JPH0974894A - 水中貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵装置を水中に設置した際の被貯蔵物の貯
蔵量によって変化する浮力の影響を少なくする。 【解決手段】 貯蔵タンク３は、剛性体10と、可撓性膜
体11とからなり、密閉された容積可変に構成されてい
る。被貯蔵物の給排手段２は、剛性体10の略中央に接続
された給排パイプ20と、この給排パイプ20の上端に設け
られた上部バルブ21と、給排パイプ20の中間部に設けら
れた下部バルブ22とを備えてなる。浮力調整装置５は浮
力調整タンク50と、この浮力調整タンク50に空気を送り
込むための送気手段51と、貯蔵タンク３に取付けられる
重り52とから構成されている。被貯蔵物の収容量に応じ
て、貯蔵タンク３は可撓性膜体11が移動し、容積が変化
する。被貯蔵物の密度および浮力調整タンク50内の空気
と、貯蔵装置１の自重および重り52とによって、貯蔵タ
ンク３は所定の水深に安定して配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穀類等の粒状物
や、飲料水、石油等の液体を、港湾、海岸、湖沼等の水
中で貯蔵するための水中貯蔵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から穀類は、サイロに貯蔵された
り、または袋詰めされた状態で倉庫内に貯蔵されている
（以下、サイロや倉庫を総称して貯蔵庫という）。とこ
ろで特に近年においては、米穀等の穀類の収穫量が年に
より変動すること、および災害等の危機に対する食料備
蓄の観点から、穀類を一定量貯蔵することにより、需給
の安定を図ることが望まれている。穀類の需給の安定化
を図るためには貯蔵期間が長くなることもあるため、貯
蔵庫内に冷却装置からの冷却空気を供給したり、特開平
５−２６０８４６号公報に開示されているように、サイ
ロの上部から散水して冷却し、穀類温度の上昇を抑制し
て貯蔵された穀類の品質を維持することが行われてい
る。また、穀類の酸化による劣化等を防止するため、密
閉された貯蔵庫内を窒素等の不活性ガスに置換したり、
脱酸素剤を用いて貯蔵庫内の酸素を除去することも従来
から行われている。

【０００３】一方、地震等の非常災害時における緊急用
の備蓄水は、一般に公園や公共建物の地下に設置された
貯水タンクに貯蔵されている。また、備蓄石油は、地上
に設けられたタンクに貯蔵されたり、または海上に係留
されたタンカーに貯蔵されている。

【０００４】さらにまた、特公平３−６３０６号公報に
開示されているように、容積一定の貯蔵タンクとバラス
トタンクとからなり、水底に沈設される重力式着底構造
物が知られている。この重力式着底構造物は、一方のタ
ンクを排水して構造物を浮体構造とし、構造物を沈設す
る現場まで曳航し、構造物内に注水して水底に沈設し、
バラストタンク内の水をバラスト材に置換して水底に沈
設されるもので、貯蔵タンクが空槽の場合に作用する浮
力に対抗できるようにバラストタンクの重量を決定して
あるため、水底に沈設された構造物が浮上する心配はな
い、というものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術のうち、穀類温度の上昇を抑制して貯蔵された
穀類の品質を維持するために、穀類を貯蔵した貯蔵庫内
を冷却する場合にあっては、大容量の冷却装置が必要と
なり、設備のための費用や運転費用が増大するという問
題があった。また、貯蔵庫内の酸素を除去する場合に
は、不活性ガスや脱酸素剤が大量に必要となるという問
題があった。さらに、貯蔵庫を設置するためにはスペー
スが必要となり、設置場所が限定されるという問題もあ
った。

【０００６】上記従来の技術において、緊急用備蓄水の
ための地下貯水タンクにあっては、地面を掘り下げる手
間やそのためのコストがかかり、また、設置場所が限定
されるという問題があった。また、備蓄石油を貯蔵する
ためのタンクやタンカーも同様に、設置するためのスペ
ースが必要となり、設置場所が限定されるという問題が
あった。

【０００７】上記従来の技術において、特公平３−６３
０６号公報に開示されているように、水中に沈設される
重力式着底構造物にあっては、貯蔵タンクの容積が一定
であるため、貯蔵タンクが空槽の場合に作用する浮力に
充分対抗し得る重量のバラストが必要があるという問題
があった。さらに、このものは、構造物を沈設する据付
け現場の海底を浚渫、整地作業を行い、バラストの投入
後に構造物の周辺を埋戻して洗掘防止工を行う必要があ
るという問題があった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、被貯蔵物を一定低温である水
中で貯蔵することにより、被貯蔵物の品質を維持するこ
とができる貯蔵装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、設置するためのスペース
を必要とせず、また設置のための手間が少なくて済む貯
蔵装置を提供することを目的とする。

