(57)【要約】【課題】燃料タンクから燃料を送り出す燃料ポンプのポンプ圧を小さくする。【解決手段】第一の燃料タンク(110)は地上に配置され、第二の燃料タンク(120)は第一の燃料タンクの直下において地中に配置されている。第二の燃料タンクは常に燃料が満杯になるようにされている。このため、第二の燃料タンクの高さに相当する水頭圧が燃料ポンプ(160)に作用するため、その水頭圧に相当する分だけ燃料ポンプのポンプ圧を小さくすることができる。【選択図】図１
2020186693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に配置された第一の燃料タンクと、
前記第一の燃料タンクより下方において地中に配置された第二の燃料タンクと、
前記第一の燃料タンクの底面と前記第二の燃料タンクの天面とを接続する燃料パイプと、
からなる燃料タンクシステム。
【請求項２】
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクと同一の横断面積を有し、前記第二の燃料タンクの高さは前記第一の燃料タンクの高さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項３】
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクの直下に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料タンクシステム。
【請求項４】
前記第一の燃料タンク及び前記第二の燃料タンクはいずれも円筒形であり、同心に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の燃料タンクシステムと、
地中に配置された発動機と、
前記第二の燃料タンクと前記発動機とを接続する第二の燃料パイプと、
前記第二の燃料パイプに配置され、前記第二の燃料タンクから前記発動機に燃料を送り込むポンプと、
からなる動力発生システム。
【請求項６】
前記第二の燃料パイプの周囲に巻回された巻回材をさらに備えており、
前記巻回材は保温、加熱及び衝撃緩和のうちの少なくとも一つの特性を備えるものであることを特徴とする請求項５に記載の動力発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクから燃料を送り出す燃料ポンプの動力（ポンプ圧）を低減することを可能にする燃料タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種発動機を駆動するための燃料を保管する燃料タンクは地上に設置されていることが多い（例えば、特許文献１）。
あるいは、地上の空きスペースが不足しているような場合には、燃料タンクは地下（地中）に設置されることもある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７２６２１号公報
【特許文献２】特開２０１６−８４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料タンクを地上または地下の何れに設置するかは地上における燃料タンクの設置スペースの有無に依存している。設置スペース以外のファクターとしては、例えば、保温性や耐衝撃性などのファクターが考慮されて、燃料タンクが地下に設置されることがある。
通常は、燃料タンクから目的物（例えば、燃料タンクからの燃料を用いて作動する発動機）までの燃料パイプの長さ、燃料パイプの屈曲の有無、燃料タンクと目的物との間の高低差などを考慮して、燃料輸送用ポンプの動力が決定される。
【０００５】
このように、これまでは、燃料タンク、燃料パイプ及び目的物のレイアウト（配置位置）が決まってから燃料輸送用ポンプの動力（ポンプ圧）が計算されていた。このため、燃料輸送用ポンプの動力を少なくするために燃料タンク、燃料パイプ及び目的物のレイアウトを決定するという従来とは逆の発想が生まれる余地はなかった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、燃料輸送用ポンプの動力を少なくするための燃料タンクのレイアウトを実現する燃料タンクシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点を解決するため、本発明は、地上に配置された第一の燃料タンクと、前記第一の燃料タンクより下方において地中に配置された第二の燃料タンクと、前記第一の燃料タンクの底面と前記第二の燃料タンクの天面とを接続する燃料パイプと、からなる燃料タンクシステムを提供する。
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクと同一の横断面積を有し、前記第二の燃料タンクの高さは前記第一の燃料タンクの高さより大きいことが好ましい。
前記第二の燃料タンクは前記第一の燃料タンクの直下に配置されていることが好ましい。
【０００７】
前記第一の燃料タンク及び前記第二の燃料タンクはいずれも円筒形であり、同心に配置されていることが好ましい。
