JP2582042B2 - Portable ultra-low temperature liquefied gas container - Google Patents
Portable ultra-low temperature liquefied gas containerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、移動可能な貯蔵消費
設備として利用される可搬式超低温液化ガス容器、殊
に、従来に比し断熱性能を格段に向上させることによ
り、貯蔵した超低温液化ガスの蒸発損失が最少になるよ
うにした可搬式超低温液化ガス容器に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable ultra-low temperature liquefied gas container used as a movable storage and consumption equipment, and more particularly to a ultra-low temperature liquefied gas stored by significantly improving the heat insulation performance as compared with conventional containers. The present invention relates to a portable ultra-low temperature liquefied gas container in which the evaporation loss of the gas is minimized.
【0002】[0002]
【従来の技術】可搬式超低温液化ガス容器は、従来より
液化窒素ガス、液化酸素ガスなどの超低温液化ガスの簡
便で移動可能な貯蔵消費設備として広範囲に使用されて
いる。この可搬式超低温液化ガス容器は、高圧ガス取締
法容器保安規則第7条第5号において材料が、同第6号
において許容応力等の設計要素が規定されており、その
全体構造自体は公知である。図4に、従来(および本発
明)の代表的な可搬式超低温液化ガス容器の全体図を示
す。2. Description of the Related Art A portable ultra-low temperature liquefied gas container has been widely used as a simple and portable storage and consumption facility for ultra-low temperature liquefied gas such as liquefied nitrogen gas and liquefied oxygen gas. In this portable ultra-low temperature liquefied gas container, the material is specified in Article 7, item 5 of the High Pressure Gas Control Law, and the design elements such as allowable stress are specified in item 6, and the entire structure itself is known. is there. FIG. 4 shows an overall view of a typical portable ultra-low temperature liquefied gas container of the related art (and the present invention).
【0003】図4の可搬式超低温液化ガス容器にあって
は、内槽(1) 内に収容される超低温液化ガスの温度は貯
蔵時の内圧力によって変化するが、液化窒素ガスの場合
を例にとると−196℃(1気圧のとき)〜−169℃
(10気圧のとき)であり、液化窒素ガスと接する内槽
(1) も同等の超低温度に冷却されることとなる。In the portable ultra-low temperature liquefied gas container shown in FIG. 4, the temperature of the ultra-low temperature liquefied gas contained in the inner tank (1) varies depending on the internal pressure during storage. -196 ° C (at 1 atm) to -169 ° C
(At 10 atm), inner tank in contact with liquefied nitrogen gas
(1) is also cooled to the same ultra-low temperature.
【0004】一方外槽(2) は、外気と接触しているため
に外気温度(たとえば20℃)と同一になっている。そ
のため、内槽(1) と外槽(2) の温度差は216〜189
℃に達することとなり、そのままでは蒸発損失が多大で
あるので、収容されている液化窒素ガスは短時間内に大
気へ蒸発してしまい、実用には供しえない。On the other hand, the outer tank (2) has the same temperature as the outside air (for example, 20 ° C.) because it is in contact with the outside air. Therefore, the temperature difference between the inner tank (1) and the outer tank (2) is 216-189.
° C, and the evaporation loss is large if it is used as it is, so that the contained liquefied nitrogen gas evaporates to the atmosphere in a short time, and is not practical.
【0005】そこで液化窒素ガス等の蒸発を防止すべ
く、内槽(1) と外槽(2) との二重殻構造の中空部に断熱
層(5) (たとえばスーパーインシュレーション材等)を
挿入設置した後、高真空排気してから密封する真空断熱
方式を採用し、収容した液化窒素ガス等の蒸発損失を低
減して実用に供している。またこの可搬式超低温液化ガ
ス容器においては、内槽(1) −外槽(2) 間を連結する部
材としてネックチューブ(4) を用い、そのネックチュー
ブ(4) で内槽(1) を外槽フランジ(3) に吊り下げ固定す
ると共に、該ネックチューブ(4) を超低温液化ガスの出
入のための配管用連通開口部としている。なお、輸送中
の内槽(1) の振れを防止するため、内槽(1) 底板と外槽
(2) 底板との間には下部振れ止め(6) を設けてある。In order to prevent evaporation of liquefied nitrogen gas and the like, a heat insulating layer (5) (for example, a super insulation material) is provided in the hollow portion of the double shell structure of the inner tank (1) and the outer tank (2). After inserting and installing, a vacuum heat insulation system is adopted in which high vacuum evacuation is performed and then sealing is performed. In addition, in this portable ultra-low temperature liquefied gas container, a neck tube (4) is used as a member connecting the inner tank (1) and the outer tank (2), and the inner tank (1) is removed by the neck tube (4). The neck tube (4) is suspended and fixed to the tank flange (3), and the neck tube (4) is used as a communication opening for piping for inflow and outflow of ultra-low temperature liquefied gas. Note that the inner tank (1) bottom plate and outer tank
(2) A lower steady rest (6) is provided between the bottom plate and the bottom plate.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】最近の週休2日制の普
及および夏期・冬期休暇の長期化に伴う休止中の保安の
確保および経済面から、上述の可搬式超低温液化ガス容
器を用いたときの蒸発損失量を低下させるための断熱性
能の向上がユーザーから強く求められている。When the portable ultra-low temperature liquefied gas container described above is used in view of the recent spread of the two-day work week and the securing of security during suspension due to the prolongation of summer and winter vacations and the economic aspect. There is a strong demand from users for improving the heat insulation performance to reduce the amount of evaporation loss.
