(57)【要約】【課題】タンク内をタンク外と同じ圧力に保つ機能を維持しつつ、外気の流入を抑制できる貯蔵タンクにおける通気管を提供する。【解決手段】貯蔵タンクＴの屋根Ｒに設けられる通気管１であって、基端が貯蔵タンクＴに固定され、先端部が水平よりも下方に曲げられた通気管本体２と、通気管本体２の先端部に設けられたカバー部１０とからなり、カバー部１０は、通気管本体２の先端を囲むように配設された筒状のカバー本体部１１と、通気管本体２の先端開口部２ａの前方に位置し、通気管本体２の先端開口部２ａにおける軸方向ＣＬと直交するように配設された遮断板１２とを備えている。強風が通気管１に吹き付けても、通気管本体２内に外気が侵入する可能性を低くできる。【選択図】図１
2010064755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンクの屋根に設けられる通気管であって、
基端が前記貯蔵タンクに固定され、先端部が水平よりも下方に曲げられた通気管本体と、
該通気管本体の先端部に設けられたカバー部とからなり、
該カバー部は、
前記通気管本体の先端を囲むように配設された筒状のカバー本体部と、
前記通気管本体の先端開口部の前方に位置し、該通気管本体の先端開口部における軸方向と直交するように配設された遮断板とを備えている
ことを特徴とする貯蔵タンクにおける通気管。
【請求項２】
前記遮断板は、
前記通気管本体をその先端開口部の軸方向から見たときに、該通気管本体の先端開口部が該遮断板によって完全に覆われた状態となるように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の貯蔵タンクにおける通気管。
【請求項３】
前記遮断板は、
その外縁と前記カバー本体部内面との間に、該カバー本体部内と外部とを連通する空気通路が形成されるように設けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載の貯蔵タンクにおける通気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵タンクにおける通気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を収容する貯蔵タンクには、タンク内外の気圧差によってタンクの変形等が生じることを防ぐために、タンク内外を連通し、タンク内をタンク外と同じ圧力に保つ通気管が設けられている。
そして、かかる通気管を設けた貯蔵タンクにおいて、貯蔵した液体と外気との接触を避けたい場合には、窒素ガス等の不活性ガスを常時貯蔵タンク内に供給して、不活性ガスを通気管から外に向けて流すことが行われている。
【０００３】
しかし、不活性ガスを通気管から外に向けて流していても、台風等の強風時には、通気管内に風が吹き込んでしまう場合がある。すると、通気管内に吹き込んだ外気が通気管を通って貯蔵タンク内に流入してしまい、貯蔵タンク内の液体と接触してしまう。
【０００４】
したがって、現状では、通気管内に外気が吹込んだときに、貯蔵タンク内への外気の流入を防ぐために、通気管内の酸素濃度を測定して管理する場合が多い。そして、通気管内への外気の吹込みが発生していると判断した場合には、貯蔵タンク内に供給する不活性ガスの供給量を増加させて、通気管内に吹き込んだ外気が貯蔵タンク内までは流入しないように管理している。
【０００５】
しかし、上記のごとき吹込み対策の場合、外気が貯蔵タンク内に流入することを防ぐには、流入する外気に対抗するために、不活性ガスを大量に貯蔵タンク内に供給しなければならない。しかも、かかる場合に備えて大量の不活性ガスを備蓄しておかなければならないので、貯蔵タンクの維持管理コストが増大する。
また、上記対策は、通気管内に外気が流入する状況が生じた後に、貯蔵タンク内へは外気が流入しないように対策しているだけであり、貯蔵タンク内への外気の流入の前提となる通気管内への外気の流入を抑制することはできない。
【０００６】
一方、通気管内への外気侵入を未然に防ぐ方法としては、通気管に圧力損失を与える方法が考えられるが、この方法の場合には、タンク内をタンク外と同じ圧力に保つという通気管本来の機能が損なわれてしまう。
【０００７】
