JP2020070034A - 液体の供給・管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】事業所や集合住宅などに設置したタンク内の貯液量を管理するシステムに関し、液面計などの計器の誤差やタンクの変形などに起因する計器の誤差を補正した正確な貯液量の把握を可能にし、タンクや配管からの漏洩の発見も可能な液体の供給・管理装置を提供する。【解決手段】液体を貯液する複数のタンク２、３を備え、当該複数のタンク内の液体を順次ボイラ８などの液消費装置に供給する際に、液体を最後に貯蔵するタンク３内の液量を検出して管理コンピュータ３０に送信するセンサ５が装着されている。管理コンピュータ３０は、複数の需要者のタンク３から送信された信号を用いて演算した貯液量が予め設定した下限値以下になっている需要者のタンクについての液体の補充を促す信号を出力する。【選択図】図１

Description

この発明は、事業所や集合住宅など（以下、「需要者」と言う。）において継続的に消費される燃料油その他の液体を貯蔵するために需要者側に設置したタンク内の液体の量（以下、「貯液量」と言う。）を管理するシステムに関するものである。

業務用や暖房用などのボイラを設置している需要者は、燃料油を貯蔵するタンクを備えている。タンクは、通常、地下に埋設した大容量の貯液タンクと、ボイラの近くに設置した給液タンク（サービスタンク）とに分けて設置されている。ボイラの運転中は、給液タンクから継続的に燃料油の供給を受ける。給液タンクと貯液タンクとの間にはポンプを備えた配管が設けられている。給液タンクにはタンク内の液量の上限と下限を設定するセンサが設けられており、給液タンク内の液量が設定した下限値以下になると、前記ポンプが作動して給液タンクに燃料油を補充する。

貯液タンクには液面計が設けられており、液面計の検出値から算出した貯液量は、モニタに表示される。モニタに表示された貯液量が予め定めた下限値以下になったとき、需要者は燃料油の販売元に液の補充を依頼するが、各需要者の貯液タンク内の液量を販売元に設置した管理コンピュータに自動送信して販売元側で需要者の貯液量を管理し、販売元の判断で適時に燃料油の配達を行うシステムも提案されている（特許文献１、２）。

大容量の貯液タンクは、通常、地下に埋設されるが、地下に埋設されたタンクや配管は、設置を終了した時点から漏洩を確認することが困難になる。貯液タンクには液面計が設置されているので、漏洩の有無は各需要者が日々の貯液量を記録することで確認しているが、液面計の検出値のみによって正確な貯液量を検出したり微小な漏洩を検出することは困難である。

特開２０１５‐２０９２４１号公報 特開平８‐４８３９８号公報 特許第６３５０８４２号公報

貯液タンクに設けられている液面計に経年変化などによる誤差が生じた場合、貯液量の把握が困難になる。また、地下に埋設された貯液タンクにおいては、タンクの変形に起因する誤差が生じる。すなわち、タンクを設置するときは、真円筒形のタンクを水平に設置するが、実際は埋め戻した後の地盤の沈下や地下水の状況、土圧のかかり方などにより、タンクの変形や傾きが生じ、その結果、液面計の測定値と実際の貯液量に偏差ないし誤差が生じる。

また、継続的に消費される液体を多数のタンクに分けて貯液している需要者に対して特許文献１などで提案された液体の供給・管理装置を採用しようとすると、多数のタンクに液面計などの計器を設ける必要となり、費用負担が大きくなるという問題が生ずる。

この発明は、特許文献１などで提案されている液体の供給・管理装置の改良に関するもので、液面計などの計器の誤差やタンクの変形などに起因する計器の誤差を補正した正確な貯液量の把握を可能にし、貯液タンクや配管からの漏洩の発見も可能な液体の供給・管理装置を提供することを第１の課題としている。またこの発明は、多数のタンクに液体を貯液している場合でもコストの増大を回避できる液体の供給・管理装置を提供することを第２の課題としている。

