JPH09249292A - 液体貯留タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地震に伴ってスロッシング現象による大きな波
が発生した場合、その波の衝撃力を確実に解放して側壁
などに破壊が波及するのを防止する。 【解決手段】単位板１を順次接続して組み立てられた液
体貯留タンクＴの天井壁Ｔｂの四隅角部に圧力解除蓋１
２を有する単位板１１を配設し、地震に伴って発生する
スロッシング現象による波の衝撃力が圧力解除蓋１２に
作用した際、圧力解除蓋１２を開放させることによって
波の衝撃力を解放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料水などの液体
を貯留する液体貯留タンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、飲料水などの液体貯留タンク
は、直角四辺形の基板の周縁に基板から垂直に起立する
接合縁を設けてなる箱状の単位板を順次接続して組み立
てられている（例えば、出願人の出願に係る実公昭５６
−２７１１９号公報参照）。このような液体貯留タンク
において、地震が発生した場合、その急激な振動によっ
てスロッシングと呼ばれる貯留された液体の揺動現象が
生ずる。そして、地震が継続することによって液体の揺
動は徐々に増幅される。震源地との位置関係やタンクの
設置条件などによって一概には言えないが、例えば、図
１１（ａ）に示すように、液体貯留タンクＴの平面形状
がきわめて細長い長方形の場合には、長手方向に大きな
波が往復することが多い。また、図１１（ｂ）に示すよ
うに、液体貯留タンクＴの平面形状が正方形に近い場合
や大きな設置面積を有する場合には、対向する隅角部間
を大きな波が往復する。

【０００３】このようなスロッシング現象による大きな
波は、液体貯留タンクＴの天井壁Ｔｂの短辺側や隅角部
を突き破るように作用する（図１１の斜線部分参照）。
そして、天井壁Ｔｂが壊れた場合、側壁Ｔａの上部を支
えることができなくなることから、破壊は側壁Ｔａにも
波及し、側壁Ｔａの被害が大きいときには、液体貯留タ
ンクＴに貯留されている液体が流出することになる。

【０００４】一方、天井壁Ｔｂが破壊されなかった場合
は、図１２に示すように、大きな波が液体貯留タンクＴ
の短辺側側壁Ｔａ、もしくは隣接する側壁Ｔａと天井壁
Ｔｂとによって形成される隅角部に押し寄せる結果、液
体貯留タンクＴに貯留される液体の平常時のハイレベル
（ＨＷＬ）時の静水圧よりも大きな静水圧が天井壁Ｔ
ｂ、側壁Ｔａおよび底壁Ｔｃにそれぞれ作用する（図１
２の⇒印参照）。また、スロッシング現象によって押し
寄せる波は衝撃的な破壊力を有し、天井壁Ｔｂ、側壁Ｔ
ａおよび底壁Ｔｃの各基板やその継ぎ目の弱い部分を破
壊するように作用する（図１２の→印参照）。

【０００５】例えば、底壁Ｔｃはハイレベル（ＨＷＬ）
時の静水圧に耐えるように設計されているが、スロッシ
ングによる大きな波が発生した場合は、ハイレベル（Ｈ
ＷＬ）時以上の静水圧に加えて波の衝撃力が作用するこ
とになり、この圧力に耐えられない場合には、単位板に
破壊や亀裂、変形などが生じる可能性があり、また、単
位板の接合縁を連結するボルトや、対向する側壁Ｔａ，
Ｔａ間を引っ張るステーＳａや、隣接する側壁Ｔａと底
壁Ｔｃとによって形成される角部に設けられるトライス
テーＳｂや、天井壁Ｔｂを支持する梁Ｈの結合部などに
異常な力が作用するおそれがある。

