JP2006284347A - Apparatus for detecting liquid level and liquid tank having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置および液面検出装置を有する液体タンクに関するものである。 The present invention relates to a liquid level detection device for detecting a liquid level in a liquid tank and a liquid tank having the liquid level detection device.
液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置としては、特許文献1に開示されているような構成のものが知られている。
As a liquid level detection device that detects the level of the liquid level in the liquid tank, a configuration as disclosed in
図9は従来技術による液面検出装置を示す断面図である。液体タンク20内にガイドパイプ21と、ガイドパイプ21内の液体の液面に追従して上下するフロート22と、該フロート22に連結され連動して上昇・下降する検知部23により構成された液面検出装置である。当該液面検出装置は、液面の上昇・下降に伴い上下動するフロート22に連動する検知部23の上下状態を目視により確認することで、液体タンク20内の液面高低レベルを認識するものである。(特許文献1参照)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional liquid level detection device. A liquid constituted by a
上記に示したような、液面検出装置では、液面レベルの検出に用いるフロートは、柱状形でありその一部が液中に沈むようになっている。また、フロートの移動方向をガイドするガイドパイプ等の保持機構も液中に浸漬するように液体タンク内に設ける必要がある。このような構成では、液体タンク内の容積に占める液面検出装置の構成部品の割合が多くなり、液体タンク内に貯蔵できる液体の容積が減少する。 In the liquid level detection apparatus as described above, the float used for detecting the liquid level is columnar and part of it is submerged in the liquid. Also, a holding mechanism such as a guide pipe for guiding the moving direction of the float needs to be provided in the liquid tank so as to be immersed in the liquid. In such a configuration, the ratio of the component parts of the liquid level detection device to the volume in the liquid tank increases, and the volume of liquid that can be stored in the liquid tank decreases.
また、フロートとその保持機構が液中に浸漬しているため、フロートと保持機構との間隔が狭くなると表面張力により、フロートが保持機構に固着し、フロートの液面に対する追従性が悪くなる。 Further, since the float and its holding mechanism are immersed in the liquid, when the distance between the float and the holding mechanism is narrowed, the float is fixed to the holding mechanism due to surface tension, and the followability of the float to the liquid surface is deteriorated.
本発明はそうした課題を解決するものであり、液体タンク内の構成部品が少なく、液体タンク内の容積効率を向上させるとともに、フロートの追従性が良好な液面検出装置及び液面検出装置を有する液体タンクを提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and has a liquid level detection device and a liquid level detection device that have few components in the liquid tank, improve volumetric efficiency in the liquid tank, and have good float followability. The object is to provide a liquid tank.
液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置であって、
少なくとも、被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、前記液体タンク内の液面の変動に伴い上下動する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダの検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置とする。
A liquid level detection device for detecting a liquid level level in a liquid tank,
At least a plate-like float having a detected portion, a guide portion arranged to face the movement direction of the float and restricting the movement direction of the float, and a holder having a detecting means for detecting the position of the float The liquid that detects the level of the liquid level by detecting the position of the float that moves up and down with the fluctuation of the liquid level in the liquid tank by the detection means of the holder. A surface detection device is used.
前記フロートは、液面より上方に向け突出する湾曲部を有して成る液面検出装置とする。 The float is a liquid level detecting device having a curved portion protruding upward from the liquid level.
前記フロートには、液面に向け突出する複数の凸部が形成されている液面検出装置とする。 The float is a liquid level detecting device in which a plurality of convex portions protruding toward the liquid level are formed.
前記フロートの接液面が網目状若しくは樹枝状に形成されている液面検出装置とする。 A liquid level detecting device in which the liquid contact surface of the float is formed in a mesh shape or a dendritic shape.
前記フロートの少なくとも接液面が、撥水性を有している液面検出装置とする。 A liquid level detecting device in which at least the liquid contact surface of the float has water repellency is provided.
前記ホルダのガイド部が凹部であり、前記フロートには、前記凹部に嵌合する凸状部が設けられている液面検出装置とする。 In the liquid level detection device, the guide part of the holder is a concave part, and the float is provided with a convex part that fits into the concave part.