【0007】本発明者らはこの要請に応えるべく、断熱
性能向上のための技術開発の一環として、既存の超低温
液化ガス容器の各部位からの内槽(1) への侵入熱の測定
および解析を行ったところ、次の表1の結果を得た。[0007] In order to meet this demand, the present inventors have measured and analyzed the heat invading into the inner tank (1) from each part of the existing ultra-low temperature liquefied gas container as part of the technical development for improving the heat insulation performance. Was performed, the results shown in the following Table 1 were obtained.
【0008】[0008]
【表1】 容器各部位からの内槽(1) への熱侵入量 熱侵入部位 侵入熱量(kcal/h) 比率 (%) ネックチューブ(4) からの侵入 4.96 56.3 断熱層(5) からの侵入 3.37 38.3 下部振れ止め(6) からの侵入 0.48 5.4 容器全体での侵入熱量 8.81 100 [Table 1] Heat penetration from each part of the container to the inner tank (1) Heat penetration part Heat penetration (kcal / h) Ratio (%) Penetration from neck tube (4) 4.96 56.3 From heat insulation layer (5) Penetration 3.37 38.3 Penetration from bottom steady rest (6) 0.48 5.4 Penetration heat in the whole container 8.81 100
【0009】この結果から、容器の断熱性能を向上させ
るには、総侵入熱量の56.3%とその大半を占めているネ
ックチューブ(4) からの侵入熱を低下させることが最重
要の課題であることがわかる。From these results, it is the most important issue to improve the heat insulation performance of the container to reduce the invasion heat from the neck tube (4), which accounts for 56.3% of the total infiltration heat and the majority thereof. You can see that.
【0010】さてネックチューブ(4) は、高圧ガス取締
法で下記(イ)、(ロ)の要件を満たすことが定められ
ている。 (イ)超低温液化ガスを収容する容器であるので、たと
えば液化窒素ガスの沸点である−196℃(1気圧の場
合)の超低温に耐える材料を使用すること。 (ロ)超低温液化ガスを加圧下(たとえば10気圧)で
貯蔵消費する容器であるので、耐圧力を有すること。さ
らには、内槽の荷重およびそれに収容してある超低温液
化ガスの荷重を保持するために必要な機械的強度を有す
ること。The neck tube (4) is required to satisfy the following requirements (a) and (b) according to the High Pressure Gas Control Law. (A) Since the container contains an ultra-low temperature liquefied gas, a material that can withstand an ultra-low temperature of -196 ° C. (in the case of 1 atm), which is the boiling point of liquefied nitrogen gas, is used. (B) Since it is a container for storing and consuming an ultra-low temperature liquefied gas under pressure (for example, 10 atm), it has a pressure resistance. Furthermore, it must have the mechanical strength necessary to hold the load of the inner tank and the load of the ultra-low temperature liquefied gas contained therein.
【0011】上記(イ)、(ロ)の両条件を満足する材
料として、従来は、ニッケル−クロム合金(たとえば J
IS G3459に規定されているSUS304Tp等)からな
るオーステナイト系ステンレス鋼管をネックチューブ
(4) として使用している。Conventionally, as a material satisfying both the conditions (a) and (b), a nickel-chromium alloy (for example, J
Austenitic stainless steel pipe made of SUS304Tp specified in IS G3459)
Used as (4).
【0012】そこで、従来使用している上述のステンレ
ス鋼管を使用して断熱性能の改善を試みたが、機械的強
度を確保する条件(ロ)を満足するという制約があるた
め、現行のステンレス鋼管製のネックチューブ(4) の削
減可能な肉厚はたとえば現行肉厚の10%減というよう
な小巾にとどまり、断熱性能の大巾な改善には限界があ
ることが判明した。[0012] To improve the heat insulation performance using the above-mentioned conventional stainless steel pipe, there is a restriction that the condition (b) for ensuring mechanical strength is satisfied. The wall thickness of the neck tube (4) made of stainless steel can be reduced to a small value, for example, 10% less than the current wall thickness, and it has been found that there is a limit to a large improvement in heat insulation performance.
【0013】本発明は、このような背景下において、超
低温に耐え、必要な耐圧力および機械的強度を有し、し
かも熱侵入量を従来に比し格段に少なくすることのでき
る可搬式超低温液化ガス容器を提供することを目的とす
るものである。Under such a background, the present invention provides a portable ultra-low temperature liquefaction that can withstand ultra-low temperatures, have the required pressure resistance and mechanical strength, and can significantly reduce the amount of heat infiltration as compared with the prior art. It is intended to provide a gas container.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の可搬式超低温液
化ガス容器は、内槽(1) と外槽(2) との二重殻構造を有
し、両槽はネックチューブ(4) を介して連結され、ネッ
クチューブ(4) の上端は外槽(2) 天板の外槽フランジ
(3) に、ネックチューブ(4) の下端は内槽(1) 天板にそ
れぞれ溶接接合された構造の超低温液化ガス容器におい
て、前記ネックチューブ(4) として、ニッケル−モリブ
デン合金板を円筒状に曲げ加工した後、その合わせ目を
突き合わせ溶接して円筒となすと共に、その円筒の上下
両端側の溶接接合部位(4a), (4a)を除くストレート部(4
b)全体を所定の肉厚にまで切削加工を行ったものを用い
たことを特徴とするものである。The portable ultra low temperature liquefied gas container of the present invention has a double shell structure of an inner tank (1) and an outer tank (2), and both tanks have a neck tube (4). The upper end of the neck tube (4) is connected to the outer tank (2).
