ガスホルダ、ガスホルダのシールゴム摩耗検知方法及び装置、及びガスホルダの改造方法及び装置
【課題】ホルダ側板を傷付けることのない摩耗量検知手段であって、かつ上下に複数段に配置されたシールゴムの摩耗量の平均値を精度良く検知できるとともに、シールゴムの摩耗量の遠隔監視を可能とする。
【解決手段】筒形をなすガスホルダ１の側板２とホルダ側板２に沿って上下に摺動するピストン８との間の機密を保持する上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、上下方向に間隔を置いて多段に設けられた前記シールゴム３１及び３２間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材３４に一体的に固定された非接触式の距離センサ５８により、距離センサ５８とホルダ側板２との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知する。
【解決手段】筒形をなすガスホルダ１の側板２とホルダ側板２に沿って上下に摺動するピストン８との間の機密を保持する上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、上下方向に間隔を置いて多段に設けられた前記シールゴム３１及び３２間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材３４に一体的に固定された非接触式の距離センサ５８により、距離センサ５８とホルダ側板２との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所のコークス炉、高炉、転炉等で副生する中、低圧ガス用のガスホルダ、又はメタン、その他一般の都市ガス用のガスホルダであって、ホルダ側板と該ホルダ側板の内面に沿って上下に摺動する蓋状のピストンとの間をシールゴムによって気密に保持するように構成された、ガスを一定圧力で貯蔵するガスホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液シール型ガスホルダを図６〜図８に基づいて説明する。図６はガスホルダの全体外観図、図７はガスホルダの全体縦断面図である。図６及び図７において、ガスホルダ０１の本体は円筒・殻構造をなし、ホルダ側板０２と屋根０３とで構成され、基礎０４上に立設されている。側板０２は、回廊０５と基柱０６とにより補強されている。ガスホルダ０１の下部にガス出入口管０７が設けられ、ここからガスホルダ０１内にガスが供給又は排出される。
【０００３】
ガスホルダ０１の内部にピストン０８が設けられ、ガス出入口管０７からのガスの流出入に応じてピストン０８がホルダ側板０２の内面に沿って上下に円滑に摺動し、ガスを貯蔵又は排出する機構になっている。ピストン０８は、図７に示すように、ドーム型に形成され、円周方向と半径方向の梁で組み合わされた骨組み上に甲板（デッキ）が張られて構成されている。
【０００４】
次にホルダ側板０２の内面とピストン０８とのシール機構０１０を説明する。ピストン０８の側縁に、図８に基づいて後述するシールゴムを設け、該シールゴムがホルダ側板０２の内面に密着し、ピストン０８の上下方向の動きに従って摺動することにより、ピストン０８の下方に貯留されたガスを密封する。また該シールゴムの上方に油溝を形成してそこにシール油を溜め、該シール油の静圧力によって該シールゴムをホルダ側板０２に押し付けるようにしている。
【０００５】
該油溝に貯留されたシール油は、ホルダ側板０２の内面に沿って流下し、底部油溝０１１に溜まり、ガスホルダ本体側部に設置されたシール油循環装置０１２に送られる。ここで混入している水を分離した後、シール油上昇管０１３を通って図示しないシール油循環ポンプによりホルダ側板上部の予備油タンク０１４に押し上げられる。油は予備油タンク０１４から図示しないスリットを経てホルダ側板０２の内面へ流し、再び該油溝に入ってシール油として使用される。
【０００６】
ピストン０８の水平回転は、図示しない回転防止装置により拘束される。ピストン０８に固設された支持フレーム０８０には、ホルダ側板０２内面の各基柱０６の位置に当接する上部ガイドロール０８１及び下部ガイドロール０８２が設けられ、ピストン０８２の傾斜制御を行っている。ピストン０８は、自重で降下しガス圧で上昇するように、フートリング０８３内に充填されるコンクリートと、ピストン０８周辺の重錘用コンクリートブロックによりその自重が調整され、所定のガス圧が得られるようになっている。
【０００７】
屋根０３には、ピストン上部の換気のため中央に換気筒０２１が設けられ、また内部採光用の複数の天窓０２２が分散配置されている。屋根０３の内側には回転足場０２３と、作業員を屋根からピストン甲板上まで運ぶ内部リフト０２４が設けられている。ホルダ側板０２最上段には、外部に開口するガス放散管０２５を設けて、自然換気を行なっている。またホルダ側板０２の外部には、昇降用の外部階段０２６及び外部エレベータ０２７が設けられ、貯留されたガスの容量を指示する容量指示計０２８が設けられている。このガスホルダ０１は、例えば直径が５０ｍ、高さが８０ｍに及ぶ。
【０００８】
特許文献１（特開昭５９−１８７１９６号公報）には、ホルダ側板０２とピストン０８との間のシール機構０１０の一例が開示されている。このシール機構を図８に基づいて説明する。図８はホルダ側板０２とピストン０８とのシールを示す部分縦断面図である。図８において、ホルダ側板０２とピストン０８との間に上下２段に上部シールゴム０３１と下部シールゴム０３２が配設されている。上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２は、該上下シールゴム間のスペーサとして配置された木片０３３に狭着され、木片０３３とともに保持金具０３４に固定されている。保持金具０３４は、ピストン０８上に配設されたシール支持部０３５にレバー０３６を介して支軸０３５を中心に回動自在に支持されている。
【０００９】
上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２は、レバー０３６が貫挿された支持片０３７と、レバー０３６の先端に取り付けられた座板０３８との間に介装された弾機０３９の付勢力によって側板０２に圧着される。さらに液溝に貯留されたシール油ｓの静圧力によって上下シールゴム０３１及び０３２が側板０２に圧着されることと相俟って、ピストン０８下部の貯蔵ガスｇがシール機構０１０で密封される。
【００１０】
保持金具０３４には垂直桿０４１が立設され、垂直桿０４１の上端に固着された円筒形状の水平支持部材０４２に水平スケール部材０４３がガスホルダ０１の直径方向に摺動自在に嵌挿されている。水平スケール部材０４３の先端にはホルダ側板０２上を転動するローラ０４４が装着されている。水平スケール部材０４３の軸桿部０４５は、水平支持部材０４２内に配置されたコイルバネ等の弾性力付与手段によってホルダ側板０２に圧着される付勢力を付与される。また水平支持部材０４２を貫通した水平スケール部材０４３の他端にはスケール部０４６が設けられ、軸桿部０４５のガスホルダ直径方向の移動量を計測可能になっている。
【００１１】
かかる構成のガスホルダにおいて、ピストン０８の上下動に伴って、水平スケール部材０４３のローラ０４４がホルダ側板０２に沿って転動する。これによって上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２の摩耗に伴って水平スケール部材０４３が水平支持部材０４２に沿ってガスホルダ０１の直径方向に移動するので、スケール部０４６を読み取ることによって、該上下シールゴムの摩耗量を検出することができる。
なお、今まで液シール型ガスホルダを例にとって説明したが、シール油を用いないガスホルダも存在する。
【００１２】
また特許文献２（登録実用新案第３０００４３５号公報）には、シール油を用いないガスホルダにおけるシールゴム摩耗検知手段が開示されている。このシールゴム摩耗検知手段は、特許文献１と同様にホルダ側板に接触する方式の摩耗量検知センサを用いている。
また該摩耗量検知センサは２段に設けられたシールゴムに対して上部シールゴムに埋設されている。
【００１３】
【特許文献１】特開昭５９−１８７１９６号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０００４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１及び２に開示されたガスホルダのシールゴム摩耗検知手段は、ホルダ側板０２にセンサ先端部を接触させるため、該接触によりホルダ側板０２の内面を傷付けるおそれがある。ホルダ側板０２の内面はシール状態を保持するために高精度な平滑面としておく必要があり、ホルダ側板内面の傷付けはシール機構を損なうおそれがある。
