JP4233497B2 - スロッシング抑制装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の技術は、円筒型貯槽の壁体の内周面に沿って螺旋状の誘導フインを設けるものである。上記誘導フインは壁体から貯槽の内側にほぼ水平に張り出し、螺旋状に連続した板状部材である。これにより、スロッシング発生時の壁体付近に生じる上下方向の液体移動を螺旋状に旋回する上昇流又は下降流とし、壁体又は誘導フインによって液体の流れに抵抗を付与してエネルギの減衰を図るものである。
特許文献1に記載の技術では、有効にスロッシングを抑制しようとすると誘導フインを壁体から大きな幅で内側に張り出す必要がある。特に内径の大きい円筒型の貯槽では誘導フインの幅が小さいとほとんどスロッシングを抑制することができない。誘導フインの幅を大きくすると、部材は大きく強固なものとする必要があり、工事費が大幅に増大する。また、既存の貯槽にこのような誘導フインを追加で取り付けることは難しい。
なお、上記緩衝部材としては、例えばゴム等の弾性体、粘弾性部材又は流体を収容する袋状部材等を用いることができる。
図1は、請求項1、請求項2又は請求項3に係る発明の一実施形態であるス
ロッシング抑制装置の概略平面図及び概略断面図である。また図2は、 図1に示すスロッシング抑制装置の構造を示す拡大断面図である。
なお、上記液体の流動に対して網状部材30は抵抗を付与するため、その反力が作用して流れの方向に引っ張られ、張力が生じる。この張力は浮枠体10及び下方枠体20に伝達され、水平方向の力となって浮枠体及び下方枠体の周縁部に設けられたパッド13,23から壁体1に伝達される。
この流動抵抗付与部材40は、上下方向に所定の幅で横方向に長い複数の板状部材41を、上縁及び下縁に沿って設けた回動軸42によって上下に接合したものであり、それぞれの板状部材41には複数の穴(図示しない)が所定の間隔で設けられている。この穴は、水平方向に流動する液体が通過するように設けられたものであり、この穴の大きさ及び配置を適切に設定することによって、液体の流動に付与される抵抗が調整されている。
この流動抵抗付与部材50は、浮枠体10と下方枠体20とを複数のワイヤ51で連結し、これらのワイヤ51に水平方向に保持された複数の棒状部材52を上下に配列して取り付けたものである。この棒状部材52は、鋼棒や鋼管、合成樹脂製の棒状部材又は管材等を用いることができ、太さ及び配列する間隔を調整することによって、液体の流動に付与する抵抗が調整される。また、ワイヤ51が柔軟に変形するので、下方枠体20が底板3上に到達した後も、浮枠体10は降下することができ、低い位置まで下降させることが可能となる。
図5(a)に示す流動抵抗付与部材60は、浮枠体10と下方枠体20とをリンク機構61によって連結し、このリンク機構に柔軟な網状部材62を支持させたものである。リンク機構61は上下方向の伸縮が可能となっており、貯槽内に液体が貯留されてこの貯留液体の液面付近に浮枠体10が保持されているときには、リンク機構61が上下方向に所定の長さまで伸長し、網状部材62を上下方向に広げられた状態で保持する。これにより、水平方向の液体の流動に抵抗が付与され、液面揺動を減衰させることができる。
また、貯留液体が減少して液面が降下したときには、上記リンク機構61は上下方向に短縮され、網状部材62も折りたたまれて浮枠体10が下方枠体20に接近するのを許容するものとなっている。
図6(a)に示す浮枠体は、貯槽の中心から半径方向へ放射状に鋼型材16を配置するとともに、これら半径方向の鋼型材16を周方向に配置した鋼型材17によって連結したものである。周方向の鋼型材17は、貯槽の壁体の内周面に沿って環状に連結されるとともに、その内側にも小さい径で環状に連結され、半径方向の鋼型材16の変形を拘束するものとなっている。また、このような浮枠体に浮力を付与する鋼製の函体18は、図1に示す浮枠体と同様に格点部分に設けられている
