(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローティングルーフとガイドポールウェルとを具備するタンクのためのガイドポール式嵌合シールであって、当該ガイドポールウェルが、フローティングルーフに設けられており、かつガイドポールが挿通する開口部を具備しており、そして、当該ガイドポール式嵌合シールが；
（ａ）当該ガイドポールウェルによって支持されたウェルガスケット；
（ｂ）当該ウェルガスケット上を当該フローティングルーフの中心から半径方向に移動可能で、かつ当該ガイドポールが挿通する開口部を具備するスライドカバー；
（ｃ）当該ガイドポールが挿通する穴を具備し、かつ当該スライドカバーと接合され、そして、当該スライドカバーから下方に少なくともタンク内の収容物レベルにまで伸びるポールスリーブ；および、
（ｄ）当該ガイドポールと払拭接触するようにして当該スライドカバーに接合されたポールワイパー、
を含む、ことを特徴とするガイドポール式嵌合シール。
【請求項２】
前記ガイドポールが挿通する開口部を具備し、そして、前記ガイドポールウェルに接合され、かつ前記ウェルガスケットを支持する固定カバーをさらに含む請求項１に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３】
前記フローティングルーフに接合され、かつ前記ポールスリーブと前記ポールワイパーを保護するためにフローティングルーフの回転運動を抑制する手段を具備するガイドをさらに含む請求項１または２に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４】
以下の構成要素、すなわち；
（ａ）前記ガイドポールウェルとは反対側のスライドカバー上に接合され、かつ前記フローティングルーフの中心から前記ガイドポールの中心に至るまで並行に配置された一対のスライドカバーガイドアングル材；
（ｂ）前記スライドカバー上の各スライドカバーガイドアングル材に接合され、かつ前記フローティングルーフが沈下する際の前記スライドカバーと前記ウェルガスケットとの接触状態を保つ手段を具備したスライドカバーリテイナーアングル材；および、
（ｃ）そのいずれもがフローティングルーフの中心からガイドポールの中心に至るまで並行に配置された長手軸を具備しており、そして、当該スライドカバーリテイナーアングル材に回動可能に接合され、かつ前記ガイドポール上を移動可能である、水平方向に長形の一対のローラー、
をさらに含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項５】
前記ローラーが、炭素鋼、ステインレス鋼および真鍮からなるグループから選択された材料から製造される請求項４に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項６】
前記ウェルガスケットが、前記ガイドポールウェルに対する運動から、前記スライドカバーとのスライド式嵌合運動に移行するよう固定される請求項１乃至５のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項７】
前記ポールスリーブが、前記スライドカバーに接合された平行フランジを具備し、そして、当該フランジと前記スライドカバーとの間にガスケットが介在している請求項１乃至６のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項８】
前記ウェルガスケットと前記ポールワイパーが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項１乃至７のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項９】
前記ポールスリーブと前記スライドカバーが、炭素鋼、ステインレス鋼および真鍮からなるグループから選択された材料から製造される請求項１乃至８のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１０】
前記ポールスリーブが、可撓性シートから製造される請求項１乃至９のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１１】
前記可撓性シートが、ナイロン、ポリエステル織物およびガラス繊維織物からなるグループから選択された織物で強化されたシートである請求項10に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１２】
前記ポールスリーブが、可撓性であり、かつ前記タンク内に液体が貯蔵されている間に据え付けるための手段を具備している請求項１乃至11のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１３】
前記ポールスリーブが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項１乃至12のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１４】
前記ガイドポールが、フロートおよびフロートワイパーの双方を具備していない請求項１乃至13のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１５】
フローティングルーフとガイドポールウェルとを具備するタンクのためのガイドポール式嵌合シールであって、当該ガイドポールウェルが、フローティングルーフに設けられており、かつ複数個の開口部を有する中空のガイドポールが挿通する開口部を具備しており、そして、当該ガイドポール式嵌合シールが；
（ａ）当該ガイドポールウェルによって支持されたウェルガスケット；
（ｂ）当該ウェルガスケット上を当該フローティングルーフの中心から半径方向に移動可能で、かつ当該ガイドポールが挿通する開口部を具備するスライドカバー；
（ｃ）当該ガイドポールが挿通する穴を具備し、かつ当該スライドカバーと接合され、そして、当該スライドカバーから下方に少なくともタンク内の収容物レベルにまで伸びるポールスリーブ；および、
（ｄ）当該ガイドポールと払拭接触するようにして当該スライドカバーに接合されたポールワイパー、