(3) The lower end of the neck tube (4) is formed by welding a nickel-molybdenum alloy plate as the neck tube (4) in an ultra-low temperature liquefied gas container having a structure welded to the inner tank (1) top plate. After the bending process, the joints are butt-welded to form a cylinder, and the straight portion (4) except for the welded joints (4a) and (4a) at the upper and lower ends of the cylinder is formed.
b) The whole is machined to a predetermined thickness.
【0015】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0016】本発明の可搬式超低温液化ガス容器は、図
4に示したように、内槽(1) と外槽(2) との二重殻構造
を有する。両槽はネックチューブ(4) を介して連結さ
れ、ネックチューブ(4) の上端は外槽(2) 天板の外槽フ
ランジ(3) に、ネックチューブ(4) の下端は内槽(1) 天
板にそれぞれ溶接接合される。すなわち、内槽(1) はネ
ックチューブ(4) により外槽フランジ(3) に吊り下げ固
定される。ネックチューブ(4) は、超低温液化ガスの出
入のための配管用連通開口部の役割も果たしている。As shown in FIG. 4, the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention has a double shell structure of an inner tank (1) and an outer tank (2). Both tanks are connected via a neck tube (4) .The upper end of the neck tube (4) is connected to the outer tank (2), the outer tank flange (3) of the top plate, and the lower end of the neck tube (4) is connected to the inner tank (1). ) Each is welded to the top plate. That is, the inner tank (1) is suspended and fixed to the outer tank flange (3) by the neck tube (4). The neck tube (4) also serves as a pipe communication opening for inflow and outflow of ultra-low temperature liquefied gas.
【0017】内槽(1) と外槽(2) との二重殻構造体の中
空部には、断熱層(5) (たとえばスーパーインシュレー
ション材等)が挿入設置され、高真空排気してから密封
される。A heat insulating layer (5) (for example, a super insulation material) is inserted and installed in the hollow portion of the double shell structure composed of the inner tank (1) and the outer tank (2). Sealed from.
【0018】輸送中や取り扱い中の内槽(1) の振れを防
止するため、内槽(1) 底板と外槽(2) 底板との間には下
部振れ止め(6) が設けられる。In order to prevent the inner tank (1) from swaying during transportation or handling, a lower steady rest (6) is provided between the bottom plate of the inner tank (1) and the bottom plate of the outer tank (2).
【0019】図4中、(7) は液取出管、(8)は液面計、
(9) は保圧コイル、(10)はハンドルリング、(11)はフッ
トリングである。In FIG. 4, (7) is a liquid discharge pipe, (8) is a liquid level gauge,
(9) is a holding coil, (10) is a handle ring, and (11) is a foot ring.
【0020】そして本発明においては、上記のネックチ
ューブ(4) として、ニッケル−モリブデン合金板を円筒
状に曲げ加工した後、その合わせ目を突き合わせ溶接し
て円筒となすと共に、その円筒の上下両端側の溶接接合
部位(4a), (4a)を除くストレート部(4b)全体を所定の肉
厚にまで切削加工を行ったものを用いる。この点が、従
来と異なる本発明の特徴点である。In the present invention, as the neck tube (4), a nickel-molybdenum alloy plate is bent into a cylindrical shape, and its joint is butt-welded to form a cylinder. The entire straight portion (4b) excluding the welded joint portions (4a) and (4a) on the side is machined to a predetermined thickness. This is a feature of the present invention that is different from the related art.
【0021】上記ニッケル−モリブデン合金板は、 JIS
H4551 (1991) で規格化されており、市販品としては記
号NM1P(1種)とNM2P(2種)とがある。それ
らの化学組成を次に示す。The nickel-molybdenum alloy plate is JIS
It is standardized by H4551 (1991), and commercially available products include the symbols NM1P (1 type) and NM2P (2 types). The chemical composition is shown below.
