(57)【要約】【課題】導電体の切断を検出することができる浮き屋根式タンク用接地装置を提供する。【解決手段】リードスイッチ７２上にはフェライト磁石５４が自重で接している。導電体２３が切断すると、ぜんまいばねの付勢力によりドラムに巻き取られる。そのとき、ドラムに巻き取られる導電体２３の切断端部が、金属板５２、ひいてはフェライト磁石５４を跳ね上げて、リードスイッチ７２とフェライト磁石５４との距離をとるので、リードスイッチ７２の２つの接点部が開く。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮き屋根式タンクの容器本体と浮き屋根とを電気的に接続する長尺状の導電体と、
周方向に回転自在に支持され、前記導電体が巻き回されるドラムと、
前記ドラムの内周部内に設けられ、前記導電体を巻き取る方向に前記ドラムを付勢する付勢部材と、
前記導電体の切断を検出する検出部とを備えることを特徴とする浮き屋根式タンク用接地装置。
【請求項２】
前記検出部は、
リードスイッチと、
前記リードスイッチの接点部を磁力により閉じさせる磁石と、
を備え、
切断された前記導電体が前記付勢部材により巻き取られた際に当該導電体の切断部分が前記磁石を跳ね上げて前記リードスイッチと前記磁石との距離をとることにより前記接点部を開かせることを特徴とする請求項１に記載の浮き屋根式タンク用接地装置。
【請求項３】
前記磁石は、フェライト磁石であることを特徴とする請求項２に記載の浮き屋根式タンク用接地装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮き屋根式タンク用接地装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００８−２１３８８６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「液体１を貯蔵するタンク本体２と、そのタンク本体内の液面上に浮かべて配置される浮き屋根３と、その浮き屋根に設けられて液体のスロッシングを抑制するスロッシング抑制装置５とを備える。スロッシング抑制装置５は、液体１の液面に沿う形態で浮き屋根３の底部に配置される第１抑制材５１と、浮き屋根３から液体中に吊り下げる形態で配置される第２抑制材５２とを含み、第１抑制材５１及び第２抑制材５２は、液体１との相対移動によって液体のスロッシング抑制に必要な流体抵抗が生じる多孔材料により形成されている。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１には、浮き屋根式タンク（floating roof tank）が記載されている。しかし、浮き屋根式タンクは、浮き屋根とタンク本体の側壁との間に隙間が存在し、その電気的な接触は保証されない。そのため、この両者が接触していない場合に、この両者の間で静電気などにより火花が発生するおそれがある。そこで、浮き屋根の高さに応じて筺体からの引き出しや収納が自在の長尺状の導電体で浮き屋根とタンク本体とを電気的に接続することが考えられる。
【０００５】
しかし、浮き屋根は、タンク本体のオイルが減るのに応じて僅かずつ下がるとは限らず、タンク本体の側壁に引っ掛かった状態から突然外れて急激に下がることがある。また、地震の発生で大揺れすることもある。そのため、これらの事由により長尺状の導電体が切れてしまう場合があり、そのような事態を速やかに検知できるようにしたい。
そこで、本発明は、導電体の切断を検出することができる浮き屋根式タンク用接地装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一形態は、浮き屋根式タンクの容器本体と浮き屋根とを電気的に接続する長尺状の導電体と、導電体の切断を検出する検出部とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導電体の切断を検出することができる浮き屋根式タンク用接地装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の浮き屋根式タンクへの設置例を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の導電体の出入口部分の拡大縦断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の検出部の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の動作を説明する説明図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の動作を説明する説明図である。（ａ）はリードスイッチとフェライト磁石が接触した状態を示し、（ｂ）はリードスイッチとフェライト磁石が離間した状態を示している。
