(57)【要約】【課題】浮屋根式タンク内に貯蔵した液体の揺動に対し効果的に減揺する装置を提供する。【解決手段】タンク内液体の減揺装置２０は、液体１４を貯蔵した浮屋根式タンクの浮屋根１８の下面１８ａに一端部を揺動自在に連結した揺動抑制板２２と、揺動抑制板２２の他端部を浮屋根１８の下面に対して予め定めた角度に吊下げ保持する角度保持機構５０と、を備えている。角度保持機構５０は、揺動抑制板２２の一側に設けられて上端が浮屋根１８に枢着され、下端を揺動抑制板２２に枢着した伸縮ロッド２４と、揺動抑制板２２の他側に設けられて下端が揺動抑制板２２に枢着され、上端が浮屋根１８の下面に固定可能であるとともに、固定を解除したときに、浮屋根１８の下面に沿って移動可能な支持ロッド３０と、を有している。【選択図】図１
2007246103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮屋根式タンク内に貯蔵した液体の揺動を抑制するタンク内液体の減揺装置であって、
浮屋根の下面に揺動自在に取り付けた板状の減揺部材と、
前記浮屋根の下面に設けられて前記減揺部材を予め定めた角度に保持する角度保持機構と、
を有することを特徴とするタンク内液体の減揺装置。
【請求項２】
前記減揺部材は、相互に交差して複数設けられ、それぞれが前記浮屋根の直径方向に配置してあることを特徴とする請求項１記載のタンク内液体の減揺装置。
【請求項３】
前記角度保持機構は、前記浮屋根が下限まで下降したときに、前記減揺部材を転倒可能にすることを特徴とする請求項１または２記載のタンク内液体の減揺装置。
【請求項４】
前記減揺部材は、複数の揺動抑制板からなり、
前記角度保持機構は、前記各揺動抑制板に対応して設けてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタンク内液体の減揺装置。
【請求項５】
前記角度保持機構は、前記減揺部材の一側に設けられて上端が前記浮屋根に枢着され、下端を前記減揺部材に枢着した伸縮ロッドと、
前記減揺部材の他側に設けられて下端が前記減揺部材に枢着され、上端が前記浮屋根の下面に固定可能であるとともに、固定を解除したときに、前記浮屋根の下面に沿って移動可能な支持ロッドと、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のタンク内液体の減揺装置。
【請求項６】
前記減揺部材は、下端に転動部材または摺動部材を有し、
前記液体を貯留するタンク本体は、底部に当接した前記転動部材または前記摺動部材を転動または摺動させて前記減揺部材を転倒させる傾斜部を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のタンク内液体の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を屋外に保管する浮屋根式のタンクに対し、地震などにより発生する液体の揺動（スロッシング）を効果的に低減するタンク内液体の減揺装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に原油やナフサなどの液体を屋外に保管する大型のタンクとして、浮屋根式タンクが知られている。浮屋根式タンクは、屋根がなく上部が開口した円筒形状等のタンク本体内に貯蔵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（スロッシング）に伴って浮屋根も揺動する。特に、周期が１秒〜１０数秒程度の振動がタンクに作用すると、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蔵されている場合に、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。
【０００４】
このため、液体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、特許文献２に示す）がある。
【特許文献１】特開昭５７−１４２８９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の浮屋根から揺動抑制板を吊下げた減揺装置は、揺動抑制板が浮屋根から回動自在に吊下げた状態であるため、自由に揺動屈曲する。したがって液体に揺動が発生した場合、揺動抑制板が液体の流れに追随して揺動屈曲することになり効果的な減揺効果が得られない。
