JPH0246090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガス吹入法によつての各種タンク内
の流体のレベル測定に関するものである。このタ
イプの測定では流体静力学作用による１個のレベ
ル感知ヘツドを用い、これをタンクに結びつけ、
レベルを測定せんとする流体内にゾンデを差込
み、実際上はタンクの底まで入れて測定するもの
である。

この種の感知ヘツド類で、その構造上、１個の
主たる区画室を持ち、それが弾性戻し機構付きの
１枚の隔板によつて、１個の上流側の室と１個の
下流側の室に区分される式のものは公知に属す
る。感知ヘツドの下方には１個のゾンデの孔があ
り、それが下流側の室に通じている。また別に、
１個の加圧ガス取入孔が上流側の室に通じる如く
設けられるが、それには隔板と連動組合せた１個
の弁を介するものとし、その際ゾンデの上の方で
下流側圧力に比べた上流側圧力を定めるようにす
る。最後に、流量調節用の１分路を上流側及び下
流側の両室間に設け、また１個の圧力検知装置を
下流側の室に結ぶか、これによつて或る与えられ
たる流量に応ずる下流側圧力を測り、それより流
体のレベル高さを得るものである。

これらの装置は船舶上にて特に使用されるもの
で、また今までのところアナログ表示による目盛
板を用いるものであつた。この種の諸条件におい
ては、船上の１個のセンターになる場所を設け、
そこにレベル感知用の多数のヘツドを集めて配置
し、それらをそれぞれのタンクに適宜の管路によ
つて結合するが、上記の諸管路にはガスを充填す
るので測定に殆んど変化を生じないと見られてい
た。

測定センターに在る感知ヘツドとタンクとの間
の各管路の長さ故に生じる損失に関して、先づ第
一の不都合が見られるが、これはこれらの管路が
大抵の場合立入りが不可能となる場所に設置され
る事が多く、しかもそれらの長さが数百メートル
に及び事である。この様な損失（漏れ）がある時
にはレベルの指示は当然意味を失う。

もとより測定をより正確にする事は勿論望まし
い事である。そこで前提となるのは、何よりも先
づ距離を置いて測定する事よりも、むしろタンク
のレベルを正確な情報として取り上げることで前
述せる如き管路の長さに因る諸誤差を除去すべき
こととなる、同様により正確な諸検出手段を利用
すべき事と、その表示法をデジタル電気信号に置
換える方がよいとみなされる。

これらの必要性と関聯して、もう一つの別の問
題が生じる。すなわち、今迄のところ、感知ヘツ
ドについて圧縮空気圧力の低下が生じた時、これ
により不祥の諸作用を回避する為の対応措置は、
センター・ポストのレベルに於いて、オペレータ
ーの扱いに任せて置く以外には方法が無く、また
正確に言えば圧縮空気の給気が落ちてしまつた為
に、ゾンデ内部のレベルが上昇してしまつた場合
には装置からエヤーを抜かねばならぬのだが、そ
の為にもオペレーターに上記の如く依存するしか
無かつたのである。

この発明はかかる場合に於ける著るしい改善を
目的とするのが本旨である。

この為、またこの発明の第一の特徴に従い、ゾ
ンデに到る下流側の室からの連絡路に１個の補助
区画室を設け、その室自体がまた、主たる区画室
同様に、１枚のもう一つの隔板によつて上流側の
補助区画室と下流側の補助区画室に区分される如
く設定するのである。この上流側の補助区画室は
加圧ガス取入孔と連絡せしめ、下流側の補助区画
室の方は主たる下流側の区画室とゾンデとの連絡
に用い、それにバランスを司る弾性戻し機構を常
備すると共に、１個のゾンデの弁をも設ける。こ
のゾンデの弁は加圧ガスが入つて来ない時には通
常閉じる様にして置くから、これによつてタンク
内の流体がレベル感知ヘツドの方に上昇するのを
防止し得るのである。

