JP6990604B2 - タンクの保持構造 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 （公開１）公開日 平成２９年１０月３０日 公開した場所 三菱ケミカルインフラテック株式会社（東京都中央区日本橋本石町１－２－２ 三菱ケミカル日本橋ビル）にてＦＲＰ材料の特性に関するヒアリング／打ち合わせ（公開２）公開日 平成２９年１２月１９日 公開した場所 三菱ケミカルインフラテック株式会社（東京都中央区日本橋本石町１－２－２ 三菱ケミカル日本橋ビル）にてＦＲＰ材料の特性に関するヒアリング／打ち合わせ（公開３）公開日 平成２９年１１月８日 公開した場所 日東紡績株式会社（東京都千代田区麹町２－４－１ 麹町大通りビル）にてＦＲＰ材料の特性に関するヒアリング／打ち合わせ（公開４）公開日 平成２９年１１月１６日 公開した場所 東電設計株式会社（東京都江東区東雲一丁目７番１２号）から東レ株式会社（東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号）に電話連絡し、ＦＲＰ材料の特性に関するヒアリング／打ち合わせ（公開５）公開日 平成２９年１２月１５日 公開した場所 東レ株式会社（東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号）にてＦＲＰ材料の特性に関するヒアリング／打ち合わせ

本発明は、沿岸地域などに設けられたタンクを水害時に保持するためのタンクの保持構造に関する。

港などの沿岸地域には、漁船などの船舶に燃料を補給するためのオイルタンク、ガスタンクが設けられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

例えば、漁船に燃料を補給するためのオイルタンクは、屋外に設置され、コンクリート製で環状の防油堤の内部に設けられたコンクリート製の基台上に設置されている。

この種のタンクは、鋼製で、円筒状の胴部の上側開口をリリーフ弁や開閉口を備えた蓋部で閉塞し、下側開口を底版部で閉塞して密閉可能に形成されている。また、タンクの下端部の外周には、外面から径方向外側に突出し、周方向に延びる環状のフランジが設けられ、このフランジには、周方向に所定の間隔をあけて複数のボルト挿通孔が貫通形成されている。

そして、上記のように構成した円筒型のタンクは、コンクリート製の基台に定着するアンカーボルトをフランジのボルト挿通孔に挿通しナットを締結することによって、基台上に固定して設置されている。

特開２０１７－１４９４４９号公報 特開２０１５－２２７１８２号公報

一方、東日本大震災では、沿岸地域に設置された多くのタンクが津波によって流され、タンクから石油、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の可燃性の液体が漏洩し、火災、汚染を招いたことが確認、報告されている。

また、漁港近くの屋外に設けられ、漁船に燃料を補給するための小型のタンクが数多く津波の影響で流されたことが確認されている。

ここで、内部の液量が少ないタンクは、液量に応じて質量が小さくなるため、地震による地盤の揺れや津波の波力による衝撃によって倒壊しやすく、満液に近いタンクは、質量が大きいため、地震による地盤の揺れや津波の波力による衝撃により倒壊して流される可能性が低いと考えられていた。

しかしながら、東日本大震災では、満液のタンクも津波の影響で流され、内容液が漏洩し、何らかの要因で着火して火災を引き起こしたことが確認されている。流されたタンクが衝突して建物などの構造物に損傷を与えた可能性もある。

また、漁船に燃料を補給するための小型のタンクの多くは、津波の波力による衝撃ではなく、水に浸かり浮力が作用したことによって基台から引き抜け、漂流したことが確認、報告されている。さらに、タンクの底部と基台の間に水が浸入したことによってタンクに大きな浮力が作用し、基台からの脱落を誘発したと考えられている。

したがって、水害等によりタンクが水に浸った場合であっても、タンクが基台から脱落、漂流することを防止できる手法が強く望まれている。

本発明は、上記事情に鑑み、水害等によりタンクが水に浸った場合であっても、タンクの基台からの脱落、漂流を比較的簡便に防止できるタンクの保持構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明のタンクの保持構造は、水害時に水に浸かり得る地域に、且つ基台に載せて設置されたタンクを水に浸かった場合に保持するための構造であって、前記基台の側面から前記タンクの側面まで樹脂材を用いて貼設されるとともに、前記基台の側面に貼設される基台側面接着部と、前記タンクの側面に貼設されるタンク側接着部との繊維方向が上下方向に向くように貼設され、前記タンクの上下方向に延びる軸線周りに周方向に連続的に貼設される第一の繊維シートと、前記第一の繊維シートの前記基台側面接着部と前記タンク側接着部のそれぞれの上に、前記基台と前記タンクにそれぞれ巻き回して環状に貼設される第二の繊維シートとからなる繊維強化プラスチック接着部を備えることを特徴とする。