（ｅ）当該ガイドポール内の液体表面に浮遊する手段を具備したフロート；および、
（ｆ）当該フロートに接合され、かつ当該ガイドポール内面で払拭接触するフロートワイパー、
を含む、ことを特徴とするガイドポール式嵌合シール。
【請求項１６】
前記ガイドポールが挿通する開口部を具備し、そして、前記ガイドポールウェルに接合され、かつ前記ウェルガスケットを支持する固定カバーをさらに含む請求項15に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１７】
前記フローティングルーフに接合され、かつ前記ポールスリーブと前記ポールワイパーを保護するためにフローティングルーフの回転運動を抑制する手段を具備するガイドをさらに含む請求項15または16に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１８】
以下の構成要素、すなわち；
（ａ）前記ガイドポールウェルとは反対側のスライドカバー上に接合され、かつ前記フローティングルーフの中心から前記ガイドポールの中心に至るまで並行に配置された一対のスライドカバーガイドアングル材；
（ｂ）前記スライドカバー上の各スライドカバーガイドアングル材に接合され、かつ前記フローティングルーフが沈下する際の前記スライドカバーと前記ウェルガスケットとの接触状態を保つ手段を具備したスライドカバーリテイナーアングル材；および、
（ｃ）そのいずれもがフローティングルーフの中心からガイドポールの中心に至るまで並行に配置された長手軸を具備しており、そして、当該スライドカバーリテイナーアングル材に回動可能に接合され、かつ前記ガイドポール上を移動可能である、水平方向に長形の一対のローラー、
をさらに含む、請求項15乃至17のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項１９】
前記ローラーが、炭素鋼、ステインレス鋼および真鍮からなるグループから選択された材料から製造される請求項18に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２０】
前記ウェルガスケットが、前記ガイドポールウェルに対する運動から、前記スライドカバーとのスライド式嵌合運動に移行するよう固定される請求項15乃至19のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２１】
前記ポールスリーブが、前記スライドカバーに接合された平行フランジを具備し、そして、当該フランジと前記スライドカバーとの間にガスケットが介在している請求項15乃至20のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２２】
前記フロートワイパーが、前記ポールワイパーより低い位置で前記フロートと接合している請求項15乃至21のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２３】
他のフロートワイパーが存在しない場合、前記ポールワイパーより高い位置にあるフロートワイパーにはフロートが接合していない請求項15乃至22のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２４】
前記フロートワイパーが、前記ポールワイパーより低い位置で前記フロートと接合している場合、前記ポールワイパーより高い位置でフロートと接合し、かつ前記ガイドポール内部で払拭接触している第二のフロートワイパーをさらに含む、請求項15乃至23のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２５】
前記ウェルガスケット、前記ポールワイパーおよび前記フロートワイパーが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項15乃至24のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２６】
前記ポールスリーブと前記スライドカバーが、ステインレス鋼、真鍮およびアルミニウムからなるグループから選択された材料から製造される請求項15乃至25のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２７】
前記ポールスリーブが、可撓性シートから製造される請求項15乃至26のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２８】
前記可撓性シートが、ナイロン、ポリエステル織物およびガラス繊維織物からなるグループから選択された織物で強化されたシートである請求項27に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項２９】
前記ポールスリーブが、可撓性であり、かつ前記タンク内に液体が貯蔵されている間に据え付けるための手段を具備している請求項15乃至28のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３０】
前記ポールスリーブが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項15乃至29のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３１】
フローティングルーフとガイドポールウェルとを具備したタンクのためのガイドポール式嵌合シールであって、当該ガイドポールウェルが、フローティングルーフに設けられており、かつ、複数個の開口部を有する中空のガイドポールが挿通する開口部を具備しており、そして、当該ガイドポール式嵌合シールが；
（ａ）当該ガイドポールウェルに接合され、かつガイドポールが挿通する開口部を具備する固定カバー；
（ｂ）当該固定カバーによって支持されたウェルガスケット；
（ｃ）当該ウェルガスケット上を当該フローティングルーフの中心から半径方向に移動可能で、かつ当該ガイドポールが挿通する開口部を具備するスライドカバー；
（ｄ）当該ガイドポールが挿通する穴を具備し、かつ当該スライドカバーと接合され、そして、当該スライドカバーから下方に少なくともタンク内の収容物レベルにまで伸びるポールスリーブ；および、