また、貯蔵タンクに設けられる通気管は、安全性を保つために、法令によって設置規準が定められているが（非特許文献１）、この設置規準でも、通気管内への外気の流入を防ぐ構造に関しては何も規定されておらず、現在のところ、外気流入を効果的に防ぐことができる通気管の構造については、十分な知見は得られていない。
【０００８】
【非特許文献１】危険物法令研究会、“危険物取扱必携（法令編）”、（財）全国危険物安全協会、平成19年4月1日、p.89
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、タンク内をタンク外と同じ圧力に保つ機能を維持しつつ、外気の流入を抑制できる貯蔵タンクにおける通気管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】
【００１０】
第１発明の貯蔵タンクにおける通気管は、貯蔵タンクの屋根に設けられる通気管であって、基端が前記貯蔵タンクに固定され、先端部が水平よりも下方に曲げられた通気管本体と、該通気管本体の先端部に設けられたカバー部とからなり、該カバー部は、前記通気管本体の先端を囲むように配設された筒状のカバー本体部と、前記通気管本体の先端開口部の前方に位置し、該通気管本体の先端開口部における軸方向と直交するように配設された遮断板とを備えていることを特徴とする。
第２発明の貯蔵タンクにおける通気管は、第１発明において、前記遮断板は、前記通気管本体をその先端開口部の軸方向から見たときに、該通気管本体の先端開口部が該遮断板によって完全に覆われた状態となるように設けられていることを特徴とする。
第３発明の貯蔵タンクにおける通気管は、第１または第２発明において、前記遮断板は、その外縁と前記カバー本体部内面との間に、該カバー本体部内と外部とを連通する空気通路が形成されるように設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、通気管本体の先端周囲に筒状のカバー本体部が設けられているので、通気管に向かって側方から風が吹き付けても、風が通気管本体の先端開口に直接当たらず、先端開口から通気管本体内に風が吹込むことを防ぐことができる。しかも、通気管本体の先端開口の前方には遮断板が配置されているので、通気管本体の先端開口に向かってその軸方向から風が吹いても、遮断板によって通気管本体内に風が直接吹込むことを防ぐことができる。よって、強風が通気管に吹き付けても、通気管本体内に外気が侵入する可能性を低くできる。そして、外気が通気管本体内に侵入した場合でも、外気の流入量を少なくできその流入速度も遅くできるから、タンク内に外気が侵入することは防ぐことができる。
第２発明によれば、先端開口部の軸方向から見たときに、通気管本体の先端開口が遮断板によって完全に覆われた状態でになるので、通気管本体の先端開口に向かってその軸方向から風が吹いても、通気管本体内に直接風が吹込むことを確実に防ぐことができる。
第３発明によれば、カバー部内と外部との間に圧力差が生じることを防ぐことができるから、タンク内を外気と同じ圧力に保つことができる。また、雨水がカバー部内に留まることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図２（Ａ）は本実施形態の通気管１が設けられた貯蔵タンクＴの概略説明図であり、（Ｂ）は通気管１部分の拡大図である。
図２において、符号Ｔは、液体を収容する貯蔵タンクＴを示しており、符号Ｒは貯蔵タンクＴに設けられている屋根を示している。この屋根Ｒは、貯蔵タンクＴの中心から周囲に向かって傾斜するように設けられている。
【００１３】
図２に示すように、前記貯蔵タンクＴの屋根Ｒには、通気管１が設けられている。この通気管１は、基端が貯蔵タンクＴの屋根Ｒに固定され、先端部が貯蔵タンクＴ外に配設された通気管本体２を備えている。この通気管本体２は中空な管状部材によって形成されており、貯蔵タンクＴ内と外部とを連通している。
このため、通気管１によって貯蔵タンクＴ内外の気圧がほぼ同等に維持されており、貯蔵タンクＴ内外の気圧の差によってタンクの変形等が生じることを防いでいる。
【００１４】
また、前記通気管本体２は、その先端部が、水平よりも下方に曲げられている。具体的には、通気管１の先端部は、Ｕ字状に屈曲されて、その先端開口部２ａ（図１参照）が下方、つまり、屋根Ｒの方を向くように形成されており、雨水が通気管本体２内に入らないようになっている。つまり、通気管本体２を通して雨水が貯蔵タンクＴ内に侵入しないように構成されている。
