JP2013023279A - タンク - Google Patents

Abstract

【課題】タンクにおいて、津波到来の緊急時において最もタンク本体よりの開閉弁が機能しなくなることを防止すると共に平時においてタンク本体の熱変形に起因した損傷が発生することを防止する。
【解決手段】最もタンク本体２寄りに配設される開閉弁５を囲うと共にノズル４及びタンク本体２に対して密接配置される保護容器６と、保護容器６の一部に設けられると共に、保護容器６のノズル接合領域６１をタンク本体２の熱変形によるノズル４の変位方向に変位可能に変形する変位吸収部７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、タンクに関するものである。

従来から、海に面して設置されるタンクに対しては、津波対策が施されている。
例えば、特許文献１には、タンク本体の周囲に鉄鋼矢板を突出させて配置し、タンク本体に漂流物が接触することを防止する構成が開示されている。
また、特許文献２には、タンク本体の周囲に津波防護柵を設置する構成が開示されている。

特開２００８−２３１７６８号公報 特開２００７−３０２２８１号公報

ところで、タンク本体に対しては、タンク本体に貯留された液体をタンク本体の外部に導出するためのノズルが取り付けられている。
このノズルには、単数あるいは複数の開閉弁が取り付けられているが、このうち最もタンク本体寄りのものは一般的に第１元弁と称され、緊急時にタンク本体に貯留される液体が外部に漏出することを防ぐためのものとして用いられる。

しかしながら、ノズルはタンク本体から側方に突出し、かつタンク本体の下部に設けられている。このため、想定を超えるような津波が到来した場合には、ノズルが損傷し、第１元弁が機能しなくなる可能性も否定できない。

一方、このような問題に対処するためには、保護容器によって第１元弁を囲い、津波が第１元弁の設置される領域に直接到達させないようにすることが考えられる。
ところが、タンク本体は、気候の変化や貯留物の温度等によって熱変形する。このため、タンク本体の熱変形によってタンク本体に取り付けられたノズルが変位する。ここで、第１元弁を囲う保護容器を取り付けていると、ノズルの変位によってノズルと保護容器との接合箇所に大きな応力が発生し、保護容器等に損傷が発生する可能性がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、タンクにおいて、津波到来の緊急時において最もタンク本体よりの開閉弁が機能しなくなることを防止すると共に平時においてタンク本体の熱変形に起因した損傷が発生することを防止することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、液体を貯留するタンク本体と、当該タンク本体の側面に取り付けられると共に上記タンク本体に貯留される液体を上記タンク本体の外部に導出あるいは外部から上記タンク本体に液体を導入するノズルと、当該ノズルに対して設けられる開閉弁とを備えるタンクであって、最もタンク本体寄りに配設される上記開閉弁を囲うと共に上記ノズル及び上記タンク本体に対して密接配置される保護容器と、上記保護容器の一部に設けられると共に、上記保護容器のノズル接合領域を上記タンク本体の熱変形による上記ノズルの変位方向に変位可能に変形する変位吸収部とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記タンク本体の熱変形による上記ノズルの最大変位量が予め設定され、当該最大変位量より大きな上記変位吸収部の変形を防止する変形防止手段を備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記変形防止手段は、上記変位吸収部の変形方向において上記変位吸収部を挟んで対向配置されると共に上記変位吸収部の変形が上記最大変位量を超えた際に上記変位吸収部を支持する支持板であるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第２の発明において、上記変形防止手段が、上記変位吸収部の変形方向において上記変位吸収部を挟んで上記保護容器に固定配置されるブロックと、ブロック同士の離間距離の変化量が上記最大変位量を超えた際に上記ブロック同士の位置関係を固定するストッパとを備えるという構成を採用する。

本発明によれば、最もタンク本体寄りに配設される開閉弁を囲うと共にノズル及びタンク本体に対して密接配置される保護容器を備えている。
このため、津波が到来した際に、ノズルにおける開閉弁の設置領域に対して津波が到達することを防止することができる。
よって、本発明によれば、津波到来の緊急時において最もタンク本体よりの開閉弁が機能しなくなることを防止することができる。