（ｅ）当該ガイドポールと払拭接触するようにして当該スライドカバーに接合されたポールワイパー、
（ｆ）当該ガイドポール内の液体表面に浮遊する手段を具備したフロート；および、
（ｇ）当該フロートに接合され、かつ当該ガイドポール内面で払拭接触するフロートワイパー、
を含む、ことを特徴とするガイドポール式嵌合シール。
【請求項３２】
前記フローティングルーフに接合され、かつ前記ポールスリーブと前記ポールワイパーを保護するためにフローティングルーフの回転運動を抑制する手段を具備するガイドをさらに含む請求項31に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３３】
以下の構成要素、すなわち；
（ａ）前記ガイドポールウェルとは反対側のスライドカバー上に接合され、かつ前記フローティングルーフの中心から前記ガイドポールの中心に至るまで並行に配置された一対のスライドカバーガイドアングル材；
（ｂ）前記スライドカバー上の各スライドカバーガイドアングル材に接合され、かつ前記フローティングルーフが沈下する際の前記スライドカバーと前記ウェルガスケットとの接触状態を保つ手段を具備したスライドカバーリテイナーアングル材；および、
（ｃ）そのいずれもがフローティングルーフの中心からガイドポールの中心に至るまで並行に配置された長手軸を具備しており、そして、当該スライドカバーリテイナーアングル材に回動可能に接合され、かつ前記ガイドポール上を移動可能である、水平方向に長形の一対のローラー、
をさらに含む、請求項31または32に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３４】
前記ローラーが、炭素鋼、ステインレス鋼および真鍮からなるグループから選択された材料から製造される請求項33に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３５】
前記ウェルガスケットが、前記固定カバーに固定され、かつ前記スライドカバーとのスライド式嵌合運動に移行する請求項31乃至34のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３６】
前記ポールスリーブが、前記スライドカバーに接合された平行フランジを具備し、かつ当該フランジと前記スライドカバーとの間にガスケットが介在している請求項31乃至35のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３７】
前記ウェルガスケット、前記ポールワイパーおよび前記フロートワイパーが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項31乃至36のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３８】
前記フロートワイパーが、前記ポールワイパーより低い位置で前記フロートと接合している請求項31乃至37のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項３９】
他のフロートワイパーが存在しない場合、前記ポールワイパーより高い位置にあるフロートワイパーにはフロートが接合していない請求項31乃至38のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４０】
前記フロートワイパーが、前記ポールワイパーより低い位置で前記フロートと接合している場合、前記ポールワイパーより高い位置でフロートと接合し、かつ前記ガイドポール内部で払拭接触している第二のフロートワイパーをさらに含む、請求項31乃至39のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４１】
前記ポールスリーブおよび前記スライドカバーが、ステインレス鋼、真鍮およびアルミニウムからなるグループから選択された材料から製造される請求項31乃至40のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４２】
前記ポールスリーブが、可撓性シートから製造される請求項31乃至41のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４３】
前記可撓性シートが、ナイロン、ポリエステル織物およびガラス繊維織物からなるグループから選択された織物で強化されたシートである請求項42に記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４４】
前記ポールスリーブが、可撓性であり、かつ前記タンク内に液体が貯蔵されている間に据え付けるための手段を具備している請求項31乃至43のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４５】
前記ポールスリーブが、ネオプレン、ブナ−N/ビニルおよびビトンからなるグループから選択された材料から製造される請求項31乃至44のいずれかに記載のガイドポール式嵌合シール。
【請求項４６】
フローティングルーフとガイドポールウェルとを具備したタンクをガイドポール嵌合形式でシールする方法であって、当該ガイドポールウェルが、フローティングルーフに設けられており、かつ複数個の開口部を有するガイドポールが挿通する開口部を具備しており、そして、当該方法が、以下の工程、すなわち；
（ａ）ガイドポールが挿通する開口部を具備したスライドカバーとガイドポールウェルとの間の境界をシールし；
（ｂ）当該スライドカバーと当該ガイドポールとの間の空間をシールし；
（ｃ）当該スライドカバーと接合され、かつ当該スライドカバーから下方に少なくともタンク内の収容物レベルにまで伸びるポールスリーブで、当該ガイドポールの開口部をシールし；および
（ｄ）ガイドポール内部の横断面をシールする、
工程を含む、ことを特徴とするガイドポール嵌合形式でタンクをシールする方法。
【請求項４７】
シール要素を保護するために、前記フローティングルーフの垂直軸方向の回転運動を抑制する、工程をさらに含む請求項46に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、一般に、フローティングルーフ型タンク、具体的には、タンクからの蒸気の排出量を低減せしめるための、フローティングルーフにおけるガイドポールの開口部をシールするための方法と装置に関する。
