(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内に挿入され該タンク内の液体の漏れを検知する装置であって、前記タンク内の液体が導入される測定管路が備えられており、該測定管路は測定管と該測定管に連通し且つ該測定管より下方に位置し且つ該測定管より断面積の小さな測定細管とを有しており、該測定細管に該測定細管内の液体の流量を測定するために使用されるセンサが付設されており、該センサを用いて測定される流量値に基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する漏れ検知手段を備えていることを特徴とする、タンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項２】
前記測定細管の断面積は前記測定管の断面積の１／５０以下であることを特徴とする、請求項１に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項３】
前記測定細管の断面積は前記測定管の断面積の１／１００以下であることを特徴とする、請求項１に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項４】
前記測定細管の断面積は前記測定管の断面積の１／３００以下であることを特徴とする、請求項１に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項５】
前記測定管及び前記測定細管は実質的に上下方向を向いていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項６】
前記センサは熱式流量センサであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項７】
前記熱式流量センサは流量検知部と温度検知部とを備えており、前記漏れ検知手段は前記流量検知部と前記温度検知部とを含んで構成される電気回路により温度補償済の流量値を得ることを特徴とする、請求項６に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項８】
前記流量検知部及び前記温度検知部は何れも前記測定細管の外面と接触する熱伝達部材を備えていることを特徴とする、請求項７に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項９】
前記漏れ検知手段は、前記センサを用いて測定される流量値が０よりは大きく且つ前記タンクへの液体補充または前記タンクからの液体汲み出しの際に得られる流量値よりは小さい範囲内にある時に漏れ検知信号を発することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項１０】
前記測定管路はさや管と該さや管の下部に取り付けられたセンサホルダ部材とを通って形成されており、該センサホルダ部材にセンサが保持されており、前記センサホルダ部材を通って前記測定細管が配置されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【請求項１１】
前記さや管の上部にはキャップ部材が取り付けられており、該キャップ部材には前記測定管と外部とを連通させる連通路と前記タンクの開口に固定するための手段とが備えられていることを特徴とする、請求項１０に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク内液体の漏れ検知装置に関するものであり、特にタンクからの液体漏れを液体の流動に基づき検知する装置に関する。
【０００２】
本発明の液体の漏れ検知装置は、例えば、地下に埋設された石油タンク等の燃料油タンクや各種の液状化学品等のタンクからの微量な液体漏れを検知するのに好適に利用される。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ガソリンスタンド等における燃料油タンクは地下埋設のものが殆どである。この地下タンクは、経時劣化によりやがて微小な亀裂が発生し、そこから油漏れが発生するおそれが多分にある。この様な事態に立ち至った場合には、周囲環境汚染を招来し、その回復には膨大な費用がかかる。このため、この様な地下燃料油タンクでは、定期的に油漏れ（またはその原因となるタンク亀裂）の有無の検知を行なうことが義務付けられている。
【０００４】
