JP4139824B2 - 泡放出機構及び泡放出装置 - Google Patents

Description

本発明は浮屋根式タンク火災に用いられる泡放出機構及び泡放出装置に関する。

浮屋根式タンクは、タンク内の可燃物液面の上昇下降に伴って浮屋根が上下に移動する、落し蓋構造となっている。そして、図１０に示すように、タンク側壁９０と浮屋根９１との間には、油の蒸発を防ぐためのソフトシール９２が配設されている。しかし、ソフトシール９２によって油の蒸発を完全に防ぐことはできないため、このシール部分から気化したガス等が漏出しやすく、タンク火災の原因となる。このため、浮屋根９１の周縁のやや内側に泡堰９３を立設しておき、火災発生時にはタンク側壁９０の上端に設けられたフォームチャンバー９４から泡を放出し、泡堰９３とタンク側壁９０との間に泡を満たして消火・防火を行うことがなされている（特許文献１）。

特開昭６０−２２８２８３号公報

しかし、上記従来の泡放出装置では、地震による揺動等によってタンク内の油が泡堰を乗り越えたり、浮屋根が傾いてタンク内の油が浮屋根上に流れ出た場合には、消火・防火に対応することができない。また、地震による揺動等で浮屋根が傾き、浮屋根の下にできた空間が外気と連通状態となり、火災が発生したり、引火のおそれが生じた場合にも、そこへ泡を送ることができない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、浮屋根式タンクの損傷状況に応じ、適切な方向に泡を放出することができる泡放出機構及び泡放出装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の泡放出機構は、浮屋根式タンクの浮屋根に固定され、
該浮屋根の上側に泡を放出するための上部放出口と、該浮屋根の下側に泡を放出するための下部放出口と、該上部放出口及び該下部放出口の開閉を制御する開閉制御部とを備えており、
該開閉制御部は、タンク内の可燃性液体の液面に対する該下部放出口の位置が所定位置より下方の場合には、該上部放出口を開状態、該下部放出口を閉状態とし、該液面に対する該下部放出口の位置が所定位置より上方の場合には、該上部放出口を閉状態、該下部放出口を開状態とすることを特徴とする。

本発明の泡放出機構は、浮屋根式タンクの浮屋根に固定されているため、地震による揺動等で浮屋根式タンクの浮屋根が傾いた場合、浮屋根とともにタンク内の油の中に沈んだり、逆に浮屋根とともに油の上方に持ち上げられたりする。例えば、浮屋根が傾いて泡放出機構がタンク内の可燃性液体中に没し、タンク内の可燃性液体の液面に対する下部放出口の位置が所定位置より下方となった場合には、開閉制御部が作動して上部放出口が開状態となり、下部放出口が閉状態となる。これにより、可燃性液体中に没した上部放出口から泡が放出され、可燃性液体中を浮上し、可燃性液体の表面が泡で覆われることによって、消火したり、引火の危険性を回避したりすることができる。

また、それとは逆に、浮屋根の傾斜によって浮屋根とタンク内の可燃性液体との間に外気と連通する空間が生じ、その中で火災が発生したり、引火のおそれが生じたりした場合には、可燃性液体の液面に対する下部放出口の位置が所定位置より上方となり、開閉制御部が作動して上部放出口が閉状態となり、下部放出口が開状態となる。これにより、泡は浮屋根の下側に存在する下部放出口から放出され、可燃性液体の液面上で展開されることによって、浮屋根下での火災の消火及び防火を行うことができる。

さらに、浮屋根が破損してタンク内の可燃性液体中に沈んでしまった場合には、開閉制御部が作動して上部放出口が開状態となり、下部放出口が閉状態となる。これにより、可燃性液体中に没した上部放出口から泡が放出され、可燃性液体中を浮上し、液面が泡で覆われることによって消火及び防火を行うことができる。

すなわち、本発明の泡放出機構は、浮屋根式タンクの損傷状況に応じ、火災の発生している、あるいは火災発生の可能性の高い方向にむけて、適切な方向に泡を放出することができる。