【0022】・NM1P 種類:ニッケル−モリブデン合金板1種 化学成分(単位は%):Ni…残部、Cr… 1.0以下、Fe…
4.0-6.0、Mo… 26.0-30.0、Cu… -、Mn… 1.0以下、Co
… 2.5以下、C …0.05以下、W … -、Si… 1.0以下、P
…0.04以下、S …0.03以下、Al… -、Ti… -、V … 0.2
-0.4、Nb+Ta … -NM1P Type: Nickel-molybdenum alloy sheet 1 Chemical composition (unit:%): Ni: balance, Cr: 1.0 or less, Fe:
4.0-6.0, Mo… 26.0-30.0, Cu…-, Mn… 1.0 or less, Co
… 2.5 or less, C… 0.05 or less, W…-, Si… 1.0 or less, P
… 0.04 or less, S… 0.03 or less, Al…-, Ti…-, V… 0.2
-0.4, Nb + Ta…-
【0023】・NM2P 種類:ニッケル−モリブデン合金板2種 化学成分(単位は%):Ni…残部、Cr… 1.0以下、Fe…
2.0以下、Mo… 26.0-30.0、Cu… -、Mn… 1.0以下、Co
… 1.0以下、C …0.02以下、W … -、Si…0.10以下、P
…0.04以下、S …0.03以下、Al… -、Ti… -、V … -、
Nb+Ta … -NM2P Type: Nickel-molybdenum alloy plate 2 Chemical components (unit:%): Ni: balance, Cr: 1.0 or less, Fe:
2.0 or less, Mo… 26.0-30.0, Cu…-, Mn… 1.0 or less, Co
… 1.0 or less, C… 0.02 or less, W…-, Si… 0.10 or less, P
… 0.04 or less, S… 0.03 or less, Al…-, Ti…-, V…-,
Nb + Ta…-
【0024】次に、上記のうちニッケル−モリブデン合
金板1種(NM1P)の比熱および熱伝導度を、従来使
用しているオーステナイト系ステンレス鋼管のSUS3
04と比較対照して表2に示す。Next, the specific heat and thermal conductivity of one of the above-mentioned nickel-molybdenum alloy plates (NM1P) were measured using the SUS3 of austenitic stainless steel tube conventionally used.
Table 2 shows a comparison with No. 04.
【0025】[0025]
【表2】 熱伝導度 種 類 NM1P SUS304 比熱 (cal/g.℃) 0.09 0.12 熱伝導度(kcal/m.h.deg) 7.5 10.0 [Table 2] Thermal conductivity type NM1P SUS304 specific heat (cal / g. ℃) 0.09 0.12 Thermal conductivity (kcal / mhdeg) 7.5 10.0
【0026】すなわち、ニッケル−モリブデン合金板N
M1Pを使用することによって、熱伝導度を25%減少
させることができる。なお、ニッケル−モリブデン合金
板のうち熱伝導度はNM1Pの方がNM2Pより小さい
ので、ネックチューブ(4) として使用するにはNM1P
がすぐれている。That is, the nickel-molybdenum alloy plate N
By using M1P, the thermal conductivity can be reduced by 25%. Since the thermal conductivity of the nickel-molybdenum alloy plate NM1P is smaller than that of NM2P, NM1P is used as the neck tube (4).
Is excellent.
【0027】さらに、機械的強度の基礎となるニッケル
−モリブデン合金板NM1Pの引張強さを、従来使用し
ているSUS304と比較対照して表3に示す。Further, Table 3 shows the tensile strength of the nickel-molybdenum alloy sheet NM1P, which is the basis of the mechanical strength, in comparison with SUS304 used conventionally.
【0028】[0028]
【表3】 機械的強度 種 類 NM1P SUS304 引張強さ (kg/mm2) 81.0以上 53 以上 0.2 %耐力(kg/mm2) 35.2以上 20.9以上 [Table 3] Mechanical strength type NM1P SUS304 tensile strength (kg / mm 2 ) 81.0 or more 53 or more 0.2% proof stress (kg / mm 2 ) 35.2 or more 20.9 or more
【0029】すなわち、ニッケル−モリブデン合金板N
M1Pを使用することによって、機械的強度を従来のS
US304の50%増で算出できることがわかる。よっ
て、従来と同一の機械的強度を保持したネックチューブ
(4) を製作する場合に、従来のSUS304に適用して
いた肉厚を大巾に削減できることとなる。That is, the nickel-molybdenum alloy plate N
By using M1P, the mechanical strength can be reduced by the conventional S
It can be seen that the calculation can be performed with a 50% increase from US304. Therefore, a neck tube that retains the same mechanical strength as before
When (4) is manufactured, the thickness applied to the conventional SUS304 can be greatly reduced.
【0030】使用肉厚の削減は、使用材料固有の熱伝導
度が25%減となることの加速要素として重要な手段と
なり、これら両要素が加算されることによって断熱性能
の大巾な向上(つまり侵入熱量の大巾な減少)が実現す
る。The reduction of the used wall thickness is an important means for accelerating the reduction of the thermal conductivity inherent in the used material by 25%, and the addition of these two elements greatly improves the heat insulation performance ( That is, a large decrease in the amount of invading heat is realized.
【0031】またニッケル−モリブデン合金板は、たと
えば−196℃の超低温度においても大巾な機械的強度
の低下を来たすことなく使用できる材料であることが、
米国機械学会(ASME)の規格である「ボイラーおよび圧
力容器基準セクションVIII、サブセクションCおよび表
UNF−23.3」に記載されている。Further, the nickel-molybdenum alloy plate is a material that can be used even at an extremely low temperature of, for example, -196 ° C. without causing a large decrease in mechanical strength.
It is described in the American Society of Mechanical Engineers (ASME) standard "Boiler and Pressure Vessel Standards Section VIII, Subsection C and Table UNF-23.3".
