JPH03150419A - 貯蔵タンクの液面変化を検出するための方法および装置 - Google Patents

貯蔵タンクの液面変化を検出するための方法および装置

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JPH03150419A
JPH03150419A JP19756290A JP19756290A JPH03150419A JP H03150419 A JPH03150419 A JP H03150419A JP 19756290 A JP19756290 A JP 19756290A JP 19756290 A JP19756290 A JP 19756290A JP H03150419 A JPH03150419 A JP H03150419A
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Jay E Jensen
ジェイ・エドワード・ジェンセン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、貯蔵タンクの液面変化乞検出するための方法
および装置に関し、詳細には、大型地上貯蔵タンクから
の揮発性液体の漏れ乞極めて正確に検出することが可能
な漏れ検出器に関する。
液体製品、特に石油基剤製品は、極めて大量に地上タン
クに貯蔵することがある。このようなタンクに関するも
のとして一つには、タンクが、在庫管理ま管を、は目視
検査の通常の方法によって容易に認めることができない
漏れを生じろかもしれないという可能性がある。短期間
の間に検査し管を、場合の相対的に少ない漏れによって
、重大な環境問題が起こる。このような漏れは、検出さ
れないま(4) ましかも修復せずにお(と、長期間の間には極めて重大
な漏れを生じろことがある。
漏n’tg検出する問題は、想像できろように、このよ
うなタンクからの少量の漏れでは、貯蔵中の液体の液面
を少ししか変化させないものなので、貯蔵タンクが大型
になるにしたがってなおいっそう深刻になる。これは、
直径が6m(20フイート)よりも大きいタンクについ
て特にいえることである。また更に、地上タンクでは、
温度および風などの周囲条件の変化が、タンク中の液体
の液面に影響することがある。
地−ト貯蔵タンクの無傷な状態を判断するのに産業界で
一般的に行われていることは、揮発性内容物のタンクラ
空にし、少なくとも1.8m(6フィート)の液面まで
水でタンクを再び満たして十分な水頭圧2与え、タンク
外部の覗きガラス7通して液面変化を目視的に検出する
こと7行って可能な漏、tl、乞測定することである。
容易に想像できるように、この方法には、いくつか欠点
がある。一つの欠点は、タンクの無傷な状態乞判断する
ために、(5) 定期的にその施設を停止しなげればならないことである
。もう一つの欠点は、試験を行うのに用いた水を、貯蔵
タンクの内部表面に接触する結果としての危険廃棄物と
して処理するかま管を、は、はとんどの場所でまれにし
か存在しない施設である廃水処理施設に送らなければな
らないことである。
しかしながら、なおいっそう重大な欠点は、目視的検出
が、液面の約1.6mm(1/ 16インチ)の変化に
制限されるので、試験精度に関′fろ問題を含んでいる
。直径15m (50フィート)のタンクでは、1.6
mm(1/16 (7f )は約28Di75ガロン)
ヲ上回る最小検出可能容積に等しく、一方直径30m(
100フイート)のタンクでは、1.6Tnm(171
6インチ)が約113!M(300ガロン)ン上回る最
小検出可能容積に等しい。マタ更に、温度変化は、タン
ク中の液体ビ膨張または収縮させることがあり、風が影
響することがあるように測定におよび覗きガラスのメニ
スカス分解能て重大な影響を与えろことがある。
研究されているもう一つの方法は、タンクの底(6) 部に接して圧力変換器を置き、タンクの底部で液体の圧
力を測定することである。この方法は、液体の容積が液
体の膨張によって変化する可能性があるが、その重量は
変化しないので、温度変化によって影響されない。この
方法には、タンク中の液体の大量の重量を測定すること
かできるだけでなく、わずかな重量変化も測定すること