【図９】図９は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置の動作を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置のリードスイッチを用いた検出回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置１０の浮き屋根式タンク１００への設置例を示す説明図である。
【００１０】
まず、図１に示すように、原油などの液体を屋外で貯蔵する浮き屋根式タンク（floating roof tank）１００は、ポンツーン（pontoon）と呼ばれる浮き１０１が設けられた浮き屋根１０２を、容器本体１０３内に貯蔵する原油などの上に浮かべた構造であり、当該原油などの増減に伴って当該浮き屋根１０２が上下動する。
【００１１】
このような構成であるため、原油などが貯留されている例えば円筒型の容器本体１０３の側壁１０４と、その内部の原油などの上に浮いている浮き屋根１０２との間には隙間が存在し、この両者の間の電気的な接触は常に保証されているわけではない。そのため、静電気で浮き屋根１０２が帯電した場合、側壁１０４と浮き屋根１０２とが接触した際に、帯電した静電気の放電により火花が発生するおそれがある。また、浮き屋根に落雷が発生した際にも、雷サージにより、側壁１０４と浮き屋根１０２との間に火花放電が発生するおそれがある。
【００１２】
このような火花の発生を防止するためには、原油などの増減に伴う浮き屋根１０２の上下動に対応しつつ浮き屋根１０２と側壁１０４とを電気的に接続し、この両者を同電位に維持するための装置としての浮き屋根式タンク用接地装置１０が必要になる。
しかしながら、浮き屋根式タンク１００は屋外に設置されるものであるため、当該浮き屋根式タンク用接地装置１０は常に風雨にさらされ、雨水や様々な異物の付着による腐食などにより破損の危険に晒される。
【００１３】
特に、浮き屋根式タンク１００内の原油には、その産地によっては硫化水素を含むものが存在する。硫化水素（Ｈ２Ｓ）は比重１．１９０５で、空気よりも重い気体であり、硫化水素が水に溶けた水溶液（硫化水素酸）は硫化水素イオン（ＨＳ−）と水素イオン（Ｈ＋）とに電離して弱い酸性を示す。一方、浮き屋根式タンク１００は屋外に設置しているため、雨水に当該硫化水素は容易に溶け込み、硫化水素の水溶液を生じる。そして、浮き屋根式タンク用接地装置１０には、導電性を確保するために金属などを使用することになるため、当該浮き屋根式タンク１００は当該硫化水素の水溶液により腐食する危険にさらされるという不具合がある。
【００１４】
そこで、以下では、このような腐食などの劣化から保護されて長期にわたって使用することができる浮き屋根式タンク用接地装置１０について説明する。
図２は、本実施例にかかる浮き屋根式タンク用接地装置１０の側面図、図３は、同斜視図、図４は、同分解斜視図である。なお、図２、図３には、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向を図示している。Ｘ方向は浮き屋根式タンク用接地装置１０を図１のように設置した際の鉛直上下方向、Ｙ方向はＸ方向および図２の紙面に直交する方向、Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向に直交する方向である。
【００１５】
図２〜図４に示すように、浮き屋根式タンク用接地装置１０は、箱形の筺体１１を備えている。筺体１１は、図４に示すように、筺体１１ａと筺体１１ｂとからなる。筺体１１ｂの内壁面１２には、軸１３の一端部が固定され、この軸１３の他端側はＹ方向で図２の紙面手前側に延びている。軸１３には、一対のベアリング機構１４を介して、ドラム１５が周方向に正逆回転自在に取り付けられている。ドラム１５は、ベアリング機構１４に取り付けられている円板１６と、円板１６の外周に形成されているリール状の枠体１７とを備えている。円板１６と枠体１７とに囲まれたドラム１５の内周部１８は空間をなしている。
