JPH051403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンク内容物の容量検出器に係り、特
に高温の内容物を包有するタンク内の充填状態の
容量測定用に設けられ、タンク壁の開口部に気密
かつ電気的に絶縁されて貫通する検出電極を有し
た容量検出器に関する。

タンクの充填状態の容量測定は検出電極と通常
金属製のタンク壁により構成される対向電極との
間の容量が充填状態により変化することを利用し
て行なつている。容量検出器は連続的な充填状態
の測定あるいは充填限界状態の検出に利用しう
る。いずれの場合にも内容物が高温の場合には容
量検出器に過大な負荷が掛る。かかる内容物の例
としては加熱された鉱物及びフライアツシユが挙
げられる。加熱された鉱物の中には回転炉中で
400℃迄加熱され道路舗装に使用される破砕石が
含まれる。熱フライアツシユは例えば火力発電所
で生ずるものであり、同様の高温に達する。この
種の高温内容物の充填状態の測定に使用される容
量検出器は耐熱、耐圧、耐摩耗性に富ませる必要
がある。更にタンクに対する検出電極の貫通部へ
の付着物により測定結果の誤差を生ずることを防
ぐ要がある。

即ちタンク内に高温の内容物が充填されている
反面相対的に低温のタンク壁においては凝縮が起
き、この結果容量検出器の貫通部に湿つた付着物
が付き測定結果に誤差を与える危惧があつた。

本発明の目的は高温内容物の充填状態の測定に
特に適し、湿つた沈着物に感応せずかつ検出器内
部への湿気の侵入を防ぎ得る容量検出器を提供す
ることにある。

本発明によれば上記の目的は、検出電極が貫通
部からその長手方向の一部において前記検出電極
に対し電気的に絶縁されかつタンク内部に達する
金属製の防湿管により囲繞され、前記防湿管の内
部が防湿される構成をとることにより達成され
る。

防湿管は検出電極をタンク壁から離間しタンク
内において検出対象の内容物に達せしめ、凝縮物
の発生を防止するように構成される。防湿管の所
要長は検出条件、特に内容物の温度及び予期され
る凝縮物の形成量によつて定める。通常防湿管は
長手に設ける程好ましい。この場合防湿管は少く
とも300mmタンク内に突出する必要があることが
判明している。防湿管は標準的には長さ400mmに
することが適当であるが、検出条件によつてはよ
り長手にすることが適当な場合もあり得る。金属
製の防湿管はタンク壁と同一の電位に置かれ、防
湿管の外側に生じる凝縮物及びこの結果生じる付
着物によつて検出電極とタンク壁との間の容量に
影響が与えられないように設けられる。従つて充
填状態の測定は凝縮物と付着物の形成により影響
されない。さらに容量検出器内への湿気侵入が構
造上抑止されるように構成される。

本発明の容量検出器において特に顕著な特徴は
検出電極が二つの部分、即ち防湿管に囲繞されか
つ検出電極の固定部と接続された金属製の棒材
と、防湿管から突出する棒材端に固定された検出
電極本体とから成る。従つて容量検出器の他の部
分を変更することなく各種の検出条件及び内容物
に対応して検出電極の実際上の作動部を容易に交
換することが出来る。

容量検出器がタンク外側の固定部により保持さ
れる検出ヘツドと検出電極の接続部に接続された
電子回路とを包有する構成をもつ場合、検出ヘツ
ド内に設けられた電子回路がタンクから前記検出
ヘツドに伝達される熱により損傷を受ける問題が
生じる。前記の固定部が防湿管から伝熱されるよ
うに結合される場合には相当量の熱が防湿管を経
て固定部に伝達されるのでこの欠点は特に顕著に
なる。本発明の容量検出器の有用な実施態様に於
ては固定部に冷却フインを有する管状の冷却体を
固定しこれにより検出ヘツドを保持すると共に、
検出電極と電子回路との間の結合導体がこれらの
部材を貫通する構成をとることにより上記の欠点
を除去する。前記冷却体は固定部を介して伝達さ
れる熱の大部分を外気中に放出し、従つて熱が検
出ヘツド内の電子回路に達することが防がれるこ
とになる。

