JPH02242778A - 液面揺動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円筒縦型液体貯槽のスロッシング防止に関す
る。

（従来の技術〕 従来の装置は、特開昭６３−２２３８５号公報に記載の
ように１円筒縦型液体貯槽内部に、中空の円錐台形内胴
を設け、又、その内胴下部に複数個の液体連通口を設け
たものであった。

（発明が解決しようとする課題フ スロッシング現象は、液体貯槽内の液体が、地震による
外力を受け、地震の変位波の卓越周期と液体のスロッシ
ング固有周期が共振した時に、液面が激しく揺動するこ
とである。液体貯槽が円筒縦型の場合、スロッシング固
有周期Ｔと、液体の表面の直径りと、液体の表面までの
高さと波高との和Ｈの間には以下の式で表されるような
関係がある。

Ｔ１８ＣＤ／Ｈ 上記従来技術において１円錐台形内胴のスロッシング防
止に及ぼす効果は、地震動との共振によりスロッシング
が生じたとき１円錐台形内胴の内側の液体は、波高が高
くなるほど円錐台形内胴内側の直径が小さくなり、従っ
て、上式よりスロッシング固有周期Ｔが小さくなり、共
振周期からはずれることができるいうことであったが、
円錐台形内胴の母線の傾きが鉛直に近いと、前記効果は
期待できない、−例として、円錐台形内胴の底部の直径
が４０ｍ、液位２０ｍの円筒縦型貯槽がスロッシングに
より液位２５ｍまで波高が上がった時の円錐台形内胴内
部の液体のスロッシング固有周期の変化と、円錐台形内
胴の母線の傾きの関係について述べる。液位が２０ｍか
ら液位２５ｍへと変化すると１円錐台形内胴の母線が水
平となす角が順次、７６’　、７３°、６３°、５８”
の時。

スロッシング固有周期は順次、５．８秒から５．５秒、
５．２秒から４．８秒、４．７秒から４．１秒。

４．１秒から３．１秒になる。このように、液位がスロ
ッシングにより数ｍ上昇したような場合でも。

スロッシング固有周期を１秒以上ずらすためには、円錐
台形内胴の母線の傾きをかなり緩やかにせねばらなず、
円筒縦型貯槽の直径や高さに制約がある場合、従来例の
ような構造によるスロッシング防止効果はあまり期待で
きない、また、地震動の卓越周期の卓越の程度が緩やか
であったり、帯域状になっていると結局、液面の°揺動
を許容してしまうことになる。

又、上記円錐台形内胴の下方に設けられた連通口につい
て、貯槽内の液体の下方の固有周期は。

液面付近の液面揺動の固有周期よりも長いため。

連通口を円錐台形内胴の内部と外部の液体が液面揺動と
比べゆっくりと通過し、液面揺動の各位相に対応した減
衰効果が期待できない。

また、円筒縦型液体貯槽の円周方向に液体が動く旅回モ
ードが生じた場合の液面揺動を抑制する効果がない。

また、円錐台形内胴の外側の液体については、スロッシ
ングを起こし、液位が上昇すると、液体表面の径は大き
くなるので、スロッシング固有周期にさほどの変化はな
く、液面の揺動を抑制しにくい。

本発明の目的は１円筒縦型液体貯槽において、どんな液
位に対しても、液体のスロッシングや旅回運動による液
面の乱れを抑制する液面揺動防止装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、円筒縦型液体貯槽の内部に
、液面付近に少なくともスロッシングが問題となる液面
高さの変動範囲において常に複数の穴が位置する穴配分
となる中空の円筒形内胴を貯槽側胴と同心円状、かつ、
円筒形内胴の頂部が液面より上へでるように設けること
により、どんな液位に対しても円筒形内胴の内側と外側
の液体の流路を確保したものである。

さらに、前記円筒縦型液体貯槽の内部に、貯槽内壁より
貯槽内方へ垂直に伸び、円筒型内胴をその母線に沿って
支持する支持板を液体貯槽内壁の周方向に複数個設ける
ことにより、貯槽内液体の旅回モードの動きを抑制する
ものである。

