JP4589669B2 - 液体貯蔵タンクの漏洩検査方法 - Google Patents

Description

この発明は、ガソリン等の液体貯蔵タンクの漏洩を検査する漏洩検査方法に関する。

例えば、ガソリンスタンドなどでは、ガソリンや軽油、灯油を地下に設置した液体貯蔵タンクに貯蔵している。この液体貯蔵タンクは、設置直後並びに定期的にタンクからの漏洩の有無の検査が消防法上義務付けられている。検査方法には、一般に、加圧試験法、微加圧試験法、微減圧試験法がある。

加圧法には、ガス加圧法または液体加圧法があり、どちらも検査用のガス又は液体を検査対象のタンク内部に封入し、タンク内部が規定の圧力になるまで加圧し静置した後、圧力降下値が基準内の値を維持しているか否かにより判定している。ガス加圧法では、窒素ガス（Ｎ_２）を用いており、液体加圧法では主に水が使用されている。

微加圧法は、タンク内部に窒素ガスを封入し、タンク内部が規定の圧力になるまで加圧し静置した後、圧力降下値が基準値内を維持しているか否かを判定している。この場合、タンク内の気相部内壁のみの検査を目的とするため、加圧法に比べて低い圧力をかけている。

微減圧法は、タンク内部の気相部を減圧し、圧力上昇値が基準を維持しているか判定しているもので、この場合も、減圧は気相部で行われるため、検査対象は気相部内壁のみとなる。
特開平１０−１９７１７号公報

上記従来の検査方法によると、加圧法では、検査のためタンクを満たすためのガスや液体などの媒体を使用するため、既設貯蔵タンクを検査する場合は、ガソリン等の貯蔵物を一度全て排出し、検査終了後、タンク内を洗浄した上で、元の貯蔵物をふたたび戻すことになり、効率がよくない。さらに、検査時間が何時間もかかるものであり、迅速な判定ができないものであった。

また、微加圧法及び微減圧法では、気相部のみを検査の対象にしているため、圧力が液相部に影響を及ぼすほど加減圧することがなく、どちらも液相部の検査をすることができないものであった。

そこで、本願出願人により、磁歪式リニアセンサを用いた液面変位検知式検査方法も提案されているが、液体漏洩による極めて微妙な液面の変位を検知するため、装置に対する外部の温度変化等の影響を受けやすいという問題があった。

この発明は、上記従来技術の問題を鑑みて成されるもので、液体貯蔵タンクに液体を貯蔵中でも、タンクの漏洩検査が容易且つ正確に可能な液体貯蔵タンクの漏洩検査方法を提供することを目的とする。

この発明は、ガソリンや軽油等の液体貯蔵タンクの周囲の少なくとも一部が水に浸かった状態にあり、この液体貯蔵タンクの内部を減圧する減圧装置と、前記液体貯蔵タンク内に挿通されるロッド部と、このロッド部に嵌合し前記液体貯蔵タンク内の液体表面に浮かべられ液面の変位に従って前記ロッド部に沿って動くフロートと、このフロートに設けられた可動磁石と、前記ロッド部に固定され前記液体貯蔵タンク内に位置する基準磁石と、前記可動磁石と基準磁石の位置を各々検知する変位センサと、前記変位センサからの信号により前記基準磁石に対する前記可動磁石の位置を求める計測装置とから成る液体貯蔵タンクの漏洩検査装置を用いて、前記液体貯蔵タンクの漏洩を検査する液体貯蔵タンクの漏洩検査方法において、前記減圧装置により前記液体貯蔵タンク内の圧力の減圧値を、前記液体貯蔵タンク内の液体水頭圧から前記液体貯蔵タンク周囲の地下水の水頭圧を減じた値よりも所定値だけ大きな値に設定し、前記変位センサとして磁歪式リニアセンサを用いて、前記液体貯蔵タンク内の気相部の圧力を前記減圧値だけ減圧して、前記液体貯蔵タンクへの前記地下水の浸入による前記液面の上昇を検知して、前記可動磁石の変位が一定以上であるか否かにより前記液体貯蔵タンクの漏洩を判別する液体貯蔵タンクの漏洩検査方法である。

前記基準磁石は、前記ロッド部の下部に固定され、前記液体貯蔵タンクの液体内に位置すると良い。また、前記計測装置は、前記基準磁石に対する前記可動磁石の変位が一定以上であるか否かを判別するプログラム等の判別手段を備えている。前記液体貯蔵タンクは、水中に浸かっているものであり、この水に浸かっている部分のタンク箇所の漏洩を検知するものである。

この発明の漏洩検査方法によれば、液体貯蔵タンク内の液体の量にかかわらず、地下水に接しているタンク部分の気相部及び液相部の漏洩検査を効率よく正確に、且つ短時間で行うことができる。さらに、外部の温度変化等による影響を無くすことができ、極めて正確な測定が可能である。

