JP6134128B2

JP6134128B2 - 鋼製タンク内面ｆｒｐ二重殻構造

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Publication number: JP6134128B2
Application number: JP2012256961A
Authority: JP
Inventors: 秀雄上野
Original assignee: Sanfreund Corp
Current assignee: Sanfreund Corp
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: JP2014031220A

Description

本発明は内面にＦＲＰを施設した二重構造の鋼製タンクの油漏れ等を防止する鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造に関する。

今日、ガソリンスタンド等において、油貯蔵用の鋼製の地下タンクが広く使用されている。しかし、このような地下タンクは、長期間の使用により経年変化し、腐蝕や孔蝕を生じる場合があり、油漏れ等の原因となる。しかしながら、一旦鋼製タンクを埋設した場合、地上からタンクの腐蝕や孔蝕を点検することは困難である。
このため、例えば特許文献１はタンクの製造において高度な加工技術が不要でかつ製作の手間が掛からず、施工手間が少ない合成樹脂製の埋設タンクの提案が行われている。

特開２００３−２６１１９５号公報

しかしながら、一旦ガソリン等の油漏れが発生すると、土壌汚染等の環境への影響が大きい。特に油漏れが長期間続く場合、土壌汚染のみならず地下水等への浸透が大きな社会問題となる。
そこで、本発明は地下に埋設するタンクを二重構造とし、かつ鋼製タンクの腐蝕や孔蝕を早期に検出し、土壌汚染等を未然に防止する鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造を提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、鋼製タンクと、該鋼製タンクの内周に覆設され、該鋼製タンクからの油漏れを防止する繊維強化複合材と、前記鋼製タンクの底部上面に沿って、該鋼製タンクの長手方向に直線状に配設された導線と、前記鋼製タンクと繊維強化複合材との間に配設され、前記鋼製タンクの腐蝕穴又は孔蝕穴から侵入する水又は有機溶液を該鋼製タンクの内周面に沿って前記鋼製タンクの底部上面に配設された前記導線に導く経路を確保すると共に、前記繊維強化複合材の腐蝕穴又は孔蝕穴から漏れる油を該繊維強化複合材の外周面に沿って前記鋼製タンクの底部上面に配設された前記導線に導く経路を確保する隙間形成部材と、前記導線の一端に設けられ、該導線に導かれた前記水、又は前記有機溶液、又は前記油を検知する検知器と、該検知器の検知出力に基づいて前記鋼製タンクの不良を報知する報知手段とを有する鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造を提供することによって達成できる。

また、上記検知器は上記繊維強化複合材からの油漏れも検知可能であり、繊維強化複合材に亀裂や長い年月の使用による穴が形成された場合、当該箇所からの油漏れも検知する。
また、鋼製タンクと繊維強化複合材との間に形成された隙間には導線が配設され、該導線は、前記鋼製タンクの側面及び底面に沿って配設されており、鋼製タンクの腐蝕穴や孔蝕穴からの水や有機溶液の漏れ、及び繊維強化複合材の穴からの油漏れを検出し、検知器に導く。
また、隙間形成部材は、ハニカムボードや、メッシュ状の金網部材等で構成することができ、また上記検知器は左右にセンサを有し、何れの方向からの液漏れ、油漏れであるかを検出できる構成である。

さらに、隙間形成部材によって形成された鋼製タンクと繊維強化複合材との間の隙間の減圧を行う減圧装置を備える構成である。

本発明によれば、鋼製タンクと繊維強化複合材との微少空間に配設された検知器によって、鋼製タンクに生じた腐蝕穴や孔蝕穴を検知し、鋼製タンク又はＦＲＰに生じた腐蝕や孔蝕を容易に知ることができる。したがって、油漏れに起因する土壌汚染等を未然に防止することができる。

