(57)【要約】  地下貯蔵システムは、第１の格納容器ユニットと、前記第１の格納容器ユニットを密封包含するように設けられた第２の格納容器ユニットとを含む。この地下貯蔵システムは、さらに、リーク検出システムであって、前記第２の格納容器装置と連通したリーク検出システムを含み、第１の格納容器装置および第２の格納容器装置内の流体のリークを検出する。
2009512854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の格納容器ユニットと、
前記第１の格納容器ユニットを密封包含するように設けられた第２の格納容器ユニットと、
前記第２の格納容器ユニットを定期的に所定の真空度にするためのバキュームシステムであって、前記所定の真空度を当該バキュームシステムが提供するバキュームシステムと、
前記第２の格納容器ユニット内の負圧変化率を測定するためのセンサ回路と、
リーク検出システムであって、前記第２の格納容器ユニットと連通し、前記バキュームシステムが前記所定の真空度としているときの前記第２の格納容器ユニットの真空度変化率を習得するようになっているリーク検出システムとを有し、
前記リーク検出システムは、習得済みの真空度変化率の上および下の所定の真空度変化率により定義される真空度変化率のしきい値を設定し、前記第２の格納容器ユニット内の測定された負圧変化率が前記真空度変化率のしきい値の外側であるとアラームを作動させるようになっている、地下貯蔵システム。
【請求項２】
第２の格納容器ユニットのモニタリング方法であって、当該方法は、
前記第２の格納容器ユニットに液体がないときに、前記第２の格納容器ユニットを第１の減圧とし、それに対する習得済みとなる真空レベルの変化率を生成することと、
前記習得済みの真空度変化率の上および下の所定の真空度変化率により定義される真空度変化率のしきい値を設定することと、
前記第２の格納容器ユニットを第２の減圧とし、それに対する前記第２の格納容器ユニットの内部の第２の真空レベルの変化率を測定することと、
前記第１の真空レベルの変化率を前記第２の真空レベルの変化率と比較することと、
前記第２の真空レベルの変化率が前記真空度変化率のしきい値の外側であるとアラームを作動させることとを有する、方法。
【請求項３】
第１の格納容器ユニットと、
前記第１の格納容器ユニットを密封包含するように設けられた第２の格納容器ユニットと、
前記第２の格納容器ユニットを定期的に所定の真空度とするためのバキュームシステムと、
前記バキュームシステムが前記所定の真空度としているときに、前記第２の格納容器ユニット内の負圧変化率を測定するためのセンサ回路と、
リーク検出システムであって、前記第２の格納容器ユニットと連通し、第２の格納容器ユニットに液体がなく、前記バキュームシステムが前記所定の真空度としているときの前記第２の格納容器ユニットの真空度変化率を習得するようになっているリーク検出システムとを有し、
前記リーク検出システムは、前記第２の格納容器ユニットの前記測定された負圧変化率が、前記第２の格納容器の前記習得済みの真空度変化率に対し所定のしきい値を超えたときに、前記第２の格納容器ユニットの内部に液体の存在を検出するようになっている、地下貯蔵システム。
【請求項４】
第２の格納容器ユニットの内部の液体をモニタリングする方法であって、当該方法は、
前記第２の格納容器ユニットに液体がないときに、前記第２の格納容器ユニットを第１の減圧とし、それに対する第１の真空レベルの変化率を生成することと、
前記第２の格納容器ユニットを第２の減圧とし、それに対する前記第２の格納容器ユニットの内部の第２の真空レベルの変化率を測定することと、
前記第１の真空レベルの変化率を前記第２の真空レベルの変化率と比較することと、
前記第２の真空レベルの変化率が、前記第１の真空レベルの変化率に対し所定のしきい値を超えると、アラームを作動させることとを有する、方法。
【請求項５】
第１の格納容器ユニットと、
前記第１の格納容器ユニットを密封包含するように設けられた第２の格納容器ユニットと、
真空配管を含み、前記第２の格納容器ユニットを定期的に所定の真空度にするためのバキュームシステムと、
前記バキュームシステムが前記所定の真空度にしているときに、前記第２の格納容器ユニット内の負圧変化率を測定するためのセンサ回路と、
リーク検出システムであって、前記第２の格納容器ユニットと連通し、前記真空配管に液体がなく、前記バキュームシステムが前記所定の真空度にしているときに、前記第２の格納容器ユニットの真空度変化率を習得するようになっているリーク検出システムとを有し、
前記リーク検出システムは、前記第２の格納容器ユニットの前記測定された負圧変化率が、前記第２の格納容器ユニットの前記習得済みの真空度変化率に対して所定のしきい値よりも小さいときに、前記真空配管内に液体の存在を検出するようになっている、地下貯蔵システム。
【請求項６】
真空配管を備えるバキュームシステムを含む第２の格納容器ユニットのために、前記真空配管内の液体をモニタリングする方法であって、前記バキュームシステムは、前記第２の格納容器ユニットを減圧するためのものであり、当該方法は、
