JP4523821B2

JP4523821B2 - 浮屋根貫通部の構造

Info

Publication number: JP4523821B2
Application number: JP2004282282A
Authority: JP
Inventors: 宏治石井; 耕司池田; 賢造深澤
Original assignee: 株式会社石井鐵工所
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006096372A

Description

この発明は、浮屋根タンクの浮屋根が貯蔵液の変動や地震等によって揺動した際に、この浮屋根を貫通して設けられているゲージポール、ガイドポールなどの貫通ポール部材が過大な荷重を受けて損傷しないように、また上記貫通部近傍を含む浮屋根自体が損傷することがないようにして、耐久性と安全性を配慮した浮屋根貫通部の構造に関するものである。

図９に示すように、原油その他の揮発性・可燃性液体を貯蔵する大型のシングルデッキ型浮屋根タンク本体１は、円形平板の底板２と円筒体形状の側板３と、この側板３内部の貯蔵液４の液面上に浮べた浮蓋状の板構造、つまり浮屋根５とから形成されている。この浮屋根５は、薄板鋼板のデッキ板６と、このデッキ板６の外周部の環状箱体状の外周ポンツーン７とから形成され、この外周ポンツーン７と側板内面との間隙を気密に保持するシール装置８と、その上部に雨よけ板９が設けられている。図９に示す浮屋根５の外周ポンツーン７には、この外周ポンツーン７を鉛直に貫通するスライド管１０が設けられ、このスライド管１０の中央を鉛直に挿通するように、液面計を備えたゲージポール１１a、浮屋根の円周方向の回転や直径方向の揺動を防止するガイドポール１１bなどの貫通ポール部材１１が、タンク上部から下部にわたって鉛直に設けられている。さらにスライド管１０の上部位置には、上記貫通ポール部材１１と接触して鉛直方向に移動をガイドするように、タンク直径方向水平に位置するする円管状のシャフト付きスリーブ１２が設けられている。

浮屋根を貫通するポール部材を有する浮屋根タンクの従来技術の発明には、特公昭５３−２２０４号（特許文献１参照）の「浮屋根タンク」、実公昭５８−３４０７６号（特許文献２参照）の「カバードフロート式タンクにおける浮蓋の密封装置」、及び特許第３５３９７３３号（特許文献３参照）「フローティングルーフ型貯蔵タンクのガイドポール式嵌合シール」などの発明がある。

特許文献１の「浮屋根タンク」の発明には、第１図に示されるように、浮屋根１７を貫通して中心支柱２５、検尺用パイプ２６、回転止め用ワイヤー５３が設けられている。そして、特許請求の範囲の第２項、発明の詳細な説明、第３頁の第５欄、第１１行〜第３０行、及び第１１図には、中心支柱２５及び検尺用パイプ２６の挿通部の具体的な構造が示されている。また、特許請求の範囲の第４項、発明の詳細な説明、第３頁の第６欄、第２１行〜第３８行、及び第１６図から第１８図には、スケール４９を挿通するスケール用孔４４の構造が示されている。さらに、特許請求の範囲の第５項、発明の詳細な説明、第３頁の第６欄、第３９行〜第４４行には、第１図に示されるワイヤー５３と上下両端のスプリング５４の構造が記載されている。

また、特許文献２の「カバードフロート式タンクにおける浮蓋の密封装置」の発明には、Fig１に示されるように、浮蓋本体４を貫通するガイド支柱７及び排気管８が立設されている。そして、実用新案登録請求の範囲等に、浮蓋本体４の外周下面およびデッキプレート５各部の貫孔１１，１１・・・まわりの下面に円形ないし円筒形状の気密部Ｓを取付けた具体的な構造が記載されている。つまり、第２図には、浮蓋本体４外周下面に設けた気密部材S1が示され、ガイド支柱７の貫通したデッキプレート５貫孔１１，１１の下面まわりに設けた気密部材S2が示され、排気管８の貫通したデッキプレート５貫孔１１部のまわり下面に設けた気密部材S3が示され、さらに第３図に気密部材S4が示されている。