第１の実施形態の二重殻構造を採用する地下タンクの例を示す図である。地下タンクの断面構成を示す図である。給油所（ガソリンスタンド）の外観図である。検知器の構成を示す図である。鋼製タンクにハニカムボードを取り付ける施工例を示す図である。地下タンクの点検口近傍の構造を示す図である。検出回路の一例を示す図である。本実施形態の変形例の地下タンクの例を示す断面図である。検出回路の変形例を示す図である。第２の実施形態の二重殻構造を採用する地下タンクの例を示す図である。第２の実施形態の地下タンクの断面構成を示す図である。減圧装置の配設構成を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本実施形態の鋼製タンクの二重殻構造を採用する地下タンクの例を示す図である。尚、本例の鋼製タンクは、例えばガソリン等を貯蔵する地下タンクの例を示す。
同図において、地下タンク１には、例えばガソリンを入れる注油管２、地下タンク１からガソリンを吸引する給油管３、地下タンク１の通気を行う通気管４、及び地下タンク１に貯蔵されたガソリンの液面高を計測する液面計５が設けられている。また、地下タンク１は地表から所定の深さに埋設され、地下タンク１上にはコンクリートが施設されている。

注油管２には地表に注油口７が設けられ、注油口７からガソリンの注油を行う。また、給油管３にはポンプが接続され、このポンプは地表に設けられた計量器、ポンプ等の機器類を収納する機械類収納室８に設置され、地下タンク１からガソリンを吸引し、吸引するガソリンの計量を行う。また、上記注油管２にはバルブ９が設けられ、給油管３にはバルブ１０が設けられ、地下タンク１の補修／改修作業の際、このバルブ９及び１０を閉鎖して行う。尚、通気管４には通気口１２が設けられ、地下タンク１内で発生するガスを排出する。
また図１には、後述する事務所２０に配設されたモニタ１８に延びる信号線２５が記載されており、この信号線は後述する鋼製タンクに腐蝕穴や孔蝕穴が発生したことを示す情報を含み、モニタ１８に通知する。

図２は、地下タンク１の断面構成を示す図であり、図１に示す地下タンク１のD−D´断面を示す図である。同図に示すように、地下タンク１は鋼板１４´（鋼製タンク１４）とＦＲＰ（繊維強化複合材）１５で構成され、鋼板１４´とＦＲＰ１５との隙間にはハニカムボード１６が配設されている。

このハニカムボード１６には、紙製、樹脂製、金属製等の各種素材の製品があるが、強度及び後述する液漏れ検知の観点から、樹脂製又は金属製のハニカムボード１６を使用する。例えば、本例ではアルミニューム製のハニカムボード１６を使用し、アルミ製の波状コアの両面にアルミシートで覆った構造である。また、本例で使用するハニカムボード１６は後述する導線の配線を避けて配設する。

すなわち、本例の地下タンク１の構造は鋼製タンク１４にハニカムボード１６を介装し、更にＦＲＰ１５を貼着した構造であり、ハニカムボード１６の介装によって、鋼製タンク１４とＦＲＰ１５間に所定の隙間が形成される。尚、ＦＲＰ（繊維強化複合材）は、例えばプラスチック、金属、ゴム等を高強度繊維で補強した複合材であり、ガラス繊維複合材（GFRP (Glass fiber reinforced plastics)）や炭素繊維複合材等を使用する。

一方、地下タンク１の底部には導線１７が配設されている。この導線１７は地下タンク１の長手方向全長に渡って配設されている。図２に地下タンク１の底部（Ａ部）の拡大図を示す。同図に示すように、導線１７は鋼製タンク１４とＦＲＰ１５間の隙間に配設され、鋼製タンク１４の底に溜まった水や有機溶液を後述する検知器に導く。ここで、有機溶液は、例えば鋼製タンク１４を長年使用することによって腐蝕や孔蝕が発生し、腐蝕穴や孔蝕穴から地下の水分と土壌に含まれる植物やバクテリア等の有機成分が交じり合った液体である。

