JP2000298051A - 液面計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導波管の据え付けや検査時における確認作業
を容易に行えるとともに、パイプ同士の接続時に要する
労力を大幅に軽減し、据え付けや検査に要する作業コス
トを低減可能な液面計を提供する。 【解決手段】 液面Ｌの高さを計測するために、ソケッ
ト継手３で接続される複数のパイプ４からなる導波管２
を備える液面計において、ソケット継手３には、パイプ
４同士の当接部分Ｐを確認するための確認窓１０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電波を用いて液面
を計測する液面計に関し、特にソケット継手で接続され
る複数のパイプからなる導波管を備える液面計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化
石油ガス（ＬＰＧ）等のタンクには、一般に、タンク内
の液面の高さを計測する液面計が設置される。こうした
液面計の一つに、マイクロ波を用いて液面の高さを計測
する電波式液面計がある。電波式液面計は、検出部（ト
ランスミッタ）から発射されたマイクロ波が測定対象の
液面で反射し、再び検出部に受信されるまでの伝搬時間
差を計測することによって液面の高さを求めるもので、
高い精度で液面の高さを計測することが可能である。電
波式液面計は、フロートやサーボ機構といった他の液面
計が備えるような機械的可動部分がないので経年変化に
よる摩耗や誤差といったトラブルが少ないといった利点
がある。こうした電波式液面計では、ＬＮＧやＬＰＧな
どの液化ガスを計測する際に、マイクロ波の伝送路とし
て導波管を液中に設置する。導波管は、例えば大型のＬ
ＮＧタンクやＬＰＧタンクで使用する際には、長さが例
えば５０ｍ近くとなるなど長くなることが多く、所定長
さに形成された複数のパイプがソケット継手で接続され
ることにより構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした導波管を備え
る電波式液面計においては、導波管が、マイクロ波を効
率よく伝搬するためのガイド役として、またタンク内の
液面変動を抑制するための防波管として重要な役割をな
している。このため、導波管の内部の形状や据え付け状
態には厳しい精度が要求される。その要求の１つとし
て、パイプ同士の当接部において、パイプ端面同士の隙
間を所定の値以下にしなければならないといったものが
ある。ところが、従来、当接部がソケット継手の内側に
隠れてしまっているために、上述した要求の確認を行う
ことが難しいという問題がある。

【０００４】また、導波管には、計測距離の校正や検査
の際に使用されるリファレンスピン孔が所定の間隔で複
数設けられている。そして、このリファレンスピン孔に
リファレンスピンを挿入して計測距離の校正や検査とい
ったことが行われる。このため、パイプが接続された状
態での導波管において、基準となる軸線からの所定回転
角度以内に各リファレンスピン孔が形成されなければな
らない、といった厳しい精度が要求されている。しかし
ながら、５０ｍにも及ぶ長い導波管において、接続され
るパイプの回転角度を調節することは極めて困難であ
り、さらに、タンクへの導波管の据え付け時には、溶接
などの接続作業と同時に、リファレンスピン孔の回転角
度の調節といったことが行われるため、作業に多大な労
力を要するという問題がある。

【０００５】加えて、例えば、据え付け前の検査におい
ては、ソケット継手でパイプ同士を仮接続した状態で前
述したリファレンスピンによる計測距離の検査・校正が
行われるなど、検査・校正あるいは液面計の据え付けと
いった際に、上述した精度でのパイプ同士の接続状態を
保持しなければならず、こうした要求精度を満たした状
態での接続状態の保持には、作業に困難を伴うという問
題がある。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、ソケット継手で接続される複数のパイ
プからなる導波管を備える液面計において、導波管の据
え付けや検査時における確認作業を容易に行えるととも
に、パイプ同士の接続時に要する労力を大幅に軽減し、
据え付けや検査に要する作業コストを低減可能な液面計
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、ソケット継手で接続される
複数のパイプからなる導波管を備える液面計において、
ソケット継手には、パイプ同士の当接部分を確認するた
めの確認窓を設ける技術が採用される。この液面計は、
パイプを接続するソケット継手に、パイプ同士の当接部
分を確認するための確認窓を設けているので、要求され
る精度でパイプ同士が当接されているかどうかなどを確
認窓から目視にて容易に確認することが可能である。

