(57)【要約】本発明は、貯蔵タンク設計分野に関するものであり、軽質製品用貯蔵タンク、好ましくは、ガソリン貯蔵用のタンクの構築に使用され得る。請求された石油製品貯蔵用タンクは、本体、ルーフ及び同じ形状を有した回転体の形態の複数の浮遊要素からなる浮遊保護カバーから構成される。タンク内における保護カバーの浮遊要素のうち、一部は液体の表面の下に配置し、一部はタンクのガス空間内に配置することになる。提案された発明のユニークな特徴は、互いのサイズの差が５％以下で形成された浮遊要素である。そして、浮遊保護カバーを構成する浮遊要素は、それらの幾何学的中心から浮遊中心がオフセットされる。保護カバーのすべての要素は、非スパーキング性金属で製造される。本発明の技術的な結果は、液体の蒸発速度及び蒸気濃度を減少させ、燃焼過程を抑制し、浮遊要素間の火花放電と静電気蓄積の可能性を防止するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体、シェル及び多数の浮遊要素からなる浮遊保護コーティング膜から構成され、浮遊要素は、同じ形状の回転体に製造され、前記タンク内で浮遊要素のうち、一部は液体表面の下に配置し、一部は前記タンクのガス空間内に配置する、石油製品貯蔵タンクにおいて、
浮遊要素は、互いのサイズの差が５％以下であり、それらの幾何学的中心から浮遊中心がオフセットされ、前記保護コーティング膜のすべての要素は、非スパーキング性金属で製造されることを特徴とする、石油製品貯蔵タンク。
【請求項２】
前記ガス空間内に配置された浮遊要素は、４つ以下の層を形成することを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記液体内に配置された浮遊要素などは、１．５個以上の層を形成することを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
【請求項４】
タンクの上部には、浮遊要素の直径よりも小さいセルを有したグリッドが設置されることを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
【請求項５】
液体排出−注入レベルの上にあるタンクの下部には、浮遊要素の直径よりも小さいセルを有したグリッドが設置されることを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
【請求項６】
更に、タンクの上部に内部カラーが設けられることを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
【請求項７】
回転体で製造された請求項１に記載のタンクのための浮遊要素であって、
前記浮遊要素がアルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されるという点から差別化される、浮遊要素。
【請求項８】
前記浮遊要素は、酸化アルミニウムまたはステンレス鋼からなるセラミックスコーティング膜で製造されることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊要素。
【請求項９】
前記回転体の最大直径対その壁体厚さの比率が、少なくとも５０であることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊要素。
【請求項１０】
前記浮遊要素は、１０ｍｍ以上の最小直径を有するように製造されることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊要素。
【請求項１１】
前記浮遊要素は、６０ｍｍ以下の最大直径を有するように製造されることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊要素。
【請求項１２】
前記浮遊要素は、長球体、楕円体または卵形の形態であることを特徴とする、請求項３に記載の浮遊要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク構築に関し、軽質石油製品用貯蔵タンク、好ましくは、ガソリン貯蔵用の貯蔵タンクの構築に使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