【０００６】
またタンク本体の液体が引き抜かれるとともに、浮屋根がタンク本体の底面に下降して揺動が発生した場合、浮屋根とともに折り重なった揺動抑制板も揺動してタンク本体の底面付近に設けた構造物、例えば浮屋根に溜まった雨水を外部に排水する排水装置等を破損するおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記従来技術の問題を解消するためになされたもので、貯蔵した液体の揺動に対して効果的な減揺効果が得られるタンク内液体の減揺装置を提供することを目的としている。また浮屋根の上下移動に影響を与えないタンク内液体の減揺装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明のタンク内液体の減揺装置は、浮屋根式タンク内に貯蔵した液体の揺動を抑制するタンク内液体の減揺装置であって、浮屋根の下面に揺動自在に取り付けた板状の減揺部材と、前記浮屋根の下面に設けられて前記減揺部材を予め定めた角度に保持する角度保持機構と、を有することを特徴としている。
【０００９】
この場合において、前記減揺部材は、相互に交差して複数設けられ、それぞれが前記浮屋根の直径方向に配置してあるとよい。また前記角度保持機構は、前記浮屋根が下限まで下降したときに、前記減揺部材を転倒可能にするとよい。さらに前記減揺部材は、複数の揺動抑制板からなり、前記角度保持機構は、前記揺動抑制板に対応して設けてあるとよい。
【００１０】
また前記角度保持機構は、前記減揺部材の一側に設けられて上端が前記浮屋根に枢着され、下端を前記減揺部材に枢着した伸縮ロッドと、前記減揺部材の他側に設けられて下端が前記減揺部材に枢着され、上端が前記浮屋根の下面に固定可能であるとともに、固定を解除したときに、前記浮屋根の下面に沿って移動可能な支持ロッドと、を有しているとよい。前記減揺部材は、下端に転動部材または摺動部材を有し、前記液体を貯留するタンク本体は、底部に当接した前記転動部材または前記摺動部材を転動または摺動させて前記減揺部材を転倒させる傾斜部を有しているとよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記のようになっている本発明は、浮屋根の下面に揺動自在に取り付けた減揺部材を予め定めた角度に保持する角度保持機構を備えているため、タンク本体の液体がスロッシングによって揺動した場合に、減揺部材が液体の流れに追随して揺動屈曲することがなく、液面付近に発生する水平方向の流れに対し抵抗となり、流れを抑制して効果的な減揺効果を得ることができる。
【００１２】
減揺部材は、相互に交差して複数設けられ、それぞれが前記浮屋根の直径方向に配置している。このため地震発生時に東西南北のいずれかの方向から作用する地震加速度に対して、相互に交差したいずれかの減揺部材によって水平方向の液体の流れに対して抵抗となり、揺動を抑制して効果的な減揺効果を得ることができる。
【００１３】
タンク本体の液体が引き抜かれ、浮屋根が下限まで下降したときに、角度保持機構は減揺部材を転倒させている。このため、浮屋根の下面に対して所定角度に保持した減揺部材が浮屋根の下面に沿って水平方向に転倒し、浮屋根を底面付近まで下降させることができる。また浮屋根の下面に対して所定角度に保持した揺動抑制板がタンク本体の底面にぶつかり、タンク本体の底面付近に設置した構造物を破損するおそれがない。
【００１４】
減揺部材を構成する複数の揺動抑制板ごとに角度保持機構を設けてある。このため減揺部材を分割、すなわち複数の揺動抑制板を並べて配置して、各揺動抑制板を所定角度に保持することができる。また隣接する揺動抑制板同士に隙間を設けても揺動抑制板ごとに所定角度を保持することができる。
【００１５】
角度保持機構は、伸縮ロッドおよび支持ロッドを有し、支持ロッドは固定を解除したときに、浮屋根の下面に沿って移動することができる。このため浮屋根の下面に対して所定角度に保持した減揺部材が浮屋根の下面に沿って水平方向に転倒し、浮屋根を底面付近まで下降させることができる。また減揺部材が浮屋根の上下移動に影響を与えることがない。
