JP2008175591A

JP2008175591A - 有水式ガスホルダの傾斜測定装置及び有水式ガスホルダの傾斜測定方法

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Publication number: JP2008175591A
Application number: JP2007007432A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Izukawa; 大士伊豆川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】安価な測定装置を用いて外部の環境によらず安定的にガス槽の傾斜を測定できる有水式ガスホルダの傾斜測定装置を提供すること。
【解決手段】水槽と第１〜第３基柱と昇降自在に設けられたガス槽４１を備える有水式ガスホルダの傾斜測定装置１０を提供する。この傾斜測定装置１０は、ガス槽４１に対して同一の相対高さで連結された第１〜第３被検知体と、第１基柱の第１高さに配置され第１被検知体の通過を検知する第１センサ１１Ａと、第１基柱〜第３基柱の第２高さにそれぞれ配置され、対応する第１被検知体〜第３被検知体の通過を検知する第２〜第４センサ１１Ｂ〜１１Ｄと、ガス槽が上昇又は下降するときに、第１センサ１１Ａと第２センサ１１Ｂとの検知タイミングの時間差と、第２〜第４センサ１１Ｂ〜１１Ｄによる検知タイミングと、に基づいてガス槽４１の傾斜を算出する傾斜算出手段１３と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、有水式ガスホルダの傾斜測定装置及び有水式ガスホルダの傾斜測定方法に関する。

例えば製鉄所においては、コークス炉、高炉、転炉等を用いて操業する場合、必ずコークス炉ガス（ＣＯＧ）、高炉ガス（ＢＦＧ）、転炉ガス（ＬＤＧ）等の副生ガスが生成される。これらのガスは、その成分組成からそのまま放出することはできないものがほとんどであり、また、燃料ガスとして再利用可能である。よって、生成されたガスは、貯蔵タンク（以下、ガスホルダという。）内に一旦貯蔵される。そして、必要に応じて取り出され、他のガスと混合されて適宜用途の燃料ガスとして利用されるか、場合によっては、無害化処理を施してから燃焼・放散される。

このようなガスを貯蔵するガスホルダとしては、例えば、乾式ガスホルダ、有水式ガスホルダ等がある。乾式ガスホルダは、例えば、円筒型のガスホルダ本体の側板と、側板内部においてガス収容空間を区画する昇降ピストンと、側板と昇降ピストンとの間を密封するシール機構とを有する。また、このシール機構は、それらの接触部に設けられた油溝と、滑板又はゴムと、油とを用いる機構で構成されてもよく、ゴムとグリスとを用いる機構等によって構成されてもよい。また、有水式ガスホルダは、例えば、シール機構等に使用される水を貯蔵した水槽と、円筒型に水槽内部に形成され昇降自在な多段のガス槽と、を有し、各ガス槽の間を水圧によるシール機構によって密封する。

このようなガスホルダは、例えば、ガスホルダ内のガスが可燃性又は有害な性質を有する場合等、貯蔵するガスの漏洩を防止することが重要である。しかし、上記シール機構は、昇降ピストン又はガス槽（以下、昇降ピストン等という。）が傾斜した場合、内部のガス収容空間を外部と完全に隔離することができず、貯蔵ガスが噴出する等の危険がある。よって、昇降ピストンやガス槽の傾斜を管理することが重要となる。

例えば、特許文献１及び２には、昇降ピストン等の傾斜を測定する傾斜測定装置が開示されている。特許文献１及び２に記載の技術では、ホルダー上部に少なくとも３台の光波距離計を配置し、昇降ピストン等までの距離を測定し、得られた距離値から昇降ピストン等の傾斜を測定していた。

特開２００６−５８２０５号公報特開２００６−１７４９２号公報

しかし、従来の傾斜測定装置によれば、信頼性が高く非常に精密な傾斜を測定することができる反面、光波距離計等の高価な装置を使用するため費用が高く、また、光を使用するため、外部の光を遮断しなければ昼間の測定が困難となる場合があり、外部からの粉塵等によって受光面が汚染されると誤差が生じる場合がある等の改善すべき点を有していた。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、安価な測定装置を用いて外部の環境によらず安定的にガス槽の傾斜を測定することが可能な、新規かつ改良された有水式ガスホルダの傾斜測定装置及び有水式ガスホルダの傾斜測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、水を貯留する水槽と、水槽の周囲に立設された第１、第２及び第３基柱と、水槽内に第１、第２及び第３基柱に沿って昇降自在に設けられたガス槽と、を備える有水式ガスホルダにおいて、ガス槽の傾斜を測定する傾斜測定装置であって、第１、第２及び第３基柱に対応してそれぞれ設けられ、ガス槽に対して同一の相対高さで連結された第１、第２及び第３被検知体と、第１基柱の第１高さに配置され、第１被検知体の通過を検知する第１センサと、第１基柱の第１高さと異なる第２高さに配置され、第１被検知体の通過を検知する第２センサと、第２基柱の第２高さに配置され、第２被検知体の通過を検知する第３センサと、第３基柱の第２高さに配置され、第３被検知体の通過を検知する第４センサと、ガス槽が第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差と、第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいてガス槽の傾斜を算出する傾斜算出手段と、を含むことを特徴とする、有水式ガスホルダの傾斜測定装置が提供される。

かかる構成によれば、ガス槽が上昇又は下降する際に、第１センサは、第１高さにおいてガス槽に連結された第１被検知体の通過を検知し、第２センサは、第２高さにおいて第１被検知体の通過を検知し、第３センサは、第２高さにおいて第２被検知体の通過を検知し、第４センサは、第２高さにおいて第３被検知体の通過を検知する。よって、第１センサと第２センサとは、同一の第１被検知体を違った高さで検知するので、傾斜算出手段は、ガス槽が第１センサと第２センサとの間の距離を上昇又は下降するのに要した時間（第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差）を算出することができる。また、第１〜第３被検知体は、ガス槽に対して同一の高さに連結されるため、第１〜第３被検知体のそれぞれの高さには、このガス槽の傾斜によって、相対的な高低差が生じる。よって、ガス槽が傾斜している場合、同一の高さに配置された第２〜第４センサのそれぞれは、この傾斜に対応したタイミングで第１〜第３被検知体の通過を検知する。つまり、第２〜第４センサによる検知タイミングは、ガス槽の傾斜を反映している。よって、傾斜算出手段は、第１センサと第２センサとの間の距離と、上記の上昇又は下降に要した時間（第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差）と、第２センサ〜第４センサによる検知タイミングとに基づいて、ガス槽の傾斜を測定することができる。

また、傾斜算出手段は、第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差と、第１高さと第２高さとの間の第１高低差と、に基づいてガス槽の上昇速度又は下降速度を算出し、上昇速度又は下降速度と、第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて、第２被検知体と第３被検知体との間の第２高低差と、第２被検知体と第３被検知体との間の第３高低差と、を算出し、第２及び第３高低差に基づいてガス槽の傾斜を算出してもよい。かかる構成によれば、第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差は、ガス槽が第１高低差を上昇又は下降するのに要した時間（第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差）を表すため、傾斜算出手段は、ガス槽の上昇速度又は下降速度を算出することができる。そして、傾斜算出手段は、上昇速度又は下降速度と、第２センサ〜第４センサによる検知タイミングとによって、第２被検知体と第３被検知体との間の第２高低差と、第２被検知体と第３被検知体との間の第３高低差と、を算出することができる。ここで、ガス槽の傾斜は、各被検知体の高低差に反映されるため、傾斜算出手段は、第２高低差と第３高低差とから、ガス槽の傾斜を算出することができる。