近年、大気汚染に関する重要性が特に認識されるようになってきた。従来許容されていた多くの大気汚染物質も、現在では、かような汚染物質の排出量の大幅な減少あるいは解消を求める規制に直面している。かような大気汚染物質の排出源の一つに、地上に設置された揮発性液体を貯蔵するための貯蔵タンクがある。
揮発性液体を貯蔵するための貯蔵タンクには様々なタイプがあるが、外部フローティングルーフタンクと称されるタイプのタンクが普及している一つである。このタイプのタンクは、円形の平底部、タンク底に接合した下端を有する円筒状シェル、およびタンク内に貯蔵された揮発性液体上を浮揚する外部フローティングルーフを有している。フローティングルーフ縁とタンクシェル内面との間にある縁部空間は、縁部空間から大気への排出を低減すべく、フローティングルーフに接合され、かつ垂直方向に移動可能な数個の縁部シール手段の一つによってシールされている。かようなシールの例が、Moyerの米国特許No.2,829,795、Harris et al.の米国特許No.2,968,420、Reeseの米国特許No.3,075,668、Wissmillerの米国特許No.3,120,320、Moyerの米国特許No.3,136,444およびBrueningの米国特許No.4,406,377に開示されている。タンクが内容物で満たされればフローティングルーフは上方向に垂直に移動し、また内容物をタンクから抜き取ればフローティングルーフは下方向に垂直に移動する。外部フローティングルーフは垂直方向の移動と、僅かではあるが、半径方向へ移動するが、移動梯子、雨水排水システムおよび自動液面計のようなフローティングルーフの他の付属装置の損傷を避けるべく、フローティングルーフの回転を妨げるガイドを備える必要がある。
フローティングルーフの回転を妨げるために、ガイドポールが一般的に使用されている。このガイドポールは、タンクシェル近傍の貯蔵タンク内部に位置しており、ポールの底部はタンク底部に、そして、ポールの頂部はタンクシェルの頂部に固定されている。このガイドポールは、ガイドポール嵌合部を介してフローティングルーフを通っており、この嵌合部が大気中への内容物の排出の原因となっている。
貯蔵タンク内の液体量の測定あるいは貯蔵タンク内の試料の採取は、ガイドポールを利用して行われていた。測定作業や試料採取作業を実効ならしめるために、ガイドポールは中空とし、そして、収容物とガイドポール内部の液面レベルが、貯蔵タンク内のガイドポール外部のそれと同じであるので、ガイドポールの内容物とガイドポール外部の物質とを任意に相通するための開口部を有している。これら開口部は通常は、垂直の溝穴とし、この溝穴は、いずれの位置でもガイドポール内部とガイドポール外部の液体が相互に接触できるように垂直方向に交互に設けられている。
ある種のルーフ嵌合での内容物の排出において風が重要な役割を果たすことが知られており、ガイドポール嵌合を含めた異なるタイプのフローティングルーフ嵌合での内容物の排出効果を測定する風洞試験が行われている。この風洞試験では、外部フローティングルーフと同様に、フローティングルーフ嵌合上にて空気流が刺激されることと、試験したすべての嵌合様式の中でガイドポール嵌合が最も高い排出量を示したとの結果が報告されている。実際のところ、最も汎用されていたガイドポール嵌合では、外部フローティングルーフの外縁すべてをシールした場合の約25倍の量の内容物の排出が認められた。
よって、排出量を低減するための調節機能をガイドポールに組み込むことが望ましいとされていたのである。
発明の要約
本発明によれば、フローティングルーフとガイドポールが挿通する開口部を規定するフローティングルーフのガイドポールウェル、ガイドポールウェルによって支持されたウェルガスケットを含むガイドポール嵌合シール、ガイドポールが挿通する開口部を規定するウェルガスケットによって支持されたスライドカバー、ガイドポールが挿通する穴部を規定するスライドカバーに接合しかつ少なくともタンク内の収容物まで下方に伸びるポールスリーブ、およびスライドカバーに接合した払拭作業中にガイドポールに嵌合するポールワイパーを含むタンク用のガイドポール式嵌合シールが提供される。液体収容物を通す開口部を有している場合の液体収容物に関する浮揚のための手段をガイドポール内に有するフロートと、フロートに接合した払拭作業中にガイドポール内部に嵌合するフロートワイパーも具備できる。
ウェルガスケットを支持するガイドポールウェルに接合した固定カバーも具備でき、この固定カバーは、溝穴を付けたポールが挿通する開口部を規定する。
様々なシール部材への負荷を最小ならしめるために、フローティングルーフが回転しやすいようにフローティングルーフの荷重の一部をガイドが負担する。このガイドは、ガイドポールの各端に設けた個別のローラーからなるローラーの集合体であり、ローラー軸は、フローティングルーフの中心からガイドポールの中心に向けて放射状に配列している。
ウェルガスケットとスライドカバーとの接触を保つために、フローティングルーフに取り付けたリテイナーも使用する。ある態様において、スライドカバーの半径方向への移動を許容しつつ、ウェルガスケットとスライドカバーとの接触を保ち、フローティングルーフの中心からガイドポールの中心に向けて放射状に溝穴を配列するように、リテイナーのアングル材を各スライドカバーのアングル材に接合する。
ポールスリーブが、ガイドポール嵌合からの排出を制御する上で、特に溝穴を有するガイドポール場合に重要な因子であることが判明した。このことは、通常では、固定カバーとスライドカバーとの間を経てウェル蒸気空間に侵入し、収容液体の蒸気と混ざり合い、開口した蒸気空間を介してガイドポール内に流れ込み、上方に上昇し、そしてスライドカバー上部にあるガイドポールの開口部から排出される空気の流れを阻害することによる。本発明の一部を構成する他の排出調節機能との組み合わせにより、ガイドポールスリーブは非常に効率的に排出量を低減する。つまり、風速10マイル／時間にて106ポンド−モル／年のルーフ嵌合度損失係数であったのに対し、排出調節機能を備えていないガイドポール嵌合に対して同じ風速条件を適用した場合5,000ポンド−モル／年のルーフ嵌合度損失係数であった。可撓性ガイドポールスリーブを、タンクの稼働を止めずに、スライドカバーのガイドポールホールを介してタンク内に据え付けることができる。