また、上記のような浮枠体に支持される流動抵抗付与部材は、半径方向の鋼型材及び周方向の鋼型材の全てに沿って設けてもよいが、貯槽の中央部付近に限定して設けてもよい。スロッシング発生時における水平方向の液体流動は、中央部付近で最も流速が大きく、壁体近くでは上下方向の流れとなるため、水平方向の流れに抵抗を付与する部材は、貯槽の中央部付近に限定して設けても、スロッシングを抑制する効果はほとんど変わらない。したがって、図6に示す浮枠体では、図中に破線で示す範囲Aに限定して、これらの範囲内の鋼型材に沿ってその下側に流動抵抗付与部材を設けてもよい。また、図1に示す浮枠体でも、図1(a)中に示す破線の範囲Bに限定して流動抵抗付与部材を設けてもよい。
図7(a)に示すスロッシング抑制装置は、浮枠体81と下方枠体82とこれらの間に張設された網状部材83とを有するものであり、浮枠体81の上側に浮力を付与するための函体84が複数設けられている。そして、これらの函体84と浮枠体81と下方枠体82と網状部材83とに作用する浮力が、これらに作用する重力よりやや大きくなるように設定されている。したがって、函体84は液面上に浮上しようと作用し、液面を覆う浮き屋根2の下面に当接した状態で保持され、流動抵抗付与部材である網状部材83は液面下の所定の高さに支持される。
この装置では、浮枠体101、下方枠体102、流動抵抗付与部材である網状部材103及び函体104に作用する浮力が重力より大きく設定されており、これらをワイヤ105によって底板3に係留するものである。ワイヤ105が連結される底板3は、上方への引張力に耐えられるように補強してもよいし、底板上にアンカーとして充分な重量を有する部材106を載置し、これに係止してもよい。
このような構造の装置でも、流動抵抗付与部材は、液面下の所定深さに保持され、水平方向の液体移動に抵抗を付与することができる。
この装置は、図1に示す装置で用いられているものと同じ浮枠体111を備え、下方枠体を2基備えている。浮枠体111と第1の下方枠体112及び第2の下方枠体113はそれぞれ浮力を付与するための函体115を有し、ワイヤ等の吊材116によって連結されて浮き屋根2から吊支持されている。流動抵抗付与部材としては柔軟な網状部材114が用いられ、浮枠体111と第1の下方枠体112及び第1の下方枠体112と第2の下方枠体113との間に張設されている。
この装置は、浮枠体121が浮き屋根としての機能を備えるものであり、壁体1の内周面に沿った環状の梁125を備えており、その内側が鋼型材126で格子状に連結されている。そして、この鋼型材126の上には、上記環状の梁125と連続するように鋼板材127が取り付けられ、液面を覆うようになっている。また、鋼型材の格点部分には鋼製の函体124が設けられ、貯槽の中央部付近でも上記鋼型材126と鋼板材127とに浮力を付与するようになっている。上記環状の梁125の外側面、すなわち壁体1の内周面と対向する面には、図1に示す貯槽の浮き屋根と同様に、環状の梁125と壁体1の内周面との間を密閉するとともに、水平力を伝達して浮枠体121の水平方向の移動を拘束する緩衝部材128が設けられ、薄い金属板129で被覆されている。
また、この装置では、浮枠体と浮き屋根とを別途に設ける必要がなく、部材数を低減して安価に製作することができる。
この装置は、浮き屋根として機能する浮枠体131と、この浮枠体の下面から下方に突き出すように設けられた縦枠132と、この縦枠132に張設された網状部材133とで主要部が構成されている。
この装置は、浮枠体141を浮き屋根2と連結して保持するとともに、この浮枠体141から柔軟に変形する網状部材142を垂下し、その下端部に横梁143を介して重錘144を設けたものである。
また、この装置では、貯槽内に貯留する液体が減少し、浮枠体141及び浮き屋根2が下降して底板3との間隔が小さくなったときには、上記網状部材142が底板上に降り畳まれ、浮枠体141及び浮き屋根2の下降を阻害しないようになっている。
この装置は、図13に示す装置と同じ浮枠体151を備え、この浮枠体151から柔軟に変形する網状部材152を垂下している。網状部材152は貯槽の中央部付近のみに設けられ、中心付近から放射状に複数枚が取り付けられている。また、周方向にも設けられて中央部付近ではどの方向へ液体の移動が生じても有効に抵抗を付与できるものとなっている。これら複数枚の網状部材152の下端にはそれぞれ鋼型材が取り付けられるとともに、これらの鋼型材が一体に連結され、枠体153を形成している。重錘154はこの枠体153から吊支持されており、枠体153が液体の流動によって水平方向に変位したときに復元力を付与するものとなっている。
