JP2009002897A - 液体貯蔵タンクの漏洩検知システムと漏洩検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩判定時間を短くすることができる液体貯蔵タンクの漏洩検知手段を提供すること。
【解決手段】液体貯蔵タンク１の液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサ２で所定の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する液体貯蔵タンクの漏洩検知方法において、液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサ２で測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、前記漏洩判定時間を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリンスタンド、工場等に設置されている液体貯蔵タンクからの液体の漏洩を検知する漏洩検知システムと漏洩検知方法に関する。なお、本願において「漏洩」とは、液体貯蔵タンクからの貯蔵液体の流出と、液体貯蔵タンクへの雨水、地下水等の流入の両方を意味するものとする。

地下などに埋設された液体貯蔵タンクは、長期に使用されるため、隔壁部の腐食により穴や亀裂等が発生し、又はその他の理由により、内部に貯蔵された液体が外部に流出し、あるいは外部から雨水、地下水等が流入することがある。

従来、このような漏洩を検知するため、ガス加圧法、液体加圧法、微加圧法、微減圧法等のバッチ検査が定期的に行われるようになっている。

定期点検の形で行われる上記のバッチ検査によれば、精度の高い漏洩検知を行うことができるが、通常、定期点検は１年に１回程度の間隔でしか実施されないため、その間に漏洩が発生した場合、これを早期に検知することはできない。

そこで、漏洩を早期に検知できるようにするため、最近では、液体貯蔵タンクの在庫管理用の液面センサを利用して液体貯蔵タンクの液面レベルを常時監視し、この液面センサで測定した液面レベルデータに基づいて液体の漏洩有無を判定する方法が、前記定期点検と併用されるようになりつつある（例えば特許文献１、２参照）。

具体的にこの漏洩検知方法では、液体貯蔵タンクへの液体の出入りがない場合のように液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に、液面センサで所定の漏洩判定時間にわたって液面レベルを測定し、この測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、この液量の変化が基準漏洩判定変化量以上であった場合に漏洩有りと判定する。

この漏洩検知方法において、前記の基準漏洩判定変化量は一般的に０．３８Ｌ／ｈとされており、これは液体貯蔵タンクの壁面に０．３ｍｍの穴があいた場合の漏洩量が約０．３８Ｌ／ｈであることから採用されたもので、タンク容量が大きい（例えば６０ＫＬタンク）場合でも、小さい場合（例えば１０ＫＬタンク）でも同じ基準漏洩判定変化量が採用されている。

ところが、タンク容量（タンク寸法）が異なれば、液面レベルの変化量が同じでも、液量の変化量は変わってくる。例えば、液体貯蔵タンクが円筒状で横置きの場合、液面レベルがタンク直径の中心部にあり、かつタンク直径が２４００ｍｍと同じであったとすれば、０．０１ｍｍの液面レベル変化で、６０ＫＬタンクの場合は約０．３４Ｌの液量が変化し、１０ＫＬタンクの場合は約０．０７Ｌの液量が変化する。

このようにタンク容量が異なると、同じ基準漏洩判定変化量が生じた場合の液面レベルの変化量が異なってくる。具体的には、タンク容量が大きい場合はタンク容量が小さい場合に比べ、基準漏洩判定変化量が生じた場合の液面レベルの変化量が小さい。したがって、タンク容量が大きい場合はタンク容量が小さい場合に比べ、液面レベルの変化に基づく漏洩判定が難しくなり、その精度を確保するにはタンク容量が小さい場合に比べ、漏洩判定時間を長くする必要がある。

このことから、従来は、例えば表１に示すように、タンク容量毎に漏洩判定時間を設定している。

しかし、２４時間営業のガソリンスタンドのように、昼夜を問わず断続的に液体の出入りがある場合には、表１のような漏洩判定時間を満足できる十分な長さの液面安定期が得られないことがあり、漏洩検知を行うのが困難な場合があった。
特開２００１−９７５００号公報 特許第３７４６０５７号公報

本発明が解決しようとする課題は、２４時間営業のガソリンスタンドのように、長時間の液面安定期が得られない環境下であっても、漏洩検知を行うことができるようにすることにあり、より具体的には漏洩判定時間を短くすることができる液体貯蔵タンクの漏洩検知手段を提供することにある。