附加的なものとして、ゾンデの弁のレベルに、
通常は閉じられる１個の孔を設けると、レベル検
知を現場で較正することが可能となると言う利点
がある。

この発明のもう一つの有益なる特色によると
は、下流側区画室と圧力検知装置との間の連絡路
に、１個の安全弁を置くものである。１個の標準
区画室を設けこれを第３の隔板により１個の標準
圧力区画室及び、主たる下流側の室に連絡させた
１個の保護区画室とに分割する。この標準区画室
には、別にもう１個のバランス用弾性戻し機構を
具え、また第３番目の隔板には安全弁に組合わせ
た構造とし、この安全弁が主たる下流側の室内で
圧力超過を生じた際には弁を閉じる如くする。こ
の様にする事により、圧力感応素子が過大圧力に
因つて傷むのを防止する事が出来る。液化ガス・
タンカー船の場合には寒冷及び下圧によつて、甚
大な過大圧力が突発的に生じ得るものである事と
特記して置く要がある。

特別の応用実施例としては、圧力検知装置に１
個の圧電抵抗クオーツを設けることがある。この
クオーツは１操作（運転）回路に組付けるのを有
利とし、この回路に、全体を調節し、また流体濃
度に応じての調節をするか、或はそのいづれかの
調節をする為の十進抵抗ネツト・ワーク１個を成
るべく設けるとよい。

特に利点の大なる実施例においては、標準区画
室にタンクの上部を連絡する１個の孔を設けるか
或はガス天蓋に連なる１個の孔を設け、且つもう
１個の連絡路を圧力検知装置にあてて造るとよ
い、この最後の設備はそれによつて、タンクの上
部及びそのガス天蓋と主たる下流側の室との間の
差圧を検知し得るので、この事はまた新らたに、
加圧と低温下で液化されている液化ガス燃料類の
場合に特別有利となる。その理由はガス天蓋の圧
力はその場合の温度に大いに依存するからであ
る。

このほかにも多くの特色と利益があるが、これ
らは以下に続く詳細説明及び附図を読むにつれて
明らかとなろう。

第１図での感知ヘツドの外側では、その上部
に、１個のキヤツプ２を具え、その下部には、
「ねじ」を切つた１本の管内に納めた１本のゾン
デの孔１があり、このゾンデの孔が、１個のタン
ク中の流体中に突込んだ１本のゾンデ上につなが
る如く設けられる。これら両者の間で、感知ヘツ
ドのボデイには非常に数多くのエレメントが収納
されるが、これによいは後述する。

メインボツクス１０は１個の主たる区画室とな
つていて、それが１枚の隔板１３によつて１個の
上流側の室１１と１個の下流側の室１２に区切ら
れている。隔板１３にはその上部にこの隔板と一
体となつて結合している１個のバブル・キヤツプ
１５があり、そしてその上に１個の″ばね″１４が
支持されて、そのもう一方の端部は感知ヘツドの
ボデイによつて支えられている。隔板１３に取付
けられた１個の弾性戻り機構はこの様な構造であ
る。

今度は第１図及び第３図を同時に参照すると、
これら両面上に加圧空気取入孔４が見られるが、
この孔は１本の管４０を経て多孔性ブロンズで造
られた１個のフイルターのボデイに連結されてあ
る。このフイルターは一切の塵と基他の異物で空
気中に浮遊懸架している惧れがあつて、しかも感
知ヘツドの良好なる機能を害する惧れのあるもの
を除去する為に置く。この多孔性のブロンズ・フ
イルターの次には、１本の管路４２が置かれて加
圧空気を、シリーズに置かれた１個の減圧弁４３
に導く、この４３の弁の出口は、見えていない１
本の管路を経て感知ヘツドの２１の部分に結ばれ
ている。最後に、可動エレメントが隔板１３と一
体につながつた１個の弁４５を経由して、且つ１
本の管４６を中間にはさんで、加圧空気が最終的
に主たる上流側の室１１に入るものである。