また、本発明のタンクの保持構造においては、前記基台と前記第一の繊維シートとの間に防水用のシール材が介装されていることが望ましい。

さらに、本発明のタンクの保持構造においては、前記樹脂材とは異なり、前記第一の繊維シートの前記基台側面接着部と、該基台側面接着部の上に貼設された前記第二の繊維シートとを前記基台の側面に固着するための固着手段が別途設けられていることがより望ましい。

また、本発明のタンクの保持構造においては、前記タンク側接着部は、少なくとも前記タンクの座屈発生予想位置を含んで前記タンクの座屈耐力を向上させるようにその設置範囲が設定されていることがさらに望ましい。

本発明のタンクの保持構造においては、繊維強化プラスチック接着部の第一の繊維シートがタンクの側面から基台の側面まで貼設され、且つ第二の繊維シートがタンク及び基台の周方向に連続して環状に貼設されているため、水害によってタンクが水に浸かった場合であってもタンクの底部と基台の間に水が浸入することがなく、これに起因した大きな浮力が発生することを防止できる。

また、繊維強化プラスチック接着部の第一の繊維シートがその繊維方向を上下方向に向けてタンクの側面から基台の側面まで貼設されていることにより、タンクに地震時や水害時に外力が作用した場合であっても、繊維方向を上下方向に向けて配設された繊維シートの強靭な引張耐力を有効に利用し、タンクを効果的に保持することが可能になる。

さらに、繊維方向を上下方向に向けてタンクの側面から基台の側面まで貼設された繊維シートのタンク側接着部と基台側面接着部がそれぞれ、タンクや基台を連続的に巻き回して貼設された第二の繊維シートで挟持されて拘束されていることにより、タンクに大きな外力が作用してもタンクや基台から繊維シートが剥離することを効果的に抑止／防止できる。

また、タンクをアンカーボルトではなく、繊維強化プラスチックによって支持することで、点ではなく面で支持することが可能になり、地震や津波などによって大きな外力が作用した際にタンクに局所的な破壊が生じることを防止できる。

よって、本発明のタンクの保持構造によれば、津波や高潮、台風、豪雨、ダムや堤防の決壊、越流など、あらゆる水害に伴って水に浸かり得る地域（沿岸地域など）に設置されたタンクが、水害時に水に浸った場合であっても、このタンクが基台から脱落し漂流することを防止できる。

本発明の一実施形態に係るタンクの保持構造を示す図である。 図１のＳ部を拡大した図である。 本発明の一実施形態に係るタンクの保持構造の変更例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタンクの保持構造の変更例を示す図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係るタンクの保持構造について説明する。

本実施形態のタンクの保持構造は、津波や高潮、台風、豪雨、ダムや堤防の決壊、越流など、あらゆる水害に伴って水に浸かり得る地域（沿岸地域など）に設置されたタンクを対象とし、水害時に水に浸った場合であってもタンクが浮上し、流されることを防止するための構造に関するものである。

具体的に、本実施形態のタンク１は、図１に示すように、例えば、漁船などの船舶に燃料を補給するための円筒型のオイルタンクであり、鋼製で、円筒状の胴部１ａの上側開口をリリーフ弁や開閉口を備えた蓋部１ｂで閉塞し、下側開口を底版部１ｃで閉塞して密閉可能に形成されている。また、タンク１の下端部の外周には、外面から径方向外側に突出し、周方向に延びる環状のフランジ１ｄが設けられ、コンクリート製の基台６上に固定して設置されている。

一方、本実施形態のタンクの保持構造Ａは、図１及び図２に示すように、ＦＲＰ（Fiber-Reinforced Plastics：繊維材と樹脂材の複合材料、繊維強化プラスチック）をタンク１の側面１ｅから基台６の側面６ａまで連続的に被覆接着してなるＦＲＰ接着部２を備えて構成されている。

また、ＦＲＰ接着部２は、タンク１の側面１ｅに接着した部分のタンク側接着部３と、基台６に接着した部分の基台側接着部４とからなり、本実施形態では、さらに、基台側接着部４が基台６の上面６ｂに接着した部分の基台上面接着部５と基台６の側面６ａに接着した部分の基台側面接着部７とを備えている。

ＦＲＰ接着部２の繊維材としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等、ＦＲＰに適用可能であればあらゆる繊維材を用いることができる。また、繊維方向を一方向に揃えてシート状に形成、あるいは、例えば繊維方向を一方向と一方向に直交する他方向に向け、繊維を織り込んでシート状に形成したものなどが好適な繊維材として挙げられる。なお、繊維材の繊維の種類、繊維方向等は必ずしも限定しなくてもよい。