この様な油漏れ検知のために従来使用されている方法としては、タンクを密閉した状態で該タンク内に空気等の気体を加圧注入し、所定時間経過後の圧力減少の有無を検知するものがある。また、これとは逆に、タンク内を密閉した状態で該タンク内を減圧し、所定時間経過後の圧力増加の有無を検知するものがある。しかしながら、これらの方法では、漏れ検知作業に先立って、タンクの全ての開口をパテ等でシールする作業が必要となり、また場合によってはタンクの使用を停止してタンク内の油を全て抜き取る作業が必要となり、作業が非常に面倒なものとなる。加えて、上記シールが完全になされていない場合には、これらの方法で検知された漏れは必ずしもタンク亀裂等に基づく実際の油漏れを反映したものとはならず、検知作業の労力の割には検知精度が高いとはいえないものである。
【０００５】
一方、液漏れ検知の方法としては、その他に、例えば特開昭６２−２２３６４０号公報や特開平１０−１２００９９号公報等に記載されている様に、液面レベルの変動を検知するものがある。この方法は、漏れによるタンク内液体の体積変化に基づく液面レベルの変動を測定するので、漏れを正しく反映した検知ができる。しかしながら、この方法では、漏れ量が小さい場合には、液面レベルの変動は極めて小さいので、その検知は極めて困難である。
【０００６】
タンク内液体の漏れに迅速に対処するためには、タンクの亀裂などが小さく漏れが少ない早期に検知できることが肝要であり、従って少ない量の漏れ検知が要望されるところ、上記液面レベルの変動を検知する方法はこの様な要望に十分応えることができるとはいえない。
【０００７】
そこで、本発明は、微量の漏れをも簡易且つ正確に検知することが可能なタンク内液体の漏れ検知装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
また、本発明は、タンクの使用を停止することなく漏れ検知が可能なタンク内液体の漏れ検知装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
更に、本発明は、現存するタンクに対し特別な加工を施すことなく装着することが可能なタンク内液体の漏れ検知装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
タンク内に挿入され該タンク内の液体の漏れを検知する装置であって、前記タンク内の液体が導入される測定管路が備えられており、該測定管路は測定管と該測定管に連通し且つ該測定管より下方に位置し且つ該測定管より断面積の小さな測定細管とを有しており、該測定細管に該測定細管内の液体の流量を測定するために使用されるセンサが付設されており、該センサを用いて測定される流量値に基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する漏れ検知手段を備えていることを特徴とする、タンク内液体の漏れ検知装置、
が提供される。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記測定細管の断面積は前記測定管の断面積の１／５０以下、好ましくは１／１００以下、更に好ましくは１／３００以下である。本発明の一態様においては、前記測定管及び前記測定細管は実質的に上下方向を向いている。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記センサは熱式流量センサである。本発明の一態様においては、前記熱式流量センサは流量検知部と温度検知部とを備えており、前記漏れ検知手段は前記流量検知部と前記温度検知部とを含んで構成される電気回路により温度補償済の流量値を得る。本発明の一態様においては、前記流量検知部及び前記温度検知部は何れも前記測定細管の外面と接触する熱伝達部材を備えている。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記漏れ検知手段は、前記センサを用いて測定される流量値が０よりは大きく且つ前記タンクへの液体補充または前記タンクからの液体汲み出しの際に得られる流量値よりは小さい範囲内にある時に漏れ検知信号を発する。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記測定管路はさや管と該さや管の下部に取り付けられたセンサホルダ部材とを通って形成されており、該センサホルダ部材にセンサが保持されており、前記センサホルダ部材を通って前記測定細管が配置されている。本発明の一態様においては、前記さや管の上部にはキャップ部材が取り付けられており、該キャップ部材には前記測定管と外部とを連通させる連通路と前記タンクの開口に固定するための手段とが備えられている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置の一実施形態を示す部分省略断面図であり、図２はその部分斜視図である。
【００１７】
検知装置は、円筒形状で上下方向を向いて配置されたさや管２と、該さや管の上部に適合されたキャップ部材４と、さや管２の下部に適合されたセンサホルダ部材６とを備えている。さや管２内には、キャップ部材４の下部とセンサホルダ部材６の上部との間で延在している測定管１０が存在している。キャップ部材４には連通路１２が形成されており、該連通路１２は測定管１０の内部とキャップ部材４の外部とを連通させている。
