JP2010096587A - 液切れセンサおよびそれを用いた液体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断続的に液体が流れる液体供給路において、液切れの検知を長期にわたって正確に行うことができる汎用性の高い液切れセンサと、これを用いた液体供給装置を提供する。
【解決手段】液体供給路の上流側配管２５と下流側配管２６に接続される両接続部９、１０を連通する内側中空部１１が液体通過路に形成されてなる光透過性管体２と、上記管体２の軸方向に沿って所定間隔で取り付けられる複数のフォトセンサ３、４とからなり、上記各フォトセンサ３、４は、上記管体２内の中空部１１内を通過する液体の有無を、互いに同時かつ周期的に検知するよう設定されており、上記各フォトセンサ３、４の検知信号の組み合わせパターンによって、液切れを知らせる警告信号の出力とその停止が制御されるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体供給路途中に取り付けられる液切れセンサと、これを用いた液体供給装置に関するものである。

被処理物に対し、薬液を付与して被処理物に何らかの処理を行う場合、予め調製された希釈液体を処理装置に供給して被処理物に付与するのではなく、処理装置に、水，温水等の希釈用液体を供給するとともに、その供給路途中に濃縮薬液を漸次供給し、所定濃度の希釈薬液を調製して被処理物に付与する、という方法が汎用されている。また、予め薬液貯槽内に希釈用液体と濃縮薬液を供給して所定濃度に調製したのち、被処理物に付与する方法もあり、その場合は、薬液貯槽内の液量が低下すると、自動的に、薬液貯槽内に希釈用液体と濃縮薬液が供給されるようになっている。さらに、処理によっては、処理液中から薬液のみ使い果たされて、逐次、薬液を補充する場合もある。これらの場合、処理装置とは別に、処理装置の所定の部位に薬液を、連続的もしくは断続的に供給するための薬液供給装置が付設される。

このような薬液供給装置を付設した処理装置としては、食器類等の洗浄を行う業務用自動食器洗浄機、衣類，毛布等のクリーニングを行う業務用洗濯機および乾燥機、布等の繊維品に対し染色，洗浄等の処理を行う処理装置、工業用排水等に対する排水処理装置、クーリングタワー等に対するスケール防止剤供給装置、水耕栽培における肥料等の補給装置、車両，航空機等に対する洗浄装置、酪農用搾乳装置等に対する洗浄装置、食品，食材に対する洗浄装置、食品加工工場等における各種洗浄装置、電子部品に対する洗浄装置、金属加工部品，機械等に対する洗浄装置、酒類および飲料用の瓶洗浄装置等があげられる。

上記各種処理装置において、通常、薬液の供給は自動制御で行われ、供給源（ボトル等）および供給ラインも、処理装置に一体的に組み込まれているため、薬液の残量を、作業者が頻繁に確認することは容易でなく、処理の途中での液切れが発生しやすい。その場合、液切れの発生に気づくのが遅れると、適正な薬液濃度が確保されないことにより、処理が不充分になったり、再処理による手間や、給湯による水、ガス、電気等のエネルギーが無駄になり、経済的でない。

そこで、薬液供給ラインの途中に液切れセンサを設け、薬液の供給が途絶えると、即座に警報を発するよう設定する等の対応策が採られている。このような液切れセンサとしては、配管内の圧力が常時負圧で、供給源であるボトル内が空になると負圧が解放されることを利用した圧力センサや、液の有無によって光の屈折率が異なることを利用したフォトセンサ等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、最近、液体流路内に一対の電極を突出させ、液体の導電率を直接測定することにより、確実に液切れを検知するようにした液切れセンサも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これらのセンサには、誤作動が多い、感度調節やメンテナンスに手間やコストがかかる、チューブ径や液の種類に応じて選択する必要がある、等の問題があるため、使い勝手のよい、汎用性のある液切れセンサの開発が強く望まれていた。

そこで、本出願人は、液性にかかわらず検知性能が高く、しかも感度調節やメンテナンスに手間のかからない、優れた液切れセンサを開発し、すでに出願している（特許文献３参照）。
特開２０００−３３８１１５号公報 特開２０００−１７０６６３号公報 特開２００３−２４８０１２号公報

上記特許文献３の液切れセンサは、感度調節やメンテナンスに手間がかからず、またチューブ径や液の種類の制限もないため、使い勝手がよく、広く出回りつつある。ところが、最近、自動食器洗浄機のように、洗浄工程、すすぎ工程、と工程の進行に応じて、液の供給を一旦停止して、再び供給を開始するという動作を繰り返すタイプの液体供給装路にこの液切れセンサを適用すると、液切れセンサ内の管体において、液が供給されていないのにセンサが埋設されている位置の管体内に液溜まりができて、液が「ある」と読み取ったり、液が供給されているのにセンサが埋設されている位置の管体内に気泡（空気）が滞留して、液が「ない」と読み取ったりする誤作動がたまに発生することが判明し、その解決が強く望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、断続的に液体が流れる液体供給路において、液切れの検知を長期にわたって正確に行うことができる汎用性の高い液切れセンサと、これを用いた液体供給装置の提供を、その目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、所定の部位に対して液体を断続的に供給するよう設定された液体供給路の途中に、その液体供給路の一部を構成するよう取り付けられる液切れセンサであって、一端開口部が上記液体供給路の上流側配管と連通しうる接続部に形成され、他端開口部が上記液体供給路の下流側配管と連通しうる接続部に形成され、上記両端接続部を連通する内側中空部が液体通過路に形成されてなる光透過性管体と、上記管体の軸方向に沿って所定間隔で取り付けられる複数のフォトセンサとからなり、上記各フォトセンサは、上記管体内の中空部内を通過する液体の有無を、互いに同時かつ周期的に検知するよう設定されており、上記各フォトセンサの検知信号の組み合わせパターンによって、液切れを知らせる警告信号の出力とその停止が制御されるようになっている液切れセンサを第１の要旨とする。

