて、ガスホルダー１０の通常運転時に、ピストンサポート２０が邪魔にならないようにできる。
【００６８】
以上のように、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、作業員がピストン１１の上から傾倒及び起立させることが可能な、ヒンジ付き可倒式構造を有しており、ピストン１１に常設されている。これにより、ガスホルダー１０の通常運転時は、ピストンサポート２０を折り曲げて「Ｌ字」型として、ガスホルダー１０の有効容量を確保することができる。一方、ホルダー内部の点検・補修時は、ピストンサポート２０を「Ｉ字」型としてピストン１１を支持して、作業スペースを確保することができる。
【００６９】
従って、ガスホルダー１０の点検・保守作業時に、従来のようなピストンサポート着脱作業が不要であるので、作業の合理化を図ることができるとともに、工期短縮によるコストメリットを享受できる。
【００７０】
即ち、ガスホルダー１０内部の点検・補修の前作業（ピストンサポート取り付け）及び後作業（ピストンサポート取り外し）に要する労力及び時間を大幅に低減して、当該点検・補修作業を容易かつ迅速に行うことができる。特に、昨今では、作業スペースを大きく確保するため、ピストンサポートがより長く（例えば１．２ｍ→１．８ｍ）、より重く（例えば１６ｋｇ／本→２３ｋｇ／本）なる傾向にある。本実施形態では、かかる長く重いピストンサポート２０であっても、ピストン１１に常設されているため、運搬及び取り付け作業等が不要であるので、作業員はピストンサポート２０を容易かつ迅速に取り扱うことができる。よって、従来では、丸一日要していた作業時間を、例えば半日程度に短縮できる。このように点検・補修作業を合理化することで、点検・補修費用を削減することができる。
【００７１】
また、ガスホルダー１０の点検・補修作業の工期を短縮することで、点検・補修作業に伴うガスホルダー１０の停止期間を短縮できる。従来では、ガスホルダー１０の停止期間中には、他の設備で製造されたガス（転炉ガス等）は、ガスホルダー１０に貯蔵できないため、大気放散して無駄になっていた。この点、本実施形態では、点検・補修作業に伴うガスホルダー１０の停止期間が短いので、より多くのガスを貯蔵して、ガス放散量を削減できる。
【００７２】
また、上記の可倒式構造のピストンサポート２０をピストン１１に常設したとしても、ガスホルダー１０の通常運転時には、ピストンサポート２０を傾倒状態にしておくことで、ピストン１１の昇降可能なストローク長をピストンサポート２０により制限しなくて済むので、ガスホルダー１０の有効容量を確保できる。さらに、ピストンサポート２０の傾倒した可倒部２２を、ピストン１１又は底板１２の収容部６０、６５に収容することによって、ピストン１１のストローク長を完全に確保できる。よって、従来のようにピストンサポートを着脱する場合と比べても、ガスホルダー１０の有効容量を低減することがない。
【００７３】
さらに、ガスホルダー１０におけるガス貯留開始前には、ホルダー内にＮ２ガスを入れてエアーを追い出し、さらにＣＯガスを入れてＮ２ガスを追い出すといったガス入れ替え作業が必要である。この点、仮に可倒式でないピストンサポートをピストン１１に常設した場合には、ピストン１１と底板１２との間にサポート長分の隙間がどうしても生じるため、上記のようにガスホルダー１０の有効容量が大幅に減るばかりでなく、上記ガス入れ替え作業の作業効率が大幅に低下するという問題がある。しかし、本実施形態では、ピストンサポート２０が可倒式であり、倒れた可倒部２２を収容部６０に収容できるので、着底したピストン１１と底板１２とがほぼ隙間なく接触できる。従って、ガスの入れ替え量を削減できるので、上記ガス入れ替え作業を容易にして、作業時間を短縮し、作業効率の向上が図れる。
【００７４】
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、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、ピストンサポート２０を固定部２１と可倒部２２に分離構成して可倒式構造としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、固定部２１を設けずに、ピストンサポート全体を可倒式とし、ピストン１１の下面に対してピストンサポートの上端を、ヒンジ結合等により傾動自在に取り付けることもできる。これにより、ピストンサポートの設置作業を容易かつ迅速に行うことができ、ガスホルダー１０の製造コストを低減できる。
【００７６】
また、上記実施形態では、ピストン１１にピストンサポート２０を設置するために、ピストン１１のサポート取付部５０に、ピストンサポート２０の固定部２１を固定したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ピストン１１にサポート取付部５０を設けずに、ピストン１１の下面１１ａ側に、ピストンサポート２０の固定部２１を直接的に取り付けてもよく、これにより、ピストン１１をシンプルな板状構造にでき、施工性を向上させ、製造コストを低減できる。
【００７７】
また、上記実施形態では、ワイヤ７０を用いてピストンサポート２０を強制的に傾倒させ、かつ、傾倒した固定部２１を吊持したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ガスホルダー１０の底板１２はドーム形状であり、ピストンサポートが当接される箇所の底板１２は傾斜しているので、ピストンサポートの下端部にローラなどの滑動手段を設置して、当該下端部が滑動し易くしておくことで、ピストン１１が着底したときに、ピストンサポートが自然に傾倒するようにすることも可能である。これにより、ピストンサポートを傾倒させるために上記のワイヤ７０を設けなくてもよくなるとともに、点検・補修作業時の作業員の労力を低減することができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有し、ピストン１１が側板１３にゴムシール機構１６を介して連結されたガスホルダー１０（所謂「ウィギンス型ガスホルダー」）の例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーであれば、上記「ウィギンス型ガスホルダー」以外のガスホルダーにも適用できる。例えば、シール機構として、ゴム以外の各種の膜によるシール機構を備えたガスホルダーにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態にかかるガスホルダーの通常動作時の構成を示す模式図である。
【図１Ｂ】同実施形態にかかるガスホルダーの停止時の構成を示す模式図である。
【図１Ｃ】同実施形態にかかるガスホルダーの内部点検時の構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態にかかるガスホルダーのピストンにおけるピストンサポートの配置を示す平面図及び側面図である。
【図３】同実施形態にかかるピストンサポート構造を示す分解斜視図である。
【図４】同実施形態にかかるピストンサポート構造を示す縦断面図である。
【図５】同実施形態にかかる可倒式のピストンサポートの傾倒状態を示す断面図及び部分拡大図である。
【図６】同実施形態にかかる可倒式のピストンサポートの起立状態を示す断面図及び部分拡大図である。
