(57)【要約】【課題】  浮屋根の揺動に対して大きな減揺効果を得られるようにする。【解決手段】  浮屋根式タンク１０は、液体１４を貯留するタンク本体１２の底部に載置して端部を側壁に当接させた台座４０を有する。前記台座４０には、前記台座４０に起伏自在に結合した揺動抑制板２２が設けられている。また、浮屋根式タンク１０には、前記液体１４の表面に浮かべた浮屋根１８の縁部、又は前記揺動抑制板２２に、いずれか一方の端部を接続した索状体２４，２６と、前記浮屋根１８の揺動に応じて前記揺動制御板２２を一側面側に牽引する索状体２４，２６が他側面側に位置する浮屋根１８の縁部に接続されるように案内するガイド部材２８，３０とを備える。【選択図】        図１
2007076734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する浮屋根式タンクのタンク本体に起伏自在に設けた揺動抑制板と、一端を前記液体の表面に浮かべた浮屋根の一側縁部に接続し、他端を前記揺動抑制板に接続した索状体とを備え、前記浮屋根の揺動を前記索状体に生じた張力として前記揺動抑制板に伝達し、当該揺動抑制板を起伏させるようにした浮屋根の減揺装置であって、
前記揺動制御板を結合する台座を設け、前記台座は前記タンク本体の底部に載置して端部を前記タンク本体の側壁に当接させたことを特徴とする浮屋根の減揺装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浮屋根の減揺装置には、前記索状体の中間部を前記タンク本体の下部へ案内するガイド部材が備えられ、前記ガイド部材は前記台座に設置されることを特徴とする浮屋根の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油などを屋外に備蓄する浮屋根式タンクの浮屋根の揺動を低減する浮屋根の減揺装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油やナフサなどを屋外に保管する大型のタンクは、浮屋根式タンクが用いられている。浮屋根式タンクは、タンク本体内に貯留した原油などの液体の液面に浮屋根と呼ばれる蓋を浮かべ、浮屋根とタンク本体との間にシール材を配置して原油などが蒸発するのを防止している。浮屋根は、タンク本体内の液体の増減に伴う液面の変動に伴って、タンク本体内を上下動するようになっている。この浮屋根式タンクは、中の液体が減少したとしても原油やナフサなどが空気に触れることがないため、火災の発生などの危険を避けることができる。
【０００３】
ところが、地震が発生してタンクが揺れると、タンク内の液体の揺動に伴って浮屋根も揺動する。特に、タンクに数秒から１０数秒の揺れが作用すると、タンク内液体の揺動の固有周期と一致して共振状態となり、液面が大きく揺動する。このため、タンク内に多量の原油などが貯留されている場合に、液面の大きな揺動によって浮屋根が大きく傾斜し、原油などがタンクからこぼれたり、浮屋根がタンク本体に設けた付属物と衝突して破損したり、衝突した際に火花が発生して火災になったりする。このため、浮屋根の揺動を防止する装置が種々考えられており、例えばヒンジを介して上下方向に折りたためる制水板を複数配置してタンク内を仕切ってタンク内に生ずる液圧を小さくするようにしたもの（特許文献１）、浮屋根にワイヤを吊るし、ワイヤに水平方向に平らな板からなる抵抗体を取り付けて液体の揺動を抑制するもの（特許文献２）などがある。
【特許文献１】特開昭５７−１４２８９２号公報
【特許文献２】特開平９−１４２５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のタンクの液面動揺防止装置は、タンク内を仕切って揺動しうる液体の量を少なくしているために、液面の揺動が従来より小さくなることが期待される。しかし、特許文献１に記載のものは、浮屋根の縁部（端部）が拘束されていないために、浮屋根の揺動を充分に抑制することができない。また、特許文献２に記載のタンクは、抵抗体が水平方向に平らな板状体からなっており、ワイヤの下端が固定されていないため、抵抗体により液体の揺動を阻止することができずに液面が大きく揺動し、浮屋根も大きく揺動するおそれがある。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、浮屋根の揺動に対して大きな減揺効果を得られるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明に係る浮屋根の減揺装置は、液体を貯留する浮屋根式タンクのタンク本体に起伏自在に設けた揺動抑制板と、一端を前記液体の表面に浮かべた浮屋根の一側縁部に接続し、他端を前記揺動抑制板に接続した索状体とを備え、前記浮屋根の揺動を前記索状体に生じた張力として前記揺動抑制板に伝達し、当該揺動抑制板を起伏させるようにした浮屋根の減揺装置であって、前記揺動制御板を結合する台座を設け、前記台座は前記タンク本体の底部に載置して端部を前記タンク本体の側壁に当接させたことを特徴とした。
