JP3030502B2 - 空気液化分離装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気液化分離装置
に関し、詳しくは、空気を冷却，液化，蒸留することに
よって酸素，窒素，アルゴン等の製品を分離生成する空
気液化分離装置の各機器に対し、常圧で充填した粉粒状
の断熱材が持つ制振効果を有効に利用した空気液化分離
装置に関する。
に関し、詳しくは、空気を冷却，液化，蒸留することに
よって酸素，窒素，アルゴン等の製品を分離生成する空
気液化分離装置の各機器に対し、常圧で充填した粉粒状
の断熱材が持つ制振効果を有効に利用した空気液化分離
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
空気液化分離装置に対しては、高圧ガス設備等耐震設計
基準に基づいて耐震設計が行われている。この耐震設計
は以下のようになる。
空気液化分離装置に対しては、高圧ガス設備等耐震設計
基準に基づいて耐震設計が行われている。この耐震設計
は以下のようになる。
【０００３】外槽及び自立の塔槽類については、各機器
毎に耐震設計を行う。まず、機器を幾つかの質点とばね
とからなる振動モデルに置き換える。次に、装置の内容
物の重要度，装置が設置される地域及び地盤種別に応じ
て定められた設計水平地震動を振動モデルに作用させる
ことで、各機器の地震動に対する応答解析を行う。この
ときの応答解析方法として、固有周期が地盤種別に応じ
て定められた値以下の外槽及び重要度がII又はIII に属
するものであって、かつ、ベースプレートからの高さが
２０ｍ未満の塔槽類については静的震度法を、また、前
記以上の高さの塔槽類であって、かつ、その固有周期が
地盤種別に応じて定められた値以下のものについては修
正震度法を、さらに、定められた固有周期を超える塔槽
類及び外槽についてはモード解析法をそれぞれ適用す
る。
毎に耐震設計を行う。まず、機器を幾つかの質点とばね
とからなる振動モデルに置き換える。次に、装置の内容
物の重要度，装置が設置される地域及び地盤種別に応じ
て定められた設計水平地震動を振動モデルに作用させる
ことで、各機器の地震動に対する応答解析を行う。この
ときの応答解析方法として、固有周期が地盤種別に応じ
て定められた値以下の外槽及び重要度がII又はIII に属
するものであって、かつ、ベースプレートからの高さが
２０ｍ未満の塔槽類については静的震度法を、また、前
記以上の高さの塔槽類であって、かつ、その固有周期が
地盤種別に応じて定められた値以下のものについては修
正震度法を、さらに、定められた固有周期を超える塔槽
類及び外槽についてはモード解析法をそれぞれ適用す
る。
【０００４】そして、上記応答解析により求められた機
器の各部位（振動モデルの質点の位置に相当）に生ずる
地震荷重と、定常運転時にその部位に加わる内圧，自
重，内容物の重量等により生ずる荷重の両者の和で表さ
れる耐震設計用算定応力を、定義式を用いて計算する。
この各部位での算定応力が、定められた許容応力を超え
ないように各機器の設計仕様を決定する。このとき、断
熱材については質量のみ考慮し、その剛性は考慮してい
ない。
器の各部位（振動モデルの質点の位置に相当）に生ずる
地震荷重と、定常運転時にその部位に加わる内圧，自
重，内容物の重量等により生ずる荷重の両者の和で表さ
れる耐震設計用算定応力を、定義式を用いて計算する。
この各部位での算定応力が、定められた許容応力を超え
ないように各機器の設計仕様を決定する。このとき、断
熱材については質量のみ考慮し、その剛性は考慮してい
ない。
【０００５】また、架構上に設置される塔槽類について
は、その塔槽類と架構との固有振動数の比に応じて求め
られる設計修正地震動を用い、架構を剛として静的震度
法により応答解析を行う。さらに、耐震設計用算定応力
を計算し、許容応力を超えないように耐震設計を行う。
このときも、自立の塔槽類等と同様に、断熱材について
は質量のみを考慮し、その剛性は考慮されていない。
は、その塔槽類と架構との固有振動数の比に応じて求め
られる設計修正地震動を用い、架構を剛として静的震度
法により応答解析を行う。さらに、耐震設計用算定応力
を計算し、許容応力を超えないように耐震設計を行う。
このときも、自立の塔槽類等と同様に、断熱材について
は質量のみを考慮し、その剛性は考慮されていない。
【０００６】一方、本発明者らの知見によれば、常圧で
充填した粉粒状の断熱材も、外槽や塔槽類との間の連成
により、外槽及び塔槽類、特に自立式の塔槽類の振動特
性に影響を与えることが判明した。例えば、外槽の固有
振動数と自立式塔槽類の固有振動数との相互関係によっ
ては、断熱材による連成のために自立式塔槽類の応答を
大きくする場合があることが判明した。
充填した粉粒状の断熱材も、外槽や塔槽類との間の連成
により、外槽及び塔槽類、特に自立式の塔槽類の振動特
性に影響を与えることが判明した。例えば、外槽の固有
振動数と自立式塔槽類の固有振動数との相互関係によっ
ては、断熱材による連成のために自立式塔槽類の応答を
大きくする場合があることが判明した。
【０００７】そこで本発明は、断熱材による各機器間で
の連成を考慮することで、より実装置に近い状態での安
全性を検討でき、この断熱材の制振効果によって各機器
の地震動に対する応答が、それを考慮しない場合の応答
より低減する設計を行うことによって、より高い耐震性
が得られる空気液化分離装置を提供することを目的とし
ている。
の連成を考慮することで、より実装置に近い状態での安
全性を検討でき、この断熱材の制振効果によって各機器
の地震動に対する応答が、それを考慮しない場合の応答
より低減する設計を行うことによって、より高い耐震性
が得られる空気液化分離装置を提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気液化分離装置は、低温機器を収納する
外槽内に、１体以上の自立式塔槽類と、前記外槽を架構
として設置される１体以上の塔槽類とを設置するととも
に、常圧下で充填された充填密度を有する粉粒状の断熱
材を充填した空気液化分離装置において、前記断熱材
は、見掛けひずみが０．１となるよう繰返し圧縮した場
合に、最大約２．９ｋＰａの一定応力を生じ、圧縮解除
によって見掛けひずみが約２割減少したときに応力が０
となるようなヒステリシス特性を有し、かつ、前記自立
式塔槽類の１次固有振動数を、前記外槽の１次固有振動
数の０．７倍以下又は１．０倍以上に設定したことを特
徴としている。
め、本発明の空気液化分離装置は、低温機器を収納する
外槽内に、１体以上の自立式塔槽類と、前記外槽を架構
として設置される１体以上の塔槽類とを設置するととも
に、常圧下で充填された充填密度を有する粉粒状の断熱
材を充填した空気液化分離装置において、前記断熱材
は、見掛けひずみが０．１となるよう繰返し圧縮した場
合に、最大約２．９ｋＰａの一定応力を生じ、圧縮解除
によって見掛けひずみが約２割減少したときに応力が０
となるようなヒステリシス特性を有し、かつ、前記自立
式塔槽類の１次固有振動数を、前記外槽の１次固有振動
数の０．７倍以下又は１．０倍以上に設定したことを特
徴としている。
【０００９】まず、本発明者らは、常圧で充填した粉粒
状の断熱材の制震効果を確認するため、その変形特性を
実験により測定した。その測定結果を図１に示す。この
図１に示す結果から、断熱材の変形特性は、圧縮時にの
み有効なばねとして表されること、ヒステリシスを描く
こと、及び、繰り返し圧縮することによって、そのばね
剛性が硬くなることが判明した。すなわち、図１に示す
断熱材は、見掛けひずみが０．１となるよう繰返し圧縮
した場合に、１サイクル目では約０．３ｋＰａの応力が
生じ、繰返し圧縮の増加に伴って突き固めと空隙への流
れ込みによって生じる応力が上昇し、約２０〜３０サイ
クル以降は最大約２．９ｋＰａの一定応力が生じ、生じ
た応力は、圧縮解除によって見掛けひずみが約２割減少
したときに応力が０となるようなヒステリシスを描く特
性を有している。そして、これらの変形特性をモデル化
して組み込んだ汎用の有限要素法プログラムにより空気
液化分離装置モデルに対する応答解析を行った。その結
果、前述のように、外槽固有振動数と自立式塔槽類の固
有振動数との相互関係によっては、断熱材による連成の
