鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置
【課題】従来技術の難点を解消し、地下に埋設した二重殻タンクに鉱油系燃料油を貯蔵し、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供する。
【解決手段】本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７は、線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では全反射し、且つ、液体中では透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体１２と、２本の保護部材よりなることを特徴とする。
【解決手段】本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７は、線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では全反射し、且つ、液体中では透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体１２と、２本の保護部材よりなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、主にガソリン等の鉱油系燃料油を貯蔵するために用いられる二重殻タンクや、鉱油系燃料油を配送するために用いられる二重殻配管その他における鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及びこのセンサーを使用した漏れ検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
危険物の規制に関する制令の一部を改正する法律、及び、危険物の規制に関する規則の一部を改正する規則が改正、施行され、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクによる危険物、例えば鉱油系燃料油の貯蔵が可能となっている。
【０００３】
上記強化プラスチックライニング二重殻タンクとは、例えば図８に示すように、鋼製のタンク１０１の外側に、上部及びフランジ部（気相部）以外の部分（液相部）において、間隙１０２を形成しつつ強化プラスチック層１０３を設けてタンク本体１０４とし、該タンク本体１０４の上部から底面へ前記間隙１０２に連通する検知管１０５を挿入すると共に、前記検知管１０５の底部に、タンク１０１から漏洩する鉱油系燃料油及び強化プラスチック層１０３から流入する地下水の双方を検知することができるセンサー１０６を配設し、更に適宜の箇所に該センサー１０６からの出力を処理する検知装置１０７を配してなるものである。
【０００４】
かかる二重殻タンクは、主として、ガソリンスタンド等に設置され、ガソリン等の鉱油系燃料油を貯蔵する貯蔵タンクとして使用されているのが現状である。
【０００５】
上記二重殻タンクを、ガソリン等を貯蔵する貯蔵タンクとして使用する場合、長期間にわたって使用していると、内側の鋼製タンク内部に発生した欠陥により、ガソリン等の漏れが発生したり、或いは、強化プラスチック層が損傷して地下水が流入する虞れがあるため、このような漏れが発生した場合に、これを迅速に且つ精度良く検知可能にしておく必要がある。
【０００６】
二重殻タンク用の漏れ検知装置用センサーとしては、例えば図８に示すように、電気フロート式のものが使用されている。この電気フロート式の漏れ検知センサー１０６は、検知管１０５の底部に、漏れを検知するための環状のフロート１０８を上下動自在に設けると共に、当該環状フロート１０８の内側に磁石１０９を配置し、ガソリン等や地下水の漏れが発生した場合には、環状フロート１０８が上昇し、当該環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって、検知装置１０６内のガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるように構成し、この状態を検知装置１０７に電気的に伝達し、検知装置１０７に設けたブザーやランプを動作させ、前記の漏れを検知、通報するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記二重殻タンク用の漏れ検知センサー１０６の場合には、図８に示すように、ガソリン等や地下水の漏れが発生した場合に、環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって、ガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２をＯＮ状態となるように構成したものであるが、電気接点１１１、１１２を使用しているため、防爆認定を受ける必要があり、検査や認定等の手続きが煩雑となるという問題点や、その構造ゆえに小型化することができないという問題点を有していたのである。
【０００８】
又、上記従来技術の場合には、大型とならざるを得ないために、ガソリン等や地下水の漏れが発生してから、環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるまでに時間が係り、一方、電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるまでに時間を短縮するために、環状フロート１０８に配置された磁石１０９の位置をガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２に接近させた場合は、わずかな振動によってでも電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となり、誤作動を頻発させてしまうという問題点もあった。
【０００９】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクに鉱油系燃料油を貯蔵し、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなることを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、光学部材が、液体中では少なくともその一部が実質的に透過すると共に、該光学部材に対する該液体の屈折率の差に応じて、該液体の種類によって入射した光の透過割合が変化するものである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１２】
又、請求項３に記載された発明は、光透過性素材が光ファイバである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、形状が相違する一組の光学部材からなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１４】
更に、請求項５に記載された発明は、一組の光学部材を、線状或いは棒状の保護部材と共にスリーブに収容してなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１５】
更に又、請求項６に記載された発明は、一組の光学部材のテーパー部側には、撥水撥油剤が塗布されている請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１６】
更に又、請求項７に記載された発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーと、該センサーに光を供給する光源部と該センサーからの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含むことを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクに鉱油系燃料油を貯蔵し、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
実施の形態１
図２及び図３はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を採用した二重殻タンクを示す構成図である。
【００２０】
図２及び図３において、１はタンク本体を示すものであり、このタンク本体１は、所定の略円筒形状に形成された鋼製の内殻タンク１ａから構成されている。上記鋼製の内殻タンク１ａは、例えば、後述する被覆層１ｄも含めて、直径（外径）が１２２０ｍｍ、及び長さが２２５７ｍｍに設定されている。尚、上記タンク本体１は、必ずしも、鋼製の内殻タンク１ａそのものからなるものではなく、当該鋼製の内殻タンク１ａの表面に、図４に示すように、錆止め塗装１ｂ及びフィルム層１ｃなどにより、被覆する前の処理を施したものであっても勿論良い。又、上記タンク本体１の長手方向両端部には、図２に示すように、耐圧性などを向上させるため、所定の湾曲形状に形成された鏡板部２、３が設けられている。
【００２１】