【００１５】
また特許文献１のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴム０３１の上方に設けられ、そこで摩耗量を検知し、特許文献２のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴムに埋設されて上部シールゴムの摩耗量を検知している。従って特許文献１のシールゴム摩耗検知手段は、シールゴムの摩耗量を正確に反映するものではない。また特許文献２のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴム以外の下部シールゴムの摩耗量を含む全シールゴムの摩耗量の平均値との間で誤差を生じるおそれがある。
シールゴムの摺動抵抗がガスホルダの円周方向でばらつくと、偏摩耗が生じ、特許文献１又は２のシールゴム摩耗検知手段では、シールゴムの実際の摩耗量と検知手段により検知した摩耗量との間の誤差がさらに大きくなるという問題がある。
【００１６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ホルダ側板を傷付けることのない摩耗量検知手段であって、かつ上下に複数段に配置されたシールゴムの摩耗量の平均値を精度良く検知できるとともに、シールゴムの摩耗量の遠隔監視を可能とした摩耗量検知手段及び該摩耗量検知手段を備えたガスホルダを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、本発明のガスホルダのシールゴム摩耗検知方法は、
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムの摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた前記シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定された非接触式の距離センサにより、該距離センサと該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するものである。
【００１８】
また本発明のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置は、
筒形をなすガスホルダの側板に沿って上下に摺動するピストンの外周に該ピストンと該ホルダ側板との間の気密を保持するシールゴムを設け、該シールゴムの摩耗量を検知するセンサを備えたガスホルダのシールゴム摩耗検知装置において、
前記シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、
該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定してなるものである。
【００１９】
本発明のシールゴム摩耗検知手段は、非接触式の距離センサを用いる。該距離センサを複数段に設けられたシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定し、ピストンの上下動と伴ってピストンに追従して該距離センサとホルダ側板内面との距離を検知し、この検知値から該シールゴムの摩耗量を検知する。
本発明では、非接触式の距離センサを用いるため、側板内面を傷付けるおそれがない。またシールゴム間の設けられた間隙に該距離センサを設置するため、上下に複数段に設けられたシールゴムの摩耗量の平均値を検知することができる。なお該距離センサは、該シールゴム間に設けられたスペーサに埋設するようにしてもよい。
さらに該距離センサを設けることにより、ガスホルダの稼動を停止して解体することなく、シールゴムの摩耗状態を監視できるため、保守点検が容易になる。
【００２０】
また本発明のガスホルダの改造方法は、
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダの改造方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該距離センサと前記ホルダ側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するように改造するものである。
【００２１】
また本発明により改造されたガスホルダは、
筒形のガスホルダの側板と該ホルダ側板を上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダにおいて、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定して改造したものである。
【００２２】
本発明の改造方法及び改造されたガスホルダは、既存のガスホルダにおいて既存のシールゴム間の間隙に非接触式の距離センサを設けるものである。このようにシールゴム間の間隙に距離センサを取り付けるため、既存のシールゴムをそのまま利用することができる。例えば該距離センサをシールゴム間に介設されたスペーサに埋設するようにしてもよい。従ってシールゴム間にシールゴムとは別個に取り付けることができるため、シールゴムの交換が必要になったときでも該シールゴムのみを交換すればよい。従って改造工程が短縮され、改造作業が容易になる。
【００２３】
本発明のシールゴム摩耗検知装置において、シールゴムの上方にシール油を貯留し、該シール油の静圧力によって該シールゴムをホルダ側板に押し付ける押し付け力を付与する構成とし、距離センサとして渦電流式センサを用いてもよい。かかる構成とすれば、シールゴムの上方にシール油を貯留するため、該シール油の静圧力によりシールゴムをホルダ側板に押し付ける押し付け力を該シールゴムの支持部材に付与できるので、さらにガスシール効果を高めることができる。
【００２４】
またガスホルダではガス爆発のおそれがないことが必要条件である。渦電流式センサはこのおそれがなく、防爆条件に十分合致する。また渦電流式センサは一旦取り付けた後でメンテナンスの必要がなく、また更正の必要がないので、メンテナンスが容易である。
一方、他方式のセンサ、例えば光センサ方式では、シール油に汚れが発生すると、検知精度が劣化するおそれがある。シールゴムの上下方向長さ及びシールゴム間の間隙は５０ｍｍ程度であるので、超音波方式のセンサは、かかる狭い間隙に設置するには不適である。
【００２５】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、筒形ガスホルダの横断面が多角形又は円筒形をなし、該筒形ガスホルダの周方向に３個以上の非接触式距離センサを分散配置するようにしてもよい。ガスホルダの周方向に３個以上の非接触式距離センサを分散配置することにより、ガスホルダ周方向でシールゴムの摩耗量を漏れなく検知することができ、検知精度が向上する。
【００２６】
また、該距離センサの検知信号伝達ケーブルをピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成してもよい。非接触式距離センサのケーブルを光電変換部を介して光信号ケーブルに接続することにより、シールゴム摩耗量の遠隔監視が可能になる。ピストン上面は軽度の防爆条件を満たす必要があるので、光信号ケーブル方式は、無線方式等と比べて防爆条件に適合している。
【００２７】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、シールゴム及び距離センサの支持部材を前記ガスホルダの側板に押し付ける付勢力を付与する付勢手段を設け、該距離センサを該付勢手段が該支持部材に付勢力を付与する作用点に近接した位置に配置してもよい。かかる構成とすれば、ホルダ側板に対するシールゴムの押し付け力をさらに増大させることができる。また該付勢手段がシールゴム及び距離センサの支持部材に付勢力を付与する作用点の付近がシールゴムの摩耗量が最も多い部分である。ここに距離センサを配置することにより、シールゴムの摩耗量が多い部分の摩耗量を常に検知することができる。これによって常に安全サイドの監視を行なうことができる。
【００２８】
前記構成の一例をして、複数のカウンタウェイトをガスホルダの周方向に沿ってピストンに分散配置し、各カウンタウェイトをリンク機構を介してシールゴム及び距離センサの支持部材に連結することによって、該支持部材を側板に押し付ける付勢力を付与するように構成し、距離センサを該リンク機構と支持部材との連結部間で該連結部に近接した位置に配置することができる。
【００２９】
この場合、該カウンタウェイトの自重によって、ホルダ側板に対するシールゴムの押し付け力をさらに増大させることができる。またカウンタウェイトによる付勢力によりホルダ側板の変形に対する追従性が良好になるとともに、一時的な局所的変形に対してもシール性能を十分保持することができる。