以下、この発明の液体貯蔵タンクの漏洩検査方法の一実施形態について、図１、図２を基にして説明する。この実施形態における液体貯蔵タンク２は、地下に形成された設置空間１に固定されたもので、ガソリンスタンドなどに使用されている。図１で示すように、タンク２の設置箇所の地上部３は、コンクリート４などで舗装され、そのコンクリート４と設置空間１の地面との間に設けられた固定器具６により、タンク２が強固に固定されている。タンク２の上方に位置する地上部３にはマンホール部８が設けられ、その内部にはタンク２内の液体貯蔵量を検知するための計量管１０と、ガソリン等の貯蔵物１２を吸引する吸引ポンプ１４が接続された吸引管１６が設けられている。計量管１０はタンク２内上部に挿入され、吸引管１６は、タンク２内底部に近接して先端部が挿入されている。さらに、タンク２内部の気相空間を外部と連通させる通気管１８が設けられ、通気管１８の地上部は、防火壁２０に沿って位置している。

この実施形態における漏洩検査装置は、液体を貯蔵した状態でタンク２の気相部及び液層部の漏洩検査を行うもので、漏洩の検知には液面の変位を検知する変位センサである磁歪式リニアセンサ２２を用いる。磁歪式リニアセンサ２２は、計量管１０内に挿通され液中に浸けられるロッド部２４と、このロッド部２４が嵌合しタンク２内の液体表面に浮かべられ液面の変位に従ってロッド部２４に沿って自由に動くフロート２５を備えている。フロート２５には可動磁石２１が設けられ、ロッド部２４の下端部であってタンク２の貯蔵物１２の液内には、ロッド部２４に固定された基準磁石２３が設けられている。

ロッド部２４の上端には本体プローブ部２７が設けられ、本体プローブ部２７から、検知信号や電力用のケーブル２９が延びており、ケーブル２９は、液面の変位を演算し計測するとともに、漏洩の有無を判別するプログラムを備えたコンピュータ等の計測装置２６に接続されている。

また、減圧用管路となる通気管１８の地上部の端部には、減圧用の接続口と圧力監視用の接続口が付いたＴ型接続管２８が接続されている。Ｔ型接続管２８の減圧用の接続口には、減圧装置の接続管路３０を介して防爆型の減圧ポンプやエジェクタ等の減圧装置３２が接続され、圧力監視用の接続口には、例えば−５０ｋＰａ（Ｆ．Ｓ．）で最小目盛が１ｋＰａである圧力計３４が接続されている。

この実施形態の漏洩検査方法は、まず、減圧装置３２によりタンク２内部の圧力を、貯蔵物１２の残量と周囲の地下水４２の液面との差に相当する水頭圧よりさらに低い圧力となるように、タンク２の気相部３６を減圧する。設定減圧値は、地下水４２の水位を考慮し、地下水位高水頭圧を貯蔵物１２の液面水頭圧から減じることとする。さらに、水と油の比重の差が問題となるが、油類は比重が１．０以下で設定減圧値の安全側に働くので、比重の差による水頭圧は考慮しないものとする。

減圧値は、例えば下記の計算式により決定する。
減圧値Ｐの設定は、例えば５ｋＰａ減圧の場合は
Ｐ（ｋＰａ）＝（Ａ×０．０１）−（Ｂ×０．０１）＋５ ・・・（１）
１０ｋＰａ減圧の場合は
Ｐ（ｋＰａ）＝（Ａ×０．０１）−（Ｂ×０．０１）＋１０・・・（２）
となる。ここで、Ｐは減圧設定値（単位ｋＰａ）、Ａはタンク内液面高（単位ｍｍ）、Ｂは地下水位（単位ｍｍ）である。また、タンク２内の減圧値は、安全を見て最大２０ｋＰａ以上にならないようにする。

次に、この実施形態で用いる変位センサである磁歪式リニアセンサ２２の検知原理について説明する。先ず、ロッド部２４である磁歪線に電流パルスを与えると、磁歪線軸方向全域に円周方向の磁場が生じ、磁石をその磁歪線に近づけると、その部分にのみ軸方向磁場が与えられ、円周方向の磁場との合成によって斜めの磁場が生じ、この部分にのみねじり歪が発生する。このねじり現象は機械振動であり、この伝播時間を計測し、可動磁石２１の付いたフロート２５の絶対位置を測定する。同様にロッド部２４に固定された基準磁石２３の位置も測定する。これらの測定分解能は、０．００５％ＦＳ以下（または０．００５ｍｍ）の高分解能で液面変位を検知することができる。

また、タンク２の漏洩検知は、タンク２に微少な漏洩孔が存在すると、減圧により周囲の地下水がその漏洩孔から浸入し、貯蔵物１２の液面が上昇することを検知するものである。浸入する地下水の量は、漏洩孔の大きさ、漏洩孔での圧力、タンク２の液面の広さにより変化する。特に、タンク２の液面の広さはタンクの大きさや液位により大きく変わる。従って、判断の簡易化のため、安全上の最小値をもって、漏洩の有無を判断する閾値として設定する。

