JPH09142582A - 液面揺動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液体貯槽容器で、地震時の液面の非対称揺動を
効率よく抑える液面揺動防止装置を提供する。 【解決手段】容器底，容器側壁で構成された貯槽容器本
体と、貯槽内の液面に常に位置する浮き板と、浮き板が
通常時の液位の変動には追随し、地震時の非対称液面揺
動に対しては浮き板の傾きを拘束するためのレールと、
浮き板が液面の非対称揺動をレールを介して拘束するた
めの拘束部材を浮き板に備えている。さらに、浮き板の
液体圧力解放部分での液面揺動を防止する波止めを備
え、液面の変動による浮き板の動きに対応して、レール
上を回転して移動するように浮き板に対に設置された車
輪と、浮き板が傾こうとする際の対の車輪の回転に対し
ては張力が作用して車輪に制動が効くように掛けられた
ベルトとよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体貯槽における液
面揺動の防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特開昭57−37583 号公報
に記載のように、円筒容器において浮円板を複数本のロ
ッドを介してタンク底板あるいは下部の円板に固定した
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】地震時に生じる貯槽内
の液面揺動では、最も卓越する１次振動モードである液
面の非対称揺動を適切に防止することが必要である。こ
のとき、最も液位が大きくなる容器側壁近くの自由液面
での揺動の成長を抑制することが有効となる。したがっ
て、液面の非対称揺動に対して、常にその自由表面付近
で液面揺動の防止効果を発揮できる状態にして置くこと
が重要である。従来技術では、円筒貯槽容器に対しての
み適用可能であり、任意の形状の貯槽容器に対しては適
用できない。本発明は、任意の形状の液体貯槽容器で、
常に液面に位置して、液面揺動の成長を効果的に抑制す
る液面揺動防止装置を提供する。

【０００４】また、浮き板が液面を完全に覆うようにし
た場合に、貯槽内液体が完全に固定水となるため、貯槽
容器に加わる水平力は相当なものとなる。これを防ぐた
めに、貯槽内液体の圧力を解放する開放部分を浮き板に
適当に設けた場合、その開放部分での液体の揺動により
液体が溢れる可能性がある。本発明では、浮き板にさら
に波止めを設置することにより、揺動した液体が開放部
分から溢れることを防ぎ、波止めによる減衰効果をさら
に加えることで、制水効果がさらに高い液面揺動防止装
置を提供する。

【０００５】さらにまた本発明は、浮き板に拘束部材を
取り付ける方法以外に、通常は液位の変動に浮き板が追
随し、地震時には非対称液面揺動を浮き板が拘束する液
面揺動防止装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】貯槽容器で、少なくとも
側壁周辺の液面を浮き板が覆うようにし、浮き板が貯槽
内液体の総量の変化による液位の上下方向の変動に対し
ては追随するように複数のレールを側壁に設ける。この
とき、液面の非対称揺動で浮き板がある一定の傾きを持
った場合に、一つの部材の上端と他の部材の下端がレー
ルで支持されることで、一定角度以上の浮き板の傾きが
拘束されるように複数の拘束部材を浮き板に取り付け
る。これにより、浮き板が液面の非対称揺動を拘束する
ようにする。

【０００７】浮き板が覆っていない部分での液面揺動を
防止するためには、浮き板に波止めを取り付け、液体の
溢流を防止し、減衰効果を付加することにより、液面揺
動の防止効果を向上させる。

【０００８】さらに、拘束部材を浮き板に取り付ける方
法以外に、浮き板によって液面の非対称揺動を拘束する
手段として、浮き板の変位に連動して回転する車輪を、
向かい合って対になるように浮き板に取り付け、浮き板
が傾こうとする場合の車輪の回転に対しては、張力が作
用して浮き板の車輪に制動が効くようにベルトを掛ける
ことにより、液面の非対称揺動を浮き板が拘束する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を円筒貯
槽容器の場合について示す。図１は、円筒貯槽容器の断
面図を示す。図２は、円筒貯槽容器の平面図を示す。容
器底１と容器側壁２とからなる貯槽容器に複数のレール
３を設け、浮き板４がレール３に沿って上下方向に動く
ことにより、貯槽容器内液体の総量の変化による液面５
の変動に浮き板４が対応するようにする。レール３は、
少なくとも液位が変動する可能性のある範囲内には設置
する。取り付けるレール３の数は、貯槽容器の形状に合
わせて、液面の非対称揺動を浮き板４が拘束するために
十分なものとする。レール３の配置は、任意の方向の液
面の非対称揺動に対応し得るために、容器側壁２に等分
割あるいはそれに近い状態で設置することが望ましい。
レール３の断面の形状については、液面の非対称揺動を
浮き板４が拘束できるものとする。このとき、液面の非
対称揺動で浮き板４が傾いた場合に、拘束部材６の一方
の上端と他のもう一方の拘束部材６の下端がレール３に
支持されることで、ある一定角度以上の浮き板４の傾き
が拘束される。浮き板４が傾き、拘束部材６がレール３
に支持されている状態を、図３に示す。浮き板４とレー
ル３間に存在するギャップの長さをΔｘ、浮き板４に取
り付ける拘束部材６の高さ方向の長さをｈと表したと
き、浮き板４の最大傾斜角度θmaxは次式で近似され
る。

【００１０】すなわち、θmax＝Δｘ／ｈ、したがっ
て、浮き板４の最大傾斜角度θmaxを小さくするには、
ギャップΔｘを小さく、あるいは拘束部材６の高さ方向
長さｈを大きく設定する。