また、本発明は、そのなかでも、特に、上記各フォトセンサが、透過型フォトセンサであり、その発光部と受光部が、上記管体の内側中空部を挟むように埋設されている液切れセンサを第２の要旨とし、それらのなかでも、特に、上記管体の内側中空部の口径が１〜１０ｍｍ、検知対象である液体の２５℃における粘度（ＪＩＳ Ｚ ８８０３：１９９１，液体の粘度−測定方法、８．「単一円形回転粘度計による粘度測定方法」に基づく。以下同じ）が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、上記液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分であり、上記管体の軸方向に並ぶ各フォトセンサの検知中心間の距離が１０〜５０ｍｍに設定されている液切れセンサを第３の要旨とする。

さらに、本発明は、所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給源として用意される液体充填容器の蓋体に取り付けられ、上記液体供給源から延びる液体供給路の一部を構成する液切れセンサであって、一端開口部が、上記液体充填容器の蓋体に形成された開口部と係合するとともに容器内の液体を吸い上げるための液体吸い上げ配管と連通しうる接続部に形成され、他端開口部が、上記液体供給路の下流側配管と連通しうる接続部に形成され、上記両端接続部を連通する内側中空部が液体通過路に形成されてなる光透過性管体と、上記管体の軸方向に沿って所定間隔で取り付けられる複数のフォトセンサとからなり、上記各フォトセンサは、上記管体内の中空部内を通過する液体の有無を、互いに同一のタイミングで周期的に検知するよう設定されており、上記各フォトセンサの検知信号の組み合わせパターンによって、液切れを知らせる警告信号の出力とその停止が制御されるようになっている液切れセンサを第４の要旨とする。

そして、本発明は、そのなかでも、特に、上記各フォトセンサが、透過型フォトセンサであり、その発光部と受光部が、上記管体の内側中空部を挟むように埋設されている液切れセンサを第５の要旨とし、それらのなかでも、特に、上記管体の内側中空部の口径が１〜１０ｍｍ、検知対象である液体の２５℃における粘度が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、上記液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分であり、上記管体の軸方向に並ぶ各フォトセンサの検知中心間の距離が１０〜５０ｍｍに設定されている液切れセンサを第６の要旨とする。

さらに、本発明は、所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給装置であって、一端側から液体を吸入して他端側に吐出する送液手段と、一端側が液体供給源に接続され他端側が上記送液手段の吸入側に接続される液体吸入配管と、一端側が上記送液手段の吐出側に接続され他端側が上記所定の部位に接続される液体吐出配管とを備え、上記液体供給源から液体吸入配管を介して送液手段の吸入側に至る液体吸入流路の途中もしくは上記送液手段の吐出側から液体吐出配管を介して所定の部位に至る液体吐出流路の途中に、上記第１〜第３のいずれかの要旨である液切れセンサが取り付けられており、上記液切れセンサから出力される警告信号にしたがって、所定の警報手段が作動するよう設定されている液体供給装置を第７の要旨とする。

そして、本発明は、所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給装置であって、一端側から液体を吸入して他端側に吐出する送液手段と、一端側が液体供給源として用意される液体充填容器に接続され他端側が上記送液手段の吸入側に接続される液体吸入配管と、一端側が上記送液手段の吐出側に接続され他端側が上記所定の部位に接続される液体吐出配管とを備え、上記液体充填容器の蓋体に、上記第４〜第６のいずれかの要旨である液切れセンサが取り付けられており、上記液切れセンサから出力される警告信号にしたがって、所定の警報手段が作動するよう設定されている液体供給装置を第８の要旨とする。

すなわち、本発明の液切れセンサは、検知部が液体に直接接触することがないため、検知部が腐食したり摩耗したりすることがなく、長期にわたって良好に使用することができる。また、検知精度が検知対象となる液体の種類に左右されることがないため、従来の他の液切れセンサに比べて微調整等の手間が不要で、簡単に設置することができる。さらに、上記液切れセンサの両端部には、液体供給路を構成する配管とそれぞれ接続させるための接続部が形成され、この接続部に、適宜のコネクタ等を接続させるだけで、液体供給路を構成する配管の径にかかわらず、即座にその液体供給路途中にこれを取り付けることができ、実用的な効果が高い。

しかも、本発明の液切れセンサは、特に、複数のフォトセンサを組み合わせたものであり、上記各フォトセンサから出力される検知信号の組み合わせパターンによって、警告信号の出力・停止が制御されるようになっているため、全体が取り付け簡単でコンパクトな形状であるのみならず、誤作動が殆どなく、非常に精度の高い検知を行うことができる。