ができる圧力変換器が必要であるという問題がある。こ
のような変換器は、容易に入手できないかまたは極めて
高価である。
スイス国特許第607.011号明細書に、ダイヤフラ
ムによって隔てらn r、:二つの室を有する感圧性検
出器ビ利用する大型液体貯槽およびタンクからの漏れに
対する検査装置を開示している。検出器の一方の室を貯
槽に連通し、もう一方を基準管に連通ずる。感圧性検出
器のダイヤフラムは、接触部材の方向に移動させて、万
−漏れが発生した場合に電気的信号回路を閉じることが
できる。しかしながら、スイス国特許第607,011
号明細書に開示された装置には、今日の環境問題および
規(7) 制乞考慮にいれて、無傷の状態のタンクを判断するのに
必要とされる精度を有することは、期待できないであろ
う。
大型地上タンクの少量の漏れを正確に検出することが可
能で、貯蔵されている製品の揮発特性によってまたはタ
ンクの無傷な状態ビ判断している経過中に存在する周囲
条件の変化によって悪影響を受けない液体漏れ検出器を
有することが望ましいであろう。
本発明の一つの特徴により、貯蔵タンク中の液体量の変
化を検出するための装置であって、(a)  貯蔵タン
ク中の液体によって及ぼされる静水頭圧にほぼ等しい静
水頭圧ビ生じる液面まで液体を満たf7.−めの垂直に
立てた立て管と、(b)  貯蔵タンク中の液体と立て
管中の液体との間の静水頭圧差を感知して、貯蔵タンク
中の液体量の変化から生じる差圧の変化を測定するため
の装置と、 (c)  前記の立て管を前記の差圧感知装置に連通す
るための装置であって、前記の立て管連通装置が、(8
) 前記の立て管に対してほぼ水平に配置されているものと
、 (d)  貯蔵タンクを前記の差圧感知装置に連通ずる
ための装置であって、前記の貯蔵タンク連通装置が、貯
蔵タンクに対してほぼ水平に配置されているものと、 (e)  前記の立て管の液面上で立て管に連通し且つ
タンク中の液体の液面の上でタンクに連通するのに適応
した細長い中空部材とからなり、但し、前記の立て管連
通装置および前記のタンク連通装置が、互いにほぼ軸方
向に一直線になっている装置を提供する。
本発明の更に付は加えられる特徴により、地上タンクか
らの液体漏れを検出する方法であって、(a)  圧力
感知装置を、タンクに対してほぼ水平に配置されたタン
ク連通装置ケ用いて地上タンクに連通し、 (b)  垂直に立てた立て管を、立て管に対してほぼ
水平に配置された立て管連通装置であって、立て管連通
装置とタンク連通装置とが互いにほぼ一直(9) 線になっているものを用いて圧力感知装置に連通し、 (c)  垂直に立てた立て管を、貯蔵タンク中の液体
によって及ぼされる静水頭圧にほぼ等しい静水頭圧ビ生
じる液面まで液体を満たし、 (d)  立て管の最上部を、細長い中空部材によって
タンク中の液体の液面付近でタンクに連通し、(e) 
 貯蔵タンク中の液体と立て管中の液体との間の静水頭
差圧を、圧力感知装置を用いることによって測定してタ
ンクからの液体の漏れによって生じる差圧の変化を測定
すること を有して成る方法を提供する。
はぼ軸方向に一直線に成っているというのは、タンク連
通装置と立て管連通装置の水平の中心線が、はぼ同じ面
にある、すなわち、はぼ同一平面内部にあるということ
を意味する。
第1図乞参照すると、円筒形地上タンク12に連通した
漏れ検出器10暑示す。漏れ検出器10は、直立した円
筒形立て管14から成り、垂直に配置し且つタンク12
と軸方向に一直線になって(10) いる。タンク12に対して立て管14の位置を定めるこ
と乞行い、調節可能なジヤツキスタンド22と磁石42
乞備えた支持アーム34を設置することによって保持す
る。
水平に配置したパイプ16は、タンク12’(r、バル
ブ36によって圧力変換器18に連通し、方、更に水平
に配置したパイプ20は、変換器18をバルブ68によ
って更に立て管14に連通する。
バルブ66と38は、この系の設置、検量および除去を
補助するためにパイプ16と20に取す付ける。通常の
場合のように、圧力変換器18は、タンク12と立て管
14の間の流体の流れ乞妨げ、差圧乞測定するのに適応
する。立て管乞タンクからの流体で満たすための流体淀
路を設置するのが望ましい場合には、バルブを中π取り
