JPH08324687A - タンクの放爆構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 屋根強度等の条件に左右されることなく、確
実に放爆できる危険物タンクの放爆構造を提供する。 【構成】 基礎１上に立設された側板３によって筒状に
形成されたタンク本体と、タンク本体の上端部からタン
ク中心に向かう所定範囲を覆う外屋根板５ａと、外屋根
板５ａのタンク中心側端部に、外屋根板５ａの全周に亘
って立設された筒状部材８と、筒状部材８の上端部に接
合されて、タンク本体部の開口部を覆う内屋根板５ｂと
を備え、タンク本体部の内部圧力が所定の値を越えたと
きに、筒状部材８と内屋根板５ｂとの接合部が破断して
放爆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体危険物を貯蔵するタ
ンクの放爆構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】油等の危険物を貯溜する固定屋根形式の
貯溜タンクにおいては、危険物の爆発等によりタンク内
の圧力が異常に上昇した場合に、内部のガス又は蒸気を
上部に放出することができる構造であることが要求され
る。このような構造を一般に放爆構造という。図５は一
般的な放爆構造の固定屋根タンクの構造を示す説明図、
図６は図５におけるＡ部の拡大図である。図５，６に示
すように、固定屋根タンクは、タンク基礎１上に底板２
を布設し、この底板２の外周部に側板３を立設し、さら
に側板３の上端部に取り付けられたトップアングル４を
介してドーム状の屋根板５が取り付けられている。そし
て、タンク内部には油等の貯蔵液体６が貯蔵されてい
る。

【０００３】図６において、斜線で示す部分（側板部Ｗ
ｃ、屋根板部Ｗｈの部分）は放爆に対して強度的に抵抗
する部分（以下「頂部リング」いう。）であり、この頂
部リングが座屈を起こすことによって、屋根板５とトッ
プアングル４との溶接部が破断して放爆が起こるのであ
る。

【０００４】図７は上記のように構成された一般的な固
定屋根タンクの放爆のメカニズムを説明する説明図、図
８は図７のＢ部の拡大図である。次に、放爆のメカニズ
ムを図７及び図８に基づいて説明する。上記のような固
定屋根タンク内部における貯蔵液体６の上方の空間部に
は、貯蔵液体６が蒸発してベーパー状になったものと空
気の混合気体が常に存在している。そのため、何らかの
原因によってこの混合気体に引火すれば、爆発によるガ
ス７により固定屋根タンク内部の圧力が上昇し、この圧
力により固定屋根タンクは図７の破線で示すように膨脹
する。そのため、トップアングル４が屋根板５´に内方
（直径が縮む方向）へ引張られて変形する。このため、
頂部リングが座屈を起こし、図８に示すように屋根板５
とトップアングル４との溶接部が破断して放爆が起こる
のである。この放爆の状態を図９に示す。このように、
タンク内部の圧力を上部に放出できれば、火災をタンク
内にのみ止めることができ、他のタンク等への類焼等も
最小限に止めることが可能となる。

【０００５】ところで、頂部リングが座屈を起すために
は、頂部リングの断面積が一定の値より小さいことが必
要であり、このような条件を満たすときには固定屋根タ
ンクの内圧の増加に対応して、変形を大きくして、頂部
リングが座屈破壊して放爆することになる。一方、頂部
リングの有効断面積が所定値より大きい場合には、頂部
リングの変形が小さく、座屈破壊が生ぜず、放爆しない
ことになる。この場合には、タンク内圧の急激な上昇に
より、図１０の破線で示すように、タンク側板３の下端
部が持ち上げられ、側板３と底板２の接合部が、基礎１
から浮上することになる。このとき、底板２における側
板３に近い部分は基礎１の支持力を失って過大な荷重を
受けるため、変形切断され、貯蔵液体６が図１１に示す
ようにタンクから放油堤内に流出することとなる。この
ような状況になれば、放油堤内に他のタンクがあれば、
そのタンクをも火災に巻込む等、火災被害を大きくする
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固定屋根タ
ンクの形式には、貯蔵液体の蒸発を減少させるためにタ
ンク内部に所定の圧力を加えるという方式のものもあ
る。このような形式のタンクの屋根は、内部圧力に対応
して屋根勾配を、比較的大きくすることが設計的に要求
される。この場合、屋根板の荷重を支持する屋根骨を、
トラス屋根構造（屋根勾配１／６〜１／５）又は球面屋
根構造（屋根曲率タンク直径の０．８〜１．２倍）にす
る場合が多い。このとき、頂部リングの断面は、屋根自
重や雪荷重等の積載荷重を考慮し、それらの荷重を側板
上部で支持するため、頂部リングを構成するトップアン
グル断面積を大きくする必要がある。このような場合、
タンク内で爆発が発生して圧力が高くなっても、頂部リ
ングの断面積が大きく、変形（放爆）しにくい構造にな
っている例が多い。つまり、頂部リングの断面積は、放
爆構造とすることのみに基づいて決定されるのではな
く、屋根自重やその他の積載荷重を考慮して決定される
ため、頂部リングの断面積が放爆構造となる断面積より
大きくならざるをえず、必然的に放爆構造とならないタ
ンク（側板と底板の接合部が持ち上げられる）が設計さ
れることになる。