さらに、特許文献３の「フローティングルーフ型貯蔵タンクのガイドポール式嵌合シール」の発明には、図１及び図３〜図９に示されるように、フローティングルーフ３０とガイドポールウェル８０とを具備するタンクのためのガイドポール式嵌合シールの具体的な構造が開示されている。つまり、このガイドポール式嵌合シールの構造には、シール性を良くするために、ウエルガスケット１００、液体３２からスライドカバー８６に至るポールスリーブ１０２、さらにポール６０スライドカバー８６の間隙をシールするポールワイパー１０４などが設けられている。

特公昭５３−２２０４号実公昭５８−３４０７６号特許第３５３９７３３号

上記図９に示す従来の浮屋根タンクの浮屋根は、従来例の図１０に示すように、液面変動、地震などによって浮屋根が揺動した際に、外周ポンツーン７のスライド管１０内を貫通するゲージポール１１a及びガイドポール１１bなどの貫通ポール部材１１のAに示す箇所が曲ったり折れたりすることがあった。また、スライド管１０のBに示す貫通部近傍や、デッキ板６のCに示す箇所が、圧迫され集中荷重を受けて、損傷することがあった。そして、デッキ板６や外周ポンツーン７などが損傷して、浮屋根５の傾きや浮力の低下による沈没などを来すことがあり、さらに、貯蔵液体４がデッキ板６上に浸入した場合には、ガス化し拡散して火災が発生する心配もあった。

上記特許文献１の浮屋根タンクにおける浮屋根１７を貫通して支柱２５、検尺用パイプ２６、回転止め用ワイヤー５３は、液面変動、地震などによって、浮屋根が大きく揺動し貫通部周囲から強い荷重を受けるため、破損や切断などの損傷を生じることがあった。

また、上記特許文献２のカバードフロート式タンクにおける浮蓋の密封装置は、貯液の揺動やスロッシングによって、剛強度のガイド支柱７、排気管８が貫通部周囲に強く接触し、貫通部材自体の損傷ばかりでなく、浮屋根のデッキ板３やポンツーン６にも集中荷重が伝わるため、浮屋根構成部材の接合部に破損などの損傷を受けることがあった。

さらに、上記特許文献３のフローティングルーフ型貯蔵タンクのガイドポール式嵌合シールの構造は、通常の使用時にはガイドポール６０の周囲から上方への液及びガスの上昇を防止することはできるが、地震時などで貯液が揺動してスロッシングなどした際に、フローティングルーフ３０を貫通するガイドポール６０などの部材が曲ったり折れたり、貫通部近傍の部材が圧迫されたり衝突することによって損傷する心配があった。

この発明の目的は、上述の従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、強風や地震等で貯蔵液体が揺動した際に、浮屋根を貫通するゲージポール、ガイドポールなどの貫通ポール部材が過大な荷重を受けて損傷しないように、また貫通部近傍の浮屋根自体にも荷重が集中して損傷などすることがないようにして、耐久性と安全性を配慮し、さらに、通常使用時の浮屋根の滑らかな上昇下降機能、シール機能など、浮蓋体としての機能向上も図るようにした浮屋根貫通部の構造に関するものである。

請求項１の発明に係る浮屋根貫通部の構造は、地震などで浮屋根が変動した際に、浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材が損傷することがないように、スライド管の内径を貫通ポール部材の外周から所定の距離を有するように大きくし、該スライド管上部の貫通ポール部材と接触するシャフト付きスリーブの設置部に、上記貫通ポール部材が浮屋根の水平面内の円周方向に弾力性をもって浮屋根の貫通部内で円周方向所定範囲の移動を可能とする伸縮機構を設け、かつ上記浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材がスライド管の周囲に当接して無理な荷重を受けることがないように、スライド管内部に貫通ポール部材と柔軟かつ弾力的に接触するリング状の弾性部材で形成する緩衝機構を設け、該緩衝機構を形成する弾性部材は、合成ゴム系や合成樹脂系の耐久性材で形成した中空体又は発泡材などからなる弾力性を有するリング状部材を用いて、スライド管体の内側空間を埋めてシールするようにスライド管体の内周壁面に固着するものである。