前記ホルダのガイド部が棒状ピンで構成されており、前記フロートには、前記棒状ピンを挿入配置する貫通穴が設けられている液面検出装置とする。 The guide part of the holder is constituted by a rod-shaped pin, and the float is provided with a through hole through which the rod-shaped pin is inserted and arranged.
前記液面検出装置を有する液体タンクであって、前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられた液体タンクとする。 A liquid tank having the liquid level detection device, wherein the liquid level detection device is a liquid tank provided on an upper end surface portion or a lower end surface portion in the liquid tank.
本発明では、被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、前記液体タンク内の液面の変動に伴い上下動する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダに設けた検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置とし、特に前記フロートを平板状としたので、液面の変形による浮力と合わせて液体の表面張力により液面を浮遊するフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。 In the present invention, a holder having a flat plate-like float having a detected portion, a guide portion arranged to face the movement direction of the float and restricting the movement direction of the float, and detection means for detecting the position of the float The level of the liquid level is detected by detecting the position of the float that moves up and down with the fluctuation of the liquid level in the liquid tank by a detecting means provided in the holder for the detected part provided in the float. In particular, since the float has a flat plate shape, it is possible to obtain a float that floats due to the surface tension of the liquid together with the buoyancy caused by the deformation of the liquid surface. Since the float has no part that sinks in the liquid and is thin, a liquid level detecting device with improved volumetric efficiency in the liquid tank can be obtained.
また、前記フロートが液面より上方に向け突出する湾曲部を有する形状としたので、フロートの液面側には液面と接している部分と接していない部分ができる。液面とフロートの接する界面は、それぞれが連結して一つの曲面を形成するので、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。 In addition, since the float has a curved portion protruding upward from the liquid surface, a portion not in contact with the portion in contact with the liquid surface is formed on the liquid surface side of the float. Since the interfaces where the liquid surface and the float contact each other are connected to form a single curved surface, a float that easily utilizes the surface tension and floats on the liquid surface can be obtained. Since the float has no part that sinks in the liquid and is thin, a liquid level detecting device with improved volumetric efficiency in the liquid tank can be obtained.
また、前記フロートの液面方向に突出する複数の凸部が形成されている形状としたので、フロートは液面と複数の点で接し、フロートの凸部と液面の間に生じる複数の界面は隣接する界面と連結して曲面を形成するので表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。 In addition, since the plurality of protrusions protruding in the liquid surface direction of the float are formed, the float is in contact with the liquid surface at a plurality of points, and a plurality of interfaces generated between the protrusions of the float and the liquid surface. Since a curved surface is formed by connecting with adjacent interfaces, a float that easily utilizes the surface tension and floats on the liquid surface can be obtained. Since the float has no part that sinks in the liquid and is thin, a liquid level detecting device with improved volumetric efficiency in the liquid tank can be obtained.
また、前記フロートの接液面を網目状若しくは樹枝状に形成したので、フロートが液面と線接触する長さを長くすることができ、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。 In addition, since the float's liquid contact surface is formed in a mesh or dendritic shape, the length of the float in line contact with the liquid surface can be increased, and a float that easily floats on the liquid surface using a lot of surface tension. Is obtained. Since the float has no part that sinks in the liquid and is thin, a liquid level detecting device with improved volumetric efficiency in the liquid tank can be obtained.
また、前記フロートの少なくとも接液面には撥水性を有する構成としたので、フロートに対する液体の表面張力を高めることができ、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。 In addition, since at least the liquid contact surface of the float has water repellency, the surface tension of the liquid with respect to the float can be increased, and a float that easily utilizes the surface tension and floats on the liquid surface can be obtained. Since the float has no part that sinks in the liquid and is thin, a liquid level detecting device with improved volumetric efficiency in the liquid tank can be obtained.
また、前記ホルダのガイド部が凹部であり、前記フロートには、前記凹部に嵌合する凸状部を設けたので、前記ホルダに設けた検出手段に対する前記フロートの被検出部の位置規制ができ、液面の高低レベルを精度良く検出できる。 In addition, since the guide portion of the holder is a recess, and the float is provided with a convex portion that fits into the recess, the position of the detected portion of the float relative to the detection means provided in the holder can be regulated. The level of the liquid level can be accurately detected.
