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ガスホルダー（ガスタンク、ガスメーターとも呼ばれる）は、天然ガスまたは都市ガス（石炭ガス、かつては水ガスも含む）を大気圧に近い状態で常温で貯蔵する大型容器です。容器の容積は貯蔵ガスの量に応じて決まり、圧力は可動式の蓋の重量によって決まります。大型ガスホルダーの一般的な容積は約50,000立方メートル（1,800,000立方フィート）、直径は60メートル（200フィート）です。
現在、ガスタンクは、実際にガスを貯蔵して後で使用するためのものではなく、ガス管が安全な圧力範囲内で運用されるようにするためのバランス調整目的で使用される傾向にある。
アントワーヌ・ラヴォアジエは、気体化学の研究を支援するために、ガゾメーターと呼ばれる最初のガスホルダーを考案した。[ 1 ]これにより、彼は気体槽内のガスを必要な精度で計量することができた。彼は1789年に『化学の基礎論』を出版した。ジェームズ・ワット・ジュニアは、トーマス・ベドーズと協力して、ガゾメーターを組み込んだ短命の医療機器である気体装置を製作した。ワットはその後、ガゾメーターを石炭ガスの貯蔵用に改良した。[ 2 ]
英語化された「gasometer」は、ガス灯の発明者であるウィリアム・マードックが1782年に自身のガスホルダーの名称として採用した。[ 3 ] [ 4 ]マードックの仲間は、彼の「gasometer」はメーターではなく容器であると異議を唱えたが、その名称は維持され、一般的に使用されるようになった。ガスホルダーは、英国陸地測量局が発行した大縮尺地図にgasometerと記され、1つのガス工場に複数のガスホルダーがある場合でも、この用語はガス工場の名称として使用されるようになった。しかし、「gasometer」という用語は、技術分野では依然として使用が推奨されておらず、「gas holder」の方が好まれる。[ 5 ]
「gas holder」という綴りはBBCをはじめとする多くの機関で使用されているが、「gasholder」という綴りの方がより一般的に使われている。
20世紀半ば以前は、石炭ガスは空気のない状態で石炭を加熱するレトルトで製造されており、このプロセスは石炭ガス化として知られていました。石炭ガスは最初に都市照明に使用され、ガスはレトルトからランタンまで木製または金属製のパイプを通って送られました。最初の公共のパイプによるガス供給は、 1807年にロンドンのパル・モール沿いに設置された13のガス灯でした。この設置の功績は、ドイツの発明家であり起業家でもあるフレデリック・アルバート・ウィンザーにあります。パイプを敷設するために道路を掘り起こすには通行権が必要であり、これが街路灯のさらなる設置と家庭用照明、暖房、調理用のガスの設置の両方を遅らせました。
多くの人々が石炭蒸留によって可燃性ガスを生成する実験を行った。その中には、ジャン・タルダン（1618年）、クレイトン（1684年）、ジャン＝ピエール・ミンケラー、ルーヴェン（1785年）、ピッケル（D）（1786年）などがいる。ウィリアム・マードックは成功した。彼は1777年にバーミンガムのソーホー工場でボルトンとワットに加わり、1792年に石炭を加熱してガスを生成するレトルトを建設し、レドルースの自宅と事務所を照らした。彼のシステムには貯蔵方法がなかったが、ジェームズ・ワット・ジュニアがラヴォアジエのガスメーターをこの目的に合わせて改良した。ガスメーターは、1798年にソーホー工場のために建設された最初の小型ガス工場に組み込まれた。[ 6 ]
ウィリアム・マードックと彼の弟子サミュエル・クレッグは、個々の工場やその他の職場にレトルトを設置していった。最も初期のものは1805年のリー＆フィリップス社サルフォード・ツイスト・ミルで、8つのガスホルダーが設置された。[ 7 ]その後まもなく、クレッグがヘンリー・ロッジのためにソーワービー・ブリッジに1つ建設した。
最初の独立した商業用ガス工場は、 1812年にウェストミンスターのグレート・ピーター・ストリートにガス・ライト・アンド・コーク・カンパニーによって建設され、1813年の大晦日にウェストミンスター橋のガス灯まで木製のパイプが敷設されました。公共のガス灯は犯罪を減らす手段と見なされ、1840年代までは警察当局によって規制されていました。[ 8 ]