本発明が適用されるタンクは、例えば、ガソリンスタンド等の地中に埋設された状態で設置され、ガソリンや軽油、重油等の鉱油系燃料油を貯蔵する貯蔵タンクなどとして使用される。この貯蔵タンクは、鋼製の内殻タンク１ａの外側に、必要に応じてＦＲＰ層などからなる被覆層１ｄを被覆した二重殻タンクとして構成されており、内殻タンク１ａと被覆層１ｄとの間には、０．１ｍｍ程度の微小間隙４が形成されている。上記被覆層１ｄは、樹脂にガラス繊維等を充填して固化させたものが用いられる。樹脂としては、イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂又はエポキシ樹脂などが用いられる。又、ガラス繊維としては、ガラスチョップドストランドマット、ガラスロービング、処理ガラスクロス又はガラスロービングクロス等が用いられる。
【００２２】
このような構造の二重殻タンクにおいては、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合、鉱油系燃料油や水はその底部に滞留することになる。
【００２３】
又、図２及び図３に示すように、タンク本体１の長手方向の一端部寄りに、外径が１１ｍｍ程度の金属製（例えば、鋼管）の検知管５が底部まで立設されている。この検知管５の上端部及び下端部は、内殻タンク１ａに溶接等によって固着されており、当該検知管５の内部は、内殻タンク１ａの底部に穿設された連通孔６を介して、微小間隙４と連通するように構成されている。
【００２４】
又、上記タンク本体１に設けられた微小間隙４は、図２及び図３に示すように、液層部に対応した領域に設けられており、タンク本体１の気層部には、微小間隙４が設けられておらず、一体構造となっている。
【００２５】
更に、上記検知管５の底部には、図２に示すように、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７が挿入され、漏れ検知装置用センサー７に光を供給する光源部と漏れ検知装置用センサー７からの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含む警報本体ＡＬと共に、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置を構成している。尚、Ｌ１及びＬ２は、本発明の漏れ検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの接続手段である。
【００２６】
ところで、この実施の形態に係る本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーは、光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなり、前記光学部材のテーパー部が、ガソリン等の鉱油系燃料油や地下水等の液状の漏洩物に接触しているか否かによって、当該光学部材のテーパー部における光の反射状態が変化することを利用して、前記鉱油系燃料油の漏れ等の有無を検知するように構成されている。
【００２７】
具体的には、漏れ検知装置用センサー７には、図１に示すように、上記一組の光学部材として、例えば直径１ｍｍ程度の入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９が使用され、それらの先端部が互いに結束した状態で設けられており、当該入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部は、金属製又は合成樹脂製のセンサ補強スリーブ１０によって被覆されていると共に、当該センサ補強スリーブ１０の先端は、細く形成されており、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端が互いに密着した状態で僅かに突出するように構成されている。尚、この実施態様では入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の仕様は共通しているが、これに限定されることはない。又、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９としては、この実施の態様ではアクリル系のものが採用されている。尚、本発明で使用される光ファイバの直径は１ｍｍ程度に限られることはなく、市販されている直径０．２５〜２．０ｍｍのもののいずれも、何の問題もなく使用することができる。
【００２８】
上記センサ補強スリーブ１０によって被覆された入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部は、ファイバジャケット１１、１２によって被覆されていると共に、当該入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部には、保護部材としてのステンレス製の針金からなる２本のガイドピン１３が所定長だけ突出するように挿入固着されている。
【００２９】
又、上記入射用の光ファイバ８の先端にはテーパー部が設けられ、当該入射用の光ファイバ８の後端から入射する光を出射用の光ファイバ９側に反射する反射面１４が形成されていると共に、当該出射用の光ファイバ９の先端にも同様に、入射用の光ファイバ側から反射された光を出射用の光ファイバ９内の後端側に導くように反射する反射面１５が形成されている。そして、上記入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５は、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりして、漏れ検知装置用センサー７が液状の漏洩物に接触しているか、或いはそうでないかによって、当該入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５における光の反射状態が変化するように構成されている。
【００３０】
即ち、上記入射用の光ファイバ８の反射面１４では、液状の漏洩物に接触しているか否かによって光の反射状態が変化すればよく、好ましくは当該反射面１４が空気中にある場合に全反射、液状の漏洩物に接触している場合には全透過の起こることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。光ファイバ９の反射面１５についても同様である。
【００３１】
入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の位置関係については、入射用の光ファイバ８の後端から入射し、反射面１４で側面に反射する光が、出射用の光ファイバ９の側面に入射し、反射面１５で反射して当該出射用の光ファイバ９の後端へ導かれるように、相対的に決定すればよい。
【００３２】
更に説明すると、上記入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５によって、入射用の光ファイバ８によって導かれた光が、全反射乃至大きな反射率をもって反射するか、当該反射面１４、１５を光が透過するかは、反射面が接触する空気や液体状の貯蔵物等の媒体の屈折率によって変化する。
【００３３】
上記入射用の光ファイバ８の反射面１４に入射する光１６は、図４に示すように、入射角θ0で入射する。この入射光１６が反射面１４で全反射する臨界角θ0は、光ファイバ８の材質をアクリル樹脂として、反射面１４の外部を空気とすると、
ｓｉｎθ0＝ｎ１／ｎ２＝０．６７０２
∴ θ0＝４２°
となる。ここで、ｎ１は空気の屈折率１．０００、ｎ２はアクリル樹脂の屈折率１．４９２である。
【００３４】
よって、上記入射用光ファイバ８の反射面１４のポイント１で入射光１６が全反射する条件は、ポイント１における角度Ａが、
０＜Ａ＜４８° (1)
を満たせば良いことがわかる。
【００３５】
同様に、上記出射用光ファイバ９の反射面１５のポイント２で反射光１７が全反射する条件は、ポイント２における角度Ｂが、
０＜Ｂ＜４８° (2)
を満たせば良いことがわかる。
【００３６】
ここで、幾何学的に、
Ｂ＝１８０°−３Ａ (3)
であるから、式(2)及び式(3)より、
０°＜１８０°−３Ａ＜４８°
−１８０°＜−３Ａ＜−１３２°
４４°＜Ａ＜６０° (4)
となって、式（1）（4）より、
４４°＜Ａ＜４８°
となり、入射用及び出射用光ファイバ８、９の反射面１４、１５の先端角２Ａは、
８８°＜２Ａ＜９６°
の範囲となる。
【００３７】
特に、入射光１６と出射光１８とが平行になる条件は、２Ａ＝９０°のときである。この実施の形態では、Ａ＝４５°に設定されることになる。尚、出射光１８の強度という点からは、Ａ＝４７．５°とした場合が、Ａ＝４５°や４６°とした場合よりも出射光１８の光量が多く、好ましかった。
【００３８】
一方、地下水やガソリン等の漏れ等が発生して、上記入射用の光ファイバと出射用の光ファイバの先端部が、例えば、水（屈折率＝１．３３）と接触している場合には、全反射の臨界角は６３°であるため、例えば、角度Ａ＝４５°で入射した光１６は、図５に示すように、一部の光１９が屈折し、他の光１７が反射する。又、上記出射用の光ファイバ９の反射面１５に入射した光１７は、例えば、角度Ａ＝４５°で入射した光１７は、一部の光２０が屈折し、他の光１８が反射する。