【００１５】
しかも、通気管本体２には、その基端近傍にガス供給管３が設けられており、そのガス供給管３から窒素ガス等の不活性ガスを供給することによって、貯蔵タンクＴ内に外気が侵入することを防いでいる。具体的には、貯蔵タンクＴ内の液体が流出して貯蔵タンクＴ内の気圧が低下したときに、ガス供給管３から供給する不活性ガスの量を増加させて貯蔵タンクＴ内を外部と同じ圧力に維持して、貯蔵タンクＴ内に外気が侵入することを防いでいる。
【００１６】
ところで、通常であれば、上述したように、通気管本体２のガス供給管３から不活性ガスを供給することによって貯蔵タンクＴ内に外気が侵入することを防ぐことができる。
しかし、本実施形態の通気管１では、その通気管本体２の先端部にカバー部１０を設けることによって、通気管１に強い風が吹き付けるような特別な環境でも、通気管本体２を通して貯蔵タンクＴ内に外気が侵入することを確実かつ簡便に防止できるように構成している。
以下では、カバー部１０の構造を、図１に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は（Ａ）は本実施形態の通気管１における通気管本体２の先端拡大図であり、（Ｂ）はカバー部１０の断面図であり、（Ｃ）は通気管１を通気管本体２を先端開口部２ａの軸方向から見た概略図である。
図１に示すように、通気管本体２の先端部には、カバー部１０のカバー本体部１１が設けられており、支持金具ＳＴなどによって通気管本体２に固定されている。このカバー本体部１１は、内部に中空な空間を有し、かつ、その軸方向の両端部が開口となった筒状の部材である。そして、カバー本体部１１は、その内部の中空な空間に、前記通気管本体２の先端部が位置するように配設されている。具体的には、カバー本体部１１の一端（図２では上端）から通気管本体２の先端部が挿入された状態となっており、通気管本体２のカバー本体部１１内への挿入量Ｌ１がカバー本体部１１の高さＬよりも短くなるように構成されている。
【００１８】
図１に示すように、このカバー本体部１１の他端（図１では下端）には、遮断板１２が設けられている。この遮断板１２は、通気管本体２の先端開口部２ａの前方に位置しており、通気管本体２の先端開口部２ａにおける軸方向と直交するように配設されている。つまり、遮断板１２は、通気管本体２の中心軸ＣＬを延長した線（以下、中心線ＣＬという）と直交するように設けられているのである。
【００１９】
しかも、遮断板１２は、通気管本体２をその先端開口部２ａの軸方向から見たときに（図１（Ｃ））、通気管本体２の先端開口部２ａを完全に覆うことができるように配設されている。具体的には、通気管本体２の先端開口部２ａが断面円形である場合には、遮断板１２は、前記中心線ＣＬを中心とする円形であって、その面積が先端開口部２ａの断面積と同等以上となるように形成されている。
【００２０】
カバー部１０が以上のごとき構造であるから、通気管１に向かって側方（図１では左右方向）から風が吹き付けても、カバー本体部１１によって、通気管本体２の先端開口部２ａに風が直接当たることを防ぐことができる。すると、通気管１に吹き付ける風が先端開口２ａに直接流入することを防ぐことができるから、通気管本体２内に流速の速い空気が大量に吹込むことを防ぐことができる。
【００２１】
また、図１に示すように、貯蔵タンクＴの屋根Ｒは傾斜しているので、屋根Ｒの影響により、通気管１に向かって側方から吹き付ける風が上向きの速度成分を有する流れとなり、通気管１対して斜め下方から風が吹き付ける可能性がある。そして、かかる方向から吹く風は、水平に吹き付ける風に比べて、カバー本体部１１内に流入する可能性が高くなり、通気管本体２の先端開口部２ａに直接流入する可能性も高くなる。
しかし、本実施形態の通気管１のカバー部１０は遮断板１２を有しており、この遮断板１２が通気管本体２の先端開口部２ａの前方に配置されている。このため、通気管本体２に対して斜め下方から風が吹き付けても、遮断板１２によってかかる風を遮ることができるから、先端開口部２ａに風（外気）が直接吹込むことを防ぐことができる。
【００２２】
以上のごとく、本実施形態の通気管１では、遮断板１２を有するカバー部１０を備えているので、強風が通気管１に吹き付けても、通気管本体２内に外気が侵入する可能性を低くできる。
