JP2011178471A - 既設タンクの改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改修工事を小規模にすることが可能な既設タンクの改修方法を提供すること。
【解決手段】浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する工程と、前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する工程と、前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素に前記減衰材を取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する工程と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、既設タンクの改修方法に関する。

製油所に設置されている石油タンクや化学プラントなどに設置されている貯留タンクに地震力が作用すると、タンク内に貯留されている液体（石油、原油、溶液など）にスロッシングが発生することがある。

スロッシングの規模が大きくなると、液体の漏れやタンクの破壊などを招来する虞があることから、例えば特許文献１などに開示されているように、タンクの内部にスロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を設置する場合がある。

特許文献１のスロッシング減衰装置は、液面を覆う浮き屋根の下側に配置されるフロート構造体と、液体の流速を減衰させる減衰体とを備えて構成されている。フロート構造体は、平面視格子状や放射状に組み合わされた複数の棒状要素を備えて構成されている。また、減衰体は、孔あき板や金網などからなる網状部材を備えて構成されていて、フロート構造体に支持されている。

特開２００６−８１４８号公報

この種のスロッシング減衰装置は、新設タンクにも既設タンクにも適用することができるが、既設タンクに適用する場合には、浮き屋根を一旦撤去する必要があることから、改修工事が大規模なものになってしまう。

このような観点から、本発明は、改修工事を小規模にすることが可能な既設タンクの改修方法を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために創案された本発明に係る既設タンクの改修方法は、浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する屋根降下工程と、前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素に前記減衰体を取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備することを特徴とする。

前記した課題を解決するために創案された本発明に係る他の既設タンクの改修方法は、浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する浮き屋根降下工程と、前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数のリング構成材と複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素に前記減衰体を取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備するものであり、前記組立工程では、前記浮き屋根の中心部に設けられた支柱を前記複数のリング構成材で抱囲しつつ前記リング構成材同士を接合することで中心部材を形成し、前記支柱を中心にして放射状に配置した複数の前記棒状要素を前記中心部材に接合し、前記中心部材に接合された前記棒状要素に前記減衰体を取り付ける、ことを特徴とする。

前記した課題を解決するために創案された本発明に係るさらに他の既設タンクの改修方法は、浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、
前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する浮き屋根降下工程と、前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素の下側に一対の斜材をＶ字状に配置して支持部材を構築し、前記減衰体の上端部を前記棒状要素に取り付け、前記減衰体の下端部を前記支持部材に取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備することを特徴とする。

このような手順で既設タンクを改修すれば、浮き屋根を撤去せずとも、浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築することができるので、改修工事を小規模なものにすることが可能となる。

本発明に係る既設タンクの改修方法によると、改修工事を小規模にすることが可能となる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る既設タンクの改修方法によって構築されるスロッシング減衰装置を示す断面図、（ｂ）は平面図である。 スロッシング減衰装置の拡大斜視図である。 （ａ）は平面架構の中心部を示す拡大斜視図、（ｂ）は中心部材の分解斜視図である。 スロッシング減衰装置の拡大分解斜視図である。 （ａ）は放射方向フレームの分解斜視図、（ｂ）は周方向フレームの分解斜視図である。 平面架構の外縁部を示す拡大断面図である。 支持部材を示す拡大斜視図である。 減衰体を示す分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る既設タンクの改修方法を説明するための模式図である。 （ａ）および（ｂ）は中心部材の組み立て方法を説明するための平面図である。 （ａ）および（ｂ）は平面架構の変形例を示す平面図である。 平面架構の他の変形例を示す平面図である。 （ａ）は減衰体および支持部材の変形例を示す断面図、（ｂ）は畳まれた状態の減衰体を示す断面図である。 （ａ）は図１３の（ａ）のア−ア線断面図、（ｂ）は図１３の（ａ）のイ−イ線断面図である。

本実施形態に係るスロッシング減衰装置は、図１の（ａ）に示すように、タンクＴに貯留された液体Ｌを覆う浮き屋根Ｒの下側に配置されるものであって、フロート構造体Ｆと、減衰体Ｄとを備えて構成されていて、液体Ｌの増減に伴って上下に移動する。

フロート構造体Ｆは、減衰体Ｄを保持するものであって、本実施形態では、液体Ｌからの浮力によって、液体Ｌの上層部に浮遊している。フロート構造体Ｆは、図１の（ｂ）に示すように、複数の棒状要素を組み合わせてなる平面架構１と、棒状要素に取り付けられた緩衝材２（図２参照）と、棒状要素から下方に向かって伸びる支持部材３（図２参照）と、平面架構１の外側に配置されたガイド部材４と、を備えて構成されている。なお、フロート構造体Ｆは、浮き屋根Ｒの下面に当接した状態で液体Ｌの上層部に浮遊するものでも差し支えないし、浮き屋根Ｒの下面から離れた状態で液体Ｌの上層部に浮遊するものでも差し支えない。

平面架構１は、中心部材１１を中心にして複数の棒状要素を組み合わせて構成した平面的な骨組構造体であり、その構面は、通常時においては、タンクＴの底面と略平行になっている（図１の（ｂ）参照）。複数の棒状要素には、平面架構１の中央部から外縁へ向かう方向（以下、「放射方向」という。）に沿って配置された複数の放射方向フレーム１２，１２，…と、中心部材１１の外周側において平面視多角形状を成すように配置された複数の第一の周方向フレーム１３，１３，…と、平面架構１の外縁において平面視多角形状を成すように配置された複数の第二の周方向フレーム１４，１４，…と、が含まれている。なお、以下の説明においては、第一の周方向フレーム１３を「内周フレーム１３」と称し、第二の周方向フレーム１４を「外周フレーム１４」と称することとする。