以下本発明による容量検出器を図面に沿つて説
明する。

第１図を参照するに容量検出器１０が示されて
おり、前記容量検出器１０はタンク内の充填状態
の測定に使用される。同図において当該タンクは
その上面を形成するタンク壁１２の断面のみを示
す。タンク壁１２には雌ネジを有する開口１４が
設けられ、前記タンクに容量検出器１０が前記の
雌ネジと螺合可能な雄ネジを有する螺着部材１６
によりシール環１７を介在して固定される。タン
ク内の充填状態の測定は、電気的に絶縁されかつ
前記螺着部材１６に形成された中央孔１８を気密
に貫通しタンク内において下方に突出する検出電
極２０により行なわれる。即ちタンク内の充填状
態に応じ検出電極２０がタンク内容物によつて覆
われる領域が異なるため、検出電極２０と通常検
出電極２０に対し対向電極をなすことになる金属
製タンク壁との間の容量が変化する。この容量の
変化はタンク外部の検出ヘツド２２内に設けられ
た電子回路により測定され、この回路からの測定
信号がタンク内充填状態の表示に使用される。

図示の実施例において検出電極２０は２つの部
材、即ち電気的に絶縁されて螺着部材１６内を貫
通する金属製の棒材２４と、該棒材２４の下端に
固定された検出電極本体２６とから成る。また検
出電極本体２６の上部はナツト頭部２８として構
成され雌ネジを備えた孔３０を有しており、前記
孔３０を介して棒材２４の下端に設けられたネジ
部３２に螺着される。

検出電極２０を二部材で構成することにより、
容量検出器の他の部分を変更する必要なく検出電
極本体２６のみを簡単に交換するだけで極めて広
汎な検出条件に適合させることが出来る。検出電
極本体２６の種類及び形状は特に容量検出器を充
填状態の連続的な測定に使用するかあるいはタン
ク内の充填の限界状態の検出に使用するかにより
定まる。連続的な充填状態の測定を行なう場合、
検出電極本体２６は長さを大にする必要があり、
実際上タンクの全高にわたる長さにされる。この
場合検出電極本体２６は通常ワイヤにより構成さ
れ上端にナツト頭部２８が連結されると共に下端
に錘りが付設される。また充填の限界状態を検出
する場合には検出電極本体２６の長さは比較的短
くすることができる。例えば検出電極本体２６は
ナツト頭部２８に付設される扁平または管状の金
属部により構成される。この場合には容量検出器
１０は検出すべき充填状態の高さに相応してタン
ク側壁に水平に取付けることが好ましい。

検出電極本体２６はまた測定すべき内容物によ
つても変化する。かかる各種の電極自体形状は周
知であるから、ここでは詳述を要しないだろう。

第１図に示す構成の容量検出器は特に高温の内
容物、例えば加熱鉱物、フライアツシユ等の充填
状態測定に適する。加熱鉱物には回転炉で400℃
まで加熱されて道路舗装の製造に使用される破砕
石が含まれる。例えば火力発電所で生成するフラ
イアツシユも同様の温度に達する。この種の熱内
容物の充填状態の測定に際しては容量検出器に高
温特性、特に機械的強度及び耐熱性が要求され
る。さらに検出電極本体の貫通部における湿つた
沈着物により測定結果に誤差を生じる問題があ
る。

タンク内部が高温であるにも拘らず、タンク壁
が比較的低温である場合凝縮が発生することがあ
る。第１図に示す構成は容量検出器を沈着物生成
の影響から保護し、また容量検出器内部へ湿気が
侵入することを防ぐ機能を有している。

この目的のため検出電極２０のタンク内突出部
分はその貫通部から相当の長さにわたり好ましく
は鋼材の如き金属でなる防湿管３６により囲繞さ
れる。図示の実施例において防湿管３６は金属棒
２４の相当部分を囲繞している。且防湿管３６に
はセラミツク管３８が連結されており、前記セラ
ミツク管３８並びにネジ環３２により棒材２４の
残部が囲繞されている。防湿管３６は中央孔１８
において螺着部材１６の下面に螺着部材と同軸に
溶接される。防湿管３６の内径は棒材２４の外径
より大きく、従つて両者間には環状空間４０が形
成される。防湿管３６の下端には金属製の閉止部
材４２が溶接されており、前記閉止部材にも棒材
２４貫通用の中央孔が設けられている。また前記
閉止部材４２の下面には凹部が設けられ、セラミ
ツク管３８の上端をシール環４４を介在して係入
せしめる。セラミツク管３８の下端はシール環４
６を介して閉止部材４８の上面の凹部に係合し、
該閉止部材４８はネジ部３２に螺着され、かつ溶
接されて強固かつ気密に金属製の棒材２４と結合
される。

螺着部材１６の中央孔１８から上方に突出する
金属製の棒材２４の端部にも同様にネジ部５０が
設けられる。棒材２４の両ネジ部３２，５０の間
の部分はその全長にわたつて絶縁性材料でなるマ
ントル部材５２、例えばポリテトラフルオロエチ
レン等の耐熱性樹脂のパイプにより被覆される。
このマントル部材５２により金属製の棒材２４は
螺着部材１６及び閉止部材４２に対し電気的に絶
縁される。

