JPWO2003070605A1 - 流体、粉体又は粒体の供給タンク - Google Patents

Abstract

内部に流体、粉体又は粒体を充填してなるタンク本体（１）を備え該タンク本体（１）の内部は、隔壁（２）によって２室に区画され、該隔壁（２）は２室の容積を相対的に増減するように移動可能であり、各室は前記流体、粉体又は粒体によって充満されている流体、粉体又は粒体の供給タンクである。この供給タンクによれば、充填物は酸化劣化を起こすことがなく、かつ連続的に供給可能な設備を構築する際に酸化劣化を起こさず、更に、異物の混入の恐れがない。

Description

技術分野
本発明は、流体、粉体又は粒体の供給タンクに関し、流体、粉体又は粒体を供給するに際して、予備タンクを別途設けることなく連続供給できる流体、粉体又は粒体の供給タンクに関する。
背景技術
従来、タンクに充填した液体を消費していく液体供給システムでは、タンク内の液面が下がる過程で、空気接触は避けられない。タンク内の液体が亜硫酸ソーダのような還元性液体の場合、その液体は空気に接触すると酸化劣化をして商品価値を損失する問題がある。
特に連続的に薬液を供給する場合、薬液の製造設備を別途設けておいて、薬液タンクの薬液の量管理をする方法がとられているが、一般的には、液面計によって薬液タンクの液面が下がった場合に、薬液タンクに薬液を送っているのが実情であり、この場合もやはり、液面が下がった段階で、薬液の表面が空気と接触し、前述の酸化劣化が起こる問題がある。
このような問題は、タンク内に液体を充填する場合に限らず、気体や粉体、粒体を充填する場合にも同様に見られる問題である。
また、タンク内の充填物が空気に接触することは、それだけゴミ、害虫、菌類等の異物が充填物に混入する恐れが高くなる問題もある。
そこで、本発明は、充填物が酸化劣化を起こすことがなく、かつ連続的に供給可能な設備を構築する際にも酸化劣化を起こさず、更に、異物の混入の恐れのない流体、粉体又は粒体の供給タンクを提供することを目的としている。
発明の開示
本発明は、内部に流体、粉体又は粒体を充填してなるタンク本体を備え、該タンク本体の内部は、隔壁によって２室に区画され、該隔壁は２室の容積を相対的に増減するように移動可能であり、各室は前記流体、粉体又は粒体によって充満されている。
上記タンク本体の内部は、隔壁によって上下に区画されて上室と下室が形成され、該隔壁は上下に移動可能である。
または、上記タンク本体の内部は、隔壁によって左右に区画されて左室と右室が形成され、該隔壁は左右に移動可能である。
上記隔壁は、方形状又は円形状の基板と可撓性シートとからなり、該可撓性シートの一端は該基板の周端に固着され、他端はタンク本体の内壁に固着されている。
または、上記タンク本体の内部は、タンク本体内の上下方向に延びる複数の支柱に取り付けられた隔壁によって、該隔壁内側の内室と隔壁外側の外室とに区画され、各支柱間に位置する隔壁がタンク本体内において内室側及び外室側に向けて移動可能である。
上記２室には、同種の流体、粉体又は粒体が充填される。
発明を実施するための具体的形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１は流体、粉体又は粒体の供給タンクのタンク本体である。
タンク本体１は、内部に液体又は気体からなる流体の他、小麦粉等の粉体又は米、豆等の粒体（以下、これらを総称して充填物という。）を充填してなるものであり、該タンク本体１の内部は、隔壁２によって上下に区画されて上室１１と下室１２が形成されている。上室１１と下室１２は充填物によって充満されている状態にある。
タンク本体１は密閉容器であり、その材質は合成樹脂製、金属製等のいずれでもよく、内部に充填する充填物による腐食を防止できる材質であることが好ましい。また、耐食性はコーティング、ライニングなどによって実現することもできるので、鋼材によって形成されたタンクでもよい。タンク本体１の横断面形状は方形状、円形状等任意である。
隔壁２は、図示のように上下に移動可能である点が本発明では重要である。本発明において好ましい態様は、隔壁２が、方形状又は円形状の基板２１と可撓性シート２２とからなり、該可撓性シート２２の一端は該基板２１の周端に固着され、他端はタンク本体１の内壁１３に固着されていることである。
基板２１は、タンク本体１の横断面形状に相似した方形状又は円形状の平板からなり、その外径をタンク本体１の内径よりも小径とすることによって、該基板２１の周端とタンク本体１の内壁１３との間に所定の隙間を設けるようにしている。