従来、漏洩判定時間は、上述のとおりタンク容量毎に設定していた。これは、タンク容量が異なると、同じ基準漏洩判定変化量が生じた場合の液面レベルの変化量が異なるからである。しかし、例えば円筒状で横置きの液体貯蔵タンクの場合、タンク内の液面レベルがどこにあるかによっても、同じ基準漏洩判定変化量が生じた場合の液面レベルの変化量が異なってくる。具体的には、液面レベルがタンク直径の中心部にある場合が、基準漏洩判定変化量が生じた場合の液面レベルの変化量が最も小さく、液面レベルがタンク直径の中心部から離れるに連れて液面レベルの変化量は大きくなる。従来は、このことは全く考慮されておらず、タンク容量毎に一律の漏洩判定時間が設定されていた。すなわち、この一律に設定された漏洩判定時間は、液面レベルに応じて最適化されたものではなく、安全を見て液面レベルがタンク直径の中心部にあるときを想定して設定されたものであるので、液面レベルがタンク直径の中心部から上方又は下方にずれているときには、必要以上に漏洩判定時間を費やしていることになる。

これに対して、本発明は、液体貯蔵タンクである一定の液量変化があった場合、液体貯蔵タンクの液面レベルに応じて液面レベルの変化が異なることに着目し、その液面レベルに応じて最適な漏洩判定時間を設定することで、常に必要最低限の漏洩判定時間とし、結果として漏洩判定時間の短縮化を図ったものである。

すなわち、本発明の漏洩検知システムは、液体貯蔵タンクの液面レベルを測定する液面センサと、液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサで所定の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する演算部とを有する液体貯蔵タンクの漏洩検知システムにおいて、前記演算部が、液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサで測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、前記漏洩判定時間を決定することを特徴とするものである。

また、本発明の漏洩検知方法は、液体貯蔵タンクの液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサで所定の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する液体貯蔵タンクの漏洩検知方法において、液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサで測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、前記漏洩判定時間を決定することを特徴とするものである。

本発明にいう液量変化量ΔＶは、上記のとおり、液体の漏洩有無の判定を開始する時点の液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量のことであるから、この液量変化量ΔＶは液面レベルと対応した値であり、この値が小さいほど、所定の液量変化、例えば基準漏洩判定変化量が生じた場合に、液面レベルの変化量は大きくなる。したがって、液量変化量ΔＶが小さい場合には、大きい場合に比べ、短い漏洩判定時間であっても精度よく漏洩有無の判定を行うことができる。すなわち、液量変化量ΔＶが小さいほど必要な漏洩判定時間が短くて済むということであり、液量変化量ΔＶと必要な漏洩判定時間とは比例関係にあるといえる。そこで、本発明では、液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により漏洩判定時間を決定することとしている。これによって、液面レベルに応じて必要最低限の漏洩判定時間を設定することができ、漏洩判定時間の短縮化を図ることができる。

本発明において使用する算定式としては、下記の式（１）を使用することができる。

漏洩判定時間＝液量変化量ΔＶ／基準漏洩判定変化量 … （１）

ここで、液量変化量ΔＶとは上述のとおり、液体の漏洩有無の判定を開始する時点の液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量のことであるが、前記所定レベルとしては、使用する液面センサの分解能に応じてその液面センサで確実に検出可能な液面変化レベルとすることが好ましい。例えば、液面センサの分解能が０．０１ｍｍである場合、前記所定レベルは０．０５ｍｍとする。また、基準漏洩判定変化量とは、先にも説明したとおり、漏洩有無の判定においてこれ以上の液量変化があれば漏洩有りと判定する１時間あたりの液量変化量のことで、一般的には０．３８Ｌ／ｈとされる。

この式（１）によって、基準漏洩判定変化量が生じたときに、これを液面センサで液面レベルの変化として確実に検出するのに必要最低限の漏洩判定時間を算出することができる。

また、漏洩判定の信頼性を向上させるためには、上記の式（１）により算出した漏洩判定時間に所定の安全率をかける、すなわち、下記の（２）式により算出した漏洩判定時間を採用するようにしてもよい。安全率は例えば１０％の余裕を見て１．１とする。

漏洩判定時間＝（液量変化量ΔＶ／基準漏洩判定変化量）×安全率 … （２）

本発明では、液面レベルに応じて必要最低限の漏洩判定時間を設定することができ、漏洩判定時間の短縮化を図ることができる。したがって、２４時間営業のガソリンスタンドのように、長時間の液面安定期が得られない環境下であっても、漏洩検知を行うことができるようになる。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の漏洩検知システムのシステム構成図である。

