(57)【要約】【課題】本発明は、内槽の傾き又は水平面内の偏りを正確に検出可能なガスホルダの異常検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ガスホルダ１０の径外方向外側において周方向に配置された３つの非接触式距離計２０からなる距離計群を異なる高さに備え、各距離計群を構成する３つの非接触距式離計２０の計測値から、それぞれの高さにおける内槽１２ａ〜１２ｃの水平位置を検出し、検出した２つの高さにおける水平位置と、距離計群の高さ方向の間隔とに基づいて、内槽１２ａ〜１２ｃの傾きを検出すると共に、少なくとも何れか１方の水平位置に基づいて内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内の偏りを検出するガスホルダの異常検出装置１を提供する。【選択図】図１
2011021638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、
前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、
該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、
該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、
更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する前記内槽の水平位置を検出する水平位置検出手段と、
前記水平位置検出手段が検出した水平位置と水平基準位置とのずれ量に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置。
【請求項２】
前記距離計群は、前記内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置し、
前記水平位置検出手段は、前記各非接触式距離計が計測した各内槽の側面部までの距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する前記各内槽の水平位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のガスホルダの異常検出装置。
【請求項３】
液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、
前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群の集合体を備え、
該距離計群の集合体は、少なくとも２つの距離計群からなり、
該各距離計群は、互いに異なる高さに位置すると共に、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、
同一の前記距離計群を構成する各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、
更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各距離計群と同一高さにおける前記内槽の水平位置を検出し、該各水平位置と前記距離計群の高さ方向の間隔とに基づいて、前記各非接触式距離計によって前記側面部までの距離が計測された前記内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、
前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置。
【請求項４】
前記距離計群の集合体は、前記内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置し、
前記傾き角検出手段は、前記各非接触式距離計が計測した各内槽の側面部までの距離に基づいて、前記各内槽の各距離計群と同一高さにおける水平位置を検出し、前記各内槽の各距離計群と同一高さにおける水平位置と、前記各内槽と同一高さに位置する前記距離計群の集合体を構成する距離計群の高さ方向の間隔とに基づいて、前記各距離計群の集合体と同一高さに位置する前記各内槽の傾き角を検出することを特徴とする請求項３に記載のガスホルダの異常検出装置。
【請求項５】
液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、
前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、
該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、
該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、
更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の水平位置を検出し、該水平位置と水平基準位置とのずれ量、及び、前記距離計群の位置する高さに基づいて前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、
前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置。
【請求項６】
液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、
前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、
該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、
該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、
更に、最も内側の内槽の高さを検出する高さ検出手段と、
前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の水平位置を検出し、該水平位置の変動量と、前記高さ検出手段が検出した高さの変動量とに基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、
前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置。
【請求項７】
前記ガスホルダは、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる少なくとも３つの位置に、前記各内槽の昇降を案内するためのガイドポストを備え、
前記距離計群を構成する各非接触式距離計は、少なくとも３以上のガイドポストに配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のガスホルダの異常検出装置。
【請求項８】
前記距離計群は、３つの前記非接触式距離計からなり、
３つの前記非接触式距離計のうち１つの非接触式距離計に対して、他の２つの非接触式距離計のうちの一方が前記内槽の周方向の一方に９０°離間した位置に配置され、他の２つの非接触式距離計のうちの他方が前記内槽の周方向の他方に９０°離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のガスホルダの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスホルダは、製鉄所の高炉、コークス炉、転炉等から発生するガス等を、後に利用できるように貯留するものである。ガスホルダには、湿式ガスホルダと呼ばれるものがある。湿式ガスホルダは、液体が貯留される液体槽と、液体槽の内側において、外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される円筒状の側面部を有する複数の内槽とを備えている。かかる湿式ガスホルダは、液体槽と内槽との間及び内槽間が液体槽に貯留される液体によって気密状に接合され、液体槽及び内槽の内側の空間にガスを貯留することができる。
【０００３】
湿式ガスホルダの内槽は、前記内側の空間に対するガスの流入出によって昇降し、前記内側の空間の容積がガスの貯留量によって変動する。また、湿式ガスホルダの各内槽は、前記内側の空間に貯留されるガスの圧力によって側面部が膨張又は収縮し、側面部の径が変動することがある。各内槽には、液体槽の外側に設置されたガイドポストに接触する上部ローラと、外側の槽に接触する下部ローラとが設けられている。上部ローラがガイドポストに対して転動し、下部ローラが外側の槽に対して転動することで内槽の昇降が行われる。また、上部ローラがガイドポストに接触し、下部ローラが外側の槽に接触することで、内槽の水平面内の位置決めがされている。しかし、これらの両ローラが摩耗すると、内槽が傾いたり、水平面内で偏よったりする恐れがある。内槽の傾きや偏りが発生すると、傾き又は偏りが発生した内槽が内側又は外側の内槽に接触し、接触した状態で内槽が昇降すると、内槽に穴が開く恐れがある。このため、傾きや偏りが発生した状態を放置すると、ガスホルダに貯留されたガスが外部に漏れ、ガス爆発等の大事故が起こる恐れがある。また、穴が開かなくても、内槽同士が接触すると、摩擦力によって内槽の昇降が困難になる恐れがある。このため、内槽の傾き又は偏りを精度良く検出することが必要である。
