JP4248425B2 - 円筒形オイル貯蔵タンク - Google Patents

Description

本発明は、円筒形オイル貯蔵タンクに関し、詳しくは、そのルーフ（屋根）に関する。

重油、軽油等のオイルを貯蔵する貯蔵タンクには、主に鋼製の円筒形オイル貯蔵タンクＴが用いられている。
この円筒形オイル貯蔵タンクＴは、底板部Ｂと円筒側面部Ｓとルーフ（屋根）部とで構成され、そのルーフ部の形状で分類される。
すなわち、図５の模式図に示すように、主として、ルーフ部が固定されて取り付けられる固定ルーフ型（Ａ）と、ルーフ部がオイル上に浮いていて上下移動する浮動ルーフ型（Ｂ）、そして、これら２つの特徴を併せ持つ固定ルーフ付き浮動ルーフ型（Ｃ）の３種に大別される。

これらのタイプの円筒形オイル貯蔵タンクＴは、それぞれ特徴を有する。
固定ルーフ型（Ａ）は、比較的揮発分の少ない石油類に使用され、浮動ルーフ型（Ｂ）は、原油、ナフサ、ガソリンのような揮発分の多い石油類に使用される。
また、固定ルーフ付き浮動ルーフ型（Ｃ）は、揮発分が比較的多く、しかも雨水等の混入を嫌う石油系燃料等に用いられる。
ここで、浮動ルーフ型（Ｂ）の最大の特徴は、大型の円筒形オイル貯蔵タンクＴに用いられるところにある。
原油の備蓄に用いられるように、例えば、その容量は１５万キロリットル、その内径は数十メートルに及ぶものもある。
このような大量の原油を貯蔵する貯蔵タンクでは、ルーフ部が大型になり、固定ルーフ型（Ａ）ではルーフ部を支える構造を頑強なものとする必要があることから、原油上に浮かす浮動ルーフ型（Ｂ）が主流となっている。

上記浮動ルーフ型（Ｂ）は、シングルデッキ型とダブルデッキ型に分類される。
シングルデッキ型は、浮動ルーフ部ＦＲが１枚のデッキ（蓋そのもの）で構成され、ポンツーンＰによって原油等の上面に浮くこととなる。
ポンツーンＰとは、いわゆる空気室であり、浮力を与える作用を持つ。
ポンツーンＰのタイプとしては数種類あるが、浮動ルーフ部ＦＲの周縁部位置に浮き輪のようにリング状に形成されたアニュラポンツーン型が主流となっている。
通常、アニュラポンツーン型は、その内部が隔壁で区分され複数の空気室が形成されていて、数個の空気室が破損しても浮動ルーフ部ＦＲ全体が沈むことのないように形成されている。
一方、ダブルデッキ型は、浮動ルーフが２枚のデッキで構成され、２枚のデッキ間には複数の放射状に仕切られた空気室が設けられ浮動ルーフ全体が浮きの作用を有する。
そして、これらの円筒形オイル貯蔵タンクＴは鋼製が主流となっている。
石油タンク基礎の倫理と実践（第３頁〜第１０頁；岡林郁夫；昭和５８年２月１５日；鹿島出版会） 新体系土木工学９５貯蔵タンク・サイロ（第４４頁〜第４９頁；末原忠司；１９８０年５月１５日；技報堂出版株式会社）

以上が石油等の貯蔵に用いられる円筒形オイル貯蔵タンクＴに関する構造上の分類概要であるが、本発明が対象とするのは、これらの中で浮動ルーフ部ＦＲを有する鋼製の円筒形オイル貯蔵タンクＴである。
浮動ルーフ型（Ｂ）の特徴は、上記した如く大型貯蔵タンクに適している。
しかし、浮動ルーフ型（Ｂ）においては、鋼製の円筒形オイル貯蔵タンクＴには大きな問題がある。
それは過去の事例から明らかなように、火災発生の問題である。
例えば、オイル自体が地震によって揺れて、そのオイル上に浮いている浮動ルーフ部ＦＲが揺れる。
その結果、浮動ルーフ部ＦＲの周縁部Ｅと円筒側面部Ｓの内面ＳＩが接触し、スパークが発生するのである。
地震で発生した火災は、これが原因となっている。
このように、円筒側面部Ｓと浮動ルーフ部ＦＲとが、いずれも鋼製である場合、接触によりスパークが発生すると言う思いがけない火災事故の原因となる。

因みに、火災事故の他の要因としては、上述した地震により、貯蔵しているオイルの揺れによる浮動ルーフ部ＦＲの揺れ発生の問題の他、素材が鋼製である円筒側面部Ｓ自体が、地震の揺れとオイルの揺れにより撓みが発生して円筒形が楕円形状に歪んでしまう問題がある。
こういった事態では、真円に形成した浮動ルーフ部ＦＲと円筒側面部Ｓの内面ＳＩとは、一層強い衝撃で接触することとなり、スパーク発生の問題は大きい。