【図７】同実施形態の変形例にかかる可倒式のピストンサポートの収容部を示す断面図である。
【図８】同実施形態の変形例にかかるガスホルダーの全体構成を示す模式図である。
【図９】従来のガスホルダーの動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ ガスホルダー
１１ ピストン
１２ 底板
１３ 側板
１４ 屋根
１５ 換気口
１６ ゴムシール機構
１７ ガス流出入口
１８ ホルダー出入口弁
１９ ブロワー
２０ ピストンサポート
２１ 固定部
２２ 可倒部
２３ ヒンジ部
２４ 固定部フランジ
２５ 第１挿通部
２６ 第２挿通部
２７ 受け部
３０ 仕切フランジ
３１ ボルト
４０ 棒材
５０ サポート取付部
６０、６５ 収容部
６２ ワイヤ貫通孔
７０ ワイヤ
７２ シール部材
８０ ガス圧検出器
８１ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダーに関し、特に、ガスホルダー内部の点検・補修を容易に行うためのピストンサポート構造を有するガスホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスホルダーは、その内部にガスを貯留する装置であり、ガスの需要と供給の変動（アンバランス）量をピストンの上下動により時間的に吸収することができる。ガスホルダーとしては、図９に示すように、ピストン１と底板２とが同一形状を有しており、ピストン１の着底時にピストン１と底板２とがほぼ隙間無く接触するタイプのガスホルダー（例えば「ウィギンス型ガスホルダー」）が知られている。このガスホルダーにおいて、ピストン１は、側板３と屋根４とで囲まれた空間内を、ガス貯留量に応じて昇降自在である。
【０００３】
このタイプのガスホルダーでは、図９（ｂ）に示すように、ピストン１の着底時に底板２との間に隙間が無いことから、図９（ｃ）に示すように、ガスホルダー内部の点検・補修を実施する際には、その都度、ピストン１と底板２との間に複数のピストンサポート５を取り付けて、ピストン１の荷重をピストンサポート５を介して底板２で支持して、作業スペースを確保する必要がある。このピストンサポート５の取り付け作業は、作業員がピストン１の上部に載り、仕切フランジ６を取り外した後に、ピストン１の上側から底板２との間にピストンサポート５を挿入して、ピストン１にピストンサポート５を取り付けるといった手順で行っていた。
【０００４】
一方、特許文献１、２に記載の浮屋根式原油タンクと同様に、ピストンサポート５を取り付けたままでガスホルダーを運転すると、ホルダー内でピストン１が昇降できるストローク長がピストンサポート５の長さ分だけ短くなるので、ガスホルダーの有効容量が減少するという問題があるとともに、流入ガスが無い時に払出ブロワーによる吸引によってガス貯留空間が負圧となり、他タイプのホルダーと比べて薄く低強度のピストン１を破損する恐れがあるという問題がある。従って、上記点検・補修作業の完了後にホルダーを運転開始する時には、その都度、全てのピストンサポート５を取り外す必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−８２９８１号公報
【特許文献２】特開昭１０−１７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のピストンサポート構造では、ガスホルダー停止時（点検・補修作業時）に、その都度、ピストンサポート５の取り付け・取り外し作業を行う必要があり、当該作業に多くの労力と作業時間がかかるという問題があった。特に、大型ホルダーでは、ピストン支持機能を確保するため、重量が重いピストンサポート５を多数設置する必要があり、また、ホルダー内部での作業性を改善するため、ピストンサポート５によるサポート長が長くなる傾向にある。よって、ピストンサポート５の脱着作業は、更に多くの労力と作業時間を要する傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことが可能な、新規かつ改良されたピストンサポート構造を有するガスホルダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーにおいて、ピストンと底板との間に起立配置されて、ピストンを底板から離隔した位置に支持する複数のピストンサポートを備え、ピストンサポートは、ピストンに対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有することを特徴とする、ガスホルダーが提供される。
【０００９】
かかる構成により、可倒式構造のピストンサポートを、ピストンに対して傾倒可能に連結して、ピストンに常設する。これにより、ガスホルダーの通常運転時には、可倒式構造のピストンサポートの少なくとも一部を傾倒させることができる。このため、ホルダー内でピストンが昇降できるストローク長が制限されないので、ピストンサポートを取り付けない場合と同様にガスホルダーの有効容量を確保できる。さらに、ガスホルダー内部の点検・補修時には、上記可倒式構造のピストンサポートを起立させて、ピストンと底板との間でピストンの荷重を支持することができる。これにより、ピストンに取り付けられたピストンサポート起立させるだけで、ピストンサポートを容易かつ迅速に設置でき、点検・補修作業を容易に実行できる。
【００１０】
また、ピストンサポートは、ピストンに固定される固定部と、固定部にヒンジ結合される可倒部と、からなるようにしてもよい。これにより、ピストンサポートは固定部でピストンに固定され、この固定部にヒンジ結合された可倒部は、固定部に対して傾動できる。よって、上記可倒式構造のピストンサポートを好適に実現できる。
【００１１】
また、ピストンサポートは、ピストンを貫通して配される管材で構成され、ピストンサポートの管内には、固定部と可倒部を連結する棒材を取り付け可能であるようにしてもよい。このように、ピストンサポートの管内に、固定部と可倒部を連結する棒材を取り付けることで、固定部に対して可倒部が傾動しないように固定できる。よって、傾倒可能なピストンサポートの起立状態を、棒材により安定して維持できる。
【００１２】
また、一端がピストンサポートに結合され、他端がピストンを貫通してピストンの上側に配されて、傾倒した状態のピストンサポートを吊持可能な線材をさらに備えるようにしてもよい。これにより、ピストン上から線材を引っ張ることで、ピストンサポートを傾倒させることができ、さらに、傾倒したピストンサポートを線材により吊持して、傾倒状態を維持できる。
【００１３】
また、ピストンには、傾倒したピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されているようにしてもよい。これにより、傾倒されたピストンサポートの少なくとも一部は、ピストンに陥没形成された収容部に収容されるため、ピストン下面よりも下方に突出することがない。よって、ピストン着底時に、ピストンと底板との間で、ピストンサポートの傾倒部分が邪魔にならないので、ピストンと底板とが密接できる。
【００１４】
