(57)【要約】【課題】本発明は貯蔵量に応じたタンクの変位に拘わらずタンク底部の水位を正確に検出することを課題とする。【解決手段】タンク用液面検知器８０は、液面計測部６０と、計測部保持体６１と、油面検出センサ６２と、水位検出センサ６４と、液面表示部６６と、変位吸収機構６８とから構成されている。また、液面計測部６０は、上部計測管６０Ａと、下部筒部６０Ｂとからなり、下部計測管６０Ｂが自重によりタンク底部に接触する位置まで延在している。計測部変位吸収機構６８は、地下タンク２０の上下方向の変位（歪み）に応じて液面計測部６０の長さ寸法を吸収するように構成され、地下タンク２０の上下方向の変位に伴う上部計測管６０Ａと下部計測管６０Ｂとの相対変位を、地下タンク２０の上下方向の歪みとして検出するタンク歪み検出センサ６５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク上部開口から垂下方向に挿入される計測部と、
該計測部に設けられ、タンク内に貯留された油液の油面を検知する油面検知センサと、
前記計測部の下部に設けられ、タンク底部に溜った水位を検知する水位検知センサと、
前記油面検知センサ及び前記水位検知センサからの信号を供給されて前記油面及び水位の計測値を表示する制御手段とを有するタンク用液面検知器において、
前記タンクの変形に伴う上下方向の変位を吸収する変位吸収機構を前記計測部に設けたことを特徴とするタンク用液面検知器。
【請求項２】
前記変位吸収機構は、上下方向に摺動可能に嵌合された複数の部材からなり、この複数の部材が前記タンクの上下方向の変位に応じて上下方向に摺動することを特徴とする請求項１に記載のタンク用液面検知器。
【請求項３】
前記変位吸収機構は、少なくとも前記タンク上部開口から挿入された上部計測部と、前記タンク底部に配された下部計測部とを有し、
前記下部計測部は、前記タンク底部に接し、前記タンク上部開口から前記タンク底部までの距離に応じて前記上部計測部に対して上下方向に摺動することを特徴とする請求項１または２に記載のタンク用液面検知器。
【請求項４】
前記変位吸収機構は、前記タンクの変形に伴う上下方向の変位を、前記上部計測部と前記下部計測部との相対変位により検出するタンク歪み検出センサを有し、
前記制御手段は、前記タンク歪み検出センサにより検出されたタンク歪みに基づいて前記油面の計測値を前記タンクの変形に伴う上下方向の変位分を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項３に記載のタンク用液面検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタンク用液面検知器に係り、特に油液を貯蔵するタンク底部に水が溜ったことを検知するよう構成されたタンク用液面検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、給油所に設置された給油装置では、地下に埋設された地下タンクに貯留された油液をポンプにより汲み上げて給油を行なっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
地下タンクにおいては、タンク内に水が徐々に溜り、水位が上昇すると吸上げ管路の下端の吸上げ口を介して水が油液と共に燃料タンクに供給されてしまうおそれがある。地下タンク内に水が溜る原因としては、例えば、給油時の油液吸上げにより地下タンク内の液面が下がる際に、地下タンクに連通された通気管から湿気を含んだ外気が導入され、タンク内壁に結露した水がタンク底部に溜ることが考えられる。
【０００４】
また、地下タンクには、注油管以外にも液面計取付部、検水口、タンク上部ノズルなどが設けられており、これらのキャップの取り付けを忘れた場合も同様に、雨水が地下タンク内に流入することがある。さらに地下タンクに貯留する油液がバイオ燃料のエチルアルコールである場合には、ある程度の水分が混入すると相分離を起こし、アルコールの水分が急激に分離し地下タンク底部に水として貯留する。