【０００７】したがって、この様な頂部リングの断面積
が大きくならざるをえないタンクを新設する場合には、
内部で爆発が起こったときの底板部の浮上がりを防止す
るためにタンク底部にアンカーボルトを設置する必要が
ある。しかし、アンカーボルトを設置するためには、側
板の直下にアンカーボルトを支持するために重量の大き
なコンクリートリングを設置することが必要になり、一
般的なタンクの基礎である砕石リング基礎より建設費が
高くなる。しかし、タンク使用中にまず生じないと考え
られるタンク火災の放爆対策として基礎費を高くするこ
とは非常に不経済である。また、従来は放爆機構の考え
方が確立していなかったので頂部リングの断面積が大き
く、放爆構造でないタンクが、アンカーボルト等の設備
もないまま、建設されている例も多く、万一引火爆発し
た場合、火災被害の拡大が心配される状況である。

【０００８】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、屋根強度等の条件に左右されることな
く、確実に放爆できるタンクの放爆構造を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るタンクの放
爆構造は、基礎上に立設された側板によって形成された
タンク本体と、該タンク本体の上端部からタンク中心に
向かう所定範囲を覆う外屋根板と、該外屋根板のタンク
中心側端部に、該外屋根板の全周に亘って立設された筒
状部材と、該筒状部材の上端部に接合されて、前記タン
ク本体部の開口部を覆う内屋根板とを備え、前記タンク
本体部の内部圧力が爆発等により所定の値を越えたとき
に、前記筒状部材と内屋根板との接合部が破断して放爆
するようにしたものである。

【００１０】また、筒状部材の上端部にフランジ部を設
けたものである。

【００１１】

【作用】上記のように構成されたタンクの放爆構造にお
いては、タンクの内部圧力が爆発等により上昇すると、
内屋根板には膜力として引張力が発生する。この引張力
によって筒状部材は周方向の圧縮力を受け、この圧縮力
が所定の値を越えると筒状部材は座屈を起こす。これに
よって、内屋根板と筒状部材の接合部に破断が生じ、放
爆するのである。

【００１２】筒状部材の上端部にフランジ部を設けるこ
とによって、筒状部材と内屋根板との接合が容易にな
る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例の断面図、図２は同
じく本発明の一実施例の平面図、図３は図１におけるＣ
部の拡大図であり、従来例を示した図５〜図１１と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。図におい
て、５ａは側板３の上端部からタンク中心に向かう所定
範囲（トップアングルとの接合部からタンク中心に向か
ってＬの距離のある範囲）を覆う外屋根板、８は外屋根
板５ａにおけるタンク中心側端部の全周に亘って設置さ
れた筒状部材であり、筒部８ａと、筒部８ａの上端部に
設けられた外向フランジ８ｂとから構成されている。な
お、筒部８ａの高さは、図に示すように、筒状部材８の
直径に比べてごく低く設定されている。５ｂは外周端部
が外向フランジ８ｂに接合されてタンク開口部を覆う内
屋根板である。

【００１４】この筒状部材８の構造は、屋根板のみを支
持するものであり、従来例のように、屋根骨を支持する
必要がなく、放爆のことのみを考慮して決定することが
できる。したがって、従来例で挙げた球面屋根構造のよ
うに放爆しにくい構造の場合には筒状部材８の断面積を
小さくすることによって、確実に放爆するようにでき
る。また、タンク内圧の増大により、屋根板に発生する
引張力等は通常の設計計算で算定でき、筒状部材８の座
屈強度も、屋根板５の引張力を基に設計できるため、設
計が非常に容易になる。

