JP2017145008A - タンク用通気口構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク屋根に設けた通気口構造からのタンク内ガスの流出を抑制して環境負荷を低減する。【解決手段】屋根３のうち側壁２近傍に形成された通気穴１０と、通気穴１０の上方を覆い、タンク側壁２側が開口するカバー１１の組合せで通気口構造が構成される場合、タンク側壁２と交差する方向に突出する遮蔽板１３をカバー１１のタンク側壁側開口部１２の下方から突設することで、タンク１の側壁２に沿って上昇する風がカバー１１の開口部１２から通気穴１０に流入するのを抑制し、もって他の通気穴１０からタンク内ガスが流出するのを抑制する。遮蔽板１３の突出先端部を上方に折り曲げれば、カバー１１の開口部１２に吹込む横風が通気穴１０に流入するのも抑制することができ、他の通気穴１０からタンク内ガスが流出するのをより一層抑制することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、タンク用通気口構造に関し、特に蒸発する液体を貯留し且つ側壁と屋根を有するタンクに好適なものである。

石油などの蒸発する液体を貯留するタンクとしては、例えば浮蓋付屋外貯蔵タンクがある。この浮蓋付屋外貯蔵タンクは、屋根（固定屋根）のついた屋外タンクの内部に、浮蓋を設置した構造のタンクである。固定屋根のみの場合、揮発性の高い液体は液面と固定屋根の間の空間に揮発し、長期的には、この揮発分が損失となる。この揮発損失を抑えるために内部に浮蓋を設置したものが浮蓋付屋外貯蔵タンクである。このようなタンクでは、浮蓋が上下動することで、揮発分を抑制する仕組みとなっているが、浮蓋が上下動した際に貯留液体の蒸気が浮蓋の上方、つまり屋根の下方に溜まる場合がある。この液体の蒸気を屋外に有効に排出する設備として、例えば下記特許文献１に記載されるように、屋根に通気口をもうける。この通気口は、例えば屋根のうちタンク側壁近傍に通気穴を形成し、タンク側壁側が開口するカバーで通気穴の上方を覆うようにして構成される。

実開昭６０−１９３０９３号公報

タンクの屋根の側壁近傍に設けられた通気口は、外気を有効に取り入れてタンク内部の蒸気の濃度を規定限界以下に管理するものであるが、その一方で、蒸気を積極的に環境中へ排出するため、環境負荷が増加する傾向にある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、環境負荷を低減可能なタンク用通気口構造を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、蒸発する液体を貯留し且つ側壁と屋根を有するタンクの通気口構造であって、屋根のうち側壁近傍に形成された通気穴と、通気穴の少なくとも上方を覆い、少なくとも側壁側が開口するカバーと、カバーの側壁側開口部の下方から、側壁と交差する方向に突設された遮蔽板と、を備えたタンク用通気口構造が提供される。

本発明のタンク用通気口構造では、側壁に沿って上昇する風がカバーの側壁側開口部から通気穴内に流入するのを抑制することができるので、他の通気穴からカバーを通じて環境中に排出されるタンク内蒸気を低減することができ、これにより環境負荷を低減することが可能となる。

本発明のタンク用通気口構造が適用された浮蓋付屋外貯蔵タンクの一例を示す縦断面図である。 図１のタンクに設けられた通気口構造の一実施形態を示す斜視図である。 タンク用通気口構造の他の実施形態を示す斜視図である。 図１のタンクに設けられた通気口の平面図である。 従来のタンク用通気口構造を示す斜視図である。 タンク用通気口構造の比較例を示す斜視図である。

以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

以下に、本発明のタンク用通気口構造の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この実施形態のタンク用通気口構造が適用された浮蓋付屋外貯蔵タンク１の一例を示す概略縦断面図である。この浮蓋付屋外貯蔵タンク１は、円筒形状の側壁２と高さの低い円錐形状の屋根（固定屋根）３でタンクの外形が形成されている。タンク１の内部には、タンク１の内部を上下に区分する円板形状の浮蓋４が設置されている。この浮蓋４の外周部には、タンク内部に貯留する液体の上面に浮かぶフロート５が設けられ、タンク１の側壁２とフロート５の間には、浮蓋４と側壁２を液密に遮蔽するシール６が設けられている。この浮蓋付屋外貯蔵タンク１には、蒸発する液体Ｌ、特に揮発性の液体Ｌが浮蓋４の下方に貯留し、浮蓋４は液体Ｌの上面に浮かぶ。これにより、液体Ｌの揮発を抑えて損失を抑制する。なお、この浮蓋付屋外貯蔵タンク１の屋根３の頂部には、管外径２０４．７ｍｍ、肉厚５．８ｍｍである２００Ａ鋼管からなり、タンク内部の揮発蒸気を吸引するための吸引配管７が設置され、その頂部周辺には、管外径２１．７ｍｍ、肉厚２．８ｍｍである１５Ａ鋼管からなる不活性ガス封入用の窒素配管８が設置されている。