磁歪式リニアセンサ２２は、分解能０．００５ｍｍとわずかな液面変位を検出できる性能を有しているので、周囲の振動による液面変位への影響や、温度によるロッド部２４の膨張が問題となる。特に、測定中に本体プローブ部２７が直射日光に曝されるような環境での測定においては、測定時間の経過によるロッド部２４の熱膨張が問題となる。この熱膨張の影響を打ち消すために、この実施形態では、基準磁石２３を設けている。熱膨張による影響を受けるのは、本体プローブ部２７及びその近傍のロッド部２４であり、その熱による変位をΔｔｋとすると、本体プローブ部２７の原点Ｏから基準磁石２３までの測定距離をＴ１＋Δｔｋ、本体プローブ部２７の原点Ｏから可動磁石２１までの測定距離をＴ２＋Δｔｋと表すことができる。距離Ｔ１は固定である。そして、漏洩の有無は、固定された基準磁石２３に対する可動磁石２１の変位によって判別可能であるので、この変位は、
（Ｔ１＋Δｔｋ）−（Ｔ２＋Δｔｋ）＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・・（３）
と表され、これにより、熱膨張による影響Δｔｋを無くすことができることが分かる。

この実施形態による磁歪式リニアセンサ２２の出力の外部温度による影響と、基準磁石２３を設けない場合の出力の外部温度による変化を図３に示す。この実験では、磁歪式リニアセンサ２２の本体プローブ部２７を恒温槽に入れて槽内温度と出力の関係をグラフにプロットとした。

これによれば、基準磁石２３を設けることにより、外部温度の影響を殆ど受けなくなることが確認された。

この実施形態の漏洩検査装置によれば、例えばタンク２の漏洩検査において外部の温度により本体プローブ部２７部分に膨張が生じても、微少な液面変化を正確に検知して漏洩の検出が可能である。特に、基準磁石２３をロッド部２４の下端近傍に設け液体中に位置させることにより、外部温度の影響を受けない状態で基準位置として設定することができる。

なお、この発明において液体貯蔵タンクにおける貯蔵物の液種は、ガソリン、アルコール類、溶剤類、灯油、軽油、重油などの動粘度１５０ｍｍ^２／ｓ未満の液体について適用可能なものである。また、基準磁石は、液体貯蔵タンク内で外部の温度の影響を受けない位置であれば良く、ロッド部の下端部以外の位置でも良い。

この発明の漏洩検査方法に用いる漏洩検査装置を液体貯蔵タンクに取り付けた状態を示す一実施形態の概略縦断面図である。 この発明の一実施形態の漏洩検査装置の磁歪式リニアセンサを示す正面図である。 この発明の一実施形態の漏洩検査方法において温度上昇による影響を、基準磁石を用いない場合と比較したグラフである。

２ タンク
８ マンホール部
１０ 計量管
１２ 貯蔵物
１４ 吸引ポンプ
１８ 通気管
２１ 可動磁石
２２ 磁歪式リニアセンサ
２３ 基準磁石
２４ ロッド部
２５ フロート
２６ 計測装置
２７ 本体プローブ部
３２ 減圧装置
３４ 圧力計
３６ 気相部
３８ 液相部

Claims (2)

1. 液体貯蔵タンクの周囲の少なくとも一部が水に浸かった状態にあり、この液体貯蔵タンクの内部を減圧する減圧装置と、前記液体貯蔵タンク内に挿通されるロッド部と、このロッド部に嵌合し前記液体貯蔵タンク内の液体表面に浮かべられ液面の変位に従って前記ロッド部に沿って動くフロートと、このフロートに設けられた可動磁石と、前記ロッド部に固定され前記液体貯蔵タンク内に位置する基準磁石と、前記可動磁石と基準磁石の位置を各々検知する変位センサと、前記変位センサからの信号により前記基準磁石に対する前記可動磁石の位置を求める計測装置とを用いて、前記液体貯蔵タンクの漏洩を検査する液体貯蔵タンクの漏洩検査方法において、
   前記減圧装置により前記液体貯蔵タンク内の圧力の減圧値を、前記液体貯蔵タンク内の液体水頭圧から前記液体貯蔵タンク周囲の地下水の水頭圧を減じた値よりも所定値だけ大きな値に設定し、
   前記変位センサとして磁歪式リニアセンサを用いて、
   前記液体貯蔵タンク内の気相部の圧力を前記減圧値だけ減圧して、前記液体貯蔵タンクへの前記地下水の浸入による前記液面の上昇を検知して、前記可動磁石の変位が一定以上であるか否かにより前記液体貯蔵タンクの漏洩を判別することを特徴とする液体貯蔵タンクの漏洩検査方法。
2. 前記計測装置は、前記基準磁石に対する前記可動磁石の変位が一定以上であるか否かを判別する判別手段を備えることを特徴とする請求項１記載の液体貯蔵タンクの漏洩検査方法。

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