またカウンタウェイトのリンク機構と支持部材との連結部がシールゴムの摩耗量が最大となる箇所である。距離センサを該連結部に近接した位置に配置することにより、シールゴムの摩耗量が多い部分の摩耗量を常に検知することができる。これによってシールゴムの摩耗量を常に安全サイドから監視できる。
【００３０】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、ガスホルダの周方向に配設された複数の距離センサによる検出位置を一覧表示するガスホルダ画面と該検出位置で検出したシールゴム摩耗量とを表示する表示部を設けるようにするとよい。これによって該シールゴムの摩耗量を遠隔監視しながら該表示部によってシールゴムの摩耗量を監視することができる。
【００３１】
また、複数の距離センサによる検知位置及び該検知位置で検出した摩耗量を一覧表示しているので、ガスホルダの全周方向に配置されたシールゴムの摩耗量を一目で確認でき、シールゴムの補修要否及び補修時期を診断することができる。なお距離センサの取り付け位置の表示部をシールゴムの摩耗量によって色分け表示すれば、各検知箇所の補修時期の緊急度を一目で識別できる。
【００３２】
また本発明のガスホルダは、以上のような構成を有するシールゴム摩耗検知装置を備えたものである。従って本発明のシールゴム摩耗検知装置による前記作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的にガスホルダの側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知できるため、ガスホルダの稼動を停止して解体することなくシールゴムの摩耗量の検知が可能になり、保守点検が容易である。また該側板の表面を傷付けるおそれがない。また上下方向に複数段に設けたシールゴム間にセンサを配置するため、シールゴム摩耗量の平均値を検知することができる。
【００３４】
また距離センサの検知信号伝達ケーブルをピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成すれば、防爆仕様に適した簡素な構成でシールゴム摩耗量の遠隔監視が可能となる。
また摩耗量検知するためのセンサをシールゴム間の間隙に該シールゴムとは別個に設けるので、既存のガスホルダを本発明を適用したものに改造する場合でも、既存のシールゴムをそのまま利用することができる。またシールゴムと距離センサとを別々に交換できる。従って改造工事が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３６】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を図６及び図７に示す従来のガスホルダと同一の液シール方式のガスホルダに適用したものである。図１は、本実施形態のホルダ側板とシールゴム間のシール機構を示す縦断面図であり、従来のガスホルダの該シール機構を示す、図８に相当する図である。図２は該シール機構の一部拡大縦断面図（図３中のＢ−Ｂ線に沿う断面図）、図３は図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態において、ホルダ側板２とピストン８間のシール機構及びシールゴム摩耗量の遠隔監視装置以外のガスホルダの構成は、図６及び図７に示す従来のガスホルダの構成と同一であり、従って該シール機構及び遠隔監視装置以外の構成の説明を省略する。
【００３７】
図１〜図３により本実施形態のホルダ側板とピストン間のシール機構を説明する。まず図１において、ピストン８は、円周方向と半径方向の梁で組み合わされた骨組み上にデッキ８４が張られてドーム型に形成されている。ピストン８の外縁に周方向に設けられたフートリング８３の内部には、ピストン８の重量を調整するため、バランスコンクリート８５が充填されている。ピストン８は、自重で降下し、ピストン８下部のガスホルダ１内に貯留されるガスｇのガス圧で上昇するが、ピストン８の重量をバランスコンクリート８５等で調整することにより、ガスｇのガス圧を所定の圧力に調整している。
【００３８】
ピストン８の上面には支持フレーム８０が固設され、支持フレーム８０にはホルダ側板２の内面に当接する上部ガイドロール（図示略）及び下部ガイドロール８２が取り付けられ、これによってピストン８の傾斜制御を行っている。ホルダ側板２とピストン８との間には貯留ガスｇの漏洩を防止するためのシール機構１０が配設されている。
【００３９】
上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、及び上下シールゴム間に配置されたアルミ製のスペーサ３３が保持金具３４に一体に固定されている。上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、スペーサ３３の上下方向長さは、例えば５０ｍｍに設定される。該上下シールゴムは、ＮＢＲと繊維層とが積層されて構成されている。保持金具３４は吊り材５２を介してピストン８の上部側縁からピストン８の直径方向に突設された支持フレーム６１に接続される。吊り材５２はピストン８の円周方向に所定間隔で複数配置されている。
【００４０】
ピストン８の上面にはカウンタウェイト６２が設置され、以下カウンタウェイト６２と保持金具３４とを連結するリンク機構５０の構成を説明する。保持金具３４は水平方向に配置されたフレーム５３に対して支軸５３ａを介して回動可能に接続され、フレーム５３は三角形状をなすフレーム５４に対して支軸５４ａを介して回動可能に接続される。また該三角フレーム５４は、ピストン８のフートリング８３に取り付けられたブラケット５５に対して支軸５５ａを介して回動可能に接続される。カウンタウェイト６２の先端６２ａと三角フレーム５４の一端５４ｂとはワイヤ６３で接続される。
【００４１】
カウンタウェイト６２は支軸６２ｂを中心に回動可能に取り付けられているため、カウンタウェイト６２の自重によりワイヤ６３が上方に引っ張られる引っ張り力を受ける。そしてワイヤ６３が上方に引っ張られることにより、フレーム５３及び保持金具３４が三角フレーム５４によってホルダ側板側に押し付けられる押し付け力を受ける。これによって上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２がホルダ側板２に押し付けられ、ホルダ側板２に密着する。
【００４２】
カウンタウェイト６２は、ピストン８の周方向に所定間隔を持って複数配置され、これによってピストン８の周方向全域に亘って均一な押し付け力を付与できる。カウンタウェイト６２による押し付け力によりホルダ側板２の変形に対する追従性も良好となり、また一時的なホルダ側板２の局所変形に対しても十分なシール性を保持できる。
【００４３】
図２及び図３において、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、スペーサ３３は、ボルト５１により座金５６を介して上下両側から挟着され、座金５６はスプリングプレート６５を介して保持金具３４に一体にボルト結合されている。ボルト５１の上端は吊り材５２に接続される。
【００４４】
下部シールゴム３２の下方にボルト５１により取り付けられた座金５６とフートリング８３に取り付けられた遮蔽板６４とをキャンバス５７で接続している。これによって、遮蔽板６４及びキャンバス５７とでこれらの下方に形成されるガス貯留領域と遮蔽板６４及びキャンバス５７の上方とを遮断し、上部シールゴム３１の上方及び遮蔽板６４及びキャンバス５７の上方にシール油ｓの貯留溝を形成している。
【００４５】
スペーサ３３には渦電流式の距離センサ５８が埋設される。保持金具３４に固定板６０がボルト結合され、固定板６０に固定ナット５９がボルト結合される。そして距離センサ５８の外表面が固定ナット５９と螺合することにより、距離センサ５８は保持金具３４に固定される。距離センサ５８の先端面とホルダ側板２の内面との初期間隔は、例えば２０ｍｍ程度に設定される。距離センサ５８は、距離センサ５８とホルダ側板２内面との距離を検知し、その検知信号をケーブル５８ａを介して後述する中継制御盤に送信する。距離センサ５８は上下シールゴム３１及び３２とともに保持金具３４に一体に固定されているため、距離センサ５８とホルダ側板２との距離を検知することにより、ホルダ側板２内面に摺接する上下シールゴム３１及び３２の磨耗量を検知することができる。
【００４６】
