JP3242722U - 新規及び既設の埋設タンクのｃｆｒｐ二重殻構造 - Google Patents

Abstract

【課題】新規に設置、又は既設の埋設タンクの内面にカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を施設した二重殻構造の埋設タンクに関する。【解決手段】鋼製タンクと、該鋼製タンクの内周に覆設され、該鋼製タンクからの油又は溶剤漏れを防止する炭素繊維強化プラスチックと、前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチックとの間に配設された隙間形成部材と、前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチックとの間に配設され、前記鋼製タンクの腐蝕や孔蝕を検知する漏洩検知センサーと、該漏洩検知センサーの検知出力に基づいて前記鋼製タンクの不良を報知する報知手段１８と、を有する鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造を提供することによって達成できる。【選択図】図１

Description

本考案は新規に設置、又は既設の鋼製タンクの内面にカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を施設した二重殻構造の埋設タンクに関する。具体的には、カーボン繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックを使用した新規及び既設の埋設タンクの内面ＣＦＲＰ二重殻構造に関する。

今日、ガソリンスタンド等において、油貯蔵用の鋼製の地下タンクが広く使用されている。しかし、このような地下タンクは、長期間の使用により経年変化し、腐蝕や孔蝕を生じる場合があり、油漏れ等の原因となる。しかしながら、一旦鋼製タンクを埋設した場合、地上からタンクの腐蝕や孔蝕を点検することは困難である。このため、例えば特許文献１はタンクの製造において高度な加工技術が不要でかつ製作の手間が掛からず、施工手間が少ない合成樹脂製の埋設タンクの提案が行われている。

一方、近年、炭酸ガス等の有害物質を排出しない燃料電池自動車（ＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle））の開発が盛んに行なわれている。燃料電池自動車は水素を燃料とし、搭載する燃料電池によって空気中の酸素と反応させて発電を行ない、電動機（モータ）を駆動して車を走行させる。このような燃料電池自動車では、燃料としてトルエンや、キシレン、メチルアルコール等の溶剤を使用する。したがって、このような溶剤を燃料電池自動車に供給する必要があるが、既存の埋設タンクでは対応できない。この為、埋設タンクの内側を耐溶剤性材料で保護する必要がある。

特開２００３－２６１１９５号公報

一旦ガソリン等の油漏れが発生すると、土壌汚染等の環境への影響が大きい。特に油漏れが長期間続く場合、土壌汚染のみならず地下水等への浸透が大きな社会問題となる。また、新規に設置するタンクにおいても、油漏れや溶剤漏れの無い防止策が必要となる。
そこで、本発明は地下に埋設するタンクを二重構造とし、かつ鋼製タンクの腐蝕や孔蝕を早期に検出し、土壌汚染等を未然に防止すると共に、新規の鋼製タンクにおいてもこのような二重殻構造とし、かつ鋼製タンクの内面にカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチックを使用する構成とするものである。

本考案は上記課題を解決するため、鋼製タンクと、該鋼製タンクの内周に覆設され、該鋼製タンクからの油又は溶剤漏れを防止する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）と、前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）との間に配設された隙間形成部材と、前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）との間に配設され、前記鋼製タンクの腐蝕や孔蝕からの漏洩を検知する漏洩検知センサーと、該漏洩検知センサーの検知出力に基づいて前記鋼製タンクの漏洩を報知する報知手段とを有する鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造を提供することによって達成できる。

また、上記漏洩検知センサーは上記炭素繊維強化プラスチックからの油又は有機溶剤漏れを検知する。繊維強化複合材に亀裂や長い年月の使用による穴が形成された場合、当該箇所からの液体の漏れも検知する。

また、鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）との間に形成された隙間には導線が配設され、該導線は、前記鋼製タンクの側面及び底面に沿って配設されており、鋼製タンクの腐蝕穴や孔蝕穴からの水や有機溶液の漏れ、及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の穴からの油、又は有機溶剤漏れを検出し、検知器に導く。

また、隙間形成部材は、３Ｄガラスクロスや、メッシュ状の金網部材等で構成することができ、また上記漏洩検知センサーは、何れの方向からの有機溶剤漏れ、油漏れ等を検出できる構成である。