【0032】以上のように、ニッケル−モリブデン合金
板がネックチューブ(4) の材料として従来のオーステナ
イト系ステンレス鋼管よりも各特性値が大巾にすぐれて
いることを見い出したが、この合金板製のネックチュー
ブ(4) は、超低温液化ガス容器の目的には従来実用され
たことのない材料である上、安価に入手可能な管状の規
格品がないので、その実用的加工方法の開発を同時に行
った。As described above, it has been found that the nickel-molybdenum alloy plate is much superior to the conventional austenitic stainless steel tube as a material of the neck tube (4) in each characteristic value. Neck tube (4) is a material that has never been used for ultra-low temperature liquefied gas containers, and there is no standard tube product available at low cost. went.
【0033】すなわち、ニッケル−モリブデン合金板を
ロール巻き機械を使用して円筒状に曲げ加工した後、そ
の合わせ目をTIG溶接等によって突き合わせ溶接して
円筒となした。このときの溶接作業に使用可能な溶接棒
は各種存在するが、後の工程で機械的切削加工を加える
必要があることから、ピンホールおよびブローホール等
を防止するための湯流れ特性が最良である JIS Y Ni Mo
-7にCr を添加した JIS Y Ni Cr Mo-4 が最適であるこ
とを見い出した。That is, after the nickel-molybdenum alloy plate was bent into a cylindrical shape using a roll winding machine, the joint was butt-welded by TIG welding or the like to form a cylinder. There are various types of welding rods that can be used for welding at this time, but since it is necessary to add mechanical cutting in a later step, the flow characteristics of the molten metal for preventing pinholes and blowholes are the best. A JIS Y Ni Mo
It has been found that JIS Y Ni Cr Mo-4 obtained by adding Cr to -7 is optimal.
【0034】ネックチューブ(4) の形状については、図
1および図2に本発明で用いるネックチューブ(4) の縦
断面図および平面図を、図3にそのネックチューブ(4)
の取付図を示したように、内槽(1) および外槽(2) に溶
接するネックチューブ(4) の上下両端側の溶接接合部位
(4a), (4a)は溶接強度を保つために厚肉の接合部とする
ことが必要である。As for the shape of the neck tube (4), FIGS. 1 and 2 show a longitudinal sectional view and a plan view of the neck tube (4) used in the present invention, and FIG. 3 shows the neck tube (4).
As shown in the installation drawing, the weld joints on the upper and lower ends of the neck tube (4) to be welded to the inner tank (1) and outer tank (2)
(4a) and (4a) need to be thick joints in order to maintain welding strength.
【0035】一方、ネックチューブ(4) の長さ方向の7
0%以上を占めるストレート部(4b)の肉厚は、先に述べ
た高圧ガス取締法で規制されている以上の機械的強度を
満足すれば実用に供することができる。そこで、NM1
Pの厚板のストレート部(4b)のみを切削加工することに
よって肉厚を削減することを目的に、高圧ガス取締法特
定設備検査規則第14条第1項等に記載の計算方式で肉
厚の算出を行った。On the other hand, in the lengthwise direction of the neck tube (4),
The thickness of the straight portion (4b) occupying 0% or more can be put to practical use as long as it satisfies the above-mentioned mechanical strength regulated by the High Pressure Gas Control Law. Therefore, NM1
In order to reduce the wall thickness by cutting only the straight portion (4b) of the thick plate of P, the wall thickness is calculated by the calculation method described in Article 14, Paragraph 1, etc. of the High Pressure Gas Control Law specific equipment inspection rules. Was calculated.
【0036】ストレート部(4b)の肉厚の算出は、容器の
設計容量、貯蔵する超低温液化ガスの種類、設計圧力な
どの因子によって多様となるが、常用されている容量お
よび圧力を例として計算した場合の肉厚計算結果を表4
に示す。The calculation of the thickness of the straight portion (4b) varies depending on factors such as the design capacity of the container, the type of ultra-low temperature liquefied gas to be stored, the design pressure, and the like. Table 4 shows the wall thickness calculation results when
Shown in
【0037】[0037]
【表4】 ストレート部肉厚計算結果 設計圧力 (A) 15kg/cm2 (B) 26kg/cm2 最小厚さ+ねじ山の高さ+腐れ代 0.23mm 0.40mm [Table 4] Straight part wall thickness calculation result Design pressure (A) 15kg / cm 2 (B) 26kg / cm 2 Minimum thickness + thread height + decay allowance 0.23mm 0.40mm
【0038】現実には、上記計算値に加えて、収容した
液密度の異なる各種の超低温液化ガスの荷重計算、可搬
式容器であるので輸送時の振動計算等の応力計算値、さ
らには加工精度を加味すると、実用上は0.40mm〜0.9mm
の肉厚が最適である。Actually, in addition to the above-mentioned calculated values, load calculation of various kinds of ultra-low temperature liquefied gas containing different liquid densities, stress calculation values such as vibration calculation at the time of transportation because of a portable container, and processing accuracy Is added, practically 0.40mm ~ 0.9mm
Thickness is optimal.
