JPS61184493A - 液体用浮蓋式タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体用浮蓋式タンクに関するものである。

このようなタンクは特に原子力発電産業において、脱ガ
スをされた蒸留水のような液体を保管する保管タンクと
して使用される。

このような産業においては、操業が停止する、あるいは
更にひどい場合にはその主要構成部品が損傷を受ける、
というような危険を避けるように、タンクの設計におい
ては非常に高い信頼性が要求される。又、いかなる誤操
作の危険もないという意味で操業が安全であることも必
要である。さらに、このような浮蓋式タンクは原子炉の
一次循環液を満たす目的で使用されることから、このよ
うな特殊な用途では保管液の非常に高い品質、例えば脱
ガスされた水は酸化の危険性を避けるために酸素含有量
が１００μｇ／ｉ未満でなければならないというような
こと、を保証するために、保管物を空気から保護するこ
とが要求される。

従来このような浮蓋式タンクは円筒状の壁と腰壁によっ
て囲繞された浮蓋とを備え、かつ該浮蓋は可撓性メンブ
レンにより気密に腰壁と結合されている。蓋の周囲とタ
ンクの側壁とを結合するこの可撓性メンブレンを保存す
るために、又特に、それがキングを起こす及び／又はタ
ンク内に保管された液体の圧力の効果の下でそれがタン
クの壁に対して制御されない張り付きを起こすことを避
けるために、該メンブレンとタンクの壁とで規定される
空間に、外部と連通ざ′せて、主に蓋が動くときの該メ
ンブレンのための潤滑剤として働き、さらに少なくとも
ある複数の位置において該蓋がタンクの円筒状の壁に対
して相対的に中心に来るように保つという働きをする対
圧液を収容しておくのが通常の作業となっている。

このような浮蓋式タンクを設計する際の問題点の一つは
、浮蓋が高位置にあるときにそのような浮蓋式タンクを
過充填から保護するというところにある。誤操作により
タンクを過充填しようすることが起こり得る。一般的に
浮蓋の上方への移動はタンクの上部、例えばその壁の周
囲に取付けられた上部停止具により制限され、もし浮蓋
がその上部停止具と接触したままタンク内の圧力が上昇
し続けるとタンクを保護する手段を設けることは必須で
ある。

一つの既知の装置は例えばフランス国特許明細書Ｎｏ　
、２５２６４０５に書かれているように、浮蓋に、オー
バーフローバルブとも言われるバルブを設け、ある閾値
圧力以上になると注入されるものをすべて逃がしてやる
ことによりタンク内の圧力を過上昇から防止するもので
ある。このような装置は、このような圧力過大時にバル
ブから流出する液体は浮蓋が形成する函体の中に直接流
れ、浮蓋が沈んだり、制御不能のまま下方へ動いてゆく
ときに様々な危険性を伴うということから満足すべきも
のではない。その浮蓋にたまった液体をタンク内部を通
じて排出するのも非常に困難で複雑である。なぜなら高
い位置のダクトではメンブレンにひっかかる危険性があ
り、低い位置のダクトではタンク内の液体の圧力、すな
わち１０ｎ＋の深さのタンクで浮蓋が高い位置にあると
きには約１バールという圧力、にさらされながら浮蓋ま
で接続する長さ調節の可能な配管が必要となる。

もう一つの既知の装置は浮蓋の外周にタンク内壁をピス
トンリングのように滑る剛性のある帯を設け、浮蓋が高
位置にきたときに、このベルトが出口オリフィスを塞が
なくなるようにするものである。このような構造は、例
えばアメリカ合衆国特許ＵＳＰ２７１２３９５に記載さ
れているが、浮蓋の周囲とタンクの側壁とを接続するメ
ンブレンにより規定される周囲空間に対圧液を収容する
ような場合には使用できない。

浮蓋式タンク以外の分野では、液体タンクの安全装置と
して他の種類のものが存在する。例えばタンクとは別に
補充容器を使う方法がいくつか提案されている。そのよ
うな装置の一つがフランス国特許明細書Ｎ０．８４１８
３９に記載されている。そこでは補充容器には本体タン
ク内の液より密度が島り、それと非混和性の補充液が収
容され、その液面はタンクの固定蓋に対し一定の圧力を
維持するように自動的に調整される。このような装置は
対圧液を有する浮蓋式タンクには適さない。