すなわち、平面架構１は、中心部材１１と、この中心部材１１を中心にして放射状に配置された複数の放射方向フレーム１２，１２，…と、この放射方向フレーム１２，１２，…を取り囲むように配置された複数の外周フレーム１４，１４，…と、この外周フレーム１４，１４，…の内周側において中心部材１１を取り囲むように配置された複数の内周フレーム１３，１３，…を備えて構成されている。

中心部材１１は、平面架構１の中央部に配置される部材であり、その周囲に位置する複数（本実施形態では八つ）の放射方向フレーム１２，１２，…を連結している。図２にも示すように、中心部材１１は、平面視多角形を呈しており、各辺の中央部に放射方向フレーム１２の端部が接合されている。図３の（ａ）に示すように、中心部材１１は、平面視多角形を呈する環状部１１ａと、環状部１１ａの外周側に突出する複数の接続部１１ｂ，１１ｂ，・・・とを備えて構成されている。環状部１１ａは、外側に開口する断面溝形を呈している。接続部１１ｂは、透孔を有する板状部材からなり、溶接により環状部１１ａの溝部に固着されている。なお、本実施形態では、中心部材１１の平面形状を、これに接続される放射方向フレーム１２の数と同数の辺を有する正多角形（本実施形態では正八角形）としたが、これに限定されることはなく、放射方向フレーム１２の数よりも多数あるいは少数の辺を有する多角形としてもよいし、円形としても差し支えない。

中心部材１１は、図３の（ｂ）に示すように、略Ｃ字状を呈する二つのリング構成材１１Ａ，１１Ａからなる。すなわち、中心部材１１は、分割可能に構成されている。ちなみに、二つのリング構成材１１Ａ，１１Ａの境界部分に位置する接続部１１ｂについては、一方のリング構成材１１Ａの端部に設けられたた板状部材と他方のリング構成材１１Ａの端部に設けられた板状部材とで構成される。なお、図示は省略するが、中心部材１１を三以上のリング構成材に分割可能に構成しても差し支えない。

放射方向フレーム１２は、図１の（ｂ）に示すように、中心部材１１の中心を通る直線に沿って配置される。放射方向に隣り合う放射方向フレーム１２，１２同士は、本実施形態では、中心部材１１または内周フレーム１３を介して互いに連結されている。なお、放射方向フレーム１２には、中心部材１１と内周フレーム１３との間に配置されるものと、内周フレーム１３と外周フレーム１４との間に配置されるものとがあるが、どちらも同様の構成を具備しているので、以下では、中心部材１１と内周フレーム１３との間に配置される放射方向フレーム１２について説明する。

中心部材１１に接続される複数の放射方向フレーム１２，１２，…は、周方向に等間隔に配置されている。すなわち、周方向に隣り合う放射方向フレーム１２，１２がなす角度は、総て同じになっている。

放射方向フレーム１２は、図４に示すように、内部に密閉された中空空間が形成されている本体部１２ａと、この本体部１２ａの端面に突設された継手部１２ｂと、本体部１２ａの周面に突設された第一取付部１２ｃとを備えて構成されている。

本体部１２ａは、図５の（ａ）に示すように、円筒状を呈する中空パイプ１２１と、この中空パイプ１２１の両端部を閉塞する閉塞板１２２，１２２とを備えて構成されている。すなわち、放射方向フレーム１２は、両端が閉塞された中空パイプ１２１を備えている。中空パイプ１２１は、アルミニウム合金製の押出形材からなり、閉塞板１２２は、全周溶接により中空パイプ１２１の端部に固着されている。

継手部１２ｂは、放射方向フレーム１２の長手方向に隣接する他の部材（図４に示す中心部材１１や内周フレーム１３など）に接続される部位である。継手部１２ｂは、透孔を有する板状部材からなり、溶接により閉塞板１２２に固着される。図４に示すように、中心部材１１と放射方向フレーム１２とを接合するには、中心部材１１の接続部１１ｂと放射方向フレーム１２の継手部１２ｂとを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

第一取付部１２ｃは、減衰体Ｄが接続される部位であり、本実施形態では、本体部１２ａの下面に突設されている。取付部１２ｃは、透孔を有する板状部材からなり、溶接により本体部１２ａの周面に固着されている。第一取付部１２ｃの位置や数に特に制限はないが、本実施形態では、本体部１２ａの両端部の各々に一つずつ配置されている。

なお、本実施形態では、円筒状の中空パイプ１２１（図５の（ａ）参照）を利用して形成した放射方向フレーム１２を例示したが、放射方向フレーム１２の形態を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、多角筒状の中空パイプを利用して放射方向フレーム１２を形成してもよいし、中実な円柱状または多角柱状を呈する形材を利用して放射方向フレーム１２を形成してもよく、さらには、断面Ｈ形や断面Ｉ形を呈する形材を利用して放射方向フレーム１２を形成しても差し支えない。

