(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵するタンクの貯蔵液体上方の気層部に、その気層部を上下に仕切る如く横断展開させた横隔膜を張設した横隔膜タンクであって、該横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部内を通ってタンク外部に至る排出管を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通していることを特徴とする横隔膜タンクの結露水排出構造。
【請求項２】
腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵するタンクの貯蔵液体上方の気層部に、その気層部を上下に仕切る如く横断展開させた横隔膜を張設した横隔膜タンクであって、該横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部に通じる逆流防止構造の排出弁を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通していることを特徴とする横隔膜タンクの結露水排出構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵するタンクの気層部を上下に仕切る如く張設した横隔膜の上部に滞留する結露水を排出する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
腐食性ガスを溶存した液体、例えば滅菌用塩素ガスを溶存した上水道水などの液体を貯蔵する鋼製或いはコンクリート製のタンクに、タンク内の貯蔵液体上方の気層部を上下に仕切る如く横断展開させた横隔膜を張設した横隔膜タンクに関する発明には、本出願人に係る特願平１１−１１３１４５号の発明及び特願平１１−１１３１４８号の発明がある。
【０００３】
従来技術の事例として、本出願人に係る特願平１１−１１３１４５号の横隔膜タンクを例にして図５を参照しながら詳述する。図５のように、横隔膜タンクは、平面円形の底壁２１と、その周縁近傍部に立設する円筒形の側壁２２と、その上部を覆うドーム形状の屋根２３と、その下方内部を上下に仕切る如く張設した横隔膜２９とから形成されている。この横隔膜タンクの横隔膜２９は、その周縁をタンク側壁２２内面の取付部２８に固着して懸垂線曲線のカテナリー状に張設され、貯蔵液体２６上方の気層部２７を、上部気層部２７Ａと下部気層部２７Ｂとに仕切っている。
【０００４】
このように、気層部２７を横隔膜２９で仕切って、貯蔵液体２６からの腐食性ガス及び蒸気が上部気層部２７Ａに侵入しないようにして、屋根２３及び側壁２２の内面が腐食性ガス及び蒸気によって腐食されないようにしている。また、上部気層部２７Ａには、屋根２３からタンク外部の大気に通じる上部空気抜き３０Ａを設け、下部気層部２７Ｂには側壁２２からタンク外部の大気に通じる下部空気抜き３０Ｂを設け、上下気層部２７Ａ，Ｂ内の圧力差によって横隔膜２９に荷重が加わらないように配慮されている。なお、２４は屋根２３を支える形鋼材などよりなる屋根骨、２５はその上部を被覆する鋼板材よりなる屋根板である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すような従来の横隔膜タンクにおいては、大気中に含まれる水分が上部空気抜き３０Ａから上部気層部２７Ａ内へ侵入し、屋根２３及び側壁２２の内壁面と横隔膜２９の上面で冷却され凝縮して集まり、結露水３１となって横隔膜２９の凹部上面に滞留するおそれがあった。このように、上部気層部２７Ａ内の横隔膜２９凹部上面に滞留した結露水３１は、気密な横隔膜２９に遮られていて排出先がないために、長期間のうちには大量になり、横隔膜２９及びその取付部２８に係る荷重を増加して、膜材及びその取付部材などを劣化損傷させる心配があった。
【０００６】
なお、上記図５に示す横隔膜２９は、懸垂線曲線のカテナリー状に張設した場合を示して説明したが、本出願人に係る特願平１１−１１３１４８号の可撓横隔膜タンクのように、横隔膜の適所をタンク屋根に支持した可撓膜の場合（図示せず）には、その支持箇所相互の間に生ずる凹部、最下部位置にも、上記と同様に結露水が滞留するおそれがあった。
【０００７】