同様に第１図に見られるものに、一般に２０と
示された、１個の補助区画室がある、そしてこの
区画室は前者の場合と同じく、１個の上流側補助
区画室２１、１個の下流側の室２２、１枚の隔板
２３を具えるが、これはその上部が１本の管２５
に、その下部が１本の管２６に連結されて１体化
している。この管２６が今度は、下流側補助区画
室２２と、ゾンデに向うゾンデの孔１との間を開
いたり閉じたりする１個の弁２７の可動エレメン
ト２４とつながれて一体となつている。

容易に判る如く、上流側の補助区画室２１内に
突発的に加圧空気の取入れが行われなくなるや否
や、弁２７は直ちに閉鎖して其の「ばね」の力
（可動エレメント２４）によつて弁座に密着して
しまい、括抗応力が消失する。この様な諸条件の
下では、タンクの有する流体がレベル感知ヘツド
の方に上昇する訳には行かない。逆に、上流側補
助区画室２１内に加圧空気のある場合なら、この
圧力で弁２７を開いて保つて置くに普通は充分で
あり、またゾンデの孔１と補助区画室の下流側の
区画室２２との間を平常通り連絡して置くことが
出来る。次に、この下流側補助区画室２２は、管
１９を経由して、主たる区画室の下流側の室１２
とつながる。

第１図の下の方に、２９と番号を附して、ゾン
デの弁２７のレベルに見られるのが、通常は閉鎖
されていて、レベル検知の現場較正の手段となる
孔である。事実、この孔は、弁２７を経由するこ
と無しに、所要のすべての圧力を下流側補助区画
室２２に直接に附与させることを可能ならしめ
る。この圧力は主たる区画室の下流側の室１２内
に通常存在するものである。

一方ではまた、流量調節装置１８のための１本
の分路１７が設けられている、これは主たる区画
室の上流側の室１１と下流側の室１２との間に設
けられてあり、この分路によつて、ゾンデの端末
部レベルに於ける圧縮空気の流量が特に微小にな
る様にこの圧縮空気の流量を微妙に調節し得るも
のである。この様な調節によつて、空気の流出レ
ベルに於ける動荷重の損失を実際上無い様に保全
するものである。空気柱の高さが一方で深柱の高
さに比べて非常に弱い圧力作用を呈するから、実
際上では下流側の室１２のレベルには、ゾンデの
管の端に存在する圧力を代表する或る圧力が認め
られることになる。

この圧力は従つて液のレベルをよく表わすこと
になるわけである。

今、下流側の室１２を考察するならば、この室
１２と圧力検知装置５の間に、１個の弁座５１及
び１個の可動装置５０によつて規定される１個の
安全弁が設けてある。この弁座５１は１個の中央
の孔を経て水平な１本の管路５２と通じて、平常
は閉ざされてある１個の孔５４に口を開き、また
垂直の１本の管路５３によつて検知装置５の入口
群のうちの１個の方に結ばれている。

もう片方では、弁の可動装置５０が１本のロツ
ド３８と一体に結ばれていて、このロツドは、１
個の保護室となるべき室３２と通ずる１個のシリ
ンダー内で大きなストロークで滑動する様にして
ある。実際、第３の１個の区画室３０の内部で
は、上記の保護室３２が１個の隔板３３の１端に
位し、これに反し他の一端では、外部に向う１個
の孔３に通じている標準圧力室３１によつて区切
られ、そして或は参照標準圧力に結ばれたり、或
は、この方が都合がよいのだが、タンクのガス天
蓋内にある圧力に結ばれるのである。であるか
ら、保護室３２は主たる、下流側の室１２に対
し、ロツド３８の周囲を取巻く通路によつて結ば
れている事が判る。もう片方では、隔板３３の一
方から他の一方に亘つて、この隔板と一体化され
た管路３５と３６が設けてあり、その管路３５
は、１個のスクリユーヘツドを具えたねじ３７の
作用により動く駆動ロツド７０を介して、バラン
スを司どる弾性戻し機構を形成する１個の「ば
ね」３４の応力を受けるが、キヤツプ２を除去す
るか、或かこの上に乗つている「ねじ」７４を除
去すれば手によつて触れる事が可能である。