この基板２１の材質としては、硬質塩化ビニル等の合成樹脂、ステンレス金属の他、塩化ビニル又はフッ素樹脂で表面コーティングを施したり、ゴムライニングした金属を用いることができる。
可撓性シート２２は、耐薬品性を有する軟質合成樹脂材、例えば、ポリエステル合成繊維、ポリエチレン合成シート等からなり、その一端は上記基板２１の周端に固着され、他端はタンク本体１の内壁１３における高さ方向の略中間部位に固着されている。
また、可撓性シート２２は、タンク本体１の内壁１３から基板２１の周端に亘って形成されている。これにより基板２１がタンク本体１内において上下に移動して、最上端に位置して上室１１の空間を最小とした状態（図１の点線で示した状態）と、最下端に位置して上室１１空間を最大とした状態（図１の実線で示した状態）との二つの形態をとることができるように構成されており、上室１１と下室１２の容積を相対的に増減可能としている。
タンク本体１の内部に充填する充填物としては、亜硫酸ソーダのような還元性液体、苛性ソーダ、硫酸、消石灰などのようなｐＨ調整剤、高分子凝集剤、無機凝集剤等の薬液、炭酸飲料等の加圧液体、飲料水、純水、石油等の液体や、各種気体からなる流体、小麦粉等の粉体又は米、豆等の粒体が挙げられる。中でも還元性液体であると、本発明の特徴である空気と接触することがない利点をより生かすことができる。
上室１１と下室１２に充填される充填物は、異種の充填物であってもよいが、同種の充填物を充填していることが好ましい。同種の充填物であれば、いずれか一方を予備として使用できるからである。
以下に、図１に示すタンクに亜硫酸ソーダ（還元性液体）を充填した場合について説明する。最初に、入口ライン１００から上室１１に亜硫酸ソーダを充填する。次いで、入口ライン２００から下室１２に亜硫酸ソーダを充填する。このようにしてタンク本体１内は亜硫酸ソーダで満たされる。
下室１２の亜硫酸ソーダを、例えばｐＨ調整剤として使用する場合、出口ライン２０１に接続された図示しないポンプを始動させる。下室１２の亜硫酸ソーダは、消費され、隔壁２は徐々に下がり、下室１２の容量は相対的に小さくなる。つまり、下室１２の亜硫酸ソーダは少なくなる。一方、上室１１では、下室１２の亜硫酸ソーダが減少した分だけ、入口ライン１００から補給され、タンク本体１内部の亜硫酸ソーダの全量に変化はない。つまり下室１２で消費された分だけ、上室１１では補給される。
なお、上室１１にも出口ライン１０１が設けられており、上室１１内の亜硫酸ソーダは排出可能である。
この態様のように、上室１１と下室１２に各々亜硫酸ソーダを充填しておき、下室１２から外部に供給する態様では、下室１２の亜硫酸ソーダは空気に接触することがないので、酸化劣化が生じない効果がある。
また、タンク全体に同種の液体が充填されているので、下室１２の液体がなくなった場合には、上室１１の液体が予備として存在しているので、連続的な供給でも、酸化劣化が生じることがない。
更に、上記の態様では、タンク内に同種の液体が充満しているので、タンク自体の垂直荷重は液体を供給していても変化がない。これはタンクの基礎の設計をする上で非常に助かることである。垂直荷重が変化すると、基礎の設計が非常に難しくなるからである。更に垂直荷重の変動によってタンク基礎がひび割れや破損を生じたりすることが多いが、かかるひび割れや破損の問題も解消できる。
更にまた、上室１１の液体を供給する場合には、下室１２の液体は上室１１の液体の減少分だけ補給されるようになっており、上室１１の液体の供給の際に、上室１１の液体と空気が接触することはない。したがって、上室１１の液体も酸化劣化することなく連続供給ができる。
以上のようにタンク本体１内に液体を充填する場合は、図示しないが、基板２１の上面及び／又は下面に浮き袋を設けたり、基板２１自体を浮き袋で構成しても良い。かかる浮き袋にはタンク本体１の外部から空気を供給可能とし、必要に応じて浮き袋に空気を充満させるように構成することもできる。
また、同様にタンク本体１内に液体を充填する場合は、図示しないが、上室１１又は下室１２に、必要に応じて攪拌機を設けるようにしても良い。
図２は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの別の実施の形態を示している。同図において図１と同一の符号の部位は、同一の構成であるのでその説明を省略する。