ＦＲＰ接着部２の樹脂材としては、接着部分の不陸修正、表面処理、下塗り、繊維材への含浸、仕上げ等にそれぞれ適した樹脂材を適宜選択的に用いればよい。例えば、下塗り、繊維材への含浸等には、所望の接着強度、含浸性能等を発現、具備するエポキシ樹脂やアクリル樹脂など、仕上げ材には、所望の耐候性、見栄えの確保が可能なウレタン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。なお、ＦＲＰ接着部２の樹脂材においても特に限定を必要としない。

そして、本実施形態のタンクの保持構造Ａを設ける際には、タンク１の側面１ｅ、基台６の上面６ｂ、側面６ａを適宜不陸修正、下地処理したのち、下塗り、繊維シートの含浸接着を行う。このとき、ＦＲＰ接着部２のタンク側接着部３と基台側面接着部７の繊維方向が上下方向を向くように、タンク１の側面１ｅと基台６の上面６ｂと基台６の側面６ａとに連続的に一層目の繊維シート（第一の繊維シート）８を貼設する。また、タンク１の上下方向に延びる軸線Ｏ１周りの周方向に連続的に一層目の繊維シート８が並ぶように、複数の一層目の繊維シート８を上記と同様に連続的にタンク１の周方向全体に接着してゆく。

なお、タンク１の側面１ｅ、基台６の上面６ｂ、側面６ａを適宜不陸修正、表面処理としては、例えば、ケレン作業、高圧洗浄、角部のＲ仕上げ、パテ塗りなどが挙げられ、繊維シート８の接着性確保の観点から適宜手段を必要に応じて選択的に実施する。

次に、一層目の繊維シート８の上に繊維方向を周方向（横方向）に向けて二層目の繊維シート（第二の繊維シート）９を貼設する。このとき、二層目の繊維シート９は、一層目の繊維シート８のタンク側接着部３と基台側面接着部７にそれぞれ重ねてタンク１や基台６に連続的に巻き回し、一層目の繊維シート８のタンク側接着部３と基台側面接着部７をそれぞれタンク１との間に挟み込んで拘束するようにそれぞれ個別に貼設する。これに加えて、一層目の繊維シート８の基台上面接着部５に重ね、一層目の繊維シート８の基台上面接着部５をタンク１との間に挟み込むように、二層目の繊維シート９をさらに別途貼設する。

なお、二層目の繊維シート９の上に、さらに繊維方向を上下方向や周方向に向けて繊維シートを積層し、繊維シートを多重で貼設してもよい。

また、タンク１の側面１ｅに繊維シート８、９を接着するタンク側接着部３の領域（タンク側の繊維シート接着範囲）Ｍは、特に限定を必要としないが、例えば、象足座屈、提灯座屈、ダイヤモンド座屈など、地震などの外力がタンク１に作用したときに生じ得るタンク座屈の位置（タンク予測座屈位置）を考慮し、この座屈位置を補強できるように設定することが望ましい。すなわち、地震などの外力によるタンク１の損傷を抑止／防止できるようにタンク側接着部３の領域Ｍを設定することが望ましい。

最後に、仕上げ塗装を行って本実施形態のタンクの保持構造Ａが完成する。なお、必ずしも仕上げ塗装を行わなくてもよい。

上記のように構成した本実施形態のタンクの保持構造Ａにおいては、ＦＲＰ（繊維シート８、９）がタンク１の側面１ｅから基台６の側面６ａまで貼設され、且つタンク１及び基台６の周方向に連続して環状に貼設されているため、水害によってタンク１が水に浸かった場合であってもタンク１の底版部１ｃと基台６の間に水が浸入することがなく、これに起因した大きな浮力が発生することを防止できる。

また、ＦＲＰ接着部２の少なくとも一層目の繊維シート８がその繊維方向を上下方向に向けてタンク１の側面１ｅから基台６の側面６ａまで貼設されているため、タンク１に地震時や水害時に外力が作用した場合であっても、繊維方向を上下方向に向けて配設された繊維シート８の強靭な引張耐力を有効に利用し、タンク１を効果的に保持することが可能になる。

さらに、繊維方向を上下方向に向けてタンク１の側面１ｅから基台６の側面６ａまで貼設された繊維シート８のタンク側接着部３と基台側面接着部７がそれぞれ、タンク１や基台６を連続的に巻き回して貼設された二層目の繊維シート９で挟持されて拘束されているため、タンク１に大きな外力が作用してもタンク１や基台６から繊維シート８、９が剥離することを効果的に抑止／防止できる。