【００１８】
センサホルダ部材６には上下方向に延在する測定細管１４が配置されている。該測定細管１４の上端は測定管１０内に開口しており、測定細管１４の下端はセンサホルダ部材６の下部に形成された凹部６ａ内に開口している。測定細管１４は測定管１０とともに測定管路を形成しており、検知装置が上方からタンク内に挿入されると、該タンク内の液体が測定細管１４の下端開口から測定管路へと導入され、測定管１０内に液面が形成される。測定細管１４の断面積は、測定管１０の断面積より小さく、例えば測定管１０の断面積の１／５０以下、好ましくは１／１００以下、更に好ましくは１／３００以下である。このように、測定管１０の断面積に比べて測定細管１４の断面積を十分に小さくすることで、液面の高さ変動に伴う測定細管１４内での液体の流速を極めて大きなものとすることができる。
【００１９】
センサホルダ部材６には、センサ収容凹部６ｂ内に漏れ検知のためのセンサ１６が配置されている。センサ１６は配線２０を介して漏れ検知回路２２と接続されている。図示されている様に、配線２０はさや管２内であって測定管１０外の空間及びキャップ部材４に形成された上下方向の貫通孔を通って延びている。センサホルダ部材６の下端部には、凹部６ａを覆う様にフィルタメッシュ２４が付設されている。
【００２０】
図３は、センサ１６を示す図であり、（ａ）が正面図を示し（ｂ）が側面図を示す。センサ１６は、傍熱型の熱式流量センサであり、流量検知部１６Ｆと温度検知部１６Ｔとを有する。これらは、共通の樹脂製ハウジング１６Ｈにより一体化されている。流量検知部１６Ｆ及び温度検知部１６Ｔは、それぞれ液体との熱交換のための熱伝達部材１６Ｆａ，１６Ｔａ及び電極端子１６Ｆｂ，１６Ｔｂを有する。図４は、測定細管１４とセンサ１６とを示す図であり、（ａ）が正面図を示し（ｂ）が側面図を示す。流量検知部及び温度検知部の熱伝達部材１６Ｆａ，１６Ｔａは、何れも測定細管１４の外面と接触しており、これにより流量検知部１６Ｆ及び温度検知部１６Ｔと測定細管１４内の液体との熱交換が可能とされている。図１に示されている様に、センサ１６の熱伝達部材１６Ｆａ，１６Ｔａは、センサホルダ部材６に形成された検知空洞６ｃにおいて、測定細管１４と接触している。
【００２１】
図５は、上記センサ１６を用いた流量測定のための回路を含む漏れ検知手段を構成する漏れ検知回路２２を示す模式図である。この流量測定のための回路は、例えば特開平１１−１１８５６６号公報に記載されているような傍熱型の熱式流量計の回路と同様であり、測定細管１４内を流通する液体の瞬時流量に応じた電気信号を出力する。また、適宜積算して積算流量に応じた電気信号を出力させることもできる。
【００２２】
流量検知部１６Ｆにおいて、熱伝達部材１６Ｆａに対して熱交換可能な様に薄膜発熱抵抗体４８及び薄膜感温抵抗体４１が設けられている。また、温度検知部１６Ｔにおいて、熱伝達部材１６Ｔａに対して熱交換可能な様に薄膜感温抵抗体４１’が設けられている。
【００２３】
ブリッジ回路（検知回路）４０に直流電圧Ｖ１が供給される。ブリッジ回路４０は、流量検知部１６Ｆの薄膜感温抵抗体４１と温度検知部１６Ｔの薄膜感温抵抗体４１’と抵抗体４３，４４とを含んでなる。ブリッジ回路４０のａ，ｂ点の電位Ｖａ，Ｖｂが差動増幅・積分回路４６に入力される。
【００２４】
一方、直流電圧Ｖ２は、上記流量検知部１６Ｆの薄膜発熱抵抗体４８へ供給される電流を制御するためのトランジスタ５０を介して、薄膜発熱抵抗体４８へと供給される。即ち、流量検知部１６Ｆにおいて、薄膜発熱抵抗体４８の発熱に基づき、熱伝達部材１６Ｆａを介して測定細管１４内の液体による吸熱の影響を受けて、薄膜感温抵抗体４１による感温が実行される。そして、該感温の結果として、ブリッジ回路４０のａ，ｂ点の電位Ｖａ，Ｖｂの差が得られる。
【００２５】
（Ｖａ−Ｖｂ）の値は、液体の流量に応じて感温抵抗体４１の温度が変化することで、変化する。予めブリッジ回路４０の抵抗体４３，４４の抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の液体流量の場合において（Ｖａ−Ｖｂ）の値を零とすることができる。この基準流量では、差動増幅・積分回路４６の出力が一定（基準流量に対応する値）となり、トランジスタ５０の抵抗値も一定となる。その場合には、薄膜発熱抵抗体４８に印加される分圧も一定となり、この時のＰ点の電圧が上記基準流量を示すものとなる。
【００２６】
液体流量が増減すると、差動増幅・積分回路４６の出力は（Ｖａ−Ｖｂ）の値に応じて極性（感温抵抗体４１の抵抗−温度特性の正負により異なる）及び大きさが変化し、これに応じて差動増幅・積分回路４６の出力が変化する。
【００２７】