また、上記構成を特徴とする浮屋根の減揺装置には、前記索状体の中間部を前記タンク本体の下部へ案内するガイド部材が備えられ、前記ガイド部材は前記台座に設置することが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
上記のようになっている本発明は、地震の加速度がタンク本体に作用すると、タンク本体内の液体が地震の加速度方向と逆側に移動したと同様の効果を生じ、タンク本体の一側の表面が盛り上がる。このため、浮屋根は、一側が上昇して他側が下降しようとする。このとき、浮屋根の一側縁部に接続した索状体が、浮屋根の上昇に伴って他端に接続した揺動抑制板を他側面側に倒すように牽引して液体の揺動を阻止、または地震の振動方向と異なる方向に揺動させる。このため、タンク本体の一側に作用する液体の圧力が小さくなるとともに、浮屋根の一側の上昇が液体の移動を阻止する揺動抑制板によって引き戻される力を受ける。このため、浮屋根の揺動が抑制され、液体の揺動を低減することができ、大きな減揺効果を得ることができる。
【０００７】
また、タンク本体の底部に台座を載置し、この台座に揺動抑制板を設けるようにしたため、強度の弱いタンク本体の底板が、減揺時の負荷を受けて損傷するというおそれが無くなる。さらに、台座自体は、タンク本体の底部に載置し、その端部をタンク本体の側壁へ当接させることにより減揺時に揺動抑制板が受ける流体力を相殺する構成としているため、タンク本体に対する大掛かりな改修を施す必要性が低くなる。
また、ガイド部材を台座に設置することにより、タンク本体の側壁の一部に集中応力が負荷されるというおそれが無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る浮屋根の減揺装置の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る浮屋根の減揺装置の説明図である。図１において、浮屋根式タンク１０は、タンク本体１２の内部に原油などの液体１４を貯留するようになっている。液体１４の液面１６には、浮屋根１８を浮かべるようになっている。浮屋根式タンク１０は、タンク本体１２と浮屋根１８との間に図示しないシール部材が配設してあって、タンク本体１２に貯留した液体１４が蒸発するのを防止するようになっている。また、タンク本体１２の内部には、浮屋根１８の揺動を低減させるための減揺装置２０が設けてある。
【０００９】
減揺装置２０は、台座４０、揺動抑制板２２、第１索状体２４、第２索状体２６、プーリ２８（２８ａ、２８ｂ）、３０（３０ａ、３０ｂ）を有している。台座４０は、タンク本体１２の底板に載置され、当該台座４０を構成する部材の端部がタンク本体１２の側壁に当接するように設けられる。台座４０の具体的形状に限定は無いが、例えば図２に示すように井桁状のものなどであれば良い。また、台座４０には、図示しない回り止めが設けられ、台座４０がタンク本体１２の周方向へ回転することを防止する。なお、本実施形態では、台座４０の水平回転を回り止めにより防止することとしているが、当然に、タンク本体１２の側壁に対して台座４０をボルト結合や溶接によって固定したとしても、本発明の実施に影響を与えるものでは無い。
【００１０】
揺動抑制板２２は、タンク本体１２の底板に載置された台座４０に、ヒンジ３２を介して取り付けてあって、矢印３４に示したように、左右のどちら方向にも起伏自在となっている。なお、いずれか一方だけに起伏自在であってもよい。また、揺動抑制板２２は、下方を索状体２４、２６を通すことができるように、台座４０からやや浮かせた状態、あるいは台座４０との間に隙間を持たせた状態で取り付けてある。そして、揺動抑制板２２は、上端がワイヤロープなどの引起し部材３６を介して浮屋根１８の下面に接続してある。引起し部材３６は、タンク本体１２内の液体１４が引き抜かれ、浮屋根１８が下降して揺動抑制板２２が倒れた場合に、タンク本体１２の内部に液体１４を注入して浮屋根１８を上昇させることにより、揺動抑制板２２を引き起こすためのものである。