【0039】以上の手法に従って製作した図1〜2のネ
ックチューブ(4) の上下両端側の溶接接合部位(4a), (4
a)を、図3のように内槽(1) および外槽フランジ(4) に
TIG溶接等で溶接し、内外槽から成る気密な二重殻構
造体を製作する。二重殻構造体の中空部には公知のスー
パーインシュレーション材等の断熱層(5) を事前に挿入
設置し、外槽(2) に取り付けた排気口より高真空排気を
行い、ついで真空封止する。The welded joints (4a), (4a) at the upper and lower ends of the neck tube (4) shown in FIGS.
a) is welded to the inner tank (1) and the outer tank flange (4) by TIG welding or the like as shown in FIG. 3 to produce an airtight double shell structure composed of the inner and outer tanks. A heat insulation layer (5) such as a well-known super-insulation material is inserted and installed in advance in the hollow part of the double shell structure, and high vacuum evacuation is performed from the exhaust port attached to the outer tank (2), and then vacuum sealing Stop.
【0040】これにより、侵入熱が最少となり、ひいて
は収容する超低温液化ガスの蒸発損失が最少となる可搬
式超低温液化ガス容器が製作される。As a result, a portable ultra-low temperature liquefied gas container can be manufactured in which the amount of heat intrusion is minimized, and the evaporation loss of the ultra-low temperature liquefied gas contained therein is also minimized.
【0041】可搬式超低温液化ガス容器に収容される超
低温液化ガスとしては、液化窒素ガス、液化酸素ガス、
液化アルゴン、液化炭酸ガス、液化天然ガスをはじめと
する種々の超低温液化ガスがあげられる。The ultra-low temperature liquefied gas contained in the portable ultra-low temperature liquefied gas container includes liquefied nitrogen gas, liquefied oxygen gas,
Various ultra-low temperature liquefied gases including liquefied argon, liquefied carbon dioxide, and liquefied natural gas can be mentioned.
【0042】本発明の可搬式超低温液化ガス容器は、溶
接断作業用の液化ガス、飲食物の酸化防止のための封入
用の液化ガスなど各種の超低温液化ガスの移動可能で簡
便な貯蔵消費設備として有用である。The portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention is a portable and convenient storage and consumption equipment for various ultra-low temperature liquefied gases such as a liquefied gas for welding cutting work and a liquefied gas for sealing to prevent oxidation of food and drink. Useful as
【0043】[0043]
【作用】本発明の可搬式超低温液化ガス容器にあって
は、内槽(1) と外槽(2) とを連結するネックチューブ
(4) として、ニッケル−モリブデン合金板を円筒状に曲
げ加工した後、その合わせ目を突き合わせ溶接して円筒
となすと共に、その円筒の上下両端側の溶接接合部位(4
a), (4a)を除くストレート部(4b)全体を所定の肉厚にま
で切削加工を行ったものを用いたため、断熱性能が格段
に向上し、従って熱侵入量が従来に比し格段に少なくな
ると共に、超低温液化ガスの蒸発損失が最少となる。ま
たこのネックチューブ(4) は、超低温に耐え、必要な耐
圧力および機械的強度を有する。According to the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention, a neck tube connecting the inner tank (1) and the outer tank (2) is provided.
(4) After bending a nickel-molybdenum alloy plate into a cylindrical shape, the joints are butt-welded to form a cylinder, and the welded joints (4
Since the entire straight part (4b) excluding (a) and (4a) has been cut to a predetermined thickness, the heat insulation performance has been significantly improved, and the heat intrusion has been significantly reduced compared to the conventional type. At the same time, the evaporation loss of the cryogenic liquefied gas is minimized. The neck tube (4) withstands extremely low temperatures and has the required pressure resistance and mechanical strength.
【0044】[0044]
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。The present invention will be further described with reference to the following examples.
【0045】実施例1 先にも述べたように、図1は本発明の可搬式超低温液化
ガス容器のネックチューブ(4) の縦断面図、図2はその
平面図である。図3はそのネックチューブ(4)の取付図
である。図4は本発明および従来の代表的な可搬式超低
温液化ガス容器の全体図である。Embodiment 1 As described above, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the neck tube (4) of the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. FIG. 3 is a mounting view of the neck tube (4). FIG. 4 is an overall view of the present invention and a conventional portable ultra-low temperature liquefied gas container.
【0046】ネックチューブ(4) 作製用の合金板とし
て、ニッケル−モリブデン合金板(JIS H4551 、NM1
P)である三菱マテリアル株式会社の「ハステロイB」
の板厚4.0mmのものを準備し、この合金板を円筒状に曲
げ加工した後、その合わせ目を突き合わせ溶接して円筒
となした(図1参照)。図1中、(x) は溶接部である。
このとき、溶接棒として JIS Y Ni Cr Mo-4 を使用し、
アルゴンガスバックシールを行いながらTIG溶接を行
い、気密な一体構造とした。As an alloy plate for producing the neck tube (4), a nickel-molybdenum alloy plate (JIS H4551, NM1
P) "Hastelloy B" of Mitsubishi Materials Corporation
Was prepared, the alloy plate was bent into a cylindrical shape, and the joint was butt-welded to form a cylinder (see FIG. 1). In FIG. 1, (x) is a weld.