一方、地下タンク１の上部には後述する点検口が設けられ、検知器によって検知された検知信号が信号線２５を介して、この点検口を経由して事務所２０内のモニタ１８に送られる。尚、図３は給油所（ガソリンスタンド）の外観図であり、上記モニタ１８が設置された事務所２０と燃料供給エリア２１で構成され、燃料供給エリア２１の地下には上記構成の地下タンク１が埋設され、複数の支柱によって保持された屋根の下には、前述の計量器、ポンプ等の機器類８が設置されている。

次に、上述の二重殻構造の地下タンク１の施工工程を以下に説明する。
先ず、長年使用した鋼製タンク１４（鋼板１４´）の内面の清掃を行う。この清掃後、鋼製タンク１４の板厚及び孔蝕測定を行う。

次に、導線１７の取り付け作業を行う。この導線１７の配設は、鋼製タンク１４に生じた腐蝕穴や孔蝕穴からの水や有機溶液の浸入を導線を介して検知器まで導くためであり、鋼製タンク１４の底部に沿って配設する。また、導線１７の配設は鋼製タンク１４の底部に沿って直線状に配設し、導線１７が弛まないように一定間隔毎に固定する。

次に、検知器２２の取り付けを行う。この検知器２２は、例えば鋼製タンク１４の底部に沿って配設された導線１７の中央部に設置する。図４は検知器２２の構成を示す図である。同図に示すように、検知器２２は両側のフッ素ポリマーセンサ２３ａ、２３ｂと、フッ素ポリマーセンサ２３ａ、２３ｂ間に設けられた検出回路２４で構成され、水や有機溶液が何れかのセンサ２３ａ又は２３ｂに触れると光を発生する。検出回路２４はこの光を検出し、電圧変化に変換し、鋼製タンク１４の腐蝕穴や孔蝕穴の存在を検知する。

図５は上記導線１７及び検知器２２を配設した後、前述のハニカムボード１６を取り付ける状態を示す図である。尚、説明上、鋼製タンク１４の半分の内面を示す。所定サイズのハニカムボード１６を一定間隔で鋼製タンク１４（鋼板１４´）の内面に貼着する。ハニカムボード１６は前述のように、例えばアルミ製であり、接着剤を使用して鋼製タンク１４の内面に貼着する。

次に、電気配線工事を行う。この工事は、前に取り付けた検知器２２に信号線２５を接続し、この信号線２５を鋼製タンク１４とＦＲＰ１５間の隙間に配線する処理である。具体的には、ハニカムボード１６が取り付けられていないスペースを使用して点検口の位置まで配線し、更に事務所２０内のモニタ１８まで配線する。例えば、図５に示すように、ハニカムボード１６が取り付けられていないスペース１９を使用して配線する。

次に、鋼製タンク１４の内面に配設されたハニカムボード１６の内側にＦＲＰ１５を配設する。本例で使用するＦＲＰ１５は、例えばエポキシアクリレート樹脂をベースとし、炭素繊維で強化したシートであり、一面は透明なプラスチックフィルムで覆われている。したがって、このプラスチックフィルムを剥がし、ハニカムボード１６に貼着する。ハニカムボード１６は前述のように一定間隔で配設されており、ハニカムボード１６にＦＲＰ１５を確実に取り付けることができる。尚、ＦＲＰ１５の貼着は隙間ができない様、端部を重ねて貼着する。

次に、上記隙間（微少空間）の気密試験を行う。この試験はＦＲＰ１５に気密試験用の注入針を刺し込み、試験用のガスを上記隙間に注入することによって行う。尚、上記気密試験後、刺し込んだ注入針を引き抜き、当該部分にＦＲＰ１５を重ね貼りする。その後、紫外線を照射し、ＦＲＰ１５を硬化させる。

図６は地下タンク１の点検口近傍の構造を示す図である。点検口２６の上部には鉄製の蓋２７が設けられ、この蓋２７内に点検ボックス２８の空間が形成されている。例えば、繊維強化プラスティク製の筒体２９と、点検蓋３０及び下受筒部材３１は、上記点検ボックス２８の下方に配設されている。尚、点検口には取手３２が設けられている。上記信号線２５はこの点検ボックス２８を介して事務所２０内のモニタ１８に配線される。