内周フレーム１３，１３，…は、図１の（ｂ）に示すように、互いに接合されて平面視多角形を呈する中間リング１ａを形成している。すなわち、周方向に隣り合う内周フレーム１３，１３（すなわち、多角形の隣接する二辺となる内周フレーム１３，１３）は、斜交した状態で接合され、多角形の角部を形成する。中間リング１ａは、中心部材１１に接続される放射方向フレーム１２，１２，…を取り囲むように形成される。中間リング１ａの平面形状は、中心部材１１に接続される放射方向フレーム１２の数と同数の辺を有する正多角形を呈している。すなわち、中間リング１ａの平面形状は、中心部材１１の平面形状と相似の関係にある。

内周フレーム１３は、図２にも示すように、一直線上に並ぶ放射方向フレーム１２，１２と直角に交差（十字状に交差）するように配置されている。図４に示すように、内周フレーム１３は、内部に密閉された中空空間が形成されている本体部１３ａと、この本体部１３ａの端面に突設された継手部１３ｂと、本体部１３ａの周面に突設された連結部１３ｃと、同じく本体部１３ａの周面に突設された第二取付部１３ｄと、を備えて構成されている。

本体部１３ａは、図５の（ｂ）に示すように、円筒状を呈する中空パイプ１３１と、この中空パイプ１３１の両端部を閉塞する閉塞板１３２，１３２とを備えて構成されている。すなわち、内周フレーム１３は、両端が閉塞された中空パイプ１３１を備えている。中空パイプ１３１は、アルミニウム合金製の押出形材からなり、閉塞板１３２は、全周溶接により中空パイプ１３１の端部に固着される。

継手部１３ｂは、隣接する他の内周フレーム１３に接続される部位である。継手部１３ｂは、透孔を有する板状部材からなり、溶接により閉塞板１３２に固着される。継手部１３ｂは、隣接する他の内周フレーム１３と斜交した状態で接合できるように屈曲している。なお、周方向に隣り合う内周フレーム１３，１３を接合するには、図４に示すように、一方の継手部１３ｂと他方の継手部１３ｂとを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

連結部１３ｃは、放射方向フレーム１２が接続される部位であり、本実施形態では、本体部１３ａの中央部の側面に突設されている。連結部１３ｃは、本実施形態では、透孔を有する板状部材からなり、溶接により本体部１３ａの周面に固着されている。連結部１３ｃには、中心部材１１に向かって突出するものと、その反対側に向かって突出するものとがあるが、二つの連結部１３ｃ，１３ｃは、一直線上に配置されている。なお、放射方向フレーム１２と内周フレーム１３とを接合するには、放射方向フレーム１２の継手部１２ｂと内周フレーム１３の連結部１３ｃとを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

第二取付部１３ｄは、支持部材３が接続される部位であり、本実施形態では、本体部１３ａの下面に突設されている。第二取付部１３ｄは、本実施形態では、透孔を有する板状部材からなり、溶接により本体部１３ａの周面に固着されている。なお、一対の第二取付部１３ｄ、１３ｄは、本体部１３ａの中心軸線を含む鉛直面内に配置されている。また、各第二取付部１３ｄは、連結部１３ｃ，１３ｃと継手部１３ｂの間に位置している。

なお、本実施形態では、円筒状の中空パイプ１３１（図５の（ｂ）参照）を利用して形成した内周フレーム１３を例示したが、内周フレーム１３の形態を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、多角筒状の中空パイプを利用して内周フレーム１３を形成してもよいし、中実な円柱状または多角柱状を呈する形材を利用して内周フレーム１３を形成してもよく、さらには、断面Ｈ形や断面Ｉ形を呈する形材を利用して内周フレーム１３を形成しても差し支えない。

外周フレーム１４，１４，…は、図１の（ｂ）に示すように、平面架構１の輪郭を形成するものであって、互いに接合されて平面視多角形を呈する外周リング１ｂを形成している。すなわち、周方向に隣り合う外周フレーム１４，１４（すなわち、多角形の隣接する二辺となる内周フレーム１４，１４）は、斜交した状態で接合され、多角形の角部を形成する。外周リング１ｂは、中間リング１ａの外周側に接続される放射方向フレーム１２，１２，…を取り囲むように配置される。外周リング１ｂの平面形状は、中間リング１ａの外周側に接続される放射方向フレーム１２の数の２倍の辺を有する正多角形を呈している。

外周フレーム１４には、放射方向フレーム１２が接続されるものと、放射方向フレーム１２が接続されないものとがある。放射方向フレーム１２が接続される外周フレーム１４は、放射方向フレーム１２と直角に交差（Ｔ字状に交差）するように配置されている。なお、二種類の外周フレーム１４は、どちらも同様の構成を具備しているので、以下では、放射方向フレーム１２が接続される外周フレーム１４について説明する。

外周フレーム１４は、図２に示すように、内部に密閉された中空空間が形成されている本体部１４ａと、この本体部１４ａの端面に突設された継手部１４ｂと、本体部１４ａの周面に突設された連結部１４ｃと、同じく本体部１４ａの周面に突設された第二取付部１４ｄと、同じく本体部１４ａの周面に突設された第三取付部１４ｅとを備えて構成されている。なお、本体部１４ａ、継手部１４ｂおよび第二取付部１４ｃの構成は、それぞれ前記した内周フレーム１３の本体部１３ａ、継手部１３ｂおよび第二取付部１３ｃと同様の構成であるので、その詳細な説明を省略する。