付けたチューブf定はパイプ(示されていない)ヲ、変
換器を通らないでバイパスを通すことを行うことができ
る。フレキシブルホース24は、立て管14の最上部と
、タンク12中の液面付近の点でタンク12に設けられ
た流出口26との間を連通する。
(11) 圧力変換器18は、信号処理器60に電気的に連通し、
順次に、ペン記録計であってもよい信号処理器6Dの出
力の記録に行うための記録計32に電気的に連通する。
この用途に好適であることが分かった記録計は、ツルチ
ック・コーポレーション・オブ・バロ・アルド(Sol
tec Corpolation ofPalo Al
 to )中米から入手可能な電池式ソルテックブリメ
ライン(Soltec Primeline)R672
3型である。
第2図乞参照すると、信号処理器30は、圧力変換器1
8からの電気出力を受信する変換器指示計60を含む。
好ましい変換器指示計は、ヴアリジンeエンジニアリン
グ・コーポレーション・オブ・ノースリッジ(Val 
1dyne Engineering Corpora
tionof Northridge )中米から入手
可能な電池式ディジタル変換器指示計であるヴアリジン
CD379 である。変換器指示計60は、変換器励起
および信号状態調節のための回路部品馨与え、圧力変換
器18によって感知された差圧に比例てろ直流信号を出
力する。好ましい圧力変換器18は、水柱0.001(
12) インチ(0,DO25c7n)程度の差乞分解すること
か可能な液−液差圧変換器であるヴアリジンDP−10
3である。変換指示計60からの出力は、更に信号状態
調節を行う制動回路に給電する。更に制動することが、
タンク液体表面28上の風の影響および2/または機械
的振動によって引き起こされる小さい信号変動を除去し
または最小にするのに必要である。制動要因スイッチ6
6は、制動度を調節できろように与えられろ。この特徴
は、天候条件乞克服する困難に対して適応するのに有利
に用いることができろ。制動回路62の出力は、漏れ容
積計算器回路64に給電する。当該技術者は容易に理解
することであろよ5K、容積測定値7読み取る差圧に換
算するために、試験7行ったタンクの横断面積を入力し
なげればならない。これは、タンク直径セレクタースイ
ッチを用いろことによって行った。次に、漏れ容積計算
器回路からの出力を、数表示装置70および記録計32
に同時に給電てろ。
本発明の漏れ検出器を操作するために、この系(13) を第1図に示したように、パイプ16乞実施しやすいよ
うにタンク12の底部に接近てろように配置して取り付
けろ。立て管14は、タンク12にある液体で満たすこ
とができろように垂直にすることがあるが、これは必要
ではない。大型燃料貯蔵ターミナルで設置される場合、
理解できるよ5に、タンク12中の液体は、−船釣には
ガソリンのような揮発性炭化水素であり、それ故、立て
管中てこのような液体を用いることは非実用的でありま
たは望ましくないことがある。したがって、水ン用いて
立て管を満タスことは、このような使用が、安全および
一般的には揮発性に関する問題7大いに縮小させるので
、好ましい。冬季の気候試験に適応させろために、不凍
液と水の好適な混合物を配合し且つ立て管14を満管を
、すのに用いる。
例えば、水50%とグリコール50%との混合物Y5ま
く用いていて、はとんど全ての条件下で適当な性能2与
えると期待されろであろう。立て管14中の液体がタン
ク12中にある液体と異なる場合、理解できろように、
タンク12中の実際の(14) 液面28は、系の圧力が釣り合っている条件下で、立て
管14中の実際の液面44とは異なるものである。タン
ク12と立て管14との間の液面の差は、二種類の流体
の密度または比重の差に比例するものである。
立て管14ビ適当な液面まで満たした後、立て管の液体
内部で気泡を発生させないことを確実にすることが重要
である。この現象を最小限にするために、少量の家庭用
洗剤を液体に加えてその表面張力を低下させることがで
きる。更にまた、立て管を真空にすると、気泡の脱エン
トレインメントの工程を促進することが分かっている。
これは、好適な真空ポンプを、風補整管24を試験用如
連通している地点で連通ずることによって行うことがで
きる。バルブろ8は、圧力変換器18で真空が認められ