フローティングルーフの垂直方向の動きを容易にし、垂直軸に関するフローティングルーフの回転を制止するために、ローラーアッセンブリーを、排出調節機構と組み合わせて使用することができる。このローラーアッセンブリーは、ポールワイパーやポールスリーブを損傷しかねない大抵の回転力に抵抗するものであり、ガイドポールの外表面とポールスリーブの内表面の間の空間を適切にシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の溝穴付ガイドポールとガイドポール嵌合を有する外部フローティングルーフタンクの一部の断面立面図である。
図２は、本発明の排出調節機構を備えていない典型的なガイドポール嵌合の断面立面図であり、本発明の排出調節機構を備えていないガイドポール嵌合部からの排出機構を示している。
図３は、本発明の排出調節機構を備えたガイドポール嵌合の断面立面図である。
図４は、本発明の排出調節機構を備えたガイドポール嵌合の平面図である。
図５は、図４の線５−５によって示された部位のガイドポール嵌合の断面立面図であり、スライドカバーに対するポールスリーブとポールワイパーへの据え付けを示している。
図６は、図４の線６−６によって示された部位のガイドポール嵌合の断面立面図であり、スライドカバー保持アングル材に対するローラーへの据え付けを示している。
図７は、図４の線５−５によって示された部位のガイドポール嵌合の断面立面図であり、スライドカバーに対するポールスリーブとポールワイパーへの他の据え付け態様を示している。
図８は、図４の線５−５によって示された部位のガイドポール嵌合の断面立面図であり、スライドカバーに対するポールスリーブとポールワイパーへのさらに他の据え付け態様を示している。
図９は、固定カバーの平面図であり、固定カバーガイドアングル材とウェルガスケットを示している。
発明の詳細な説明
複数の図面に記載されている同一要素については、同じ番号を付して表示してある。
図１には、外部フローティングルーフタンク20の一部を示してある。タンク20は、地上の適切な基礎24上に置かれた円形状の平底22を含む。垂直方向に円筒状のタンクシェル26は、平底22に接合されており、上方に延びている。フローティングルーフ30はタンクシェル26内に位置しており、タンク20内の液体32表面に浮き、その外縁36に大まかな環状縁部空間34を形成する。
環状縁部空間34は、機械的あるいは弾力性の第一シール38と任意の払拭用の第二シール40を含んだ従来の縁部シールシステムを用いてシールされる。第一シール38と第二シール40は、フローティングルーフ30周囲の環状縁部空間34からの蒸気排出を低減し、フローティングルーフの限定的な半径方向の動きを許容するが、回転運動に対してほとんど抵抗を示さない。
フローティングルーフ30は従来の構造のものでも良いが、一般的には、支持プレート48によって垂直に連結された上部デッキ44と下部デッキ46と、フローティングルーフ30に浮力を与える閉鎖空間を規定する外縁36を含む。下部デッキ46は、収容物32に直接接触して浮揚し、上部デッキ44は作業員や作業機械を支えるプラットフォームを形成する。
外部フローティングルーフタンク20は、ガソリン、ジェットエンジン燃料、灯油、および少量の空気と混合することで可燃性となる他の高揮発性液体炭化水素のような、様々な揮発性液体32を収容するために用いることができる。
本発明は、フローティングルーフ上に固定ルーフを据え付けた内部フローティングルーフタンクでの収容物の揮発による損失を低減する上でも有用である。
フローティングルーフ30は、タンク充填および吸引時に垂直方向に移動するが、縁部シールシステム38および40、自動液面測定機器、タンクシェル26の頂部から外部フローティングルーフ30の頂部に至る移動梯子、およびフローティングルーフ雨水排水システムのような特定の外部フローティングルーフタンク20の付属装置の損傷を抑制すべく、ルーフ30の垂直軸方向の回転は制限しなくてはならない。
外部フローティングルーフ30の回転を防ぐために、下部支持体66上に置かれ、上部支持体67にて作業員用のプラットフォーム68で保持されているガイドポール60が使用されている。ガイドポール60は、図１に記載の本発明のガイドポール嵌合部64での外部フローティングルーフ30に挿通している。
フローティングルーフ30の回転の抑止に加え、ガイドポール60は、貯蔵タンク20内の収容物32の試料採取ならびに液面測定のためによく使用される。タンク20内の収容物32の試料採取あるいは正確な液面測定を行うために、ガイドポール60は普通、貯蔵タンク20内の収容物32とガイドポール60内部の収容物32の相互の往来を可能ならしめる開口部70を有している。作業員が、ガイドポール60内部の収容物32の試料採取および液面測定ができるように、ガイドポール60の頂部にゲージハッチ72が設けられている。
ガイドポール60に開口部70を設ける方法は、縦方向に溝穴の列の使用に関するものであり、タンク20内のいかなる液面レベルにあっても連続的に貯蔵タンク20内の収容物32とガイドポール60内部の収容物32の相互の往来が可能となるように、ガイドポール60周囲に複数の溝穴70の列が設けられている。ガイドポール開口部70の他の形状ならびに配列を、本発明において適用できる。
一般的なガイドポール嵌合は、ガイドポール60が挿通する穴とウェル蒸気空間82を規定する縦長の円柱状ガイドポールウェル80を含む。ガイドポールウェル80は、フローティングルーフ30の上部デッキ44より上方に伸長させる必要がなく、そこで排水を行う。ガイドポールウェル80の頂部では、スライドカバー86が設置される水平支え面をなす固定カバー84が溶接されている。固定カバー84は、フローティングルーフ30の中心からガイドポール60の中心に半径方向に伸びる長手軸を有する長円形穴88（図４参照）を規定する。長円形穴88は、フローティングルーフ30の半径方向の移動を許容するが、回転はさせない。スライドカバー86は、ガイドポール60の近傍にカバー86を位置させつつも、ガイドポール60に沿って垂直に移動できるようにする、（図４に環状に示した）ガイドポール60とほぼ同じ形状である穴89を規定する。フローティングルーフ30はタンク20の中心の近傍で半径方向に移動するので、固定カバー84は、スライドカバー86の下に滑り込み、フローティングルーフ30はガイドポール嵌合部64でのガイドポール60ベアリングによって回転しない。