11:鋼型材、 12:函体、 13:パッド、 14:金属板、 15:連結材、 16、17:鋼型材、 18:函体、 19:管材、 20:下方枠体、 21:鋼型材、 22:函体、 23:パッド、 24:金属板、 25:連結材、 30:網状部材、 40:流動抵抗付与部材、 41:板状部材、
42:回動軸、 50:流動抵抗付与部材、 51:ワイヤ、 52:棒状部材、 60:流動抵抗付与部材、 61:リンク機構、 62:網状部材、 70:流動抵抗付与部材、 71:第1の縦枠、 72:第2の縦枠、 73:網状部材、 74:係合輪、 81:浮枠体、 82:下方枠体、 83:網状部材、
84:函体、 91:浮枠体、 92下方枠体、 93:網状部材、 94:函体、 95:吊材、 101:浮枠体、 102:下方枠体、 103:網状部材、 104:函体、 105:ワイヤ、 106:充分な重量を有する部材(アンカー)、 111:浮枠体、 112:第1の下方枠体、 113:第2の下方枠体、 114:網状部材、 115:函体、 116:吊材、 121:浮枠体、 122:下方枠体、 123:網状部材、 124:函体、 125:環状の梁、 126:鋼型材、 127:鋼板材、 128:緩衝部材、 129:薄い金属板、 131:浮枠体、 132:縦枠、 133:網状部材、
141:浮枠体、 142:網状部材、 143:横梁、 144:重錘、 151:浮枠体、 152:網状部材、 153:枠体、 154:重錘
Claims (10)
- 円筒状の壁体を有する液体貯槽内の液面付近に、貯留液体から作用する浮力で保持され、水平方向の移動が前記壁体の内周面に当接して拘束される浮枠体と、
前記浮枠体の下方に所定の間隔で保持され、水平方向の移動が前記壁体の内周面に当接して拘束される下方枠体と、
前記浮枠体と前記下方枠体との間に支持され、液面付近で水平方向へ移動する液体に抵抗を付与する流動抵抗付与部材とを有することを特徴とするスロッシング抑制装置。 - 前記浮枠体は、前記壁体の周方向に所定の間隔で内周面と対向し、又は周方向に連続して内周面と対向する水平力伝達部を備え、
該水平力伝達部は、前記壁体の内周面に当接され、柔軟に変形する緩衝部材を備えることを特徴とする請求項1に記載のスロッシング抑制装置。 - 上記流動抵抗付与部材は、網状部材、穴あき板、間隔をあけて配置された複数の棒状部材、格子状部材、分割された複数の板部材から選択される1又は複数の部材の組み合わせであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスロッシング抑制装置。
- 前記流動抵抗付与部材は、上端と下端との距離が短縮可能な部材であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のスロッシング抑制装置。
- 上記流動抵抗付与部材は、複数の穴あき板、剛性を有する網状部材、格子状部材又は板部材が、水平方向の軸線回りに互いに回動が可能に連結されたものであることを特徴とする請求項4に記載のスロッシング抑制装置。
- 上記流動抵抗付与部材は、横方向に架け渡された複数の棒状部材を柔軟な線部材もしくは鎖状部材で吊支持したものであることを特徴とする請求項4に記載のスロッシング抑制装置。
- 上記流動抵抗付与部材は、横方向に架け渡された複数の棒状部材を、複数のエレメントを互いに回動が可能に連結したリンク機構によって支持したものであることを特徴とする請求項4に記載のスロッシング抑制装置。
- 上記流動抵抗付与部材は、複数の板部材又はパネル状の部材が互いに上下方向に連結され、前記浮枠体が該貯槽底部付近まで下降したときには、相互間で上下方向に摺動して重なり合うように接合されていることを特徴とする請求項4に記載のスロッシング抑制装置。
- 前記下方枠体は、上下方向に複数が配置され、それぞれの間に前記流動抵抗付与部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のスロッング抑制装置。
- 前記浮枠体は、液面を覆う浮き屋根であることを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかに記載のスロッシング抑制装置。
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