請求項１の発明に係る浮屋根貫通部の構造は、地震などで浮屋根が変動した際に、浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材が損傷することがないように、スライド管の内径を貫通ポール部材の外周から所定の距離を有するように大きくし、該スライド管上部の貫通ポール部材と接触するシャフト付きスリーブの設置部に、上記貫通ポール部材が浮屋根の水平面内の円周方向に弾力性をもって浮屋根の貫通部内で円周方向所定範囲の移動を可能とする伸縮機構を設け、かつ上記浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材がスライド管の周囲に当接して無理な荷重を受けることがないように、スライド管内部に貫通ポール部材と柔軟かつ弾力的に接触するリング状の弾性部材で形成する緩衝機構を設けるので、地震などの際に貯液が揺動しスロッシング状態となって浮屋根が変動しても、伸縮機構によって浮屋根の水平面内の円周方向の所定範囲を移動して荷重を弾力的に吸収緩和するため、ゲージポール等の貫通ポール部材に無理な荷重がかかることがないため損傷などすることがなく、さらに貫通部近傍の浮屋根本体にも集中荷重を受けることがないため損傷することがなく、また緩衝機構によって強い圧迫や衝撃荷重は吸収緩和されるため、貫通ポール部材が部分的に集中を受けることなく、シール性を維持しながら円滑な上昇下降のスライド性を確保し、貫通部近傍の浮屋根本体も急激な荷重を受けることがないため、浮屋根の変動に対して耐久性を有する浮屋根貫通部の構造にすることができる。

上記緩衝機構を形成する弾性部材は、合成ゴム系や合成樹脂系の耐久性材で形成した中空体又は発泡材などからなる弾力性を有するリング状部材を用いて、スライド管体の内側空間を埋めてシールするようにスライド管体の内周壁面に固着するので、簡単なリング状部材を採用して取付けやメンテナンスも簡単容易にでき、貫通部のシール性と弾力性を長期間維持することができる。

この発明に係る浮屋根貫通部の構造の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、浮屋根貫通部の構造として伸縮機構１３及び緩衝機構１４を備えた浮屋根タンクの全体構造を示す縦断面説明図である。図２は図１に示す浮屋根貫通部の構造の第１の実施形態例を示し、伸縮機構１３を示す縦断面説明図、図３はその平面説明図で、図４はこの伸縮機構１３に用いる構造部の詳細事例を示す側面説明図である。図５は伸縮機構１３の変化例を示す縦断面説明図で、図６は図５の平面説明図で、図７はこの伸縮機構１３に用いる部材の詳細を示す平面説明図である。図８は図１に示す浮屋根貫通部の構造の第２の実施形態例で、緩衝機構１４を示す縦断面説明図である。

図１に示すように、原油その他の揮発性・可燃性液体を貯蔵する大型の浮屋根タンク本体１は、円形平板の底板２と円筒体形状の側板３と、この側板３内部の貯蔵液４の液面上に浮べた浮蓋状の浮屋根５とから形成されている。浮屋根５は、貯蔵液体４の蒸発を抑制するとともに、貯蔵液体４への雨水や異物の混入を防止するように形成されている。この浮屋根５は、薄板鋼板のデッキ板６と、このデッキ板６の外周部の環状の外周ポンツーン７とから形成され、この外周ポンツーン７と側板３内面との間隙を気密に保持するシール装置８と、その上部に雨よけ板９が設けられている。浮屋根５の外周ポンツーン７には、この外周ポンツーン７を鉛直に貫通するスライド管１０が設けられ、このスライド管１０の中央を鉛直に挿通するように、液面計を備えたゲージポール１１a、及び浮屋根の回転を防止するガイドポール１１ｂ、或いは浮屋根５の直径方向の動きを抑制するガイドポールなどの貫通ポール部材１１が設けられている。また、スライド管１０の上部には、貫通ポール部材１１と接触して回転する管状のシャフト付きスリーブ１２が設けられている。

