JP2009150784A - 液位センサ内蔵容器及び保護具付液位センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 液位センサ２０への気泡や汚れ等の付着による動作不良の発生を抑える。
【解決手段】 液体を貯留する容器１０と、容器１０に貯留された液体の液位を検知する液位センサ２０と、液位センサ２０を取り囲むように設けられた保護具３０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液位センサ内蔵容器及び保護具付液位センサに関する。

本出願人らは、例えば特許文献１等において、バイオマスガス化システムを提案している。このバイオマスガス化システムは、バイオマスに非金属触媒を混合してスラリーを生成し、このスラリーを反応器にて超臨界水を用いて処理することにより、バイオマスを分解させて水素やメタン等の燃料ガスを生成し、この生成ガスと、灰分、非金属触媒、水とを含む混合液を気液分離器によりガスと液体とに分離するものである。

例えば、このようなバイオマスガス化システムで用いられる気液分離器には、液位センサが設けられており、混合液から分離されて内部に貯留される液体の液位を検知して、その液位が所定レベルになると、液体を排出することで、気液分離器内の液位を適切に保つようにしている。

しかし、このような気液分離器においては、貯留された液体の液面付近に気泡が発生し、この気泡が液位センサに付着することに起因して、液位センサが動作不良を起こすことがある。この場合、液位を検知できないため液位を適切に保つことができなくなってしまう。

これに対して、特許文献２には、一対の電極の水中に浸漬されることによる電極間の電気抵抗値の変化をもって水位を検知する水位センサが開示されている。この水位センサでは、電極間に遮断部を設けて隔離することで、水滴等の付着による電極間の短絡を防止し、誤動作が生じないようにしている。
特開２００７−２６９９４６号公報 特開２００２−１０７２０３号公報

しかし、特許文献２に開示された水位センサにおいても、電極の周囲に気泡が付着すると、電極が水中に浸漬されていても、電極間で電流が流れず、水位を適正に検知できないおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、液位センサへの気泡や汚れ等の付着による動作不良の発生を抑えることを目的とする。

第１の発明は、液体を貯留する容器と、
前記容器に貯留された液体の液位を検知する液位センサと、
前記液位センサを取り囲むように設けられた保護具と、
を備えることを特徴とする液位センサ内蔵容器である。

第２の発明は、前記保護具は、上端が前記容器内での液位の上限レベルより高い位置となり、下端が前記容器内での液位の上限レベルよりも低い位置となるように設けられていることを特徴とする第１の発明に記載の液位センサ内蔵容器である。

第３の発明は、前記保護具は、前記液位センサを内部に収容するように設けられた、上下が開口した筒体であることを特徴とする第１又は２の発明に記載の液位センサ内蔵容器である。

第４の発明は、前記容器は気液分離器であることを特徴とする第１〜３の発明のうち何れかに記載の液位センサ内蔵容器である。

第５の発明は、液体の液位を検知する液位センサと、当該液位センサを取り囲むように設けられた保護具と、を備えることを特徴とする保護具付液位センサである。

本発明によれば、液位センサへの気泡や汚れ等の付着による動作不良の発生を抑えることができる。

以下、本発明が、例えばバイオマスガス化システムにおける気液分離器に適用された場合の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の気液分離器１０を示す図である。同図に示すように、気液分離器１０の内部には、液位センサ２０及び保護具３０が設けられている。

気液分離器１０の側面上部には、供給管４０が接続されている。供給管４０は、バイオマスのスラリーに対して超臨界水により所定の高温高圧処理を行う不図示の反応器から、この反応器で生成されたガス、灰分、触媒（活性炭）、及び水を含んだ混合液を気液分離器１０に供給する。

また、気液分離器１０の下面には排液管５０が接続されている。排液管５０は、気液分離器１０において混合液から分離された液体を、例えば不図示の固液分離器へ排出する。この排液管５０には、第１開閉弁５１が設けられ、さらに、その下側に第２開閉弁５２が設けられている。第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２は後述する制御部７０からの制御によって開閉する。

一方、気液分離器１０の上面には排気管６０が接続されている。排気管６０は、気液分離器１０により混合液から分離されたガスを例えば不図示のガスタンクへ排出する。

液位センサ２０は、液体に浸漬されたことを検知するセンサである。すなわち、液位センサ２０が液体を検知すると、液位が液位センサ２０の設置レベル（以下、レベルＬとする）以上であると判定できる。この液位センサ２０の検出信号は制御部７０へ送信される。なお、液位センサ２０として、液圧検知式、電気抵抗検知式、光学式等、各種方式のものを用いることができる。

制御部７０は、液位センサ２０からの検出信号に基づいて、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の開閉を制御する。具体的には、液位センサ２０から液体を検知したことを示す検出信号を受信しない場合（つまり、気液分離器１０内の液面レベルがレベルＬ未満の場合）は、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を共に閉状態とする。一方、液位センサ２０から液体を検知したことを示す検出信号を受信すると（つまり、液面レベルがレベルＬに達すると）、まず、第２開閉弁５２を閉じたまま第１開閉弁５１を開き、気液分離器１０内の液体を、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２との間の排液管５０に排出する。次に第１開閉弁５１を閉じた後に第２開閉弁５２を開き、第１開閉弁５１と第２開閉弁５２の間の排液管５０内の液体を排出する。なお、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の上記開閉処理を繰り返して、液体の排出処理を複数回行うこととしてもよい。そして、液体の排出が完了すると、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を共に閉状態とする。このように、上側の第１開閉弁５１を開けた後、第１開閉弁５１を閉じた状態で、第２開閉弁５２を開けて液体を排出することにより、液体の排出時に、第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２の少なくとも一方が閉じているため、排液管５０の接続先である固液分離器等の機器から気液分離器１０内へ空気が侵入するのを防止できる。