【０００４】
内槽の傾きを検出する技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術は、内槽の側面部の全周に亘って形成された封溝の水位から内槽の傾きを検出する技術である。しかしながら、封溝の水位を検出する特許文献１の水位検出器は、封溝に貯留された水の成分によって検出結果が影響されるため、雨水や海水等が封溝に入り込むと、正確な水位を検出することができない。また、特許文献１の水位検出器は、電極を有し、該電極を封溝に貯留された水に浸けて、封溝の水位を検出するものである。水位と電極の電気抵抗とは一定の関係を有し、電気抵抗と電流とは反比例の関係を有することから、この水位検出器は、電極に流れる電流に基づいて水位を検出する。しかし、電気抵抗と電流とは反比例の関係を有するため、電流が小さい場合、電気抵抗の変化量に対して電流の変化量が小さいため、この水位検出器は、電気抵抗が低い状態に対応する水位においては検出精度が低い。
【０００５】
封溝の水位を検出する技術として、特許文献２に記載の技術を用いることが考えられる。特許文献２に記載の技術は、ガスホルダの天井部に設置されたレーザ距離計を用いて、ガスホルダ内を昇降するピストンの高さを検出する技術である。特許文献２の技術を応用して封溝の水位を検出する方法として、最も内側の内槽の天井部にレーザ距離計を設置し、当該レーザ距離計によって計測された封溝の水面までの距離に基づいて封溝の水位を検出する方法が考えられる。しかし、前述の湿式ガスホルダにおいては、各内槽は、それぞれ昇降可能であるため、レーザ距離計と封溝の水面までの距離は、封溝の水位だけでなく、各内槽の昇降にも影響される。よって、特許文献２の技術では、封溝の水位を正確に検出することができず、内槽の傾きを正確に検出することができない。
【０００６】
また、封溝の水位を検出する技術として、特許文献２及び３に記載の技術を用いることが考えられる。特許文献２及び３に記載の技術は、液体中にエアを吹き込み、エアの吹き込みに要した吹き込み圧に基づいて水面の高さを検出する技術である。しかしながら、この技術を利用するためには、水中にエアを供給するための配管が必要である。封溝は、内槽と共に昇降するため、この技術を応用して封溝の水位を検出する場合、内槽の昇降に合わせて、伸縮可能な配管が必要となるという問題が生じる。
【０００７】
また、水平面内の内槽の偏りの検出については、特許文献１〜３に記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１８３１９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４６５４号公報
【特許文献３】特開２００５−２４８９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、内槽の傾き又は水平面内の偏りを正確に検出可能なガスホルダの異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１の手段として、液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する前記内槽の水平位置を検出する水平位置検出手段と、前記水平位置検出手段が検出した水平位置と水平基準位置とのずれ量に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置を提供する。
【００１１】
第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、内槽の周方向に互いに異なる位置に配置された少なくとも３つの非接触式距離計を備える。各非接触式距離計は、各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の側面部までの水平方向の距離を計測する。尚、非接触式距離計と同一高さに位置する内槽とは、非接触式距離計よりも上端部が上方に位置し、下端部が下方に位置する内槽を意味する。第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段は、少なくとも３つの各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の水平位置を検出する。内槽は円筒状の側面部を有するので、少なくとも３つの非接触式距離計を含む水平面で切断した内槽の断面形状は円形状である。任意の３点が与えられると、当該３点を通る円が定まる。また、任意の４以上の点が与えられると、最小二乗法等により各点の最も近傍を通る円を定めることができる。また、任意の４点が与えられると、１点が異常な点であっても、当該１点を除いた残りの３点を通る円を定めることができる。また、任意の５点が与えられると、２点が異常な点であっても、当該２点を除いた残りの３点を通る円を定めることができる。任意の４点が与えられた場合はこのように異常な点を除くことで、異常値を検出する非接触式距離計があっても、内槽の水平位置を精度良く検出できる場合がある。以上のことから、内槽の水平位置は、上記の水平位置検出手段によって検出できる。
【００１２】
前述のように、内槽の側面部は、膨張又は収縮により径が変動することがある。このように、内槽の側面部の径のみが変動しても、内槽の水平位置は変動しない。内槽の水平位置を検出する方法として、所定の水平面における内槽の側面部の２箇所の水平位置を検出し、該検出した２箇所の水平位置と、予め与えられた内槽の側面部の径とから内槽の水平位置を検出する方法が考えられる。しかし、この方法では、内槽の側面部の径が予め与えられた大きさから変動すると、内槽の水平位置を正確に検出できない。一方、上述のように、水平位置検出手段は、予め与えられた内槽の側面部の径を用いずに内槽の水平位置を検出する。このため、水平位置検出手段が検出する内槽の水平位置は、内槽の側面部の径に影響されない。従って、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、内槽の側面部の径が変動しても、内槽の水平位置と水平基準位置とのずれ量（水平面内の偏り）を正確に検出できる。また、内槽の水平位置は封溝の水位に基づいて検出しないので、封溝の水位の検出精度に関わらず、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、内槽の水平位置を正確に検出する。
【００１３】
また、距離計群は、内槽の全てが降下したときの内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置している。このため、内槽の全てが降下した状態から全ての内槽が上昇した場合、全ての内槽は、少なくとも一時的には距離計群と同一高さになり、各非接触式距離計は、全ての内槽の側面部までの距離を
計測することが可能である。このため、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置によれば、複数の距離計群を用いなくても、全ての内槽の水平面内の偏りを検出することが可能である。
【００１４】
第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の好ましい構成として、前記距離計群は、前記内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置し、前記水平位置検出手段は、前記各非接触式距離計が計測した各内槽の側面部までの距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する前記各内槽の水平位置を検出する構成を挙げることができる。
【００１５】
かかる好ましい構成によれば、距離計群が、内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置している。尚、内槽が位置する高さとは、内槽の上端部と下端部との間の高さを意味する。このような位置に距離計群が位置するため、内槽の全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く内槽が上昇しても、該内槽が位置する高さに距離計群が位置する。よって、かかる好ましい構成によれば、内槽の全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く上昇した内槽について、当該上昇後に内槽の水平面内の偏りが発生しても、当該偏りを検出することが可能である。