また、信号線２５は信号ケーブル３３によって保護され、モニタ１８まで配線される。モニタ１８はＬＥＤ表示部やスピーカ等を備え、例えば検知器２２が水や有機溶液を検知し、鋼製タンク１４の腐蝕穴や孔蝕穴の発生を検知すると、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。
尚、図６に示すように、信号ケーブル３３内には上記信号線２５の他に、例えば前述の液面計５によって検知した液面データを送信する信号線１１等も収納され、地下タンク１内のガソリンの液面データ等も上記モニタ１８に通知される。

以上の構成の地下タンク１において、以下に鋼製タンク１４の腐蝕や孔蝕による腐蝕穴や孔蝕穴の発生を検知する検知動作を説明する。
長年の使用によって鋼製タンク１４に劣化が生じると、鋼板１４´に腐蝕穴や孔蝕穴が発生し、当該箇所から水や有機溶液が浸入する。しかし、本例の二重殻構造によれば、鋼製タンク１４は内周面にＦＲＰ１５によって覆設されており、地下タンク１内に水や有機溶液が浸入することはない。また、地下タンク１内の油（ガソリン）が外部に漏れ出すこともない。したがって、油（ガソリン）漏れによる土壌の汚染等を防止できる。

一方、鋼製タンク１４の腐蝕穴や孔蝕穴から侵入した水や有機溶液は鋼製タンク１４とＦＲＰ１５間に形成される隙間を通って鋼製タンク１４の下面に溜まる。

さらに、鋼製タンク１４の底面に溜まった水や有機溶液は、前述の導線１７によって検知器２２に導かれる。例えば、鋼製タンク１４の左側に発生した穴から侵入した水や有機溶液は鋼製タンク１４の左側底面に達し、導線１７（１７ａ）を通ってフッ素ポリマーセンサ２３ａに到達する。フッ素ポリマーセンサ２３ａは水や有機溶液を検知すると発光し、検出回路２４はこの光を検出し、電圧変化に変換し、鋼製タンク１４の不良を検出する。

例えば、図７は検出回路２４の一例であり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２、電源Ｅで構成され、トランジスタＴｒ１は上記フッ素ポリマーセンサ２３ａからの発光を検出し、信号線２５に検出信号（出力１）を出力する。この信号は前述のモニタに出力され、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。

一方、鋼製タンク１４の右側に発生した穴から侵入した水や有機溶液は鋼製タンク１４の右側底面に達し、導線１７（１７ｂ）を通ってフッ素ポリマーセンサ２３ｂに到達する。フッ素ポリマーセンサ２３ｂは水や有機溶液を検知すると、前述と同様発光し、検出回路２４はこの光を検出し、電圧変化に変換し、鋼製タンク１４からの液漏れを検出する。この場合、トランジスタＴｒ２は上記フッ素ポリマーセンサ２３ｂからの発光を検出し、信号線２５に検出信号（出力２）を出力し、この信号は前述のモニタ１８に出力され、ＬＥＤを発光し、更にスピーカから予め録音された警告音を発生する。

したがって、本例によれば、検知器２２によって鋼製タンク１４の腐蝕穴や孔蝕穴を検出することができ、更に鋼製タンク１４に発生した穴が鋼製タンク１４の右側であるか、又は左側であるかの検出を行なうこともできる。

尚、上記実施形態の説明では鋼製タンク１４とＦＲＰ１５の間にハニカムボード１６を介装する構成であるが、図８に示すように鋼製タンク１４にＦＲＰ３７を貼着し、このＦＲＰ３７と上記ＦＲＰ１５の間にメッシュ構造の金網部材３８を介装する構成としてもよい。すなわち、前述の構成と異なり、先ず鋼製タンク１４にＦＲＰ３７を貼着し、その後ハニカムボード１６に代えて金網部材３８を介装し、この金網部材３８を覆ってＦＲＰ１５を配設する構成である。この場合、金網部材３８とＦＲＰ１５との接合は困難な為、例えばハニカムボード１６の一部を残し、この残したハニカムボード１６にＦＲＰ１５を取り付ける構成とする。また、他の部材を介装してＦＲＰ１５をＦＲＰ３７に取り付ける構成としてもよい。