また、本発明によれば、保護容器の一部に設けられると共に、保護容器のノズル接合領域をタンク本体の熱変形によるノズルの変位方向に変形可能な変位吸収部を備えている。
このため、タンク本体が熱変形することによってノズルが変位したとしても、変位吸収部がノズルの変位に追従して変形し、ノズル接合領域において大きな応力が作用することを防止することができる。
よって、本発明によれば、平時においてタンク本体の熱変形に起因した損傷が発生することを防止することができる。

このように、本発明によれば、タンクにおいて、津波到来の緊急時において最もタンク本体寄りの開閉弁が機能しなくなることを防止すると共に平時においてタンク本体の熱変形に起因した損傷が発生することを防止することができる。

本発明の第１実施形態におけるタンクの概略構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態におけるタンクが備えるノズル近傍を模式的に示す拡大図である。 本発明の第２実施形態におけるタンクが備えるノズル近傍を模式的に示す拡大図である。 本発明の第３実施形態におけるタンクが備えるノズル近傍を模式的に示す拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るタンクの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のタンク１の概略構成を示す模式図である。なお、図１において（ａ）が平面図であり、（ｂ）が断面図である。

図１に示すタンク１は、油やＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）等の液体を貯留するためのものであり、海に面した箇所に設置されるものである。
そして、タンク１は、図１に示すように、タンク本体２と、床板３と、ノズル４とを備えている。

タンク本体２は、油やＬＮＧ等の液体を直接貯留する容器であり、略円筒形に形状設定されている。
なお、図１に示すように、本実施形態においてはタンク本体２として、金属製の一重殻タンクを用いている。

床板３は、タンク本体２が載置され、載置されたタンク本体２を支持するものである。この床板３は、例えば、コンクリートによって形成されており、タンク本体２の平面視形状よりも一回り半径が大きな円板形状とされている

ノズル４は、タンク本体２の側面であってタンク本体２の下部に取り付けられている。このノズル４は、タンク本体２の内部から外部に連通し、タンク本体２の内部に貯留された液体を外部に導出あるいは外部からタンク本体２に液体を導入するものである。

図２は、ノズル４の近傍を模式的に示す拡大図である。なお、図２において、（ａ）が断面図、（ｂ）が後述のエクスパンションの斜視図である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態のタンク１は、第１元弁５と、保護容器６と、エクスパンション７（変位吸収部）と、支持板８とを備えている。

タンク本体２に貯留される液体を上記タンク本体２の外部に導出する場合で説明すると、第１元弁５は、ノズル４の最もタンク本体２寄りに配置された開閉弁であり、緊急時にタンク本体２から液体が漏出しないようにノズル４を閉鎖するためのものである。
この第１元弁５には、当該第１元弁５を動かすためのシャフト９が接続されている。このシャフト９は、保護容器６を抜け、先端が保護容器６の外部にまで突出している。そして、シャフト９の先端に当該シャフト９を回転させるためのハンドル１０が取り付けられている。

なお、第１元弁５は、緊急時にのみ動作させるものである。このため、シャフト９が回転されるのも緊急時である。よって、平時においては、シャフト９と保護容器６との間にゴムパッキンやコンパウンド等のシール材１１を配置しておくことが好ましい。

保護容器６は、最もタンク本体２寄りに配設された開閉弁である第１元弁５を囲う箱状の部材である。
この保護容器６は、図２（ａ）に示すように、タンク本体２の側面とノズル４に対して溶接や接着材によって密接されて固定されている。

エクスパンション７は、保護容器６の一部に設けられると共に、保護容器６のノズル接合領域６１をタンク本体２の熱変形によるノズル４の変位方向に変位可能に変形するものである。

なお、本実施形態のタンク１において、エクスパンション７は、ノズル４が貫通する保護容器の側面６２に設けられている。
このエクスパンション７は、図２（ｂ）に示すように、ノズル４を中心として、凹部と凸部とが交互に同心円状に配列されることによって形成される蛇腹状の部材である。

そして、本実施形態のタンク１においては、タンク本体２の熱変形によってノズル４が延在方向に変位する。このため、エクスパンション７は、保護容器６のノズル接合領域６１をノズル４の延在方向に変位可能なように変形する。
具体的には、エクスパンション７は、ノズル４の延在方向に膨らんだり凹んだりして変形することができる。