この発明は、上述の従来技術が有する課題に鑑みてなされたもので、横隔膜の凹部上面に滞留する結露水を、タンクの外部又は横隔膜の下部へ排出する横隔膜タンクの結露水排出構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造は、腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵するタンクの貯蔵液体上方の気層部に、その気層部を上下に仕切る如く横断展開させた横隔膜を張設した横隔膜タンクであって、該横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部内を通ってタンク外部に至る排出管を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通し、横隔膜の上部気層部に生ずる結露水を開口部からピットに集めて排出管によってタンク外部へ排出するように形成したものである。
【０００９】
また、この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造は、腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵するタンクの貯蔵液体上方の気層部に、その気層部を上下に仕切る如く横断展開させた横隔膜を張設した横隔膜タンクであって、該横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部に通じる逆流防止構造の排出弁を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通し、横隔膜の上部気層部に生ずる結露水を開口部からピットに集めて排出弁から下部気層部へ排出するように形成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４に基づいて、この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造の実施形態例について説明する。
【００１１】
図１乃至図２に示すように、横隔膜タンクのタンク本体は、薄板鋼板を配列し溶接結合した円形平板材で底壁１を形成し、この底壁１の外周縁近傍部に鋼製円筒形の側壁２を立設結合し、その側壁２の上端部に形鋼材等で形成してアーチ状に架設した鋼製屋根骨４と、その屋根骨４の上に張設した鋼板製屋根板５とからドーム形状の屋根３を設け、このタンク内の貯蔵液体６の最高液面上方に形成される気層部７に、その気層部７を上下に仕切る如く横断展開させ、かつ側壁２の内面に固着した取付部８に周縁を結合してカテナリー状に張設した横隔膜９を形成している。
【００１２】
上記横隔膜９で仕切られた気層部７の上部気層部７Ａは、屋根３を貫通して設けた上部空気抜き１０Ａによって外部大気と連通している。また、横隔膜９で仕切られた気層部７の下部気層部７Ｂは、側壁２を貫通して設けた下部空気抜き１０Ｂによって外部大気と連通している。
【００１３】
上記横隔膜タンクの構成部材について詳述する。タンク内の気層部７を上下に仕切るように設ける横隔膜９は、気密で強靭、かつ高耐食性を備えたシート体、例えば金属製のシート体、或いは塩化ビニール樹脂等の合成樹脂材で形成した合成樹脂膜材、若しくはポリエステル繊維やガラス繊維等の繊維に塩化ビニール樹脂等の合成樹脂をコーティングした布膜材のシート体などを用いる。
【００１４】
また、タンク本体部のうち、上水道水などの貯蔵液体６と直接接触する部分、つまり貯蔵液体６の最高液面より下方の側壁２及び底壁１は、耐食鋼のステンレス鋼板などを使用し、上記横隔膜９によって仕切られ、上水道水などの貯蔵液体６から遊離した塩素ガスなどの腐食性ガスが直接接触する下部気層部７Ｂの部分、つまり貯蔵液体６の最高液面より上方で横隔膜９が結合されている側壁２の取付部８より下方の間における側壁２は、さらに耐食性に優れた高耐食鋼のステンレス鋼板などを使用している。
【００１５】
そして、上記横隔膜９によって仕切られ、上水道水などの貯蔵液体６から遊離した塩素ガスなどの腐食性ガスが接触しない上部気層部７Ａの部分、つまり横隔膜９の側壁２への取付部８より上方の側壁２及び屋根３の部分には、一般的かつ経済的な普通鋼材や耐候用鋼材などを使用している。
【００１６】
図１乃至図２に示す横隔膜タンクでは、上記横隔膜９によって仕切られた上部気層部７Ａ内へ上部空気抜き１０Ａから侵入する大気中の水分は、上部気層部７Ａ内で露点以下になって凝縮し、結露水３１となって横隔膜９の最下部に位置する凹部上面に集まって滞留してしまう。そこで、この滞留する結露水３１によって、膜体やその取付部などに劣化損傷を生じることがないように、横隔膜９の最下部に位置する凹部に、以下詳述する結露水排出構造を設けて、滞留する結露水３１をタンクの外部又は横隔膜９の下部へと排出除去する。
