JP2001174311A - 回転式レベル計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内物体のレベルを連続的に検出できるよ
うにする。 【解決手段】 長尺の軸１２の外側面に、該軸と平行に
延びる複数枚の細長い平板状のパドル１３を一体に取り
付けてパドル回転部１１を形成する。軸１２の一端部を
フランジ１４に取り付けたモータ１５に連結し、他端部
にボトムプレート１７を回転自在に取り付ける。物体２
１と接触するパドル回転部１１の回転時の抵抗によりモ
ータ１５に作用する駆動トルクの値から容器１８内の物
体２１のレベルを求めるようにしてある演算装置１６を
フランジ１４に設置する。パドル回転部１１を容器１８
内に上下方向に配置して回転させ、測定対象物体２１の
レベルの変化に伴い変化するモータ１５の駆動トルクを
演算装置１６にて検出して物体２１のレベルを連続的に
求めるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塔や槽状の容器に貯
蔵した物体のレベルを検出するために用いる回転式レベ
ル計に関するもので、特に、レベルを連続的に検出する
ことができる回転式レベル計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物体を貯蔵する塔や槽状の容器に貯蔵さ
れている物体のレベルを検出するレベル計としては、従
来より各種形式のものが用いられているが、小型で軽量
のものとして、図４に一例を示す如きパドル式のレベル
計が知られている。

【０００３】このパドル式レベル計Ａは、ケーシング１
内に、モータ、スリップ機構、リミットスイッチなどを
内臓し、細長い平板状のパドル（羽根）２の中央部を先
端部に挟むようにして取り付けた軸３を、フランジ４の
中心部にシール材を介し貫通させて、末端側をスリップ
機構を介してモータに連結し、該モータの駆動により軸
３とパドル２とを回転させるようにし、パドル２に貯蔵
物体５の負荷がかかると、リミットスイッチが作動して
モータの回転を停止させると同時に警報を発するように
してある。

【０００４】従来、かかるパドル式レベル計Ａを用い
て、たとえば、図４に示す如く、頂部６ａに投入口７を
有し且つ底部に排出口８を有する容器６内に、投入装置
９より上記投入口７を通して投入されて貯蔵される物体
５のレベルを検出しようとする場合には、検出すべき貯
蔵物体５のレベル位置と対応する容器側壁部６ｂの所要
高さ位置にパドル式レベル計Ａを取り付けたり、容器頂
部６ａより下向きにパドル式レベル計Ａを取り付けて使
用するようにしてある。この場合、パドル式レベル計Ａ
の容器側壁６ｂや容器頂部６ａへの取り付けは、取付個
所にパドル２を挿入できる大きさの開口１０を設けて、
該開口１０を通してパドル２及び軸３を外側から容器６
内に挿入した後、容器側壁部６ｂや容器頂部６ａの開口
１０の縁部外側にフランジ４を固定して取り付けるよう
にし、容器６内の貯蔵物体５のレベルが上昇してパドル
２と接触するようになったときに、該物体５のレベルを
検出するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
パドル型レベル計Ａは、細長いパドル２と測定対象物体
５との接触の有無、すなわち、物体５のレベルがパドル
２を配置した位置に達しているか否かを検出するもので
あって、１つのパドル型レベル計Ａではある１点のレベ
ルについてしか検出することができなかった。そのた
め、上限レベルや下限レベル等、複数のレベルを設定し
て検出しようとする場合には、検出すべき各レベル設定
位置毎に設置しなければならないという問題があり、
又、レベルを検出するためにはパドル２の回転に負荷が
生じなければならないことから、測定対象となる物体５
は粉体や粒体に限られてしまい、液体のレベルを測定す
るには不向きであるという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、容器内の測定対象物の
レベルを連続的に検出することができ、更に、測定対象
物として液体のレベルも検出することのできる回転式レ
ベル計を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、長尺の軸の外側面に、該軸と平行に配し
た複数枚の細長い平板状のパドルを取り付けてパドル回
転部とし、且つ上記軸の一端部を、容器頂部への取付け
用フランジに貫通させてモータに連結して、該モータの
駆動により上記パドル回転部を回転できるようにすると
共に、上記軸の他端部にボトムプレートを回転自在に取
り付け、更に、上記パドル回転部を回転させるときにモ
ータに作用する駆動トルクを検出して容器内の物体のレ
ベルを求めるようにしてある演算装置を装備してなり、
上記パドル回転部を容器内に上下方向の配置として、容
器内物体のレベルを検出させるようにした構成とする。