六角形の頭部の如く形成された螺着部材１６の
上部には中央孔１８より大きい直径の凹部５４が
設けられる。前記凹部５４から突出するネジ部５
０はシール環５６と、セラミツク円板５８と、別
のシール環６０と、金属円板６２との積層体によ
り囲繞される。金属円板６２にはネジ部５０に螺
着されるナツト６４が接合し、更に前記ナツト６
４はナツト６６により締付固定される。

ナツト６４の締付によりセラミツク管３８はシ
ール環４４，４６と圧接しつつ閉止部材４２，４
８間で圧縮力が加えられ、また積層体５６，５
８，６０，６２は凹部５４の底部に向つて圧接さ
れる。このようにすべての構成部分が強固に螺着
部材１６と結合される。この場合検出電極２０は
セラミツク管３８と、マントル部材５２と、セラ
ミツク円板５８とにより、タンク壁１２と電気的
に接続された螺着部材１６及び防湿管３６に対し
電気的に絶縁されることは理解されよう。シール
環４４，４６により防湿管３６の内部は湿気の侵
入から保護される。

防湿管３６により検出電極２０をタンク内にお
いてタンク壁から十分離間せしめて凝縮が生じな
い温度に達する位置に配設可能にする。防湿管３
６の長さは検出条件、特に内容物の温度ならびに
凝縮物生成に応じて定める。基本的には防湿管３
６の長さは大である程好適であるが、防湿管の長
さは他の条件を勘案して定める必要があり、特に
最高充填状態の検出位置に適応させる必要があ
る。

防湿管３６はタンク内に少くとも300mm突出す
る必要があることが判明している。標準的な長さ
としては400mmにすることが好適であるが、検出
条件によつてはこれより長いことが好ましいこと
もある。金属製の防湿管３６は螺着部材１６を介
して電気的にタンク壁と接続されており、従つて
タンク壁１２と同電位になるため、防湿管３６の
外側に生じる凝縮物及びこれにより発生する沈着
物が検出電極２０とタンク壁との間の容量に影響
を与えることはない。即ちタインの充填状態の測
定を行なう場合凝縮及び沈着物が生じても当該測
定は影響を受けない。

セラミツク管３８の長さはタンク内に突出する
検出電極本体２６と防湿管３６との間に十分な絶
縁距離が置かれるように選定される。実際上この
絶縁距離を得るには長さ約100mmで十分であるこ
とが判明している。

第１図の容量検出器１０においては更に検出ヘ
ツド２２内の電子回路をタンク内の熱から保護す
る装着が設けられている。即ち検出ヘツド２２は
外側に冷却フイン７０を有する管状の冷却体６８
の上端に固定される。管状の冷却体６８はボルト
７２により螺着部材１６の上面に固定される。冷
却体６８の中空部を貫通する棒材２４の延長部７
４を介して検出電極２０と検出ヘツド２２内の電
子回路とが接続される。冷却体６８は防湿管３６
及び螺着部材１６を介して伝達される熱の大部分
を外気中に放出する。好ましくは冷却体６８はア
ルミダイキヤストにより形成される。

第２図は本発明による容量検出器の他の実施例
を示すものであり、図示の実施例はタンク壁への
固定法が第１図の実施例と異る。他の構成部分の
構造並びに作用は第１図の実施例と実質的に同一
であり、従つてその部材を示す番号は第１図の対
応する部分の番号に１００を付加して示してあ
る。

第２図の容量検出器１１０はタンク壁１１２の
開口１１４を貫通する金属製の棒材１２４を有
し、その下端には検出電極本体１２６の頭部１２
８を固定するネジ部１３２が設けられている。棒
材１２４はその長手方向の大部分が金属製の防湿
管１３６で囲繞され、前記防湿管１３６にセラミ
ツク管１３８が連結されており、且シール環１４
４，１４６を介在して防湿管１３６の下端に取付
けられた閉止部材１４２と棒材１２４の下端に取
付けられた閉止部材１４８との間で圧着される。
金属製の棒材１２４の上端に設けられたネジ部１
５０には、ナツト１６４が螺着される。また絶
縁、特に、閉止部材１４２に対する絶縁が十分大
きな空間を置いて達成されるようにマントル部材
１５２は棒材１２４の上部のみを囲繞すべく設け
られている。