なぜなら、それは非常に高い過圧に対して使用されるも
のだからである。本発明は上記の従来技術の欠点を避け
ることを目的とする。

本発明の一つの目的は、浮蓋が高位置にあるときにタン
クの過充填による過圧からタンクを安全に保護すること
ができるのみならず、このような過充填の際に過剰な液
を効果的に排除することができるような構造を持つ浮蓋
式タンクを提供することである。

本発明の今一つの目的は単純かつ製造費が納得できる程
度に安いタンクの構造を提供することである。

本発明の今一つの目的はタンク内に保管された液体をで
きる限り周辺の空気と接触しないようにしておくことで
あり、これは特に原子力発電産梨での利用には有益であ
る。

本発明に係る浮蓋式タンクは以下の改良点を含むもので
ある。すなわち保護手段がタンクの外側でその壁に取付
けられたオーバーフローダクトを主要部とするものであ
り、かつ該オーバーフローダクトが逆Ｕ字型の部分を有
し、該逆Ｕ字型部分の頂部が、浮蓋が高位置にある時の
タンク内の液体の予め定められた最高高さにある。

望ましくはオーバーフローダクトはタンクの壁の下部に
口過されたオリフィスによりタンクの内部と連通してお
り、そのオリフィスは、例えば浮蓋の位置に関係なく、
可撓性メンブレンによりふさがれる高さよりも低い高さ
に装着されており、さらにオリフィスが、浮蓋がその最
低位置にある時に接触するようにタンクの内部に取付け
られた下部停止具の高さよりも低い高さに装着されてい
る。

逆Ｕ字型オーバーフローダクトは、タンクを満杯にする
ことにより浮蓋が上部停止具と接触した時のタンク内の
液体の液面の高さよりも少し高い高さにあるとなお効果
がある。

最後に逆Ｕ字型オーバーフローダクトの頂部に接続され
、他端は外部大気に開放されるサイフオン解除管を設け
るとなお効果がある。

第１図において、浮蓋式液体タンク１は一般的に円筒状
の壁２．上部開放函状の浮蓋３及び浮蓋３の周囲とタン
ク１の側壁とを水密に結合する可撓性メンブレン４とを
有する。この場合、メンブレン４はタンク１の高さの中
央部５に結合されているが、本発明はメンブレン４が更
にタンク１の上部に結合されている場合にも適用できる
ことに注意すべきである。従来の技術と同様、メンブレ
ン４とタンク１の壁２とにより規定される外部に開放さ
れた空間６は対圧液を受容するに適しており、その主要
な目的は可撓性メンブレン４を潤滑し、又特に浮蓋３の
動きにより、メンブレン４に形成されるキングを防止し
、さらに少なくとも何箇所かの位置において浮蓋３がタ
ンク１の壁２に対して相対的に中央に来るようにするこ
とである。

第１図は浮蓋式液体タンクに従来備えられている装備を
図式化したものであり、この装備は当業者が理解できる
程度に単純化して記載されている。

浮蓋３には、その上面周囲に等しい間隔で６個のガイド
車７が備わり、その車はその浮蓋３がどのような位置に
あってもタンク１の壁２にばね８により放射状に外向き
に押し付けられている。ざらに浮蓋３が（望ましくはな
いが）タンク１の壁２とつかえることなくひつくり返れ
るように、ガイドＩＩ７を含む浮蓋３の大きさは常にタ
ンク１の直径以下にしておくと有利である。浮蓋３には
又タンク１の低位置で操作している時又はタンク１の排
出時に途中で引っかかった場合、その浮Ｍ３の傾きを監
視するためのアナログ式傾斜検出器９が備えられており
、又それは多少ゆるみをもたせ、カウンタウェイトを付
けたケーブル１０により警報信号を送るため制罪室につ
ながっている。浮蓋３には又メンブレン４と浮蓋３との
結合点の近くに周囲導通孔１１が設けられ、これはパル
プ１３に取付けた導通マニフオルド１２と接続している
。