【００１１】
第１索状体２４、第２索状体２６は、屈曲可能なワイヤロープ、索などから形成してある。第１索状体２４は、一端が浮屋根１８の揺動抑制板２２に対して一側（揺動抑制板２２の他方の面側）の縁部となる浮体部３８の下部に接続具（図示せず）を介して接続してある。プーリ２８ａ、２８ｂは、第１ガイド部材を構成していて、第１索状体２４を掛け渡すようになっている。プーリ２８ａは、タンク本体１２の底板に載置した台座４０上であって、第１索状体２４の一端を接続した接続具のほぼ真下に取り付けてある。また、プーリ２８ｂは、揺動抑制板２２の反対側、すなわち揺動抑制板２２の一方の面と対向したタンク本体１２の底板に載置した台座４０上の、プーリ２８ａと対応する位置に取り付けてある。そして、第１索状体２４は、中間部をプーリ２８ａに掛けられ、揺動抑制板２２の下を通されてプーリ２８ｂに掛けられる。第１索状体２４の他端は、揺動抑制板２２の上部に接続してある。
【００１２】
第２索状体２６は、一端が浮屋根１８の揺動抑制板２２に対して他側（揺動抑制板２２の一方の面側）の縁部である浮体部３８の下部に接続具（図示せず）を介して接続してある。そして、第２索状体２６は、中間部が第２ガイド部材を構成しているプーリ３０ａ、３０ｂを介して揺動抑制板２２に対して一側に案内され、先端が揺動抑制板２２の上部に接続してある。すなわち、第２索状体２６は、中間部が一端を接続した接続具の下方に設けたプーリ３０ａに掛け渡され、揺動抑制板２２の下を通されて反対側に設けたプーリ３０ｂに掛け渡してある。
【００１３】
揺動抑制板２２は、図２に示したように、タンク本体１２の点Oを中心として第１象限から第４象限のそれぞれに１つずつ配設してある。そして、各象限に配設した揺動抑制板２２（２２Ａ〜２２Ｄ）のそれぞれは、隣接する揺動抑制板２２の長手方向が相互に直交するように配設してある。そして、各揺動抑制板２２は、図３、図４に示したように、下端４２がタンク本体１２の底板４４に載置した台座４０との間に間隙４６を有するように取り付けてあり、この間隙４６に索状体２４、２６を通すことができるようになっている。そして、各揺動抑制板２２の上端には、索状体２４、２６を接続するための連結具４８が設けてある。なお、図３はタンク本体１２の内部を図２の右側から見た揺動抑制板２２の配置状態を模式的に示したものであり、図４はタンク本体１２の内部を図２の下側から見た揺動抑制板２２の配置状態を模式的に示したものである。
【００１４】
このようになっている実施形態の減揺装置２０の作用は、次のとおりである。
地震が発生した場合、タンク本体１２内に貯留されている液体１４は、タンク本体１２内において相対的に移動することとなる。例えば地震の影響により液体１４がタンク本体１２の右側に片寄った場合には、図５に示すように、タンク本体１２の右側部分の圧力が高くなり液面１６が上昇し、左側部分の圧力は低くなり液面１６は下降することとなる。このような現象が生じた場合、浮屋根１８には、矢印で示すような回転モーメント５４が作用し、液面１６の変化に伴って右側が上昇し、左側が下降することとなる。
【００１５】
浮屋根１８の右側が上昇すると、この部分に接続した第２索状体２６を引き、第２索状体２６に大きな張力５２を与える。一方、浮屋根１８の左側は、液面１６の下降に伴って下降し、この部分に接続した第１索状体２４の張力が小さくなる。そして、第２索状体２６に生じた大きな張力５２は、第２索状体２６の他端側に伝達され、揺動抑制板２２の上端を図５の左方向に引き、揺動抑制板２２を反時計方向に回動させ、揺動抑制板２２の左側に存在する液体１４が右方向に移動するのを阻止する。このため、浮屋根１８を反時計方向に回転させようとする回転モーメント５４が小さくなり、浮屋根１８の揺動を抑制することができる。
【００１６】
