JP5367788B2

JP5367788B2 - 液体貯留設備

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Publication number: JP5367788B2
Application number: JP2011200903A
Authority: JP
Inventors: 実深野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: JP2013060225A

Description

本発明の実施形態は、ガス体と共に液体を貯留する液体貯留設備に関する。

ガス体と共に液体を貯留する液体貯留設備として、有機性廃水等の液体を貯蔵するタンクは数多く提案されており、メタン発酵槽などとして利用されている（例えば、特許文献1参照）。メタン発酵槽などに用いられる液体貯留設備としては、大量の液体を貯留できるものが、メタン発酵効率などの面から要求されるようになってきた。この場合、従来の金属製タンクでは、構造的に、かつ製造コスト的に限界があり、きわめて大容量のタンクを製作することが困難であった。このため、大地形状を活用し、そこにシートを敷設して液体貯留設備として形成することが考えられた。特に地価の安い海外では数多く使用されるケースがある。

特開２００４−２３７２３８号公報

しかし、このような構成の液体貯留設備では、ガス体と液体の両方を貯留する場合、ガス体の気密性を保つ必要がある。また、液中に設置される機器への保守修理が必要になるなど、構造的に難しい問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、シート方式で構成され、内部にガス体を伴う液体を貯留でき、しかも液体中に設置する機器の取り扱いも容易である液体貯留設備を提供することにある。

本発明の実施の形態による液体貯留設備は、内部に液体を貯留する凹面部と、周縁部が、前記凹面部の周縁に一体的に取り付けられ、前記凹面部全体を覆う樹脂製のカバーシートと、このカバーシートと溶着可能な樹脂材による溶着部を有し、全体が筒体状に形成され、その筒体の一端開口が前記液体の表面に没入し、他端開口が前記カバーシートに形成された開口を貫通して外部に臨み、かつ前記溶着部により、カバーシートに形成された開口の内周と溶着されて水封部を形成する開口枠体と、前記凹面部内に設けられ前記液体を攪拌する機器と、前記凹面部の底部に設けられた基礎上に立設され、その上端部は前記開口枠体を通って外部に達し、前記機器を上下方向にガイド可能なガイドバーと、前記機器を吊り下げて上下動させるための滑車を前記ガイドバーの上方に支持する支持体とを備え、前記機器の前記凹面部内に対する挿入及び取出し時に、前記滑車により吊り下げられた機器を、前記開口枠体を通し、かつ前記ガイドバーによりガイドさせて上下方向に移動させることで、前記凹面部内に貯留された液体内に設置される機器の出入りを可能としたことを特徴とする。

本発明の一実施の形態に係る液体貯留設備の断面図である。本発明の一実施の形態に用いる固定具を示す斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る液体貯留設備の断面図である。図３の開口枠体部分を拡大して示す部分平面図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る液体貯留設備を、図面を参照して詳細に説明する。

図１では、内部に液体１０を貯留する凹面部１１を、例えば、大地１２を堀削して形成する。この凹面部１１の周壁は斜面を成す法面により形成されており、その上部、すなわち、凹面部１１の周縁１１ａは盛土などにより土手状に形成されている。図の例では、大面積の凹面部１１を堀削形成しており、中央部にコンクリート製の仕切壁１３を立設して、２つの貯留設備（図では左半分を示している）として用いる場合を示している。仕切壁１３は、凹面部１１の底部中央に埋設されたコンクリート製の水平な基礎部１４上に垂直に一体形成されている。

この凹面部１１は、前述のように液体１０を貯留するものであるため、その内面（すなわち底面及び周壁となる法面）には大地への漏水を防止するために樹脂製のシート１６が敷設されている。このシート１６の材質としては、例えば、ＨＤＰＥ（High−Density Polyethylene：高密度ポリエチレン）を用いる。施工に当っては、ＨＤＰＥのシートを幅７ｍ、長さ約１００ｍ、重さ約１．５トン程度のロール状に巻回したものを、現場において凹面部１１の内側の底面及び法面に沿って敷設後、各シート間の重ね合わせ部分を、図示しない専用の熱溶着機により現場で溶着して、凹面部１１の内面全体を覆う。このシート１６の周囲端部は、凹面部１１の周縁１１ａの土手部上面、及び仕切壁１３の上面部にそれぞれ設けられた固定具１７に溶着され、固定される。