また、底板には、傾倒したピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されているようにしてもよい。これにより、ピストン着底時には、傾倒されたピストンサポートの少なくとも一部は、底板に陥没形成された収容部に収容される。このため、ピストンと底板との間で、ピストンサポートの傾倒部分が邪魔にならないので、ピストンと底板とが密接できる。
【００１５】
また、ガスホルダー内のガス圧を検出するガス圧検出手段と、ガス圧検出手段により検出されるガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、ガスホルダーからのガス流出を遮断する制御手段と、をさらに備えるようにしてもよい。これにより、ガス圧検出手段により、ガスホルダー内のガス圧が所定の基準圧力以下になったことを検出したときに、制御手段により、ガスホルダーからのガス流出を遮断する。このため、ガスホルダー内のガス圧が負圧になることを防止できるので、着底したピストンと底板との間に隙間があることに起因して、負圧によりピストンが破損することを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、ピストンサポートを可倒式構造とすることで、従来のような煩雑な着脱作業が不要であるので、ホルダー内部の点検・補修作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
まず、図１Ａ〜Ｃを参照して、本発明の一実施形態にかかるガスホルダー１０の全体構成について説明する。図１Ａ〜Ｃは、本実施形態にかかるガスホルダー１０の全体構成を、運転時、停止時、内部点検時ごとにそれぞれ示す模式図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、本実施形態にかかる特徴である可倒式のピストンサポート２０が傾倒された状態であるため、その図示を省略してある。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態にかかるガスホルダー１０は、ホルダー内に昇降自在に配設される円形ドーム状のピストン１１と、ホルダー底部に設置される円形ドーム状の底板１２と、ホルダー側面を取り囲むように起立配置された円筒形の側板１３と、ホルダー上部を覆う円形ドーム状の屋根１４とを主に備える。
【００２０】
このガスホルダー１０は、全体として略円筒形状を有する乾式ガスホルダーであって、ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有し、前記ピストン１１が側板１３にゴムシール機構１６を介して連結されたタイプのガスホルダー（「ウィギンス型ガスホルダー」ともいう。）である。かかるガスホルダー１０は、例えば、高さ数十ｍ、直径数十ｍ（例えば）の大型の貯蔵設備であり、その内部に、例えば、転炉ガス（ＬＤＧ）、高炉ガス（ＢＦＧ）、コークス炉ガス（ＣＯＧ）、天然ガス、石炭ガスなどといった各種のガスを貯蔵（例えば貯蔵量：７万ｍ３）できる。なお、以下では、ガスホルダー１０に転炉ガス（例えば、ＣＯガス：約７０％、残部：Ｎ２ガス及びＣＯ２ガス）を貯蔵する例について説明する。
【００２１】
ピストン１１は、その外周がホルダー直径より若干小さい径の略円形であり、その中心部が最高点に位置するような円形ドーム形状を有する。このピストン１１は、板厚が例えば４．５ｍｍ程度の比較的薄い鋼板等で製造されており、その強度を補強するための梁材等の構造補強材は取り付けられていない。このため、ピストン１１の板厚により、ピストン１１の質量が定まり、この結果、ピストン１１の下部に貯蔵されるガス圧が決定する。かかるピストン１１は、その下部側に貯蔵されるガス量に応じて、ホルダー内を昇降自在である（図１Ａ参照）。
【００２２】
底板１２は、例えば、コンクリート等を打設して製造された基台の上面に、鋼板等をドーム状に貼り合わせた構造である。この底板１２とピストン１１とは、略同一の円形ドーム形状を有しており、また、上記のようにピストン１１には構造補強材が設置されていない。従って、ガスホルダー１０が停止してピストン１１が着底したときには、ピストン１１と底板１２とは、ほぼ隙間無く接触する（図１Ｂ参照）。このように両者間に隙間がないことで、ホルダー内へのガス流入がない場合であっても、ピストン１１と底板１２との間が負圧になりにくいので、薄い板状のピストン１１が変形して破損することを防止できる。
【００２３】
側板１３及び屋根１４は、例えば、複数の鋼板等を溶接等により気密に接合して構築される。また、屋根１４の中心部には換気口１５が設けられており、さらに、側板１３には、不図示の複数のシェルベント（小さな換気窓）が配置されている。ピストン１１が上昇したときには、ゴムシール機構１６のシールゴム（アウターシール１６１）がガス圧力により側板１３に押し付けられるため、上記シェルベントにより、側板１３と当該シールゴムとの間の空気を円滑に抜くことができるようになっている。なお、屋根１４の形状は、図示のドーム形状の例に限定されず、例えば、平坦な円板形状または円錐形状などであってもよい。
【００２４】
また、ピストン１１は、ゴムシール機構１６を介して側板１３に昇降自在に連結されている。このゴムシール機構１６は、例えば、アウタシール１６１を介して側板１３に対して昇降自在に配設されたＴフェンダ１６２と、インナシール１６３を介してＴフェンダ１６２に対して昇降自在に配設され、ピストン１１の外縁を支持する支持具１６４と、ホルダー内の底部外縁に側板１３に沿って配設されるＴフェンダ架台１６５と、から構成される。アウタシール１６１及びインナシール１６３は、弾性変形可能なゴムシールで形成されており、これにより、側板１３とＴフェンダ１６２との間、及び、Ｔフェンダ１６２と支持部１６４との間をシールできる。
【００２５】
かかるゴムシール機構１６によりピストン１１と側板１３とをシールすることで、ピストン１１下部の貯留空間に貯留されたガスが、ピストン１１と側板１３との間から、ピストン１１の上部空間に漏れることを防止できる。また、かかるゴムシール機構１６を用いることにより、上記のようにピストン１１の構造を支持するための構造補強部材が設置不要となるため、ピストン１１と底板１２を略同一形状の簡易な構造にできるとともに、ピストン１１がシール機構上の制約を受けることなくホルダー底部まで到達できる。従って、ピストン１１の着底時に、ピストン１１と底板１２とがほぼ隙間無く接触できるようになる。
【００２６】
また、側板１３の下部には、ガスホルダー１０内にガスを流入／流出するためのガス流出入口１７が設けられている。このガス流出入口１７、ホルダー出入口弁１８及び配管を介して、外部のブロワー１９によって、ガスホルダー１０内にガスが流出入される。なお、本実施形態では、ガスホルダー１０にガス流出入口１７を１つだけ設置しているが、かかる例に限定されず、ガス流入口とガス流出口とを別々に設置してもよい。
【００２７】
以上のような構造のガスホルダー１０において、ピストン１１の内面（即ち、下面）及び底板１２の点検・補修作業を行う場合には、図１Ｃに示すようにピストン１１と底板１２との間に複数のピストンサポート２０を起立配置して、ピストンサポート２０によりピストン１１の荷重を支持することで、ピストン１１の下方に作業スペースを確保する必要がある。このように、ピストンサポート２０は、ピストン１１と底板１２との間に起立配置されて、ピストン１１を支持する棒状の支持部材である。
【００２８】