図４は、本実施形態のシールゴム摩耗量の遠隔監視システムを示す概要図である。図４において、距離センサ５８は、ガスホルダ１のホルダ側板２の周方向に沿って８個分散配置される。ピストンデッキ８４の中央上面には電／光変換器７１及び中継制御盤７２が設けられる。距離センサ５８の摩耗量検知信号は、電気信号でケーブル５８ａから電／光変換器７１に送られて光信号に変換される。中継制御盤７２は例えばＰＬＣソフトウェア等を内臓し、複数の電／光変換器７１から出た信号は中継制御盤７２に集約され、その後光ファイバを内臓した光信号ケーブル７３を経由し、ガスホルダ１の外部の非防爆エリアに設けられた計器盤７４に送信される。
【００４７】
計器盤７４は、例えばＰＬＣソフトウェア等を内臓し、監視画面７４ａを備えており、該監視画面７４ａによって８個の距離センサ５８から送信される上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を監視する。図５は、該監視画面７４ａの一例を示す。画面中央には、ガスホルダ１の横断面が表示され、Ｎｏ．１からＮｏ．８は、それぞれ８個の距離センサ５８が配置された箇所を示す。該横断面表示の両側には８個の距離センサ５８のシールゴム摩耗量の検出値が表示される。そしてＮｏ．１からＮｏ．８の表示部は、シールゴム摩耗量に応じて色分け表示される。例えば該摩耗量が許容限界値に近い場合には黄色表示するなどして、注意喚起している。
【００４８】
本実施形態によれば、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を非接触式の距離センサ５８で検知するため、ホルダ側板２の内面を傷付けるおそれがなく、従ってガスシール性能を損なうおそれがない。また、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の間に距離センサ５８を設置しているため、該上下シールゴムが偏摩耗を生じた場合でも、上下シールゴムの摩耗量の平均値を検知できる。従って上下シールゴムの摩耗量を反映した正確な摩耗量を検知できる。
【００４９】
また距離センサ５８は渦電流式センサを用いているため、防爆条件に十分合致する。また上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２間の狭い空間であっても良好な検知精度を維持できる。またシール油ｓで囲まれた環境で、シール油ｓに汚れが生じた場合でも良好な検知精度を維持できるとともに、一旦取り付けた後でメンテナンスの必要がなく、また更正の必要がないので、メンテナンスが容易である。
ガスホルダ１のピストン２の上方空間は、軽度の防爆条件を有する区域であるが、ここで距離センサ５８からケーブル５８ａを介して送信されてきた検知信号（電気信号）が電／光変換器７１により光信号に変換され、光信号ケーブル７３でガスホルダ１の外部に送信されるので、防爆条件に適うととともに、検知信号をガスホルダ１の外部に設けられた計器盤７４に送信し、そこで遠隔監視が可能になる。
【００５０】
またＮｏ．１〜８の距離センサ５８による検出位置及び該検出位置で検出した摩耗量を監視画面７４ａで一覧表示しているので、ガスホルダ１の全周方向に配置されたシールゴムの摩耗量を一目で確認でき、シールゴムの補修要否及び補修時期を容易に診断することができる。またＮｏ．１〜８の距離センサ５８による検出位置の表示部が摩耗量の程度によって色分け表示されるので、各検出位置のシールゴムの補修時期の緊急度を一目で識別できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、ホルダ側板を傷付けることなく、ホルダ側板とピストン間のシールゴムの摩耗量を精度良く検知できるとともに、シールゴムの摩耗量の遠隔監視を可能として保守点検の容易な摩耗量検知手段及び該摩耗量検知手段を備えたガスホルダを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態においてホルダ側板とシールゴム間のシール機構を示す縦断面図である。
【図２】図１の該シール機構の一部拡大縦断面図（図３中のＢ−Ｂ線に沿う断面図）である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】前記第１実施形態の遠隔監視装置を示す説明図である。
【図５】前記第１実施形態の遠隔監視装置の表示画面図である。
【図６】ガスホルダの全体外観図である。
【図７】ガスホルダの全体縦断面図である。
【図８】従来のホルダ側板とピストンとのシール機構を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ ガスホルダ
２ ホルダ側板
８ ピストン
３１ 上部シールゴム
３２ 下部シールゴム
３３ スペーサ
３４ 保持金具（支持部材）
５０ リンク機構
５３ フレーム（連結部）
５８ 距離センサ
５８ａ ケーブル
６２ カウンタウェイト
７１ 電／光変換器
７３ 光信号ケーブル
７４ 計器盤
７４ａ 表示画面（表示部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所のコークス炉、高炉、転炉等で副生する中、低圧ガス用のガスホルダ、又はメタン、その他一般の都市ガス用のガスホルダであって、ホルダ側板と該ホルダ側板の内面に沿って上下に摺動する蓋状のピストンとの間をシールゴムによって気密に保持するように構成された、ガスを一定圧力で貯蔵するガスホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液シール型ガスホルダを図６〜図８に基づいて説明する。図６はガスホルダの全体外観図、図７はガスホルダの全体縦断面図である。図６及び図７において、ガスホルダ０１の本体は円筒・殻構造をなし、ホルダ側板０２と屋根０３とで構成され、基礎０４上に立設されている。側板０２は、回廊０５と基柱０６とにより補強されている。ガスホルダ０１の下部にガス出入口管０７が設けられ、ここからガスホルダ０１内にガスが供給又は排出される。
【０００３】
ガスホルダ０１の内部にピストン０８が設けられ、ガス出入口管０７からのガスの流出入に応じてピストン０８がホルダ側板０２の内面に沿って上下に円滑に摺動し、ガスを貯蔵又は排出する機構になっている。ピストン０８は、図７に示すように、ドーム型に形成され、円周方向と半径方向の梁で組み合わされた骨組み上に甲板（デッキ）が張られて構成されている。
【０００４】
次にホルダ側板０２の内面とピストン０８とのシール機構０１０を説明する。ピストン０８の側縁に、図８に基づいて後述するシールゴムを設け、該シールゴムがホルダ側板０２の内面に密着し、ピストン０８の上下方向の動きに従って摺動することにより、ピストン０８の下方に貯留されたガスを密封する。また該シールゴムの上方に油溝を形成してそこにシール油を溜め、該シール油の静圧力によって該シールゴムをホルダ側板０２に押し付けるようにしている。
【０００５】
該油溝に貯留されたシール油は、ホルダ側板０２の内面に沿って流下し、底部油溝０１１に溜まり、ガスホルダ本体側部に設置されたシール油循環装置０１２に送られる。ここで混入している水を分離した後、シール油上昇管０１３を通って図示しないシール油循環ポンプによりホルダ側板上部の予備油タンク０１４に押し上げられる。油は予備油タンク０１４から図示しないスリットを経てホルダ側板０２の内面へ流し、再び該油溝に入ってシール油として使用される。
【０００６】
ピストン０８の水平回転は、図示しない回転防止装置により拘束される。ピストン０８に固設された支持フレーム０８０には、ホルダ側板０２内面の各基柱０６の位置に当接する上部ガイドロール０８１及び下部ガイドロール０８２が設けられ、ピストン０８２の傾斜制御を行っている。ピストン０８は、自重で降下しガス圧で上昇するように、フートリング０８３内に充填されるコンクリートと、ピストン０８周辺の重錘用コンクリートブロックによりその自重が調整され、所定のガス圧が得られるようになっている。
【０００７】
屋根０３には、ピストン上部の換気のため中央に換気筒０２１が設けられ、また内部採光用の複数の天窓０２２が分散配置されている。屋根０３の内側には回転足場０２３と、作業員を屋根からピストン甲板上まで運ぶ内部リフト０２４が設けられている。ホルダ側板０２最上段には、外部に開口するガス放散管０２５を設けて、自然換気を行なっている。またホルダ側板０２の外部には、昇降用の外部階段０２６及び外部エレベータ０２７が設けられ、貯留されたガスの容量を指示する容量指示計０２８が設けられている。このガスホルダ０１は、例えば直径が５０ｍ、高さが８０ｍに及ぶ。
【０００８】