【０００６】このようなスロッシング現象による大きな
波の衝撃力対策として、特開平７−２４２２９５号公報
に記載された液体貯留タンクが提案されている。この液
体貯留タンクは、円錐状の天井壁に蓋体で開閉可能な連
通穴を形成し、この蓋体にスロッシングによる波の衝撃
力が作用した場合、蓋体を開放させるように構成したも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た液体貯留タンクは、側壁が円筒形状に形成されている
ことから、スロッシング現象による大きな波は、円筒状
の側壁に沿って回流し、あるいは複雑に増幅されたり、
打ち消し合ったりして絡み合うものである。この結果、
スロッシング現象による大きな波が、必ずしも天井壁に
形成された連通穴を経て蓋体に作用するとは限らない。
このため、蓋体が開放される前において、前述したハイ
レベル時以上の静水圧にスロッシングによる波の衝撃力
を加えた圧力が側壁や天井壁および底壁に作用した場
合、側壁や天井壁あるいは底壁に破壊や亀裂などが発生
して液体の流出を招来するおそれがある。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、特にスロッシングの影響を受けやすい平面
形状が矩形の液体貯留タンクにおいて、地震に伴うスロ
ッシング現象による大きな波が発生した場合、その波の
衝撃力を確実に解放して、側壁などの破壊を防止するこ
とのできる液体貯留タンクを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、直角四辺形の
基板の周縁に同一側へ突出する接合縁を設けた複数の単
位板を同一平面方向および直交する方向に順に接続し
て、底壁、側壁および天井壁を形成した液体貯留タンク
において、前記天井壁の四隅角部に圧力解除蓋を有する
単位板を配設し、地震に伴って発生するスロッシングに
よる波の衝撃力が天井壁に作用した際、天井壁の四隅角
部に配設された圧力解除蓋蓋体のうち少なくとも一つが
開放され、衝撃力が解放されるようになされていること
を要旨とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１には、本発明の液体貯留タンクＴの第
１実施形態が示されており、この液体貯留タンクＴは、
単位板１を同一平面上に順次接続して形成された側壁Ｔ
ａ、天井壁Ｔｂおよび底壁Ｔｃ（図３参照）から構成さ
れている。そして、各壁を形成する単位板１は、直角四
辺形の基板２の外周縁に該基板２から同一側へ垂直に起
立する接合縁３を一体に設けて箱状に形成されたもので
ある。天井壁Ｔｂの四隅に位置する単位板１１には、圧
力解除蓋１２と、負圧解除装置としての通気管１３が付
設されている。

【００１２】この単位板１１は、図２に示すように、基
板２の中央に形成された丸穴状の連通穴１１１の周縁か
ら上方に立ち上げられた円筒状の周壁１１２を有し、該
円筒状の周壁１１２の上端部に圧力解除蓋１２がヒンジ
によって開閉自在に連結されている。また、ヒンジと１
８０度対向する周壁１１２の上端部には、圧力解除蓋１
２を固定するための固定具が付設されている。圧力解除
蓋１２は、通常、雨水や昆虫あるいはごみなどが液体貯
留タンクＴ内に侵入するのを防止するため、周壁１１２
の開口部を閉鎖している。この連通穴１１１の内径は、
地震時のスロッシング現象による破壊的な波の衝撃力を
解放するため、直径４００ｍｍ以上、好ましくは５００
ｍｍ以上とされる。

【００１３】一方、通気管１３は、パイプ１３１とキャ
ップ１３２からなり、基板２の一隅部に形成された穴
（図示せず）上に立設されている。つまり、パイプ１３
１および穴を通して液体貯留タンクＴの内外が連通状態
とされている。

【００１４】この実施形態においては、一隅部Ｓの圧力
解除蓋１２がマンホール蓋を兼用しており、マンホール
蓋を兼用する圧力解除蓋１２に臨む側壁Ｔａには、外部
タラップ４が付設され、液体貯留タンクＴの内部には、
内部タラップ（図示せず）が設けられている。したがっ
て、作業者が外部タラップ４、単位板１１に形成された
連通穴１１１および内部タラップを経て液体貯留タンク
Ｔの内部に入り、点検補修作業などを行うことができ
る。

【００１５】なお、圧力解除蓋１２は、ヒンジによる開
閉方式に限定されるものではなく、例えば、周壁１１２
のフランジにボルトナットで直接固定されていてもよ
い。

【００１６】このように構成された液体貯留タンクＴに
おいて、地震によって生じた波が対向する側壁Ｔａ，Ｔ
ａ間、あるいは、隣接する側壁Ｔａと天井壁Ｔｂとによ
って形成される対向する隅角部間を繰り返し往復して次
第に増幅された場合、図３に示すように、その波の大き
な衝撃力は、圧力解除蓋１２を固定しているボルトナッ
ト部を破壊し、あるいは、圧力解除蓋１２を軸支してい
るヒンジを折損させ、また、圧力解除蓋１２そのものを
破損あるいは変形させる。そして、スロッシングによる
大きな波の衝撃力は、圧力解除蓋１２を開放させること
により、解放される。

