기체저장설비의 피스톤 회전방지장치 및 기체저장설비

기체저장설비의 피스톤 회전방지장치 및 기체저장설비 {PISTON ROTATION-PREVENTING DEVICE FOR GAS STORAGE FACILITY AND GAS STORAGE FACILITY}

본 발명은, 기체저장설비의 피스톤의 회전을 방지하는 피스톤 회전방지장치 및 기체저장설비에 관한 것이다.

기체저장설비로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 나타나는 가스 홀더는, 상하방향으로 뻗어 있고 소정간격으로 환형 배치된 기주(基柱)와, 기주의 내주부의 사이에 마련된 측판으로 통 형상으로 형성된 홀더 본체를 가지며, 이 홀더 본체의 내부에, 덮개부재가 되는 피스톤이 승강 가능하게 마련되어 있다. 그리고, 피스톤의 하부가 되는 홀더 본체의 내부의 공간에 가스를 저장한다. 그리고, 저장되는 가스의 압력에 따라 피스톤이 승강한다. 피스톤은, 그 외주부에, 홀더 본체의 기주에 접촉하는 가이드롤러가 마련되어 있다. 가이드롤러는, 피스톤의 승강에 따라 기주에 접촉하면서 상하로 이동한다. 피스톤은, 이 가이드롤러에 의하여 경사지는 것이 방지되고, 원활히 이동하도록 구성되어 있다. 또, 피스톤은, 그 외주부에, 홀더 본체의 내주면에 압착되는 시일부재, 및 시일부재에 의하여 바닥이 막힌 오일홈이 마련되어 있다. 그리고, 오일홈에 고인 시일오일의 유압 및 시일부재가 홀더 본체의 내주면에 접하는 면압에 의하여, 피스톤과 홀더 본체와의 기밀이 유지된다.

그리고, 어떠한 원인에 의하여 피스톤이 상하방향의 축둘레로 회전하여, 가이드롤러의 위치가 기주로부터 어긋나면, 가이드롤러의 가압력에 의하여 측판이 국부 변형되어, 오일홈 및 시일부재에 의한 기밀을 유지할 수 없게 될 우려가 있다.

특허문헌 1에 기재된 발명은, 오일홈 내에, 홀더 본체의 측판에 접촉하는 시일부재를 유지하는 유지부재가 마련되어 있다. 유지부재는, 피스톤의 횡가재(橫架材)에 회전 가능하게 마련된 레버의 일단이 고정되고, 이 레버의 타단에 카운터웨이트가 마련되며, 카운터웨이트의 하중에 의하여 시일부재가 피스톤측으로 홀더 본체의 측판에 압접하도록 구성되어 있다. 또한, 유지부재는, 롤러지지부재를 통하여 한 쌍의 롤러가 마련되어 있다. 한편, 홀더 본체는, 기주의 내면에, 기주를 따라 볼록형 단면의 회전방지부재가 마련되고, 이 회전방지부재의 양 측부에 각각 롤러가 배치되도록 되어 있다. 롤러는, 피스톤의 승강에 따라, 회전방지부재의 측면을 따라 롤링한다. 그리고, 회전방지부재와 롤러에 의하여 피스톤의 회전이 방지된다.

특허문헌 1에 있어서, 롤러는, 시일부재를 유지하는 유지부재에 마련되고, 이 유지부재는 카운터웨이트에 의하여 회전방지부재측으로 압압되어 있다. 그러나, 예를 들면, 지진 등으로 수직방향의 외력을 받은 경우, 카운터웨이트가 상방으로 이동하여 하중이 무효화되어, 유지부재를 회전방지부재측으로 압압하는 압압력이 손상되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 유지부재가 회전방지부재로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있게 된다. 이와 동시에, 수평방향의 외력을 받으면, 한 쌍의 롤러가 회전방지부재의 측부로부터 빠져 버리게 된다. 또한, 동시에 피스톤이 회전하는 수평방향의 외력을 받은 경우, 피스톤의 회전 이동에 의하여, 롤러는, 회전방지부재로부터 수평방향으로 어긋나 원래대로 되돌아갈 수 없게 되어 버린다.