しかしながら、ガイドポール嵌合部を介して外部フローティングルーフ30を挿通する開口部70を有するガイドポール60の使用は、高い大気中への排出効果があることが認められた。図２には、外部フローティングタンク20にて一般的に用いられていたタイプのガイドポール嵌合構造90が示されている。この構造は、図１に記載のガイドポール嵌合部64の基本構成要素と同様の、ガイドポールウェル80、固定カバー84、およびスライドカバー86を含む。図２に記載のタイプのガイドポール嵌合構造90に関する風洞実験を、収容液体の揮発損失あるいは大気放出効果を決定するために実施した。これら試験結果は、米国石油協会（API）、第2517号会報、「外部フローティングタンクからの揮発損失」、第３版、1989年２月を作成するために用いられたものである。この文献は、フローティング嵌合部からの揮発損失を算出する方法を記載している。フローティングルーフ嵌合のタイプによる損失を、式１を用いて算出した。
Lf＝KfPWMvKc                            （式１）
式中:Lfとは、対象となるルーフ嵌合のタイプによる揮発損失を、ポンド−モル／年で表した。
Kfとは、ルーフ嵌合の損失係数を、ポンド−モル／年で表した。
PWとは、水蒸気圧関数（単位無し）である。
Mvとは、平均貯蔵水蒸気分子量を、ポンド／ポンド−モルで表した。
Kcとは、生成物係数（単位無し）である。
式１において、ルーフ嵌合の損失係数であるKfは、フローティングルーフ嵌合の構造的特徴と風速条件にのみ影響される。式１の他の要素は、収容物の特性に影響されるものであり、対象となるルーフ嵌合のタイプとは無関係である。よって、異なるタイプのフローティングルーフ嵌合の揮発損失を比較するためには、そのルーフ嵌合の損失係数、Kfのみを比較する必要がある。
以下の表Ａでは、外部フローティングルーフに関して一般的に用いられている９つのタイプのルーフ嵌合の、風速５、10および15マイル／時間でのルーフ嵌合の損失係数、Kfを列挙している。
表Ａに記載したルーフ嵌合の損失係数は、上掲のAPIの第2517号会報に記載した数値に基づいたものである。表Ａは、ガイドポールによる嵌合が、最も高いルーフ嵌合の損失係数であったことを示している。特に、表Ａにおいて、タンク液面の測定あるいは試料採取のための開口部あるは溝穴を有するガイドポールが、最も高い損失係数を示している。例えば、10マイル／時間の風速では、溝穴を付けたガイドポール嵌合では、4,913ポンド−モル／年のルーフ嵌合の損失係数であった。これに対して、風速10マイル／時間の場合、直径100フィートの外部フローティングルーフタンクの全外縁シールに関するルーフ嵌合の損失係数は、第一の縁部シールと第二の縁部シールの組み合わせからなる外縁シール法であるダブル外縁シール法を用いた場合、わずかに200ポンド−モル／年であった。このように、溝穴付きのガイドポールによる嵌合でのルーフ嵌合の損失係数は、フローティングルーフタンクの全外縁シールを施した場合の約25倍にも達している。この比較は、ガイドポールによる嵌合に、より効率的な排出抑制機構を組み込むことの重要性を如実に示すものに他ならない。
ガイドポールによる嵌合でのルーフ嵌合の損失係数を測定するために行った風洞試験でも、図２に示したようなガイドポー
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ルの嵌合構造が、揮発損失に関与していることを示唆している。ガイドポール嵌合部90を横切る空気流を矢印で表し、ガイドポール嵌合部90の風上側での固定カバー84とスライドカバー86との間にある隙間に空気流が流れ込むことで、ウェル蒸気空間82へ空気流が侵入することを示している。そして、この空気流は、ウェル蒸気空間82にある収容物32の蒸気と混合され、次いで、図２に記載の３つの経路を経て外部に放出される。まず、収容物の蒸気を含む空気は、ガイドポール嵌合部90の風下側での固定カバー84とスライドカバー86との間にある隙間を介してウェル蒸気空間82から排出される。次に、収容物の蒸気を含む空気は、ガイドポール嵌合部90の風下側でのスライドカバー86とガイドポール60との間にある隙間を介してウェル蒸気空間82から排出される。最後に、収容物の蒸気を含む空気は、ウェル蒸気空間82に曝されたガイドポールの溝穴70に流れ込み、溝穴突きのガイドポール60内部を上昇し、そして、スライドカバー86上方に位置する溝穴70から排出される。
予め溝穴を設けたガイドポール嵌合部90からのこの揮発性物質の損失機構に基づき、本発明の新規の揮発性物質の損失調節機構を、揮発性物質の損失を抑制するために、（図１および３−９に記載の）ガイドポール嵌合部64に組み込んだのである。この機構は、ウェルガスケット100、ポールスリーブ102、ポールワイパー104、フロート106およびフロートワイパー108を含んでいる。図３に記載したように、これらの排出抑制構造を組み合わせて使用した場合、溝穴付きガイドポール嵌合部64に関するルーフ嵌合の損失係数、Kfは顕著な低減を示す。
以下の表Ｂでは、これら排出抑制構造を組み込んだガイドポール嵌合の、風速５、10および15マイル／時間でのルーフ嵌合の損失係数、Kfを列挙している。表Ｂにおいて、試験番号
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１には本発明のいずれの排出抑制構造も採用されていないので、比較の目的で使用した。表Ｂにおいて、試験番号５は本発明で採用している排出抑制構造すべてを組み込んでおり、10マイル／時間の風速にて、106ポンド−モル／年のルーフ嵌合の損失係数を示している。この数値は、表Ｂの試験番号１でのルーフ嵌合の損失係数の98％にまで抑制されたものであり、これら排出抑制構造をガイドポール嵌合部64に組み込んだ場合の効果を示唆するものである。
