JP2000249590A - フロートを使用した液面レベル監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】絶えず変動する液面レベルを測り、インジケー
ターで表示する装置を提供する。 【解決手段】巻き取りドラム１７の駆動にグリースオイ
ルを充填した遊星歯車機構を採用したことにより、フロ
ートが下降時には、巻き取りドラム１７が空回りし、フ
ロートが上昇して吊り糸４が弛んだ時には、モーターに
より巻き取るという相反する動作をさせることを可能に
し、アイドラ２３に取り付けた適切な重さの可動アーム
２０と遊星歯車機構に充填したグリースオイルの粘性に
よって、吊り糸４に緊張を与え、プーリー７と吊り糸４
の間でのスリップを防ぎ、吊り糸４の弛みを可動アーム
２０の動きに変換することによって、モーターを制御す
るリミットスイッチ２４のＯＮ、ＯＦＦ作動が簡単に
し、プーリー７の動きを、ウォームとウォームホイール
１２で、インジケーター２に伝えることによって、視認
性を良くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【従来の技術】従来のフロート式のレベル監視装置の場
合には、プーリーをはさんで反対がわにバランスウェイ
トを吊り下げてフロートの浮力とバランスさせている。
その為、槽のレベルの監視には槽の外部の吊り糸もしく
はバランスウェイトの動きを監視する方式の為、土木地
下槽では使用不可能である。地上設置槽の場合では通
常、薬品槽のレベル監視に多く使用されているが、その
場合は監視者がレベルを確認するための通路やある程度
の広さのスペースが必要であるので、工場の生産設備に
付属している薬品槽や反応槽等、スペースに余裕のとり
づらい場所に設置してある槽類には使用できない。また
従来からあるフロート式のレベルスイッチの場合は、液
面レベルの警報位置を変更する際、吊り糸の長さを変え
なくてはならず使いずらい。

【発明の目的】従来のフロート式のレベル計、レベルス
イッチの使いにくさを解決すること、即ち外形がコンパ
クトで、土木地下槽、地上槽を問わずどこでも簡単に設
置できること。視認性の良いこと。液面レベル警報の設
定が簡単にできること。槽の深さに制限が無いこと。

【発明の構成】図１、図２、図３、図４は、保護カバー
に覆われた本装置の本体（１）と、インジケーター
（２）と、フロート（３）と、吊り糸（４）を含む、本
装置の全体外形図を表す。図１４、図１５、図１６、図
１７は、本装置の設置例を表す。図５、図６は、土木地
下槽設置用装置の、保護カバーを外した内部構造を表
す。図７、図８は、同様に地上槽設置用の、内部構造を
表す。図９、図１０、図１１は、フロート（３）の上
昇、下降による装置の動きを表す。図１８、図１９は、
警報装置として使用する為の、リミットスイッチ（３
２）及び近接スイッチ（３３）を、取り付けた状態を表
す。ベース（５）には、ブラケット（６）、吊り糸巻き
取り装置アッセンブリ、シャフトホルダー（２１）が、
ボルトで固定されている。ブラケット（６）には、プー
リーベアリング（８）とインジケーターベアリング（１
１）が取り付けられている。プーリー（７）とウォーム
（１０）は、それぞれシャフト（９）に固定して取り付
けられており、シャフト（９）はプーリーベアリング
（８）で支持されているので、プーリー（７）とウォー
ム（１０）は、一体となって回転する。インジケーター
（２）は、ホローセット（１４）で、シャフト（１３）
に固定され、同様にウォームホイール（１２）も、シャ
フト（１３）に固定されている。シャフト（１３）は、
インジケーターベアリング（１１）で支持されているの
で、インジケーター（２）とウォームホイール（１２）
とは、一体となって回転する。吊り糸巻き取り装置アッ
センブリは、モーター（１５）、減速機（１６）、巻き
取りドラム（１７）、インターナルギヤ（１８）、サン
ギヤ（３０）、プラネタリギヤ（３１）、ボールベアリ
ング（２９）から成り立っており、各々のギヤ間には、
グリースオイルが充填され、グリースオイルが漏れぬよ
うカバー（１９）で、ふたをされている。巻きりドラム
（１７）は、インターナルギヤ（１８）と一体となって
回転できるように、インターナルギヤ（１８）に、ネジ
で固定され、減速機（１６）の駆動シャフト（２８）
に、ボールベアリング（２９）によって、支持されてい
る。シャフトホルダー（２１）には、アーム取付ピン
（２２）が固定され、アーム取付ピン（２２）には、可
動アーム（２０）が取り付けられている。可動アーム
（２０）には、アイドラー（２３）とドグ（２６）が取
り付けられて、アーム取付ピン（２２）を支点として揺
動でき、かつフロート（３）の重量よりも軽く、巻き取
りドラム（１７）を空転させるに必要な荷重とほぼ同等
な重量で、常に下向きの荷重が加わっている。可動アー
ム（２０）の真下には、ストッパ（２７）が、ベース
（５）に取り付けられていて、ドグ（２６）が、ベース
（５）に取り付けられたリミットスイッチ（２４）の、
レバー（２５）を押しすぎないようになっている。

