JP3765628B2 - タンク貯蔵液体測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク貯蔵液体測定装置に関し、より詳細には、ＬＮＧ等の極低温液体を貯蔵するタンク内のロールオーバ現象の発生を未然に防止するため、タンク内のＬＮＧの密度，温度その他の物理量を計測することができるタンク貯蔵液体測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧ（液化天然ガス）は、メタンを主成分としたクリーンエネルギー源として脚光をあびている。しかし、我が国ではＬＮＧの供給を海外に依存しているが、生産地の相異により、ＬＮＧの成分構成が異なり、成分の相異に従って多少の密度差が生じたりする。輸入されたこれらのＬＮＧは貯蔵タンクに収容される。一般に、密度の異なる液体を貯蔵タンク内に導入した場合、液体は層状化を起こす可能性がある。若し層状化した場合、例えば、外部からの熱影響などにより上層のＬＮＧの密度が下層のＬＮＧの密度より大きくなると、不安定な状態となって、層が反転するロールオーバ現象を起こすことが知られている。このロールオーバ現象がおこると、ＬＮＧのごとき極低沸点液体では層混合による急激な蒸気ガスの発生をみる。
【０００３】
タンク貯蔵液体測定装置は、プロセスを安全に運転するために、常時、貯蔵タンク内の密度，温度等の物理量を計測する装置であり、計測結果に基づいてＬＮＧの密度変化から層状化の進行度合を検知し、液の層状化を防止するため、ＬＮＧを撹拌する等の対策を行うようにしている。
【０００４】
通常、タンク貯蔵液体測定装置は、貯蔵タンクの屋根上に設置され、ＬＮＧの密度，温度を検知する密度センサ，温度センサ等のセンサを収納したプローブと、該プローブの信号ケーブルを挿通した巻取りケーブルを介してプローブを貯蔵タンクの定位置における鉛直線上でタンク底面近傍から屋根近傍の区間を巻上げ，巻戻しする巻取り装置とを有し、貯蔵タンク内鉛直線上の所定高さ位置におけるＬＮＧの密度や温度およびＬＮＧ液面上の気体密度・温度等の物理量を計測している。
【０００５】
このように、プローブは、極低温のＬＮＧの液相内を貯蔵タンク底面の定位置から気相と接する屋根近傍の区間を上下移動するが、この移動区間のプローブの移動を常に一定に保つため、本出願人は、従来、プローブの巻取りケーブルの他に、貯蔵タンクの屋根上からタンク底面に向け平行に垂下した２本のスチール線を介して重錘を底面に懸架した案内ケーブルを有するタンク貯蔵液体の測定装置を提案した。
【０００６】
図４は、従来のタンク貯蔵液体測定装置の巻取り装置の巻取りドラム部を説明するための図で、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の正面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の矢視Ｃ−Ｃ線断面図であり、図中、３０は巻取りケーブル、３１は巻取りケーブル３０の巻取りドラム、３２はシーブ（滑車）である。
【０００７】
図４において、巻取りケーブル３０は、Ｐ側の先端にプローブ（図示せず）が接続されている。巻取りケーブル３０は、プローブのセンサに接続される信号ケーブルと、該信号ケーブルを挿通する被覆ケーブルとからなっており、一端が回転可能に定位置に支持されたドラム３１に固着され、信号ケーブルの端末は信号を伝送するためのスリップリング（図示せず）に接続されている。巻取りドラム３１に巻回される該巻取りケーブル３０は、プローブとの間で巻取りドラム３１の軸間の間隔Ｌを有するシーブ（滑車）３２に案内されている。間隔Ｌは、シーブ３２に案内され、巻取りドラム３１に巻回される巻取りケーブル３０が、図４（Ｃ）に示すように、層巻きで巻取られる限界角であるフリートアングルθとなるように選ばれた限界となる間隔の値である。図４（Ｃ）に示すように、巻取りケーブル３０が乱巻きされた場合は、不安定に巻回された巻取りケーブル３０の最上層は、例えば、矢印Ｓ方向に崩れ、その結果、ケーブルの弾性が作用し、プローブが上下に振動するようになる。そして、長期間この振動を繰り返すと、巻取りケーブル３０を破損してしまうことがある。
【０００８】
図５は、従来のプローブの構造を説明するための図であり、図中、３０は巻取りケーブル、４０はプローブ、４１は密度センサ、４２は温度センサ、４３は中継ブラケット、４４は固定カバー、４５はロックナット、４６はサーミスタ、４７はクランパである。
【０００９】
図５に示したプローブ４０は、支持管４１ａにより密度センサ４１を支持する底部４３ｂを有し、他端が開口する中空な中継ブラケット４３と、該中継ブラケット４３の外周壁に形成された雄ねじ４３ａと螺合する雌ねじ４４ｃを内部に有する固定カバー４４とからなる。螺合した中継ブラケット４３と固定カバー４４とはロックナット４５で固定する。なお、中継ブラケット４３の底部４３ｂには、温度センサ４２が下方に突出してＬＮＧと接触している。固定カバー４４の上面には、信号ケーブル３０ａを挿通する透孔４４ａを有し、該透孔４４ａの上部で透孔４４ａを中空軸とする円筒部４４ｂが設けられ、該円筒部４４ｂを信号ケーブル３０ａと被覆ケーブル３０ｂとの間に挿入し、これらを巻取りケーブル３０の外側からクランパ４７で締め付けることにより巻取りケーブル３０とプローブ４０とを固着している。
【００１０】
図５に示す構造の従来のプローブ４０は、信号ケーブル３０ａと密度センサ４１とは、固定カバー４４内部の接続点３０ｃで接続される。なお、密度センサ４１は、例えば、薄肉中空の共振スプールを有する共振方式のもので、駆動コイル（図示せず）と検出コイル（図示せず）を有し、これらの導線は、支持管４１ａを通り接続点３０ｃで接続される。また、検出コイル側の導線は、ＬＮＧ液体の温度により変化するコイル抵抗を補償し、安定した共振駆動を可能とするために抵抗とサーミスタとを並列接続した補償抵抗（以下、単にサーミスタと記す）が支持管４１ａの近傍で直列接続されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した、従来の巻取りドラム３１は、軸３１ａに回転可能に支持され、フリートアングルθを形成する間隔Ｌを隔ててシーブ３２を取り付けている。フリートアングルθを満足するために必要な長さは、巻取りドラム３１の幅により定められているが、一般にタンク深さに応じて長い巻取りケーブル３０を必要とするため、巻取りドラム３１の幅もそれに対応して大きくなる。この結果、巻取り装置全体が大きくなり、巻取り装置を収納するドームも大きくなる。
【００１２】