このように構成することによって、ＦＲＰ１５とＦＲＰ３７との間に隙間を形成し、この隙間に前述の導線１７を配設する構成としてもよい。この場合、鋼製タンク１４に直接貼着するＦＲＰ３７は、例えば１．０ｍｍ程度の厚さであり、金網部材３８は、ＦＲＰ１５と３７間に０．５〜１．０ｍｍ程度の隙間が形成される程度に配設する。

また、上記実施形態の説明では検知器２２として水や有機溶液を検出するフッ素ポリマーセンサを使用したが、フッ素ポリマーセンサに限らず、水や有機溶液を検出するセンサであれば適用することができる。例えば、図９に示す回路の分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗Ｒ３に並行に端子Ｐ１、Ｐ２を設け、また分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗Ｒ５に並行に端子Ｐ３、Ｐ４を設け、端子Ｐ１、Ｐ２を前述のフッ素ポリマーセンサ２３ａに代えて使用し、端子Ｐ３、Ｐ４を前述のフッ素ポリマーセンサ２３ｂに代えて使用する。尚、図９に示す他の回路は、前述の図７と同様であり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等で構成されている。

このように構成することによって、例えば端子Ｐ１とＰ２間に水等が浸入するとトランジスタＴｒ１のベース（Ｂ）電位が変化し、出力１から検知信号が出力され、腐蝕穴や孔蝕穴の発生を報知することができる。同様に、端子Ｐ３とＰ４間に水等が浸入するとトランジスタＴｒ２のベース（Ｂ）電位が変化し、出力２から検知信号が出力され、腐蝕穴や孔蝕穴の発生を報知することができる。この場合も、鋼製タンク１４に発生した穴が鋼製タンク１４の右側であるか、又は左側であるかの検出を行なうこともできる。

また、上記実施形態の説明では鋼製タンク１４の腐蝕や孔蝕について説明したが、例えば内側に配設したＦＲＰ１５についても、長年の使用により穴が開いた場合、同様に検知器２２によって油漏れを検知することができる。この場合、特に油漏れを検知するセンサや、揮発性の油（ガソリン等）の場合、ガスセンサ等を使用することもできる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態は上記鋼製タンク１４とＦＲＰ１５との間に形成された隙間を減圧する減圧装置を更に備える鋼製タンクの二重殻構造の発明である。尚、鋼製タンクの二重殻構造の基本構成は前述の図１乃至図５において説明した構成と同様であり、説明を省略する。

本実施形態の減圧装置は、図１０に示すように鋼製タンク１４とＦＲＰ１５との間に形成された隙間を減圧するものであり、減圧弁４０と減圧ポンプ４１で構成されている。減圧弁４０は鋼製タンク１４とＦＲＰ１５との間に形成された隙間３９に管路４２を介して接続され、減圧弁４０と減圧ポンプ４１は管路４３を介して接続されている。尚、上記図１０に示す減圧弁４０や減圧ポンプ４１の配設構成は本例の基本構成であり、地中に埋まった鋼製タンク１４の周囲に上記減圧弁４０や減圧ポンプ４１を設置することも可能であるが、費用等を考慮して図１１に示すように鋼製タンク１４から事務所２０に延びる信号線２５の配管に減圧弁４０及び減圧ポンプ４１を接続する構成とする。

図１２は減圧装置設置の具体例を示す図であり、点検口２６を介して事務所２０延びる信号線２５を、例えば鋼管４４に収納し、前述の隙間３９と鋼管４４を連通させ、鋼管４４を介して隙間３９内を減圧する。したがって、前述の図６の構成と異なり、本例においては、例えば鋼管４４内に他の信号線１１を収納しない。