浮遊式カバーまたはポンツーン(pontoon)を備えず石油製品を貯蔵するために現在運転されている石油製品貯蔵タンクでは、液体表面上で石油製品の集中的な蒸発が起こり、タンクのガス空間内に爆発性及び引火性の蒸気混合物を形成するようになる。現代の避雷システムを使用しても、タンクに落ちる稲妻を避けることはできない。石油製品で満たされた任意のタンクに稲妻が落ちると、爆発と火災が起こり、莫大な損失をもたらすだけでなく、人々の負傷と死亡ももたらす。
【０００３】
円形ポンツーン、放射状及び円形浮遊体、またはリング形ポンツーン及びポイント浮遊体を有するシングル−ディスク浮遊カバーの製造方法が公知されており、ここで、浮遊カバーの中央部は、個別シート、リング形ポンツーン、放射状ブイ、リング形ブイが気密式でシールされたユニット（区画）、プロファイルまたはボックスガーダー、底のないボックスのような個別要素としてそれぞれ提供される。放射状、円形、ポイント浮遊体などは、全体カバー領域の全体にわたって均一に配置されている。［ＲＵ２２００１２０、Ｂ６５Ｄ８８／３４、１０．０３．２００３；ＧＢ１１９１４６１Ａ、Ｂ６５Ｄ８８／３４、１３．０５．１９７０、ＲＵ２１２７２１６  Ｃ１、Ｂ６５Ｄ８８／３４、１０．０３．１９９９、ＲＵ２１６３５５９  Ｃ１、Ｂ６５Ｄ８８／３４、２７．０２．２００１］。下部のラックには、フレーム及び浮遊カバーポンツーンなどが集まっている。中央部分のフレーム層などが広げられて一緒に熔接される。浮遊カバーの広げられた中央部分には、放射状及び円形またはポイント浮遊体などが熔接される。浮遊カバーの完成された中央部は、ポンツーンリングに熔接される。
【０００４】
このようなカバーの主な欠点は、構築のための労動強度が著しく、携帯性が低く、さらには、金属強度が大きいということである。このようなポンツーンを使用するタンクでは、爆発性及び引火性の蒸気混合物が形成される問題は著しく減少されるが、まだ残存している。このようなタンクでは、石油製品の放電負荷または落雷によって、ポンツーンがタンク内で歪むことがあり、ポンツーンがその保護機能（いわゆる剛性ポンツーン）を施すことを停止する。
【０００５】
発明［ＥＰ２５３００３２  Ａ１、Ｂ６５Ｄ８８／３４、０１．０６．２０１２］は、球状体(spherical  bodies)などが配置されている独立的なフレキシブルな区画から構成されたカバーを含んでいる。特定の球状体などは、タンクのガス空間への蒸発による液体マージン(liquid  margin)を密集させるように異なる直径を有することができる。しかし、実際は、重力の作用によって小さい直径を有する球状体などを示すので、振動などは、常に大きい直径を有する球状体の下に落ち、大きい直径を有する球状体などの間の空間と重ならない。また、様々な直径の球状体などで区画を混乱状態で充填すると、球状体などの表面によって形成される空のセル(empty  cell)の最小サイズを有する規則構造を形成しない。しかし、穿孔されたカバー区画は減少するが、液体蒸発を防止しない。また、本発明者らの研究によれば、液体表面の平面内に位置するカバーによる液体表面の重なりが非常に重要であるだけでなく、液体表面上のガス空間における重なりも重要な役割を果たす。しかし、例えば、落雷によって、タンクのガス空間内で爆発が起こる可能性が最も高い自動消化システムの要素などの任意の構造が液体に崩壊される場合、このようなカバーは水没され、燃焼されたタンクのガス空間へ蒸発を減少させる保護的役割を果たすことを停止する。
【０００６】
多面体形態の断面を有した浮遊要素を含む液体生成物の蒸発を減少させるための浮遊障壁を提示する発明［ＵＳ１２５３３２１８、Ｂ６５Ｄ８８／３４、３１．０７．２００８］が公知されている。この発明は、前述した発明のように、蒸発減少の問題を解決するが、液体及び空気混合物の可能な燃焼における燃焼過程の遅鈍化(phlegmatization)問題を解決することはできない。特定の発明では、タンク壁で液体表面が重なる問題も解決されない。タンク壁で液体生成物の蒸発が増加するようになり、有害な液体及び空気混合物がタンクのガス空間に集まる。また、この発明で言及される浮遊要素などでタンクを混乱状態で充填すると、“端から端まで”稠密な要素設置の正確な順序が損傷され、これは必然的に液体蒸発速度の増加をもたらす可能性がかなり高い。
【０００７】