【０００５】
そのため、地下タンクには、地下タンク内の油液の液面高さ及びタンク底部の水位を検知するタンク用液面検知器が挿入される。この種のタンク用液面検知器としては、特許文献１に記載されているように、タンク上部から垂下方向に挿入された計測用筒部に油面検知用フロートと水位検知用フロートとを設け、油面検知用フロートの位置から油面高さを検知し、水位検知用フロートの位置から水位高さを検知するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２４９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、地下タンクは、円筒形状に形成された二重殻タンクからなり、側方からみると円形に形成されている。このような地下タンクは、油液がタンクローリ車から荷卸しされた直後の油液貯蔵量が多い場合には、円形に製作された地下タンクの断面形状が貯留された油液の圧力によって水平方向に幅広形状となり、側方からみると楕円形状に変形する。
【０００８】
このような地下タンクの断面形状が油液の貯留量に応じて変形するのに伴って地下タンクの上部開口とタンク底部との上下方向の距離が小さくなる。
【０００９】
一方、液面検知器は、地下タンクの上部開口から垂下方向に挿入される計測部の下端が油液の荷卸しにより地下タンクに変位が生じても地下タンクの底部に接触しないように計測部の全長をタンク深さよりも短くして計測部の下端がタンク底部から上方に離間するように取り付けられる。
【００１０】
そのため、従来は、タンク底部近傍での水位を検知することができず、ある程度水がタンク底部に溜ったときに検知することができることになり、少量の水を検知することが難しかった。
【００１１】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したタンク用液面検知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、タンク上部開口から垂下方向に挿入される計測部と、
該計測部に設けられ、タンク内に貯留された油液の油面を検知する油面検知センサと、
前記計測部の下部に設けられ、タンク底部に溜った水位を検知する水位検知センサと、
前記油面検知センサ及び前記水位検知センサからの信号を供給されて前記油面及び水位の計測値を表示する制御手段とを有するタンク用液面検知器において、
前記タンクの変形に伴う上下方向の変位を吸収する変位吸収機構を前記計測部に設けたことを特徴とする。
（２）本発明の前記変位吸収機構は、上下方向に摺動可能に嵌合された複数の部材からなり、この複数の部材が前記タンクの上下方向の変位に応じて上下方向に摺動することを特徴とする。
（３）本発明の前記変位吸収機構は、少なくとも前記タンク上部開口から挿入された上部計測部と、前記タンク底部に配された下部計測部とを有し、
前記下部計測部は、前記タンク底部に接し、前記タンク上部開口から前記タンク底部までの距離に応じて前記上部計測部に対して上下方向に摺動することを特徴とする。
（４）本発明の前記変位吸収機構は、前記タンクの変形に伴う上下方向の変位を、前記上部計測部と前記下部計測部との相対変位により検出するタンク歪み検出センサを有し、
前記制御手段は、前記タンク歪み検出センサにより検出されたタンク歪みに基づいて前記油面の計測値を前記タンクの変形に伴う上下方向の変位分を補正する補正手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タンクの変形に伴う上下方向の変位を吸収する変位吸収機構を計測部に設けため、タンクが油液の貯留量に応じて変位しても計測部の下端をタンク底部に接した状態を保持することが可能になり、タンク底部に溜った水を少量でも検知することが可能になる。よって、タンク底部に溜った水の水位をより高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるタンク用液面検知器の一実施例が適用された給油設備の構成を示す図である。