본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하는 것이며, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있는 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치 및 기체저장설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 목적을 달성하기 위하여, 제1 발명의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치는, 통 형상의 저장부 본체와, 상기 저장부 본체의 내부를 승강 가능하도록 마련된 피스톤을 구비하는 기체저장설비에 대하여, 상기 저장부 본체의 내면으로부터 내측으로 돌출하여 상하방향으로 뻗어 있는 돌조와, 상기 피스톤에 마련되어 상기 돌조의 양 측부에 배치되는 한 쌍의 후크부재를 가지고, 상기 돌조에 대한 상기 후크부재의 당접에 의하여 상하방향의 축심 둘레의 상기 피스톤의 회전 이동을 규제하는 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 있어서, 상기 저장부 본체의 직경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 상기 피스톤측에 지지되어 각 상기 후크부재에 마련된 슬라이드부재와, 상기 슬라이드부재의 이동방향에 직교하여 상기 피스톤측에 마련된 회 전축과, 상기 회전축에 대하여 회전 가능하게 지지되어 선단측에 상기 슬라이드부재에 당접 가능하게 마련된 당접부를 가지는 레버와, 상기 레버의 후단 근처에 마련되어 있으며 상기 레버의 당접부를 상기 슬라이드부재에 당접시켜 상기 후크부재를 상기 돌조측으로 누르는 압압력을 발생시키는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 의하면, 스프링에 의하여 후크부재를 돌조측으로 누르는 압압력을 항상 발생시키는 점에서, 지진 등으로 수직방향이나 수평방향의 외력을 받은 경우이더라도, 압압력이 손상되지 않는다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 제2 발명의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치는, 제1 발명에 있어서, 각 상기 후크부재가 상기 슬라이드부재와 함께 독립적으로 이동 가능하게 마련되고, 또한 상기 레버 및 상기 스프링이 각 상기 후크부재에 대응하여 각각 독립적으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 의하면, 각 후크부재가 슬라이드부재와 함께 독립적으로 이동 가능하게 마련되고, 이 후크부재에 대응하여 독립적인 레버 및 스프링에 의하여, 개개의 후크부재에 개별적으로 압압력을 부여한다. 이로 인하여, 슬라이드부재의 슬라이드 이동방향에 대하여 돌조가 경사지도록, 돌조측과 후크부재측에 상대적으로 외력을 받은 경우이더라도, 개개의 후크부재가 독립적으로 돌조측으로 압압되어, 돌조측과 후크부재측의 상대 이동에 추종하기 때문에, 돌조로부터 후크부재가 어긋나는 사태를 억제한다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 제3 발명의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치는, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 돌조의 연재방향에 대한 상기 후크부재의 상하 이동을 허용하면서, 상기 저장부 본체의 직경방향에 대한 상기 후크부재의 이동을 규제하도록 상기 돌조와 상기 후크부재를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 의하면, 끼워맞춤수단에 의하여 저장부 본체의 직경방향에 대한 후크부재의 이동을 규제함으로써, 돌조로부터 후크부재가 어긋나는 사태를 보다 억제한다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 제4 발명의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치는, 통 형상의 저장부 본체와, 상기 저장부 본체의 내부를 승강 가능하도록 마련된 피스톤을 구비하는 기체저장설비에 대하여, 상기 저장부 본체의 내면으로부터 내측으로 돌출하여 상하방향으로 뻗어 있는 돌조와, 상기 피스톤에 마련되어 상기 돌조의 양 측부에 배치되는 한 쌍의 후크부재를 가지고, 상기 돌조에 대한 상기 후크부재의 당접에 의하여 상하방향의 축심 둘레의 상기 피스톤의 회전 이동을 규제하는 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 있어서, 상기 저장부 본체의 직경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 상기 피스톤측에 지지되어 각 상기 후크부재에 마련된 슬라이드부재와, 상기 슬라이드부재의 이동방향에 직교하여 상기 피스톤측에 마련된 회전축과, 상기 회전축에 대하여 회� � 가능하게 지지되어 선단측에 상기 슬라이드부재에 당접 가능하게 마련된 당접부를 가지는 레버와, 상기 레버의 후단 근처에 마련되어 있으며 상기 레버의 당접부를 상기 슬라이드부재에 당접시켜 상기 후크부재를 상기 돌조측으로 누르는 하중을 부여하는 카운터웨이트와, 상기 돌조의 연재방향에 대한 상기 후크부재의 상하 이동을 허용하면서, 상기 저장부 본체의 직경방향에 대한 상기 후크부재의 이동을 규제하도록 상기 돌조와 상기 후크부재를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치에 의하면, 끼워맞춤수단에 의하여 저장부 본체의 직경방향에 대한 후크부재의 이동을 규제함으로써, 돌조로부터 후크부재가 어긋나는 사태를 억제한다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

상기 서술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기체저장설비는, 통 형상의 저장부 본체와, 상기 저장부 본체의 내부를 승강 가능하도록 마련된 피스톤을 구비하는 기체저장설비에 있어서, 상하방향의 축심 둘레의 상기 피스톤의 회전 이동을 규제하도록, 제1~제4 중 어느 1개의 발명의 피스톤 회전방지장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 기체저장설비에 의하면, 피스톤 회전방지장치에 의하여 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있어, 수직방향이나 수평방향의 외력을 받아도, 저장한 기체가 누설되는 사태를 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 외력을 받아도 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 기체저장설비의 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 기체저장설비를 수직방향과 직교하는 방향에서 자른 단면 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 관한 기체저장설비의 피스톤의 중심에서 자른 종단면의 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 관한 기체저장설비의 측판과 시일고무 사이의 시일기구의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태 1에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태 1에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 측면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태 1에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태 2에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태 3에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 실시형태 3에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 실시형태 3에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 실시형태 4에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 실시형태 4에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.
도 14는, 종래예의 피스톤 회전방지장치의 해석 결과를 나타내는 도이다.
도 15는, 실시예의 피스톤 회전방지장치의 해석 결과를 나타내는 도이다.

