JP4892110B1 - センサ取付構造、及びセンサ取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサを、前記液体を漏らすことなく中空体外に取付けることができる取付構造を提供する。
【解決手段】 取付具１は、ボール弁１１と挿入管１２と第１シール部材２２と加圧装置２８とを有している。ボール弁１１は、タンク３に外側から設けられ、連通路８ａを開閉可能になっている。挿入管１２は、センサ９を挿入される挿入通路１９を有し、挿入通路１９がボール弁１１を介して連通路８ａに繋がっている。挿入管１２には、センサ９と挿入管１２との間を封止する第１シール部材２２が設けられ、また第１シール部材２２とボール弁１１との間に圧力室２４が形成されている。この圧力室２４には、加圧装置２８により加圧液が供給されている。また、第１シール部材２２とボール弁１１とは、所定距離ｘ以上離れており、所定距離ｘとはセンサ９の基体９ａの先端とセンサ部９ｃの先端との距離である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タンクや配管等の中空体に内在する液体の状態を先端側で測定するセンサを、前記中空体の内外を繋ぐ連通路に前記中空体の外側から取り付けるためのセンサ取付構造に関する。

水処理設備や化学プラント等では、必要に応じてタンクに内在する液体の流速や温度などを測定することが求められており、タンクには、流速や温度を測定するためにセンサが設けられる。センサは、タンクの内部に設けられている場合と、タンクの外面にある取付口に設置される場合とがある。前者の場合、センサの取出しが困難であり、定期的なメンテナンスやセンサの故障時における作業が煩雑になる。他方、後者は、メンテナンス及び故障時の作業が容易である。後者の一例として例えば特許文献１に記載されるセンサ取付金物が知られている。

特許文献１に記載のセンサ取付金物は、外筒であるボスと、内筒であるプラグとを備えている。ボスは、容器の壁面にある取付口に固着されている。プラグは、有底円筒状になっており、その開口を容器の外側に位置させた状態でボスに螺合されており、側面の底部側に透孔が穿設されている。プラグは、ボスに螺合されているので回動させると容器内の方へと送られて透孔が容器内に移動するようになっており、容器内に移動した透孔を通ってプラグ内に容器内の内部流体が流れ込むようになっている。

特開平６−１６０１２４号公報

特許文献１のセンサ取付金具では、ボスとプラグとの間にはそれらの間を密閉すべくシール部材が設けられており、液体が外部に漏れないようになっている。センサ取付金具では、プラグを回すことでボス内に引っ込めて透孔を閉じるのだが、磨耗性を有する懸濁物を含んだ液体やスケールを生じる液体が容器内に貯められている場合、プラグを引っ込める際に該懸濁物や生成したスケールによってシール部材が磨耗する。また、プラグを容器内に送ることでシール部材にスケールが付着する。これを繰り返していると、シール部材とボス又はプラグとの間に隙間ができ、その隙間から容器外へと液体が漏れるという不具合が生じる。

また、特許文献１の取付金具では、透孔を介してプラグ内に内部流体を取り入れ、取り入れた内部流体の状態をセンサで測定させる構造であるので、撹拌機等のように容器内の液体を撹拌する場合に容器内の液体の流速を検出することができない。また、プラグ内に取り入れた液体は滞留しやすく、プラグ内の液体が更新されにくい。それ故、容器内の液体の反応速度が大きい場合、プラグ内外での反応速度が異なり、温度や濃度等の検出速度が遅くなってしまう。そのため液体の流体速度、温度及び濃度等の検出結果を運転制御に反映させると、内部流体が不所望な状態になってしまう。このように特許文献１の取付金具により取付けられたセンサでは、容器内の液体の状態を正確に測定することができない。

そこで本発明は、中空体に内在する液体の状態を先端側で測定するセンサを、前記液体を漏らすことなく中空体外に取付けることができるセンサ取付構造を提供することを第１の目的としている。

また、本発明は、中空体内の液体の状態を正確に測定することができるようにセンサを取り付けることができるセンサ取付構造を提供することを第２の目的としている。

本発明のセンサ取付構造は、中空体に内在する液体の状態を先端側で測定する長尺のセンサを、前記先端側を中空体内に位置させるように前記中空体の外側から前記中空体の内外を繋ぐ連通路に挿通させて取り付けて、前記センサにより前記中空体に内在する液体を測定させるためのものであって、前記中空体の外周部に設けられ、前記連通路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁を介して前記中空体の外周部に設けられ、前記開閉弁を介して前記連通路に繋がり且つ前記センサを挿入可能な挿入通路を有する管と、前記管に設けられ、前記挿入通路に挿入される前記センサと前記管との間を封止する第１シール部材と、前記挿入通路において前記第１シール部材と前記開閉弁との間に位置する圧力室に前記液体より高圧に加圧された加圧液を供給する加圧装置とを備え、前記第１シール部材と前記開閉弁とは、挿入される前記センサにおいて第１シール部材によって前記管との間で封止可能な最も先端側の位置から前記センサの先端までの距離よりも離れているものである。