そして、万が一通気管本体２内に風（外気）が侵入した場合でも、外気の流入量を少なくできその流入速度も遅くできるから、貯蔵タンクＴ内にまで外気が侵入することを防ぐことができる。
【００２３】
また、遮断板１２によってカバー部本体１１の他端を完全に塞いでしまってもよいのであるが、本実施形態の通気管１では、遮断板１２とカバー本体部１１内面との間に網状部材１３を設け、カバー本体部１１の内部の空間と外部とが連通された状態となるように構成している（図１参照）。言い換えれば、カバー部１０は、遮断板１２の外縁とカバー本体部１１内面との間に、カバー本体部１１の内部の空間と外部とを連通する空気通路が形成されるように構成されているのである。
かかる構成とすれば、カバー部１０は、カバー本体部１１上端内面と通気管本体２との間だけでなく、カバー本体部１１の下端でも外部と連通されるから、カバー本体部１１内と外部との間に圧力差が生じることを防ぐことができる。すると、通気管本体２の先端部にカバー部１０を設けても、貯蔵タンクＴ内の圧力を外気と同じ圧力に保つことができる。しかも、カバー部１０内に降った雨を網状部材１３から排出できるので、雨水がカバー部１０内に溜まることもない。
【００２４】
なお、遮断板１２は、通気管本体２の先端開口部２ａの前方に位置し、通気管本体の先端開口部２ａにおける軸方向ＣＬと直交するように配設されていれば、ある程度風を遮断する機能を有する。したがって、遮断板１２は、通気管本体２をその先端開口部２ａの軸方向ＣＬから見たときに、必ずしも通気管本体２の先端開口部２ａを完全に覆っていなくてもよい。しかし、上記のごとく遮断板１２によって先端開口部２ａが完全に覆われる構成とすれば、通気管本体２の先端開口部２ａに向かってその軸方向から風が吹いたときに、通気管本体２内に直接風が吹込むことを確実に防ぐことができるので好適である。
また、上記例では、通気管本体２およびカバー部本体１１、遮断板１２が全て断面円形の場合を説明したが、通気管本体２およびカバー部本体１１、遮断板１２の断面形状は円形に限られないのはいうまでもない。
【実施例１】
【００２５】
つぎに、通気管に対して、風が吹き付けた場合における通気管周囲および通気管内の流速分布、および、通気管内の酸素濃度を数値シミュレーションした。
【００２６】
数値シミュレーションは、本発明の通気管（図１および図２参照、実施例）と、従来の通気管（図６参照、比較例）とについて実施した。
なお、図２に示した本発明の通気管には、遮断板とカバー本体部内面との間に網状部材（金網）を設けているが、網状部材が流れへ及ぼす影響は少ないため数値シミュレーションではその影響を無視している。
【００２７】
計算は、計算ソフト（ANSYS CFX10.0）により行った。通気管の形状（図１、図６参照）等の計算条件は以下のとおりである。
なお、実時間における５０秒間の現象を計算した。
（１）通気管の形状
１）実施例
通気管全長ＴＬ                ：３６１８ｍｍ
なお、通気管全長とは、通気管本体の軸方向に沿った基端から先端までの長さである。
通気管高さＨ                  ：２４３９ｍｍ
ガス供給管高さＨ１            ：６００ｍｍ
通気管本体直径ｄ              ：３１８ｍｍ
カバー部本体直径Ｄｃ          ：７５０ｍｍ
遮断板直径ｄｃ                ：３５０ｍｍ
カバー部本体高さＬ            ：５００ｍｍ
通気管の挿入量Ｌ１            ：３００ｍｍ
２）比較例
通気管全長ＴＬ                ：３６１８ｍｍ
通気管高さＨ                  ：２４３９ｍｍ
ガス供給管高さＨ１            ：６００ｍｍ
通気管本体直径ｄ              ：３１８ｍｍ
開口部径ＤＯ                  ：６００ｍｍ
（２）流体の条件
窒素（Ｎ２）流入量             ：４０ｍ３／ｈ
タンク下部からの流出量        ：２７ｍ３／ｈ
外部風速                      ：２０ｍ／ｓ
（３）乱流モデル：k-omega(SST)model