特許文献１（特開昭５９−１８７１９６号公報）には、ホルダ側板０２とピストン０８との間のシール機構０１０の一例が開示されている。このシール機構を図８に基づいて説明する。図８はホルダ側板０２とピストン０８とのシールを示す部分縦断面図である。図８において、ホルダ側板０２とピストン０８との間に上下２段に上部シールゴム０３１と下部シールゴム０３２が配設されている。上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２は、該上下シールゴム間のスペーサとして配置された木片０３３に狭着され、木片０３３とともに保持金具０３４に固定されている。保持金具０３４は、ピストン０８上に配設されたシール支持部０３５にレバー０３６を介して支軸０３５を中心に回動自在に支持されている。
【０００９】
上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２は、レバー０３６が貫挿された支持片０３７と、レバー０３６の先端に取り付けられた座板０３８との間に介装された弾機０３９の付勢力によって側板０２に圧着される。さらに液溝に貯留されたシール油ｓの静圧力によって上下シールゴム０３１及び０３２が側板０２に圧着されることと相俟って、ピストン０８下部の貯蔵ガスｇがシール機構０１０で密封される。
【００１０】
保持金具０３４には垂直桿０４１が立設され、垂直桿０４１の上端に固着された円筒形状の水平支持部材０４２に水平スケール部材０４３がガスホルダ０１の直径方向に摺動自在に嵌挿されている。水平スケール部材０４３の先端にはホルダ側板０２上を転動するローラ０４４が装着されている。水平スケール部材０４３の軸桿部０４５は、水平支持部材０４２内に配置されたコイルバネ等の弾性力付与手段によってホルダ側板０２に圧着される付勢力を付与される。また水平支持部材０４２を貫通した水平スケール部材０４３の他端にはスケール部０４６が設けられ、軸桿部０４５のガスホルダ直径方向の移動量を計測可能になっている。
【００１１】
かかる構成のガスホルダにおいて、ピストン０８の上下動に伴って、水平スケール部材０４３のローラ０４４がホルダ側板０２に沿って転動する。これによって上部シールゴム０３１及び下部シールゴム０３２の摩耗に伴って水平スケール部材０４３が水平支持部材０４２に沿ってガスホルダ０１の直径方向に移動するので、スケール部０４６を読み取ることによって、該上下シールゴムの摩耗量を検出することができる。
なお、今まで液シール型ガスホルダを例にとって説明したが、シール油を用いないガスホルダも存在する。
【００１２】
また特許文献２（登録実用新案第３０００４３５号公報）には、シール油を用いないガスホルダにおけるシールゴム摩耗検知手段が開示されている。このシールゴム摩耗検知手段は、特許文献１と同様にホルダ側板に接触する方式の摩耗量検知センサを用いている。
また該摩耗量検知センサは２段に設けられたシールゴムに対して上部シールゴムに埋設されている。
【００１３】
【特許文献１】特開昭５９−１８７１９６号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０００４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１及び２に開示されたガスホルダのシールゴム摩耗検知手段は、ホルダ側板０２にセンサ先端部を接触させるため、該接触によりホルダ側板０２の内面を傷付けるおそれがある。ホルダ側板０２の内面はシール状態を保持するために高精度な平滑面としておく必要があり、ホルダ側板内面の傷付けはシール機構を損なうおそれがある。
【００１５】
また特許文献１のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴム０３１の上方に設けられ、そこで摩耗量を検知し、特許文献２のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴムに埋設されて上部シールゴムの摩耗量を検知している。従って特許文献１のシールゴム摩耗検知手段は、シールゴムの摩耗量を正確に反映するものではない。また特許文献２のシールゴム摩耗検知手段は、上部シールゴム以外の下部シールゴムの摩耗量を含む全シールゴムの摩耗量の平均値との間で誤差を生じるおそれがある。
シールゴムの摺動抵抗がガスホルダの円周方向でばらつくと、偏摩耗が生じ、特許文献１又は２のシールゴム摩耗検知手段では、シールゴムの実際の摩耗量と検知手段により検知した摩耗量との間の誤差がさらに大きくなるという問題がある。
【００１６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ホルダ側板を傷付けることのない摩耗量検知手段であって、かつ上下に複数段に配置されたシールゴムの摩耗量の平均値を精度良く検知できるとともに、シールゴムの摩耗量の遠隔監視を可能とした摩耗量検知手段及び該摩耗量検知手段を備えたガスホルダを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、本発明のガスホルダのシールゴム摩耗検知方法は、
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムの摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた前記シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定された非接触式の距離センサにより、該距離センサと該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するものである。
【００１８】
また本発明のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置は、
筒形をなすガスホルダの側板に沿って上下に摺動するピストンの外周に該ピストンと該ホルダ側板との間の気密を保持するシールゴムを設け、該シールゴムの摩耗量を検知するセンサを備えたガスホルダのシールゴム摩耗検知装置において、
前記シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、
該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定してなるものである。
【００１９】
本発明のシールゴム摩耗検知手段は、非接触式の距離センサを用いる。該距離センサを複数段に設けられたシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定し、ピストンの上下動と伴ってピストンに追従して該距離センサとホルダ側板内面との距離を検知し、この検知値から該シールゴムの摩耗量を検知する。
本発明では、非接触式の距離センサを用いるため、側板内面を傷付けるおそれがない。またシールゴム間の設けられた間隙に該距離センサを設置するため、上下に複数段に設けられたシールゴムの摩耗量の平均値を検知することができる。なお該距離センサは、該シールゴム間に設けられたスペーサに埋設するようにしてもよい。
さらに該距離センサを設けることにより、ガスホルダの稼動を停止して解体することなく、シールゴムの摩耗状態を監視できるため、保守点検が容易になる。
【００２０】
また本発明のガスホルダの改造方法は、
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダの改造方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該距離センサと前記ホルダ側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するように改造するものである。
【００２１】
また本発明により改造されたガスホルダは、
筒形のガスホルダの側板と該ホルダ側板を上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダにおいて、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定して改造したものである。
【００２２】
本発明の改造方法及び改造されたガスホルダは、既存のガスホルダにおいて既存のシールゴム間の間隙に非接触式の距離センサを設けるものである。このようにシールゴム間の間隙に距離センサを取り付けるため、既存のシールゴムをそのまま利用することができる。例えば該距離センサをシールゴム間に介設されたスペーサに埋設するようにしてもよい。従ってシールゴム間にシールゴムとは別個に取り付けることができるため、シールゴムの交換が必要になったときでも該シールゴムのみを交換すればよい。従って改造工程が短縮され、改造作業が容易になる。
【００２３】
本発明のシールゴム摩耗検知装置において、シールゴムの上方にシール油を貯留し、該シール油の静圧力によって該シールゴムをホルダ側板に押し付ける押し付け力を付与する構成とし、距離センサとして渦電流式センサを用いてもよい。かかる構成とすれば、シールゴムの上方にシール油を貯留するため、該シール油の静圧力によりシールゴムをホルダ側板に押し付ける押し付け力を該シールゴムの支持部材に付与できるので、さらにガスシール効果を高めることができる。