本発明に従えば、開閉弁により連通路を閉じた状態で挿入通路にセンサを挿入すると、そのセンサと管との間が封止される。そして封止後に加圧装置により圧力室に加圧液を供給することで圧力室（挿入通路）の液圧を中空体内の液圧よりも高くすることができる。これにより、開閉弁により連通路を開いても連通路から挿入通路に液体が逆流することを防ぐことができる。即ち、中空体内の液体が外に漏れ出ることを防ぐことができる。

また、本発明では、開閉弁により連通路を開けると連通路と挿入通路とが繋がり、センサを挿入することでその先端側を中空体内に位置させることができる。更に、開閉弁及び管が中空体外に取付けられているので、取付構造を中空体内に位置するセンサ部の周辺にそれを遮る構成を有しないようにすることができる。それ故、遮る構成による測定に対する影響がなく中空体内の液体の状態をより正確に測定することができる。また、センサを挿入することでその先端側を中空体内に位置させることができるので、センサの挿入量を調整することで中空体内におけるセンサ部の位置を変えることができ、中空体の様々な位置で液体の状態を測定することができる。

上記発明において、前記加圧装置は、前記加圧液を前記圧力室に供給する供給通路を有し、前記供給通路と前記開閉弁との間には、前記挿入通路に挿入されている前記センサと前記管との間を封止する第２シール部材が設けられていることが好ましい。

上記構成に従えば、第２シール部材によりセンサと管との間を封止させると、前記第２シール部材により圧力室と開閉弁との間が封止される。これにより、圧力室から開閉弁を介して中空体内に加圧液が導かれることを防ぐことができ、測定中に加圧液が中空体内へ流入して中空体内の液体の状態（例えば、濃度、温度や流速等）が変化することを防ぐことができる。それ故、中空体内の液体の状態をより正確に測定することができる。また、第１及び第２シール部材が間隔をあけて設けられるので、センサの基体の偏芯を抑えることができる。これにより、管とセンサの基体との間から中空体内の液体が漏れることを更に抑えることができる。

上記発明において、前記加圧装置は、前記加圧液を前記圧力室に供給する供給通路を有し、前記供給通路と前記第１シール部材との間には、前記挿入通路に挿入されている前記センサと前記管との間を封止する第２シール部材が設けられていることが好ましい。

上記構成に従えば、第１及び第２シール部材が間隔をあけて設けられるので、センサの基体の偏芯を抑えることができる。これにより、管とセンサの基体との間から中空体内の液体及び加圧液が漏れることを更に抑えることができる。

上記発明において、前記センサを前記挿入通路が延在する進退方向に進退させる進退機構と、前記進退機構により前記センサを進退させる際に前記センサを進退方向に案内するガイド機構とを備えていることが好ましい。

上記構成に従えば、ガイド機構と進退機構とによりセンサを進退方向に正確に進退させることができる。これにより、第１シール部材に対してセンサの基体が偏芯することを防ぐことができ、この偏芯に伴って管とセンサの基体との間から中空体内の液体及び加圧液の漏れを防ぐことができる。

上記発明において、前記進退機構は、ボールねじ機構であることが好ましい。

上記構成に従えば、中空体内に挿入したセンサ部の位置を正確に調整することができる。

本発明のセンサ取付方法は、中空体に内在する液体の状態を先端側で測定する長尺のセンサを前記先端側を中空体内に位置させるように前記中空体の外側から前記中空体の内外を繋ぐ連通路に取り付けるための方法であって、前記中空体の外部に設けられ且つ前記連通路に繋がっている開閉弁により前記連通路との間が閉じられている管の挿入通路に前記センサを先端から挿入し、前記管に設けられている第１シール部材により前記センサと前記管との間を封止させる第１挿入工程と、前記第１挿入工程の後、前記挿入通路において前記第１シール部材と前記開閉弁との間に位置する圧力室に前記液体より高圧に加圧された加圧液を供給する加圧液供給工程と、前記加圧液供給工程の後、前記開閉弁により前記連通路を開く連通工程と、前記センサを先端から前記開かれた連通路に通して中空体内に挿入する第２挿入工程とを有する方法である。