更に、図５に示した従来のプローブは、まず、信号ケーブル３０ａと密度センサ４１，温度センサ４２とを接続点３０ｃで接続する。次に、中継ブラケット４３と固定カバー４４とを螺合する。その後、ロックナット４５でロックし、クランパー４７で巻取りケーブル３０を固定カバー４４に固着してプローブを組立てているが、中継ブラケット４３と固定カバー４４との螺合時、信号ケーブル３０ａが捩れるので、接続点３０ｃが破断する危険性がある。しかも、使用中にロックナット４５がゆるみ、また、中継ブラケット４３が固定カバー４４から離脱して密度センサ４１が落下するおそれがある。更には、ロックナット４５を締めるため大形の工具を必要とし、高所作業の際、危険であった。
【００１３】
更に、サーミスタ４６の取り付け位置を中継ブラケット４３の底部４３ｂの近傍にしている。サーミスタ４６は安定位置に接続されているが、支持管４１ａとの間隔が狭くなり、多少の振動でも支持管４１ａとの間でサーミスタ４６に大きい曲げ応力が加わり、あるいは導線を切断する可能性が高まる。
【００１４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、シーブと巻取ドラムとの間隔を小さくし、もって小形なタンク貯蔵液体測定装置とすること、更には、プローブの組立加工時に、信号ケーブルとセンサ信号線との接続部に捩れが生じないプローブ構造とすること、また、ロックナットを使用せずにプローブが落下する危険をなくすこと、更には、サーミスタの断線をなくす接続部とすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記プローブを、有底筒状の固定カバーと、該固定カバーに挿入する固定ボスと、前記固定カバーに螺合する中継ブラケットと、該中継ブラケットに取り付ける密度センサ等の物理量を検知するセンサとから構成し、前記物理量を検知するセンサに巻取りケーブルの信号ケーブルの一端を接続し、該巻取りケーブルを前記中継ブラケット，固定ボスおよび固定カバーに挿通し、前記固定カバーに前記中継ブラケットを螺合し、前記固定ボスを固定カバーに固定し、前記巻取りケーブルを前記固定カバーの外端に固定するようにしたことを特徴とし、もって、巻取りケーブルの巻取りドラムへの巻取りを層巻として安定化するとともに装置を小形化するようにし、且つ、プローブの組立加工において、特別の工具を必要とせず信号ケーブルとセンサの信号線との接続部が捩れて断線する危険をなくすようにするものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記中継ブラケットと、前記固定カバーと、前記ケーブル固定ボスとを固着した接合体の外側に、前記中継ブラケットを係止する係止突起を有する２つ割のカバーを有することを特徴とし、もって、ロックナットおよびロックナットを締め付ける大きい工具を必要とせず、また、ネジがゆるむことによりプローブが落下する危険を防ぐようにするものである。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とし、もって、サーミスタのリード線が切断する危険をなくし、安定した密度計測を可能とするようにするものである。
【００１８】
請求項４の発明は、液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とし、もって、巻取りケーブルの巻取りドラムへの巻取りを層巻として安定化するとともに装置を小形化するようにし、且つ、サーミスタのリード線が切断する危険をなくし、安定した密度計測を可能とするようにするものである。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記プローブ吊り下げ用ケーブルの巻取りを案内する案内ローラと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルが巻戻されたとき、前記プローブが前記液体貯蔵タンクの床面に達する以前に前記案内ローラに当接するストッパとを有することを特徴とし、もって、プローブが液体貯蔵タンクの底部に接触する危険を防止するようにするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるタンク貯蔵液体測定装置の実施形態の一例を説明するための構成図であり、図中、１は貯蔵タンク、２はプローブ収納管、３はバルブ、４はタンク貯蔵液体測定装置、５はタンク貯蔵液体測定装置の基台、６は円形ドーム、７は巻取り装置、８は巻取りドラム、９はシーブ、１０はプローブ吊り下げケーブル、１１はプローブ、１２は案内ローラ、１３はストッパ、１４はロードセル、１５はエンコーダ、１６はプローブ吊り下げケーブル１０のシール機構、１７は巻取りドラム８の駆動モータ、１８は演算器である。なお、図１以後の図面において、図１の場合と等しい動作をする部分には、図１と等しい参照番号を付してある。
【００２１】
図１において、貯蔵タンク１は屋根１ａを有し、ＬＮＧ１ｃが貯蔵されている。屋根１ａには、プローブ収納管２とバルブ３とが直列に接続された管体が沿直に取り付けられ、常時バルブ３は開弁し、プローブ１１が上下移動可能になっている。プローブ収納管２の上端部には、基台５が固着され、基台５には円形ドーム６で密閉されたタンク貯蔵液体測定装置４が取り付けられている。
【００２２】
タンク貯蔵液体測定装置４は、プローブ吊り下げケーブル１０を巻き上げ又は巻き戻すことでプローブ１１を上下動する巻取り装置７と、プローブ１１の密度センサや温度センサ等のセンサからの信号をプローブ吊り下げケーブル１０内に挿通した信号ケーブル１０ａおよびスリップリング８ｃを介して伝送し、更にプローブ１１の位置を計測するエンコーダ１５とプローブ吊り下げケーブル１０に作用するテンションを計測するロードセル１４の信号からプローブ吊り下げケーブル１０の安全を確認する装置と、さらに、貯液タンク１内のプローブ１１が上下動する線上でのＬＮＧ１ｃ内の位置、ならびに、その位置でのＬＮＧの密度と温度を計測する演算器１８とから構成される。なお、計測中は常時貯蔵タンク１とタンク貯蔵液体測定装置４とは、プローブ吊り下げケーブル１０のシール機構１６により開放時に貯蔵タンク１内のＬＮＧガスが流入しないようにシールするもので、プローブ１１を上昇出来ない部分の修理時に使用される。通常の点検時には、プローブ１１をバルブ３の上部に巻き上げてからバルブ３を閉弁し、窓２ａを開けてプローブ１１を外気中に取り出し、点検可能となっている。
【００２３】