実施形態の二重殻構造を採用する地下タンクの例を示す図である。 地下タンクの断面構成を示す図である。 地下タンクの詳しい断面構成を説明する図である。 検知器の構成を示す図である。 鋼製タンクにハニカムボードを取り付ける施工例を示す図である。 地下タンクの点検口近傍の構造を示す図である。 検出回路の一例を示す図である。 本実施形態の変形例の地下タンクの例を示す断面図である。 検出回路の変形例を示す図である。

以下、本考案の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本実施形態の鋼製タンクにＣＦＲＰを採用した二重殻構造の地下タンクの例を示す図であり、溶剤タンクの例を示す図である。
溶剤タンク１には、例えばトルエンや、キシレン、アルコール等の溶剤を注入する注油管２、溶剤タンク１から溶剤を吸引する給油管３、溶剤タンク１の通気を行う通気管４、及び溶剤タンク１に貯蔵された溶剤の液面高を計測する液面計５が設けられている。また、溶剤タンク１は地表から所定の深さに埋設され、溶剤タンク１上にはコンクリートが施設されている。

注油管２には地表に注油口７が設けられ、注油口７から溶剤の注入が行なわれる。また、給油管３には地表に計量器、ポンプ等の機器類８が設けられ、溶剤タンク１から溶剤を吸引し、吸引する溶剤の計量を行う。また、上記注油管２にはバルブ９が設けられ、給油管３にはバルブ１０が設けられ、溶剤タンク１の補修／改修作業の際、このバルブ９、１０を共に閉鎖して行う。尚、通気管４には通気口１２が設けられ、溶剤タンク１内で発生するガスを排出する。
また、事務所２０に配設されたモニタ１８には信号線２５が接続され、この信号線２５には鋼製タンクに腐蝕穴や孔蝕穴が発生した際、この情報をモニタ１８に通知する。

図２は、溶剤タンク１の断面構成を示す図であり、図１に示す溶剤タンク１のＤ－Ｄ´断面図である。同図に示すように、埋設タンク１は鋼板１３で構成され、この鋼板１３の内側にＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）１４が施設されている。また、溶剤タンク１内にはトルエンや、キシレン、アルコール等の溶剤が収納されている。

ＣＦＲＰ１４は、例えばマット状の強化剤にノボラック系ビニルエステル樹脂を塗布し、塗布ロール等によって所定の厚さに成形されている。強化剤として炭素繊維が使用され、マット状のみならず、クロス状、又は不織布等の形態の強化剤を使用することもできる。また、ＣＦＲＰ１４の積層方法として上記ハンドレイアップ積層方法の他に、例えばスプレイによって強化剤に樹脂を塗布するスプレイアップ積層方法を採用することもできる。

図３は、地下タンク１の更に詳しい断面構成を示す図であり、同図に示すように、鋼板１３とＣＦＲＰ１４との隙間にはハニカムボード１６が配設されている。
この３Ｄガラスクロス１６には、紙製、樹脂製、金属製等の各種素材の製品があるが、強度及び後述する液漏れ検知の観点から、樹脂製又は金属製のハニカムボード１６を使用する。例えば、本例ではアルミニューム製のハニカムボード１６を使用し、アルミ製の波状コアの両面にアルミシートで覆った構造である。また、本例で使用するハニカムボード１６は後述する導線の配線を避けて配設する。

すなわち、本例の地下タンク１の構造は鋼製タンク１４にハニカムボード１６を介装し、更にＣＦＲＰ１４を貼着した構造であり、ハニカムボード１６の介装によって、鋼製タンク１４とＣＦＲＰ１４間に所定の隙間が形成される。

一方、地下タンク１の底部には漏洩検知センサー１７が配設されている。この漏洩検知センサー１７は地下タンク１の長手方向全長に渡って配設されている。図３には地下タンク１の底部（Ａ部）の拡大図も示す。同図に示すように、漏洩検知センサー１７は鋼製タンク１３とＣＦＲＰ１４間の隙間に配設され、鋼製タンク１の底に溜まった水や有機溶液を後述する漏洩検知センサーに導く。ここで、有機溶液は、例えば鋼製タンク１を長年使用することによって腐蝕や孔蝕が発生し、腐蝕穴や孔蝕穴から地下の水分と土壌に含まれる植物やバクテリア等の有機成分が交じり合った液体である。

一方、地下タンク１の上部には後述する点検口が設けられ、検知器によって検知された検知信号が信号線２５を介して、この点検口を経由して事務所２０内のモニタ１８に送られる。