本発明に従えば、加圧液供給工程にて加圧装置により圧力室を加圧液を供給することで圧力室の液圧を中空体内の液圧よりも高くすることができる。これにより、その後の連通路開工程にて開閉弁により連通路を開いても中空体内の液体が挿入通路に逆流することを防ぐことができる。即ち、中空体内の液体が外に漏れ出ることを防ぐことができる。

本発明によれば、中空体に内在する液体の状態を先端側で測定するセンサを、前記液体を漏らすことなく中空体外に取付けることができる。

本発明に係る第１実施形態の取付具が取付けられたタンクを示す正面断面図である。 図１の取付具を拡大して示す拡大断面図である。 図２の取付具の一部分を更に拡大して示す拡大断面図である。 図１の取付具にセンサを取付ける際の手順を示すフローチャートである。 図１の取付具においてセンサをタンク内へと挿入する際の手順を示す図であり、挿入通路にセンサを挿入した状態を示す図である。 図１の取付具においてセンサをタンク内へと挿入する際の手順を示す図であり、開けられた連通路内にセンサ部が挿入された状態を示す図である。 図１の取付具においてセンサをタンク内へと挿入する際の手順を示す図であり、センサ部がタンク内に達した状態を示す図である。 第２実施形態の取付具を拡大して示す拡大断面図である。 第３実施形態の取付具を拡大して示す拡大断面図である。

以下では、前述の図１乃至７を参照しながら、本件発明に係る第１乃至第３実施形態の取付具１，１Ａ，１Ｂについて説明する。なお、実施形態における方向の概念は、説明の便宜上使用するものであって、取付具１，１Ａ，１Ｂに関して、それらの構成の配置及び向き等をその方向に限定することを示唆するものではない。また、以下に説明する取付具１，１Ａ，１Ｂは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

［第１実施形態］
＜タンク＞
水処理プラントや化学プラント等のプラント施設では、反応、晶析、ろ過、乾燥、混合等するべく液体やスラリーを貯めておく反応槽又は貯水槽等を有する水処理装置又は化学装置が備わっている。この反応槽及び貯水槽の一例として、例えば図１に示すような反応機２のタンク３がある。中空体であるタンク３は、ステンレス鋼や鉄等の金属、コンクリート、或いは樹脂等から成る中空円柱状の槽であり、タンク３の中に液体、例えば用水や廃水、汚泥、廃棄物スラリー、薬液等を貯められるようになっている。また、タンク３は、その天井もしくは側壁３ａに供給口（図示せず）を有し、またその底部又は側壁３ａの底部側、或いは側面の上部に排出口（図示せず）を有している。タンク３では、供給口からタンク３内へと液体を供給し、排出口からタンク３内の液体を排出できるようになっている。

また、タンク３内には、複数枚の撹拌翼４が設けられている。この撹拌翼４は、１つの回転軸５の下端部に取付けられている。回転軸５は、上下方向に延在しており、その上端側がタンク３内からとび出している。回転軸５の上端側は、メカニカルシール６により回動可能に支持されており、更に回転軸５の上端部には、駆動装置７が連結されている。駆動装置７は、メカニカルシール６の上部に設けられており、回転軸５を回転させてタンク３内の内溶液及びスラリーを撹拌できるようになっている。

このような構成を有するタンク３は、その側壁３ａの底部側に取付管８を有している。この取付管８は、前記側壁３ａからタンク３の半径方向外側に延在する管であり、その中には、取付管８の軸線Ｌ１に沿って延在し、且つタンク３の側壁３ａを貫通してタンク３の内外を繋ぐ連通路８ａ（図２及び図３参照）を有している。また、取付管８は、タンク３外の開口部にフランジ部８ｂ（図２及び図３参照）を有しており、このフランジ部８ｂに取付具１が取付けられている。この取付具１は、タンク３に内在する液体の状態、例えば流速、温度、濃度、ｐＨ値、圧力、溶存酸素（ＤＯ）濃度、又は酸化還元電位（ＯＲＰ）を検出するセンサ９（図２及び図３参照）をタンク３に取付けるための器具である。以下では、この取付具１の構成について詳しく説明する。

＜取付具＞
取付具１は、図２及び３に示すように、基本的にボール弁１１と、挿入管１２と、外套１３と、複数のガイド機構１４と、進退機構１５とを備えている。ボール弁１１は、取付管８に固定されている。ボール弁１１は、いわゆる開閉弁であり、連通路８ａを開閉可能に構成されている。ボール弁１１は、両側にフランジを有する大略円筒状の管体１６を有しており、管体１６の一方側のフランジが取付管８のフンラジ部８ｂに取付られている。管体１６は、その中に流路１６ａを有している。流路１６ａは、その軸線が軸線Ｌ１に一致しており、連通路８ａに繋がっている。また、この流路１６ａには、大略球状のボール１７が回動可能に介在している。