前記真空配管内に液体がないときに、前記第２の格納容器ユニットを第１の減圧とし、それに対する第１の真空レベルの変化率を生成することと、
前記第２の格納容器ユニットを第２の減圧とし、それに対する前記第２の格納容器ユニットの内部の第２の真空レベルの変化率を測定することと、
前記第１の真空レベルの変化率を前記第２の真空レベルの変化率と比較することと、
前記第２の真空レベルの変化率が、前記第１の真空レベルの変化率に対し所定のしきい値よりも小さいときに、アラームを作動させることとを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【関係する出願】
【０００１】
この出願は、２００４年５月１１日に出願された出願中の米国特許出願番号10/842,894の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
この特許は、一般的には、間隙をモニタリングするための装置および方法に関するものであって、特に、地下貯蔵タンクシステムの間隙内における圧力および真空レベルを連続的にモニタリングするためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
現状の、および提案されている州および連邦の規制は、危険物質の貯蔵のために使われる地下貯蔵タンクが所定の環境安全基準を満たすことを要求している。特に、これらの環境規制は、地下貯蔵システムが第１の格納容器ユニット（主たる密閉容器ユニット）と第２の格納容器ユニット（従たる密閉容器ユニット）とを含むことを要求している。さらには、第１および第２の格納容器ユニットは、地下貯蔵システムがプロダクトタイト（product tight）であることを求める環境基準に従うことが要求されている。用語「プロダクトタイト」は、これらの環境規制の目的より、一般的には、第１の格納容器ユニットからの物質の漏出を防ぐため、含有物質が不透過であることと定義されている。その上、タンクがプロダクトタイトであるためには、タンクは、そのタンクの耐用年数の間、含有物質により、物理的または化学的に劣化するものであってはならない。さらに、これらの規制は、公共の飲用水の井戸から１０００フィート以内に設置された１枚壁構成の地下貯蔵タンクシステムのオーナーまたはオペレータが高精度のリーク検出またはモニタリングのプログラムを実装することを要求している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リークをモニタリングする公知の方法の１つは、米国特許６，４８９，８９４号、「二重壁パイプラインシステムおよびコンテナシステムのためのリーク検出装置」というタイトルで公開されており、二重壁パイプラインまたはコンテナシステムにおけるリークを検出するために、圧力依存スイッチを含むバキュームポンプとアラーム装置とを備えるリーク検知器を用いている。開示されているリーク検知器は、真空配管（バキュームライン）により収集本体（collecting main）とバキュームポンプとに接続された幾つかのコンテナを同時にモニター（監視）するようになっている。モニター済みの各コンテナは、バキュームコネクタまたはバルブにより、リーク検知器に対し、所定のコントロールスペースを介して連通される。各真空配管は、バキュームコネクタに配置された第１の液体ロックを有し、漏れやすいコンテナから真空ライン内にリークしてしまった液体を、リークのないコンテナのコントロールスペースに浸透することをブロックしている。第２の液体ロックは、収集本体に設けられ、液体がバキュームポンプに入り込むことを防いでいる。この方法では、コンテナのコントロールスペースの内部へのリークを検出することができるが、機械的に複雑なシステムであり、大量の材料やセットアップ時間が要求される。
【０００５】
２次的な、または隙間（間隙）空間をモニタリングする他の方法は、従来技術としてよく知られたものであり、貯蔵システムと周辺環境との間にリークが存在するか否かを決定するために、圧力およびブライン溶液の両方をモニタリングする技術を用いて連続してリーク検出することを含んでいる。しかしながら、実際に用いるためにこれら公知の方法およびシステムのすべてを有効に較正するには、かなりのセットアップ時間と、システムに対する知識が必要とされる。特に、動作させるためにこれらのモニタリングシステムを構成するためには、ユーザは、第２の空間または間隙空間の全ての空間をモニターできるようにする必要があり、これには、地下貯蔵システムに使用されている二重壁配管およびコンテナのレイアウトおよび構成の詳細な知識が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