ないように、この操作の際には閉じておかなけnばなら
ない。ポンプヶ用いて、水銀約15インチの真空(50
kPa) Y立て管に約2分間の量適用する。この時間
中に、立て管乞軽(叩いて、液体からの気泡の放出を促
すことができる。
(15) この操作に続いて、真空ポンプY除去し、バルブ68を
開放する。これは、圧力変換器の両側に在る変換器空気
放出バルブ(示されていない)ン用いることによって行
う。空気放出バルブを開放し、一方圧力ヘッドを用いて
、放出パルプ馨通って出てい(気泡が見られな(なるま
で液体を流す。この段階乞完了した後、ホース24を、
立て管14の最上部と流出口26との間に取り付ける。
この系からの空気の除去に伴い、適当な立て管液体高さ
44ン再決定する必要があると思われろ。
これは、圧力変換器18、信号処理器60および記録計
62を用いることによって行う。立て管14中の液面4
4を調節するために、−本のフレキシブルチューブの一
方の端をバルブ46に連通し、もう一方の端を液体コン
テナに連通する。次に、バルブ46を開放して流速ケ低
下させ、落下する液体ヘッドの応答乞記録計62で測定
する。記録計32のペンの振れが、立て管液体ヘッド圧
力がタンク液体圧力に近世する場合に生ずる。バルブ4
6で連通したコンテナおよびフレキシブルテユ(16) 一ブの配置は、高くまたは低(して立て管14からまた
は立て管14に流でことができる。好ましい態様の信号
処理器を用いろ場合、表示された漏れ容積計算値の算術
符号は、立て管14の液体ヘッドがタンク12の液体ヘ
ッドよりも大きいかまたは小さいかを測定するのに用い
ることができる。
負の場合、立て管液体ヘッドはタンク12の液体へ、ド
よりも大きく、ある程度の流体乞除去する必要があるが
、立て管液体ヘッドがタンク12の液体ヘッドより小さ
いことを有意に示す正の場合、ある程度の流体7加える
必要がある。
系を釣り合わせ且つ計測器の目盛りを定めることによっ
て、タンク漏れ試験を行うことができる。
バルブ36 、38および40は、開放し、試験期間の
間開放したままにしてお(。タンク直径セレクションス
イ、テロ8は、タンク12の実際の直径に最も近い値に
設定しなければならない。制動要因スイッチは、初めに
中点値に設定しなければならない。(更に高い制動度は
、激しい風条件の場合には必要であると思われろ)記録
計のスイ、テ(17) 乞入れ、少な(とも5ガロン(19g)の液体tタンク
12から取り除いて、十分な記録計分解能があることを
確かめなければならない。これを確認すれば、タンク漏
れ試験乞開始することができる。
容易知理解できるように、立て管14中の液面44は、
試験経過中に変化しないので、タンク12中の液面28
の小さい変化は、変換器18によって検出するものであ
る。変換器18は、圧力ヘッドを測定し、液体の容積は
測定しないので、温度変化によって生じるタンク12か
または立て管14の液面の変化は、変換器18の出力に
影響することはない。更にまた、立て管14の最上部は
、液面28付近でホース24によってタンク12に連通
しているので、タンク12中の液体への風の影響もまた
、立て管14の液体に適用するものである。変換器18
は、差圧音測定するので、風の影響は、相殺さn且つ変
換器18の出力に影響しないものである。
下記の実施例は、本発明の装置および方法についての本
質的な特徴を更に例示する。
(18) 実施例1〜4 実施例1〜4として示した貯蔵タンク試験は、本発明の
漏れ検出器についての有用性乞各種揮発性馨有する液体
を用いる広範囲の条件に関して証明する。試験はいずれ
も、前記に記載の方法にしたがって行った。試験条件お
よび結果は、下記の通りである。
(19) (20) 第6〜第6図は、実施例1〜4の試験馨実施した際に行
った記録7示し、第3図が実施例1に対応し、第4図が
実施例2に、などである。第6図および第4図(実施例
1および2)に示された試験では、用いたタンクの直径
は27フイート(8,2m)であり、モビール第2番加
熱用油を約17.ODDガロン(64,000g ) 
暑入nろ容積がある。第3図乞参照すると、優れた試験
結果分解能は、試験開始時および試験終了時に貯蔵タン
クから5ガロン(19eまたはタンク中の全液体の0.