さらに、本発明、上記の燃料タンクシステムと、地中に配置された発動機と、前記第二の燃料タンクと前記発動機とを接続する第二の燃料パイプと、前記第二の燃料パイプに配置され、前記第二の燃料タンクから前記発動機に燃料を送り込むポンプと、からなる動力発生システムを提供する。
本発明に係る動力発生システムは、前記第二の燃料パイプの周囲に巻回された巻回材をさらに備えており、前記巻回材は保温、加熱及び衝撃緩和のうちの少なくとも一つの特性を備えるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
地上または地下に設置されている従来の燃料タンクにおいては、燃料タンクの底面から燃料の液面までの高さに相当する水頭圧しか得られない。
これに対して、本発明に係る燃料タンクシステムによれば、第一の燃料タンクの底面から燃料の液面までの高さに相当する水頭圧に加えて、第二の燃料タンクの高さに相当する水頭圧をも得ることが可能である。
従って、従来の燃料タンクと比較して、第二の燃料タンクの高さに相当する水頭圧を追加的に得ることが可能であり、ひいては、この水頭圧に相当する分だけ燃料ポンプの動力（ポンプ圧力）を小さくすることが可能である。
【０００９】
さらに、地表のタンク設置面積を減らすことも可能である。現在では、消防法により、タンク１個の最大容量が１万リットルと定められているため、一般的には、タンクは地上において横並びに配列される。
これに対して、本発明に係る燃料タンクシステムによれば、地上に設置する燃料タンクは１個であり、２個目以降の燃料タンクは地中に設置することが可能である。このため、地上の燃料タンクの設置面積を減らすことができ、減らした分の土地を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステムを備える動力発生システムの概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステムの縦断面図である。
【図３】従来の燃料タンクの縦断面図である。
【図４】本発明の第三の実施形態における第一の燃料タンク及び第二の燃料タンクの縦断面図である。
【図５】本発明の第四の実施形態における第二の燃料パイプの第二部分の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム１００を備える動力発生システム５００の概略図である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム１００は、第一の燃料タンク１１０と、第二の燃料タンク１２０と、第一の燃料パイプ１３０とから構成されている。
第一の燃料タンク１１０は地面Ｇ上（地上）に配置されている。
第二の燃料タンク１２０は第一の燃料タンク１１０より下方に、すなわち、地面Ｇより下（地中）に配置されている。
【００１２】
第一の燃料パイプ１３０は鉛直方向に延び、第一の燃料タンク１１０の底面１１０ａと第二の燃料タンク１２０の天面１２０ａとを接続している。すなわち、第一の燃料タンク１１０と第二の燃料タンク１２０とは第一の燃料パイプ１３０を介して液体の流通が可能であるように接続されている。
第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０はいずれも円筒形をなしている。第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０は同一半径を有しており、従って、同一の横断面積を有している。
【００１３】
第二の燃料タンク１２０は第一の燃料タンク１１０の直下に配置されている。換言すれば、第二の燃料タンク１２０は第一の燃料タンク１１０の下方において第一の燃料タンク１１０と同心に配置されている。
燃料は第一の燃料タンク１１０に外部から注入される。第一の燃料タンク１１０に注入された燃料は第一の燃料パイプ１３０を介して第二の燃料タンク１２０に落下する。燃料は第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０のうち少なくとも第二の燃料タンク１２０が満杯になっているようにタイムリーに供給される。第一の燃料タンク１１０は満杯である必要は必ずしもなく、その高さの途中まで燃料が注入されていればよい。
【００１４】
動力発生システム５００は、上述の本実施形態に係る燃料タンクシステム１００と、第二の燃料タンク１２０より下方において地中に配置された発動機１４０と、第二の燃料タンク１２０と発動機１４０とを接続する第二の燃料パイプ１５０と、第二の燃料パイプ１５０に配置され、第二の燃料タンク１２０の底部から発動機１４０に燃料を送り込む燃料ポンプ１６０と、第二の燃料パイプ１５０に配置され、第二の燃料パイプ１５０の開閉を行う開閉弁１７０と、第二の燃料タンク１２０の上周縁から上方に延び、第一の燃料タンク１１０の周囲を覆う防油堤１８０と、から構成されている。
発動機１４０には発電機１９０が接続されており、発電機１９０に対して動力を供給する。発電機１９０は発動機１４０の動力により発電を行う。
【００１５】
