JPH0619275B2 - 乾式ガスホルダのピストン傾斜計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は乾式ガスホルダのピストン傾斜計測装置に係
り、特にガスホルダ内の側板に沿ってガス量に応じて昇
降移動するピストンを有したガスホルダにおいて、上記
ピストンがガス量の増減によって傾斜したときの傾斜値
とその傾斜方向とを検出表示することのできる乾式ガス
ホルダのピストン傾斜計測装置に関する。

［従来の技術］ 製鉄所等では製鉄工程において高炉ガス（ＢＦＧ）、コ
ークス炉ガス（ＣＯＧ）が発生する。これらのガスは後
に有効活用するために乾式ガスホルダ内に収容される。

一般に、乾式ホルダは有底筒体状のホルダとそのホルダ
内の側板内壁に沿って昇降移動自在に設けられたピスト
ンとからなる密閉構造を有している。ピストンはホルダ
内に収容されるガス量の増減に応じてホルダ内を昇降移
動するように構成されている。

また、ピストンとガスホルダとの間はガスシールされ、
ピストン上に設けられた油シール装置はガスシールすべ
くガスホルダとピストンとの間にシール油を供給するよ
うになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このようにガス量の増減に応じて昇降移動す
るピストンは、その昇降移動の際、ホルダ側板内壁とピ
ストンとの円周方向の摩擦抵抗の違いにより傾斜する。
ピストンが傾斜して移動した場合にはシール油が移動
し、給油不足が生じ、十分なシール機能が発揮されない
ことになる。その結果、ホルダ内に収容されるガスが外
部に漏出する虞れがある。同時に、傾斜したピストンは
ホルダの側板の内壁に局部的に強い力で当ってこれを押
し付ける。このため、側板には大きな応力が加わり亀裂
が生じる虞れがある。

そこで、このようなガス漏れや側板の亀裂を防止するた
めに、傾斜したピストンを水平の位置に姿勢を修正する
ことが有効である。傾斜したピストンの姿勢を修正する
ためには、ピストンの傾斜値およびその傾斜方向を正確
に検出することが必要となる。

そこで、従来はピストントラス部に計測器を設置し、計
測時にはホルダ内に立入ってピストンの傾斜測定がなさ
れていた。

この場合、傾斜測定の都度、ホルダ内に立入らなければ
ならないので、計測作業が煩雑化すると共に、必要なと
きに計測データを入手できない問題があった。また、ピ
ストンの傾斜測定は瞬時になされないと真の測定値が得
られない。このため、従来は各測定地点において同時に
測定する必要があり、正確な測定が困難となり、測定値
の信頼性に欠ける問題があった。

そこで、本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案さ
れたものであり、ホルダ内をガス量の増減に応じて昇降
移動するピストンが、その水平位置から傾斜したとき
に、その傾斜値および傾斜方向を正確かつ自動的に検出
して表示することのできる乾式ガスホルダのピストン傾
斜計測装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はガスホルダ内にガス量の増減に応じて昇降移動
するピストンを有した乾式ガスホルダにおいて、上記ピ
ストンにその周方向に沿って設けられた液体槽と、上記
ピストンがその水平位置から傾斜するに従って上記液体
槽の液位が変動したことを検出するセンサと、ピストン
の静止状態を検出するピストン静止検出手段と、上記セ
ンサからピストンの傾斜値を一定時間ごとに検出すると
共にその傾斜値がピストンの水平位置から一定値を越え
たときに静止状態のピストンの傾斜方向を一定時間ごと
に検出するピストン傾斜検出手段と、該ピストン傾斜検
出手段からピストンの傾斜値と傾斜方向とを表示するピ
ストン傾斜表示手段とから構成したものである。