【０００８】パドル回転部は、軸のほぼ全長に亘りパド
ルが取り付けてあるので、容器内の測定対象となる物体
のレベルが上下に変動すると、該物体とパドル回転部と
の接触面積が増減することから、パドル回転部を回転さ
せるときの抵抗が増減し、これに伴いパドル回転部を回
転させるモータの駆動トルクは増減させられる。このと
きのモータの駆動トルクの値に基づき演算装置でレベル
に変換する演算が行われて、測定対象物のレベルが求め
られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１０】図１（イ）（ロ）は本発明の回転式レベル
計の実施の一形態を示すもので、本発明の回転式レベル
計Ｉは、使用しようとする容器１８の高さに対応する長
さとした長尺の軸１２の外側面に、該軸１２のほぼ全長
に亘って延びる長さとした平板状の４枚のパドル（羽
根）１３を軸１２と平行に配して放射方向に立てて取り
付けて、軸１２とパドル１３が一体的に回転できるよう
にしたパドル回転部１１を形成し、該パドル回転部１１
の軸１２の一端部を、上記パドル回転部１１の外径より
大きい径としたフランジ１４の中央部に回転自在に貫通
させてモータ１５に連結し、該モータ１５の駆動により
上記パドル回転部１１を回転できるようにし、又、上記
モータ１５の近傍位置のフランジ１４には、モータ１５
を駆動する際に流れる電流により上記パドル回転部１１
の回転に要する駆動トルクを検出すると共に該検出した
駆動トルクの値から容器１８内の貯蔵物体２１のレベル
を演算して外部へ出力するようにしてある演算装置１６
を設け、更に、上記パドル回転部１１の軸１２の他端部
には、ボトムプレート１７を回転自在に取り付けてなる
構成とする。

【００１１】本発明の回転式レベル計Ｉは、たとえば、
図１（イ）に示す如き頂部１８aに貯蔵物体２１の投入
口２２が設けてあり且つ図示しない貯蔵物体２１の排出
部が設けてある容器１８内に、頂部１８ａより垂直に挿
入し、ボトムプレート１７を容器１８の底板上に載置さ
せ、且つフランジ１４を容器頂部１８ａに固定して据え
付けるようにする。そのために、容器頂部１８ａに、パ
ドル回転部１１の径よりわずかに大径とした開口１９を
設けて、該開口１９の縁部上面にフランジ取付座２０を
設け、開口１９を通してパドル回転部１１を容器１８内
に上方より垂直に挿入して、フランジ１４を取付座２０
に固定するようにする。

【００１２】なお、上記パドル回転部１１は、容器１８
内に貯蔵する物体２１の最低レベルから最高レベルまで
の長さとしてあり、モータ１５は、容器１８内のレベル
の高低にかかわらずパドル回転部１１を過大な駆動トル
クを要することなく回転できるようにしてある。

【００１３】容器１８内の貯蔵物体２１のレベルを検知
する場合は、モータ１５によりパドル回転部１１を回転
させる。この場合、容器１８中の物体２１のレベルが、
たとえば、図１に実線で示した位置と二点鎖線で示した
位置とでは、物体２１へのパドル回転部の接触面積が異
なって、パドル回転部１１を回転させるモータ１５の駆
動トルクが変化するので、それぞれの駆動トルクの値か
ら演算装置１６によりレベルを検知させるようにする。