次に、上述のＣＦＲＰを使用した二重殻構造の地下タンク１の施工工程を以下に説明する。
先ず、長年使用した鋼製タンク１３の内面の清掃を行う。この清掃後、鋼製タンク１３の板厚及び孔蝕測定を行う。

次に、漏洩検知センサー１７の取り付け作業を行う。この漏洩検知センサー１７の配設は、鋼製タンク１３に生じた腐蝕穴や孔蝕穴からの水や有機溶液の浸入を漏洩検知センサーを介して検知器まで導く為であり、鋼製タンク１３の底部に沿って配設する。また、漏洩検知センサー１７の配設は鋼製タンク１３の底部に沿って直線状に配設し、漏洩検知センサー１７が弛まないように一定間隔毎に固定する。

次に、漏洩検知センサー２２の取り付けを行う。この漏洩検知センサー２２は、例えば鋼製タンク１３の底部に沿って配設された漏洩検知センサー１７の中央部に設置する。図４は漏洩検知センサー２２の構成を示す図である。同図に示すように漏洩検知センサー２２は両側のフッ素ポリマーセンサ２３ａ、２３ｂと、フッ素ポリマーセンサ２３ａ、２３ｂ間に設けられた検出回路２４で構成され、水や有機溶液が何れかのセンサ２３ａ又は２３ｂに触れると静電容量が変化する。検出回路２４はこの静電容量の変化で漏洩の有無及び漏洩個所を検出する。

図５は上記漏洩検知センサー１７及び漏洩検知センサー２２を配設した後、前述の３Ｄガラスクロス１６を取り付ける状態を示す図である。尚、説明上、鋼製タンク１３の半分の内面を示す。所定サイズの３Ｄガラスクロス１６を一定間隔で鋼製タンク１（鋼板１３）の内面に貼着する。３Ｄガラスクロス１６は前述のように、樹脂を使用して鋼製タンク１の内面に貼着する。

次に、電気配線工事を行う。この工事は、前に取り付けた漏洩検知センサー２２に信号線２５を接続し、この信号線２５を鋼製タンク１３とＣＦＲＰ１４間の隙間に配線する処理である。具体的には、３Ｄガラスクロス１６が取り付けられていないスペースを使用して点検口の位置まで配線し、更に事務所２０内のモニタ１８まで配線する。例えば、図５に示すように、３Ｄガラスクロス１６が取り付けられていないスペース１９を使用して配線する。

次に、鋼製タンク１３の内面に配設された３Ｄガラスクロス１６の内側に漏洩検知センサー１７を配設する。本例で使用するＣＦＲＰ１４は、例えばエポキシアクリレート樹脂をベースとし、炭素繊維で強化したシートであり、一面は透明なプラスチックフィルムで覆われている。
したがって、このプラスチックフィルムを剥がし、３Ｄガラスクロス１６に貼着する。尚、ＣＦＲＰ１４の貼着は隙間ができない様、端部を重ねて貼着する。

次に、上記隙間（微少空間）の気密試験を行う。この試験は漏洩検知センサー取り出し口に気密試験用の治具を取り付け、試験用のガスを上記隙間に注入することによって行う。

図６は地下タンク１の点検口近傍の構造を示す図である。点検口２６の上部には鉄製の蓋２７が設けられ、この蓋２７内に点検ボックス２８の空間が形成されている。例えば、炭素繊維強化プラスティク製の筒体２９と、点検蓋３０及び下受筒部材３１は、上記点検ボックス２８の下方に配設されている。尚、点検口には取手３２が設けられている。上記信号線２５はこの点検ボックス２８を介して事務所２０内のモニタ１８に配線される。

また、信号線２５は信号ケーブル３３によって保護され、モニタ１８まで配線される。モニタ１８はＬＥＤ表示部やスピーカ等を備え、例えば検知器２２が水や有機溶液を検知し、鋼製タンク１３の腐蝕穴や孔蝕穴の発生を検知すると、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。
尚、図６に示すように、信号ケーブル３３内には上記信号線２５の他に、例えば前述の液面計５によって検知した液面データを送信する信号線１１等も収納され、地下タンク１内のガソリンの液面データ等も上記モニタ１８に通知される。