図３および４は、本発明の排出抑制構造のすべてを含んだガイドポール嵌合部64を示している。その排出抑制構造とは、の固定カバー84とスライドカバー86との間に位置するウェルガスケット100;ガイドポール60を完全に囲み、かつスライドカバー86から下方の液体収容物32にまで至るポールスリーブ102;スライドカバー86に接合され、ガイドポール60の外表面とポールスリーブ102の内表面の間にある空間にまで伸びるポールワイパー104であり、ポールワイパー104に近接する位置で溝穴を設けたガイドポール60の外表面に連続的に払拭接触するポールワイパー104;溝穴を設けたガイドポール60の内部に装着された、溝穴を設けたガイドポール60中の収容物32に浮く縦長の円筒状フロート106であり、溝穴を設けたガイドポール60中の液面に露出した収容物32の量を著しく減少せしめる円筒状フロート106;および、フロート106に接合され、溝穴を設けたガイドポール60の内表面に連続的に払拭接触する少なくとも一つのフロートワイパー108であって、ガイドポール60の内表面とフロート106の外表面との間の隙間を覆うフロートワイパー108である。
ポールワイパー104とフロートワイパー108による払拭接触によって効果的な蒸気密閉が行われ、通常は、フローティングルーフ30が沈んだ場合に大気に曝される、ガイドポール60に付着した液体収容物の払拭除去も行う。一旦、大気に曝されると、付着した液体収容物は揮発し、結果として、貴重な収容物の損失に至る。
フローティングルーフタンク20は可燃性の揮発性液体を収容するために用いられるので、空気との接触により発火する可能性がある。発火現象を回避するために、ガイドポール嵌合シール材には、シール材の移動に伴って火花が発生しないような材質を用いるのが望ましい。このように、スライドカバー86とポールスリーブ80は、好ましくはステインレス鋼、真鍮、あるいはアルミニウムで製造する。
ポールスリーブ102は、フローティングルーフ30が垂直方向あるいは半径方向に移動する間にガイドポール60に吊り下がらず、また、図２に示した空気流による排出効果を抑制するようなガイドポール60周辺の空気の流れを阻害する作用を呈さない限り、金属、プラスティックあるいは織物で製造する。
可撓性ポールスリーブは、稼働しているタンクを本発明の特徴を備えたタンクに更新する時に、特に有用である。つまり、可撓性ポールスリーブ80はガイドポール60の外表面とスライドカバー86の孔89の内端との間の環状空間に挿入して貯蔵物32に到達せしめ、スライドカバー86で留めることで、タンク20の操業を停止せずに据え付けを行うことができる。可撓性シート材は、ワイパーやガスケットで用いたのと同様の非金属性素材あるいはプラスティックまたは金属などの弾力性シートが使用できる。
固定カバー84は、ウェルガスケット100の好適な支え面になるが、この支え面は任意のものであり、省略することも、フローティングルーフ30の上部デッキ44の平坦面で代用することもでき、あるいは、ウェルガスケット100はガイドポールウェル80の頂面に位置させ、公知の手段で留めることができる。
ウェルガスケット100、ポールスリーブ102およびフロートワイパー108は、収容物32の化学的性質と融和性の物質によって製造しなければならない。この物質は、運転条件から予想される寿命期間に鑑みて選択しなければならない。特に、ポールワイパー104およびフロートワイパー108の構成物質は、定期点検に至るまでにガイドポール嵌合部64の寿命が尽きないように、十分な耐磨耗性を備えておく必要がある。多様な石油製品、クロロプレン（Neoprene;ネオプレン）、塩化アクリロニトリル−ブタジエンポリビニル（Buna−N/Vinyl;ブナ−N/ビニル）、ヒパロン、ポリウレタンおよび蛍光エラストマー（Viton;ビトン）が、シール材およびガスケット材料として使用できる。ナイロン織物にネオプレン、ナイロン織物あるいはポリエステル織物にポリウレタン、ナイロン織物にブナ−N/ビニル、あるいはナイロン織物にビトンのような組み合わせによる繊維あるいは織物を用いた強化プラスティックから製造した耐久性素材も有用である。ナイロン繊維の一方の面にビトンを、そして他方の面にブナ−N/ビニルを用いて製造した織物も好適な素材である。シール材とガスケットは、収容物の排出量の低減作用を意図するものであり、それ自体のシール性能は絶対的なものではない。
フロート106は、閉端された金属製の円柱から製造され、収容物32に対して浮揚するのに適当な重量にすべくフロート106内部は空にする。あるいは、フロート106は、ポリウレタンやポリエチレンなどの非金属製の閉端した円柱から製造され、フロート106内部は空にするか、あるいは発泡ポリウレタンのような充填質の発泡ポリマー材で満たす。少なくとも一つのフロートワイパー108が、ガイドポール60の内表面とフロートの外表面との間をシールするために用いられる。ガイドポール60の内表面とフロート106の外表面との間をより効率的にシールするために複数のフロートワイパー108を用いる。収容物32の液面測定あるいは試料採取の間にフロート106が除去できるように、ケーブル120がフロート106の頂部に付けられており、ガイドポール60の頂部までつながれている。
タンク内容物の充填あるいは抜取り運転の間、内容物32の体積の変化に応じてフローティングルーフ30は上昇あるいは沈下する。フローティングルーフ30からガイドポール60に伝達される力が、ポールスリーブ102あるいはポールワイパー100の適切な運転に支障を及ぼさないようにすることが重要である。よって、ローラーアッセンブリー130のようなガイド、ポールスリーブ102あるいはポールワイパー100に関するフローティングルーフ30の回転力を制御し、そして、代わりに固定カバー84あるいはフローティングルーフ30にこれら負荷力を伝達するために用いることができる。ローラーアッセンブリー130は、ローラー支持板164、およびローラーシャフトブシュ166を含んでいる。ローラー支持板164は、フローティングルーフ30が上昇あるいは沈下するにつれてローラー162が回転できるように、スライドカバーリテイナーアングル材200に結合される。ローラー162は、ローラー軸が、フローティングルーフ30の中心からガイドポール60の中心を通る中心線と水平かつ並行になるように配置される。ガイドポール60の開口部70は、ローラー162とガイドポール60との接触により、ローラー162とガイドポール60との間に力の伝達が生じないような、ガイドポール60中の適切な部位に設ける。例えば、開口部70は、図４に示したような、フローティングルーフ30の中心からガイドポール60の中心を通る中心線上に位置させる。