【００２４】
またガスホルダではガス爆発のおそれがないことが必要条件である。渦電流式センサはこのおそれがなく、防爆条件に十分合致する。また渦電流式センサは一旦取り付けた後でメンテナンスの必要がなく、また更正の必要がないので、メンテナンスが容易である。
一方、他方式のセンサ、例えば光センサ方式では、シール油に汚れが発生すると、検知精度が劣化するおそれがある。シールゴムの上下方向長さ及びシールゴム間の間隙は５０ｍｍ程度であるので、超音波方式のセンサは、かかる狭い間隙に設置するには不適である。
【００２５】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、筒形ガスホルダの横断面が多角形又は円筒形をなし、該筒形ガスホルダの周方向に３個以上の非接触式距離センサを分散配置するようにしてもよい。ガスホルダの周方向に３個以上の非接触式距離センサを分散配置することにより、ガスホルダ周方向でシールゴムの摩耗量を漏れなく検知することができ、検知精度が向上する。
【００２６】
また、該距離センサの検知信号伝達ケーブルをピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成してもよい。非接触式距離センサのケーブルを光電変換部を介して光信号ケーブルに接続することにより、シールゴム摩耗量の遠隔監視が可能になる。ピストン上面は軽度の防爆条件を満たす必要があるので、光信号ケーブル方式は、無線方式等と比べて防爆条件に適合している。
【００２７】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、シールゴム及び距離センサの支持部材を前記ガスホルダの側板に押し付ける付勢力を付与する付勢手段を設け、該距離センサを該付勢手段が該支持部材に付勢力を付与する作用点に近接した位置に配置してもよい。かかる構成とすれば、ホルダ側板に対するシールゴムの押し付け力をさらに増大させることができる。また該付勢手段がシールゴム及び距離センサの支持部材に付勢力を付与する作用点の付近がシールゴムの摩耗量が最も多い部分である。ここに距離センサを配置することにより、シールゴムの摩耗量が多い部分の摩耗量を常に検知することができる。これによって常に安全サイドの監視を行なうことができる。
【００２８】
前記構成の一例をして、複数のカウンタウェイトをガスホルダの周方向に沿ってピストンに分散配置し、各カウンタウェイトをリンク機構を介してシールゴム及び距離センサの支持部材に連結することによって、該支持部材を側板に押し付ける付勢力を付与するように構成し、距離センサを該リンク機構と支持部材との連結部間で該連結部に近接した位置に配置することができる。
【００２９】
この場合、該カウンタウェイトの自重によって、ホルダ側板に対するシールゴムの押し付け力をさらに増大させることができる。またカウンタウェイトによる付勢力によりホルダ側板の変形に対する追従性が良好になるとともに、一時的な局所的変形に対してもシール性能を十分保持することができる。
またカウンタウェイトのリンク機構と支持部材との連結部がシールゴムの摩耗量が最大となる箇所である。距離センサを該連結部に近接した位置に配置することにより、シールゴムの摩耗量が多い部分の摩耗量を常に検知することができる。これによってシールゴムの摩耗量を常に安全サイドから監視できる。
【００３０】
また本発明のシールゴム摩耗検知装置において、ガスホルダの周方向に配設された複数の距離センサによる検出位置を一覧表示するガスホルダ画面と該検出位置で検出したシールゴム摩耗量とを表示する表示部を設けるようにするとよい。これによって該シールゴムの摩耗量を遠隔監視しながら該表示部によってシールゴムの摩耗量を監視することができる。
【００３１】
また、複数の距離センサによる検知位置及び該検知位置で検出した摩耗量を一覧表示しているので、ガスホルダの全周方向に配置されたシールゴムの摩耗量を一目で確認でき、シールゴムの補修要否及び補修時期を診断することができる。なお距離センサの取り付け位置の表示部をシールゴムの摩耗量によって色分け表示すれば、各検知箇所の補修時期の緊急度を一目で識別できる。
【００３２】
また本発明のガスホルダは、以上のような構成を有するシールゴム摩耗検知装置を備えたものである。従って本発明のシールゴム摩耗検知装置による前記作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的にガスホルダの側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知できるため、ガスホルダの稼動を停止して解体することなくシールゴムの摩耗量の検知が可能になり、保守点検が容易である。また該側板の表面を傷付けるおそれがない。また上下方向に複数段に設けたシールゴム間にセンサを配置するため、シールゴム摩耗量の平均値を検知することができる。
【００３４】
また距離センサの検知信号伝達ケーブルをピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成すれば、防爆仕様に適した簡素な構成でシールゴム摩耗量の遠隔監視が可能となる。
また摩耗量検知するためのセンサをシールゴム間の間隙に該シールゴムとは別個に設けるので、既存のガスホルダを本発明を適用したものに改造する場合でも、既存のシールゴムをそのまま利用することができる。またシールゴムと距離センサとを別々に交換できる。従って改造工事が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３６】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を図６及び図７に示す従来のガスホルダと同一の液シール方式のガスホルダに適用したものである。図１は、本実施形態のホルダ側板とシールゴム間のシール機構を示す縦断面図であり、従来のガスホルダの該シール機構を示す、図８に相当する図である。図２は該シール機構の一部拡大縦断面図（図３中のＢ−Ｂ線に沿う断面図）、図３は図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態において、ホルダ側板２とピストン８間のシール機構及びシールゴム摩耗量の遠隔監視装置以外のガスホルダの構成は、図６及び図７に示す従来のガスホルダの構成と同一であり、従って該シール機構及び遠隔監視装置以外の構成の説明を省略する。
【００３７】
図１〜図３により本実施形態のホルダ側板とピストン間のシール機構を説明する。まず図１において、ピストン８は、円周方向と半径方向の梁で組み合わされた骨組み上にデッキ８４が張られてドーム型に形成されている。ピストン８の外縁に周方向に設けられたフートリング８３の内部には、ピストン８の重量を調整するため、バランスコンクリート８５が充填されている。ピストン８は、自重で降下し、ピストン８下部のガスホルダ１内に貯留されるガスｇのガス圧で上昇するが、ピストン８の重量をバランスコンクリート８５等で調整することにより、ガスｇのガス圧を所定の圧力に調整している。
【００３８】
ピストン８の上面には支持フレーム８０が固設され、支持フレーム８０にはホルダ側板２の内面に当接する上部ガイドロール（図示略）及び下部ガイドロール８２が取り付けられ、これによってピストン８の傾斜制御を行っている。ホルダ側板２とピストン８との間には貯留ガスｇの漏洩を防止するためのシール機構１０が配設されている。
【００３９】
上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、及び上下シールゴム間に配置されたアルミ製のスペーサ３３が保持金具３４に一体に固定されている。上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、スペーサ３３の上下方向長さは、例えば５０ｍｍに設定される。該上下シールゴムは、ＮＢＲと繊維層とが積層されて構成されている。保持金具３４は吊り材５２を介してピストン８の上部側縁からピストン８の直径方向に突設された支持フレーム６１に接続される。吊り材５２はピストン８の円周方向に所定間隔で複数配置されている。
【００４０】
ピストン８の上面にはカウンタウェイト６２が設置され、以下カウンタウェイト６２と保持金具３４とを連結するリンク機構５０の構成を説明する。保持金具３４は水平方向に配置されたフレーム５３に対して支軸５３ａを介して回動可能に接続され、フレーム５３は三角形状をなすフレーム５４に対して支軸５４ａを介して回動可能に接続される。また該三角フレーム５４は、ピストン８のフートリング８３に取り付けられたブラケット５５に対して支軸５５ａを介して回動可能に接続される。カウンタウェイト６２の先端６２ａと三角フレーム５４の一端５４ｂとはワイヤ６３で接続される。
