JP2018203360A - タンクの付帯設備 - Google Patents

Abstract

【課題】津波に対し、タンクの倒壊や流出を防止することができるだけでなく、タンクの損傷をも防止することができるタンクの付帯設備を提供する。【解決手段】タンクＴに対し、津波対策用に設けられるタンクＴの付帯設備１であって、タンクＴを囲繞するように、タンクＴの基礎１１上に立設された固定止水壁２と、固定止水壁２を囲繞するように沿わせて設けられた可動止水壁３と、来襲した津波により、可動止水壁３を浮上させるフロート部４と、固定止水壁２の上端部と可動止水壁３の下端部との間に介設され、可動止水壁３の浮上による上動端位置を位置規制すると共に、固定止水壁２と可動止水壁３との間隙をシールする環状シール部５と、を備えたものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、原油、石油化学製品、工業用水、飲料水、圧縮ガス、液化ガス等の液体や気体を貯蔵するタンクに対し、津波対策として設けられるタンクの付帯設備に関するものである。

従来、この種のタンクの付帯設備として、地盤に立設した円筒形のタンクに対して施されたタンクの津波対策構造が知られている（特許文献１参照）。
このタンクの津波対策構造は、タンクの周囲に設けられた複数（８本）の鋼管杭と、複数の鋼管杭の内側に固定された複数の環状部材と、を備えている。複数の鋼管杭は、周方向に均等に且つ環状に配設され、その下端部が地盤に打ち込まれると共に、上端部が津波の高さｈ１とタンクの高さｈ２のとの和の高さよりも上方に配設されている。複数の環状部材は、樹脂などで円環状に形成され、複数の鋼管杭の内側において、上下方向に適宜の間隔をあけて固定されている。そして、複数の環状部材とタンクとの間には１０ｃｍ程度の間隙が設けられ、複数の環状部材に対しタンクが挿通可能に構成されている。
この津波対策構造では、津波が生じて津波浸水による浮力や水平波力によってタンクが浮上しても、タンクの周囲に配設した複数の鋼管杭および複数の環状部材により、タンクの転倒や漂流が防止される。

特開２０１５−１７４６８５号公報

このような、従来のタンクの津波対策構造では、鋼管杭等によりタンクの転倒や漂流が防止されるが、漂流物（ガレキ）によるタンクの損傷は防止することはできない。津波は、数度に亘って来襲し、その際、漂流物を伴う。この場合、津波の流れに乗って来襲する漂流物がタンクに衝突するとタンクが損傷し、オイル漏れ等が生ずる。また、津波によりタンクが傾いて浮上すると、タンクが環状部材等に衝突し、この点でもタンクが損傷するおそれがある。

本発明は、津波に対し、タンクの倒壊や流出を防止することができるだけでなく、タンクの損傷をも防止することができるタンクの付帯設備を提供することを課題としている。

本発明のタンクの付帯設備は、タンクに対し、津波対策用に設けられるタンクの付帯設備であって、タンクを囲繞するように、タンクの基礎上に立設された固定止水壁と、固定止水壁を囲繞するように沿わせて設けられた可動止水壁と、来襲した津波により、可動止水壁を浮上させるフロート部と、固定止水壁の上端部と可動止水壁の下端部との間に介設され、可動止水壁の浮上による上動端位置を位置規制すると共に、固定止水壁と可動止水壁との間隙をシールする環状シール部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、津波が来襲すると、浮力を得たフロート部が可動止水壁を浮上させる。浮上してゆく可動止水壁が上動端位置に達すると、環状シール部により固定止水壁と可動止水壁との間隙がシールされる。津波の水位が低い状態では、固定止水壁によりタンク側への水の流入が阻止され、高い状態では、固定止水壁および浮上した可動止水壁によりタンク側への水の流入が阻止される。このように、固定止水壁および可動止水壁のより、タンク側への津波（水）の流入が阻止されるため、津波によるタンクの倒壊や流出を防止することができるだけでなく、タンクの損傷をも有効に防止することができる。また、タンク自体に加工等を施す必要がなく、既設のタンクにも容易に設置することができる。

この場合、上動端位置に浮上した可動止水壁の地盤からの高さが、想定される最大高さの津波より高いことが好ましい。

この構成によれば、例えば、想定される津波の最大高さが１０ｍである場合、固定止水壁および可動止水壁の高さをそれぞれ６ｍ前後とすれば、津波（水）のタンク側への流入を阻止することができ、十分な津波対策とすることができる。