図６に示したように、浮屋根１８が矢印５６のように回転し、揺動抑制板２２が反時計方向に回動すると、揺動抑制板２２の左側の液体１４は、揺動抑制板２２の左側の面に大きな圧力を与え、一部が揺動抑制板２２を超えて揺動抑制板２２の右側に移動する。このため、タンク本体１２の内部は、揺動抑制板２２の左側の圧力が高くなり、右側の圧力が低下する。したがって、揺動抑制板２２は、矢印５８に示したように、右方向に押される力を受け、第２索状体２６に大きな張力を与える。ここで、揺動抑制板２２が取り付けてある台座４０は、タンク本体１２の底板４４に載置されているだけなので、揺動抑制板２２が右方向に押される力（流体力）によって、揺動抑制板２２ごと右方向へスライドする力を受ける。しかし、台座４０の端部はタンク本体１２の側壁に当接しているため、側壁から矢印６２で示す反力を受け、右方向に押される力を相殺する。このため、第２索状体２６に作用する大きな張力は、第２索状体２６を接続した浮屋根１８の右側部分を下方に引き、浮屋根１８に矢印に示した大きな反力モーメント６０を与える。したがって、浮屋根１８の揺動が抑制され、大きな減揺効果を得ることができる。
【００１７】
また、揺動抑制時に索状体２４，２６の掛け回し位置を維持するために大きな負荷がかかるプーリ２８（２８ａ，２８ｂ），３０（３０ａ，３０ｂ）を台座４０に設置したことより、強度の弱いタンク本体１２の底板４４や、タンク本体１２の側壁の一部に集中応力が付与されることがなくなり、既存のタンクを傷めることが無い。また、揺動制御板２２の取り付けについても、強度の弱いタンク本体１２の底板４４を利用することが無いため、揺動抑制時に取り付け部分にかかる負荷によりタンク本体１２が破損するというおそれが無い。さらに、減揺装置２０としてタンク本体１２に設置する設備を台座４０に設置し、台座４０自体はタンク本体１２に載置する構成としているため、既存のタンクに大きな改修を施す必要性が少ない。
なお、液体１４が相対的に左側に移動した場合には、上記と逆の現象が生じ、減揺作用も逆方向へ作用することとなる。
【００１８】
図７は、実施形態の減揺装置２０を設けた浮屋根式タンク１０と、減揺装置を有していない従来の浮屋根式タンクとの浮屋根の揺動状態の実験の比較結果である。いずれもタンク本体１２の直径が８０ｍ、高さが２０ｍであり、内部に水を満たして加振実験を行ない、加振周期と浮屋根端部の上下変位との関係を求めた。タンク本体に作用させた加振変位は０．１ｍである。そして、図７は、横軸が加振周期を秒で示し、縦軸が浮屋根端部の上下変位をｍで示したものである。
【００１９】
図７に示した△は従来の浮屋根式タンクに対する実験結果であり、■は第１実施形態に係る減揺装置２０を備えた浮屋根式タンクに対する実験結果である。図７に示されているように、従来の浮屋根式タンクの場合、加振周期が１１秒のときに、浮屋根は端部の上下変位が４ｍを超える揺動を示したが、減揺装置２０を備えた浮屋根はほとんど揺動することがなかった。
【００２０】
前記実施形態においては、揺動抑制板２２をタンク本体１２の中心に対して各象限のそれぞれに１つずつ配設した場合について説明したが、数や大きさ、向き、索状体の連結方向などはこれに限定されない。また、揺動抑制板２２に適宜の開口を設けて揺動の減衰効果を高めるようにしてもよい。また、浮屋根１８に過度の荷重が作用するのを防止するため索状体２４、２６にせん断ピン等の破断機構を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる浮屋根の減揺装置の説明図である。
【図２】実施の形態に係る揺動抑制板の配置状態の説明図である。
【図３】実施の形態に係るタンク本体の内部を図２の右側から見た揺動抑制板の配置状態を模式的に示した図である。
【図４】実施の形態に係るタンク本体の内部を図２の下側から見た揺動抑制板の配置状態を模式的に示した図である。
【図５】実施の形態に係る減揺装置を設けたことによる浮屋根に作用する回転モーメントの説明図である。
【図６】実施の形態に係る減揺装置を設けたことによる浮屋根に作用する反力モーメントの説明図である。
【図７】実施形態と従来例との浮屋根の加振周期に対する浮屋根の端部の上下変動を比較した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０………浮屋根式タンク、１２………タンク本体、１８………浮屋根、２０………減揺装置、２２………揺動抑制板、２４………第１索状体、２６………第２索状体、２８ａ、２８ｂ………第１ガイド部材（プーリ）、３０ａ、３０ｂ………第２ガイド部材（プーリ）、３６………引起し部材。
【図１】
2007076734.tif 000003
【図２】
2007076734.tif 000004
【図３】
2007076734.tif 000005
【図４】
2007076734.tif 000006
【図５】
2007076734.tif 000007
【図６】
2007076734.tif 000008
【図７】
2007076734.tif 000009