JPH08278187A - 液位検出装置用のフロート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】浮力が大にして耐圧性の高い円筒形フロートを
を提供できるようにする。 【構成】円筒体１ａの端部が半球状掩蓋１ｂで塞がれた
外殻１の内部に、外殻より比重の小さい材料からなる補
強体２が外殻の内面に接して設けられて、補強体により
外殻が外圧に抗するように支持される構造のものとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のフロートは石油などの液
体貯蔵タンクにおける液面検出装置用に使用される。

【０００２】

【従来の技術】容器に貯蔵された液の量を検出するいわ
ゆる液位検出装置には種々の方式のものがあるが、浮力
によってフロートを液面変動に追従させ、フロートの位
置によって液位を求めるフロート式液面検出装置が主要
な方式の一つとして広く用いられている。

【０００３】フロート式液位検出装置には或る液位に達
したか否かを知る一点検出用のいわゆるレベルスイッチ
（図３）と、容器内の液位を連続的に測定するいわゆる
レベル計（図４）に大別されるが、フロートを液面変動
に追従させるという基本原理は同じである。

【０００４】工業用の液位検出装置の場合、液の比重は
種々であり、広い範囲に適用せしめるには比重の小さな
液でも必要な浮力が得られるフロートが望まれる。一
方、タンクの多くは密閉型であり、タンクの内圧が高く
なるものが少なくなく、したがって、フロートがどのく
らいの外圧に耐えられるかが適用範囲を決める重要な要
素となる。また、タンク内液の温度もきわめて広範囲に
わたり、広い温度範囲で使用できることも重要である。

【０００５】これらの条件において浮力が大きいこと
と、外圧に対する耐圧が高いことは基本的に相反する条
件であり、この二律背反的条件をバランスよく両立させ
ることがフロートの設計の要点となる。

【０００６】浮力が大きく、かつ耐圧の高い円筒形フロ
ートを得る従来の基本技術には次のものがあり、単独ま
たは組み合わせで実用に供せられているが、いずれも次
ぎのような問題点がある。

【０００７】(1) フロートの外殻を低比重金属で製作す
るもの この構造のフロートは、アルミやアルミ系合金は耐食性
が低く実用に供し得ないため、チタンが用いられるが、
チタンの場合、素材コストが高い、溶接が難しく溶接部
の信頼性が低い、塩素イオンに弱い、などの問題があ
る。

【０００８】(2) フロートの外殻にリブを設けるもの
（図５） この構造のフロートは厚肉パイプから切削するため、素
材コスト、加工コストが高くつく。

【０００９】(3) フロートの外殻をコルゲート状に成形
するもの（図６） この構造のフロートは、耐圧性の向上に限界があり、ま
た、外径が大きくなり、成形コストが高くつく。

【００１０】(4) フロートの内部に加圧ガスを封入する
もの この構造のフロートは、温度によって封入ガスの圧力が
変化し、耐圧も温度によって変化する。また、設計条件
を超える温度条件になると破裂する恐れがある。

【００１１】(5) フロートの内部に低比重コンパウンド
を充填する この構造のフロートは製造コストが高くつき、また、品
質管理が難しい。

【００１２】一般的にいって、適用範囲の広い上記(1)
、(5) などの技術はコストが高くなり、コストの低い
(4) などの手法は適用範囲が限定されるという欠点があ
る。

【００１３】

【本発明の目的】本発明は円筒部と両端の球面部からな
るいわゆる円筒形フロートの改良に関するもので、上述
した従来の欠点が除去され、浮力が大にして耐圧性の高
い円筒形フロートをを提供できるようにしたことを目的
とする。

【００１４】

【本発明の構成】本発明に係るフロートは、円筒体の端
部が半球状掩蓋で塞がれた外殻の内部に、外殻より比重
の小さい材料からなる補強体が外殻の内面に接して設け
られて、補強体により外殻が外圧に抗するように支持さ
れる構造のものとしてある。

【００１５】

【実施例】以下本発明を添付図面の図１〜２に示す実施
例により説明する。図１〜２において、符号１はフロー
ト本体たる外殻を示し、ステンレスやハステロイなどの
高耐食特殊鋼よりなる薄肉円筒体１ａの両端に薄肉の半
球状掩蓋１ｂをろう付けや溶接で取り付けたものとして
ある。