【００１７】
図１はこの発明に係る結露水排出構造の実施形態例を示すもので、横隔膜９の最下部に位置する凹部に貫通して設けた開口部１１と、開口部１１の下部に連結して設けたピット１２と、ピット１２の底部から下部気層部７Ｂ内を通ってタンク側壁２外部に至り、結露水３１をタンク外部へ排出するように設けた排出管１３とから形成する。この排出管１３には、特別な弁体などを取付ける必要はなく、例えば、硬質塩化ビニル管、ポリエチレン管などの耐食性を有する軽量な管材を使用する。
【００１８】
図１に示す結露水排出構造では、上部気層部７Ａ内で凝縮した結露水３１は、横隔膜９の最下部の凹部に設けた開口部１１から上記ピット１２内に入って集まり、排出管１３によってタンク外部へドレイン水として排出される。このように結露水３１は、排出管１３によってタンク外部へ排出されるので、上水道水などの貯蔵液体６が結露水３１の混入によって汚染されることはない。この排出管１３は、貯蔵液体６内を通過していないので、貯蔵液体６が排出管１３の通過によって汚れることなく、また貯蔵液体６が排出管１３内へ侵入することもないので結露水３１との混合の心配も生じない。そして、この排出管１３は、下部気層部７Ｂ内を通っていて保温効果も受けるため、凍結の心配がなく、さらに下部気層部７Ｂの側壁２に点検用の覗き窓を設けておくと、この覗き窓から排出管１３の点検が容易にでき、またこの覗き窓から排出管１３を引き出すなどしてメインテナンスをすることも可能となる。
【００１９】
図２は、この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造の他の実施形態例である。この結露水排出構造は、横隔膜９によって仕切られた上方の上部気層部７Ａ内で凝縮した結露水３１が滞留する最下部に位置する凹部に、横隔膜９を貫通する開口部１１と、開口部１１の下方に連結するピット１２を設けるとともに、このピット１２の底部に、下部気層部７Ｂへ直接、最短距離で排出する逆流防止構造の排出弁１４を設けたものである。
【００２０】
図２に示す結露水排出構造では、上部気層部７Ａ内で凝縮した結露水３１は、横隔膜９の最下部位置の凹部に設けた開口部１１から上記ピット１２内に入って集まり、排出弁１４から直下の下部気層部７Ｂへ排出され、貯蔵液体６へ混入される。この排出弁１４は、上記結露水３１を下方に向かって自由に流し、その逆方向には流さない形式の逆流防止構造にして、下部気層部７Ｂ内に含まれる腐食性ガスが、横隔膜９の上方の上部気層部７Ａ内へ逆流しないようにする。なお、この結露水排出構造は、貯蔵液体６内へ結露水３１が混入しても支障のない液体、例えば、農薬や防虫剤などの腐食性ガスを含有する農業用水などの貯蔵液体６を貯蔵するファームポンド等に適する。
【００２１】
図３に基づいて、図１に示す結露水排出構造の具体的な構造について説明する。開口部１１は、円形又は多角形の貫通口でその周縁を縁取りなどして補強し、その下部にピット１２を固着する。このピット１２は、例えば、繊維強化プラスチック等の合成樹脂材、ステンレス鋼材などを用いて函体状に形成するか、或いは、膜体と同質材、例えば、金属製、塩化ビニル樹脂製などのシート体、又はポリエルテル繊維などに塩化ビニル樹脂をコーティングした布膜材等を用いて有底筒状に形成する。このピット１２の底部に管入口１６を設け、この管入口１６からなだらかに下降する勾配で下部気層部７Ｂを通ってタンク外部に至る排出管１３を配設する。
【００２２】
この排出管１３は、例えば、硬質塩化ビニル、ポリエチレンなどの合成樹脂材、或いは、ライニング鋼材、ステンレス鋼材などの耐食性を有する硬質管を使用し、その適所を横隔膜９下面から支持材１５で吊り支持する。さらにその硬質管の適所に、フレキシブル管、或いは他の構造の可撓管などを設けると、排出管１３の動きを拘束することなく変位荷重に対応でき耐久性が向上する。上記支持材１５は、横隔膜９下面に、例えば、平帯のタブを溶着や縫付けで接合し、排出管１３に、例えば、平帯のリングを巻着し、タブとリングとの間にロープや帯などの可撓性を備えた連結部材を懸渡して吊り支持するように形成する。
【００２３】
このように支持材１５によって吊り支持した排出管１３は、貯蔵液体６内を通過していないので、貯蔵液体６から受ける浮力や液圧などの荷重変動を生ずることがないため、ピット１２底部の取付部などへ大きな負荷を与えず損傷などを生じさせることがない。また、貯蔵液体６の出し入れなどによって横隔膜９が上下移動した場合にも、上記可撓性を備えた連結部材で吊り支持された排出管１３は、変位に対して容易に追従することができる。