【００３９】
その結果、地下水やガソリン等の漏れ等が発生して、上記入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部が、例えば、水と接触している場合には、出射用の光ファイバ９から戻る光量が大幅に低下する。そのため、上記出射用の光ファイバ８から戻る光１８の光量をモニターすることにより、地下水やガソリン等の漏れ等の有無を検知することが可能となっている。
【００４０】
尚、上記図４及び図５では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９を互いに平行に配置した場合について説明したが、これに限定される訳ではなく、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９を互いに傾斜した状態で対向させても良く、この場合には、当該入射用及び出射用の光ファイバ８、９の傾斜角に伴って、反射面１４、１５の角度を調整する必要があることは勿論である。
【００４１】
一方、この実施の態様では、図１に示すように、センサー本体１２に、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９よりなる前記一組の光学部材より、その先端を突出させて２本のガイドピン１３を配設してあり、このガイドピン１３は、強度が不足する光学部材を、特にその先端部において保護するものであるばかりでなく、本発明の漏れ等検知装置用センサー７の機能回復に重要な役割を有している。
【００４２】
即ち、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合は、当該二重殻タンクに重大な構造的欠陥が有ることになるが、そうではなく、例えば、軽微な欠陥やミスで雨水や結露水等が検知装置用センサー７を作動させてしまった場合、軽微な欠陥やミスを解消すると共に、検知装置用センサー７を復帰させるために、雨水や結露水等を検知装置用センサー７から排除しなければならない。しかしながら、雨水や結露水等は純水ではなく、乾燥や自然落下にはかなりの時間が必要なのであるが、２本のガイドピン１３を配設することによって、雨水や結露水等がこれらの間を伝って落下し、速やかに検知装置用センサー７を復帰させることができるのである。
【００４３】
因みに、ガイドピン１３は１本では、２本の場合に比べて水及び鉱油系燃料油、特に粘度の高いＣ重油に対して効果が薄く、２本を設けた場合にのみ、水及び鉱油系燃料油が表面張力でガイドピン１３間を伝って速やかに落下した。図１（ｂ）に明らかなように、３本以上を設けることは検知装置用センサー７を大型化してしまうという問題がある。
【００４４】
又、同様の趣旨で、上記光ファイバ８、９の反射面１４、１５には、フッ素系の樹脂等による撥水撥油剤を塗布するなどして、水や油性成分等を弾く撥液処理を施すように構成することが望ましく、このように構成した場合、撥液処理とガイドピン１３とは相乗効果を示すようになる。尚、ガイドピン１３にもこのような撥液処理を施すことも好ましい。
【００４５】
一方、図２に示すように、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとは、接続手段Ｌ１及びＬ２で接続されるが、簡便には、入射用及び出射用の光ファイバ８、９を必要な長さだけ延設し、それらの基端部を警報本体ＡＬに接続すればよく、又、入射用及び出射用の光ファイバ８、９とは別の光ファイバーを用意し、それらにより入射用及び出射用の光ファイバ８、９と警報本体ＡＬとを接続してもよい。尚、本発明の漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの距離に制限はなく、使用した光ファイバーの伝送効率や漏れ検知装置用センサー７における入射光と反射光との比率にもよるが、例えば、短い場合で３０〜４０ｍ、長い場合で５０〜１００ｍ程度に設定しても、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置は作動し、効果が確認された。
【００４６】
上記警報本体ＡＬには、図６に示すように、入射用の光ファイバ８の入射端部に、ＬＥＤ、好ましくは高輝度ＬＥＤやレーザー光源、或いはランプ等の発光素子による光源部２２が配置され、必要に応じて集光用のレンズ２３を介して、入射用の光ファイバ８に光を入射させるように構成されている。尚、本発明における発光素子には、光量の安定より、高輝度、長寿命であることが要求される。
【００４７】
又、上記出射用の光ファイバ９の出射端部には、必要に応じて集光用のレンズ２４を介して、フォトマルや光電池、或いはフォトダイオード、ｃｄｓ、セレン等の受光素子による検出部２５が配置されるように構成されていて、特にフォトマルの使用は漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの距離が長い場合に極めて効果的である。
【００４８】
上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６と警報器２７とよりなる警報部に入力され、前記受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が所定の閾値未満であると、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりしたと検知して、ブザーや警告ランプ等の警告手段としての警報器２７によって漏れが発生していると警告するように構成されている。
【００４９】
更に、上記の実施態様では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９は、例えば、警報本体ＡＬまで直接導かれるが、当該入射用及び出射用の光ファイバ８、９の光減衰が大きい場合には、警報本体ＡＬに至る途中に、入射用の光ファイバの入射端部に配置される発光素子と、出射用の光ファイバの出射端部に受光素子を配置して、当該受光素子によって出射用の光ファイバから出射される光の光量を電気信号に変換した後、接続手段Ｌ１及びＬ２としての配線を介して、警報本体ＡＬに導くように構成しても良く、接続手段Ｌ１及びＬ２の中途に増幅器を配しても良い。
【００５０】
実用面としては、入射用及び出射用の光ファイバ８、９により漏れ等検知装置用センサー７を形成すると共に、他の接続手段Ｌ１及びＬ２を、コスト的に有利なアクリル系の光ファイバで形成して、必要に応じて防爆認定を受けた光−電気変換器や増幅器に導き、更に必要に応じて、この構成を連結すればよい。又、漏れ等検知装置用センサー７としては、液状の漏洩物３０の有無を検出すれば十分である場合は、アクリル系の光ファイバによるものをというように、求められる検出対象により選択すればよい。
【００５１】
以上の構成において、この実施の形態に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーでは、次のようにして、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、防爆認定等が不要であり、しかも小型化が可能となっている。
【００５２】
即ち、この実施の形態に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーでは、図１及び図４に示すように、液状の貯蔵物３０の漏れ等が発生していない場合、入射用の光ファイバ８の反射面１４は、空気層３１に接触しているため、当該入射用の光ファイバ８によって導かれた光１６は、反射面１４によって反射乃至は全反射されると共に、出射用の光ファイバ９の反射面１５によって反射乃至は全反射され、当該出射用の光ファイバ９を介して、警報本体ＡＬへと導かれる。
【００５３】
そのため、上記出射用の光ファイバ９の出射端部に配置された受光素子２５によって、図６に示すように、当該出射用の光ファイバ９を介して警報本体ＡＬへと導かれた光１８が受光され、電気信号に変換される。上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６に入力され、当該受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が、所定の閾値以上である場合には、液状の漏洩物３０が無いと検知する。
【００５４】
一方、上記漏れ検知装置では、図５に示すように、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりして、液状の貯蔵物３０の漏れが発生していると、入射用の光ファイバ８の反射面１４は、液状の貯蔵物３０や、地下水等の液状の漏洩物３１に接触するため、当該入射用の光ファイバ８によって導かれた光１６は、反射面１４によって全反射されずに、一部が透過光１９となって透過すると共に、出射用の光ファイバ９の反射面１５によっても全反射されずに、一部が透過光２０となって透過し、当該出射用の光ファイバ９を介して、警報本体ＡＬへと導かれる光量は、大幅に低下する。
【００５５】