【００１７】この結果、スロッシングによる波の衝撃力
が、側壁Ｔａ、天井壁Ｔｂおよび底壁Ｔｃに波及するこ
とがなく、それらの破壊を確実に防止することができ
る。また、単位板１，１１の接合縁３を連結するボルト
や、隣接する側壁Ｔａと底壁Ｔｃとによって形成される
角部に設けられるトライステーや、対向する側壁Ｔａ，
Ｔａ間を引っ張るステーや、天井壁Ｔｂを支持する梁の
接合部などに異常な力が作用することを防止することが
できる。

【００１８】この際、圧力解除蓋１２がスロッシングに
よる波の衝撃力により破壊、あるいは変形することによ
って、液体貯留タンクＴ内に貯留されている液体の一部
が連通穴１１１を通って外部に流出する。

【００１９】しかし、前述のように、天井壁Ｔｂの主要
部や、側壁Ｔａや、底壁Ｔｃがスロッシングの波の衝撃
によって破壊するのを免れることができるので、液体貯
留タンクＴ内に貯留された大部分の液体を確保すること
ができ、地震後の液体の需要に応えることができる。

【００２０】一方、スロッシングによる波の大きな移動
によって液体貯留タンクＴの内部に負圧が発生した場
合、液体貯留タンクＴ外の空気が通気管１３を通って液
体貯留タンクＴ内に導入され、負圧が解消されるので、
負圧の発生に伴う側壁Ｔａおよび天井壁Ｔｂの陥没変形
や破壊も防止することができる。

【００２１】なお、この実施形態においては、圧力解除
蓋１２と通気管１３を設けた単位板１１を天井壁Ｔｂの
四隅に配設した場合について例示したが、図４に示すよ
うに、単位板１１には圧力解除蓋１２のみを設け、通気
管１３を他の単位板１に設けるようにしてもよい。この
場合、波の移動に伴う負圧が液体貯留タンクＴのどの位
置で発生しても対応することができるように、通気管１
３を天井壁Ｔｂの四隅に隣接する周縁の単位板１に設け
るのが好ましい。

【００２２】次に、本発明の液体貯留タンクＴの第２実
施形態について、図５および図６に基づいて説明する。

【００２３】この実施形態においては、天井壁Ｔｂの四
隅に配設された単位板１１には、マンホール蓋としての
方形状の圧力解除蓋１２のみが設けられており、天井壁
Ｔｂの短辺側において単位板１１に隣接する単位板１に
負圧解除装置としての通気曲管１４が設けられている。

【００２４】具体的には、単位板１１は、基板２の一隅
部に形成された方形状の連通穴１１１の周縁から上方に
立ち上げられた角筒状の周壁１１２を有し、該角筒状の
周壁１１２の上端部に圧力解除蓋１２がヒンジによって
開閉自在に連結されている。また、ヒンジが設けられた
一辺と対向する他辺には、圧力解除蓋１２を固定するた
めの固定具が付設されている。圧力解除蓋１２は、通
常、雨水や昆虫あるいはごみなどが液体貯留タンクＴ内
に侵入するのを防止するため、周壁１１２の開口部を閉
鎖している。この連通穴１１１は、地震時のスロッシン
グ現象による破壊的な波の衝撃力を解放するために、一
辺が３００ｍｍ以上、好ましくは４００ｍｍ以上とされ
る。

【００２５】また、負圧解除装置としての通気曲管１４
は、基板２に形成した穴（図示せず）に一端開口が連結
され、その他端開口が下向きとなるように屈曲して形成
されている。つまり、通気曲管１４および穴を通して液
体貯留タンクＴの内外が連通状態とされている。

【００２６】この実施形態においても、地震に伴うスロ
ッシングによる波が、液体貯留タンクＴの対向する側壁
Ｔａ，Ｔａ間、あるいは、隣接する側壁Ｔａと天井壁Ｔ
ｂとによって形成される対向する隅角部間を繰り返し往
復して次第に増幅された場合、その波の破壊的な衝撃力
は、図６に示すように、圧力解除蓋１２を固定している
固定具を破損させ、あるいは、圧力解除蓋１２を軸支し
ているヒンジ部を損傷させ、また、圧力解除蓋１２その
ものを破壊あるいは変形させる。そして、スロッシング
による大きな波の衝撃力は、圧力解除蓋１２を開放させ
ることにより、解放される。この結果、スロッシングに
伴う波の衝撃力は、側壁Ｔａ、天井壁Ｔｂおよび底壁Ｔ
ｃに波及することがなく、それらの破壊を確実に防止す
ることができる。