地下貯蔵システムは、第１の（主たる）格納容器ユニット（密閉容器ユニット）と、前記第１の格納容器ユニットを密封包含（密封包囲）するように設けられた第２の（従たる）格納容器ユニット（密閉容器ユニット）とを含む。この地下貯蔵システムは、さらに、リーク検出システムであって、前記第２の格納容器装置と連通したリーク検出システムを含み、第１の格納容器装置および第２の格納容器装置内の流体のリークを検出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、地下貯蔵システム（地下格納システム）１０の一例を示し、この地下貯蔵システム１０は、ガソリン、ディーゼル燃料、あるいは他の炭化水素のような液体２０を安全に保持するために建設された地下貯蔵タンク（ＵＳＴ）１２を含む。このＵＳＴ１２は、二重壁の貯蔵タンクであり、外壁１４と、間隙（隙間空間）１８を規定するように隔てられた内壁１６とにより構成されている。本例では、ＵＳＴ１２は、第１の（主たる）格納容器ユニットと第２の（従たる）格納容器ユニットとに分けられており、冗長的な漏れ防止が図られた地下貯蔵システム１０となっている。
【０００８】
例えば、ＦＥ ＰＥＴＲＯ社（登録商標）により製造されたナンバーSTP-75-VL2-7のＳＴＰモデルのような水中に沈めることができるタービンポンプ（ＳＴＰ）２２は、液体２０をディスペンサ２４に圧送する手段を提供する。ＳＴＰ２２は、インプットノズル２２ａの位置に、ＵＳＴ１２に対し固定または着脱可能に取り付け、ＳＴＰ２２が液体２０の水面よりも下側になるように取り付けることができる。インプットノズル２２ａは、ここでは、第１の格納容器ユニットの内部の液体２０をディスペンサ２４へ圧送するための流体経路を提供する。
【０００９】
ポンプマニホールド２６は、ＳＴＰ２２と一体の部品でも、別の部品で固定されたものであってもよく、ディスペンサ２４へ圧送される液体２０の配分を制御する。ポンプマニホールド２６は、サイフォンポート２８を含み、間隙１８（例えば、第２の格納容器ユニット）とＳＴＰ２２により発生した真空状態とが連通するようになっている。したがって、ＳＴＰ２２が稼働し（真空状態が形成され）、サイフォンポート２８が間隙１８に対する真空経路（減圧経路）となると、間隙１８にある液体は排出される。ＳＴＰ２２が止まり、第１の格納容器ユニットを介して大気圧に晒されると、コントロールバルブ３０がサイフォンポート２８から間隙１８を隔離し、真空度の低下を抑制できる。
【００１０】
バキュームセンサ（真空計）３２は、間隙１８およびサイフォンポート２８と連通しており、それらの内部をサンプルし、真空レベル（真空度）を測定する。バキュームセンサ３２は、連続的なアナログセンサ、不連続なデジタルセンサ、センサベースのスイッチ、あるいは、間隙１８の内部の真空レベルをサンプルできる他の装置であってもよい。ＳＴＰ２２が止まっているときに、大気圧を測定（例えば、ゼロバキューム測定）することがないように、バキュームセンサ３２は、コントロールバルブ３０により分離できる。しかしながら、ＳＴＰ２２が稼働し、真空状態（真空度、vacuum）を生成しているときは、コントロールバルブ３０は開となり、バキュームセンサ３２、間隙１８、およびサイフォンポート２８を連通させる。したがって、バキュームセンサ３２は、ＳＴＰ２２により生成させた間隙１８の内部の真空レベルの変化を抽出および測定する。
【００１１】
さらに、バキュームセンサ３２は、プロセッサ３６およびメモリ３８を備えるコントロールユニット３４と通信可能に接続できる。コントロールユニット３４およびメモリ３８は、真空状態（真空度、vacuum）のデータ、システム情報、アラームデータなどを、バキュームセンサ３２やその他の制御対象の構成部品から受信し、記憶する。コントロールユニット３４と、例えば、バキュームセンサ３２やコントロールバルブ３０との間の通信は、ハードワイヤードのローカルエリアネットワーク、ワイヤレス通信リンク、ダイレクト通信リンク、あるいは、二点間の有線通信リンクのような、適切な通信リンクを用いることにより実装できる。
【００１２】
プロセッサ３６は、コントロールルーチンを実行し、地下貯蔵システム１０のセットアップおよび運用を指示する。コントロールルーチンは、Ｃ＋＋、ビジュアルＣ＋＋、ビジュアルベーシック、機械言語のような、いかなるプロセスコントロールプログラミング言語やコンピュータ言語で書かれたものであってもよく、（必要であれば）コンパイルされ、メモリ３８に格納される。一般的には、コントロールルーチンは、不慮のリークを検出することにより、地下貯蔵システム１０の健全性を保証する。特に、コントロールルーチンはプロセッサ３６で実行され、間隙（隙間空間）１８のバキューム特性を自動的に習得する。さらに、コントロールルーチンは、プロセッサ３６で実行するための付加的なサブルーチンを含み、時間の関数として間隙１８の内部の真空レベルを連続的にモニターする。
【００１３】
リークオリフィスバルブ４０は、コントロールバルブ３０、バキュームセンサ３２、およびリークオリフィス４２と連通されており、間隙１８との間に真空経路が設けられる。リークオリフィスバルブ４０およびリークオリフィス４２は、着脱可能なアッセンブリとすることが可能であり、地下貯蔵システム１０のセットアップおよび運用が不要になったら、間隙１８から分離できるようにしてもよい。リークオリフィスバルブ４０は、間隙１８と大気圧との間で、リークオリフィス４２を介して較正された、またはコントロールされたリークを、自動的にまたは手動で生成できる。所定のコントロールされたリークにより、間隙内部の真空レベルを所定の量だけ低下できる。
