JP2011046403A - 可搬式繊維強化プラスチックタンク - Google Patents

Abstract

【課題】組立・解体・移動が容易で、耐震性・耐食性・メンテナンス性に優れた可搬式繊維強化プラスチックタンクを提供する。
【解決手段】繊維強化プラスチック製の容器と、該容器を取り囲み、該容器を保持するための架台とを有し、該架台は、該容器の側面の外側への変形を抑制するため、該容器の外側面に接すると共に、該外側面に沿って配置される縦方向の側面用柱ＰＲ１と、少なくとも該容器の上部付近及び下部付近で該容器を取り囲むように該側面用柱を連結する側面用梁ＢＭ１（ＢＭ２）と、また、該容器の底面を支えるため、該底面の外周に沿って配置される外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）と、該排水口を取り囲むように配置される内側支柱ＰＲ４と、該外側支柱を連結する外周用梁（ＢＭ２）と該内側支柱を連結する内周用梁ＢＭ５と、該外周用梁と該内周用梁とを連結する連結梁（ＢＭ３，ＢＭ４）とを備え、少なくとも該連結梁が該容器の底面に接している。
【選択図】図４

Description

本発明は、可搬式繊維強化プラスチックタンクに関し、特に、組立・解体・移動が容易で、耐震性・耐食性・メンテナンス性に優れた可搬式繊維強化プラスチックタンクに関する。

陸揚げした海苔の洗浄などを行う水槽には、撹拌装置を用いて大量の処理を行うため、コンクリート製の水槽が多用されている。しかしながら、コンクリート製の水槽は、水槽自体の移動を行うことができない上、水槽が劣化した場合の補修や排水周りの維持管理が容易でなく、解体にも多額のコストが掛かる等、多くの問題を有している。

水槽自体の移動を可能にした可搬式水槽としては、ステンレス製のものが提供されているが、価格が高い上、電蝕によるサビが発生し易く、普及が進んでいない。

他方、特許文献１のような飼料タンク、特許文献２のような貯水槽、特許文献３のような養殖槽、特許文献４のような排水槽など、各種タンクを繊維強化プラスチック（以下、「ＦＲＰ」という。）を用いて形成することが提案されている。

また、特許文献１，２及び３には、ＦＲＰ製の容器を架台を用いて保持することが開示され、さらに、特許文献２及び３には、ＦＲＰ製の容器を複数に分割されたパネルから構成することも開示されている。

ＦＲＰ製の容器は、塩害による腐食がなく、軽量かつ機械的強度もある程度高いため、可搬式の水槽としては好ましいが、満水時の内容量が１０トンを超えるような大規模な水槽については、十分な機械的強度を維持することが難しい。しかも、大容量の水槽の組立や解体を可能とするためには、水槽となる容器を複数のパネルで構成する必要があり、より一層、機械的強度が低下する原因となる。

特開平１１−９１８６８号公報 特開平１０−２４５０９３号公報 実開平５−６３２６１号公報 特開２００５−３２０７８７号公報

本発明が解決する課題は、上述した問題を解決し、組立・解体・移動が容易で、耐震性・耐食性・メンテナンス性に優れた可搬式繊維強化プラスチックタンクを提供することである。