また、前記ホルダのガイド部を棒状ピンで構成し、前記フロートには、前記棒状ピンを挿入配置する貫通穴を設けたので、簡易な構成で前記ホルダに設けた検出手段に対する前記フロートの被検出部の位置規制ができ、液面の高低レベルを精度良く検出できる。 In addition, since the guide portion of the holder is constituted by a rod-shaped pin, and the float is provided with a through-hole into which the rod-shaped pin is inserted and arranged, the float to be detected with respect to the detection means provided in the holder with a simple configuration. The position of the part can be regulated, and the level of the liquid level can be accurately detected.
前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられた液体タンクとしたので、液体タンク内の容積効率を向上させ、検出精度の良い液体タンクが得られる。 Since the liquid level detection device is a liquid tank provided on the upper end surface portion or the lower end surface portion in the liquid tank, the volume efficiency in the liquid tank is improved and a liquid tank with good detection accuracy is obtained.
被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、前記液体タンク内の液面の変動に伴い上下動する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダに設けた検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置とし、液体タンク内の容積効率、検出精度を向上する。以下本発明について、図面を参照して説明する。 A plate-like float having a detected portion, a guide portion that is arranged opposite to the movement direction of the float and regulates the movement direction of the float, and a holder that has detection means for detecting the position of the float, Liquid that detects the level of the liquid level by detecting the position of the float that moves up and down with the fluctuation of the liquid level in the liquid tank by a detecting means provided in the holder with a detected part provided in the float. The surface detection device is used to improve the volumetric efficiency and detection accuracy in the liquid tank. The present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第一実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図である。図1において液体タンク1の上面に設けられた開口に、ホルダ13が液体タンク1の気密性を保つように設置されている。ホルダ13の液体タンク1外面側には、検出手段であるホール素子14が取付けられている。前記ホルダ13の液体タンク1内面側には凹部13aが形成されている。該ホルダ13の凹部13aの先端は液体タンク内壁面よりも窪んだ位置にある。液体タンク1内にはホルダ13の液体タンク内面側の幅よりも幅の短く小型の平板状のフロート11が設置され、該フロート11には凸状部11aが設けられ、前記ホルダの凹部13aと嵌合している。前記凸状部11aには被検出部である磁石12が設けられている。前記フロート11はその底面が接液面となり、フロート11の外周と液面との間の濡れ性による接触角を持った界面に生じる表面張力と接液面の液面の変形で生じる浮力によって浮く構成である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid level detection device according to a first embodiment of the present invention, which is a diagram arranged in a liquid tank. In FIG. 1, a
図2は前記本発明の液面検出装置のフロートを示す図で、(a)は正面図、(b)は下面図である。フロート11は板状であり、平面形状は円形で構成されている。平面形状は本形態にかかわらず、角形であっても良い。
2A and 2B are diagrams showing a float of the liquid level detection device of the present invention, wherein FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a bottom view. The
図6は、本発明の液面検出装置示す断面図であり、液体タンクとホルダとフロートの寸法関係を示す補足図である。図6に示すように、磁石12を含んだフロート11の凸部11aの長さLは、ホルダの凹部13aの長さKよりも長くなっている。フロート11の高さHはホルダ凹部13a先端とホルダ13の反対面にある液体タンク1の内壁との距離Gよりも長くなっている。これにより、液体タンク1内の液体の有無にかかわらず、前記フロート11が前記ホルダ13の凹部13aから外れないようにしている。
FIG. 6 is a sectional view showing the liquid level detection device of the present invention, and is a supplementary diagram showing the dimensional relationship among the liquid tank, the holder and the float. As shown in FIG. 6, the length L of the
次に、前記本発明の液面検出装置の動作について説明する。液体タンク1が空のとき、フロート11はホルダ13と嵌合した状態で液体タンク底面に接地している。液体タンク1に液体が注入されると、フロート11の外周と液面は濡れ性による接触角を持った界面を形成する。前記界面の液体の表面張力とフロート11全体の接液面で生じる液面の変形による浮力により、液面の高さに合わせてフロート11はホルダ13と嵌合した状態で、浮遊する。フロート11に設けられた凸状部11aに固定された磁石12との距離をホルダ13に取付けられたホール素子14が検出することで液面の高さを検出できる。具体的には、磁石12がホール素子14に接近するとホール素子14からの出力電圧が上昇し、逆に離れると出力電圧が低下する。したがって、ホール素子14からの出力電圧を検出することにより液面高低レベルを認識することができる。
Next, the operation of the liquid level detection device of the present invention will be described. When the
液体タンク1が満杯になると、フロート11の凸状部11a先端(磁石12)がホルダ13と接して停止する。フロート11の幅はホルダ13の液体タンク内面側の幅よりも短いので、ホルダの液体タンク内壁面よりも窪んだ位置に入ることができる。液体タンク1内には、フロート11の入りこんだ部分以外の全ての場所に液体が貯蔵でき、液体タンク内の容積を有効に活用できる。
When the
前記構成の液面検査装置とすることで、液面検出装置を構成する部材を液中に浸漬しない構成とできるので、液体タンク内の容積効率が向上し、フロートの追従性が良好な液面検出装置が得られる。 By using the liquid level inspection apparatus having the above-described configuration, the members constituting the liquid level detection apparatus can be configured not to be immersed in the liquid, so that the volume efficiency in the liquid tank is improved and the followability of the float is good. A detection device is obtained.