本発明者は、このような問題点を背景に鋭意、研究した結果、浮動ルーフ部ＦＲを木材で形成することで、円筒側面部Ｓの内面と浮動ルーフ部ＦＲの周縁部Ｅとの接触によるスパークの発生を防止できることを見出し、この知見により本発明を完成させたものである。

つまり、本発明は、（１）、浮動ルーフ型（Ｂ）、もしくは固定ルーフ付き浮動ルーフ型（Ｃ）の円筒形オイル貯蔵タンクＴにおいて、その浮動ルーフ部ＦＲが木材を主構成材として形成されていることを特徴とする円筒形オイル貯蔵タンクＴに存する。

そして、（２）、浮動ルーフ部ＦＲが、シングルデッキ型であって、しかも木製骨組構造体Ｋで補強されていることを特徴とする上記１記載の円筒形オイル貯蔵タンクＴに存する。

そして、（３）、浮動ルーフ部ＦＲがダブルデッキ型であって、ダブルデッキ間に木製骨組構造体Ｋを有していることを特徴とする上記１記載の円筒形オイル貯蔵タンクＴに存する。

そして、（４）、浮動ルーフ部ＦＲがダブルデッキ型であって、ダブルデッキ間に金属骨組構造体Ｍを有していることを特徴とする上記１記載の円筒形オイル貯蔵タンクＴに存する。

そして、（５）、木材に不燃加工が施されていることを特徴とする上記１、２、３、４記載の円筒形オイル貯蔵タンクＴに存する。

本発明はこの目的に沿ったものであれば、上記（１）から（５）の中から選ばれた２つ以上の組み合わせも採用可能である。

本発明の円筒形オイル貯蔵タンクＴにおいては、その円筒側面部Ｓは従来どおりの鋼製とし、浮動ルーフ部ＦＲを木製としているので、円筒側面部Ｓの内面ＳＩと浮動ルーフ部ＦＲの周縁部Ｅが強く接触しても、一方が木製であることからスパークが発生することが無く、防火上極めて安全である。
同時に、強い接触が発生しても、浮動ルーフ部ＦＲが木製であるので円筒側面部Ｓに大きな損傷を与える危険性は小さい。

また、木材はその比重が杉材や檜材では０．４レベルであり、鉄の７．８５に比べて極めて軽いものとなっている。
従って、ポンツーン等の手段を講ずることなくオイル上に浮かせることが可能となり、構造的にシンプルな浮動ルーフ部ＦＲが形成できる。
そして、木材に不燃処理加工を施すことで、鋼製のものに比較して遜色のない不燃性能を発揮できる。
このとき、木材に対するオイルの浸潤性の面から耐油性を考慮しておく必要がある。
更に、木製ではあるが対象となる貯蔵物がオイルであるので腐食することがない。
鋼製のものと異なって溶接等を使う必要がなくなる。
すなわち、木製であるので、近年では集成化による長尺の大断面構造材を制作できることから、シール構造材Ｈ等以外はほとんどを木材のみで構成できる。
また、日本古来の大工技能としての継ぎ手手法や木組み手法が可能であることから細かな調整も可能である。
更には、必要最小限の金属補強材との組み合わせにより、木製であることの長所を損なうことなくより堅固な浮動ルーフ部ＦＲを得ることも可能である。
また、材料として、杉、檜等の間伐材を用いることが可能でコストの面で低価格となり、経済的効果も得られる。

本発明の円筒形オイル貯蔵タンクＴにおいては、その浮動ルーフ部ＦＲの主構成材に、比重が小さくて加工性が良く、しかもコスト面で有利な木材を用いている。
特に杉材は、加工性やコスト面での観点から好ましいものである。
そして、その組み立てに関しては、日本古来の大工技能としての継ぎ手手法や木組み手法を効果的に用いて、木製の長所を引き出した。
また、構成材とする木材は、不燃処理加工を施した木材を使用するとより好ましい。

〔実施の形態１〕
本実施の形態においては、図１（Ａ）に示すように、浮動ルーフ部ＦＲのタイプをシングルデッキ型とする。
つまり、板材Ｗで形成される１枚の円形デッキＤと、これを補強するための木製補強体Ｋとで浮動ルーフ部ＦＲが形成される。
まず、図２（Ａ）に示すように、所要寸法の角材を放射状に配列して放射状骨格体ＫＢとする。
放射状骨格体ＫＢの角材の本数は浮動ルーフ部ＦＲの大きさによるが、例えば、実施するに際しては、角材を一定角度で放射状に配列した放射状骨格体ＫＢとしている。
また放射状骨格体ＫＢの本数は必要に応じて増やすことができる。

