JP2013209137A

JP2013209137A - 液槽波高減衰装置

Info

Publication number: JP2013209137A
Application number: JP2012081226A
Authority: JP
Inventors: Machi Okamoto; 満智岡本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10

Abstract

【課題】波高を減衰させ、液槽からの液体の溢れ出しを抑制することが可能な液槽波高減衰装置を提供することを目的とする。
【解決手段】液槽波高減衰装置１は、薬液槽２の液面上方に配置された上板６の端部６ａと、一端が上板６の端部６ａに接続され、他端が液槽端部に配置された枠材３ａに接続され、薬液槽２の幅方向にわたって液面上方で張られた弾性膜７と、薬液槽２の縁に沿って、薬液槽２の長さ方向に設けられた板状の側板４とを備え、弾性膜７は、たるみを有して張られている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液槽の周囲に設置される液槽波高減衰装置に関するものである。

タンク等の液体槽に貯蔵された液体は、周期的外力を受けると液面の揺動が大きくなる、いわゆるスロッシング現象が発生する。
特許文献１〜３では、スロッシング現象の発生による液体槽に満たされた液体の揺動を軽減させたり、液体槽からの液体の流出を防止したりする技術が開示されている。

特開昭６０−９０１８５号公報特開平８−１９８３８７号公報特開２０１１−１４８５１１号公報

アルミニウム合金等の金属材料の表面処理に使用される表面処理槽は、アルカリ性溶液やクロム酸等の液体の薬品（薬液）で満たされている。震度６強の大規模地震発生時に、スロッシング現象が発生すると、表面処理槽から薬液が溢れ出すおそれがある。表面処理槽下部には、溢れ出た液体を受けるピットが設けられているが、スロッシング現象の発生状況によっては、作業員が薬液を被る危険性や、薬液の排水の混入によって公害が発生するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、波高を減衰させ、液槽からの液体の溢れ出しを抑制することが可能な液槽波高減衰装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液槽波高減衰装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る液槽波高減衰装置は、液槽の液面上方に配置された固定部と、一端が前記固定部に接続され、他端が前記液槽端部側に接続され、前記液槽の第１の方向にわたって液面上方で張られた膜状部材と、前記液槽の縁に沿って、前記第１の方向と異なる方向に設けられた板状の側板部とを備え、前記膜状部材は、たるみを有して張られている。

この発明によれば、膜状部材の一端が、液槽の液面上方に固定され、他端が、液槽端部側に接続されて、たるみを有して張られていることから、地震動によって液槽内の液面が揺動した場合に、膜状部材が液面の揺動を吸収する。例えば、波面の高い液体が液槽端部側に向かって移動した場合、液体が膜状部材に当たったときに膜状部材が液体による衝撃を吸収する。また、液面が液槽中央部側に向かって移動した場合、膜状部材が液体とともに液槽の内側方向へ移動し、液体が持つ揺動エネルギーが低減される。その結果、膜状部材が張られていない場合に比べて、波高の減衰効果を高めることができ、液槽からの液体の溢れ出しを抑制することができる。
そして、膜状部材が張られた第１の方向に加えて、液槽の縁に沿って第１の方向と異なる方向に側板部が設けられていることから、側板部が設けられた液槽の縁からの液体の溢れ出しも防止できる。

上記発明において、前記側板部は、前記液槽端部近傍にのみ設けられてもよい。
この発明によれば、液槽端部近傍にて液体の波面が高くなったとき、側板部が設けられた液槽端部近傍からの液体の溢れ出しを防止できる。また、液槽の長さ方向の端部にのみ側板部が設けられていることから、長さ方向の中央部分で行われる液槽への材料の搬入や搬出が簡便になる。

上記発明において、前記液槽の縁に沿って、前記第１の方向に設けられた板状の端板部と、前記端板部の上部から前記液槽の内部側に延設された上板部とを更に備え、前記膜状部材は、前記液槽端部側に移動したとき、前記端板部と前記上板部に同時に接触しない長さを有することが望ましい。

この発明によれば、液槽の縁に沿って第１の方向に端板部が設けられ、液槽の液面上方に上板部が設けられていることから、液槽からの液体の溢れ出しを更に確実に防止できる。また、液面が揺動しているときに、膜状部材は、端板部と上板部に同時に接触しないことから、膜状部材が端板部と上板部に同時に衝突することなく、弾性膜によって揺動エネルギーを確実に低減できる。

上記発明において、前記液槽の外側に設置される枠材を更に備え、前記固定部、前記膜状部材及び前記側板部は、前記枠材に一体に設けられてもよい。

この発明によれば、枠材とともに固定部、膜状部材及び側板部を液槽外側に設置したり、液槽外側から取り外したりすることができ、液槽波高減衰装置の設置や、取替え等のメンテナンスが容易である。

