JPH0144591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は石油その他油類の海中または水中の備
蓄・貯蔵、粉粒体の水中貯蔵、あるいは陸上大型
タンク内での各種潤滑油類の貯蔵に使用される柔
構造タンクに関するものである。

［従来の技術］ 水中に浮び、内部に油類を貯蔵する従来の柔構
造タンクは、例えば第７図に示すように閉じた袋
状のタンク本体ａの全体を繊維、ゴム又はプラス
チツクなどの薄い膜材を用いて構成し、このタン
ク本体ａ上部に貯蔵液の注排管ｂおよび通気用ベ
ントｃを取り付けてつくられており、このタンク
本体ａ内に貯蔵液ｄを注入すると、本体内容積が
順次拡大し（第８図参照）、貯蔵液ｄが充満する
と最初に設定した袋の形状に従つて円筒状、枕状
あるいは球状になつたりする。

タンク本体ａが順次拡大する上記過程では、ア
ルキメデスの原理によつて浮力が増加する分だけ
水面ｅ上に露出するタンク部分が増大しタンク全
体が浮き上がる。一方、水面下のタンク部分では
タンク内液圧（矢印ｐ＋Δp）および外液圧（矢
印ｐ）膜の張力によつて常にバランスしている。
すなわち第９図に外液面上の高さと外液深さに対
する内液圧、外液圧、その液圧差Δp、の関係を
示すと、外液深さと共に内、外圧液は増大する
が、液圧差Δpはその大きさが小さく、深さと共
に減少する、従つて膜はこの小さな液圧差を支え
るのみで、膜材料に過大な張力が発生することが
ない。従つて柔構造タンクは、剛構造タンクに較
べ遥かに安価な建設費で大容量の貯蔵機能を発揮
できる優れた特性を持つている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来の柔構造タンクには次のような問
題点があつた。

(i) 貯蔵液量の大小によつてタンクが上下動する
ので注排液作業が厄介である。

(ii) 膜材の自重、風または波による外荷重などに
よつて水面ｅ上に露出したタンク形状が変化し
たり、あるいは不注意に大量注油すると貯蔵油
がベントｃから溢流する。

(iii) タンク下部に繋留索または重錘（いずれも図
示せず）を取り付けてある場合、貯蔵量の増加
によつてタンク全体が浮き上がると膜材に張力
が加わり強度上不利である。

(iv) タンク内貯蔵液の量Ｖは、水面ｅ上のタンク
貯蔵量V₁（ハツチングを施して示す）を測定
し、アルキメデスの原理により下記(1)式を用い
て計算によつて求めるが、第(ii)項に述べたよう
に水面上のタンク形状が不規則に変化するので
V₁の測定が困難であり、結果的に貯蔵量を正
確に把握できない。

Ｖ＝V₁／（１−ρ₁／ρ₂） (1)式 ここにρ₁、ρ₂はそれぞれタンク内、外の液の
比重を示す。

(v) 内液比重≧外液比重の場合、この柔構造タン
クでは不安定となるか全く沈んでしまい、それ
を防ぐには膜体を吊るなど特別の工夫をする必
要がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決するためになした
もので、上下端が開放し側部にフロートを有する
剛構造部と、該剛構造部の下部に液密に取り付け
られ可撓性膜材を主材料として製作した袋状の膜
構造部とを備え、前記フロートの浮力を前記剛構
造部と膜構造部の各自重の合計値よりも大きく設
定したものである。

［作用］ タンク本体が浮力を有し、自重を支持している
ので、貯蔵量の大小によつてタンクが上下するこ
とがなく、挙動が安定している。またタンク本体
の浮力によつて外液と同じか、あるいはより大き
な比重の内液の場合も安定して保持できる。一
方、水面上に露出するタンク部分は剛構造であ
り、形状が確定しているのでタンク内外の液面差
を計測することによつてタンク貯蔵量を簡便且つ
正確に把握することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。本発明を、タンク内貯蔵液（以下、内液と称
す）１の比重がタンク外の液体（以下、外液と称
す）２のそれより小さい場合に適用した第１の実
施例について第１図ないし第３図を参照して説明
すると、本発明のタンクは、上、下端が開放して
いる円筒形の剛構造部３と、この剛構造部３の下
部外周に強力に液密に接着され内液がないときは
外圧を受けてすぼんでおり、内液が充満すると恰
かも風船のごとく円筒状にふくらむ袋状の膜構造
部４と、剛構造部３を取り囲むように剛構造部３
外周に固着した中空構造のフロート５などからな
り、このフロート５の浮力はタンクの自重より大
きく設定され、タンクを外液２中に浮かばせたと
きの剛構造部３の外液面６と内液面７の液面差ｈ
（第２図参照）は、タンク内に内液１を充満した
ときに内液１がタンク上端から溢れないように設
定してある。

剛構造部３およびフロート５は鋼板で、また、
膜構造部４は合成ゴムでつくられているがそれ以
外の材料を使用してもよい。なお、膜構造部４の
下端はソーセージの袋のように端部を液密に束ね
てもよく、あるいは郵便用封筒の下端部のように
角張つた形状にしてもよい。また膜構造部は膜材
料のみでなく、図示してないが上下方向に長い蛇
腹状（上下方向に伸縮する）の柔構造体で構成し
てもよい。