【図２】タンク用液面検知器を示す図である。
【図３】タンク用液面検知器の下部（Ａ部）を拡大して示す図である。
【図４】油液が給油されて貯蔵量が減少した状態を示す地下タンクの縦断面図である。
【図５】油液が荷卸しされて貯蔵量が増加した状態を示す地下タンクの縦断面図である。
【図６】液面表示部の各機器を示すブロック図である。
【図７】液面表示部の制御回路が実行する液面計測処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】タンク用液面検知器の変形例を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明によるタンク用液面検知器の一実施例が適用された給油設備の構成を示す図である。図１に示されるように、給油所に設置される給油設備１０は、地下に埋設された地下タンク２０と、地上に設置された給油装置３０と、タンク用液面検知器８０とを有する。地下タンク２０は、例えば、強化プラスチック製の所謂ＦＦ二重殻タンク、あるいは鉄製外殻と強化プラスチック製内殻とを有する所謂ＳＦ二重殻タンクからなり、油液の貯蔵量に応じて水平歪み及び垂直歪みを生じる。さらに、地下タンク２０は、コンクリートにより固められた基礎２２に載置された状態で周囲を土砂により覆われている。
【００１７】
また、地下タンク２０の頂部と地表面との間には、複数のマンホール４０Ａ〜４０Ｃが設けられている。各マンホール４０Ａ〜４０Ｃの内部には、地下タンク２０の頂部に連通される配管継手５０Ａ〜５０Ｃが取り付けられている。
【００１８】
配管継手５０Ａの下部には、地下タンク２０の底部近傍まで挿入される吸上げ管７０Ａが接続されている。また、配管継手５０Ａの側部には、給油装置３０に接続される吸上げ用配管９０Ａが連通されている。
【００１９】
配管継手５０Ｂの下部には、荷卸し管７０Ｂが接続され、配管継手５０Ｂの側部には、タンクローリ車の荷卸しホースが接続される注油管９０Ｂが連通される。
【００２０】
配管継手５０Ｃには、地下タンク２０の排気、または外気を地下タンク２０に導入する通気管９０Ｃが連通されている。
【００２１】
図２はタンク用液面検知器８０を示す図である。図３はタンク用液面検知器８０の下部（Ａ部）を拡大して示す図である。図２及び図３に示されるように、タンク用液面検知器８０は、液面計測部６０と、計測部保持体６１と、油面検出センサ６２と、水位検出センサ６４と、液面表示部６６と、変位吸収機構６８とから構成されている。
【００２２】
また、液面計測部６０は、マンホール４０Ｂから地下タンク２０内に挿入された上部計測部としての上部計測管６０Ａと、上部計測管６０Ａの下部に上下方向に摺動可能に接続された下部計測部としての下部計測管６０Ｂとを有する。上部計測管６０Ａ及び下部計測管６０Ｂは、ステンレス等の金属パイプからなり、下部計測管６０Ｂが上部計測管６０Ａよりも大径に形成され、自重によりタンク底部に接触する位置まで延在している。
【００２３】
また、変位吸収機構６８は、上部計測管６０Ａの下端と、下部計測管６０Ｂの上端とが延在方向（上下方向）に摺動可能に嵌合するように構成されており、地下タンク２０の上下方向の変位（歪み）に応じて液面計測部６０の長さを調整して、タンク変位を吸収するように構成されている。液面計測部６０は、タンク変位を吸収する変位吸収機構６８を有するため、地下タンク２０が油液の貯留量に応じて変形しても液面計測部６０の下端をタンク底部に接した状態を保持することが可能になり、タンク底部に溜った水を少量でも検知することが可能になる。よって、水位検出センサ６４は、タンク底部に溜った水の水位をより高精度に検出することができる。
