JP2006036248A

JP2006036248A - スロッシング防止構造

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Publication number: JP2006036248A
Application number: JP2004216906A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Iketani; 毅池谷
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】支持部材で浮き屋根の振動を抑え、抵抗体で流体の運動を減衰させるスロッシング防止構造を提供すること。
【解決手段】上下方向に伸縮する１対のアコーディオン機構２９と、それらを連結する水平材２５と、水平材２５に固定された抵抗体２７とからなるスロッシング防止構造５を、浮き屋根式タンク１９の側壁に沿って複数基設置する。アコーディオン機構２９には、上下方向の伸縮を制御する油圧ダンパ９を設ける。抵抗体２７は、孔１１を有する板状部材とする。アコーディオン機構２９の上端部、下端部は、それぞれ、浮き屋根式タンク１９の浮き屋根１、底版３に連結される。地震が発生すると、スロッシング防止構造５が、油圧ダンパ９でアコーディオン機構２９の伸縮を制御して浮き屋根１の振動を減衰させつつ、アコーディオン機構２９と抵抗体２７とで、貯蔵された液体３５の運動を減衰させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、スロッシング防止構造に関するものである。

従来のタンク内のスロッシングを防止する方法としては、（１）タンク内の液体の振動の固有周期が液位に依存して変化することを利用して地震動とスロッシング固有周期とが一致しないように液位を調節する方法、（２）スロッシングに伴う運動を妨げるように、タンクの側壁から抵抗体を設置し、流体運動のエネルギを減衰させる方法、などがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−９０１８６号公報

浮き屋根を有する大規模な石油タンクでは、固有周期が地震の周期に比べて長いので、スロッシングは大きな問題とならないとされてきた。しかし、近年、地震動に関する研究が進み、長周期の地震動が存在し、浮き屋根式の石油タンクについてもスロッシングが発生する可能性があることが明らかになった。そこで、（３）浮き屋根から線条体を垂下させ、線条体に支持させた抵抗板を傾動させて、浮き屋根の揺動を抑止する方法が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１４２５７５号公報

しかしながら、浮き屋根式タンクの浮き屋根には、油の受け入れや払い出しに伴って上下する油面に追随して上下し、油面と空気とが直接接触しないように被覆できる機能が要求される。（１）、（２）の方法は、浮屋根に要求される機能を満足しない。また、（３）の方法は、浮き屋根に要求される機能を満足するが、抵抗体の支持部材である線条体がスロッシング発生時にも浮き屋根の動きに追随するため、スロッシング防止効果が充分に発揮できない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、支持部材で浮き屋根の振動を抑え、抵抗体で流体の運動を減衰させるスロッシング防止構造を提供することにある。

前述した目的を達成するための本発明は、浮き屋根式タンクのスロッシング防止構造であって、上端部が浮き屋根に連結され、下端部が底版またはアニュラー板に連結され、上下方向に伸縮する支持部材と、１対の前記支持部材の間に設置され、傾斜角度が変化する平板状の抵抗体とを具備し、前記１対の支持部材のうち少なくとも一方に設けられたダンパが前記支持部材の伸縮を制御することを特徴とするスロッシング防止構造である。

抵抗体とは、孔を有する板状部材、複数のスリットを有する板状部材、格子状の板状部材等である。支持部材は、例えば、複数の棒材をラティス状に連結したアコーディオン機構であり、ダンパは、棒材の間に設けられて、アコーディオン機構の伸縮を制御する。

抵抗体は、アコーディオン機構の伸縮に伴って傾斜角度が変化する。抵抗体は、対向するアコーディオン機構を連結する水平材に固定するのが望ましい。本発明のスロッシング防止構造は、浮き屋根式タンクの側壁に沿って配置される。

本発明では、上端部が浮き屋根に連結され、下端部が底版またはアニュラー板に連結され、上下方向に伸縮する支持部材と、１対の支持部材の間に設置され、傾斜角度が変化する平板状の抵抗体とを有するスロッシング防止構造を、浮き屋根式タンクに設ける。スロッシング防止構造では、１対の支持部材のうち少なくとも一方に設けられたダンパを用いて、支持部材の伸縮を制御する。