【００１０】さらに本発明は、貯蔵装置を水中に設置し
た際の被貯蔵物の貯蔵量によって変化する浮力の影響を
少なくすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明に係る水中貯蔵装置は、水中に配置され
る貯蔵装置であって、被貯蔵物の給排手段を有し、密閉
された容積可変の貯蔵タンクと、該貯蔵タンクを水中の
所定の高さに位置させるための浮力調整装置とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１２】上記課題を解決するため、第２の発明に係
る水中貯蔵装置は、第１の発明において、貯蔵タンク
は、剛性を有する部分と可撓性を有する膜体とから構成
されていることを特徴とするものである。

【００１３】上記課題を解決するため、第３の発明に係
る水中貯蔵装置は、第１または第２のいずれかの発明に
おいて、浮力調整装置は、浮力調整タンクと、該浮力調
整タンクに空気を送る送気手段と、重りとからなること
を特徴とするものである。

【００１４】上記課題を解決するため、第４の発明に係
る水中貯蔵装置は、第１ないし第３のいずれかの発明に
おいて、貯蔵タンク内の脱酸素を行う脱酸手段を設けた
ことを特徴とするものである。

【００１５】被貯蔵物を貯蔵タンクに収容するときに
は、送気手段によって浮力調整タンクに空気が送られ、
貯蔵タンクは、給排手段から内部に被貯蔵物を収容する
ことが可能な高さに位置されている。このときの貯蔵タ
ンクは、水圧によって可撓性を有する膜体が剛性を有す
る部分に密着している。給排手段を開いて被貯蔵物を貯
蔵タンクに収容すると、貯蔵タンクの容積は被貯蔵物の
収容量によって変化する。

【００１６】被貯蔵物の収容が完了した後には、給排手
段を閉じて貯蔵タンクを密閉する。被貯蔵物が酸化等に
より劣化する虞がある場合には、脱酸素手段によって貯
蔵タンク内の酸素を除去する。貯蔵タンクの容積が被貯
蔵物の収容量によって変化するため、酸素を除去する容
積は少なくて済む。

【００１７】浮力調整タンク内の空気を所定量排気する
と、貯蔵装置の自重および浮力調整装置の重りによって
貯蔵タンクは水中の所定の高さに位置することとなる。
貯蔵装置は、水底の状態に影響されることがない。被貯
蔵物は、貯蔵装置が沈められた周囲の水によって一定の
低温に保たれ、品質が維持される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る水中貯蔵装置の一実
施の形態を図に基づいて説明する。なお、図において同
一符号は同一部分または相当部分とする。

【００１９】本発明に係る水中貯蔵装置１は、概略、被
貯蔵物の給排手段２を有し、密閉された容積可変の貯蔵
タンク３と、この貯蔵タンク３を水中の所定の高さ（水
深）に位置させるための浮力調整装置５とから構成され
ている。本発明に係る水中貯蔵装置１は、被貯蔵物とし
て穀類や備蓄水を収容する場合には、例えば人口の多い
都市部の近くの海岸や湖沼に設置され、被貯蔵物として
備蓄石油を収容する場合には、コンビナート等の処理施
設に近い港湾に設置される。

【００２０】貯蔵タンク１は、その容積を変化させるこ
とができるように、剛性を有する部分（以下、剛性体と
いう）10と可撓性を有する膜体（以下、可撓性膜体とい
う）11とによって構成されている。この実施の形態の場
合、剛性体10は、可撓性膜体11の上方に配置され、可撓
性膜体11との間に被貯蔵物を収容することができるよう
に、中央が上方に突出する略椀状に形成されている。剛
性体の周縁にはフランジが形成されており、このフラン
ジに可撓性膜体11の周縁が気密性および水密性を有する
ように固定されている。貯蔵タンク３の材質は、内部に
収容される被貯蔵物によって異なるが、剛性体10として
防錆被膜を施した鉄やステンレス等を用いることがで
き、また可撓性膜体11としてナイロン、ポリウレタン、
ポリエステル等の合成樹脂またはガラス繊維の単体、あ
るいはこれらの複合材にゴムまたは樹脂のコーティング
を施したものを用いることができる。また、貯蔵タンク
３の形状は、例えば、貯蔵装置の製作場所から設置する
場所まで移動させる場合や、備蓄水を災害地に輸送する
場合等のように、設置場所を移動させる際に曳航するこ
とができるように、平面視で略円形や楕円形等とすると
共に、断面視で円筒形や多角形等の流線型形状とするこ
とが望ましい。また、被貯蔵物が石油等のように温度変
化によって気化・凝縮する性質を有するような場合に
は、貯蔵タンク３内の圧力変動を調節するための圧力調
節装置（図示を省略した）を設けることが望ましい。