第三取付部１４ｅは、図６に示すように、ガイド部材４が接続される部位であり、本実施形態では、本体部１４ａの外周側の側面に突設されている。第三取付部１４ｅは、取付座１４１と、ボルト１４２と、抜け止材１４３とを備えて構成されている。取付座１４１は、箱状を呈しており、溶接により本体部１４ａの周面に固着されている。ボルト１４２の頭部は、取付座１４１の内部にあり、軸部は、取付座１４１の先端面に設けられた図示せぬ長孔から突出している。抜け止材１４３は、取付座１４１の内部に固着されており、ボルト１４２の頭部に当接して、ボルト１４２の脱落を防止する。

なお、本実施形態では、円筒状の中空パイプを利用して形成した外周フレーム１４を例示したが、外周フレーム１４の形態を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、多角筒状の中空パイプを利用して外周フレーム１４を形成してもよいし、中実な円柱状または多角柱状を呈する形材を利用して外周フレーム１４を形成してもよく、さらには、断面Ｈ形や断面Ｉ形を呈する形材を利用して外周フレーム１４を形成しても差し支えない。

なお、放射方向フレーム１２、内周フレーム１３および外周フレーム１４の総てを中実の形材で形成した場合には、フロート構造体の浮力を得るための別体のフロート（浮き）を配設する必要がある。また、複数の棒状要素（放射方向フレーム１２、内周フレーム１３および外周フレーム１４）の一部を中空状とし、残りを中実とする場合には、フロート構造体の全体を浮遊させるのに必要な浮力が得られるように、中空状の棒状要素（すなわち、密閉された中空空間を有する棒状要素）の本数および各中空空間の体積を設定する必要があり、さらには、フロート構造体の全体がバランスよく液面に浮かぶように（すなわち、フロート構造体の一部ないし全部が液体内に沈まないように）、中空状の棒状要素をバランスよく配置する必要がある。例えば、総ての放射状フレーム１２を中空状とするか、あるいは、内周フレーム１３および外周フレーム１４を中空状とするとバランスがよい。

図２に示す緩衝材２は、浮き屋根Ｒ（図１の（ａ）参照）との接触による平面架構１の損傷を防止するものであって、棒状要素である放射方向フレーム１２、内周フレーム１３および外周フレーム１４に環装されている。すなわち、緩衝材２は、地震により液面が揺れた際に、金属性の各フレーム材１２，１３，１４と金属性の浮き屋根Ｒとが直接衝突することを防ぐものであり、直接的な衝突による損傷を防ぐ等の目的で取り付けられている。図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、緩衝材２は、前記した棒状要素の外径と略等しい内径を備えるリング状に成形されていて、前記した棒状要素に外嵌される。すなわち、本実施形態では、棒状要素に外嵌できるように、緩衝材２の内周形状が棒状要素の外周形状と略等しくなっている。

緩衝材２の位置や数などに特に制限はないが、本実施形態では、一つの棒状要素につき四つの緩衝材２が環装されている。四つの緩衝材２，２，…は、等間隔に配置される（図４参照）。緩衝材２の材質は、棒状要素を構成する材料（本実施形態ではアルミニウム合金）や浮き屋根Ｒ（図１の（ａ）参照）を構成する材料よりも軟質で、かつ、貯留される液体によって腐食・劣化しないようなものであれば、特に制限はないが、例えば、液体が石油や重油である場合には、耐油性に優れたゴムや合成樹脂などを使用するとよい。耐油性のゴムには、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴムなどがある。また、例えば、液体が化学溶液である場合には、耐薬品性に優れたゴムや合成樹脂などを使用するとよい。

なお、本実施形態では、外周形状が円形である棒状要素に対応して、内周形状が円形である緩衝材２を例示したが、緩衝材２の形態を限定する趣旨ではない。例えば、図示は省略するが、棒状要素の外周形状が多角形である場合には、緩衝材の内周形状を多角形にしてもよい。また、棒状要素が円形や多角形以外の形状である場合には、緩衝材の内周形状を棒状要素に適合する形状とすればよい。また、本実施形態では、リング状を呈する緩衝材２を例示したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、Ｃ字状を呈する緩衝材であっても差し支えない。この場合にあっても、棒状要素の外周形状が円形で無い場合にあっては、それに合わせた形状とすればよい。

図２に示す支持部材３は、減衰体Ｄの下端部を支持するものであり、本実施形態では、棒状要素である内周フレーム１３と外周フレーム１４とに取り付けられている。支持部材３は、Ｖ字状に配置された一対の斜材３１，３１と、この斜材３１，３１の先端部同士を連結する繋ぎ材３２とを備えて構成されていて、棒状要素とともにトラス構造を形成している。なお、内周フレーム１３に取り付けられる支持部材３は、放射方向に隣り合う二つの減衰体Ｄを支持し、外周フレーム１４に取り付けられる支持部材３は、内周フレーム１３と外周フレーム１４との間にある一つの減衰体Ｄを支持するが、基本的な構成に差異はないので、以下では、内周フレーム１３に取り付けられる支持部材３について詳細な説明を行うこととする。

斜材３１は、図７に示すように、接続される内周フレーム１３を含む鉛直面に沿って配置されていて、かつ、内周フレーム１３から斜め下方に向かって張り出している。斜材３１は、両端に透孔を有する断面Ｌ字状の形材からなり、その上端部が内周フレーム１３に接続され、下端部が繋ぎ材３２に接続される。なお、内周フレーム１３と斜材３１とを接合するには、内周フレーム１３の第二取付部１３ｄと斜材３１の上端部とを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