【００１６】
本発明は、第２の手段として、液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群の集合体を備え、該距離計群の集合体は、少なくとも２つの距離計群からなり、該各距離計群は、互いに異なる高さに位置すると共に、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、同一の前記距離計群を構成する各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各距離計群と同一高さにおける前記内槽の水平位置を検出し、該各水平位置と前記距離計群の高さ方向の間隔とに基づいて、前記各非接触式距離計によって前記側面部までの距離が計測された前記内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置を提供する。
【００１７】
第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各距離計群と同一構成の距離計群を少なくとも２以上有する距離計群の集合体を備える。各距離計群は、互いに異なる高さに位置している。このため、距離計群の集合体を構成する非接触式距離計が計測した距離から、互いに異なる２以上の高さにおける内槽の水平位置を検出できる。距離計群が２つの場合、第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の傾き角検出手段は、互いに異なる２つの高さにおける内槽の水平位置と、２つの距離計群（２つの水平位置）の高さ方向の間隔とに基づいて、各非接触式距離計によって側面部までの距離が計測された内槽の傾き角を検出する。一方、距離計群が３以上の場合、例えば、以下のようにして、内槽の傾き角を検出することができる。まず、傾き角検出手段は、非接触式距離計が計測した距離から３以上の各高さにおける内槽の水平位置を検出する。そして、各高さにおける内槽の水平位置と距離計群の高さ方向の間隔とから、各高さにおける内槽の水平位置の近傍を通る直線を求め、該直線の傾きから内槽の傾き角を検出する。また、上記のように、内槽の傾き角は、互いに異なる２以上の高さにおける内槽の水平位置と、水平位置の高さ方向の間隔とに基づいて検出できる。このため、互いに異なる３以上の高さにおける内槽の水平位置の中から選択された任意の２以上の内槽の水平位置と、水平位置の高さ方向の間隔とに基づいて内槽の傾き角を検出することが可能である。よって、例えば、所定の高さの内槽の水平位置が、内槽に傾きが生じた場合の内槽の水平位置と予測される予測位置に対して大きく異なる場合であっても、距離計群が３以上の場合は、他の２つ以上の内槽の水平位置と水平位置の高さ方向の間隔とに基づいて内槽の傾き角を精度良く検出することが可能である。
【００１８】
傾き角検出手段は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段と同様に、内槽の側面部の径を用いずに、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置を検出する。このため、傾き角検出手段は、内槽の側面部の径が変動しても、内槽の傾き角を正確に検出できる。また、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置は、各非接触式距離計が計測した距離から検出され、内槽の傾き角の検出に用いる距離計群の高さ方向の間隔は、第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の設計上の寸法等から得ることができる。従って、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置及び距離計群の高さ方向の間隔は、封溝の水位を用いずに得ることができる。よって、第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、封溝の水位の検出精度に関わらず、内槽の傾き角を正確に検出できる。
【００１９】
距離計群の集合体は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の距離計群と同様に、内槽の全てが降下したときの内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置している。よって、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計と同様に、第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計は、全ての内槽の側面部までの距離を計測することが可能である。このため、第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置によれば、複数の距離計群の集合体を用いなくても、全ての内槽の傾き角を検出することが可能である。
【００２０】
第２の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の好ましい構成として、前記距離計群の集合体は、前記内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置し、前記傾き角検出手段は、前記各非接触式距離計が計測した各内槽の側面部までの距離に基づいて、前記各内槽の各距離計群と同一高さにおける水平位置を検出し、前記各内槽の各距離計群と同一高さにおける水平位置と、前記各内槽と同一高さに位置する前記距離計群の集合体を構成する距離計群の高さ方向の間隔とに基づいて、前記各距離計群の集合体と同一高さに位置する前記各内槽の傾き角を検出する構成を挙げることができる。
【００２１】
かかる好ましい構成によれば、距離計群の集合体が、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の距離計群と同様に、内槽の全てが上昇したときの各内槽が位置する高さに位置している。このため、内槽の全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く内槽が上昇しても、該内槽が位置する高さに距離計群の集合体が位置する。よって、かかる好ましい構成によれば、内槽の全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く上昇した内槽について、当該上昇後に内槽の傾きが発生しても、当該傾きを検出することが可能である。
【００２２】
本発明は、第３の手段として、液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、更に、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の水平位置を検出し、該水平位置と水平基準位置とのずれ量、及び、前記距離計群の位置する高さに基づいて前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置を提供する。
【００２３】
第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の距離計群と同一構成の距離計群を備える。第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の傾き角検出手段は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段と同様にして、距離計群を構成する各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、内槽の水平位置を検出する。更に、傾き角検出手段は、検出した内槽の水平位置と内槽の水平基準位置とのずれ量を検出し、検出したずれ量と距離計群の位置する高さとに基づいて内槽の傾き角を検出する。例えば、各非接触式距離計によって側面部までの距離が計測される内槽、及び、該内槽より下方に位置する全内槽が同一角度で傾いている場合、前記のずれ量と距離計群の位置する高さとの関係は、これらの内槽の傾き角に依存する。このため、このように内槽が傾いている場合、傾き角検出手段によって各非接触式距離計によって側面部までの距離が計測される内槽、及び、該内槽より下方に位置する全内槽内槽の傾き角を検出できる。
【００２４】