同図に示す漏洩検知システムは、液体貯蔵タンク１の液面レベルを常時測定する液面センサ２と、液体貯蔵タンク１の液温を常時測定する液温センサ３と、液面センサ２及び液温センサ３によって測定した液面レベルデータ及び液温データとその測定時刻データや液体貯蔵タンクの寸法データ等を蓄積するデータベース４と、データベース４に蓄積されたデータを演算して最終的に漏洩有無を判定する演算部５とからなる。そして、演算部５からの漏洩検知信号は、警報出力、表示手段６に送信されるようになっている。また、データベース４には、外部機器としてＰＯＳシステム７及び計量機８が通信線９を介して接続されており、これらの外部機器からの各種データもデータベース４に蓄積されるようになっている。

液面センサ２としては、各種のセンサを使用できるが、磁歪式センサ等の液位もしくは液面レベル変化を高分解能で測定できるセンサを用いることが好ましい。また、液温センサ３は、実施例では液面センサ２に内蔵させたが、液面センサ２と別個に設けてもよい。

データベース４は、コンピュータのメモリによって構成することができる。演算部５はコンピュータのＣＰＵによって構成することができ、この演算部５は、後に詳述するように、液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサで測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、漏洩判定時間を決定する。そして、演算部５は、液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサで前記の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する。

以下、本発明の漏洩検知システムによる漏洩検知方法を説明する。

図２は、本発明の漏洩検知方法の全体工程を示すフロー図である。同図に示す漏洩検知方法では、まず、図１に示した液面センサ２及び液温センサ３によって漏洩検知用データを収集する（Ｓ１）。

図３は、この漏洩検知用データ収集工程を示すフロー図である。漏洩検知用データ収集工程では、まず、液量センサ及び液温センサによる液面レベル及び液温の測定時間間隔が所定の時間（実施例では１秒）になっているか否かを確認する（Ｓ１−１）。次に、測定時刻データを取得し（Ｓ１−２）、液体貯蔵タンクの液面レベルデータと液温データの取り込みを開始する（Ｓ１−３，Ｓ１−４）。その後、液面レベルデータと液温データの取り込み中に、液体貯蔵タンクへの液体の供給（荷卸し）、排出（給液）等の事象の変化があるか否かを確認し（Ｓ１−５）、事象の変化があった場合、その事象データを取得し（Ｓ１−６）、液面レベルデータと液温データを測定時刻データ及び事象データと共にデータベースに蓄積する（Ｓ１−７）。

図２に戻って、ステップＳ１の漏洩検知用データ収集は常時連続して行うが、実際に漏洩検知を行う際には、まず、既に演算部５が漏洩検知動作中であるか否かを判定し（Ｓ２）、漏洩検知動作中でない場合は、現在が液面安定期であるか否かを判定する。実施例ではデータベースに蓄積された事象データを参照し、直前の事象発生から所定時間（実施例では２０分）以上経過したか否か判定する。すなわち、直前の事象発生から所定時間以上経過していれば、液面レベルの時間変化が実質的にない液面安定期であると判定する。現在が液面安定期であると判定されれば、漏洩検知を行うことができるので、次に漏洩判定時間を設定する（Ｓ４）。

図４は、この漏洩判定時間設定工程を示すフロー図である。漏洩判定時間設定工程では、まず現時点、すなわち漏洩有無の判定を開始する時点における液面レベルデータをデータベースから取得する（Ｓ４−１）、さらにデータベースからタンク寸法データを呼び出す（Ｓ４−２）。そして、この液面レベルデータ及びタンク寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベル（実施例では０．０５ｍｍ）だけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出する（Ｓ４−３）。次に、下記の式（２）によって漏洩判定時間を算出する（Ｓ４−４）。ここで、基準漏洩判定変化量は０．３８Ｌ／ｈ、安全率は１．１とした。

漏洩判定時間＝（液量変化量ΔＶ／基準漏洩判定変化量）×安全率 … （２）

例えば、直径が１４４０ｍｍで全長が６５１８ｍｍの円筒状の横置きタンク（タンク容量１０ｋＬ）において、液面レベルが２８８ｍｍ（直径の２０％）の場合、液面レベルが０．０５ｍｍ下がるときの液量変化量ΔＶは０．３６Ｌであり、上記式（２）より、漏洩判定時間＝（０．３６／０．３８）×１．１＝１．０４時間（６３分）となる。先に表１に示したように、従来、タンク容量１０ｋＬの場合の漏洩判定時間は一律に１．５時間と設定されていたので、本実施例では約３０分の漏洩判定時間短縮が図られたことになる。