【００２４】
さらに、変位吸収機構６８は、複数の部材を上下方向に摺動可能に嵌合させており、この複数の部材が上下方向に摺動することにより地下タンク２０の上下方向の変位を吸収するように構成されている。本実施例においては、小径な上部計測管６０Ａと大径な下部計測管６０Ｂとを摺動可能に嵌合させてなる。
【００２５】
尚、本実施例の変位吸収機構６８では、半径方向の寸法が異なる計測管６０Ａ、６０Ｂが摺動する構成であるが、管以外の部材（例えば、上下方向に延在する棒状部材、あるいは棒状部材と棒状部材が貫通する中空部を有する被貫通部材とを組合せて摺動させる構成）としても良い。
【００２６】
また、液面計測部６０は、地下タンク２０の上下方向の変位に伴う上部計測管６０Ａと下部計測管６０Ｂとの相対変位を検出するタンク歪み検出センサ６５を有する。タンク歪み検出センサ６５は、上部計測管６０Ａの下端と下部計測管６０Ｂとの上下方向の相対変位を、地下タンク２０の上下方向の歪みとして検出する。
【００２７】
上部計測管６０Ａには、油液の液面を検出するための油面検出センサ６２が設けられている。また、下部計測管６０Ｂには、水位検出センサ６４が設けられている。
【００２８】
油面検出センサ６２は、油液の液面の変化に応じて上部計測管６０Ａの外周に沿って上下方向に移動する筒状の油面用フロート６２Ａと、油面用フロート６２Ａの高さ位置を検出する油面検出部６２Ｂとを有する。油面用フロート６２Ａは、油面Ｌ２の高さ位置に応じて移動するように比重が油液の比重よりも軽くなるように設定されており、被検出部としてマグネットが設けられている。
【００２９】
また、油面検出部６２Ｂは、上部計測管６０Ａの中空部内壁に沿って上下方向に延在形成されており、例えば、油面用フロート６２Ａに設けられたマグネットの磁力を検出し、油面用フロート６２Ａの検出位置に応じた油面検出信号を液面表示部６６に出力する。
【００３０】
また、水位検出センサ６４は、下部計測管６０Ｂの外周に沿って上下方向に移動するリング状の水位用フロート６４Ａと、水位用フロート６４Ａの高さ位置を検出する水位検出部６４Ｂとを有する。水位用フロート６４Ａは、タンク内の水位Ｌ１に応じて移動するように比重が油液の比重より重く、水の比重よりも軽くなるように０．８３〜０．９８に設定されている。また、水位用フロート６４Ａには、被検出部としてマグネットが設けられている。水位検出部６４Ｂは、下部計測管６０Ｂの中空部内壁に沿って上下方向に延在形成されており、例えば、水位用フロート６４Ａに設けられたマグネットの磁力を検出し、水位用フロート６４Ａの検出位置に応じた水位検出信号を液面表示部６６に出力する。
【００３１】
変位吸収機構６８を構成する下部計測管６０Ｂは、上部計測管６０Ａに対して上下方向に移動可能に嵌合しているので、下端部が自重により地下タンク２０の底部内壁に接触している。そのため、水位検出センサ６４は、水位用フロート６４Ａがタンク底部近傍まで降下することが可能になり、タンク底部に溜った水の水位Ｌ１を低位置から検出することができる。
【００３２】
また、タンク歪み検出センサ６５は、下部計測管６０Ｂの上端に設けられた被検出部６５Ａと、上部計測管６０Ａの中空部内壁に沿って上下方向に延在形成されたタンク歪み検出部６５Ｂとを有する。例えば、被検出部６５Ａは、マグネットからなり、タンク歪み検出部６５Ｂは被検出部６５Ａの位置を磁気的に検出し、上部計測管６０Ａの下端と下部計測管６０Ｂとの上下方向の相対変位に応じたタンク歪み検出信号を液面表示部６６に出力する。
【００３３】
ここで、貯蔵量に応じた地下タンク２０の変位について説明する。図４は油液が給油されて貯蔵量が減少した状態を示す地下タンク２０の縦断面図である。図４に示されるように、地下タンク２０は、断面形状がほぼ円形となるように成型されている。地下タンク２０の貯蔵量が給油により徐々に減少すると共に、地下タンク２０は周囲の土圧に押圧されて断面形状が円形になる。