029%)を取り出すことによって生じる差圧の明確な
変化によって証明されろ。時間による差圧のわずかな増
加(2ガロンまたはZ5eを下回る程度の製品増加)は
、貯蔵タンクをタンク管理および生産パイプラインの残
りの部分に連通するバルブの滲出によるものと思われる
。タンク漏れ試験馨行う場合、このバルブを閉塞してこ
れらの大型バルブの滲出に関する問題を除くことか極め
て望ましいということに留意しなければならない。第4
図は、実施例1で用いた同じタンクおよび製品ケ用いて
行った(21) 実施例2の試験による記録射出カケ示す。この試験では
、タンクからパイプラインへのバルブを閉塞し、製品の
増加は試験期間中に検出されなかった。更にまた、実施
例2の試1験を、高速風のあった日に行った。第4図か
ら分かるように、高速風は、実施例1の試験で観察され
kものに関する図の波動の増加の原因と思われるが、本
発明の装置の低水率の漏れを分解てろ性能ケ低下させな
かった。これは、試験中に記録された全体の振れて対し
て、試験期間終了時に5ガロン(19flり’(i−’
除去することによって生じた図の振れから明らかである
第5図(実施例6)に示された試験では、用いたタンク
の直径は55フイー)(16,8rr+)であり、モー
ピル無鉛ガソリン約71.ODDガロン(27C1,0
004)を入れる容積がある。試験は、高速風のあった
日に、タンクからバイフ゛ラインへのハルブケ閉塞して
いないタンクを用いて行った。前記に示したように、ガ
ソリンには、その高度な揮発性および高い熱膨張率のゆ
えに漏れ検出において特殊な問題がある。更に、ガソリ
ン蒸気は、空気よりも(22) 重く、残留しがちであり、しかも液体の表面に様々な力
を及ぼf。悪条件にもかかわらず、優れた分解能が、本
発明の漏れ検出器ケ用いて観察された。ガソリン(総液
体容積の0.014%)10ガロン(38g)の試験期
間終了時の除去および添加は、明らかに識別可能であっ
た。試験期間中にあった高速風が、低水準のタンク漏れ
ケ判断てる性能を失わせることはなかった。
実施例4の試験では、直径30フイー)(92m)の加
熱潤滑油タンクを用いた。タンクは、6.8フイート(
1,2m)の水準まで約20.000ガロン(76,0
00iDノモービ/L’1[1−W−40%−ター油ン
満りし、100°Fの温度まで加熱した。この試験に相
当てる記録計出力について第6図を参照すると、少量の
漏れが本発明の漏れ検出器を用いて発見さnることか分
かる。試験終了時に液体(総タンク液体容積の0.00
13%)1クオート(1e)の除去ケ分解する性能如よ
って示されたように、極めて正確な結果が得られた。漏
れ検出の従来技術の覗きガラス法を用いて実施例4のタ
ンクに漏れかあ(23) 時間)の間試験を必要とするということであるというこ
とに留意しなければならない。これは、タンクに漏れが
あることおよび1時間で漏れの量の両方ケ明確に測定ケ
行っ管を、本発明の漏れ検出器とは異なる。
したがって、本発明によって、地上液体貯蔵タンクの漏
れケ検出するための方法および装置であって、少量の漏
れを正確に検出するものを提供する。この漏れ検出器は
、温度、風等のような周囲条件の変化によって悪影響?