以上の構成によれば、供給管４０を介して混合液が気液分離器１０に供給され、気液分離器１０内の液面レベルがレベルＬに達すると、制御部７０が第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を上記のように開閉させることにより、気液分離器１０内の液体が排出される。そうすると、液位が低下し、これにより、液位センサ２０が液体を検知しなくなると、制御部７０が第１開閉弁５１及び第２開閉弁５２を閉じることにより、液体の排出が停止される。このように、気液分離器１０内の液位は、所定のレベルに達すると液体が排出されることにより低下し、液位が低下すると液体の排出が停止する。すなわち、気液分離器１０の液位は、所定のレベル範囲内に保たれることになる。

ところで、上述のように、気液分離器１０へ供給される混合液には、ガス、灰分、活性炭等が混合しているため、気液分離器１０に貯留される液体の液面付近には、多量の気泡が浮遊した状態となる。この気泡が液位センサ２０の検出部に付着すると、この気泡の影響で、あるいは、気泡により検出部に付着した汚れの影響で、液位センサ２０が液位を正しく検知できなくなることがある。その場合、上述した制御部７０による液体排出処理が行われず、気液分離器１０内の液体がオーバーフローするといった問題が生じてしまう。

これに対して、本実施形態の気液分離器１０では、保護具３０を設けることにより、上記の問題を防止している。

保護具３０は、上下両端が開口した筒状（円筒状でも角筒状でもよい）の部材であり、その内部に液位センサ２０を収容している。すなわち、保護具３０が液位センサ２０を取り囲んでいる。保護具３０は、その上端開口部３１が、液位の上記所定のレベル範囲の上限よりも高いレベルに位置し、かつ、下端開口部３２は、上記所定のレベル範囲の下限よりも低いレベルに位置するように配置されている。

このように、液位センサ２０が保護具３０で囲まれることにより、図１に示すように、液面付近の気泡が液位センサ２０に付着するのを防止することができる。また、保護具３０の上端開口部３１が液位の上限レベルよりも上方に位置するため、保護具３０の内部に上端開口部３１から液面付近の気泡が入ることはなく、また、下端開口部３２が液位の下限レベルよりも下方に位置するため、下端開口部３２は常に液体内に浸漬された状態となるので、液面付近の気泡が下端開口部３２から保護具３０内へ入ることもない。これにより、気泡が保護具３０内に侵入して液位センサ２０に付着するのを防止することができる。

なお、保護具３０の断面寸法を小さくすることで、液体の内部で発生した気泡が保護具３０内に侵入し難くすることができるが、より確実に保護具３０への気泡の侵入を防止するため、保護具３０の下端に網状部材等、気泡を通さず、液体のみを通す部材を設けてもよい。

以上の通り、本実施形態によれば、保護具３０によって液位センサ２０に気泡が付着することを防止でき、もって液位センサ２０が液面を正しく検知できなくなるのを防止することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、本発明が気液分離器に適用された場合について説明したが、本発明はこれに限らず、液位センサを内蔵する液体容器一般に広く適用が可能である。

また、上記実施形態は、筒状に構成された保護具３０の内部に液位センサ２０が収容されることにより液位センサ２０が保護具３０により取り囲まれるものとしたが、これに限らず、例えば、図２の平面図に示すように、容器（上記実施形態では気液分離器１０）の内壁面と、保護具３０Ａとで液位センサ２０が取り囲まれる構成としてもよい。本発明において、保護具が液位センサを取り囲むとは、図２のような形態も含むものとする。

本発明が適用された気液分離器の一実施形態を示す図である。 本発明における保護具の変形例を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１０ 気液分離器
２０ 液位センサ
３０ 保護具
３１ 上端開口部
３２ 下端開口部
４０ 供給管
５０ 排液管
５１ 第１開閉弁
５２ 第２開閉弁
６０ 排気管
７０ 制御部

Claims (5)

1. 液体を貯留する容器と、
   前記容器に貯留された液体の液位を検知する液位センサと、
   前記液位センサを取り囲むように設けられた保護具と、
   を備えることを特徴とする液位センサ内蔵容器。
2. 前記保護具は、上端が前記容器内での液位の上限レベルより高い位置となり、下端が前記容器内での液位の上限レベルよりも低い位置となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液位センサ内蔵容器。
3. 前記保護具は、前記液位センサを内部に収容するように設けられた、上下が開口した筒体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液位センサ内蔵容器。
4. 前記容器は気液分離器であることを特徴とする請求項１〜３のうち何れかに記載の液位センサ内蔵容器。
5. 液体の液位を検知する液位センサと、当該液位センサを取り囲むように設けられた保護具と、を備えることを特徴とする保護具付液位センサ。

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