傾き角検出手段は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段と同様にして、内槽の水平位置を検出する。このため、傾き角検出手段は、内槽の側面部の径が変動しても、上記のずれ量を正確に検出できる。従って、傾き角検出手段は、内槽の側面部の径が変動しても、内槽の傾き角を正確に検出できる。また、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置は、各非接触式距離計が計測した距離から検出され、内槽の傾き角の検出に用いる距離計群の位置する高さは、第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の設計上の寸法などから得ることができる。従って、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置や距離計群の位置する高さは、封溝の水位を用いずに得ることができる。よって、第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、封溝の水位の検出精度に関わらず、内槽の傾き角を正確に検出できる。
【００２５】
また、第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置と同様に、距離計群が、内槽の全てが降下したときの内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置している。よって、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計と同様に、第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計は、全ての内槽の側面部までの距離を計測することが可能である。このため、第３の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置によれば、複数の距離計群を用いなくても、全ての内槽の傾き角を検出することが可能である。
【００２６】
本発明は、第４の手段として、液体が貯留される液体槽と、円筒状の側面部を有し、前記液体槽の内側において外側の槽に対して昇降可能に、且つ、同心円状に配置される複数の内槽とを備え、前記液体槽と前記内槽との間及び前記内槽間が、前記液体槽に貯留される液体によって気密状に接合されたガスホルダの異常状態を検出するガスホルダの異常検出装置であって、前記内槽の全てが降下したときの前記内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して前記内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置する距離計群を備え、該距離計群は、少なくとも３つの非接触式距離計からなり、該各非接触式距離計は、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる位置に配置されて、同一高さに位置する前記内槽の側面部までの水平方向の距離を計測し、更に、最も内側の内槽の高さを検出する高さ検出手段と、前記各非接触式距離計が計測した距離に基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の水平位置を検出し、該水平位置の変動量と、前記高さ検出手段が検出した高さの変動量とに基づいて、前記各非接触式距離計と同一高さに位置する内槽の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記傾き角検出手段が検出した傾き角に基づいて警報を発する警報手段とを備えることを特徴とするガスホルダの異常検出装置を提供する。
【００２７】
第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置と同一構成の距離計群を備える。第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、最も内側の内槽の高さを検出する高さ検出手段を備える。更に、第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の傾き角検出手段は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段と同様に、内槽の水平位置を検出する。更に、傾き角検出手段は、検出した内槽の水平位置の変動量と高さ検出手段が検出した高さの変動量とに基づいて、内槽の傾き角を検出する。傾き角が一定に維持された内槽よりも下方の内槽が鉛直方向に昇降することにより、傾き角が一定に維持された内槽が昇降する場合、所定の高さにおける傾き角が一定の内槽の水平位置と、最も内側の内槽の高さとの関係は、該傾き角に依存する。従って、このような状態で内槽が昇降する場合は、一定に維持された傾き角を傾き角検出手段によって検出できる。
【００２８】
傾き角検出手段は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の水平位置検出手段と同様にして、内槽の水平位置を検出する。このため、傾き角検出手段は、内槽の側面部の径が変動しても、内槽の水平位置の変動量を正確に検出できる。従って、傾き角検出手段は、内槽の側面部の径が変動しても、内槽の傾き角を正確に検出できる。また、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置の変動量は、距離計群を構成する各非接触式距離計が計測した距離から検出され、内槽の傾き角の検出に用いる最も内側の内槽の高さは、地面から最も内側の内槽までの距離を測定する非接触式距離計等を用いて検出できる。従って、内槽の傾き角の検出に用いる内槽の水平位置や最も内側の内槽の高さは封溝の水位を用いずに検出できる。よって、第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、封溝の水位の検出精度に関わらず、内槽の傾き角を正確に検出できる。
【００２９】
また、第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置は、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置と同様に、距離計群が、内槽の全てが降下したときの内槽の上端部の高さと、該上端部の高さに対して内槽１つ分の昇降距離だけ上方の高さとの間に位置している。よって、第１の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計と同様に、第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の各非接触式距離計は、全ての内槽の側面部までの距離を計測することが可能である。このため、第４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置によれば、複数の距離計群を用いなくても、全ての内槽の傾き角を検出することが可能である。
【００３０】
第１〜４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の好ましい構成として、前記ガスホルダは、最も外側の内槽の径方向外側において、周方向に互いに異なる少なくとも３つの位置に、前記各内槽の昇降を案内するためのガイドポストを備え、前記距離計群を構成する各非接触式距離計は、少なくとも３以上のガイドポストに配置されている構成を挙げることができる。
【００３１】
かかる好ましい構成によれば、非接触式距離計を配置するための部材を別途ガスホルダに設けることなく、内槽の傾き角及び水平面内の偏りを検出できる。
【００３２】
第１〜４の手段として提供されるガスホルダの異常検出装置の具体的な構成として、前記距離計群は、３つの前記非接触式距離計からなり、３つの前記非接触式距離計のうち１つの非接触式距離計に対して、他の２つの非接触式距離計のうちの一方が前記内槽の周方向の一方に９０°離間した位置に配置され、他の２つの非接触式距離計のうちの他方が前記内槽の周方向の他方に９０°離間した位置に配置されている構成を挙げることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、内槽の傾き又は水平面内の偏りを正確に検出可能なガスホルダの異常検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、ガスホルダの異常検出装置が備える非接触式距離計が配置されたガスホルダの概略構成図である。図１（ａ）は縦端面図を示し、図１（ｂ）は平面図を示す。
【図２】図２は、内槽の昇降状態を示す図である。図２（ａ）は内槽の全てが降下した状態を示し、図２（ｂ）は最も内側の内槽が外側の内槽に対して昇降した状態を示し、図２（ｃ）は内槽の全てが上昇した最大上昇状態を示す。
【図３】図３は、封溝及び浸水板の構成を示す図である。
【図４】図４は、異常検出装置の機能ブロック図である。
【図５】図５は、内槽の傾き角の検出を説明する図である。図５（ａ）は内槽の側面図を示し、図５（ｂ）は内槽の水平断面図を示す。
【図６】図６は、傾き角の検出手順を示すフロー図である。
【図７】図７は、水平面内の偏りの検出手順を示すフロー図である。