【００１４】
バキュームセンサ３２は、ここでは、真空レベルの低下を測定し、コントロールユニット３４で実行されているコントロールルーチンに、通信リンクを介して、真空レベルのデータを伝達する。コントロールルーチンは、ここでは、真空レベルのデータを処理し、間隙１８の１または複数の真空状態の特性を得る。特に、コントロールルーチンは、コントロールされたリークを第２の格納容器ユニットに引き起こすことにより、真空レベルのデータが低下することに基づき、負の真空レベルの変化率を決定できる。例えば、正の真空レベルの変化率や、間隙を減圧するための時間合計というような他の真空状態の特性を、追加でまたは上記に代わって真空レベルのデータに基づき得られる。
【００１５】
ＵＳＴ１２は、地下貯蔵システム１０の他の構成部品と接続することができる。特に、間隙１８は、複数のバキュームポート４４〜４４ｂを介して、ディスペンサパイプ４６の第２の間隙４８と連通（流体接続）させることができる。運用中、二重壁ディスペンサパイプ４６は、ＵＳＴ１２の内部に貯蔵された液体２０とディスペンサ２４との間を連通（流体的に接続）する。したがって、ＵＳＴ１２およびディスペンサパイプ４６を含む地下貯蔵システム１０全体は、二重壁構造となり、通常運用において起こりうる侵食および腐食に対してプロダクトタイトである。
【００１６】
図２は、間隙１８の真空特性を習得するための、自動較正または自動習得（自動学習）サブルーチン５０の作動概要を示すフローチャートである。自動習得サブルーチン５０のある部分は、時間の関数として測定された真空レベルの変化により、真空特性を判断し、記憶する。自動習得サブルーチン５０は、間隙１８の全体積、ＳＴＰ２２の真空能力、バキュームセンサ３２の感度などを測定したり演算したりすることなく、真空特性を習得する。したがってこの自動習得ルーチン５０は、あらゆる既知又は未知の容積（ボリューム）、さらに複雑な構成の部分も含めた間隙１８をモニタリングし測定する、迅速で効率的な手段を提供する。自動習得ルーチン５０は、コントロールルーチンまたは他のサブルーチンに対して独立したスタンドアロンのルーチンとして作動させることも可能である。一方、自動習得ルーチン５０をコントロールルーチンと統合し、コントロールルーチンにより地下貯蔵システム１０の測定（較正）要件を満足させるようにしてもよい。
【００１７】
自動習得ルーチン５０は、所定の判断基準が満たされたときに、いつでも実行することができる。自動習得ルーチン５０は、定期点検の一部として手動的に実行でき、また、地下貯蔵システム１０の構成が変わったときに自動的に実行したり、地下貯蔵システム１０を構成し初期セットアップするときの一部として自動的に実行したり、あるいは、時間当たりの真空レベル変化が所定値になったときの補正のために自動的に実行したりすることができる。
【００１８】
ブロック５２は、自動習得ルーチン５０を実行するために、格納済みの初期セッティングおよびデフォルトの条件をメモリ３８からロードする（図１参照）。これらの初期セッティングおよびデフォルトの条件、最大目標真空レベルＰmaxの条件、最小許容真空レベルＰminの条件、コントロールバルブ３０の閉鎖条件およびバキュームセンサ３２の測定条件および他の条件を含む。
【００１９】
最大目標真空レベルは実質的にどのような値にセットしてもよいが、経験値としては、おおよそ１０ｉｎ．Ｈｇ（２５４ｍｍＨｇ）の真空レベル（真空度）を示唆でき、その値は到達可能な真空レベルであって大気圧と容易に区別できるものであり、好ましい。同様に、最小許容真空レベルは、例えば、２ｉｎ．Ｈｇ（５０．８ｍｍＨｇ）に設定することが好ましい。典型的には、最小バキュームレベルＰminは、間隙１８の内部の最新の真空レベルＰmeasが大気圧（例えば、０ｉｎ．Ｈｇ近傍またはゼロ真空（ゼロ負圧））まで低下したこと示すための下側の境界またはしきい値となる。
【００２０】
ブロック５４は、間隙１８の内部の最新の真空レベルＰmeasをサンプルし測定するために、バキュームセンサ３２を動作させる。典型的には、バキュームセンサ３２は、自動習得ルーチン５０の運用中、規則的な時間間隔Δｔをおいて、最新の真空レベルＰmeasをサンプリングする。メモリ３８では、最新の真空レベルＰmaxを示す真空レベルのデータが履歴付きデータベースに格納され、格納済みの真空レベルＰstoredとなる。格納済みの真空レベルＰstoredは、履歴付きデータベースに永久的に保管され（すなわち、データベース内にセーブされ）てもよく、あるいは、計算、分析などのために使用されるように一時的に記憶され、その後消去または上書きされて新しいデータがサンプリングされ格納されるようにしてもよい。
【００２１】