【発明の実施の形態】図９は、液面レベルの下降によ
り、フロート（３）が下降する場合の、構成部品の位置
関係及び動作状態を表す。フロート（３）が下降する
と、吊り糸（４）には下向きの重力が加わるので、プー
リー（７）が、図９における反時計方向に回転すると同
時に、可動アーム（２０）は、アーム取付ピン（２２）
を支点として上向きに引っ張られ、アイドラ（２３）は
時計方向に回転しながら、プーリー（７）に接触するま
で持ち上げられ、同時に巻き取りドラム（１７）は、イ
ンターナルギヤ（１８）と共に、プラネタリギヤ（３
１）を介して、サンギヤ（３０）の周りを、矢印で示し
た反時計方向に回転する。この時インターナルギヤ（１
８）と、サンギヤ（３０）と、プラネタリギヤ（３１）
との間には、グリースオイルが充填されているので、巻
き取りドラム（１７）には、常に時計方向の抵抗力が働
いている為、吊り糸（４）が弛んで、吊り糸（４）とプ
ーリー（７）との間に、滑りを生じることが無い。その
結果、プーリー（７）の動きは、ウォーム（１０）とウ
ォームホイール（１２）を介して、インジケーター
（２）に、確実に伝えられる。インジケーター（２）に
は、液面レベル又は槽容量等が、目盛で表示されている
ので、装置本体の保護カバーに表示された基準位置を基
準にして、液面レベル、槽容量等を簡単に読みとること
ができる。図１０は、液面レベルの下降又は上昇の動き
が停止した場合の、構成部品の位置関係及び、動作状態
を表す。浮力によりフロート（３）が浮いた状態である
ので、フロート（３）とプーリー（７）との間の、吊り
糸（４）の緊張が少し弛む為、可動アーム（２０）の重
量が働いて、アイドラ（２３）がつり糸（４）を引っ張
った状態で、平衡状態となり、インジケーター（２）は
静止している。図１１は、液面レベルの上昇により、フ
ロート（３）が上昇する場合の、構成部品の位置関係及
び、動作状態を表す。液面レベルが上昇し、フロート
（３）とプーリー（７）との間の吊り糸（４）が弛む
と、即座に可動アーム（２０）が、アーム取付ピン（２
２）を支点として下がるので、アイドラ（２３）が回転
しながら、吊り糸（４）を下向きに引っ張り込み、プー
リー（７）も同時に回転する。さらにフロート（３）が
上昇すると、可動アーム（２０）は、ストッパ（２７）
に当たるまで下がり、この時同時にドグ（２６）が、リ
ミットスイッチ（２４）のレバー（２５）を押し、リミ
ットスイッチ（２４）をＯＮにする。図１１は、ドグ
（２６）がリミットスイッチ（２４）のレバー（２５）
を、押した状態を表すものである。リミットスイッチ
（２４）がＯＮになると、電気的につながったモーター
（１５）が働き、減速機（１６）が駆動され、駆動シャ
フト（２８）に固定して取り付けられている、サンギヤ
（３０）が回転し、充填されているグリースオイルの粘
性の効果により、プラネタリギヤ（３１）は自転せず、
サンギヤ（３０）と一体となって、インターナルギヤ
（１８）が回転するので、巻き取りドラム（１７）も、
インターナルギヤ（１８）と一体となって、図１１にお
いて、矢印で示した時計方向に回転し、吊り糸（４）を
巻き取る。その結果プーリー（７）は時計方向に回転し
ながら、吊り糸（４）によって引っ張られるので、可動
アーム（２０）がアーム取付ピン（２２）を支点とし
て、上向きに引っ張られ、持ち上げられる為、ドグ（２
６）も上向きに動き、リミットスイッチ（２４）のレバ
ー（２５）が解放され、リミットスイッチ（２４）はＯ
ＦＦとなり、モーター（１５）は停止し、巻き取りドラ
ム（１７）も停止する。即ち、図１０の状態に戻るわけ
である。図９の時と同様に、吊り糸（４）は緊張を保っ
ているので、プーリー（７）は吊り糸（４）の動きに同
調し、インジケーター（２）を回転させる。以上のよう
に本発明は液面レベルの繰り返しの変動に対して確実
に、正確に応答し、さらに確認し易く取り扱いも簡単で
あり従来のものと比較して格段に優れている。図１８、
図１９は、警報装置として使用する場合の、リミットス
イッチ（３２）及び近接スイッチ（３３）の具体的な取
り付け方法を表しているが、インジケーター（２）の当
初の目的の位置に、ドグ（３４）、検出体（３５）を取
り付けるだけで望みの位置での電気的なＯＮ、ＯＦＦ信
号を簡単に取り出すことができる。