そのため、上記出射用の光ファイバ９の出射端部に配置された受光素子２５によって、当該出射用の光ファイバ９を介して警報本体ＡＬへと導かれた光が受光され、電気信号に変換される。上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６に入力され、当該受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が、所定の閾値未満である場合には、液状の漏洩物３１が有ると検知して、ブザーや警告ランプ等の警告器２７によって、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりしていると警告する。
【００５６】
このように、上記実施の形態では、二重殻タンクにガソリン等の液状の貯蔵物３０を貯蔵した場合でも、電気的な接点を使用することなく、光学的に液状の貯蔵物の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要となっている。
【００５７】
又、上記実施の形態では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９の先端を当該二重殻タンクのタンク本体直近に配置することが可能であり、且つ、理論的に地下水等の液状の漏洩物が存在しなければ警報本体ＡＬは作動しないから、液状の貯蔵物３０の漏れ等が発生した場合に、これを迅速に精度良く検知することが可能である。
【００５８】
加えて、本発明の漏れ検知装置用センサー７は、主として光ファイバーとガイドピンで構成されるから、小型化及び低コストでの製造が非常に容易である。
【００５９】
尚、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを、二重殻配管へ設置するには、通常、二重殻配管同士の接続部には点検用のピットが設けられるので、当該ピット内に箱状のセンサーボックスを設けると共に、二重殻配管外側パイプ内に連通するチューブを接続して、当該センサーボックス内に本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを配設すればよい。
【００６０】
実施の形態２
一般に、強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクは、地下に埋設されるために、上記のように地下水の浸入が予想され、この場合、タンクに亀裂が生じていることが原因と考えられ、対応が必要ではあるが、鉱油系燃料油の漏れが発生した場合に比べれば、緊急度は低いために、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置が、地下水の浸入と、鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知することができればより好ましい。因みに、フロートの浮力を利用した上記従来のセンサーでは、原理的にこのような区別をすることができない。
【００６１】
本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置が、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知することができるようにするためには、上記警報本体ＡＬにおける識別回路２６の識別精度を向上させ、水と鉱油系燃料油の屈折率に基づく上記出射用の光ファイバ８から戻る光１８の光量の差を識別するようにすればよいが、識別回路２６の識別精度を向上させることは、誤動作の原因ともなるために、より簡便には、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーにおける光ファイバーの少なくとも先端部として、重フリントガラス、重ランタンフリントガラス、高鉛含有ガラス等の高屈折ガラス成分よりなるものを使用し、高屈折ガラス成分よりなる光ファイバーに対する、水と鉱油系燃料油の屈折率の差を拡大すればよく、このようにすれば、識別回路２６の識別精度を、誤動作が心配されるほどに向上させなくても良い。
【００６２】
尚、上記のように構成する場合は、上記警報本体ＡＬにおける警告器２７も、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して警告することができるようにする。
【００６３】
又、高屈折ガラスはロットごとに屈折率が相違しているので、これに応じた反射面１４、１５の調製が必要であり、実際に使用した屈折率１．８４２の高屈折ガラスにあっては、図４、５における角度Ａは３５．４＜Ａ＜４３．６、角度Ｂは４３．６＜Ｂ＜５７．１であることが必要であり、実際の作動は、Ａ＝４０°、Ｂ＝５０°のものを使用し、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知し得ることを確認した。
【００６４】
実施の形態３
更に、極めてまれではあるが、本発明の漏れ検知装置用センサー７近傍に、当該センサーとは無関係の光源が存在したり、太陽光が入射したりする場合があり、このような場合は、漏れ検知装置用センサー７の反射面１４、１５付近で光の散乱が起こり、誤動作をする可能性があるので、このような状況においては、図７に示すように、漏れ検知装置用センサー７に、円筒状のケーシング６０の下底を一部開口６１すると共に、反射面１４、１５付近には連通孔６２を設け、内部を黒色艶消し塗装したものを嵌着し、誤動作に対処することが好ましい。
【００６５】
尚、上記ケーシング６０の開口６１等には、不純物等を除去するフィルターを配置するように構成しても良い。
【００６６】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明は、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することができる。
【００６８】
又、本発明は、鉱油系燃料油の移送ポンプ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの要部を示す断面図及び底面図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す断面図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す断面図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの検知原理を示す説明図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの検知原理を示す説明図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置を示す構成図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態３に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの要部を示す断面図である。
【図８】図８は従来の二重殻タンクにおける漏れ検知装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
８：入射用の光ファイバ
９：出射用の光ファイバ
１３：ガイドピン
１４、１５：反射面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、主にガソリン等の鉱油系燃料油を貯蔵するために用いられる二重殻タンクや、鉱油系燃料油を配送するために用いられる二重殻配管その他における鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及びこのセンサーを使用した漏れ検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
危険物の規制に関する制令の一部を改正する法律、及び、危険物の規制に関する規則の一部を改正する規則が改正、施行され、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクによる危険物、例えば鉱油系燃料油の貯蔵が可能となっている。
【０００３】
上記強化プラスチックライニング二重殻タンクとは、例えば図８に示すように、鋼製のタンク１０１の外側に、上部及びフランジ部（気相部）以外の部分（液相部）において、間隙１０２を形成しつつ強化プラスチック層１０３を設けてタンク本体１０４とし、該タンク本体１０４の上部から底面へ前記間隙１０２に連通する検知管１０５を挿入すると共に、前記検知管１０５の底部に、タンク１０１から漏洩する鉱油系燃料油及び強化プラスチック層１０３から流入する地下水の双方を検知することができるセンサー１０６を配設し、更に適宜の箇所に該センサー１０６からの出力を処理する検知装置１０７を配してなるものである。
【０００４】
かかる二重殻タンクは、主として、ガソリンスタンド等に設置され、ガソリン等の鉱油系燃料油を貯蔵する貯蔵タンクとして使用されているのが現状である。
【０００５】