ブロック５６は、最新の真空レベルＰmeasを大気圧（すなわち、ゼロバキューム）と比較し、自動習得ルーチン５０において残りのステップの実行の前に、真空状態のベースラインを確立する。間隙１８がある程度の真空度になっていることを検知すると、ブロック５８はコントロールバルブ３０およびリークオリフィスバルブ４０を開とし、検出された真空度を大気開放する。ブロック６０は、バキュームセンサ３２を動作させ、大気圧が検出されるまで最新の真空レベルＰmeasのサンプリングを行う。バキュームセンサ３２が大気圧を検出すると、ブロック６２ではコントロールバルブ３０およびリークオリフィスバルブ４０を閉じ、自動習得ルーチン５０の減圧手順を実行するための準備として間隙１８を密封し分離する。
【００２２】
ブロック６４では、減圧手順を開始し、自動習得ルーチン５０は「上昇曲線（アップカーブ）」（例えば、図３のライン１０２として示されている）の生成のために必要な真空レベルのデータの習得を開始する。特にブロック６４ではＳＴＰ２２を動作させ、ここではＳＴＰ２２は、サイフォンポート２８を介して、間隙１８の減圧を開始する。ブロック６６では、コントロールバルブ３０を開き、ＳＴＰ２２、間隙１８、およびバキュームセンサ３２の間を連通する。典型的には、ＳＴＰ２２により発生された真空度が、バキュームセンサ３２により検出できる状態となるために必要な時間だけ遅らせた後に、コントロールバルブ３０を開く。遅延時間はバキュームセンサ３２に依存するものであり、バキュームセンサ３２の感度、ＳＴＰ２２の吸引能力、および間隙１８の全体積といった要因にさらに依存するものである。
【００２３】
ブロック６８では、バキュームセンサ３２を動作させ、時間間隔Δｔ毎に、間隙１８の内部の最新の真空レベルＰmeasをサンプリングし、測定する。ブロック７０では、プロセッサ３６を動作させ、格納済みの真空レベルＰstoredを最新の真空レベルＰmeasの値にセットし、その格納済みの真空レベルＰstoredを、メモリ３８の確立された履歴付きのデータベースに格納する。この時点で、間げき１８の内部の減圧時またはアップカーブの真空レベルの変化率が、最新の真空レベルと格納済みの真空レベルとの差を固定されたあるいは既知の時間間隔で割ることにより計算できる。減圧時の変化率ΔＰevacは、次の式により、数学的に記述できる。
【００２４】
【数１】
2009512854.tif 000003
【００２５】
減圧時の変化率ΔＰevacが正または増加傾向の減圧時のカーブとなることは、間隙１８の内部の真空レベルが増加していることを意味する。あるいは、自動習得サブルーチン５０の稼働中にサンプリングされた最新の真空レベルＰmeasの値および格納済みの真空レベルＰstoredを時間の関数としてプロットすることにより、減圧時のカーブを作図できる。
【００２６】
ブロック７２では、最新の真空レベルＰmeasを、最大目標真空レベルＰmaxと比較する。最新の真空レベルが最大目標真空レベルの最大値よりも低い場合、自動習得ルーチン５０はループ７４に入り、最大目標真空レベルに達するまで継続して最新の真空レベルＰmeasをサンプリングし、格納する。しかしながら、ブロック７２において最新の真空レベルが最大目標真空レベルを超えたことが検出されると、ブロック７６でコントロールバルブ３０を閉じる。
【００２７】
その後ブロック７８では、ＳＴＰ２２を停止し減圧手順を終了する。この時点において間隙１８はコントロールバルブ３０により密封され分離されており、最新の真空レベルＰmeasは、最大目標真空レベルＰmaxのほぼ一定値として維持される。
【００２８】
ブロック８０では、バキュームセンサ３２を動作させ、密封された間隙１８の内部の最新の真空レベルＰmeasを各時間間隔Δｔにおいてサンプリングし、測定する。最新の真空レベルＰmeasは所定の時間間隔の間、最大目標真空レベルＰmaxで維持されることが予測される。さらにメモリ３８は、メモリ３８の内部に最大目標真空レベル最大値Ｐmaxと等しい最新の真空レベルＰmeasを、格納済みの真空レベルＰstoredとして格納する。この時点において、間隙１８の内部の真空レベルの変化率は実質的にゼロである。言い換えると、シールされた間隙内部の真空レベルは一定である。この時間間隔の間に、真空レベルが正または負に変化することは、例えばリークであり、アラームのきっかけとなる。真空度の最大変化率ΔＰmaxは、次の式により数学的に記述できる。
【００２９】
【数２】
2009512854.tif 000004
【００３０】
真空度の最大変化率ΔＰmaxは、最大目標真空レベルＰmaxと対応した値で、ゼロ−スロープ線となる。真空度の最大変化率ΔＰmaxの決定することは、コントロールユニット３４により実行される任意の計算処理にすぎない。
【００３１】