ボール１７は、管体１６外に設けられているレバー１８と図示しない軸によって連結されており、レバー１８を回動させることによってボール１７が流路１６ａ内で回るようになっている。このボール１７には、挿通孔１７ａが形成されており、挿通孔１７ａはレバー１８が閉位置にある時に流路１６ａに直交するように位置している（後述する図５Ａ参照）。それ故、ボール１７により流路１６ａが遮断されて連通路８ａが閉じられる。他方、レバー１８を閉位置から開位置の方へと回動させると挿通孔１７ａによって流路１６ａが繋がり、連通路８ａが開くようになっている。このように構成されるボール弁１１の管体１６には、他方側のフランジに挿入管１２が取付けられている。

挿入管１２は、両側にフランジを有する大略円筒状の部材であり、その一方側のフランジが管体１６の他方側のフランジに取付けられている。挿入管１２は、その軸線が軸線Ｌ１に一致しており、挿入管１２内の挿入通路１９が流路１６ａに繋がっている。つまり、挿入通路１９は、流路１６ａを介して連通路８ａに繋がっている。

また、挿入管１２は、内周部にシール取付部２０，２１を有している。２つのシール取付部２０，２１は、軸線Ｌ１に平行な軸線方向に離れており、本実施形態では挿入管１２の内周部の軸線方向両端部に位置している。シール取付部２０，２１は、周方向全周にわたって内周部に形成されており、内周部から半径方向内側（つまり、挿入通路１９側）に突出している。また、シール取付部２０，２１は、その軸線及び内径が略一致しており、シール取付部２０，２１内を含む挿入通路１９には、外套１３が挿入されている。

外套１３は、略一直線に延びる長尺の円筒部材であり、その外径がシール取付部材２０，２１の内径より若干小径に形成されている。また、外套１３の軸線方向の長さは、連通路８ａ、流路１６ａ及び挿入通路１９の長さの合計Ｌｓｕｍよりも長尺に形成されており、外套１３を挿入管１２、ボール弁１１及び取付管８に挿入した時にその先端が連通路８ａからとび出し、その基端が挿入通路１９からとび出るように構成されている。また、外套１３の先端は、先細りのテーパ状になっており、挿入管１２の外側の開口である挿入口１９ａから挿入通路１９へと挿入しやすくなっている。外套１３内には、センサ９が取付けられている。

センサ９は、その軸線方向に延在するよう長尺に構成されており、本実施形態において電磁流速計である。センサ９は、基体９ａと支持体９ｂとセンサ部９ｃとを有している。基体９ａは、その外周部と外套１３の内周部との間がシールされた状態で外套１３内に挿通されて支持されており、基体９ａの先端には、支持体９ｂが取付けられている。支持体９ｂは、棒状の部材であり、前記基体９ａの先端からその軸線に沿って突出している。また、支持体９ｂは、外套１３がとび出ており、その先端側にはセンサ部９ｃが取付けられている。センサ部９ｃは、液体の流速を測定可能に構成されている。なお、本実施形態では、電磁流速計をセンサとして採用しているが、センサ９は電磁流速計に限定されるものではなく、温度、濃度、ｐＨ値、圧力、溶存酸素（ＤＯ）濃度、又は酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定するセンサであってもよく、そのセンサの種類は問わない。

このように構成されている外套１３は、挿入口１９ａ側にある第１シール取付部２０と、ボール弁１１側にある第２シール取付部２１とによって支持されている。これら２つのシール取付部２０，２１の内周部には、第１及び第２シール部材２２，２３が夫々設けられている。２つのシール部材２２，２３は、例えばＯリングであり、外套１３の外周部とシール取付部２０，２１との間を夫々封止している。つまり、２つのシール部材２２，２３によってセンサ９の外周部と挿入管１２の内周部との間が封止されている。

この第１シール部材２２は、ボール弁１１のボール１７から少なくとも所定距離ｘ以上離して設けられている。ここで所定距離ｘとは、挿入されるセンサ９において第１シール部材２２によって挿入管１２との間で封止可能な最も先端側の位置から前記センサ９の先端までの距離であり、センサ９の基端９ａの先端とセンサ部９ｃの先端（又は、外套１３の先端とセンサ部９ｃの先端との距離）との距離である。このように第１シール部材２２とボール１７とを所定距離ｘ以上離すことで、ボール弁１１によって連通路８ａを閉じたまま外套１３の先端部を第１シール部材２２のところまで挿入させることができる（後述する図５Ａ参照）。つまり、第１シール部材２２とボール１７とは、センサの基体９ａと第１シール取付部２０との間が第１シール部材２２によって封止されずにセンサ部９ｃがボール１７に当たることがないように距離間で位置している。これにより、ボール弁１１によって連通路８ａを閉じたまま挿入通路１９の挿入口１９ａ側を塞ぐことができるようになっている。