また、基礎および固定止水壁は、いずれもコンクリート製であり、固定止水壁の下端部は、基礎に対し打継ぎにより一体化されていることが好ましい。

この構成によれば、基礎を利用することで、止水性を有する固定止水壁を簡単に構築することができる。なお、言うまでもないが、基礎および固定止水壁は、いわゆる鉄筋コンクリート造とすることが好ましい。また、この場合の基礎および固定止水壁には、建物の屋上等のような防水性までは要求されない。

また、可動止水壁は、繊維強化プラスチック製であることが好ましい。

この構成によれば、可動止水壁を比較的軽量なものとすることができ、その分、フロート部をコンパクトに形成することができる。なお、可動止水壁には、水圧を考慮して適宜の補強部を設けることが好ましい。また、可動止水壁の極端な軽量化を図るべく、カーボン繊維の強化プラスチック製とすることが好ましい。

また、可動止水壁は、フロート部に支持されていることが好ましい。

この場合、可動止水壁は、フロート部の上面および／または内周面に取り付けられていることが好ましい。

また、フロート部は、固定止水壁を囲繞するように環状に形成されていることが好ましい。

これらの構成によれば、津波に対し、可動止水壁を円滑に浮上させることができる。また、環状シール部に対し、均一な押圧力（浮力）を作用させることができ、可動止水壁の位置規制やシールを適切に行うことができる。

一方、環状シール部は、固定止水壁の上端部に設けられ、固定止水壁から径方向の外方に延設された環状当接受け部と、可動止水壁の下端部に設けられ、可動止水壁から径方向の内方に延設されると共に環状当接受け部に対峙する環状当接部と、環状当接受け部と環状当接部との間に介設した環状シール材と、を有することが好ましい。

この構成によれば、浮上する可動止水壁の環状当接部が、環状シール材を挟んで、固定止水壁の環状当接受け部に当接する。このため、環状シール材は、環状当接部に加わる浮力（押圧力）により、押し潰されてシール性を発揮する。すなわち、フロート部の浮力を利用して、固定止水壁と可動止水壁との間のシールを行うことができる。なお、塵埃等の付着を抑制すべく、環状シール材は環状当接受け部の下面に取り付けておくことが好ましい。また、環状シール材に加わる押圧力（浮力）が、水位の上昇に合わせて徐々に増加するように、フロート部は縦長の断面形状とすることが好ましい。

第１実施形態に係る付帯設備を含むタンク廻りの立面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 第１実施形態において、水位が低い状態の、付帯設備を含むタンク廻りの立面図である。 第１実施形態において、水位が高い状態の、付帯設備を含むタンク廻りの立面図である。 第２実施形態に係る付帯設備を含むタンク廻りの立面図である。 第２実施形態において、水位が高い状態の、付帯設備を含むタンク廻りの立面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るタンクの付帯設備について説明する。このタンクの付帯設備（以下、単に「付帯設備」という。）は、主にタンクの津波対策としてタンクに付帯させるものであり、来襲する津波の水位に合わせて、タンクを囲繞する止水壁を可動させるものである。また、実施形態の付帯設備は、既設のタンクおよび新設のタンクのいずれにも適用可能であるが、以下、既設のタンクに付帯設備を設けた場合について説明する。

［タンク］
対象となるタンクは、原油、石油化学製品、工業用水、飲料水、圧縮ガス、液化ガス等を貯蔵するものである。また、タンクの形式には、固定屋根タンク、円錐屋根タンク、球面屋根タンク、浮屋根タンク、固定屋根付き浮屋根タンク、球形タンク等がある。以下、灯油、軽油、重油等を貯蔵物とする固定屋根タンクを例に、説明を進めることとする。

［第１実施形態］
図１は、付帯設備を含むタンク廻りの立面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。両図に示すように、付帯設備１は、タンクＴを囲繞するように設けられた固定止水壁２と、固定止水壁２を囲繞するように沿わせて設けられた可動止水壁３と、可動止水壁３を浮上させるフロート部４と、固定止水壁２の上端部と浮上した可動止水壁３の下端部との間に介設された環状シール部５と、を備えている。可動止水壁３は、フロート部４に支持されており、津波が来襲すると、フロート部４と共に可動止水壁３が上動し、環状シール部５を介して、固定止水壁２と可動止水壁３とがタンクＴを囲む一体の止水壁となる。