請求項１に係る発明は、上面が開口し、底面に排水口を備え、該底面が該排水口に向かって傾斜している繊維強化プラスチック製の容器と、該容器を取り囲み、該容器を保持するための架台とを有し、該架台は、該容器の側面の外側への変形を抑制するため、該容器の外側面に接すると共に、該外側面に沿って配置される縦方向の側面用柱と、少なくとも該容器の上部付近及び下部付近で該容器を取り囲むように該側面用柱を連結する側面用梁と、また、該容器の底面を支えるため、該底面の外周に沿って配置される外側支柱と、該排水口を取り囲むように配置される内側支柱と、該外側支柱を連結する外周用梁と該内側支柱を連結する内周用梁と、該外周用梁と該内周用梁とを連結する連結梁とを備え、少なくとも該連結梁が該容器の底面に接していることを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンクである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該外側支柱の間には、該外側支柱の下部付近を連結する脚部連結手段と、該外側支柱と該外周用梁とを連結する第１斜連結手段とを設け、該外側支柱と該内側支柱との間には、該外側支柱と該連結梁とを連結する第２斜連結手段とを備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該容器の側面又は底面は複数に分割されたパネルで構成され、各パネルには、該側面用柱の間又は該連結梁の間に橋渡して保持される補強構造を有し、該補強構造は、パネルの外側面に補強部材を配置し、該パネルと該補強部材を共に被覆する繊維強化プラスチックのライニングにより、該補強部材を該パネルに一体化していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該補強部材は、木材又は発泡材で構成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該パネルは、外側をボルトで連結し、内側の繋ぎ目に繊維強化プラスチックのライニングを施すことを特徴とする。

請求項１に係る発明により、上面が開口し、底面に排水口を備え、該底面が該排水口に向かって傾斜している繊維強化プラスチック製の容器に対して、該容器を取り囲み、該容器を保持するための架台を配置しているため、上面が開口しているため機械的強度が低い繊維強化プラスチック製の容器であっても、架台によりタンク全体の機械的強度を高めることが可能となる。

特に、該架台は、該容器の側面の外側への変形を抑制するため、該容器の外側面に接すると共に、該外側面に沿って配置される縦方向の側面用柱と、少なくとも該容器の上部付近及び下部付近で該容器を取り囲むように該側面用柱を連結する側面用梁を有するため、上面の開口部に配置される撹拌装置等の重量物の設置やその振動に対しても容器の側面の変形を効果的に抑制でき、さらには、満水時の容器の膨張に対しても、容器の側面の変形を抑えることが可能となる。

さらに、該架台は、該容器の底面を支えるため、該底面の外周に沿って配置される外側支柱と、該排水口を取り囲むように配置される内側支柱と、該外側支柱を連結する外周用梁と該内側支柱を連結する内周用梁と、該外周用梁と該内周用梁とを連結する連結梁とを備え、少なくとも該連結梁が該容器の底面に接しているため、大容量の容器に水等を満たしても、底面全体を連結梁で安定的に支持するだけでなく、外側支柱と内側支柱とにより加重を効果的に分散させることが可能となる。

請求項２に係る発明により、外側支柱の間には、該外側支柱の下部付近を連結する脚部連結手段と、該外側支柱と外周用梁とを連結する第１斜連結手段とを設け、該外側支柱と内側支柱との間には、該外側支柱と連結梁とを連結する第２斜連結手段とを備えているため、タンク全体の耐震強度を高め、例えば、容器内部の水圧や撹拌時などの水圧変動による圧力に耐える機械的強度を実現することができる。特に、外側支柱の間の脚部連結手段や第１斜連結手段により容器の横揺れ対策を図り、外側支柱と内側支柱との間の第２斜連結手段により容器の縦揺れ対策を図っている。

請求項３に係る発明により、容器の側面又は底面は複数に分割されたパネルで構成され、各パネルには、側面用柱の間又は連結梁の間に橋渡して保持される補強構造を有し、該補強構造は、パネルの外側面に補強部材を配置し、該パネルと該補強部材を共に被覆する繊維強化プラスチックのライニングにより、該補強部材を該パネルに一体化しているため、パネルの内側の面を限りなくフラットな形状（凹凸が少ない形状）を維持しながら、パネル自体の機械的強度を高めることができる。このため、大容量の容器でも、容器全体を複数のパネルで構成でき、組立・解体・移動が容易な可搬式繊維強化プラスチックタンクを提供することができる。

請求項４に係る発明により、補強部材は、木材又は発泡材で構成されているため、軽量さを維持しながら、必要な機械的強度を確保でき、しかも安価なパネルでタンクの容器を構成することができる。