開閉制御部には上下に移動可能なフロートが設けられており、該フロートがタンク内の可燃性液体から受けるの浮力と該フロートの自重とによって上部放出口と下部放出口の開閉制御をなすとすることができる。こうであれば、浮屋根が傾いたり、沈んだりしてフロートが可燃性液体から浮力を受けた場合、その浮力によって自動的に開閉制御部が作動して上部放出口が開状態となり、下部放出口が閉状態となる。また、浮屋根の傾斜によってフロートが上昇し可燃性液体から浮力を受けなくなった場合には、フロートの自重によって自動的に開閉制御部が作動して上部放出口が閉状態となり、下部放出口が開状態となる。このため、泡放出機構が自ら自動的に開閉制御部の制御を行うことができるとともに、構造も単純なものとなり、ひいては泡放出機構の製造コストが低廉となる。

開閉制御部には上部放出口及び下部放出口の開閉制御をロックするロック機構が設けられており、該ロック機構は泡の供給圧力によって解除されることが好ましい。浮屋根式タンクは、平常時において可燃性液体の液面と浮屋根との間に可燃性のガスが貯まることがある。このような場合において開閉制御部が作動し、外気とタンク内とが連通状態となると、かえって引火の危険性が高まることになる。上記ロック機構があれば、開閉制御部は作動せす、外気とタンク内とが連通状態となって引火の危険性が高まることを防止できる。また、地震発生時においてタンク内に貯留されている可燃性液体は、地震動によって揺動し、一定時間の間、その液面が上下するため、この可燃性液体の液面の揺動時に開閉制御部が作動したとすると、上部放出口及び下部放出口の開閉が繰り返して行われ、下部放出口が開状態時にそこから可燃性液体が侵入し、上部放出口が開状態時に可燃性液体が浮屋根上に漏れ出すおそれがある。これに対して、上記のロック機構が存在していれば、地震動による可燃性液体の揺動が収まってから泡放出機構に泡を供給することにより、こうした上部放出口及び下部放出口を介しての可燃性液体の漏洩を防止することができる。

本発明の泡放出装置は、浮屋根式タンクの浮屋根に固定された請求項１乃至３のいずれかの泡放出機構と、該泡放出機構に泡を供給する発泡器とを備えることを特徴とする。

本発明の泡放出装置では、泡消火剤水溶液が発泡器に供給されて泡となり、泡放出機構から放出される。泡放出機構は開閉制御部によって泡の放出方向が適切に制御される結果、浮屋根式タンクの損傷状況に応じ、適切な方向に泡を放出することができる。発泡器の設置場所としては、泡放出機構の内部やその近辺に設置してもよいし、浮屋根式タンクから離れた場所に設置し、耐熱ホースを介して泡を泡放出機構に供給してもよい。泡放出機構の内部やその近辺に発泡器を設置した場合、泡が形成されてから放出されるまでの距離が短くなるため、発泡倍率が低下する割合が小さくなり好適である。

泡放出機構は浮屋根の複数箇所に設けられていることが好ましい。浮屋根式タンクの浮屋根が地震動等によって傾いた場合、場所によってタンク内の可燃性液体中に沈んでいる部分と、沈んでいない部分とが両方生ずることが考えられる。このような場合において、泡放出機構が複数箇所に設けられていれば、その設置場所の状況に応じ、適切な方向に泡を放出することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。

＜実施形態１＞
実施形態１の泡放出装置は、図１に示すように、周縁にフロート８０ａが設けられたポンツーン型の浮屋根８０に固定された２基の泡放出機構８１、８２を備えている。泡放出機構８１、８２には供給用ホース８１ａ、８２ａが接続されており、供給用ホース８１ａ、８２ａの他端はバルブ８３を介して発泡器８４に接続されている。

泡放出機構８１、８２は同じ構造とされており、図２に示すように、浮屋根８０に開けられた開口８０ｃを覆う固定板１がボルト８０ｂによって浮屋根８０に固定されており、固定板１の上には円筒状のチャンバー２が溶接されている。チャンバー２の上端には円形の開口２ａが設けられており、開口２ａの上には点検蓋２ｃがボルト４によってチャンバー２に固定されている。点検蓋２ｃには、開口２ａより小径の開口２ｄが開口２ａと同軸で開けられている。点検蓋２ｃには、開口２ｄより大径の略ドーナツ形状の軸支盤３が開口２ｄと同軸でボルト２ｅによって固定されている。軸支盤３は、図３に示すように、中央に軸受３ａを有しており、軸受３ａは４本のアーム３ｂによって四方から支えられており、開口３ｄを有している。軸支盤３の内周縁は環状凸部３ｃが設けられている。図２に示すように、環状凸部３ｃには樹脂製の円筒５の一端側が嵌合されており、円筒５の内部とチャンバー２の内部は、開口２ａ、開口２ｄ及び開口３ｄ（図３参照）を介して連通状態とされている。円筒５の他端側は天板６が載置されており、天板６の中央には孔６ａが開けられている。円筒５がロック機構である。

