(57)【要約】【課題】  圧縮気体により設定圧力に昇圧された制御対象物に対し、応答性が高く、安定的かつ正確に一定圧力に維持することができる簡単で廉価な圧力調整装置及び方法を提供する。【解決手段】  上部が開放し、下部に液柱圧力を取り出すための接続口を有する液柱管からなり、コンクリートの打設及び養生の期間中、圧縮気体により昇圧された主タンク内部と該接続口が連結され、主タンク内部の圧力が液柱圧力より高まれば該気体が液柱管を通って大気中に放出されることによって主タンク内部の圧力を一定に保持する。液柱管の接続口には液体逆流防止弁を設けて液柱管内の液体が送気管を通って主タンクに入るのが防止される。さらに、液柱管の上部に調整管を設けることにより、主タンク内部の圧力が急激に上昇しても液柱管内の液体が溢れ出ることを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主タンクの周囲を漏出防止層で被覆した二重殻構造を有し、その周囲を外部衝撃防止用のコンクリート壁で被覆すると共に主タンクと漏出防止層の間に間隙空間を形成する貯蔵タンクの製造過程において使用する液柱式圧力調整装置であって、
上部が開放し、下部に液柱圧力を取り出すための接続口を有する液柱管からなり、コンクリートの打設及び養生の期間中、圧縮気体により昇圧された主タンク内部と該接続口が連結され、主タンク内部の圧力が液柱圧力より高まれば該気体が液柱管を通って大気中に放出されることによって主タンク内部の圧力を一定に保持する液柱式圧力調整装置。
【請求項２】
前記接続口に液体逆流防止弁を設けた請求項１に記載の液柱式圧力調整装置。
【請求項３】
液柱管の上部に調整管を設けた請求項１又は２に記載の液柱式圧力調整装置。
【請求項４】
主タンクの周囲を漏出防止層で被覆した二重殻構造を有し、その周囲を外部衝撃防止用のコンクリート壁で被覆すると共に主タンクと漏出防止層の間に間隙空間を形成する貯蔵タンクの製造過程における圧力調整方法であって、
上部が開放し、下部に液柱圧力を取り出すための接続口を有する液柱管に所定量の液体を入れ、コンクリートの打設及び養生の期間中、圧縮気体により加圧された主タンク内部と該接続口とを連結しておき、主タンク内部の圧力が液柱圧力より高まれば該気体を液柱管を通して大気中に放出させることによって主タンク内部の圧力を一定に保持する圧力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主タンクの周囲を漏出防止層で被覆した二重殻構造を有し、その周囲を外部衝撃防止用のコンクリート壁で被覆すると共に主タンクと漏出防止層の間に間隙空間を形成する貯蔵タンクの製造過程において使用する液柱式圧力調整装置及び方法に関する。
【０００２】
対象となる貯蔵タンクとしては、例えば地上設置式の燃料タンクが挙げられ、主タンクとしては、例えば鋼製タンクが挙げられ、漏出防止層としては、例えば貯蔵液体に対して不浸透性で非溶解性の合成樹脂シート（例えば各種油の貯蔵液体に対してポリエチレンシート）が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、二重殻構造の周囲をコンクリート壁で被覆した同様の構造を有する各種タンクに適用できる。
【背景技術】
【０００３】
従来の燃料貯蔵タンクは、地下埋設式の鋼製タンクが主流である。しかし、鋼製タンクの経年劣化による油等の流出による土壌汚染、地下水汚染等の環境問題が表面化しつつある。このような事情を踏まえて政府は平成１５年２月１日に「土壌汚染対策法」を施行した。その結果、地下埋設式タンクに課せられる漏油検出装置の設置義務等の環境対策コストが上昇し、地下埋設式タンクを地上設置式タンクに切り替える動きが今後進むと見られるが、地上に上げる場合には、自然災害・人為災害に対して頑強なものが求められる。かかる観点から、二重殻にした上にコンクリートで被覆したタイプの貯蔵タンクの需要は増大するものと思われる。
