JP2008308185A - ポンツーン用袋体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンツーンに過度の内圧を与えることなく、その専有体積が増大するポンツーン用袋体を提供する。
【解決手段】 浮屋根式貯蔵タンクにおけるポンツーン２０の浮室２１に収納される袋体１５は、可撓性材料よりなり、その内部に気体２３が封入されて膨張する外殻部１７と、外殻部１７の内面における対向する部分を少なくとも連結する隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃとから構成されている。隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃが内部に取り付けられていることによって、気体２３が封入されても外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの膨張が抑制される。これによって袋体１５はポンツーン２０の内面に沿った形状で膨張することとなり、ポンツーン２０に過度の内圧を与えることなく、その専有体積を拡大することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明はポンツーン用袋体に関し、特に原油等の液体を貯蔵する浮屋根式貯蔵タンクにおけるポンツーンに収納されるポンツーン用袋体に関するものである。

図１２は、特許文献１に示されている一般的な浮屋根式貯蔵タンクの概略断面図である。

図を参照して、浮屋根６３はタンク形状に対応した円盤状に形成された鋼板等からなり、外周縁に沿って環状に連結された数十個の中空の浮室からなるポンツーン２０が設けられており、ポンツーン２０の浮力によって石油等の液面に浮かぶように構成されている。即ち、浮屋根６３は液面の上下につれて共に昇降し、常に液面と浮屋根６３との間に隙間が生じない構造となっている。その理由は、タンク内の石油等の液面と浮屋根６３との間に隙間があると、気化した揮発性ガスがそこに滞留することになり、爆発等の危険性があるからである。

ポンツーン２０の外周縁とタンク本体６２の側壁６５の間には、シール装置６６が環状に配置され、タンク内を外部と遮断しており、貯蔵された液体の気化やタンク内への雨水の浸入等が防止されるように構成されている。

又、浮屋根６３は、タンク内で移動や回転等をしないようにポンツーン２０を貫通するガイドポール６７によって保持されている。ガイドポール６７はタンク本体６２の側壁６５に固定された柱状部材であり、ポンツーン２０を貫通することにより浮屋根６３の回転や移動を防止するように構成されている。

ところで、以上のような浮屋根式貯蔵タンク６１のように大量の液体を収容、貯蔵した各種タンクでは、タンクに加わる外力や起振力に起因して、収容している液体が揺動するいわゆるスロッシングが発生することが知られている。

例えば、石油タンクのような大型のタンクでは、地震等の外力によって振幅の大きいスロッシングが引き起こされることがあり、このようなスロッシングが発生すると、タンクが破損したり収容した液体の表面が波打ち、タンク外に石油等が漏洩することがある。そこで、設計上、隣接する２つの浮室が浮力を失っても、浮屋根６３全体としては沈下することがないようにポンツーン２０の容積や区分が考慮されている。

図１３は、このような背景から、ポンツーンの浮力対策がなされたポンツーン部分の拡大断面図である。

図を参照して、ポンツーン２０は外リム板７１、内リム板７２、ポンツーン蓋板７３及びポンツーン底板７４からなり、仕切板７５によって各浮室２１が仕切られている。各浮室２１のポンツーン蓋板７３には、点検等のため作業員が内部に入れるようにマンホール３３が設けられている。又、ポンツーン２０の内側には、コンプレッションリング８１を介してデッキ８２が敷設されている。浮力対策としては具体的にはポンツーン２０の各浮室２１に気体２３を封入した袋状部材７７からなる浮き７６が備えられている。

浮き７６は、気体２３が封入された状態で、ポンツーン２０の各浮室２１の内部形状にほぼ対応する形状の気密性を有する袋であり、マンホール３３の下部に、気体２３を封入又は廃気する栓７８を備えた構造となっている。

ここで、浮き７６は、栓７８を備えているため、廃気されて萎んだ状態の袋状部材７７を、マンホール３３から既存のポンツーン２０に搬入することができ、栓７８を介して気体２３を封入することにより、浮き７６を容易に設置することができる。又、ポンツーン２０を点検する際などには、栓７８を介して密閉していた気体２３を廃気して、萎んだ袋状部材７７を容易にポンツーン２０から搬出することができる。

このように、ポンツーン２０に浮き７６を配置することによって例えば浮屋根６３の固有振動数と一致するような長周期地震が発生して、大きなスロッシングによってポンツーン２０の浮室２１が破損し、ポンツーン２０（浮室２１）の内部に下方から液体が侵入して浮室２１による浮力が失われても、失われた浮力とほぼ同じ浮力を浮き７６が発生させるため、浮屋根６３が沈下するといった不具合を確実に防止することができる。
特開２００６−１４３２９号公報

