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技術 タンク液面測定装置

出願人 株式会社タツノ
発明者 山崎健吾原田洋一加藤誠幸鈴木尚彦
出願日 1999年6月23日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 1999-176641
公開日 2001年1月12日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2001-004434
状態 特許登録済
技術分野 うきを用いたレベル指示器
主要キーワード 凸条体 液面測定装置 ライザパイプ 収容材 中継管 非磁性体金属 磁歪線 断面略三角形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年1月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

フロートを液面の変化に速やかに応動させること。

解決手段

油面検出用フロート8が中心軸ステム5の貫通孔を備え、上端近傍検出用マグネット36が固定され、また貫通孔の当該フロートの喫水線よりも下方に同一面に位置するように突起8cが形成されていて、フロート8が油面Hより下方に位置して結氷を受けず、突起により小さな摩擦で液面に応動してステムを摺動する。

概要

背景

地下に埋設されたタンクの液面を、1/50ミリ以下の精度で測定して、燃料油の液面測定と、底部に溜まっている水分の量とを同一の液面検出手段により検出することができる液面測定装置は、特開平7-63595号公報に見られるように磁歪線の一端に送信コイルが、また測定領域に検出コイルが設けられたユニットを、下端封止されたステムに収容し、ステムにマグネットを有する油面検出用フロートと、マグネットを有し、かつ全体の比重が水よりも小さく、油よりも大きく設定された水検出用フロートを遊嵌するようにして構成されている。

この装置によれば、油面フロートは燃料油の液面に一致して移動し、また水検出用フロートは燃料油の下に溜まった水分の液面に一致して移動する。

概要

フロートを液面の変化に速やかに応動させること。

油面検出用フロート8が中心軸にステム5の貫通孔を備え、上端近傍検出用マグネット36が固定され、また貫通孔の当該フロートの喫水線よりも下方に同一面に位置するように突起8cが形成されていて、フロート8が油面Hより下方に位置して結氷を受けず、突起により小さな摩擦で液面に応動してステムを摺動する。

目的

しかしながら、気温が低下してステムに結氷が生じると、油面検出用フロートがこのによる摩擦を受けて、液面に一致して移動しなくなり、検出精度が大幅に低下するという問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは油面検出用フロートを結氷に関わりなく油面に一致して確実に応動させて高い精度で油面を検出することができる液面検出装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、タンクの底部に溜まった水を確実に検出することができる液面検出装置を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、タンクへの取付けに適した構造を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
5件

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請求項1

ステム磁歪線、及び検出用コイルを軸方向に延長して内蔵させ、前記ステムに液面に追従して摺動可能なフロート検出用マグネットを設けたタンク液面検出装置において、前記フロートが中心軸に前記ステムの貫通孔を備え、上端近傍に前記検出用マグネットが固定され、また前記貫通孔の当該フロートの喫水線よりも下方に同一面に位置するように突起が形成されているタンク液面測定装置

請求項2

前記突起が、凸条体として形成されている請求項1に記載のタンク液面測定装置。

請求項3

前記フロートが、下部に設けられたバラストによりその喫水線を調整されている請求項1に記載のタンク液面測定装置。

請求項4

ステムに磁歪線、及び検出用コイルを軸方向に延長して内蔵させ、前記ステムに液面に追従して摺動可能なフロートに検出用マグネットを設けたタンク液面検出装置において、前記ステムの下端に少なくとも上端部側にテーパ成形された基底部を形成し、前記基底部に基準マグネットを設けるとともに、前記基底部を包囲するように水検出用フロートが前記ステムに挿入されているタンク液面検出装置。

請求項5

前記水検出用フロートが、その上端側に延長部を備え、前記延長部に前記基準マグネットよりも上部に位置する検出用マグネットが設けられている請求項4に記載のタンク液面検出装置。

請求項6

前記基底部の下部にテーパ部が形成されている請求項4に記載のタンク液面検出装置。

請求項7

前記延長部が、前記ステムを摺動可能な程度の筒状体として形成されている請求項5に記載のタンク液面検出装置。

請求項8

前記フロートの下端に前記基底部の下部のテーパ部にほぼ一致するようにテーパ状に拡開されている請求項6に記載のタンク液面検出装置。

請求項9

前記ステムに油面検出用フロートが摺動可能に挿通され、前記油面検出用のフロートの下部に、前記延長部を収容できる程度の大径の凹部が形成されている請求項5に記載のタンク液面検出装置。