ために自立式塔槽類の応答を大きくする場合のあること
が確認された。したがって、このモデル検討の結果に基
づき、断熱材による連成で起こり得る自立式塔槽類の応
答の増加を避けた構造とすること、さらに、断熱材によ
る制振効果が外槽及び塔槽類の両者に対して有効となる
構造とすることにより、耐震上、より安全な空気液化分
離装置を得ることができる。
状の断熱材の制震効果を確認するため、その変形特性を
実験により測定した。その測定結果を図１に示す。この
図１に示す結果から、断熱材の変形特性は、圧縮時にの
み有効なばねとして表されること、ヒステリシスを描く
こと、及び、繰り返し圧縮することによって、そのばね
剛性が硬くなることが判明した。すなわち、図１に示す
断熱材は、見掛けひずみが０．１となるよう繰返し圧縮
した場合に、１サイクル目では約０．３ｋＰａの応力が
生じ、繰返し圧縮の増加に伴って突き固めと空隙への流
れ込みによって生じる応力が上昇し、約２０〜３０サイ
クル以降は最大約２．９ｋＰａの一定応力が生じ、生じ
た応力は、圧縮解除によって見掛けひずみが約２割減少
したときに応力が０となるようなヒステリシスを描く特
性を有している。そして、これらの変形特性をモデル化
して組み込んだ汎用の有限要素法プログラムにより空気
液化分離装置モデルに対する応答解析を行った。その結
果、前述のように、外槽固有振動数と自立式塔槽類の固
有振動数との相互関係によっては、断熱材による連成の
ために自立式塔槽類の応答を大きくする場合のあること
が確認された。したがって、このモデル検討の結果に基
づき、断熱材による連成で起こり得る自立式塔槽類の応
答の増加を避けた構造とすること、さらに、断熱材によ
る制振効果が外槽及び塔槽類の両者に対して有効となる
構造とすることにより、耐震上、より安全な空気液化分
離装置を得ることができる。
【００１０】すなわち、断熱材によって２つの機器が連
成した場合、断熱材の制振効果として、これらの機器が
同方向に変位するときには、相対的に変位量の小さい機
器の変位を増加させ、相対的に変位量の大きい機器の変
位を低減させるが、両者が逆方向に変位するときには、
両者の変位が低減すると考えられる。但し、２つの機器
が逆方向に変位して略同時にピークに達した後、圧縮さ
れた断熱材に蓄えられた歪みエネルギーが解放されると
き、そのエネルギーは、比較して柔な機器に対して多く
解放されることとなり、再度、断熱材の剛性が作用する
までの変位を顕著に大きくする。したがって、固有振動
数の近い２つの機器では、一度上記のタイミングで揺れ
始めると連続して柔な機器に対して歪みエネルギーが解
放されるため、その変位量は、連成しない場合に比べて
増加することがあると考えられる。
成した場合、断熱材の制振効果として、これらの機器が
同方向に変位するときには、相対的に変位量の小さい機
器の変位を増加させ、相対的に変位量の大きい機器の変
位を低減させるが、両者が逆方向に変位するときには、
両者の変位が低減すると考えられる。但し、２つの機器
が逆方向に変位して略同時にピークに達した後、圧縮さ
れた断熱材に蓄えられた歪みエネルギーが解放されると
き、そのエネルギーは、比較して柔な機器に対して多く
解放されることとなり、再度、断熱材の剛性が作用する
までの変位を顕著に大きくする。したがって、固有振動
数の近い２つの機器では、一度上記のタイミングで揺れ
始めると連続して柔な機器に対して歪みエネルギーが解
放されるため、その変位量は、連成しない場合に比べて
増加することがあると考えられる。
【００１１】図２は、以下に説明する検討例１〜３で用
いた空気液化分離装置モデルを示すもので、外槽Ａ内に
自立式の主精留塔Ｂと架構上に設置された副精留塔Ｃと
を収納したものである。各検討例では、外槽Ａの固有振
動数を一定とし、自立式の主精留塔Ｂの固有振動数を変
化させ、図中のｘ軸方向へエルセントロの強震記録を
０．０１秒刻みで１０秒間入力し、その間の時刻歴応答
解析を行った。
いた空気液化分離装置モデルを示すもので、外槽Ａ内に
自立式の主精留塔Ｂと架構上に設置された副精留塔Ｃと
を収納したものである。各検討例では、外槽Ａの固有振
動数を一定とし、自立式の主精留塔Ｂの固有振動数を変
化させ、図中のｘ軸方向へエルセントロの強震記録を
０．０１秒刻みで１０秒間入力し、その間の時刻歴応答
解析を行った。
【００１２】検討例１（自立式精留塔の１次固有振動数
が外槽の１次固有振動数の０．７倍以下の場合） 図３は外槽Ａの地上に対する時刻歴相対変位、図４は地
上との時刻歴相対加速度、図５は時刻歴モーメントをそ
れぞれ示すもので、各図における（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図２における外槽頂部１，
外槽中上部２，外槽中下部３，外槽下部４における時刻
歴応答量である。各図における細線は、断熱材による連
成を考慮していない場合の計算結果を、太線は前記モデ
ルを用いて断熱材による連成を考慮した場合の計算結果
をそれぞれ示している（以下同様）。
が外槽の１次固有振動数の０．７倍以下の場合） 図３は外槽Ａの地上に対する時刻歴相対変位、図４は地
上との時刻歴相対加速度、図５は時刻歴モーメントをそ
れぞれ示すもので、各図における（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図２における外槽頂部１，
外槽中上部２，外槽中下部３，外槽下部４における時刻
歴応答量である。各図における細線は、断熱材による連
成を考慮していない場合の計算結果を、太線は前記モデ
ルを用いて断熱材による連成を考慮した場合の計算結果
をそれぞれ示している（以下同様）。
【００１３】図３において、断熱材の連成を考慮してい
ない細線の結果は，時間の経過とともに相対変位が増加
していることがわかる。これに対し、断熱材の連成を考
慮した太線の結果は、約３秒までは断熱材の連成を考慮
していない細線の結果と同程度の変位であるが、これ以
降では、細線に比べて小さくなっており、外槽Ａの各位
置における最大変位も小さくなっていることが確認でき
る。また、外槽頂部１において変位が低減されたとき
は、他の位置における変位も同様に低減されていること
が確認できる。
ない細線の結果は，時間の経過とともに相対変位が増加
していることがわかる。これに対し、断熱材の連成を考
慮した太線の結果は、約３秒までは断熱材の連成を考慮
していない細線の結果と同程度の変位であるが、これ以
降では、細線に比べて小さくなっており、外槽Ａの各位
置における最大変位も小さくなっていることが確認でき
る。また、外槽頂部１において変位が低減されたとき
は、他の位置における変位も同様に低減されていること
が確認できる。
【００１４】特に、外槽全体での最大変位をとる外槽頂
部１での変位の最大値を比較すると、細線では８．２秒
目の３０．３ｍｍに対し、太線では２秒目の２１．０ｍ
ｍに減少している。
部１での変位の最大値を比較すると、細線では８．２秒
目の３０．３ｍｍに対し、太線では２秒目の２１．０ｍ
ｍに減少している。
【００１５】図４において、外槽Ａの各位置における相
対加速度は、図３の相対変位の波形と異なり、振動数が
非常に高いことがわかる。この振動数は、入力した強震
記録の振動数に支配されている。但し、断熱材を考慮し
ていない細線の結果と考慮した太線の結果との相対的な
関係は、図３と同様であり、約３秒以降で太線の相対加
速度は、細線に比べて小さくなっており、特に、図３
（ａ）の外槽頂部１における変位が低減されたときに
は、各位置における加速度の値も低減されていることが
確認できる。外槽頂部１での加速度の最大値は、細線で
８．２秒目の７．４９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では
１．７秒目の６．５４ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。し
かしながら、外槽全体での最大加速度をとる外槽下部４
での最大値を比較すると、細線で２．６秒目の１５．４
ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．６秒目の１５．８ｍ
／ｓｅｃ2 とわずかに増加している。
対加速度は、図３の相対変位の波形と異なり、振動数が
非常に高いことがわかる。この振動数は、入力した強震