이하에, 본 발명에 관한 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시형태에 의하여 이 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 하기 실시형태에 있어서의 구성요소에는, 당업자가 치환 가능하고 또한 용이한 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 기체저장설비의 측면도이다. 도 2는, 본 실시형태에 관한 기체저장설비를 수직방향과 직교하는 방향에서 자른 단면 모식도이다. 도 3은, 본 실시형태에 관한 기체저장설비의 피스톤의 중심에서 자른 종단면의 모식도이다. 도 4는, 본 실시형태에 관한 기체저장설비의 측판과 시일고무 사이의 시일기구의 단면도이다.

도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 기체저장설비는, 외형이 원통 형상인 저장부 본체(1)를 가진다. 저장부 본체(1)는, 기초(4)(도 3 참조) 상에 원통 형상으로 세워 설치된 측판(2)과, 측판(2)의 정부(頂部)에 마련된 지붕(3)을 가지고 있다. 그리고, 측판(2)은, 회랑(5)과 기주(6)에 의하여 보강되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 기주(6)는, 측판(2)을 따라 원주방향으로 복수 배열되어 있다. 기주(6)는, 측판(2)의 내측으로 돌출하는 기주(6A)와, 측판(2)의 외측에 접하는 기주(6B)를 가지고 있다. 기주(6A)는, 저장부 본체(1)의 중앙과 점대칭인 위치(GL)에 있으며, 측판(2)의 내측으로 돌출하는 기주(6A)를 이용하여, 후술하는 피스톤 회전방지장치(50)가 배치되어 있다.

저장부 본체(1)는, 하부에 기체 출입구관(7)이 마련되며, 기체 출입구관(7)을 통하여 기체저장설비 내에 기체(예를 들면, 가스)(G)가 공급 또는 배출된다.

기체저장설비는, 내부에 피스톤(8)을 가진다. 피스톤(8)은, 저장부 본체(1)의 내부를 상하로 구획하는 것이며, 기체 출입구관(7)으로부터의 기체(G)의 유출입에 따라 측판(2)의 내면을 따라 상하로 원활히 이동하여, 기체(G)를 저장 또는 배출한다. 이 구조에 의하여, 기체저장설비는, 피스톤(8)으로 구획된 하부 공간을 가변 가능한 가변 용량의 탱크로 할 수 있다. 피스톤(8)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상측으로 볼록한 돔형으로 형성되며, 원주방향과 반경방향의 빔으로 조합된 골조 상에 갑판(덱)이 깔려 있다.

피스톤(8)은, 그 외주부의 상면에, 지지프레임(8a)이 고정되어 있다. 지지프레임(8a)은, 도 2에 나타내는 기주(6B)의 위치의 측판(2), 또는 기주(6A)에 당접하는 상부 가이드롤러(8b) 및 하부 가이드롤러(8c)를 가지고 있다. 피스톤(8)은, 상부 가이드롤러(8b) 및 하부 가이드롤러(8c)에 의하여 경사지는 것이 억제되어 있다. 또, 피스톤(8)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원주방향과 반경방향의 빔으로 조합된 골조 상에 덱(8d)이 깔려, 도 3에 나타내는 바와 같이 돔형으로 형성되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 피스톤(8)은, 외측 가장자리에 원주방향으로 마련된 풋링(8e)을 가진다. 이 풋링(8e)에 지지프레임(8a)이 고정되어 있다. 풋링(8e)은, 피스톤(8)의 중량을 조정하기 위하여, 그 내부에 밸런스 콘크리트(8f)가 충전되어 있다. 피스톤(8)은, 밸런스 콘크리트(8f)로 중량이 조정되면서 자체의 중량으로 강하하고(도 3에 2점쇄선으로 나타냄), 피스톤(8)의 하부에 저류되는 기체(G)의 압력으로 상승한다(도 3에 실선으로 나타냄). 피스톤(8)은, 중량이 밸런스 콘크리트(8f) 등으로 조정됨으로써, 기체저장설비는, 기체(G)의 압력을 소정의 압력으로 조정할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 기체저장설비는, 측판(2)과 피스톤(8)과의 사이에, 내부에 저류되어 있는 기체(G)의 누설을 방지하기 위한 시일기구(10)를 가진다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 시일기구(10)는, 탄성을 가지는 탄성봉지부재인 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)를 가지고 있다. 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)의 사이에, 목제의 스페이서(13)가 배치되어 있다. 스페이서(13)는, 유지금구(14)에 일체로 고정되어 있다. 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12), 스페이서(13)의 상하방향의 치수는, 예를 들면, 50mm로 설정된다. 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)는, 합성고무, 예를 들면 니트릴고무(NBR: Nitrile Butadiene Rubber)와 섬유층이 적층된 것이다.

스페이서(13)가 고정된 유지금구(14)는, 현수재(15)를 통하여 피스톤(8)의 풋링(8e)의 외주부로부터 직경외방향으로 돌출되어 설치된 지지프레임(16)에 접속된다. 현수재(15)는, 피스톤(8)의 둘레방향에 소정의 간격으로 복수 배치되어 있다. 또, 유지금구(14)는, 링크기구(20)를 통하여 피스톤(8)의 외주부의 상면에 배치되는 카운터웨이트부(30)에 연결되어 있다.