請求項10

ステムに磁歪線、及び検出用コイルを軸方向に延長して内蔵させ、前記ステムに液面に追従して摺動可能なフロートに検出用マグネットを設けたタンク液面検出装置において、前記ステムの上端部を軸方向に移動可能とする貫通孔を備えたヘッド部が、一端を前記ステムに支持されるバネ介装して前記ステムの下端をタンクの底部に弾圧させてピットに固定されているタンク液面検出装置。

請求項11

前記ステムの上端に中継管接続用の上基部が形成されている請求項10に記載のタンク液面検出装置。

請求項12

温度検出手段が実装された回路基板が前記ピットに収容されている請求項10に記載のタンク液面検出装置。

--

0001

本発明は、タンク等に収容された液体の液面や液量をフロートの移動により測定する装置に関する。

背景技術

0002

地下に埋設されたタンクの液面を、1/50ミリ以下の精度で測定して、燃料油の液面測定と、底部に溜まっている水分の量とを同一の液面検出手段により検出することができる液面測定装置は、特開平7-63595号公報に見られるように磁歪線の一端に送信コイルが、また測定領域に検出コイルが設けられたユニットを、下端封止されたステムに収容し、ステムにマグネットを有する油面検出用フロートと、マグネットを有し、かつ全体の比重が水よりも小さく、油よりも大きく設定された水検出用フロートを遊嵌するようにして構成されている。

0003

この装置によれば、油面フロートは燃料油の液面に一致して移動し、また水検出用フロートは燃料油の下に溜まった水分の液面に一致して移動する。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、気温が低下してステムに結氷が生じると、油面検出用フロートがこのによる摩擦を受けて、液面に一致して移動しなくなり、検出精度が大幅に低下するという問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは油面検出用フロートを結氷に関わりなく油面に一致して確実に応動させて高い精度で油面を検出することができる液面検出装置を提供することである。

0005

また、本発明の他の目的は、タンクの底部に溜まった水を確実に検出することができる液面検出装置を提供することである。

0006

さらに、本発明の他の目的は、タンクへの取付けに適した構造を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

このような問題を解消するために本発明においては、ステムに磁歪線、及び検出用コイルを軸方向に延長して内蔵させ、前記ステムに液面に追従して摺動可能なフロートに検出用マグネットを設けたタンク液面検出装置において、前記フロートが中心軸に前記ステムの貫通孔を備え、上端近傍に前記検出用マグネットが固定され、また前記貫通孔の当該フロートの喫水線よりも下方に同一面に位置するように突起が形成されている。

0008

フロートは、油面より下方に位置して結氷を受けることのない突起により小さな摩擦で液面に応動してステムを摺動する。

発明を実施するための最良の形態

0009

そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の液面検出装置の取付け状態を示すものであって、地下タンク1には地上に設けられたピット2との間にライザパイプ3が接続されていて、本発明が特徴とする液面検出装置4がタンク1に設置されている。

0010

液面検出装置4は、磁歪線や検出コイルの収容体を兼ねる金属管により構成されたステム5の基底部6をタンク1の底面に弾圧するようにしてライザパイプ3に挿入されてほぼ垂直に設置され、下端側には基底部6にほぼ包囲するように水検出用フロート7が、また貯油領域には油面検出用フロート8がそれぞれ摺動可能に挿入されている。ステム5は、収容している磁歪線の張力や、外力に抗することができる程度の剛性を備えた非磁性体金属、この実施例では不錆鋼のパイプにより構成されている。

0011

図2は、ステムの取付け構造の一実施例を示すものであって、液面検出装置4の上基部9には、中継管10が接続されていて、一端がバネ受け11により支持されたバネ12を介装して、固定部を兼ねるヘッド部13が摺動可能に嵌装されている。

0012

ヘッド部13は、その中心に中継管10を摺動可能な程度の外径を備えた貫通孔14と、フランジ15とを備え、外周に形成されたバネ受け16によりバネ12の上端を受けている。