【０００８】請求項２に係る発明は、ソケット継手で接
続される複数のパイプからなる導波管を備える液面計に
おいて、ソケット継手の端部には、案内溝を設け、パイ
プの端部には、前記案内溝に嵌合する突起を設け、導波
管は、案内溝と突起とを嵌合した状態でパイプ同士が接
続される技術が採用される。この液面計は、ソケット継
手に案内溝が設けられ、ソケット継手に挿入して接続さ
れるパイプにソケット継手の案内溝に嵌合する突起が設
けられているので、これらの案内溝および突起とを予め
所定の寸法精度で設けておくことで、ソケット継手にパ
イプを挿入するだけでソケット継手内でのパイプの位置
を定めることが可能となり、回転角度等のパイプ接続時
に要求される精度を容易に達成することができる。

【０００９】請求項３に係る発明は、ソケット継手で接
続される複数のパイプからなる導波管を備える液面計に
おいて、ソケット継手に設けられた掛止部と、パイプに
設けられた掛止部とを保持手段で挟み込むことにより、
パイプ同士の接続状態を保持する技術が採用される。こ
の液面計は、ソケット継手とパイプとに設けられた掛止
部を挟み込んで保持する保持手段を備えているので、パ
イプ同士の当接状態や回転角度といった要求精度を満た
した接続状態を容易に保持することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の電
波式液面計（以後、液面計）１をタンクＴに取り付けた
様子を示す概略構成図であって、ここではタンクＴは、
液化天然ガス（ＬＮＧ）あるいは液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）といった液化ガス用のタンクＴである。図１に示す
ように、液面計１は、液中に設置される導波管２を備え
ており、この導波管２はソケット継手３で接続される複
数のパイプ４から構成されている。ＬＮＧやＬＰＧを貯
蔵するタンクＴでは、タンクＴが大型であるとともに液
面Ｌの高さの変動幅が大きいために、液面Ｌを検出する
ための導波管２は、長さが例えば５０ｍ近くになる。ま
た、パイプ４は、取り扱いに効率のよい適切な長さが予
め定められ、例えば５ｍといった長さで形成されてい
る。そして液面計１は、導波管２の上部の検出部５から
マイクロ波を発射してタンクＴ内の液面Ｌの高さを計測
するようになっている。

【００１１】図２は、導波管２でのパイプ４同士の接続
部分を示している。据え付け前の液面計１の計測距離の
校正や検査、およびタンクＴへの液面計１の据え付けと
いった際には、導波管２は、予めソケット継手３の一方
の接続口（図中矢印ｉ側）にパイプ４が差し込まれて溶
接接合されており、ソケット継手３の他方の接続口（図
中矢印ｈ側）に他のパイプ４が差し込まれてパイプ４同
士が接続される。そして、こうしたパイプ４同士の接続
が長手方向に順に行われることにより、導波管２は、ソ
ケット継手３で接続される複数のパイプ４から構成され
ている。

【００１２】また、ソケット継手３には、パイプ４同士
の当接部分Ｐを確認するための確認窓１０が設けられて
いる。本実施形態では、確認窓１０は、ソケット継手３
の片側（図中矢印ｈ側）から所定の幅ｍと長さで切欠か
れた案内溝１０であって、図３の横断面図で示すよう
に、円周上の対向する２ヶ所に設けられている。電波式
液面計１では、マイクロ波を効率よく伝搬するためのガ
イド役として導波管２が重要な役割をなしており、導波
管２の内部の形状といったものに厳しい精度が要求され
ている。こうした要求の一つに、パイプ４同士の当接部
分Ｐでは、接続されたパイプ４の端面同士の隙間が所定
の値（例えば１ｍｍ）以下とならなければならないとい
ったものがある。ソケット継手３は、当接部分Ｐを確認
可能な案内溝１０を備えているので、当接部分Ｐにおい
てパイプ４同士が要求精度の範囲内で接続されているか
どうかを目視にて容易に確認できるようになっている。