この発明に係る浮屋根貫通部の構造は、浮屋根５及び外周ポンツーン７を貫通するスライド管１０の中央を貫通するゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１等が、地震によって貯蔵液４が揺動しスロッシング状態となって浮屋根５が変動した際に損傷しないように、スライド管１０上部の貫通ポール部材１１と接触するシャフト付きスリーブ１２に、水平面内の円周方向に弾力性をもって所定範囲の移動を可能とする伸縮機構１３を設ける。

また、地震などの際に貯蔵液４が揺動して浮屋根５が変動しても、貫通ポール部材１１がスライド管１０の周囲に当接して無理な荷重を受けることがないように、スライド管１０内部に貫通ポール部材１１と柔軟かつ弾力的に接触する緩衝機構１４を設ける。

なお、浮屋根５は、一枚板のデッキ板６からなるシングルデッキタイプと、上下に隔離した二枚板からなるダブルデッキタイプとがあり、図示例ではシングルデッキタイプについて説明するがダブルデッキタイプの場合も同様に上記浮屋根貫通部の構造を適用することができる。

図２及び図３に示すように、外周ポンツーン７を貫通するスライド管１０の上端部、スライド管フランジ１５上部の四隅近傍に架台固定材１６を固着し、この架台固定材１６に平行するシャフト取付架台１７，１７を取付ける。このシャフト取付架台１７上の２箇所にシャフト軸受け１９を固着し、対向するシャフト軸受け１９，１９間にシャフト付きスリーブ１２，１２を平行に設置している。このシャフト付きスリーブ１２，１２は、スライド管１０の中央内部を貫通するゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１を、浮屋根５の直径方向に向って平行に挟み付けるように位置させて設置している。

浮屋根５の上下動に伴う外周ポンツーン７の上下動によって、シャフト付きスリーブ１２はスライド管１０の中央内部を貫通するゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１に接触し円滑に回転してガイドする。

浮屋根５及び外周ポンツーン７は、図２及び図３の矢印Aに示すように、シャフト付きスリーブ１２によって水平面内の直径方向には移動を拘束されることなく、貫通ポール部材１１の位置がスライドプレート１８と一緒に移動するように設けられている。ゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１は、シャフト付きスリーブ１２とスライドプレート１８の働きと合わせて、浮屋根５及び外周ポンツーン７が回転移動しないように、つまり図２及び図３の矢印Bに示す範囲内で水平面内の円周方向の動きを抑制している。

伸縮機構１３について、図３の平面図及び図４の側面図に示す詳細事例に基づいて説明する。伸縮機構１３の伸縮部１３aは、図３に示すように、上記シャフト軸受け１９がシャフト取付架台１７に沿って水平方向に、矢印B方向の距離１３bだけ移動可能となるように形成する。また、架台固定材１６は、図３に示すように、スライドプレート１８が水平面内の円周方向、つまり図の上下に移動可能となるように、矢印Bに相当する間隔の移動部１３bを設けて固定する。このように、伸縮機構１３を設けることによって、図３の矢印B方向１３bに示すように、貫通ポール部材１１の位置は、水平面内の円周方向にも移動を拘束されることなくスライドプレート１８と一緒に移動可能となる。そして、伸縮機構１３によって、浮屋根５及び外周ポンツーン７が水平面内の円周方向の回転移動しようとする荷重が、ゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１に働くのを吸収緩和し、この貫通ポール部材１１が荷重によって曲がったり折れたりして損傷するのを防止する。