【０００４】
このような貯蔵タンクとして、貯蔵液体の漏れ防止のために鋼製タンク（主タンク）を貯蔵液体に対して不浸透性で非溶解性の漏出防止層により二重に防御した二重殻構造のものを、更に外部衝撃から防御するために相当の厚みのあるコンクリートで被覆した貯蔵タンクがある（特許文献１参照）。特許文献１には、コンクリートの打設及び養生期間を通して主タンク内部に一定の圧力をかけ、コンクリート養生後に主タンク内部圧力を開放することによって鋼鉄製主タンクの外面と漏出防止層との間に間隙空間を作ることが記載されている。すなわち、主タンク内部に一定の圧力をかけて主タンク鋼板を外部に向けて膨張させておき、養生後主タンクの内部圧力を開放すれば、主タンクの鋼板は原型に復元し、主タンクの外面と被覆コンクリートの内側の漏出防止層との間に僅かな間隙空間が生じるのである。この間隙空間は、鋼製タンクから漏出した液体を保存する二重殻の機能を果たす。また、この間隙空間が存在することによって、製品完成後に燃料等の貯蔵液体を貯蔵した際に鋼板が外部に向けて膨張してもコンクリートに亀裂が生じない。
【０００５】
しかしながら、コンクリートの打設時には、コンクリートの硬化熱や打設時の圧力により主タンクの内部圧力が上昇する。詳しくは、コンクリートは硬化の過程で水和熱を発生し、この熱が主タンク内部に伝わり主タンク内部の圧力を上昇させる。加えて、成型用の型枠を主タンクに向かって押圧しながらコンクリートの打設をするが、この押圧力も主タンク内部の圧力上昇に寄与する。主タンクの内部圧力が設定圧力以上に上昇すると、主タンクの鋼板は、当初の内部加圧時の主タンクの鋼板の位置より更に外側に向かって膨張する。この膨張がコンクリートに亀裂を生じさせる。
【０００６】
逆に、主タンク内部の圧力が不足した状態でコンクリートが打設されると、主タンクの鋼板は内側に凹み、その結果主タンクの鋼板の外面と打設コンクリート内側との間に充分な間隙ができない、または間隙が全くない状態になり、二重殻の機能を果たさないのみならず、後日主タンクの内部に燃料等の貯蔵液を貯蔵すると、主タンクが膨張して容易にコンクリートに亀裂が発生することになる。
【０００７】
よって、このような圧力変動に正確かつ迅速に対応して、常に主タンク内部の圧力を一定に保たなければ安定した品質の製品は製造できない。コンクリート壁が硬化した後での修復は不能であり、種々の予備テストにより得た一定の圧力をコンクリート打設期間及び養生期間中を通じて安定的に主タンク内部に加えることが不可欠である。
【０００８】
従来、加圧時に主タンク内部の圧力を一定に保つため、主タンクに取り付けられたゲージ式圧力計と圧力放出装置の組合わせを用いている。ゲージ式圧力計により測定した主タンク内部の圧力が設定値を超えると、圧力放出装置の弁を開いて内部の圧縮気体を緊急放出して主タンクの異常な膨張を防止すると共に、硬化中のコンクリートにおける亀裂の発生を防止する。通常、ゲージ式圧力計は、当初設定される主タンクの内部圧力より少し高めにセットされる。
【０００９】
従来の圧力調整方法の問題は、ゲージ式圧力計が必ずしも精密ではなく、主タンクの内部圧力が設定圧力より少々高くなっても圧力放出弁が作動せず、コンクリートにかかる圧力が増大する危険があることである。また、一旦圧力放出弁が開き内部圧力を放出すると、応答性の限界ゆえに当初の設定圧力の水準に正しく戻らない。通常、当初の設定圧力より低い圧力となってしまう。もしコンクリートが充分に打設される前にこの状態になると、主タンクの鋼板は内側に凹み、その結果主タンクの鋼板の外面と打設コンクリート内側との間に充分な間隙ができない、または間隙が全くない状態になり、二重殻の機能を果たさないのみならず、後日主タンクの内部に貯蔵液体を貯蔵した場合、主タンクの膨張によってコンクリートに亀裂が発生する恐れもある。