また、ガス槽は、第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、複数のガス槽のそれぞれに、第１、第２及び第３被検知体が連結され、第１、第２、第３及び第４センサは、複数のガス槽の全てが降下した際に最上方に位置するガス槽に連結された第１、第２及び第３被検知体の高さよりも高く、かつ、複数のガス槽の全てが上昇した際に最下方に位置するガス槽に連結された第１、第２及び第３被検知体の高さよりも低い位置に配置されてもよい。かかる構成によれば、複数のガス槽にそれぞれ連結された第１被検知体〜第３被検知体の全ては、対応した第１センサ〜第４センサを通過することができ、第１センサ〜第４センサは、全てのガス槽の通過を検知することができる。また、第１センサ〜第４センサは、複数のガス槽のそれぞれに対して、第１被検知体〜第３被検知体の通過を検知することができる。よって、複数のガス槽の全てのガス槽の傾斜を測定することができる。

また、ガス槽は、第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、傾斜測定装置は、ガス槽内部のガス圧を計測するガス圧計と、ガス圧に基づいて、複数のガス槽のうち上昇又は下降しているガス槽を特定するガス槽特定手段と、を更に備えてもよい。かかる構成によれば、ガス圧計は、ガス槽内部のガス圧を測定することができる。このガス圧は、ガス槽のうち、上昇又は下降している全てのガス槽の重量の総和に応じて増減する。よって、ガス槽特定手段は、このガス圧に基づいて、複数のガス槽のうち上昇又は下降しているガス槽を特定することができ、測定対象のガス槽を判別できる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、水を貯留する水槽と、水槽の周囲に立設された第１、第２及び第３基柱と、水槽内に第１、第２及び第３基柱に沿って昇降自在に設けられたガス槽と、を備える有水式ガスホルダにおいて、ガス槽の傾斜を測定する傾斜測定方法であって、ガス槽に対して同一の相対高さで連結された第１、第２及び第３被検知体を、第１、第２及び第３基柱に対応してそれぞれ設けておき、ガス槽が第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、第１基柱の第１高さに配置された第１センサにより、第１被検知体の通過を検知し、第１基柱の第１高さと異なる第２高さに配置された第２センサにより、第１被検知体の通過を検知し、第２基柱の第２高さに配置された第３センサにより、第２被検知体の通過を検知し、第３基柱の第２高さに配置された第４センサにより、第３被検知体の通過を検知し、第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差と、第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいてガス槽の傾斜を算出することを特徴とする、有水式ガスホルダの傾斜測定方法が提供される。かかる構成によれば、ガス槽の傾斜を上述したように好適に測定することができる。

また、ガス槽の傾斜を算出するときには、第１センサによる検知タイミングと第２センサによる検知タイミングとの時間差と、第１高さと第２高さとの間の第１高低差と、に基づいてガス槽の上昇速度又は下降速度を算出し、上昇速度又は下降速度と、第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて、第２被検知体と第３被検知体との間の第２高低差と、第２被検知体と第３被検知体との間の第３高低差と、を算出し、第２及び第３高低差に基づいてガス槽の傾斜を算出してもよい。

また、ガス槽は、第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、複数のガス槽のそれぞれに、第１、第２及び第３被検知体が連結され、第１、第２、第３及び第４センサは、複数のガス槽の全てが降下した際に最上方に位置するガス槽に連結された第１、第２及び第３被検知体の高さよりも高く、かつ、複数のガス槽の全てが上昇した際に最下方に位置するガス槽に連結された第１、第２及び第３被検知体の高さよりも低い位置に配置されてもよい。

また、ガス槽は、第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、複数のガス槽のうち少なくとも１つが第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、ガス槽内部のガス圧を計測し、ガス圧に基づいて、複数のガス槽のうち上昇又は下降しているガス槽を特定してもよい。

以上説明したように本発明によれば、安価な測定装置を用いて外部の環境によらず安定的にガス槽の傾斜を測定することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．有水式ガスホルダ１の全体構成＞
まず、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る有水式ガスホルダの全体構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る有水式ガスホルダの全体構成を示す断面図である。図１Ｂは、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１の全体構成を示す平面図である。尚、図１Ａは、図１ＢにおけるＡ−Ａ線での断面図である。

図１Ａに示す有水式ガスホルダ１は、所定のガスＧを貯蔵するためのガスホルダであって、当該ガスＧの出し入れが頻繁に行われるのに適したガスホルダである。このガスＧとしては、例えば、ＣＯを主成分とする転炉ガス（ＬＤＧ）、天然ガス等、様々なガスであってもよい。ガスＧを貯蔵するためには、機密性が非常に重要であり、漏れが生じた場合には、安全性にも重大な影響を与える。有水式ガスホルダ１は、この機密性を保つために、下記のような水圧（但し、如何なる液体も使用可能である）によるシール機構を使用する。このような有水式ガスホルダ１によれば、摩擦等による機械的シール機構に比べて、耐久性に優れており、頻繁に行われるガスＧの出し入れに耐えうる。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、有水式ガスホルダ１は、多段式のガス槽を備えたガス貯蔵タンクであって、水槽２と、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈと、４段式のガス槽４と、傾斜測定装置１０（図４参照）と、を含む。

水槽２は、略円形の底を有する略円筒状の水槽であって、内部に水によるシール（水封）用の水２１を貯蔵する。また、この水槽２は、例えば、２重の層の側板及び底を有する２重水槽であってもよい。ここでは、液体として水を用いるが、本発明はかかる例に限定されず、液体は貯蔵するガスＧに応じて適宜選択されてもよい。

更に、水槽２は、ガス入管２２と、ガス出管２３と、を有する。ガス入管２２及びガス出管２３は、水槽２の底を貫通して突出して形成される。また、少なくともガス出管２３の入口（開口部）は、水２１の上面よりも高く配置される。ガス入管２２は、ガスＧを有水式ガスホルダ１に供給するための供給管であり、ガス出管２３は、ガスＧを有水式ガスホルダ１から排出するための排出管である。なお、水槽２は、ガス入管２２及びガス出管２３の代替として供給／排出両方を兼ねたガス入出管を備えてもよい。この場合、ガス入出管の出入り口は、水２１の上面よりも高く配置される。

第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈは、ガス槽４の昇降をガイドする基柱の一例であって、水槽２の外側周囲に垂直に配置され、水槽２に結合され固定される。また、この第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈは、例えば、水槽２の周囲において相互に等間隔に配置されてもよい。この第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈは、後述のガス槽４の各槽（第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４）を支持し、これらの昇降をガイドするための支柱（ガイド柱）である。

本実施形態では、例えば、８本の基柱（第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈ）が設けられるとしたが、かかる例には限定されず、任意の数の基柱を設けてもよい。この際、各基柱は、水槽２の外側周囲に同方向に沿って一定間隔で配置されうる。また、基柱は、水槽２の外側周囲に固定されるとしたが、例えば、地盤等に直接固定されてもよい。更に、図１Ａにおいて、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈは、例えば、トラス構造を有するようにしたが、例えば、円柱型であってもよく、様々な断面形状の鋼管等であってもよい。即ち、基柱は、ガス槽４の各槽等の横方向等の荷重や外部から加わる荷重（風圧等）に耐えうる強度を有すればどのような構造であればよい。そして、各基柱は、ガス槽４にワイヤー、ロープ等で結合されたバランスウェイト等を、その内部又は外部に備えてもよく、その場合、当該ワイヤー、ロープ等を取り付ける部材を備えてもよい。

また、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈのそれぞれの一面には、鉛直方向に延長形成されたガイドレール３１が配置される。ガイドレール３１は、後述するガイドローラ４６を上下方向に案内（ガイド）する。

ガス槽４は、上下方向に伸縮可能な多段式ガス槽であって、水槽２の内部に第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って昇降可能に設けられる。ガス槽４は、例えば、４段の槽を有する。ここでは、ガス槽４の上方より１段目の槽を第１ガス槽４１といい、２段目の槽を第２ガス槽４２といい、３段目の槽を第３ガス槽４３といい、４段目の槽を第４ガス槽４４という。しかし、ガス槽４が有する槽の数は、かかる例に限定されず貯蔵したいガスＧの体積等によって適宜変更可能である。