記録の振動数に支配されている。但し、断熱材を考慮し
ていない細線の結果と考慮した太線の結果との相対的な
関係は、図３と同様であり、約３秒以降で太線の相対加
速度は、細線に比べて小さくなっており、特に、図３
（ａ）の外槽頂部１における変位が低減されたときに
は、各位置における加速度の値も低減されていることが
確認できる。外槽頂部１での加速度の最大値は、細線で
８．２秒目の７．４９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では
１．７秒目の６．５４ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。し
かしながら、外槽全体での最大加速度をとる外槽下部４
での最大値を比較すると、細線で２．６秒目の１５．４
ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．６秒目の１５．８ｍ
／ｓｅｃ2 とわずかに増加している。
【００１６】図５において、外槽中下部３及び外槽下部
４におけるモーメントの波形は、外槽全体での最大加速
度をとる外槽下部４での相対加速度の波形（図４
（ｄ））と類似し、外槽中上部２におけるモーメントの
波形は、外槽中上部２における変位の波形（図３の
（ｂ））と類似していることがわかる。このことから、
外槽全体でのモーメントは、下部では加速度の影響が大
きく、中間部にかけて加速度の影響が鈍化し、変位の影
響が鋭角化すると考えられる。さらに、外槽頂部１で
は、再度、加速度の影響が鋭角化してみられる。また、
図３及び図４と同様に、約３秒以降の太線のモーメント
は、細線に比べて小さくなっていること及びその最大値
が小さくなっていることが確認でき、図３（ａ）の外槽
頂部１において変位が低減されたときは、他の各位置に
おけるモーメントの値も低減されていることがわかる。
４におけるモーメントの波形は、外槽全体での最大加速
度をとる外槽下部４での相対加速度の波形（図４
（ｄ））と類似し、外槽中上部２におけるモーメントの
波形は、外槽中上部２における変位の波形（図３の
（ｂ））と類似していることがわかる。このことから、
外槽全体でのモーメントは、下部では加速度の影響が大
きく、中間部にかけて加速度の影響が鈍化し、変位の影
響が鋭角化すると考えられる。さらに、外槽頂部１で
は、再度、加速度の影響が鋭角化してみられる。また、
図３及び図４と同様に、約３秒以降の太線のモーメント
は、細線に比べて小さくなっていること及びその最大値
が小さくなっていることが確認でき、図３（ａ）の外槽
頂部１において変位が低減されたときは、他の各位置に
おけるモーメントの値も低減されていることがわかる。
【００１７】特に、外槽下部４でのモーメントの最大値
は、細線で８．２秒目の０．７１ｔｏｎｆ・ｍに対し、
太線で１．９秒目の０．５８ｔｏｎｆ・ｍに減少してお
り、外槽全体での最大モーメントをとる外槽中下部３で
の最大値も、細線で１．９秒目の４．３７ｔｏｎｆ・ｍ
に対し、太線では１．９秒目の４．３６ｔｏｎｆ・ｍと
僅かではあるが減少している。また、他の位置における
最大モーメントの値も低減されており、外槽頂部１での
変位が低減された場合、外槽Ａの各位置における変位も
同様に低減され、これにより外槽Ａの各位置におけるモ
ーメントの値も低減される。
は、細線で８．２秒目の０．７１ｔｏｎｆ・ｍに対し、
太線で１．９秒目の０．５８ｔｏｎｆ・ｍに減少してお
り、外槽全体での最大モーメントをとる外槽中下部３で
の最大値も、細線で１．９秒目の４．３７ｔｏｎｆ・ｍ
に対し、太線では１．９秒目の４．３６ｔｏｎｆ・ｍと
僅かではあるが減少している。また、他の位置における
最大モーメントの値も低減されており、外槽頂部１での
変位が低減された場合、外槽Ａの各位置における変位も
同様に低減され、これにより外槽Ａの各位置におけるモ
ーメントの値も低減される。
【００１８】図６は外槽中上部２を架構として設置した
副精留塔Ｃの該副精留塔最下部に対する時刻歴相対変
位，図７は時刻歴相対加速度，図８は時刻歴モーメント
をそれぞれ示すもので、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、そ
れぞれ図２における副精留塔頂部１１，副精留塔中部１
２，副精留塔下部１３での時刻歴応答量である。
副精留塔Ｃの該副精留塔最下部に対する時刻歴相対変
位，図７は時刻歴相対加速度，図８は時刻歴モーメント
をそれぞれ示すもので、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、そ
れぞれ図２における副精留塔頂部１１，副精留塔中部１
２，副精留塔下部１３での時刻歴応答量である。
【００１９】図６において、細線及び太線の各位置での
変位は、同じタイミングで同じ方向に変化しており、同
時に最大変位に達していることがわかる。また、この副
精留塔Ｃの波形は、外槽中上部２の時刻歴変位（図３
（ｂ））と大略一致している。さらに、断熱材を介して
外槽Ａと連成することにより、外槽Ａの時刻歴変位と同
様に、約３秒以降の太線の相対変位が細線に比べて小さ
くなり、各位置における最大値も小さくなっていること
が確認できる。これは、断熱材によって自立式精留塔
（主精留塔Ｂ）と連成することで外槽Ａの変位が低減さ
れ、この外槽Ａを架構として設置された副精留塔Ｃの変
位も低減されること、及び、この副精留塔Ｃが支持部以
外に断熱材によって外槽Ａと連成し、副精留塔Ｃに比べ
て応答量の小さい外槽Ａにその変位が拘束されることに
よるものと考えられる。特に、副精留塔頂部１１での最
大値については、細線で７．４秒目の９０．５ｍｍに対
し、太線では４．１秒目の６４．６ｍｍに減少してい
る。
変位は、同じタイミングで同じ方向に変化しており、同
時に最大変位に達していることがわかる。また、この副
精留塔Ｃの波形は、外槽中上部２の時刻歴変位（図３
（ｂ））と大略一致している。さらに、断熱材を介して
外槽Ａと連成することにより、外槽Ａの時刻歴変位と同
様に、約３秒以降の太線の相対変位が細線に比べて小さ
くなり、各位置における最大値も小さくなっていること
が確認できる。これは、断熱材によって自立式精留塔
（主精留塔Ｂ）と連成することで外槽Ａの変位が低減さ
れ、この外槽Ａを架構として設置された副精留塔Ｃの変
位も低減されること、及び、この副精留塔Ｃが支持部以
外に断熱材によって外槽Ａと連成し、副精留塔Ｃに比べ
て応答量の小さい外槽Ａにその変位が拘束されることに
よるものと考えられる。特に、副精留塔頂部１１での最
大値については、細線で７．４秒目の９０．５ｍｍに対
し、太線では４．１秒目の６４．６ｍｍに減少してい
る。
【００２０】図７において、この副精留塔Ｃへの入力加
振力が、設置された位置における外槽Ａの変位となるこ
とから、細線及び太線の各位置での加速度は、変位の波
形と同様に、同じタイミングで同じ方向に変化している
ことがわかる。また、約３秒以降の太線の相対加速度
が、細線に比べて小さくなっていること、及び、その最
大値も小さくなっていることが確認できる。特に、副精
留塔頂部１１での最大値は、細線で７．４秒目の８．９
ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．８秒目の８．５ｍ／
ｓｅｃ2 に減少している。
振力が、設置された位置における外槽Ａの変位となるこ
とから、細線及び太線の各位置での加速度は、変位の波
形と同様に、同じタイミングで同じ方向に変化している
ことがわかる。また、約３秒以降の太線の相対加速度
が、細線に比べて小さくなっていること、及び、その最
大値も小さくなっていることが確認できる。特に、副精
留塔頂部１１での最大値は、細線で７．４秒目の８．９
ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．８秒目の８．５ｍ／
ｓｅｃ2 に減少している。
【００２１】図８において、各位置でのモーメントは、
上部の時刻歴波形で若干副精留塔頂部１１における加速
度（図７（ａ））の影響がみられるが、変位と同じタイ
ミングで変化していること、変位の低減されたところで
は同様に低減されていること、モーメントの最大値が変
位の最大値と同時にみられることがわかる。また、約３
秒以降の太線のモーメントが、細線に比べて小さくなっ