【特許文献１】米国特許第４，９３１，２３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、液柱式圧力調整装置及び方法により、精密な圧力調整ができないゲージ式圧力放出装置の欠点を補い、コンクリートの打設及び養生期間を通して主タンク内部に常に一定の圧力を安定的にかけることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の液柱式圧力調整装置は、主タンクの周囲を漏出防止層で被覆した二重殻構造を有し、その周囲を外部衝撃防止用のコンクリート壁で被覆すると共に主タンクと漏出防止層の間に間隙空間を形成する貯蔵タンクの製造過程において使用する液柱式圧力調整装置であって、上部が開放し、下部に液柱圧力を取り出すための接続口を有する液柱管からなり、コンクリートの打設及び養生の期間中、圧縮気体により昇圧された主タンク内部と該接続口が連結され、主タンク内部の圧力が液柱圧力より高まれば該気体が液柱管を通って大気中に放出されることによって主タンク内部の圧力を一定に保持するものである。
【００１２】
本発明の液柱式圧力調整装置が対象とする貯蔵タンクは、地上設置式、地下埋設式、屋外設置式又は屋内設置式のいずれでもよく、貯蔵液体についても各種の燃料、原料などが想定される。また、本発明が対象とする主タンクは、任意の材質、例えば鋼鉄製とすることができる。また、本発明の液柱式圧力調整装置における漏出防止層は、貯蔵液体に対して不浸透性で非溶解性の合成樹脂シートとすることもできる。貯蔵液体が各種の油の場合には、漏出防止層として例えばポリエチレンシートを用いることができる。
【００１３】
本発明の液柱管に入れる液体としては、例えば水が挙げられるが、これに限定されるものではない。主タンク内部を昇圧するための気体としては、例えば空気が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１４】
本発明の液柱式圧力調整装置は、従来のゲージ式圧力放出装置と併用することもできるし、単独で用いることもできる。
【００１５】
また、本発明の液柱式圧力調整装置は、液柱管の接続口に液体逆流防止弁を設けることもできる。液体逆流防止弁は、主タンク内部の圧力が接続口での液柱圧力より下がったとき、液柱管内の液体が主タンク内に入るのを防止する。さらに、液柱管内の液体の逆流を防止するために、送気管を液柱管の接続口と主タンクの圧力放出口の間に連結する際、接続口から上昇させる配設経路部分を設けることもできる。
【００１６】
また、本発明の液柱式圧力調整装置は、液柱管の上部に調整管を設けることもできる。この調整管は、主タンク内部の昇圧時に気体が液柱管を通って大気中に放出される際、一時的に液柱の液面が上昇して液柱管から溢れ出ることを防止する機能を有する。調整管の容積を液柱管の容積の２倍以上にすると、液柱管内の液体がすべて溢れ出ても収容できるので好ましい。調整管の断面積を液柱管の断面積より大きくすると、調整管の長さが短くなり、液柱式圧力調整装置全体の長さが短くなって取り扱い易くなるので好ましい。
【００１７】
また、本発明の液柱式圧力調整方法は、主タンクの周囲を漏出防止層で被覆した二重殻構造を有し、その周囲を外部衝撃防止用のコンクリート壁で被覆すると共に主タンクと漏出防止層の間に間隙空間を形成する貯蔵タンクの製造過程において、上部が開放し、下部に液柱圧力を取り出すための接続口を有する液柱管に所定量の液体を入れ、コンクリートの打設及び養生の期間中、圧縮気体により加圧された主タンク内部と該接続口とを連結しておき、主タンク内部の圧力が液柱圧力より高まれば該気体を液柱管を通して大気中に放出させることによって主タンク内部の圧力を一定に保持するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の液柱式圧力調整装置及び方法により、コンクリートの打設・養生時におけるコンクリートの硬化熱等により主タンク内部の圧力が設定圧力を超えたとき、主タンク内の気体を液柱管を通して放出するという機構によって主タンク内部圧力を正確かつ精密に一定に維持することができる。