発明［ＵＳ８６１６３９８  Ｂ２、Ｂ６５Ｄ  ９０／２２、２５．０９．２０１２］は、液体蒸発を防止するための浮遊障壁が浮遊体セットで製造される、公開された発明に最も密接である。しかし、発明［ＥＰ２５３００３２  Ａ１、Ｂ６５Ｄ８８／３４、０１．０６．２０１２］のように、小さい直径を有する球状体は、重力作用及び振動によって、常に大きい直径を有する球状体の下に落ち、大きい直径を有する球状体などの間の空間と重ならない。また、様々な直径の球状体などでタンクを混乱状態で充填すると、球状体などの表面によって形成される空のセルの最小サイズを有する規則構造を形成しない。しかし、穿孔されたカバー区画は、液体蒸発を減少させるが防止はしない。また、本発明者らの研究によれば、液体表面の平面に位置したカバーによる液体表面の重なりが非常に重要であるだけでなく、液体表面上のガス空間における重なりも重要な役割を果たす。しかし、例えば、落雷または静電放電によってタンクのガス空間内で爆発が起こる可能性が最も高い自動消化システムの要素などの任意の構造が液体に崩壊される場合、球状体などの予め整えられた設置も損傷される。また、液体排出時−タンクに注入する際に、球状体などは互いに対して移動するようになり、幾何学的軸に対して回転し、その結果、可燃性液体が球状体の表面に対して付着し、蒸発が増加する。また、発明［ＵＳ８６１６３９８  Ｂ２、Ｂ６５Ｄ  ９０／２２、２５．０９．２０１２］に公開された回転楕円体の壁の多層性は、様々なプラスチック及び樹脂を使用し、甚だしくは帯電防止コーティングを施しても、蒸気−空気混合物の発火または爆発の原因となる静電気の蓄積と放電の発生を完全に防止することはできない。これは、石油製品用タンク及び他のタンクに対するプラスチック及びその他の高分子製品の使用禁止に関する規定文書の適切な改訂の導入部によって確認される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記の欠点がない石油製品の貯蔵タンクを製造することである。技術的な結果は、次の通りである：
１）石油製品の蒸発によって形成される蒸気混合物体積の減少、すなわち、タンクのガス空間における液体蒸気濃度の減少；
２）火災、落雷の場合に、燃焼過程遅鈍化提供；
３）浮遊体などの間の静電放電の可能な蓄積及び火花放電の発生の抑制。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するだけでなく、言及された技術的な結果を達成するために、本体、シェル(shell)及び多数の浮遊要素からなる浮遊保護コーティング膜から構成された石油製品貯蔵タンクが提供される。浮遊要素は、同じ形状の回転体に製造される。タンク内で浮遊要素のうち、一部は液体表面の下に配置し、一部はタンクのガス空間内に配置する。提案された発明のユニークな特徴は、互いのサイズの差が５％以下の浮遊要素である。そして、浮遊保護コーティング膜を構成する浮遊要素は、それらの幾何学的中心から浮遊中心(flotation  center)をオフセットする。保護コーティング膜のすべての要素は、非スパーキング性(non-sparkling)金属で製造される。
【００１０】
また、ガス空間内に４つ以下の層を形成する浮遊要素を配置することも提案される。
【００１１】
また、液体中に１．５個以上の層を形成する浮遊要素を配置することも提案される。
【００１２】
同様に、タンクの上部には、浮遊要素の直径よりも小さいセルを有したグリッドが設置され得る。
【００１３】
タンクの上部には、内部カラーリング(internal  collaring)も施すことができる。
【００１４】
液体排出−注入レベルの上にあるタンクの下部には、浮遊要素の直径よりも小さいセルを有したグリッドが設置され得る。
【００１５】
浮遊保護コーティング膜を構成する浮遊要素は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製造され得る。
【００１６】
浮遊要素は、酸化アルミニウムまたはステンレス鋼のセラミックスコーティング膜で製造され得る。
【００１７】
浮遊要素表面に疎水性コーティングを施すことができる。
【００１８】
回転体の最大直径対壁体厚さの比率は、少なくとも５０であることが好ましい。
【００１９】
また、１０ｍｍ以上の最小直径を有する浮遊要素を製造することが提案される。
【００２０】
また、６０ｍｍ以下の最大直径を有する浮遊要素を製造することが提案される。
【００２１】
また、長球体、楕円体または卵形の浮遊要素を製造することが提案される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の要旨は、図面によって明らかになる。
【図１】図１は、カバーが覆われたタンクの概略的な外観を示す。
【図２】図２は、図１の断面図Ａである。
【図３】図３は、図１の断面図Ａである。
【図４】図４は、浮遊要素の一部の可能な形態の断面図である。