図２は、図１における巻取り装置の実施形態を説明するための図で、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図２に示す巻取りドラム８は、例えば、スプラインを構成した軸８ａ上を矢印（＋Ｆ）〜（−Ｆ）方向に移動可能で、軸８ａとともに回転自在に軸受８ｂに軸支されている。軸８ａは、回転変換部１７ａを介して駆動モータ１７で駆動される。巻取りドラム８に巻取られるプローブ吊り下げケーブル１０は、被覆ケーブル１０ｂ内に信号ケーブル１０ａが挿通されたものである。信号ケーブル１０ａは端末で軸８ａに固定された円板状のスリップリング８ｃに接続され、プローブ１１からのセンサ信号は、ブラッシボックス８ｄを介して演算器１８に伝送される。なお、シーブ９は、軸９ａを介して軸受９ｂで支持されている。軸受９ｂはロードセル１４を貼付し、プローブ吊り下げケーブル１０の巻上げ，巻戻しの時の負荷を検出する。更に、軸９ａにはエンコーダ１５が装着され、シーブ９の回転によりプローブ１１の位置を算出する。プローブ１１の移動量に対する負荷変化率を検出し、異常の有無を判断する。例えば、負荷が激減したとき、プローブ吊り下げケーブル１０が破損したものと判断したり、また増大した時は、障害物にひっかかったとの判断をする。さらに、相当値の減少をした場合は、プローブ１１がタンク底面１ｂに接したと判断するなどの異常を警告する。
【００２５】
図１および図２に示したように、巻取りドラム８は軸８ａ方向に所定距離移動可能に支持されているので、プローブ吊り下げケーブル１０は正確な層巻きで巻取られる。その結果、軸間距離Ｌ０を短くすることができるので、タンク貯蔵液体測定装置全体を小型化，軽量化することができる。
【００２６】
さらに、プローブ１１の、特に巻戻し時にプローブ１１がタンク底面１ｂに接触し、タンク底面１ｂを損傷させることをなくし、前記ロードセル１４とエンコーダ１５により計測されたプローブ１１の位置に対応した負荷変動を検出するようにしたセキリティ手段を設けたものである。
【００２７】
図２に示す巻取りドラム８とシーブ９との間のシーブ９と近接した位置に案内ローラ１２を設け、プローブ吊り下げケーブル１０の巻取りドラム８への巻取りを案内する。更に、プローブ吊り下げケーブル１０の巻取りドラム８側には、案内ローラ１２と当接するストッパ１３を取り付けてある。ストッパ１３は、プローブ１１が貯蔵タンク１のタンク底面１ｂと僅かの間隔を隔てて停止するように案内ローラ１２に当接する位置に取付けてある。
【００２８】
このように、巻取装置７では、ロードセル１４を介してシーブ９を支持して荷重変化を検出し、更に、エンコーダ１５によりプローブ吊り下げケーブル１０の長さからプローブ１１の位置を検知し、プローブ１１が着床する以前にストッパ１３が案内ローラ１２に当接し、プローブ１１がタンク底面１ｂに着床するのを防いでいるので、タンク底面１ｂを保護することができる。
【００２９】
図３は、図１におけるプローブの実施形態の一例を説明するための構造図で、図中、２０は密度センサ、２１は温度センサ、２２はサーミスタ、２３は中継ブラケット、２４は固定カバー、２５は分離板、２６はケーブル固定ボス、２７は２つ割カバー、２８はクランパ、２９ａ，２９ｂはボルトである。
【００３０】
図３において、密度センサ２０は、例えば、振動形の密度センサで、被測定液体中の薄肉磁性円筒を壁面と直角方向に円筒振動を起こして共振させ、共振振動周波数から密度を求めるもので駆動コイル（図示せず）と検出コイル（図示せず）とを有している。密度センサ２０は複数の支持管２０ａを介して一端が開口した有底円筒状の中継ブラケット２３の底部に固着される。密度センサ２０からの導線は、支持管２０ａ内をモールド材２０ｂで充填されて中継ブラケット２３内に導出される。また、中継ブラケット２３の底部には白金抵抗線の温度センサ２１が突出している。中継ブラケット２３の開口側外周壁には雄ねじ２３ａが形成されている。有底円筒状の固定カバー２４の開口側内周壁には、前記雄ねじ２３ａと螺合する雌ねじ２４ｂが形成されている。
【００３１】
固定カバー２４の上部中央には、透孔２４ａを穿設してある。該透孔２４ａには、ケーブル固定ボス２６の円筒部２６ｂが挿通される。ケーブル固定ボス２６は、円板状の固着部２６ａの中央から円筒部２６ｂが突出した状態で、固定カバー２４の上部とボルト２９ａで固着されるようになっている。
【００３２】
また、プローブ吊り下げケーブル１０は、例えば、ステンレス鋼のシームレスの外側にステンレス鋼の編組被覆が施された被覆ケーブル１０ｂと、該被覆ケーブル１０ｂ内に挿通された信号ケーブル１０ａとからなっている。プローブ吊り下げケーブル１０の信号ケーブル１０ａがプローブ１１と接合する接合部分では、被覆ケーブル１０ｂの一部を除去している。
【００３３】
以下図３に示したプローブ１１の組立順序を述べる。
（１）まず、固定カバー２４の透孔２４ａにケーブル固定ボス２６の円筒部２６ｂを挿入する。このとき、固定カバー２４と固定ボス２６とは固着しない状態である。次に、円筒部２６ｂ内に信号ケーブル１０ａを挿通し、円筒部２６ｂの端部をプローブ吊り下げケーブル１０の信号ケーブル１０ａと被覆ケーブル１０ｂとの間の層内に挿入しておく。
（２）この状態で、信号ケーブル１０ａの導線と密度センサ２０の導線２０ｃ，２０ｄおよび温度センサ２１の導線２１ａとを接続する。
【００３４】
（３）次に、中継ブラケット２３と固定カバー２４とを、固定カバー２４の外壁に設けた凹状の握持部２４ｃを握持して回転し雄ねじ２３ａと雌ねじ２４ｂとを分離板２５を挟んで螺合する。このとき、ケーブル固定ボス２６と固定カバー２４とは固定していないから、導線を捩ることなく固定カバー２４と中継ブラケット２３とを螺合できる。
（４）次に、ケーブル固定ボス２６を信号ケーブル１０ａまわりに回動してねじ穴の位置合わせをし、ボルト２９ａで固定カバー２４に固着する。
（５）最後に、被覆ケーブル１０ｂの外側から円筒部２６ａと信号ケーブル１０ａとをクランパ２８でクランプして、プローブ吊り下げケーブル１０にプローブ１１を固着する。
【００３５】
図３に示すように、密度センサ２０，温度センサ２１の導線と信号ケーブル１０ａの導線とを接続したあとに中継ブラケット２３と固定カバー２４とを螺合し、最後に固定カバー２４とケーブル固定ボス２６とを固着するようにしたので、信号ケーブル１０ａの導線が捩れることなく、組立加工時に信号ケーブル１０ａを破損する危険をなくすことができる。
【００３６】
２つ割りした半円筒状の２つ割カバー２７は、上端面側が支持部２７ａとなり、支持部２７ａと固定カバー２４の上端とがボルト２９ｂでボルト締め固定される。２つ割りカバー２７の下端面側に中継ブラケット２３の底面に突出する突起部２７ｂを設けてある。雄ねじ２３ａと雌ねじ２４ｂで螺合された中継ブラケット２３と固定カバー２４との外側を２つ割カバー２７で包み込むことにより、中継ブラケット２３と固定カバー２４とがねじ緩みなどにより、密度センサ２０を取り付けた中継ブラケット２３が落下するのを防いでいる。
【００３７】
この形態によれば、中継ブラケット２３と螺合した固定カバー２４がねじの緩みなどにより分離し、中継ブラケット２３，密度センサ２０が落下する危険を除くため、螺合した中継ブラケット２３と固定カバー２４とを２つ割カバー２７で係止するようにしたものである。
