JP6522218B1 - 液体タンクの監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】石油タンクその他の地下に埋設されることの多い液体タンク及び当該タンクに接続された配管の監視システム及び当該システムで用いる計測データの送信装置に関するもので、内容物の漏洩やタンクの稼働状態の監視をより速やかにかつ正確に行うことができるようにする。【解決手段】所定の比較的短い時間間隔毎又は所定の計量量毎に検出した液面計４の検出値又は当該検出値に基づいて演算された貯蔵量及び計量手段５の検出データをインターネット６を介して管理コンピュータ３に送信する送信器１６を備えている。管理コンピュータ３は、受信した過去複数日分の所定の時間間隔毎の貯蔵量と計量手段５の計測値とを記憶してグラフ表示する。【選択図】図１

Description

この発明は、石油タンクその他の一般的には地下に埋設される液体タンクの監視システムに関し、特に、正確な貯蔵量及びその増減量の計測、漏洩の発見、定常時及び非常時におけるタンクの稼働状態の速やかな判定などを可能にした上記システムに関するものである。

ガソリンや灯油などとして流通する石油類は、元売業者からガソリンスタンドと通称される一般給油所や大規模消費者である自家給油所に供給されている。給油所では、ガソリンや灯油を地下に埋設したタンクに貯蔵している。タンクには貯蔵量を計測する液面計が設けられ、地上やタンクの管理室に設置したモニタによって液面計の検出値を基にして演算した貯蔵量を知ることができる。

危険物施設として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。タンクには液面計が設置されているので、一般的には、液面計の検出値に基づいて内容物の貯蔵量を知ることができる。タンクからの漏洩の有無は、３年又は１年に１回、法的に定められている検査によって判断している。

本願出願人は、特許文献１において、各販売先の石油タンクに設けられている液面計のデータを公衆通信回線を介して販売元のコンピュータに送信する計測データ送信手段と、販売元のコンピュータに搭載されて、各販売先及び全ての販売先の石油種類別の在庫量を演算しかつ集計する在庫量演算手段を備えた石油在庫管理システムを提案している。

特許文献１の在庫管理システムによれば、各給油所に設けた石油の種類毎の在庫量を、装置コストを増大させることなく中小規模の給油所が石油在庫を空にして不都合が生じることを回避でき、販売元は、石油の在庫管理や配送管理をより計画的に行うことが可能になる。

一方、近時のＰＯＳ（ポイントオブセールス）システムの普及により、一般給油所では、各給油機にＰＯＳ端末を設置して給油データを集中管理するようになっている。タンクに接続された各給油機には１回の給油毎の給油量を計測する計量器が設けられており、ＰＯＳ端末は、この計量器の検出値を電気信号として受取り、ＰＯＳシステムのコンピュータは、その電気信号に基づいて販売管理を行っている。

特開２０１５‐２０９２４１号公報

ガソリンスタンドなどに設置したタンクの漏洩は、３年又は１年に１回の法的に定められている検査によって判断されるが、これは検査を行なった時点での漏洩の有無を判断しており、次回の検査まで漏洩がないことを保証している訳ではない。よってその間の漏洩の有無は危険物施設の所有者が日々の液面計のデータ及び計量機からの販売データを記録することで確認しているが、計器の器差など、誤差を生じる要素があるため、漏洩を判断することは難しい。

また地下に埋設したタンクでは、タンクに設けられている液面計の検出値にもタンク毎のばらつきがある。地面を掘削して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蔵量に偏差ないし誤差が生じる。

この発明は、特許文献１で提案した石油在庫管理システムの改良に関するもので、より早期にタンクの漏洩の発見並びに定常時及び非常時におけるタンクの稼働状態の監視をより速やかにかつ正確に行うことができる装置を提供することを課題としている。

この発明の液体タンクの監視システムは、タンク２内の液体の貯蔵量を計測する液面計４と、タンクからの出庫量（消費者ないしサービスタンク４２への給油量）を計測する計量手段５（５ａ、５ｂ、１８）を備えた液体タンクに採用されるシステムである。

計量手段５は、タンク２から貯蔵している液体の出庫時に当該出庫時における当該液体の出庫量を計測する手段で、ガソリンスタンドの給油機２５に設けられている計量器５ａ、積算流量計、流量計５ｂと出庫時の当該流量計の検出値を積分する積分手段１８の組などで構成することができる。

この発明の液体タンクの監視システムは、所定の比較的短い時間間隔毎又は所定の計量量毎に検出した液面計４の検出値又は当該検出値に基づいて演算された貯蔵量（当該タンク内の液体の量）及び計量手段５の検出データ（検出値又は当該検出値の誤差を補正した計測値）をインターネット６を介して管理コンピュータ３に送信する送信器１６を備えている。