なお、タンク本体２の熱変形によるノズル４の変位量は、タンク本体２が晒される熱環境を予め把握することによって予測することができる。このため、タンク本体２の熱変形によるノズル４の最大変位量も予測し、予め設定することができる。
そして、支持板８は、予め設定されたノズル４の最大変位量より大きなエクスパンション７の変形を防止するものである。

支持板８は、図２（ａ）に示すように、エクスパンション７の変形方向（ノズル４の延在方向）において当該エクスパンション７を挟んで対向配置されている。
そして、これらの支持板８は、エクスパンション７の変形量が上述の最大変位量を超えた際にエクスパンション７に当接してエクスパンション７に作用する荷重を受けることで、エクスパンション７の変形を防止する。
なお、支持板８は、エクスパンション７の変位方向においてエクスパンション７を挟んで配置されているため、どちらの方向にエクスパンション７が大きく変位した場合であっても、エクスパンション７の変形を防止することができる。

このような構成を採用する本実施形態のタンク１によれば、最もタンク本体２寄りに配設される開閉弁である第１元弁５を囲うと共にノズル４及びタンク本体２に対して密接配置される保護容器６を備えている。
このため、津波が到来した際に、ノズル４における第１元弁５の設置領域に対して津波が到達することを防止することができる。
よって、本実施形態のタンク１によれば、津波到来の緊急時において最もタンク本体２よりの第１元弁５が機能しなくなることを防止することができる。

また、本実施形態のタンク１によれば、保護容器６の一部に設けられると共に、保護容器６のノズル接合領域６１をタンク本体２の熱変形によるノズル４の変位方向に変形可能なエクスパンション７を備えている。
このため、タンク本体２が熱変形することによってノズル４が変位したとしても、エクスパンション７がノズル４の変位に追従して変形し、ノズル接合領域６１において大きな応力が作用することを防止することができる。
よって、本実施形態のタンク１によれば、平時においてタンク本体２の熱変形に起因した損傷が発生することを防止することができる。

このように、本実施形態のタンク１によれば、津波到来の緊急時において第１元弁５が機能しなくなることを防止すると共に平時においてタンク本体２の熱変形に起因した損傷が発生することを防止することができる。

また、本実施形態のタンク１においては、ノズル４の最大変位量より大きなエクスパンション７の変形を防止する支持板８を備えている。
このため、例えば、津波によってエクスパンション７が大きく変形しようとした際に、その荷重を支持板８が支えることによってエクスパンション７が破損することを防ぐことができる。

また、本実施形態のタンク１においては、エクスパンション７の変形方向において、支持板８がエクスパンション７を挟んで対向配置されている。
このため、エクスパンション７がどちらの方向に変形した場合であっても、エクスパンション７が破損することを防ぐことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第
１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図３は、本実施形態のタンク１Ａが備えるノズル４の近傍を模式的に示す拡大断面図である。
この図に示すように、本実施形態のタンク１Ａは、液体を直接貯留する金属製の内槽２Ａと、内槽２Ａを囲うと共に金属製あるいはコンクリート製の外槽２Ｂとを備えるタンク本体２Ｃを備えている。そして、ノズル４は内槽２Ａに接続されている。
また、本実施形態のタンク１Ａにおいては、タンク本体２Ｃの熱変形によって内槽２Ａと外槽２Ｂとの位置関係が変位する。このため、ノズル４が第２エクスパンション１２を介して外槽２Ｂと接続されている。

また、本実施形態のタンク１Ａにおいては、最もタンク本体２Ｃ寄りの第１元弁（開閉弁）として電動バルブ１３が設置されている。
このような電動バルブ１３は、不図示のケーブルによって外部と接続されており、ケーブルを介して入力される開閉信号に基づいて開閉する。
このため、上記第１実施形態のように、シャフト９やハンドル１０を保護容器６の外部に取り出す必要がなく、保護容器６の内部の密閉性を向上させることができる。