【００２４】
上記のように形成した結露水排出構造では、ピット１２内へ集まった結露水３１は、管入口１６から排出管１３内を重力によって自然に流下し、ドレイン水としてタンク外部へ排出除去される。よって、結露水３１がタンク内の貯蔵液体６に混入することはないので、結露水３１の混入が好ましくない上水道水などの貯蔵液体６を貯蔵する貯槽に適した構造となる。
【００２５】
なお、横隔膜９上部の上部気層部７Ａ内の乾燥状態をさらに良好に維持する場合、或いはさらに腐食されないガス環境に保持する場合などには、上記排出管１３の出口に、乾燥空気や不活性ガスなどを供給する装置（図示省略）を接続し、上部気層部７Ａ内へ乾燥空気や不活性ガスなどを導入すれば、結露水を揮散させたり結露水の発生を未然に防止したりすることも可能となる。
【００２６】
図４に基づいて、図２に示す結露水排出構造について詳述する。横隔膜９の開口部１１の下部に連結したピット１２の底部を開口してフロートチェッキバルブ状の排出弁１４を取付ける。この排出弁１４は、結露水３１によって浮上するフロート１７と、このフロート１７を遊嵌状に収容する筒体状のフロート室１９と、フロート室１９上部のピット１２に開口する弁入口１８と、フロート室１９下部の下部気層部に開口しフロート１７によって開閉される弁出口２０とから形成する。なお、弁出口２０の下部に、略垂直な短管を接続し（図示省略）、貯蔵液体の水面近傍まで延出するように形成してもよい。
【００２７】
上記フロート１７は、ステンレス材、ゴム材などを用いて水に浮かぶ球体に形成し、上記フロート室１９の内部で結露水３１から浮力を受けて浮上し、かつ結露水３１がないときにはフロート１７の自重で降下して、フロート室１９下部の弁出口２０をフロート１７によって開閉するように形成する。フロート室１９の弁出口２０上端縁には、周縁円形のフランジに合成ゴムなどのパッキンを設けて形成し、フロート１７の自重による押圧力で上記パッキンに密接してシールされるように形成する。また、フロート室１９上部の弁入口１８は、フロート１７が抜け出ない寸法の円形又は多角形状に開口し、粗大なゴミ等がフロート室１９内へ入らないように金網などを設けて形成する。なお、フロート１７の形状を、その中心下部に棒状のガイドを垂直に設けた形状とし、そのガイドを弁出口２０内に延出して設置すれば、フロート１７が浮上した際にフロート室１９から離れ去るのが抑制され、かつ結露水３１が流出した後にフロート１７は弁出口２０の位置に戻り易くなる。
【００２８】
上記の結露水排出構造では、横隔膜９上の結露水３１はピット１２内に集まり、その下部のフロート室１９内に滞留しフロート１７を浮力によって浮上させ、フロート１７の浮上で弁出口２０を開口させるため、結露水３１は横隔膜９の下方の下部気層部７Ｂ内へ排出され貯蔵液体内に混合される。そして、結露水３１が排出された後の弁出口２０はフロート１７の自重によって閉塞される。このように、フロート１７の自重によって弁出口２０が閉ざされるので、下部気層部７Ｂの腐食性ガスは上部気層部７Ａ内へ逆流することはない。
【００２９】
なお、図１乃至図２に示す実施形態例は、横隔膜９を懸垂線曲線のカテナリー状に張設した場合について説明したが、横隔膜の適所をタンク屋根に吊り下げ支持した可撓膜体の場合（図示せず）には、その支持された箇所の相互間に生ずる複数箇所の最下部に位置する凹部、結露水が集まり易い位置に、前記と同様の結露水排出構造、例えば図４に例示するような簡単な構造の排出弁を適数個設けて、可撓膜体の複数箇所の凹部上面に滞留する結露水を、各位置から下部気層部へ排出し貯蔵液体内へ混合するように形成する。或いは、上記横隔膜の複数箇所の凹部を開口して下部に各導管を接続し、この各導管を横隔膜の最下部位置に設けたピットに集め、このピットに前記と同様の結露水排出構造、例えば図３に例示するようなタンク外部へ至る排出管を設け、可撓膜体の複数箇所の凹部上面に滞留する結露水を一箇所に集めた後にタンク外部へ排出するように形成する。
【００３０】
また、図示の実施形態例はドーム屋根型鋼製円筒形の横隔膜タンクの事例で、図１は上水道水など、図２は農業用水などの貯蔵液体６を貯蔵する横隔膜タンクに適した結露水排出構造であるが、貯蔵物が希硫酸などの他の腐食性ガスを溶存した液体を貯蔵する横隔膜タンクにおいても同様の結露水排出構造を適用することができる。また、屋根形状が円錐形状などをした横隔膜タンク、或いは構成部材の少なくとも一部がコンクリート構造などの他の構成材で形成した横隔膜タンク等においても、上記と同様の結露水排出構造を適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