また、減圧弁４０と減圧ポンプ４１は前述の機械類収納室８に設置される。したがって、鋼管４４から機械類収納室８に設置された減圧弁４０まで管路４２が配設され、機械類収納室８内で減圧弁４０と減圧ポンプ４１が管路４３を介して接続されている。尚、同図において、減圧弁４０と減圧ポンプ４１のみを示しているが、機械類収納室８には他の機器も設置されていることは勿論である。

以上のように構成することによって、減圧弁４０と減圧ポンプ４１を使用し、例えば常時隙間３９内を減圧することによって、鋼製タンク１４に腐蝕や孔蝕が発生した場合、早期に腐蝕や孔蝕を発見することができる。すなわち、隙間３９内の減圧によって腐蝕穴や孔蝕穴に早期に成長し、当該穴から漏れる水や有機溶液を検知し、結果的に腐蝕や孔蝕を早期に発見することができる。

１・・・地下タンク
２・・・注油管
３・・・給油管
４・・・通気管
５・・・液面計
７・・・注油口
８・・・機械類収納室
９、１０・・バルブ
１１・・信号線
１２・・通気口
１４・・鋼製タンク
１４´・・鋼板
１５・・ＦＲＰ
１６・・ハニカムボード
１７、１７ａ、１７ｂ・・導線
１８・・・モニタ
１９・・スペース
２０・・事務所
２１・・燃料供給エリア
２２・・検知器
２３ａ、２３ｂ・・フッ素ポリマーセンサ
２４・・検知回路
２５・・信号線
２６・・点検口
２７・・蓋
２８・・点検ボックス
２９・・筒体
３０・・点検蓋
３１・・下受筒部材
３２・・取手
３３・・信号ケーブル
３７・・ＦＲＰ
３８・・金網部材
３９・・隙間
４０・・減圧弁
４１・・減圧ポンプ
４２、４３・・管路
４４・・鋼管
Ｔｒ１、Ｔｒ２・・トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２・・抵抗
Ｒ３〜Ｒ６・・分圧抵抗
Ｐ１〜Ｐ４・・端子
Ｅ・・・電源

Claims

鋼製タンクと、
該鋼製タンクの内周に覆設され、該鋼製タンクからの油漏れを防止する繊維強化複合材と、
前記鋼製タンクの底部上面に沿って、該鋼製タンクの長手方向に直線状に配設された導線と、
前記鋼製タンクと繊維強化複合材との間に配設され、前記鋼製タンクの腐蝕穴又は孔蝕穴から侵入する水又は有機溶液を該鋼製タンクの内周面に沿って前記鋼製タンクの底部上面に配設された前記導線に導く経路を確保すると共に、前記繊維強化複合材の腐蝕穴又は孔蝕穴から漏れる油を該繊維強化複合材の外周面に沿って前記鋼製タンクの底部上面に配設された前記導線に導く経路を確保する隙間形成部材と、
前記導線の一端に設けられ、該導線に導かれた前記水、又は前記有機溶液、又は前記油を検知する検知器と、
該検知器の検知出力に基づいて前記鋼製タンクの不良を報知する報知手段と、
を有することを特徴とする鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造。
前記検知器は左右にセンサを有し、何れの方向からの液漏れであるかを検出できる装置であることを特徴とする請求項１に記載の鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造。
前記隙間形成部材によって形成された前記鋼製タンクと繊維強化複合材との間の隙間の減圧を行い、前記鋼製タンク又は繊維強化複合材に腐蝕又は孔蝕が発生した場合、前記減圧によって腐蝕穴又は孔蝕穴が早期に成長し、早期に前記腐蝕や孔蝕を検出させる減圧装置を備えることを特徴とする請求項１、又は２に記載の鋼製タンク内面ＦＲＰ二重殻構造。