【００１５】図４は、本実施例の放爆のメカニズムを説
明する説明図である。以下、図４に基づいて本実施例の
放爆のメカニズムを説明する。タンク内部で爆発が起こ
り、タンクの内部圧力が上昇すると、屋根板５には膜力
（方向性がなく全ての面方向へ向かう力）である引張力
Ｔが発生する。このとき、筒状部材８はその全周に亘っ
て、内屋根板５ｂから上向の引張力Ｔを受ける。この引
張力Ｔにより筒状部材８は周方向の圧縮力が作用するこ
とになる。そして、この圧縮力が所定値以上になると、
筒状部材８は座屈して、内屋根板５ｂとの接合部が破断
して放爆することになる。なお、このときトップアング
ル４を含む頂部リングは断面積が大きいため座屈しな
い。

【００１６】本実施例によれば、簡単な構成によって、
確実な放爆構造を実現できる。したがって、本実施例に
示した構造によれば、タンクを新設する場合のみなら
ず、放爆構造でない既設のタンクに対しても、簡単な改
造工事で放爆構造とすることができ、既設タンクの安全
性を増すことができる。このことは全国に設置されてい
る石油化学プラントの安全性を増大することにもなり、
非常に重要な経済効果となる。

【００１７】なお、上記実施例においては筒状部材８を
設置する位置を、外屋根板の外周端部からタンク中心に
向かってＬの距離の位置に設置するようにしたが、この
Ｌの値は施工上の都合からは少し大きめに設定するのが
よく、一方、放爆の効率からはＬの値はできるだけ小さ
い方がよい。したがって、このＬの値は施工上の都合と
放爆の効率を勘案して最も適切な値に設定するのがよ
い。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明におい
ては、外屋根板と内屋根板を筒状部材を介して接合し、
この接合部において放爆するようにしたので、球面屋根
構造のように放爆構造になりにくい屋根の場合にも確実
に放爆構造にすることができる。また、筒状部材の強度
設計において、タンク内部圧力の増加に基づく座屈強度
のみに着目してできるので、設計が容易になる。

【００１９】さらに、屋根板部に筒状部材を設置するだ
けで放爆構造となるため、タンク基礎部にアンカーボル
トを設置する必要もなく、通常の安価な基礎の上にタン
クを建設することができ、経済的である。

【００２０】また、筒状部材の上端部にフランジ部を設
けたので、内屋根板と筒状部材の接合が容易になり、施
工性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】本発明の一実施例の平面図である。

【図３】図１のＣ部の拡大図である。

【図４】本実施例の放爆のメカニズムを説明する説明図
である。

【図５】一般的な放爆構造の固定屋根タンクの構造を示
す説明図である。

【図６】図５におけるＡ部の拡大図である。

【図７】従来の一般的な固定屋根タンクの放爆のメカニ
ズムを説明する説明図である。

【図８】図７のＢ部の拡大図である。

【図９】従来の一般的な固定屋根タンクの放爆状態を説
明する説明図である。

【図１０】従来の一般的な固定屋根タンクにおけるタン
ク内圧が上昇した状態の説明図である。

【図１１】従来の一般的な固定屋根タンクにおける下部
破断状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 基礎 ２ 底板 ３ 側板 ４ トップアングル ５ 屋根板 ５ａ 外屋根板 ５ｂ 内屋根板 ６ 貯蔵液体 ８ 筒状部材 ８ａ 筒部 ８ｂ 外向フランジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎上に立設された側板によって形成さ
   れたタンク本体と、 該タンク本体の上端部からタンク中心に向かう所定範囲
   を覆う外屋根板と、 該外屋根板のタンク中心側端部に、該外屋根板の全周に
   亘って立設された筒状部材と、 該筒状部材の上端部に接合されて、前記タンク本体部の
   開口部を覆う内屋根板とを備え、 前記タンク本体部の内部圧力が所定の値を越えたとき
   に、前記筒状部材と内屋根板との接合部が破断して放爆
   することを特徴とするタンクの放爆構造。
2. 【請求項２】 前記筒状部材の上端部にフランジ部を設
   けたことを特徴とする請求項１記載のタンクの放爆構
   造。