上記二重殻タンクを、ガソリン等を貯蔵する貯蔵タンクとして使用する場合、長期間にわたって使用していると、内側の鋼製タンク内部に発生した欠陥により、ガソリン等の漏れが発生したり、或いは、強化プラスチック層が損傷して地下水が流入する虞れがあるため、このような漏れが発生した場合に、これを迅速に且つ精度良く検知可能にしておく必要がある。
【０００６】
二重殻タンク用の漏れ検知装置用センサーとしては、例えば図８に示すように、電気フロート式のものが使用されている。この電気フロート式の漏れ検知センサー１０６は、検知管１０５の底部に、漏れを検知するための環状のフロート１０８を上下動自在に設けると共に、当該環状フロート１０８の内側に磁石１０９を配置し、ガソリン等や地下水の漏れが発生した場合には、環状フロート１０８が上昇し、当該環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって、検知装置１０６内のガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるように構成し、この状態を検知装置１０７に電気的に伝達し、検知装置１０７に設けたブザーやランプを動作させ、前記の漏れを検知、通報するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記二重殻タンク用の漏れ検知センサー１０６の場合には、図８に示すように、ガソリン等や地下水の漏れが発生した場合に、環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって、ガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２をＯＮ状態となるように構成したものであるが、電気接点１１１、１１２を使用しているため、防爆認定を受ける必要があり、検査や認定等の手続きが煩雑となるという問題点や、その構造ゆえに小型化することができないという問題点を有していたのである。
【０００８】
又、上記従来技術の場合には、大型とならざるを得ないために、ガソリン等や地下水の漏れが発生してから、環状フロート１０８に配置された磁石１０９によって電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるまでに時間が係り、一方、電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となるまでに時間を短縮するために、環状フロート１０８に配置された磁石１０９の位置をガラス管１１０の内部に封入された電気接点１１１、１１２に接近させた場合は、わずかな振動によってでも電気接点１１１、１１２がＯＮ状態となり、誤作動を頻発させてしまうという問題点もあった。
【０００９】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクに鉱油系燃料油を貯蔵し、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなることを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、光学部材が、液体中では少なくともその一部が実質的に透過すると共に、該光学部材に対する該液体の屈折率の差に応じて、該液体の種類によって入射した光の透過割合が変化するものである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１２】
又、請求項３に記載された発明は、光透過性素材が光ファイバである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、形状が相違する一組の光学部材からなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１４】
更に、請求項５に記載された発明は、一組の光学部材を、線状或いは棒状の保護部材と共にスリーブに収容してなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１５】
更に又、請求項６に記載された発明は、一組の光学部材のテーパー部側には、撥水撥油剤が塗布されている請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーである。
【００１６】
更に又、請求項７に記載された発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーと、該センサーに光を供給する光源部と該センサーからの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含むことを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、地下に埋設した強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクに鉱油系燃料油を貯蔵し、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
実施の形態１
図２及び図３はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を採用した二重殻タンクを示す構成図である。
【００２０】
図２及び図３において、１はタンク本体を示すものであり、このタンク本体１は、所定の略円筒形状に形成された鋼製の内殻タンク１ａから構成されている。上記鋼製の内殻タンク１ａは、例えば、後述する被覆層１ｄも含めて、直径（外径）が１２２０ｍｍ、及び長さが２２５７ｍｍに設定されている。尚、上記タンク本体１は、必ずしも、鋼製の内殻タンク１ａそのものからなるものではなく、当該鋼製の内殻タンク１ａの表面に、図４に示すように、錆止め塗装１ｂ及びフィルム層１ｃなどにより、被覆する前の処理を施したものであっても勿論良い。又、上記タンク本体１の長手方向両端部には、図２に示すように、耐圧性などを向上させるため、所定の湾曲形状に形成された鏡板部２、３が設けられている。
【００２１】
本発明が適用されるタンクは、例えば、ガソリンスタンド等の地中に埋設された状態で設置され、ガソリンや軽油、重油等の鉱油系燃料油を貯蔵する貯蔵タンクなどとして使用される。この貯蔵タンクは、鋼製の内殻タンク１ａの外側に、必要に応じてＦＲＰ層などからなる被覆層１ｄを被覆した二重殻タンクとして構成されており、内殻タンク１ａと被覆層１ｄとの間には、０．１ｍｍ程度の微小間隙４が形成されている。上記被覆層１ｄは、樹脂にガラス繊維等を充填して固化させたものが用いられる。樹脂としては、イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂又はエポキシ樹脂などが用いられる。又、ガラス繊維としては、ガラスチョップドストランドマット、ガラスロービング、処理ガラスクロス又はガラスロービングクロス等が用いられる。
【００２２】
このような構造の二重殻タンクにおいては、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合、鉱油系燃料油や水はその底部に滞留することになる。
【００２３】
又、図２及び図３に示すように、タンク本体１の長手方向の一端部寄りに、外径が１１ｍｍ程度の金属製（例えば、鋼管）の検知管５が底部まで立設されている。この検知管５の上端部及び下端部は、内殻タンク１ａに溶接等によって固着されており、当該検知管５の内部は、内殻タンク１ａの底部に穿設された連通孔６を介して、微小間隙４と連通するように構成されている。
【００２４】
又、上記タンク本体１に設けられた微小間隙４は、図２及び図３に示すように、液層部に対応した領域に設けられており、タンク本体１の気層部には、微小間隙４が設けられておらず、一体構造となっている。
【００２５】
更に、上記検知管５の底部には、図２に示すように、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７が挿入され、漏れ検知装置用センサー７に光を供給する光源部と漏れ検知装置用センサー７からの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含む警報本体ＡＬと共に、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置を構成している。尚、Ｌ１及びＬ２は、本発明の漏れ検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの接続手段である。
【００２６】
ところで、この実施の形態に係る本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーは、光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなり、前記光学部材のテーパー部が、ガソリン等の鉱油系燃料油や地下水等の液状の漏洩物に接触しているか否かによって、当該光学部材のテーパー部における光の反射状態が変化することを利用して、前記鉱油系燃料油の漏れ等の有無を検知するように構成されている。