ていること、及び、その最大値も小さくなっていること
が確認できる。副精留塔下部１３での最大値について
は、細線で７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍに対し、
太線では４．１秒目の５１．６ｔｏｎｆ・ｍに減少して
いる。また、他の位置における最大モーメントの値も低
減されており、副精留塔頂部１１での変位が低減された
場合、副精留塔Ｃの他の各位置における変位も同様に低
減され、これにより外槽Ａを架構として設置された副精
留塔Ｃの各位置におけるモーメントの値も低減される。
上部の時刻歴波形で若干副精留塔頂部１１における加速
度（図７（ａ））の影響がみられるが、変位と同じタイ
ミングで変化していること、変位の低減されたところで
は同様に低減されていること、モーメントの最大値が変
位の最大値と同時にみられることがわかる。また、約３
秒以降の太線のモーメントが、細線に比べて小さくなっ
ていること、及び、その最大値も小さくなっていること
が確認できる。副精留塔下部１３での最大値について
は、細線で７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍに対し、
太線では４．１秒目の５１．６ｔｏｎｆ・ｍに減少して
いる。また、他の位置における最大モーメントの値も低
減されており、副精留塔頂部１１での変位が低減された
場合、副精留塔Ｃの他の各位置における変位も同様に低
減され、これにより外槽Ａを架構として設置された副精
留塔Ｃの各位置におけるモーメントの値も低減される。
【００２２】図９は自立式の主精留塔Ｂにおける地上に
対する時刻歴相対変位、図１０は時刻歴相対加速度、図
１１は時刻歴モーメントをそれぞれ示すもので、
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図２にお
ける主精留塔頂部２１，主精留塔中上部２２，主精留塔
中下部２３，主精留塔下部２４における時刻歴応答量で
ある。
対する時刻歴相対変位、図１０は時刻歴相対加速度、図
１１は時刻歴モーメントをそれぞれ示すもので、
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図２にお
ける主精留塔頂部２１，主精留塔中上部２２，主精留塔
中下部２３，主精留塔下部２４における時刻歴応答量で
ある。
【００２３】図９において、各位置での変位は、各位置
での揺れが全て同一方向に起こる揺れと、主精留塔中上
部２２を境目（節）として主精留塔頂部２１と主精留塔
中下部２３とが逆方向に起こる揺れとの、１次及び２次
固有振動数での揺れが合成されていることがわかる。特
に、節となる主精留塔中上部２２から離れるほど、その
変位に対する２次固有振動数の寄与が大きくなることが
わかる。また、断熱材による連成によって、約３秒以降
の太線の相対変位が、細線の変位に比べて小さくなって
いることが確認できる。特に、主精留塔頂部２１での最
大値については、細線で３．４秒目の６３．７ｍｍに対
し、太線では３．９秒目の５１．７ｍｍに減少してい
る。
での揺れが全て同一方向に起こる揺れと、主精留塔中上
部２２を境目（節）として主精留塔頂部２１と主精留塔
中下部２３とが逆方向に起こる揺れとの、１次及び２次
固有振動数での揺れが合成されていることがわかる。特
に、節となる主精留塔中上部２２から離れるほど、その
変位に対する２次固有振動数の寄与が大きくなることが
わかる。また、断熱材による連成によって、約３秒以降
の太線の相対変位が、細線の変位に比べて小さくなって
いることが確認できる。特に、主精留塔頂部２１での最
大値については、細線で３．４秒目の６３．７ｍｍに対
し、太線では３．９秒目の５１．７ｍｍに減少してい
る。
【００２４】図１０において、主精留塔Ｂの各位置にお
ける相対加速度は、図９の相対変位の波形と異なり、振
動数が非常に高いことがわかる。この振動数は、入力し
た強震記録の振動数に支配されている。また、断熱材に
よる連成により、約３秒以降の太線の最大相対加速度
が、細線に比べて小さくなっていることが確認できる。
特に、主精留塔頂部２１での最大値は、細線で７．５秒
目の１９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では４．９秒目の１
４．３ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。
ける相対加速度は、図９の相対変位の波形と異なり、振
動数が非常に高いことがわかる。この振動数は、入力し
た強震記録の振動数に支配されている。また、断熱材に
よる連成により、約３秒以降の太線の最大相対加速度
が、細線に比べて小さくなっていることが確認できる。
特に、主精留塔頂部２１での最大値は、細線で７．５秒
目の１９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では４．９秒目の１
４．３ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。
【００２５】図１１において、主精留塔頂部２１におけ
るモーメントの波形は同じ位置における加速度の波形
（図１０（ａ））と類似し、主精留塔中上部２２におけ
るモーメントの波形も同じ位置における加速度の波形
（図１０（ｂ））と類似している。これに対し、主精留
塔下部２４におけるモーメントの値は、同じ位置におけ
る変位の波形（図９（ｄ））と類似していることがわか
る。このことから、主精留塔全体で発生しているモーメ
ントは、上部では塔頂部での加速度の影響が大きく、下
部に向かうに従って加速度によるピークが鈍化し、変位
によるピークが鋭角化すると考えられる。また、約３秒
以降の太線の最大モーメントが、細線に比べて小さくな
っていることが確認できる。特に、主精留塔下部２４で
の最大値については、細線で４．１秒目の１０１ｔｏｎ
ｆ・ｍに対し、太線では４．１秒目の８１．２ｔｏｎｆ
・ｍに減少している。また、他の位置における最大モー
メントの値も低減されており、主精留塔頂部２１での変
位が低減された場合、主精留塔Ｂの各位置における変位
も同様に低減され、これにより、自立式の主精留塔Ｂの
各位置におけるモーメントの値も低減される。
るモーメントの波形は同じ位置における加速度の波形
（図１０（ａ））と類似し、主精留塔中上部２２におけ
るモーメントの波形も同じ位置における加速度の波形
（図１０（ｂ））と類似している。これに対し、主精留
塔下部２４におけるモーメントの値は、同じ位置におけ
る変位の波形（図９（ｄ））と類似していることがわか
る。このことから、主精留塔全体で発生しているモーメ
ントは、上部では塔頂部での加速度の影響が大きく、下
部に向かうに従って加速度によるピークが鈍化し、変位
によるピークが鋭角化すると考えられる。また、約３秒
以降の太線の最大モーメントが、細線に比べて小さくな
っていることが確認できる。特に、主精留塔下部２４で
の最大値については、細線で４．１秒目の１０１ｔｏｎ
ｆ・ｍに対し、太線では４．１秒目の８１．２ｔｏｎｆ
・ｍに減少している。また、他の位置における最大モー
メントの値も低減されており、主精留塔頂部２１での変
位が低減された場合、主精留塔Ｂの各位置における変位
も同様に低減され、これにより、自立式の主精留塔Ｂの
各位置におけるモーメントの値も低減される。
【００２６】以上の検討例１の結果に示すように、外槽
Ａ、外槽Ａを架構として設置された副精留塔Ｃ及び自立
式の主精留塔Ｂの全機器の各応答の最大値が小さくなっ
ていることから、自立式の主精留塔Ｂの固有振動数が外
槽Ａの固有振動数の０．７倍以下である空気液化分離装
置において、粉粒状の断熱材は、これら全機器に対して
制振効果を有していることがわかる。
Ａ、外槽Ａを架構として設置された副精留塔Ｃ及び自立
式の主精留塔Ｂの全機器の各応答の最大値が小さくなっ
ていることから、自立式の主精留塔Ｂの固有振動数が外
槽Ａの固有振動数の０．７倍以下である空気液化分離装
置において、粉粒状の断熱材は、これら全機器に対して
制振効果を有していることがわかる。
【００２７】検討例２（自立式精留塔の１次固有振動数
が外槽の１次固有振動数の０．７倍から１．０倍の範囲
内の場合） 図１２（ａ）は外槽頂部１の地上に対する時刻歴相対変
位，図１２（ｂ）は外槽下部４の時刻歴相対加速度，図