링크기구(20)는, 프레임(21), 삼각프레임(22), 및 브래킷(23)으로 구성되어 있다. 프레임(21)은, 일단이 지축(24a)을 통하여 유지금구(14)에 접속되고, 타단이 삼각프레임(22)에 접속되어 수평으로 배치되어 있다. 삼각프레임(22)은, 측면으로부터 보아 삼각형 형상으로 형성되고, 하측을 향하는 제1 각부, 상반되는 수평방향을 향하는 제2 각부 및 제3 각부를 가진다. 이 삼각프레임(22)의 제1 각부에 대하여, 프레임(21)의 타단이 지축(24b)을 통하여 접속되어 있다. 또, 삼각프레임(22)은, 제2 각부에 브래킷(23)이 접속된다. 브래킷(23)은, 피스톤(8)의 풋링(8e)에 일단이 장착되어 있고, 타단이 삼각프레임(22)의 제2 각부에 있는 지축(24c)에 접속된다. 또, 삼각프레임(22)은, 제3 각부에 카운터웨이트부(30)가 접속된다.

카운터웨이트부(30)는, 피스톤(8)의 풋링(8e)의 상면에 있어서, 브래킷(31)이 장착되어 있다. 이 브래킷(31)에 대하여 암(32)이 지축(33)을 통하여 상하방향으로 요동 가능하게 접속되어 있다. 암(32)의 선단은, 풋링(8e)의 직경외방향으로 뻗어 있다. 또, 암(32)의 후단에 카운터웨이트(34)가 장착되어 있다. 암(32)은, 지축(33)으로부터 카운터웨이트(34)까지의 거리가, 지축(33)으로부터 선단까지의 거리보다 길게 구성되어 있다. 그리고, 이 카운터웨이트부(30)의 암(32)의 선단과, 링크기구(20)의 삼각프레임(22)의 제3 각부가 와이어(35)로 서로 접속되어 있다.

그리고, 카운터웨이트(34)의 자체 중량에 의하여, 와이어(35)는, 상방으로 인장력을 받는다. 그리고, 와이어(35)가 상방으로 인장됨으로써, 프레임(21)은, 삼각프레임(22)에 의하여 유지금구(14)를 측판(2)측으로 누르는 압압력을 받는다. 유지금구(14)를 통하여 전달된 압압력에 의하여, 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)가 측판(2)에 눌려, 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)가 측판(2)에 밀착한다.

카운터웨이트부(30)는, 피스톤(8)의 원주방향에 소정의 간격으로 복수 배치된다. 이로써, 피스톤(8)의 원주방향 전역에 걸쳐 측판(2)으로 균일하게 누르는 압압력을 부여할 수 있다. 그 결과, 카운터웨이트(34)에 의한 압압력에 의하여, 측판(2)의 변형에 대한 추종성도 양호해지고, 또 일시적인 측판(2)의 국소 변형에 대해서도 충분한 시일성을 유지할 수 있다.

또, 시일기구(10)는, 풋링(8e)의 외주면에, 풋링(8e)의 직경외방향으로 뻗어 있고, 또한 풋링(8e)의 외주를 따라 배치된 차폐판(41)이 장착되어 있다. 그리고, 차폐판(41)과 유지금구(14)가, 캔버스(42)로 접속되어 있어, 차폐판(41) 및 캔버스(42)로 이들의 상방과 하방을 차단한다. 그리고, 상방에서 측판(2)과 풋링(8e)과 차폐판(41)과 캔버스(42)로 둘러싸이는 영역에, 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)를 배치한 시일오일(Q)의 저류홈을 형성하고 있다. 한편, 하방에서 기체(G)가 저류되는 기체저류영역을 형성하고 있다.

상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)는, 측판(2)의 내면에 밀착하여, 피스톤(8)의 상하방향의 움직임에 따라 슬라이딩함과 함께, 피스톤(8)의 하방에 저류된 기체(G)를 밀봉한다. 또, 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)의 상방에 시일오일(Q)의 저류홈을 형성하여 그 곳에 시일오일(Q)을 모아, 시일오일(Q)의 정압력에 의하여 상부 시일고무(11) 및 하부 시일고무(12)를 측판(2)에 누르도록 하고 있다.

저류홈에 저류된 시일오일(Q)은, 측판(2)의 내면을 따라 흘러내리고, 도 3에 나타내는 바닥부 오일홈(45)에 모여, 기체저장설비의 본체 측부에 설치된 시일오일 순환장치(46)로 보내진다. 시일오일 순환장치(46)는, 시일오일(Q)에 혼입되어 있는 물을 분리한 후, 시일오일 순환펌프(도시하지 않음) 등에 의하여, 시일오일 상승관(47)을 통하여 상부의 예비오일탱크(48)에 시일오일(Q)을, 밀어 올린다. 시일오일(Q)은, 예비오일탱크(48)로부터 도시하지 않는 슬릿을 거쳐 측판(2)의 내면으로 흘러 들어가고, 다시 시일기구(10)의 저류홈에 들어가 시일오일(Q)로서 사용된다.