【００１６】外殻１が円筒形のフロートでは、両端の各
掩蓋１ｂの強度は充分に高いが、円筒体１ａの耐圧性を
向上させる手段が技術的なポイントとなる。

【００１７】その手段として、図１に示す円筒形フロー
トでは、円筒体１ａの内面にこれと密着する内筒２を補
強体として設けたものとしてある。この図では掩蓋１ｂ
内にも円錐状の補強体２ａを設けてあり、この補強体２
ａは内筒２の両端に予め螺着等により取り付けておき、
掩蓋１ｂを円筒体１ａにろう付けや溶接で接合する際の
センター合わせ機能をする。

【００１８】また、一方の掩蓋と円錐状補強体とにはこ
れらを貫通する気管３を設け、この気管から円筒体内に
空気や不活性ガス（例えば窒素ガス）を圧入して、外殻
の内圧を高めるようにし、気管は栓４で閉塞する。な
お、フロートを水中に沈め、掩蓋と円筒体との接合部の
気密テストをする際に気管から外殻内に圧力空気を供給
する。

【００１９】図２は補強体を骨格体５で構成した例を示
す。骨格体は同図のように、外周にリブ５ｃを形成した
円板５ｂを適宜の間隔で支柱５ａに取り付けたものとし
たり、あるいは円板の代わりに十字状や放射状のステー
としたリング状リブのステー中心を支柱に取り付けたも
のとしてある。

【００２０】いずれの方法においても、円筒体に作用す
る外圧を支える部材は円筒体に密着して設けられる必要
があるので、以下の方法で補強体を円筒体内に設ける。
例えば、挿入時に補強体を円筒体より低温とし、温度差
を保って円筒体内に補強体を挿入するが、それには次ぎ
のような手法等による。

【００２１】(a) 補強体を液体窒素（−１９６℃）に浸
漬して低温にする (b) 円筒体をヒータで加熱する (c) 上記二つの組み合わせによる

【００２２】これらの手法で円筒体と補強部材との温度
差を２００〜３００℃とする。アルミニウム（線膨張係
数は２３×１０^-6）のばあい、２００℃の温度差では
０．４６％収縮するので、円筒体と補強体の温度が等し
いときに両者が完全に密着する寸法であっても、温度差
のある状態では容易に挿入することができる。

【００２３】なお、両者の温度が等しい時には補強部材
の寸法を円筒体よりやや大きくし、挿入された状態では
円筒体に適当な張力が発生するようにすれば、耐圧性を
さらに高めることができる。また、実用温度に合わせた
寸法設定をすることにより、広い温度範囲に適用でき
る。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べた本発明のフロートは、 (1) 厚さの薄いステンレスの外殻とアルミニウムまたは
アルミ合金の補強部材で構成でき、軽量かつ材料コスト
が安い (2) 組立方法が簡単で、特殊な製造技術を必要としない (3) 腐食性の強い液の場合、外殻にハステロイ等の高耐
食金属が使用できるので、液種に対する適応性が高い (4) 補強体の設計を変えることにより、浮力と耐圧のバ
ランスを自由に変えられるので、適用範囲が広い（補強
体を少なくすると浮力は大きくなるが、耐圧は低くな
る） などの効果を奏し、従来のものの問題点が改善され、か
つ適用範囲も広いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロートの一例を示す縱断面図。

【図２】本発明に係るフロートの他の例を示す縱断面
図。

【図３】液位の一点検出用レベルスイッチを示す図。

【図４】液位の連続測定用レベル装置を示す図。

【図５】従来のリブ付きフロートを示す図。

【図６】従来のコルゲートタイプフロートを示す図。

【符号の説明】

１・・・外殻 １ａ・・・円筒体 １ｂ・・・掩蓋 ２・・・補強体たる内筒 ２ａ・・・円錐状の補強体 ３・・・気管 ４・・・栓 ５・・・補強体たる骨格体 ５ａ・・・支柱 ５ｂ・・・円板 ５ｃ・・・リブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒体の端部が半球状掩蓋で塞がれた外殻
   の内部に、外殻より比重の小さい材料からなる補強体を
   外殻の内面に接して設けて、外殻が外圧に抗するよう補
   強体により支持される液位検出装置用のフロート。