【００４１】
カウンタウェイト６２は支軸６２ｂを中心に回動可能に取り付けられているため、カウンタウェイト６２の自重によりワイヤ６３が上方に引っ張られる引っ張り力を受ける。そしてワイヤ６３が上方に引っ張られることにより、フレーム５３及び保持金具３４が三角フレーム５４によってホルダ側板側に押し付けられる押し付け力を受ける。これによって上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２がホルダ側板２に押し付けられ、ホルダ側板２に密着する。
【００４２】
カウンタウェイト６２は、ピストン８の周方向に所定間隔を持って複数配置され、これによってピストン８の周方向全域に亘って均一な押し付け力を付与できる。カウンタウェイト６２による押し付け力によりホルダ側板２の変形に対する追従性も良好となり、また一時的なホルダ側板２の局所変形に対しても十分なシール性を保持できる。
【００４３】
図２及び図３において、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２、スペーサ３３は、ボルト５１により座金５６を介して上下両側から挟着され、座金５６はスプリングプレート６５を介して保持金具３４に一体にボルト結合されている。ボルト５１の上端は吊り材５２に接続される。
【００４４】
下部シールゴム３２の下方にボルト５１により取り付けられた座金５６とフートリング８３に取り付けられた遮蔽板６４とをキャンバス５７で接続している。これによって、遮蔽板６４及びキャンバス５７とでこれらの下方に形成されるガス貯留領域と遮蔽板６４及びキャンバス５７の上方とを遮断し、上部シールゴム３１の上方及び遮蔽板６４及びキャンバス５７の上方にシール油ｓの貯留溝を形成している。
【００４５】
スペーサ３３には渦電流式の距離センサ５８が埋設される。保持金具３４に固定板６０がボルト結合され、固定板６０に固定ナット５９がボルト結合される。そして距離センサ５８の外表面が固定ナット５９と螺合することにより、距離センサ５８は保持金具３４に固定される。距離センサ５８の先端面とホルダ側板２の内面との初期間隔は、例えば２０ｍｍ程度に設定される。距離センサ５８は、距離センサ５８とホルダ側板２内面との距離を検知し、その検知信号をケーブル５８ａを介して後述する中継制御盤に送信する。距離センサ５８は上下シールゴム３１及び３２とともに保持金具３４に一体に固定されているため、距離センサ５８とホルダ側板２との距離を検知することにより、ホルダ側板２内面に摺接する上下シールゴム３１及び３２の磨耗量を検知することができる。
【００４６】
図４は、本実施形態のシールゴム摩耗量の遠隔監視システムを示す概要図である。図４において、距離センサ５８は、ガスホルダ１のホルダ側板２の周方向に沿って８個分散配置される。ピストンデッキ８４の中央上面には電／光変換器７１及び中継制御盤７２が設けられる。距離センサ５８の摩耗量検知信号は、電気信号でケーブル５８ａから電／光変換器７１に送られて光信号に変換される。中継制御盤７２は例えばＰＬＣソフトウェア等を内臓し、複数の電／光変換器７１から出た信号は中継制御盤７２に集約され、その後光ファイバを内臓した光信号ケーブル７３を経由し、ガスホルダ１の外部の非防爆エリアに設けられた計器盤７４に送信される。
【００４７】
計器盤７４は、例えばＰＬＣソフトウェア等を内臓し、監視画面７４ａを備えており、該監視画面７４ａによって８個の距離センサ５８から送信される上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を監視する。図５は、該監視画面７４ａの一例を示す。画面中央には、ガスホルダ１の横断面が表示され、Ｎｏ．１からＮｏ．８は、それぞれ８個の距離センサ５８が配置された箇所を示す。該横断面表示の両側には８個の距離センサ５８のシールゴム摩耗量の検出値が表示される。そしてＮｏ．１からＮｏ．８の表示部は、シールゴム摩耗量に応じて色分け表示される。例えば該摩耗量が許容限界値に近い場合には黄色表示するなどして、注意喚起している。
【００４８】
本実施形態によれば、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の摩耗量を非接触式の距離センサ５８で検知するため、ホルダ側板２の内面を傷付けるおそれがなく、従ってガスシール性能を損なうおそれがない。また、上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２の間に距離センサ５８を設置しているため、該上下シールゴムが偏摩耗を生じた場合でも、上下シールゴムの摩耗量の平均値を検知できる。従って上下シールゴムの摩耗量を反映した正確な摩耗量を検知できる。
【００４９】
また距離センサ５８は渦電流式センサを用いているため、防爆条件に十分合致する。また上部シールゴム３１及び下部シールゴム３２間の狭い空間であっても良好な検知精度を維持できる。またシール油ｓで囲まれた環境で、シール油ｓに汚れが生じた場合でも良好な検知精度を維持できるとともに、一旦取り付けた後でメンテナンスの必要がなく、また更正の必要がないので、メンテナンスが容易である。
ガスホルダ１のピストン２の上方空間は、軽度の防爆条件を有する区域であるが、ここで距離センサ５８からケーブル５８ａを介して送信されてきた検知信号（電気信号）が電／光変換器７１により光信号に変換され、光信号ケーブル７３でガスホルダ１の外部に送信されるので、防爆条件に適うととともに、検知信号をガスホルダ１の外部に設けられた計器盤７４に送信し、そこで遠隔監視が可能になる。
【００５０】
またＮｏ．１〜８の距離センサ５８による検出位置及び該検出位置で検出した摩耗量を監視画面７４ａで一覧表示しているので、ガスホルダ１の全周方向に配置されたシールゴムの摩耗量を一目で確認でき、シールゴムの補修要否及び補修時期を容易に診断することができる。またＮｏ．１〜８の距離センサ５８による検出位置の表示部が摩耗量の程度によって色分け表示されるので、各検出位置のシールゴムの補修時期の緊急度を一目で識別できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、ホルダ側板を傷付けることなく、ホルダ側板とピストン間のシールゴムの摩耗量を精度良く検知できるとともに、シールゴムの摩耗量の遠隔監視を可能として保守点検の容易な摩耗量検知手段及び該摩耗量検知手段を備えたガスホルダを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態においてホルダ側板とシールゴム間のシール機構を示す縦断面図である。
【図２】図１の該シール機構の一部拡大縦断面図（図３中のＢ−Ｂ線に沿う断面図）である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】前記第１実施形態の遠隔監視装置を示す説明図である。
【図５】前記第１実施形態の遠隔監視装置の表示画面図である。
【図６】ガスホルダの全体外観図である。
【図７】ガスホルダの全体縦断面図である。
【図８】従来のホルダ側板とピストンとのシール機構を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ ガスホルダ
２ ホルダ側板
８ ピストン
３１ 上部シールゴム
３２ 下部シールゴム
３３ スペーサ
３４ 保持金具（支持部材）
５０ リンク機構
５３ フレーム（連結部）
５８ 距離センサ
５８ａ ケーブル
６２ カウンタウェイト
７１ 電／光変換器
７３ 光信号ケーブル
７４ 計器盤
７４ａ 表示画面（表示部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムの摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた前記シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定された非接触式の距離センサにより、該距離センサと該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知することを特徴とするガスホルダのシールゴム摩耗検知方法。
【請求項２】
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダの改造方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該距離センサと前記ホルダ側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するように改造することを特徴とするガスホルダの改造方法。