もしも加圧空気が平常の通りに取入れられてい
るとして、但し少くとも或る超過圧力が主たる下
流側の室１２内に生じているなら、この超過圧力
は「ばね」３４により定められる戻し応力に打克
つに充分なのであり、従つて可動装置５０と弁座
５１の両エレメントにより規定されている弁は圧
力検知装置５を保護すべく閉じられてしまう。

一方では隔板３３の圧力を測定し、もう一方で
ガス天蓋の圧力を測定するのを要すると言うのが
好ましい様な場合には、上述の如く獲得される安
全性が特に効果を持つ。

同様の条件下では、ガス天蓋に結ばれた標準圧
力室３１は１本の管路５５を経由して圧力検知装
置に結ばれるのを有利とするが、この圧力検知装
置は此処では差圧検知の１装置となると言う利点
をもつ。

好ましき実施例の一つに於いては、圧力検知装
置には少くとも１個の圧電抵抗クオーツを具える
のがよく、場合により２個の圧電抵抗クオーツを
置いて差圧の測定をするとよい。このタイプの検
知装置は普通１個のアダプテイング回路と組合わ
されるが、この回路はキヤツプ２の下に収めた印
刷回路基板７２によつて造られ得る。このIC基
板には全体の調整のために十進抵抗ネツトワーク
１個を具えるのが有利で、また液体濃度に応じる
１個の調整ネツトワークを具えるのは特に有利で
ある。

測定の出力の各種の組合せ方は、適宜の変換を
用いた後、デイジタル形式でも可能であり、それ
は管路５７とコネクター５６を経由してからオペ
レーターのいる中央運転室に持つて行くことにな
る。

今や、本発明による装置では、タンクと同レベ
ルに感知ヘツドの取付けが出来ると共に、前述せ
る諸種の問題を簡単な方法で解決し得る事が判つ
た。各種の安全性がそこでは確保されるが、圧縮
空気補給の時に於ける圧力低下の場合特に然りと
する。同様に、装置に排出孔１個を設けることに
関しては、これも非常に簡単で自動式な方法によ
る。実際、圧縮空気の圧力が失われたとすれば、
弁２７が速時閉じられて、液体が感知ヘツドを冒
すのを完全に防止する。其処で、補給圧力を回複
すれば充分であり、また弁２７は当然液体をゾン
デの端の方に押すことに成るが、液体が装置の主
要部分を損うことは無いものである。一般に相当
腐蝕性のある液体であることを想起しよう。