ざらに浮蓋３の下方に捕捉された空気を完全に周囲導通
孔１１から排出することができないような形状であるな
らば浮蓋３の中央にエアブリーダ１４を取り付けてもよ
い。最後に浮蓋３には真空解除管３４が取付けられてお
り、これはタンク１が空になり浮Ｍ３が低位置になった
時又は浮Ｍ３が中間点で引っかかった時に液体の圧力が
過度に低くならないようにタンク１を保護する自然弁と
なる（更に、もし浮Ｍ３がひっかかったときには、この
管３４はその圧力が過度に上昇したときのための排出口
としても働くことができる）。

タンク１内体にはメンブレン４とタンク１の壁２の結合
部５の高さより下に手動の導通手段が取付けてあり、該
導通手段にはタンク１の周囲に均一に分散された多数の
導通丸でマニフオルド１５及びバルブ１６により排出パ
イプに結合されるものを含む。注入ダク１〜１７は、排
出ダクト１８、抜き取りダクト１９と同様タンクの下部
に備えられ、それらのダクトは共にタンク１内に保管さ
れた液体を運ぶためのものである。円形の回廊２０は浮
蓋３とメンブレン４の検査をやりやす（するためにタン
ク１の上部の周囲に備えられている。

浮蓋３の動きは下部停止具２１と上部停止具２２により
制限され、表示器及び警報器（図示せず）が制御室にお
いてａｍ位及び空位を監視するために備えられている。

タンクには浮蓋３が高い位置にあるときに対圧液を排出
することのできる手段が取り付けられている。第１図及
び第２図に示される通りこれらの手段には、タンク１の
上部近くの壁２を貫通し、タンク１の壁２の外側に位置
して弁２５を有する通常の排出パイプ２４に接続する排
出オリフィス２３を含む。

対圧液を排出するためには、タンク１を満たし、それに
より浮蓋３を上部停止具２２と接触するまで持上げる（
第２図）。タンク１には、過充填することを防止するた
め、その上部にタンク１があふれ始めた後、タンク１が
完全に空になってしまうのを止めるためのサイフオン解
除管２７を有する本発明に係る逆Ｕ字型のオーバーフロ
ーダクト２６を設けである。

この場合にはタンク１は液腺２８（これは本質的に対圧
液の表面と同じ高さである）まで満たされ、上部停止具
との接触が開始する時の液面の高さより少し上のオーバ
ーフロー液面高さ２９に近ずく。これによりさらに安全
性を増し、浮蓋３が確実に最高位置にあることを保証す
る。

オーバーフローダクト２６はタンク１の下部近くの壁２
を貫通するオリフィスを通じてタンク１の内部と連通し
ており、該オリフィスの位置の高さはメンブレン４によ
り閉塞される危険性を避けるため、浮蓋の位置にかかわ
らずメンブレン４の折れ目以下になるように選ばれる。

このオリフィスは又望ましくは下部停止具２１の高さよ
りも低い位置に装着される。

上述の通り、オーバーフローダクト２６の逆Ｕ字型部分
は望ましくは浮蓋が丁度上部停止具と接触したときのタ
ンク内の液の液面の高さである液腺２８よりも高い位置
２９（第２図）に置かれる。

このようにオーバーフローダクト２６には体積の変化す
る液体の栓が収容されていることからタンク１内に収容
されている液体と外部の空気との接触を防止し、従って
タンク１内の液体がガスを吸収することを防止する。

タンク１は注入ダクト１７の弁を閉にすることにより閉
鎖され、ついで排出オリフィス２３に接続された弁２５
が開放される。この排出オリフィス２３は浮蓋３が上部
停止具に接触した時の液面の高さである液１２８よりも
低い高さにあり、タンク１内の液体が可撓性メンブレン
４を放射状に外向きに押し排出オリフィス２３よりも下
方にある部分のメンブレン４がすべてタンク１の内壁に
押さえつけられるまで対圧液を押し出すという圧力の効
果により対圧液の全体積を排出することができる。そし
て対圧液注入手段を働かせ所定の体積の対圧液を収容す
る。