管理コンピュータ３は、偏差補正手段３２と、記憶手段３４と、表示手段３６とを備えている。偏差補正手段３２は、必要に応じて自動的に又は管理者が手入力で液面計４の検出値に基づいて演算された貯蔵量の偏差を補正する。例えば、受信した複数回の液面計４の検出値に基づいて演算された貯蔵量の変化と計量手段５の計測値とを対比して補正する。記憶手段３４は、予め定めた過去複数日分の所定の時間間隔毎の補正後の貯蔵量と計量手段５の計測値とを記憶する。表示手段３６は、記憶した複数日分の貯蔵量と計量手段５の計測値とを一覧表示する。好ましい表示手段３６は、時間軸を横軸にして記憶した複数日分の貯蔵量と計量手段５の計測値とをグラフ表示する。

好ましい管理コンピュータ３は、入庫量演算手段３３を更に備えている。入庫量演算手段３３は、タンク２への入庫（タンク内への液体の供給）があったときに、当該入庫前後の貯蔵量の増加量と当該前後間の計量手段５の検出値とに基づいて当該入庫における入庫量を演算する。表示手段３６は、入庫量演算手段３３が演算した入庫量を前記貯蔵量や計量手段の計測値などのデータと共に表示する。

好ましい管理コンピュータ３は、記憶手段３４に蓄積されたデータを用いて、ＡＩ（人工知能）の手法により、当該データからタンク２や当該タンクに付設された配管２４の漏洩や異常状態を判断する学習機能を備える。

計量手段５の検出データを受信するＰＯＳ端末１３を備えているガソリンスタンドのシステムでは、当該計量手段の検出データは、当該計量手段に接続されたＰＯＳ端末１３の入力端１４から取得するのが好ましい。

この発明により、タンク本体からの漏洩のみでなく、当該タンクに接続された配管２４からの漏洩も検出できる。また、比較的短い時間間隔で計測データを解析することができるため、計量器５ａや流量計５ｂなどの計測機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２の稼働状態を監視することができる。

またこの発明によれば、タンクローリーからの受け入れ量、液面計の誤差を補正した正確な貯蔵量、計量器や流量計による出庫量のすべてのデータが自動送信によって経時的に管理コンピュータに記憶され、適時に表示することができるので、例えばタンクの製造会社や管理会社の熟練したアナリストがタンクの状態を常時監視する体制を構築することができる。

特にガソリンスタンドなどの一般給油所においては、計量器５ａ及びそれらに繋がる配線など、既存の設備を使用してデータを収集することができるので、低コストで導入でき、運用コストも安価である。

この発明の監視システムを備えたガソリンスタンドのブロック図 管理コンピュータのディスプレイに表示するグラフの一例を示す図 この発明の監視システムを備えたボイラ燃料供給設備のブロック図

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。第１実施例を示す図１は、一般給油所を模式的に示した図で、建屋１が建っている敷地の下にタンク２が埋設されている。タンク２には、石油類（例えばガソリン）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。タンク２は、入庫口２１と出庫口２２とを備えている。タンク２内の石油類は、入庫口２１を通してタンクローリー２３から受け入れられ、出庫口２２からタンク配管２４を通って給油機２５から消費者（通常は自動車）に供給される。給油機２５には、給油ノズル２６から流出した石油類の量を計量する計量器５ａが設けられている。図には１個のタンク２と１個の給油機２５のみを示しているが、通常はタンク２及び給油機２５は、複数設けられている。

液面計４は、検出した石油類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、液面の位置からタンク内の石油類の貯蔵量を演算してディスプレイ１２に表示する。通常、モニタ１１は、タンク２内の貯蔵量が設定された下限値以下になったときに、警告信号を出力してディスプレイ１２に表示するようになっている。

給油機２５に設けた計量器５ａは、給油が行われたときに計測した出庫量を電気信号に変換してＰＯＳ端末１３に送っている。ＰＯＳ端末１３は、受信した計量信号に基づいて価格を演算し、金銭の授受を行って販売データを図示しないＰＯＳシステムのコンピュータに送る。ＰＯＳ端末１３は、給油機２５に内蔵されている場合と、建屋１内に設置されている場合とがある。ＰＯＳ端末の入力端１４とモニタ１１内に設けた送信器１６とは、分岐信号線８で接続されており、計量器５ａからＰＯＳ端末１３に送られた計量信号は、分岐信号線８により、送信器１６に送られている。

なお、送信器１６が計量器５ａの検出値をＰＯＳ端末の入力端１４から取得しているのは、ＰＯＳ端末１３で処理されたデータから取得すると、給油所の売上金額などのデータも含まれるおそれがあり、一方、計量器５ａから直接データを取る方法では、多数の新たな配線などが必要になるからである。