受けないし、製造、設置および利用するのに相対的に安
価である。優扛た結果が、前記眞記載され且つ漏れ検出
装置て包含された設計の特徴ゆえに、ガソリンのような
極めて揮発性の液体ケ用いて行った試験について証明さ
れている。装置の研究は、それケ地上貯蔵タンクで用い
ろことに限定されているが、この装置は、当該技術者が
容易に理解するものであるように、地下に設置すること
および地下貯蔵タンクで利用することができるであろう
。更に、本発明(24) の装置は、貯蔵タンク在庫管理システムの一部として、
またはそのシステムと合わせて用いろこともできろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一つの実施例による液体漏れ検出器
の概略図である。 第2図は、第1図に示された検出器の信号処理器の構成
図である。 第6図から第6図は、第1図の検出器ケ用いてタンクで
行われた漏れ試験の結果ケ示すグラフである。 (25) 手 続 補 正 書(方式) 2、発明の名称 貯蔵タンクの液面変化を検出するための方法および装置
3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 名 称  (740)モービル・オイル・コーポレーシ
ョン4、代理人 住 所  東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手
町ビル 206区 電話270−6641〜6646 5、補正命令の日付 3、補正の対象 平成 2年10月30日 (発進口) タイプ印書により浄書した明細書 適正な図面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、貯蔵タンクの液体量の変化を検出するための装置で
    あって、 (a)貯蔵タンク中の液体によって及ぼされる静水頭圧
    にほぼ等しい静水頭圧を生じる液面まで液体を満たすた
    めに垂直に立てた立て管と、 (b)貯蔵タンク中の液体と立て管中の液体との間の静
    水頭差圧を感知して、貯蔵タンク中の液体量の変化から
    生じる差圧の変化を測定するための装置と、 (c)前記の立て管を前記の差圧感知装置に連通するた
    めの装置であって、前記の立て管連通装置が、前記の立
    て管に対してほぼ水平に配置されているものと、 (d)貯蔵タンクを前記の差圧感知装置に連通するため
    の装置であって、前記の貯蔵タンク連通装置が、貯蔵タ
    ンクに対してほぼ水平に配置されているものと、 (e)前記の立て管の液面の上に連通し且つタンク中の
    液体の液面の上でタンクに連通するのに適応した細長い
    中空部材とからなり、 前記の立て管連通装置および前記のタンク連通装置が、
    互いにほぼ軸方向に一直線になっている、装置。 2、貯蔵タンク中の液体と立て管中の液体との間の静水
    頭差圧を感知するための装置が、水頭差圧に比例する電
    気的出力信号を発する圧力変換器である、請求項1に記
    載の装置。3、前記の細長い中空部材が、フレキシブル
    ホースである、請求項1または2のいずれか1項に記載
    の装置。 4、前記の立て管連通装置および前記のタンク連通装置
    が、硬質中空パイプである、請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の装置。 5、前記の圧力変換器の出力信号に対して関数関係にあ
    る信号を記録するための前記の圧力変換器に効果的に接
    続された記録計をさらに含む、請求項2に記載の装置。 6、地上タンクからの液体漏れを検出する方法であって
    、 (a)圧力感知装置を、タンクに対してほぼ水平に配置
    されたタンク連通装置を用いて地上タンクに連通させ、 (b)垂直に立てた立て管を、立て管に対してほぼ水平
    に配置された立て管連通装置であって、立て管連通装置
    とタンク連通装置が互いにほぼ軸方向に一直線になって
    いるものを用いて圧力感知装置に連通させ、 (c)垂直に立てた立て管を、貯蔵タンク中の液体によ
    って及ぼされる静水頭圧にほぼ等しい静水頭圧を生じる
    液面まで液体を満たし、 (d)立て管の最上部を、タンク中の液体の液面上で細
    長い中空部材によってタンクに連通し、 (e)貯蔵タンク中の液体と立て管中の液体の間の静水
    頭差圧を、圧力感知装置を用いることによって測定して
    タンクからの液体の漏れによって生じる差圧の変化を測
    定する、 上記各工程からなる、方法。 7、段階(c)において、立て管を満たすのに用いる液
    体が、タンク中にある液体と異なる、請求項6に記載の
    方法。 8、段階(c)において、立て管を満たすのに用いた液
    体が、水である請求項7に記載の方法。
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