〔作用〕

円筒縦型液体貯槽内部に、中空の円筒形内胴を貯槽側胴
と同心円状に、また円筒形内胴の頂部が液面より上へで
るように取りつけると１円筒形内胴が、貯槽の径を分割
するため、円筒形内胴の直径を適切に設定することによ
り、円筒形内胴の内側の液体と外側の液体は異なったス
ロッシング固有周期を持つことになる１円筒縦型液体貯
槽の内部に、上記円筒形内胴が無い場合のスロッシング
固有周期が、地震の卓越周期と共振する場合は、円筒形
内胴を設けると、円筒形内胴の内側の液体と、外側の液
体は、その表面の径が小さくなるので、円筒形内胴が無
い場合に比ベスロツシング固有周期が短くなり、共振周
期からずらすことができ、液面の揺動を抑制することが
できる。

円筒形内胴に複数個設けられた穴は、少なくとも、スロ
ッシングが問題となるような液位の変動範囲において常
に液面付近に存在し、円筒形内胴の内側の液体と外側の
液体の流路となり、液面付近の液体の連通を可能にし円
筒形内胴の内側の液体と外側の液体のスロッシング固有
周期を干渉させ、そのスロッシング固有周期を乱すこと
によって、地震と共振現象をおこしたとき、共振を避け
、液面揺動を防止することができる。

また、平常時は前記穴を流路として、円筒形内胴の内側
の液体と外側の液体の液位を一定に保つことができる。

また、前記穴を流体が通過する時生じる流体摩擦により
、液体の振動を低減できる。

さらに、円筒形内胴の支持方法として、貯槽内壁より貯
槽内方へ垂直に伸び、前記円筒型内胴の母線に沿って支
持する支持板を貯槽内壁の周方向に複数個設けることに
より、この支持板が１円筒縦型液体貯槽の鉛直中心線か
ら放射状に配置されるので、液体の円周方向の旅回モー
ドを抑え、液面の乱れを抑制できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、円筒縦型液体貯槽の斜面図を示す。

第２図は第１図の水平断面図を示す、底１と側胴２から
なる円筒縦型液体貯槽内部に、貯槽側ＪＩＭ２と同心円
状に中空の円筒形内胴３が、頂部が液面４より上へでる
ように設けられている６円筒形内胴３の側面には複数個
の穴５が設けられている穴５は、スロッシングが問題と
なるような液位の変動範囲内で常に液面４付近に存在す
るように設けられる。穴５は、図のように縦長のスリッ
ト型のものでも良い０円筒形内胴３が円筒縦型液体貯槽
の液面４の径を分割するため１円筒形内胴の内側６の液
体と外側７の液体は、円筒形内胴３の直径を適切に設定
することにより、異なったスロッシング固有周期を持つ
ことになる１円筒形内胴３の側面に設けられた穴５を流
路とし１円筒形内胴３の内側６の液体と外側７の液体が
相互に通過することができ、液面４付近のお互いのスロ
ッシング固有周期が干渉し、スロッシング固有周期を乱
し、地震による振動と共振した時に、共振現象を回避し
、液面の揺動を防止することができる。また、液体が穴
５を通過する時の流体摩擦による減衰効果も期待できる
。

第３図は他の実施例の円筒縦型貯槽の斜面図を示す、第
４図は第３図の上面図を示す。底１と側胴２よりなる円
筒縦型液体貯槽内部に、貯槽側胴２と同心円状に中空の
円筒形内胴３が、その頂部が液面４より上にでるように
設けられている１円筒形内胴３の側面には複数個の縦方
向貫通型スリット８が、設けられている０円筒形内胴３
が円筒縦型液体″貯槽の液面４の径を分割するため、円
筒形内胴３の内側６の液体と外側７の液体は１円筒形内
胴３の直径を適切に設定することにより、異なったスロ
ッシング固有周期を持つことになる。