本発明によれば、支持部材で浮き屋根の振動を抑え、抵抗体で流体の運動を減衰させるスロッシング防止構造を提供できる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、垂直に切断した浮き屋根式タンク１９の斜視図、図２は、浮き屋根式タンク１９の水平断面図である。図１は、浮き屋根式タンク１９を図２のＢ−Ｂに示す位置で切断した図、図２は、浮き屋根式タンク１９を図１のＡ−Ａに示す位置で切断した図である。

図１に示すように、浮き屋根式タンク１９は、浮き屋根１、底版３、側壁２１、シール２３、スロッシング防止構造５等からなる。側壁２１は、例えば円筒状であり、底版３は、側壁２１の下端面に設けられる。浮き屋根１は、側壁２１の内部に配置される。シール２３は、浮き屋根１と側壁２１の間に配置される。スロッシング防止構造５は、図２に示すように、浮き屋根式タンク１９の側壁２１の内壁面３７に沿って、所定の間隔で配置される。

浮き屋根式タンク１９の内部には、石油等の液体３５が貯蔵される。浮き屋根１は、液体３５と空気とが直接接触しないように液体３５を被覆する。

図３は、スロッシング防止構造５の斜視図である。図３に示すようにスロッシング防止構造５は、１対のアコーディオン機構２９、１対のアコーディオン機構２９の間に配置された抵抗体２７、対向するアコーディオン機構２９を連結する水平材２５等からなる。アコーディオン機構２９は、抵抗体２７を支持するための支持部材である。スロッシング防止構造５は、水平材２５が浮き屋根式タンク１９の側壁２１に略平行となるように配置される。

アコーディオン機構２９は、棒材をラティス状に配置し、棒材である斜材１３の交差部（中央部及び端部）を固定ピン１７によって連結したものである。固定ピン１７は、斜材１３同士を回転可能に連結する。

アコーディオン機構２９の上端部の斜材１３ａは、固定ピン１７ａによって、浮き屋根１の下面に固定された固定治具１５に連結される。アコーディオン機構２９の下端部の斜材１３ｂは、固定ピン１７ａによって、底版３の上面に固定された固定治具１５に連結される。

アコーディオン機構２９では、水平高さが同じである１組の固定ピン１７の間に、油圧ダンパ９が固定される。油圧ダンパ９は、複数組の固定ピン１７のうち、例えば、最下段の１組に設置される。油圧ダンパ９は、１対のアコーディオン機構２９の双方に設置してもよいし、一方のみに設置してもよい。

抵抗体２７は、複数の孔１１を有する板状部材である。抵抗体２７は、斜材１３のうち、浮き屋根式タンク１９の側面２１側の端部が中央側の端部より高い位置にある斜材１３ｃに平行となるように配置される。抵抗体２７は、２辺が水平材２５に固定される。図３では、水平材２５と斜材１３ｃとをあらかじめ枠状に形成したものを図示したが、固定ピン１７によって水平材２５と斜材１３ｃとを連結してもよい。

図４は、スロッシング防止構造５の垂直断面図である。図４は、浮き屋根式タンク１９を図２のＣ−Ｃに示す位置で切断した図である。図４の（ａ）図は、浮き屋根式タンク１９に貯蔵された液体３５の液位が高い場合のスロッシング防止構造５の状態を示す。図４の（ｂ）図は、液体３５の液位が低い場合のスロッシング防止構造５の状態を示す。

図４に示すように、アコーディオン機構２９は、固定ピン１７を中心として斜材１３を回転させて斜材１３の傾斜角度を変化させることにより、上下方向に伸縮する。このとき、斜材１３の傾斜角度と同様に、抵抗体２７の傾斜角度も変化する。油圧ダンパ９は、水平方向に伸縮して、アコーディオン機構２９の上下方向の伸縮を制御する。

浮き屋根式タンク１９に貯蔵された液体３５の入出荷時に液位がゆっくりと上昇または下降した場合には、図４の（ａ）図および（ｂ）図に示すように、浮き屋根１及び底版３に連結したアコーディオン機構２９が徐々に伸縮することにより、浮き屋根１が液位の変動に追随して上下する。シール２３は、浮き屋根１に追随して浮き屋根１と側壁２１との間を封じる。