本発明によれば、波高を減衰させ、液槽からの液体の溢れ出しを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る波高減衰装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る波高減衰装置を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る波高減衰装置を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る波高減衰装置を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る波高減衰装置を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る波高減衰装置の第１変形例を示す縦断面図である。液槽を示す縦断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
波高減衰装置１は、図１〜図３に示すように、枠材３、側板４、端板５、上板６及び弾性膜７等を備える。波高減衰装置１は、薬液槽２の外側周囲部分（例えばデッキ）に設置され、スロッシング現象発生時における薬液槽２からの薬液８の溢れ出しを低減し、かつ、液面の波高の減衰効果を高めることができる。

側板４、端板５、上板６及び弾性膜７は、枠材３に一体化されて設置されていることによって、既設の薬液槽２の外側に波高減衰装置１を設置したり、設置されている波高減衰装置１を取り外してメンテナンスしたりすることが容易にできる。

波高減衰装置１が適用される薬液槽２は、アルミニウム合金等の金属材料の表面処理の際、処理を施す材料を薬液８に浸すための槽である。薬液槽２は、例えば鉄製であって、表面に合成樹脂コーティングが施されている。薬液８は、表面清浄化処理、陽極参加処理など金属表面処理の内容によって異なるが、例えばアルカリ性溶液やクロム酸等である。薬液槽２は、容量が例えば15m³〜80m³など比較的大きいものであって、地震時にスロッシング現象が発生し易い。このような薬液槽２に対して、本実施形態の波高減衰装置１が設置される。

容量が75m³の薬液槽２は、例えば長さ12.5m、幅2m、深さ3mといった寸法を有し、薬液槽２は、幅方向に対して長さ方向が長い。表面処理を施す材料は、進行方向が薬液槽２の長さ方向に対して垂直方向に運搬されて、薬液槽２内部の薬液８に浸され、表面処理が完了した後、薬液槽２から取り出されて、薬液槽２の長さ方向に対して垂直方向に運搬される。

枠材３は、薬液槽２の長さ方向端部に設置される枠材３ａや、枠材３ａの両端に接続され薬液槽２の長さ方向に対して平行に設置される枠材３ｂなどからなる。枠材３は、薬液槽２の縁に沿って薬液槽２の外部の周囲部分に設置される。枠材３ａは、上部にて端板５の下端部と接続され、枠材３ｂは、上部にて側板４の下端部と接続される。

側板４は、板状部材であり、薬液槽２の長さ方向両端部にて、薬液槽２の縁から上方へ立設している。側板４が、薬液槽２の長さ方向全てにわたって設けられるのではなく、両端部にのみ設けられることによって、薬液槽２への材料の搬入や搬出の際に、側板４が妨げになることがない。また、側板４は、薬液槽２の長さ方向に対して平行であり、２枚の側板４が、互いに平行に薬液槽２の幅方向両端部に設けられる。これにより、スロッシング現象によって、薬液８の液面が薬液槽２の長さ方向両端部で薬液槽２の縁よりも高くなった場合に、薬液８の溢れ出しを防止できる。

端板５は、板状部材であって、薬液槽２の長さ方向両端部に設置される。端板５は、薬液槽２の幅方向に対して平行に設けられ、薬液槽２の端部で垂直方向に立設される。また、端板５の上部には、上板６が接続される。

上板６は、板状部材であって、端板５の上部から薬液槽２の内部側へ延設される。上板６は、薬液槽２の液面上方の端部６ａで弾性膜７を支持する。上板６は、側板４や端板５に支持される。

端板５と上板６の長さは、薬液槽２の幅方向の長さ以上であり、端板５の高さは、例えば30cm以上、上板６の端板５側の端部から薬液槽２内部側の端部までの長さは、例えば約1mである。
端板５と上板６が設けられることによって、薬液８の液面が薬液槽２の長さ方向両端部で、薬液槽２の縁よりも高くなる場合や薬液８が飛び跳ねる場合に、薬液８の溢れ出しを防止できる。側板４、端板５及び上板６は、例えば塩化ビニル樹脂である。

弾性膜７は、例えば厚さ1mmのテフロン（登録商標）等であり、弾性を有する膜状部材である。弾性膜７は、一端が上板６の端部６ａに接続され、他端が薬液槽２の長さ方向端部に配置される枠材３ａに接続される。弾性膜７は、薬液槽２内の薬液８の液面よりも上方に設置され、薬液槽２の幅方向に対して平行に設けられる。これにより、スロッシングの発生によって、薬液８が弾性膜７を押し上げるとき、弾性膜７が衝撃を吸収する。

弾性膜７は、上板６の端部６ａと枠材３ａとの間でたるみを有して張られている。また、弾性膜７は、薬液槽２の長さ方向端部側に移動したとき、端板５と上板６に同時に接触しないような長さを有する。これにより、スロッシングの発生によって、薬液８が弾性膜７を押し上げるとき、弾性膜７が端板５や上板６に衝突することを防止できる。