１２（ｃ）は外槽下部４の時刻歴モーメントをそれぞれ
示すものである。
が外槽の１次固有振動数の０．７倍から１．０倍の範囲
内の場合） 図１２（ａ）は外槽頂部１の地上に対する時刻歴相対変
位，図１２（ｂ）は外槽下部４の時刻歴相対加速度，図
１２（ｃ）は外槽下部４の時刻歴モーメントをそれぞれ
示すものである。
【００２８】図１２（ａ）において、外槽頂部１におけ
る太線の相対変位が、図３（ａ）に示した変位、すなわ
ち、１次固有振動数が０．７倍以下の変位と同様に、細
線に比べて小さくなっていることが確認できる。また、
図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、外槽下部
４における応答量（加速度及びモーメント）は、それぞ
れ対応する図４（ｄ）の加速度及び図５（ｄ）のモーメ
ント、すなわち、１次固有振動数が０．７倍以下の場合
と同様に、太線に示す応答量が細線に比べて小さくなっ
ていることが確認できる。これらのことから、断熱材に
よって自立式の主精留塔Ｂと連成することで、外槽Ａの
応答の最大値が低減されることがわかる。特に、変位の
最大値を比較すると、細線で８．２秒目の３０．３ｍｍ
に対し、太線では２秒目の２１．８ｍｍに減少してい
る。また、加速度の最大値は、細線で２．６秒目の１
５．４ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．６秒目の１
５．５ｍ／ｓｅｃ2 とわずかに増加するが、モーメント
の最大値は、細線では８．２秒目の０．７１ｔｏｎｆ・
ｍに対し、太線で１．９秒目の０．５８ｔｏｎｆ・ｍに
減少している。
る太線の相対変位が、図３（ａ）に示した変位、すなわ
ち、１次固有振動数が０．７倍以下の変位と同様に、細
線に比べて小さくなっていることが確認できる。また、
図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、外槽下部
４における応答量（加速度及びモーメント）は、それぞ
れ対応する図４（ｄ）の加速度及び図５（ｄ）のモーメ
ント、すなわち、１次固有振動数が０．７倍以下の場合
と同様に、太線に示す応答量が細線に比べて小さくなっ
ていることが確認できる。これらのことから、断熱材に
よって自立式の主精留塔Ｂと連成することで、外槽Ａの
応答の最大値が低減されることがわかる。特に、変位の
最大値を比較すると、細線で８．２秒目の３０．３ｍｍ
に対し、太線では２秒目の２１．８ｍｍに減少してい
る。また、加速度の最大値は、細線で２．６秒目の１
５．４ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．６秒目の１
５．５ｍ／ｓｅｃ2 とわずかに増加するが、モーメント
の最大値は、細線では８．２秒目の０．７１ｔｏｎｆ・
ｍに対し、太線で１．９秒目の０．５８ｔｏｎｆ・ｍに
減少している。
【００２９】図１３（ａ）は外槽Ａを架構として設置さ
れた副精留塔Ｃの副精留塔頂部１１におけるその塔最下
部に対する時刻歴相対変位，図１３（ｂ）は同じく副精
留塔頂部１１での時刻歴相対加速度，図１３（ｃ）は副
精留塔下部１３での時刻歴モーメントの計算結果をそれ
ぞれ示すものである。図１３（ａ）に示す計算結果か
ら、前記図６、即ち１次固有振動数が０．７倍以下の場
合と同様に、太線の相対変位が細線に比べ小さくなって
いることが確認できる。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）
においても、それぞれ対応する図７（ａ）及び図８
（ｃ）の１次固有振動が０．７倍以下の場合と同様に、
太線の示す応答量が細線に比べ小さくなっていること
と、その最大値についても小さくなっていることが確認
できる。
れた副精留塔Ｃの副精留塔頂部１１におけるその塔最下
部に対する時刻歴相対変位，図１３（ｂ）は同じく副精
留塔頂部１１での時刻歴相対加速度，図１３（ｃ）は副
精留塔下部１３での時刻歴モーメントの計算結果をそれ
ぞれ示すものである。図１３（ａ）に示す計算結果か
ら、前記図６、即ち１次固有振動数が０．７倍以下の場
合と同様に、太線の相対変位が細線に比べ小さくなって
いることが確認できる。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）
においても、それぞれ対応する図７（ａ）及び図８
（ｃ）の１次固有振動が０．７倍以下の場合と同様に、
太線の示す応答量が細線に比べ小さくなっていること
と、その最大値についても小さくなっていることが確認
できる。
【００３０】これらのことから、断熱材によって自立式
の主精留塔Ｂと外槽Ａとが連成することにより、外槽Ａ
の応答の最大値が低減されることで、外槽Ａを架構とし
て設置された副精留塔Ｃの応答の最大値も低減されるこ
とがわかる。変位の最大値については，細線で７．４秒
目の９０．５ｍｍに対し、太線では２．４秒目の６２．
６ｍｍに減少している。また、加速度の最大値は細線で
７．４秒目の８．９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．
８秒目の８．４ｍ／ｓｅｃ2 に減少し、モーメントの最
大値も細線の７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍに対
し、太線では４．１秒目の５０．５ｔｏｎｆ・ｍに減少
している。
の主精留塔Ｂと外槽Ａとが連成することにより、外槽Ａ
の応答の最大値が低減されることで、外槽Ａを架構とし
て設置された副精留塔Ｃの応答の最大値も低減されるこ
とがわかる。変位の最大値については，細線で７．４秒
目の９０．５ｍｍに対し、太線では２．４秒目の６２．
６ｍｍに減少している。また、加速度の最大値は細線で
７．４秒目の８．９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線では２．
８秒目の８．４ｍ／ｓｅｃ2 に減少し、モーメントの最
大値も細線の７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍに対
し、太線では４．１秒目の５０．５ｔｏｎｆ・ｍに減少
している。
【００３１】図１４（ａ）は自立式の主精留塔Ｂにおけ
る主精留塔頂部２１の地上に対する時刻歴相対変位、図
１４（ｂ）は同じく主精留塔頂部２１での時刻歴相対加
速度，図１４（ｃ）は主精留塔下部２４での時刻歴モー
メントの計算結果をそれぞれ示すものである。この図１
４に示す計算結果では、前記図９に示した１次固有振動
数が０．７倍以下のときの傾向とは異なり、主精留塔頂
部２１における太線の相対変位が細線に比べて大きくな
っていることが確認できる。主精留塔下部２４のモーメ
ントにおいても、主精留塔頂部２１における変位と同様
に、太線の示すモーメントの値が細線に比べて大きくな
っていることが確認できる。
る主精留塔頂部２１の地上に対する時刻歴相対変位、図
１４（ｂ）は同じく主精留塔頂部２１での時刻歴相対加
速度，図１４（ｃ）は主精留塔下部２４での時刻歴モー
メントの計算結果をそれぞれ示すものである。この図１
４に示す計算結果では、前記図９に示した１次固有振動
数が０．７倍以下のときの傾向とは異なり、主精留塔頂
部２１における太線の相対変位が細線に比べて大きくな
っていることが確認できる。主精留塔下部２４のモーメ
ントにおいても、主精留塔頂部２１における変位と同様
に、太線の示すモーメントの値が細線に比べて大きくな
っていることが確認できる。
【００３２】これらのことから、断熱材によって自立式
の主精留塔Ｂが外槽Ａと連成することで、主精留塔Ｂの
応答が増幅されることがわかる。変位の最大値について
は、細線で２．２秒目の５９．６ｍｍに対し、太線では
２．２秒目の６１．５ｍｍに増加している。また、加速
度の最大値は細線で５．７秒目の１０．０ｍ／ｓｅｃ2
に対し、太線では２．１秒目の９．５ｍ／ｓｅｃ2 に減
少しているが、モーメントの最大値については、変位と
同様に、細線で２．３秒目の１４８．７ｔｏｎｆ・ｍに
対し、太線では２．１秒目の１５４．７ｔｏｎｆ・ｍに
増加している。
の主精留塔Ｂが外槽Ａと連成することで、主精留塔Ｂの
応答が増幅されることがわかる。変位の最大値について
は、細線で２．２秒目の５９．６ｍｍに対し、太線では