【００１６】
この内周部１８内には付勢部材となるぜんまいばね２１が設けられている。ドラム１５の円板１６の枠体１７近傍には、Ｙ方向で図２の紙面手前側に延びたピン２２が形成されている。ぜんまいばね２１の渦巻き形状の最外周の端部はピン２２に固定され、最内周の端部は軸１３に固定されている。ぜんまいばね２１が収納された内周部１８には、円形の蓋体２０（図４）が取り付けられている。符号２６はドラム１５などの軸抜け防止部材である。枠体１７のリール形状の部分には長尺状の導電体２３が巻き回されている。枠体１７のＺ方向の両端部の一方のＸ方向下方においては、導電体２３が筺体１１の内外を出入りするための出入口２４が筺体１１（に取り付けられた出入口板２８）に形成されている。これにより、ぜんまいばね２１は、ドラム１５の枠体１７で導電体２３を巻き取る方向に、ドラム１５を付勢する。
【００１７】
導電体２３の出入口２４からの引き出し側の先端部分２５には、当該先端部分２５を浮き屋根式タンク１００の浮き屋根１０２の上部１０５（図１）に接続するための接続部材３１が設けられている。また、筺体１１の外壁面１９には、浮き屋根式タンク用接地装置１０を浮き屋根式タンク１００の側壁１０４（図１）に固定するための固定部材３２が設けられている。
【００１８】
ドラム１５は金属製で、ベアリング機構１４を介して金属製（ＳＵＳ３０４などのステンレス板材等）の筐体１１と電気的に接続されている。一方、ぜんまいばね２１も、ばね鋼、あるいはステンレス鋼材などの金属製であり、ドラム１５とピン２２に電気的に接続されている。そのため、導電体２３の先端部分２５（接続部材３１）から筺体１１（固定部材３２）までは、導体で形成された各部材が接続された電気的な経路を形成する。そのため、接続部材３１を浮き屋根１０２に接続し、固定部材３２を浮き屋根式タンク１００の側壁１０４に固定すれば、浮き屋根１０２と側壁１０４とは、筺体１１から引き出された導電体２３を介して電気的に接続される。
【００１９】
また、ドラム１５、ドラム１５を支持するベアリング機構１４、および筐体１１の電気的な接続経路と、ドラム１５、ピン２２、ぜんまいばね２１を経由し、ピン２２で筐体１１に電気的に接続される経路とは、電気的に並列に接続されている。これは、電気抵抗の低減と、接触不良により一時的に接続が不安定になる場合の接続経路の冗長性に寄与する。
よって、浮き屋根式タンク用接地装置１０によって浮き屋根１０２と側壁１０４とは電気的に接続され、両者は同電位に維持される。そのため、浮き屋根１０２と側壁１０４との間に前記の静電気や雷サージなどに起因する火花が発生することを防止することができる。
【００２０】
しかも、容器本体１０３内の原油などが減少して浮き屋根１０２の位置が低下すれば、浮き屋根１０２の自重によりぜんまいばね２１の付勢力に抗して導電体２３が筺体１１から引き出される。また、容器本体１０３内の原油などが増加して浮き屋根１０２の位置が上昇すれば、ぜんまいばね２１の付勢力によりドラム１５が導電体２３を巻き取る。よって、浮き屋根１０２の高さの変動に対応して、筺体１１から引き出される導電体２３の長さが変動するので、浮き屋根１０２の高さの変動に関わらず、浮き屋根１０２と側壁１０４とは常に導電体２３が直線状に張られた最短距離の状態で電気的に接続されている。
図２〜図４に示すように、ぜんまいばね２１は、円板１６と枠体１７と蓋体２０とに囲まれ、密閉されたドラム１５の内周部１８内に設けられている。そのうえで、ドラム１５の周囲は、全体が筐体１１で覆われ、出入口２４を除いて、ほぼ密閉されている。
【００２１】
このように、ぜんまいばね２１は、円板１６、枠体１７、蓋体２０に囲まれたドラム１５の内周部１８内に収納されてドラム１５に保護され、さらに、その外側を筐体１１で覆われて二重に保護されている。よって、ぜんまいばね２１は、外部の雨水や異物の侵入から保護され、硫化水素の水溶液などによる腐食などの劣化から保護されて長期にわたって使用することができる。
【００２２】