請求項５に係る発明により、パネルは、外側をボルトで連結し、内側の繋ぎ目に繊維強化プラスチックのライニングを施すため、パネル間の隙間からの漏水を防止し、パネル内面をフラットな形状に維持することも可能となる。

本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンクに使用される容器の概略を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１の容器を構成する側面パネルを説明する図であり、（ａ）は側面パネルの裏面斜視図、（ｂ）は側面パネルに利用される補強構造の断面図である。 図１の容器を構成する底面パネルを説明する図である。 本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンクに使用される架台の概略を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンクに使用される、外側支柱間に設けられた耐震構造を示す図である。 本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンクに使用される、外側支柱と内側支柱と間に設けられた耐震構造を示す図である。

本発明に係る可搬式繊維強化プラスチックタンクについて、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンクに利用される容器の概略を示している。図１（ａ）は容器を上方から見た平面図であり、図１（ｂ）は、容器の側面図である。本発明の可搬式繊維強化プラスチックタンク（以下、「可搬式ＦＲＰタンク」という。）に使用される容器の形状は、上面が開口し、底面に排水口を備え、該底面が該排水口に向かって傾斜している。

容器の側面は、複数の側面パネルＳＰで組み合わせて構成される。本発明の可搬式ＦＲＰタンクの主な用途としては、海苔撹拌槽などの大量な水を収容し、上部の開口には撹拌装置などが設置されるものであり、容器の満水時の容量が１０トン以上のものを特に対象としている。したがって、側面パネルの大きさも、横１ｍ×高さ２ｍよりも大きなサイズとなる。

容器の底面は、複数の底面パネルＢＰで組み合わせて構成される。図１（ａ）に示すように、一例としては、底面の大きさが横３ｍ×奥行３ｍ程度の場合では、底面全体を４枚の底面パネルから構成し、各底面パネルは、ＦＲＰの面Ｐ２と面Ｐ３とが結合された形状とすることができる。当然、容器の底面の面積が大きくなる場合には、単一の面のみの底面パネルも利用される。図１の容器の場合には、底面全体は四角錐を逆にして形状となっており、全ての底面が底面の中心に向かって傾斜している。

四角錐の頂点には、排水管ＤＰに繋がる排水口が形成されている。排水管と底面（排水口）との接続は、市販の塩化ビニル製等のフランジやゴム製パッキンを用いて行い、気密性を高めるよう構成する。また、底面の内側に排水管の接続に伴う段差が形成される場合には、容器内の水を完全には排水できるように、底面の内側に配置されるフランジの頂面を底面の傾斜面の中心側端部よりも低くなるように形成し、傾斜面の端部とフランジの頂面との間の隙間をシリコン等で埋め、傾斜面から排水管までを傾斜状態を維持するよう構成する。

図２は、側面パネルの１枚を示す図であり、裏面側の斜視図である。本発明の可搬式ＦＲＰタンクの特徴は、容器の内面に凹凸を形成せず、内面をフラットな形状とすることである。これは、清掃などメンテナンスが容易であり、特に底面では液溜まりが発生し難いなどの利点がある。しかしながら、内面をフラットにしながら大きな面積のパネルを形成することは、機械的強度が極端に低下する原因となる。このため、本発明では、補強機構ＡＤ１を側面パネルＳＰの裏面に形成している。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ａ−Ａにおける断面図の一部を示すものであり、補強構造ＡＤ１の断面構造を示している。容器の内面を構成する平面Ｐ１は、繊維強化プラスチックで構成され、その裏面に木材や樹脂を発泡させた発泡体で補強部材ＳＵを配置する。そして、補強部材ＳＵをパネル平面Ｐ１に一体化させるため、繊維強化プラスチックを利用したライニングＬＮで両者を接合する。なお、発泡体のようにそれ自体の機械的強度が弱い場合でも、それを取り囲むライニングＬＮの構造がパネル補強の役割を果たし、軽量でありながら機械的強度の高いパネルを形成することが可能となる。

