(57)【要約】【課題】  回動する揺動制御板を有する浮屋根の減揺装置が正常に作動可能な状態にあるか否かを検査する方法を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための検査方法は、前記浮屋根１８の昇降量に基づいて前記揺動制御板２２の起伏状態を算出し、算出した揺動制御板２２の起伏状態に基づいて索状体２４，２６の張力を算出する張力算出工程と、前記浮屋根１８の縁部に接続した索状体２４，２６にかかる張力を検出する張力検出工程と、前記張力算出工程によって算出された索状体２４，２６の張力と、前記張力検出工程によって検出した索状体２４，２６に作用している張力とを比較して張力の誤差を導き出し、誤差と予め定めた閾値とを比較して減揺装置１０の状態判定を行う状態判定工程と、を有することを特徴とする。【選択図】        図１
2007076735.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の底部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、
前記浮屋根の昇降量に基づいて前記揺動制御板の起伏状態を算出し、算出した前記揺動制御板の起伏状態に基づいて前記索状体の張力を算出する張力算出工程と、
一端を前記浮屋根の縁部に接続した索状体にかかる張力を検出する張力検出工程と、
前記張力算出工程によって算出された索状体の張力と、前記張力検出工程によって検出された索状体の張力とを比較して誤差を導き出し、当該誤差と予め定めた閾値とを比較して減揺装置の状態判定を行う状態判定工程と、
を有することを特徴とする減揺装置の状態検査方法。
【請求項２】
液体を貯留するタンク本体の底部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、を有する浮屋根の減揺装置に備えられた索状体の張力を検出する装置であって、
前記索状体の張力を受ける受け台と、
前記浮屋根の縁部と前記受け台とを貫通させた前記索状体の一端に接続され、前記受け台に載置することにより前記索状体を貫通させる貫通孔を閉塞する閉塞部材と、
前記閉塞部材を支持する際に生じる受け台の反力を検出するセンサ手段と、
を備えたことを特徴とする張力検出装置。
【請求項３】
前記センサ手段はバネ部材とし、
前記受け台には、反力受けと、
前記反力受けを介して前記閉塞部材を前記受け台から引き上げる引き上げ手段と、を設け、
前記バネ部材を前記反力受けと前記引き上げ手段との間に介在させて、前記閉塞部材を前記受け台から引き上げた際に生じる前記バネ部材の変位を計測することを特徴とする請求項２に記載の張力検出装置。
【請求項４】
前記閉塞部材には、前記貫通孔に対して不活性ガスを注入するためのガス注入口が備えられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の張力検出装置。
【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の状態検査を行う方法、及びその状態検査方法に用いる張力検出装置に関する。
【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、タンク本体内を昇降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。さらに、上記のような揺動防止装置は、取り付け後、タンク内部にて実際に作動可能な状態にあるかどうかを検査する術が無く、必要とする時に作動しないという状況に陥るおそれもある。
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浮屋根の減揺装置が、タンク内部にて正常に作動可能な状態にあるかどうかを容易に検査することができる状態検査方法、及び前記状態検査方法に用いる張力検出装置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】
【０００５】
前記従来技術の欠点を解消するために発明者が開発した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の底部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ことを特徴とするものである。このような構成の減揺装置の状態検査を行うことを可能とし、上記目的を達成することができる本発明に係る状態検査方法は、前記浮屋根の昇降量に基づいて前記揺動制御板の起伏状態を算出し、算出した前記揺動制御板の起伏状態に基づいて前記索状体の張力を算出する張力算出工程と、一端を前記浮屋根の縁部に接続した索状体にかかる張力を検出する張力検出工程と、前記張力算出工程によって算出された索状体の張力と、前記張力検出工程によって検出された索状体の張力とを比較して誤差を導き出し、当該誤差と予め定めた閾値とを比較して減揺装置の状態判定を行う状態判定工程と、を有することを特徴とするものである。