あるフローティングルーフ貯蔵タンク20では、フローティングルーフ30の回転を制御するための他のフローティングルーフガイドが用いられている。これらの場合、主に溝穴を設けたガイドポール60が液面測定および試料32採取のために用いられ、フローティングルーフの回転を制御するためのローラーアッセンブリーは必要とされない。
ポールスリーブ102をスライドカバー86に結合する方法は、少なくとも３つあり、その各々が図５、７および８に記載されている。図５において、ポールスリーブ102は、溶接あるいは蝋付け接合によってスライドカバー86に結合されている。このスライドカバー86は、フローティングルーフ30の中心から半径方向にのみ移動可能であり、そして、スライドカバー86のいずれかの側の固定カバー84に取付けられたスライドカバーガイドアングル材170の使用により他のいずれの方向にも移動できなくなる。スライドカバーガイドアングル材170は、溶接によって、固定カバー84に取り付けられる。
さらに図５に記載されているものに、ポールワイパー104の上に置かれたフロートワイパー108を有する（隠れ線で示した）フロート106がある。このフロート106は、タンク20内の液体32の液面近傍でフロートワイパー108を使用することでシール効果を呈するが、中空のガイドポール60に空気が流れ、液体32に接触するので、ポールワイパー104の下に置かれたフロートワイパー108を用いなければ収容している液体の排出が促進されることになる。よって、ポールワイパー104上部に位置するフロートワイパー108のみを用いることが好ましくない。
図７には、スライドカバー86の底面へのボルト締めによる、ポールスリーブ102のスライドカバー86への第２の結合方法が示されている。ポールスリーブ102には、ポールスリーブ102をスライドカバー86に結合するためにボルト184とナット194が使用できるように、フランジ182が設けられている。
図８には、スライドカバー86の頂面へのボルト締めによる、ポールスリーブ102のスライドカバー86への第３の結合方法が示されている。ポールスリーブ102には、ポールスリーブ102をスライドカバー86に結合するためにスタッド192とナット194が使用できるように、フランジ182が設けられている。この結合方法に関しては、スライドカバー86の頂面とポールスリーブフランジ182の底面との間に位置するポールスリーブガスケット196の使用が望ましい。
図５、７および８には、ポールワイパー104をスライドカバー86に取り付けるための３つの方法が示されている。図５には、スライドカバー86の頂面にポールワイパー104を置くことが記載されている。ポールワイパーリテイナー板197、スライドカバー86に取り付けられたスタッド193およびナット194を、ポールワイパー104をスライドカバー86に取り付けるために用いた。
図７には、スライドカバー86にポールワイパー104を取り付けるための第２の手段が示されている。この手段は、スタッド193の代わりにボルト184が用いられていること以外は、図５に記載の取り付け手段と同様である。
図８には、スライドカバー86にポールワイパー104を取り付けるための第３の手段が示されている。この手段では、ポールワイパー104は、ポールスリーブフランジ182の頂面上に置かれている。このポールワイパー104は、ポールワイパーリテイナー板197、スライドカバー86に取り付けられたスタッド192、およびナット194と共に取り付けられている。
図６には、ローラー162をガイドポール嵌合部64に取り付けるための一手段が示されている。スライドカバーリテイナーアングル材200は、ボルト202とナット204でスライドカバーガイドアングル材170に取り付けられている。スライドカバーリテイナーアングル材200は、スライドカバー86のフローティングルーフ30の中心から半径方向への移動は許容するが、ウェルガスケット100の頂面からの垂直方向の移動は抑制するスライド凹部を規定する。リテイナーアングル材200は、フローティングルーフ30の沈下に伴ってスライドカバー86がウェルガスケット100から離間することが抑制されている限り、スライドカバー86と常時接触する必要はない。なお、スライドカバー86の重量は、ウェルガスケット100と常時接触できるに十分なものとする。
ローラー支持板164は、溶接あるいは他の適当な方法により、スライドカバーリテイナーアングル材200に取り付けられる。環状の真鍮製ブシュ166は、ローラー162のシャフト210に適合するように、ローラー支持板164内に取り付けられている。ローラー162は、火花の発生を最小限に抑えるために、ステインレス鋼、真鍮あるいは他の適切な材料で製造されている。
図９は、ガイドポール60の垂直方向の連絡を許容する長円形の開口部88を規定する固定カバー84の頂面の平面図である。開口部88の幅は、ガイドポール60の外径よりやや大きい。開口部88は、フローティングルーフ30がガイドポール60に対して幾分の半径方向の移動ができるように、フローティングルーフ30の中心から半径方向にやや長くなっている。ウェルガスケット100は、開口部88を完全に囲み、なおかつスライドカバーガイドアングル材170との間で嵌合するように、図９に記載されたような形状に加工される。ウェルガスケット100は、図５、６、７および８に記載されたような適切な固着手段212によって、固定カバー84の頂面に取り付けることができる。
これまでの詳細な説明は、発明の理解のためにのみ行われたものであり、当業者からして発明の要旨を変更することは自明のことであり、必要な発明の限定は上記開示から導かれるべきものである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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