伸縮機構１３の構造事例について、図４に基づいてさらに説明する。シャフト付きスリーブ１２のシャフト軸受け１９が、取付架台１７上を矢印B方向に示す距離（１３b，１３cに相当）だけ移動するように、例えばスプリング内蔵した構造、ピストン構造などの弾力性を有して水平移動する伸縮部１３aを設ける。

伸縮機構１３の変化例を、図５の縦断面及び図６の平面図に示し、この伸縮機構１３を構成する移動部１３cを設ける平板部材である長方形のスライドプレート１８、及びその上を覆う円形の覆い板２０を図７に示す。浮屋根５及び外周ポンツーン７は、図５及び図６の矢印Aに示すように、シャフト付きスリーブ１２によって水平面内の直径方向には、移動を拘束されることなく、貫通ポール部材１１はスライドプレート１８と一緒に移動する。図７に示すように、長方形のスライドプレート１８に設ける貫通口１８ａは、矢印Bに示す移動距離１３cに相当するように円周方向に沿う長穴に形成し、円形の覆い板２０には中心に貫通口２０ａを設ける。そして、図６及び図７の破線に示すように、矢印Ｂ方向に貫通ポール部材１１の位置が１３c相当の距離を移動した際に、覆い板２０で貫通口１８ａの上部を塞ぐように形成する。

このように、上記変化例の伸縮機構１３を設けることによって、図６及び図７の矢印B方向１３cに示すように、浮屋根５及び外周ポンツーン７は、水平面内の円周方向にも移動を拘束されることなく、貫通ポール部材１１の位置はスライドプレート１８の長穴の貫通口１８ａ内を移動し、同時に覆い板２０も移動可能となる。そして、伸縮機構１３によって、浮屋根５及び外周ポンツーン７が矢印Bに示す水平面内の円周方向の回転移動しようとする際に生じる荷重が、ゲージポール１１ａ、ガイドポール１１ｂなどの貫通ポール部材１１に働くのを弾力的に吸収緩和し、曲げや折れなど損傷するのを防止する。

なお、図示例はいずれも、シャフト付きスリーブ１２を浮屋根の直径方向Aに沿って設置し円周方向Bの回転移動を防止するようにした構造の事例であるが、逆に、シャフト付きスリーブ１２を円周方向Bに向けて設置して直径方向Aの動きを抑制するようにした構造の場合についても、本願の上記伸縮機構１３を同様に適用して、貫通ポール部材１１に働く荷重を弾力的に吸収緩和するように形成することができるのは言うまでもない。

図８は、浮屋根貫通部の構造の第２の実施形態例で、地震などで浮屋根５が変動した際に、貫通ポール部材１１がスライド管１０の周囲に当接して無理な荷重を受けることがないように、スライド管１０の内部に貫通ポール部材１１と柔軟かつ弾力的に接触する緩衝機構１４を設けた場合を示す縦断面説明図である。このように浮屋根貫通部の構造は、上記ゲージポール等貫通ポール部材１１が貫通する開口部、スライド管体１０の内周壁面に、緩衝機構１４を設けて弾力性を有する緩衝シール構造に形成したので、貫通ポール部材１１に対しては、鉛直方向には円滑に接触し、かつスライド管体１０と貫通ポール部材１１相互間、水平方向の荷重の伝達は緩和される。

この緩衝機構１４は、図示のような縦断面楕円形、円形、或いは変形湾曲面形をした、合成ゴム系や合成樹脂系の部材、例えばタイヤ状の中空体、ウレタン発泡材などを充填した袋体等からなる弾力性を有するリング状部材２１で形成する。このリング状部材２１中央に貫通ポール部材１１を挿通し、その外周側部をスライド管体１０の内周壁面の固定部２２に固着する。この緩衝機構１４のリング状部材２１は、スライド管体１０内空間の変化に対応し弾力的に埋めてシールするため、浮屋根５の上昇下降に円滑に追従するとともに、ガス及び液体のシール性が確保され、さらにこれら緩衝シール部材の点検や補修のメンテナンスを行って長期間使用することができる。