一般的なモニタ１１は、ディスプレイ１２と、液面計４の検出値から貯蔵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、送信器１６を更に備えている。

送信器１６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）毎にモニタの演算手段１５が演算した貯蔵量を管理会社９に設置した管理コンピュータ３に送信する。送信器１６はまた、分岐信号線８から入力された計量信号を所定データ量（例えば１ｋバイト程度）で区切って、区切り毎のタイミングで区切り信号をインターネットを介して管理コンピュータ３に送信する。

管理コンピュータ３には、受信器３１、偏差補正手段３２、入庫量演算手段３３、記憶手段３４及びＷｅｂページの作成・送信手段３５、表示手段３６及び学習手段３７を備えている。

受信器３１は、モニタの送信器１６から送信されたデータを受信する。偏差補正手段３２は、計量器５ａの検出データと演算手段１５が演算した貯蔵量の変化とを対比して、液面の高さに関連して変化する偏差（ずれ）を求めて記憶し、当該記憶した偏差に基づいて演算手段１５が演算した貯蔵量を補正して、正確な貯蔵量を求める。

給油機２５の計量器５ａは、予め計量枡で出庫量を計測して検出値の誤差が計測されている。従って、液面計の検出値から演算した貯蔵量を液面の高さに関連づけて記憶した偏差で補正することにより、正確な貯蔵量を求めることができ、出庫時の貯蔵量の変化から出庫量を求めることができる。従って、計量器５ａに経年変化などによる誤差が生じたときには、貯蔵量の変化から求めた出庫量から計量器５ａの誤差の発生を検出できる。

モニタの演算手段１５が演算した貯蔵量の多寡に関連して、貯蔵量の変化と計量器５ａの計測値との差がどのように変化するかによって、タンク２の変形やタンク２の傾きなどを推測することができる。従って、これらのデータを経時的に監視することにより、タンクの変形や設置状態の変化も検出できる。

通常、タンクローリー２３からの石油類の入庫は、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。入庫量演算手段３３は、貯蔵量が増加した分を入庫量とするが、入庫中に計量器５ａからの出庫があったときは、その間の出庫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蔵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信号を出力する警告手段は管理コンピュータ３側に設けられる。

記憶手段３４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３６は、記憶された計測値を管理会社９のディスプレイ３８に表示する。管理会社９の監視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、計測器４、５ａの異常動作や埋設されたタンク２やタンク配管２４からの漏洩などを速やかに検出することができ、地震などに伴うタンク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。

Ｗｅｂページの作成・送信手段３５は、記憶されたデータから所定のＷｅｂページを作成して図示しないＷｅｂサーバーにアップロードする。給油所の担当者は、閲覧権限を与えられたブラウザ１７でＷｅｂページを閲覧することができる。

管理コンピュータには、学習手段３７を設けることができる。学習手段３７は、経時的な貯蔵量の変化、液面計４の検出値や計量器の計測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。

図２は、あるタンクの１２月８日、９日、１０日の３日分の計測データの表示例を示す。タンク容量は８０ｋＬであり、上に貯蔵量の変化が表示されている。３日間に４回のタンクローリー２３からの入庫があり、８日朝７時１６分に１４０９２Ｌ、１７時５８分に１９９８３Ｌ、９日の７時５０分に１２０５６Ｌ、１５時１８分に１２０４７Ｌの入庫で、１０日には入庫はない。

グラフには、出庫量を一点鎖線の上向き折れ線ａで、貯蔵量の変化を点線の下向き折れ線ｂで、２つの量の増減の累積値が実線の折れ線ｃで表示されている。グラフの横軸は時間の経過を示し、データは約６分おきに取られており、１時間に約１０個のデータが入っている。グラフの下には１日の最後に累積増減量ｄと累積出庫量ｅが表示されている。また、出庫量（販売量）が少なく比較的液面の変化が無い深夜１時から５時までの間の出庫量と貯蔵量の増減量を一番下に表示している。これは、漏洩を検出する場合に有効な指針になると考えられる。右上に入庫終了時刻ｆと入庫量ｇを表示している。この給油所は２４時間営業であり、日中と夜間の出庫量の変化がよくわかる。

更に、計測データをタンクの製造元のブラウザにも送ることにより、送られたデータを基に、タンクについての専門知識を有するアナリストが出庫状態、液漏れなどの異変のチェックを行うことができる。熟練したアナリストが数日分（例えば３日分）の計測データのチェックを行うことで、異常発生時には迅速な対応が可能になる。更に、夜間のみのデータを切り出すことで、漏洩の監視が容易になる。