このようにして挿入口１９ａ側が塞がれている挿入通路１９は、２つのシール取付部材２０，２１の間であって外套１３の外側に円筒状の圧力室２４を有している。また、挿入管１２の外周部には、この圧力室２４に流体を供給すべく供給管２５と圧力室２４内の流体を排出すべく排出管２６が形成されている。供給管２５及び排出管２６は、軸線方向中間部分に軸線Ｌ１に対して略回転対称な位置に設けられている。供給管２５及び排出管２６には、圧力室２４に繋がっている供給通路２５ａ及び排出通路２６ａが夫々形成されている。排出通路２６ａは、ドレン２７に繋がり、供給通路２５ａは、加圧装置２８に繋がっている。

加圧装置２８は、いわゆるポンプであり、水や油等の液体をタンク３内の圧力よりも高い圧力に加圧して供給するように構成されている。加圧装置２８により加圧して供給される加圧液は、供給通路２５ａを介して圧力室２４に導かれ、排出通路２６ａを通ってドレン２７に戻されるようになっている。なお、排出通路２６ａには、その開度を調整可能な調整弁が必要に応じて設けられてもよい。加圧装置２８の吐出圧力と調整弁の開度とを調整することによって圧力室２４の内圧を調整することができる。加圧液を圧力室２４に導くことにより、圧力室２４の内圧が連通路８ａ及び流路１６ａの内圧より高くなり、連通路８ａから流路１６ａに導かれた液体（つまり、タンク３内の液体）が圧力室２４内に流入することを防ぐことができる。これにより、タンク３内の液体が挿入口１９ａから漏れ出たり、各シール部材２２，２３と外套１３との間に入ってその間に懸濁物及びコンタミ等の固形物が残ってシール性が低下することを抑えることができる。

また、第２シール部材２３により圧力室２４と流路１６ａとの間が封止されているので、圧力室２４内の加圧液が挿入通路１９及び連通路８ａを通ってタンク３内に流入することも防ぐことができる。これにより、加圧液がタンク３内に流入してタンク３内の液体の状態が変化することを防ぐことができる。更に、２つのシール部材２２，２３が間隔をあけて設けられており、挿入及び引出し時の外套１３の偏芯に伴う外套１３のシール部材２２，２３に対する片当りを防ぐことができる。これにより、片当りに伴うシール性の低下を防ぎ、タンク３内の液体や加圧液が外側に漏れ出ることを防ぐことができる。また、外套１３には、挿入時及び引出し時に偏芯しないように軸線Ｌ１に沿って外套１３を案内するガイド機構１４が設けられている。

ガイド機構１４は、挿入管１２の他方側のフランジに設けられており、複数のガイド部材３１とスライド部材３２とを有している。ガイド部材３１は、挿入管１２の他方側のフランジに周方向に等間隔をあけて設けられており、本実施形態では４つのガイド部材３１が他方側のフランジに設けられている。ガイド部材３１は、長尺の棒状部材であり、軸線Ｌ１に平行で且つ半径方向外方に延在している。また、４つのガイド部材３１の半径方向外方側の端部には、側板３３が設けられており、この側板３３によって４つのガイド部材３１が連結されている。このように軸線Ｌ１に平行に設けられた４つのガイド部材３１には、スライド部材３２が設けられている。

スライド部材３２は、大略円板状の部材であり、軸線Ｌ１に直交させて４つのガイド部材３１に取付けられている。この４つのガイド部材３１は、スライド部材３２を夫々貫通しており、スライド部材３２は、４つのガイド部材３１によって軸線Ｌ１に沿って移動するように案内されている。また、スライド部材３２には、外套１３が貫通しており、外套１３がスライド部材３２に固定されている。これにより、外套１３がスライド部材３２と一体的に移動するようになり、外套１３が軸線Ｌ１に沿って案内されるようになる。また、このスライド部材３２には、進退機構１５が取付けられている。