この手段は望ましくはタンク１の上部で排出手段と本質
的に同じ高さの位置に備えられ、例えば（第１図を参照
）ダクト３０．弁３１及σ流量計３２から成ることがで
きる。

この排出手段の高さは特に重要な点である。なぜなら排
出弁２５が開放されたとき、対圧液が押し出されるとと
もに浮Ｍ３は少し下方に動くためである。液ｒＡ２８の
高さは、対圧液が完全に排出されることを保証するため
に排出オリフィス２３の高さよりも上位にあるというこ
とを確認することは重要である。

第３図及び第４図は、対圧液が排出されているときに排
出オリフィス２３が可撓性メンブレン４によって閉塞さ
れないようにする手段を示す。この手段は側壁２に取付
けられ、液体がその周辺を通過しながらも排出オリフィ
ス２３が閉塞されるのを防止する突起部を備えた、平板
構造物３３から成る。

原子力発電産業に利用するときには、対圧液は蒸留水が
有利である。本発明に係る浮蓋式タンクの設計により、
このようにタンク内の液体が空気と接触することを避け
、従ってその液を再度脱ガスする必要をなくする。（オ
ーバーフローのサイフオン解除口や真空解除管を通じて
の大気圧の空気との接触はサイフオン解除口はそのサイ
フオンとタンクとの接続部（底部）からずっと離れてお
り、又真空解除管は下部液体プラグを含んでおり、これ
が有効なスクリーンとして働くため無視し得る程度の影
響しかない。） 当然のことながら本発明は例示された特定の態様に限ら
れるものではなく、特許請求の範囲によって規定された
通り、均等手段の使用を含むあらゆる変形に対しても及
ぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浮蓋式タンクの縦断面図、第２図
はタンクの浮蓋が高位置にあるときのタンクの部分断面
図、第３図は対圧液排出手段の詳細を示すタンクの部分
断面図、そして第４図は第３図のｒｖ　−ｒｖ線におけ
る断面図である。 １・・・タンク ２・・・壁 ３・・・浮蓋 ４・・・メンブレン ２１・・・下部停止具 ２６・・・オーバーフローダクト ２７・・・サイフオン解除管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円筒状の壁と該円筒状の壁により囲繞される浮蓋と
   、該浮蓋と該壁とを水密に接続し、かつタンクの壁とと
   もに対圧液を収容するに適した空間を規定する可撓性メ
   ンブレンと、浮蓋が高位置にある時にタンクが過充填さ
   れるのを防止する保護手段とを備えた液体用浮蓋式タン
   クにおいて、保護手段がタンクの外側でその壁に取付け
   られたオーバーフローダクトを主要部とするものであり
   、かつ 該オーバーフローダクトが逆Ｕ字型の部分を有し、該逆
   Ｕ字型部分の頂部が、浮蓋が高位置にある時のタンク内
   の液体の液面の予め定められた最高高さにあるところの
   液体用浮蓋式タンク。 ２　オーバーフローダクトがタンクの壁の下部に貫通さ
   れたオリフィスによりタンクの内部と連通している特許
   請求の範囲第１項記載の液体用浮蓋式タンク。 ３　オリフィスが、浮蓋の位置にかかわらずに可撓性メ
   ンブレンの折り目の高さよりも低い高さに装着されてい
   る特許請求の範囲第２項記載の液体用浮蓋式タンク。 ４　オリフィスが、浮蓋がその最低位置にある時に接触
   するようにタンクの内部に取付けられた下部停止具の高
   さよりも低い高さに装着されている特許請求の範囲第２
   項又は第３項に記載の液体用浮蓋式タンク。 ５　オーバーフローダクトの逆Ｕ字型部分の頂部が、タ
   ンクを満杯にすることにより浮蓋が上部停止具と接触し
   た時のタンク内の液体の液面の高さよりも少し高い高さ
   にある特許請求の範囲第１項記載の液体用浮蓋式タンク
   。 ６　オーバーフローダクトの逆Ｕ字型部分の頂部の近傍
   に接続され、他端は外部大気に開放されるサイフォン解
   除管を含むところの特許請求の範囲第１項記載の液体用
   浮蓋式タンク。