地盤Ｇ上には、タンクＴを支持するコンクリート製の基礎１１が打設され、この基礎１１上に固定止水壁２が立設されている。基礎１１は、既設のものであり、この基礎１１に対し、打継ぎにより固定止水壁２が構築されている。この場合、基礎１１は円形平板状に、固定止水壁２は円筒状に形成され、いずれも鉄筋コンクリート造となっている。そして、タンクＴと固定止水壁２との間には、タンクＴのための環状の点検スペース１２（兼防油堤）が設けられている。なお、固定止水壁２は、スチール製、ステンレススチール製、樹脂製（ＦＲＰ製）等であってもよい。かかる場合には、固定止水壁２の下端部を基礎１１に埋め込むように設置することが好ましい。

固定止水壁２の外周面には、フロート部４の昇降をガイドする複数の摺接板１５が設けられている（図２参照）。各摺接板１５は、ステンレススチール等で形成され、上下方向に帯状に延在している。また、複数の摺接板１５は、固定止水壁２の外周面において周方向に等間隔で配設されており、フロート部４の内周面に摺接してその円滑な昇降をガイドする。なお、フロート部４が十分な浮力を有する場合には、複数の摺接板１５は省略可能である。

ところで、タンクＴの下部には、外部設備に連なる配管Ｐが接続されている（図１参照）。配管Ｐは、固定止水壁２およびフロート部４を貫通するように延びており、固定止水壁２には実管スリーブ２１が設けられ、フロート部４には配管Ｐを逃げる切欠き部４ａが設けられている。実管スリーブ２１は、例えば両端にフランジを設けた単管で構成され、固定止水壁２の止水性を維持すべく、両フランジ部を露出させた状態で固定止水壁２に埋め込まれている（コンクリートの打設時に埋め込む）。切欠き部４ａは、フロート部４の下側から逆「Ｕ」に切り込むように形成され、浮上するフロート部４に配管Ｐが干渉しないようになっている。そして、タンクＴの近傍における配管Ｐには、タンクＴ側から順に、第１フレキシブル継手２２、上記の実管スリーブ２１、第２フレキシブル継手２３および仕切り弁２４が、介設されている。

一方、タンクＴと固定止水壁２との間の点検スペース１２は、防油堤を兼ねており、また点検スペース１２には雨水が溜まることとなる。そこで、点検スペース１２内の雨水等を抜くための水抜き管２６が設けられている（図１参照）。水抜き管２６は、排水勾配を取るべく基礎１１に埋め込まれ、基礎１１から突出（露出）した下流端にはバルブ２７が設けられている。バルブ２７は、常時「閉」とし、水抜きを行うときのみ「開」とする。

可動止水壁３は、円筒状に形成され、固定止水壁２の外側においてこれを囲繞するように配設されている。可動止水壁３は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成され、実施形態のものは、軽量化を図るべく炭素繊維の強化プラスチックで構成されている。また、可動止水壁３は、主体を為す円筒状の壁本体３１と、壁本体３１の下端に断面逆「Ｔ」字状に連なるフロート取付け部３２と、壁本体３１の上端部に配設した上部補強材３３と、壁本体３１の外周面に配設した複数の側部補強材３４と、を有している。

上部補強材３３および複数の側部補強材３４は、いずれも壁本体３１に添うように環状に渡された、例えばカーボンのパイプ等（ＦＲＰ）で構成されている。また、複数の側部補強材３４は、上下方向に等間隔で配設されている。これにより、可動止水壁３に、津波の水圧に耐え得る十分な強度を持たせている。そして、可動止水壁３は、フロート取付け部３２の部分でフロート部４の上面に取り付けられている。なお、上部補強材３３および複数の側部補強材３４に代えて、壁本体３１の一部に、「コ」字状や半円状の補強部を形成するようにしてもよい。また、壁本体３１の上端部に放射状（十字状）に補強材を渡すようにしてもよい。