【０００６】
また、上記のような特徴を有する状態検査方法において、前記索状体の張力を検出するために用いる装置として本発明に係る張力検出装置は、液体を貯留するタンク本体の底部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、を有する浮屋根の減揺装置に備えられた索状体の張力を検出する装置であって、前記索状体の張力を受ける受け台と、前記浮屋根の縁部と前記受け台とを貫通させた前記索状体の一端に接続され、前記受け台に載置することにより前記索状体を貫通させる貫通孔を閉塞する閉塞部材と、前記閉塞部材を支持する際に生じる受け台の反力を検出するセンサ手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような構成の張力検出装置では、前記センサ手段はバネ部材とし、前記受け台には、反力受けと、前記反力受けを介して前記閉塞部材を前記受け台から引き上げる引き上げ手段と、を設け、前記バネ部材を前記反力受けと前記引き上げ手段との間に介在させて、前記閉塞部材を前記受け台から引き上げた際に生じる前記バネ部材の変位を計測するようにすると良い。
また、前記構成の張力検出装置において、前記閉塞部材には、前記貫通孔に対して不活性ガスを注入するためのガス注入口が備えることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記のような減揺装置の状態検査方法では、タンクの容量、索体の長さ、及び索体の引き回し経路等は既知の値であるため、変動値である浮屋根の昇降量に基づいて揺動制御板の起伏状態を算出することにより、揺動制御板に接続された索状体にどれだけの張力が負荷されているかを算出（推定）することができる。一方で、浮屋根の縁部に接続された索状体の一端にかかる張力を検出し、この値と算出値とを比較することによれば、揺動制御板の実際の起伏状態が、算出値に対してどれだけずれているかを知ることができる。このため、推定される張力である算出値と実際に索状体に作用している張力である検出値との間に大きな差が無い限り、揺動制御板が正常に作動可能な状態にあると判定することができる。なお、判定については、索状体における索長の経年変化も踏まえ、予め閾値を定めることにより、検出値と算出値の差がこの閾値の範囲内であれば正常と判定するようにすれば良い。
【０００９】
また、上記構成の張力検出装置によれば、上記方法を実施する際に、索状体にかかる張力を検出することができる。また、受け台に閉塞部材を載置することにより索状体を貫通させる貫通孔を閉塞する構成としているため、タンク内部に貯留した液体が漏れ出たり、蒸発したりすることを防ぐことができる。
また、センサ手段をバネ部材とし、このバネ部材の変位を計測して索状体の張力を検出するようにしたことによれば、装置構成が簡単となり、変位の計測も容易に行うことができる。
【００１０】
また、閉塞部材に、貫通孔に対して不活性ガスを注入する注入口を設けたことにより、貫通孔に不活性ガスを注入することが可能となった。これにより、貯留する液体が空気等に触れることが無くなった。また、液体からの気化ガスの発生を抑制することができると共に、気化ガスが可燃性であっても、火災等の危険を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の状態検査方法、及び張力検出装置に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図１を参照して、本発明の状態検査方法を実施する対象となる浮屋根の減揺装置の概略構成について説明する。
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との間にシール部材１６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。
【００１２】
減揺装置２０は、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。揺動抑制板２２は、ヒンジ３２を介してタンク本体１２の底板に取り付けてあって、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、底板からやや浮かせた状態で取り付けることが望ましい。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。
【００１３】
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の上面側に設けた張力検出装置１００に接続してある。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の下部であって、第１索状体２４を接続した張力検出装置１００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の下部の、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。