２．２秒目の６１．５ｍｍに増加している。また、加速
度の最大値は細線で５．７秒目の１０．０ｍ／ｓｅｃ2
に対し、太線では２．１秒目の９．５ｍ／ｓｅｃ2 に減
少しているが、モーメントの最大値については、変位と
同様に、細線で２．３秒目の１４８．７ｔｏｎｆ・ｍに
対し、太線では２．１秒目の１５４．７ｔｏｎｆ・ｍに
増加している。
【００３３】以上の検討例２の結果に示すように、自立
式の主精留塔Ｂの固有振動数が外槽Ａの固有振動数の
０．７倍を超え、１．０倍未満の範囲内の空気液化分離
装置では、断熱材は、外槽Ａ及び外槽Ａを架構として設
置された副精留塔Ｃに対しては制振効果があるが、自立
式の主精留塔Ｂに対しては，その応答を増加させる結果
になることがある。
式の主精留塔Ｂの固有振動数が外槽Ａの固有振動数の
０．７倍を超え、１．０倍未満の範囲内の空気液化分離
装置では、断熱材は、外槽Ａ及び外槽Ａを架構として設
置された副精留塔Ｃに対しては制振効果があるが、自立
式の主精留塔Ｂに対しては，その応答を増加させる結果
になることがある。
【００３４】検討例３（自立式精留塔の１次固有振動数
が外槽の１次固有振動数の１．０倍以上の場合） 図１５（ａ）は外槽頂部１の地上に対する時刻歴相対変
位，図１５（ｂ）は外槽下部４での時刻歴相対加速度，
図１５（ｃ）は外槽下部４での時刻歴モーメントの計算
結果をそれぞれ示すものである。図１５（ａ）におい
て、太線の相対変位が細線に比べ小さくなってはいる
が、前記図３及び図１２、すなわち、固有振動数が０．
７倍以下及び０．７倍〜１．０倍の範囲内のときほどに
は低減されていないことが確認できる。変位の最大値を
比較すると、細線で８．２秒目の３０．３ｍｍに対し、
太線では２秒目の２１．８ｍｍに減少している。加速度
の最大値は細線で２．６秒目の１５．４ｍ／ｓｅｃ2 に
対し、太線では２．６秒目の１５．７ｍ／ｓｅｃ2 に増
加するが、モーメントの最大値は細線では８．２秒目の
０．７１ｔｏｎｆ・ｍに対し、太線で１．９秒目の０．
５９ｔｏｎｆ・ｍに減少している。
が外槽の１次固有振動数の１．０倍以上の場合） 図１５（ａ）は外槽頂部１の地上に対する時刻歴相対変
位，図１５（ｂ）は外槽下部４での時刻歴相対加速度，
図１５（ｃ）は外槽下部４での時刻歴モーメントの計算
結果をそれぞれ示すものである。図１５（ａ）におい
て、太線の相対変位が細線に比べ小さくなってはいる
が、前記図３及び図１２、すなわち、固有振動数が０．
７倍以下及び０．７倍〜１．０倍の範囲内のときほどに
は低減されていないことが確認できる。変位の最大値を
比較すると、細線で８．２秒目の３０．３ｍｍに対し、
太線では２秒目の２１．８ｍｍに減少している。加速度
の最大値は細線で２．６秒目の１５．４ｍ／ｓｅｃ2 に
対し、太線では２．６秒目の１５．７ｍ／ｓｅｃ2 に増
加するが、モーメントの最大値は細線では８．２秒目の
０．７１ｔｏｎｆ・ｍに対し、太線で１．９秒目の０．
５９ｔｏｎｆ・ｍに減少している。
【００３５】図１６（ａ）は副精留塔頂部１１における
その塔最下部に対する時刻歴相対変位，図１６（ｂ）は
副精留塔頂部１１での時刻歴相対加速度，図１６（ｃ）
は副精留塔下部１３での時刻歴モーメントの計算結果を
それぞれ示すものである。図１６（ａ）において、太線
の相対変位が細線に比べ小さくなってはいるが、図６及
び図１３、すなわち、固有振動数が０．７倍以下及び
０．７倍から１．０倍の範囲内の場合ほどには低減され
ていないことが確認できる。変位の最大値については細
線で７．４秒目の９０．５ｍｍに対し、太線では４．１
秒目の７２．３ｍｍに減少している。加速度の最大値は
細線で７．４秒目の８．９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線で
は４．１秒目の８．５ｍ／ｓｅｃ2 に減少し、モーメン
トの最大値も細線で７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍ
に対し、太線では４．１秒目の５７．６ｔｏｎｆ・ｍに
減少している。
その塔最下部に対する時刻歴相対変位，図１６（ｂ）は
副精留塔頂部１１での時刻歴相対加速度，図１６（ｃ）
は副精留塔下部１３での時刻歴モーメントの計算結果を
それぞれ示すものである。図１６（ａ）において、太線
の相対変位が細線に比べ小さくなってはいるが、図６及
び図１３、すなわち、固有振動数が０．７倍以下及び
０．７倍から１．０倍の範囲内の場合ほどには低減され
ていないことが確認できる。変位の最大値については細
線で７．４秒目の９０．５ｍｍに対し、太線では４．１
秒目の７２．３ｍｍに減少している。加速度の最大値は
細線で７．４秒目の８．９ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線で
は４．１秒目の８．５ｍ／ｓｅｃ2 に減少し、モーメン
トの最大値も細線で７．４秒目の７０．８ｔｏｎｆ・ｍ
に対し、太線では４．１秒目の５７．６ｔｏｎｆ・ｍに
減少している。
【００３６】図１７（ａ）は主精留塔頂部２１の地上に
対する時刻歴相対変位，（ｂ）は主精留塔頂部２１での
時刻歴相対加速度，（ｃ）は主精留塔下部２４での時刻
歴モーメントの計算結果をそれぞれ示すものである。図
１７（ａ）において、太線の相対変位が細線に比べて小
さくなっていることが確認できる。これにより、断熱材
によって自立式の主精留塔Ｂが外槽Ａと連成すること
で、前記図９、すなわち、固有振動数が０．７倍以下の
場合ほどではないが、主精留塔Ｂの応答が小さくなって
いることがわかる。変位の最大値については、細線で
９．６秒目の５９．１ｍｍに対し、太線では７．７秒目
の５０．７ｍｍに減少している。加速度の最大値は、細
線で７．４秒目の１５．１ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線で
は９．１秒目の１１．１ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。
また、モーメントの最大値については、細線で１０秒目
の３０９．８ｔｏｎｆ・ｍに対し、太線では８．１秒目
の２１７ｔｏｎｆ・ｍに減少している。
対する時刻歴相対変位，（ｂ）は主精留塔頂部２１での
時刻歴相対加速度，（ｃ）は主精留塔下部２４での時刻
歴モーメントの計算結果をそれぞれ示すものである。図
１７（ａ）において、太線の相対変位が細線に比べて小
さくなっていることが確認できる。これにより、断熱材
によって自立式の主精留塔Ｂが外槽Ａと連成すること
で、前記図９、すなわち、固有振動数が０．７倍以下の
場合ほどではないが、主精留塔Ｂの応答が小さくなって
いることがわかる。変位の最大値については、細線で
９．６秒目の５９．１ｍｍに対し、太線では７．７秒目
の５０．７ｍｍに減少している。加速度の最大値は、細
線で７．４秒目の１５．１ｍ／ｓｅｃ2 に対し、太線で
は９．１秒目の１１．１ｍ／ｓｅｃ2 に減少している。
また、モーメントの最大値については、細線で１０秒目
の３０９．８ｔｏｎｆ・ｍに対し、太線では８．１秒目
の２１７ｔｏｎｆ・ｍに減少している。
【００３７】以上の検討例３の結果に示すように、自立
式の主精留塔Ｂの固有振動数が外槽Ａの固有振動数より
大きな空気液化分離装置においては、断熱材が外槽Ａ、
外槽Ａを架構として設置される副精留塔Ｃ及び自立式の
主精留塔Ｂの全てに対して制振効果のあることがわか
る。
式の主精留塔Ｂの固有振動数が外槽Ａの固有振動数より
大きな空気液化分離装置においては、断熱材が外槽Ａ、
外槽Ａを架構として設置される副精留塔Ｃ及び自立式の
主精留塔Ｂの全てに対して制振効果のあることがわか
る。
【００３８】さらに、上述の３通りの検討例から、空気
液化分離装置に対する断熱材の制振効果は、代表値とし
て各機器頂部及び外槽の最大変位量を確認することによ
り可能であることがわかる。
液化分離装置に対する断熱材の制振効果は、代表値とし
て各機器頂部及び外槽の最大変位量を確認することによ
り可能であることがわかる。
【００３９】また、地震動による外槽及び外槽内に設け
られた精留塔や貯槽，熱交換器等の塔槽類の応答に対す
る粉粒状の断熱材の制振効果は、断熱材が繰り返し圧縮
によって締め固められるためにその剛性を硬化すること
から、その繰り返しとともに外槽と塔槽類とを一体化さ
せる傾向にあり、両者の固有振動数を若干高くする。こ