なお、上記液切れセンサのなかでも、特に、上記各フォトセンサが、透過型フォトセンサであり、その発光部と受光部が、上記管体の内側中空部を挟むように埋設されているものは、検知動作が安定しており、また検知対象である液体の種類によって影響を受けることが小さいという利点を有する。

また、それらのなかでも、特に、上記管体の内側中空部の口径が１〜１０ｍｍ、検知対象である液体の２５℃における粘度が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、上記液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分であり、上記管体の軸方向に並ぶ各フォトセンサの検知中心間の距離が１０〜５０ｍｍに設定されているものは、とりわけ、的確に、液溜まりや気泡による誤動作を排除することができる。

また、本発明の液切れセンサを組み込んだ液体供給装置は、長期にわたって、誤作動なく、高精度で液切れを検知することができるため、液体供給を、より確実に行うことができる。そして、上記装置と基本構成が同一で、少量の液体を供給するために配管径が細く設定された他の液体供給装置にも、接続部に用いるコネクタ等を変えるだけで、その液切れセンサをそのまま流用することができるため、経済的である。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

まず、本発明の液切れセンサの最良の形態を図１に示す。この液切れセンサ１は、無色透明のポリプロピレンからなる管体２を備え、その上面に、後述するように、フォトセンサ３、４とＬＥＤ５、６とを搭載するベース板７が取り付けられるようになっている。また、８は、上記管体２の、ベース板７取り付け面とその前後の面とを覆うカバーである。なお、図２は上記管体２の上面図、図３はそのＡ−Ａ′断面図、図４（ａ）はそのＢ−Ｂ′断面図、図４（ｂ）はそのＣ−Ｃ′断面図、図４（ｃ）はそのＤ−Ｄ′断面図である。

これらの図を用いて、より詳しく説明すると、上記管体２は、外観形状が細長い直方体形状で、その両端面２ａ，２ｂに、それぞれ、液体供給配管との接続のために、ＰＴ１／８インチ（１インチ＝２５．４ｍｍ）の雌ねじからなる接続部９，１０が形成されている。上記接続部９，１０が、この管体２の中央に長手方向に延びる小径の中空部１１で連通されている。

そして、上記管体２の上面には、平面視略長方形状の、ベース板７取り付け用の比較的浅い凹部１２が設けられており、その底面から下向きに、中央に延びる中空部１１を挟むようにして、フォトセンサ３、４を嵌入するための２個一対の凹部１３、１４が、長手方向に並んで設けられている。

また、上記凹部１２の中央から下向きに、同じく中央に延びる中空部１１を挟むようにして、ＬＥＤ５、６を嵌入するための穴１５、１６が設けられている。なお、肉抜き部１７は、軽量化と成形の容易化のために設けられている。

さらに、上記管体２の長手方向両端部は、内側が円筒状にくり抜かれており、このくり抜き部１８、１９を利用して、この液切れセンサ１を、適宜の部位に固定することができるようになっている〔図６（ｂ）を参照）。

なお、上記管体２の前後面には、カバー８の内側に設けられた凹部２０と係合する、抜け止め用の突部２１が設けられている。

一方、上記管体２の上面に取り付けられるベース板７には、図５（ａ）と、それを下から見上げた図５（ｂ）に示すように、２個のフォトセンサ３、４と、２個のＬＥＤ５、６が搭載されている。また、液体供給装置本体に接続される電気配線（図示せず）の外、作動制御のためのマイコンチップ２２と、フォトセンサ３、４の検知精度を調整するボリューム２３とが搭載されている。

上記フォトセンサ３、４は、それぞれ発光部３ａ、４ａと受光部３ｂ、４ｂが対設された構成になっており、上記フォトセンサ３、４を管体２の凹部１３、１４に嵌入した状態で、その光路が、管体２の中空部１１を貫通する配置になっている。そして、上記発光部３ａ、４ａから光を投射し、光透過性の管体２の内側の中空部１１内を通過して受光部３ｂ、４ｂ側に入射した光の量を周期的に読み取ることにより、上記中空部１１内に液体があるか否かを検知するようになっている（パルス方式）。

また、上記ＬＥＤ５、６のうち、片方は、電源ＯＮの状態で点灯して青色に光るようになっており、他方は、上記フォトセンサ３、４の検知信号の組み合わせパターンが液切れを示す場合に発せられる警告信号を受けて点灯し、赤色に光るようになっている。これらの光は、管体２の下面から、穴１５、１６の底面を透かして視認される〔図４（ｂ）参照）。なお、上記ＬＥＤ５、６の一方が液切れを示して赤く点灯する場合は、同時に、液体供給装置本体に設けられた音声アラーム（図示せず）が警報を発するようになっている。