ガス槽４の全ての槽（第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４）は、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って個別に昇降自在に設けられる。第１ガス槽４１は、ガス槽４の最上段に位置した内槽であり、第２ガス槽４２及び第３ガス槽４３は、ガス槽４の中段に位置した中槽であり、第４ガス槽４４は、ガス槽４の最下段に位置した外槽である。以下では、「ガス槽４」という場合、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全てを指し、単に「槽」という場合、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のうち何れか１つを指すものとする。

第１ガス槽４１は、上蓋を有する略円筒状に形成され、第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４は、上蓋及び下底を有さない略円筒状に形成される。また、第４ガス槽４４は、水槽２の内径よりも小さい外径を有し、第３ガス槽４３は、第４ガス槽４４の内径よりも小さい外径を有し、第２ガス槽４２は、第３ガス槽４３の内径よりも小さい外径を有し、第１ガス槽４１は、第２ガス槽４２の内径よりも小さい外径を有する。そして、水槽２と、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４とは、中心軸が略同一直線上に位置するように配置される。よって、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４は、昇降した場合に重なり合うことができ、槽毎に上下移動でき、全ての槽は、水槽２の内部に入ることができる。

第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のぞれぞれには、ガイドローラ４６を備えた一端にアーム４５が配置される。アーム４５は、基柱に対応して形成され、ガス槽４の各槽が基柱の本数と同一の個数のアーム４５を有してもよい。よって、本実施形態においては、アーム４５は、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに対応して、８個設けられる。各アーム４５は、一端を第１ガス槽４１の上蓋側端部又は第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４の後述するデップ５２（図２参照）等の上方に結合され、他端をガイドローラ４６を介して対応した基柱に当接される。

ガイドローラ４６は、軸４７を介してアーム４５の一端に回転自在に設置され（図５参照）、ガイドレール３１に接触する。ガイドローラ４６は、ガイドレール３１によって上下方向に案内され、ガイドレール３１上を転がりながら上下動する。

第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４は、アーム４５と、それに結合されたガイドローラ４６を備えることによって、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上下方向に移動することができる。即ち、ガイドローラ４６は、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈのそれぞれに設けられたガイドレール３１によって案内され、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４は、このガイドローラ４６と、アーム４５及びガイドローラ４６とを介して第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上下方向に案内される。

第１ガス槽４１の下部外周には、第２ガス槽４２の上部内周に形成された上部シールカップ（以下、デップ５２という。図２参照。）と係合する下部シールカップ（以下、カップ５１という。図２参照。）が形成される。同様に、第２ガス槽４２の下部外周には、第３ガス槽４３の上部内周に形成されたデップ５２と係合するカップ５１が形成され、第３ガス槽４３の下部外周には、第４ガス槽４４の上部内周に形成されたデップ５２と係合するカップ５１が形成される。この互いに係合するデップ５２及びカップ５１は、ガス槽４の各槽間の密封をする水圧シール５０を形成する。

＜１−２．水圧シール５０＞
ここで、図２を参照して、水圧シール５０について、第１ガス槽４１のカップ５１と、第２ガス槽４２のデップ５２との係合を例に挙げて詳細に説明する。尚、ガス槽４の他の槽間における水圧シール５０も同様の構成である。図２は、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１が備える水圧シール５０を示す断面図である。

図２の（ａ）は、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全てが水２１の中にあった状態から、第１ガス槽４１が上昇し、そのカップ５１が第２ガス槽４２のデップ５２と係合する直前を表す。また、図２の（ｂ）は、当該カップ５１とデップ５２とが完全に係合し、第２ガス槽４２が第１ガス槽４１によって上方に牽引された状態を示し、当該カップ５１とデップ５２とによる水圧シール５０によって、ホルダ内部の封止がなされた状態を示す。

図２の（ａ）に示すように、カップ５１は、第１ガス槽４１の側板下部の外周に結合され、一体に形成された内側板５１１と、カップ底５１２と、外側板５１３と、を含む。カップ５１は、第１ガス槽４１と一体に形成されてもよい。

内側板５１１の下部には、その外側全周より外側方向の水平方向（内側板５１１と垂直な方向）にカップ底５１２が突設される。そして、カップ底５１２の外側端部には、その全周より上方（カップ底５１２と垂直な方向）に外側板５１３が突設される。この外側板５１３は、内側板５１１と略平行に形成される。

また、デップ５２は、第２ガス槽４２の側板上部の内周に結合され、一体に形成された内側板５２１と、デップ蓋５２２と、外側板５２３と、突出板５２４と、を含む。デップ５２は、第２ガス槽４２と一体に形成されてもよい。

外側板５２３の上部には、その内側全周より内側方向の水平方向（外側板５２３と垂直な方向）にデップ蓋５２２が突設される。そして、デップ蓋５２２の内側端部には、その全周より下方（デップ蓋５２２と垂直な方向）に内側板５２１が突設される。この内側板５２１は、外側板５２３と略平行に形成され、カップ５１の外側板５１３と略同一の高さを有する。但し、内側板５２１と外側板５１３とは、同一の高さを有さなくてもよい。また、内側板５２１の上端部には、突出板５２４が上方に延長形成される。ここで、カップ５１の外側板５１３の上端部からデップ５２の内側板５２１の下端部までの距離を距離Ｌとする。

図２の（ａ）に示すように、カップ５１とデップ５２とが係合される前は、水槽２の水２１の水面（Ｆ０又はＦ１）より下に、カップ５１が位置しているため、第１ガス槽４１と水２１とによって囲まれた空間（ガスＧの貯蔵空間）は、密封された状態となる。この際、カップ５１とデップ５２との間の空間は、水２１によって満たされている。但し、図２の（ａ）において、デップ５２の突出板５２４とカップ５１の内側板５１１との間の水面Ｆ１が第１ガス槽４１内部の水面Ｆ０より高いのは、ガスＧの圧力と大気圧との差によるものである。即ち、水面Ｆ１には大気圧がかかり、水面Ｆ０には、ガスＧのガス圧がかかることによる。

図２の（ｂ）に示すように、第１ガス槽４１が上昇すると、カップ５１の外側板５１３の上端は、デップ５２のデップ蓋５２２の下面と結合し、デップ５２の内側板５２１の下端は、カップ５１のカップ底５１２の上面と結合することで、カップ５１とデップ５２とは、係合する。更に、第１ガス槽４１が水槽２の水面Ｆ０から上方に離脱した場合、第１ガス槽４１は、第２ガス槽４２を上方に牽引し、第２ガス槽４２の上部は、水面Ｆ０から上方に離脱する。この際、カップ５１が水２１をすくうため、カップ５１とデップ５２の間には水２１の層が形成される。結果、水圧シール５０は、カップ５１及びデップ５２の係合と、両者の間に存在する水２１の層とによって、有水式ガスホルダ１の内部を密封することができる。この場合、ガスＧは、その圧力によって、カップ５１の外側板５１３の上端とデップ５２のデップ蓋５２２との間に入り込み、水面Ｆ２を下降させうる。水面Ｆ２がカップ５１の外側板５１３の上端部から降下した高さを、水面降下Ｈとする。

以上説明したように、内側に位置する槽の下部と、その外側に位置する槽の上部との間は、水によって密封（水封）されるので、ガス槽４の各槽間でのガス漏れは防止され、ガスＧの貯蔵が可能となる。尚、上記においては、第１ガス槽４１のカップ５１と第２ガス槽４２のデップ５２を例に挙げて説明したが、ガス槽４の他の槽間の係合（水圧シール５０）も同様の構成によってなされる。

＜２．有水式ガスホルダ１の動作＞
次に、図３を参照して、内部にガスＧが供給された場合の有水式ガスホルダ１の動作について説明する。図３は、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１にガスＧが供給されたときの動作を示す断面図である。