0013

この状態で、ヘッド部13をピット2に押し込むと、液面検出装置の基底部6がタンク1の底部に当接する。この状態で、バネ12の弾性に抗して押し込むと、図3に示したようにヘッド部13が中継管10の外周を摺動してフランジ15がピット2の固定面2aに当接するから、この状態でネジ17によりフランジ15をピット2に固定する。

0014

これにより、液面検出装置4は、下端をタンク1の底部にバネ12の弾性により押し付けられ、また上端をピット2に水平面内での移動を不可能に位置決めされて固定される。これにより、温度変化等によりタンク1と検出装置4とのサイズの変動が、間隙Δgの範囲であれば、液面検出装置4は底面に弾圧された状態で固定されるから、傾斜することがなく、タンク1の底部を基準として高い精度で液面を検出することができる。

0015

固定が完了した段階で図4に示したように中継管10から引出されている信号ケーブル18と、液量管理装置19に接続するケーブル20とを端子21に固定する。そして、ステム内に配置された温度センサー26からの信号に基づいて温度を検出する温度検出手段22、シリアル伝送手段23を実装した回路基板24を組み込んで蓋25により封止する。

0016

このように、ピット2内に温度検出手段26を収容することにより、可及的にタンク1の液温度に近い温度を検出することができ他、温度検出手段22が故障した場合も簡単に交換等ができ、メンテナンスの簡素化を図ることができる。

0017

また、この取り付け構造によれば、中継管10の長さを調整するだけで、標準品の液面検出装置4をタンクの径や、ライザ管3の長さに関わり無く設置することできる。なお、ヘッド部15の外周面、及び貫通孔14内にOリング等のパッキン材26、27を設けることにより、水に侵入を防止することができる。

0018

次に基底部6、及びフロート7、8の構造について説明する。図5は基底部近傍の一実施例を示すものであって、ニッケル合金からなる磁歪線30は、絶縁体を兼ねた合成樹脂チューブ被覆された上でほぼ全長に渡って導線を密巻で巻回した検出コイルが積層されていて、一端を基底部6にまた他端を上基部9に一定の張力を掛けた状態で固定され、下端側の外周に反射波吸収用材31が嵌装されている。。

0019

ステム5の下端に固定された基底部6は、上部と底部とにテーパ部6a、6bを備え、ほぼ中央にリング状の基準マグネット32を埋め込んだ筒体として構成され、中心にステム5が嵌装されてネジ33によりステム5の外周に固定されている。

0020

水検出用フロート7は、図6に示したように底部に基底部6の下部のテーパ6bにほぼ一致するテーパ孔7aを基底部のほぼ全体を収容できる空気室7bを備えた筒体として構成され、上部側にステム5を摺動可能な程度に絞られたガイド孔7cを有する筒状の延長部7dを設けて構成されている。上端、この実施例ではガイド孔7cの近傍にはリング状の検出用マグネット34が、また下端には当該フロートの全体としての嵩密度が、タンク1に貯蔵される液、この実施例では燃料油の密度よりも若干大きく、かつ水よりも小さくなるようにバラスト35が設けられている。

0021

このように延長部7dを形成することにより、基準マグネット32よりも検出用マグネット34を上端側、つまり超音波到来方向に位置させることができ、また最小の水レベルΔLでの水検出用フロート7の浮上を可能ならしめて、反射波吸収容材31による不感帯距離に関わり無く、ミズ検出用フロート7の移動を検出することができる。

0022

油面検出用フロート8は、図7に示したように中心線上にステム5の外形よりも若干大きな径を備えた貫通孔8aを有する空気室8bの形成体として筒状に構成され、貫通孔8aの内面には、ステム5の外周に接触する水平面内に少なくとも3個の突起8cが形成されている。この実施例では突起8cは軸方向に距離をおいて2箇所に形成されている。なお、この実施例では突起8cは、同一平面に位置するように凸条体として形成されているが、断面略三角形の凸部を同一平面に離散的に形成しても同様の作用を奏する。