進退機構１５は、いわゆるボールねじ機構であり、スライド部材３２を介して外套１３をタンク３内外へと進退させるように構成されている。進退機構１５は、ベアリングユニット３４と、ねじ軸３５と、ナット３６とを有している。ベアリングユニット３４は、スライド部材３２に取付けられており、ねじ軸３５を回動可能に支持している。ねじ軸３５は、軸線Ｌ１に沿って半径方向外方に延在しており、その長さは、ガイド部材３１と同じ長さになっており、連通路８ａ、流路１６ａ及び挿入通路１９の長さの合計Ｌｓｕｍよりも長くなっていることが好ましい。また、ねじ軸３５には、ナット３６が螺合している。ナット３６は、側板３３に嵌合されている。これにより、ねじ軸３５を一方又は他方に回転させるとスライド部材３２がガイド部材３１に沿って前後方向（軸線Ｌ１に平行な方向）に移動し、外套１３を進退させることができる。また、ボールねじ機構を用いることにより挿入量を正確に調整することができるので、タンク３内の測定したい位置にセンサ部９ｃを正確に移動させることができ、センサ部９ｃを所望の位置に正確に位置させてその位置における液体の状態を測定することができる。

このように構成される取付具１では、外套１３を挿入通路１９、流路１６ａ及び連通路８ａを挿通させてセンサ部９ｃをタンク３内へと位置させ、このセンサ部９ｃによりタンク３内の液体の状態を測定している。取付具１は、ボール弁１１及び挿入管１２はタンク３外に取付けられているためセンサ部９ｃの周辺にそれを遮る構成を有しない。それ故、遮る構成による測定に対する影響がなく液体の状態（本実施形態では、流速）をより正確に測定することができる。

＜センサの取付方法＞
以下では、取付具１を用いてセンサ９をタンク３に取付ける方法について、図４及び図５を参照しつつ説明する。まず、取付工程であるステップＳ１では、センサ９の基体９ａを外套１３内に挿入し、基体９ａの先端以外が外套１３内に収まるまで押込む。そうすると、センサ９の支持体９ｂ及びセンサ部９ｃが外套１３の先端部からとび出すように外套１３にセンサ９が取付けられる。取付けると、ステップＳ２に移行する。

第１挿入工程であるステップＳ２では、ボール弁１１により連通路８ａを閉じた状態でねじ軸３５を回転させて外套１３を前進させる。前進させると、まずセンサ部９ｃが挿入口１９ａから挿入通路１９に挿入され、次に外套１３の先端部が挿入口１９ａから挿入通路１９に挿入される。外套１３の先端部を第１シール部材２２ところまで前進させると（図５Ａ参照）、第１シール部材２２によって外套１３の外周部と挿入管１２の内周部との間が封止され、挿入通路１９の挿入口１９ａ側が塞がれる。挿入通路１９の挿入口１９ａ側が塞がれたところで、一度ねじ軸３５を回転させることを止める。これにより外套１３の前進が止まり、ステップＳ３に移行する。

加圧液供給工程であるステップＳ３では、加圧装置２８を駆動して圧力室２４に加圧液を供給させる。加圧液が供給されることで挿入通路１９の内圧がタンク３の内圧より高くなる。これにより、後述する連通工程で連通路８ａを開いてもタンク３内から液体が挿入通路１９及び流路１６ａに逆流することを防ぐことができ、液体に含まれる懸濁物及びコンタミ等の固形物が第１及び第２シール部材２２，２３に付着してシール性能が低下することを抑えることができる。また、挿入通路１９の内圧を高くしておくことで、連通路８ａを開いたときに液体が挿入通路１９及び流路１６ａに急激に逆流し、液体がセンサ部９ｃを破損させることを防ぐことができる。このように圧力室２４に加圧液が供給されるとステップＳ４に移行する。連通工程であるステップＳ４では、ボール弁１１のレバー１８を回動させてボール１７を回し、連通路８ａを開く。なお、この際、外套１３の先端は、第２シール取付部２１まで達しておらず、外套１３と第２シール部材２１との間（つまり、センサ９と第２シール部材２１との間）は、第２シール部材２３によってシールされていない。連通路８ａが開かれることで挿入通路１９と連通路８ａとが繋がり、ステップＳ５へと移行する。

第２挿入工程であるステップＳ５では、ねじ軸３５を回動させて外套１３を前進させてセンサ部９ｃをボール１７の挿通孔１７ａを通す（図５Ｂ参照）。更にねじ軸３５を回動させて外套１３を前進させると、やがて外套１３の先端部が第２シール取付部２１に達する。これにより第２シール部材２３によってセンサ９と第２シール取付部２１との間が封止され、圧力室２４が流路１６ａ及び連通路８ａから隔離される。この圧力室２４には加圧液が供給されているので、圧力室２４の内圧は、タンク３内と繋がっている流路１６ａ及び連通路８ａの内圧よりも高くなる。それ故、外套１３を前進させる際に第２シール部材２３と外套１３との間に微小な隙間が生じたとしても、その隙間を通ってタンク３内の液体が圧力室２４及び外側に漏れるということがない。その後も進退機構１５により外套１３を更に前進させると、やがてセンサ部９ｃがタンク３内に達する（図５Ｃ参照）。センサ部９ｃがタンク３内に達すると、ステップＳ６に移行する。