固定具１７は、図２で示すように、シート１６と溶着可能な材質で作られており、平面状の溶着部１７ａと、この溶着部１７ａと直角を成す複数の脚部１７ｂとを有している。前述した凹面部１１の周縁１１ａの土手部上面、及び仕切壁１３の上面部への取り付けは、コンクリート打ちの際、この脚部１７ｂを固まる前のコンクリートに打設して一体に取り付ける。そして、シート１６の周囲端部は、この溶着部１７ａ上に、前述した熱溶着機によって現場で加熱加圧され、溶着される。

この凹面部１１による液体貯留設備は、前述のように、ガス体と共に液体を貯留するものであり、例えば、有機性廃水等の液体を貯留し、メタンガスを発生させるものである。このため、発生したメタンガスを、液体と共に内部に貯留しなければならず、凹面部１１全体を覆うカバーが必要となる。そこで、この実施の形態では、凹面部１１の内面を覆ったシート１６と同じＨＤＰＥのカバーシート１９により、凹面部１１の上面を覆うように構成する。すなわち、ＨＤＰＥによるシートを溶着により繋ぎ合わせ、凹面部１１の上面を覆う大きさのカバーシート１９を成形する。そして、成形されたカバーシート１９の周縁部を、凹面部１１の周縁１１ａの土手部上面、及び仕切り壁３の上面部にそれぞれ設けた固定具１７に溶着し、固定する。この構成により、凹面部１１内に気体と液体の両方を貯蔵する密閉形の液体貯留設備が築造される。

また、凹面部１１内に貯留された液体１０として、前述のように有機性廃水を貯留し、メタンガス発酵槽として用いる場合、液体１０中にはメタンガスを効率よく発生させるため機器２１、例えば、プロペラ式の攪拌機を設置する。この攪拌機２１は、有機性廃水中に設置されることから、ある頻度で外部に取り出し、保守点検する必要がある。そのために、カバーシート１９に機器取り出し用の開口１９ａを形成する。すなわち、カバーシート１９上の所定箇所をカットし、攪拌機２１を内部から取り出すことが可能な開口１９ａをつくる。この開口１９ａには、筒体状に形成された開口枠体２２を取り付ける。

開口枠体２２はカバーシート１９と溶着可能な樹脂材による溶着部を有する。例えば、この実施の形態では、カバーシート１９と同じＨＤＰＥ材により筒体状に形成しており、この筒体の外周面がカバーシート１９に形成された開口１９ａの内周に溶着されている。すなわち、カットした開口１９ａの大きさに合わせて、HDPE製の開口枠体（円柱形又は四角形）２２を製作し、その外周に、カバーシート１９に形成した開口１９ａの内周を溶着する。

また、この開口枠体２２を、上述のようにカバーシート１９と同じＨＤＰＥ材により形成した場合、開口枠体２２自体を軽量に構成することができるので、特別な支持体を要することなく、カバーシート１９に直接溶着して固定することができる。

この開口枠体２２は、その筒体の一端（図示下端）開口が、図示のように液体１０の表面に没入した状態で設けられる。また他端（図示上端）開口は、カバーシート１９に形成された開口１９ａを貫通して外部に臨んでいる。したがって、これらの構成により水封部が形成される。すなわち、開口枠体２２の高さは、水封可能となるように、カバーシート１９と液体水面との間の距離より大きく形成する。

ここで、液体１０から発生したメタンガスは、液体１０の上方を覆うカバーシート１９との間に貯留されるが、開口枠体２２の筒体下端部は液体により封止され、水封部となっているため、カバーシート１９との間に貯留されたメタンガスが、開口枠体２２の筒内部を通って大量に外部に排気されることはない。勿論、開口枠体２２の筒体内面積分の液体は外部に露出しているので、この部分で発生したメタンガスは外部に排出されるが、凹面部１１全体の面積に比べれば極僅かであり、問題とはならない。