図５は、出入口２４部分の拡大縦断面図である。図４、図５に示すように、筐体１１の下部面４１側の出入口２４部分には、導電体２３を挟み込む一対の異物除去部材となるガイド板４２が設けられている。各ガイド板４２は、ドラム１５により巻き取られる導電体２３の両面にそれぞれ突き当った状態で接していて、当該導電体２３の表面上の異物を除去する。これにより、ドラム１５が導電体２３を巻き取る際に、ガイド板４２が導電体２３に付着した雨水を水切りし、異物が筐体１１内に侵入しないように除去する。ガイド板４２の材質としては、摩擦が小さく耐摩耗性の優れたフッ素樹脂や、安価なポリアセタール樹脂などが好適である。出入口２４は、スリット状の当該出入口２４が形成された出入口板２８に形成されていて、この出入口板２８は筺体１１の下部面４１に形成された矩形状の出入口部４６にボルト留めされている。そして、出入口板２８に一対のガイド板４２がそれぞれボルト留めされている。
【００２３】
なお、この場合にボルト留めするボルト穴は長穴になっており、樹脂のガイド板４２が磨耗した場合には、ガイド板４２の間隔を調整することができる。このため、磨耗により一対のガイド板４２間の間隔が広がり、水切りや異物除去が阻害されることはない。
このように、ガイド板４２は、筐体１１内に雨水や異物が侵入するのを防止するので、筐体内のドラム１５やぜんまいばね２１などの各部材を硫化水素の水溶液などによる腐食などの劣化から保護し、長期にわたって使用することを可能とする。
【００２４】
ところで、浮き屋根１０２は、容器本体１０３の原油などが減るのに応じて僅かずつ下がるとは限らず、容器本体１０３の側壁１０４に引っ掛かった状態から突然外れて急激に下がることがある。また、地震の発生で大揺れすることもある。そのため、これらの事由により長尺状の導電体２３が切れてしまう場合があり、そのような事態を速やかに検知できるようにしたい。そのため、本実施例では、図２〜図４に示すように、検出部５１を設けている。以下では、検出部５１について詳細に説明する。
【００２５】
この検出部５１は、図２〜図４に示すように、ドラム１５の上部に位置するように、筺体１１内に設けられている。
図６は、検出部５１の斜視図である。検出部５１は、非磁性体で耐腐食性のある、一例をあげればＳＵＳ３０４などで構成され、Ｌ字状に折り曲げられた金属板５２の先端部５３に、フェライト磁石５４を取り付けてなる、検出体５５を備えている。ブラケット６１は、中央部６２が凸状に折り曲げられていて、両端６３が筺体１１ｂの内壁面１２（図２〜図４）に取り付けられる。検出体５５の基端部５６は、ブラケット６１の中央部６２の凸状に折り曲げられている部分に差し込まれていて、基端部５６から張り出した張出部５７により抜け止めされている。ブラケット６１の中央部６２への検出体５５の基端部５６の差し込みには十分な遊びがあり、もって、金属板５２の先端部５３はある程度上下に可動することができる。
【００２６】
また、筺体１１ｂ（図４）には、耐腐食性、非磁性の金属であるＳＵＳ３０４などで構成された台座７１（図６）が固定されている。台座７１上にはリードスイッチ７２の本体７３が接着剤等で固定されている。リードスイッチ７２の強磁性体リードは信号線７４に半田付けされている（符号７５は半田付け接続部を示す）。そして、リードスイッチ７２の本体７３の上方には、金属板５２の先端部５３のフェライト磁石５４が位置しており、通常は検出体５５が下側に傾き、フェライト磁石５４は、自重によりリードスイッチ７２の本体７３の上に接している。
検出体５５の下方では、ドラム１５に巻き回された導電体２３が、その長手方向が金属板５２の長手方向と略直交するように位置している。
【００２７】
なお、リードスイッチ７２を信号線７４との半田付け接続部７５も含め、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などでモールドし、あるいは、塗料の塗布あるいは浸漬などでコーティングすることで、水分の浸入や腐食性雰囲気の遮断を図ることができる。
また、金属板５２は、アルマイト加工したアルミニウム、燐青銅の薄板、樹脂材料、針金状のものなどを使用して、軽量化を図ることもできる。
【００２８】
次に、検出部５１の動作について説明する。上記の構成で、図１のように設置されている浮き屋根式タンク用接地装置１０において、導電体２３が途中で切断してしまうと、ぜんまいばね２１の付勢力によりドラム１５が導電体２３を巻き取ることになる。この際に、図７に示すように、導電体２３の切断された先端部（切断部分）２３ａは、ドラム１５に巻き回された導電体２３よりも弾性力により浮き上がっており、当該切断部分２３ａが検出部５１の下を通過する際に、金属板５２、ひいてはフェライト磁石５４を一瞬跳ね上げて（図６の矢印ａの方向）リードスイッチ７２とフェライト磁石５４との距離をとる。