図２に戻って、漏洩判定時間が設定されたら漏洩検知が開始される（Ｓ５）。漏洩検知が開始されたら、ステップＳ１に戻り、さらにステップＳ２に移行する。この場合、漏洩検知動作中であるので、ステップＳ２からステップＳ６に移行する。このステップＳ６では、漏洩判定時間が経過したか、もしくは事象が発生したか否かが判定され、漏洩判定時間が経過したか、もしくは事象が発生した場合には漏洩検知を終了する（Ｓ７）。そして、この漏洩検知中に収集された各測定時刻における液面レベルデータとタンク寸法データから液量データを得、この液量データを当該測定時刻における液温データに基づき温度補正して補正液量データを生成し（Ｓ８）、この補正液量データと液温データと測定時刻データとから、漏洩検知中の液量及び液温の時間変化を示す連続した液量・液温変化データ（液量変化データと液温変化データ）を生成する（Ｓ９）。

次に、この液温変化データを解析して漏洩検知中の温度変化率が規定値（実施例では０．０２℃／ｈ）以下であるか否かが判定される（Ｓ１０）。温度変化率が規定値を超えている場合には、温度変化による誤差が大きくなるので、液量変化データの信頼性が低いと判断され、後述する漏洩判定用のデータとしては使用されない。言い換えれば、本実施例では温度変化率が規定値以下の液量変化データのみを漏洩判定用として使用するので、その精度が向上する。

温度変化率が規定値以内であれば、次にその液量変化データがステップＳ４で設定された漏洩判定時間を満足するものであるか否かが判定される（Ｓ１１）

ステップＳ４で設定された漏洩判定時間を満足するものが正式に漏洩判定に使用され、その液量変化データ（ステップＳ９で作成したもの）と基準漏洩判定変化量（０．３８Ｌ／ｈ）とを比較し（Ｓ１２）、液量変化データに基づく液量変化が基準漏洩判定変化量（０．３８Ｌ／ｈ）以上であるか否かで漏洩可能性を判定する（Ｓ１３）。そして、液量変化が基準漏洩判定変化量（０．３８Ｌ／ｈ）以上であれば、漏洩有りと判定し（Ｓ１４）、漏洩検知信号を発生する（Ｓ１５）。この漏洩検知信号は、図１に示した警報出力、表示手段６に送信される。一方、漏洩なしと判定された場合には（Ｓ１６）、ステップＳ１に戻る。

本発明は、ガソリンスタンド、工場等に設置されている、あらゆる液体貯蔵タンクからの液体の漏洩を検知する漏洩検知システムとして適用可能である。

本発明の漏洩検知システムのシステム構成図である。 本発明の漏洩検知方法の全体工程を示すフロー図である。 本発明の漏洩検知方法における漏洩検知用データ収集工程を示すフロー図である。 本発明の漏洩検知方法における漏洩判定時間設定工程を示すフロー図である。

符号の説明

１ 液体貯蔵タンク
２ 液面センサ
３ 液温センサ
４ データベース
５ 演算部
６ 警報出力、表示手段
７ ＰＯＳシステム
８ 計量機
９ 通信線

Claims (4)

1. 液体貯蔵タンクの液面レベルを測定する液面センサと、液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサで所定の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する演算部とを有する液体貯蔵タンクの漏洩検知システムにおいて、
   前記演算部が、液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサで測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、前記漏洩判定時間を決定することを特徴とする液体貯蔵タンクの漏洩検知システム。
2. 前記算定式として下記の式（１）を使用する請求項１に記載の液体貯蔵タンクの漏洩検知システム。
   漏洩判定時間＝液量変化量ΔＶ／基準漏洩判定変化量 … （１）
   ここで、基準漏洩判定変化量とは、漏洩有無の判定においてこれ以上の液量変化があれば漏洩有りと判定する１時間あたりの液量変化量。
3. 液体貯蔵タンクの液面レベルの時間変化が実質的にないと判断される液面安定期に液面センサで所定の漏洩判定時間中に測定した液面レベルの変化に基づいて液量の変化を求め、液体の漏洩有無を判定する液体貯蔵タンクの漏洩検知方法において、
   液体の漏洩有無の判定を開始する時点に液面センサで測定した液面レベルのデータ及び液体貯蔵タンクの寸法データから、その液面レベルにおいて所定レベルだけ液面レベルが変化した場合の液量変化量ΔＶを算出し、この液量変化量ΔＶと比例関係を持った算定式により、前記漏洩判定時間を決定することを特徴とする液体貯蔵タンクの漏洩検知方法。
4. 前記算定式として下記の式（１）を使用する請求項３に記載の液体貯蔵タンクの漏洩検知方法。
   漏洩判定時間＝液量変化量ΔＶ／基準漏洩判定変化量 … （１）
   ここで、基準漏洩判定変化量とは、漏洩有無の判定においてこれ以上の液量変化があれば漏洩有りと判定する１時間あたりの液量変化量。

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