このように、タンク本体２Ｃが二重殻タンクであっても、本発明を適用することができ、津波到来の緊急時において電動バルブ１３が機能しなくなることを防止すると共に平時においてタンク本体２Ｃの熱変形に起因した損傷が発生することを防止することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明は、上記第２実施形態の構成を基に行う。

図４は、本実施形態のタンク１Ｂが備えるノズル４の近傍を模式的に示す拡大図である。なお、図４において、（ａ）は外形図、（ｂ）は断面図である。
この図に示すように、エクスパンション１４がノズル４の周面に対向する保護容器６の壁部６３に設けられている。

また、本実施形態のタンク１Ｂは、上記第１及び第２実施形態において示す支持板８に換えて、変形防止機構１５を備えている。
そして、変形防止機構１５は、ブロック１５ａと、ストッパ１５ｂと、支持棒１５ｃとを備えている。

ブロック１５ａは、エクスパンション１４の変形方向（ノズル４の延在方向）においてエクスパンション１４を挟んで保護容器６に固定配置されている。
ストッパ１５ｂは、ブロック１５ａ同士の離間距離の変化量が上述の最大変位量を超えた際に当該変化量がこれ以上大きくならないように、ブロック１５ａ同士の位置関係を固定するものである。そして、このストッパ１５ｂは、各ブロック１５ａを挟んでの対向配置されている。
支持棒１５ｃは、全てのストッパ１５ｂが固定されると共に、２つのブロック１５ａを貫通すると共に当該ブロック１５ａに対してスライド可能に支持されている。

このような構成を採用する本実施形態のタンク１Ｂにおいては、津波によってエクスパンション７が大きく変形しようとした際に、ストッパ１５ｂがブロック１５ａに当接する。この結果、ストッパ１５ｂによって荷重が支持され、ブロック１５ａ同士の離間距離の変化量が大きくなることが防止される。
このため、本実施形態のタンク１Ｂにおいても、エクスパンション１４が破損することを防ぐことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、第１実施形態において手動の開閉弁（第１元弁５）を用い、第２実施形態において電動の開閉弁（電動バルブ１３）を用いる構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１実施形態において電動の開閉弁、第２実施形態において手動の開閉弁を用いることも可能である。

１、１Ａ、１Ｂ……タンク、２、２Ｃ……タンク本体、３……床板、４……ノズル、５……第１元弁（開閉弁）、６……保護容器、７、１４……エクスパンション（変位吸収部）、８……支持板（変形防止手段）、９……シャフト、１０……ハンドル、１１……シール材、１２……第２エクスパンション、１３……電動バルブ（開閉弁）、１５……変形防止機構（変形防止手段）、１５ａ……ブロック、１５ｂ……ストッパ、１５ｃ……支持棒

Claims (4)

1. 液体を貯留するタンク本体と、当該タンク本体の側面に取り付けられると共に前記タンク本体に貯留される液体を前記タンク本体の外部に導出あるいは外部から前記タンク本体に液体を導入するノズルと、当該ノズルに対して設けられる開閉弁とを備えるタンクであって、
   最もタンク本体寄りに配設される前記開閉弁を囲うと共に前記ノズル及び前記タンク本体に対して密接配置される保護容器と、
   前記保護容器の一部に設けられると共に、前記保護容器のノズル接合領域を前記タンク本体の熱変形による前記ノズルの変位方向に変位可能に変形する変位吸収部と
   を備えることを特徴とするタンク。
2. 前記タンク本体の熱変形による前記ノズルの最大変位量が予め設定され、当該最大変位量より大きな前記変位吸収部の変形を防止する変形防止手段を備えることを特徴とする請求項１記載のタンク。
3. 前記変形防止手段は、前記変位吸収部の変形方向において前記変位吸収部を挟んで対向配置されると共に前記変位吸収部の変形が前記最大変位量を超えた際に前記変位吸収部を支持する支持板であることを特徴とする請求項２記載のタンク。
4. 前記変形防止手段は、前記変位吸収部の変形方向において前記変位吸収部を挟んで前記保護容器に固定配置されるブロックと、ブロック同士の離間距離の変化量が前記最大変位量を超えた際に前記ブロック同士の位置関係を固定するストッパとを備えることを特徴とする請求項２記載のタンク。

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