この貫通型スリット８を流路とし、円筒形内胴の内側６
の液体と外側７の液体が相互に通過することができ、液
面４付近のお互いのスロッシング固有周期が干渉し、ス
ロッシング固有周期を乱し、地震による振動と共振した
時に、共振周期を避け、液面４の揺動を防止することが
できる。また、液体がスリットを通過する時の流体摩擦
による減衰効果も期待できる。

第５図は、他の実施例の斜面図を示す、第６図は第４図
の上面図を示す、底１と側胴２よりなる円筒縦型液体貯
槽内部に、中空の円筒形内ＪＩ１１３が貯槽側胴２と同
心円状に、また、その頂部が液面４より上へでるように
設けられている０円筒形内′胴３の側面には、複数個の
穴９が設けられている。

円筒形内胴３はその母線上を側ｍ２の内壁より、貯槽内
方へ垂直に伸びる支持板１０により垂直に支持され、支
持板１０は貯槽内壁周方向に複数個配置される６円筒形
内胴３は円筒縦型液体貯槽の液面４の径を分割するので
１円筒形内ＩＭ６の液体と外側７の液体は、円筒形内胴
３の直径を適切に設定することにより、異なったスロッ
シング固有周期を持つことになる。

本実施例によれば、円筒形内胴３の側面に複数個設けら
れた穴９を流路とし、円筒形内胴３の内側６と外側７の
液体は相互に通過することができ、お互いのスロッシン
グ固有周期が干渉し、地震による振動と共振した場合、
固有周期を避け、液面の揺動を防止することができる０
円筒形内胴３の底は、液体貯槽の底１に溶接されるだけ
でなく。

貯槽側Ｊ］Ｍ２の内壁より垂直に貯槽内方へ伸びる支持
板１０により支持されるので、円筒形内胴３の水平方向
のふれを防止できる。また、貯槽の底が平坦でなかった
り、障害物がある等の理由で、円筒形内胴３の底が溶接
不可能な場合、又は、液面の変動範囲が限られていてそ
の範囲のみに内円筒を配置するような場合に支持板１０
を用いることにより、円筒形内胴３を貯槽底より浮かせ
た状態で支持することが可能である。支持板１０は円筒
縦型液体貯槽の鉛直中心線から放射状に配置されるので
、液体の円周方向の旅回モードが生じた時に、液体の動
きを抑制し、液面の乱れを防止する効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、円筒縦型液体貯槽の内部に穴を有する
円筒形内胴を設けることにより１円筒形内胴の内側と外
側の異なるスロッシング固有周期を持つ液体を干渉させ
、スロッシング固有周期を乱し、液面揺動を抑制する効
果がある。

穴の形状は縦長型でも良いし、内円筒を貫通するスリッ
トのようなものでも良い。

また、液体が穴を通過する際の流体摩擦による減衰作用
がはたらき、液面揺動を防止する効果が期待できる。

また、貯槽内壁より貯槽内方へ垂直に伸びる、支持板を
設けることにより、貯槽内液体の内周方向の旅回モード
を抑制し、液面揺動を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜面図、第２図は第１図の
水平断面図、第３図は他の実施例の斜面図、第４図は第
３図の上面図、第５図は他の実施例を示す図、第６図は
第５図の上面図である。 １・・・貯槽底面、２・・・貯槽側胴、３・・・円筒形
内胴、４・・・液面、５・・・穴、６・・・円筒形内胴
内部、７・・・円筒形内胴外部、８・・・スリット、９
・・・穴、１０・・・支不　ｌ　図 罵　３　図 ￥、　２　図 罵　４　図 ３　スリット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒縦型液体貯槽において、貯槽内部に少なくとも
   液面高さの変動範囲内において、液面付近に常に複数の
   穴が位置する穴配分となる中空の円筒形内胴を貯槽側胴
   と同心円状に、かつ、円筒形内胴の頂部が液面より上に
   出るように設けたことを特徴とする円筒縦型液体貯槽の
   液面揺動防止装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記円筒型内胴の
   支持方法として、貯槽内壁より貯槽内方へ垂直に伸び、
   前記円筒型内胴を母線に沿つて支持する支持板を周方向
   に複数個設けたことを特徴とする円筒縦型液体貯槽の液
   面揺動防止装置。