また、固定板１には円形の開口１ａが設けられており、開口１ａの下側には、図３に示すように、軸受７ａ、アーム７ｂ、環状凸部７ｃ及び開口７ｄを有する軸支盤７が、図２に示すようにボルト８によって軸支盤３と反対向きで固定板１に固定されている。軸支盤３の軸受３ａと軸支盤７の軸受７ａとは同軸とされており、フロート柄９が上下移動可能に挿通されている。フロート柄９の上部にはテーパ状の封止板１０が上方に向かって大径となるように設けられており、フロート柄９の上端には天板６の孔６ａを貫通する雄ネジ１１が形成されており、蝶ネジ１２が雄ネジ１１と螺合することにより、天板６が円筒５を軸支盤３の方向に押さえつけ、固定されるようになっている。封止板１０の径は軸支盤３の環状凸部３ｃの内径より僅かに大径とされており、フロート柄９が下方に移動した場合、封止板１０と環状凸部３ｃとが当接し、チャンバー２内と円筒５内との連通状態が遮断されるようになっている。

また、フロート柄９の下端には雄ネジ１３が形成されており、雄ネジ１３には、軸支盤７の環状凸部７ｃの内径より僅かに小径とされた円板形状の封止板１４が嵌挿されており、雄ネジ１３の先端は、フロート取手１５ａに形成されているに雌ネジ１５ｂに螺合されている。また、封止板１４とフロート取手１５ａとはボルト１６によって接合されている。環状凸部７ｃはフロート取手１５ａに当接し、塞がれた状態となっている。フロート取手１５ａは耐油性エポキシ樹脂からなる略直方体形状のフロート１５の上端に固定されている。

また、チャンバー２の側壁には開口２ｂが設けられており、開口２ｂにはエルボー１７が溶接によってチャンバー２内に少し飛び出した状態で接続されている。エルボー１７のチャンバー２側の先端にはガラス板取付治具１８が取り付けられており、ガラス板取付用治具１８には薄い円盤状のガラス板１９が嵌め込まれている。エルボー１７の他端は供給用ホース８１ａ、８２ａが接続されている。

以上のように構成された実施形態の泡放出装置では、火災時あるいは火災発生のおそれが生じた場合、浮屋根８０の状況に応じ、以下に示すよう泡放出機構８１、８２から泡が放出される。

(ケース１)
例えば、図４に示すように、地震が発生して浮屋根８０が傾いて一部が可燃性液体中に没した状態となった場合、泡放出装置の操作者は、地震動によるタンク内の可燃性液体の揺れが収まった後、発泡器８４を駆動させる。これにより、発泡器８４に泡消火薬剤混合液が供給され、発泡器８４内でエアーと混合されて泡となり、この泡がバルブ８３及び供給用ホース８１ａ、８２ａを介して泡放出機構８１、８２に供給される。こうして供給された泡は、図２に示すエルボー１７を通り、ガラス板取付治具１８に嵌められていたガラス板１９を押し破り、チャンバー２内に侵入する。そして、さらに開口２ａ、開口２ｄ及び軸支盤３の開口３ｄ（図３参照）を通って円筒５内に泡が流入し、その圧力によって円筒５が破壊される。これによって、フロート柄９はフロート１５とともに上下方向に移動可能状態となる。

そして、図４で示すように、タンク内の可燃性液体に沈んだ状態の泡放出機構８１では、図５に示すように、フロート１５が可燃性液体によって浮力を受けて上方に移動し、フロート取手１５ａの上面が環状凸部７ｃの下端に当接し、これにより開口１ａ及び開口７ｄ（図３参照）は塞がれた状態となる。一方、フロート柄９の上部に設けられた封止板１０は、環状凸部３ｃの上端よりも上の位置となるため、軸支盤３の開口３ｄ（図３参照）は封止板１０によって塞がれることはなく、チャンバー２の内部とその上方の空間とは連通した状態となる。このため、エルボー１７からチャンバー２内に侵入した泡は、開口２ａ、開口２ｄ及び軸支盤３の開口３ｄ（図３参照）を通り、図４に示すように、浮屋根８０の上側に放出され、可燃性液体中を浮上し、その液面上に展開され、消火・防火が行われる。