繋ぎ材３２は、放射方向フレーム１２と内周フレーム１３との接合部分の直下に配置されていて、本実施形態においては、減衰体Ｄの下端部と同じ高さに位置している。繋ぎ材３２は、斜材３１の下端部が接続される一対の第一接続部３２ａ，３２ａと、この第一接続部３２ａから減衰体Ｄ，Ｄに向かって張り出す一対の第二接続部３２ｂ，３２ｂと、を備えて構成されている。第二接続部３２ｂ，３２ｂは、断面Ｌ字形の形材からなり、それぞれ減衰体Ｄに接続される。すなわち、放射方向に隣り合う減衰体Ｄ，Ｄが第二接続部３２ｂによって連結される。第一接続部３２ａは、第二接続部３２ｂとなる形材に溶接により固着された板状部材からなる。なお、斜材３１と繋ぎ材３２とを接合するには、斜材３１の下端部と繋ぎ材３２の第一接続部３２ａとを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

なお、本実施形態では、支持部材３で減衰体Ｄの下端部を支持する場合を例示したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、減衰体Ｄの高さ方向の中間部を支持するものであっても差し支えない。

図１の（ｂ）に示すガイド部材４は、タンクＴの内周面への接触による平面架構１の損傷やタンクＴの内周面の損傷を防止するものであり、タンクＴの内周面に対峙するように設置されている。ガイド部材４は、平面視多角形を呈する外周リング１ｂの角部（本実施形態では、周方向に隣り合う外周フレーム１４，１４の接合部分）に配置されている。図６を参照してより詳細に説明すると、ガイド部材４は、サンドイッチパネル４１と、このサンドイッチパネル４１の左右に取り付けられたブラケット４２，４２とを備えて構成されていて、周方向に隣り合う外周フレーム１４，１４の一方の第三取付部１４ｅと他方の第三取付部１４ｅとに架設されている。

サンドイッチパネル４１は、ハニカム状コア材または筒状体の集合体よりなるコア材４１ａと、この集合体を取り囲むように配置されたパネル枠４１ｂと、これらを挟み込むように対向して配置された一対の面板４１ｃ，４１ｃとを備えて構成されている。コア材４１ａと面板４１ｃ、４１ｃとはろう付けあるいは接着されている。

ブラケット４２は、断面Ｌ字形を呈する形材からなり、溶接によりパネル枠４１ｂに固着されている。

ガイド部材４を平面架構１に取り付けるには、ブラケット４２に設けられた透孔に外周フレーム１４の第三取付部１４ｅのボルト１４２を挿通させ、ナットで締結すればよい。

図２に示す減衰体Ｄは、液体Ｌ（図１の（ａ）参照）の流速を減衰させるものであって、本実施形態では、棒状要素である放射方向フレーム１２を含む鉛直面に沿って配置されている。減衰体Ｄは、放射方向フレーム１２に吊設されるとともに、少なくとも一方の側部が支持部材３によって支持されている。

なお、複数の放射方向フレーム１２の総てに減衰体Ｄを吊設する必要はなく、一部の放射方向フレーム１２に減衰体Ｄを吊設してもよい。また、本実施形態では、放射方向フレーム１２に減衰体Ｄを吊設した場合を例示するが、減衰体Ｄの取付位置を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、放射方向フレーム１２に代えてあるいは加えて、内周フレーム１３や外周フレーム１４に減衰体Ｄを吊設しても差し支えない。

放射方向に隣り合う減衰体Ｄ，Ｄは、支持部材３の繋ぎ材３２で連結されている。なお、図示は省略するが、周方向に隣り合う減衰体Ｄ，Ｄの下端部同士または高さ方向の中間部同士を形材や線材などで連結してもよい。

減衰体Ｄは、図４に示すように、上下方向に連設された複数（本実施形態では二つ）の網ユニット５，５と、この網ユニット５，５を連結する吊材６，６とを備えて構成されている。

網ユニット５は、図８に示すように、正面視長方形を呈する網状部材５１と、この網状部材５１を保持する矩形状の枠組５２と、網状部材５１を枠組５２に押し付ける固定板５３と、を備えて構成されている。

網状部材５１は、金網や孔あき板など多数の孔（開口）を有する面状の部材からなり、リベットにより枠組５２に固着されている。

枠組５２は、網状部材５１の外周縁に沿って配置されるものであり、縦枠材５２ａ，５２ａと横枠材５２ｂ，５２ｂとを備えて構成されている。縦枠材５２ａおよび横枠材５２ｂは、それぞれ角パイプからなり、溶接により互いに接合されている。

固定板５３は、略三角形を呈する板状部材からなり、本実施形態では、網状部材５１の四隅の各々に配置されていて、ボルト・ナットにより枠組５２に固着されている。

吊材６は、上下方向に隣り合う網ユニット５，５を連結するものであり、本実施形態では、網ユニット５，５の側端面に沿って配置されている。吊材６は、本実施形態では、断面Ｌ字形の形材からなり、ボルト・ナットにより枠組５２の縦枠５２ａに固着される。図４に示すように、吊材６の上端部は、最上段の網ユニット５の上端部まで延出していて、放射方向フレーム１２に接続される。放射方向フレーム１２と吊材６とを接合するには、放射方向フレーム１２の第一取付部１２ｃと吊材６の上端部とを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。また、吊材６の下端部は、最下段の網ユニット５の下端部まで延出していて、支持部材３に接続される。支持部材３と吊材６とを接合するには、支持部材３の第二接続部３２ｂと吊材６の下端部とを重ね合わせたうえで、これらに設けられた透孔にボルトを挿通し、ナットで締結すればよい。