At this time, JIS Y Ni Cr Mo-4 was used as the welding rod,
TIG welding was performed while performing argon gas back sealing to obtain an airtight integrated structure.
【0047】次に、円筒にした合金板を内槽(1) および
外槽フランジ(4) に溶接するに先立ち、上下両端側の溶
接接合部位(4a), (4a)を除くストレート部(4b)全体の外
周部を切削加工によって0.75mmの肉厚になるまで削減し
た(図2参照)。Next, prior to welding the cylindrical alloy plate to the inner tank (1) and the outer tank flange (4), the straight portion (4b) excluding the welded joints (4a) and (4a) at the upper and lower ends. ) The entire outer peripheral part was reduced to a thickness of 0.75 mm by cutting (see Fig. 2).
【0048】このようにして作製したネックチューブ
(4) を、内槽(1) および外槽フランジ(4) に図3のよう
に取り付けた。すなわち、SUS304製の内槽(1) と
SUS304製の外槽フランジ(3) にネックチューブ
(4) の溶接接合部位(4a), (4b)をTIG溶接によって円
周溶接した。図3中、(y), (z)はそのときの円周溶接部
である。この場合も、アルゴンバックシールを行いなが
ら溶接棒として JIS Y NiCr Mo-4 使用し、気密な二重
殻一体構造となるようにした。なお、(w) は外槽(2) −
外槽フランジ(4) 間の溶接部である。The neck tube thus manufactured
(4) was attached to the inner tank (1) and the outer tank flange (4) as shown in FIG. That is, the neck tube is attached to the inner tank (1) made of SUS304 and the outer tank flange (3) made of SUS304.
The circumferentially welded portions (4a) and (4b) of (4) were welded by TIG welding. In FIG. 3, (y) and (z) are circumferential welds at that time. Also in this case, JIS Y NiCrMo-4 was used as a welding rod while performing an argon back seal so as to form an airtight double shell integrated structure. (W) is the outer tank (2) −
This is the weld between the outer tank flanges (4).
【0049】このようにして本発明の可搬式超低温液化
ガス容器を完成した後、容器内に超低温液化ガスの一例
としての液化窒素ガスを収容し、その蒸発損失量を実測
した。測定方法は高圧ガス取締法容器保安規則関係基準
「超低温容器の断熱性能試験」に準拠した。このときの
結果を、比較対照としてのSUS304製ネックチュー
ブ(ストレート部肉厚1mm)を使用して製作されている
既存の容器の同一条件下での実測値と共に、表5に示
す。After the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention was completed in this way, liquefied nitrogen gas as an example of the ultra-low temperature liquefied gas was accommodated in the container, and the amount of evaporation loss was measured. The measurement method was based on the high-pressure gas control law vessel security regulation related standard "insulation performance test of ultra-low temperature vessel". The results at this time are shown in Table 5 together with the measured values under the same conditions of an existing container manufactured using a SUS304 neck tube (straight wall thickness 1 mm) as a control.
【0050】[0050]
【表5】 断熱性能試験記録 本発明の容器 既存の容器 テスト容器 蒸発損失量 (g/日) テスト容器 蒸発損失量 (g/日) No. 1 1,146 No. 1' 1,674 No. 2 1,087 No. 2' 1,701 No. 3 1,056 No. 3' 1,681 No. 4 1,072 No. 4' 1,648 No. 5 1,048 No. 5' 1,656 平均値 1,082 平均値 1,672 比率 0.65 1.0 [Table 5] Insulation performance test record Existing container of the present invention Test container Evaporation loss (g / day) Test container Evaporation loss (g / day) No. 1 1,146 No. 1 '1,674 No. 2 1,087 No. 2 '1,701 No. 3 1,056 No. 3' 1,681 No. 4 1,072 No. 4 '1,648 No. 5 1,048 No. 5' 1,656 Average 1,082 Average 1,672 Ratio 0.65 1.0
【0051】表5から、本発明の可搬式超低温液化ガス
容器の蒸発損失量は既存の容器の蒸発損失量の65%に
とどまることがわかる。従って、本発明の容器を使用す
るユーザーにとっては、実質的に使用できる超低温液化
ガスの使用量が増加することとなり、資源の有効利用が
図られる。また蒸発損失の35%減に対応して、容器内
圧の上昇率も比例的に低下するので、保安面の改善も図
られる。From Table 5, it can be seen that the evaporation loss of the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention is only 65% of the evaporation loss of the existing container. Therefore, for the user using the container of the present invention, the amount of the ultra-low temperature liquefied gas that can be substantially used is increased, and the resources are effectively used. In addition, since the rate of increase in the internal pressure of the container is proportionally reduced in accordance with the 35% reduction in the evaporation loss, the safety is improved.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明の可搬式超低温液化ガス容器にあ
っては、内槽(1) と外槽(2) とを連結するネックチュー
ブ(4) の材料として従来のSUS304鋼管よりも熱伝
導率の一段と低いニッケル−モリブデン合金板を選択し
たことによる熱物性効果に加えて、その合金板のSUS
304鋼管よりも一段と高い機械的強度特性を生かして
最適な切削加工を加えたことにより、最少の熱侵入量を
実現した結果、既存容器での超低温液化ガス蒸発損失量
と比較してその蒸発損失量を著減することができる。In the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention, the material of the neck tube (4) connecting the inner tank (1) and the outer tank (2) is more heat conductive than the conventional SUS304 steel pipe. In addition to the thermophysical properties effect of selecting a nickel-molybdenum alloy plate with a much lower rate, the SUS
By applying the optimum cutting process by utilizing the mechanical strength characteristics much higher than that of 304 steel pipe, the minimum amount of heat infiltration was realized. The amount can be significantly reduced.