図３に示すように、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４は、内部のガス圧により昇降する。具体的には、ガスＧが内部にない場合、ガス槽４の全ての槽は、水槽２の水２１に着水（入水）しうる。そして、ガスＧがガス入管２２を介して供給されると、まず第１ガス槽４１は、ガスＧのガス圧によって、ガイドローラ４６を介して第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上昇を始める。そして、第１ガス槽４１の下部（カップ５１）は、第２ガス槽４２の上部（デップ５２）と係合され（図３の（ａ））、第２ガス槽４２は、ガイドローラ４６を介して第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上方に牽引される（図３の（ｂ））。更に、ガスＧが供給されると、第１ガス槽４１と第２ガス槽４２とは更に上昇し、第２ガス槽４２の下部は、第３ガス槽４３の上部と係合される。そして、第３ガス槽４３は、ガイドローラ４６を介して第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上方に牽引される（図３の（ｃ））。同様に、第４ガス槽４４の上部も、第３ガス槽４３の下部と係合し、ガイドローラ４６を介して第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上方に牽引される。

尚、ガス槽４の各槽間は、上記の水圧シール５０によってシールされるため、有水式ガスホルダ１は、水２１と、第１ガス槽４１の上蓋と、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の側板と、各槽間の水圧シール５０と、によって内部を密封される。

また、ガスＧをガス出管２３を介して排出すると、上記とは逆に、第４ガス槽４４が完全に入水した後、第３ガス槽４３、第２ガス槽４２、第１ガス槽４１と順次に入水する。

このような有水式ガスホルダ１においては、水圧シール５０によって水封するため、ガス槽４の各槽の傾きの管理（傾向管理）が非常に重要である。つまり、図２において、例えば、第１ガス槽４１が傾いた場合、水面Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２は、常に水平であるため、傾いた下方に位置するカップ５１から水２１が漏れ、上方に位置するカップ５１には十分な水２１が保持されない。よって、図２の（ａ）における水面Ｆ１、Ｆ２は、高さの差を維持しつつ、下降する。その後、ガスＧが、第１ガス槽４１のカップ５１と第２ガス槽４２のデップ５２との間に入り込み、水面Ｆ２は、更に降下し、水面Ｆ１は、上昇する。この際、傾いた上方に位置するカップ５１に水２１が十分に保持されていない場合、水面Ｆ２の水面降下Ｈは、外側板５１３の上端から内側板５２１の下端までの距離Ｌ以上となり、ガスＧは、内側板５２１の下端から漏れ、外部へと漏れてしまう。このようにガスＧが外部に漏れることを防ぐために、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１は、傾斜測定装置１０を備えることによりガス槽４の各槽の傾斜を測定する。

＜３．有水式ガスホルダ１の傾斜測定装置１０の構成＞
以下では、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１の傾斜測定装置１０の構成について説明する。図４は、本実施形態に係る有水式ガスホルダ１の傾斜測定装置１０の構成を示す概略図である。図５は、本実施形態に係る傾斜測定装置１０が備えるセンサ１１の一例を示す概略図である。

図４は、説明の便宜上、上記有水式ガスホルダ１の構成を省略して模式的に図示している。図４において、最外周に位置する円筒は、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈが配置された水槽２の外周部を表す。つまり、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈは、この円筒上に配置されている。また、当該円筒の内部に位置する略円筒状のものは、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のうちいずれかの槽を表す。ここでは、第１ガス槽４１の傾斜測定について説明する。但し、第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４の傾斜を測定する場合も同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

本実施形態に係る傾斜測定装置１０は、図４及び図５に示すように、複数のセンサ１１Ａ〜１１Ｅと、ガス槽４のアーム４５の先端のガイドローラ４６の近傍に備えられたターゲット１２と、各センサ１１に接続された傾斜算出装置１３と、傾斜測定結果を表示する表示装置１４と、を含む。

傾斜測定装置１０は、以下に説明するように、ガス槽４の傾斜を測定することができる。傾斜測定装置１０は、ガス槽４の傾斜を、常時計測するのではなく、ガス槽４が上昇している際に測定する。尚、ガス槽４が傾斜する原因としては、様々な理由が考えられるが、一般的には、ガス槽４の傾斜と第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈの傾きとが密接に関連している場合が多い。つまり、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈのいずれかの基柱が傾けばガス槽４は傾斜し、何らかの要因でガス槽４が傾斜すれば、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈも傾きうる。この第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈの傾きは、一般的には、経年的に変化するものである。従って、ガス槽４の傾向管理を行う上では、常時計測を行うことよりも、長期の傾斜測定を通じて、ガス槽４の傾きの変化を計測する必要がある。よって、この傾斜測定装置１０は、常時計測を行わないが、適切にガス槽４の傾向管理を行うことができる。

複数のセンサ１１は、少なくとも４つのセンサによって構成されるが、以下では、例えば、５つのセンサによって構成されるとして説明する。この５つのセンサを以下では、第１センサ１１Ａ〜第５センサ１１Ｅとする。但し、第１センサ１１Ａ〜第５センサ１１Ｅを総称してセンサ１１という場合もある。

５つのセンサ１１が、４本の基柱に配置される。即ち、第１基柱３Ａには、２つのセンサ１１（第１センサ１１Ａ、第２センサ１１Ｂ）が配置され、第２基柱３Ｂ〜第４基柱３Ｄには、それぞれ１つのセンサ１１（第３センサ１１Ｃ〜第５センサ１１Ｅ）が配置される。図４において、Ａ〜Ｅ点は、それぞれ、第１基柱３Ａ〜第４基柱３Ｄにおけるセンサ１１の設置位置を表す。即ち、第１基柱３Ａには、Ａ点及びＢ点のそれぞれにセンサ１１（第１センサ１１Ａ、第２センサ１１Ｂ）が設置され、他の第２基柱３Ｂ〜第４基柱３Ｄの各点（Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点）に、センサ１１（第３センサ１１Ｃ〜第５センサ１１Ｅ）が配置される。即ち、センサ１１が４つのセンサで構成される場合、２つのセンサ１１が１本の基柱に配置され、他の２つのセンサ１１が、他の基柱にそれぞれ１つずつ配置される。尚、図４では、第１基柱３Ａ〜第４基柱３Ｄは、図示せず省略している。

第２センサ１１Ｂ〜第５センサ１１Ｅは、同一の高さに設置される。この高さを第２レベル（第２高さ）という。第１センサ１１Ａのみが、第２レベルより下方の第１レベル（第１高さ）に設置される。よって、第１センサ１１Ａは、下部センサに該当し、第２センサ１１Ｂ〜第５センサ１１Ｅは、上部センサに該当する。この第１レベルと第２レベルの高さの差を、ここでは、高低差Ｈ_１２とする。この高低差Ｈ_１２は、第１高低差に該当する。

また、５つ以上のセンサ１１が配置される場合、追加されるセンサ１１は、第２レベルの別の基柱に追加される。即ち、各基柱は、一本だけ２つのセンサ１１が設置され（第１基柱３Ａ）、他の基柱３には、センサ１１が１つだけ設置される（第２基柱３Ｂ〜第４基柱３Ｄ等）。また、センサ１１が設置される基柱は、一定の間隔で選択されてもよい。つまり、偶数本の基柱にセンサ１１を設置する場合（奇数個のセンサ１１が設置される場合）、２本の基柱は、互いにガス槽４及び水槽２の中心軸を挟んで対象に選択されうる。本実施形態では、５つのセンサ１１が設置されるので、４本のセンサ１１は、中心軸を中心とした略正方形上に配置されうる。このように、第２レベルの各センサ１１を略一定の間隔（同一間隔）の基柱にそれぞれ設置することにより、より正確な傾斜を算出することができる。

センサ１１は、第１センサ１１Ａを例に取り説明すると、図５に示すように、第１基柱３Ａの一面に配置される。この一面にガイドレール３１が設けられる場合、センサ１１は、ガイドレール３１の側方に設けられる。

上記のように配置された第１センサ１１Ａは、第１ガス槽４１の通過を検知する。本実施形態において第１センサ１１Ａは、具体的には、第１ガス槽４１に取り付けられたターゲット１２の通過を検知することにより、第１ガス槽４１の通過を検地する。そして、第１センサ１１Ａは、第１ガス槽４１の通過を検知した場合、所定の信号を傾斜算出装置１３に出力する。