スロッシングが発生するような周期の地震が発生した際には、アコーディオン機構２９は、油圧ダンパ９の作用により、簡単には伸縮しないように制御される。また、アコーディオン機構２９が浮き屋根１と底版３とを連結しているので、浮き屋根１の振動が減衰する。

地震によるスロッシング発生時の液体３５の動きは、側壁２１の内壁面３７付近では上下方向が主体となる。スロッシング発生時には、抵抗材２７およびアコーディオン機構２９が液体３５の上下の流れに抵抗することにより、スロッシングの振動エネルギが減衰する。

このように、本実施の形態では、アコーディオン機構２９で浮き屋根１と底版３とを連結して浮き屋根１の振動を減衰させ、アコーディオン機構２９とそれに支持された抵抗体２７とで流体の運動を減衰させることにより、浮き屋根式タンク１９に発生するスロッシングを防止できる。

なお、図２では、浮き屋根式タンク１９内に８基のスロッシング防止構造５を設置したが、スロッシング防止構造５の設置数は８基でなくてもよい。図５は、他の浮き屋根式タンク１９ａの水平断面図を示す。図５に示すように、スロッシング防止構造５の設置数を、例えば６基としてもよい。

また、図３では、孔１１を有する抵抗体２７を図示したが、抵抗体の仕様はこれに限らない。図６は、他の抵抗体の平面図である。図６の（ａ）図は、抵抗体２７ａを示す。抵抗体２７ａは、複数のスリットを有する板状部材である。抵抗体２７ａは、例えば、アコーディオン機構２９の斜材１３ｃに、複数の棒材３１を間隔をあけて固定することにより形成される。

図６の（ｂ）図は、抵抗体２７ｂを示す。抵抗体２７ｂは、格子状の板状部材である。抵抗体２７ｂは、例えば、アコーディオン機構２９の水平材２５や斜材１３ｃに格子材３３を固定することにより形成される。

さらに、本実施の形態では、アコーディオン機構２９の下端部を底版３に固定したが、アニュラー板に固定してもよい。スロッシング防止構造５を設置する浮き屋根式タンクの水平断面は、円形に限らない。

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかるスロッシング防止構造の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

垂直に切断した浮き屋根式タンク１９の斜視図浮き屋根式タンク１９の水平断面図スロッシング防止構造５の斜視図スロッシング防止構造の垂直断面図他の浮き屋根式タンク１９ａの水平断面図他の抵抗体の平面図

符号の説明

１………浮き屋根
３………底版
５………スロッシング防止構造
９………油圧ダンパ
１１………孔
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ………斜材
１５………固定治具
１７………固定ピン
１９、１９ａ………浮き屋根式タンク
２１………側壁
２５………水平材
２７、２７ａ、２７ｂ………抵抗体
２９………アコーディオン機構
３５………液体

Claims

浮き屋根式タンクのスロッシング防止構造であって、
上端部が浮き屋根に連結され、下端部が底版またはアニュラー板に連結され、上下方向に伸縮する支持部材と、
１対の前記支持部材の間に設置され、傾斜角度が変化する平板状の抵抗体と、
を具備し、
前記１対の支持部材のうち少なくとも一方に設けられたダンパが前記支持部材の伸縮を制御することを特徴とするスロッシング防止構造。
前記抵抗体が、孔を有する板状部材、複数のスリットを有する板状部材、または、格子状の板状部材であることを特徴とする請求項１記載のスロッシング防止構造。
前記支持部材が、複数の棒材をラティス状に連結したアコーディオン機構であり、前記ダンパが、前記棒材の間に設けられることを特徴とする請求項１記載のスロッシング防止構造。
前記抵抗体が、前記アコーディオン機構の伸縮に伴って傾斜角度が変化するように、対向する前記アコーディオン機構を連結する水平材に固定されることを特徴とする請求項３記載のスロッシング防止構造。
前記浮き屋根式タンクの側壁に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載のスロッシング防止構造。