この発明の液体の供給・管理装置は、液体を貯液する複数のタンク２、３を備え、当該複数のタンク内の液体を順次ボイラ８などの液消費装置に供給する際に、当該液体の貯液量の管理を行う装置である。この発明の液体の供給・管理装置は、液体を最後に貯蔵するタンク３内の液量を検出して管理コンピュータ３０に送信するセンサ５が装着されており、管理コンピュータ３０は、複数の需要者のタンク３から送信された信号を用いて演算した貯液量が予め設定した下限値以下になっている需要者のタンクについての液体の補充を促す信号を出力する。

液消費装置８に直接液体を供給する給液タンク３と、この給液タンクより容量の大きい貯液タンク２との複数のタンクを備え、給液タンク３内の液量が所定の下限値以下となったときに貯液タンク２から給液タンク３に液体を補充する液体の供給装置に好適なこの発明の液体の供給・管理装置は、貯液タンク２の貯液量を検出する第１センサ４及び当該第１センサの検出信号をインターネット１７を介して管理コンピュータ３０に送信する第１送信器１６と、給液タンク３内の液量を検出する第２センサ５及び当該第２センサの検出信号をインターネット１７を介して管理コンピュータ３０に送信する第２送信器５ａとを備えている。

管理コンピュータ３０は、第１センサ４の検出データを補正する偏差補正手段３４と、液消費装置８の消費量を演算する消費量演算器３３と、記憶手段３６とを備えている。消費量演算器３３は、貯液タンク２から給液タンク３に液体の補充が行われる前後の所定の複数のタイミングで受信した第２送信器５ａの送信データから前記補充時に液消費装置８の消費液量を演算し、偏差補正手段３４は、前記補充が行われるときの第１送信器１６と第２送信器５ａの送信データ及び消費量演算器３３が演算した消費液量から第１送信器から受信したデータの補正値を求め、記憶手段３６は、第１センサ４で検出される貯液タンク２の液面の高さと関連づけて前記補正値を記憶する。

好ましい管理コンピュータは、表示手段３７を更に備えている。記憶手段３６は、受信した複数日分の第１送信器１６及び第２送信器５ａから受信したデータを記憶し、表示手段３７は、時間軸を横軸にして記憶した複数日分の貯液タンク２の貯液量をグラフ表示する。管理者ないしアナリストは、表示された複数日分のグラフから、貯液タンクの経時的な変形や傾き、第１センサ４の検出誤差、貯液タンク２や配管２４からの液体の漏洩、貯液タンク２への液体の入庫量のチェックなどを行うことができる。

更に、記憶手段３６に記憶されたデータを用いて、上記のような貯液タンクの変形や傾き、第１センサ４の検出誤差、液体の漏洩や入庫量のチェックなどをＡＩの手法で判断する学習手段３８を管理コンピュータ３０に設けることにより、前記管理者ないしアナリストが行う業務を自動化することが可能である。

複数のタンク２ａ〜２ｅ及び３に同一の液体を貯蔵している液体の供給装置に好適なこの発明の液体の供給・管理装置は、液消費装置８に供給される液体を最後に貯蔵する１個のタンク３内の液量を検出して管理コンピュータ３０に送信するセンサ５が装着されており、管理コンピュータ３０は、センサ５の検出値から演算した液量が設定された下限値以下になったときに液体の補充を促す信号を出力するというものである。

すなわちこの発明によれば、複数のタンク２ａ〜２ｅ及び３に液体を貯蔵している需要者であっても、そのうちの１個にのみ送信器５ａを備えたセンサ５を設けてやれば良いので、多大な費用を必要とせずに、管理コンピュータ３０側で貯液量がゼロになる前に液体の補充を行うことができる。特に好ましいセンサ５としては、例えば特許文献３で提案されているような、タンク３の給液口に嵌着されるキャップ型の送信器付き液面計である。