ここで、図２を参照して、ピストンサポート２０の配置例について説明する。図２は、本実施形態にかかるピストン１１におけるピストンサポート２０の配置例を示す（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、複数のピストンサポート２０が、平面円形のピストン１１の中心点を中心とした各同心円上に、周方向に沿って等間隔で配設されている。また、図２（ｂ）に示すように、複数のピストンサポート２０は、ピストン１１の径方向にも、ほぼ等間隔で配設されている。これにより、ピストン１１と底板１２との間に複数のピストンサポート２０を略均等に配置して、バランス良くピストン１１を支持できる。図２の例では、例えば、直径約５４．８ｍのピストン１１に対して、２０５本もの多数のピストンサポート２０が略均等な間隔で配置されている。
【００３０】
ところで、図９に示したように、従来のピストンサポート５は、ホルダー内の点検・補修作業時にその都度、着脱されるものであった。これに対して、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、以下に詳述するように、ピストン１１に対して傾倒可能に連結された備え付けタイプであり、ピストン１１下面位置で折り曲げることが可能な可倒式構造を有することを特徴としている。
【００３１】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構成について詳細に説明する。図３は、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構造を示す分解斜視図であり、図４は、本実施形態にかかるピストンサポート２０の構造を示す縦断面図である。
【００３２】
図３及び図４に示すように、このピストンサポート２０は、全体としては、例えば、中空の管形状を有しており、例えば鋼管などの管材で構成される。ピストンサポート２０の寸法は、例えば、直径約８０ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、質量は例えば約２３ｋｇ／本である。また、ピストンサポート２０の材質は、例えば、ステンレス鋼等の金属製であり、ピストン１１を支持するために十分な強度を有している。なお、図示の例のピストンサポート２０は、強度面と製造の容易さの観点から、例えば、円形の横断面形状を有する鋼管で構成されているが、かかる例に限定されず、四角、多角形、楕円など任意の横断面形状であってもよい。
【００３３】
ピストンサポート２０は、大別すると、ピストン１１に固定される固定部２１と、この固定部２１の下部側に結合される可倒部２２と、固定部２１と可倒部２２とをヒンジ結合するヒンジ部２３と、から構成されている。かかる構成により、ピストンサポート２０は、ヒンジ部２３のヒンジ軸を中心として、固定部２１に対して可倒部２２を傾動可能な可倒式構造となっている。このように、ピストンサポート２０は、従来では一体構成されていた管材を固定部２１と可倒部２２とに分離構成し、この固定部２１と可倒部２２とをヒンジ部２３によりヒンジ結合することで、ピストン１１の下面側で、可倒部２２を一方向に折り曲げることが可能である。
【００３４】
かかるピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２は、同一の外径及び内径を有する管材で構成されており、ピストン１１に取り付けられる固定部２１の長さは例えば２００ｍｍで、ピストン１１下方に露出される可倒部２２の長さは例えば１８００ｍｍであり、可倒部２２が固定部２１よりも数倍以上長い。ピストンサポート２０が起立状態にあるときには、これらの固定部２１と可倒部２２は同一軸線上に配置され、ピストン１１の荷重を鉛直方向に伝達する支持部材として機能する。なお、図４に示すように、可倒部２２の下端面２２ｂは、底板１２に当接される部分であるので、この当接位置の底板１２の形状に応じた傾斜面となっている。
【００３５】
また、固定部２１の上端には、固定部２１の下部側及び可倒部２２よりも大きい径の固定部フランジ２４が設けられている。この固定部フランジ２４の上面には、例えば円板状の仕切フランジ３０が、ボルト３１等の固定部材により着脱可能に取り付けられる。図示の例では、例えば４本のボルト３１が、仕切フランジ３０の貫通孔３０ａを貫通して、固定部フランジ２４のボルト孔２４ａに螺合することで、仕切フランジ３０が固定部フランジ２４に固定されるようになっている。かかる仕切フランジ３０を固定部フランジ２４に取り付けることにより、ピストンサポート２０内の中空空間の上端を遮蔽し、ピストン１１下方にあるガスがピストンサポート２０の内部を通ってピストン１１上方に漏れること防止できる。なお、図示の例では、仕切フランジ３０と固定部フランジ２４とを同一の外径としているが、これらの大小は任意である。
【００３６】
また、ピストンサポート２０の管内（中空空間）における例えばヒンジ部２３とは他側の内面には、固定部２１から可倒部２２にかけて挿通される棒材４０を取り付け可能となっている。この棒材４０は、ピストンサポート２０内に挿抜可能な太さの例えば円形断面の棒鋼等で構成され、固定部２１に対する可倒部２２の傾動を不能にするための固定具として機能する。さらに、この棒材４０をピストンサポート２０内の所定位置に安定して取り付けるために、固定部２１の貫通孔２１ａの内面には、棒材４０を挿通可能な管状の第１挿通部２５が装着され、一方、可倒部２２の貫通孔２２ａの内面には、棒材４０を挿通可能な管状の第２挿通部２６と、この第２挿通部２６の下方に配置された受け部２７とが装着されている。かかる取付構造により、棒材４０をピストン１１上面側からピストンサポート２０の内部に挿入し、第１挿通部２５及び第２挿通部２６に挿通して、受け部２７に当接させることで、棒材４０をピストンサポート２０内に取り付けることができる。このように棒材４０を取り付けることにより、ガスホルダー１０の点検・補修作業時に、固定部２１に対して可倒部２２が傾倒しないように固定して、ピストンサポート２０の起立状態を維持できる。
【００３７】
なお、図示の例では、ピストンサポート２０内に取り付けられる棒材４０は、貫通孔２１ａ、２２ａより小径で、ピストンサポート２０長より短いものを用いているが、かかる例に限定されない。棒材４０は、ピストンサポート２０の管内に挿抜可能で、固定部２１に対し可倒部２２を傾動不能に固定するものであれば、その太さ、長さは問わず、例えば、ピストンサポート２０内の中空空間と同一の長さ及び径を有する棒鋼を、ピストンサポート２０内の全体に挿入して、固定部２１と可倒部２２を連結してもよい。
【００３８】
また、上記のようなピストンサポート２０は、ピストン１１に設けられたサポート取付部５０に固定される。つまり、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、従来のように着脱式ではなく、その上部がピストン１１に固定されて常設されるものである。
【００３９】
サポート取付部５０は、例えば、ピストン１１の上方に向けて突出形成された例えば略円筒部材であり、その内部には、ピストン１１を上下方向に貫通する貫通孔５０ａが形成されている。このサポート取付部５０の貫通孔５０ａには、ピストンサポート２０の可倒部２２及び固定部２１を挿入できる。図４に示すように、ピストンサポート２０は、ピストン１１のサポート取付部５０を貫通した状態で、その上部にある固定部２１がサポート取付部５０に溶接等により固定される。このとき、固定部２１の下部側がサポート取付部５０の貫通孔５０ａ内に挿入・固定され、貫通孔５０ａより大径の固定部フランジ２４がサポート取付部５０の上端に係止される。このようにして、ピストンサポート２０の固定部２１はピストン１１と一体化され、この結果、ピストンサポート２０はピストン１１に常設されることとなる。