【００２１】貯蔵タンク３の周縁下方には、可撓性膜体
11を保護するための保護部材12が設けられている。この
保護部材12は、貯蔵装置１を設置する場所によって、板
状体やエキスパンドメタル等のネット状部材および脚部
材を適宜組合わせて貯蔵タンク３の全周にわたって、ま
たは部分的に設けられる。

【００２２】被貯蔵物の給排手段２は、剛性体10の略中
央に接続された給排パイプ20と、この給排パイプ20の上
端に設けられた上部バルブ21と、給排パイプ20の中間部
に設けられた下部バルブ22とを備えてなるものである。
そして、貯蔵タンク３内に収容される被貯蔵物が穀類等
の場合には、貯蔵タンク３内の酸素を除去するための脱
酸素手段として、窒素等の不活性ガスボンベや空気中か
らの窒素分離装置等（図示を省略した）が接続されたパ
イプ23およびバルブ24が、貯蔵タンク３と下部バルブ22
との間に給排パイプ20から分岐して接続される。被貯蔵
物が酸化等により劣化する虞がないものである場合に
は、パイプ23およびバルブ24は不要である。

【００２３】貯蔵タンク３を水中の所定の高さに位置さ
せるための浮力調整装置５は、浮力調整タンク50と、こ
の浮力調整タンク50に空気を送り込むための送気手段51
と、貯蔵タンク３に取付けられる重り52とから構成され
ている。

【００２４】浮力調整タンク50は、貯蔵タンク３の剛性
体10の上面に複数設けられており、各浮力調整タンク50
の下方には開放孔53が形成されると共に、上方に排気バ
ルブ（図示を省略した）が設けられている。また、重り
52は、貯蔵装置１の重心を低くして水中で安定させるこ
とができるように保護部材12の下端に鎖55等を介して取
付けられており、外洋の潮流ように、流れのある場所に
貯蔵装置１を設置する場合には、流されないように錨の
役割を果たす。なお、浮力調整タンク50の容積と重り52
の大きさは、貯蔵装置１が設置される水の密度と、貯蔵
タンク３に収容される被貯蔵物の密度等によって設定さ
れる。鎖55の長さは貯蔵タンク３を位置させる水底Ｂか
らの高さによって設定されるが、鎖55の長さを調節可能
とすることもできる。

【００２５】送気手段51は、エアコンプレッサー60と、
各浮力調整タンク50とエアコンプレッサー60との間に接
続された管路61および吸気バルブ62と、一方がエアコン
プレッサー60に接続され他方が水面Ｓに浮かぶフロート
63によって水面上に保持されたホース64とから構成され
てなるもので、エアコンプレッサー60は貯蔵タンク３の
上面に設けられた水密性を有するハウジング65内に収容
されている。フロート63は、貯蔵装置が水中に設置され
ていることを示すブイの役割も果たす。貯蔵装置１を水
中から浮上させる際には、フロート63に保持されたホー
ス64の他端からエアコンプレッサー60によって空気が浮
力調整タンク50に送られる。なお、エアコンプレッサー
60に替えて圧縮空気を充填したエアタンクを用いること
もできる。浮力調整装置５の吸気バルブ62および排気バ
ルブは、遠隔操作ができるように、バルブ駆動装置が設
けられている（図示を省略した）。

【００２６】次に、以上のように構成された本発明に係
る水中貯蔵装置１の作動について説明する。貯蔵タンク
３に被貯蔵物を収容する際には、給排手段２の上部バル
ブ21が水面Ｓから突出し、且つ、水圧に抗して貯蔵タン
ク３内に被貯蔵物を収容し得る水深に貯蔵タンク３が位
置するかまたは水面Ｓから貯蔵タンク３が突出するよう
に、浮力調整装置５の吸気バルブ62を開いてフロート63
に保持されたホース64の他端からエアコンプレッサー60
によって浮力調整タンク50に空気が送られている。この
ときの貯蔵タンク３は、水圧によって可撓性膜体11が剛
性体10の下面に密着している。