上記のような従来の構造では、浮きによって破損したポンツーンに浮力を与えるため、浮きの専有体積はできるだけ大きいことが好ましい。そのため、浮き（袋体）をポンツーン形状に沿わせるために浮きに封入されている気体の圧力を増加させることになる。

図１４はこのような場合の問題点を説明するためのポンツーンの概略模式図である。

図を参照して、袋体１５に気体２３を封入してその圧力を上昇させると、袋体１５はポンツーン２０に収納されていない状態では、図の破線で示されたような形状となる。しかし実際には、袋体１５はポンツーン２０に収納されているため、図の実線で示したような形状に変形する。そのため、封入された気体の圧力が矢印で示すようにポンツーン２０の内面に大きく加わることになる。

通常既設のポンツーン２０はそのような内圧が想定されていない強度で製造されるため、場合によっては袋体１５の膨張によって変形する虞がある。その場合、ポンツーン２０を補強する必要が生じるため、安直に袋体１５を設置することができない。

一方、袋体１５によるポンツーン２０への過度の影響を低減しようとすると、ポンツーン２０に対する袋体１５の専有体積が減少することになり、結果として、袋体１５の発生浮力も減少することになる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ポンツーンに過度の内圧を与えることなく、その専有体積が増大するポンツーン用袋体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、液体を保有する浮屋根式貯蔵タンクにおけるポンツーンの浮室に収納されるポンツーン用袋体であって、可撓性材料よりなり、その内部に気体が封入されて膨張する外殻部と、封入された気体による外殻部の膨張を、浮室の形状に沿わせるように抑える膨張抑制手段とを備えたものである。

このように構成すると、袋体の外殻部は浮室の形状に沿うように変形する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、膨張抑制手段は、外殻部の内面における対向する部分を少なくとも連結する隔壁部を含むものである。

このように構成すると、隔壁部が連結する外殻部の部分の膨張が抑制される。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、膨張抑制手段は、外殻部の内面における対向する部分を少なくとも連結する線条体を含むものである。

このように構成すると、線条体が連結する外殻部の部分の膨張が抑制される。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、膨張抑制手段は、外殻部の外面の一部を囲うように取り付けられるバンドを含むものである。

このように構成すると、バンドが取り付けられた外殻部の部分の膨張が抑制される。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、ポンツーンが破損により液体内に沈下した際侵入する液体の圧力に抗して、外殻部が所望の体積を占有できるように気体が封入されるものである。

このように構成すると、ポンツーンが沈下しても袋体は所定の浮力を発生させる。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、外殻部に取り付けられ、封入された気体の圧力が所定値以上とならないように制御する安全弁を更に備えたものである。

このように構成すると、外殻部の所定形状以上の膨張が抑制される。

以上説明したように、請求項１記載の発明は、袋体の外殻部は浮室の形状に沿うように変形するため、ポンツーンに過度の内圧が生じるのが防止される。その結果、ポンツーンの補強の必要性を低減すると共に、浮室内における袋体の占有体積を増大させることができるため、ポンツーン破損時の袋体の浮力が効率的に拡大する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、隔壁部が連結する外殻部の部分の膨張が抑制されるため、隔壁部の位置、数量等を調節することによって容易に浮室形状に合わせることが可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、線条体が連結する外殻部の部分の膨張が抑制されるため、線条体の位置、数量等を調節することによって容易に浮室形状に合わせることが可能となる。又、線条体の取付け用の突出片等を外殻部の内面に前もって取り付けておけば、線条体の取付けが容易となる。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、バンドが取り付けられた外殻部の部分の膨張が抑制されるため、浮室形状に合わせてバンドを自在に取り付ければ良いので、効率的な袋体となる。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ポンツーンが沈下しても袋体は所定の浮力を発生させるため、浮屋根構造の信頼性が向上する。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、外殻部は所定形状以上の膨張が抑制されるため、火災時等における気体の温度上昇が生じてもポンツーンに過度の内圧が加わる虞が低減する。

図１はこの発明の第１の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図であり、図２は図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図である。

