JP5371265B2 - スロッシング抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体貯槽のスロッシングを抑制するための装置に関する。

石油や水などの液体を大量に貯蔵しておくための施設の一例として浮屋根式の液体貯槽がある。大型の液体貯槽に浮屋根構造を用いることに関しては、建設コストが低く抑えられるというメリットがある一方で、地震時のスロッシング現象の発生により浮屋根が大きく動揺し、貯蔵液が貯槽外部に洩れだしてしまうことがある。

こうした問題に対処するため、従来から用いられてきたスロッシング現象の低減技術には、貯蔵液内にワイヤーで係留された抵抗板を浮かべ、貯蔵液の流動を攪乱して運動エネルギーを減衰させることで鉛直方向の液流を低減するスロッシング抑制装置（特許文献１参照）がある。
特開２００５−２８０７３８号公報

しかしながら、従来のスロッシング低減技術は、地震発生時に液体貯槽の壁面付近で発生する貯蔵液の上下動に対して、液流の持つ運動エネルギーを減少させることでその収束を図るものであるが、液体の運動方向まで制御できるものではない上に、抵抗板と浮屋根との間には何も設けられていないことから、鉛直方向上向きの液流が浮屋根に近づいて、浮屋根を押し上げようとするのを回避できないという問題があった。また、内部に配管等の設備がある液体貯槽に対しては、浮屋根が下がったり、貯蔵液が揺れ動いたりしたときに、抵抗板がそれらの設備に衝突してしまう可能性があり、使用が難しいという問題があった。

本発明の課題は、スロッシング現象発生の要因となる鉛直方向上向きの液流の勢いを減衰させるだけでなく、液流が浮屋根まで到達するのを防ぐことでより効果的に浮屋根の動揺を抑えることができ、必要に応じて収納することのできるスロッシング抑制装置付き液体貯槽を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、液体貯槽の浮屋根の下方に、貯蔵液内に浸るように設けられるスロッシング抑制装置であって、可撓性の部材によって前記浮屋根から吊り下げられた第１の板と、前記可撓性の部材によって前記第１の板の下方に位置するように吊り下げられた第２の板と、を有し、前記第１の板および前記第２の板は、前記液体貯槽の側壁に沿って水平方向に複数配置されるとともに、前記液体貯槽の中心に向かって上がっていくように傾斜していることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスロッシング抑制装置であって、前記第１の板または前記第２の板よりも前記液体貯槽の中心側に配置されるとともに、前記液体貯槽の中心に向かって上がっていくように傾斜する第３の板を有することを特徴としている。

本発明によれば、地震時に生じ、液体貯槽の側壁近傍に顕著となる貯蔵液の鉛直方向上向きの流れが、液体貯槽の中心に向かって上がっていくよう傾斜した板を押し上げるので、貯蔵液の流れが持つエネルギーが減少すると同時に、貯蔵液の流れがスロッシング現象の発生に影響しない液体貯槽の中心方向に変化する。その結果、浮屋根が鉛直液流に押し上げられるのを防ぎ、スロッシング現象の発生をより効果的に抑制することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明を適用したスロッシング抑制装置の一実施形態の構成を示すもので、１は液体貯槽、２は浮屋根、３は板、４はワイヤーである。

図１に示すように、浮屋根２の周囲部下方には板３がワイヤー４のような可撓性の材質の吊り具によって、傾斜した状態で、貯蔵液中に浸るように吊り下げられている。因みに吊り具は伸縮性のものを用いることとしてもよい。板３の傾斜方向は液体貯槽１の中心に向かって上がっていくように傾いているのが望ましい。板３は後述するように貯蔵液の液流を受けて勢いを減衰すると共に流れの方向を変えるものなので、液中で容易に動揺しない程度に重量を有するものを使用するのが望ましい。また、地震発生時に生じる貯蔵液の鉛直方向上向きの液流ａは、液体貯槽１の壁面付近において顕著となることから、液体貯槽１の壁面に近接した位置に、板３を複数枚並べて配置しておくのが望ましい。

液体貯槽１付近で地震が発生すると、液体貯槽１内の貯蔵液が揺れて液流を生じ始める。このとき、液体貯槽１の壁面付近では、前述したように鉛直方向上向きの液流ａが顕著となっている。この液流ａが液面に達してしまうと液面を盛り上げて波となり、浮屋根２が押し上げられるわけだが、浮屋根２の下方には板３がワイヤー４のようにたわむことが可能なもので吊り下げられているので、液流ａが下から流れてきて板３にぶつかると、図２に示すように板３が上に押し上げられることで液流ａの運動エネルギーを吸収し、その結果液流ａの勢いが減衰される。

また、板３は前述の通り液体貯槽１の中心に向かって上がっていくように傾斜した状態で吊り下げられているため、液流ａが板３にぶつかると液流ａの持つ運動エネルギーが吸収されて減少すると同時に、板３の傾斜によって流れる方向を変えられ、図２に示すように液面に波を生じさせない液流ｂとなって液体貯槽１の中心方向に向かって流れていく。

このように、鉛直方向の液流ａの勢いを二つの手段で減衰させることで、浮屋根２が液流ａに押し上げられるのを防ぎ、スロッシング現象の発生を抑制することができる。また、浮屋根２が多少動揺した場合でも、板３による液流ａの減衰効果が大きいので短い時間で鎮静させることが可能である。

ところで、液体貯槽１内部には液体の温度調節を行うための配管や、維持管理のための足場等の各種設備が設置されている場合があるが、液位と共に浮屋根２が下がり、板３がこうした設備に当たってしまう恐れのあるときは、浮屋根２に孔を設けてワイヤー４を通し、浮屋根２の上からワイヤー４を引き上げることができるような仕組みにしておくことで、板３と設備の衝突を避け、設備の損傷等を回避することができる。また、液体貯槽１が空の状態に近づいて浮屋根２と底盤が接近してきても、板３はつかえることなく間に収まるので邪魔にならない。

もし、スロッシング抑止効果をより高めたいという場合には、板３の重量を調節する、或いは図３に示すように板３を上下方向或いは横方向に複数枚並べて吊り下げることで対応することができる。また、ワイヤー４を上下させることで板３の傾斜角度を調節してもよい。

なお、板の大きさ、形状、枚数、材質、傾斜方向、吊り下げ部材、吊り下げ部材の引き上げ手段等は任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用したスロッシング抑制装置の一実施形態の構成を示す正面図である。 図１に示す液体貯槽内で地震による液流が発生した場合に、貯蔵液の液流方向を転換する仕組みを示す正面図である。 スロッシング抑制効果をより高めるための本発明の適用例を示す正面図である。

符号の説明

１ 液体貯槽
２ 浮屋根
３ 板
４ ワイヤー（吊り具）

Claims (2)

1. 液体貯槽の浮屋根の下方に、貯蔵液内に浸るように設けられるスロッシング抑制装置であって、
   可撓性の部材によって前記浮屋根から吊り下げられた第１の板と、
   前記可撓性の部材によって前記第１の板の下方に位置するように吊り下げられた第２の板と、を有し、
   前記第１の板および前記第２の板は、前記液体貯槽の側壁に沿って水平方向に複数配置されるとともに、前記液体貯槽の中心に向かって上がっていくように傾斜していることを特徴とするスロッシング抑制装置。
2. 前記第１の板または前記第２の板よりも前記液体貯槽の中心側に配置されるとともに、前記液体貯槽の中心に向かって上がっていくように傾斜する第３の板を有す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。

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