【００１６】
減揺部材は、下端に転動部材または摺動部材を有し、液体を貯留するタンク本体は、底部に当接した転動部材または摺動部材を転動または摺動させて減揺部材を転倒させる傾斜部を有している。このため浮屋根がタンク底面に着底する際に、揺動抑制板がスムーズに転倒する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るタンク内液体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、第１実施形態に係るタンク内液体の減揺装置の構成概略を示す図である。図２は浮屋根式タンクに設置する減揺装置の説明図である。図６は浮屋根式タンクの説明図である。
【００１８】
まず図６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を貯蔵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に貯蔵した液体１４が蒸発するのを防止するようになっている。また、浮屋根１８の下面には、液体１４の揺動を低減させるため図２に示すような減揺装置２０が設けてある。
【００１９】
減揺装置２０は、実施形態の場合、相互に直交させてタンク本体１２の直径方向に配置した一対の板状の減揺部材４０（４０ａ，４０ｂ）と、減揺部材４０を予め定めた角度に保持する詳細を後述する複数の角度保持機構５０とを主な構成要素としている。
【００２０】
減揺部材４０は、それぞれ浮屋根１８の下面に揺動自在に取り付けた複数の揺動抑制板２２からなり、揺動抑制板２２を横方向に並べて形成してある。各減揺部材４０は、各揺動抑制板２２に隙間ｆを設けて配置してあり、浮屋根１８が揺動して弾性変形したときに、隣接する揺動抑制板２２同士が接触するのを防止し、浮屋根１８の変形に容易に追随できるようにしてある。そして減揺部材４０ａと４０ｂとが交差する浮屋根１８の中心部においてはいずれか一方に間隔を設けて相互に干渉しないようにしてある。
【００２１】
減揺部材４０を構成する揺動抑制板２２は、図１に示したように、浮屋根１８の下面から垂直方向に吊下げた板である。図示のように矩形の揺動抑制板２２の上端部は、ヒンジ２８ａを介して浮屋根１８の下面に取り付けてあり、図中矢印ａに示す方向に揺動自在となっている。揺動抑制板２２は、タンク本体１２で発生した液体１４の揺動に対して抵抗となるようなある程度の剛性を備えるとともに、タンク本体１２内に貯蔵する液体１４によって腐食しない耐食性を備えているとよい。また揺動抑制板２２の形状は、液面下降時の収容の容易さを考慮して矩形のほか、ヒンジ結合した一端部から吊下げ側の他端部に向かって楕円状、半円状、多角形状に形成してもよい。また浮屋根１８から吊下げる揺動抑制板２２の吊下げ方向の長さは、浮屋根１８の下降時の収容、または揺動によって波高が半減する程度の効果等を考慮して設定する。揺動抑制板２２の最大の長さは、例えばタンク半径の約１／２またはタンクに定格に貯蔵する液面高さの約１／２、また最小の長さはタンクに定格貯蔵する液面高さの約１／４に設定するとよい。
【００２２】
角度保持機構５０は、浮屋根１８からタンク本体１２の底面に向かって鉛直方向に吊下げた減揺部材４０を予め定めた角度に保持する伸縮ロッド２４および支持ロッド３０を有している。角度保持機構５０は各揺動抑制板２２に対応して設けてある。
【００２３】
伸縮ロッド２４は、浮屋根１８の下面に揺動自在に取り付けた揺動抑制板２２の一方の面２２ａ側に取り付けている。すなわち伸縮ロッド２４は、図１において揺動抑制板２２の右側に配置してあり実施形態の場合、上端を浮屋根１８の下面にヒンジ２８ｂを介して枢着させ、下端を揺動抑制板２２の下端部に図示しないヒンジを介して枢着させている。伸縮ロッド２４のロッド２４ａには止め具２５を取り付けている。止め具２５は揺動抑制板２２の下端が浮屋根１８の下面に対して垂直方向より一方の面２２ａ側（図１の右側）に回動しないようにロッド２４ａの縮小を阻止している。一方、伸縮ロッド２４は、ロッド２４ａの伸長によって揺動抑制板２２の下端を他方の面２２ｂ側に回動するのを許容するようにしてある。
【００２４】