液体流量が増加した場合には、感温抵抗体４１の温度が低下するので、薄膜発熱抵抗体４８の発熱量を増加させる（即ち電力を増加させる）よう、差動増幅・積分回路４６からはトランジスタ５０のベースに対して、トランジスタ５０の抵抗値を減少させるような制御入力がなされる。
【００２８】
他方、液体流量が減少した場合には、感温抵抗体４１の温度が上昇するので、薄膜発熱抵抗体４８の発熱量を減少させる（即ち電力を減少させる）よう、差動増幅・積分回路４６からはトランジスタ５０のベースに対して、トランジスタ５０の抵抗値を増加させるような制御入力がなされる。
【００２９】
以上のようにして、液体流量の変化に関わらず、常に感温抵抗体４１により検知される温度が目標値となるように、薄膜発熱抵抗体４８の発熱がフィードバック制御される。そして、その際に薄膜発熱抵抗体４８に印加される電圧（Ｐ点の電圧）は液体流量に対応しているので、それを流量出力として取り出す。この流量出力は、所望によりＡ／Ｄコンバータ５２によりＡ／Ｄ変換して、デジタル信号とすることができる。この流量値に対応するデジタル信号はＣＰＵ５４に入力され、該ＣＰＵ５４は後述の様にして漏れ検知を行ない、漏れ検知信号を出力する。
【００３０】
尚、温度検知部１６Ｔは、液体温度に関する補償を行なった流量値を得るために用いられている。
【００３１】
図６は本実施形態の漏れ検知装置をタンクに装着した状態を示す模式的断面図であり、図７は漏れ検知装置のタンクへの固定部分の拡大断面図である。
【００３２】
図６において、タンク３０内には液体としての石油ＯＩＬが収容されている。タンク３０には、石油ＯＩＬを外部から補給する際の注油管３２及び消費者に対する販売の際に石油ＯＩＬを汲み出すための給油管３４が接続されている。更に、タンク３０には、検尺挿入のための開口としての計量口３６が付されている。該計量口３６は、例えば直径３０ｍｍ程度の円形開口であり、通常は蓋により閉じられている。この蓋を取り外し、キャップ部４の外周縁部をパッキン６０を介して計量口上端部上に配置し、袋ナット６２を計量口３２に適合することで、漏れ検知装置３８をタンク３０に固定する。図６に示されている様に、タンク３０内の石油ＯＩＬの液面は、センサ１６より上方且つキャップ部４より下方に位置しており、これにより検知装置３８内では液面は図７に示される測定管１０内に位置する。
【００３３】
次に、本実施形態の漏れ検知装置における漏れ検知動作について説明する。
【００３４】
図８は、タンク内での液面変動のパターンを示す模式図である。図８（ａ）は、注油管３２からタンク３０内への石油ＯＩＬの補充がなされる時を示す。この時には、タンク３０内の液面レベルが矢印Ｘａのように急激に上昇する。このため、検知装置３８の測定管内での液面レベルも急激に上昇し、これに伴いセンサ１６を用いた流量測定回路では矢印Ｙａのような上向きの流れに基づく大きな流量値が検知される。尚、タンク３０からの油漏れが発生している場合には、この流量値より少し小さな流量値が検知される。図８（ｂ）は、給油管３４から石油ＯＩＬの汲み出しがなされる時を示す。この時には、タンク３０内の液面の高さ（レベル）が矢印Ｘｂのように急激に低下する。このため、検知装置３８の測定管内での液面レベルも急激に低下し、これに伴いセンサ１６を用いた流量測定回路では矢印Ｙｂのような下向きの流れに基づく大きな流量が検知される。尚、タンク３０からの油漏れが発生している場合には、この流量値より少し大きな流量値が検知される。図８（ｃ）は、注油管３２からタンク３０内への石油ＯＩＬの補充及び給油管３４からの石油ＯＩＬの汲み出しのいずれもがなされておらず且つタンク３０から油漏れが発生した時を示す。この時には、タンク３０内の液面レベルが少しづつ低下する。このため、検知装置３８の測定管内での液面レベルが矢印Ｘｃのように少しづつ低下し、これに伴いセンサ１６を用いた流量測定回路では矢印Ｙｃのような下向きの流れに基づく小さな流量が検知される。
【００３５】
図９は、以上の様な液面変動の各パターンでの流量値の比較を示す。図９（ｃ）の「停止時」は、注油管３２からタンク３０内への石油ＯＩＬの補充及び給油管３４からの石油ＯＩＬの汲み出しのいずれもがなされていない時を指す。図９における（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図８における（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に相当する。補充中（ａ）及び汲み出し中（ｂ）の流量値は予め知ることができ、これらは停止時（ｃ）の漏れがある場合の流量より絶対値が十分に大きいので、この様な流量を避けて、図示されている様に、流量値が０よりは大きい下限値Ｒ１と（ａ）及び（ｂ）の何れの時の流量値よりも小さい上限値Ｒ２との間の範囲内にある場合に、漏れありと判断することにする。
【００３６】
即ち、図５に示されているＣＰＵ５４では、Ａ／Ｄコンバータ５２から入力される流量値の大小に応じて、次の様な処理を行なう：