この浮蓋付屋外貯蔵タンク１の屋根３には、タンク内部の揮発蒸気の濃度を規定限界以下に管理するための通気口構造９が設けられている。この実施形態では、通気口構造９は、平面視円形のタンク１の屋根３に計７個等配されている。この実施形態の通気口構造９は、図２に示すように、タンク１の屋根３のうちタンク１の側壁２近傍に形成された通気穴１０と、通気穴１０の少なくとも上方を覆い、少なくともタンク１の側壁２側が開口するカバー１１と、カバー１１のタンク側壁側開口部１２の下方から、タンク１の側壁２と交差する方向に突設された遮蔽板１３とを備えて構成される。具体的には、通気穴１０は、タンク１の側壁２近傍にあってタンク１の屋根３を貫通する円穴である。カバー１１は、タンク側壁２側だけが開口する例えば金属板製の略半球形状のフード部材であり、側壁側開口部１２を除いてフード部材の下端縁がタンク１の屋根３に密着している。このカバー１１によって、通気穴１０に直接落下する、或いは円錐形状のタンク１の屋根３をつたって通気穴１０に入り込む雨雪などの侵入物の侵入を防止する。なお、カバー１１のタンク側壁側開口部１２は、下端部がタンク側壁２とほぼ同位置であり、上端部は、タンク側壁２よりも少しタンク外側に位置するように斜めに開口している。また、通気穴１０とカバー１１だけで構成される通気口構造９は、従来、既存の場合もある。

この実施形態の遮蔽板１３は、例えば金属製の平板で構成され、平板の両面が上下に向くようにして、カバー１１のタンク側壁側開口部１２の直下から水平方向に突設されている。前述したように、カバー１１のタンク側壁側開口部１２は、上端部がタンク側壁２よりも外側に位置するように斜めに開口していることもあいまって、タンク１の側壁２にあたった風がタンク側壁２に沿って上昇し、その上昇する風がカバー１１の開口部１２を通って通気穴１０に流入する。通気穴１０から風（外気）が流入すると、他の通気穴１０からタンク内部の揮発蒸気（ガス）が流出し、環境負荷が増加してしまう。この実施形態の遮蔽板１３は、このタンク側壁２に沿って上昇する風を抑えてカバー１１から通気穴１０内への流入を抑制しようとするものである。そのため、この実施形態の遮蔽板１３は、タンク側壁垂直方向から見たカバー１１のタンク側壁側開口部１２の幅以上の幅を有する。この実施形態の遮蔽板１３は、遮蔽板１３全体が上昇風遮蔽部１４を構成している。なお、この実施形態における遮蔽板１３の突出方向は、必ずしも水平方向でなくともよく、少し上下に斜めに向いていてもよい。

図３は、遮蔽板１３の他の実施形態を示す斜視図である。この実施形態の遮蔽板１３は、図２の遮蔽板１３と同じく、例えば金属製平板で構成され、一旦、タンク側壁２と交差する方向、具体的には水平方向に突出した後、その突出先端部を上方（斜め上方）に折り曲げて横風遮蔽部１５が形成されている。カバー１１を通じて通気穴１０に流入する風（外気）は、タンク側壁２に沿って上昇する風だけではなく、カバー１１の形状からも分かるように、カバー１１の側壁側開口部１２に向かう風、つまり横風もある。この実施形態の遮蔽板１３は、水平方向に突出する上昇風遮蔽部１４だけでなく、上方に折り曲げて形成された横風遮蔽部１５を有するため、タンク側壁２に沿って上昇する風だけでなく、カバー１１の側壁側開口部１２に向かう横風も通気穴１０に流入するのを抑制することができる。そのため、遮蔽板１３のうち上方に折り曲げられた部分、つまり横風遮蔽部１５は、タンク側壁垂直方向から見たカバー１１のタンク側壁側開口部１２を覆う形状並びに大きさを有する。