【００２７】
具体的には、漏れ検知装置用センサー７には、図１に示すように、上記一組の光学部材として、例えば直径１ｍｍ程度の入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９が使用され、それらの先端部が互いに結束した状態で設けられており、当該入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部は、金属製又は合成樹脂製のセンサ補強スリーブ１０によって被覆されていると共に、当該センサ補強スリーブ１０の先端は、細く形成されており、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端が互いに密着した状態で僅かに突出するように構成されている。尚、この実施態様では入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の仕様は共通しているが、これに限定されることはない。又、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９としては、この実施の態様ではアクリル系のものが採用されている。尚、本発明で使用される光ファイバの直径は１ｍｍ程度に限られることはなく、市販されている直径０．２５〜２．０ｍｍのもののいずれも、何の問題もなく使用することができる。
【００２８】
上記センサ補強スリーブ１０によって被覆された入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部は、ファイバジャケット１１、１２によって被覆されていると共に、当該入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部には、保護部材としてのステンレス製の針金からなる２本のガイドピン１３が所定長だけ突出するように挿入固着されている。
【００２９】
又、上記入射用の光ファイバ８の先端にはテーパー部が設けられ、当該入射用の光ファイバ８の後端から入射する光を出射用の光ファイバ９側に反射する反射面１４が形成されていると共に、当該出射用の光ファイバ９の先端にも同様に、入射用の光ファイバ側から反射された光を出射用の光ファイバ９内の後端側に導くように反射する反射面１５が形成されている。そして、上記入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５は、当該二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりして、漏れ検知装置用センサー７が液状の漏洩物に接触しているか、或いはそうでないかによって、当該入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５における光の反射状態が変化するように構成されている。
【００３０】
即ち、上記入射用の光ファイバ８の反射面１４では、液状の漏洩物に接触しているか否かによって光の反射状態が変化すればよく、好ましくは当該反射面１４が空気中にある場合に全反射、液状の漏洩物に接触している場合には全透過の起こることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。光ファイバ９の反射面１５についても同様である。
【００３１】
入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の位置関係については、入射用の光ファイバ８の後端から入射し、反射面１４で側面に反射する光が、出射用の光ファイバ９の側面に入射し、反射面１５で反射して当該出射用の光ファイバ９の後端へ導かれるように、相対的に決定すればよい。
【００３２】
更に説明すると、上記入射用の光ファイバ８及び出射用の光ファイバ９の反射面１４、１５によって、入射用の光ファイバ８によって導かれた光が、全反射乃至大きな反射率をもって反射するか、当該反射面１４、１５を光が透過するかは、反射面が接触する空気や液体状の貯蔵物等の媒体の屈折率によって変化する。
【００３３】
上記入射用の光ファイバ８の反射面１４に入射する光１６は、図４に示すように、入射角θ0で入射する。この入射光１６が反射面１４で全反射する臨界角θ0は、光ファイバ８の材質をアクリル樹脂として、反射面１４の外部を空気とすると、
ｓｉｎθ0＝ｎ１／ｎ２＝０．６７０２
∴ θ0＝４２°
となる。ここで、ｎ１は空気の屈折率１．０００、ｎ２はアクリル樹脂の屈折率１．４９２である。
【００３４】
よって、上記入射用光ファイバ８の反射面１４のポイント１で入射光１６が全反射する条件は、ポイント１における角度Ａが、
０＜Ａ＜４８° (1)
を満たせば良いことがわかる。
【００３５】
同様に、上記出射用光ファイバ９の反射面１５のポイント２で反射光１７が全反射する条件は、ポイント２における角度Ｂが、
０＜Ｂ＜４８° (2)
を満たせば良いことがわかる。
【００３６】
ここで、幾何学的に、
Ｂ＝１８０°−３Ａ (3)
であるから、式(2)及び式(3)より、
０°＜１８０°−３Ａ＜４８°
−１８０°＜−３Ａ＜−１３２°
４４°＜Ａ＜６０° (4)
となって、式（1）（4）より、
４４°＜Ａ＜４８°
となり、入射用及び出射用光ファイバ８、９の反射面１４、１５の先端角２Ａは、
８８°＜２Ａ＜９６°
の範囲となる。
【００３７】
特に、入射光１６と出射光１８とが平行になる条件は、２Ａ＝９０°のときである。この実施の形態では、Ａ＝４５°に設定されることになる。尚、出射光１８の強度という点からは、Ａ＝４７．５°とした場合が、Ａ＝４５°や４６°とした場合よりも出射光１８の光量が多く、好ましかった。
【００３８】
一方、地下水やガソリン等の漏れ等が発生して、上記入射用の光ファイバと出射用の光ファイバの先端部が、例えば、水（屈折率＝１．３３）と接触している場合には、全反射の臨界角は６３°であるため、例えば、角度Ａ＝４５°で入射した光１６は、図５に示すように、一部の光１９が屈折し、他の光１７が反射する。又、上記出射用の光ファイバ９の反射面１５に入射した光１７は、例えば、角度Ａ＝４５°で入射した光１７は、一部の光２０が屈折し、他の光１８が反射する。
【００３９】
その結果、地下水やガソリン等の漏れ等が発生して、上記入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９の先端部が、例えば、水と接触している場合には、出射用の光ファイバ９から戻る光量が大幅に低下する。そのため、上記出射用の光ファイバ８から戻る光１８の光量をモニターすることにより、地下水やガソリン等の漏れ等の有無を検知することが可能となっている。
【００４０】
尚、上記図４及び図５では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９を互いに平行に配置した場合について説明したが、これに限定される訳ではなく、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９を互いに傾斜した状態で対向させても良く、この場合には、当該入射用及び出射用の光ファイバ８、９の傾斜角に伴って、反射面１４、１５の角度を調整する必要があることは勿論である。
【００４１】
一方、この実施の態様では、図１に示すように、センサー本体１２に、入射用の光ファイバ８と出射用の光ファイバ９よりなる前記一組の光学部材より、その先端を突出させて２本のガイドピン１３を配設してあり、このガイドピン１３は、強度が不足する光学部材を、特にその先端部において保護するものであるばかりでなく、本発明の漏れ等検知装置用センサー７の機能回復に重要な役割を有している。
【００４２】
即ち、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合は、当該二重殻タンクに重大な構造的欠陥が有ることになるが、そうではなく、例えば、軽微な欠陥やミスで雨水や結露水等が検知装置用センサー７を作動させてしまった場合、軽微な欠陥やミスを解消すると共に、検知装置用センサー７を復帰させるために、雨水や結露水等を検知装置用センサー７から排除しなければならない。しかしながら、雨水や結露水等は純水ではなく、乾燥や自然落下にはかなりの時間が必要なのであるが、２本のガイドピン１３を配設することによって、雨水や結露水等がこれらの間を伝って落下し、速やかに検知装置用センサー７を復帰させることができるのである。
【００４３】
因みに、ガイドピン１３は１本では、２本の場合に比べて水及び鉱油系燃料油、特に粘度の高いＣ重油に対して効果が薄く、２本を設けた場合にのみ、水及び鉱油系燃料油が表面張力でガイドピン１３間を伝って速やかに落下した。図１（ｂ）に明らかなように、３本以上を設けることは検知装置用センサー７を大型化してしまうという問題がある。
【００４４】
又、同様の趣旨で、上記光ファイバ８、９の反射面１４、１５には、フッ素系の樹脂等による撥水撥油剤を塗布するなどして、水や油性成分等を弾く撥液処理を施すように構成することが望ましく、このように構成した場合、撥液処理とガイドピン１３とは相乗効果を示すようになる。尚、ガイドピン１３にもこのような撥液処理を施すことも好ましい。