本発明で使用する繊維強化プラスチックを用いたパネルの成形方法としては、プレス成形法、ＳＭＣ法、ＢＭＣ法、レジンインジェクション成形法、スプレーアップ成形法、ハンドレイアップ成形法など各種の方法が利用可能である。スプレーアップ成形品、ハンドレイアップ成形品において、繊維強化プラスチックの積層構成は、要求される容積や強度によって変動するが、概ね３ＰＬＹから１２ＰＬＹの間にするのが作業効率上においても望ましい。また使用するガラス繊維は容量や強度、美観により、チョップドストランドマット・ロービングクロス・サーフェースマット等の中から選定し、樹脂についても、使用される環境（容器内に入れる液体やタンクの設置場所）によって、不飽和ポリエステル、エポキシ、ビニルエステル、フェノールの中から選定される。

各側面パネルＳＰには、図２（ａ）に示すように、平面Ｐ１の端部で裏面側に折れ曲がる側部が形成されている。該側部には開口Ｈ１が設けられ、側面パネル同士をボルトを用いて接合可能なように構成されている。

図３は、底面パネルＢＰの例を示す図であり、底面パネルの裏面側斜視図である。図３の底面パネルＢＰは、２つの平面Ｐ２及びＰ３を容器内側の面とし、その裏面には、補強機構ＡＤ２及びＡＤ３が設けられている。補強機構ＡＤ２は、平面Ｐ２又は平面Ｐ３を補強するためのものであり、補強機構ＡＤ３は、平面Ｐ２と平面Ｐ３との接続部に沿った部分を補強している。各補強機構の構造は、図２（ｂ）に示した補強機構ＡＤ１と同様である。平面Ｐ２及び平面Ｐ３も、平面Ｐ１と同様に、繊維強化プラスチックを用いて構成されている。

底面パネルＢＰの平面Ｐ２又は平面Ｐ３の外側端部は、裏側に折れ曲げられた側部を有しており、該側部に底面パネル同士を接続するため、ボルトを挿入する開口Ｈ２が形成されている。以上では、底面パネル同士又は側面パネル同士の接合を中心に説明したが、底面パネルと側面パネルとの接合に対しても、同様に、対応するパネルの辺に側部を形成し、パネル同士を接合するための開口を設けることができる。

パネル同士の接合は、パネル平面の外側を上述のようにボルトで連結しているが、必要に応じて、パネル間にゴムパッキン等を配置して密着性を高めることができる。他方、パネル平面の内側では、パネル間の繋ぎ目に、繊維強化プラスチックのライニングを施し、パネル間の隙間からの漏水を防止すると共に、パネル内面をフラットな形状に維持することが好ましい。

次に、本発明の可搬式ＦＲＰタンクの特徴である容器を保持する架台について説明する。以下では、図２及び３に示す各種パネルを組み立て、図１に示すような容器を構成した場合について、当該容器を保持する架台を中心に説明する。

図４（ａ）は、架台を上側から見た平面図であり、図４（ｂ）は同じ架台の側面図である。点線は、図１の容器の形状に対応する線である。本発明の可搬式ＦＲＰタンクを構成する容器の上面が開口しているため、構造的に容器の機械的強度が低くなる。これを補完するため、架台には、容器の側面の外側への変形を抑制するための構造を設けている。具体的には、容器の外側面である側面パネルの裏面に接すると共に、該外側面に沿って配置される縦方向の側面用柱ＰＲ１と、該容器の上部付近及び下部付近で該容器を取り囲むように該側面用柱を連結する側面用梁ＢＭ１及びＢＭ２を有している。