第二の燃料パイプ１５０は、第二の燃料タンク１２０の底部から鉛直下方に延びる第一部分１５１と、第一部分１５１から水平に延びて発動機１４０に接続されている第二部分１５２と、からなる。
燃料ポンプ１６０及び開閉弁１７０はいずれも第二の燃料パイプ１５０の第二部分１５２に配置されている。
【００１６】
図２は燃料タンクシステム１００の縦断面図であり、図３は従来の燃料タンク、具体的には、地上に設置された燃料タンク３００の縦断面図である。
図２に示すように、第一の燃料タンク１１０の高さをＨ1、第二の燃料タンク１２０の高さをＨ2とする。上述のように、燃料は第二の燃料タンク１２０が常に満杯になっているように供給される（第一の燃料タンク１１０は必ずしも満杯ではなくてもよい）。このため、第二の燃料タンク１２０には高さＨ2の全高の分だけ燃料が充填されており、第一の燃料タンク１１０には高さＨ3（Ｈ3＜Ｈ1）だけ燃料が充填されているものとする。
従来の燃料タンク３００の高さは第一の燃料タンク１１０と同一のＨ1であり、燃料タンク３００には高さＨ3（Ｈ3＜Ｈ1）だけ燃料が充填されているものとする。
【００１７】
燃料タンク３００の底面には高さＨ3に相当する水頭圧が作用する。ここに、水頭圧とは、ある深さの静水が容器の底面に及ぼす圧力であって、容器底面から水面までの水柱の高さで表わされるものである。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第二の燃料タンク１２０の底面には高さ（Ｈ3＋Ｈ2）に相当する水頭圧が作用する。
正確には、第二の燃料タンク１２０の底面には大気圧も作用するが、これは燃料タンク３００と同一条件であるので、ここでは大気圧は考慮しない。
さらに、第二の燃料タンク１２０の底面には燃料パイプ１３０内の燃料による水頭圧も作用するので、実際には、第二の燃料タンク１２０の底面に作用する水頭圧は（Ｈ3＋Ｈ2）よりも大きくなる。ただし、燃料パイプ１３０内の燃料による水頭圧は（Ｈ3＋Ｈ2）と比較して小さいのでここでは考慮しない。
【００１８】
燃料タンク３００から燃料ポンプ１６０を介して燃料を発動機１４０に送り込む際には、燃料タンク３００内の燃料の水頭圧Ｈ3の分だけ、燃料ポンプ１６０の動力（ポンプ圧）を減少させることができる。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第二の燃料タンク１２０から燃料ポンプ１６０を介して燃料を発動機１４０に送り込む際には、水頭圧（Ｈ3＋Ｈ2）の分だけ燃料ポンプ１６０の動力または送油圧（ポンプ圧）を減少させることができる。
Ｈ3＋Ｈ2＞Ｈ3  （１）
【００１９】
双方の水頭圧の間には上式（１）が成り立つので、燃料ポンプ１６０を介して燃料を発動機１４０に送り込む際に燃料ポンプ１６０の動力を減少させることができる割合は従来の燃料タンク３００より本実施形態に係る燃料タンクシステム１００のほうが大きい。このため、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００によれば、より動力の小さい燃料ポンプ１６０を採用することが可能になる。
以上のように、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００によれば、地上または地下に設置されている従来の燃料タンクと比較して、燃料タンクから燃料を送り出す燃料ポンプの動力（ポンプ圧力）を第二の燃料タンク１２０の高さＨ2に相当する水頭圧の分だけ小さくすることが可能である。
【００２０】
さらに、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００によれば、地表のタンク設置面積を減らすことも可能である。現在では、消防法により、タンク１個の最大容量が１万リットルと定められているため、タンクは地上において横並びに配列されることが大半である。
これに対して、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００によれば、地上に設置する燃料タンク（第一の燃料タンク１１０）は１個であり、２個目以降の燃料タンク（第二の燃料タンク１２０）は地中に設置することが可能である。このため、地上の燃料タンクの設置面積を減らすことができ、減らした分の土地を有効活用することができる。
【００２１】
本実施形態に係る燃料タンクシステム１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第二の燃料タンク１２０は第一の燃料タンク１１０の直下に配置されているが、必ずしも直下である必要はない。第二の燃料タンク１２０の天面が第一の燃料タンク１１０の底面よりも下方にあれば、第二の燃料タンク１２０は任意の位置に配置することが可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第一の燃料タンク１１０と第二の燃料タンク１２０はどちらも円筒形として構成されているが、両タンクの形状は円筒形には限定されない。燃料を充填することができる限りにおいて、どのような形状をも採用することが可能である。
【００２２】