支持ロッド３０は、タンク本体１２内の液体１４が引き抜かれ、浮屋根１８が下降した場合に、伸縮ロッド２４とともに揺動抑制板２２を浮屋根１８の下面に沿って転倒するのを可能にしている。支持ロッド３０は、図１に示すように揺動抑制板２２の他方の面２２ｂ、すなわち前記伸縮ロッド２４が配置している面２２ａの反対側に伸縮ロッド２４と対向するように取り付けている。支持ロッド３０は、長さを一定に保ち、タンク本体１２に貯蔵する液体１４の流れに対してある程度の剛性および耐蝕性を備えた棒状の部材である。支持ロッド３０の下端３０ａは、揺動抑制板２２の下端部２２ｃであって、前記伸縮ロッド２４と対向する位置に図示しないヒンジを介して枢着させている。一方、支持ロッド３０の上端３０ｂには、図示しないシャフトを介して一対のレール用車輪３１を取り付けてある。
【００２５】
一対のレール（３２ａ，３２ｂ）は、互いに平行して設けてあり、浮屋根１８の下面に揺動自在に取り付けた揺動抑制板２２に対して直交方向であって、浮屋根１８の下面に沿って配置している。一対のレール用車輪３１は、それぞれレール３２の上面に配置してあり、レール３２上を転動可能となっている。そしてレール３２の上部には、揺動抑制板２２側の端部に常閉のストッパ３４が設けてあって、通常は、レール用車輪３１が揺動抑制板２２から遠ざかる方向（矢印ｂ方向）に転動するのを阻止している。
【００２６】
実施形態に係るストッパ３４は、例えば回動自在に設けた一対のクサビ状の部材３４a、３４ｂからなる。これらの部材３４ａ，３４ｂは、通常時バネ３４ｃ等により付勢されて閉じており、後述するように浮屋根１８が所定の位置まで下降したときに、シリンダ（図示せず）等によりバネ３４ｃの付勢力に抗して開放され、レール用車輪３１が矢印ｂ方向に転動するのを可能にする。
揺動抑制板２２の下端部には、転動部材となるローラや車輪２７が設置してある。
【００２７】
そして、タンク本体１２の底面１２ａには車輪２７が接する位置に傾斜部となるスロープ３５を設けている。車輪２７は、スロープ３５に接すると斜面に沿って転動し、揺動自在に設けた揺動抑制板２２の下端を図１の時計方向に回動させる。このため揺動抑制板２２は、底面１２ａに沿うように転倒する。なお、車輪やローラなどの転動部材に代えてスロープ３５を滑り降りることが可能な球状体などの摺動部材であってもよい。
【００２８】
以上説明した実施形態に係るタンク内液体の減揺装置２０の作用は、次のとおりである。図３は減揺装置２０の作動状態を示す説明図である。いま、同図（Ａ）に示したように、浮屋根式タンク１０に液体１４が十分貯蔵されている場合、浮屋根１８の下面に揺動自在に取り付けた揺動抑制板２２は、減揺装置２０によって予め定めた角度（実施形態の場合、鉛直）に保持されている。すなわち揺動抑制板２２が図３（Ａ）の時計回りに回動するのを、支持ロッド３０を介してストッパ３４で固定している。また揺動抑制板２２が反時計回りに回動するのを止め具２５が伸縮ロッド２４の外側の円筒体の先端に押圧されることで固定している。これにより揺動抑制板２２は浮屋根１８に対して垂直を保持する。
【００２９】
図４は浮屋根式タンクの流速分布を示す模式図である。地震加速度を受けると主として、周方向・半径方向とも１次のモード（以下、基本モードという）の液体揺動が卓越して発生する。基本モードでは、液体が左右に移動するが、図４はタンク本体１２内の液体１４が左へ移動したときの様子であり、タンク本体１２の左側内面に押し付けられる。このため、タンク本体１２内の左側部分の圧力が高くなって液面１６ａが上昇し、右側部分の圧力が低くなって液面１６ｂが低下する。
【００３０】
このときタンク本体１２の中心付近の流速分布は、図中の曲線Ａ１に示すように液体１４の液面における水平方向Ｘの流れが最も大きくなり、タンク本体１２の底面１２ａに向かって流れは次第に小さくなる傾向にある。同様に曲線Ａ２に示すように液体１４の液面の水平方向Ｘの流れは、タンク本体１２の中心付近が最も大きくなる。
【００３１】
一方、タンク本体１２の側壁付近の流速分布は、図中の曲線Ｂに示すように液体１４の液面における鉛直方向Ｙの流れが最も大きくなり、タンク本体１２の底面１２ａに向かって流れは次第に小さくなる傾向にある。
【００３２】