次に、これら多数の放射状骨格体ＫＢは連結材ＫＣで蜘蛛の巣状に、接合プレートで連結される。
放射状骨格体ＫＢの先端部に用いられる先端連結材ＫＴを円弧形状とすることで木製補強体Ｋ全体が円形状になる。
このように円形状に形成された木製補強体Ｋに板材Ｗを貼っていく。
板材は、図２（Ｂ）に示す、さねはぎと言われる継ぎ方で木ネジＮを使用して張りつけられる。
なお、木ネジＮは、さねはぎの凹部Ｖに使用されるのでデッキＤ表面からは見えることはない。
さらに、板材Ｗの上に防水シート貼付けや、テント様の防水シートの設置などの防水を施す事により蓋としての密閉性を付与する。

次に、このように形成されたデッキ周縁部に、図１（Ａ）に示す、円弧状に形成された適宜の長さを有する木製縁取り部材ＫＥを取り付ける。
この木製縁取り部材ＫＥを取り付けることに関しては、デッキ周縁部を高く盛り上げることと補強する意味があり、これらの機能を果たす形状でさえあれば良い。
例えば、１本の木材から削り出したものでも良いし、板材で形成した箱型のものでも良い。
デッキ周縁部を高くしてお盆状に形成することで大きな浮力が得られる効果の他、雨水等の集水が容易になり、雨水がタンク内に入ることが阻止される。
また、本浮動ルーフ部ＦＲの組み立てには、必要に応じて種々の金属補強材が用いることが可能である。
ここで金属補強材としては、釘、ネジ、ボルト・ナット、接合部の金属プレート等が挙げられる。
これらの金属補強材は、円筒側面部Ｓと直接触れることがないように使用される。

そして、本浮動ルーフ部ＦＲには、通常の鋼製の円筒形オイル貯蔵タンクＴの浮動ルーフ部ＦＲに設けられるのと同様の機能を有する周辺装置が取り付けられる。
ここに言う周辺装置とは、円筒側面部Ｓと浮動ルーフ部ＦＲの周縁部間に設けられる各種シール部材Ｈやデッキマンホール等が挙げられる。
これらについての詳細は省略する。
上記木製縁取り部材ＫＥは、シール部材Ｈの取り付け箇所にもなる。

〔実施の形態２〕
本実施の形態は、図３の断面模式図に示すように、浮動ルーフ部ＦＲのタイプをダブルデッキ型にした例である。
すなわち、デッキＤを上下２枚として、その間に木製補強体Ｋを形成することで浮動ルーフ部ＦＲ全体が空気室ＡＣを有する構造をとる。
具体的には、実施の形態１と同構成の底部木製補強体Ｋ１を形成し、その上に板材Ｗによる底部デッキＤ１を形成する。
該底部デッキＤ１上に再度、上部木製補強体Ｋ２を形成し、その上に、上部デッキＤ２を形成する。
そして、その上部デッキ周縁部に円弧状の木製縁取り部材ＫＥを取り付ける。
このように、本実施の形態２においては、底部木製補強体Ｋ１と上部木製補強体Ｋ２の構造は同じである。
また、木製縁取り部材ＫＥの機能、形状に関しては前述した実施の形態１と同様である。

〔実施の形態３〕
本実施の形態３においては、実施の形態２に示したダブルデッキ型の浮動ルーフ部ＦＲにおける上部木製補強体Ｋ２に代えて、金属製トラス構造補強体Ｍを用いる。
図４の断面模式図に示すように、本金属製トラス構造補強体Ｍは、梯子状に組まれた金属骨格部Ｍ１に、Ｘ字状に金属製骨材Ｍ２を組み込んだ構造、いわゆるトラス構造となっている。
本実施の形態３では、例えば、８体の金属製トラス構造補強体Ｍを、上部デッキＤ２と底部デッキＤ１間に放射状に配置して両デッキに固定する。
木製縁取り部材ＫＴに関しては実施の形態２と同様である。
本金属製トラス構造補強体Ｍは、木製の空気室ＡＣの中に内包されるので表面には露出せず、鋼製の円筒側面部Ｓと接触してスパークが発生するという恐れはない。
前述の木製補強体Ｋに比較して、より堅固な浮動ルーフ部ＦＲを得ることが可能となる。

〔不燃処理加工〕
本発明の主構成材である木材は、先述したように、不燃処理加工を施したものを採用することでより付加価値を有するものとなる。
本発明の木材に不燃処理液は、硼素化合物を含む弱酸又は弱アルカリの金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤を加えて混合水溶液とし、該混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物、及び酒石酸アンチモン塩を加えたものを使う。
弱酸又は弱アルカリの金属塩としては、フッ化ソーダ、亜燐酸ソーダ、亜硫酸ソーダ、硼フッ化ソーダ等があり、シランカップリング剤としては、エトキシシラン、メトキシシラン等がある。
またポリフェノール系化合物としては、精製タンニン等がある。