ターゲット１２は、被検知体の一例であり、センサ１１に通過が感知される対象であって、第１基柱３Ａ〜第４基柱３Ｄを上下するガイドローラ４６の付近において、アーム４５の先端に配置される。ターゲット１２は、例えば、第１センサ１１Ａ及び第２センサ１１Ｂが配置された第１基柱３Ａに対応したアーム４５に配置される第１ターゲット１２Ａ（第１被検査体）と、第３センサ１１Ｃが配置された第２基柱３Ｂに対応したアーム４５に配置される第２ターゲット１２Ｂ（第２被検査体）と、第４センサ１１Ｄが配置された第３基柱３Ｃに対応したアーム４５に配置される第３ターゲット１２Ｃ（第３被検査体）と、第５センサ１１Ｅが配置された第４基柱３Ｄに対応したアーム４５に配置される第４ターゲット１２Ｄ（第４被検査体）と、を含む。この第１ターゲット１２Ａ〜第４ターゲット１２Ｄは、取り付けられた槽に対して同一の高さに配置される。

ターゲット１２が第１ガス槽４１のアーム４５にのみ配置された場合、傾斜測定装置１０は、第１ガス槽４１のみの傾斜を測定する。しかし、ターゲット１２は、他の槽に配置されてもよく、この場合、ターゲット１２が設置された全ての槽の傾斜を測定することが可能となる。また、全ての第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４のアーム４５（センサ１１が取り付けられた基柱３に対応するアーム４５）に、ターゲット１２が配置された場合、第１レベルと第２レベルの設定の仕方によって、第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４の何れを測定するかを選択することも可能である。

センサ１１は、一般に使用される如何なるセンサであってもよい。また、ターゲット１２は、当該センサ１１に対応して如何なるターゲットであってもい。以下では、センサ１１は、例えば、機械式センサであるとする。このセンサ１１は、ターゲット１２と略直角かつ略水平方向に突設され、上下方向に回動可能な検知棒１１１を有する。この場合、図５に示すように、ターゲット１２は、例えば、ガイドローラ４６の軸４７と略直角かつ略水平方向に突設された棒で構成されてもよい。

この場合、ガイドローラ４６がセンサ１１近傍を通過すると、ターゲット１２の固定された棒が、センサ１１の回動可能な検知棒１１１に接触し、この検知棒１１１を回動させる。センサ１１は、この検知棒１１１の回動を検知し、ガイドローラ４６、即ちガス槽４の上端部が通過したとし、所定の信号を傾斜算出装置１３に出力する。

しかし、本発明はかかる例に限定されるものではなく、センサ１１は、例えば、他の機械式センサ１１、非接触式センサ、圧力センサ等であってもよい。また、圧力センサ等の場合、ターゲット１２は必ずしも必要ではなく、センサ１１は、ガイドレール３１上に設けられ、ガイドレール３１とガイドローラ４６との間の圧力を検知することで、ガイドローラ４６の通過を検知してもよい。この場合、ガイドローラ４６が被検知体となる。

そして、センサ１１は、例えば、光学式センサであってもよい。この場合、ターゲット１２は、反射板で構成されてもよく、センサ１１が配置され、ターゲット１２が通過する経路にカバーを備えてもよい。このようにカバーを設けることにより、光学式センサ等の正確な作動を妨げる反射板の汚れを防ぐことができ、また、内部に光が入らないようにカバーを形成することにより、夜間だけでなく昼間でも正常にセンサ１１を作動させることができる。

このようにセンサ１１及びターゲット１２を構成、配置することにより、傾斜測定装置１０は、汚れや天候、時間帯等の外的要因に左右されずに傾斜の測定を行うことができる。

傾斜算出装置１３は、傾斜算出手段の一例であって、ＣＰＵ１３１と、記憶装置と、入力ポート１３４と、出力ポート１３５と、タイマー１３６と、を含む。ＣＰＵ１３１は、マイクロプロセッサユニット及びその動作に必要な各種周辺回路を組み合わせて構成され、記憶装置は、例えば、ハードディスク等の磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、又はＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｏｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ等であってもよい。以下では、記憶装置は、例えば、傾斜測定装置１０の動作に必要なプログラムや各種のデータを記憶するＲＯＭ１３２と、ＣＰＵ１３１の作業領域として機能するＲＡＭ１３３等を組み合わせて構成されるとする。入力ポート１３４は、ガイドローラ４６の通過による各センサ１１からの所定の信号と、タイマー１３６からの計測時間又は経過時間等の入力を受ける。出力ポート１３５は、タイマー１３６へのタイマースタート信号及びタイマーストップ信号を出力すると共に、傾斜の演算結果を表示装置１４に出力する。

タイマー１３６は、複数の時間計測を行い、センサ１１が備えられた基柱３の本数に対応して複数のタイマーで構成されてもよく、１つのタイマーで構成されてもよい。１つのタイマーで構成される場合、タイマー１３６は、経過時間を常に出力し、この経過時間とＣＰＵ１３１とＲＡＭ１３３等とによって、擬似的に複数の時間を算出してもよい。以下では、タイマー１３６は、例えば、センサ１１が備えられた基柱の本数と同様に、４つ備えるものとする。以下では、４つのタイマー１３６をそれぞれ、タイマーＢ〜タイマーＥとする。

表示装置１４は、出力装置の一例であって、傾斜の演算結果の入力を受けて、この傾斜を表示する。但し、出力装置等は、例えば、音声出力装置等であってもよく、警告音等を発生させてもよい。

以上、本発明の第１の実施形態に係る有水式ガスホルダ１の傾斜測定装置１０の構成について、第１ガス槽４１の傾斜を測定する場合を例に取り詳しく説明した。しかし、第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４の傾斜を測定する場合も同様の構成で行われる。即ち、この場合、傾斜測定する対象の第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のそれぞれに、上記ターゲット１２が連結される。尚、これらの詳しい説明は、上記同様であるため省略する。

＜４．傾斜測定装置１０の動作＞
次に、図６〜図８を参照して、この傾斜測定装置１０の動作について、上記同様、第１ガス槽４１を例に挙げて説明する。図６は、本実施形態に係る傾斜測定装置１０の第２レベルに備えられたセンサ１１の動作を示す説明図である。図７は、本実施形態に係る傾斜測定装置１０の動作を示すフローチャートである。図８は、本実施形態に係る傾斜測定装置１０の動作を示す断面図である。

第１ガス槽４１は、有水式ガスホルダ１にガス入管２２を介してガスＧが供給されると、ガイドローラ４６及びアーム４５を介して、第１基柱３Ａ〜第８基柱３Ｈに沿って上昇する。よって、アーム４５に接続されたターゲット１２は、各センサ１１の近傍を通過し、各センサ１１は、ガイドローラ４６の通過を感知することにより、第１ガス槽４１の通過を検知する。尚、上述のように、第１基柱３Ａ〜第４基柱３Ｄに対応してそれぞれ設けられたターゲット１２を、第１ターゲット１２Ａ（第１被検知体）〜第４ターゲット１２Ｄ（第４被検知体）とする。この第１ターゲット１２Ａ〜第４ターゲット１２Ｄの位置関係を、模式的に図６に示す。

より詳細に説明すれば、まず、第１ガス槽４１の上部は、第１レベルを通過し、第１センサ１１Ａが第１ターゲット１２Ａの通過を検知し（Ｓ１０、第１検知ステップ）、所定の信号を出力する。傾斜算出装置１３は、第１センサ１１Ａからの信号の入力を受けると全てのタイマーＢ〜Ｅを作動させる（Ｓ２０）。

更に第１ガス槽４１は上昇し、第２レベル近傍を通過する際に、第２センサ１１Ｂ〜第５センサ１１Ｅは、それぞれ対応した第１ターゲット１２Ａ〜第４ターゲット１２Ｄの通過を検知し（Ｓ３１〜Ｓ３４、第２〜４検知ステップ）、所定の信号を出力する。傾斜算出装置１３は、第２センサ１１Ｂ〜第５センサ１１Ｅのそれぞれからの信号の入力を受けた場合、各センサ１１に対応したタイマーＢ〜Ｅをストップさせる（Ｓ４１〜Ｓ４４）。