【００３４】
図５は油液が荷卸しされて貯蔵量が増加した状態を示す地下タンク２０の縦断面図である。図５に示されるように、地下タンク２０に貯留された油液が減少した状態でタンクローリ車から油液が注油管９０Ｂを介して荷卸しされると、タンク内の油面が上昇し、タンク内圧力が増大する。タンク内圧力が地下タンク２０の周囲の土圧より大になると共に、地下タンク２０の断面形状は水平方向に拡張された楕円形状に変形する。尚、図５においては、地下タンク２０の変位（歪み）を分かりやすくするため、誇張して示している。
【００３５】
このように、地下タンク２０の断面形状が円形から楕円形に変形された場合には、地下タンク２０の高さ方向の寸法が小さくなるため、地下タンク２０では、水平方向に拡張される水平歪みε１と、垂直方向に縮小される垂直歪みε２とが発生する。
【００３６】
ここで、液面表示部６６の構成について説明する。図６は液面表示部６６の各機器を示すブロック図である。図６に示されるように、液面表示部６６は、制御回路１００と、液晶モニタ１１０と、記憶部１２０と、警報器１３０とを有する。制御回路１００には、上記液晶モニタ１１０、記憶部１２０、警報器１３０の他に、油面検出センサ６２、水位検出センサ６４、タンク歪み検出センサ６５が接続されている。
【００３７】
制御回路１００は、記憶部１２０に格納された制御プログラムを読み込んで、各センサからの検出信号に応じた油面高さ（油液貯蔵量）及び水位（水量）を液晶モニタ１１０に表示する。また、記憶部１２０に格納された制御プログラムとしては、タンク歪み検出センサ６５により検出されたタンク歪み（垂直歪みε２）に応じて油面検出センサ６２に検出された油面高さを補正し、上部計測管６０Ａと下部計測管６０Ｂとの相対変位による変動値をキャンセルする制御プログラム（補正手段）と、水位検出センサ６４により検出された水位から得られた水量が規定値以上に達したときは警報器１３０より警報（アラーム音、アラーム表示）を発して報知する制御プログラムとが格納されている。
【００３８】
図７は液面表示部６６の制御回路１００が実行する液面計測処理を説明するためのフローチャートである。図７に示されるように、制御回路１００は、Ｓ１１でタンク歪み検出センサ６５により検出されたタンク歪み（垂直歪みε２）を読み込む。次のＳ１２では、地下タンク２０のタンク高さＨ（空の状態のときのタンク高さ：図４参照）と垂直歪みε２との比α（＝ε２／Ｈ）を演算する。
【００３９】
次のＳ１３では、油面検出センサ６２により検出された油面Ｌ２の計測値Ｙ１を読み込む。続いて、Ｓ１４では、油面高さの計測値Ｙ１をタンク歪みがキャンセルするように補正演算を行なって補正値Ｙ１・αを求める。さらに、Ｓ１５に進み、油面高さの計測値Ｙ１から補正値Ｙ１・αを減算し、油液貯蔵量に応じた実油面高さＹＡ（＝Ｙ１−（Ｙ１・α））を演算する（補正手段）。
【００４０】
次のＳ１６では、実油面高さＹＡに対応する総貯蔵量Ｑ１を演算する。この総貯蔵量Ｑ１は、地下タンク２０に貯蔵された油液の貯蔵量Ｑとタンク底部に溜った水量Ｑ２との合計値である。続いて、Ｓ１７に進み、水位検出センサ６４の計測値Ｙ２を読み込み、Ｓ１８でタンク底部の形状（曲率半径）に応じた水量Ｑ２を演算する。水位検出センサ６４は、変位吸収機構６８により下部計測管６０Ｂの下端部が地下タンク２０の底部内壁に接触しているため、水位用フロート６４Ａがタンク底部近傍まで降下することが可能になり、タンク変位に拘わらず、タンク底部に溜った水の水位Ｌ１を低位置から検出することができる。これにより、水位検出センサ６４は、少量の段階からより高精度に水位を検出することが可能になっている。
【００４１】
次のＳ１９では、総貯蔵量Ｑ１から水量Ｑ２を減算し、地下タンク２０に貯蔵された油液の実貯蔵量Ｑ（＝Ｑ１−Ｑ２）を演算する。続いて、Ｓ２０に進み、上記油液の実貯蔵量Ｑ及び水量Ｑ２を液晶モニタ１１０に表示する。さらに、Ｓ２１では、水位検出センサ６４の計測値Ｙ２が予め設定された水位上限値Ｙ０以下か否かをチェックする。