王立協会が安全上の懸念を表明したため、ガスタンクのサイズは6,000立方フィート（170 m 3 ）に制限され、ガスタンクハウスで囲まれました。実際、密閉されたガスタンクからのわずかな漏洩でも、囲いのハウス内に爆発の危険性のある空気とガスの蓄積を引き起こし、元の漏洩よりもはるかに大きな危険をもたらしました。そのため、英国ではガスタンクの周りにハウスを設置することは中止されました。しかし、米国では、ガスをはるかに極端な天候から保護する必要があったため、ガスタンクハウスは引き続き建設され、建築的に装飾的でした。[ 9 ]
伸縮式ガスホルダーは1824年に初めて発明されました。カップとディップ（グリップ）シールは1833年にハッチンソンによって特許が取得され、最初の実用例はリーズで製造されました。その後、1850年代からイギリス全土でガスホルダーが大量に製造されました。最初のものは2段リフトの柱支持型でしたが、後のものは4段リフトでフレームガイド式になり、追加のフライングリフトを後付けすることができました。ロンドンのキングスクロスにある大型ガスホルダーは1860年代に製造されました。[ 10 ]
マンチェスターのガッド＆メイソン社のウィリアム・ガッドは、1890年に螺旋ガイド式ガスホルダーを発明した。外部の柱やガイドフレームの代わりに、彼の設計では螺旋レールが作動した。最初の商業用設計は同年、チェシャー州ノースウィッチに建設された。19世紀末までに、イギリスのほとんどの町に独自のガス工場とガスホルダーが建設された。 [ 10 ]
二つの世界大戦の間の時代は、貯蔵、特に無水ガスホルダーの改良と、従来の鋳鉄管への供給幹線として最大50 psi (340 kPa)のガスを輸送するための 2 ～ 4 インチ (50 ～ 100 mm)の鋼管の登場により、配給の改良が特徴的でした。20 世紀後半には都市ガス工場は不要になりましたが、2016 年時点でも製鉄所ではガスホルダーと生産設備がまだ使用されていました。[ 11 ]
ガスホルダーは、精製され計量されたガスを貯蔵する役割を果たします。これはバッファとして機能し、連続的なガス生産の必要性をなくします。ガスホルダーの重量リフト（キャップ）は、ガス本管内のガスの圧力を制御し、ガス製造プラントに背圧を提供します。[ 12 ]
これらは、ガスを地域圧力（地域のガス本管に必要な圧力）に維持できる唯一の貯蔵方法です。
ガスホルダーには、大きく分けて水封式と非水封式の2種類がある。
水封式ガスホルダーは、ガスを収容するために上下する水槽で構成されています。水封式ガスホルダーは、シールを提供するための深い水槽と、ガスの体積が増加するにつれて水面上に上昇する密閉容器（リフト）の2つの部分から構成されています。[ 13 ]
硬質無水ガスホルダーは、膨張も収縮もしない非常に初期の設計でした。無水ガスホルダーには、オイルシール式、グリースシール式、および「ドライシール」（メンブレン）式などの現代版があります。これらは、可動ピストンで覆われた固定シリンダーで構成されています。[ 14 ]
初期のボルトン・アンド・ワット式ガスタンクには、単一の昇降装置がありました。タンクは地上にあり、木材で内張りされていました。昇降装置は三脚とケーブルでガイドされていました。滑車と重りによってガス圧が調整されていました。[ 15 ]レンガ製のタンクは1818年に導入され、ガスタンクの容量は20,000立方フィート（570立方メートル）になりました。エンジニアのジョン・マラムは、中央にロッドとチューブのガイドシステムを備えたタンクを考案しました。
伸縮式ホルダーは 2 つのサブカテゴリに分類されます。伸縮式の初期のものは柱ガイド式で、1824 年頃から製造されていました。伸縮式の壁、つまり「リフト」をガイドするために、常に一定の高さで見える外部フレームがありました。改良版としてガイドフレーム式ガスホルダーがあり、重い柱がより軽量で広範囲なフレームワークに置き換えられました。垂直の桁（支柱）は水平の桁と交差し、クロスブレースで補強されていました。これは、地下または地上のタンクにボルトで固定することができました。カトラーが特許を取得したガイドフレームは、水平の桁を廃止し、代わりに斜めの三角形のフレームを使用しました。[ 16 ] 1880 年にピースが発明したケーブルガイド式ガスホルダーは用途が限られていましたが、剛性システムが座屈してリフトが詰まる可能性がある不安定な地盤で役立ちました。[ 16 ]
螺旋ガイド式ガスホルダーは、1890年から1983年までイギリスで製造されました。これらはフレームがなく、各リフトは下のリフトによってガイドされ、螺旋状のランナーによって指示されたとおりに上昇しながら回転します。[ 17 ]