つまり、傾斜算出装置１３は、第２センサ１１Ｂが第１ターゲット１２Ａの通過を検知すると（Ｓ３１、第２検知ステップ）、タイマーＢをストップし（Ｓ４１）、第３センサ１１Ｃが第２ターゲット１２Ｂの通過を検知すると（Ｓ３２、第３検知ステップ）、タイマーＣをストップし（Ｓ４２）、第４センサ１１Ｄが第３ターゲット１２Ｃの通過を検知すると（Ｓ３３、第４検知ステップ）、タイマーＤをストップし（Ｓ４３）、第５センサ１１Ｅが第４ターゲット１２Ｄの通過を検知すると（Ｓ３４、第５検知ステップ）、タイマーＥをストップする（Ｓ４４）。

そして、傾斜算出装置１３は、各タイマーＢ〜Ｅの経過時間を測定又は算出し、タイマーＢの経過時間をｔ_Ｂとし（Ｓ５１）、タイマーＣの経過時間をｔ_Ｃとし（Ｓ５２）、タイマーＤの経過時間をｔ_Ｄとし（Ｓ５３）、タイマーＥの経過時間をｔ_Ｅとする（Ｓ５４）。

ここで、第１ガス槽４１が傾いていない場合は、全てのタイマーＢ〜Ｅが同時にストップされるが、第１ガス槽４１が傾いている場合は、第１ターゲット１２Ａ〜第４ターゲット１２Ｄの相対的な高さが変化されるので、各タイマーＢ〜Ｅは同時にストップされず、測定時間に時間差が生じる。

傾斜算出装置１３は、ｔ_Ｂ〜ｔ_Ｅを測定すると、以下のような処理を行う。まず、傾斜算出装置１３は、第１レベルと第２レベルとの高低差Ｈ_１２と、ｔ_Ｂ（第１センサの検知タイミングと第２センサの検知タイミングとの時間差）とから、第１ガス槽４１の上昇速度Ｖを算出（Ｖ＝Ｈ_１２／ｔ_Ｂ）する（Ｓ６１）。

そして、傾斜算出装置１３は、図６に示すように、第１ターゲット１２Ａが点Ｂを通過した時間を基準時間０として、基準時間０から第２ターゲット１２Ｂ〜第４ターゲット１２Ｄがそれぞれ点Ｃ〜点Ｅを通過するまでの時間Δｔ_Ｃ〜Δｔ_Ｅを算出する。この時間Δｔ_Ｃ〜Δｔ_Ｅは、具体的には、Δｔ_Ｃ＝ｔ_Ｃ−ｔ_Ｂ（Ｓ６２）、Δｔ_Ｄ＝ｔ_Ｄ−ｔ_Ｂ（Ｓ６３）、Δｔ_Ｅ＝ｔ_Ｅ−ｔ_Ｂ（Ｓ６４）によって算出される。

更に、傾斜算出装置１３は、この時間Δｔ_Ｃ〜Δｔ_Ｅと上昇速度Ｖとから、第１ターゲット１２Ａの高さを基準高さ０とした際の、基準高さ０に対する第２ターゲット１２Ｂ〜第４ターゲット１２Ｄそれぞれの高低差ΔＨ_Ｃ〜ΔＨ_Ｅを算出する。この高低差ΔＨ_Ｃ〜ΔＨ_Ｅは、具体的には、ΔＨ_Ｃ＝Ｖ・Δｔ_Ｃ（Ｓ７２）、ΔＨ_Ｄ＝Ｖ・Δｔ_Ｄ（Ｓ７３）、ΔＨ_Ｅ＝Ｖ・Δｔ_Ｅ（Ｓ７４）によって算出される。尚、ΔＨ_Ｃは、第２高低差に該当し、ΔＨ_Ｄは、第３高低差に該当し、ΔＨ_Ｅは、第４高低差に該当する。

そして、傾斜算出装置１３は、予め記憶された点Ｂ〜Ｅの各点間の直線距離Ｌ_ＢＣ、Ｌ_ＣＤ、Ｌ_ＤＥ、Ｌ_ＥＢ、Ｌ_ＢＤ、Ｌ_ＣＥ等と、高低差ΔＨ_Ｃ〜ΔＨ_Ｅ等と、から三平方の定理等を利用して、第１ガス槽４１の傾斜を算出する（例えば、傾斜角度＝ｔａｎ^−１（ΔＨ_Ｄ／Ｌ_ＢＤ）等）（Ｓ８０）。傾斜算出装置１３は、第１ガス槽４１の傾斜を表示装置１４に出力する。

但し、第１ガス槽４１の傾斜は、必ずしも角度によって算出される必要はない。即ち、例えば、この傾斜は、高低差ΔＨ_Ｃ〜ΔＨ_Ｅ等にも反映されるため、傾斜算出装置１３は、この高低差ΔＨ_Ｃ〜ΔＨ_Ｅ等を傾斜として出力してもよい。更に傾斜算出装置１３は、予め記憶された第１センサ１１Ａ〜第２センサ１１Ｂの位置情報から傾斜の方向を算出し、第１ガス槽４１の最大傾斜角度及び／又は最大高低差を算出して傾斜として出力してもよい。尚、Ｓ５１〜Ｓ８０までのステップが、傾斜算出ステップに該当する。

表示装置１４は、算出された第１ガス槽４１の傾斜を表示する。但し、この場合、傾斜算出装置１３は、所定の閾値を予め記憶し、第１ガス槽４１の傾斜が閾値を超えた場合に所定の信号を出力し、表示装置１４に表示させてもよい。また、音声出力装置を備える場合、ガス槽４の傾斜が所定の閾値を超えた場合に、警告音等を発してもよい。

以上、傾斜測定装置１０によるガス槽４の傾斜測定動作について、第１ガス槽４１を例にとり、説明した。このような傾斜測定装置１０によって傾斜が測定されるガス槽４は、上記で説明した有水式ガスホルダ１の場合、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のいずれであってもよい。第２ガス槽４２〜第４ガス槽４４のいずれかの傾向測定も上記同様であるため、ここでの説明は省略する。

傾斜測定装置１０は、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の中でも、第１ガス槽４１の傾斜を測定することにより、不具合を早期に発見することができる。また、傾斜測定装置１０は、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全ての傾斜を測定してもよい。この場合について、図８を参照して説明する。但し、説明の便宜上、既に説明した構成等は図示しておらず、図８の水槽２に貯蔵された水の上面は、簡略して記述している。よって、図８に記載の傾斜測定装置１０は、上記全ての構成を備え、水槽２の水面の高さは適宜変更されうる。

第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全ての傾斜を測定する場合、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４に備えられたガイドアーム４５のうち、センサ１１が設置された基柱（ここでは、第１基柱３Ａ〜第４基柱３Ｄ）に対応した全てのガイドアーム４５に、ターゲット１２が設置される。

この場合、第１センサ１１Ａ〜第５センサ１１Ｅは、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全てが降下しきった際の全てのターゲット１２の位置よりも高く、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の全てが上昇しきった際の全てのターゲット１２の位置よりも低い位置に配置される。このように第１センサ１１Ａが設置される第１レベルと、第２センサ１１Ｂ〜第５センサ１１Ｅが設置される第２レベルとが、低く設定されことにより、全てのガス槽４の傾斜を測定することが可能となる。また、第１レベルと第２レベルとの間の距離Ｈ_１２は、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４の高さよりも狭く設定されることにより、ガス槽４の１つの槽の傾斜算出が完了する前に、次の槽の通過によってタイマー１３６が作動される誤作動を防止することができる。

しかし、本発明はかかる例に限定されず、第１レベルと第２レベルとの高さを選択することにより、ガス槽４の槽のうち傾斜を測定する槽を選択することができる。例えば、第１ガス槽４１及び第２ガス槽４２しか通過しない高さに第１レベルと第２レベルとを設定すれば、第１ガス槽４１及び第２ガス槽４２のみの傾斜を測定することも可能である。