【００４２】
Ｓ２１において、水位検出センサ６４の計測値Ｙ２が水位上限値Ｙ０以下のとき（ＮＯの場合）は、上記Ｓ１１に戻り、Ｓ１１以降の処理を繰り返す。また、Ｓ２１において、水位検出センサ６４の計測値Ｙ２が水位上限値Ｙ０に達したとき（ＹＥＳの場合）は、Ｓ２２に進み、タンク底部に溜った水位Ｌ１が吸上げ管７０Ａの下端に設けられた吸上げ口に達したものと判断して警報器１３０より水位異常であることを報知する。
【００４３】
これにより、給油所側では、地下タンク２０の底部に溜った水を除去する水抜き作業をメンテナンス会社に依頼することが可能になる。
【００４４】
ここで、変形例について説明する。
【００４５】
図８はタンク用液面検知器の変形例を拡大して示す図である。図８に示されるように、変形例のタンク用液面検知器８０Ａは、上部計測管６０Ａの外周にバネ受け６０Ｃが設けられ、バネ受け６０Ｃと下部計測管６０Ｂの上端との間には、コイルバネからなる付勢部材６０Ｄが巻装されている。付勢部材６０Ｄは、下部計測管６０Ｂを下方に押圧する付勢力を発生しており、下部計測管６０Ｂの下端は地下タンク２０の底部内壁に接した状態に保持される。
【００４６】
従って、地下タンク２０が油液貯蔵量の変化に応じて水平方向及び垂直方向（図５参照）に変位しても、変位吸収機構６８を構成する下部計測管６０Ｂの下端は常に地下タンク２０の底部内壁に接触した状態に付勢されている。そのため、水位検出センサ６４は、水位用フロート６４Ａがタンク底部近傍まで降下することが可能になり、タンク底部に溜った水の水位Ｌ１を低位置から検出することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
上記実施例では、給油所に設置された地下タンクを例に挙げて説明したが、これにより、給油所以外の給油設備のある施設の地下タンク、あるいは地上に設置されたタンクにも本発明を適用できるのは勿論である。
【００４８】
また、上記実施例では、変位吸収機構６８を液面計測部６０の下部に設ける構成を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、変位吸収機構６８を液面計測部６０の上部に設けても良いし、あるいは変位吸収機構６８を液面計測部６０の異なる高さの複数箇所に設けても良い。
【００４９】
また、上記実施例では、地下タンクがＦＦ二重殻タンク、あるいはＳＦ二重殻タンクからなる構成を例示したが、これに限らず、他の構造のタンクにも本発明が適用できるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１０  給油設備
２０  地下タンク
３０  給油装置
４０Ａ〜４０Ｃ  マンホール
５０Ａ〜５０Ｃ  配管継手
６０  液面計測部
６０Ａ  上部計測管
６０Ｂ  下部計測管
６０Ｃ  バネ受け
６０Ｄ  付勢部材
６１  計測部保持体
６２  油面検出センサ
６２Ａ  油面用フロート
６２Ｂ  油面検出部
６４  水位検出センサ
６４Ａ  水位用フロート
６４Ｂ  水位検出部
６５  タンク歪み検出センサ
６５Ａ  被検出部
６５Ｂ  タンク歪み検出部
６６  液面表示部
６８  変位吸収機構
７０Ａ  吸上げ管
７０Ｂ  荷卸し管
８０  タンク用液面検知器
９０Ａ  吸上げ用配管
９０Ｂ  注油管
９０Ｃ  通気管
１００  制御回路
１１０  液晶モニタ
１２０  記憶部
１３０  警報器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011006130.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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