なお、液体１０の液面とカバーシートとの間に貯留されたメタンガスは、この間に設置されたガス回収配管２３により回収され、図示しない発電設備の燃料などとして利用される。

液体１０中に設置された攪拌機２１は、開口枠体２２内を通して外部に取り出され、保守点検後は再び液体１０中に設置される。そのために、攪拌機２１を上下動可能に案内支持するガイドバー２４を、凹面部１１の底部に設けられた基礎２５上に立設する。すなわち、攪拌機基礎（コンクリート構造）２５を凹面部１１の底部に設置し、ガイドバー２４を、この基礎２５の上にアンカー打設により取付ける。このガイドバー２４は、その上端部が開口枠体２２を貫通して外部に達する長さを有する。また、外部には、例えば、仕切壁１３の上面に、滑車２８を有する支持体２７を設け、この滑車２８に巻き掛けられた鎖２９により、攪拌機２１を上下動させるように構成する。すなわち、攪拌機２１に一端を固定した鎖２９を上下させることにより、ガイドバー２４に沿って攪拌機２１を移動させ、外部への取り出し、及び液体１０内への挿入を容易に行えるように構成した。

このように、大地の形状を活用し、そこに樹脂製のシート１６を敷設し、さらにその上面部分をカバーシート１９で覆うことによりガス体と共に液体を貯留する大容量の液体貯留設備を容易、かつ安価に構成することができる。また、液体１０中に設置される攪拌機のような機器２１を外部に取り出すためにカバーシート１９に開口１９ａを形成する場合、この開口１９ａに開口枠体２２を溶着により一体に取り付け、その下端部を液体中に没入させて水封部を構成したため、液体１０の液面とカバーシート１９間に貯留されたガスが開口１９ａから外部に大量に放出されることを確実に防止でき、しかも貯留されたガスは、ガス回収配管２３により回収できる。ガス回収配管２３は、図示しないが、その配管周面に多数の吸気孔を設けたもので、液体１０の液面とカバーシート１９間に貯留されたガスを効果的に吸引して回収することができる。したがって、この大容量の液体貯留設備は、メタン発酵槽などとして活広く活用することができる。

上記実施の形態では、液体１０中に設置される機器２１としてプロペラ式の攪拌機を例示したが、これに限らず、例えば水中ポンプなど、他の機器であってもかまわない。

また、上記実施の形態では、凹面部１１の中央部に仕切壁１３を設け、凹面部１１を２つの液体貯留設備として用いる場合を説明したが、仕切壁１３は必ずしも設ける必要はなく、比較的小面積の凹面部１１では仕切壁１３を設けずに１つの液体貯留設備として用いてもよい。この場合、カバーシート１９の全周縁部は、凹面部１１の周縁１１ａとして形成された土手部上に、帯状に設置した固定具１７を介して取り付ければよい。また、攪拌機などの機器２１及びそれを出し入れするガイドバー２４などは、周壁となる法面近くに設置し、凹面部１１の周縁１１ａの土手部上に支持体２７を設け、この支持体２７に取り付けられた滑車２８により鎖２９を上下させ、これにより機器２１を出し入れするように構成すればよい。

また、上記実施の形態では、開口枠体２２をカバーシート１９と同じＨＤＰＥ材により軽量に構成したので、特別な支持体を要することなく、カバーシート１９に直接溶着して固定していた。しかし、凹面部１１の中央部に仕切壁１３が設けられた場合は、図３で示すように、仕切壁１３の上部側面にコンクリート製の開口枠体３２を一体に形成し、この開口枠体３２を通して液体１０中に設置された機器２１を出し入れする用にしてもよい。