【００４０】
また、図３及び図４に示すように、ピストン１１には、サポート取付部５０に隣接する位置に、ピストン１１を上方側に陥没形成した収容部６０が設けられている。この収容部６０は、ピストンサポート２０の傾倒部分、即ち、ヒンジ部２３で折れ曲がって傾倒した可倒部２２を収容する機能を有する。かかる収容部６０は、可倒部２２の傾倒する方向に形成され、傾倒した可倒部２２を収容可能な形状及び大きさを有する。例えば図示の例では、収容部６０は、断面略Ｕ字形の箱状の陥没部となっており、その長さは可倒部２２の軸方向長さより大きく、その深さは、可倒部２２の直径よりも深い。この収容部６０の内部空間は、上記サポート取付部５０の貫通孔５０ａと連通している。
【００４１】
このような収容部６０をピストン１１に設けることにより、ピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置（ヒンジ結合の位置）を、ピストン１１の下面１１ａの位置よりも上方にすることができるとともに、可倒式構造のピストンサポート２０が傾倒したときに、傾倒した可倒部２２を収容部６０に収容できる。よって、傾倒した可倒部２２がピストン１１の下面１１ａより下方に突出しないようにできる。
【００４２】
また、このようなピストンサポート２０の折り曲げ（可倒部２２の傾倒）をピストン１１上より可能とし、かつ折り曲げたまま固定するために、図４に示すように、ピストンサポート２０の可倒部２２には、ワイヤ７０が取り付けられている。このワイヤ７０は、可倒部２２を傾倒した状態で吊持するための線材の一例であり、このワイヤ７０以外にも、針金、紐、ピアノ線などといった他の任意の線材で代用可能である。かかるワイヤ７０は、その一端が固定具７１により可倒部２２に結合され、他端がピストン１１を貫通してピストン１１の上側に配されて、ピストン１１上に固定される。また、かかるワイヤ７０がピストン１１を貫通できるようにするために、例えば、ピストン１１の収容部６０には、ワイヤ７０を挿通するためのワイヤ貫通孔６２が形成されている。
【００４３】
さらに、上記のワイヤ貫通孔６２の内側には、シール部材７２が装着されている。このシール部材７２は、例えばドライシール（パッキン、ゴムシールなど）で構成されており、ピストン１１に穿設されたワイヤ貫通孔６２でガス漏れがしないようにシールする。また、ピストンサポート２０の可倒部２２を傾倒させたり起立させたりする時には、ワイヤ貫通孔６２を介してワイヤ７０を移動させる必要があり、一方、それ以外の時は、ワイヤ７０が移動しないように固定する必要がある。かかる観点からは、シール部材７２を、ワイヤ７０を締め付ける力を調整可能なパッキン等で構成し、ワイヤ７０を移動させるときには、当該パッキンを緩めてワイヤ７０を移動可能とし、一方、ワイヤ７０を固定するときには、当該パッキンを締めてワイヤ７０を移動不能としてもよい。
【００４４】
次に、図５及び図６を参照して、上記のような可倒式構造を有するピストンサポート２０の動作について説明する。図５、図６は、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０の傾倒状態、起立状態をそれぞれ示す断面図及び部分拡大図である。
【００４５】
まず、図５に示す傾倒状態について説明する。図５に示すように、ガスホルダー１０の通常運転時には、ピストンサポート２０は、ピストン１１の下面１１ａ側に突出した可倒部２２が傾倒されて、収容部６０内に収容された傾倒状態となる。この傾倒状態では、図５中の拡大図に示すように、ピストンサポート２０内には上記棒材４０が挿入されていないので、ヒンジ部２３によりヒンジ結合された固定部２１と可倒部２２とを折り曲げることができる。この折り曲げ位置（固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置）は、収容部６０の内部空間の上端位置である。また、可倒部２２の傾倒方向（折り曲げ方向）は、ピストン１１の径方向外向きとすることが好ましく、これにより、各ピストンサポート２０の取付位置から、ドーム形状のピストン１１及び底板１２が低くなる方向に向けて可倒部２２を傾倒できるため、各ピストンサポート２０の傾倒角度を小さくできる。しかし、傾倒方向はそれ以外の任意の方向であってもよい。
【００４６】
また、このようなピストンサポート２０の折り曲げ動作（可倒部２２の傾倒動作）は、上記のワイヤ７０を用いて行われる。つまり、ピストンサポート２０を起立状態（図６参照）から傾倒状態（図５参照）にするときには、ピストン１１上に載った作業員が、ピストン１１上にあるワイヤ７０を引っ張ってたぐり寄せることで、このワイヤ７０の一端が連結された可倒部２２（起立状態）を傾倒させ、ヒンジ部２３を中心として傾動させて、収容部６０内に収容することができる。さらに、このように可倒部２２を傾倒させた状態で、ワイヤ７０を任意の固定手段（図示せず。）によりピストン１１上に固定すれば、ワイヤ７０の張力により可倒部２２を吊持して、可倒部２２の傾倒状態を維持できる。また、このようにワイヤ７０で可倒部２２が吊持された傾倒状態において、ピストン１１上の作業員がワイヤ７０の固定を解除して、ワイヤ貫通孔６２からピストン１１下方にワイヤ７０を送り出すことで、可倒部２２の自重により、傾倒状態の可倒部２２を起立させる（図６参照）こともできる。
【００４７】
次に、図６に示す起立状態について説明する。図６に示すように、起立状態のピストンサポート２０では、可倒部２２がピストン１１から鉛直方向下方に向けて起立されて、固定部２１と可倒部２２とが同一軸上に真っ直ぐに配置される。これにより、ピストン１１を下げて可倒部２２の下端面２２ｂを底板１２に当接させることで、ピストンサポート２０によりピストン１１の荷重を支持できる。このとき、可倒部２２の下端面２２ｂは、当節位置の底板１２の形状に応じた略傾斜面となるように調整されているため、この下端面２２ｂと底板１２とが隙間なく接触できる。このため、ピストンサポート２０は、ピストン１１の荷重を底板１２に適切に伝達できるとともに、ピストンサポート２０の当接により底板１２を損傷することがない。
【００４８】
また、この起立状態では、図６の部分拡大図に示すように、管状のピストンサポート２０の内部に、固定部２１と可倒部２２とを連結する棒材４０が取り付けられる。この棒材４０は、固定部２１内の第１挿通部２５と、可倒部２２内の第２挿通部２６の内部に挿入・固定されている。かかる棒材４０を取り付けることにより、起立した可倒部２２が傾倒しないように固定できるので、ピストンサポート２０は、折れ曲がることなく安定してピストン１１を支持できる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０は、上部側の固定部２１をピストン１１に固定し、下部側の可倒部２２を傾倒位置と起立位置との間で傾動できるようになっている。
【００５０】