【００１４】
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の上面側に設けた張力検出装置に接続してある。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張力検出装置１００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。
【００１５】
次に、本発明の張力検出装置に係る第１の実施形態について図２を参照して説明する。前記張力検出装置１００は、浮体部３８の上面へ索状体２４，２６を導くための貫通孔１１０ａを設けた受け台１１０と、前記索状体２４，２６の一端が接続された閉塞部材１１２とを有する。
【００１６】
前記閉塞部材１１２は、上述したように、索状体２４，２６の一端が接続される板部材であり、張力の検出を行う時以外は、図２に示すように受け台１１０に際置され、索状体２４，２６を浮屋根１８の上面に導くために、浮体部３８と受け台１１０とに設けられた貫通孔３８ａ，１１０ａを閉塞する。また、閉塞部材１１２の上面には、ネジ溝が設けられたネジ穴１１２ａが形成されており、後述する引き上げ手段１１４と螺合可能な構造とされている。さらに本実施形態に示す閉塞部材１１２には、前記引き上げ手段１１４との螺合によって閉塞部材１１２自体が回転することを防止するための回り止め１２２を設けるための穴と、前記浮体部３８と受け台１１０とに設けられた貫通孔３８ａ，１１０ａに対して窒素ガス等の不活性ガスを注入するための貫通孔、及び前記貫通孔に設けられた不活性ガス注入口１１３とが備えられている。
【００１７】
前記受け台１１０は、前記索状体２４，２６に作用する張力を受けることができる板部材であり、その上面が水平になるように形成されることが望ましい。また、前記受け台１１０には、複数の支柱１１６が立設されており、支柱１１６の中間部には反力受１１８となる板部材が設けられている。前記反力受１１８には貫通孔１１８ａが形成されており、前記貫通孔１１８ａには前記閉塞部材１１２のネジ穴１１２ａと螺合するネジ部を備えた引き上げ手段１１４が備えられる。
【００１８】
引き上げ手段１１４は棒状部材であり、一端にネジ部を備え、他端に拡張部を備えるいわゆるボルト型の形状を成す。そして、前記反力受１１８に設けられた貫通孔１１８ａは、引き上げ手段１１４の一端側のみを挿通可能とし、他端側は反力受１１８との間に引っ掛かりを持つ構成とされている。
また、前記引き上げ手段１１４の他端側と前記反力受１１８との間には、バネ部材１２０が介在されており、前記閉塞部材１１２を引き上げる際に生じる反力をバネ部材１２０の変位として目視することができるような構成としている。
【００１９】
このような構成の張力検出装置１００は、前記引き上げ手段１１４の他端側を回転させることにより、引き上げ手段１１４の一端側と閉塞部材１１２のネジ穴１１２ａとが螺合し、回り止め１２２によって回転を妨げられた閉塞部材１１２が前記受け台１１０から垂直方向に引き上げられる（図３参照）。
【００２０】
閉塞部材１１２が引き上げられると、反力受１１８と引き上げ手段１１４の他端によって挟み込まれたバネ部材１２０が縮み方向に変位する。バネ部材１２０の変位量は、閉塞部材１１２に接続された索状体２４，２６の張力の増減に比例するため、バネ部材１２０の変位量に基づいて索状体２４，２６に作用している張力を検出することが可能となる。
【００２１】
このような構成の張力検出装置１００によれば、装置構成が簡単であり、バネ部材１２０の変位を目視にて確認することができるため、索状体２４，２６に作用する張力を容易に検出することが可能となる。また、閉塞部材１１２に不活性ガス注入口１１３を設け、浮体部３８と受け台１１０に設けた貫通孔３８ａ，１１０ａに対して不活性ガスを注入するようにしているため、タンク本体１２に貯留する液体が空気と接することが無く、安全性を確保することができる。
【００２２】
次に、本発明の張力検出装置に係る第２の実施形態について図４を参照して説明する。本実施形態の張力検出装置の基本構成は、上記第１の実施形態に示した張力検出装置と同じである。したがって、構成を同一とする箇所には図面に同一符号を附して詳細な説明を省略することとする。
第１の実施形態に示した張力検出装置と異なる点は、センサ手段として設けたバネ部材１２０を排除し、引き上げ手段１１４に歪みゲージ１３０を取り付けたことにある。
【００２３】
このような構成の張力検出装置１００では、引き上げ手段１１４を回転させて閉塞部材１１２を受け台１１０から引き上げた際に、引き上げ手段１１４自体に歪みが生じることとなる。本実施形態の張力検出装置１１０では、前記引き上げ手段１１４に生じる歪み（延び）を直接計測することにより、索状体２４，２６に作用している張力を検出するようにした。なお、本実施形態の張力検出装置では、歪みゲージ１３０を反力受１１８を支持する支柱１１６等に取り付け、支柱１１６の歪み（縮み）を計測するようにしても良い。このように、本発明の張力検出装置では、センサ手段として種々の変位計等を用いることができる。