これらの図を参照して、袋体１５は、繊維補強されたゴムやプラスチックシート等の可撓性材料よりなり、その内部に気体２３が封入されて膨張する外殻部１７と、外殻部１７の内部に取り付けられ、外殻部と同様の材料よりなる隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃとから構成されている。又、外殻部１７の材料は、耐油性を有する素材が好ましく、更に、静電気対策として導電性を有する素材を用いればより好ましい。尚、図においては、袋体１５が収納されている箱型形状のポンツーン２０を２点鎖線で模式的に示している。隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃの各々は、図２に示されているようにその中央が円形の開口２２ａとなっている円盤形状を有している。そして隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃの各々は外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの各々に対応する外殻部１７の内面に一体的にその外周部分が接続されている。

従って、図示しない栓を介して外殻部１７内に気体２３を封入すると、隔壁部１８ａ〜隔壁部１８ｃによって外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの各々の部分の膨張が抑制され、図のように袋体１５の外周がポンツーン２０の内面に沿うような形状となる。すなわち、隔壁部１８ａ〜１８ｃは、外殻部１７の膨張を抑制する膨張抑制手段を構成する。これによって気体２３を封入しても、ポンツーン２０に対して袋体１５からの過度の内圧が加わることがない。その結果、ポンツーン２０の補強の必要性が低減し、既存のポンツーン２０に対して袋体１５を収納して使用することが容易に可能となる。又、この状態で収納されるので、ポンツーン２０の浮室２１に対する袋体１５の専有体積を増大させることができるため、ポンツーン２０の破損時の袋体１５による浮力を効率的に増加させることが可能となる。

図３はこの発明の第２の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図であり、図４は図３で示したＩＶ−ＩＶラインの拡大断面図である。

この実施の形態にあっては、先の実施の形態とは異なり、外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃに対応する内面において、各々４本の連結糸が線条体２４ａ〜線条体２４ｃとして外殻部１７の内面の対向部分を連結している。これによって、外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの内周部分は図４に示すような形状に変形し、気体２３の封入による外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの膨張が抑制される。すなわち、線状体２４ａ〜２４ｃは、外殻部１７の膨張を抑制する膨張抑制手段を構成する。その結果、先の実施の形態と同様に、ポンツーン２０に対して過度の内圧が生じることが防止されると共に、袋体１５の専有体積を効率的に増加させることが可能となる。

尚、図示していないが、線条体２４の取付け用の突起片等を、外殻部１７の内面の所定箇所に前もって取り付けておけば、後での線条体２４の取付けが容易となるため使い勝手が向上する。

図５はこの発明の第３の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図であり、図６は図５で示したＶＩ−ＶＩラインの拡大断面図である。

これらの図を参照して、この実施の形態にあっては、外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの各々に対応する外面を囲うようにバンド２６ａ〜バンド２６ｃが取り付けられている。これによって気体２３の封入による外殻部１７の特定周壁部分１９ａ〜特定周壁部分１９ｃの膨張が抑制される。すなわち、バンド２６ａ〜２６ｃは、外殻部１７の膨張を抑制する膨張抑制手段を構成する。結果として、先の各実施の形態と同様にポンツーン２０に対して過度の内圧を生じさせることなく、袋体１５の専有体積を効率的に拡大させることが可能となる。

尚、バンド２６ａ〜バンド２６ｃは外殻部１７の外面に取り付ける構成となっているため、外殻部１７の形成後に後で取り付けることによって袋体１５の全体形状を自在に調整することが可能となる。そのため、ポンツーン２０が特異な形状をしている場合であっても、ポンツーン２０の形状に合わせて袋体１５の形状を変形させることができるため、より使い勝手が向上する。

図７はこの発明の第４の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図であり、図８は図７で示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの拡大断面図である。

これらの図を参照して、この実施の形態による袋体１５は、ポンツーン２０の内面形状にほぼ全面に沿うような箱型形状に形成されている。気体２３を封入すると外殻部１７の各面の各々が変形しようとするため、ポンツーン２０の内面にある程度の内圧が加わることになる。しかし、外殻部１７がポンツーン２０に沿う箱型形状に構成されているため、袋体１５の専有体積は最大限となる。この結果、ポンツーン２０の破損時における袋体１５による浮力を最大に設定することが可能となる。

図９はこの発明の第５の実施の形態によるポンツーン用袋体の使用状態を示した概略模式図である。

図を参照して、ポンツーン２０の内部には先の第１から第３の実施の形態による袋体と同様の外観形状を有した袋体１５が収納されている。そして図においては、ポンツーン２０が地震等によるスロッシングによってその下面の一部が破損して原油等の液体に沈下した状態が示されている。この状態にあっては、ポンツーン２０の破損部２９から液体が侵入し、ポンツーン２０内の液面がタンクの液面２８とほぼ同一レベルになったものと想定している。