【００３８】
図３に示すように、サーミスタ２２は、中継ブラケット２３内部で支持管２０ａから離間した位置で接続されており、外部振動を受けても局部的に大きい曲げ応力が加わらないようにし、更にはサーミスタ２２を中継ブラケット２３の底部に固着された支柱２３ｂに固定している。このため、外部振動が加わってもサーミスタ２２に無理な応力が作用することはない。
【００３９】
この形態によれば、特に密度センサ２０の検出コイル等がＬＮＧ内で冷却され、抵抗値が減少し、異常動作するのを防止する温度補償用のサーミスタ２２を中継ブラケット２３の底部、すなわち、支持管２０ａから離間した位置で接続するようにし、外部振動により、リード線が大きい曲げ応力を受け断線するのを防ぐようにしたものである。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に対応する効果：液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなるので、巻取りドラムとシーブとの間隔を短くしても巻取りケーブルを層巻させることが可能となり、小形なタンク貯蔵液体測定装置とすることができる。さらに、前記プローブを、有底筒状の固定カバーと、該固定カバーに遊嵌する固定ボスと、前記固定カバーに螺合する中継ブラケットと、該中継ブラケットに取り付ける密度センサ等の物理量を検知するセンサとから構成し、前記物理量を検知するセンサに巻取りケーブルの信号ケーブルの一端を接続し、該巻取りケーブルを前記中継ブラケット，固定ボスおよび固定カバーに挿通し、前記固定カバーに前記中継ブラケットを螺合し、前記固定ボスを固定カバーに固定し、前記巻取りケーブルを前記固定カバーの外端に固定するようにしたので、プローブの組立加工において信号ケーブルとセンサの信号線との接続部が捩れて断線することを防止できるのでプローブの信頼性が向上する。
【００４１】
請求項２に対応する効果：請求項１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記中継ブラケットと、前記固定カバーと、前記ケーブル固定ボスとを固着した接合体の外側に、前記中継ブラケットを係止する係止突起を有する２つ割のカバーを有するので、密度および温度センサ等の要部が貯蔵タンク底面に落下する危険を防止することができる。
【００４２】
請求項３に対応する効果：請求項１又は２に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したので、サーミスタ近傍のリード線の自由度が増し、大きい応力が加わらないので振動によりサーミスタ近傍のリード線が断線する危険がなくなりプローブの信頼性が向上する。
【００４３】
請求項４に対応する効果：液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなるので、巻取りドラムとシーブとの間隔を短くしても巻取りケーブルを層巻させることが可能となり、小形なタンク貯蔵液体測定装置とすることができる。さらに、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したので、サーミスタ近傍のリード線の自由度が増し、大きい応力が加わらないので振動によりサーミスタ近傍のリード線が断線する危険がなくなりプローブの信頼性が向上する。
【００４４】
請求項５に対応する効果：請求項４に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記プローブ吊り下げ用ケーブルの巻取りを案内する案内ローラと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルが巻戻されたとき、前記プローブが前記液体貯蔵タンクの床面に達する以前に前記案内ローラに当接するストッパとを有するので、特にプローブの巻き下げ時、該プローブが液体貯蔵タンクの底部に着床する危険を防止でき、他のセキリティシステムに加えて安全性の信頼度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるタンク貯蔵液体測定装置の実施形態の一例を説明するための構成図である。
【図２】 図１における巻取り装置の実施形態を説明するための図である。
【図３】 図１におけるプローブの実施形態の一例を説明するための構造図である。
【図４】 従来のタンク貯蔵液体測定装置の巻取り装置の巻取りドラム部を説明するための図である。
【図５】 従来のプローブの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１…貯液タンク、２…プローブ収納管、３…バルブ、４…タンク貯蔵液体測定装置、５…タンク貯蔵液体測定装置の基台、６…円形ドーム、７…巻取り装置、８…巻取りドラム、９…シーブ、１０…プローブ吊り下げケーブル、１１…プローブ、１２…案内ローラ、１３…ストッパ、１４…ロードセル、１５…エンコーダ、１６…プローブ吊り下げケーブル１０のシール機構、１７…巻取りドラム８の駆動モータ、１８…演算器、２０…密度センサ、２１…温度センサ、２２…サーミスタ、２３…中継ブラケット、２４…固定カバー、２５…分離板、２６…ケーブル固定ボス、２７…２つ割カバー、２８…クランパ、２９ａ，２９ｂ…ボルト。
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク貯蔵液体測定装置に関し、より詳細には、ＬＮＧ等の極低温液体を貯蔵するタンク内のロールオーバ現象の発生を未然に防止するため、タンク内のＬＮＧの密度，温度その他の物理量を計測することができるタンク貯蔵液体測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧ（液化天然ガス）は、メタンを主成分としたクリーンエネルギー源として脚光をあびている。しかし、我が国ではＬＮＧの供給を海外に依存しているが、生産地の相異により、ＬＮＧの成分構成が異なり、成分の相異に従って多少の密度差が生じたりする。輸入されたこれらのＬＮＧは貯蔵タンクに収容される。一般に、密度の異なる液体を貯蔵タンク内に導入した場合、液体は層状化を起こす可能性がある。若し層状化した場合、例えば、外部からの熱影響などにより上層のＬＮＧの密度が下層のＬＮＧの密度より大きくなると、不安定な状態となって、層が反転するロールオーバ現象を起こすことが知られている。このロールオーバ現象がおこると、ＬＮＧのごとき極低沸点液体では層混合による急激な蒸気ガスの発生をみる。
【０００３】