また、第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０をともに円筒形状にする場合であっても、双方を同心に配置することは必ずしも必要ではない。非同心に配置することも可能である。
本実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第一の燃料タンク１１０と第二の燃料タンク１２０とは同一半径の円筒形として、すなわち、同一の横断面積を有するものとして構成されているが、両タンクが同一の横断面積を有することは必ずしも必要ではない。一方の横断面積を他方の横断面積より大きく設定することも可能である（後述する第四の実施形態を参照）。
【００２３】
（第二の実施形態）
第一の実施形態においては、第二の燃料タンク１２０の高さＨ2は任意であり、この高さＨ2に相当する水頭圧の分だけ燃料ポンプ１６０の動力（ポンプ圧）を小さくすることが可能であった。
第二の実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第二の燃料タンク１２０の高さＨ2は第一の燃料タンク１１０の高さＨ1より大きく設定されている（Ｈ2＞Ｈ1）。
従来の燃料タンク３００により得ることができる最大水頭圧は燃料タンク３００の高さＨ1に等しい。
【００２４】
仮に、第一の燃料タンク１１０が空になっても、第二の燃料タンク１２０は満杯であるので、燃料タンクシステム１００における全水頭圧は第二の燃料タンク１２０の高さＨ2に等しくなる。
本実施形態においては、第二の燃料タンク１２０の高さＨ2は第一の燃料タンク１１０の高さＨ1より大きく設定されているので（Ｈ2＞Ｈ1）、第一の燃料タンク１１０が空になった場合であっても、従来の燃料タンク３００よりも大きい水頭圧を確保することが可能である。
【００２５】
（第三の実施形態）
上記の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム１００においては、第一の燃料タンク１１０と第二の燃料タンク１２０とは同一の横断面積を有するものとして設定されているが、例えば、第二の燃料タンク１２０の横断面積を第一の燃料タンク１１０の横断面積より小さく設定することも可能である。
図４は本実施形態における第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０の縦断面図である。
本実施形態においても、第一の実施形態の場合と同様に、第一の燃料タンク１１０及び第二の燃料タンク１２０はどちらも円筒形状に構成されている。図４に示すように、第二の燃料タンク１２０の半径は第一の燃料タンク１１０の半径よりも小さく設定されているが、第二の燃料タンク１２０の高さＨ4は第一の実施形態における第二の燃料タンク１２０の高さＨ2よりも大きく設定されている。
【００２６】
第二の燃料タンク１２０の半径によっては容量が第一の実施形態における第二の燃料タンク１２０の容量よりも小さくなることがあるが（従って、より早く空になることがあるが）、高さＨ4を第一の実施形態における第二の燃料タンク１２０の高さＨ2よりも大きくすることにより、燃料ポンプ１６０に作用する水頭圧を大きくすることが可能である。
また、上記の例とは逆に、第二の燃料タンク１２０の容量（半径）を第一の実施形態における第二の燃料タンク１２０の容量（半径）よりも大きくすることも可能である。
【００２７】
（第四の実施形態）
図５は本実施形態における第二の燃料パイプ１５０の第二部分１５２の縦断面図である。
地中に埋められた第二部分１５２の周囲には巻回材２００が巻き付けられている。
巻回材２００は、例えば、保温材からなる。地中では地上よりも保温効果があるが、保温材としての巻回材２００を用いることにより、より効果的に第二の燃料パイプ１５０、ひいては、その内部を通過する燃料の保温効果を高めることができる。
あるいは、巻回材２００を加熱材として構成することも可能である。これにより、冬などの低温環境下においても、第二の燃料パイプ１５０、ひいては、その内部を通過する燃料の温度を高めることができる。
また、巻回材２００をウレタンその他の衝撃緩和材から構成することも可能である。巻回材２００を衝撃緩和材として構成することにより、第二の燃料パイプ１５０を想定外の衝撃から保護することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る燃料タンクシステムは燃料タンクを構成要素とする全てのシステム（プラント）に適用することが可能であり、燃料ポンプの動力（ポンプ圧）の低減が必要なあらゆるシステムに最適である。
【符号の説明】
【００２９】
１００  本発明の第一の実施形態に係る燃料タンクシステム
１１０  第一の燃料タンク
１２０  第二の燃料タンク
１３０  第一の燃料パイプ
１４０  発動機
１５０  第二の燃料パイプ
１６０  燃料ポンプ
１７０  開閉弁
１８０  防油堤
１９０  発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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