ここでは、タンク本体１内の隔壁２の向きが上下方向であり、従って、隔壁２は左右方向に移動可能に設けられている。内部に充填する充填物はもちろん流体、粉体、粒体のいずれでもよいが、特に粉体である場合に顕著な効果がある。
即ち、粉体の供給は、一般にホッパー方式が採用されている。ホッパー方式で特に問題になるのは、ホッパーの底部の傾斜角度である。傾斜角度が緩いと粉体が固まって落下しない問題がある。傾斜角度をきつくすると、ホッパーの高さが高くなり、設備コストが上がる。
粉体が落下する場合に、落下を阻害する要因は粉体と空気の接触である。この空気との接触はホッパー方式では避けられない。ホッパー内の粉体が減ってきた場合に、ホッパー上部に空間が生じ、その空間で空気接触し、空気中の水分を吸って粉体が固まりやすい状態になる。この水分吸収のためにホッパーからの落下が阻害されるのである。
また、ホッパーを密封すれば粉体が落下しない。このため乾燥空気を送る手法もあるが、そのための設備コストは膨大になる難点がある。
この実施形態では、タンク本体１内を、隔壁２によって、左室１１０と右室１１１に区画して、その両方に粉体を充填し、粉体を外部に供給している間に、粉体と空気の接触を断っている。これによって粉体が空気と接触しないので、空気中の水分を吸収することなく、供給もスムーズにいく。また、異物の混入もない。隔壁２の向きを上下方向にしたのは、粉体の圧密接触によって、固まるのを防止するためである。
なお、以上説明した各態様は、隔壁２を構成する可撓性シート２２の他端をタンク本体１の内壁に固着することで２室に区画したが、タンク本体１内が２室に区画されれば、この態様に限らない。例えば、可撓性シートを袋状に形成してタンク本体１内に収容し、上室と下室又は左室と右室とすべき境界部位で袋の内部の室と外部の室との２室に区画するようにしてもよい。
図３及び図４は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの更に別の実施形態を示している。図３及び図４において、図１と同一の符号の部位は、同一の構成であるのでその説明を省略する。
本実施形態に示す供給タンクは、タンク本体１の内部が隔壁によって２室に区画され、該隔壁は２室の容積を相対的に増減するように移動可能である点で共通であるが、上記隔壁によって区画される２室が、一方の室の外側に他方の室が配置される構成を備えている点に特徴がある。
即ち、タンク本体１は、横断面矩形状を呈しており、その内部にはタンク本体１内の上下方向に沿って延びる複数本の支柱３が配設されている。支柱３の数は図示例では４本であり、図３（ａ）に示すように、タンク本体１内の四隅に均等に配置されているが、その数及び配置は特に限定されない。
タンク本体１内において、各支柱３には隔壁２が取り付けられている。隔壁２は、耐薬品性を有する軟質合成樹脂材、例えば、ポリエステル合成繊維、ポリエチレン合成シート、合成ゴム等による略袋状に形成された可撓性シートからなり、その上部はタンク本体１の上部に形成された充填物の流入口１４に固着されることで、該流入口１４が隔壁２の内部のみと連通し、また、隔壁２の下部はタンク本体１の下部に形成された充填物の排出口１５に固着されることで、該排出口１５も隔壁２の内部のみと連通している。そして、図示するように、隔壁２は、その内部容積を最大とした状態で、タンク本体１の内部形状とほぼ合致する程度の大きさを有しており、各支柱３間に位置する部分が、タンク本体１内において内室１２０側及び外室１２１側に向けて移動可能とされている。
本実施形態では、各支柱３に取り付けられた隔壁２により、タンク本体１内部が、隔壁２の内側に形成される内室１２０と、隔壁２の外側、即ち隔壁２の外面とタンク本体１の内壁面との間に形成される外室１２１との２室に区画されている。そして、内室１２０には、流入口１４に接続された入口ライン１４ａ及び排出口１５に接続された出口ライン１５ａを介して充填物を流入及び排出可能とされ、一方、タンク本体１の側面には、上記外室１２１内とのみ連通する入口ライン１６及び出口ライン１７がそれぞれ形成されており、外室１２１は、これら入口ライン１６及び出口ライン１７を介して充填物を流入及び排出可能とされている。なお、図３（ｂ）において、１４１、１５１、１６１、１７１はそれぞれ開閉バルブである。