のとき、相対的に剛な機器（固有振動数の高い機器）に
対しては、柔な機器の固有振動数によらず、その応答を
小さくする効果がある。しかしながら、相対的に柔な機
器に対しては、剛な機器との固有振動数の関係によって
応答を大きくする場合がある。
られた精留塔や貯槽，熱交換器等の塔槽類の応答に対す
る粉粒状の断熱材の制振効果は、断熱材が繰り返し圧縮
によって締め固められるためにその剛性を硬化すること
から、その繰り返しとともに外槽と塔槽類とを一体化さ
せる傾向にあり、両者の固有振動数を若干高くする。こ
のとき、相対的に剛な機器（固有振動数の高い機器）に
対しては、柔な機器の固有振動数によらず、その応答を
小さくする効果がある。しかしながら、相対的に柔な機
器に対しては、剛な機器との固有振動数の関係によって
応答を大きくする場合がある。
【００４０】図１８は、上記３検討例を含め、外槽の１
次固有振動数を１．２４Ｈｚとして、自立式の精留塔の
１次固有振動数を０．５〜１．４Ｈｚの間で変化させた
モデル検討において、断熱材による連成を考慮していな
い場合と考慮した場合とにおける各機器の塔頂部の最大
応答変位量の比を示すもので、黒塗りの正方形が自立式
の精留塔の塔頂部（図２における主精留塔頂部２１）、
白三角が外槽頂部（図２における外槽頂部１）、白丸が
外槽を架構として設置された精留塔の塔頂部（図２にお
ける副精留塔頂部１１）の計算結果である。この図１８
においても、相対的に剛な機器に対しては柔な機器の固
有振動数によらずその応答を小さくし、相対的に柔な機
器に対しては剛な機器との固有振動数の関係によって応
答を大きくする場合があることが確認できる。
次固有振動数を１．２４Ｈｚとして、自立式の精留塔の
１次固有振動数を０．５〜１．４Ｈｚの間で変化させた
モデル検討において、断熱材による連成を考慮していな
い場合と考慮した場合とにおける各機器の塔頂部の最大
応答変位量の比を示すもので、黒塗りの正方形が自立式
の精留塔の塔頂部（図２における主精留塔頂部２１）、
白三角が外槽頂部（図２における外槽頂部１）、白丸が
外槽を架構として設置された精留塔の塔頂部（図２にお
ける副精留塔頂部１１）の計算結果である。この図１８
においても、相対的に剛な機器に対しては柔な機器の固
有振動数によらずその応答を小さくし、相対的に柔な機
器に対しては剛な機器との固有振動数の関係によって応
答を大きくする場合があることが確認できる。
【００４１】したがって、耐震設計された外槽及び自立
式の精留塔の固有振動数を比較し、外槽の固有振動数を
高く選定することにより、断熱材の制振効果によって外
槽の応答を低減させることができる。同様に、外槽を架
構として設置された精留塔の応答についても低減させる
ことができる。また、自立式の精留塔の固有振動数の値
を、外槽の固有振動数の０．７倍以下又は１．０倍以上
に設定することにより、自立式の精留塔の応答を低減さ
せることができる。
式の精留塔の固有振動数を比較し、外槽の固有振動数を
高く選定することにより、断熱材の制振効果によって外
槽の応答を低減させることができる。同様に、外槽を架
構として設置された精留塔の応答についても低減させる
ことができる。また、自立式の精留塔の固有振動数の値
を、外槽の固有振動数の０．７倍以下又は１．０倍以上
に設定することにより、自立式の精留塔の応答を低減さ
せることができる。
【００４２】なお、各検討例では、外槽Ａを架構として
設置された副精留塔Ｃ及び自立式の主精留塔Ｂがそれぞ
れ１体の場合について示したが、これらが、２体以上の
場合にも適用されることは無論であり、また、精留塔に
限らず、熱交換器や液貯槽等の塔槽類も含むものであ
る。
設置された副精留塔Ｃ及び自立式の主精留塔Ｂがそれぞ
れ１体の場合について示したが、これらが、２体以上の
場合にも適用されることは無論であり、また、精留塔に
限らず、熱交換器や液貯槽等の塔槽類も含むものであ
る。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
断熱材の制振効果を有効に利用して耐震性の高い空気液
化分離装置を製作することができる。
断熱材の制振効果を有効に利用して耐震性の高い空気液
化分離装置を製作することができる。
【図１】 常圧で充填した粉粒状の断熱材の変形特性を
示す図である。
示す図である。
【図２】 各検討例で用いた空気液化分離装置モデルを
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】 検討例１における外槽の地上に対する時刻歴
相対変位を示す図である。
相対変位を示す図である。
【図４】 同じく外槽の地上との時刻歴相対加速度を示
す図である。
す図である。
【図５】 同じく外槽の時刻歴モーメントを示す図であ
る。
る。
【図６】 同じく副精留塔の塔最下部に対する時刻歴相
対変位を示す図である。
対変位を示す図である。
【図７】 同じく副精留塔の時刻歴相対加速度を示す図
である。
である。
【図８】 同じく副精留塔の時刻歴モーメントを示す図
である。
である。
【図９】 同じく主精留塔の地上に対する時刻歴相対変
位を示す図である。
位を示す図である。
【図１０】 同じく主精留塔の時刻歴相対加速度を示す
図である。
図である。
【図１１】 同じく主精留塔の時刻歴モーメントを示す
図である。
図である。
【図１２】 検討例２における外槽頂部の地上に対する
時刻歴相対変位，外槽下部の時刻歴相対加速度及び外槽
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
時刻歴相対変位，外槽下部の時刻歴相対加速度及び外槽
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
【図１３】 同じく副精留塔頂部の塔最下部に対する時
刻歴相対変位，副精留塔頂部での時刻歴相対加速度及び
副精留塔下部での時刻歴モーメントをそれぞれ示す図で
ある。
刻歴相対変位，副精留塔頂部での時刻歴相対加速度及び
副精留塔下部での時刻歴モーメントをそれぞれ示す図で
ある。
【図１４】 同じく主精留塔頂部の地上に対する時刻歴
相対変位、主精留塔頂部の時刻歴相対加速度，主精留塔
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
相対変位、主精留塔頂部の時刻歴相対加速度，主精留塔
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
【図１５】 検討例３における外槽頂部の地上に対する
時刻歴相対変位，外槽下部の時刻歴相対加速度及び外槽
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
時刻歴相対変位，外槽下部の時刻歴相対加速度及び外槽
下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
【図１６】 同じく副精留塔頂部の塔最下部に対する時
刻歴相対変位，副精留塔頂部の時刻歴相対加速度及び副
精留塔下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図であ
る。
刻歴相対変位，副精留塔頂部の時刻歴相対加速度及び副
精留塔下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図であ
る。
【図１７】 同じく主精留塔頂部の地上に対する時刻歴
相対変位，主精留塔頂部の時刻歴相対加速度及び主精留
塔下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
相対変位，主精留塔頂部の時刻歴相対加速度及び主精留
塔下部の時刻歴モーメントをそれぞれ示す図である。
【図１８】 外槽の１次固有振動数を固定して自立式の
精留塔の１次固有振動数を変化させたときの断熱材によ
る連成を考慮していない場合と考慮した場合とにおける
各機器の塔頂部の最大応答変位量の比を示す図である。
精留塔の１次固有振動数を変化させたときの断熱材によ
る連成を考慮していない場合と考慮した場合とにおける
各機器の塔頂部の最大応答変位量の比を示す図である。
Ａ…外槽、Ｂ…自立式の主精留塔、Ｃ…架構上に設置さ
れた副精留塔、１…外槽頂部、２…外槽中上部、３…外
槽中下部、４…外槽下部、１１…副精留塔頂部、１２…