このとき液体１４は、上部に浮屋根１８の直径方向であって、浮屋根１８に対して垂直に固定、保持した複数の揺動抑制板２２からなる減揺部材４０が配置されているため、揺動が抑制される。すなわち、液体１４は揺動する際に減揺部材４０を介して浮屋根１８を押し、回転モーメントを与えることになり、流動に対して大きな抵抗を発生させる。この結果、減揺部材４０は、タンク本体１２中の液体１４の液面付近に発生する水平方向Ｘの流れを抑制し、大きな減揺効果を得ることができる。しかも、減揺部材４０は、浮屋根１８の中心を通る直径方向に配置してあるため、液体１４の水平流速が最も大きい場所で流動に抵抗することになり、浮屋根１８の揺動、すなわち液体１４の揺動の抑制効果を大きくすることができる。なお地震加速度が逆方向（図の左方向）に作用した場合も同様である。また一対の減揺部材４０は、浮屋根１８の下面の中心を通って直交配置してあるため、地震加速度が東西南北いずれかの方向に作用しても、液体１４の揺動を効果的に抑制することができる。
【００３３】
次にタンク本体１２に貯蔵した液体１４が引き抜かれ、浮屋根１８が下降した場合について説明する。揺動抑制板２２の下端に設けた車輪２７がタンク本体１２の底面１２ａに接するまで、揺動抑制板２２は伸縮ロッド２４及び支持ロッド３０によって予め定めた角度（実施形態の場合、浮屋根１８に直交した角度）に固定、保持されている。そして図３（Ｂ）に示すように、液面１６が低下して浮屋根１８が下降し、揺動抑制板２２の下端部に設けた車輪２７が底面１２ａに設けたスロープ３５に接近すると、シリンダ（図示せず）を作動させてレール３２に取り付けたストッパ３４を開放する。これにより車輪２７は、液体１４の引き抜きとともに浮屋根１８がさらに下降すると底面１２ａに取り付けたスロープ３５に当接し、スロープ３５の斜面に沿って図３の左方向に転動する。このため、図３（Ｂ）に示すように揺動抑制板２２は、下端がヒンジ２８ａを軸心として時計方向に回動する。車輪２７の転動に伴って、支持ロッド３０の上端３０ｂに取り付けたレール用車輪３１がストッパ３４を通過してレール３２上を矢印ｃ方向に転動する。また、伸縮ロッド２４のロッド２４ａは、揺動抑制板２２の下端の時計方向への回動とともに引き出されて伸長する。なおレール用車輪３１がレール３２上のストッパ３４を通過した後、例えば浮屋根が所定の高さ位置に来たときには、シリンダを作動させてストッパ３４を閉止状態に戻しておくとよい。
【００３４】
そしてタンク本体１２から液体１４が完全に引き抜かれると浮屋根１８が下限まで下降し、揺動抑制板２２は、図３（Ｃ）に示すように底面１２ａに沿って転倒する。これにより減揺部材４０が浮屋根１８の上下移動に影響を与えることなく、浮屋根１８を底面１２ａ付近まで下降させることができる。
【００３５】
また揺動抑制板２２は、浮屋根１８の下面に沿って水平方向に転倒した状態からタンク本体１２に液体１４を注入すると、浮屋根１８の上昇とともに揺動抑制板２２の一端（上端部）が引き上げられる。また浮屋根１８の上昇に伴って、揺動抑制板２２の下端に取り付けた車輪２７が転動しつつスロープ３５を上昇する。これにより、支持ロッド３０の他端（上端）が揺動抑制板２２側に引き出され、支持ロッド３０の他端に取り付けたレール用車輪３１がレール３２上を図３（Ｂ）の矢印ｄ方向に転動する。このため、伸縮ロッド２４はロッド２４ａが円筒体の中に押し込まれて縮小する。揺動抑制板２２の下端部の車輪２７が底面１２ａから離れると、レール用車輪３１がレール３２のストッパ３４を通過してレール用車輪３１がストッパ３４によって固定されるとともに、伸縮ロッド２４の止め具２５が円筒体の端面に当接し、揺動抑制板２２が浮屋根１８の下面に対して垂直方向に吊下げ保持される。
【００３６】
図５は実施の形態に係る減揺装置の液面変位をシミュレーションした図である。実施形態に係る浮屋根式タンク本体は、直径４２メートル、液面高さ１９．２メートル、揺動抑制板の鉛直長さｈｄは４．３メートルである。なお入力した地震動は、２００３年９月２６日午前４時５０分頃、北海道で生じた地震動のうち、苫小牧で観測されたＥＷ（東西）成分の地震加速度である。この地震動は、気象庁より「２００３年十勝沖地震」と命名された一連の地震のうちの一つであり、この一連の地震により苫小牧の製油所でタンク火災が発生した。