[실시형태 1]

도 5는, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 사시도이다. 도 6은, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 측면도이다. 도 7은, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다.

피스톤 회전방지장치(50)는, 도 2에 나타내는 기체저장설비의 중앙과 점대칭의 위치(GL)에 마련되어 있다. 도 5~도 7에 나타내는 바와 같이, 피스톤 회전방지장치(50)는, 위치(GL)에 마련된 기주(6A)에 있어서, 저장부 본체(1)의 내면인 측판(2)의 내면으로부터 내측으로 돌출한 돌조(51)를 가지고 있다. 돌조(51)는, 저장부 본체(1)의 상하방향으로 뻗어 마련되어 있다. 본 실시형태의 돌조(51)는, 상하방향으로 뻗어 있는 H형강으로 구성된 기주(6A)가, 웨브를 측판(2)의 상하방향으로 뻗어 있는 절결부(2a)에 삽통시키고, 측판(2)보다 저장부 본체(1)의 내측에 배치된 일방의 플랜지를 이용하고 있다. 이 돌조(51)는, 단면이 직사각형 형상으로 형성되며, 저장부 본체(1)의 내측을 향하는 정면부(51a)와, 양측면부(51b)를 가지고 있다.

또, 피스톤 회전방지장치(50)는, 돌조(51)에 끼워맞추는 끼워맞춤기구(52)를 가지고 있다. 끼워맞춤기구(52)는, 수평 배치된 판 형상의 지지대(53)의 후단에, 연직 배치된 판 형상의 고정부(54)가 마련되어 있다. 그리고, 고정부(54)가, 피스톤(8)측으로서 상기 서술한 지지프레임(8a)에 고정됨으로써, 지지대(53)의 선단이 돌조(51)의 정면부(51a)에 대향되도록 배치된다. 이 피스톤 회전방지장치(50)는, 후크부재(55), 슬라이드부재(56), 회전축(57), 레버(58), 및 스프링(59)을 가진다.

후크부재(55)는, 돌조(51)의 양 측부에 배치되도록 한 쌍 마련되어 있다. 이 후크부재(55)는, 돌조(51)의 정면부(51a)와 대면하는 정면부(55a)와, 돌조(51)의 일방의 측면부(51b)와 대면하는 측면부(55b)를 가지도록, 평면에서 봤을 때 L자 형상으로 형성된 블록이다. 또, 각 후크부재(55)는, 연결부재(55c)에 의하여 서로 연결되어 있다.

슬라이드부재(56)는, 각 후크부재(55)에 대응하여 한 쌍 마련되어 있다. 슬라이드부재(56)는, 기둥 형상으로 형성되며, 지지대(53)에 마련된 슬라이드 지지부(53a)에 대하여, 저장부 본체(1)의 직경방향, 즉 돌조(51)에 접근 또는 이격하는 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 삽통되어 있다. 슬라이드 지지부(53a)는, 본 실시형태에서는 지지대(53)에 복수(2개) 배치되어 있는 예를 나타내고 있지만, 1개여도 된다. 이 슬라이드부재(56)는, 그 선단이 후크부재(55)에 고정되어 있다. 즉, 후크부재(55)는, 슬라이드부재(56)에 의하여, 돌조(51)에 접근 또는 이격하는 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 지지되어 있다.

회전축(57)은, 슬라이드부재(56)의 이동방향에 직교하도록, 피스톤(8)측이 되는 지지대(53)에 마련된 브래킷(53b)에 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 브래킷(53b)은, L자형의 앵글재로서 형성되어 있으며, 그 L자형의 일편이 슬라이드 지지부(53a)의 상면에 고정되고, 그 L자형의 타편이 슬라이드 지지부(53a)의 상면에 세워 설치되어 있다. 브래킷(53b)은, 지지대(53)의 양측에 배치되며, 회전축(57)은, 이들 브래킷(53b)에 지지되어 있다. 브래킷(53b)은, 지지대(53)에 고정되어 있어도 된다.

레버(58)는, 각 슬라이드부재(56)에 대응하여 한 쌍 마련되어 있다. 레버(58)는, 긴 형상으로 형성된 판재로 이루어지며, 그 선단측이 회전축(57)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 레버(58)는, 당접부(58a)를 가지고 있다. 당접부(58a)는, 레버(58)의 선단측으로서, 회전축(57)으로 지지되는 위치보다 후단측의 위치에 배치되고, 슬라이드부재(56)의 후단에 당접 가능하게 마련되어 있다. 또, 각 레버(58)의 후단은, 연결부재(58b)에 의하여 서로 연결되어 있다.

스프링(59)은, 인장 스프링으로서 구성되며, 레버(58)의 후단 근처에 일단이 장착되고, 지지대(53)에 마련된 브래킷(53c)에 타단이 장착되어 있다. 이 스프링(59)은, 레버(58)의 후단측을 하방으로 잡아 당김으로써, 레버(58)의 당접부(58a)를 슬라이드부재(56)의 후단에 당접시켜, 슬라이드부재(56)와 함께 후크부재(55)를 돌조(51)의 정면부(51a)를 향하여 누르는 압압력을 발생시킨다.