この発明により、貯液タンク２の変形や貯液量を検出するセンサ４の誤差に起因する検出値の補正、液体の正確な貯液量及びその増減量の把握、貯液タンク２本体及び当該タンクに接続された配管２４からの漏洩も正確に検知ができる。また、比較的短い期間で計測データを解析することができるため、計器の誤差や不具合も速やかに検出でき、定常時及び非常時におけるタンクの稼働状態を監視することができる。

またこの発明では、貯液タンクの貯液量に関係するすべてのデータが自動送信によって、例えばタンクの製造会社や管理会社の熟練した管理者やアナリストが常時監視する体制を構築することができ、ＡＩの技術を利用することで管理者やアナリストの業務を自動化することも可能になる。

この発明の第１実施例を示すブロック図 送信器付き液面計の例を示す模式的な断面図 この発明の第２実施例を示すブロック図

以下、図面に示す実施例を参照して、この発明の実施形態を説明する。この発明の第１実施例を示す図１において、需要者の建屋１が建っている敷地の下に大容量の貯液タンク２が埋設されており、建屋１内にボイラ８、給液タンク３及び貯液タンク２の液体を給液タンクに送るポンプ６が設けられている。

貯液タンク２には、ボイラ８の燃料油（例えば灯油）が貯蔵されており、その液面の位置は、液面計４で検出されている。貯液タンク２は、入庫口２１と出庫口２２とを備えている。貯液タンク２内の液は、入庫口２１を通してタンクローリー２３から受け入れられる。出庫口２２はポンプ６を備えた配管２４で給液タンク３に接続されている。給液タンク３には、上限スイッチ２６と下限スイッチ２７とが設けられており、給液タンク３内の液面が下限スイッチ２７に達するとポンプ６が自動起動して貯液タンク２内の液を給液タンク３に送り、給液タンク３内の液面が上限スイッチ２６に達するとポンプ６が停止する。給液タンク３内の燃料油は、ボイラ８に継続的に供給されている。ボイラ８の負荷により、供給される液量は変化する。

貯液タンク２に設置した液面計４は、検出した燃料油の液面の位置を電気信号に変換して信号線７により建屋１内に設置したモニタ１１に送っている。モニタ１１は、ディスプレイ１２と、液面計４の検出値から貯液量を演算する演算手段１５と、この演算手段１５の演算結果をディスプレイ１２に表示する表示手段と、演算結果が所定の量以下になったときに警告を表示する警告手段とを備えている。実施例のモニタ１１は、演算手段１５の演算結果を管理会社９に設置した管理コンピュータ３０に送信する送信器１６を更に備えている。

給液タンク３には、検出値を管理コンピュータ３０に送信する送信器付き液面計（以下、「送信液面計」という。）５が設けられている。図の送信液面計５は、特許文献３で提案されているキャップ型の液面計で、給液タンク３の上面に設けた開口に嵌着して装着されている。送信液面計５は、レーザー光や超音波を下方に向けて発射して液面からの反射波を受けることにより、液面の高さを計測している。

送信液面計５は、予め設定した比較的短い時間間隔（例えば３〜３０分間隔、好ましくは６〜１０分）毎に検出した液面の高さを管理コンピュータ３０に送信する。モニタ１１に設置した送信器１６は、好ましくは送信液面計５の送信と同期して、モニタの演算手段１５が演算した貯液量を管理コンピュータ３０に送信する。

管理コンピュータ３０は、受信器３１、液量演算器３２、消費量演算器３３、偏差補正手段３４、入庫量演算器３５、記憶手段３６、表示手段３７、学習手段３８及びディスプレイ３９を備えている。