【００３７】
同図の横軸はタンクの振動を開始してからの時間（秒）、縦軸は揺動が発生していない基準液面（０メートル）に対する液面差（メートル）をそれぞれ示している。また実線（ｗｉｔｈ  ｐｌａｔｅ）は浮屋根に減揺装置を取り付けた場合、破線（ｗ／ｏ  ｐｌａｔｅｓ）は浮屋根に減揺装置を取り付けていない場合の液面変位をそれぞれ示している。
【００３８】
図示のように浮屋根に減揺装置を取り付けた場合には基準液面に対する最大液面差が±１．５メートルであるのに対し、取り付けていない場合には最大液面差が約±３メートルとなり、液面差が半減しているのがわかる。また減揺までの時間についても、減揺装置を取り付けた場合には振動発生から約１５０秒で減揺しているのに対し、取り付けていない場合には約１５０秒でも液面差が約±１メートルあり、減揺する時間が大幅に短縮されている効果が示されている。
【００３９】
図７は第２実施形態に係るタンク内液体の減揺装置の構成概略を示す図である。なお第１実施形態と同一の構成要素については同一の作用効果を成し、その説明を省略する。
【００４０】
第１実施形態と異なる第２実施形態の構成は、角度保持機構５０ａが伸縮ロッド２４Ａと止め具２５Ａとを主な構成要素としている点である。図８は第２実施形態に係る角度保持機構の説明図である。第２実施形態に係る伸縮ロッド２４Ａは、上端を浮屋根の下面にヒンジを介して枢着させて、下端を揺動抑制板２２の下端部に図示しないヒンジを介して枢着させて、揺動抑制板２２の一方の面２２ａ側から揺動抑制板２２を吊下げ保持している。このときロッド２４ａに取り付けた止め具２５Ａは、円筒体２４ｂの端面に当接することによりロッド２４ａの縮小を阻止している。一方、円筒体２４ｂに取り付けた固定手段６０は、ロッド２４ａの伸長（同図中の矢印ｅ方向の移動）を阻止している。固定手段６０は、図８に示すように伸縮ロッド２４Ａの下端に取り付けてあり、突起部６２、クサビ６４、バネ６６を主な構成要素としている。突起部６２は、円筒体２４ｂの下端に設けた開口に嵌合する略Ｈ形の部材である。クサビ６４は、一端部をロッド２４ａの下端に回動自在に取り付け、他端部がバネ６６の伸長によって開口の側壁に接している。また突起部６２の下方のタンク底面１２ａには、突起部６２と当接する棒部材６８を取り付けてある。
【００４１】
この構成により、浮屋根式タンク１０に液体１４が十分貯蔵されている場合、浮屋根１８の下面に揺動自在に取り付けた揺動抑制板２２は、図８の反時計回りに回動するのを支持ロッド２４ａに取り付けた止め具２５Ａで固定している。すなわちロッド２４ａに取り付けた止め具２５Ａは、円筒体２４ｂの下端に当接することによりロッド２４ａの縮小を阻止している。また揺動抑制板２２が時計周りに回動するのを固定手段６０で固定している。すなわち固定手段６０は、バネ６６の伸長によってクサビ６４の下端が開口の側壁に接触し、ロッド２４ａの伸長を阻止している。
【００４２】
これにより揺動抑制板２２の揺動を予め定めた角度に保持することができ、第１実施形態と同様にタンク本体１２の液面付近に発生する水平方向の流れに対し抵抗して、揺動を効果的に抑制することができる。
【００４３】
次にタンク本体１２に貯蔵した液体１４が引き抜かれ、浮屋根１８が下降した場合、タンク本体１２の底面１２ａに取り付けた棒部材６８に突起部６２が当接する。そうすると突起部６２は円筒体２４ｂの中心に向かって押し込まれ、クサビ６４がバネ６６の伸長する圧力に抗して矢印ｆ方向に押し戻されクサビ６４の下端が開口の側壁から離間してロッド２４ａの係止が解除される。そして揺動抑制板２２の下端に設けた車輪２７が、タンク本体１２の底面１２ａに設けたスロープ３５に接して、斜面に沿って図８の左方向に転動する。
【００４４】
これによりタンク本体１２から液体１４が完全に引き抜かれると揺動抑制板２２は、浮屋根１８の下面に沿って水平方向に転倒する。
【００４５】