【図８】図８は、各内槽が位置する高さにおいて、距離計群が１つのみ位置するガスホルダの概略構成を示す図である。
【図９】図９は、１つの水平位置と該水平位置との高さから傾き角θを検出することを説明するための図である。
【図１０】図１０は、１つの水平位置と該水平位置との高さから傾き角θを検出することを説明するための図である。
【図１１】図１１は、フランジ部が設けられた内槽の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係るガスホルダの異常検出装置（以下、「異常検出装置」という）の一実施形態について説明する。まず、異常検出装置の説明の前に、当該異常検出装置によって異常状態が検出されるガスホルダについて説明する。図１は、異常検出装置が備える非接触式距離計２０が配置されたガスホルダ１０の概略構成図であり、図１（ａ）は縦端面図を、図１（ｂ）は平面図を示す。図１に示すように、ガスホルダ１０は、液体槽１１と、内槽１２ａ〜１２ｃと、ガイドポスト１３ａ〜１３ｄとを備える。
【００３６】
液体槽１１は、内側に液体を貯留している。本実施形態では、該液体として水が使用されている。
【００３７】
内槽１２ａ〜１２ｃは、液体槽１１の内側において、互いに同心円状に配置され、それぞれ円筒状の側面部１２１を有している。最も内側の内槽１２ａは、側面部１２１の上方を閉塞する天井部１２６を有している。図２は、内槽１２ａ〜１２ｃの昇降状態を示す図である。図２においては、図１に示されている上部ローラ１２４が省略されている。図２（ａ）は内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態を、図２（ｂ）は内槽１２ａが内槽１２ｂに対して上昇した状態を、図２（ｃ）は内槽１２ａ〜１２ｃの全てが上昇した最大上昇状態を示す。図２に示すように、内槽１２ａ〜１２ｃは、外側の槽に対して昇降可能である。具体的には、内槽１２ａは内槽１２ｂに対して昇降可能であり、内槽１２ｂは内槽１２ｃに対して昇降可能であり、内槽１２ｃは液体槽１１に対して昇降可能である。
【００３８】
内槽１２ａ〜１２ｃの側面部１２１の下端部近傍には、側面部１２１の全周に亘って封溝１２２が設けられている。また、内槽１２ｂ、１２ｃの側面部１２１の上端部近傍と液体槽１１の側面部の上端部近傍とには、内槽１２ｂ、１２ｃの側面部１２１及び液体槽１１の側面部の全周に亘って浸水板１２３が設けられている。
【００３９】
液体槽１１には、図２（ａ）に示す状態の内槽１２ｂ、１２ｃ及び液体槽１１の浸水板１２３が浸水する程度まで液体が貯留されている。図２（ａ）に示す状態において、液体槽１１に貯留された液体にガスを送り込むと、ガスの量に応じて内槽１２ａが上昇する。ガスを送り込み続けることで、図２（ｂ）に示す位置にまで内槽１２ａが上昇すると、内槽１２ａの封溝１２２に内槽１２ｂの浸水板１２３が入り込む。その後は、内槽１２ａの封溝１２２に内槽１２ｂの浸水板１２３が入り込んだ状態で、内槽１２ａ及び１２ｂが上昇する。更に、ガスを送り込み続けると、内槽１２ａ及び１２ｂの上昇により、内槽１２ｂの封溝１２２に内槽１２ｃの浸水板１２３が入り込む。その後は、内槽１２ａの封溝１２２に内槽１２ｂの浸水板１２３が入り込み、内槽１２ｂの封溝１２２に内槽１２ｃの浸水板１２３が入り込んだ状態で、内槽１２ａ〜１２ｃが上昇する。図２（ｃ）に示すように、最大上昇状態となると、内槽１２ｃの封溝１２２に液体槽１１の浸水板１２３が入り込む。このように、ガスの流入により内槽１２ａ〜１２ｃが上昇し、液体槽１１及び内槽１２ａ〜１２ｃの内側の空間の容積は該空間におけるガスの貯留量によって変動する。
【００４０】
封溝１２２は、液体槽１１に貯留された液体中に在るときには、液体が入り込む。そして、封溝１２２は、図３に示すように、このように入り込んだ液体を保持したまま液体槽１１に貯留された液体の液面より上昇できる構成となっている。このため、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、各内槽１２ａ〜１２ｃが液体槽１１に貯留された液面より上昇しても、封溝１２２に貯留された液体により封溝１２２と浸水板１２３との間が気密状に接合される。このため、各内槽１２ａ〜１２ｃの昇降状態に関わらず、液体槽１１と内槽１２ｃとの間、内槽１２ｃと内槽１２ｂとの間、及び、内槽１２ｂと内槽１２ａとの間は気密状に接合される。
【００４１】
更に、図１に示すように、内槽１２ａ〜１２ｃには、ガイドポスト１３ａ〜１３ｄに接触する上部ローラ１２４と、外側の槽に接触する下部ローラ１２５とが設けられている。各内槽１２ａ〜１２ｃが昇降する際には、上部ローラ１２４がガイドポスト１３ａ〜１３ｄに対して転動し、下部ローラ１２５が外側の槽に対して転動する。また、上部ローラ１２４がガイドポスト１３ａ〜１３ｄに接触し、下部ローラ１２５が外側の槽に接触することで、各内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内における位置決めがされている。
【００４２】
ガイドポスト１３ａ〜１３ｄは、図１（ｂ）に示すように、最も外側の内槽１２ｃの径方向外側において、各内槽１２ａ〜１２ｃの周方向に９０°間隔で４つ配置されている。尚、この周方向とは、内槽１２ａ〜１２ｃの全てに傾きや水平面内の偏りが生じていない場合における各内槽１２ａ〜１２ｃの周方向を意味する。また、ガイドポストの数は、少なくとも３以上である。尚、各内槽１２ａ〜１２ｃの偏りを少なくする観点からガイドポストは多いほど好ましい。また、ガイドポストは、内槽１２ａ〜１２ｃの周方向に等間隔に配置されるのが好ましい。
【００４３】
次に、以上に説明したガスホルダ１０の異常状態を検出する異常検出装置について説明する。図４に示すように、該異常検出装置１は、距離計群の集合体（以下、適宜「集合体」という）２１〜２３と、高さ検出手段３と、傾き角検出手段５と、警報手段７とを備える。
【００４４】
図２（ｃ）に示すように、最大上昇状態においては、各集合体２１〜２３と同一高さに各内槽１２ａ〜１２ｃが位置する。具体的には、集合体２１を構成する距離計群２１Ａ、２１Ｂが内槽１２ｃの上端部と下端部との間に位置し、集合体２２を構成する距離計群２２Ａ、２２Ｂが内槽１２ｂの上端部と下端部との間に位置し、集合体２３を構成する距離計群２３Ａ、２３Ｂが内槽１２ａの上端部と下端部との間に位置する。最大上昇状態における内槽１２ｃの下端部とは、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下したときの各内槽１２ａ〜１２ｃの上端部の高さＨ１と同一高さの部位を意味する。また、最大上昇状態における内槽１２ｂの下端部とは、最大上昇状態における内槽１２ｃの上端部と同一高さＨ２の部位を意味する。また、最大上昇状態における内槽１２ａの下端部とは、最大上昇状態における内槽１２ｂの上端部と同一高さＨ３の部位を意味する。
【００４５】
集合体２１は、図２（ｃ）に示すように、２つの距離計群２１Ａ、２１Ｂから構成されている。距離計群２１Ａ、２１Ｂは、高さＨ１と高さＨ２との間において、互いに異なる高さに位置している。各距離計群２１Ａ、２１Ｂは、３つの非接触式距離計２０から構成されている。３つの各非接触式距離計２０は、同一の高さに位置している。３つの各非接触式距離計２０は、互いに異なるガイドポスト１３ａ、１３ｂ、１３ｃに配置されている。換言すれば、図１（ｂ）に示すように、ガイドポスト１３ａに配置された非接触式距離計（以下、「第１非接触式距離計」という）２０に対して、ガイドポスト１３ｂに配置された非接触式距離計（以下、「第２非接触式距離計」という）２０が内槽１２ａ〜１２ｃの周方向の時計回りに９０°離間した位置に配置されている。また、第１非接触式距離計２０に対して、ガイドポスト１３ｃに配置された非接触式距離計（以下、「第３非接触式距離計」という）２０が内槽１２ａ〜１２ｃの周方向の反時計回りに９０°離間した位置に配置されている。集合体２２は、集合体２１と同様に、２つの距離計群２２Ａ、２２Ｂから構成され、各距離計群２２Ａ、２２Ｂは、３つの非接触式距離計２０から構成されている。同様に、集合体２３も、２つの距離計群２３Ａ、２３Ｂから構成され、各距離計群２３Ａ、２３Ｂは、３つの非接触式距離計２０から構成されている。
【００４６】
各非接触式距離計２０は、自身の配置位置（ガイドポスト１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）から、図１に示すように、自身と同一高さに位置する内槽１２ａ〜１２ｃの側面部１２１までの水平方向の距離を計測する。尚、各非接触式距離計２０は、防水、防爆構造であることが好ましい。
【００４７】