当然の事乍ら、本発明は上述の実施方法に限定
されるものではなく、むしろその意に合するすべ
ての変化例にも及ぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感知ヘツドの好ましき一
実施例で垂直断面見取図として示せるものであ
り、第２図は第１図上に表わされなかつた若干の
詳細を示す如く感知ヘツドの上部を部分的断面図
としたるものであり；また、第３図は第１図の孔
４の軸のレベルに於ける断面図である。 １……ゾンデの孔、２……キヤツプ、４……加
圧ガス取入孔、５……圧力検知装置、１０……メ
インボツクス、１１……上流側の室、１２……下
流側の室、１３……隔板、１４……ばね、１５…
…バブルキヤツプ、１７……分路、１８……流量
調節、１９……連絡路、２０……補助区画室、２
１……上流側補助区画室、２２……下流側補助区
画室、２３……隔板、２４……弾性による戻し機
構、２５，２６……バブルキヤツプ、２７……
（ゾンデの）弁、３０……参照（標準）区画室、
３２……保護室、３３……隔板、３５……バブル
キヤツプ、３７……フイルタ、３８……ロツド、
４０……管、４１……多孔性フイルタ、４２……
導管、４３……減圧弁、４５……バルブ（弁）、
４６……バブルキヤツプ、５０……可動装置、５
１……弁座、５２……水平パイプ、５３……垂直
パイプ、５５……管路、５６……コネクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液位測定のため液内に挿入せる１本のゾンデ
   に連結せる流体静力学作用によるレベル感知ヘツ
   ドが、１個のメイン・ボツクス１０、但しこのメ
   イン・ボツクスは、弾性による戻し機構を具えた
   １枚の隔板１３により上流側の１室１１と下流側
   の１室１２に分けられるもの、および下流側の１
   室１２に通ずる１個のゾンデの孔１、並びに、ゾ
   ンデの上部に於ける下流側の圧力と比較して上流
   側の圧力を定められる如く、隔板１３と組合され
   た１個の弁４５を介して上流側の室１１に連絡す
   る加圧ガス取入孔１個４、上流側の室１１と下流
   側の室１２の両者間に設けて流量調節を行う流量
   調節装置１８のための１本の分路１７、（可動装
   置５０、弁座５１、管路５２，５３，５５、およ
   び孔５４で）下流側の室と連絡することにより、
   与えられたる或る流量に応ずる下流側の圧力測定
   を可能ならしめ、これにより液位の高さを与え得
   べき、下流側の圧力を感知する１個の圧力検知装
   置５を具えたる装置において、ゾンデへの下流側
   の室１２の連絡路に補助区画室１室２０があり、
   この区画室自体が上流側補助区画室２１と下流側
   補助区画室２２とに他１枚の隔板２３によつて区
   別されており、その上流側補助区画室２１が圧力
   ガス取入孔に連絡するに対して、下流側補助区画
   室２２は（管１９を経由して）主たる下流側の室
   １２とゾンデの孔１との間の連絡路となしつつ、
   弁のバランスを司る１個の弾性戻し機構を形成す
   る可動エレメント２４を具え、また加圧ガスが入
   つて来ぬ時には閉じる如く取付けた１個のゾンデ
   の弁２７をも具え、これによつてタンクから液体
   がレベル感知ヘツドの方へと上昇するのを妨げる
   如くしてあることを特徴とする保護装置付きの流
   体静力学作用によるレベル感知ヘツド。 ２ 前記レベル感知ヘツドにおいて、ゾンデの弁
   のレベルに、通常は閉鎖されている１個の孔２９
   を用意し、これを用いてレベルの検知の現場にお
   ける較正を行い得るが如く設けたる、特許請求の
   範囲第１項記載の保護装置付きの流体静力学作用
   によるレベル感知ヘツド。 ３ 前記レベル感知ヘツドにおいて、下流側の室
   １２と圧力検知装置５とを結ぶ連絡路に、安全弁
   ５０，５１を設ける事、１個の標準区画室３０を
   用意し、これを１個の第３の隔板３３によつて１
   個の標準圧力室３１、および主たる下流側の室と
   連絡せる１個の保護室３２とに区別する事、並び
   に標準圧力室３１には１個の別の弾性戻し機構を
   具えるが、第３番目の隔板３３の方は、主たる下
   流側の室内が圧力超過せる場合に安全弁を閉じる
   ため、安全弁５０，５１と連動させてある事、を
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の保護装置付きの流体静力学作用によるレベル
   感知ヘツド。 ４ 前記レベル感知ヘツドにおいて、圧力検知装
   置５が１個の圧電抵抗を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載
   の保護装置付きの流体静力学作用によるレベル感
   知ヘツド。 ５ 前記レベル感知ヘツドにおいて、圧力検知装
   置５が同様に、全体の調節および流体の濃度に応
   じての調節あるいはそのいずれかの調節のため
   の、十進抵抗ネツトワーク１個を具えることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の保護装置付
   きの流体静力学作用によるレベル感知ヘツド。 ６ 前記レベル感知ヘツドにおいて、標準圧力室
   ３１に１個の連絡孔３をタンクの上の方に向けて
   設け、かつ他の１個の管路５５を圧力検知装置５
   に向けて造り、後者がタンクの上の方と主たる下
   流側の室間の差圧を検知することを特徴とする特
   許請求の範囲第４項または第５項記載の保護装置
   付きの流体静力学作用によるレベル感知ヘツド。