（イ）流量値がＲ１未満の場合には、漏れ無しと判定し、
（ロ）流量値がＲ２を越える場合には、補充または汲み出しと判定し、
（ハ）流量値がＲ１以上且つＲ２以下の場合には、漏れ有りと判定し、漏れ検知信号を発する。流量値がＲ１未満の場合に漏れ無しと判定するのは、流量測定における測定誤差を考慮したためであり、測定誤差を低減することができればＲ１を小さくすることができる。
【００３７】
図１０は本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置の他の実施形態を示す部分断面図である。この実施形態では、漏れ検知回路２２がキャップ部材４と一体化された部材に収納されている。これにより、装置がコンパクトになる。漏れ検知回路２２の構成及び機能は上記の実施形態のものと同様である。
【００３８】
また、図１１は本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置の更に他の実施形態を示す部分断面図である。この実施形態では、センサホルダ部材６に、測定細管１４とは別に、測定管１０と凹部６ａとを連通させる上下方向のバイパス６６が設けられている。このパイパス６６には逆止弁６８が付されており、該逆止弁６８によりバイパス６６内での石油ＯＩＬの下方への流通が阻止される。タンクへの漏れ検知装置の挿入の際には、測定細管１４のみを介したのでは測定管１０内への石油ＯＩＬの導入が迅速になされず、従って漏れ検知動作の開始までに時間がかかるが、バイパス６６を付することで、タンクへの漏れ検知装置の挿入の後に、直ちに漏れ検知動作の開始が可能となる。パイパス６６の断面積は、この様な機能を発揮できるように、測定細管１４の断面積より十分に大きなものとする。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の漏れ検知装置によれば、測定管に連通し且つ該測定管より下方に位置し且つ該測定管より断面積の小さな測定細管に、液体流量測定用のセンサを付設し、該センサを用いて測定される流量値に基づきタンク内の液体の漏れを検知するので、タンクの使用を停止することなく微量の漏れをも簡易且つ正確に検知することが可能であり、更に現存するタンクに対し特別な加工を施すことなく装着することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置を示す部分省略断面図である。
【図２】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置を示す部分斜視図である。
【図３】センサを示す図である。
【図４】測定細管とセンサとを示す図である。
【図５】漏れ検知回路を示す模式図である。
【図６】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置をタンクに装着した状態を示す模式的断面図である。
【図７】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置のタンクへの固定部分の拡大断面図である。
【図８】タンク内での液面変動のパターンを示す模式図である。
【図９】タンク内での液面変動の各パターンでの流量値の比較を示す図である。
【図１０】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置を示す部分断面図である。
【図１１】本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置を示す部分断面図である。
【符号の説明】
２    さや管
４    キャップ部材
６    センサホルダ部材
６ａ    凹部
６ｂ    センサ収容凹部
６ｃ    検知空洞
１０    測定管
１２    連通路
１４    測定細管
１６    センサ
１６Ｆ    流量検知部
１６Ｔ    温度検知部
１６Ｆａ，１６Ｔａ    熱伝達部材
１６Ｆｂ，１６Ｔｂ    電極端子
１６Ｈ    ハウジング
２０    配線
２２    漏れ検知回路
２４    フィルタメッシュ
３０    タンク
３２    注油管
３４    給油管
３６    計量口
３８    漏れ検知装置
４０    ブリッジ回路（検知回路）
４１，４１’    薄膜感温抵抗体
４３，４４    抵抗体
４６    差動増幅・積分回路
４８    薄膜発熱抵抗体
５０    トランジスタ
５２    Ａ／Ｄコンバータ
５４    ＣＰＵ
６０    パッキン
６２    袋ナット
６６    バイパス
６８    逆止弁
ＯＩＬ    石油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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