【請求項３】
筒形をなすガスホルダの側板に沿って上下に摺動するピストンの外周に該ピストンと該ホルダ側板との間の気密を保持するシールゴムを設け、該シールゴムの摩耗量を検知するセンサを備えたガスホルダのシールゴム摩耗検知装置において、
前記シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、
該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定してなることを特徴とするガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項４】
前記シールゴムの上方にシール油を貯留し、該シール油の静圧力によって該シールゴムを前記ホルダ側板に押し付ける押し付け力を付与する構成とし、
前記距離センサとして渦電流式センサを用いたことを特徴とする請求項３に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項５】
前記ガスホルダの横断面が多角形又は円筒形をなし、該ガスホルダの周方向に３個以上の前記距離センサを分散配置することを特徴とする請求項３又は４に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項６】
前記距離センサの検知信号伝達ケーブルを前記ピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、
該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項７】
前記シールゴム及び距離センサの支持部材を前記ガスホルダの側板に押し付ける付勢力を付与する付勢手段を設け、
前記距離センサを該付勢手段が該支持部材に付勢力を付与する作用点に近接した位置に配置したことを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項８】
前記付勢手段が、前記ガスホルダの周方向に沿って前記ピストンに分散配置されるとともに、リンク機構を介して前記支持部材に連結された複数のカウンタウェイトであり、
前記距離センサを該リンク機構と該支持部材との連結部間で該連結部に近接した位置に配置したことを特徴とする請求項７に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項９】
前記ガスホルダの周方向に配設された複数の前記距離センサの取付け位置を一覧表示するガスホルダ画面と該距離センサで検出した前記シールゴムの摩耗量とを表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項３〜８のいずれかの項に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項１０】
筒形のガスホルダの側板と該ホルダ側板を上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダにおいて、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定して改造したことを特徴とするガスホルダ。
【請求項１１】
請求項３〜９のいずれか一項のシールゴム摩耗検知装置を備えたことを特徴とするガスホルダ。
【請求項１】
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムの摩耗量を検知するガスホルダのシールゴム摩耗検知方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた前記シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に固定された非接触式の距離センサにより、該距離センサと該側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知することを特徴とするガスホルダのシールゴム摩耗検知方法。
【請求項２】
筒形をなすガスホルダの側板と該ホルダ側板に沿って上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダの改造方法において、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に非接触式の距離センサを固定し、該距離センサにより該距離センサと前記ホルダ側板との距離を測ることによって、該シールゴムの摩耗量を検知するように改造することを特徴とするガスホルダの改造方法。
【請求項３】
筒形をなすガスホルダの側板に沿って上下に摺動するピストンの外周に該ピストンと該ホルダ側板との間の気密を保持するシールゴムを設け、該シールゴムの摩耗量を検知するセンサを備えたガスホルダのシールゴム摩耗検知装置において、
前記シールゴムを上下方向に間隔を置いて複数段に設け、
該シールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定してなることを特徴とするガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項４】
前記シールゴムの上方にシール油を貯留し、該シール油の静圧力によって該シールゴムを前記ホルダ側板に押し付ける押し付け力を付与する構成とし、
前記距離センサとして渦電流式センサを用いたことを特徴とする請求項３に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項５】
前記ガスホルダの横断面が多角形又は円筒形をなし、該ガスホルダの周方向に３個以上の前記距離センサを分散配置することを特徴とする請求項３又は４に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項６】
前記距離センサの検知信号伝達ケーブルを前記ピストン上面に設けられた電／光変換部を介して光信号ケーブルに接続し、
該光信号ケーブルを介して該検知信号を該ガスホルダの外部に送信するように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項７】
前記シールゴム及び距離センサの支持部材を前記ガスホルダの側板に押し付ける付勢力を付与する付勢手段を設け、
前記距離センサを該付勢手段が該支持部材に付勢力を付与する作用点に近接した位置に配置したことを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項８】
前記付勢手段が、前記ガスホルダの周方向に沿って前記ピストンに分散配置されるとともに、リンク機構を介して前記支持部材に連結された複数のカウンタウェイトであり、
前記距離センサを該リンク機構と該支持部材との連結部間で該連結部に近接した位置に配置したことを特徴とする請求項７に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項９】
前記ガスホルダの周方向に配設された複数の前記距離センサの取付け位置を一覧表示するガスホルダ画面と該距離センサで検出した前記シールゴムの摩耗量とを表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項３〜８のいずれかの項に記載のガスホルダのシールゴム摩耗検知装置。
【請求項１０】
筒形のガスホルダの側板と該ホルダ側板を上下に摺動するピストンとの間の機密を保持するシールゴムを備えたガスホルダにおいて、
上下方向に間隔を置いて複数段に設けられた既存のシールゴム間の間隙に該シールゴムと同一の支持部材に一体的に前記ホルダ側板との距離を測る非接触式の距離センサを固定して改造したことを特徴とするガスホルダ。
【請求項１１】
請求項３〜９のいずれか一項のシールゴム摩耗検知装置を備えたことを特徴とするガスホルダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２０８９５６（Ｐ２００８−２０８９５６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４８１４４（Ｐ２００７−４８１４４）
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（５０６１２２２４６）三菱重工鉄構エンジニアリング株式会社 (111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（５０６１２２２４６）三菱重工鉄構エンジニアリング株式会社 (111)
【Ｆターム（参考）】
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