この場合、袋体１５の外面は侵入した液体によって液圧が加わることになる。液圧が加わると袋体１５の体積が減少することになる。そのため、この実施の形態にあっては、袋体１５内に封入する気体の圧力を高めておくことによって、液圧による体積減少が生じる状態になっても最終的な専有体積が、所定の浮力を発生する体積を維持するように設定されている。このようにこの実施の形態にあっては、袋体１５内に封入する気体の圧力を高めているが、先の第１から第３の実施の形態における各膨張抑制手段を備えることによって、安定した状態でポンツーン２０内に袋体１５を収納することが可能となる。

図１０は、この発明の第６の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した模式図である。

図を参照して、マンホール３３を備えたポンツーン２０内に袋体１５が収納されており、マンホール３３のスペースに袋体１５の外殻部１７に取り付けられた安全弁３５が配置されている状態が示されている。

これによって火災等の温度上昇によって袋体１５内の気体の圧力が増加した際、安全弁３５を介して封入された気体の一部を排出することによって袋体１５内の気体の圧力を維持するものである。これによって、温度上昇等による袋体１５の破損や過度のポンツーン２０への内圧の付加が防止され、袋体１５の収納状態の信頼性が向上する。尚、図においては安全弁３５をマンホール３３のスペースに設けているが、これ以外のポンツーン２０のスペースに安全弁３５を設置しても良い。

図１１はこの発明の第７の実施の形態によるポンツーン用袋体の配置状態を示した概略図である。

図を参照して、ポンツーン２０内に３つの袋体１５ａ〜袋体１５ｃが収納されている。袋体１５ａとノードＡとの間の配管３９ａにはバルブ３７ａが取り付けられている。同様に袋体１５ｂとノードＡとの間の配管３９ｂにはバルブ３７ｂが、袋体１５ｃとノードＡとの間の配管３９ｃにはバルブ３７ｃが取り付けられている。ノードＡと空気注入口４０との間の配管４３には空気注入口４０側からバルブ４２及び圧力計４５が取り付けられている。

次に、袋体１５ａ〜袋体１５ｃに気体を封入する作業について説明する。この場合、バルブ３７ａ〜バルブ３７ｃとバルブ４２とを全て開状態とする。そして空気注入口４０から空気を注入する。この状態では、配管４３及び配管３９ａ〜配管３９ｃを介して一気に袋体１５ａ〜袋体１５ｃの各々に気体が注入されることになる。そして圧力計４５によって封入された気体が所定圧力に達したことが判明すると、バルブ４２及びバルブ３７ａ〜バルブ３７ｃの各々を全て閉状態にして気体の封入作業が完了する。

使用状態にあっては、仮に袋体１５ａ〜袋体１５ｃのいずれかが損傷を受けた場合でも、バルブ３７ａ〜バルブ３７ｃの各々が閉状態となっているため、破損した袋体１５が他の袋体１５に影響を与えることはない。これによってポンツーン２０に収納した袋体１５ａ〜袋体１５ｃの信頼性が向上する。

次に、各袋体１５の圧力検査時の作業について説明する。

圧力検査に際しては、例えば袋体１５ａを検査する際には、バルブ３７ａのみを開状態にする。すると、袋体１５ａの内部と圧力計４５とは配管３９ａ及び配管４３を介して導通状態となるため、袋体１５ａに封入された気体の圧力が圧力計４５に表示されることになる。袋体１５ａの圧力の表示に問題なければ、バルブ３７ａを閉状態として、次の袋体１５ｂ等に対して同様の作業を行う。一方、圧力計４５に示された圧力が所定値以下である場合には、その状態でバルブ４２を開状態とし、空気注入口４０から気体を注入する。そして、圧力計４５が所定圧力に維持された状態でバルブ４２を閉状態とする。その状態で圧力計４５に表示されている圧力が低下しなければ、袋体１５ａの検査は終了する。一方、この状態で圧力計４５の圧力が低下する場合には、袋体１５ａ又は配管３９ａ，４３に何らかの不具合が生じていると判断し、補修等を行う。