タンク貯蔵液体測定装置は、プロセスを安全に運転するために、常時、貯蔵タンク内の密度，温度等の物理量を計測する装置であり、計測結果に基づいてＬＮＧの密度変化から層状化の進行度合を検知し、液の層状化を防止するため、ＬＮＧを撹拌する等の対策を行うようにしている。
【０００４】
通常、タンク貯蔵液体測定装置は、貯蔵タンクの屋根上に設置され、ＬＮＧの密度，温度を検知する密度センサ，温度センサ等のセンサを収納したプローブと、該プローブの信号ケーブルを挿通した巻取りケーブルを介してプローブを貯蔵タンクの定位置における鉛直線上でタンク底面近傍から屋根近傍の区間を巻上げ，巻戻しする巻取り装置とを有し、貯蔵タンク内鉛直線上の所定高さ位置におけるＬＮＧの密度や温度およびＬＮＧ液面上の気体密度・温度等の物理量を計測している。
【０００５】
このように、プローブは、極低温のＬＮＧの液相内を貯蔵タンク底面の定位置から気相と接する屋根近傍の区間を上下移動するが、この移動区間のプローブの移動を常に一定に保つため、本出願人は、従来、プローブの巻取りケーブルの他に、貯蔵タンクの屋根上からタンク底面に向け平行に垂下した２本のスチール線を介して重錘を底面に懸架した案内ケーブルを有するタンク貯蔵液体の測定装置を提案した。
【０００６】
図４は、従来のタンク貯蔵液体測定装置の巻取り装置の巻取りドラム部を説明するための図で、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の正面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の矢視Ｃ−Ｃ線断面図であり、図中、３０は巻取りケーブル、３１は巻取りケーブル３０の巻取りドラム、３２はシーブ（滑車）である。
【０００７】
図４において、巻取りケーブル３０は、Ｐ側の先端にプローブ（図示せず）が接続されている。巻取りケーブル３０は、プローブのセンサに接続される信号ケーブルと、該信号ケーブルを挿通する被覆ケーブルとからなっており、一端が回転可能に定位置に支持されたドラム３１に固着され、信号ケーブルの端末は信号を伝送するためのスリップリング（図示せず）に接続されている。巻取りドラム３１に巻回される該巻取りケーブル３０は、プローブとの間で巻取りドラム３１の軸間の間隔Ｌを有するシーブ（滑車）３２に案内されている。間隔Ｌは、シーブ３２に案内され、巻取りドラム３１に巻回される巻取りケーブル３０が、図４（Ｃ）に示すように、層巻きで巻取られる限界角であるフリートアングルθとなるように選ばれた限界となる間隔の値である。図４（Ｃ）に示すように、巻取りケーブル３０が乱巻きされた場合は、不安定に巻回された巻取りケーブル３０の最上層は、例えば、矢印Ｓ方向に崩れ、その結果、ケーブルの弾性が作用し、プローブが上下に振動するようになる。そして、長期間この振動を繰り返すと、巻取りケーブル３０を破損してしまうことがある。
【０００８】
図５は、従来のプローブの構造を説明するための図であり、図中、３０は巻取りケーブル、４０はプローブ、４１は密度センサ、４２は温度センサ、４３は中継ブラケット、４４は固定カバー、４５はロックナット、４６はサーミスタ、４７はクランパである。
【０００９】
図５に示したプローブ４０は、支持管４１ａにより密度センサ４１を支持する底部４３ｂを有し、他端が開口する中空な中継ブラケット４３と、該中継ブラケット４３の外周壁に形成された雄ねじ４３ａと螺合する雌ねじ４４ｃを内部に有する固定カバー４４とからなる。螺合した中継ブラケット４３と固定カバー４４とはロックナット４５で固定する。なお、中継ブラケット４３の底部４３ｂには、温度センサ４２が下方に突出してＬＮＧと接触している。固定カバー４４の上面には、信号ケーブル３０ａを挿通する透孔４４ａを有し、該透孔４４ａの上部で透孔４４ａを中空軸とする円筒部４４ｂが設けられ、該円筒部４４ｂを信号ケーブル３０ａと被覆ケーブル３０ｂとの間に挿入し、これらを巻取りケーブル３０の外側からクランパ４７で締め付けることにより巻取りケーブル３０とプローブ４０とを固着している。
【００１０】
図５に示す構造の従来のプローブ４０は、信号ケーブル３０ａと密度センサ４１とは、固定カバー４４内部の接続点３０ｃで接続される。なお、密度センサ４１は、例えば、薄肉中空の共振スプールを有する共振方式のもので、駆動コイル（図示せず）と検出コイル（図示せず）を有し、これらの導線は、支持管４１ａを通り接続点３０ｃで接続される。また、検出コイル側の導線は、ＬＮＧ液体の温度により変化するコイル抵抗を補償し、安定した共振駆動を可能とするために抵抗とサーミスタとを並列接続した補償抵抗（以下、単にサーミスタと記す）が支持管４１ａの近傍で直列接続されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した、従来の巻取りドラム３１は、軸３１ａに回転可能に支持され、フリートアングルθを形成する間隔Ｌを隔ててシーブ３２を取り付けている。フリートアングルθを満足するために必要な長さは、巻取りドラム３１の幅により定められているが、一般にタンク深さに応じて長い巻取りケーブル３０を必要とするため、巻取りドラム３１の幅もそれに対応して大きくなる。この結果、巻取り装置全体が大きくなり、巻取り装置を収納するドームも大きくなる。
【００１２】
更に、図５に示した従来のプローブは、まず、信号ケーブル３０ａと密度センサ４１，温度センサ４２とを接続点３０ｃで接続する。次に、中継ブラケット４３と固定カバー４４とを螺合する。その後、ロックナット４５でロックし、クランパー４７で巻取りケーブル３０を固定カバー４４に固着してプローブを組立てているが、中継ブラケット４３と固定カバー４４との螺合時、信号ケーブル３０ａが捩れるので、接続点３０ｃが破断する危険性がある。しかも、使用中にロックナット４５がゆるみ、また、中継ブラケット４３が固定カバー４４から離脱して密度センサ４１が落下するおそれがある。更には、ロックナット４５を締めるため大形の工具を必要とし、高所作業の際、危険であった。
【００１３】
更に、サーミスタ４６の取り付け位置を中継ブラケット４３の底部４３ｂの近傍にしている。サーミスタ４６は安定位置に接続されているが、支持管４１ａとの間隔が狭くなり、多少の振動でも支持管４１ａとの間でサーミスタ４６に大きい曲げ応力が加わり、あるいは導線を切断する可能性が高まる。