［作 用］ ガス量の変動によって昇降移動するピストンが傾斜した
ことを液体槽の液位の変動により検出し、傾斜値は一定
時間ごとに検出され、傾斜方向は傾斜値が一定値を越え
てピストン静止状態のときに一定時間ごとに検出され
る。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図に示すように、高炉ガス等を貯蔵する円筒ないし
多角形のガスホルダ１内には円板状のピストン２が設け
られる。ピストン２はガスホルダ１内のガス量の増減に
応じてガスホルダ１の側板３に沿って昇降移動する。

これらピストン２とガスホルダ１の側板３との間には、
第２図に示すようにガスシールするための油シール装置
が設けられる。

この油シール装置はピストンの周方向に沿って連続して
形成される液体槽４により形成される。この液体槽４は
断面カップ状に形成され、ピストン２の昇降移動に伴な
ってピストン２の周縁部と側板３の内壁との間にシール
油を貯留して給油し、ガスシール機能を発揮する。

特に、この液体槽４内にはそのピストン２の傾斜したこ
とによって液位が変動したことを検出するセンサが設け
られる。

このセンサは例えば一例としてディスプレー式液面計５
により構成されている。

このディスプレーサ式液面計５は第２図に示すように、
固定系から弾性支持されて垂下されるフロート６と、発
信器７とから構成されている。フロート６はシール油８
に挿入されて浮上し、そのシール油８の液位の変動に応
じて上下動する。また発信器７はフロート６がシール油
８の液位の変動により上下動したことを電気信号に置換
するように構成されている。本実施例においては、ピス
トン２の周方向に沿って等間隔に三つの液面計５は液槽
８に設けられている。すなわち、ピストン２の傾斜を３
点で検出するように構成されている。

これらの液面計５はピストン２の傾斜を電気信号に変え
てピストン傾斜検出手段９に出力する。

ピストン傾斜検出手段９においては、ピストン２の傾斜
値とその傾斜方向とが検出される。

ピストン２の傾斜方向は傾斜値がピストン２の水平位置
から一定値を越えたときに検出される。

具体的にはピストン傾斜検出手段９は第３図に示すよう
に、傾斜値を算出するラインと傾斜方向を算出するライ
ンとから主に構成されている。

傾斜値を求めるためのラインにおいては、各液面計５か
ら発信されるノイズを除去するフィルタ１０と、各液面
計５から得られる測定値の平均値求める平均値算出回路
１１と、得られた平均値と各液面計５の測定値とを比較
して偏差値を求める偏差値算出回路１２と、その偏差値
からピストン２の傾斜値を導き出す傾斜値算出回路１３
と、得られた傾斜値を一定時間毎に出力させるための傾
斜値条件設定回路１４と、傾斜値を出力する傾斜値出力
回路１５とから構成されている。すなわち、各液面計５
から出力された測定値の平均値が求められ、この平均値
から各測定値の偏差値を導き出す。この偏差値からピス
トン２の傾斜値が得られる。その傾斜値は一定時間毎に
リセットされ、リセット毎に新しい傾斜値が出力される
ようになっている。

また、ピストン２の傾斜方向を求めるにあっては傾斜値
ラインにおける偏差値算出回路１２に接続される傾斜方
向算出回路１６と、その傾斜方向算出回路１６に並列に
接続され、主にピストン２がその水平位置から一定値
（10mm）を越えて傾いたときに傾斜方向を出力する傾斜
方向条件設定回路１７と、傾斜方向を出力する傾斜方向
出力回路１８とから主に構成されている。傾斜方向条件
設定回路１７にはピストン２の静止状態を検出するピス
トン静止検出手段たるピストン速度計発信器１９とパル
ス発生器２０とが接続される。ピストン速度計発信器１
９はピストン２が静止したことを傾斜方向条件設定回路
１７に出力する。またパルス発生器２０は一定時間毎
（30秒）にパルス発信する。

したがって、傾斜方向算出回路１６から求められたピス
トン２の傾斜方向はその傾斜値が一定値を越えると共に
一定時間毎に検出され、かつピストン２が静止状態のと
きに出力されることになる。