【００２７】この際、圧力解除蓋１２が開放されること
によって、液体貯留タンクＴ内に貯留されている液体の
一部が連通穴１１１を通って外部に流出する。

【００２８】しかし、天井壁Ｔｂの主要部や、側壁Ｔａ
や、底壁Ｔｃがスロッシングの波の衝撃によって破壊す
るのを免れることができるので、液体貯留タンクＴ内に
貯留された大部分の液体を確保することができ、地震後
の液体の需要に応えることができる。

【００２９】一方、スロッシングによる波の大きな移動
によって液体貯留タンクＴの内部に負圧が発生した場
合、液体貯留タンクＴ外の空気が通気曲管１４を通って
液体貯留タンクＴ内に導入され、負圧が解消されるの
で、負圧の発生に伴う側壁Ｔａおよび天井壁Ｔｂの陥没
変形や破壊も防止することができる。

【００３０】なお、この実施形態においては、基板２の
一隅部に圧力解除蓋１２を設けたが、基板２の中央部に
圧力解除蓋１２を設けるようにしてもよく、また、マン
ホール蓋を圧力解除蓋１２とは別個に配設してもよい。
例えば、図７に示すように、圧力解除蓋１２を薄板で形
成し、周壁１１２のフランジ上に複数本のボルトで固定
することで連通穴１１１を閉鎖してもよい。

【００３１】また、建物内に液体貯留タンクＴを設置す
る場合、図８に示すように、天井壁Ｔｂの隅角部と天井
スラブの梁Ｒとが近接しているようなところにも圧力解
除蓋１２を設けることができる。つまり、このような制
限された空間内に液体貯留タンクＴを設置する場合に
も、液体貯留タンクＴの高さを最大限に設定して大きな
液体貯留量を確保し、しかも、地震によるスロッシング
によって破壊されないようにすることができる。

【００３２】さらに、図９に示すように、仕切り板５に
よって液体貯留タンクＴの内部を複数個に分割する場合
は、各分割されたタンク毎の天井壁Ｔｂの四隅にそれぞ
れ圧力解除蓋１２を設けた単位板１１を配設すればよ
い。この実施形態においては、圧力解除蓋１２を有する
単位板１１とは別個にマンホール蓋６を有する単位板１
を配設し、このマンホール蓋６に臨んで外部タラップ４
および内部タラップ（図示せず）を設置している。

【００３３】また、液体貯留タンクＴの内部に整流壁を
立設する場合は、整流壁を設けることによって形成され
る天井壁Ｔｂの隅角部に圧力解除蓋１２を有する単位板
１１を配設すればよい。例えば、図１０に示すように、
整流壁７１の一端と一方の側壁Ｔａとの間が連通状態と
なっている場合は、液体貯留タンクＴにおける天井壁Ｔ
ｂの四隅に圧力解除蓋１２を有する単位板１１を配設す
るとともに、さらに、整流壁７１の他端と、天井壁Ｔａ
と、対向する他方の側壁Ｔａとが直交することによって
形成される天井壁Ｔｂの隅角部に圧力解除蓋１２を有す
る単位板１１を配設すればよい。また、整流壁７２の下
端と底壁Ｔｃとの間が連通状態となっている場合も、整
流壁７２と、天井壁Ｔａと、側壁Ｔａとが直交すること
によって形成される天井壁Ｔｂの隅角部に圧力解除蓋１
２を有する単位板１１をさらに配設すればよい。この実
施形態においては、天井壁Ｔｂに多数配設された単位板
１１の圧力解除蓋１２のうちの２ケをマンホール蓋に兼
用している。