次に、図９を参照して、スロッシング減衰装置を用いた既設タンクＴの改修方法を説明しつつ、スロッシング減衰装置の構築方法を説明する。

本実施形態に係る改修方法は、浮き屋根Ｒを備える既設のタンクＴの内部に、スロッシング減衰装置を構築することで、タンクＴの耐震性を向上させるものであり、浮き屋根降下工程と、資材搬入工程と、組立工程とを含むものである。

浮き屋根降下工程は、図９の（ａ）に示すように、タンクＴに貯留された液体を排出して浮き屋根Ｒを下降させ、浮き屋根ＲとタンクＴの底面との間に作業空間Ｋを確保する工程である。

資材搬入工程は、図９の（ｂ）に示すように、タンクＴに設けられた図示せぬ点検口から作業空間Ｋの内部にスロッシング減衰装置を構成する部材を小分けにして搬入する工程である。すなわち、資材搬入工程は、図２に示す複数の棒状要素（放射方向フレーム１２、内周フレーム１３、外周フレーム１４）、支持部材３、減衰体Ｄなどを搬入する工程である。なお、緩衝材２は、工場等において予め棒状要素に環装しておくとよい。

組立工程は、作業空間Ｋの内部で複数の棒状要素を組み合わせてタンクＴの底面と略平行な平面架構１を構築するとともに、棒状要素に減衰体Ｄを取り付けるなどして、浮き屋根Ｒの下側にスロッシング減衰装置を構築する工程である。

このような手順で既設タンクを改修すれば、浮き屋根Ｒを撤去せずとも、浮き屋根Ｒの下側にスロッシング減衰装置を構築することができるので、改修工事を小規模なものにすることが可能となる。

ここで、前記した組立工程（すなわち、スロッシング減衰装置の構築方法）を詳細に説明する。

作業空間Ｋに複数の棒状要素（放射方向フレーム１２、内周フレーム１３、外周フレーム１４）を搬入したら、これらをボルト・ナットにより互いに接合して、図１の（ｂ）に示すような平面架構１を組み立てる。棒状要素同士を接合する際には、図２に示すように、第一取付部１２ｃや第二取付部１３ｄ，１４ｄなどを下にする必要があるので、棒状要素に支持部材３や吊材６を取り付けて仮の支柱とし、棒状要素を宙に浮かせた状態にするとよい（図９の（ｃ）参照）。なお、浮き屋根Ｒの中心部に支柱Ｒ１がある場合には、図１０の（ａ）に示すように、中心部材１１をリング構成材１１Ａ，１１Ａに分割した状態で搬入し、その後、図１０の（ｂ）に示すように、支柱Ｒ１をリング構成材１１Ａ，１１Ａで抱囲しつつこれらを互いに接合するとよい。このようにすると、支柱Ｒ１を持ち上げなくとも、リング状の中心部材１１を支柱Ｒ１に環装することができるので、改修工事を小規模なものにすることが可能になる。

その後、ガイド部材４を平面架構１に取り付けるとともに（図１の（ｂ）参照）、網ユニット５を吊材６に取り付けると（図２参照）、スロッシング減衰装置の構築が完了する。

以上説明した本実施形態に係るスロッシング減衰装置によれば、図２などに示したように、緩衝材２をリング状にして棒状要素に環装したので、緩衝材２が棒状要素から脱落する可能性が極めて小さくなり、ひいては、浮き屋根Ｒとの接触による平面架構１の損傷を長期間に亘って防止することが可能となる。特に、緩衝材２を完全なリング状としているので、引きちぎる等しない限り棒状要素から脱落することがない。また、接着剤やボルトなどを使用せずとも、棒状要素にしっかりと緩衝材２を固定することが可能となるので、部品点数と組付工数とを削減することが可能となり、ひいては、スロッシング減衰装置の製作コストを削減することが可能となる。

加えて、本実施形態に係るスロッシング減衰装置によれば、以下のような有用な効果を奏する。
平面架構１を複数の棒状要素に分解することが可能となるので、搬入経路が狭小な場合であっても、容易に搬入することが可能となる。

中心部材１１を介して複数の放射方向フレーム１２，１２，…を連結することで、平面架構１の中心部における剛性・強度を向上させたので、液体Ｌの流動抵抗によって発生する平面架構１の変形や歪みを防止することが可能となる。

複数の内周フレーム１３，１３，…からなる内周リング１ａと複数の外周フレーム１４，１４，…からなる外周リング１ｂとで複数の放射方向フレーム１２，１２，…を連結したので、減衰体Ｄに大きな液圧が作用したとしても、放射方向フレーム１２，１２，…の周方向の間隔を一定に保持することが可能となる。

放射方向フレーム１２、内周フレーム１３および外周フレーム１４を両端が閉塞されたアルミニウム合金製の中空パイプで構成したので、平面架構１が軽量になり、加えて、放射方向フレーム１２、内周フレーム１３および外周フレーム１４が「浮き」として機能することになるので、スロッシング減衰装置に浮力を与える部材を省略あるいは削減することが可能となる。