このようにこの実施の形態にあっては、ポンツーン２０に複数の袋体１５を収納した場合であっても、バルブ３７とバルブ４２とを取り付けることによって、圧力計４５を１台で兼用することが可能となり、コスト的に有利な構造となる。尚、袋体１５ａ〜袋体１５ｃと空気注入口４０との間に設けられるバルブ３７ａ〜バルブ３７ｃ、バルブ４２及び圧力計４５は、ポンツーン２０に取り付けられている図示しないマンホールの近くに設置しておけば、圧力検査時の使い勝手が向上する。

尚、上記の第１から第３の実施の形態では、膨張抑制手段としての具体例が示されているが、他の構造であっても外殻部の膨張を局部的に抑制できるものであれば同様の効果を奏する。

又、上記の各実施の形態では、袋体の形状を特定しているが、ポンツーンの形状に応じた他の形状であっても良いことは言うまでもない。

更に、上記の各実施の形態では、袋体は常時膨らんだ状態で使用することを前提としているが、ポンツーンの破損時に膨らませて内部に侵入した液体を排出するように使用しても良い。この場合、空気注入装置をマンホールの近傍に備え付けておけば良い。

更に、上記の第１の実施の形態では、隔壁部はその外周全周が外殻部の内面に接続されているが、全周ではなく、少なくとも外殻部の内面における対向する部分に接続するように構成しても良い。又、隔壁部の数量や形状、取り付け位置等はポンツーンの形状に応じて適宜調節すれば良い。

更に、上記の第２の実施の形態では、線条体の数量、位置等を特定しているが、これらはポンツーンの形状に応じて適宜調節すれば良い。

更に、上記の第３の実施の形態では、バンドの数量、位置等を特定しているが、これらはポンツーンの形状に応じて適宜調節すれば良い。又、バンドは外殻部の外周を全周囲っているが、外周の少なくとも一部を囲うようにバンドを外殻部に接着するように構成しても良い。

更に、上記の第７の実施の形態では、複数の袋体に対して１つの圧力計を設けているが、これに代えて各袋体１５と各バルブ３７との間の配管３９毎に各々圧力計を設けるように構成しても良い。そしてこれらの圧力計をマンホールから目視できる位置に配置しておけば、袋体の内圧の圧力検査を容易に行うことが可能となる。

この発明の第１の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図である。 図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図である。 この発明の第２の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図である。 図３で示したＩＶ−ＩＶラインの拡大断面図である。 この発明の第３の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図である。 図５で示したＶＩ−ＶＩラインの拡大断面図である。 この発明の第４の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略形状を示した部分破断図である。 図７で示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの拡大断面図である。 この発明の第５の実施の形態によるポンツーン用袋体の使用状態を示した概略図である。 この発明の第６の実施の形態によるポンツーン用袋体の概略構造を示した図である。 この発明の第７の実施の形態によるポンツーン用袋体の配置状態を示した概略図である。 従来の一般的な浮屋根式貯蔵タンクの概略構成を示した断面図である。 図１２で示した浮屋根式貯蔵タンクにおけるポンツーン部分の拡大断面図である。 図１３で示したポンツーンに収納されている袋体の問題点を説明するための模式図である。

符号の説明

１５…袋体
１７…外殻部
１８…隔壁部
２０…ポンツーン
２３…気体
２４…線条体
２６…バンド
３５…安全弁
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (6)

1. 液体を保有する浮屋根式貯蔵タンクにおけるポンツーンの浮室に収納されるポンツーン用袋体であって、
   可撓性材料よりなり、その内部に気体が封入されて膨張する外殻部と、
   前記封入された気体による前記外殻部の膨張を、前記浮室の形状に沿わせるように抑える膨張抑制手段とを備えた、ポンツーン用袋体。
2. 前記膨張抑制手段は、前記外殻部の内面における対向する部分を少なくとも連結する隔壁部を含む、請求項１記載のポンツーン用袋体。
3. 前記膨張抑制手段は、前記外殻部の内面における対向する部分を少なくとも連結する線条体を含む、請求項１記載のポンツーン用袋体。
4. 前記膨張抑制手段は、前記外殻部の外面の一部を囲うように取り付けられるバンドを含む、請求項１記載のポンツーン用袋体。
5. 前記ポンツーンの破損により前記液体内に沈下した際侵入する前記液体の圧力に抗して、前記外殻部が所望の体積を占有できるように前記気体は注入される、請求項１から請求項４のいずれかに記載のポンツーン用袋体。
6. 前記外殻部に取り付けられ、前記封入された気体の圧力が所定値以上とならないように制御する安全弁を更に備えた、請求項１から請求項５のいずれかに記載のポンツーン用袋体。

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