【００１３】また、パイプ４の端部には、案内溝１０に
嵌合するように形成された突起１１が設けられている。
この突起１１は、略直方体状に形成され、パイプ４に溶
接接合されている。また、各パイプ４には、計測距離の
校正や検査の際に使用されるリファレンスピン孔１２が
所定の間隔で設けられていて、計測距離の校正や検査の
際は、この孔１２にリファレンスピン（不図示）を挿入
して検出部５でリファレンスピンまでの距離を計測する
といったことが行われる。このため、リファレンスピン
孔１２は、導波管２の中心軸に平行な同一軸線状にある
ことが好ましく、基準となる軸線から所定の回転角度以
内に各リファレンスピン孔１２が配されように予め精度
が要求されている。そこで、本実施形態では、案内溝１
０に突起１１を嵌合させてパイプ４同士を接続すること
で、嵌合した状態での突起１１の動きが所定の回転角度
以内となるように、案内溝１０と突起１１とが対応づけ
られている。すなわち、図３において、突起１１の幅ｎ
と案内溝１０の幅ｍとの寸法差は、突起１１が案内溝１
０の幅ｍの範囲内で回転移動しても、要求される精度の
範囲内にリファレンスピン孔１２が配されるように算出
されて定められている。

【００１４】また、ソケット継手３には、パイプ４に設
置される突起１１と同形状の突起１３が設けられてい
て、この突起１３は、軸方向の中心軸が案内溝１０の中
心軸とほぼ一致する位置に配されている。そして、導波
管２は、ソケット継手３に設けられた突起１３と、パイ
プ４に設けられた突起１１とを掛止部として挟み込む保
持手段１４を備えており、保持手段１４は、ナット１４
ａを回転させることで、突起１１と突起１３とを挟み込
んでパイプ４同士の接続状態を保持するようになってい
る。この保持手段１４は、液面計１の検査や据え付け時
のパイプ４を接続するといった作業において、所定の精
度での接続状態を保持するようになっている。

【００１５】図１に戻り、導波管２には、タンクＴ内の
液面と導波管２内の液面とを一致させることを目的とし
て、前述したリファレンス孔１２とは別の貫通孔である
通気孔（不図示）を設けている。この通気孔は、タンク
Ｔ内のガス圧と導波管２内のガス圧とをほぼ一定に保つ
ように、ガスが無理なく通過できる大きさで、導波管２
の長手方向に所定ピッチで複数設けられている。また、
導波管２は、検出部５から発射したマイクロ波をタンク
Ｔ側面方向へ逃がすための反射板１５を備えている。反
射板１５は、検出部５からのマイクロ波をタンクＴ中央
方向へ屈折させるように、導波管２の軸線に対して所定
角度傾けた状態でパイプ４の下端面の直下に配される。
また、導波管２は、液中での安定した設置状態を維持す
るためのサポート部材１６を備えており、サポート部材
１６は、導波管２を保持するようにタンクＴの内側面や
底面に設置される。また、検出部５は、導波管２の上部
に設置され、導波管２内にマイクロ波を発射するととも
に、導波管２内の液面で反射したマイクロ波を受信する
ようになっている。また、発射から受信までの伝搬時間
差を計測した結果を図示しない制御手段に伝えるように
構成される。

【００１６】このように構成された液面計１において、
検出部５は、導波管２内にマイクロ波を発射するととも
に、パイプ４内の液面Ｌで反射されたマイクロ波を受信
して、その伝搬時間差からタンクＴ内の液面Ｌの高さを
計測する。本実施形態の液面計１では、ソケット継手３
に案内溝１０が設けられているので、パイプ４同士の当
接状態を案内溝１０から目視にて容易に確認することが
できると同時に、パイプ４同士を接続する際に、案内溝
１０によってパイプ４の突起１１を案内することで、許
容誤差範囲内でパイプ４同士が接続されるように位置決
めすることができる。これにより、接続状態の確認や位
置決めに要する時間が大幅に軽減されるとともに、この
作業に要する労力を大幅に低減できる。また、案内溝１
０は、接続状態の確認用と接続時の位置決め用との２つ
の機能を併せ持っているので、シンプルな構造でありな
がら効率よく上述した効果を奏するように構成されてい
る。また、導波管２は、ソケット継手３とパイプ４とに
設けられた掛止部である突起１１，１３を挟み込んで保
持する保持手段１４を備えているので、精度よく接続さ
れた状態が保持可能であるとともに、検査や据え付け時
の溶接といった際にも、効率よく作業を行うことができ
る。