フロート構造体Ｆに支持部材３が備わっているので、減衰体Ｄをしっかりと保持することが可能となり、その結果、減衰体Ｄに作用する流動抵抗が大きい場合であっても、流体の流速を確実に減衰させることが可能となる。特に、本実施形態においては、支持部材３が、Ｖ字状に配置された一対の斜材３１，３１を備えて構成されていて、棒状要素（内周フレーム１３）とともにトラス構造を形成しているので、減衰体Ｄをより一層しっかりと保持することが可能となる。

放射方向に沿って配置された複数の放射方向フレーム１２，１２，…の各々に減衰体Ｄを配置したので、振動方向が変わっても、スロッシングを減衰させることが可能となる。

図１の（ｂ）に示したように、平面架構１の外側にガイド部材４を配置したので、タンクＴの内周面への接触による平面架構１の損傷を防止することが可能となる。しかも、ハニカム状コア材または筒状体の集合体よりなるコア材４１ａの集合体を内包するサンドイッチパネル４１を利用しているので、フロート構造体Ｆの重量の増加を最小限に抑えることが可能となる。

なお、前記したスロッシング減衰装置の構成は、適宜変更しても差し支えない。
例えば、図１の（ｂ）に示す平面架構１においては、内周リング１ａの角部（すなわち、内周フレーム１３，１３の接合部）および外周リング１ｂの角部（すなわち、外周フレーム１４，１４の接合部）を、周方向に隣り合う放射方向フレーム１２，１２の間に位置させていたが、図１１の（ａ）に示す平面架構１０１のように、内周リング１０１ａの角部および外周リング１０１ｂの角部の位置を、放射方向フレーム１２と一致させてもよい。このようにすると、平面架構１０１に、棒状要素を平面視三角形状に組み合わせてなるトラス構造が形成されることになるので、トラス構造のない平面架構１（図１の（ｂ）参照）に比べて剛性・強度が向上し、平面架構１０１に変形や撓みが生じ難くなる。

なお、図１１の（ａ）の平面架構１０１も、中心部材１１と、この中心部材１１を中心にして放射状に配置された複数の放射方向フレーム１２，１２，…と、この放射方向フレーム１２，１２，…を取り囲むように配置された複数の外周フレーム１４，１４，…と、この外周フレーム１４，１４，…の内周側において中心部材１１を取り囲むように配置された複数の内周フレーム１３，１３，…を備えて構成されているが、中心部材１１と外周フレーム１４との間に亘る一本の放射方向フレーム１２が配置されている点と、周方向に隣り合う内周フレーム１３，１３が放射方向フレーム１２を介して連結されている点が前記した平面架構１（図１の（ｂ）参照）と相違する。

また、図１の（ｂ）に示す平面架構１においては、中心部材１１に接続される放射方向フレーム１２の数を中心部材１１の辺の数と同数としたが、これに限定されることはなく、例えば、図１１の（ｂ）に示す平面架構２０１のように、中心部材１１に接続される放射方向フレーム１２の数を中心部材１１の辺の数よりも多くしてもよい。図１１の（ｂ）においては、平面架構２０１では、中心部材１１に接続される放射方向フレーム１２の数を中心部材１１の辺の数の２倍としている。なお、平面架構２０１では、平面視多角形を呈する中心部材１１の辺の中央部と角部とに放射方向フレーム１２を接続している。

また、図１の（ａ）に示す平面架構１および図１１の（ａ）に示す平面架構１０１においては、内周リング１ａ，１０１ａの一辺を、一本の内周フレーム１３で構成したが、図１１の（ｂ）に示す平面架構２０１では、複数（図示のものは二本）の内周フレーム１３で内周リング２０１ａの一辺を構成している。

また、図１の（ａ）に示す平面架構１においては、内周リング１ａが一つである場合を例示したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、内周リング１ａを省略してもよいし、あるいは、図１２に示す平面架構３０１のように、二以上の内周リング３０１ａを配置しても差し支えない。

なお、液面と浮き屋根Ｒとの間に空間が形成されると、液体Ｌが気化して前記した空間に充満することになるので、液体Ｌが引火性である場合などにおいては、浮き屋根Ｒを常に液面に密着させておく必要があるが、減衰体Ｄを棒状要素に吊設する場合には、減衰体Ｄの下端がタンクＴの底面に当接した段階で、浮き屋根Ｒおよびスロッシング減衰装置の下方向への移動が規制され、これ以上液体Ｌを減少させると、液面と浮き屋根Ｒとの間に空間が形成されてしまうので、タンクＴの底部に貯まった液体Ｌを活用できない場合がある。このような場合には、図１３に示す減衰体Ｄ’のように、高さ寸法を調節可能にしておけば、より下方までスロッシング減衰装置を降下させることができるので、タンクＴの底部に貯留された液体を有効に活用することが可能となる。

減衰体Ｄ’は、図１３の（ａ）に示すように、上側網ユニット１０５と下側網ユニット２０５とを備えて構成されていて、棒状要素である放射方向フレーム１２に吊設されている。

上側網ユニット１０５は、図１４の（ａ）に示すように、正面視長方形を呈する網状部材５１（図８参照）と、この網状部材５１を保持する一対のガイド枠材５４，５４と、網状部材５１をガイド枠材５４に押し付ける固定板５５と、を備えて構成されている。