これにより、本実施形態に示す供給タンクは、タンク本体１内において内室１２０に充填物を充填させて容積を最大（外室１２１の空間を最小）とした状態（図３（ａ）の状態）と、この状態から、内室１２０内の充填物を出口ライン１５ａから徐々に排出して（又は外室１２１内に入口ライン１６から流体を徐々に流入して）、図４に示すように各支柱３間の隔壁２をタンク本体１の中心に向けて収縮させることで、内室１２０の容積を徐々に減少させていき、内室１２０の容積を最小（外室１２１の容積を最大）とすることで内室１２０と外室１２１の容積を相対的に増減可能としている。
このように、本実施形態に示す供給タンクでは、タンク本体１内に形成される２室を、隔壁２によって内室１２０とその外側に位置する外室１２１とに区画し、内室１２０及び外室１２１の容積を相対的に増減可能としているため、内室１２０と外室１２１との充填物の供給及び排出をコントロールすることにより、充填される充填物の酸化劣化が生じることがなく、また、タンク自体の垂直荷重にも変化を生じることがなく、更に異物の混入の恐れもなく、上述の各実施形態と同様の効果が期待できる。
また、隔壁２は、タンク本体１内に配設された支柱３に取り付けられているため、内室１２０と外室１２１の容積を相対的に増減させる際、隔壁２は各支柱３を支えとして内室１２０側若しくは外室１２１側に円滑に移動し、各室１２０、１２１の容積をスムーズに増減させることができる。
本実施形態に示す供給タンクにおいて、タンク本体１の上部に接続されている入口ライン１４ａと下部に接続されている出口ライン１５ａは、逆に配置されていてもよい。また、入口ライン１４ａは出口ラインを兼用してもよく、出口ライン１５ａは入口ラインを兼用してもよい。この場合、タンク本体１には入口ライン１４ａ又は出口ライン１５ａのいずれか一方のみが配設されるようにしてもよい。
隔壁２を取り付けている各支柱３は、図３及び図４に示すように、横断面矩形状のタンク本体１内の四隅に配置されるものに限らず、図５（ａ）に示すように、横断面矩形状のタンク本体１内の四辺の略中央部に配置することもできる。この場合、各支柱３間の隔壁２をタンク本体１の中心に向けて最も収縮させると、図５（ｂ）に示すように、各支柱３間の隔壁２の内面同士が密接し、内室１２０の容積を最も小さく、外室１２１の容積を最も大きくすることができる。
また、タンク本体１の横断面形状は、四角形に限らず、三角形や五角形等の四角以外の多角形状であってもよく、その場合、タンク本体１の形状に応じて、隔壁２を取り付けている支柱３の数を適宜増減させればよい。
更に、タンク本体１は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、横断面円形状であってもよい。図６（ａ）は内室１２０の容積を最大とした状態を、図６（ｂ）は外室１２１の容積を最大とした状態をそれぞれ示している。
なお、この第３の実施形態において、タンク本体１内に充填される充填物は、上記で例示した流体、粉体、粒体以外に、沈降分離の対象となる汚泥（活性汚泥、凝集処理汚泥等を含む）でもよい。
以上説明した本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクは、単なる通常の容器としての態様のみならず、その用途に応じて種々の態様を採ることができる。一例を挙げると、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクは、図７に示すように輸送用船舶の態様とすることもできる。
図７において、側壁１０Ａ、上壁１１Ａ及び底壁１２Ａによって囲まれた領域内に充填物を充填させる空間が形成されている。この空間内には、上記同様に可撓性シートによって形成された隔壁１３Ａが上下に移動可能に設けられており、この隔壁１３Ａによって上室１４Ａと下室１５Ａとを区画すると共に、隔壁１３Ａの上下の移動により、図示しない充填物の流入口及び流出口を介して上室１４Ａと下室１５Ａの容積を相対的に増減可能としている。この可撓性シートは袋状に形成され、空間内の略中間部位においてその外周部が側壁に固着されていることで、袋の内部を下室１５Ａ、外部を上室１４Ａとし、上室１４Ａと下室１５Ａとの境界部位に相当する可撓性シートが隔壁１３Ａとして上下に移動可能とされている。
ここでは、隔壁１３Ａには、図１に示す基板２１に相当する部材は設けられておらず、可撓性シートのみによって構成されているものを示している。このように基板を有しない場合は、隔壁１３Ａは、上室１４Ａ又は下室１５Ａを最大容積とした場合に反対側の室内の壁面にほぼ密着する程度の大きさに形成されていると、各室１４Ａ、１５Ａの容積を最大限に利用することができるために好ましい。