一方、図４で示すように、タンク内の可燃性液体の液面よりも上方に存在する状態の泡放出機構８２では、図６に示すように、フロート柄９及びそれに固定されているフロート１５、フロート取手１５ａ、封止板１４、封止板１０、天板６は自重によって下方に下がり、封止板１０の下面が環状凸部３ｃと当接して停止する。これにより、チャンバー２内と円筒５内との連通状態が遮断されるとともに、フロート取手１５ａ及び封止板１４によって塞がれていた軸支盤７の開口７ｄ（図３参照）は開放され、チャンバー２の内部とその下方の空間とは連通状態となる。このため、エルボー１７からチャンバー２内に侵入した泡は、開口１ａ及び軸支盤７の開口７ｄ（図３参照）を通って、図４に示すように、浮屋根８０の下側に放出され、可燃性液体表面に落下し、展開され、消火・防火が行われる。

以上のように、地震によって浮屋根８０が傾いた場合、泡放出機構８１、８２から火災が発生する危険の高い方向に向かって、泡の放出が自動的になされる。

(ケース２)
また、ケース２として、図７に示すように、浮屋根８０自体は地震によって損傷を受けることはなかったが、地震動によって可燃性液体が浮屋根８０の周辺から上方に漏れ出し、浮屋根８０上で火災が発生したり、火災のおそれが生じたりした場合には、次のようにして泡放出機構８１，８２から泡が放出される。すなわち、泡放出装置の操作者は、地震動によるタンク内の可燃性液体の揺れが収まった後、発泡器８４を駆動させることにより、図５に示すように、フロート１５が可燃性液体によって浮力を受けて上方に移動する。このため、泡放出機構８１、８２は、（ケース１）における泡放出機構８１と同様に、フロート１５がタンク内の可燃性液体から浮力を受ける状況となり、図７に示すように、泡放出機構８１及び８２の双方から浮屋根８０の上側に泡が放出され、消火・防火が行われる。

(ケース３)
さらに、ケース３として、図８に示すように、浮屋根８０のフロート８０ａが破損し、タンク内の可燃性液体中に沈んでしまった場合においても、ケース２の場合と同様、図５に示すように、フロート１５がタンク内の可燃性液体から浮力を受ける状況となり、図８に示すように、泡放出機構８１及び８２の双方から可燃性液体中に泡が放出され、放出された泡が浮上して可燃性液体の表面で展開され、消火・防火が行われる。

以上のように、実施形態１の泡放出装置では、浮屋根式タンク８０の損傷状況に応じ、適切な方向に泡を放出することができる。なお、上記実施形態１の泡放出装置では、浮屋根８０に泡放出機構が２基固定されていたが、設置数をさらに増やすことももちろん可能である。

＜実施形態２＞
実施形態２の泡放出装置は、図９に示すように、上部デッキ３０ａと下部デッキ３０ｂとからなるダブルデッキ型浮屋根３０に固定された泡放出機構２２を備えている。泡放出機構２０は、実施形態１と同様の供給用ホース２１に接続され、バルブを介して発泡器に接続され、発泡器はさらに泡消火剤貯留タンクに接続されている。

泡放出機構２０は、図２に示す、実施形態１における泡放出機構８１、８２と同様の構成を有すとともに、更に、以下の付加された構成も有している（泡放出機構８１、８２と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。）。

すなわち、図９に示すように、チャンバー２の上部には、円筒５及び天板６を更に囲む円筒形の第２チャンバー２２が溶接されている。第２チャンバー２２の側壁には開口２２ａが設けられており、開口２２ａには検査用窓２３が取り付けられている。また、第２チャンバー２２の上部中央には開口２２ｂが設けられており、開口２２ｂには上部デッキ３０ａを貫通するエルボー２４が溶接されている。

以上のように構成された実施形態２の泡放出装置では、泡放出機構２０に泡が供給された場合、実施形態１と同様にしてガラス板１９が破壊され、さらに円筒５が破壊される。この場合において、泡放出機構２０が可燃性液体の液面下に沈んでいる場合には、フロート１５が可燃性液体によって浮力を受けて上方に移動し、チャンバー２の内部と第２チャンバー２２とが連通した状態となる。これにより、エルボー１７からチャンバー２内に侵入した泡は、開口２ａ及び開口３ｄ（図３参照）を通り、さらに第２チャンバー２２からエルボー２３を経由して、上部デッキ３０ａ上に泡が放出される。このため、ダブルデッキ型の浮屋根においても使用することができる。他の作用効果は、実施形態１の泡放出装置と同様である。