ブロック８２では、破壊手順（真空崩壊手順）を開始し、自動習得ルーチン５０は、降下または崩壊曲線（図３のライン１０６に示されている例を参照）を描くための真空レベルのデータの習得を開始する。詳細には、コントロールユニット３４で実行されているコントロールルーチンにより発行されたコマンドに応じてリークオリフィスバルブ４０が開く。リークオリフィスバルブ４０はオペレータにより開かれる手動のバルブでも良く、動作中、リークオリフィスバルブ４０は間隙１８の内部の最新の真空レベルＰmeasと真空レベルがゼロの大気との間を連通する。言い換えると、リークオリフィスバルブ４０は、間隙１８の内部の高真空レベルと、大気圧のゼロ真空レベルとの間を連結し均等化する経路を提供する。間隙１８の内部における最新の真空レベルＰmeasの低下はコントロールされたリークにより生じ、コントロールされていない、実際のリークがあったときの第２の格納容器ユニットの動きを特徴づけるための方法となる。
【００３２】
ブロック８４ではバキュームセンサ３２を動作させ、各時間間隔Δｔにおける間隙１８の内部の低下中の最新の真空レベルＰmeasをサンプリングし、測定する。ブロック８６では、プロセッサ３６に命じ、メモリ３８に格納済みの真空レベルＰstoredとして低下している最新の真空レベルＰmeasを格納する。この時点において、間隙１８の内部における真空レベルの変化率の崩壊または減少カーブは、格納済みの真空レベルＰstoredと最新の真空レベルＰmeasとの差を、所定の時間間隔Δｔで割ることにより計算できる。真空破壊時の変化率ΔＰdecayは、次の式により数学的に記述できる。
【００３３】
【数３】
2009512854.tif 000005
【００３４】
真空破壊時の変化率ΔＰdecayは、崩壊曲線のマイナスの傾きとして表れ、崩壊曲線は自動習得ルーチン５０の破壊手順においてバキュームセンサ３２によって測定された、低下中の最新の真空レベルＰmeasの値により定義された線である。
【００３５】
ブロック８８では、最新の真空レベルＰmeasを最小目標真空レベルＰminと比較する。最小目標真空レベルＰminはゼロ真空度（すなわち大気圧）にセットできるが、典型的には、システムの全セットアップ時間を減らすためより高い値にセットされる。すなわち、最小目標真空レベルＰminを大気付近にセットすると、間隙１８の圧力を等しくするために、より長い時間が必要になる。最新の真空レベルＰmeasが、最小目標真空レベルＰminよりも大きい場合、自動習得ルーチン５０はループ９０に入り、バキュームセンサ３２が間隙１８の内部で最小目標真空レベルＰminを検出するまで、最新の真空レベルＰmeasのサンプリングおよび測定を継続する。一方、ブロック８８において、最新の真空レベルＰmeasが最小目標真空レベルＰminよりも小さくなると、ブロック９２ではコントロールバルブ３０を閉じる。この時点において、自動習得ルーチン５０の真空破壊手順は終了し、習得された（習得済みの）変化率ΔＰevacおよびΔＰdecayは併合され、図３に示すような真空特性カーブ全体が作成される。
【００３６】
図３は、真空度の全特性カーブ１００の一例を示しており、真空度の全特性カーブ１００は、習得済みの変化率ΔＰevac、ΔＰdecay、およびオプションで求められたΔＰmaxからなっており、これらは自動測定ルーチン５０が稼働することにより測定および計算されるものである。前述したようにライン１０２は習得済みの減圧時の変化率ΔＰevacを表し、自動測定ルーチン５０の稼働中に求められ、間隙１８の真空レベルの正の増加が時間の関数として示されている。物理的には、ライン１０２は、密閉された間隙１８がコントロールバルブ３０を介して稼働中のＳＴＰ２２と連通していることを示している。最大時間Ｔmaxは、間隙１８の最新の真空レベルを、最大目標真空レベルＰmaxにするためにＳＴＰ２２が要する総時間である。
【００３７】
ライン１０２ａにより定義される上限およびライン１０２ｂにより定義される下限は、減圧時において習得済みのライン１０２に対して、真空レベルの変化の許容される範囲を示すものである。最新の真空レベルＰmeasが、ライン１０２ａおよび１０２ｂによって定義された上限および下限により示す許容限度を越えて逸脱したときは、アラームサブルーチンが動作する。例えば、最新の真空レベルが、ライン１０２ａおよび１０２ｂにより定義された上限および下限から外れていると判断されるか、最大目標真空レベルＰmaxが時間Ｔmaxの間に達成できないときは、アラームサブルーチンは間隙（隙間空間）１８の内部にリークがあると判断する。
【００３８】
ライン１０４は、最大目標真空レベルＰmaxと、習得済みの真空度変化率の最大値ΔＰmaxがゼロ（すなわち真空度が一定）であることを示している。物理的には、ライン１０４は、間隙１８が密封され、ＳＴＰ２２およびリークオリフィスバルブ４０から分離されたときに、圧力が一定の最新の真空レベルが測定されたことを示している。分離された間隙１８は、時間間隔が数倍の間は、最新の（現在の）真空レベルＰmeasが実質的にＰmax一定であるはずである。
【００３９】
前述したように、ライン１０６は、自動習得ルーチン５０の稼働中に得られた習得済みの真空崩壊の変化率ΔＰdecayを表している。ライン１０６は、時間の関数として間隙１８の測定された真空レベルが低下していることを示している。ライン１０６は、コントロールされたリークが地下貯蔵システム１０へ導入され、最新の真空レベルＰmeasが低下し、間隙１８の内部の真空度が大気圧（すなわち、真空レベルがゼロ）と等しくなるようなシステムに対応するものである。