この態様では、例えば同図に示すように下室１５Ａに充填物を収納することで、酸化劣化がなく、また異物の混入の恐れもなく、充填物を収納して輸送することができる。そして、この状態から下室１５Ａの充填物を船舶外に供給すると、内部は空の状態となる。輸送用船舶では、航行中の喫水を一定レベルとする必要上、空となった場合は内部にバラスト用の水（海水）を充填する必要があるが、この場合、上室１４Ａに水を充填することで、船舶の喫水を一定レベルとすることができると共に、充填物を収納する下室１５Ａとは隔壁１３Ａによって完全に区画されるため、下室１５Ａをバラスト用の水で汚染する問題もない。
また、隔壁１３Ａは船舶内において上下に移動可能であるため、船舶のバランスを損ねる恐れもない。
更に、図示する態様のように、一方の室を袋状の可撓性シートによって構成した場合は、万一、船舶が座礁して船体に亀裂が生じても、袋状の可撓性シートによって形成された室内の充填物が外部に漏れ出る事態を防止することができる。特に、この袋状の可撓性シートによって形成された室内の充填物が石油のような場合には、座礁による油漏れによって海水汚染が発生する問題を解消することができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、充填物が酸化劣化を起こすことがなく、かつ連続的に供給可能な設備を構築する際にも酸化劣化を起こさず、更に、異物の混入の恐れのない流体、粉体又は粒体の供給タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの一実施形態を示す正面概略断面図。
図２は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの別の実施形態を示す正面概略断面図。
図３（ａ）は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの更に別の実施形態を示す横断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線に沿う縦断面図。
図４は、図３に示す流体、粉体又は粒体の供給タンクの別の状態を示す横断面図。
図５（ａ）（ｂ）は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの更に他の実施形態を示す横断面図。
図６（ａ）（ｂ）は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクの更に別の実施形態を示す横断面図。
図７は、本発明に係る流体、粉体又は粒体の供給タンクを輸送用船舶の態様とした一例を示す断面図。

Claims (6)

1. 内部に流体、粉体又は粒体を充填してなるタンク本体を備え、該タンク本体の内部は、隔壁によって２室に区画され、該隔壁は２室の容積を相対的に増減するように移動可能であり、各室は前記流体、粉体又は粒体によって充満されていることを特徴とする流体、粉体又は粒体の供給タンク。
2. タンク本体の内部は、隔壁によって上下に区画されて上室と下室が形成され、該隔壁は上下に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の流体、粉体又は粒体の供給タンク。
3. タンク本体の内部は、隔壁によって左右に区画されて左室と右室が形成され、該隔壁は左右に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の流体、粉体又は粒体の供給タンク。
4. 隔壁は、方形状又は円形状の基板と可撓性シートとからなり、該可撓性シートの一端は該基板の周端に固着され、他端はタンク本体の内壁に固着されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の流体、粉体又は粒体の供給タンク。
5. タンク本体の内部は、タンク本体内の上下方向に延びる複数の支柱に取り付けられた隔壁によって、該隔壁内側の内室と隔壁外側の外室とに区画され、各支柱間に位置する隔壁がタンク本体内において内室側及び外室側に向けて移動可能であることを特徴とする請求項１記載の流体、粉体又は粒体の供給タンク。
6. 上記２室には、同種の流体、粉体又は粒体が充填されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流体、粉体又は粒体の供給タンク。

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