次に、図２の遮蔽板（以下、実施例１の遮蔽板とも記す）１３及び図３の遮蔽板（以下、実施例２の遮蔽板とも記す）１３の効果について、汎用流体ソフトを用いて、コンピュータによりタンク１内及び排出口構造９近傍の流体解析を行った。解析の種類は、非圧縮整流対の三次元定常乱流解析であり、タンク１内の揮発蒸気に含まれるベンゼン及び空気の２成分系で検討した。図４には、前述した浮蓋付屋外貯蔵タンク１の屋根３に配置された計７個の通気口構造９の配置レイアウトを示す。タンク１の構造は、直径φ２０７５０ｍｍ、高さ９１４０ｍｍを想定し、通気穴１０はφ５３０ｍｍとした。タンク設置箇所における北向きを０°として、タンク屋根３の外周の時計回り方向に３０°、８０°、１３０°、１８０°、２３０°、２８０°、３４０°の夫々に通気口構造９を設置したものとし、夫々の通気口構造番号には、３０°の箇所をＢ、８０°の箇所をＣ、の順にＤ〜Ｇを付し、３４０°の箇所をＡとした。

風は、北向きを０°として、２２５°の方向から南西の風が風速２．０ｍ／ｓで吹くものとした。タンク屋根３の頂部に設けた窒素配管８からは０．４０９ｍ／ｓで一定量の窒素を封入し続け、タンク屋根３の頂部周辺に設けた吸引配管７からは−３ｍｍＨ₂Ｏ（水柱ミリメートル）でタンク１内のガス（揮発蒸気）を吸引し、吸引先で燃焼処理を施した。なお、この窒素封入とガス吸引によって、原理的には各通気口構造９からタンク内ガスは流出しない。また、浮蓋４の上下動によるタンク内壁の濡れ状態を再現するため、タンク内壁におけるベンゼン濃度を飽和濃度である３０ｗｔ％とした。実施例１の遮蔽板１３、及び実施例２の遮蔽板１３によるベンゼン流出量低減効果を明らかにするため、図５に示すように、遮蔽板のない通気口構造９を従来例とした。また、この従来例に対し、図６のような遮蔽板１３を設けた通気口構造９を比較例とした。この比較例の遮蔽板１３は、上に凸の山型に折り曲げた例えば金属製平板をカバー１１のタンク側壁側開口部１２に密着して取付け、カバー１１のタンク側壁側開口部１２を遮蔽板１３の内部に開口したものである。ちなみに、この比較例の遮蔽板１３は、主としてカバー１１のタンク側壁側開口部１２に吹込む横風を抑制することを目的として設定した。従って、上に凸の山型に折り曲げた比較例の遮蔽板１３の底部は、タンク側壁２の上端部に開口している。表１に解析結果を示す。

表中の総流出量は、各通気口構造９から流出するガス（空気とベンゼン）の総量であり、ベンゼン濃度は、各通気口構造９からの流出ガス中のベンゼン濃度、ベンゼン流出量は、各通気口構造９から流出するベンゼンの流量であり、ベンゼン流出量＝総流出量×ベンゼン濃度である。また、表中の「−」は、各通気口構造９からのガスの流出が見られないことを意味し、翻って、その通気口構造９には風（外気）が流入しているものと考えられる。遮蔽板のない従来例では、ベンゼン流出量の合計は３９２．９ｋｇ／ｈであった。実施例１の遮蔽板１３を設けた通気口構造９の場合、ベンゼン流出量の合計は１７６．４ｋｇ／ｈであり、従来例に対して、５５．１％のベンゼン流出量低減効果があった。また、実施例２の遮蔽板１３を設けた通気口構造９の場合、ベンゼン流出量の合計は１２５．６ｋｇ／ｈであり、従来例に対して、６８．０％のベンゼン流出量低減効果があった。これに対し、比較例の遮蔽板１３を設けた通気口構造９の場合、ベンゼン流出量の合計は９４３．３ｋｇ／ｈであり、従来例に対して、−１４０．１％のベンゼン流出量低減、つまり１４０．１％、ベンゼン流出量が増加した。