高さ検出手段３は、内槽１２ａの高さを検出する。高さ検出手段３は、非接触式距離計（図示しない）と図１（ｂ）に示す反射板３２とを有する。非接触式距離計は、ガスホルダ１０が設置された地面に配置され、反射板３２までの鉛直方向の距離を内槽１２ａの高さとして検出する。反射板３２は、内槽１２ａの天井部１２６とガイドポスト１３ｄとに掛け渡され、内槽１２ａと共に上昇する。この非接触式距離計は、防水、防爆構造であることが好ましい。尚、非接触式距離計は、地面ではなく、液体槽１１の側面部に配置されてもよい。また、反射板３２を内槽１２ａの側面部１２１とガイドポスト１３ｄとに掛け渡し、非接触式距離計は、内槽１２ａの側面部１２１までの鉛直方向の距離を内槽１２ａの高さとして検出してもよい。
【００４８】
傾き角検出手段５は、集合体２１〜２３によって側面部１２１までの距離が計測された内槽の傾き角θを検出する。尚、この傾き角θは、鉛直方向に対する傾き角である。警報手段７は、傾き角検出手段５が検出した傾き角θに基づいて警報を発する。
【００４９】
次に、傾き角検出手段５が行う傾き角θの検出、及び、警報手段７が行う警報の発生について、ガスホルダ１０が最大昇降状態であり、高さ検出手段３が最大昇降状態に対応する高さを検出している場合を用いて説明する。まず、傾き角検出手段５は、各集合体２１〜２３と同一高さに位置する内槽を検出する（図６、Ｓ６０１）。傾き角検出手段５は、高さ検出手段３が検出する高さと、各集合体２１〜２３と同一高さに位置する内槽との対応関係を記憶している。具体的には、傾き角検出手段５は、最大昇降状態に対応する高さにおいては、集合体２１と内槽１２ｃとが同一高さに位置し、集合体２２と内槽１２ｂとが同一高さに位置し、集合体２３と内槽１２ａとが同一高さに位置することを記憶している。従って、ここでは、前記のように、高さ検出手段３が最大昇降状態に対応する高さを検出しているので、傾き角検出手段５は、集合体２１と同一高さに位置する内槽として内槽１２ｃを検出し、集合体２２と同一高さに位置する内槽として内槽１２ｂを検出し、集合体２３と同一高さに位置する内槽として内槽１２ａを検出する。
【００５０】
次に、傾き角検出手段５は、何れかの集合体と同一高さに位置する何れか１つの内槽の傾き角θを検出する。尚、ここでは、何れか１つの集合体を最も下側に配置された集合体２１とし、何れか１つの内槽を内槽１２ｃとする（図６、Ｓ６０２）。内槽１２ｃの傾き角は以下のようにして検出される。まず、傾き角検出手段５は、図５（ａ）に示すように、距離計群２１Ａと同一高さにおける水平面内での内槽１２ｃの中心位置ＯＨ’と、距離計群２１Ｂと同一高さにおける水平面内での内槽１２ｃの中心位置ＯＬ’とを検出する。中心位置ＯＨ’の検出は、距離計群２１Ａの３つの非接触式距離計２０が計測した距離に基づいて行われる。中心位置ＯＬ’の検出は、距離計群２１Ｂの３つの非接触式距離計２０が計測した距離に基づいて行われる。
【００５１】
図５（ｂ）を用いて、中心位置ＯＨ’の検出について説明する。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す距離計群２１Ａを構成する３つの非接触式距離計２０を含む水平面で内槽１２ｃを切断したときの内槽１２ｃの水平断面図である。図５（ｂ）において、実線で描かれた円は、内槽１２ａ〜１２ｃの全てに傾きや水平面内の偏りが生じていない場合の内槽１２ｃを示し、破線で描かれた円は、中心位置ＯＨ’を検出する際の内槽１２ｃを示す。また、図５（ｂ）におけるＸ軸は水平方向に延びる軸であり、Ｙ軸は水平方向に延び、且つ、Ｘ軸と直交する軸である。Ｘ軸とＹ軸とが交差する原点（０，０）は、内槽１２ａ〜１２ｃの全てに傾きや水平面内の偏りが生じていない場合の内槽１２ｃの中心位置（以下、適宜「真の中心位置」という）ＯＨである。この真の中心位置は、例えば、ガスホルダ１０の設計上の寸法等から得られる位置である。
【００５２】
ここで、第１非接触式距離計２０によって距離が計測される内槽１２ｃの側面部１２１の所定の部位Ｐ１のＸ−Ｙ座標を（０、Ｙ１）とする。また、第２非接触式距離計２０によって距離が計測される内槽１２ｃの側面部１２１の所定の部位Ｐ２のＸ−Ｙ座標を（Ｘ２、０）とする。また、第３非接触式距離計２０によって距離が計測される内槽１２ｃの側面部１２１の所定の部位Ｐ３のＸ−Ｙ座標を（Ｘ３、０）とする。
【００５３】
内槽１２ｃに傾きが生じていても、傾き角θが比較的小さい場合（例えば、内槽１２ｃが液体槽１１や内槽１２ｂと接触していない場合の角度）、図５（ｂ）に示すように、内槽１２ｃの水平断面は円形状とみなすことができる。ここで、内槽１２ｃの側面部１２１の任意の位置を示すＸ−Ｙ座標を（Ｘ，Ｙ）とし、中心位置ＯＨ’のＸ座標値をａとし、Ｙ座標値をｂとし、内槽１２ｃの直径をｒとすると、下式（１）が成立する。
（Ｘ−ａ）２＋（Ｙ−ｂ）２＝ｒ２…（１）
【００５４】
上式（１）のＸとＹとに、部位Ｐ２のＸ座標値とＹ座標値とを代入すると下式（２）が得られる。上式（１）のＸとＹとに、部位Ｐ３のＸ座標値とＹ座標値とを代入すると下式（３）が得られる。上式（１）のＸとＹとに、部位Ｐ１のＸ座標値とＹ座標値とを代入すると下式（４）が得られる。
（Ｘ２−ａ）２＋ｂ２＝ｒ２…（２）
（Ｘ３−ａ）２＋ｂ２＝ｒ２…（３）
（Ｙ１−ｂ）２＋ａ２＝ｒ２…（４）
上式（２）を展開して整理すると下式（５）が、上式（３）を展開して整理すると下式（６）が、上式（４）を展開して整理すると下式（７）が得られる。
Ｘ２２−２ａＸ２＋ａ２＋ｂ２−ｒ２＝０…（５）
Ｘ３２−２ａＸ３＋ａ２＋ｂ２−ｒ２＝０…（６）
Ｙ１２−２ｂＹ１＋ｂ２＋ａ２−ｒ２＝０…（７）
上式（５）−上式（６）より、下式（８）が得られる。
Ｘ２２−Ｘ３２−２ａＸ２＋２ａＸ３＝０…（８）
上式（８）を整理すると下式（９）が得られる。
（Ｘ２２−Ｘ３２）−２ａ（Ｘ２−Ｘ３）＝（Ｘ２−Ｘ３）（Ｘ２＋Ｘ３）−２ａ（Ｘ２−Ｘ３）＝０…（９）
上式（９）より下式（１０）が得られる。
ａ＝（Ｘ２＋Ｘ３）／２…（１０）
また、上式（６）−上式（７）より、下式（１１）が得られる。
Ｘ３２−Ｙ１２−２ａＸ３＋２ｂＹ１＝０…（１１）
上式（１１）に上式（１０）を代入すると、下式（１２）が得られる。
ｂ＝（Ｘ２Ｘ３＋Ｙ１２）／２Ｙ１…（１２）
上式（１０）及び（１２）により中心位置ＯＨ’のＸ座標値及びＹ座標値が算出され、中心位置ＯＨ’が検出される。
【００５５】
傾き角検出手段５は、中心位置ＯＨ’と同様に、中心位置ＯＬ’を検出する。
【００５６】
次に、傾き角検出手段５は、中心位置ＯＨ’、ＯＬ’と、中心位置ＯＨ’、ＯＬ’の高さ方向の間隔ｄｈとに基づいて内槽１２ｃの傾き角θを検出する。尚、該間隔ｄｈは、距離計群２１Ａ及び距離計群２１Ｂの高さ方向の間隔と同一である。該間隔ｄｈは、傾き角検出手段５に予め記憶されている。傾き角検出手段５は、検出した内槽１２ｃの傾き角θを警報手段７に出力する。
【００５７】
警報手段７は、傾き角検出手段５が検出した内槽１２ｃの傾き角θが基準角θｍより大きいか否かを判断し、大きいと判断した場合（図６のＳ６０３のＹＥＳ）、警報を発する（図６のＳ６０４）。
【００５８】
傾き角θの検出に用いる中心位置ＯＨ’ＯＬ’は、上述のように第１〜３非接触式距離計２０が計測した距離に基づいて検出され、予め与えられた内槽１２ｃの側面部１２１の径を用いずに検出される。このため、傾き角θは、内槽１２ｃの側面部１２１の径が変動しても正確に検出できる。また、内槽１２ｃの傾き角θの検出に用いる内槽１２ｃの水平位置は、上記のように第１〜３非接触式距離計２０が計測した距離から検出され、内槽１２ｃの傾き角θの検出に用いる距離計群の高さ方向の間隔は、異常検出装置１の設計上の寸法等から得ることができる。従って、内槽１２ｃの傾き角θの検出に用いる内槽１２ｃの水平位置及び距離計群の高さ方向の間隔は、封溝１２２の水位を用いずに得ることができる。よって、異常検出装置１は、封溝１２２の水位の検出精度に関わらず、内槽１２ｃの傾き角θを正確に検出できる。また、このように正確に検出される傾き角θに基づいて警報が発せられるので、傾きによる事故の未然防止をより確実にできると共に、事故につながらない程度の小さな傾きによって警報が発せられることを防ぐことができる。
【００５９】
警報手段７が内槽１２ｃの傾き角θが基準角θｍより小さいと判断した場合（図６のＳ６０３のＮＯ）、傾き角検出手段５は、ステップＳ６０１において、集合体と同一高さに位置する内槽として検出された内槽１２ａ〜１２ｃのうち、傾き角θを未だ検出していない内槽１２ａ、１２ｂの何れか１つの傾き角θを検出する。尚、ここでは、何れか１つの内槽を内槽１２ｂとする。内槽１２ｂの傾き角は内槽１２ｃの傾き角θと同様にして検出される（図６のＳ６０５）。警報手段７は、内槽１２ｂの傾き角θが基準角θｍより大きい場合（図６のＳ６０６のＹＥＳ）、警報を発する（図６のＳ６０４）。また、警報手段７が内槽１２ｂの傾き角θが基準角θｍより小さいと判断した場合（図６のＳ６０６のＮＯ）、傾き角検出手段５は、ステップＳ６０１において、集合体と同一高さに位置する内槽として検出された内槽１２ａ〜１２ｃのうち、傾き角θを未だ検出していない内槽１２ａの傾き角を内槽１２ｃの傾き角と同様にして検出する（図６のＳ６０７）。警報手段７は、内槽１２ａの傾き角θが基準角θｍより大きい場合（図６のＳ６０８のＹＥＳ）、警報を発する（図６のＳ６０４）。