位置調整工程であるステップＳ６では、ねじ軸３５を回転させて外套１３の挿入量を調整して、タンク３内の流速を測定したい所望位置までセンサ部９ｃを移動させる（図２参照）。センサ部９ｃを所定の位置まで移動させると、センサ９の取付が終了する。このようにセンサ９の取付方法は、外套１３を挿入管１２に挿入して挿入口１９ａを塞いで加圧装置２８により加圧液を供給した後、ボール弁１１により連通路８ａを開いてセンサ９を前進させることでセンサ部９ｃをタンク３内に所望の位置させることができる。それ故、センサ９の取付けが非常に容易である。

なお、センサ９を取付具１から取外しは、取付時と逆の操作を行なうことで実施することができる。つまり、進退機構１５により外套１３を後退させてセンサ部９ｃをボール１７より挿入口１９側に移動させ、ボール弁１１により連通路８ａを閉じる。その後、加圧装置２８の駆動を止めて圧力室２４内の加圧液をドレン２７へと排出させる。排出後、進退機構１５により外套１３を更に後退させて挿入管１２から取外す。これにより、取付具１からセンサ９を取り外すことができる。

このように構成される取付構造１は、センサ９のタンク３への着脱が容易であり、且つセンサ９をタンク３に繰り返し着脱することができる。それ故、取付構造１は、水処理装置や化学装置等において長期間連続してタンク３内にセンサ９を配置しておくことができないような場合、例えばタンク３内の内容物が腐食性を有する場合や、高温でセンサ９を長期間タンク３内に入れておけない場合、定期的にセンサ９の校正を必要とする場合、若しくはタンク３内でセンサ９が物理的に損傷する可能性がある場合等において特に好適に利用することができる。

また、タンク３内の内容物によっては、成分あるいは異物として糸くずのような繊維状の物質が含まれることがある。そのような場合、センサ９を長期間タンク３内に挿入しておくとセンサ部９ｃにこれらの異物が絡まり測定が困難になる場合がある。しかし、取付構造１では、主にセンサ部９ｃだけをタンク３内に配置するので異物が絡まりにくく、異物として糸くずのような繊維状の物質が含まれるような状況であっても好適に利用することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る取付具１Ａは、第1実施形態の取付具１と構成が類似している。そこで、第２実施形態の取付具１Ａの構成について、第１実施形態の取付具１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成についてだけ説明する。後述する第３実施形態の取付具１Ｂについても同様である。

第２実施形態の取付具１Ａでは、ボール弁１１側にある第２シール取付部２１Ａが供給管２５及び排出管２６よりも挿入口１９ａ側に位置しており、圧力室２４Ａが第２シール取付部２１Ａとボール弁１１との間に形成されている。加圧装置２８は、供給管２５を介して圧力室２４Ａに加圧液を供給するようになっている。

このように構成される第２実施形態の取付具１Ａでは、圧力室２４Ａより挿入口１９ａ側に２つのシール部材２２，２３Ａが設けられているので、圧力室２４Ａの加圧液が外部に漏れることをより確実に防ぐことができる。

その他、第２実施形態の取付具１Ａは、第１実施形態の取付具１と同様の方法で取付けられ、また同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
第３実施形態の取付具１Ｂでは、進退機構１５Ｂがガイド機構１４に平行に設けられている。進退機構１５Ｂは、ねじ軸３５Ｂ、基台４１及びハンドル部材４２を備えている。ねじ軸３５は、ガイド部材３１に並設されており、その一端部が基台４１に回動可能に設けられ、且つ他端部にハンドル部材によりが固定されている。またねじ軸３５の雄ねじ部３５ａには、ガイド機構１４のスライド部３２Ｂが螺合されている。スライド部３２Ｂは、ハンドル部材４２によりねじ軸３５を回転させることで前後方向に進退するようになっている。