フロート部４は、環状に形成され、固定止水壁２の外周面に添うように配設されている。フロート部４は、断面縦長に形成され、上側に可動止水壁３を支持した状態で、基礎１１上に着座している。津波によって浮力を得るフロート部４は、水位の変動に対し、上記の複数の摺接板１５に案内されて昇降する。また、フロート部４の昇降に伴って、これに支持されている可動止水壁３が一体として上下動する。そして、本実施形態では、上動端位置に浮上した可動止水壁３の地盤Ｇからの高さが、想定される最大高さの津波よりも高くなるように、固定止水壁２および可動止水壁３の高さが設計されている（図４参照）。

図示では省略したが、フロート部４は、鋼材（鉄骨材）により骨組みされ、この骨組みに、外郭（鋼板）および複数のフロート体を組み込んで構成されている。各フロート体は、発泡スチールや発泡ウレタン等の樹脂独立発泡体、或いはＦＲＰのタンク、或いは注入型の樹脂独立発泡体等で構成されている。これにより、フロート部４は、水を吸収することがなく、水に触れることがあってもその浮力を維持する。

また、フロート部４の浮力は、可動止水壁３と共に浮上したフロート部４の１／２、或いは１／３が水面上に出るように設計されている（図３参照）。すなわち、フロート部４は、十分な残浮力を有して可動止水壁３を浮上させる。詳細は後述するが、水位が上昇して可動止水壁３が上動端位置に達し、更に水位が上昇すると、フロート部４は水中に没する（図４参照）。これにより、上動端位置を規制する環状シール部５には、この残浮力に相当する押圧力が作用し、固定止水壁２と可動止水壁３との間のシールが為されることになる。なお、フロート部４は、固定止水壁２を囲うように配設した複数の部分フロート部で構成されていてもよい。

環状シール部５は、固定止水壁２の上面に取り付けられ、固定止水壁２から径方向の外方に延設された環状当接受け部３６と、可動止水壁３の下端部に設けられ、可動止水壁３から径方向の内方に延設された環状当接部３７と、環状当接受け部３６の下面に取り付けられた環状シール材３８と、を有している。この場合、環状当接部３７は、上記のフロート取付け部３２の内側半部で構成されている。

環状当接受け部３６は、ステンレススチール等の環状の板材で構成され、固定止水壁２から外側にはみ出した部分の下面に、環状シール材３８が取り付けられている。環状シール材３８は、ゴム製の環状のパッキン等で構成されている。環状当接受け部３６、環状シール材３８および環状当接部３７は、上下方向において相互に対峙している。フロート部４により、可動止水壁３が上動（浮上）し、環状シール材３８を挟んで環状当接部３７が環状当接受け部３６に当接することで、可動止水壁３の上動端位置を位置規制されると共に、固定止水壁２と可動止水壁３との間のシールが為される。

ここで、図１、図３および図４を参照して、津波に対する付帯設備１の挙動について説明する。津波が来襲しない平常時において、フロート部４は基礎１１上に着座しており、フロート部４上の可動止水壁３は下動端位置にある（図１参照）。津波が来襲し水位が上昇してゆくと、フロート部４の浮力により、フロート部４と共に可動止水壁３が上動（浮上）してゆく（図３参照）。この段階で、津波は、固定止水壁２により阻止され、タンクＴ側（点検スペース１２）に流れ込むことはない。

さらに、津波の水位が上昇すると、やがて可動止水壁３側の環状当接部３７が、環状シール材３８を挟んで固定止水壁２側の環状当接受け部３６に当接し、可動止水壁３が上動端位置に達する。ここで、可動止水壁３およびフロート部４の上動は位置規制されるが、津波の水位は更に上昇してゆく。そして、フロート部４が水面下に相対的に没する過程において、環状シール部５にフロート部４の残浮力による押圧力が作用し、環状シール部５のシールが確立する。

この段階で、固定止水壁２と可動止水壁３とが一体の止水壁となる（図４参照）。これにより、固定止水壁２の高さを越えて水位が上昇しても、津波は、一体の止水壁（固定止水壁２および可動止水壁３）により阻止され、タンクＴ側に流れ込むことはない。一方、引き波においては、フロート部４および可動止水壁３は、上記と逆の手順で挙動する。