伸縮式タンクはどちらも、水の圧力特性を利用してシールを形成します。タンク全体は円形または環状の貯水槽に浮かび、体積が変化するガスのほぼ一定の圧力によって支えられています。この圧力は構造物の重量と、可動壁内のガスをシールする水によって決まります。タンクの設計は、ガスを貯蔵するだけでなく、ガスシステムの圧力を確立する役割も果たします。伸縮式（多段式）タンクでは、最も内側のタンクの底縁の外側にカップと呼ばれる約30cm × 61cmの縁があり、貯水槽の水位より上に上昇すると水を拾います。これにより、次の外側の段の内縁にある下向きの縁（ディップまたはグリップと呼ばれる）がすぐに係合し、このグリップがカップに沈み込むと、内側のタンクが上昇を続け、グリップがカップに接地するまで水のシールが維持されます。その後、ガスの注入によってその段も上昇し始めます。ホルダーは最大4段の段を備えて製造されました。[ 18 ]柱型またはフレーム型のガスホルダーには、追加のフライングリフトを後付けすることができました。これは、インフラストラクチャが追加のせん断力と重量を支えられる場合に、標準よりも上に伸びる追加の内部タンクでした。必ずしもではありませんでしたが、らせんガイドが使用されました。[ 17 ]
ドライシール式ガスホルダーは、静止した円筒形のシェルを持ち、その内部でピストンが上下します。ピストンが動くと、グリースシール、タール/オイルシール、またはピストンから巻き出入りするシール膜がガスの漏れを防ぎます。MAN型（Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG製）は1915年に導入されました。これは多角形で、タール/オイルシールを使用していました。Klonneドライシール式ガスホルダーは円形で、グリースシールを使用していました。ドライシール式のWigginsガスホルダーは1952年に特許を取得しました。これはピストンから吊り下げられた柔軟なカーテンを使用していました。[ 19 ]製造された最大の低圧ガスホルダーは、1938年にゲルゼンキルヒェンで製造されたKlonneガスホルダーです。高さは147メートル（482フィート） 、直径は80メートル（260フィート）で、容量は594,000立方メートル（21,000,000立方フィート）でした。1934年にシカゴで建造されたMAN型もあり、容量は566,000立方メートル（20,000,000立方フィート）でした。[ 20 ]
かつては、ガス貯蔵施設には現場に住み込み、その動きを制御するオペレーターがいた。しかし、現在これらの施設で使用されているプロセス制御システムでは、そのようなオペレーターは不要になっている。ヨーロッパで最も高いガス貯蔵タンクは高さ117メートル（384フィート）で、オーバーハウゼンにある。[ 21 ]
ガス工場やガス貯蔵施設に伴う汚染のため、その土地を他の用途に転用することは困難ですが、ウィーンのガスタンクなど一部のガス貯蔵施設は、居住空間やショッピングモール、市の歴史資料館など、他の用途に転用されています。しかし、多くの施設は「都市ガス」の生産には使用されなかったため、土地の汚染は比較的少ないです。
アイルランドのダブリン、サウス・ロッツにあるガス工場がアパートに改築された。[ 22 ]
アムステルダムにあるガス貯蔵タンクは、テクノパーティー「Awakenings」の会場として利用されてきた。
ガスタンクは、その大きく特徴的な形状と中心的な位置のため、200年もの間、低層建築のイギリスの都市のスカイラインの重要な一部となってきました。元々は、都市ガスの日々の需要と生成のバランスを取るために使用されていました。天然ガスへの移行と全国的なパイプライン網の建設に伴い、パイプライン網がガスを加圧貯蔵し、最終的にはピーク需要を直接満たすことができるようになったため、その使用は徐々に減少しました。[ 23 ]ロンドン、マンチェスター、シェフィールド、バーミンガム、リーズ、ニューカッスル、ソールズベリー、グラスゴー（イギリス最大のガスタンクがある[ 24 ]）は、ガスタンクが多いことで知られています。
これらのガスタンクの中には、指定建造物となっているものもある。ロンドンのキングス・クロス駅裏のガスタンクは、新しいチャンネル・トンネル・レール・リンクが建設された際に特別に解体され、[ 25 ]ガスタンクNo.8は住宅開発の一環としてセント・パンクラス駅裏の近くの敷地に再建された。そこは公園として整備されている。[ 26 ]ほとんどのガスタンクはもはや使用されておらず、土地を再利用するために解体プログラムが進行中である。[ 23 ]