また、浮屋根貫通部の構造は、ポール部材等が貫通する開口部、スライド管体の径を大きくして、さらに上記伸縮移動する距離を大きく形成した場合には、地震などで貯蔵液が大きく揺れてスロッシング状態になった際に、ポール部材等が拘束され難いため、浮屋根及びポール部材等の双方を一層、損傷し難くすることが可能となる。

さらにまた、浮屋根貫通部の構造は、浮屋根を貫通するポール部材の本体は頑強な構造とし、ガイドローラーの取付けボルトなどを、銅やアルミニウム材などの非鉄金属材等として、上記伸縮移動で吸収緩和される以上の強い荷重が働いた場合に、犠牲的に壊れたり、離脱する構造とすることが考えられる。このような構造にした場合には、地震等で大きな液面揺動とスロッシングが発生し、浮屋根とポール部材に
強い荷重がかかった場合に、取付けボルトが犠牲的に壊れたり、離脱するため、浮屋根やポール部材等が破損などすることがなく、なお一層の安全性を高めることができる。

この発明の浮屋根貫通部の構造は、強風や地震等で貯蔵液体が揺動した際に、浮屋根を貫通するゲージポール及びガイドポールなどの貫通ポール部材が曲がったり損傷することなく、また貫通部近傍の浮屋根が損傷することなく、耐久性、安全性に優れた浮屋根構造の貯蔵タンクを提供する。

この発明に係る浮屋根貫通部の構造を備えた浮屋根タンク全体の縦断面説明図である。この発明に係る浮屋根貫通部の構造の第１の実施形態例で、伸縮機構を設けた場合を示す縦断面説明図である。図２の平面説明図である。伸縮機構の詳細事例を示す側面説明図である。この発明に係る浮屋根貫通部の構造の第２の実施形態例で、伸縮機構の変化例を示す縦断面説明図である。図５の平面説明図である。伸縮機構の変化例の詳細を示す平面説明図である。この発明に係る浮屋根貫通部の構造の第３の実施形態例で、緩衝機構を設けた場合を示す縦断面説明図である。従来例の浮屋根貫通部の構造を備えた浮屋根式タンクを示す縦断面説明図である。図７に示す従来例の浮屋根式タンクの貯蔵液が、地震などで揺動した状態を示す縦断面説明図である。

符号の説明

１浮屋根タンク本体２底板３側板４貯蔵液５浮屋根６デッキ板７外周ポンツーン８シール装置９雨よけ板１０スライド管１１貫通ポール部材１１a ゲージポール１１b ガイドポール１２シャフト付きスリーブ１３伸縮機構１４緩衝機構１５スライド管フランジ１６架台固定材１７シャフト取付架台１８スライドプレート１８ａ貫通口１９シャフト軸受け２０覆い板２０ａ貫通口２１リング状部材２２固定部

Claims

地震などで浮屋根が変動した際に、浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材が損傷することがないように、スライド管の内径を貫通ポール部材の外周から所定の距離を有するように大きくし、該スライド管上部の貫通ポール部材と接触するシャフト付きスリーブの設置部に、上記貫通ポール部材が浮屋根の水平面内の円周方向に弾力性をもって浮屋根の貫通部内で円周方向所定範囲の移動を可能とする伸縮機構を設け、かつ上記浮屋根を貫通するスライド管の中央内部を貫通するポール部材がスライド管の周囲に当接して無理な荷重を受けることがないように、スライド管内部に貫通ポール部材と柔軟かつ弾力的に接触するリング状の弾性部材で形成する緩衝機構を設け、該緩衝機構を形成する弾性部材は、合成ゴム系や合成樹脂系の耐久性材で形成した中空体又は発泡材などからなる弾力性を有するリング状部材を用いて、スライド管体の内側空間を埋めてシールするようにスライド管体の内周壁面に固着することを特徴とする浮屋根貫通部の構造。