【００１４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、シーブと巻取ドラムとの間隔を小さくし、もって小形なタンク貯蔵液体測定装置とすること、更には、プローブの組立加工時に、信号ケーブルとセンサ信号線との接続部に捩れが生じないプローブ構造とすること、また、ロックナットを使用せずにプローブが落下する危険をなくすこと、更には、サーミスタの断線をなくす接続部とすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記プローブを、有底筒状の固定カバーと、該固定カバーに挿入する固定ボスと、前記固定カバーに螺合する中継ブラケットと、該中継ブラケットに取り付ける密度センサ等の物理量を検知するセンサとから構成し、前記物理量を検知するセンサに巻取りケーブルの信号ケーブルの一端を接続し、該巻取りケーブルを前記中継ブラケット，固定ボスおよび固定カバーに挿通し、前記固定カバーに前記中継ブラケットを螺合し、前記固定ボスを固定カバーに固定し、前記巻取りケーブルを前記固定カバーの外端に固定するようにしたことを特徴とし、もって、巻取りケーブルの巻取りドラムへの巻取りを層巻として安定化するとともに装置を小形化するようにし、且つ、プローブの組立加工において、特別の工具を必要とせず信号ケーブルとセンサの信号線との接続部が捩れて断線する危険をなくすようにするものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記中継ブラケットと、前記固定カバーと、前記ケーブル固定ボスとを固着した接合体の外側に、前記中継ブラケットを係止する係止突起を有する２つ割のカバーを有することを特徴とし、もって、ロックナットおよびロックナットを締め付ける大きい工具を必要とせず、また、ネジがゆるむことによりプローブが落下する危険を防ぐようにするものである。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とし、もって、サーミスタのリード線が切断する危険をなくし、安定した密度計測を可能とするようにするものである。
【００１８】
請求項４の発明は、液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とし、もって、巻取りケーブルの巻取りドラムへの巻取りを層巻として安定化するとともに装置を小形化するようにし、且つ、サーミスタのリード線が切断する危険をなくし、安定した密度計測を可能とするようにするものである。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記プローブ吊り下げ用ケーブルの巻取りを案内する案内ローラと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルが巻戻されたとき、前記プローブが前記液体貯蔵タンクの床面に達する以前に前記案内ローラに当接するストッパとを有することを特徴とし、もって、プローブが液体貯蔵タンクの底部に接触する危険を防止するようにするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるタンク貯蔵液体測定装置の実施形態の一例を説明するための構成図であり、図中、１は貯蔵タンク、２はプローブ収納管、３はバルブ、４はタンク貯蔵液体測定装置、５はタンク貯蔵液体測定装置の基台、６は円形ドーム、７は巻取り装置、８は巻取りドラム、９はシーブ、１０はプローブ吊り下げケーブル、１１はプローブ、１２は案内ローラ、１３はストッパ、１４はロードセル、１５はエンコーダ、１６はプローブ吊り下げケーブル１０のシール機構、１７は巻取りドラム８の駆動モータ、１８は演算器である。なお、図１以後の図面において、図１の場合と等しい動作をする部分には、図１と等しい参照番号を付してある。
【００２１】
図１において、貯蔵タンク１は屋根１ａを有し、ＬＮＧ１ｃが貯蔵されている。屋根１ａには、プローブ収納管２とバルブ３とが直列に接続された管体が沿直に取り付けられ、常時バルブ３は開弁し、プローブ１１が上下移動可能になっている。プローブ収納管２の上端部には、基台５が固着され、基台５には円形ドーム６で密閉されたタンク貯蔵液体測定装置４が取り付けられている。
【００２２】
タンク貯蔵液体測定装置４は、プローブ吊り下げケーブル１０を巻き上げ又は巻き戻すことでプローブ１１を上下動する巻取り装置７と、プローブ１１の密度センサや温度センサ等のセンサからの信号をプローブ吊り下げケーブル１０内に挿通した信号ケーブル１０ａおよびスリップリング８ｃを介して伝送し、更にプローブ１１の位置を計測するエンコーダ１５とプローブ吊り下げケーブル１０に作用するテンションを計測するロードセル１４の信号からプローブ吊り下げケーブル１０の安全を確認する装置と、さらに、貯液タンク１内のプローブ１１が上下動する線上でのＬＮＧ１ｃ内の位置、ならびに、その位置でのＬＮＧの密度と温度を計測する演算器１８とから構成される。なお、計測中は常時貯蔵タンク１とタンク貯蔵液体測定装置４とは、プローブ吊り下げケーブル１０のシール機構１６により開放時に貯蔵タンク１内のＬＮＧガスが流入しないようにシールするもので、プローブ１１を上昇出来ない部分の修理時に使用される。通常の点検時には、プローブ１１をバルブ３の上部に巻き上げてからバルブ３を閉弁し、窓２ａを開けてプローブ１１を外気中に取り出し、点検可能となっている。
【００２３】
図２は、図１における巻取り装置の実施形態を説明するための図で、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図２に示す巻取りドラム８は、例えば、スプラインを構成した軸８ａ上を矢印（＋Ｆ）〜（−Ｆ）方向に移動可能で、軸８ａとともに回転自在に軸受８ｂに軸支されている。軸８ａは、回転変換部１７ａを介して駆動モータ１７で駆動される。巻取りドラム８に巻取られるプローブ吊り下げケーブル１０は、被覆ケーブル１０ｂ内に信号ケーブル１０ａが挿通されたものである。信号ケーブル１０ａは端末で軸８ａに固定された円板状のスリップリング８ｃに接続され、プローブ１１からのセンサ信号は、ブラッシボックス８ｄを介して演算器１８に伝送される。なお、シーブ９は、軸９ａを介して軸受９ｂで支持されている。軸受９ｂはロードセル１４を貼付し、プローブ吊り下げケーブル１０の巻上げ，巻戻しの時の負荷を検出する。更に、軸９ａにはエンコーダ１５が装着され、シーブ９の回転によりプローブ１１の位置を算出する。プローブ１１の移動量に対する負荷変化率を検出し、異常の有無を判断する。例えば、負荷が激減したとき、プローブ吊り下げケーブル１０が破損したものと判断したり、また増大した時は、障害物にひっかかったとの判断をする。さらに、相当値の減少をした場合は、プローブ１１がタンク底面１ｂに接したと判断するなどの異常を警告する。
【００２５】
図１および図２に示したように、巻取りドラム８は軸８ａ方向に所定距離移動可能に支持されているので、プローブ吊り下げケーブル１０は正確な層巻きで巻取られる。その結果、軸間距離Ｌ０を短くすることができるので、タンク貯蔵液体測定装置全体を小型化，軽量化することができる。
【００２６】