【００１４】今、容器１８内の物体２１のレベルが実線
の位置から二点鎖線の位置まで上昇したとすると、パド
ル回転部１１が物体２１に接触する面積が増加させられ
ることから、パドル回転部１１を回転駆動する際に貯蔵
物体２１により受ける抵抗は増加し、これによりパドル
回転部１１の回転に要するモータ１５の駆動トルクは増
加させられる。一方、物体２１のレベルが、図１に実線
で示した如き初期状態から一点鎖線で示した位置まで下
降すると、貯蔵物体２１と接触するパドル回転部１１の
接触面積は減少させられることから、該パドル回転部１
１を回転させる際に貯蔵物体２１により受ける抵抗は減
少し、これによりパドル回転部１１の回転に要するモー
タ１５の駆動トルクは減少させられる。

【００１５】このように、モータ１５の駆動トルクの値
と容器１８内の物体２１のレベルとの間には相関関係が
得られることから、予め、物体２１を容器１８の所定レ
ベルまで投入したときの駆動トルクの値を求めておき、
異なるレベル毎の駆動トルク値を演算装置１６に設定値
として入力しておくことにより、実際に容器１８内の物
体２１のレベルを検出する時に、モータ１５の駆動トル
クの値を演算装置において設定の駆動トルクの値と比較
することにより物体２１のレベルが求められることにな
る。

【００１６】図２は上記の関係を示すもので、容器１８
内の物体２１のレベル検出のために、先ず、モータ１５
を回転させ（ステップａ）、このときのモータ１５の駆
動トルクを演算装置２１により検出し（ステップｂ）、
次いで、検出した駆動トルクの値を基に予め入力されて
いる駆動トルク値とレベル値との関係からレベル変換演
算をし（ステップｃ）、該演算で得られたレベル演算結
果を外部に出力する（ステップｄ）ようにし、上記ステ
ップａからｃを順次繰り返すことにより、物体２１のレ
ベルの変動が連続的に検出されるようになる。

【００１７】このように、容器１８内の物体２１のレベ
ルを、該物体１８とパドル回転部１１との接触面積に応
じて連続的に変化するパドル回転部１１の回転に要する
駆動トルクの値から算出することができることから、物
体２１のレベルを連続的に検出することができ、又、測
定対象となる物体２１としては、パドル回転部１１を回
転させる際に抵抗を生じさせるものであればよいことか
ら、液体の場合であってもレベルを検出することが可能
になる。

【００１８】次に、図３は本発明の実施の他の形態を示
すもので、図１（イ）（ロ）に示した実施の形態におけ
る軸１２に４枚のパドル１３を平行に配して長手方向に
固定してあるパドル回転部１１に代えて、軸１２の外周
面に、１枚のパドル２３を長手方向のほぼ全長に亘って
連続的にスクリュー状に取り付けたパドル回転部１１a
としたものである。その他図１（イ）（ロ）に示したも
のと同一のものには同一符号が付してある。

【００１９】本実施の形態によれば、軸１２にスクリュ
ー形状に取り付けたパドル２３からなるパドル回転部１
１ａが容器１８内の物体２１と接触することにより、パ
ドル回転部１１aの回転に抵抗を生じさせることができ
ることから、上記実施の形態と同様に物体２１のレベル
を連続的に検出することができる。