【図５】図５は、浮遊要素の一部の可能な形態の断面図である。
【図６】図６は、浮遊要素の一部の可能な形態の断面図である。
【図７】図７は、浮遊要素の一部の可能な形態の断面図である。
【図８】図８は、浮遊要素の一部の可能な形態の断面図である。
【図９】図９は、蒸発速度のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
石油製品貯蔵タンク１は、カバー２と、多数の浮遊要素４から構成された浮遊保護コーティング膜３を含み、浮遊要素のうち、一部は液体５内に、すなわち、液体表面６の下に配置し、一部は液体表面６の上に、すなわち、ガス空間７内に配置する（図１）。タンクの上部には、グリッド８（図２）またはカラー９（図３）が設置されている。浮遊要素４の浮遊中心１０は、それらの幾何学的中心１１からオフセットされる（図４〜図８）。排出−注入レベルの上にあるタンクの下部には、浮遊要素４の直径よりも小さい穿孔セルを有したグリッド５が設置され得る。
【００２４】
カバー２及び浮遊保護コーティング膜３を有したタンク１は、次のような方式で作用する。
【００２５】
液体５（石油製品）が満たされたタンク１に浮遊要素４が充填されるときは勿論であり、液体５が注入及び排出されるときに、これらの要素は、タンク内に混乱するように分布されている後に、密集した浮遊保護コーティング膜３を形成して多層に配置される。
【００２６】
注入及び排出または爆発時に液体表面６が振動する場合、同じ形状の回転体としての多数の浮遊要素４から構成された浮遊保護コーティング膜３は、タンクのアオウキクサの原理によって機能する。タンク１内で可能な落雷またはカバー２構造の崩壊が発生する場合、浮遊要素４が分けられることができ、甚だしくはタンク１内で飛び散ることができる。しかし、その後に混乱するように戻ると、これらは密度の高い包装（浮遊保護コーティング膜３）を有する構造で配置されることによって、蒸発と徐々に展開される火災軌跡を消滅させると共に、燃焼過程を著しく遅鈍化する。爆発の場合に、浮遊要素４がタンク１越しに排出されることを防止するために、タンクの上部には、グリッド８またはカラー９が設置される。グリッド８は、浮遊要素４の直径よりも小さいセルを有する。カラー９は、図３に示されたように、タンク１の上部の縁部に設置される。カラーは新しい爆発の危険性がなく、火災を速かに局所化し、消滅させることができる。浮遊要素が排出口内へ入り込む危険性を減らすために、液体排出−注入レベルの上にあるタンクの下部で、浮遊要素の直径よりも小さい穿孔セルを有するグリッド５が設置される。
【００２７】
タンク１のガス空間７内の液体蒸気の濃度を減少させ、保護コーティング膜３として燃焼工程の遅鈍化を提供するために、回転体として製造された浮遊要素４が使用され、このときに、浮遊中心１０は、それらの幾何学的中心１１からオフセットされる。例えば、図４〜図８に示されたように、浮遊要素４は、球形、楕円形または卵形の形状を有することができる。球形の浮遊要素４と関連してさらに考慮する。しかし、このような考慮事項は、他の回転体を含むということを理解するべきである。タンクが排出及び注入されるときに、球形の浮遊要素４は、互いに接触し、その幾何学的中心を中心に回転し、液体５と接触し、その表面上に液体膜を有することができる。前記膜は、蒸発することができ、蒸気がタンク７のガス空間へ侵透する。これを防止するために、球形の浮遊要素４は、その重心１０がそれらの幾何学的中心１１からオフセットされるように作られる（図４〜図８）。これにより、球形の浮遊要素４は、液体表面６に対して一定に配向され、タンク排出−注入時にのみ、それらの位置に対して僅かに変動され得る。従って、球形の浮遊要素４の乾燥表面は、液体５に浸漬されず、それぞれの液体膜を有する。また、毛細管効果を防止する疎水性コーティングを浮遊要素４の表面に施すことができる。これは、蒸発を著しく減少させる。
【００２８】
球形の浮遊要素４の集合体における静電気及び火花放電の可能性を防止するために、球形の浮遊要素は、非スパーキング性の金属で、主にアルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されるべきである。この場合、浮遊保護コーティング膜３の浮遊要素４に必要な浮力を提供することができる。浮遊要素４のサイズを選択する基準は、次のような比率である：
ｎ＝Ｄ／ｔ、
ここで、Ｄは、球形の浮遊要素４の外径であり、
ｔは、球形の浮遊要素４の壁の幅である。
【００２９】