【００２４】
以上説明した減揺装置２０は、作動可能な状体にある場合には、次のような作用を奏し、高い減揺効果を得ることができる。いま、図５に示すように、地震加速度５０が図の左方向に作用した場合、タンク本体１２は、左方向に移動する力を受け、タンク本体１２内の液体１４が実質的に右へ移動したと同様の効果を生じ、タンク本体１２の右側内面に押し付けられる。このため、タンク本体１２内の右側部分の圧力が高くなって液面が上昇し、左側部分の圧力が低くなって液面が下降する。したがって、浮屋根１８には、矢印に示したように回転モーメント５４が作用し、液面の変化に伴って右側が上昇し、左側が下降する。
【００２５】
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。
【００２６】
図６に示すように、浮屋根１８が矢印５６の方向に回転し、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。なお、地震加速度が逆方向に作用した場合も同様である。
【００２７】
上述した減揺装置２０が上述した作用を奏することが可能な状態にあるか否かを検査する減揺装置の状体検査方法は、次の通りである。
まず、タンク本体１２の容量、浮屋根１８の昇降量、索状体２４，２６の長さ、索状体２４，２６の掛け回し経路、揺動制御板２２に対する索状体２４，２６の接続位置、及び索状体２４，２６における索長の経年変化等を勘案して、タンク本体１２内における揺動制御板２２の起伏状態（傾倒角度）を算出（推定）する（図７：Ｓ１００）。次に、算出した揺動制御板２２の傾倒角度と、揺動制御板２２の形状、貯留している液体の比重等を勘案して索状体２４，２６に作用する張力を算出する（Ｓ１１０）。
【００２８】
索状体２４，２６に作用する張力の算出とは別に、上記張力検出装置１００を用い、索状体２４，２６の一端を引き上げ、索状体２４，２６に対して実際に作用している張力を検出する（Ｓ１３０）。
上記のようにして算出した索状体２４，２６の張力と、実測した索状体２４，２６の張力とを比較し、計算値に対する実測値の誤差を求める（Ｓ１４０）。
【００２９】
ここで、実測値と計算値との間に大きな誤差が生じていない場合には、減揺装置２０は正常に作動しうる状態にあると判定することができる。つまり、実測値と計算値との間に大きな誤差が生じているような場合には、索状体２４，２６や揺動制御板２２等に異常が生じており、減揺装置２０が正常に作動しない可能性がある状態であると判定することができる。減揺装置２０が正常状態にあるか、あるいは減揺装置２０に異常が生じているかの判定は、索状体２４，２６の張力に関する計算値と実測値との誤差に閾値を設け、誤差が前記閾値を越えた場合に「異常」であると判断し、誤差が閾値の範囲内であれば「正常」と判断すれば良い。なお、閾値の設定については、上述したような索長の経年変化等、種々の要因を踏まえて測定者の経験則からその都度設定するようにしても良い（Ｓ１５０）。
【００３０】
上記のような減揺装置の状体検査方法によれば、上記構成の減揺装置２０が正常に作動可能な状体であるか否かを容易に判断することができる。また、減揺装置２０に異常が生じていることが解れば、地震等の災害が生じる前に、減揺装置を修繕することができる。さらに、揺動制御板が傾倒しないまま浮屋根が下降してしまい、浮屋根に揺動制御板が接触するというような事態も避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る張力検出装置を備えた浮屋根の減揺装置の説明図である。
【図２】本発明の張力検出装置に係る第１実施形態の通常時における状態を示す図である。
【図３】本発明の張力検出装置に係る第１実施形態の張力検出時における状態を示す図である。
【図４】本発明の張力検出装置に係る第２実施形態を示す図である。
【図５】減揺装置が作動した場合に浮屋根に作用する回転モーメントの説明図である。
【図６】減揺装置が作動した場合に浮屋根に作用する反力モーメントの説明図である。
【図７】本発明の減揺装置の状態検査方法のフローである。
【符号の説明】
【００３２】
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、１００………張力検出装置、１１０………受け台、１１２………閉塞部材、１１４………引き上げ手段、１１６………支柱、１１８………反力受、１２０………バネ部材。
【図１】
2007076735.tif 000003
【図２】
2007076735.tif 000004
【図３】
2007076735.tif 000005
【図４】
2007076735.tif 000006
【図５】
2007076735.tif 000007
【図６】
2007076735.tif 000008
【図７】
2007076735.tif 000009