受信器３１は、送信液面計５から送信されたデータ及びモニタの送信器１６から送信されたデータを受信する。液量演算器３２は、送信液面計５から受信したデータから給液タンク３内の液量を演算する。消費量演算器３３は、送信器１６からの送信データに変化がないときの送信液面計５からの送信データの変化率からボイラ８の燃料消費量を演算する。偏差補正手段３４は、第１送信器１６の送信値が変化するときの変化の前後の貯液タンク２の貯液量の差と、当該前後の液量演算器３２が演算した液量の差から当該前後間におけるボイラの燃料消費量を加えた値とを対比することにより、貯液タンク２の液面の高さに関連して変化する貯液量の偏差（ずれ）を求める。記憶手段３６は、求められた偏差を記憶し、当該記憶した偏差に基づいて演算手段１５が演算した貯液量を補正して、貯液タンク内の正確な貯液量を求める。

給液タンク３は貯液タンク２に比べて容量が小さいので、給液タンク３に設置する液面計５は、貯液タンク２に設置されている液面計４より計測範囲が小さいもので良く、従って高精度のものを入手することが容易である。更に、給液タンク３が小容量でかつ地上に設置されているので、予め計測枡などで計測した量の液を入れて液面計５の誤差や精度を確認することができ、この液面計５の検出値を用いて貯液タンクの液面計４の検出値を補正することにより、貯液タンク２の液量をより正確に知ることができる。そして、給液タンクの液面計５に経年変化などによる誤差が生じたとき、液面計４の検出値から求めた補充液量との対比により、液面計５の誤差の発生を検出できる。

モニタの演算手段１５が演算した貯液量の多寡に関連して、貯液量の変化と給液タンク３の液量との差がどのように変化するかによって、貯液タンク２の変形や貯液タンク２の傾きによる個々のタンク毎の液面計の検出値から求めた貯液量と実際の貯液量との偏差を知ることができる。

通常、タンクローリー２３からの燃料油の入庫は、２ｋＬ（キロリットル）単位で行われるが、運搬中の蒸発もあるので一定しない。入庫量演算器３５は、貯液量が増加した分を入庫量とするが、入庫中に給液タンク３への補給があったときは、その間の補給量を入庫量に加えることで実際の入庫量を求める。入庫は繰り返し行われるので、複数回の入庫量を監視することで、不正な入庫を検出できる。

なお、既存のモニタ１１を使用しないときは、送信器１６が、液面計４の検出値を直接送信し、液面計の検出値から貯液量を演算する演算手段１５や演算結果が所定の量以下になったときに警告を生成する警告手段は管理コンピュータ３０側に設けられる。

記憶手段３６は、補正されたこれらの計測値の複数日分を記憶する。表示手段３７は、記憶された計測値を管理会社９のディスプレイ３９に表示する。管理会社９の担当者ないしアナリストは、表示されたデータに基づいて、液面計４、５の異常動作や貯液タンク２や配管２４からの漏洩などを速やかに検出することができ、地震などに伴う貯液タンク２の変形なども数日分のデータを解析することで検出できるようになる。

管理コンピュータ３０には、学習手段３８を設けることができる。学習手段３８は、経時的な貯液量の変化、液面計４、５の検出データの蓄積及びアナリストの判断事例を基にしてコンピュータに学習及び推論を繰り返させることで、ＡＩの手法によるアナリストの業務の自動化ないし省力化を可能にする。

小規模の需要者には、継続的に使用する液体を複数のポリタンクなどに入れて貯蔵している場合がある。このような場合に、液面計４や送信液面計５を全てのタンクに設けると、費用の問題及び管理コンピュータ側での処理の煩雑さの問題が生ずる。

この問題は、多数のタンクの内の最後に使用する液を入れるタンク３にのみ送信液面計を設置することにより解決できる。図３は、６個のタンク２ａ〜２ｅ及び３にボイラ８で使用する燃料油を貯蔵している場合を示しており、６個のタンクの内の最後に使用する燃料を入れるタンク３にのみ、特許文献３で提案されているキャップ型の送信液面計５を装着している。