그리고, 스프링(59)의 압압력에 의하여 돌조(51)의 정면부(51a)를 향하여 눌린 각 후크부재(55)는, 정면부(55a)가 돌조(51)의 정면부(51a)에 당접됨과 함께, 측면부(55b)가 돌조(51)의 측면부(51b)와 대면하여 돌조(51)의 양 측부에 배치된다. 이로써, 피스톤(8)의 지지프레임(8a)에 장착된 끼워맞춤기구(52)는, 후크부재(55)에 의하여, 돌조(51)의 연재방향에 대한 상하 이동이 허용되고, 또한 돌조(51)의 측방에 대한 이동이 규제된다. 이로 인하여, 피스톤(8)의 상하방향의 축심 둘레에 대한 회전 이동이 규제된다.

이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 있어서는, 통 형상의 저장부 본체(1)와, 저장부 본체(1)의 내면에 대하여 시일기구(10)에 의하여 밀봉되면서 저장부 본체(1)의 내부를 승강 가능하도록 마련된 피스톤(8)을 구비하는 기체저장설비에 대하여, 저장부 본체(1)의 내면으로부터 내측으로 돌출하여 상하방향으로 뻗어 있는 돌조(51)와, 피스톤(8)에 마련되어 돌조(51)의 양 측부에 배치되는 한 쌍의 후크부재(55)를 가지고, 돌조(51)에 대한 후크부재(55)의 당접에 의하여 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하는 것이다. 그리고, 이 피스톤 회전방지장치(50)는, 저장부 본체(1)의 직경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 피스톤(8)측에 지지되어 각 후크부재(55)에 마련된 슬라이드부재(56)와, 슬라이드부재(56)의 이동방향에 직교하여 피스톤(8)측에 마련된 회전축(57)과, 회전축(57)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 선단측에 슬라이드부재(56)에 당접 가능하게 마련된 당접부(58a)를 가지는 레버(58)와, 레버(58)의 후단 근처에 마련되어 있고 레버(58)의 당접부(58a)를 슬라이드부재(56)에 당접시켜 후크부재(55)를 돌조(51)측으로 누르는 압압력을 발생시키는 스프링(59)을 구비한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 의하면, 스프링(59)에 의하여 후크부재(55)를 돌조(51)측으로 누르는 압압력을 항상 발생시키는 점에서, 지진 등으로 수직방향이나 수평방향의 외력을 받은 경우이더라도, 압압력이 손상되지 않는다. 그 결과, 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 기체저장설비에 있어서는, 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하도록, 상기 피스톤 회전방지장치(50)를 구비한다.

이 기체저장설비에 의하면, 피스톤 회전방지장치(50)에 의하여 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있어, 수직방향이나 수평방향의 외력을 받아도, 저장한 기체(G)가 누설되는 사태를 방지할 수 있다.

[실시형태 2]

도 8은, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다. 다만, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)와 동등한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

도 8에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)는, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)에 대하여, 후크부재(55)의 연결부재(55c)를 없애고, 또한 레버(58)의 연결부재(58b)를 없앤 구성이다.

즉, 본 실시형태의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 있어서는, 각 후크부재(55)가 슬라이드부재(56)와 함께 독립적으로 이동 가능하게 마련되고, 또한 레버(58) 및 스프링(59)이 각 후크부재(55)에 대응하여 각각 독립적으로 마련되어 있다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 의하면, 각 후크부재(55)가 슬라이드부재(56)와 함께 독립적으로 이동 가능하게 마련되어, 이 후크부재(55)에 대응하여 독립적인 레버(58) 및 스프링(59)에 의하여, 개개의 후크부재(55)에 개별적으로 압압력을 부여한다. 이로 인하여, 슬라이드부재(56)의 슬라이드 이동방향에 대하여 돌조(51)가 기울어지도록, 돌조(51)측과 후크부재(55)측에 상대적으로 외력을 받은 경우이더라도, 개개의 후크부재(55)가 독립적으로 돌조(51)측으로 압압되어, 돌조(51)측과 후크부재(55)측의 상대 이동에 추종하기 때문에, 돌조(51)로부터 후크부재(55)가 어긋나는 사태를 억제한다. 그 결과, 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 기체저장설비에 있어서는, 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하도록, 상기 피스톤 회전방지장치(50)를 구비한다.

이 기체저장설비에 의하면, 피스톤 회전방지장치(50)에 의하여 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있어, 수직방향이나 수평방향의 외력을 받아도, 저장한 기체(G)가 누설되는 사태를 방지할 수 있다.