第１図の実施例に比して容量検出器の固定部が
螺着部材でなくフランジ１８０により構成され、
その開孔１８２の内径は防湿管１３６の外径と実
質的に同一にされる。防湿管１３６は開孔１８２
を貫通し、フランジ１８０の上側に僅かに突出す
る。防湿管１３６はフランジ１８０に溶接により
気密に固定される。防湿管１３６の上端には金属
製のカバー１８４が溶接されており、前記カバー
１８４に金属製の棒材１２４が貫通する中央孔が
設けられる。カバー１８４はシール環１５６と、
セラミツク円板１５８と、シール環１６０と、金
属円板１６０との積層体の支持体として機能し、
第１図の実施例と同様にナツト１６４の締付によ
り前記の積層体が金属製のカバー１８４で成る支
持体に圧接される。

またフランジ１８０は、タンク壁１１２の上面
に溶接された管状中間部材１９０の上部に設けら
れるフランジ１８８上に環状シール１８６を介し
て着座される。両フランジ１８０，１８８はボル
ト１９２により相互に強固に結合される。

第２図の実施例においても検出ヘツド１２２は
冷却フイン１７０を有する冷却体１６８に保持さ
れ、この内部に電極接続部をなす金属棒１２４の
延長部１７４が貫通せしめられる。冷却体１６８
はボルト１７２によりフランジ１８０の上側に固
定される。

湿気の防徐及び排熱については第１図の実施例
に示した構成が第２図の実施例においても適用さ
れることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による容量検出器の一実施例の
断面図、第２図は本発明の他の実施例の、一部を
省略して示す断面図である。 １０……容量検出器、１２……タンク壁、１４
……開口、１６……螺着部材、１７……シール
環、１８……中央孔、２０……検出電極、２２…
…検出ヘツド、２４……棒材、２６……検出電極
本体、２８……ナツト頭部、３０……孔、３２…
…ネジ部、３６……防湿管、３８……セラミツク
管、４０……環状空間、４２……閉止部材、４
４，４６……シール環、４８……閉止部材、５０
……ネジ部、５２……マントル部材、５４……凹
部、５６……シール環、５８……セラミツク円
板、６０……シール環、６２……金属円板、６
４，６６……ナツト、６８……冷却体、７０……
冷却フイン、７２……ボルト、７４……延長部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温の内容物を包有するタンク内の充填状態
   を、タンク壁の開口部を気密にかつタンクと電気
   的に絶縁された状態で貫通する検出電極により測
   定する容量検出器において、検出電極は一部がタ
   ンク内に突出されかつその検出電極のタンク内へ
   の突出部分の、タンク壁近傍が検出電極に対し電
   気的に絶縁された金属製の防湿管により空間を置
   いて囲繞され、防湿管はタンク壁に対し電気的に
   接続されてなり、防湿管の内部が湿気に対し気密
   に閉止されるように設けられてなることを特徴と
   する容量検出器。 ２ 防湿管がタンク壁に固定され検出電極を保持
   する固定部に連結されてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の容量検出器。 ３ 固定部は雄ネジを有する螺着部材であり、タ
   ンク壁の雌ネジを有する開口に螺結され、かつ前
   記螺着部材は検出電極が電気的に絶縁されて貫通
   される中央孔を有し、防湿管が湿気に対し気密に
   螺着部材のタンク内面側において連結されてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の容
   量検出器。 ４ 固定部はタンク壁に接合されたフランジであ
   り開口を有し、検出電極を囲繞する防湿管がフラ
   ンジの開口に固定されてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の容量検出器。 ５ 検出電極が固定部を貫通する金属製の棒材を
   有し、前記棒材の一部が防湿管により囲繞され、
   棒材の防湿管からタンク内に突出する部分に閉止
   部材が固定され、且棒材の固定部から外方へ突出
   する部分にネジが設けられ、電気的絶縁部及びシ
   ール部が閉止部と前記ネジ部に螺着されたナツト
   との間において防湿管の端部と当接された固定部
   に対し圧接されてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項〜第４項のいずれか一項記載の容量
   検出器。 ６ 閉止部と前記閉止部に対向する防湿管の端部
   との間に検出電極の棒材の一部を囲繞するセラミ
   ツク管が配設されてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の容量検出器。 ７ 検出電極の棒材のタンク内突出端が検出電極
   本体のネジ頭部と連結するネジ部を有してなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項または第６
   項記載の容量検出器。 ８ タンク外側において固定部に冷却フインを有
   する管状の冷却体が固定され、前記冷却体により
   検出ヘツドが保持され且前記冷却体内に検出電極
   の延長部が貫通されてなることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項〜第７項のいずれか一項記載の
   容量検出器。 ９ 冷却体がアルミダイキヤスト製品であること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の容量検
   出器。