販売元に設置した管理コンピュータ３０は、受信器３１で受信したデータに基づいて液量演算器３２が需要者の液量を演算する。すなわち、需要者がタンク２ａ〜２ｅの液を使用している間は、管理コンピュータ３０が把握する液量には変化がなく、需要者が最後のタンク３の液を使用し始めてから管理コンピュータ３０側で当該需要者の液の貯液量の管理が行われる。

このようにすることで、販売元は、燃料油などを多数のタンクに入れて保管している需要者に対しても、適切な貯液量の管理及び配達を実現することができる。

２(２ａ〜２ｅ) 貯液タンク
３ 給液タンク
４ 液面計
５ 送信液面計
５ａ 第２送信器
８ ボイラ
１６ 第１送信器
１７ インターネット
２４ 配管
３０ 管理コンピュータ
３３ 消費量演算器
３４ 偏差補正手段
３６ 記憶手段
３７ 表示手段
３８ 学習手段

Claims (6)

1. 液消費装置に供給する液体を貯蔵する複数のタンクを備えた液体の供給・管理装置において、液消費装置に供給する液体を最後に貯蔵するタンクに当該タンク内の液量を検出して管理コンピュータに送信するセンサが装着され、前記管理コンピュータは、複数のタンクから送信された信号に基づいて演算した液量が予め設定した下限値以下になっているタンクについての液体の補充を促す信号を出力することを特徴とする、液体の供給・管理装置。
2. 液消費装置に直接液体を供給する給液タンクと、この給液タンクより容量の大きい貯液タンクとを備え、給液タンク内の液体が所定の下限値以下となったときに貯液タンクから給液タンクに液体を補充する液体の供給・管理装置において、貯液タンクの貯液量を検出する第１センサ及び当該第１センサの検出信号を送信する第１送信器と、給液タンク内の液量を検出する第２センサ及び当該第２センサの検出信号を送信する第２送信器と、第１送信器及び第２送信器の信号を受信する管理コンピュータとを備え、
   当該管理コンピュータは、受信手段と、第１センサの検出データを補正する偏差補正手段と、液消費装置の消費量を演算する消費量演算器と、記憶手段とを備え、
   前記消費量演算器は、前記補充が行われる前後の所定の複数のタイミングで受信した前記第２送信器の送信信号から前記補充時に前記液消費装置の消費液量を演算し、
   偏差補正手段は、前記補充が行われるときの前記第１送信器と第２送信器の送信信号及び前記演算した消費液量から第１送信器から受信したデータの補正値を求め、
   前記記憶手段は、第１センサで検出される貯液タンクの液面の高さと関連づけて前記補正値を記憶する、請求項１記載の液体の供給・管理装置。
3. 前記管理コンピュータが、表示手段を更に備え、前記記憶手段が、受信した複数日分の前記第１送信器及び第２送信器から受信したデータを記憶し、前記表示手段は、時間軸を横軸にして前記記憶した複数日分の貯液タンクの貯液量をグラフ表示する、請求項２記載の液体の供給・管理装置。
4. 前記管理コンピュータが、前記記憶手段に蓄積された前記貯液量の時間的変化に基づいて貯液タンク及び当該タンクに付設された配管の異常をＡＩの手法で判断する学習手段を備えている、請求項２又は３記載の液体の供給・管理装置。
5. 複数のタンクに同一の液体を貯蔵している液体の供給・管理装置において、複数のタンクの１個に検出データの送信器を備えた液面計が装着され、当該送信器から送信された信号を受信する管理コンピュータは、当該液面計の検出値から演算したタンク内液量が設定された下限値以下になったときに当該コンピュータが、液体の補充を促す信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の液体の供給・管理装置。
6. 前記複数のタンクが上面に給液口を備えたタンクであり、前記送信器付き液面計が前記給液口に嵌着されるキャップ型の送信器付き液面計である、請求項５記載の液体の供給・管理装置。

Images