図３は、この発明の第２実施例を示した図で、一般事業所や集合住宅などに設置されるボイラの燃料供給設備にこの発明を実施した例を示した図である。図３において、図１で説明した機器ないし手段には図１と同じ符号が付してある。

ボイラの燃料供給設備では、一般的には地下に埋設されたタンク２からボイラ４１の近傍に設置したサービスタンク４２を経由して燃料油が供給されるようになっている。タンク２内の燃料は、タンク配管２４に設けたポンプ４３により、間欠的にサービスタンク４２に供給（出庫）される。ボイラ４１は、連続的に燃料油を消費しており、サービスタンク４２には液面の上限と下限を検出するスイッチ４４、４５が設けられている。サービスタンク４２の液面が下限スイッチ４５以下になるとポンプ４３が自動起動してタンク２からサービスタンク４２に燃料油を送り、液面が上限スイッチ４４に達するとポンプ４３が停止する。

タンク２には液面計４が設けられており、この液面計の検出値から演算手段１５で演算したタンク内の燃料油の残量がモニタ１１のディスプレイ１２に表示されている。残量が予め登録した下限値以下になると、ディスプレイ１２に警告が表示され、それによって、元売業者にタンク２内への燃料油の発注が行われる。

一般的な燃料供給設備では、タンク２からサービスタンク４２への配管２４には流量計が備えられていないが、この配管２４に流量計５ｂを設置し、所定時間毎にタンク２の液面計４の検出信号と設置した流量計５ｂにより検出される流量から演算した液量信号をインターネット６を介して元売業者やタンクの製造元に設けた管理コンピュータ３に送信する送信器１６を設けることにより、図１で説明したと同様な方法でタンク２の液量の検出やタンク２及び配管２４の漏洩の管理を行うことができる。

流量計５ｂとして積算流量計を用いるときは、ポンプ４３を駆動する前に積算流量計の積算量を０にするリセット信号を送る。流量計５ｂが積算流量計でないときは、モニタ１１又は管理コンピュータ３でポンプ４３の稼働時間中の流量計５ｂの検出値を積分する積分手段１８を設ける。

配管２４に設置する流量計５ｂは、ガソリンスタンドの給油機に設けられている計量器５ａより精度の低いものとなるのが普通であるが、相応の精度でタンク２に設置されている液面計４の誤差の補正やタンク２や配管２４からの燃料油の漏洩を検出することが可能である。

２ タンク
３ 管理コンピュータ
４ 液面計
５ａ 計量器
５ｂ 流量計
６ インターネット
１３ ＰＯＳ端末
１４ 入力端
１６ 送信器
１８ 積分手段
３２ 偏差補正手段
３３ 入庫量演算手段
３４ 記憶手段
３６ 表示手段
３７ 学習手段
４１ ボイラ
４２ サービスタンク
４３ ポンプ

Claims (4)

1. 貯蔵されている液体の液面を検出する液面計(4)を備えた液体タンク(2)と、所定の時間間隔毎に前記液面計の検出データ又は当該検出データを基に演算された貯蔵量をインターネット(6)を介して管理コンピュータ(3)に送信する送信器(16)とを備えた液体タンクの監視システムにおいて、
   前記送信器は、前記時間間隔毎又は一定計量量毎に前記タンクから出庫される前記液体の量を計量する計量手段(5)の検出データを前記管理コンピュータ(3)に送信し、前記管理コンピュータは、受信した前記貯蔵量と前記計量手段の検出データとに基づいて受信した貯蔵量を補正する偏差補正手段(32)と、受信した複数日分の前記補正された貯蔵量と前記計量手段の検出データ又はこれらから演算されたデータを記憶する記憶手段(34)と、時間軸を横軸にして前記記憶した複数日分の貯蔵量及び出庫量をグラフ表示する表示手段(36)とを備えている、液体タンクの監視システム。
2. 前記管理コンピュータが、前記液体タンクへの前記液体の入庫があったときに当該入庫前後の前記貯蔵量の増加量と当該前後間の前記計量手段の積算値とに基づいて当該入庫における入庫量の誤差を演算して当該誤差を修正した入庫量を求める入庫量演算手段(33)を備え、前記表示手段が入庫量演算手段が演算した入庫量を前記貯蔵量及び出庫量と共に表示する、請求項１記載の液体タンクの監視システム。
3. 前記送信器が、前記計量手段の検出データを当該計量手段に接続されたＰＯＳ端末の入力端(14)から取得する、請求項１又は２記載の液体タンクの監視システム。
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蔵量、入庫量及び出庫量の時間的変化に基づいて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(37)を備えている、請求項１、２又は３記載の液体タンクの監視システム。

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