上記フォトセンサ３、４の動作をより詳しく説明すると、上記フォトセンサ３、４は、電源がＯＮになった状態で、両者同時に、所定間隔（例えば０．７秒ごと）で検知を繰り返すよう設定されている。そして、フォトセンサ３、４の両方が同時に「液なし」を検知する状態が所定時間（例えば約１秒）続いた時点で、「液切れ」の警告信号が出力され、これにしたがってＬＥＤ５（または６）が赤色に点灯し、液体供給装置本体に設けられた音声アラームによる警報がなるようになっている。また、「液なし」の状態から、片方のフォトセンサ３（または４）が「液あり」を検知しても、即座に赤色点灯と警報を解除するのではなく、その「液あり」を検知する状態が所定時間（例えば約４秒）続くのが確認された時点で、「液が補充され、液切れが解消された」と判断して、上記ＬＥＤ５（または６）による赤色点灯表示と、音声アラームによる警報が解除されるようになっている。

上記の設定により、片方のフォトセンサ３（または４）が、液の供給は維持されているにもかかわらず、たまたま管体２の内側中空部１１の液中の気泡を「液なし」として検知した場合や、液切れ状態であるにもかかわらず、たまたま上記内側中空部１１に生じた液溜まりを「液あり」として検知した場合の誤作動を排除することができる。

このように構成されたベース板７の管体２への取り付けは、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、上記フォトセンサ３、４、ＬＥＤ５、６等が搭載されたベース板７を、図１に示すように、管体２の上面の凹部１２内に嵌合し、フォトセンサ３，４を凹部１３、１４内に嵌入するとともに、ＬＥＤ５、６を穴１５、１６（図２参照）内に嵌入する。そして、上記ベース板７の上面を、樹脂封止することにより、両者を一体的に取り付けることができる。

そして、その上にカバー８を被せ、下面側（ベース板７の取り付け面と反対側の面）に、図６（ａ）に示すように、ＬＥＤ５、６の表示ランプの説明である「電源」の文字と「液切れ」の文字が印刷されたシール２４を貼付することにより、本発明の液切れセンサ１を得ることができる。なお、２９は電源コードである。

そして、図１に示すように、得られた液切れセンサ１の、管体２の接続部９，１０と、液体供給路の上流側配管２５、下流側配管２６とを、それぞれコネクタ２７、２８を介して接続することにより、液体供給路の一部として配置させることができる。

なお、上記液切れセンサ１は、図６（ｂ）に示すように、その両端部に設けられたくり抜き部１８、１９を利用して、この部分に樹脂バンド３０等を挿通することにより、この液体供給路の近傍にある装置の脚部やフレーム等に、これを固定することができるようになっている。

上記液切れセンサ１を、例えば図７に示すような業務用自動食器洗浄機用の洗浄液供給装置３８に適用した場合を例にとって、その動作を詳細に説明する。

この洗浄液供給装置３８は、本体部４０とポンプ部４１とを備え、本体部４０の背面に設けられたスリット４２を、所定の位置に固定されたフック金具４３に係合させることにより、業務用自動食器洗浄機（図示せず）近傍に着脱自在に取り付けられるようになっている。

上記洗浄液供給装置３８のポンプ部４１には、Ｕ字状に保持されるポンプチューブと、上記ポンプチューブの円弧部を押圧しながら回転する回転アームとが内蔵されており、本体部４０内のモータによって上記回転アームに回転が与えられると、濃縮洗浄剤吸入配管４４を介して、下方に設けられた濃縮洗浄剤タンク５０から濃縮洗浄剤がポンプ部４１内に吸い上げられるようになっている。そして、吸い上げられた濃縮洗浄剤は、反対側の濃縮洗浄剤供給配管４５側に送り出され、業務用自動食器洗浄機の、濃縮洗浄剤供給部である洗浄タンク内に導入されるようになっている。

したがって、この洗浄液供給装置３８によれば、上記本体部４０内のモータに対し、予め一定の動作制御を与えておけば、業務用自動食器洗浄機の洗浄工程、すすぎ工程、と進行する洗浄工程において、所定のタイミングで断続的に、濃縮洗浄剤を少量ずつ濃縮洗浄剤供給配管４５内に供給することができる。

上記液切れセンサ１は、このような洗浄液供給装置３８の濃縮洗浄剤吸入配管４４の途中に接続され、その電源のオン、オフは、上記洗浄液供給装置３８の電源のそれと連動するようになっている。そして、上記洗浄液供給装置３８が作動している間中、濃縮洗浄剤タンク５０からの濃縮洗浄剤の供給が液切れにならないか否かを検知して、液切れ時には、音声アラームによる警報（以下単に「警報」という）とＬＥＤ５（または６）の点灯による赤色ランプ表示（以下単に「ＬＥＤ」という）を告知して、即座に濃縮洗浄剤タンク５０を交換できるようにしている。

以下、上記液切れセンサ１の動作について、図８〜図１１を用い、実際の液の状態に即して詳細に説明する。なお、これらの図において、チャート図の横軸に示す数字の単位はいずれも「秒」であり、これは上記業務用自動食器洗浄機のすすぎ工程における時間（秒）を意味する。また、チャート図上の「ＬＥＤ」とは、赤色ＬＥＤのみを示すものである。

まず、電源がオンになると、両方のフォトセンサ３、４とも「液あり」を示す状態である、との設定がなされ、警報もＬＥＤもオフの状態になる。

そして、フォトセンサ３、４は、図８の上段のチャート図に示すように、最初の検知の時点で、両者がともに「液あり」を検知した場合、０．７秒ごとに、管体２の内側中空部１１が「液あり」か「液なし」かの検知を行い、両者がともに「液あり」を検知し続けている間は、警報とＬＥＤをオンにする警告信号を発しない。