[실시형태 3]

도 9~도 11은, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다. 다만, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)와 동등한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

도 9에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)는, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)에 대하여, 돌조(51)와 후크부재(55)를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비한다. 끼워맞춤수단은, 돌조(51)의 각 측면부(51b)가, 저장부 본체(1)의 내측을 향하여 퍼지도록 형성되어 있다. 또, 끼워맞춤수단은, 각 후크부재(55)의 측면부(55b)가, 상기 돌조(51)의 측면부(51b)와 대면하도록, 저장부 본체(1)의 내측을 향하여 퍼지도록 형성되어 있다.

도 10에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)는, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)에 대하여, 돌조(51)와 후크부재(55)를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비한다. 끼워맞춤수단은, 돌조(51)의 각 측부에, 저장부 본체(1)의 내측 근처에서 측방으로 돌출하는 볼록부(51c)와, 저장부 본체(1)의 외측 근처에서 측방으로 패이는 오목부(51d)가 마련되어 있다. 또, 끼워맞춤수단은, 각 후크부재(55)의 측부에, 돌조(51)의 볼록부(51c)를 삽입하는 오목부(55d)와, 돌조(51)의 오목부(51d)에 삽입되는 볼록부(55e)가 마련되어 있다.

이와 같은 끼워맞춤수단을 가짐으로써, 돌조(51)의 연재방향에 대한 후크부재(55)의 상하 이동을 허용하여 피스톤(8)의 승강을 방해하지 않고, 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제함으로써, 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제한다.

즉, 본 실시형태의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 있어서는, 돌조(51)의 연재방향에 대한 후크부재(55)의 상하 이동을 허용하면서, 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제하도록 돌조(51)와 후크부재(55)를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 의하면, 끼워맞춤수단에 의하여 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제함으로써, 돌조(51)로부터 후크부재(55)가 어긋나는 사태를 보다 억제한다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 도 11에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)는, 상기 서술한 실시형태 2의 피스톤 회전방지장치(50)에 대하여, 끼워맞춤수단을 마련한 것이다. 도 11에서는, 도 9에 나타내는 끼워맞춤수단을 마련한 예를 나타내고 있지만, 도 10에 나타내는 끼워맞춤수단이어도 된다.

이 도 11에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)에 의하면, 각 후크부재(55)가 슬라이드부재(56)와 함께 독립적으로 이동 가능하게 마련되며, 이 후크부재(55)에 대응하여 독립적인 레버(58) 및 스프링(59)에 의하여, 개개의 후크부재(55)에 개별적으로 압압력을 부여한다. 이로 인하여, 슬라이드부재(56)의 슬라이드 이동방향에 대하여 돌조(51)가 기울어지도록, 돌조(51)측과 후크부재(55)측에 상대적으로 외력을 받은 경우이더라도, 개개의 후크부재(55)가 독립적으로 돌조(51)측으로 압압되어, 돌조(51)측과 후크부재(55)측의 상대 이동에 추종하기 때문에, 돌조(51)로부터 후크부재(55)가 어긋나는 사태를 억제한다. 또한, 끼워맞춤수단에 의하여 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제함으로써, 돌조(51)로부터 후크부재(55)가 어긋나는 사태를 보다 억제한다. 그 결과, 피스톤의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 기체저장설비에 있어서는, 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하도록, 상기 피스톤 회전방지장치(50)를 구비한다.

이 기체저장설비에 의하면, 피스톤 회전방지장치(50)에 의하여 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있어, 수직방향이나 수평방향의 외력을 받아도, 저장한 기체(G)가 누설되는 사태를 방지할 수 있다.

[실시형태 4]

도 12는, 본 실시형태에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 사시도이다. 도 13은, 본 실시형태 4에 관한 피스톤 회전방지장치를 나타내는 평면도이다. 다만, 상기 서술한 실시형태 1의 피스톤 회전방지장치(50)와 동등한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

도 12에 나타내는 피스톤 회전방지장치(50)는, 스프링(59)을 없애고, 그 대신에 레버(58)의 후단부에 카운터웨이트(60)를 마련하고 있다. 본 실시형태의 카운터웨이트(60)는, 연결부재(58b)에 삽입되어 마련되어 있다.

이 카운터웨이트(60)는, 그 하중에 의하여 레버(58)의 후단측을 하방으로 잡아 당김으로써, 레버(58)의 당접부(58a)를 슬라이드부재(56)의 후단에 당접시켜, 슬라이드부재(56)와 함께 후크부재(55)를 돌조(51)의 정면부(51a)를 향하여 누르는 압압력을 발생시킨다.

그리고, 카운터웨이트(60)의 압압력에 의하여 돌조(51)의 정면부(51a)를 향하여 눌린 각 후크부재(55)는, 정면부(55a)가 돌조(51)의 정면부(51a)에 당접됨과 함께, 측면부(55b)가 돌조(51)의 측면부(51b)와 대면하여 돌조(51)의 양 측부에 배치된다. 이로써, 피스톤(8)의 지지프레임(8a)에 장착된 끼워맞춤기구(52)는, 후크부재(55)에 의하여, 돌조(51)의 연재방향에 대한 상하 이동이 허용되고, 또한 돌조(51)의 측방에 대한 이동이 규제된다. 이로 인하여, 피스톤(8)의 상하방향의 축심 둘레에 대한 회전 이동이 규제된다.