次に、本実施形態に係る波高減衰装置１の動作について説明する。
薬液槽２は、通常状態において、縁よりも下方に薬液８の液面が位置している。しかし、地震が発生した場合、地震動の影響によってスロッシング現象が発生する。これにより、幅方向に対して長さ方向が長い薬液槽２では、図７に示すように、薬液槽２の長さ方向に大きくうねる波が生じる。その結果、薬液槽２の長さ方向両端部の壁に薬液８が打ち合ったり、波面の高さが薬液槽２の縁よりも高くなったりする。波高減衰装置１が設けられていない従来の薬液槽２では、スロッシング現象によって、薬液８が溢れ出してしまう。

本実施形態において、スロッシング現象が発生すると、まず、薬液８が薬液槽２の長さ方向両端部の上方に設けられた弾性膜７に当たり始める。

薬液８の波面の高い部分が薬液槽２の長さ方向の端部側に向かって移動した場合、弾性膜７は、図４に示すように、薬液８によって押し上げられる。このとき、側板４、端板５、上板６及び弾性膜７に囲まれた空気が弾性膜７と側板４の隙間から外部へ排出される。したがって、弾性膜７が下方にたるんだ状態から薬液槽２の外側方向へ膨らむことによって、弾性膜７が薬液８による衝撃を吸収する。その結果、弾性膜７が揺動エネルギーを低減して、波高を抑制する。

また、薬液８の波面の高い部分が薬液槽２の中央部側に向かって移動した場合、弾性膜７は、図５に示すように、薬液８と共に薬液槽２の内側方向へ移動し、下方に撓む。このとき、弾性膜７が薬液８の移動を妨げるため、薬液８が薬液槽２の内側方向へ戻るときのエネルギーが緩和する。その結果、弾性膜７が揺動エネルギーを低減して、波高を抑制する。

以上より、薬液８は、薬液槽２の長さ方向両端部で波高減衰装置１によって、揺動エネルギーが繰り返し低減される。その結果、波高減衰装置１は、弾性膜７が張られていない場合に比べて、波高の減衰効果を高めることができ、薬液槽２からの薬液８の溢れ出しを減少させることができる。

また、スロッシング現象によって、波面の高さが薬液槽２の長さ方向端部において薬液槽２の縁よりも高くなった場合でも、側板４、端板５及び上板６が設置されていることによって、薬液８の溢れ出しを防止できる。

なお、上記実施形態では、端板５が薬液槽２の端部で垂直方向に立ち上げられた後、上板６が薬液槽２の内側方向へ延設されている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、図６に示すように、上板６が薬液槽２の縁に沿って配置された枠材３ａから内側方向へ斜め上方に設置されてもよい。

また、上記実施形態では、上板６の端部６ａに弾性膜７の端部を設置する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、溢れ出し防止のための上板６とは別に設置する部材に弾性膜７の端部を設置してもよい。

さらに、上記実施形態では、弾性膜７は、１枚の部材からなる場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、弾性膜７は、複数枚に分割された短冊状の部材からなるとしてもよい。この場合、分割された部材間に隙間ができ、弾性膜７が薬液８によって押し上げられたり、下方に撓んだりするときの空気の出入量を増やすことができる。但し、薬液８が隙間を通過して、弾性膜７による衝撃吸収能力が低減しない程度に分割数を決定することが望ましい。

またさらに、上記実施形態では、側板４が薬液槽２の長さ方向両端部にて設けられる場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。上記実施形態では、側板４が端部近傍にのみ設けられることによって、薬液槽２への材料の搬入や搬出が簡便になるが、例えば、薬液槽２への材料の搬入や搬出の際に妨げにならなければ、側板４は、薬液槽２の長さ方向全てにわたって設けられてもよい。この場合、薬液槽２への材料の搬入や搬出を考慮して、側板４の長さ方向の中央部分の高さを端部よりも低くするとよい。

１波高減衰装置（液槽波高減衰装置）
２薬液槽（液槽）
３，３ａ，３ｂ枠材
４側板（側板部）
５端板（端板部）
６上板（上板部）
６ａ端部（固定部）
７弾性膜（膜状部材）
８薬液

Claims

液槽の液面上方に配置された固定部と、
一端が前記固定部に接続され、他端が前記液槽端部側に接続され、前記液槽の第１の方向にわたって液面上方で張られた膜状部材と、
前記液槽の縁に沿って、前記第１の方向と異なる方向に設けられた板状の側板部と、
を備え、
前記膜状部材は、たるみを有して張られている液槽波高減衰装置。
前記側板部は、前記液槽端部近傍にのみ設けられる請求項１に記載の液槽波高減衰装置。
前記液槽の縁に沿って、前記第１の方向に設けられた板状の端板部と、
前記端板部の上部から前記液槽の内部側に延設された上板部と、
を更に備え、
前記膜状部材は、前記液槽端部側に移動したとき、前記端板部と前記上板部に同時に接触しない長さを有している請求項１又は２に記載の液槽波高減衰装置。
前記液槽の外側に設置される枠材を更に備え、
前記固定部、前記膜状部材及び前記側板部は、前記枠材に一体に設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載の液槽波高減衰装置。