【００４０】
図３に示したように、透過の範囲１０８が上ライン１０８ａと下ライン１０８ｂにより定義されており、これらのラインの傾斜はライン１０６の傾斜と大きく異なっている。透過の範囲１０８は、時間の関数であり、密封された間隙１８の真空特性の一例を示すものである。すなわち、通常稼働（すなわちリークや他の変動が無い一定の状態における稼働）の間、最新の真空レベルＰmeasは、ライン１０８ａおよび１０８ｂにより定義される透過の範囲１０８の内の測定値となると予想される。透過の範囲１０８により表される一定の真空崩壊は、リークや他の異常によるものではなく、地下貯蔵システム１０における普通の透過特性によるものである。しかしながら、最新の真空レベルＰmeasまたは最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentがライン１０８ａおよび１０８ｂにより定義される範囲から外れている（すなわち、浸透範囲１０８の外側になる）場合は、リークあるいは他の異常が間隙１８の内部に存在すると推測し、アラームサブルーチンを作動させる。
【００４１】
図４は、真空度の全特性カーブ１００を使いモニタリングするルーチン１２０の作動の、一例の詳細のフローチャートである。ブロック１２２では、センサ３２を動作させ、間隙（隙間空間）１８の内部の最新のバキュームレベルＰmeasをサンプリングし測定する。ブロック１２４では、最新の真空レベルＰmeasと、最小許容真空レベルＰmin（すなわち、２ｉｎ．Ｈｇまたは真空度ゼロ（ゼロバキューム））とを比較する。最新の真空レベルＰmeasが、最小許容真空レベルＰminを下回っていた場合、ブロック１２６では、ＳＴＰ２２を作動させ、間隙（隙間空間）１８の減圧を開始し、図３に示すような減圧カーブ１０２を一般的には示す。
【００４２】
ブロック１２８ではコントロールバルブ３０を開き、それによりＳＴＰ２２、間隙１８、およびバキュームセンサ３２の間を連通する。典型的には、ＳＴＰ２２により生成される真空度をバキュームセンサ３２が測定できるまでに必要な時間だけ遅らせてコントロールバルブ３０を開く。ブロック１３０では、バキュームセンサ３２により、各時間間隔Δｔにおいて、間隙１８の内部の、増加中の最新の真空レベルＰmeasをサンプリングし、測定する。
【００４３】
ブロック１３２では、自動習得ルーチン５０の間に求められた習得済みの減圧の変化率ΔＰevacと、最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentとを比較する。最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentは、最新の真空レベルＰmeasと、時間の関数である格納済みの真空レベルＰstoredとの差をもとに求められる。最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentは、次の式により記述できる。
【００４４】
【数４】
2009512854.tif 000006
【００４５】
求められた最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentが、習得済みの減圧の変化率ΔＰevacよりも小さい場合、ブロック１３４では、アラームルーチンを作動させてもよい。しかしながら、最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentが、習得済みの減圧の変化率ΔＰevacを越える場合、ブロック１３６では、プロセッサ３６に命じ、増加中の最新の真空レベルＰmeasを、メモリ３８に、格納済みの真空レベルＰstoredとして記憶する。
【００４６】
ブロック１３８では、最新の真空レベルＰmeasを、最大目標真空レベルＰmaxと比較する。最新の真空レベルＰmeasが最大目標真空レベルＰmaxよりも小さいときは、モニタリングルーチン１２０はループ１４０に入り、最大目標真空レベルＰmaxが測定されるまで、最新の真空レベルＰmeasを継続してサンプリングし格納する。一方、最新の真空レベルＰmeasが最大目標真空レベルＰmaxを越えると、ブロック１４２でコントロールバルブ３０を閉じる。
【００４７】
ブロック１４４では、間隙１８が密封されて、減圧が完了したのでＳＴＰ２２を止める。したがって、モニタリングルーチン１２０では、間隙１８の内部の真空レベルを再構築したことになる。稼働中、間隙１８の減圧または真空レベルを増加させることは、習得済みの減圧時の真空度カーブ１０２に沿って行われ、モニタリングルーチン１２０は、最新のバキュームレベルＰmeasが、ライン１０２ａおよび１０２ｂによって定義されている所定の範囲内であることを継続して検証する。同時に、間隙１８を最大目標真空レベルＰmaxに再減圧するために要する時間を、最大時間Ｔmaxと比較できる。最新の再減圧時間が最大時間Ｔmaxを越える場合、リークまたは他の異常が存在していると想定され、アラームルーチン１３４が作動する。