なお、片方のフォトセンサ（この例では４）が「液なし」の検知を行っても、他方が「液あり」の場合、上記「液なし」の検知は、液体（濃縮洗浄剤）中の気泡によるもの、として無視されるようになっている。これに対し、従来の液切れセンサ（前記特許文献３の液切れセンサ、以下同じ）は、図８の下段のチャート図に示すように、液体中の気泡によって「液なし」を検知した場合、即座に警報とＬＥＤがオンになって、誤った指示を出すことになる。

つぎに、図９の上段のチャート図に示すように、「液あり」の状態から、フォトセンサ３、４がともに「液なし」を検知すると、矢印Ｐで示すように、その時点から、検知間隔が０．２５秒に縮まり、４回連続して「液なし」を検知すると、すなわち１秒間「液なし」の状態が続くと警告信号が出力され、警報とＬＥＤがオンになって液切れが告知される。この状態から、片方のフォトセンサ（この例では４）が「液あり」の検知を行っても、他方が「液なし」の場合、上記「液あり」が４秒以上続かなければ、すなわち、片方のフォトセンサが「液あり」を検知した時点から、検知間隔が０．７秒に延び、その検知が６回（０．７秒×６＝４．２秒）連続して「液あり」にならなければ、上記「液あり」の検知は、中空であるにもかかわらず液溜まりができているもの、として無視されるようになっている。これは、大抵の液溜まりが、４秒に達するまでに、液体流路をつたって下方に移動することが経験的に知得されているからである。一方、従来の液切れセンサは、図９の下段のチャート図に示すように、液溜まりによって「液あり」を検知した場合、即座に警報とＬＥＤがオフになって、誤った指示を出すことになる。

また、図１０の上段のチャート図に示すように、最初の検知の時点で、両者がともに「液なし」を検知した場合、０．２５秒ごとの検知を行い、この「液なし」の状態において、片方のフォトセンサ（この例では３）が「液あり」を検知し、検知間隔が０．７秒に延びて、他方が「液なし」を検知している場合、上記と同様、この「液あり」が４秒以上続かなければ、上記「液あり」の検知は、中空であるにもかかわらず液溜まりができているもの、として無視されるのであり、警報とＬＥＤが誤ってオフになることはない。

さらに、図１１の上段のチャート図に示すように、「液なし」の状態から、少なくとも片方（この例ではフォトセンサ４のみ）が「液あり」を４秒以上検知すると、矢印Ｑで示すように、その時点で、液切れが解消したものと判断して、即座に警報とＬＥＤがオフになる。なお、図１１に示すように、片方のフォトセンサ３が「液なし」のままになっているのは、液体中の気泡を検知しているもの、として無視されるようになっている。液が流れても、気泡はその位置に留まりやすいからである。一方、従来の液切れセンサは、図１１の下段のチャート図に示すように、実際には液切れが解消していても、液体中の気泡によって「液なし」を検知し続ける場合は、警報とＬＥＤがオフにならず、誤った指示を出し続けることになる。

このように、上記洗浄液供給装置３８において、濃縮洗浄剤の供給源である濃縮洗浄剤タンク５０が空になる等して液切れセンサ１内に濃縮洗浄剤が導入されないと、液切れセンサ１が液切れを検知して、音声アラームによる警報がなるとともにＬＥＤ５（または６）が赤く点灯する。そこで、作業者は、装置を停止し、即座に洗浄剤を補給したのち、再度装置を稼働させる。このようにして、洗浄剤供給を確実に行うことができる。また、タイミング的に余裕のあるときは、装置を停止することなく、濃縮洗浄剤タンク５０を新品に交換するか、上記タンク５０に濃縮洗浄剤を補充することができる。

そして、上記装置と基本構成が同一で、少量の乾燥仕上げ剤を供給するために配管径が細く設定された乾燥仕上げ剤供給装置においても、液切れセンサ１の接続部９、１０の雌ねじにら合するコネクタを用いさえすれば、寸法の異なる液切れセンサを用意する必要がなく、上記液切れセンサ１をそのまま流用することができ、経済的である。

このように、上記液切れセンサ１によれば、フォトセンサ３、４の発光部３ａ、４ａおよび受光部３ｂ、４ｂが液体に直接接触することがないため、電極を直接液体に接触させるタイプの従来品に比べ、検知部分が腐食したり摩耗したりすることがなく、長期にわたって良好に使用することができる。また、検知精度が検知対象となる液体の種類に左右されることがないため、従来の他の液切れセンサに比べて微調整等の手間が不要で、簡単に設置することができる。

また、上記液切れセンサ１の両端部には、液体供給路を構成する配管とそれぞれ接続させるための接続部９，１０が形成されているため、この接続部９，１０に、適宜のコネクタ等を接続させることにより、液体供給路を構成する配管チューブの径がどのような寸法であっても簡単に接続することができ、実用的な効果が高い。

しかも、上記液切れセンサは、複数のフォトセンサ３、４を組み合わせた構成になっており、上記各フォトセンサ３、４から出力される検知信号の組み合わせパターンによって、警告信号の出力・停止が制御されるようになっているため、全体が取り付け簡単でコンパクトな形状であるのみならず、誤作動が殆どなく、非常に精度の高い検知を行うことができる。