以上の構成の地下タンク１において、以下に鋼製タンク１３の腐蝕や孔蝕による腐蝕穴や孔蝕穴の発生を検知する検知動作を説明する。
長年の使用によって鋼製タンク１３に劣化が生じると、鋼板１３´に腐蝕穴や孔蝕穴が発生し、当該箇所から水や有機溶液が浸入する。しかし、本例の二重殻構造によれば、鋼製タンク１３は内周面にＣＦＲＰ１４によって覆設されており、地下タンク１内に水や有機溶液が浸入することはない。また、地下タンク１内の油や溶剤等が外部に漏れ出すこともない。したがって、有機溶剤等の漏れによる土壌の汚染等を防止できる。

一方、鋼製タンク１４の腐蝕穴や孔蝕穴から侵入した水や有機溶剤は鋼製タンク１３とＣＦＲＰ１４間に形成される隙間を通って鋼製タンク１３の下面に溜まる。

さらに、鋼製タンク１３の底面に溜まった水や有機溶剤は、前述の漏洩検知センサー１７によって漏洩検知センサー２２に導かれる。例えば、鋼製タンク１３の左側に発生した穴から侵入した水や有機溶液は鋼製タンク１３の左側底面に達し、漏洩検知センサー１７（１７ａ）を通ってフッ素ポリマーセンサ２３ａに到達する。フッ素ポリマーセンサ２３ａは水や有機溶液を検知すると発光し、検出回路２４はこの光を検出し、電圧変化に変換し、鋼製タンク１３の不良を検出する。

例えば、図７は検出回路２４の一例であり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２、電源Ｅで構成され、トランジスタＴｒ１は上記フッ素ポリマーセンサ２３ａからの発光を検出し、信号線２５に検出信号（出力１）を出力する。この信号は前述のモニタに出力され、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。

一方、鋼製タンク１４の右側に発生した穴から侵入した水や有機溶液は鋼製タンク１３の右側底面に達し、漏洩検知センサー１７（１７ｂ）を通ってフッ素ポリマーセンサ２３ｂに到達する。フッ素ポリマーセンサ２３ｂは水や有機溶液を検知すると、前述と同様発光し、検出回路２４はこの光を検出し、電圧変化に変換し、鋼製タンク１３からの液漏れを検出する。
この場合、トランジスタＴｒ２は上記フッ素ポリマーセンサ２３ｂからの発光を検出し、信号線２５に検出信号（出力２）を出力し、この信号は前述のモニタ１８に出力され、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。

したがって、本例によれば、漏洩検知センサー２２によって鋼製タンク１３の腐蝕穴や孔蝕穴を検出することができ、更に鋼製タンク１３に発生した穴が鋼製タンク１３の右側であるか、は左側であるかの検出を行なうこともできる。

尚、上記実施形態の説明では鋼製タンク１３とＣＦＲＰ１４の間に３Ｄガラスクロス１６を介装する構成であるが、図８に示すように鋼製タンク１３にＣＦＲＰ１４を貼着し、このCＦＲＰ１４と上記ＣＦＲＰ１４の間にメッシュ構造の金網部材を介装する構成としてもよい。すなわち、前述の構成と異なり、先ず鋼製タンク１３にＣＦＲＰ１４を貼着し、その後３Ｄガラスクロス１６に代えて金網部材３８を介装し、この金網部材３８を覆ってＣＦＲＰ１４を配設する構成である。この場合、金網部材３８とＣＦＲＰ１４との接合は困難な為、例えば３Ｄガラスクロス１６の一部を残し、この残した３Ｄガラスクロス１６にＣＦＲＰ１４を取り付ける構成とする。

このように構成することによって、ＣＦＲＰ１４とＣＦＲＰ３７との間に隙間を形成し、この隙間に前述の漏洩検知センサー１７を配設する構成としてもよい。この場合、鋼製タンク１３に直接貼着するＣＦＲＰ３７は、例えば２．０ｍｍ程度の厚さであり、金網部材３８は、ＣＦＲＰ１４と３７間に２．０～２．５ｍｍ程度の隙間が形成される程度に配設する。