図3は、本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す図で、(a)は斜視図、(b)は下面図である。本構成におけるフロート11bは、格子状の網目を持った円板となっている。網目は不規則であっても良い。該フロート11bの中心には凸状部11aが設けられ、その先端には磁石12が取り付けられている。該構成により、フロート11bが液面と線接触する長さを長くすることができ、フロートと液面の間に生じる濡れ性による接触角を持った界面の長さが長くなるので、前記界面に生じる液体の表面張力の作用長さを増し、フロート11全体の接液面で生じる液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
FIG. 3 is a view showing another example of the float used in the liquid level detection device of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a bottom view. The
図4は、本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す下面図である。本発明の液面検出装置に用いるフロートは、本図に示すような樹枝状に形成されていても良く、外形も円形に限らず、不定形であっても良い。 FIG. 4 is a bottom view showing another example of the float used in the liquid level detection device of the present invention. The float used in the liquid level detection device of the present invention may be formed in a dendritic shape as shown in the figure, and the outer shape is not limited to a circle but may be an indeterminate shape.
図5は本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す正面図である。本構成におけるフロート11cは、液面と反対方向に突出するよう湾曲部をもって形成されている。該構成により、前記フロート11cの液面側には液面と接している部分と接していない部分ができる。液面とフロートの接する部分に生じる濡れ性による接触角を持った界面は、それぞれの界面が液面とフロートの接していない部分で連結し、フロートの下の液面に一つの曲面を形成して、表面張力の作用面積を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
FIG. 5 is a front view showing another example of the float used in the liquid level detection device of the present invention. The
また、図1〜図5に示す各フロートには、液面方向に突出する凸部を複数個形成しても良い。これにより、フロートは液面と複数の点で接するため、フロートと液面の間に生じる濡れ性による接触角を持った界面は隣接する界面と連結して一つの曲面を形成して、表面張力の作用面積を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。 Moreover, you may form several convex part which protrudes in a liquid level direction in each float shown in FIGS. As a result, the float contacts the liquid surface at multiple points, so the interface with the contact angle due to wettability that occurs between the float and the liquid surface is connected to the adjacent interface to form a single curved surface, and the surface tension In addition to the buoyancy caused by the deformation of the liquid surface, a float that easily floats on the liquid surface is obtained.
また、図1〜図5に示す各フロートの、少なくとも接液面を、テフロン(登録商標)で形成したり、テフロン膜等(テフロンは登録商標)による加工を施しても良い。これにより、フロートに対する液体の表面張力を高めることができ、フロートと液面の間に生じる界面の濡れ性による接触角を大きくすることができるので、表面張力の効果を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。 In addition, at least the liquid contact surface of each float shown in FIGS. 1 to 5 may be formed with Teflon (registered trademark) or may be processed with a Teflon film or the like (Teflon is a registered trademark). As a result, the surface tension of the liquid with respect to the float can be increased, and the contact angle due to the wettability of the interface between the float and the liquid surface can be increased, thereby increasing the effect of the surface tension and the deformation of the liquid surface. Combined with buoyancy, a float that floats easily on the liquid surface is obtained.