【００１９】
また、本発明の液柱式圧力調整装置において液柱管の接続口に液体逆流防止弁を設けることにより、主タンク内部の圧力が液柱圧力より小さくなったとき、液柱管内の液体が主タンクの方に流れることを確実に防止できる。
【００２０】
また、本発明の液柱式圧力調整装置において液柱管の上部に調整管を設けることにより、主タンク内部の昇圧時に気体が液柱管を通って大気中に放出される際、一時的に液柱の液面が上昇して液柱管から溢れ出ることを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図1は、コンクリートの打設・養生期間中一定の昇圧状態に保持すべき主タンク２を有する貯蔵タンク１に対して、本発明による液柱式圧力調整装置４が連結された状態を示す。貯蔵タンク１は、図３にも示すように、内側の鋼鉄製の主タンク２の周囲を貯蔵液体に対して不浸透性で非溶解性の漏出防止層３０で被覆した二重殻構造のものに、さらに外部衝撃から防御するために相当の厚みのあるコンクリート壁２２で被覆した構造を有する。主タンク２には圧力放出口１０が設けられ、圧力放出口１０にゲージ式圧力計３及び圧力放出装置（図示せず）が取り付けられる。この圧力放出口１０はまたゲートバルブ１１を介して送気管（例えばゴムホース）６の一端に連結され、他端が逆止弁１４を介して液柱式圧力調整装置４の接続口７に連結される。送気管６は、液柱式圧力調整装置４の上部に取り付けられた送気管吊金具１５により接続口７より高所の場所を経由して配設される。このことにより、万一液柱管８内の液体が送気管６に逆流しても、液体が主タンク２内に入るのが防止される。液柱式圧力調整装置４の液柱管８の上部には、液体の溢れ防止用の調整管１２が設けられている。液柱管８の下部には接続口７と共に注排水口９が設けており、この注排水口９を介して液体を注入及び排出することができる。図1の液注管８は液面５まで液体が注入された状態である。
【００２２】
図２は、液柱式圧力調整装置４の詳細図である。
図2（Ａ）は、液体が入れられた状態の液柱管８の全体図である。液柱管８は２つの管が継手１６により連結された構造を有しているが、継手なしで１つの管により構成することもできる。液柱管８の素材は問わないが、内部の液体を透視できるアクリル管等を用いるのが好ましい。この場合でも、液柱管８の下半分は製作費削減のためにＰＶＣ管を利用し継手１６等で接続することができる。接続口７を介して出力される液柱圧力は、液柱管８の断面積と液面５の位置と液体の密度から計算できる。よって、主タンク内部に加えるべき圧力が設定されれば、液面５の位置が決まる。
【００２３】
図２（Ｂ）は、調整管１２の平面図であり、図2（Ｃ）は調整管１２の正面図である。主タンク内部の圧力が急上昇した場合、液柱管８内の気泡分だけ液柱の体積が増えて液面５が押し上げられる。その際に液柱管８の長さが余分に長くないと、液柱管８から液体が溢れ出る危険性がある。これを防止するために、液柱管８よりも断面積の大きな調整管１２を設置する。調整管１２の容積は液柱管８内のすべての液体を収納できるものとする。調整管１２により、主タンク２の内部圧力が急激に上昇しても液柱管８内の液体は失われず、主タンク２の内部圧力が降下して気泡の放出が減少するにつれて液柱管８にすべての液体を戻すことができる。
【００２４】
調整管１２の下部は液柱管８に連結されており、液柱管８の上端部が調整管１２の中に少し突出した構造になっている。このような構造の場合、液体が溢れて調整管１２に入ったとしても、液柱管８の上端から調整管１２の下端までの領域２０に液体が溜まって総てが液柱管８に戻らない。このことを避けるため、領域２０に予め液体を満たしておき、調整管１２に入ってきた液体は総て液柱管８に還流するようにしておく。別法として、液柱管８の上端と調整管１２の下端の位置を一致させる構造とし、調整管１２に入ってきた液体がすべて液柱管８に戻るようにすることもできる。