【００４８】
ブロック１４６では、モニタリングルーチン１２０を再スタートし、バキュームセンサ３２がブロック１２２において最新の真空レベルＰmeasをサンプリングし、測定する。ブロック１２４において、直前に再減圧された最新の真空レベルＰmeasは、最小許容真空レベルＰmin（すなわち、２ｉｎ．Ｈｇまたはゼロバキューム）と比較される。直前に再減圧された最新の真空レベルＰmeasが、最小許容真空レベルＰminよりも大きければ、ブロック１４８において、最新の真空レベルの変化率ΔＰcurrentを、自動習得ルーチン５０の稼働中に得られた習得済みの真空破壊時の変化率ΔＰdecayと比較する。
【００４９】
前述したように、間隙（間隙空間）１８は密封されており、モニタリングルーチン１２０は、最新の真空レベルＰmeasを測定し、最新の真空レベルＰmeasの低下が、地下貯蔵システム１０の普通の（通常の、自然な）透過特性のためなのか、またはリークのためなのかを決定する。さらに、習得済みの真空度のカーブと最新の真空レベルＰmeasとの比較は、真空破壊時の変化率ΔＰdecayおよび最新の変化率ΔＰcurrentの間の差に基づいて行ってもよく、あるいは単に、最新の真空レベルＰmeasおよび習得済みの真空度のカーブとの差そのものに基づいて行ってもよい。
【００５０】
ブロック１５０では、プロセッサ３６に命じ、メモリ３８に最新の真空レベルＰmeasを格納済みの真空レベルＰstoredとして記憶する。この時点では、モニタリングルーチン１２０はループ１５２に入り、最小許容真空レベルＰminが検出されるまで、最新の真空レベルＰmeasを継続してサンプリングし、格納最小許容真空レベルＰminが検出されると、ＳＴＰ２２を起動して間隙１８を減圧する。
【００５１】
同様に、減圧の間の真空レベルのモニタリングは問題をモニターするために用いられる。このシステムはライン１０２（図３参照）に示した、習得済みの減圧時の変化率ΔＰevac、あるいはアップカーブを用い、第２の格納容器の内部の液体の浸入の有無を判断する。これは、メモリ内の習得済みのアップカーブを最新の測定済みのアップカーブと比較することによって行われる。最新の測定済みのアップカーブの傾斜が、取得済みのアップカーブの傾斜より大きく、ライン１０２ａ（図３）により定義されたしきい値の要素を超えている場合は（すなわちそれは格納容器空間を減圧するための時間が、最初に取得されたものよりも十分に短いことであり）、そのときは、液体が第２の格納容器に侵入したことが疑われる。これは、液体が侵入することにより、真空に減圧する格納容器の領域が十分に削減されたことを示すからである。加えて、最新の測定済みのアップカーブの傾斜が、取得済みのアップカーブの傾斜より小さく、ライン１０２ｂ（図３）により定義されたしきい値の要素を超えている場合は（すなわちそれは格納容器空間を減圧するための時間が、最初に取得されたものよりも十分に長いことであり）、そのときは真空引きするラインにおいてリークがあり、透過した液体が侵入している可能性がある。いずれの場合も（最新の測定済みの傾斜が、習得済みの傾斜よりも十分に大きいか、十分に小さい場合であり）アラームを発生させることになる。このように、物理的に液体を収集するチャンバーや液体センサは不要であり、システムが煩雑にならずコストも削減できる。
【００５２】
ここで記述されたこれら実施形態は、真空レベルを測定し分析するものであるが、間隙１８を加圧しても自動習得ルーチン５０により測定でき、モニタリングルーチン１２０によるモニタリングするのに適した圧力勾配を提供できるであろう。さらに、最新の真空レベルＰmeasおよび計算により得られた変化率は、手動でも取得できるであろう。例えば、手動でコントロールユニット３４に指示し、間隙１８内の最新の真空レベルＰmeasをサンプルし、格納してもよい。さらに、オペレータは、格納済みの真空レベルＰstoredと関連して上記において説明した変化率の式および概念を用いることにより、必要とする変化率を手動で算出できる。
【００５３】
本公開においては、いくつかの実施形態が記述されているが、本特許の範囲および領域は、これらに限定されるものではない。逆にこの特許は、許容される均等の範囲内に公正に含まれる、開示により教示される全ての実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】間隙の真空モニタリングシステムの一例の基本構成を示す。
【図２】自動学習ルーチンの一例の詳細なオペレーションのフローチャートを示す。
【図３】間隙の真空度変化の一例を示す。
【図４】モニタリングルーチンの一例の詳細なオペレーションのフローチャートを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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