＜実施形態３＞
実施形態３の泡放出装置は、図１１に示すように、ガラス板１９とエルボー１７との間に円筒状の発泡器８５が取り付けられている。発泡器８５のガラス板１９と反対側の一端には、ジェットノズル８５ａが設けられており、ジェットノズル８５ａから少しガラス板１９寄りの近傍側壁には吸気口８５ｂが設けられ、ベンチュリー構造となっている。エルボー１７は耐圧ホース８６及び図示しない薬剤ポンプを介して図示しない泡消火薬剤タンクに接続されている。その他の構成については泡放出機構８１、８２と同一であり、同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

以上のように構成された泡放出装置では、泡消火薬剤タンクに貯留されている泡消火薬剤が薬剤ポンプ、耐圧ホース８６及びエルボー１７を介して発泡器８５に供給される。そして発泡器８５のジェットノズル８５ａから泡消火薬剤が高速で噴出されることにより、吸気口８５ｂから空気が取り入れられて泡消火薬剤と混合されて泡が形成される。さらに、こうして形成された泡によってガラス板１９が突き破られる泡が供給される。このため、発泡器８５によって形成された泡がすぐに放出されることとなり、発泡倍率の低下を防ぐことができる。他の作用効果は実施形態１の泡放出装置と同様である。

本発明は、浮屋根式のタンク用の泡放出機構及び泡放出装置として利用可能である。

実施形態１の泡放出装置を浮屋根式タンクに使用した場合の模式図である。 実施形態１の泡放出装置に係る泡放出機構の作動前における断面図である。 軸支盤の平面図である。 実施形態１の泡放出装置の作動状況（ケース１）を示す模式図である。 実施形態１の泡放出装置に係る泡放出機構が作動し、フロートが上がった状態を示す断面図である。 実施形態１の泡放出装置に係る泡放出機構が作動し、フロートが下がった状態を示す断面図である。 実施形態１の泡放出装置の作動状況（ケース２）を示す模式図である。 実施形態１の泡放出装置の作動状況（ケース３）を示す模式図である。 実施形態２の泡放出装置に係る泡放出機構の断面図である。 タンク側壁の上端に設けられたフォームチャンバーから泡を放出する従来の泡放出機構である。 実施形態３の泡放出装置に係る泡放出機構の作動前における断面図である。

符号の説明

８０、３０…浮屋根
８１、８２、２０…泡放出機構
２ａ、２ｃ、３ｄ…上部放出口（開口）
１ａ、７ｄ…下部放出口（開口）
１１、１２、６、１０、９、１３、１４、１５ａ、１５、１６、３、７…開閉制御部（１１…雄ネジ、１２…蝶ネジ、６…天板、１０…封止板、９…フロート柄、１３…雄ネジ、１４…封止板、１５ａ…フロート取手、１５…フロート、１６…ボルト、３、７…軸支盤）
１５…フロート
５…ロック機構（円筒）
８１ａ、８２ａ…供給用ホース
８４、８５…発泡器

Claims (5)

1. 浮屋根式タンクの浮屋根に固定され、
   該浮屋根の上側に泡を放出するための上部放出口と、該浮屋根の下側に泡を放出するための下部放出口と、該上部放出口及び該下部放出口の開閉を制御する開閉制御部とを備えており、
   該開閉制御部は、タンク内の可燃性液体の液面に対する該下部放出口の位置が所定位置より下方の場合には、該上部放出口を開状態、該下部放出口を閉状態とし、該液面に対する該下部放出口の位置が所定位置より上方の場合には、該上部放出口を閉状態、該下部放出口を開状態とすることを特徴とする泡放出機構。
2. 開閉制御部には上下に移動可能なフロートが設けられており、該フロートがタンク内の可燃性液体から受ける浮力と該フロートの自重とによって上部放出口と下部放出口の開閉制御がなされることを特徴とする請求項１記載の泡放出機構。
3. 開閉制御部には上部放出口及び下部放出口の開閉制御をロックするロック機構が設けられており、該ロック機構は泡の供給圧力によって解除されることを特徴とする請求項２記載の泡放出機構。
4. 浮屋根式タンクの浮屋根に固定された請求項１乃至３のいずれかの泡放出機構と、
   該泡放出機構に泡を供給する発泡器とを備えることを特徴とする泡放出装置。
5. 泡放出機構は浮屋根の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項４記載の泡放出装置。

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