さらに、プローブ１１の、特に巻戻し時にプローブ１１がタンク底面１ｂに接触し、タンク底面１ｂを損傷させることをなくし、前記ロードセル１４とエンコーダ１５により計測されたプローブ１１の位置に対応した負荷変動を検出するようにしたセキリティ手段を設けたものである。
【００２７】
図２に示す巻取りドラム８とシーブ９との間のシーブ９と近接した位置に案内ローラ１２を設け、プローブ吊り下げケーブル１０の巻取りドラム８への巻取りを案内する。更に、プローブ吊り下げケーブル１０の巻取りドラム８側には、案内ローラ１２と当接するストッパ１３を取り付けてある。ストッパ１３は、プローブ１１が貯蔵タンク１のタンク底面１ｂと僅かの間隔を隔てて停止するように案内ローラ１２に当接する位置に取付けてある。
【００２８】
このように、巻取装置７では、ロードセル１４を介してシーブ９を支持して荷重変化を検出し、更に、エンコーダ１５によりプローブ吊り下げケーブル１０の長さからプローブ１１の位置を検知し、プローブ１１が着床する以前にストッパ１３が案内ローラ１２に当接し、プローブ１１がタンク底面１ｂに着床するのを防いでいるので、タンク底面１ｂを保護することができる。
【００２９】
図３は、図１におけるプローブの実施形態の一例を説明するための構造図で、図中、２０は密度センサ、２１は温度センサ、２２はサーミスタ、２３は中継ブラケット、２４は固定カバー、２５は分離板、２６はケーブル固定ボス、２７は２つ割カバー、２８はクランパ、２９ａ，２９ｂはボルトである。
【００３０】
図３において、密度センサ２０は、例えば、振動形の密度センサで、被測定液体中の薄肉磁性円筒を壁面と直角方向に円筒振動を起こして共振させ、共振振動周波数から密度を求めるもので駆動コイル（図示せず）と検出コイル（図示せず）とを有している。密度センサ２０は複数の支持管２０ａを介して一端が開口した有底円筒状の中継ブラケット２３の底部に固着される。密度センサ２０からの導線は、支持管２０ａ内をモールド材２０ｂで充填されて中継ブラケット２３内に導出される。また、中継ブラケット２３の底部には白金抵抗線の温度センサ２１が突出している。中継ブラケット２３の開口側外周壁には雄ねじ２３ａが形成されている。有底円筒状の固定カバー２４の開口側内周壁には、前記雄ねじ２３ａと螺合する雌ねじ２４ｂが形成されている。
【００３１】
固定カバー２４の上部中央には、透孔２４ａを穿設してある。該透孔２４ａには、ケーブル固定ボス２６の円筒部２６ｂが挿通される。ケーブル固定ボス２６は、円板状の固着部２６ａの中央から円筒部２６ｂが突出した状態で、固定カバー２４の上部とボルト２９ａで固着されるようになっている。
【００３２】
また、プローブ吊り下げケーブル１０は、例えば、ステンレス鋼のシームレスの外側にステンレス鋼の編組被覆が施された被覆ケーブル１０ｂと、該被覆ケーブル１０ｂ内に挿通された信号ケーブル１０ａとからなっている。プローブ吊り下げケーブル１０の信号ケーブル１０ａがプローブ１１と接合する接合部分では、被覆ケーブル１０ｂの一部を除去している。
【００３３】
以下図３に示したプローブ１１の組立順序を述べる。
（１）まず、固定カバー２４の透孔２４ａにケーブル固定ボス２６の円筒部２６ｂを挿入する。このとき、固定カバー２４と固定ボス２６とは固着しない状態である。次に、円筒部２６ｂ内に信号ケーブル１０ａを挿通し、円筒部２６ｂの端部をプローブ吊り下げケーブル１０の信号ケーブル１０ａと被覆ケーブル１０ｂとの間の層内に挿入しておく。
（２）この状態で、信号ケーブル１０ａの導線と密度センサ２０の導線２０ｃ，２０ｄおよび温度センサ２１の導線２１ａとを接続する。
【００３４】
（３）次に、中継ブラケット２３と固定カバー２４とを、固定カバー２４の外壁に設けた凹状の握持部２４ｃを握持して回転し雄ねじ２３ａと雌ねじ２４ｂとを分離板２５を挟んで螺合する。このとき、ケーブル固定ボス２６と固定カバー２４とは固定していないから、導線を捩ることなく固定カバー２４と中継ブラケット２３とを螺合できる。
（４）次に、ケーブル固定ボス２６を信号ケーブル１０ａまわりに回動してねじ穴の位置合わせをし、ボルト２９ａで固定カバー２４に固着する。
（５）最後に、被覆ケーブル１０ｂの外側から円筒部２６ａと信号ケーブル１０ａとをクランパ２８でクランプして、プローブ吊り下げケーブル１０にプローブ１１を固着する。
【００３５】
図３に示すように、密度センサ２０，温度センサ２１の導線と信号ケーブル１０ａの導線とを接続したあとに中継ブラケット２３と固定カバー２４とを螺合し、最後に固定カバー２４とケーブル固定ボス２６とを固着するようにしたので、信号ケーブル１０ａの導線が捩れることなく、組立加工時に信号ケーブル１０ａを破損する危険をなくすことができる。
【００３６】
２つ割りした半円筒状の２つ割カバー２７は、上端面側が支持部２７ａとなり、支持部２７ａと固定カバー２４の上端とがボルト２９ｂでボルト締め固定される。２つ割りカバー２７の下端面側に中継ブラケット２３の底面に突出する突起部２７ｂを設けてある。雄ねじ２３ａと雌ねじ２４ｂで螺合された中継ブラケット２３と固定カバー２４との外側を２つ割カバー２７で包み込むことにより、中継ブラケット２３と固定カバー２４とがねじ緩みなどにより、密度センサ２０を取り付けた中継ブラケット２３が落下するのを防いでいる。
【００３７】
この形態によれば、中継ブラケット２３と螺合した固定カバー２４がねじの緩みなどにより分離し、中継ブラケット２３，密度センサ２０が落下する危険を除くため、螺合した中継ブラケット２３と固定カバー２４とを２つ割カバー２７で係止するようにしたものである。
【００３８】
図３に示すように、サーミスタ２２は、中継ブラケット２３内部で支持管２０ａから離間した位置で接続されており、外部振動を受けても局部的に大きい曲げ応力が加わらないようにし、更にはサーミスタ２２を中継ブラケット２３の底部に固着された支柱２３ｂに固定している。このため、外部振動が加わってもサーミスタ２２に無理な応力が作用することはない。
【００３９】
この形態によれば、特に密度センサ２０の検出コイル等がＬＮＧ内で冷却され、抵抗値が減少し、異常動作するのを防止する温度補償用のサーミスタ２２を中継ブラケット２３の底部、すなわち、支持管２０ａから離間した位置で接続するようにし、外部振動により、リード線が大きい曲げ応力を受け断線するのを防ぐようにしたものである。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に対応する効果：液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなるので、巻取りドラムとシーブとの間隔を短くしても巻取りケーブルを層巻させることが可能となり、小形なタンク貯蔵液体測定装置とすることができる。さらに、前記プローブを、有底筒状の固定カバーと、該固定カバーに遊嵌する固定ボスと、前記固定カバーに螺合する中継ブラケットと、該中継ブラケットに取り付ける密度センサ等の物理量を検知するセンサとから構成し、前記物理量を検知するセンサに巻取りケーブルの信号ケーブルの一端を接続し、該巻取りケーブルを前記中継ブラケット，固定ボスおよび固定カバーに挿通し、前記固定カバーに前記中継ブラケットを螺合し、前記固定ボスを固定カバーに固定し、前記巻取りケーブルを前記固定カバーの外端に固定するようにしたので、プローブの組立加工において信号ケーブルとセンサの信号線との接続部が捩れて断線することを防止できるのでプローブの信頼性が向上する。