具体的には、第４図及び第５図に示すように液面計５に
よる０゜方向の測定値をＬ１、120゜方向の測定値をＬ
２、240゜方向の測定値をＬ３とすると、ピストン２が
水平のときの液位Ｌは次式で表わされる。

ピストン２の水平位置の液位Ｌ，測定値Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３の偏差値をｌ１，ｌ２，ｌ３とすると、ｌ１，ｌ２，
ｌ３は次のように表わされる。

ｌ１＝Ｌ１−Ｌ (2) ｌ２＝Ｌ２−Ｌ (3) ｌ３＝Ｌ３−Ｌ (4) ここで、第５図に示すように、ピストン２の傾きの中心
軸Ｘとすると、これと測定値Ｌ１とのなす角をθ、また
第４図に示すように中心軸Ｘと水平面Ｙとのなす角を
、ピストン２の半径をＲとすると、 傾きの中心軸Ｘの上下の差をｌとすると、ｌは次式で表
わされる。

ｌ＝２Ｒsin (9) この(9)式を(8)式に代入して整理すると、次式が得られ
る。

また、(9)式を(5)式に代入して整理すると、次式が得ら
れる。

２ｌ１＝ｌcosθ (11) (10)式と(11)式とをそれぞれ２乗して加えると、 この(12)式の両辺に3/4を掛けると、 この傾き中心軸Ｘの上下差ｌがピストン２の傾斜値とな
る。

一方、ピストン２の傾斜方向は(5)式より この(14)式に(9)式を代入すると、 すなわち、第５図に示すようにピストン２の傾斜角度は
測定値Ｌ１から最もピストン２が傾斜した地点までの角
度θによって表わされる。

このように求められるピストン２の傾斜量ｌおよび傾斜
方向θはピストン傾斜表示手段２１に出力される。

ピストン傾斜表示手段２１においては傾斜値と傾斜方向
とが別個に表示される。本実施例においてはアナログ式
の傾斜値指針計２１と傾斜方向指針計２２とから構成さ
れている。

次に本発明の作用について述べる。

第１図および第２図に示すように、ガス量の増減に応じ
てガスホルダ１の側板３の内壁に沿って昇降移動するピ
ストン２が傾斜すると、ピストン２の周方向に沿って設
けられる液体槽４の液位が変動する。この液位の変動は
センサとしての液面計５により検出される。

各液面計５はピストン２がその水平位置から傾斜したこ
とを液体槽４のシール油８の増減によって検出し、この
ことをピストン傾斜検出手段９に出力する。

ピストン傾斜検出手段９においては第３図に示すよう
に、まず、各液面計５からフィルタ１０に信号が出力さ
れる。各液面計５から出力される信号はフィルタ１０を
通過するときに一時遅れ要素が加えられノイズが除去さ
れる。

フィルタ１０を通過してノイズが除去された信号は平均
値算出回路１１にそれぞれ出力される。この平均値算出
回路１１では各液面計５で得られる測定値Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３の平均値Ｌが求められる。この平均値Ｌは偏差値算
出回路１２において各測定値Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と比較さ
れ、偏差値算出回路１２は各測定地点の偏差値ｌ１，ｌ
２，ｌ３を算出する。これらの偏差値ｌ１，ｌ２，ｌ３
から傾斜値算出回路１３において、ピストン２の傾斜値
ｌが得られる。

求められた傾斜値ｌは計測時間の経過に従って連続的に
検出される。これを簡易化するために、傾斜値条件設定
回路１４により一定時間毎に区切って傾斜値ｌが傾斜値
出力回路１５から出力される。