【００２５】
また、調整管１２の上部は、気体を大気に放出するための小孔を有するカバー１３で覆われており、屋外で使用する際に雨などが入りにくい構造になっている。
【００２６】
図２（Ｄ）は、液柱管８の下部の構造を示す。液柱管８の下部の接続口７には逆止弁１４を介してＬ型管１７を取り付ける。逆止弁１４は、送気管６からの気体は液柱管８側に通すが、液柱管８内の液体は送気管６側には通さない。Ｌ型管１７に取り付けられたホースクランプ１８に送気管６を連結する。さらに、液柱管８の下部には、ボールバルブ１９を介して注排水口９を取り付ける。
【００２７】
次に、本発明の液柱式圧力調整装置の使用手順について説明する。
（１）まず、主タンクを漏出防止層で被覆したものを、コンクリート用の型枠に入れる。
（２）主タンク内部を圧縮気体により設定圧力に加圧する。
（３）液柱式圧力調整装置を主タンクに連結し、注排出口９から液柱管８に液体を注入し、液面５が設定圧力に対応した位置になるようにする。
（４）漏出防止層と型枠の間の空間にコンクリートを打設し養生する。
（５）コンクリートが所定の硬度に達した後、液柱式圧力調整装置を主タンクから取り外し、圧力放出口１０のゲートバルブ１１を開けて主タンク内部の圧力を開放する。
【００２８】
次に、本発明の液柱式圧力調整装置の作用について説明する。
まず、コンクリートの打設開始時には、液柱管８の接続口７に取り付けられた逆止弁１４において、圧縮気体による主タンク内部の設定圧力と液柱圧力が均衡している。この状態から、コンクリートの硬化熱等により主タンク内部の圧力が設定圧力よりも上昇すると、圧力均衡が破れて圧縮気体が接続口７から気泡として液柱管８を上昇していき調整管１２のふた１３の穴を通って大気中に放出される。気泡の放出に伴って主タンク内部の圧力が降下していき、設定圧力まで戻ると、再度圧力均衡状態になり気泡放出が停止する。このように、主タンク内部の圧力上昇に素早く対応して正確に設定圧力に戻すことができる。
【００２９】
以上、一実施態様に基づいて本発明を説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施態様では、対象として燃料タンクを想定したが、精密、繊細な圧力制御を必要とする容器、装置、機器等に対しても、本発明を同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】貯蔵タンクに連結された本発明の液柱式圧力調整装置の使用時における概略全体図である。
【図２】本発明による液柱式圧力調整装置の詳細図である。図２（Ａ）は液柱管の全体図、図２（Ｂ）は調整管の上面図、図２（Ｃ）は調整管の正面図、図２（Ｄ）は液柱管の下部を示す。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視部分拡大図であり、図３（Ａ）は主タンク内部が昇圧されている状態を示し、図３（Ｂ）は主タンク内部の圧力が開放されて主タンクと漏出防止層の間に間隙空間が形成された状態を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１    貯蔵タンク
２    鋼製タンク （主タンク）
３    ゲージ式圧力計
４    液柱式圧力調整装置
５    液柱管内の液面
６    送気管（ゴムホース）
７    接続口
８    液柱管
９    注排水口
１０    圧力放出口
１１    ゲートバルブ
１２    調整管
１３    調整管頂部
１４    逆流防止弁
１５    送気管吊金具
１６    継手
１７    Ｌ字管
１８    ホースクランプ
１９    ボールバルブ
２０    液柱管の頂部と調整管の底部の間の空間領域
２２    コンクリート壁
【図１】
2005329998.tif 000003
【図２】
2005329998.tif 000004
【図３】
2005329998.tif 000005