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、従来の通気管の場合には、通気管の先端に流速の大きい風が吹き付けており、先端開口部の下方に流速の大きい流れが生じていることが確認できる。そして、図４（Ａ）に示すように、通気管の開口部内には、通気管内に向かう速い流れが生じており、その流れの影響で、通気管本体の屈曲部を越える位置まで、タンクに向かう比較的速い流れが発生していることが確認できる。しかも、ガス供給管から供給される窒素ガスでは、通気管の開口部に向かう流れが抑えられ、大部分が貯蔵タンクに向かう流れになっている。つまり、通気管内に向かう速い流れの影響が、ガス供給管の位置にまで及んでいることが確認できる。
そして、図５（Ａ）に示すように、通気管内の酸素濃度は、ガス供給管の少し上方の位置で１０〜１５％程度の酸素濃度の部分が存在しており、外気が大量に流入してきていることが確認できる。
以上のごとく、従来の通気管の場合には、強風の条件では外気が通気管内の中間部程度まで侵入し、外気が通気管を通って貯蔵タンク内に侵入する可能性が高いことが確認できる。
【００２９】
一方、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示すように、本発明の通気管の場合には、通気管の周囲にカバー本体部が設けられているので、カバー部本体の周囲や、カバー部本体内面と通気管本体先端との間に流速の大きな流れは発生しているものの、通気管内には流速の大きな流れが発生していないことが確認できる。ガス供給管から供給される窒素ガスも通気管の開口部に向かうように流れており、通気管に吹き付ける風の影響がガス供給管の位置には及んでいないことが確認できる。
そして、図５（Ｂ）に示すように、通気管内の酸素濃度は、先端近傍に１０〜１５％程度の部分が存在するものの、その部分は通気管の屈曲部よりも先端側までしか見られない。つまり、通気管内には外気が僅かしか流入していないことが確認できる。
したがって、本発明の通気管の場合には、強風の条件において外気が若干通気管本体内に侵入するものの、外気が通気管を通って貯蔵タンク内に侵入する可能性は低いことが確認できる。
【００３０】
以上のごとく、カバー部を有する本発明の通気管では、従来の通気管では外気の流入を防ぐことが難しい強風の条件でも、外気の侵入を抑制できるのである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本実施形態の貯蔵タンクにおける通気管は、タンク内外は同じ圧力に保った状態で外気との接触を避けたい液体を貯蔵するタンクの通気管に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（Ａ）は本実施形態の通気管１における通気管本体２の先端拡大図であり、（Ｂ）はカバー部１０の断面図であり、（Ｃ）は通気管１を通気管本体２を先端開口部２ａの軸方向から見た概略図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態の通気管１が設けられた貯蔵タンクＴの概略説明図であり、（Ｂ）は通気管１部分の拡大図である。
【図３】通気管周辺の流速分布の数値シミュレーション結果であって、（Ａ）は従来の通気管の結果であり、（Ｂ）は本発明の通気管の結果である。
【図４】通気管内の流速分布の数値シミュレーション結果であって、（Ａ）は従来の通気管の結果であり、（Ｂ）は本発明の通気管の結果である。
【図５】通気管内における酸素濃度の数値シミュレーション結果であって、（Ａ）は従来の通気管の結果であり、（Ｂ）は本発明の通気管の結果である。
【図６】（Ａ）は従来の通気管100が設けられた貯蔵タンクＴの概略説明図であり、（Ｂ）は通気管100部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１        通気管
２        通気管本体
２ａ      先端開口部
１０        カバー部
１１        カバー部本体
１２        遮断板
Ｔ        貯蔵タンク
【図１】
2010064755.tif 000003
【図２】
2010064755.tif 000004
【図６】
2010064755.tif 000005
【図３】
2010064755.tif 000006
【図４】
2010064755.tif 000007
【図５】
2010064755.tif 000008