このことから、タンク側壁側開口部１２を有するカバー１１と通気穴１０の組合せからなる通気口構造９では、タンク側壁２を上昇する風を抑えることが、他の通気口構造９からのタンク内ガス流出を低減するために最も重要で、これに次いで、カバー１１のタンク側壁側開口部１２に向けて吹く横風を抑えることが重要である。そのため、実施例１の遮蔽板１３のように、タンク側壁２と交差する方向、具体的には水平方向に突設された平板からなる上昇風遮蔽部１４だけの遮蔽板１３であっても、タンク内ガスの大幅な流出量低減効果が得られる。更に、実施例２の遮蔽板１３のように、タンク側壁２と交差する方向、具体的には水平方向に突設された上昇風遮蔽部１４と、その突出先端部を上方に折り曲げた横風遮蔽部１５を備えた遮蔽板１３であれば、より一層、タンク内ガスの流出量低減効果が得られる。逆に、横風の通気穴１０への流入を抑制できても、タンク側壁２に沿った上昇風の通気穴１０への流入を抑制できない比較例の遮蔽板１３では、むしろタンク内ガスの流出量低減効果が得られない。

このように、この実施形態の通気口構造９では、蒸発する液体を貯留し且つ側壁２と屋根３を有するタンク１にあって、屋根３のうち側壁２近傍に通気穴１０を形成し、タンク側壁２側が開口するカバー１１で通気穴１０の上方を覆い、タンク側壁２と交差する方向に突出する遮蔽板１３をカバー１１のタンク側壁側開口部１２の下方から突設する。これにより、タンク側壁２に沿って上昇する風がカバー１１のタンク側壁側開口部１２を通って通気穴１０に流入するのを抑制することができ、これにより他の通気穴１０からのタンク内ガスの流出量を低減することができるので、環境負荷を低減することが可能となる。

また、遮蔽板１３の幅を、タンク側壁垂直方向から見たカバー１１のタンク側壁側開口部１２の幅以上とすることで、タンク側壁２に沿って上昇する風がカバー１１のタンク側壁側開口部１２を通って通気穴１０に流入するのをより一層抑制することができ、環境負荷をより一層低減することが可能となる。
また、遮蔽板１３をタンク側壁２と交差する方向に突出し且つその突出先端部を上方に折り曲げることにより、タンク側壁２に沿って上昇する風だけでなく、カバー１１のタンク側壁側開口部１２に吹込む横風も通気穴１０に流入するのを抑制することができ、環境負荷をより一層低減することが可能となる。

また、遮蔽板１３のうち上方に折り曲げられた部分で、タンク側壁垂直方向から見たカバー１１のタンク側壁側開口部１２を覆うことにより、カバー１１のタンク側壁側開口部１２に吹込む横風が通気穴１０に流入するのをより一層抑制することができ、環境負荷をより一層低減することが可能となる。
なお、通気穴１０の形状、カバー１１の形状、遮蔽板１３の形状は、実施形態に限定されるものではない。また、通気口構造９のタンク屋根３への設置数も実施形態に限定されるものではない。

本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ タンク
２ 側壁
３ 屋根
４ 浮蓋
５ フロート
６ シール
７ 吸引配管
８ 窒素配管
９ 通気口構造
１０ 通気穴
１１ カバー
１２ 開口部
１３ 遮蔽板
１４ 上昇風遮蔽部
１５ 横風遮蔽部

Claims (4)

1. 蒸発する液体を貯留し且つ側壁と屋根を有するタンクの通気口構造であって、
   前記屋根のうち前記側壁近傍に形成された通気穴と、
   前記通気穴の少なくとも上方を覆い、少なくとも前記側壁側が開口するカバーと、
   前記カバーの前記側壁側開口部の下方から、前記側壁と交差する方向に突設された遮蔽板と、
   を備えたタンク用通気口構造。
2. 前記遮蔽板は、前記側壁垂直方向から見た前記カバーの前記側壁側開口部の幅以上の幅を有することを特徴とする請求項１に記載のタンク用通気口構造。
3. 前記遮蔽板は、前記側壁と交差する方向に突出し且つその突出先端部が上方に折り曲げられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタンク用通気口構造。
4. 前記遮蔽板のうち前記上方に折り曲げられた部分は、前記側壁垂直方向から見た前記カバーの前記側壁側開口部を覆うことを特徴とする請求項３に記載のタンク用通気口構造。

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