これにより、ガスホルダー１０の運転時には、図５に示したようにピストンサポート２０を傾倒状態とすることにより、可倒部２２を傾倒して収容部６０内に収容し、ピストンサポート２０がピストン１１の下面１１ａより下方に突出しないようにできる。従って、ピストン１１の着底時に、ピストンサポート２０により邪魔されることなく、ピストンサポート２０が最低位置まで移動でき、ピストン１１と底板１２とがほぼ隙間なく接触することができる。従って、ピストンサポート２０によりピストン１１の昇降ストロークが制限されないので、ピストンサポート２０をピストン１１に常設したとしても、ガスホルダー１０の有効容量を確保できる。
【００５１】
一方、ガスホルダー１０の点検・保守作業時には、図６に示したようにピストンサポート２０を起立状態とすることで、ピストンサポート２０によりピストン１１を支持して、ピストン１１と底板１２との間に作業スペースを確保することができる。このとき、点検・補修作業前にピストンサポート２０を傾倒状態から起立状態にする作業では、作業員は、ピストン１１上から、固定部２１を吊持するワイヤ７０を弛めて繰り出すことで可倒部２２を起立させることができ、さらに、ピストンサポート２０内に棒材４０を挿入して取り付けるだけで、ピストンサポート２０の起立状態を維持できる。また、点検・補修作業後にピストンサポート２０を起立状態から傾倒状態に戻す作業では、作業員は、ピストン１１上から、ピストンサポート２０内の棒材４０を抜き取るとともに、ワイヤ７０を引っ張って固定することで、容易かつ迅速に可倒部２２を傾倒させて、収容部６０内に収容できる。
【００５２】
次に、図７を参照して、本実施形態にかかる可倒式のピストンサポート２０を収容する収容部の変更例について説明する。図７は、本実施形態の変形例にかかる可倒式のピストンサポート２０の収容部６５を示す断面図である。
【００５３】
図７に示す変更例では、ピストンサポート２０の傾倒した可倒部２２を収容する収容部６５が、ピストン１１ではなく、底板１２に設けられている。即ち、ピストン１１には、ピストンサポート２０の固定部２１を固定するためのサポート取付部５０のみが設置されている。これにより、ピストンサポート２０の固定部２１と可倒部２２とのジョイント位置（ヒンジ結合位置）は、ピストン１１の下面１１ａ位置となっており、このピストン１１の下面１１ａ位置で、固定部２１に対して可倒部２２が傾倒する。一方、底板１２には、このようにピストン１１の下面１１ａで傾倒した可倒部２２に対応する位置に、収容部６５が陥没形成されている。この収容部６５も、上記図３〜図６で示した収容部６０と同様に、傾倒した可倒部２２を収容可能な大きさ及び形状を有している。
【００５４】
このような収容部６５を底板１２に設けることで、図７（ｂ）に示すように、ピストン１１に着底時に、傾倒された可倒部２２を、底板１２の収容部６５内に収容できる。このため、可倒部２２により制限されることなく、ピストン１１は最低位置まで降下できるため、ピストン１１と底板１２とは隙間なく接触することができる。なお、収納部の施工性の観点からは、この図７に示したように底板１２に収容部６５を形成する場合よりも、上記図３〜図６に示したようにピストン１１に収容部６０を形成する場合の方が、製造が容易であるので好ましい。
【００５５】
以上のように、ピストン１１又は底板１２に収容部６０、６５を形成して、傾倒した可倒部２２を収容可能とすることで、ピストン１１着底時に、ピストン１１と底板１２との間に、可倒部２２の直径分（例えば８０ｍｍ）の隙間が生じないようにできる。これにより、ガスホルダー１０の運転中に、ピストン１１と底板１２との間のガス貯留空間が誤って負圧になった時であっても、ピストン１１と底板１２とが隙間なく接触できるので、薄く低強度のピストン１１が負圧により変形・破損することを防止できる。
【００５６】
次に、図８を参照して本実施形態にかかるピストンサポート２０の別の変更例として、ガスホルダー１０の運転中に誤って負圧になった時のピストン１１保護のため、上記のような収容部６０、６５を設けずに対処する例について説明する。
【００５７】
図８に示すように、本変形例にかかるガスホルダー１０では、ガスホルダー１０内のガス貯留空間のガス圧を検出するガス圧検出器８０（「ガス検出手段」に相当する。）と、当該ガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、ガスホルダー１０からのガス流出を遮断する制御装置８１（「制御手段」に相当する。）とが設けられている。ガス圧検出器８０は、例えば、ガスホルダー１０のガス流出入口１７付近の配管８２に設けられているが、ガス貯留空間のガス圧を検出可能な位置であれば、任意の位置に設置できる。また、制御装置８１は、ガス流出制御弁の一例として構成されたホルダー出入口弁１８を開閉制御することで、ガスホルダー１０内へのガスの流入量、及び、ガスホルダー１０外へのガスの流出量を制御するものである。
【００５８】
かかる構成において、ガスホルダー１０の運転時に、ガス圧検出器８０により、ガスホルダー１０内のガス貯留空間のガス圧が、所定の基準圧力（例えばゼロ以上の所定の正圧）以下に低下したことが検出されると、制御装置８１は、ホルダー出入口弁１８を閉めて、ガスホルダー１０からのガス流出を緊急遮断する。これにより、ガスホルダー１０内のガス貯留空間が負圧になることを防止できる。
【００５９】
従って、図８中の拡大図に示すように、着底したピストン１１と底板１２との間に、傾倒した可倒部２２の直径分の僅かな隙間Ｓが存在する場合であっても、この隙間Ｓ内が負圧にならないので、誤ってピストン１１が負圧により変形して破損してしまうことを防止できる。このように、図８の変更例では、ピストン１１や底板１２に収容部６０、６５を設けなくとも、ホルダー出入口弁１８の緊急遮断ができようにすることで、ガスホルダー１０の有効容量が上記隙間Ｓ分だけ僅かに減少することを許容するだけで、収容部６０、６５を設けた場合と同様にピストン１１の保護効果を得ることができる。また、ピストン１１又は底板１２に収容部６０、６５を形成しなくて済むので、ガスホルダー１０の施工性に優れるという利点もある。
【００６０】
以上、本実施形態にかかるガスホルダー１０のピストンサポート２０の構成について説明した。次に、上記構成のピストンサポート２０を備えたガスホルダー１０における、点検・補修作業方法の手順について説明する。
【００６１】
ガスホルダー１０の通常運転を終了して、ガスホルダー１０の内面の点検・補修作業を行う場合には、まず、ガスホルダー１０内の貯蔵ガスを抜いて、ピストン１１を着底させる。かかる状態では、着底したピストン１１と底板１２との間の若干の隙間に、貯蔵ガスである例えばＣＯガス（発火性、有毒）が残存している。
【００６２】
そこで、当該隙間にＮ２ガス（窒素ガス）を吹き込んで、ＣＯガスを追い出す。このＮ２ガスの吹き込みによるＣＯガス抜きの作業は、ピストン１１を上下させながら何度か繰り返す。この結果、ＣＯガス濃度が基準以下になったときに、今度は上記隙間にエアーを吹き込んで、残存しているＮ２ガス（非発火性）を追い出す。このエアー吹き込みによるＮ２ガス抜きの作業も、ピストン１１を上下させながら何度か繰り返す。この結果、Ｎ２ガス濃度が基準以下になったときに、エアー吹き込み量を調整して、ピストン１１を、底板１２からピストンサポート２０の長さと同じか若干大きい高さに浮いた状態で停止させる。
【００６３】