【００４５】
一方、図２に示すように、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとは、接続手段Ｌ１及びＬ２で接続されるが、簡便には、入射用及び出射用の光ファイバ８、９を必要な長さだけ延設し、それらの基端部を警報本体ＡＬに接続すればよく、又、入射用及び出射用の光ファイバ８、９とは別の光ファイバーを用意し、それらにより入射用及び出射用の光ファイバ８、９と警報本体ＡＬとを接続してもよい。尚、本発明の漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの距離に制限はなく、使用した光ファイバーの伝送効率や漏れ検知装置用センサー７における入射光と反射光との比率にもよるが、例えば、短い場合で３０〜４０ｍ、長い場合で５０〜１００ｍ程度に設定しても、本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置は作動し、効果が確認された。
【００４６】
上記警報本体ＡＬには、図６に示すように、入射用の光ファイバ８の入射端部に、ＬＥＤ、好ましくは高輝度ＬＥＤやレーザー光源、或いはランプ等の発光素子による光源部２２が配置され、必要に応じて集光用のレンズ２３を介して、入射用の光ファイバ８に光を入射させるように構成されている。尚、本発明における発光素子には、光量の安定より、高輝度、長寿命であることが要求される。
【００４７】
又、上記出射用の光ファイバ９の出射端部には、必要に応じて集光用のレンズ２４を介して、フォトマルや光電池、或いはフォトダイオード、ｃｄｓ、セレン等の受光素子による検出部２５が配置されるように構成されていて、特にフォトマルの使用は漏れ等検知装置用センサー７と警報本体ＡＬとの距離が長い場合に極めて効果的である。
【００４８】
上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６と警報器２７とよりなる警報部に入力され、前記受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が所定の閾値未満であると、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりしたと検知して、ブザーや警告ランプ等の警告手段としての警報器２７によって漏れが発生していると警告するように構成されている。
【００４９】
更に、上記の実施態様では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９は、例えば、警報本体ＡＬまで直接導かれるが、当該入射用及び出射用の光ファイバ８、９の光減衰が大きい場合には、警報本体ＡＬに至る途中に、入射用の光ファイバの入射端部に配置される発光素子と、出射用の光ファイバの出射端部に受光素子を配置して、当該受光素子によって出射用の光ファイバから出射される光の光量を電気信号に変換した後、接続手段Ｌ１及びＬ２としての配線を介して、警報本体ＡＬに導くように構成しても良く、接続手段Ｌ１及びＬ２の中途に増幅器を配しても良い。
【００５０】
実用面としては、入射用及び出射用の光ファイバ８、９により漏れ等検知装置用センサー７を形成すると共に、他の接続手段Ｌ１及びＬ２を、コスト的に有利なアクリル系の光ファイバで形成して、必要に応じて防爆認定を受けた光−電気変換器や増幅器に導き、更に必要に応じて、この構成を連結すればよい。又、漏れ等検知装置用センサー７としては、液状の漏洩物３０の有無を検出すれば十分である場合は、アクリル系の光ファイバによるものをというように、求められる検出対象により選択すればよい。
【００５１】
以上の構成において、この実施の形態に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーでは、次のようにして、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、防爆認定等が不要であり、しかも小型化が可能となっている。
【００５２】
即ち、この実施の形態に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーでは、図１及び図４に示すように、液状の貯蔵物３０の漏れ等が発生していない場合、入射用の光ファイバ８の反射面１４は、空気層３１に接触しているため、当該入射用の光ファイバ８によって導かれた光１６は、反射面１４によって反射乃至は全反射されると共に、出射用の光ファイバ９の反射面１５によって反射乃至は全反射され、当該出射用の光ファイバ９を介して、警報本体ＡＬへと導かれる。
【００５３】
そのため、上記出射用の光ファイバ９の出射端部に配置された受光素子２５によって、図６に示すように、当該出射用の光ファイバ９を介して警報本体ＡＬへと導かれた光１８が受光され、電気信号に変換される。上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６に入力され、当該受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が、所定の閾値以上である場合には、液状の漏洩物３０が無いと検知する。
【００５４】
一方、上記漏れ検知装置では、図５に示すように、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりして、液状の貯蔵物３０の漏れが発生していると、入射用の光ファイバ８の反射面１４は、液状の貯蔵物３０や、地下水等の液状の漏洩物３１に接触するため、当該入射用の光ファイバ８によって導かれた光１６は、反射面１４によって全反射されずに、一部が透過光１９となって透過すると共に、出射用の光ファイバ９の反射面１５によっても全反射されずに、一部が透過光２０となって透過し、当該出射用の光ファイバ９を介して、警報本体ＡＬへと導かれる光量は、大幅に低下する。
【００５５】
そのため、上記出射用の光ファイバ９の出射端部に配置された受光素子２５によって、当該出射用の光ファイバ９を介して警報本体ＡＬへと導かれた光が受光され、電気信号に変換される。上記受光素子２５の出力は、必要に応じて、増幅器を介して識別回路２６に入力され、当該受光素子２５の出力が、所定の閾値以上か否かが判別される。そして、上記識別回路２６は、受光素子２５の出力が、所定の閾値未満である場合には、液状の漏洩物３１が有ると検知して、ブザーや警告ランプ等の警告器２７によって、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりしていると警告する。
【００５６】
このように、上記実施の形態では、二重殻タンクにガソリン等の液状の貯蔵物３０を貯蔵した場合でも、電気的な接点を使用することなく、光学的に液状の貯蔵物の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要となっている。
【００５７】
又、上記実施の形態では、入射用及び出射用の光ファイバ８、９の先端を当該二重殻タンクのタンク本体直近に配置することが可能であり、且つ、理論的に地下水等の液状の漏洩物が存在しなければ警報本体ＡＬは作動しないから、液状の貯蔵物３０の漏れ等が発生した場合に、これを迅速に精度良く検知することが可能である。
【００５８】
加えて、本発明の漏れ検知装置用センサー７は、主として光ファイバーとガイドピンで構成されるから、小型化及び低コストでの製造が非常に容易である。
【００５９】
尚、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを、二重殻配管へ設置するには、通常、二重殻配管同士の接続部には点検用のピットが設けられるので、当該ピット内に箱状のセンサーボックスを設けると共に、二重殻配管外側パイプ内に連通するチューブを接続して、当該センサーボックス内に本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを配設すればよい。
【００６０】
実施の形態２
一般に、強化プラスチックライニング二重殻タンク等の二重殻タンクは、地下に埋設されるために、上記のように地下水の浸入が予想され、この場合、タンクに亀裂が生じていることが原因と考えられ、対応が必要ではあるが、鉱油系燃料油の漏れが発生した場合に比べれば、緊急度は低いために、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置が、地下水の浸入と、鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知することができればより好ましい。因みに、フロートの浮力を利用した上記従来のセンサーでは、原理的にこのような区別をすることができない。
【００６１】