叙述の説明で明らかなように、貯蔵液体上方の気層部を上下に仕切る如く張設した横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部内を通ってタンク外部に至る排出管を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通して形成した横隔膜タンクの結露水排出構造は、上記横隔膜によって仕切られた上部気層部内へ上部空気抜きから侵入する大気中の水分が上部気層部内で露点以下になって凝縮して生ずる結露水を自然流下によって簡単にタンクの外部へと排出除去することができる。よって、懸架された横隔膜の損傷を防ぐことができるとともに、タンク内の上部気層部は、結露水が除去されて乾燥状態が良好に保持されるので、屋根及び側壁内壁面の腐食発生を防止できる。
【００３２】
また、結露水はタンク外部へ排出されタンク内の貯蔵液体内へ混入することがないので、貯蔵液体が結露水によって汚染されることがなく良好な品質を維持することができる。また、上記排出管は貯蔵液体に浸っていないので、貯蔵液体の出し入れによって排出管に荷重変動が生じることがないため、排出管の取付部や支持部などを損傷させる心配もない。
【００３３】
また、貯蔵液体上方の気層部を上下に仕切る如く張設した横隔膜の最下部に位置する凹部を貫通する開口部と、該開口部の下端に連結するピットを設けるとともに、該ピットから下部気層部に通じる逆流防止構造の排出弁を設け、上部気層部は、屋根を貫通して設けた上部空気抜きによって外部大気と連通して形成した横隔膜タンクの結露水排出構造にあっては、上記横隔膜によって仕切られた上部気層部内へ上部空気抜きから侵入する大気中の水分が上部気層部内で露点以下になって凝縮して生ずる結露水は、排出弁から下部気層部へ直接、かつ貯蔵液体内に最短距離で排出されるため、応答性良く簡単容易に結露水を排出除去することができる。このようにタンク内の上部気層部内は、結露水が除去されて乾燥状態が保持され、また下部気層部内の腐食性ガスの逆流もないので、屋根及び側壁内壁面に腐食が発生することがない。
【００３４】
また、結露水は上記ピット内に大量に溜ることなく、上記排出弁から直ちに下方に排出され、この排出弁も簡単な構造で軽量であるため、横隔膜及びその取付部に係る荷重負担は少なく、膜材及びその取付部材などを劣化損傷させる心配がない。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造の実施形態例を示す一部を欠除した側断面説明図である。
【図２】  この発明に係る横隔膜タンクの結露水排出構造の他の実施形態例を示す一部を欠除した側断面説明図である。
【図３】  図１の結露水排出構造を拡大して示す一部を欠除した側断面説明図である。
【図４】  図２の結露水排出構造を拡大して示す一部を欠除した側断面説明図である。
【図５】  従来の横隔膜タンクの一事例を示す側断面説明図である。
【符号の説明】
１  底壁                ２  側壁                ３  屋根
４  屋根骨              ５  屋根板              ６  貯蔵液体
７  気層部              ７Ａ  上部気層部        ７Ｂ  下部気層部
８  取付部              ９  横隔膜
１０Ａ  上部空気抜き    １０Ｂ  下部空気抜き
１１  開口部            １２  ピット            １３  排出管
１４  排出弁            １５  支持材            １６  管入口
１７  フロート          １８  弁入口            １９  フロート室
２０  弁出口
２１  底壁              ２２  側壁              ２３  屋根
２４  屋根骨            ２５  屋根板            ２６  貯蔵液体
２７  気層部            ２７Ａ  上部気層部      ２７Ｂ  下部気層部
２８  取付部            ２９  横隔膜
３０Ａ  上部空気抜き    ３０Ｂ  下部空気抜き
３１  結露水
【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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