図８に示すように、ガスＧが供給されると第１ガス槽４１の各ターゲット１２が、対応するセンサ１１を通過し、傾斜測定装置１０は、第１ガス槽４１の傾斜を測定する（図８の（ａ））。更にガスＧが供給されると第２ガス槽４２は、第１ガス槽４１と係合し牽引され上昇する。その際、第２ガス槽４２の各ターゲット１２は、対応するセンサ１１を通過する。よって、傾斜測定装置１０は、第２ガス槽４２の傾斜を測定する（図８の（ｂ））。更にガスＧが供給されると第３ガス槽４３は、第２ガス槽４２と係合し牽引され上昇する。その際、第３ガス槽４３の各ターゲット１２は、対応するセンサ１１を通過する。よって、傾斜測定装置１０は、第３ガス槽４３の傾斜を測定する。最後に、更にガスＧが供給されると第４ガス槽４４は、第３ガス槽４３と係合し牽引され上昇する。その際、第４ガス槽４４の各ターゲット１２は、対応するセンサ１１を通過する（図８の（ｃ））。よって、傾斜測定装置１０は、第４ガス槽４４の傾斜を測定する。このように傾斜測定装置１０は、各ガス槽４の傾斜を測定することが可能である。

尚、第１レベルと第２レベルとの間の距離Ｈ_１２は、例えば、約１ｍ程度に設定される。また、ガス槽４の各槽の上昇速度Ｖは、例えば、約２．５ｃｍ／ｓｅｃである。また、ガス槽４のいずれかの槽の傾斜による水面降下Ｈ（水面Ｆ２の外側板５１３の上端からの降下の高さ）の許容値は、距離Ｌ（図２の（ｂ）参照）に依存するが、例えば、約１５０ｍｍ程度である。この許容値は、高低差ΔＨ_ｄ等に対応する。

この場合、ガス槽４の傾斜した槽のガイドローラ４６がＡ点（第１センサ１１Ａ）を通過してからＢ点（第２センサ１１Ｂ）を通過するまでの時間は、約４０ｓｅｃとなる。また、Ｂ点とＥ点（第５センサ１１Ｅ）との間の高低差（｜ΔＨ_Ｅ｜）が許容値の約１５０ｍｍに達する場合、その時間Δｔ_Ｅは、約６ｓｅｃ程度となる。

一方、一般的なセンサ１１の反応速度は、数十〜数百μｓｅｃであり、約６ｓｅｃ、約４０ｓｅｃより遥かに短いので、測定誤差を考慮に入れても、十分に傾向管理が可能である。

傾斜測定装置１０は、更に、ガス圧計（図示せず）と、ガス槽特定装置（図示せず）と、を備えてもよい。ガス圧計は、ガス入管２２又は第１ガス槽４１等に配置され、有水式ガスホルダ１の内部のガスＧの圧力を測定し（ガス圧測定ステップ）、ガス槽特定装置にガス圧を出力する。そして、ガス槽特定装置は、ガス槽特定手段の一例であって、ガス圧の入力を受けると、第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のどの槽が上昇しているかを特定する。このガス槽特定装置は、上記傾斜算出装置１３と同様の構成で構成されうる。この場合、入力ポート１３４は、上記ガス圧計が測定したガス圧Ｇの入力を受ける。

かかるガス圧計及びガス槽特定装置を備えることにいよって、傾斜測定装置１０は、各センサ１１を通過した槽が第１ガス槽４１〜第４ガス槽４４のどの槽であるかを特定することができる。すなわち、ガス槽４の各槽は、その内側に位置する槽に牽引される。よって、例えば、第１ガス槽４１だけが上昇している場合、第１ガス槽４１の重量に対応したガス圧が供給されるガスＧやガス槽４の内部のガスＧに印加されることになる。しかし、何らかの不具合より第１ガス槽４１と第２ガス槽４２とが固着し、第１ガス槽４１が上昇して第２ガス槽４２と係合する前に、両槽が同時に上昇を始めた場合、ガス圧は、両ガス槽の重量の和に対応した値となる。

よって、傾斜測定装置１０は、ガス圧計及びガス槽特定装置により、ガス槽４のうちどの槽が上昇しているかを測定することができる。更に上記のような不具合の場合、カップ５１とデップ５２とが係合しないため、水圧シール５０は、適切に形成されずガスＧを密封することができず、ガスＧは、外部へと漏れ出る恐れがある。この際、ガス圧計及びガス槽特定装置を備えた傾斜測定装置１０は、早期に当該不具合を検出することができる。

なお、上記のような不具合や、ガス槽４の槽の傾斜が許容値を超える不具合が発生した場合、ガスＧの供給を中止し、ガスＧを全て排出し、ガス槽４の全ての槽を着水させ、基柱３やガス槽４等の不具合を発見し、修理等の処置を行うこととなる。

＜５．傾斜測定装置１０の効果＞
以上、本発明の第１の実施形態に係る有水式ガスホルダ１の傾斜測定装置１０の構成及び動作について詳しく説明した。上記傾斜測定装置１０によれば、外部の粉塵等による汚れの影響を受けることなく、安定的にガス槽４の傾斜を測定することができると共に、高価な光波距離計等を用いることなく、安価かつ簡易な測定装置を用いることができるので、製造コストを削減することができる。

更に、光学式センサを使用しても、センサの光路が水平方向になるように配置できる。このため、汚れや天候や時間帯に左右されずに傾斜を測定することができるため、ガス槽４の稼動時には常時測定することができると共に、装置の不具合を低減でき信頼性を向上することができる。更に、光学式センサにカバーを設ければ、この効果がより向上する。

また、ガス槽４の槽の全ての傾斜を別々に測定することが可能で、結果として全ての水圧シール５０の密封状態を監視することができるため、安全性を向上させることができる。また、ガス槽４の槽の全てが傾斜している場合は、基柱に不具合がある可能性が高く、特定の槽が傾斜している場合は、特定の槽の構造等に不具合がある可能性が高いので、不具合を特定することができる。

ガス圧計を用いることによっても、ガス槽４の槽毎の傾向管理による信頼性を更に向上することができ、かつ、不具合の特定を更に正確に行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、ガス槽４及び水槽２は、円筒型に形成されたが本発明はかかる例に限定されず、ガス槽４及び水槽２は、例えば、楕円、四角柱の筒型等の任意の形状に形成されてもよい。

また、上記実施形態では、第１レベルは第２レベルの下方に設定され、第１センサ１１Ａのみが他のセンサ１１よりも低い位置に設置されたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、第１レベルは第２レベルの上方に設定され、第１センサ１１Ａのみが他のセンサ１１よりも高い位置に配置されれもよい。このように配置することにより、傾斜測定装置１０は、ガス槽４の各槽が降下中にその傾斜を測定してもよい。尚、この測定方法は、ガス槽４の各槽の動きのみが逆で、他の動作は略同一であるため、詳しい説明は省略する。

また、ガス槽４の槽の個数、基柱の本数、センサ１１の数等は、上述の通り適宜変更可能である。ガス槽４の槽の個数を増やせば、内部に貯蔵するガスＧの量を増やすことができ、基柱３の本数を増やせば、ガス槽４をより正確にガイドすることができ、センサ１１の個数を増やせば、ガス槽４のより詳細な傾斜を測定することができる。尚、上述の通り、センサ１１の個数を増やす場合、第２レベルに配置されるセンサ１１の個数を増やしてもよい。

更に、上記実施形態では、ターゲット１２は、アーム４５の先端に配置されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、センサ１１によってガス槽４の側面の通過を検知できる如何なる構成であってもよい。例えば、センサ１１として上記のような機械式センサを使用する場合、ターゲット１２は、ガス槽４の側面上方より水平方向に延設された被検知棒であってもよい。また、光学式センサを使用する場合、ターゲット１２は、ガス槽４の側面に配置された反射板であってもよい。この場合においても、反射板はガス槽４の側面に配置され、光学式センサの光路は水平方向に設定されるため、反射板等が粉塵等によって汚染され、誤差が生じる可能性は低減される。