次に、本タンクの作動について説明する。

外液２中に浮んでいる空のタンク内に、剛構造
部３の上部開口９から油（重油など）を注入して
ゆくと、先ず膜構造部４の上部が少しづつ膨んで
第１図に示すようになり、さらに油量が増加する
と第２図に示すように膨らみが増大し内液面７が
上昇する一方、外液面６より下の部分ではタンク
内、外液圧（矢印ｐ＋Δp，ｐ）が小さな液圧差
Δpをもつて常にバランスしている。従つて膜構
造部４は小さな液圧差Δpを支えるだけの張力が
作用するだけであり、薄い膜材で多量の油を貯蔵
できる。また、タンク自重はフロート５の浮力に
よつて外液２中に支持されているので、内液１の
量が変化してもタンクが上下動することがなくタ
ンクは常に安定している。従つてタンク下部を繋
留する必要がない。

また、タンク上部が開放しているので、従来の
ようにベントを取り付ける必要もなく、前述のよ
うにタンク挙動が安定しているので、注排油作業
が容易になる。

次に、貯油量の測定方法について説明する。貯
油量の測定方法は従来と同様、外液面６より上方
にある内液量V₁（ハツチングを施して示す）を測
定して前述の(1)式によつて求めるが、本実施例で
は剛構造部３の水平断面積が一定であるので、
V₁は内液１と外液２の液面差ｈを測定し、これ
に水平断面積を乗ずることによつて容易に求めら
れ、従つてタンクの貯蔵量を簡便、正確に把握す
ることができる。

本発明の第２の実施例を第４図および第５図に
示す。この例は剛構造部３ａの水平断面の形状を
長円形（または小判形）に形成し、剛構造部３ａ
の外周６個所にフロート５ａを配置し、膜構造部
４ａの形状を剛構造部３ａに適合する形状に設定
したもので、それ以外は第１の実施例と変わると
ころはない。

この例のタンクは、剛構造部３ａおよび膜構造
部４ａとも平面および曲面を組み合わせてつくら
れるので大型化し易く、また、細長い形状をした
湖水の水面をフルに利用できるなど地形に適応で
きる利点がある。

本発明の第３の実施例を第６図に示す。この例
は、上部の剛構造部３ｂを截頭半球面状に形成
し、その内側にフロート５ｂを設け、さらに注排
管１０を配設したものであり、それ以外は第１の
実施例と変わるところはない。

以上第１ないし第６図に示すフロートは必ずし
も中空剛構造のものである必要はなく木材、プラ
スチツク製の浮き、発泡体、など外液中で浮くも
のであれば何でもよい。

さらに、本タンクの使用例として、ここには図
示してないが、直径が30メートル程度の大型タン
クをつくり、これを比較的水面が静かな湖沼の一
部または港湾に設置し、大量の油類を高能率（貯
油量／水平面積が大きいこと）で貯蔵するように
してもよく、あるいは陸上に設けた大型タンク内
に水を張り、この水を外液として水中に複数個の
タンクを浮かべ複数種類の油類を同時に貯蔵する
ようにしてもよい。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定される
ものではなく、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加え得ることは勿論で
ある。

［発明の効果］ 以上に述べた如く本発明は次の優れた効果を発
揮する。

(i) タンク本体が浮力を持つて浮いているので、
タンク内貯蔵量が変化してもタンクが上下動す
ることがなく挙動が安定している。従つてタン
ク下部を拘束する必要がなく、注排液作業を容
易に実施できる。

(ii) タンク上部が開放しているので通気用ベント
を設ける必要がなく、大量注油時にベントから
溢流を生ずるおそれがない。

(iii) 剛構造部の水面上に露出する部分はタンク内
貯蔵液の内圧に耐えるだけの強度を持つていれ
ばよく、また、水面下の部分は膜構造部と同
様、内、外液圧差に耐えるものであればよいの
で構造材は軽量で済み、製作コストが安価であ
る。

(iv) 剛構造部の水面より上の部分の形状が変形し
ないので、タンク貯蔵量は、タンク内外液面差
を計測し演算によつて求めることができ、貯蔵
量を随時簡便、正確に把握できる。

(v) 内液として外液と比重が同じか、より重いも
の、例えば粉粒体を内容物として貯蔵してもよ
い。これはタンク自体が浮力をもつからであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示
し第１図および第２図はタンク貯蔵量が小さい場
合および大きい場合におけるタンク切断側面図、
第３図は第１図における−方向からの矢視
図、第４図および第５図は本発明の第２の実施例
を示し、第４図は平面図、第５図は第４図におけ
る−方向からの矢視図、第６図は本発明の第
３の実施例を示す切断側面図、第７図ないし第９
図は従来の柔構造タンクの説明図で、第７図およ
び第８図はそれぞれタンク貯蔵量が小さい場合お
よび大きい場合の切断側面図、第９図は外液面上
高さと外液深さに対する内液圧、外液圧および液
圧差Δpの分布を示す説明図である。 図中、３，３ａ，３ｂは剛構造部、４，４ａは
膜構造部、５，５ａ，５ｂはフロートを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下端が開放し側部にフロートを有する剛構
   造部と、該剛構造部の下部に液密に取り付けられ
   可撓性膜材を主材料として製作した袋状の膜構造
   部とを備え、前記フロートの浮力を前記剛構造部
   と膜構造部の各自重の合計値よりも大きく設定し
   たことを特徴とする柔構造タンク。