本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置が、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知することができるようにするためには、上記警報本体ＡＬにおける識別回路２６の識別精度を向上させ、水と鉱油系燃料油の屈折率に基づく上記出射用の光ファイバ８から戻る光１８の光量の差を識別するようにすればよいが、識別回路２６の識別精度を向上させることは、誤動作の原因ともなるために、より簡便には、上記本発明の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーにおける光ファイバーの少なくとも先端部として、重フリントガラス、重ランタンフリントガラス、高鉛含有ガラス等の高屈折ガラス成分よりなるものを使用し、高屈折ガラス成分よりなる光ファイバーに対する、水と鉱油系燃料油の屈折率の差を拡大すればよく、このようにすれば、識別回路２６の識別精度を、誤動作が心配されるほどに向上させなくても良い。
【００６２】
尚、上記のように構成する場合は、上記警報本体ＡＬにおける警告器２７も、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して警告することができるようにする。
【００６３】
又、高屈折ガラスはロットごとに屈折率が相違しているので、これに応じた反射面１４、１５の調製が必要であり、実際に使用した屈折率１．８４２の高屈折ガラスにあっては、図４、５における角度Ａは３５．４＜Ａ＜４３．６、角度Ｂは４３．６＜Ｂ＜５７．１であることが必要であり、実際の作動は、Ａ＝４０°、Ｂ＝５０°のものを使用し、地下水の浸入と鉱油系燃料油の漏れとを区別して検知し得ることを確認した。
【００６４】
実施の形態３
更に、極めてまれではあるが、本発明の漏れ検知装置用センサー７近傍に、当該センサーとは無関係の光源が存在したり、太陽光が入射したりする場合があり、このような場合は、漏れ検知装置用センサー７の反射面１４、１５付近で光の散乱が起こり、誤動作をする可能性があるので、このような状況においては、図７に示すように、漏れ検知装置用センサー７に、円筒状のケーシング６０の下底を一部開口６１すると共に、反射面１４、１５付近には連通孔６２を設け、内部を黒色艶消し塗装したものを嵌着し、誤動作に対処することが好ましい。
【００６５】
尚、上記ケーシング６０の開口６１等には、不純物等を除去するフィルターを配置するように構成しても良い。
【００６６】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明は、二重殻タンクから鉱油系燃料油の漏れが発生したり、地下水が浸入したりした場合に、これを迅速に且つ精度良く検知することが可能であると共に、電気的な接点を使用することなく、光学的に鉱油系燃料油の漏れを検知することによって、防爆認定等が不要であり、しかも小型化や低コストでの製造が可能な鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー及び該センサーを使用した漏れ検知装置を提供することができる。
【００６８】
又、本発明は、鉱油系燃料油の移送ポンプ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの要部を示す断面図及び底面図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す断面図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーを適用した強化プラスチックライニング二重殻タンクを示す断面図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの検知原理を示す説明図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの検知原理を示す説明図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置を示す構成図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態３に係る鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーの要部を示す断面図である。
【図８】図８は従来の二重殻タンクにおける漏れ検知装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
８：入射用の光ファイバ
９：出射用の光ファイバ
１３：ガイドピン
１４、１５：反射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなることを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項２】
光学部材が、液体中では少なくともその一部が実質的に透過すると共に、該光学部材に対する該液体の屈折率の差に応じて、該液体の種類によって入射した光の透過割合が変化するものである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項３】
光透過性素材が光ファイバである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項４】
形状が相違する一組の光学部材からなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項５】
一組の光学部材を、線状或いは棒状の保護部材と共にスリーブに収容してなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項６】
一組の光学部材のテーパー部側には、撥水撥油剤が塗布されている請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーと、該センサーに光を供給する光源部と該センサーからの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含むことを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置。
【請求項１】
光透過性素材で形成された線状或いは棒状の部材の先端をテーパー部とすることにより、後端から入射した光が前記先端のテーパー部において、空気中では実質的に部材の側面方向に全反射し、且つ、液体中では少なくともその一部が実質的に透過するようにした一組の光学部材を、一方の光学部材の側面に全反射する光が他の光学部材の側面に入射し、前記テーパー部で反射されて当該他の光学部材の後端へ導かれるように相対的に位置付けてなるセンサー本体と、該センサー本体に、前記一組の光学部材よりその先端を突出させて配設した２本の保護部材よりなることを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項２】
光学部材が、液体中では少なくともその一部が実質的に透過すると共に、該光学部材に対する該液体の屈折率の差に応じて、該液体の種類によって入射した光の透過割合が変化するものである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項３】
光透過性素材が光ファイバである請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項４】
形状が相違する一組の光学部材からなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項５】
一組の光学部材を、線状或いは棒状の保護部材と共にスリーブに収容してなる請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項６】
一組の光学部材のテーパー部側には、撥水撥油剤が塗布されている請求項１に記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサー。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の鉱油系燃料油の漏れ等検知装置用センサーと、該センサーに光を供給する光源部と該センサーからの光を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいて作動する警報部とを含むことを特徴とする鉱油系燃料油の漏れ等検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３２２８８４（Ｐ２００６−３２２８８４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４８０２５（Ｐ２００５−１４８０２５）
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（５９３１４０９５６）玉田工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２０日（２００５．５．２０）
【出願人】（５９３１４０９５６）玉田工業株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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