【００１１】浮き板４は、完全に液面を覆うようにした
場合に、貯槽内液体は完全に固定水となり、貯槽容器あ
るいは浮き板４に作用する液体圧力が極めて大きくな
る。そのため、液体揺動時に液位が最も大きくなる側壁
周辺部を除いて、必要に応じて浮き板４と液面５との接
触面積を調節し、液体圧力の解放部分を浮き板４に設け
る。本実施例の円筒容器では、浮き板４をリング状にし
ている。

【００１２】次に、他の実施例を円筒容器の場合につい
て示す。図４は円筒貯槽容器の断面図を示す。図５は円
筒貯槽容器の平面図を示す。容器底１と容器側壁２とか
らなる貯槽容器に複数のレール３を設け、浮き板４がレ
ール３に沿って上下方向に動くようにする。浮き板４が
液面の非対称揺動を拘束するために、浮き板４に複数の
拘束部材６を取り付ける。浮き板４には、必要に応じて
液体の圧力解放部分を設け、貯槽容器あるいは浮き板４
に掛かる液体圧力を調整する。このとき、液体圧力の解
放のために設けた部分で液体が溢れることを防ぎ、さら
に減衰効果を高めるために、浮き板４の自由液面に近い
位置に波止め７を取り付け、液体揺動防止効果をさらに
高いものとする。

【００１３】次に、浮き板４に拘束部材を取り付けて液
面の非対称揺動を拘束することが十分に期待できないと
きの実施例を、矩形容器の場合について示す。図６は、
矩形貯槽容器の断面図を示す。図７は矩形貯槽容器の平
面図を示す。容器底１と容器側壁２とからなる貯槽容器
に複数のレール３を向かい合って対になるように設け、
浮き板４がレール３に沿って上下方向に動くようにす
る。浮き板４に車輪８を対に設置し、通常時には車輪８
が浮き板４の動きに合わせてレール３の側壁側を回転し
て移動するようにする。本実施例では、この車輪８の回
転を浮き板４上の歯車９を介して、浮き板４上に設置さ
れたプーリ１０に伝える。また、ベルト１１はプーリ１
０にクロス掛けにしている。通常時に浮き板４が上下方
向に移動するときの車輪８の回転に対して、ベルト１１
に張力は掛からない。したがって、浮き板４は液位５の
変動に追随する。浮き板４が液面の非対称揺動によって
傾いた場合の例を、図８に示す。浮き板４が液面の非対
称揺動によって傾いた場合には、レール３の側壁反対側
を対の車輪８が上下逆向きに回転しながら移動する。こ
の車輪８の回転によって、ベルト１１に張力が作用す
る。ベルト１１に作用する張力により、歯車９を介して
車輪８に制動が掛かり、液面の非対称揺動を浮き板４が
拘束し、非対称液面揺動の防止が可能となる。

【００１４】

【発明の効果】本発明では、通常時における貯槽内の液
体総量の変動による液位の変化に対しては、レールに沿
って浮き板が液面に追随し、地震時の液面の非対称揺動
を浮き板に設置した拘束部材でレールを介して拘束す
る。これにより、浮き板が液体の自由表面に常に位置し
ながら、液面の非対称揺動を効率良く防止する。液体揺
動では、回転方向の振動モードが励起される場合が多
く、本発明ではレールにより回転方向について拘束され
ているため、この振動モードについても減衰作用として
働く。

【００１５】また、浮き板に液体圧力の解放部分を設け
た場合には、浮き板に波止めを設置することにより、浮
き板の圧力解放部分での揺動で液体が溢れることを防
ぎ、減衰効果がさらに高い液面揺動防止装置を提供す
る。

【００１６】浮き板に拘束部材を設けることで液面の非
対称揺動を浮き板が拘束することが十分に期待できない
場合については、浮き板に車輪を対に設置し、通常時に
は浮き板が液位の変動に追随し、浮き板が液面の非対称
揺動により傾いた場合には、張力が作用するようにベル
トを掛ける。このベルトに作用する張力によって車輪に
制動が掛かり、浮き板の傾きを拘束することで、液面の
非対称揺動を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図。

【図２】本発明の一実施例の平面図。

【図３】本発明の一実施例で、液面揺動発生時の断面
図。

【図４】浮き板に波止めを設置した場合の実施例の断面
図。

【図５】浮き板に波止めを設置した場合の実施例の平面
図。

【図６】ベルトの張力により浮き板が非対称液面揺動を
拘束する場合の実施例の断面図。

【図７】ベルトの張力により浮き板が非対称液面揺動を
拘束する場合の実施例の平面図。

【図８】液面揺動時に、ベルトの張力により浮き板が非
対称液面揺動を拘束している場合の断面図。

【符号の説明】

１…容器底、２…容器側壁、３…レール、４…浮き板、
５…液面、６…拘束部材、７…波止め、８…車輪、９…
歯車、１０…プーリ、１１…ベルト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯槽容器において、側壁周辺の液面を覆う
   浮き板と、前記浮き板が液位の上下方向の変動に追随す
   るように側壁に取り付けられた複数のレールと、前記浮
   き板に取り付けられた複数の拘束部材とが、前記浮き板
   が水平に対してある傾きを持った場合に一つの拘束部材
   の上端と他の拘束部材の下端がレールに支持されること
   で、前記浮き板の一定以上の傾きを拘束することを特徴
   とする液面揺動防止装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記浮き板が覆ってい
   ない液面での揺動を防止するために、前記浮き板に波止
   めを取り付けた液面揺動防止装置。
3. 【請求項３】地震時の液面の非対称揺動を前記浮き板が
   拘束する方法として、向かい合って対になるように前記
   浮き板に取り付けられ、前記浮き板の動きに連動して回
   転する車輪と、前記浮き板が液面の非対称揺動により傾
   こうとする際には、前記車輪対の回転によって張力が作
   用し、前記車輪に制動が効くように掛けられたベルトを
   特徴とする液面揺動防止装置。