【００３４】このように、地震に伴って起こるスロッシ
ングによる波が平面視矩形の液体貯留タンクＴ内のど＊
方向に増幅された場合であっても、その波は必ず隅角部
に配置された圧力解除蓋１２に作用して開放するので、
波の衝撃力は解放される。したがって、圧力解除蓋１２
以外の天井壁Ｔｂや側壁Ｔａや底壁Ｔｃが破壊されるこ
とを確実に防止することができる。この際、圧力解除蓋
１２が開放されることによって、液体貯留タンクＴ内に
貯留されている一部の液体が連通穴１１１を通って外部
に流出するが、大部分の液体の流出を防止して、確保す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、直角四辺
形の基板の周縁に同一側へ突出する接合縁を設けた複数
の単位板を同一平面方向および直交する方向に順に接続
して、底壁、側壁および天井壁を形成した液体貯留タン
クにおいて、前記天井壁の四隅角部に圧力解除蓋を有す
る単位板を配設し、地震に伴って発生するスロッシング
による波の衝撃力が天井壁に作用した際、天井壁の四隅
角部に配設された圧力解除蓋のうち少なくとも一つが開
放され、衝撃力が解放されるようになされているので、
圧力解除蓋以外の天井壁や側壁や底壁がスロッシングに
伴う波の衝撃力によって破壊されることを確実に防止で
きる。この際、圧力解除蓋が開放されることによって、
液体貯留タンク内に貯留されている一部の液体が連通穴
を通って流出するが、大部分の液体が確保されるので、
地震後の液体の需要に応えることができる。また、補修
に際しては、圧力解除蓋、もしくは圧力解除蓋を設けた
基板を交換するだけでよく、きわめて容易に作業するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体貯留タンクの第１実施形態を示す
斜視図である。

【図２】図１の液体貯留タンクの単位板において、圧力
解除蓋が閉鎖された状態およびスロッシングによる波で
開放された状態を示す斜視図である。

【図３】図１の液体貯留タンクにおいて、スロッシング
による波で圧力解除蓋が開放された状態を示す断面図で
ある。

【図４】図２の単位板の変形例であって、圧力解除蓋が
閉鎖された状態およびスロッシングによる波で圧力解除
蓋が開放された状態を示す斜視図である。

【図５】本発明の液体貯留タンクの第２実施形態を示す
斜視図である。

【図６】図５の液体貯留タンクの単位板において、スロ
ッシングによる波で圧力解除蓋が開放された状態を示す
斜視図である。

【図７】図６の単位板の変形例であって、圧力解除蓋が
閉鎖された状態およびスロッシングによる波で圧力解除
蓋が開放された状態を示す斜視図である。

【図８】本発明の液体貯留タンクを建物内に設置した状
態を示す断面図である。

【図９】本発明の液体貯留タンクの他の実施形態を示す
概略図である。

【図１０】本発明の液体貯留タンクのもう一つの実施形
態を示す概略図である。

【図１１】液体貯留タンクに発生したスロッシングによ
る波の揺動状態を示す説明図である。

【図１２】液体貯留タンクに発生したスロッシングによ
る波によって発生する圧力状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１，１１ 単位板 ２ 基板 ３ 接合縁 １２ 圧力解除蓋 １３ 通気管（負圧解除装置） １４ 通気曲管（負圧解除装置） Ｔ 液体貯留タンク Ｔａ 側壁 Ｔｂ 天井壁 Ｔｃ 底壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直角四辺形の基板の周縁に同一側へ突出
   する接合縁を設けた複数の単位板を同一平面方向および
   直交する方向に順に接続して、底壁、側壁および天井壁
   を形成した液体貯留タンクにおいて、前記天井壁の四隅
   角部に圧力解除蓋を有する単位板を配設し、地震に伴っ
   て発生するスロッシングによる波の衝撃力が天井壁に作
   用した際、天井壁の四隅角部に配設された圧力解除蓋の
   うち少なくとも一つが開放され、衝撃力が解放されるよ
   うになされていることを特徴とする液体貯留タンク。
2. 【請求項２】 仕切り板および／または整流壁と、天井
   壁と、側壁とが直交することによって形成される天井壁
   の隅角部に圧力解除蓋を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の液体貯留タンク。
3. 【請求項３】 圧力解除蓋が閉鎖する連通穴は、丸穴の
   場合、直径４００ｍｍ以上、好ましくは５００ｍｍ以
   上、角穴の場合、一辺が３００ｍｍ以上、好ましくは４
   ００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１もしくは
   請求項２記載の液体貯留タンク。