【００２９】
前記のように検出体５５が下側に傾き、フェライト磁石５４が自重によりリードスイッチ７２の本体７３の上に接している状態では、図８（ａ）に示すように、リードスイッチ７２の本体７３のガラス管７３ａ内の２つの接点部７３ｂは閉じている。これは、周知のとおり、リードスイッチ７２の本体７３に接しているフェライト磁石５４が信号線７４の軸方向に磁界を加えることで、信号線７４が磁化されて、２つの接点部７３ｂが閉じるものである。
【００３０】
しかし、前記のように、切断部分２３ａが検出部５１の下を通過する際に、金属板５２、ひいてはフェライト磁石５４を跳ね上げて、図８（ｂ）に示すように、リードスイッチ７２とフェライト磁石５４との距離をとると、２つの接点部７３ｂが開く。このように、リードスイッチ７２が開くことにより、導電体２３の切断を検出することができる。
なお、図９に示すように、切断部分２３ａがカールしている場合であっても、金属板５２、ひいてはフェライト磁石５４を跳ね上げてリードスイッチ７２とフェライト磁石５４との距離をとることができる。
【００３１】
図１０は、リードスイッチ７２を用いた検出回路の回路図である。電源８１には、直列に接続されたリードスイッチ７２、リレー接点８２ａ、及び、リレー本体８２ｂが接続されている。また、リレー接点８２ａに並列接続されてセットスイッチ８３が接続されている。さらに、電源８１には、直列に接続されたランプ８４及びリレー接点８２ｃが接続されている。
【００３２】
前記のとおり、通常はリードスイッチ７２が閉じているので、セットスイッチ８３をＯＮにすれば、リレー本体８２ｂが動作して、リレー接点８２ａ，８２ｃを閉じ、このリレー接点８２ａ，８２ｃを閉じた状態を自己保持する。このとき、ランプ８４は点灯している。しかし、導電体２３の切断により切断部分２３ａが金属板５２、ひいてはフェライト磁石５４を一瞬跳ね上げると、リードスイッチ７２が開いてリレー本体８２ｂへの通電が遮断され、リレー接点８２ａ，８２ｃの閉じた状態の自己保持は解除される。これにより、ランプ８４が消灯するので、導電体２３の切断の事実を周囲に報知することができる。
なお、浮き屋根式タンク用接地装置１０は、１基の浮き屋根式タンク１００に４〜６個程度を図１のようにして設置するのが望ましい。また、図１０の回路のリードスイッチ７２以外の回路要素は、腐食性ガスなどの影響のない位置に設置し、ランプ８４は地上に設置して、容易に異常の点検ができるようにすることが望ましい。
【００３３】
以上説明した本実施例の浮き屋根式タンク用接地装置１０によれば、図１の状態に設置されている際に導電体２３が切断されても、検出部５１により、その切断の事実を検知することができる。
また、検出部５１には導電体２３の切断の検出用のスイッチとしてリードスイッチ７２を用いている。リードスイッチ７２は不活性ガスを封入したガラス管７３ａの中に２つの接点部７３ｂを封入しているので、前記の硫化水素等によっても腐食しにくい。また、可燃性ガス環境下でも引火爆発を誘発する危険性がない。
さらに、検出部５１には磁石としてフェライト磁石５４を用いているので、前記の硫化水素等によっても腐食しにくい。
【００３４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３５】
１０    浮き屋根式タンク用接地装置
１５    ドラム
２１    ぜんまいばね（付勢部材）
２３    導電体
２３ａ  切断部分
５１    検出部
５４    フェライト磁石（磁石）
７２    リードスイッチ
１００  浮き屋根式タンク
１０２  浮き屋根
１０３  容器本体
【図１】
2016043957.tif 000003
【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】
2016043957.tif 000010
【図９】
2016043957.tif 000011
【図１０】
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