副精留塔中部、１３…副精留塔下部、２１…主精留塔頂
部、２２…主精留塔中上部、２３…主精留塔中下部、２
４…主精留塔下部
れた副精留塔、１…外槽頂部、２…外槽中上部、３…外
槽中下部、４…外槽下部、１１…副精留塔頂部、１２…
副精留塔中部、１３…副精留塔下部、２１…主精留塔頂
部、２２…主精留塔中上部、２３…主精留塔中下部、２
４…主精留塔下部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25J 1/00 - 5/00 F16F 15/00 - 15/32 E04B 1/98
Claims (1)
- 【請求項１】 低温機器を収納する外槽内に、１体以上
の自立式塔槽類と、前記外槽を架構として設置される１
体以上の塔槽類とを設置するとともに、常圧下で充填さ
れた充填密度を有する粉粒状の断熱材を充填した空気液
化分離装置において、前記断熱材は、見掛けひずみが
０．１となるよう繰返し圧縮した場合に、最大約２．９
ｋＰａの一定応力を生じ、圧縮解除によって見掛けひず
みが約２割減少したときに応力が０となるようなヒステ
リシス特性を有し、かつ、前記自立式塔槽類の１次固有
振動数を、前記外槽の１次固有振動数の０．７倍以下又
は１．０倍以上に設定したことを特徴とする空気液化分
離装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9115857A JP3030502B2 (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | 空気液化分離装置 |
| TW087106795A TW358153B (en) | 1997-05-06 | 1998-05-02 | Air liquefaction separator |
| KR10-1998-0015983A KR100494758B1 (ko) | 1997-05-06 | 1998-05-04 | 공기액화분리장치 |
| US09/071,166 US6101840A (en) | 1997-05-06 | 1998-05-04 | Air separation plants |
| EP98108181A EP0877216B1 (en) | 1997-05-06 | 1998-05-05 | Air separation plant |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=14672868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0877216B1 (ja) |
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| US7170214B2 (en) * | 2003-09-08 | 2007-01-30 | New Scale Technologies, Inc. | Mechanism comprised of ultrasonic lead screw motor |
| US7309943B2 (en) * | 2003-09-08 | 2007-12-18 | New Scale Technologies, Inc. | Mechanism comprised of ultrasonic lead screw motor |
| US7340921B2 (en) * | 2004-10-25 | 2008-03-11 | L'Air Liquide - Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Cold box and cryogenic plant including a cold box |
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| US10145514B2 (en) * | 2013-11-18 | 2018-12-04 | Man Energy Solutions Se | Cold-box system and method for power management aboard ships |
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|---|---|---|---|---|
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| US3421333A (en) * | 1964-08-28 | 1969-01-14 | Linde Ag | Thawing technique for a single air separation plant |
| US4038060A (en) * | 1972-12-01 | 1977-07-26 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for treating an exhaust gas from nuclear plant |
| SU920337A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1982-04-15 | Предприятие П/Я А-3605 | Установка разделени воздуха |
| US4496073A (en) * | 1983-02-24 | 1985-01-29 | The Johns Hopkins University | Cryogenic tank support system |
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| FR2692663B1 (fr) * | 1992-06-17 | 1994-08-19 | Air Liquide | Procédé de construction d'une unité cryogénique de séparation de gaz, unité cryogénique, sous-ensemble et ensemble transportable pour la construction d'une telle unité. |
| FR2695714B1 (fr) * | 1992-09-16 | 1994-10-28 | Maurice Grenier | Installation de traitement cryogénique, notamment de distillation d'air. |
| FR2706025B1 (fr) * | 1993-06-03 | 1995-07-28 | Air Liquide | Installation de distillation d'air. |
| JPH08119187A (ja) * | 1994-10-20 | 1996-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体タンク |
| US5617742A (en) * | 1996-04-30 | 1997-04-08 | The Boc Group, Inc. | Distillation apparatus |
-
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- 1997-05-06 JP JP9115857A patent/JP3030502B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-05-02 TW TW087106795A patent/TW358153B/zh active
- 1998-05-04 US US09/071,166 patent/US6101840A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-04 KR KR10-1998-0015983A patent/KR100494758B1/ko not_active Expired - Fee Related
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