現存する最大のガス貯蔵施設群の一つは、ロンドン東部のブロムリー・バイ・ボウにあり、ヨーロッパ最大規模であると考えられている。[ 27 ]
英国や他のヨーロッパ諸国では、近年、古典的なガスタンクを保存しようとする動きが起こっている。特に、2013年に英国のナショナル・グリッドが76基のガスタンクを撤去する計画を発表し、その後すぐにサザン・ガスとスコティッシュ・ガスがさらに111基を解体すると発表したことがきっかけとなった。ガスタンク保存運動のリーダーであるビクトリアン・ソサエティのディレクター、クリストファー・コステロ氏は、「ガスタンクは、その大きさや構造からして、ランドマークにならずにはいられない。空っぽであるにもかかわらず、非常にドラマチックな建造物である」と述べている。[ 28 ]
ガスタンクは現在、米国では比較的まれである（米国では通常、ガスホルダーと呼ばれていた）。1870年代から1950年代にかけて数百基が建設されたが、その多くはその後解体された。米国最大のガスタンク製造業者であるボルチモアに拠点を置くバートレット・ヘイワード社（1927年以降はコッパーズ社の一部門[ 30 ]）は、1870年代から1941年までの間に600基を建設した。1941年に同社の歴史に関するモノグラフが出版された[ 31 ] 。これらは米国のほぼすべての州[ 32 ] 、および北米、南米、南アフリカの他の地域[ 32 ]に建設された。これらの600基は、水タンク型（541基）[ 32 ]と水なし型（59基） [ 31 ]の両方を含み、合計容量は11億立方フィート（10⁹ ）であった。[ 33 ]ラトローブの BH のガス ホルダー事業ラインを扱った章[ 34 ]は、米国のガス産業の歴史に興味のある読者にとって役立つ追加の詳細を提供しています。
米国のガス産業の発展の一般的なパターンは、1870年代から1940年代にかけて、多くの地域でガス製造工場が一般的であり、石炭ガスと水性ガスの両方を生産していたこと[ 34 ]、そして20世紀後半には、ガスパイプラインによる天然ガスの流通の台頭により、そのシステムが取って代わり、既存のガスタンクは、タンクが耐用年数を迎えるまで、天然ガスパイプラインの圧力を管理するために（それほど重要ではない役割で）使用されたことである。
20世紀初頭、ラクレード・ガス・ライト社によってセントルイスに複数のガスタンクが建設された。これらのガスタンクは21世紀の最初の10年まで使用され続け、最後の1基が廃止され、その場に放置された。米国で最も最近まで使用されていたガスタンクはインディアナポリスの南東側にあったが、隣接するシチズンズ・エナジー・グループのコークス工場とともに解体された。ニューヨーク市クイーンズ区エルムハーストのニュートン・ホルダー・ステーションにあったもう1組のタンクは、1996年に解体されてエルムハースト・パークになるまで、交通レポーターの人気のランドマークだった。近くのブルックリン、グリーンポイントにあった2基の大型「マスペス・タンク」の解体については、ニューヨーク・タイムズ紙が詳しく報じた。 [ 35 ]
水を使わないタイプ（MAN型）で、BH社が最初に作った極めて大きなものは、1935年にフォード・モーター・カンパニーのリバー・ルージュ工場に建てられたものでした。 [ 31 ]もう1つの大きなMAN型ガスタンクは、1949年にBH社によってメリーランド州ボルチモアのすぐ東に建設され、ボルチモア・ガス・アンド・エレクトリック社によって32年間運営されました。高さ307フィート（94メートル）、直径170フィート（52メートル）の構造物で、 700万立方フィート（20万立方メートル）を貯蔵でき、高さ200フィート（61メートル）から赤と白の市松模様という珍しいマーキング方式のため、ランドマークとなっていました。この構造物は1984年7月に解体されました。
19世紀後半にガスタンクを収容するために建てられたレンガ造りまたはコンクリート造りの建物（ガスタンクハウスとして知られる）が、現在も米国に約12棟残っている。ニューヨーク州トロイにあるトロイ・ガス・ライト・カンパニーの建物は、現存する最大の例の1つである。2021年初頭現在、ニューハンプシャー州コンコードにあるコンコード・ガス・ライト・カンパニーのガスタンクハウスの保存に向けた取り組みが進められている。[ 36 ]この建物は、キャップを含む内部構造がそのまま残っているという点で珍しい。[ 37 ] [ 38 ]