【発明の作用効果】本発明は吊り糸（４）の巻き取り
に、遊星歯車機構を採用したことにより装置の小型化に
成功した。これは遊星歯車機構の中に、グリースオイル
を充填した為、フロート（３）の重力が加わった状態で
は、巻き取りドラム（１７）が適度の抵抗を保ちながら
空回りして、フロート（３）をゆるやかに下降させ、吊
り糸（４）を巻き取る時には、グリースオイルの粘性に
より、モーター（１５）の回転力を、巻き取りドラム
（１７）に伝えるという、相反する動作を、クラッチ等
の複雑な機構を使わずに、巻き取りドラム（１７）と一
体化した機構で、行わせることができたことが、成功し
た主な要因である。又この結果、可動アーム（２０）に
よって吊り糸（４）に常に緊張を与え、プーリー（７）
と吊り糸（４）との滑りによる誤動作の問題を解決する
ことができた。さらに本発明は吊り糸（４）を、モータ
ーの動力を使って、巻き取りドラム（１７）で、巻き取
るという発想の結果、以下のような特徴を有するもので
ある。 イ）巻き取りドラム（１７）の直径、幅を変えることに
よって、数十メートルの深さの液面レベルの変化を読み
とることもできる。 ロ）プーリー（７）の直径を変更すること、ウォーム
（１０）とウォームホイール（１２）の減速比を変更す
ること等によって、インジケーター（２）の動作の幅を
変えることができるので、きめの細かな液面レベルのチ
ェックも可能である。 ハ）減速機（１６）の減速比を変えることによって、液
面レベルの上昇スピードの速い場合でも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】土木地下槽設置型の全体外形の平面図

【図２】土木地下槽設置型の全体外形の立面図

【図３】地上槽設置型の全体外形の平面図

【図４】地上槽設置型の全体外形の立面図

【図５】図１より保護カバーを外した本体平面図

【図６】図２より保護カバーを外した本体立面図

【図７】図３より保護カバーを外した本体平面図

【図８】図４より保護カバーを外した本体立面図

【図９】液面レベル下降時の構成部品の位置関係立面図

【図１０】液面レベル停止時の構成部品の位置関係立面
図

【図１１】液面レベル上昇時の構成部品の位置関係立面
図

【図１２】吊り糸巻き取りドラムと遊星歯車機構の断面
図

【図１３】遊星歯車機構の側面図 〔図面の簡単な説明〕

【図１４】土木地下槽設置型の設置例の平面図

【図１５】土木地下槽設置型の設置例の立面図

【図１６】地上槽設置型の設置例の平面図

【図１７】地上槽設置型の設置例の立面図

【図１８】警報用リミットスイッチ取付け例の平面図

【図１９】警報用近接スイッチ取付け例の平面図

【符号の説明】

１は装置本体（保護カバー付き） ２はインジケーター ３はフロート ４は吊り糸 ５はベース ６はブラケット ７はプーリー ８はプーリーベアリング ９はシャフト １０はウォーム １１はインジケーターベアリング １２はウォームホイール １３はシャフト １４はホローセット １５はモーター １６は減速機 １７は巻き取りドラム １８はインターナルギヤ １９はカバー ２０は可動アーム ２１はシャフトホルダー ２２はアーム取付ピン ２３はアイドラー ２４はリミットスイッチ ２５はリミットスイッチのレバー ２６はドグ ２７はストッパー ２８は駆動シャフト ２９はボールベアリング ３０はサンギヤ ３１はプラネタリギヤ ３２はリミットスイッチ ３３は近接スイッチ ３４はドグ ３５は検出体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本監視装置本体（１）より吊り糸（４）で吊り下げられ
   ているフロート（３）が、液面レベルが下降状態にある
   時にはフロート（３）の重力で下降する。液面レベルが
   上昇状態にある時にはフロート（３）が浮力で上昇し、
   この上昇時の吊り糸（４）の弛みを可動アーム（２０）
   の上下の動きに変え、その動きをリミットスイッチ（２
   ４）で感知して、減速機（１６）を有するモーター（１
   ５）で駆動される巻き取りドラム（１７）が、吊り糸
   （４）を巻き取ることによって、液面の上下の動きとフ
   ロート（３）の動きと吊り糸（４）の動きをを同調させ
   る。同時に吊り糸（４）の動きをプーリー（７）の回転
   運動に変えて、その動きをインジケーター（２）に伝
   え、インジケーター（２）が動くことにより、液面レベ
   ルを簡単に目視で監視できる液面監視装置であると同時
   に、図１８、図１９の例に示す様に、リミットスイッチ
   及び近接スイッチを取り付けることにより、液面レベル
   警報装置としての機能を持つ装置。