その後、この浮いたピストン１１上に作業員が載って、傾倒状態にあるピストンサポート２０を起立状態にする作業を行う。具体的には、まず、ピストン１１上に載った作業員が、傾倒状態にあるピストンサポート２０の固定部２１を吊持しているワイヤ７０を弛めて、ピストンサポート２０の可倒部２２を起立させる。
【００６４】
次いで、作業員が、仕切フランジ３０をピストンサポート２０の上端の固定部２１から外す。仕切フランジ３０を外しても、ピストン１１下のガス圧がさほど大きくないので、ピストンサポート２０からエアーが強い圧力で噴出することはない。
【００６５】
さらに、作業員が、ピストン１１上からピストンサポート２０の内部に棒材４０を挿入して、固定部２１と可倒部２２とを連結するように取り付ける。これにより、固定部２１に対して可倒部２２が傾動不能となるので、ピストンサポート２０が倒れないよう補強できる。以上のような作業を全てのピストンサポート２０に対して行うことで、全てのピストンサポート２０を起立させて、ピストン１１を安定的に支持して、作業スペースを確保できるようになる。
【００６６】
その後、ピストン１１と底板１２との間の作業スペースに、作業員が入って、点検・補修作業を行う。この点検作業では、底板１２の表面と、ピストン１１の内面（下面）について、防食塗装の腐食状況や、溶接箇所の割れなどを点検する。さらに、不具合のある箇所があった場合には、当該箇所を適宜補修する。
【００６７】
次いで、かかる点検・補修作業の終了後に、再度ピストン１１上に作業員が載って、起立状態にあるピストンサポート２０を傾倒状態にする作業を行う。具体的には、まず、ピストンサポート２０内の棒材４０を取り外して、可倒部２２が傾倒可能な状態にし、次いで、仕切フランジ３０をピストンサポート２０の固定部２１に取り付けて、ピストンサポート２０を介したガス漏れを遮断する。次いで、ピストン１１上からワイヤ７０を引っ張って、ピストンサポート２０の可倒部２２を傾倒させた後に、この傾倒状態の可倒部２２を吊持できるように、ワイヤ７０をピストン１１上の所定位置に固定する。以上のような作業を全てのピストンサポート２０に対して行うことで、全てのピストンサポート２０を傾倒させて、ガスホルダー１０の通常運転時に、ピストンサポート２０が邪魔にならないようにできる。
【００６８】
以上のように、本実施形態にかかるピストンサポート２０は、作業員がピストン１１の上から傾倒及び起立させることが可能な、ヒンジ付き可倒式構造を有しており、ピストン１１に常設されている。これにより、ガスホルダー１０の通常運転時は、ピストンサポート２０を折り曲げて「Ｌ字」型として、ガスホルダー１０の有効容量を確保することができる。一方、ホルダー内部の点検・補修時は、ピストンサポート２０を「Ｉ字」型としてピストン１１を支持して、作業スペースを確保することができる。
【００６９】
従って、ガスホルダー１０の点検・保守作業時に、従来のようなピストンサポート着脱作業が不要であるので、作業の合理化を図ることができるとともに、工期短縮によるコストメリットを享受できる。
【００７０】
即ち、ガスホルダー１０内部の点検・補修の前作業（ピストンサポート取り付け）及び後作業（ピストンサポート取り外し）に要する労力及び時間を大幅に低減して、当該点検・補修作業を容易かつ迅速に行うことができる。特に、昨今では、作業スペースを大きく確保するため、ピストンサポートがより長く（例えば１．２ｍ→１．８ｍ）、より重く（例えば１６ｋｇ／本→２３ｋｇ／本）なる傾向にある。本実施形態では、かかる長く重いピストンサポート２０であっても、ピストン１１に常設されているため、運搬及び取り付け作業等が不要であるので、作業員はピストンサポート２０を容易かつ迅速に取り扱うことができる。よって、従来では、丸一日要していた作業時間を、例えば半日程度に短縮できる。このように点検・補修作業を合理化することで、点検・補修費用を削減することができる。
【００７１】
また、ガスホルダー１０の点検・補修作業の工期を短縮することで、点検・補修作業に伴うガスホルダー１０の停止期間を短縮できる。従来では、ガスホルダー１０の停止期間中には、他の設備で製造されたガス（転炉ガス等）は、ガスホルダー１０に貯蔵できないため、大気放散して無駄になっていた。この点、本実施形態では、点検・補修作業に伴うガスホルダー１０の停止期間が短いので、より多くのガスを貯蔵して、ガス放散量を削減できる。
【００７２】
また、上記の可倒式構造のピストンサポート２０をピストン１１に常設したとしても、ガスホルダー１０の通常運転時には、ピストンサポート２０を傾倒状態にしておくことで、ピストン１１の昇降可能なストローク長をピストンサポート２０により制限しなくて済むので、ガスホルダー１０の有効容量を確保できる。さらに、ピストンサポート２０の傾倒した可倒部２２を、ピストン１１又は底板１２の収容部６０、６５に収容することによって、ピストン１１のストローク長を完全に確保できる。よって、従来のようにピストンサポートを着脱する場合と比べても、ガスホルダー１０の有効容量を低減することがない。
【００７３】
さらに、ガスホルダー１０におけるガス貯留開始前には、ホルダー内にＮ２ガスを入れてエアーを追い出し、さらにＣＯガスを入れてＮ２ガスを追い出すといったガス入れ替え作業が必要である。この点、仮に可倒式でないピストンサポートをピストン１１に常設した場合には、ピストン１１と底板１２との間にサポート長分の隙間がどうしても生じるため、上記のようにガスホルダー１０の有効容量が大幅に減るばかりでなく、上記ガス入れ替え作業の作業効率が大幅に低下するという問題がある。しかし、本実施形態では、ピストンサポート２０が可倒式であり、倒れた可倒部２２を収容部６０に収容できるので、着底したピストン１１と底板１２とがほぼ隙間なく接触できる。従って、ガスの入れ替え量を削減できるので、上記ガス入れ替え作業を容易にして、作業時間を短縮し、作業効率の向上が図れる。
【００７４】
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、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、ピストンサポート２０を固定部２１と可倒部２２に分離構成して可倒式構造としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、固定部２１を設けずに、ピストンサポート全体を可倒式とし、ピストン１１の下面に対してピストンサポートの上端を、ヒンジ結合等により傾動自在に取り付けることもできる。これにより、ピストンサポートの設置作業を容易かつ迅速に行うことができ、ガスホルダー１０の製造コストを低減できる。
【００７６】
また、上記実施形態では、ピストン１１にピストンサポート２０を設置するために、ピストン１１のサポート取付部５０に、ピストンサポート２０の固定部２１を固定したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ピストン１１にサポート取付部５０を設けずに、ピストン１１の下面１１ａ側に、ピストンサポート２０の固定部２１を直接的に取り付けてもよく、これにより、ピストン１１をシンプルな板状構造にでき、施工性を向上させ、製造コストを低減できる。
【００７７】