このように構成される第３実施形態の取付具１Ｂは、第１実施形態の取付具１と同様の方法で取付けられ、且つ同様の作用効果を奏する。

［その他の形態］
第１乃至３実施形態の取付具１，１Ａ，１Ｂでは、進退機構１５がボールねじ機構であるが、空圧や油圧で駆動可能なシリンダ機構であっても良く、また手動で押したり引いたりする機構であっても良い。また、第１乃至３実施形態では、取付具１，１Ａ，１Ｂをタンクに適用した場合について説明したが、配管に適用してもよく、液体が内在する中空体であればよい。

また、第１乃至３実施形態では、センサ９に外套１３が外装されているが、外套１３をなくしてセンサ９を挿入管１２に直接挿入し、第１及び第２シール部材２２，２３をセンサ９の基体９ａに当接させてもよい。また、第１乃至３実施形態では、挿入管１２に設けられているシール部材２２，２３が２つであるが、３つ以上であってもよい。また、シール部材としては、シール部材に限定されず、オイルリング等の環状のシールリングであればよい。

なお、第１乃至３実施形態の取付具１，１Ａ，１Ｂが適用される水処理装置としては、特に限定されないものの、気密性が求められると共に内容物が外部へ流出することが好ましくなく、且つ内部に撹拌翼を設けたタンクから成る水処理装置（例えばメタン発酵槽）等に特に好適に利用できる。また、水処理装置以外の別の装置としては、上記同様に内容物が外部へ流出することが好ましくなく、且つ撹拌翼等により容器上部からセンサ等を取り付けにくい反応槽等にも好適に適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ 取付具
３ タンク
８ａ 連通路
９ センサ
１１ ボール弁
１２ 挿入管
１４ ガイド機構
１５，１５Ｂ 進退機構
１９ 挿入通路
２２ 第１シール部材
２３ 第２シール部材
２４，２４Ａ 圧力室
２８ 加圧機構

Claims (6)

1. 中空体に内在する液体の状態を先端側で測定する長尺のセンサを、前記先端側を中空体内に位置させるように前記中空体の外側から前記中空体の内外を繋ぐ連通路に挿通させて取り付けて、前記センサにより前記中空体に内在する液体を測定させるためのセンサ取付構造であって、
   前記中空体の外部に設けられ、前記連通路を開閉する開閉弁と、
   前記開閉弁を介して前記中空体の外部に設けられ、前記開閉弁を介して前記連通路に繋がり且つ前記センサを挿入可能な挿入通路を有する管と、
   前記管に設けられ、前記挿入通路に挿入される前記センサと前記管との間を封止する第１シール部材と、
   前記挿入通路において前記第１シール部材と前記開閉弁との間に位置する圧力室に前記液体より高圧に加圧された加圧液を供給する加圧装置とを備え、
   前記第１シール部材と前記開閉弁とは、挿入される前記センサにおいて第１シール部材によって前記管との間で封止可能な最も先端側の位置から前記センサの先端までの距離よりも離れている、センサ取付構造。
2. 前記加圧装置は、前記加圧液を前記圧力室に供給する供給通路を有し、
   前記供給通路と前記開閉弁との間には、前記挿入通路に挿入されている前記センサと前記管との間を封止する第２シール部材が設けられている、請求項１に記載のセンサ取付構造。
3. 前記加圧装置は、前記加圧液を前記圧力室に供給する供給通路を有し、
   前記供給通路と前記第１シール部材との間には、前記挿入通路に挿入されている前記センサと前記管との間を封止する第２シール部材が設けられている、請求項１に記載のセンサ取付構造。
4. 前記センサを前記挿入通路が延在する進退方向に進退させる進退機構と、
   前記進退機構により前記センサを進退させる際に前記センサを進退方向に案内するガイド機構とを備えている、請求項１乃至３の何れか１つに記載のセンサ取付構造。
5. 前記進退機構は、ボールねじ機構である、請求項４に記載のセンサ取付構造。
6. 中空体に内在する液体の状態を先端側で測定する長尺のセンサを前記先端側を中空体内に位置させるように前記中空体の外側から前記中空体の内外を繋ぐ連通路に取り付けるためのセンサ取付方法であって、
   前記中空体の外部に設けられ且つ前記連通路に繋がっている開閉弁により前記連通路との間が閉じられている管の挿入通路に前記センサを先端から挿入し、前記管に設けられている第１シール部材により前記センサと前記管との間を封止させる第１挿入工程と、
   前記第１挿入工程の後、前記挿入通路において前記第１シール部材と前記開閉弁との間に位置する圧力室に前記液体より高圧に加圧された加圧液を供給する加圧液供給工程と、
   前記加圧液供給工程の後、前記開閉弁により前記連通路を開く連通工程と、
   前記センサを先端から前記開かれた連通路に通して中空体内に挿入する第２挿入工程とを有する、センサ取付方法。