浮遊要素の直径Ｄと壁の厚さｔとの比ｎは、少なくとも５０になるべきである。好ましい比は、ｎ＝８０．．．１１０である。浮遊壁要素４があまりにも薄く、機械的露出に対する耐性がなくなるので、より大きい比は好ましくない。同様な理由から、浮遊直径Ｄの最小直径は少なくとも１０ｍｍになるべきである。浮遊要素の最大直径Ｄは６０ｍｍ以下でなければならない。この場合、稠密に配置された浮遊要素４の表面によって形成されるセルのサイズは、臨界値よりも小さく、すなわち、化学量論的な石油製品及び空気混合物の連鎖反応（爆発）を破壊するのに十分なサイズである(Semenov  N.N.,  Chain  reaction,  М.,  Nauka,  1986参照)。換言すると、そのようなセル内の蒸気−空気混合物は、任意の発火源（静電気火花、落雷、発火物質露出など）に露出されて爆発しない。
【００３０】
本発明者らの研究によれば、引火性の非常に高い液体５の蒸発と、タンク１のガス空間７への液体蒸気が流入されることを防止するために、ガス空間内に配置される浮遊要素４の最小層数は、少なくとも４つになるべきであるということを示した。これにより、タンク１のガス空間７内での燃焼は、何らかの理由で発生しても、遅鈍化される。これは、浮遊要素４の多数個の層などと液体表面６及び液体表面６の上にあるガス空間７の重なりによって液体５の蒸発速度が最小化されるという事実によって説明される。
【００３１】
本発明者らの計算と試験によれば、液体５内に配置される浮遊要素４の層数も同一に重要であるということを示した。ガス空間７内で可能な爆発が起こり、ガス空間７内に配置された浮遊要素４が散布されると、浮遊要素は先に浮び上がりながら液体表面６と重なることによって、燃焼を遅鈍化する。そして、試験から分かるように、タンク１内に散在されていた浮遊要素４が浮遊保護コーティング膜３を完全に復元するようになる。液体５内の浮遊要素４の層数は、少なくとも１．５になるべきである。
【００３２】
蒸発速度の減少は、圧力が解除されるタンク１内で超過圧力レベルと達成時間との間の関係を示す図面によってよく説明され（図９）、ここで、“１３”は浮遊要素のないタンクに対する曲線であり、“１４”は剛性ポンツーンに対する曲線であり、“１５”は多数の浮遊要素４から構成された浮遊保護コーティング膜３を有したタンクに対する曲線である。図９の図面は、浮遊要素４が多数の層に配置されている浮遊保護コーティング膜３の存在によって超過圧力が長期間の間に達成されるということを示す。
【００３３】
浮遊要素４の表面腐食を防止するために、アルミニウムまたはアルミニウム合金層がそれらの表面に塗布されるべきである。浮遊要素の好ましいコーティング組成物は、Ａｌ２Ｏ３である。本発明者らの研究によれば、浮遊要素４のセラミックス表面コーティングは、元々に製造された状態の場合と様々な類型の添加剤を含んだ場合、全ての圧倒的な多数の石油製品に対して金属表面の腐食を効果的に防止するということを示した。これらの研究は、様々な引火性液体と関連してこのようなコーティングの高い耐腐食性を示し、ベンゼンに対しては、浮遊アルミニウム要素４の表面を腐食から完全に保護する。
【００３４】
浮遊要素４の表面上の毛細管効果を防止するためには、疎水性コーティングを適用するべきである。
【００３５】
このようにして、割り当てられた目的と技術的な結果が達成される。
【００３６】
図１は、カバーが覆われたタンクの概略的な外観を提供する。図２及び図３は、図１の断面図Ａである。図４〜図８は、浮遊要素などの可能な一部形態の断面図である。図９は、蒸発速度の図面である。
【００３７】
図１において、“１”はタンク、“２”はタンクカバー、“３”は多数の浮遊要素４から構成された浮遊保護コーティング膜、“５”は液体（石油製品）、“６”は液体表面、“７”はガス空間、“８”はグリッド、“９”はカラー、“１２”は下部グリッドを示す。
【００３８】
図４〜図８において、“１０”は浮遊要素の浮遊中心、“１１”は浮遊要素４の幾何学的中心を示す。
【００３９】
図９は、その構成によるタンク内での液体蒸発速度のフローチャートが提供され、ここで、“１３”は浮遊要素のないタンクに対する曲線、“１４”は剛性ポンツーンタンクに対する曲線、“１５”は多数の浮遊要素から構成された浮遊保護コーティング膜を有したタンクに対する曲線を示す。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
2017536297.tif 000020
2017536297.tif 000021