以上のように、第１実施形態の付帯設備１によれば、津波の水位が低い段階では、固定止水壁２によりタンクＴが保護され、津波の水位が高くなると、固定止水壁２および可動止水壁３によりタンクＴが保護される。したがって、タンクＴが直接、津波に晒されることがなく、タンクＴの倒壊や流出を防止することができると共に、タンクＴの損傷をも有効に防止することができる。

また、可動止水壁３は、津波の高さに応じて上下するため、全体がタンクＴと略同等の高さで済み、過剰な高さの構造物とする必要がない。しかも、タンクＴと付帯設備１とは構造的に縁切りされているため、既設のタンクＴに対し簡単に設備することができる。

［第２実施形態］
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態に係る付帯設備１Ａについて説明する。なお、第２実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。
第２実施形態の付帯設備１Ａでは、フロート部４が、可動止水壁３の下部外周面に添わせて配設されている。すなわち、可動止水壁３は、フロート部４の上側の内周面に取り付けられている。

この場合のフロート部４は、第１実施形態のものより高さが低く幅広に形成されている。また、可動止水壁３は、固定止水壁２とのオーバーラップ寸法が長くなるように配設されている。可動止水壁３には、壁本体３１に断面「Ｌ」字状に連なる環状当接部３７が設けられており、この環状当接部３７の内端が固定止水壁２の複数の摺接板１５に案内されて、可動止水壁３が昇降する。

そして、この場合も、フロート部４が水面下に相対的に没する過程において、環状シール部５にフロート部４の残浮力による押圧力が作用し、環状シール部５のシールが確立する。すなわち、津波による水位の上昇に伴って、固定止水壁２と可動止水壁３とが一体の止水壁となり（図４参照）、津波がタンクＴ側（点検スペース１２）に流れ込むことはない。

以上のように、第２実施形態の付帯設備１Ａによれば、第１実施形態と同様に、タンクＴが直接、津波に晒されることがなく、タンクＴの倒壊や流出を防止することができると共に、タンクＴの損傷をも有効に防止することができる。また、全体がタンクＴと略同等の高さで済み、過剰な高さの構造物とする必要がない。しかも、タンクＴと付帯設備１Ａとは構造的に縁切りされているため、既設のタンクＴに対し簡単に設備することができる。

なお、可動止水壁３とフロート部４とを、ＦＲＰの一体構造としてもよい。

１，１Ａ…付帯設備、２…固定止水壁、３…可動止水壁、４…フロート部、５…環状シール部、１１…基礎、３６…環状当接受け部、３７…環状当接部、３８…環状シール材、Ｇ…地盤、Ｔ…タンク

Claims (8)

1. タンクに対し、津波対策用に設けられるタンクの付帯設備であって、
   前記タンクを囲繞するように、前記タンクの基礎上に立設された固定止水壁と、
   前記固定止水壁を囲繞するように沿わせて設けられた可動止水壁と、
   来襲した津波により、前記可動止水壁を浮上させるフロート部と、
   前記固定止水壁の上端部と前記可動止水壁の下端部との間に介設され、前記可動止水壁の浮上による上動端位置を位置規制すると共に、前記固定止水壁と前記可動止水壁との間隙をシールする環状シール部と、を備えたことを特徴とするタンクの付帯設備。
2. 前記上動端位置に浮上した前記可動止水壁の地盤からの高さが、想定される最大高さの津波より高いことを特徴とする請求項１に記載のタンクの付帯設備。
3. 前記基礎および前記固定止水壁は、いずれもコンクリート製であり、
   前記固定止水壁の下端部は、前記基礎に対し打継ぎにより一体化されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタンクの付帯設備。
4. 前記可動止水壁は、繊維強化プラスチック製であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のタンクの付帯設備。
5. 前記可動止水壁は、前記フロート部に支持されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のタンクの付帯設備。
6. 前記可動止水壁は、前記フロート部の上面および／または内周面に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のタンクの付帯設備。
7. 前記フロート部は、前記固定止水壁を囲繞するように環状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のタンクの付帯設備。
8. 前記環状シール部は、
   前記固定止水壁の上端部に設けられ、前記固定止水壁から径方向の外方に延設された環状当接受け部と、
   前記可動止水壁の下端部に設けられ、前記可動止水壁から径方向の内方に延設されると共に前記環状当接受け部に対峙する環状当接部と、
   前記環状当接受け部と前記環状当接部との間に介設した環状シール材と、を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のタンクの付帯設備。

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