ガイド枠材５４は、他方のガイド枠材５４と対向する面が開口したガイド溝５４ａを有するものであり、本実施形態では、断面リップ溝形の形材を利用して構成されている。なお、図１３の（ａ）に示すように、ガイド枠材５４の上端面には、放射方向フレーム１２に接続される接続部５４ｂが突設されている。

固定板５５は、図１４の（ａ）に示すように、ガイド枠材５４の正面に沿って配置されていて、リベット等によりガイド枠材５４に固着されている。

下側網ユニット２０５は、図１４の（ｂ）に示すように、正面視長方形を呈する網状部材５１と、この網状部材５１を保持する左右一対のスライド枠材５６，５６と、このスライド枠材５６，５６の下端部同士を連結する下枠材５７とを備えて構成されている。

スライド枠材５６は、ガイド枠材５４のガイド溝５４ａの内部を上下方向（図１４の（ｂ）では紙面垂直方向）にスライド可能なスライド部５６ａと、このスライド部５６ａの他方のスライド枠材５６と対向する面に突設された一対の挟持部５６ｂ，５６ｂとを備えて構成されている。挟持部５６ｂは、網状部材５１を挟持するものであり、本実施形態では、断面Ｌ字形の形材からなり、リベット等によりスライド部５６ａに固着されている。

なお、図１３の（ａ）および（ｂ）に示すように、減衰体Ｄ’の下端部も、Ｖ字状に配置された一対の斜材３３，３３を具備する支持部材１０３によって支持されているが、斜材３３は、屈曲可能な線状部材にて構成されている。なお、屈曲可能な線状部材には、例えば、鋼、炭素繊維、合成樹脂などからなる単線、より線（ストランド）、ロープ、鎖などが含まれる。

そして、スロッシング減衰装置が下降して減衰体Ｄ’の下端（すなわち、下側網ユニット２０５の下端面）がタンクＴの底面に当接すると、上側網ユニット１０５のガイド溝５４ａ（図１４の（ａ）参照）に下側網ユニット２０５のスライド部５６ａ（図１４の（ｂ）参照）が入り込み、最終的には、図１３の（ｂ）に示すように、上側網ユニット１０５の内部に下側網ユニット２０５が収容されるので、平面架構１をタンクＴの底面に近づけることが可能となり、ひいては、タンクＴの底部に貯留された液体を有効に活用することが可能となる。なお、斜材３３は、屈曲可能な線状部材で構成されているので、下側網ユニット２０５の上側網ユニット１０５への入り込みを阻害することはない。

液面の上昇に伴ってスロッシング減衰装置が上昇する際には、下側網ユニット２０５がその自重によって上側網ユニット１０５から抜け出し、自動的に図１３の（ａ）の状態に復元する。

なお、本実施形態では、複数の網ユニット（本実施形態では上側網ユニット１０５と下側網ユニット２０５）を上下方向にスライド可能に連設することで、高さ寸法を調節可能な減衰体Ｄ’を形成したが、高さ寸法を調節可能な減衰体の形態を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、例えば、複数の網ユニットを折り畳み可能に連設することでも、高さ寸法を調節可能な減衰体を形成することができる。

Ｆ フロート構造体
Ｄ 減衰体
１ 平面架構
１１ 中心部材
１２ 放射方向フレーム
１２ａ 中空パイプ
１３ 内周フレーム（周方向フレーム）
１３ａ 中空パイプ
１４ 外周フレーム（周方向フレーム）
１４ａ 中空パイプ
２ 緩衝材
３ 支持部材
３１，３３ 斜材
４ ガイド部材
４１ サンドイッチパネル
４１ａ 筒状コア
Ｔ タンク
Ｒ 浮き屋根

Claims (3)

1. 浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、
   前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する浮き屋根降下工程と、
   前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、
   前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素に前記減衰体を取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備することを特徴とする既設タンクの改修方法。
2. 浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、
   前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する浮き屋根降下工程と、
   前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数のリング構成材と複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、
   前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素に前記減衰体を取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備することを特徴とする既設タンクの改修方法。
   前記組立工程では、前記浮き屋根の中心部に設けられた支柱を前記複数のリング構成材で抱囲しつつ前記リング構成材同士を接合することで中心部材を形成し、前記支柱を中心にして放射状に配置した複数の前記棒状要素を前記中心部材に接合し、前記中心部材に接合された前記棒状要素に前記減衰体を取り付ける、ことを特徴とする既設タンクの改修方法。
3. 浮き屋根を備える既設タンクの内部に、スロッシングを減衰させるスロッシング減衰装置を構築することで、既設タンクの耐震性を向上させる既設タンクの改修方法であって、
   前記既設タンクに貯留された液体を排出して前記浮き屋根を下降させ、前記既設タンクの底面と前記浮き屋根との間に作業空間を確保する浮き屋根降下工程と、
   前記既設タンクに設けられた点検口から前記作業空間の内部に複数の棒状要素と前記流体の流速を減衰させる減衰体とを搬入する資材搬入工程と、
   前記作業空間の内部で前記複数の棒状要素を組み合わせて前記既設タンクの底面と略平行な平面架構を構築するとともに、前記棒状要素の下側に一対の斜材をＶ字状に配置して支持部材を構築し、前記減衰体の上端部を前記棒状要素に取り付け、前記減衰体の下端部を前記支持部材に取り付けることで、前記浮き屋根の下側にスロッシング減衰装置を構築する組立工程と、を具備することを特徴とする既設タンクの改修方法。

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