【００１７】なお、本実施形態で示した確認窓（切欠き
部）１０の形状や、掛止部（突起）１１，１３の形状は
一例であって、例えば、確認窓は単なる貫通穴でもよ
く、さらに、掛止部は突起ではなく凹形状であってもよ
い。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果が得られる。請求項１に係る液面計は、パイ
プを接続するソケット継手に、パイプ同士の当接部分を
確認するための確認窓を設けているので、要求される精
度でパイプ同士が当接されているかどうかなどを確認窓
から目視にて容易に確認することができる。このため、
当接するパイプ端面間の隙間が要求される精度の範囲内
であるかどうかを確認しながらパイプの接続を行うこと
ができ、作業ミスを抑制することができるとともに、作
業効率を高めることが可能となる。

【００１９】請求項２に係る液面計は、ソケット継手に
案内溝が設けられ、ソケット継手に挿入して接続される
パイプにソケット継手の案内溝に嵌合する突起が設けら
れているので、これらの案内溝および突起とを予め所定
の寸法精度で設けておくことで、ソケット継手にパイプ
を挿入するだけでソケット継手内でのパイプの位置を定
めることが可能となり、回転角度等のパイプ接続時に要
求される精度を容易に達成することができる。このた
め、タンクへの導波管の据え付け時において、ソケット
継手にパイプを挿入するだけで要求される精度が達成で
きるので、パイプの角度を調節するといったことが不要
となり、溶接などの接続作業を容易に行うことができる
とともに、作業時の労力を大幅に削減することができ
る。

【００２０】請求項３に係る液面計は、ソケット継手と
パイプとに設けられた掛止部を挟み込んで保持する保持
手段を備えているので、パイプ同士の当接状態や回転角
度といった要求される精度を満たした接続状態を容易に
保持することができる。また、こうした精度を保った状
態でパイプ同士の接続を保持しておくことができるの
で、容易に溶接作業や検査などを行うことができ、据え
付けや検査に要する作業コストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液面計の一実施形態をタンクに
取り付けた様子を示す概略構成図である。

【図２】 本発明に係る液面計の一実施形態における、
導波管でのパイプの接続部分を示す正面図である。

【図３】 図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】 図２におけるＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

Ｌ 液面 Ｐ 当接部分 Ｔ タンク １ 液面計 ２ 導波管 ３ ソケット継手 ４ パイプ １０ 案内溝（確認窓） １１，１３ 突起（掛止部）

フロントページの続き (72)発明者 国分 正徳 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 Ｆターム(参考） 2F014 AB02 AC02 FC01 5J011 DA01 5J014 EA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液面の高さを計測するために、ソケット
   継手で接続される複数のパイプからなる導波管を備える
   液面計において、 前記ソケット継手には、前記パイプ同士の当接部分を確
   認するための確認窓を設けることを特徴とする液面計。
2. 【請求項２】 液面の高さを計測するために、ソケット
   継手で接続される複数のパイプからなる導波管を備える
   液面計において、 前記ソケット継手の端部には、案内溝を設け、 前記パイプの端部には、前記案内溝に嵌合する突起を設
   け、 前記導波管は、前記案内溝と前記突起とを嵌合した状態
   で前記パイプ同士が接続されることを特徴とする液面
   計。
3. 【請求項３】 液面の高さを計測するために、ソケット
   継手で接続される複数のパイプからなる導波管を備える
   液面計において、 前記ソケット継手に設けられた掛止部と、前記パイプに
   設けられた掛止部とを保持手段で挟み込むことにより、
   前記パイプ同士の接続状態を保持することを特徴とする
   液面計。