したがって、上記液切れセンサ１は、液体供給路途中に気泡が溜まったり、液切れであるにもかかわらず液溜まりができやすい、液体が断続的に供給されるような液体供給路における液切れ検知に用いることが好適である。このような液体供給路を備えた液体供給装置としては、一端側から液体を吸入して他端側に吐出する送液手段と、一端側が液体供給源に接続され他端側が上記送液手段の吸入側に接続される液体吸入配管と、一端側が上記送液手段の吐出側に接続され他端側が上記所定の部位に接続される液体吐出配管とを備えた液体供給装置、例えば、各種洗浄方法，染色等の繊維品処理方法，金属加工部品処理方法，食品加工処理方法等において、洗浄液，処理液等を供給するために用いられる各種の液体供給装置があげられ、なかでも、業務用自動食器洗浄機に付設される洗浄液供給装置に適用することが特に好適である。特に、連続的に洗浄液が供給されるコンベアタイプの業務用自動食器洗浄機に比べて、断続的に洗浄液の供給が行われるドアタイプやフードタイプ、アンダーカウンタータイプ等の業務用自動食器洗浄機に最適に用いられる。

なお、上記液切れセンサ１において、管体２の材質は、フォトセンサ３、４の投光部３ａ、４ａから投射される光が充分に受光部３ｂ、４ｂに達するよう半透明から透明であることが好ましく、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００「プラスチック 透明材料のヘーズ値の求め方」（ＩＳＯ１４７８２：１９９９）により求めたヘーズ値（％）が４０以下となるものが好ましい。そして、高強度で耐薬品性に優れており、製法的な立場からは、成形容易であることが好ましく、また、寸法精度の高いことが好ましい。そこで、上記管体２の材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリテトラフロロエチレン樹脂、コポリエステル樹脂等があげられる。これらの中で、上記条件を満たすものが適宜選択されるが、なかでも、強度、耐薬品性、光透過性、成形性，耐久性の点から、ポリプロピレン樹脂を用いることが好適である。このときのポリプロピレン樹脂のヘーズ値（％）は１０〜４０に設定することが好ましく、特に２８％前後に設定することが好適である。

また、上記管体２において、接続部９、１０の形状は、上記の例に限らず、液体供給配管と接続しやすい構造であれば、どのような形状にしても差し支えない。例えば、雌ねじが形成されたコネクタを用いるのであれば、接続部９、１０は、管体２の両端面から雄ねじとして突出した形状にしても差し支えない。

そして、上記管体２の全体形状も、上記の例のように直方体形状である必要はなく、例えば外観が円柱状や六角柱状になるようにしてもよい。また、両端接続部のみ円柱状にし、中央部を角柱状にしてもよい。

さらに、上記管体２において、内側中空部１１の内径は、液体が供給される際の流量や液体の種類、粘度等にもよるが、通常、１〜１０ｍｍに設定することができ、特に、管体２の内径と管体２に接続する配管径との差を小さくすることが好ましい。なかでも、自動食器洗浄機用の薬液（食器洗浄機用洗浄剤、食器洗浄機用乾燥仕上げ剤）の供給にあっては、内側中空部１１の内径を１〜４ｍｍ、なかでも２〜３ｍｍに設定することが好適である。すなわち、内径寸法が１ｍｍより小さいと、比重の高い自動食器洗浄機用洗浄剤等では液切れが生じても液溜まりができて明確な液切れを判別しにくくなるからである。また、逆に内径寸法が４ｍｍより大きいと、自動食器洗浄機用乾燥仕上げ剤のように少量の供給ですむ薬液に対し、液切れの検出精度が低下してしまうおそれがあるからである。

そして、上記管体２に取り付けるフォトセンサ３、４は、上記の例に限らず、内側中空部１１内を通過する液体の有無を検知できるものであれば、どのような構成のものであっても差し支えない。例えば、上記の例では、透過型のものを用いたが、反射型のものを用いても差し支えない。そして、フォトセンサの形状に応じて、管体２側への取り付け構造を適宜に設計することができる。上記の例では、凹部１３、１４を穿設してこの中にフォトセンサ３、４を嵌入し、樹脂で密封するようにしたが、凹部形状も特に限定するものではない。また、管体２の光透過度が高く、検知性能が確保されるのであれば、フォトセンサ３、４を、管体２の表面にそのまま取り付けてもよい。

さらに、上記フォトセンサ３、４の取り付け間隔は、液溜まりや気泡が両者の検知部にまたがって形成されないよう、一定の間隔を保つことが好ましい。その検知中心間の距離（管体２の軸方向に並ぶフォトセンサ３の検知中心からフォトセンサ４の検知中心までの距離）は、管体２内の内側中空部１１の口径、検知対象である液体の粘度、その液体の流量にもよるが、例えば、上記内側中空部１１の口径が１〜１０ｍｍ、液体の２５℃における粘度が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分のとき、１０〜５０ｍｍに設定することが好適である。１０ｍｍより近いと、誤動作の排除を効果的に行うことができなくなるおそれがある。また、５０ｍｍより遠いと、全体形状がコンパクトにならず、好ましくない。