不燃処理加工の例を述べる。
先ず、不燃処理液を作成するために、具体的には硼素化合物を含む金属塩水溶液に燐酸及びシランカップリング剤（メトキシシラン）を加えて混合水溶液とした。
この混合水溶液にポリフェノール系化合物を主成分とする植物抽出物であるタンニン、及び酒石酸アンチモン塩を加えて調整し不燃処理液とした。
ここで処理加工は、不燃処理液に木材を３時間浸漬し昇温維持して含浸させ、その後、十分、乾燥させた。
このようにして不燃処理液で処理加工した木材を使って、円筒形オイル貯蔵タンクの浮動ルーフ部を製造することで浮動ルーフ部は、不燃化される。
更に、不燃処理液としては、硼素や燐を含んでいるために、腐食しにくくなり、しかも、防蟻効果も期待できることとなる。

以上、本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に拘束されるものではなく、その原理を逸脱しない限り、種々の変形例の採用が可能である。
本発明に係る木製の浮動ルーフ部ＦＲは、円筒形オイル貯蔵タンクＴが大型である場合には、浮動ルーフ部ＦＲも大型になり、移動が困難であるので、円筒形オイル貯蔵タンクＴ内部で組み立てができることを配慮した構造とした。
円筒形オイル貯蔵タンクＴが中、小型である場合には、他で製造して、これを円筒形オイル貯蔵タンクＴ内に移動することも可能となり、その構造、組み立て態様は他の態様が可能である。
また、浮動ルーフ部ＦＲと円筒側面部Ｓとの間に介在させるシール部材としては、その機能を有する限り種々のものが採用可能である。

本発明は、円筒形オイル貯蔵タンクのルーフ（屋根）に関するものであるが、その目的を逸脱しない限り、他の液体の貯蔵容器にも応用でき、更には、液体以外にも、例えば、サイロのような個体、粉体物等の貯蔵容器にも適用可能である。

図１は、（Ａ）シングルデッキ型、浮動ルーフ部ＦＲの実体模式図、及び（Ｂ）シングルデッキ型、浮動ルーフ部ＦＲの断面模式図を示す。 図２は、（Ａ）木製補強体Ｋの上面図、及び（Ｂ）木製補強体Ｋと板材Ｗとを示す一部断面模式図である。 図３は、ダブルデッキ型、浮動ルーフ部ＦＲの断面模式図を示す。 図４は、金属製トラス構造補強体を有するダブルデッキ型浮動ルーフ部の断面模式図を示す図である。 図５は、（Ａ）固定ルーフ型円筒形オイル貯蔵タンクの断面模式図、（Ｂ）浮動ルーフ型円筒形オイル貯蔵タンクの断面模式図、及び（Ｃ）固定ルーフ付き浮動ルーフ型円筒形オイル貯蔵タンクの断面模式図を示す。

符号の説明

Ｔ 円筒形オイル貯蔵タンク
Ｓ 円筒側面部
ＳＩ 円筒側面部の内面
Ｂ 底板部
Ｐ ポンツーン
Ｈ シール部材
ＦＲ 浮動ルーフ部
Ｋ 木製補強体
K Ｂ 放射状骨格体
ＫＣ 連結材
ＫＴ 先端連結材
ＫＥ 木製縁取り部材
Ｋ１ 底部木製補強体
Ｋ２ 上部木製補強体
Ｗ 板材
Ｎ ネジ釘
Ｄ デッキ
Ｄ１ 底部デッキ
Ｄ２ 上部デッキ
Ｗ 板材
Ｍ 金属製トラス構造補強体
Ｍ１ 金属骨格部
Ｍ２ 金属製骨材
ＡＣ 空気室

Claims (5)

1. 浮動ルーフ型、もしくは固定ルーフ付き浮動ルーフ型の円筒形オイル貯蔵タンクにおいて、その浮動ルーフ部が木材を主構成材として形成されていることを特徴とする円筒形オイル貯蔵タンク。
2. 浮動ルーフ部が、シングルデッキ型であって、しかも木製骨組構造体で補強されていることを特徴とする請求項１記載の円筒形オイル貯蔵タンク。
3. 浮動ルーフ部がダブルデッキ型であって、ダブルデッキ間に木製骨組構造体を有していることを特徴とする請求項１記載の円筒形オイル貯蔵タンク。
4. 浮動ルーフ部がダブルデッキ型であって、ダブルデッキ間に金属骨組構造体を有していることを特徴とする請求項１記載の円筒形オイル貯蔵タンク。
5. 木材に不燃処理加工が施されていることを特徴とする請求項１、２、３、４記載の円筒形オイル貯蔵タンク。
   

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