【0053】従って、本発明の可搬式超低温液化ガス容
器を使用すれば、液化窒素ガス、液化酸素ガス、液化ア
ルゴン、液化炭酸ガス、液化天然ガスなどの超低温液化
ガスを貯蔵消費する広範な産業界に対して、蒸発損失に
よる経済的損失を大巾に軽減できる上、蒸発ガスが大気
放出される際の安全確保が図られるので、本発明は社会
に多大な貢献をすることができる。Therefore, the portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention can be used in a wide range of industries that store and consume ultra-low temperature liquefied gas such as liquefied nitrogen gas, liquefied oxygen gas, liquefied argon, liquefied carbon dioxide gas, and liquefied natural gas. On the other hand, the economic loss due to the evaporation loss can be greatly reduced, and the safety when the evaporative gas is released to the atmosphere can be ensured. Therefore, the present invention can greatly contribute to society.
【図1】本発明の可搬式超低温液化ガス容器のネックチ
ューブ(4) の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a neck tube (4) of a portable ultra-low temperature liquefied gas container of the present invention.
【図2】図1のネックチューブ(4) の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the neck tube (4) of FIG.
【図3】図1のネックチューブ(4) の取付図である。FIG. 3 is a mounting view of the neck tube (4) of FIG. 1;
【図4】本発明および従来の代表的な可搬式超低温液化
ガス容器の全体図である。FIG. 4 is an overall view of the present invention and a conventional portable ultra-low temperature liquefied gas container.
(1) …内槽、 (2)…外槽、 (3) …外槽フランジ、 (4) …ネックチューブ、 (4a)…溶接接合部位、(4b)…ストレート部、 (5) …断熱層、 (6) …下部振れ止め、 (7) …液取出管、 (8) …液面計、 (9) …保圧コイル、 (10)…ハンドルリング、 (11)…フットリング、 (w), (x), (y), (z)…溶接部 (1) ... inner tank, (2) ... outer tank, (3) ... outer tank flange, (4) ... neck tube, (4a) ... welded joint, (4b) ... straight part, (5) ... heat insulating layer , (6)… Lower steady rest, (7)… Liquid outlet pipe, (8)… Liquid level gauge, (9)… Holding coil, (10)… Handle ring, (11)… Foot ring, (w) , (x), (y), (z)… weld
Claims (3)
し、両槽はネックチューブ(4) を介して連結され、ネッ
クチューブ(4) の上端は外槽(2) 天板の外槽フランジ
(3) に、ネックチューブ(4) の下端は内槽(1) 天板にそ
れぞれ溶接接合された構造の超低温液化ガス容器におい
て、 前記ネックチューブ(4) として、ニッケル−モリブデン
合金板を円筒状に曲げ加工した後、その合わせ目を突き
合わせ溶接して円筒となすと共に、その円筒の上下両端
側の溶接接合部位(4a), (4a)を除くストレート部(4b)全
体を所定の肉厚にまで切削加工を行ったものを用いたこ
とを特徴とする可搬式超低温液化ガス容器。An inner tank (1) and an outer tank (2) have a double shell structure, both tanks are connected via a neck tube (4), and the upper end of the neck tube (4) is an outer tank. (2) Top plate outer tank flange
In (3), the lower end of the neck tube (4) is formed by welding a nickel-molybdenum alloy plate as the neck tube (4) in an ultra-low temperature liquefied gas container having a structure welded to the inner tank (1) top plate. After bending, the joint is butt-welded to form a cylinder, and the entire straight portion (4b) except for the welded joints (4a) and (4a) at the upper and lower ends of the cylinder is formed to a predetermined thickness. A portable ultra-low temperature liquefied gas container characterized by using a material that has been cut to the maximum.
4551 (1991) の記号番号NM1P(1種)であり、前記
溶接に使用する溶接棒が JIS Y Ni Cr Mo-4 である請求
項1記載の可搬式超低温液化ガス容器。2. The nickel-molybdenum alloy plate is JIS H
The portable ultra-low temperature liquefied gas container according to claim 1, which has a symbol number NM1P (1 kind) of No. 4551 (1991) and the welding rod used for the welding is JIS Y NiCr Mo-4.
0.4〜0.9mm である請求項1記載の可搬式超低温液化ガ
ス容器。3. The thickness of the straight portion (4b) after cutting is
The portable ultra-low temperature liquefied gas container according to claim 1, which has a thickness of 0.4 to 0.9 mm.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6095852A JP2582042B2 (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Portable ultra-low temperature liquefied gas container |
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| JPH07280186A JPH07280186A (en) | 1995-10-27 |
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- 1994-04-07 JP JP6095852A patent/JP2582042B2/en not_active Expired - Fee Related
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