また、図1では、フロート11の被検知部である磁石12は凸部11aの先端にあるが、フロート11の凸部11aの下方にあっても良く、フロート11に直接搭載しても良い。
In FIG. 1, the
また、図1では、検知手段であるホール素子14は、ホルダ13の上部にあるが、ホルダ13の側部にあっても良い。
In FIG. 1, the
また、図2ではホルダ13を液体タンク1の上面に設置しているが、ホルダ13を液体タンク1の下面に設置して、それと嵌合するようにフロート11を配置しても良い。
In FIG. 2, the
図7は、本発明の第二実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図である。図8は第二実施例の液面検出装置に用いるフロートの斜視図である。フロート11dには、円形の貫通穴11eが設けられている。該フロート11dには、液面方向に突出する複数の凸部11fとフロート11dの中心に取付けられた被検出部である磁石12が設けられている。図7において液体タンク1の上面に設けられた開口には、ホルダ13が液体タンク1の気密性を保つように設置されている。ホルダ13の液体タンク1外面側には検出手段であるホール素子14が取付けられている。ホルダ13の液体タンク1内面側には、前記フロート11dのガイド部となる棒状ピン15が対面する液体タンク内壁面まで伸びている。液体タンク1内には、フロート11dが、該フロート11dの貫通穴11eにホルダ13から伸びる棒状ピン15が挿入されて配置される。棒状ピン15は細いので液体タンク1内の容積はほとんど占有しない。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a liquid level detection device according to a second embodiment of the present invention, and is a view arranged in a liquid tank. FIG. 8 is a perspective view of a float used in the liquid level detection device of the second embodiment. The float 11d is provided with a circular through hole 11e. The float 11d is provided with a plurality of
次に、前記本発明の液面検出装置の動作について説明する。液体タンク1が空のとき、フロート11dは液体タンク底面に接地している。液体タンク1に液体が注入されると、フロートの複数の凸部11fと液面の間に濡れ性による接触角を持った複数の界面が生じる。前記界面は隣接する界面と連結して一つの曲面を形成する。前記曲面部分の液体の表面張力と、液面の変形による浮力と合わせて、液面の高さに合わせてフロート11dは浮遊する。前記フロート11dに固定された被検出部である磁石12と、ホルダ13に取付けられた検出手段であるホール素子14により、液面の高低レベルを検出する。
Next, the operation of the liquid level detection device of the present invention will be described. When the
前記構成の液面検査装置とすることで、液体タンク内の容積効率が向上し、フロートの追従性が良好な液面検出装置が得られる。 By setting it as the liquid level inspection apparatus of the said structure, the volume efficiency in a liquid tank improves and the liquid level detection apparatus with the favorable followability of a float is obtained.
第二実施例で示したフロート11dは、それに限定されるものではなく、第一実施例で示したような形態にすることもできる。 The float 11d shown in the second embodiment is not limited to this, and may be in the form shown in the first embodiment.
また、前記第二実施例においても、液体タンク1とホルダ13を一体に形成しても良い。この場合、検知手段は液体タンク1に直接取付けても、別体として取付けても良い。
Also in the second embodiment, the
1 液体タンク
11 フロート
11a 凸状部
11b フロート
11c フロート
11d フロート
11e 貫通穴
11f 凸部
12 磁石
13 ホルダ
13a 凹部
14 ホール素子
15 棒状ピン
20 液体タンク
21 ガイドパイプ
22 フロート
23 検知部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
少なくとも、
被検出部を有する平板状のフロートと、
前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、
前記液体タンク内の液面の変動に伴い上下動する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダに設けた検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出することを特徴とする液面検出装置。 A liquid level detection device for detecting a liquid level level in a liquid tank,
at least,
A flat float having a detected portion;
It is arranged to be opposed to the movement direction of the float, and includes a holder having a guide part that regulates the movement direction of the float, and a detection unit that detects the position of the float,
Detecting the level of the liquid level by detecting the position of the float that moves up and down with the fluctuation of the liquid level in the liquid tank by a detecting means provided in the holder for the detected part provided in the float. A liquid level detection device characterized by the above.
前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられたことを特徴とする液面検出装置を有する液体タンク。 A liquid tank having the liquid level detection device according to any one of claims 1 to 7,
A liquid tank having a liquid level detection device, wherein the liquid level detection device is provided on an upper end surface portion or a lower end surface portion in the liquid tank.
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