そして、フォトセンサ３、４の数は、上記の例は２個であるが、３個以上であっても差し支えない。数が多ければ多いほど検知精度は高くなるが、コンパクト性、取り扱いの簡便性では劣るようになるため、バランスを考慮すると、２個または３個にすることが好適である。

また、上記の例では、信号点滅用のＬＥＤ５、６等を、ベース板７を介して管体２に直接取り付けているが、これらは、管体２ではなく、液体供給装置本体や、液体供給先の装置本体（例えば食器洗浄機本体）等、警報を視覚的、あるいは聴覚的に捉えやすい場所に取り付けるようにしてもよい。また、逆に、上記の例において、液体供給装置本体に設けた音声アラームを、ベース板７に取り付けて、液切れセンサ１自体に警報機能をもたせるようにしても差し支えない。

なお、警報手段としては、上記音声アラームやＬＥＤ５、６の外、ブザー、パトライト、電光表示器等、どのようなものを用いてもよい。

また、液切れセンサ１において、フォトセンサ３、４の検知タイミングは、互いに同時でなければならない。ただし、その検知周期の間隔、警報およびＬＥＤに対するオン、オフ制御のタイミングは、上記の例に限らず、検知対象（断続的に供給される液体）の物性や流量、液体供給装置の動作周期、業務用自動食器洗浄機のすすぎ工程の時間（秒）等に応じて、適宜に設定することができる。

さらに、液切れセンサ１を、洗浄液供給装置３８に取り付ける場合（図７参照）、その取り付け位置は、液体供給路の液体供給源、すなわち濃縮洗浄剤タンク５０側に取り付けても、もっと下流側の洗浄液供給装置３８近傍に取り付けてもよいが、液体供給源に近ければ近いほど、液体残量の検知精度を高めることができる。また、上記液切れセンサ１を、濃縮洗浄剤供給配管４５の途中に取り付けることにより、食器洗浄機（図示せず）への濃縮洗浄剤供給が正しく行われているか否かを精度よく検知することができる。

さらに、本発明の液切れセンサは、図１２に示すように、液体供給源である液体容器５０′の口部に冠着される蓋体５１に、直接取り付けるようにしてもよい。この場合、液体容器５０′の搬送・保管時には通常の蓋体を冠着しておき、使用時に、上記液切れセンサ１′を取り付けた特殊な蓋体５１に交換するようにすることが好適である。

そして、図１２に示す例では、液切れセンサ１′として、図１３（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）のＸ矢視図である図１４（ａ）、図１３（ｃ）のＡ−Ａ′断面図である図１４（ｂ）、図１３（ｃ）のＢ−Ｂ′断面図である図１４（ｃ）、図１３（ｃ）のＣ−Ｃ′断面図である図１４（ｄ）、図１３（ｃ）のＤ−Ｄ′断面図である図１４（ｅ）に示すような形状のものを用いることが好適である。

すなわち、この液切れセンサ１′は、基本的な構成は、図１に示す液切れセンサ１と同じであり、同一部分に同一番号を付して、その説明を省略するが、図１３（ａ）に示すように、フォトセンサ３、４を取り付ける管体２の一端側に、蓋体５１と係合させるためのフランジ部５２と突出筒部５３が延設されている。液切れセンサ１のようなくり抜き部１８、１９は形成されていない。そして、この突出筒部５３の先端部にねじ部５４が形成されており、その内側には、図１３（ｂ）に示すように、液体容器５０′内に設けられる液体吸い上げ配管７０と管体２の内側中空部１１とを連通するための連通部５５が形成されている。

また、管体２の他端面には、図１３（ｂ）に示すように、前記液切れセンサ１と同様、液体供給路と接続するためのＰＴ１／８インチの雌ねじからなる接続部９が形成されているが、その周囲９ａが、図１４（ｄ）に示すように、管継ぎ手との接続容易性を考慮して、六角柱状に形成されている。なお、６０は、凹部１２内に取り付けられるベース板７（図１および図８参照）から延びる電源コード２９を上方に引き出すためのガイドである。

また、管体２は、図１３（ｃ）および図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、フォトセンサ３、４の取り付けに支障がない範囲で、できるだけ薄肉となるよう部位ごとに形状の異なる切欠き６１，６２が形成されている。さらに、図１４（ａ），（ｅ）に示すように、フランジ部５２の根元部分も、十字状のリブ６３を設けて薄肉化を達成している。これらの工夫は、管体２の成形の容易性、強度の確保、軽量化、組み立て作業性等を考慮したものである。

一方、上記液切れセンサ１′を取り付ける蓋体５１は、図１５（ｂ）に示すように、その中央に、上記液切れセンサ１′の突出筒部５３が挿通しうる大きさの開口６５が形成されている。図１５（ａ）はその平面図、同図（ｃ）はその底面図である。なお、６６は、液体容器５０′の口部に設けられた雄ねじ部とら合するために設けられた雌ねじであり、６７は、蓋体５１の内側に設けられたリブである。