この場合、コンクリート製の開口枠体３２も、その下端が液体１０中に没入して水封部を構成できるように縦方向の長さを設定する。また、コンクリートにはカバーシート１９を直接溶着できないので、図４で示すように、仕切壁１３の上面と同様に、コンクリート製の開口枠体３２の上面にも、帯状を成すように固定具１７を打設し、この固定具１７にカバーシート１９に形成された開口１９ａの内周部を溶着するように構成する。

このように構成した場合も、カバーシート１９で凹面部１１の上面を覆うことにより、ガス体と共に液体を貯留する大容量の液体貯留設備を容易、かつ安価に構成することができる。また、機器２１を外部に取り出すために、開口１９ａに開口枠体３２を一体に取り付け、その下端部を液体中に没入させて水封部を構成したため、液体１０の液面とカバーシート１９間に貯留されたガスが開口１９ａから外部に大量に放出されることを確実に防止できる。また、開口枠体３２自体もコンクリートにより強固に構成することができる。

さらに、上記実施の形態では、凹面部１１の内面を、シート材１６によって覆っているが、シート材１６以外の防水材、例えば、防水塗料を塗布したコンクリート材で内面を形成してもよい。この場合も、カバーシート１９の周縁部は、凹面部１１の周縁１１ａに固定されている固定具１７に溶着して固定すればよい。

なお、カバーシート１９の周縁部を凹面部１１の周縁１１ａに固定する構造として固定具１７への溶着を例示したが、溶着に限らず、カバーシート１９の周縁部を挟み込むように固定してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…液体
１１…凹面部
１１ａ…凹面部周縁
１２…大地
１６…シート材
１７…固定具
１７ａ…溶着部
１７ｂ…脚部
１９…カバーシート
１９ａ…開口
２１…機器
２２,３２…開口枠体
２３…ガス回収配管
２４…ガイドシャフト
２７…支持体２７
２８…滑車
２９…鎖

Claims

内部に液体を貯留する凹面部と、
周縁部が、前記凹面部の周縁に一体的に取り付けられ、前記凹面部全体を覆う樹脂製のカバーシートと、
このカバーシートと溶着可能な樹脂材による溶着部を有し、全体が筒体状に形成され、その筒体の一端開口が前記液体の表面に没入し、他端開口が前記カバーシートに形成された開口を貫通して外部に臨み、かつ前記溶着部により、カバーシートに形成された開口の内周と溶着されて水封部を形成する開口枠体と、
前記凹面部内に設けられ前記液体を攪拌する機器と、
前記凹面部の底部に設けられた基礎上に立設され、その上端部は前記開口枠体を通って外部に達し、前記機器を上下方向にガイド可能なガイドバーと、
前記機器を吊り下げて上下動させるための滑車を前記ガイドバーの上方に支持する支持体とを備え、
前記機器の前記凹面部内に対する挿入及び取出し時に、前記滑車により吊り下げられた機器を、前記開口枠体を通し、かつ前記ガイドバーによりガイドさせて上下方向に移動させることで、前記凹面部内に貯留された液体内に設置される機器の出入りを可能とした
ことを特徴とする液体貯留設備。
前記液体は、ガスを発生する液体であること特徴とする請求項1に記載の液体貯留設備。
前記液体内に設置される機器はプロペラ式攪拌機であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体貯留設備。
前記凹面部内の、前記液体上面と前記カバーシートとの間の空間に、ガス体を吸気して外部に導出する回収配管を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体貯留設備。
前記凹面部は、大地に形成され、その内面は前記カバーシートと同じ材質のシート材により覆われており、このシート材の、前記凹面部の周縁に位置する部分、及び前記カバーシートの周縁部は、これらと溶着可能な材質の固定具にそれぞれ溶着され、この固定具は、前記凹面部の周縁に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかにに記載の液体貯留設備。
前記凹面部の内面は、前記シート材以外の防水材により形成されており、前記カバーシートの周縁部は、このカバーシートと溶着可能な材質の固定具に溶着され、この固定具は、前記凹面部の周縁に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかにに記載の液体貯留設備。