0023

貫通孔8aの上端近傍にはリング状の検出用マグネット36が設けられ、また下端には水検出用フロート7の延長部7dを収容できる大径の凹部8dが形成され、凹部8dの下端には検出用マグネット36を油面Hにほぼ一致させ、かつ突起8cを油面よりも若干ΔH下方に位置させて油に浸漬されるようにバラスト37が固定されている。

0024

前述の水検出用フロート7及び油面検出用フロート8のバラスト35、37がそれぞれ下部に位置することにより、各フロート7、8がその通孔を鉛直方向とするように移動することになり、ステム5との摩擦を下げることができる。

0025

この実施例において、測定周期に基づいて送信コイルに磁界が発生して磁歪線30に瞬間的に機械的歪みが発生すると、超音波振動となって磁歪線30を他端に向けて伝搬する。超音波振動が油面検出用フロート8に到達すると、フロート8の検出用マグネット36よる磁界を受けて逆磁歪効果により検出コイルに起電力を発生させる。超音波振動は、磁歪線30をさらに下方に伝搬し、油面検出用フロート7の検出用マグネット34でも磁界を受けて検出コイルに起電力を発生させ、さらに下方に伝搬し、基底部6の基準マグネット32でも磁界を受けて検出コイルに起電力を発生させる。

0026

したがって、磁歪線30に電流印加した時点からこれら3つのマグネット36、34、32の位置で発生した機械的弾性波が検出コイルに到達する時間をカウンタにより測定することにより、それぞれのフロート8、7の位置を検出することができ、さらに基準マグネット32機械的弾性波の到来時間により温度による磁歪線の伝搬速度を保障することが可能となる。

0027

すなわち、タンクの底部に水が侵入すると、図8に示したように水検出用フロート7が、そのテーパ部7aを基底部6のテーパ部6bにガイドされて中心線上を、基底部6から若干ΔL分上昇移動する。これにより、マグネット34の位置が変化するから、水の侵入を検出することができる。また、水検出用フロート7は、基底部6を覆うように位置しているから、タンク1の錆が落下した場合にでも水検出用フロート7により受け止められて基準マグネット32に付着、集積するのが防止され、基準位置を正確に検出することができる。

0028

また、油面検出用フロート8は、これをガイドする突起8cが常に油面Hよりも下方に位置して油に浸漬されているから、気温の低下によりステムが結氷した場合にでも貼り付くことがなく、油面の変化に速やかに追従するから、油面を高い精度で検出することができる。

0029

さらにステム5は、上端のバネ12により常時弾圧されて基底部6をタンク1の底面に圧接されているから、ローリによる燃料油の補給による波に抗して設置時の鉛直状態を維持するから、油面を高い精度で検出することができる。

発明の効果

0030

以上説明したように本発明においては、ステムに磁歪線、及び検出用コイルを軸方向に延長して内蔵させ、ステムに液面に追従して摺動可能なフロートに検出用マグネットを設けたタンク液面検出装置において、フロートが中心軸にステムの貫通孔を備え、上端近傍に検出用マグネットが固定され、また貫通孔の当該フロートの喫水線よりも下方に同一面に位置するように突起が形成されているので、フロートが油面より下方に位置して結氷を受けることのない突起により小さな摩擦で液面に応動してステムを摺動させることができて、液面の変化に速やかに追従させることができ、高い感度で液面を検出することができる。

図面の簡単な説明

0031

図1本発明の液面検出装置の設置例を示す図である。
図2同上液面検出装置の固定部の構造を示す図である。
図3同上液面検出装置の取付け構造を示す図である。
図4同上装置のヘッド部の一実施例を示す上面図である。
図5同上液面検出装置の基底部の一実施例を示す断面図である。
図6同上液面検出装置を構成する水検出用フロートの一実施例を示す断面図である。
図7同上液面検出装置を構成する油面検出用フロートの一実施例を示す断面図である。
図8同上液面検出装置が水を検出した状態を示す図である。

--

0032

1地下タンク
2ピット
3ライザパイプ
4液面検出装置
5ステム
6基底部
7 水検出用フロート
8油面検出用フロート
8c突起
10中継管
13ヘッド部
30磁歪線
32、34、36 マグネット

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