また、タンク１をアンカーボルトではなく、ＦＲＰによって支持することで、点ではなく面で支持することが可能になり、地震や津波などによって大きな外力が作用した際にタンク１に局所的な破壊が生じることを防止できる。

さらに、繊維シート８のタンク側接着部３の設置範囲Ｍを、少なくともタンク１の座屈発生予測位置を含むように設定することによって、効果的にタンク１を補強することができ、地震などが発生した際にタンク１の座屈、損傷をＦＲＰ接着部２によって防止することが可能になる。

よって、本実施形態のタンクの保持構造Ａによれば、津波や高潮、台風、豪雨、ダムや堤防の決壊、越流など、あらゆる水害に伴って水に浸かり得る地域（沿岸地域など）に設置されたタンク１が、水害時に水に浸った場合であっても、このタンク１が基台６から脱落し漂流することを防止できる。

さらに、本実施形態のタンクの保持構造Ａにおいては、溶接など火器を使用することなくタンク１に設けることができるため、漁港などの沿岸地域に多数設けられているオイルタンク（やガスタンク）などに対しても好適に採用することができる。

以上、本発明に係るタンクの保持構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、図３に示すように、基台側面接着部７を基台６の側面６ａにより強固に接合するために、アンカーボルト１０ａ、定着板１０ｂなどの固着手段１０を別途設けるようにしてもよい。さらに、ＦＲＰ接着部２と基台６の間に防水用のシール材１１を介装してもよい。このように固着手段１０を設けたり、シール材１１を介装することによって、基台６の側面６ａからＦＲＰ接着部２が剥離することがなく、また、この部分の水密性を高めることができ、より確実且つ効果的に、水害時にタンク１が基台６から脱落して漂流することを防止できる。

さらに、図４に示すように、タンク１の底版部１ｃ、フランジ１ｄと基台６の上面６ｂの隅部に、基台６の側面６ａからタンク１の側面１ｅに繋がる傾斜面１２を形成するように充填材（コーキング材）を充填したり、傾斜面１２を形成する部材を取り付けるなどし、この傾斜面１２に繊維シート８の基台上面接着部５を接着するようにしてもよい。この場合には、タンク１に外力が作用した際に、繊維シート８の基台上面接着部５の繊維の引張耐力を有効に活用することができ、さらに確実且つ効果的に、水害時にタンク１が基台６から脱落して漂流することを防止できる。

１ タンク
１ａ 胴部
１ｂ 蓋部
１ｃ 底版部
１ｄ フランジ
１ｅ 側面
２ ＦＲＰ接着部（繊維強化プラスチック、繊維シートと樹脂材の複合材料）
３ タンク側接着部
４ 基台側接着部
５ 基台上面接着部
６ 基台
６ａ 側面
６ｂ 上面
７ 基台側面接着部
８ 一層目の繊維シート（第一の繊維シート）
９ 二層目の繊維シート（第二の繊維シート）
１０ 固着手段
１０ａ アンカーボルト
１０ｂ 定着板
１１ シール材
１２ 傾斜面
Ａ タンクの保持構造
Ｏ１ 軸線
Ｍ タンク側接着部の設置領域／範囲

Claims (4)

1. 水害時に水に浸かり得る地域に、且つ基台に載せて設置されたタンクを水に浸かった場合に保持するための構造であって、
   前記基台の側面から前記タンクの側面まで樹脂材を用いて貼設されるとともに、前記基台の側面に貼設される基台側面接着部と、前記タンクの側面に貼設されるタンク側接着部との繊維方向が上下方向に向くように貼設され、前記タンクの上下方向に延びる軸線周りに周方向に連続的に貼設される第一の繊維シートと、
   前記第一の繊維シートの前記基台側面接着部と前記タンク側接着部のそれぞれの上に、前記基台と前記タンクにそれぞれ巻き回して環状に貼設される第二の繊維シートとからなる繊維強化プラスチック接着部を備えることを特徴とするタンクの保持構造。
2. 請求項１記載のタンクの保持構造において、
   前記基台と前記第一の繊維シートとの間に防水用のシール材が介装されていることを特徴とするタンクの保持構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のタンクの保持構造において、
   前記樹脂材とは異なり、前記第一の繊維シートの前記基台側面接着部と、該基台側面接着部の上に貼設された前記第二の繊維シートとを前記基台の側面に固着するための固着手段が別途設けられていることを特徴とするタンクの保持構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタンクの保持構造において、
   前記タンク側接着部は、少なくとも前記タンクの座屈発生予想位置を含んで前記タンクの座屈耐力を向上させるようにその設置範囲が設定されていることを特徴とするタンクの保持構造。

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