また、上記実施形態の説明では漏洩検知センサー２２として水や有機溶液を検出するフッ素ポリマーセンサを使用したが、フッ素ポリマーセンサに限らず、水や有機溶液を検出するセンサであれば適用することができる。例えば、図９に示す回路の分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗Ｒ３に並行に端子Ｐ１、Ｐ２を設け、また分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗Ｒ５に並行に端子Ｐ３、Ｐ４を設け、端子Ｐ１、Ｐ２を前述のフッ素ポリマーセンサ２３ａに代えて使用し、端子Ｐ３、Ｐ４を前述のフッ素ポリマーセンサ２３ｂに代えて使用する。尚、図９に示す他の回路は、前述の図７と同様であり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等で構成されている。

このように構成することによって、例えば端子Ｐ１とＰ２間に水等が浸入するとトランジスタＴｒ１のベース（Ｂ）電位が変化し、出力１から検知信号が出力され、腐蝕穴や孔蝕穴の発生を報知することができる。同様に、端子Ｐ３とＰ４間に水等が浸入するとトランジスタＴｒ２のベース（Ｂ）電位が変化し、出力２から検知信号が出力され、腐蝕穴や孔蝕穴の発生を報知することができる。この場合も、鋼製タンク１４に発生した穴が鋼製タンク１４の右側であるか、又は左側であるかの検出を行なうこともできる。

また、上記実施形態の説明では鋼製タンク１４の腐蝕や孔蝕について説明したが、例えば内側に配設したＣＦＲＰについても、長年の使用により穴が開いた場合、同様に検知器２２によって油漏れを検知することができる。この場合、特に油漏れを検知するセンサや、揮発性の油（ガソリン等）の場合、ガスセンサ等を使用することもできる。

尚、上記実施形態の説明では、既設の溶剤タンクについて説明したが、新規に製造する溶剤タンクにＣＦＲＰを使用した二重殻構造としてもよいことは勿論である。

１・・・地下タンク
２・・・注油管
３・・・給油管
４・・・通気管
５・・・液面計
７・・・注油口
８・・・機械類収納室
９、１０・・バルブ
１１・・信号線
１２・・通気口
１３・・鋼製タンク
１３´・・鋼板
１４・・ＣＦＲＰ
１６・・３Ｄガラスクロス
１７、１７ａ、１７ｂ・・漏洩検知センサー
１８・・モニタ
１９・・スペース
２０・・事務所
２１・・燃料供給エリア
２２・・漏洩検知センサー
２３ａ、２３ｂ・・フッ素ポリマーセンサ
２４・・検知回路
２５・・信号線
２６・・点検口
２７・・蓋
２８・・点検ボックス
２９・・筒体
３０・・点検蓋
３１・・下受筒部材
３２・・取手
３３・・信号ケーブル
３７・・ＣＦＲＰ
３８・・金網部材
３９・・隙間
Ｔｒ１、Ｔｒ２・・トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２・・抵抗
Ｒ３～Ｒ６・・分圧抵抗
Ｐ１～Ｐ４・・端子
Ｅ・・・電源

Claims (4)

1. 鋼製タンクと、
   該鋼製タンクの内周に覆設され、該鋼製タンクからの油又は溶剤漏れを防止する炭素繊維強化プラスチックと、
   前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチックとの間に配設された隙間形成部材と、
   前記鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチックとの間に配設され、前記鋼製タンクの腐蝕や孔蝕を検知する漏洩検知センサーと、
   該漏洩検知センサーの検知出力に基づいて前記鋼製タンクの不良を報知する報知手段と、
   を有することを特徴とする鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造。
2. 前記漏洩検知センサーは炭素繊維強化プラスチックからの油又は有機溶剤漏れも検知可能であり、前記炭素繊維強化プラスチックに亀裂や長い年月の使用による穴が形成された場合、当該箇所からの油漏れも検知することを特徴とする請求項１に記載の鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造。
3. 鋼製タンクと炭素繊維強化プラスチックとの間に形成された隙間には漏洩検知センサーが配設され、該漏洩検知センサーは、前記鋼製タンクの側面及び底面に沿って配設されており、鋼製タンクの腐蝕穴や孔蝕穴からの水や有機溶液の漏れ、及び炭素繊維強化プラスチックの穴からの油、又は有機溶剤漏れを検出し、検知器に導くことを特徴とする請求項１、又は２に記載の鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造。
4. 前記隙間形成部材は、３Ｄガラスクロス、又はメッシュ状の金網部材で構成され、何れの方向からの有機溶剤漏れ、油漏れであるかを検出できることを特徴とする請求項１、又は２に記載の鋼製タンク内面ＣＦＲＰ二重殻構造。

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