側面用柱ＰＲ１は、少なくとも側面パネルの接合部分に位置するよう配置され、側面パネルの接合部だけでなく、側面パネルに設けられた補強構造ＡＤ１（図２参照）の端部を支持する位置に配置される。これにより、側面用柱が設けられていない領域における側面パネルに加わる圧力に対しても、補強構造と共働して側面用柱が受け止めることが可能となる。

各側面用柱ＰＲ１の上部は側面用梁ＢＭ１で連結され、各側面用柱ＰＲ１の下部は、側面用梁ＢＭ２で連結されている。この連結構造により、上面の開口部に配置される撹拌装置等の重量物の設置やその振動に対しても容器の側面の変形を効果的に抑制でき、さらには、満水時の容器の膨張に対しても、容器の側面の変形を抑えることが可能となる。

なお、容器の上部における横揺れが激しい場合には、側面用柱ＰＲ１の間に筋交いとなる補強部材（不図示）を配置し、側面用柱ＰＲ１の上部付近における横揺れ対策を施す必要がある。

架台を構成する柱や梁、さらには補強部材は、接合に際して溶接など行うことも可能であるが、組立・分解又は移動を容易にするため、ボルト等を用いた締結手段で接合することが好ましい。

本発明の可搬式ＦＲＰタンクでは、１０トンを超える大量の水等の液体を収容する容器を想定しているため、容器を下面から保持する構造は、特に重要な役割を担っている。容器の底面を支えるための架台の構成としては、底面の外周に沿って配置される外側支柱ＰＲ２（ＰＲ３）と、底面中央部の排水口を取り囲むように配置される内側支柱ＰＲ４と、該外側支柱ＰＲ２（ＰＲ３）を連結する外周用梁ＢＭ２と該内側支柱ＰＲ４を連結する内周用梁（ＢＭ５）と、該外周用梁（ＢＭ２）と該内周用梁（ＢＭ５）とを連結する連結梁ＢＭ３（ＢＭ４）とを備え、少なくとも該連結梁ＢＭ３（ＢＭ４）が該容器の底面に接している。

容器底面を支える架台の特徴の一つは、容器外周付近を支える支柱（例えば、ＰＲ２、ＰＲ３）と、排水口を取り巻くように配置される容器内周付近の支柱（ＰＲ４）の２重構造としていることである。そして、これらの支柱同士を外周用梁ＢＭ２と内周用梁ＢＭ５で連結し、更に、外周用梁ＢＭ２と内周用梁ＢＭ５とを連結する連結梁ＢＭ３（ＢＭ４）で、容器の底面全体に渡り支持する構造としている。これにより、大容量の容器に水等を満たしても、底面全体を連結梁で安定的に支持するだけでなく、外側支柱と内側支柱とにより加重を効果的に分散させることが可能となる。

本発明の可搬式ＦＲＰタンクの架台は組み立て式であり、容器も大容量の水等を収容するため、耐震構造を架台に施すことが好ましい。図５及び６に示すように、種々の耐震構造を採用することが可能であるが、特に、横揺れと縦揺れの両方に対応した構造が好ましい。

本発明の可搬式ＦＲＰタンクの耐震構造としては、図５に示すように、外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）の間には、該外側支柱の下部付近を連結する脚部連結手段ＤＢ１と、該外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）と外周用梁ＢＭ２とを連結する第１斜連結手段ＤＢ２とを設けている。脚部連結手段ＤＢ１と２つの第１斜連結手段ＤＢ２が連結されて、図５に示すように、外側支柱間で点線の三角形で示す連結構造を形成している。このように容器の外周に沿って配置される外側支柱間の連結を強化することで、横揺れに対して耐震性を向上させることが可能となる。なお、脚部連結手段ＤＢ１や第１斜連結手段ＤＢ２の連結方法は、外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）に設けられた連結プレート（ＰＬ１，ＰＬ３）に、ボルト等で結合する方法が用いられている。