【００２７】上部バルブ21と下部バルブ22を開いて給排
パイプ20から被貯蔵物を貯蔵タンク３内に収容すると、
図１に示したように、被貯蔵物の収容量に応じて可撓性
膜体11が下方に降下し、貯蔵タンク３の容積が増加する
こととなる。被貯蔵物の収容が完了すると、上部バルブ
21と下部バルブ22を閉じて貯蔵タンク３を完全に密閉す
る。

【００２８】被貯蔵物が例えば穀類の場合には、バルブ
24を開いて貯蔵タンク３内に穀類と共に入り込んだ空気
を不活性ガスに置換する等、酸素の分圧を低下させる。
貯蔵タンク３の容積が収容された被貯蔵物の量に応じて
変化し、しかも、パイプ23が貯蔵タンク３と下部バルブ
22との間に接続されているため、貯蔵タンク３内の酸素
除去量を最小限にとどめることができる。穀類は、脱酸
素雰囲気下で酸化と害虫の発生等から守られることとな
る。

【００２９】被貯蔵物が穀類の場合には、見かけの密度
が約０．８程度となり、また、原油の場合には密度が
０．８３ないし０．９６程度となる。また、海水の比重
は外洋の場合で１．０２ないし１．０３程度となる。そ
のため、貯蔵装置を海に設置した場合には、被貯蔵物と
して穀類および原油のみならず、真水を貯蔵した場合で
も浮力が発生することとなる。しかしながら、浮力調整
装置５の吸気バルブ62を閉じると共に排気バルブを開
き、浮力調整タンク50内の空気を所定量排出すると、浮
力調整タンク50の下方に形成された開放孔53から水が侵
入し、貯蔵装置１は浮力に抗して自重と重り52によって
水中に沈み、所望した高さ（水深）に安定して位置する
こととなる。水底Ｂに岩等の可撓性膜体11を損傷させる
ような障害物がない場合には、貯蔵装置１を水底Ｂに配
置させることもできる。水中に位置させることにより、
貯蔵タンク３は一定低温状態に保たれるので、被貯蔵物
が穀類である場合には特に劣化を防止することができ、
被貯蔵物が石油類である場合には温度変化による気化・
凝縮の影響が軽減されて貯蔵タンク３に圧力調節装置を
設ける場合に簡便なものとすることができる。

【００３０】被貯蔵物を取り出す場合には、吸気バルブ
62を開いてフロート63に保持されたホース64の他端から
エアコンプレッサー60によってバルブ浮力調整タンク50
に空気を送る。貯蔵装置１は、バルブ浮力調整タンク50
送られた空気および被貯蔵物の密度による浮力によって
自重と重り52に抗して浮上する。したがって、小型の浮
力調整装置５を設けるだけで給排手段２の上部バルブ21
を水面Ｓから突出させることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、貯蔵装置を水中に設置
するため、場所やスペースが限定されることなく、また
設置のための手間が少なくて済むという効果を奏するこ
とができる。

【００３２】また、本発明によれば、本発明によれば、
貯蔵タンクの容積が収容された被貯蔵物の量によって変
化するため、貯蔵装置の浮力を安定させることができ、
したがって貯蔵装置を浮上・沈下させるための浮力調整
装置の小型化を図ることができる。

【００３３】さらに、一定低温である水中で貯蔵すると
共に、貯蔵タンク内の酸素を除去することにより、被貯
蔵物が穀類のような場合であっても劣化を防止すること
ができ、品質を長期間維持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中貯蔵装置を模式的に示した断
面図である。

【符合の説明】

１ 貯蔵装置 ２ 給排手段 ３ 貯蔵タンク ５ 浮力調整装置 10 剛性体 11 可撓性膜体 50 浮力調整タンク 51 送気手段 52 重り

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に配置される貯蔵装置であって、被
   貯蔵物の給排手段を有し、密閉された容積可変の貯蔵タ
   ンクと、該貯蔵タンクを水中の所定の高さに位置させる
   ための浮力調整装置とを備えたことを特徴とする水中貯
   蔵装置。
2. 【請求項２】 貯蔵タンクは、剛性を有する部分と可撓
   性を有する膜体とから構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の水中貯蔵装置。
3. 【請求項３】 浮力調整装置は、浮力調整タンクと、該
   浮力調整タンクに空気を送る送気手段と、重りとからな
   ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
   の水中貯蔵装置。
4. 【請求項４】 貯蔵タンク内の脱酸素を行う脱酸素手段
   を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載の水中貯蔵装置。