【００６０】
尚、各内槽１２ａ〜１２ｃの基準角θｍは、所定の角度で統一してもよいし、それぞれが互いに異なる角度であってもよい。それぞれが互いに異なる角度とする場合は、例えば、予め警報手段７に、内槽１２ａ〜１２ｃそれぞれの基準角θｍを記憶させておき、警報手段７は、上述の判断（即ち、ステップＳ６０３、Ｓ６０６、Ｓ６０８）において、傾き角θが基準角θｍより大きいか否かの判断対象となる内槽の基準角θｍを用いればよい。
【００６１】
本実施形態の異常検出装置１では、集合体２１〜２３が、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが上昇したときの各内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さに位置している。このため、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態の位置から内槽１２ａ〜１２ｃ１つ分の昇降距離よりも高く所定の内槽１２ａ〜１２ｃが上昇しても、該内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さに集合体２１〜２３が位置する。よって、本実施形態の異常検出装置１によれば、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く上昇した内槽について、当該上昇後に内槽の傾きが発生しても、当該傾きにより生じた内槽の傾き角を検出することが可能である。
【００６２】
警報手段７は、内槽１２ａ〜１２ｃの傾き角θだけでなく、内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内の偏りに基づいても警報を発する。以下、内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内の偏りに基づいて警報を発することについて説明する。尚、ここでは、前述と同様に、ガスホルダ１０が最大昇降状態であり、高さ検出手段３が最大昇降状態に対応する高さを検出しているものとする。
【００６３】
まず、傾き角検出手段５は、ステップＳ６０１と同様に、各集合体２１〜２３と同一高さに位置する内槽を検出する（図７のＳ７０１）。次に、傾き角検出手段５は、検出した内槽１２ａ〜１２ｃのうち、何れか１つの内槽（ここでは内槽１２ｃとする。）の水平位置を検出する（図７のＳ７０２）。尚、内槽１２ｃの水平位置としては、例えば、中心位置ＯＨ’や中心位置ＯＬ’とすることができる。ここでは、内槽１２ｃの水平位置として中心位置ＯＨ’とするものとする。次に、警報手段７は、傾き角検出手段５が検出した中心位置ＯＨ’と、水平基準位置とのずれ量（水平面内の偏り）を検出する。尚、水平基準位置としては、例えば、真の中心位置を用いることができる。上記のように内槽１２ｃの水平位置として中心位置ＯＨ’を用い、水平基準位置として真の中心位置を用いる場合、ずれ量は図５（ｂ）に示すＫとなる。警報手段７は、検出したずれ量が、基準値より大きい場合（図７のＳ７０３のＹＥＳ）は、警報を発する（図７のＳ７０４）。警報手段７が内槽１２ｃのずれ量が基準値より小さいと判断した場合（図７のＳ７０３のＮＯ）、傾き角検出手段５は、未だずれ量が検出されていない内槽１２ａ、１２ｂのうち、傾き角θの検出の場合と同様に、内槽１２ｂの水平位置を検出する（図７のＳ７０５）。警報手段７は、内槽１２ｂの水平位置と水平基準位置とのずれ量が基準値より大きい場合（図７のＳ７０６のＹＥＳ）、警報を発する（図７のＳ７０４）。また、警報手段７が内槽１２ｂのずれ量が基準値より小さいと判断した場合（図７のＳ７０６のＮＯ）、傾き角検出手段５は、未だずれ量が検出されていない内槽１２ａの水平位置を検出する（図７のＳ７０７）。警報手段７は、内槽１２ａの水平位置と水平基準位置とのずれ量が基準値より大きい場合（図７のＳ７０８のＹＥＳ）、警報を発する（図７のＳ７０４）。
【００６４】
上記において、内槽１２ａ〜１２ｃの水平位置として用いた内槽１２ａ〜１２ｃの中心位置ＯＨ’は、上述のように第１〜３非接触式距離計２０が計測した距離に基づいて検出され、予め与えられた内槽１２ｃの側面部１２１の径を用いずに検出される。このため、水平面内のずれ量は、内槽１２ｃの側面部１２１の径が変動しても正確に検出される。また、中心位置ＯＨ’は上記のように第１〜３非接触式距離計２０が計測した距離から検出される。このため、異常検出装置１は、封溝１２２の水位の検出精度に関わらず、内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内のずれ量を正確に検出できる。このため、本実施形態の異常検出装置１によれば、水平面内の偏りによる事故の未然防止をより確実にできると共に、事故につながらない程度の小さな偏りによって警報が発せられることを防ぐことができる。
【００６５】
尚、前述のように、本実施形態における傾き角検出手段５は、内槽１２ａ〜１２ｃの水平位置を検出できる。このため、本実施形態においては、傾き角検出手段５は、水平位置検出手段としても機能する。但し、傾き角検出手段５とは独立して水平位置検出手段を異常検出装置１に設けてもよい。
【００６６】
また、本実施形態の異常検出装置１では、上述のように集合体２１〜２３が、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが上昇したときの各内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さに位置している。このため、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態の位置から内槽１２ａ〜１２ｃ１つ分の昇降距離よりも高く所定の内槽１２ａ〜１２ｃが上昇しても、該内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さに集合体２１〜２３が位置する。よって、本実施形態の異常検出装置１によれば、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態の位置から内槽１つ分の昇降距離よりも高く上昇した内槽について、当該上昇後に内槽１２ａ〜１２ｃの水平面内の偏りが発生しても、当該偏りを検出することが可能である。
【００６７】
また、異常検出装置１においては、非接触式距離計２０がガスホルダ１０を構成するガイドポスト１３ａ〜１３ｃに配置されているので、非接触式距離計２０を配置するための部材を別途ガスホルダ１０に設けることなく、内槽１２ａ〜１２ｃの傾き及び偏りを検出することができる。
【００６８】
尚、距離計群の集合体は、高さＨ１と高さＨ２との間にのみ位置してもよい。距離計群の集合体がこの高さに位置すると、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが降下した状態から全ての内槽１２ａ〜１２ｃが上昇した場合、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが、少なくとも一時的には、該距離計群の集合体と同一高さとなる。よって、距離計群の集合体がこの高さに位置すると、１つの距離計群の集合体で内槽１２ａ〜１２ｃの全ての側面部までの距離を計測することが可能であり、内槽１２ａ〜１２ｃの全ての傾き角θ及び偏りを検出することが可能である。
【００６９】
また、本実施形態の異常検出装置１は、傾き角θ及び水平面内の偏りの両方を検出することが可能な構成とされているが、水平面内の偏りのみ検出可能な構成としてもよい。水平面内の偏りは中心位置ＯＨ’、ＯＬ’との何れか一方の水平位置から検出できる。このため、図８に示すように、水平面内の偏りのみ検出可能な構成にする場合、各内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さに、１つの距離計群２１Ａ〜２３Ａのみが位置していればよい。
【００７０】
また、水平面内の偏りのみ検出可能な構成にする場合においても、距離計群は、高さＨ１と高さＨ２との間にのみ位置してもよい。
【００７１】
また、以上においては、傾き角θを２つの中心位置ＯＨ’、ＯＬ’に基づいて検出する場合について説明したが、何れか１つに基づいて検出することも可能である。例えば、図９に示すように、真の中心位置ＯＨを水平基準位置として用いる場合、水平基準位置に対する中心位置ＯＨ’のずれ量Ｋと、中心位置ＯＨ’の地面等からの高さ（即ち、中心位置ＯＨ’と同一高さに位置する距離計群２１Ａの高さ）ｄＬとが得られれば、ずれ量Ｋと高さｄＬとから傾き角θを検出することができる。このように、１つの中心位置に基づいて傾き角θを検出する場合は、図８に示すように、内槽１２ａ〜１２ｃの全てが上昇したときの各内槽１２ａ〜１２ｃが位置する高さには、１つの距離計群２１Ａ〜２３Ａのみが位置していればよい。