【００４１】
請求項２に対応する効果：請求項１に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記中継ブラケットと、前記固定カバーと、前記ケーブル固定ボスとを固着した接合体の外側に、前記中継ブラケットを係止する係止突起を有する２つ割のカバーを有するので、密度および温度センサ等の要部が貯蔵タンク底面に落下する危険を防止することができる。
【００４２】
請求項３に対応する効果：請求項１又は２に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したので、サーミスタ近傍のリード線の自由度が増し、大きい応力が加わらないので振動によりサーミスタ近傍のリード線が断線する危険がなくなりプローブの信頼性が向上する。
【００４３】
請求項４に対応する効果：液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなるので、巻取りドラムとシーブとの間隔を短くしても巻取りケーブルを層巻させることが可能となり、小形なタンク貯蔵液体測定装置とすることができる。さらに、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したので、サーミスタ近傍のリード線の自由度が増し、大きい応力が加わらないので振動によりサーミスタ近傍のリード線が断線する危険がなくなりプローブの信頼性が向上する。
【００４４】
請求項５に対応する効果：請求項４に記載のタンク貯蔵液体測定装置において、前記プローブ吊り下げ用ケーブルの巻取りを案内する案内ローラと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルが巻戻されたとき、前記プローブが前記液体貯蔵タンクの床面に達する以前に前記案内ローラに当接するストッパとを有するので、特にプローブの巻き下げ時、該プローブが液体貯蔵タンクの底部に着床する危険を防止でき、他のセキリティシステムに加えて安全性の信頼度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるタンク貯蔵液体測定装置の実施形態の一例を説明するための構成図である。
【図２】 図１における巻取り装置の実施形態を説明するための図である。
【図３】 図１におけるプローブの実施形態の一例を説明するための構造図である。
【図４】 従来のタンク貯蔵液体測定装置の巻取り装置の巻取りドラム部を説明するための図である。
【図５】 従来のプローブの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１…貯液タンク、２…プローブ収納管、３…バルブ、４…タンク貯蔵液体測定装置、５…タンク貯蔵液体測定装置の基台、６…円形ドーム、７…巻取り装置、８…巻取りドラム、９…シーブ、１０…プローブ吊り下げケーブル、１１…プローブ、１２…案内ローラ、１３…ストッパ、１４…ロードセル、１５…エンコーダ、１６…プローブ吊り下げケーブル１０のシール機構、１７…巻取りドラム８の駆動モータ、１８…演算器、２０…密度センサ、２１…温度センサ、２２…サーミスタ、２３…中継ブラケット、２４…固定カバー、２５…分離板、２６…ケーブル固定ボス、２７…２つ割カバー、２８…クランパ、２９ａ，２９ｂ…ボルト。
Claims (5)
- 液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記プローブを、有底筒状の固定カバーと、該固定カバーに挿入する固定ボスと、前記固定カバーに螺合する中継ブラケットと、該中継ブラケットに取り付ける密度センサ等の物理量を検知するセンサとから構成し、前記物理量を検知するセンサに巻取りケーブルの信号ケーブルの一端を接続し、該巻取りケーブルを前記中継ブラケット，固定ボスおよび固定カバーに挿通し、前記固定カバーに前記中継ブラケットを螺合し、前記固定ボスを固定カバーに固定し、前記巻取りケーブルを前記固定カバーの外端に固定するようにしたことを特徴とするタンク貯蔵液体測定装置。
- 前記中継ブラケットと、前記固定カバーと、前記ケーブル固定ボスとを固着した接合体の外側に、前記中継ブラケットを係止する係止突起を有する２つ割のカバーを有することを特徴とする請求項１に記載のタンク貯蔵液体測定装置。
- 前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とする請求項１又は２に記載のタンク貯蔵液体測定装置。
- 液体貯蔵タンク内の液体の密度・温度等の物理量を検知するセンサを有するプローブと、前記貯蔵タンクの屋根上に設置された円形ドーム内に収納され、前記プローブの信号ケーブルを被覆ケーブル内に挿通したプローブ吊り下げ用ケーブルを前記貯蔵タンク内と気密に巻取り、又は巻戻す巻取り手段と、前記信号ケーブルにより伝送された前記センサの信号を演算処理する演算手段と、前記巻取り手段を回転軸方向に移動自在に回転可能に支持した巻取りドラムと、前記信号ケーブルで伝送された前記センサの信号を前記演算手段に伝送するためのスリップリングと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルを案内すると共に該プローブ吊り下げ用ケーブルに加わる負荷を検知するためのシーブと、前記巻取りドラムを回転駆動する駆動手段とからなり、前記物理量を計測するセンサに使用される信号線の温度変化による抵抗値の変化を補償するためのサーミスタを、前記信号ケーブルに直列接続し、該接続位置を前記中継ブラケットに固着された支柱に支持したことを特徴とするタンク貯蔵液体測定装置。
- 前記プローブ吊り下げ用ケーブルの巻取りを案内する案内ローラと、前記プローブ吊り下げ用ケーブルが巻戻されたとき、前記プローブが前記液体貯蔵タンクの床面に達する以前に前記案内ローラに当接するストッパとを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のタンク貯蔵液体測定装置。
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