PG&Eは、天然ガスパイプラインが敷設される以前から、カリフォルニア州のガス化プラントにガス貯蔵タンクを設置して運用していた。サンフランシスコのビーチストリート工場は1899年に建設された。このガスプラントは1931年まで稼働していたが、併設されたガス貯蔵タンクは1950年代まで天然ガスの貯蔵に使用され、その後、敷地は再開発された。[ 39 ]ガス ホルダーは、以前はチコ (1951 年に解体)、[ 40 ]デイリー シティ、[ 41 ]ユーレカ、[ 42 ]フレズノ、[ 43 ]ロング ビーチ (1927 年～1997 年)、[ 44 ]ロサンゼルス (市庁舎から見える範囲に 2 つを含む)、 [ 45 ]マーセド、[ 46 ]モントレー、[ 47 ] オークランド、[ 48 ]レディング(ガスホルダーは 1960 年代初頭に解体)、[ 49 ]レッドウッド シティ (ガス ホルダーは 1900 年代初頭に建設され、1959 年に解体)、[ 50 ]サリナス、[ 51 ]サンフランシスコ ポトレロ工場、[ 52 ]サンタ ローザ、[ 53 ]セント ヘレナ、[ 54 ]ストックトン、[ 55 ]バレーホ、[ 56 ]ウィローズにも存在していました。[ 57 ]おそらくコルサ、ホリスター、ロディ、マデラ、メアリーズビル、モデスト、ナパ、オークデール、オロビル、レッドブラフ、サクラメント、サンルイスオビスポ、サンタクルーズ、セルマ、トレーシー、ターロック、ワトソンビル、ウッドランドにある他のガス化プラントにも存在していたと思われる。[ 58 ]
かつては一般的だったガスタンクは、オーストラリアでは現在では珍しい存在となっている。国内のほとんどのガス工場は解体または用途変更されたため、ガスタンクはほとんど残っていない。ほぼ完全な形で残っているガスタンクの良い例は、タスマニア州のローンセストン・ガス工場跡地にある。ガスベルは取り外されているものの、その他の部品はすべてそのまま残っている。敷地内には1860年代の古いガスタンク2基の残骸も見られるが、基礎部分しか残っていない。シドニーでは、隣接するガス工場跡地のアクセス用トンネルの上に建設されたマクドナルドタウン駅のプラットフォームから、美しく装飾されたガスタンクのフレームを見ることができる。
クイーンズランド州ブリスベンのニューステッドにあるガスワークス・ニューステッドは、川沿いに位置する商業、住宅、小売複合施設で、2013年にオープンしました。1887年に建てられたガスタンクを中心に建設され、現在は文化遺産に登録されています。タンクの骨組みだけが残っており、その内部は公共のレクリエーションゾーンとして、また市場やコンサートなどの特別なイベントが時折開催される広場となっています。毎日夕暮れ時には、ダイナミックな照明演出によって骨組みがライトアップされます。かつて都心近郊にあったこの工業用地は、ガスワークス地区を中心とした高級住宅地として都市再生されました。
長年にわたり、ビクトリアン・フットボールリーグに所属するノースメルボルン・フットボールクラブの本拠地、アーデンストリート・オーバルには巨大なガスタンクがそびえ立っていた。この有名なグラウンドで行われるオーストラリアンフットボールの試合のテレビ中継では、ガスタンクが周囲の景観を圧倒する様子が映し出されていた。ガスタンクは1977年末から1978年初頭にかけて解体された。
ガス・デル・エスタド社は、アルゼンチン、サン・マルティン州ビジャ・マイプーにガスタンクを所有・運営していた。1948年にMAN社によって建設されたこのガスタンクは、近隣の工場であるウシナ・コラレス社が生産するコークスガスを貯蔵するために使用されていた。高さ85メートル、幅54メートルで、1954年に廃止されるまでわずか6年間しか稼働しなかった。現在はガス・ナトゥラル・フェノサ社が所有している。
ガスの大部分は、岩塩坑などの大規模な地下貯蔵庫に貯蔵されている。短期的な局所貯蔵には、ラインパッキングが好ましい方法である。
1960年代から1970年代にかけて、ガスタンクは高圧タンク（半球状の両端を持つ円筒形の圧力容器）に置き換えられると考えられていました。しかし、導入された規制により、すべての新しい高圧タンクは町や都市から数マイル離れた場所に建設しなければならなくなり、大量の高圧天然ガスを地上に貯蔵することの安全性の問題から、地元住民や自治体からは不評でした。高圧タンクは徐々に廃止されています。天然ガスを液化して貯蔵することも可能であり、これは世界中で広く行われています。
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