【００２０】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、たとえば、図１（イ）（ロ）に示
すパドル回転部１１は、軸１２の外側面に４枚のパドル
１３を放射方向に取り付けた構成としてあるが、軸１２
に任意角度で傾斜させて取り付けてもよく、又、パドル
１３の枚数は測定対象とする物体２１の性状に合わせて
任意に増減させればよく、この場合に、枚数を増加させ
れば、それだけ抵抗を増加させることができて、比重が
小さい物体２１のレベルを検出する場合に精度の向上が
期待できること、図３に示すパドル回転部１１aは、軸
１２に１枚のパドル２３を螺旋状に取り付けた構成とし
てあるが、パドル２３は２枚以上であってもよく、この
場合に、パドル２３を螺旋状に取り付けるピッチは物体
２１の性状に応じて任意に決定すればよいこと、又、本
発明の回転式レベル計は、図１（イ）（ロ）及び図２で
はボトムプレート１７を内板上に固定するようにした容
器１８内の物体２１のレベル検出に用いる場合を示した
が、底面が平面ではない他の形状の容器にも適用できる
ことは当然であり、その場合に容器１８の側壁より内側
へ張り出させた支持部材上にボトムプレート１７を設置
するようにすればよいこと、更に、演算装置１６は、パ
ドル１３や２３が物体２１と全く接触しない状態でパド
ル回転部１１，１１aを回転させるときの駆動トルクの
値を０とし、又、パドル１３や２３の上端まで物体２１
が接触している状態でパドル回転部１１，１１aを回転
させるときの駆動トルクの値を１００として蓄積してお
き、且つ駆動トルクの値の大小と物体２１のレベルの高
低とがリニアな相関性を有するものと仮定して、検出さ
れた駆動トルクの値から物体２１のレベル位置を求める
ようにしてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の回転式レベル
計によれば、長尺の軸の外側面に、該軸と平行に配した
複数枚の細長い平板状のパドルを取り付けてパドル回転
部とし、且つ上記軸の一端部を、容器頂部への取付け用
フランジに貫通させてモータに連結して、該モータの駆
動により上記パドル回転部を回転できるようにすると共
に、上記軸の他端部にボトムプレートを回転自在に取り
付け、更に、上記パドル回転部を回転させるときにモー
タに作用する駆動トルクを検出して容器内の物体のレベ
ルを求めるようにしてある演算装置を装備してなり、上
記パドル回転部を容器内に上下方向の配置として、容器
内物体のレベルを検出させるようにした構成としてあ
り、又、パドル回転部を、軸の外側面に複数枚の細長い
平板状のパドル平行に取り付けるようにしたことに代え
て、軸の外周面に細長い平板状のパドルを螺旋状に取り
付けた構成としてあるので、容器内の物体のレベルを、
容器内に上下方向に配置されるパドル回転部と物体との
接触面積に応じて連続的に変化するモータの駆動トルク
の値を基にして、演算装置により求めることができるこ
とから、物体のレベルの変動を連続的に検出することが
でき、又、測定対象となる物体としては、パドル回転部
との接触により該パドル回転部の回転に抵抗を生じさせ
るものであればよいことから、液体のレベルを検出する
ことも可能になるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式レベル計の実施の一形態を示す
もので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ
矢視図である。

【図２】図１の装置によるレベル検出手順のフローを示
す図である。

【図３】本発明の実施の他の形態を示す概略側面図であ
る。

【図４】従来用いられているパドル式レベル計による容
器内の物体のレベルを検出する例を示す概略側面図であ
る。

【符号の説明】

Ｉ 回転式レベル計 １１，１１a パドル回転部 １２ 軸 １３ パドル １４ フランジ １５ モータ １６ 演算装置 １７ ボトムプレート １８ 容器 １８a 頂部 ２１ 物体 ２３ パドル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の軸の外側面に、該軸と平行に配し
   た複数枚の細長い平板状のパドルを取り付けてパドル回
   転部とし、且つ上記軸の一端部を、容器頂部への取付け
   用フランジに貫通させてモータに連結して、該モータの
   駆動により上記パドル回転部を回転できるようにすると
   共に、上記軸の他端部にボトムプレートを回転自在に取
   り付け、更に、上記パドル回転部を回転させるときにモ
   ータに作用する駆動トルクを検出して容器内の物体のレ
   ベルを求めるようにしてある演算装置を装備してなり、
   上記パドル回転部を容器内に上下方向の配置として、容
   器内物体のレベルを検出させるようにした構成を有する
   ことを特徴とする回転式レベル計。
2. 【請求項２】 パドル回転部を、軸の外側面に複数枚の
   細長い平板状のパドル平行に取り付けるようにしたこと
   に代えて、軸の外周面に細長い平板状のパドルを螺旋状
   に取り付けた構成とする請求項１記載の回転式レベル
   計。