そして、上記実施形態では、各センサ１１の経過時間ｔ_Ｂ〜ｔ_Ｅの差から各ターゲット１２（第１被検知体〜第４被検知体）間の高低差を算出した後にガス槽４の槽の傾斜を算出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、傾斜算出装置１３は、各センサ１１の経過時間ｔ_Ｂ〜ｔ_Ｅ等及び他の情報に基づいて、予め格納されたプログラム等により多用な演算方法を使用して、ガス槽４の傾斜を算出可能であることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る有水式ガスホルダの全体構成を示す断面図である。同実施形態に係る有水式ガスホルダの全体構成を示す平面図である。同実施形態に係る有水式ガスホルダが備える水圧シールを示す断面図である。同実施形態に係る有水式ガスホルダにガスＧが供給されたときの動作を示す断面図である。同実施形態に係る有水式ガスホルダの傾斜測定装置の構成を示す概略図である。同実施形態に係る傾斜測定装置が備えるセンサの一例を示す概略図である。同実施形態に係る傾斜測定装置の第２レベルに備えられたセンサの動作を示す説明図である。同実施形態に係る傾斜測定装置の動作を示すフローチャートである。同実施形態に係る傾斜測定装置の動作を示す断面図である。

符号の説明

１有水式ガスホルダ
２水槽
３Ａ〜３Ｈ第１基柱〜第８基柱
４ガス槽
１０傾斜測定装置
１１センサ
１１Ａ〜１１Ｅ第１センサ〜第５センサ
１２ターゲット（被検知体）
１２Ａ〜１２Ｄ第１〜第４ターゲット（第１〜第４被検知体）
１３傾斜算出装置
１４表示装置
２１水
２２ガス入管
２３ガス出管
３１ガイドレール
４１〜４４第１ガス槽〜第４ガス槽
４５アーム
４６ガイドローラ
５０水圧シール
５１カップ
５２デップ
１１１検知棒
１３１ＣＰＵ
１３２ＲＯＭ
１３３ＲＡＭ
１３４入力ポート
１３５出力ポート
１３６タイマー
５１１内側板
５１２カップ底
５１３外側板
５２１内側板
５２２デップ蓋
５２３外側板
５２４突出板

Claims

水を貯留する水槽と、前記水槽の周囲に立設された第１、第２及び第３基柱と、前記水槽内に前記第１、第２及び第３基柱に沿って昇降自在に設けられたガス槽と、を備える有水式ガスホルダにおいて、前記ガス槽の傾斜を測定する傾斜測定装置であって、
前記第１、第２及び第３基柱に対応してそれぞれ設けられ、前記ガス槽に対して同一の相対高さで連結された第１、第２及び第３被検知体と、
前記第１基柱の第１高さに配置され、前記第１被検知体の通過を検知する第１センサと、
前記第１基柱の前記第１高さと異なる第２高さに配置され、前記第１被検知体の通過を検知する第２センサと、
前記第２基柱の前記第２高さに配置され、前記第２被検知体の通過を検知する第３センサと、
前記第３基柱の前記第２高さに配置され、前記第３被検知体の通過を検知する第４センサと、
前記ガス槽が前記第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、前記第１センサによる検知タイミングと前記第２センサによる検知タイミングとの時間差と、前記第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて前記ガス槽の傾斜を算出する傾斜算出手段と、
を含むことを特徴とする、有水式ガスホルダの傾斜測定装置。
前記傾斜算出手段は、
前記第１センサによる検知タイミングと前記第２センサによる検知タイミングとの前記時間差と、前記第１高さと前記第２高さとの間の第１高低差と、に基づいて前記ガス槽の上昇速度又は下降速度を算出し、
前記上昇速度又は前記下降速度と、前記第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて、前記第２被検知体と前記第３被検知体との間の第２高低差と、前記第２被検知体と前記第３被検知体との間の第３高低差と、を算出し、
前記第２及び第３高低差に基づいて前記ガス槽の傾斜を算出することを特徴とする、請求項１に記載の有水式ガスホルダの傾斜測定装置。
前記ガス槽は、前記第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、
前記複数のガス槽のそれぞれに、前記第１、第２及び第３被検知体が連結され、
前記第１、第２、第３及び第４センサは、
前記複数のガス槽の全てが降下した際に最上方に位置するガス槽に連結された前記第１、第２及び第３被検知体の高さよりも高く、かつ、
前記複数のガス槽の全てが上昇した際に最下方に位置するガス槽に連結された前記第１、第２及び第３被検知体の高さよりも低い位置に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有水式ガスホルダの傾斜測定装置。
前記ガス槽は、前記第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、
前記傾斜測定装置は、
前記ガス槽内部のガス圧を計測するガス圧計と、
前記ガス圧に基づいて、前記複数のガス槽のうち上昇又は下降しているガス槽を特定するガス槽特定手段と、
を更に備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の有水式ガスホルダの傾斜測定装置。
水を貯留する水槽と、前記水槽の周囲に立設された第１、第２及び第３基柱と、前記水槽内に前記第１、第２及び第３基柱に沿って昇降自在に設けられたガス槽と、を備える有水式ガスホルダにおいて、前記ガス槽の傾斜を測定する傾斜測定方法であって、
前記ガス槽に対して同一の相対高さで連結された第１、第２及び第３被検知体を、前記第１、第２及び第３基柱に対応してそれぞれ設けておき、
前記ガス槽が前記第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、
前記第１基柱の第１高さに配置された第１センサにより、前記第１被検知体の通過を検知し、
前記第１基柱の前記第１高さと異なる第２高さに配置された第２センサにより、前記第１被検知体の通過を検知し、
前記第２基柱の前記第２高さに配置された第３センサにより、前記第２被検知体の通過を検知し、
前記第３基柱の前記第２高さに配置された第４センサにより、前記第３被検知体の通過を検知し、
前記第１センサによる検知タイミングと前記第２センサによる検知タイミングとの時間差と、前記第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて前記ガス槽の傾斜を算出することを特徴とする、有水式ガスホルダの傾斜測定方法。
前記ガス槽の傾斜を算出するときには、
前記第１センサによる検知タイミングと前記第２センサによる検知タイミングとの前記時間差と、前記第１高さと前記第２高さとの間の第１高低差と、に基づいて前記ガス槽の上昇速度又は下降速度を算出し、
前記上昇速度又は前記下降速度と、前記第２、第３及び第４センサによる検知タイミングと、に基づいて、前記第２被検知体と前記第３被検知体との間の第２高低差と、前記第２被検知体と前記第３被検知体との間の第３高低差と、を算出し、
前記第２及び第３高低差に基づいて前記ガス槽の傾斜を算出することを特徴とする、請求項５に記載の有水式ガスホルダの傾斜測定方法。
前記ガス槽は、前記第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、
前記複数のガス槽のそれぞれに、前記第１、第２及び第３被検知体が連結され、
前記第１、第２、第３及び第４センサは、
前記複数のガス槽の全てが降下した際に最上方に位置するガス槽に連結された前記第１、第２及び第３被検知体の高さよりも高く、かつ、
前記複数のガス槽の全てが上昇した際に最下方に位置するガス槽に連結された前記第１、第２及び第３被検知体の高さよりも低い位置に配置されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の有水式ガスホルダの傾斜測定方法。
前記ガス槽は、前記第１、第２及び第３基柱に沿ってそれぞれ昇降自在な複数のガス槽からなる多段式ガス槽であり、
前記複数のガス槽のうち少なくとも１つが前記第１、第２及び第３基柱に沿って上昇又は下降するときに、
前記ガス槽内部のガス圧を計測し、
前記ガス圧に基づいて、前記複数のガス槽のうち上昇又は下降しているガス槽を特定することを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の有水式ガスホルダの傾斜測定方法。