また揺動抑制板２２は、浮屋根１８の下面に沿って水平方向に転倒した状態からタンク本体１２に液体１４を注入すると、浮屋根の上昇とともに揺動抑制板２２の上端部が引き上げられるとともに、伸縮ロッド２４Ａの上端が引き上げられて引き起こされる。また揺動抑制板２２の上端部の引き上げによって伸縮ロッド２４のロッド２４ａが円筒体２４ｂに押し込まれて縮小する。揺動抑制板２２の下端部の車輪２７が底面１２ａから離れると、伸縮ロッド２４Ａの止め具２５Ａは円筒体２４ｂの端面に当接する。またクサビ６４が円筒体２４ｂ内に挿入されバネ６６の伸長によって開口側に押し出され、クサビ６４の下端が開口の側壁に当接し、ロッド２４ａの伸縮が制限されて揺動抑制板２２が浮屋根１８の下面に対して垂直方向に吊下げ保持される。
【００４６】
このような減揺装置では、タンク本体に液体が十分貯蔵されている場合、揺動抑制板が浮屋根の下面に対して所定の角度に吊下げ保持されているので、液体の表面側に発生した水平方向の流れに抵抗し、揺動が抑制され、大きな減揺効果を得ることができる。また、タンク本体の液体が引き抜かれ浮屋根が下降した場合、揺動抑制板が浮屋根の下面に沿って転倒するため、揺動抑制板がタンク本体の底面にぶつかり破損するおそれがない。
【００４７】
なお本実施形態では揺動抑制板を浮屋根の下面に対して垂直方向に吊下げ保持した構成としたが、この他にも吊下げ角度を予め定めた角度、例えば垂直方向から支持ロッド側、すなわち揺動抑制板が転倒する側に僅かに傾斜させた１度〜５度の角度で吊下げ保持するようにしてもよい。これにより揺動抑制板がタンク本体の底面に接した場合、予めスロープを取り付けなくても底面に沿って車輪を図１、図３、図７の左方向に転動させることができる。
【００４８】
また実施形態に係る揺動抑制板を吊下げ保持する伸縮ロッドおよび支持ロッドは、揺動抑制板の下端部に連結した構成で説明したが、これに限らず、揺動抑制板の上端部と離間した任意の側面上に連結する構成としてもよい。実施形態に係る伸縮ロッド及び支持ロッドはシリンダを用いてもよい。第２実施形態の固定手段は一例であり、ロッドの伸縮を制限できる作用を備えていれば、他の手段を用いてもよい。
【００４９】
さらに揺動抑制板を垂直方向に吊り下げ保持するために、第１実施形態ではストッパを用い、第２実施形態では固定手段を用いて説明したが、この他にも伸縮式のダンパーを用いてもよい。伸縮式のダンパーは、一般に速さの小さいゆっくりとした動きには抵抗とならないが、速さが増すと抵抗力が大きくなる性質を備えている。タンク内への液体の注入および引き抜きの際、液面および浮屋根の上下の動きは非常にゆっくりとした動きであるため、ダンパーがこの動きを阻害することはない。これに対し、地震時の揺動抑制板の周りに発生する急激な揺動によって液体の動きは速くなりダンパーが抵抗体となる。このため揺動抑制板は、浮屋根に対して垂直方向の姿勢を維持することができる。具体的に第１実施形態では、レール上あるいはその延長線上に伸縮式のダンパーを設置し、一端を支持ロッドの上端に、他端を浮屋根に固定することができる。また第２実施形態では、伸縮ロッドの代わりに伸縮式のダンパーとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係るタンク内液体の減揺装置の構成概略を示す図である。
【図２】浮屋根式タンクに設置する減揺装置の説明図である。
【図３】減揺装置の作動状態を示す説明図である。
【図４】浮屋根式タンクの流速分布を示す模式図である。
【図５】実施の形態に係る減揺装置の液面変位をシミュレーションした図である。
【図６】浮屋根式タンクの説明図である。
【図７】第２実施形態に係るタンク内液体の減揺装置の構成概略を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る角度保持機構の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０………浮屋根式タンク、１２………タンク本体、１４………液体、１６………液面、１８………浮屋根、２０………減揺装置、２２………揺動抑制板、２４………伸縮ロッド、２５………止め具、２７………車輪、２８………ヒンジ、３０………支持ロッド、３１………レール用車輪、３２………レール、３４………ストッパ、３５………スロープ、４０………減揺部材、５０………角度保持機構。
【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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