다만, 연결부재(58b)는, 레버(58)의 후단측으로부터 선단측에 복수 형성된 삽통구멍(58c)에 선택적으로 위치를 변경할 수 있도록 마련되어 있다. 이로써, 카운터웨이트(60)에 의한 압압력을 조정하는 것이 가능하다.

또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 피스톤 회전방지장치(50)는, 상기 서술한 실시형태 3의 끼워맞춤수단을 가진다. 도 13에서는, 도 9에 나타내는 끼워맞춤수단을 마련한 예를 나타내고 있지만, 도 10에 나타내는 끼워맞춤수단이어도 된다.

즉, 본 실시형태에 있어서의 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 있어서는, 통 형상의 저장부 본체(1)와, 저장부 본체(1)의 내면에 대하여 시일기구(10)에 의하여 밀봉되면서 저장부 본체(1)의 내부를 승강 가능하도록 마련된 피스톤(8)을 구비하는 기체저장설비에 대하여, 저장부 본체(1)의 내면으로부터 내측으로 돌출하여 상하방향으로 뻗어 있는 돌조(51)와, 피스톤(8)에 마련되어 돌조(51)의 양 측부에 배치되는 한 쌍의 후크부재(55)를 가지고, 돌조(51)에 대한 후크부재(55)의 당접에 의하여 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하는 것이다. 그리고, 이 피스톤 회전방지장치(50)는, 저장부 본체(1)의 직경방향으로 슬라이드 이동 가능하게 피스톤(8)측에 지지되어 각 후크부재(55)에 마련된 슬라이드부재(56)와, 슬라이드부재(56)의 이동방향에 직교하여 피스톤(8)측에 마련된 회전축(57)과, 회전축(57)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 선단측에 슬라이드부재(56)에 당접 가능하게 마련된 당접부(58a)를 가지는 레버(58)와, 레버(58)의 후단 근처에 마련되어 있고 레버(58)의 당접부(58a)를 슬라이드부재(56)에 당접시켜 후크부재(55)를 돌조(51)측으로 누르는 하중을 부여하는 카운터웨이트(60)와, 돌조(51)의 연재방향에 대한 후크부재(55)의 상하 이동을 허용하면서, 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제하도록 돌조(51)와 후크부재(55)를 끼워맞추는 끼워맞춤수단을 구비한다.

이 기체저장설비의 피스톤 회전방지장치(50)에 의하면, 끼워맞춤수단에 의하여 저장부 본체(1)의 직경방향에 대한 후크부재(55)의 이동을 규제함으로써, 돌조(51)로부터 후크부재(55)가 어긋나는 사태를 보다 억제한다. 그 결과, 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태의 기체저장설비에 있어서는, 상하방향의 축심 둘레의 피스톤(8)의 회전 이동을 규제하도록, 상기 피스톤 회전방지장치(50)를 구비한다.

이 기체저장설비에 의하면, 피스톤 회전방지장치(50)에 의하여 피스톤(8)의 회전방지기능을 유지할 수 있어, 수직방향이나 수평방향의 외력을 받아도, 저장한 기체(G)가 누설되는 사태를 방지할 수 있다.

[실시예]

도 14는, 종래예의 피스톤 회전방지장치의 해석 결과를 나타내는 도이다. 도 15는, 실시예의 피스톤 회전방지장치의 해석 결과를 나타내는 도이다.

본 실시예에서는, 종래예의 피스톤 회전방지장치와 실시예의 피스톤 회전방지장치를 가지고 시뮬레이션을 행했다. 도 15에서는, 도 5~도 8에 나타내는 피스톤 회전방지장치(15)를 실시예로 하고, 소정의 지진파를 부여한 경우의 시간[초]의 경과에 있어서 돌조(51)의 정면부(51a)와 후크부재(55)의 정면부(55a)가 멀어지는 변위[mm]를 산출했다. 또, 도 14에서는, 종래예로서 도 5~도 8에 나타내는 피스톤 회전방지장치(15)의 스프링(59) 대신에 도 12 및 도 13에서 나타내는 카운터웨이트(60)를 마련한 것으로, 실시예와 동일한 지진파를 부여한 경우의 시간[초]의 경과에 있어서 돌조(51)의 정면부(51a)와 후크부재(55)의 정면부(55a)가 멀어지는 변위[mm]를 산출했다. 그리고, 도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 실시예는, 종래예와 비교하여 변위가 1/10 정도가 되고, 카운터웨이트를 스프링으로 대체함으로써, 수직방향이나 수평방향의 외력에 추종하는 능력이 현격히 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

1 저장부 본체
8 피스톤
10 시일기구
50 피스톤 회전방지장치
51 돌조
51a 정면부
51b 측면부
51c 볼록부(끼워맞춤수단)
51d 오목부(끼워맞춤수단)
55 후크부재
55a 정면부
55b 측면부
55c 연결부재
55d 오목부(끼워맞춤수단)
55e 볼록부(끼워맞춤수단)
56 슬라이드부재
57 회전축
58 레버
58a 당접부
59 스프링
60 카운터웨이트