本実施例では３０秒毎に傾斜値ｌがリセットされ、同時
に新しい傾斜値ｌが検出される。すなわち、一定時間毎
に新しい傾斜値ｌに更新される。

また、このように求められた傾斜値ｌは傾斜方向θを算
出する傾斜方向算出回路１６に並列接続される傾斜方向
条件設定回路１７に入力される。

この傾斜方向条件設定回路１７では傾斜値ｌが一定値を
越えると共にピストン速度発信器１９によりピストン２
が停止したことを検出し、かつ一定時間経過したことを
条件に出力される。すなわち、ピストン２が10mm以上傾
斜して静止しており、前回の更新時より30秒経過したと
きに、信号を出力する。これらの条件が満されたとき
に、傾斜方向θが傾斜方向出力回路１８に出力される。

ピストン傾斜表示手段２１の傾斜値指針計２２には、こ
のようにピストン傾斜検出手段９で検出された傾斜値が
表示される。同様にピストン傾斜表示手段２１の傾斜方
向指針計２３にはピストン２の傾斜方向が表示される。

傾斜値指針計２１ではピストン傾斜検出手段９にフィル
タ１０が設けられているので、安定した指針の動作が確
保される。

傾斜方向指針計２２ではピストン２の微動作時における
傾斜方向が許容され、大きく傾斜したときのピストン２
の傾斜方向のみが表示されることになる。また、ピスト
ン２の静止状態で傾斜方向が検出されるので、傾斜方向
指針計２２の指針は安定した動作を示す。

このように本発明はガス量の増減に応じて昇降移動する
ピストン２が傾斜したことを液体槽４の液位の変動で検
出し、この液位の変動からピストン２の傾斜値および傾
斜方向を一定時間ごとに検出するので、ピストンの姿勢
の経時的変化を把握できると共に、静止状態のピストン
２の傾斜方向を検出するので、正確かつ安定した傾斜デ
ータを得ることができる。したがって、ピストンおよび
ガスホルダの保守点検、運転管理を容易になし得る。

なお上記実施例ではピストン傾斜表示手段２１としてア
ナログ式の指針計２２，２３を採用したがこれに限るも
のでない。ピストン傾斜表示手段２１はデジタル式に表
示するように構成してもよい。

またセンサはディスプレーサ式液面計５の他、差圧式液
面計等で構成するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとき優れた効果を発
揮する。

ガス量の増減に応じて昇降移動するピストンが傾斜した
ことを液体槽の液位の変動で検出し、この液位の変動か
らピストンの傾斜値および傾斜方向を一定時間ごとに検
出するので、ピストンの姿勢の経時的変化を把握するこ
とができると共に静止状態のピストンの傾斜方向を検出
するので、正確かつ安定した傾斜データを得ることがで
き、ピストンおよびガスホルダの保守点検、運転管理を
容易になし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るピストン傾斜計測装置を示す斜視
図、第２図は第１図の要部を示す概略断面図、第３図は
ピストン傾斜計測装置のブロック図、第４図はピストン
の傾斜度を示す図、第５図はピストンの傾斜方向を示す
図である。 図中、１はガスホルダ、２はピストン、４は液体槽、５
はセンサとしての液面計、９はピストン傾斜検出手段、
２１はピストン傾斜表示手段である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−108862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−204114（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−176911（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホルダ内にガス量の増減に応じて昇降移動
   するピストンを有した乾式ガスホルダにおいて、上記ピ
   ストンにその周方向に沿って設けられた液体槽と、上記
   ピストンがその水平位置から傾斜するに従って上記液体
   槽の液位が変動したことを検出するセンサと、ピストン
   の静止状態を検出するピストン静止検出手段と、上記セ
   ンサからピストンの傾斜値を一定時間ごとに検出すると
   共にその傾斜値がピストンの水平位置から一定値を越え
   たときに静止状態のピストンの傾斜方向を一定時間ごと
   に検出するピストン傾斜検出手段と、該ピストン傾斜検
   出手段からピストンの傾斜値と傾斜方向とを表示するピ
   ストン傾斜表示手段とを備えた乾式ガスホルダのピスト
   ン傾斜計測装置。