また、上記実施形態では、ワイヤ７０を用いてピストンサポート２０を強制的に傾倒させ、かつ、傾倒した固定部２１を吊持したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ガスホルダー１０の底板１２はドーム形状であり、ピストンサポートが当接される箇所の底板１２は傾斜しているので、ピストンサポートの下端部にローラなどの滑動手段を設置して、当該下端部が滑動し易くしておくことで、ピストン１１が着底したときに、ピストンサポートが自然に傾倒するようにすることも可能である。これにより、ピストンサポートを傾倒させるために上記のワイヤ７０を設けなくてもよくなるとともに、点検・補修作業時の作業員の労力を低減することができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、ピストン１１と底板１２とが略同一形状を有し、ピストン１１が側板１３にゴムシール機構１６を介して連結されたガスホルダー１０（所謂「ウィギンス型ガスホルダー」）の例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーであれば、上記「ウィギンス型ガスホルダー」以外のガスホルダーにも適用できる。例えば、シール機構として、ゴム以外の各種の膜によるシール機構を備えたガスホルダーにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態にかかるガスホルダーの通常動作時の構成を示す模式図である。
【図１Ｂ】同実施形態にかかるガスホルダーの停止時の構成を示す模式図である。
【図１Ｃ】同実施形態にかかるガスホルダーの内部点検時の構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態にかかるガスホルダーのピストンにおけるピストンサポートの配置を示す平面図及び側面図である。
【図３】同実施形態にかかるピストンサポート構造を示す分解斜視図である。
【図４】同実施形態にかかるピストンサポート構造を示す縦断面図である。
【図５】同実施形態にかかる可倒式のピストンサポートの傾倒状態を示す断面図及び部分拡大図である。
【図６】同実施形態にかかる可倒式のピストンサポートの起立状態を示す断面図及び部分拡大図である。
【図７】同実施形態の変形例にかかる可倒式のピストンサポートの収容部を示す断面図である。
【図８】同実施形態の変形例にかかるガスホルダーの全体構成を示す模式図である。
【図９】従来のガスホルダーの動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ ガスホルダー
１１ ピストン
１２ 底板
１３ 側板
１４ 屋根
１５ 換気口
１６ ゴムシール機構
１７ ガス流出入口
１８ ホルダー出入口弁
１９ ブロワー
２０ ピストンサポート
２１ 固定部
２２ 可倒部
２３ ヒンジ部
２４ 固定部フランジ
２５ 第１挿通部
２６ 第２挿通部
２７ 受け部
３０ 仕切フランジ
３１ ボルト
４０ 棒材
５０ サポート取付部
６０、６５ 収容部
６２ ワイヤ貫通孔
７０ ワイヤ
７２ シール部材
８０ ガス圧検出器
８１ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーにおいて、
前記ピストンと前記底板との間に起立配置されて、前記ピストンを前記底板から離隔した位置に支持する複数のピストンサポートを備え、
前記ピストンサポートは、前記ピストンに対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有することを特徴とする、ガスホルダー。
【請求項２】
前記ピストンサポートは、前記ピストンに固定される固定部と、前記固定部にヒンジ結合される可倒部と、からなることを特徴とする、請求項１に記載のガスホルダー。
【請求項３】
前記ピストンサポートは、前記ピストンを貫通して配される管材で構成され、
前記ピストンサポートの管内には、前記固定部と前記可倒部を連結する棒材を取り付け可能であることを特徴とする、請求項２に記載のガスホルダー。
【請求項４】
一端が前記ピストンサポートに結合され、他端が前記ピストンを貫通して前記ピストンの上側に配されて、傾倒した状態の前記ピストンサポートを吊持可能な線材をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項５】
前記ピストンには、傾倒した前記ピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項６】
前記底板には、傾倒した前記ピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項７】
前記ガスホルダー内のガス圧を検出するガス圧検出手段と、
前記ガス圧検出手段により検出されるガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、前記ガスホルダーからのガス流出を遮断する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項１】
ピストンと底板とが略同一形状を有するガスホルダーにおいて、
前記ピストンと前記底板との間に起立配置されて、前記ピストンを前記底板から離隔した位置に支持する複数のピストンサポートを備え、
前記ピストンサポートは、前記ピストンに対して傾倒可能に連結された可倒式構造を有することを特徴とする、ガスホルダー。
【請求項２】
前記ピストンサポートは、前記ピストンに固定される固定部と、前記固定部にヒンジ結合される可倒部と、からなることを特徴とする、請求項１に記載のガスホルダー。
【請求項３】
前記ピストンサポートは、前記ピストンを貫通して配される管材で構成され、
前記ピストンサポートの管内には、前記固定部と前記可倒部を連結する棒材を取り付け可能であることを特徴とする、請求項２に記載のガスホルダー。
【請求項４】
一端が前記ピストンサポートに結合され、他端が前記ピストンを貫通して前記ピストンの上側に配されて、傾倒した状態の前記ピストンサポートを吊持可能な線材をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項５】
前記ピストンには、傾倒した前記ピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項６】
前記底板には、傾倒した前記ピストンサポートの少なくとも一部を収容する収容部が陥没形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスホルダー。
【請求項７】
前記ガスホルダー内のガス圧を検出するガス圧検出手段と、
前記ガス圧検出手段により検出されるガス圧が所定の基準圧力以下になったときに、前記ガスホルダーからのガス流出を遮断する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のガスホルダー。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２３２３４５（Ｐ２００８−２３２３４５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７４７４１（Ｐ２００７−７４７４１）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
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