また、図６に示すように、外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）と内側支柱ＰＲ４との間には、該外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）と連結梁（ＢＭ３，ＢＭ４）とを連結する第２斜連結手段ＤＢ３とを備えている。このように、外側支柱から内側支柱方向に延びる連結梁に筋交い構造を持たせることで、容器の縦揺れに対する耐震性を高めることが可能となる。なお、第２斜連結手段ＤＢ３の連結方法につても、外側支柱（ＰＲ２，ＰＲ３）に設けられた連結プレートＰＬ４や連結梁（ＢＭ３，ＢＭ４）に設けられた連結プレートＰＬ５に、ボルト等で結合する方法が用いられている。

本発明の可搬式ＦＲＰタンクに利用される架台は、一般的な鋼材（Ｈ鋼，Ｃ鋼，Ｌ鋼）など、低コストの材料で構成することができるが、耐蝕性を向上させるためステンレス製の材料を用いることもできる。また、本発明の可搬式ＦＲＰタンクに使用される容器の形状は、図１のように直方体のものに限らず、容器の側面をより多くの多面体で構成するものや、曲面を組み込んだものなど、多様な形状が利用可能である。

以上、説明したように、本発明により、組立・解体・移動が容易で、耐震性・耐食性・メンテナンス性に優れた可搬式繊維強化プラスチックタンクを提供することが可能となる。

ＡＤ１〜３ 補強構造
ＢＭ１ 側面用梁
ＢＭ２ 側面用梁（外周用梁）
ＢＭ３，ＢＭ４ 連結梁
ＢＭ５ 内周用梁
ＢＰ 底面パネル
ＤＢ１ 脚部連結手段
ＤＢ２ 第１斜連結手段
ＤＢ３ 第２斜連結手段
ＤＰ 排水管
ＬＮ ライニング
ＰＬ１〜５ 連結プレート
ＰＲ１ 側面用柱
ＰＲ２，ＰＲ３ 外側支柱
ＰＲ４ 内側支柱
ＳＰ 側面パネル
ＳＵ 補強部材

Claims (5)

1. 上面が開口し、底面に排水口を備え、該底面が該排水口に向かって傾斜している繊維強化プラスチック製の容器と、
   該容器を取り囲み、該容器を保持するための架台とを有し、
   該架台は、該容器の側面の外側への変形を抑制するため、該容器の外側面に接すると共に、該外側面に沿って配置される縦方向の側面用柱と、少なくとも該容器の上部付近及び下部付近で該容器を取り囲むように該側面用柱を連結する側面用梁と、
   また、該容器の底面を支えるため、該底面の外周に沿って配置される外側支柱と、該排水口を取り囲むように配置される内側支柱と、該外側支柱を連結する外周用梁と該内側支柱を連結する内周用梁と、該外周用梁と該内周用梁とを連結する連結梁とを備え、少なくとも該連結梁が該容器の底面に接していることを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンク。
2. 請求項１に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該外側支柱の間には、該外側支柱の下部付近を連結する脚部連結手段と、該外側支柱と該外周用梁とを連結する第１斜連結手段とを設け、該外側支柱と該内側支柱との間には、該外側支柱と該連結梁とを連結する第２斜連結手段とを備えたことを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンク。
3. 請求項１又は２に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該容器の側面又は底面は複数に分割されたパネルで構成され、
   各パネルには、該側面用柱の間又は該連結梁の間に橋渡して保持される補強構造を有し、
   該補強構造は、パネルの外側面に補強部材を配置し、該パネルと該補強部材を共に被覆する繊維強化プラスチックのライニングにより、該補強部材を該パネルに一体化していることを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンク。
4. 請求項３に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該補強部材は、木材又は発泡材で構成されていることを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンク。
5. 請求項３又は４に記載の可搬式繊維強化プラスチックタンクにおいて、該パネルは、外側をボルトで連結し、内側の繋ぎ目に繊維強化プラスチックのライニングを施すことを特徴とする可搬式繊維強化プラスチックタンク。

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