【００７２】
また、傾き角θを中心位置ＯＨ’、ＯＬ’の何れか１つに基づいて検出する他の方法として、何れか一方の中心位置ＯＨ’、ＯＬ’の変動量と、高さ検出手段３が検出する高さの変動量とに基づいて傾き角θを検出する方法が挙げられる。例えば、図１０に示すように、傾き角が一定に維持された内槽１２ａよりも下方の内槽１２ｂ、１２ｃが鉛直方向に昇降することにより内槽１２ａが傾いたまま昇降すると、図１０に示す非接触式距離計２０と同一高さにおける内槽１２ａの中心位置ＯＨ’は、高さ検出手段３が高さを検出する内槽の高さＨの変動量と、内槽１２ａの傾き角θとに依存する。即ち、高さ検出手段３が検出する高さＨが変動すると、非接触式距離計２０と同一高さにおける内槽１２ａの中心位置ＯＨ’は、傾き角θの大きさに応じた割合で水平方向に変動する。よって、このように内槽１２ａが上昇する場合、高さ検出手段３が検出した高さＨの変動量と、内槽１２ａの中心位置ＯＨ’、ＯＬ’の何れか一方の変動量とに基づいて、傾き角θを検出することができる。
【００７３】
前述においては、ずれ量の算出に用いる水平基準位置として、真の水平位置を用いた場合について説明した。しかし、水平基準位置としては、各内槽１２ａ〜１２ｃにおいて、水平面内の偏りや傾きが発生していない場合や発生していても小さいとみなせる場合に、傾き角検出手段５によって検出された水平位置（検出値）を用いてもよい。各内槽１２ａ〜１２ｃは、当て板補修により側壁部１２１の外周面の一部に当て板が取り付けられたり、局部的な腐食により側壁部１２１が減肉したりすると、水平断面が円形状でなくなる場合がある。上式（１０）及び（１２）は、内槽１２ａ〜１２ｃの水平断面が円形状であることを前提として算出された式である。このため、各内槽１２ａ〜１２ｃの水平断面が円形状でないときは、上式（１０）及び（１２）を用いて中心位置ＯＨ’を検出すると該中心位置ＯＨ’に誤差が含まれる。しかしながら、水平断面が円形状でない場合においては、前記の検出値にも誤差が含まれる。このため、水平基準位置として検出値を用いると、内槽１２ａ〜１２ｃが円形状でないために生じる誤差が一定の範囲で相殺され、内槽１２ａ〜１２ｃの水平断面が円形状でない場合において、内槽のずれ量や傾き角θをより精度良く検出することが可能である。
【００７４】
また、高さ検出手段３が検出する内槽の高さが所定量変動した場合において、該変動量に対する傾き角検出手段５が検出する内槽の水平位置の変動量の比（以下、「変動比」という。）が所定の基準値以上の場合は、以下の理由から、内槽のずれ量や傾き角θに関わらず警報を発しないように警報手段７を構成してもよい。
【００７５】
内槽には、強度を持たせるために、他の部位に比べて径の大きいリング状のフランジ部１２７（図１１参照）が設けられる場合がある。図１１に示すように、フランジ部１２７が設けられた内槽１２ａが傾いた場合、フランジ部１２７の高さは、内槽１２ａの周方向において異なる。このため、距離計群を構成する３つの非接触式距離計（図１１では、２つの非接触式距離計２０１、２０２のみを図示している。）のうち、１つの非接触式距離計２０１のみがフランジ部１２７までの距離を計測し、他の非接触式距離計２０２がフランジ部１２７でない他の部位までの距離を計測する場合がある。このような場合、図１１に示すように、各距離計群を構成する非接触式距離計２０１、２０２を含む水平断面には、フランジ部１２７が含まれる。このため、内槽１２ａの水平断面の形状は円形状でない。前述のように、内槽１２ａの水平断面が円形状でないときは、中心位置ＯＨ’に誤差が含まれる。このため、正確な中心位置ＯＨ’を検出できず、ひいては、内槽のずれ量や傾き角θを正確に検出できない。
【００７６】
上述のように、内槽においては、フランジ部１２７と他の部位とは径が異なる。従って、内槽の高さが変動し、非接触式距離計により距離が計測される対象がフランジ部１２７と他の部位との間で切り替る際には、非接触式距離計が計測する距離が変動する。一方、内槽の高さが変動しながら内槽に傾きや偏りが生じる場合、非接触式距離計と内槽との距離が変動し、この場合も、非接触式距離計が計測する距離は変動する。非接触式距離計により距離が計測される対象は、フランジ部１２７と他の部分との境界が非接触式距離計と同一高さの位置を通過する際に急峻に切り替る。このため、非接触式距離計により距離が計測される対象が切り替るときは、内槽の高さの変動量に対する非接触式距離計が計測する距離の変動量が大きい。一方、内槽の傾き角θや偏り量は、内槽の高さが変動しても、通常、急峻には変動しない。このため、内槽の高さの変動量に対する非接触式距離計が計測する距離の変動量は小さい。以上のことから、内槽の高さが所定量変動したときにおいて、非接触式距離計が計測する距離の変動量は、内槽の傾きや偏りが生じた場合に比べて、非接触式距離計により距離が計測される対象が切り替わる場合の方が大きい。即ち、上述の変動比は、非接触式距離計により距離が計測される対象が前記のように切り替わる場合の方が大きい。以上のことから、上述の変動比が所定の基準値以上の場合は、内槽のずれ量や傾き角θに関わらず警報を発しないように警報手段７を構成することで、正確に検出されていないずれ量や傾き角θに基づいて警報が発せられることを防止できると共に、内槽の傾きや偏りが生じた場合は警報が発せられる。
【００７７】
尚、図５（ｂ）に示すように配置された３つの第１〜３非接触式距離計２０は、真の中心位置から同じ距離Ｌだけ各内槽１２ａ〜１２ｃの径方向に離れた位置に配置されてもよい。この場合、ガイドポスト１３ａに配置された第１非接触式距離計２０の配置位置Ｓ１のＸ−Ｙ座標は（０、Ｌ）である。また、第１非接触式距離計２０が計測した距離をｌ１とする。よって、この場合、部位Ｐ１のＸ−Ｙ座標は（０、Ｌ−ｌ１）となる。同様に、ガイドポスト１３ｂに配置された第２非接触式距離計２０の配置位置Ｓ２のＸ−Ｙ座標は（Ｌ、０）である。また、第２非接触式距離計２０が計測した距離をｌ２とする。よって、この場合、部位Ｐ２のＸ−Ｙ座標は（０、Ｌ−ｌ２）となる。同様に、ガイドポスト１３ｃに配置された第３非接触式距離計２０の配置位置Ｓ３のＸ−Ｙ座標は（−Ｌ、０）である。また、第３非接触式距離計２０が計測した距離をｌ３とする。よって、この場合、部位Ｐ３のＸ−Ｙ座標は（０、ｌ３−Ｌ）となる。
【００７８】
上式（１０）の部位Ｐ２のＸ座標値を示すＸ２に（Ｌ−ｌ２）を、上式（１０）の部位Ｐ３のＸ座標値を示すＸ３に（ｌ３−Ｌ）を代入すると、下式（１３）が得られる。
ａ＝（ｌ３−ｌ２）／２…（１３）
また、上式（１２）の部位Ｐ１のＹ座標値を示すＹ１に（Ｌ−ｌ１）を、上式（１２）の部位Ｐ２のＸ座標値を示すＸ２に（Ｌ−ｌ２）を、上式（１２）の部位Ｐ３のＸ座標値を示すＸ３に（ｌ３−Ｌ）を代入すると、下式（１４）が得られる。
ｂ＝｛（Ｌ−ｌ２）（ｌ３−Ｌ）＋（Ｌ−ｌ１）２｝／２（Ｌ−ｌ１）…（１４）
上式（１４）を展開すると、下式（１５）が得られる。
ｂ＝（ｌ１２−ｌ２ｌ３）／２（Ｌ−ｌ１）＋Ｌ（ｌ２＋ｌ３−２ｌ１）／２（Ｌ−ｌ１）…（１５）
通常、Ｌ＞＞ｌ１であり（第１〜３非接触式距離計２０と真の中心位置との距離に対して、第１〜３非接触式距離計２０と各内槽１２ａ〜１２ｃの側面部１２１までの水平距離は非常に小さい。）、且つ、ｌ１≒ｌ２≒ｌ３である（距離Ｌに対してｌ１、ｌ２、ｌ３の差は非常に小さく、ｌ１≒ｌ２≒ｌ３とみなせる。）。よって、通常の場合、上式（１５）の第１項は０とみなすことができる。
また、上式（１５）の第２項は、
Ｌ（ｌ２＋ｌ３−２ｌ１）／２Ｌ＝（ｌ２＋ｌ３）／２−ｌ１
とみなすことができる。
即ち、下式（１６）を導く事ができる。
ｂ＝（ｌ２＋ｌ３）／２−ｌ１…（１６）
【００７９】
このように、上式（１３）及び上式（１６）によれば、中心位置ＯＨ’のＸ座標値ａとＹ座標値ｂとは、それぞれ、第１〜３非接触式距離計２０の計測値のみによって検出することができる。換言すれば、中心位置ＯＨ’のＸ座標値ａとＹ座標値ｂとの検出に、第１〜３非接触式距離計が配置された位置情報が不要である。従って、各距離計群を構成する３つの第１〜３非接触式距離計２０は、真の中心位置から同じ距離Ｌだけ各内槽１２ａ〜１２ｃの径方向に離れた位置に配置することで、容易に中心位置ＯＨ’を検出することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…異常検出装置、１０…ガスホルダ、１２ａ〜１２ｃ…内槽、２０…非接触式距離計、２１〜２３…距離計群の集合体、２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ…距離計群、３…高さ検出手段、５…傾き角検出手段、７…警報手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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