上記蓋体５１への液切れセンサ１′の取り付けは、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、図１６に示すように、液切れセンサ１′の突出筒部５３を、上記蓋体５１の開口６５に挿通し、フランジ部５２の下面を蓋体５１の上面に係止する。そして、フランジ付ナット７０内に液体吸い上げ用のホース７１を挿通し、その上端部をスリーブ７２と嵌合して抜け止めしたのち、このフランジ付ナット７０を、上記液切れセンサ１′の突出筒部５３のねじ部５４とら合させて、ホース７１を締め付け固定する。このとき、蓋体５１とフランジ部５２は完全に固定されず、蓋体５１は自由に回転するようになっているため、液体補充等の際、液体容器５０′の口部から蓋体５１を簡単に取り外すことができ、作業性がよい。

つぎに、上記液切れセンサ１′の上端接続部９に、コネクタ７３の片方のねじ部７３ａをら合して接続する。また、ナット７４に、液体供給配管となるチューブ７５を挿通し、その下端部をスリーブ７６と嵌合して抜け止めする。そして、このナット７４を、上記液切れセンサ１′に接続したコネクタ７３の他方のねじ部７３ｂとら合させて固定する。

このようにして、図１２に示すように、液体容器５０′の蓋体５１に液切れセンサ１′を直接取り付けた態様にすることができる。この態様によれば、液切れセンサ１′が、液体供給配管である柔軟なチューブ７５の途中に接続された場合のように宙づりになることがなく、図６（ｂ）に示すような樹脂バンド３０等による固定が不用となる。そして、蓋体５１に安定的に配置することができるため、薬液中の気泡による誤動作を減少させることができ、長期にわたって良好に使用することができる。また、液体容器５０′の上方の空いた空間に収まり、作業環境の邪魔にならないという利点を有する。さらに、液切れセンサ１′がふらついたり他のものと接触したりすることがない。

なお、上記のように、液切れセンサ１′を液体容器５０′に取り付けて用いる場合、液切れセンサ１′の配置が比較的低い位置になり、水や他の液体がかかるおそれがあるため、液切れセンサ１′を保護するために、図１６に示すように、筒状のカバー７７を用意し、液切れセンサ１′の外周に被せてから接続するようにすることが好ましい。そして、上記カバー７７は、凹凸のある液切れセンサ１′の外周に沿いやすい、柔軟で伸縮性のある材質のもの（例えばゴムシート、ウレタンシート等）が好適である。さらに、外部からの光の影響をできるだけ遮断するために、黒色に着色したカバー７７を用いることが、特に好適である。そして、カバー７７を設ける場合は、管体２とは別の部位に、音声アラームやＬＥＤ等を取り付けることが望ましい。

また、上記の例では、上記液切れセンサ１′の接続部９と、上方に延びる液体供給配管用のチューブ７５とを接続するために、１８０°方向に第１のねじ部７３ａと第２のねじ部７３ｂが形成されたコネクタ７３を用いたが、液切れセンサ１′の配置によっては、９０°方向に第１のねじ部と第２のねじ部が形成されたエルボタイプのコネクタを用いるようにしても差し支えない。

さらに、上記の例では、液切れセンサ１′を取り付ける蓋体５１が、液体容器５０′の口部に、ねじ結合により冠着されるものであったが、蓋体５１のタイプは、どのようなものであっても差し支えない。例えば、図１７に示すように、蓋体８１の内側に設けられた環状リブ８２を、液体容器５０′の口部に嵌合して冠着するよう構成されたワンタッチタイプの蓋体８１においても、中央に、液切れセンサ１′取り付け用の開口６５′を形成するだけで、上記の例と同様にして簡単に液切れセンサ１′を取り付けることができる。

なお、本発明の液切れセンサ１，１′等を適用する液体供給装置は、特に限定するものではなく、液切れセンサ機能に関する以外の部分については、どのような構成であっても差し支えはない。そして、液体の種類も、特に限定するものではない。

本発明の一実施例の説明図である。 上記実施例に用いる管体の平面図である。 図２のＡ−Ａ′縦断面図である。 （ａ）は図２のＢ−Ｂ′断面図、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ′断面図、（ｃ）は図２のＤ−Ｄ′断面図である。 （ａ）は上記管体に取り付けるベース板の構成の説明図、（ｂ）はそれを下から見上げた図である。 （ａ）は上記液切れセンサの一形態の斜視図、（ｂ）は上記液切れセンサの取り付け形態の説明図である。 上記液切れセンサを洗浄液供給装置に組み込んだ状態を示す説明図である。 上記実施例における液切れセンサの動作を、従来品の動作と対比して説明するチャート図である。 上記実施例における液切れセンサの動作を、従来品の動作と対比して説明するチャート図である。 上記実施例における液切れセンサの動作を、従来品の動作と対比して説明するチャート図である。 上記実施例における液切れセンサの動作を、従来品の動作と対比して説明するチャート図である。 本発明の他の実施例の説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）はいずれも上記他の実施例に用いる液切れセンサの説明図である。 （ａ）は図１３（ａ）のＸ矢視図、（ｂ）は図１３（ｃ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は図１３（ｃ）のＢ−Ｂ′断面図、（ｄ）は図１３（ｃ）のＣ−Ｃ′断面図、（ｅ）は図１３（ｃ）のＤ−Ｄ′断面図である。 （ａ）は上記他の実施例に用いる蓋体の平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその底面図である。 上記他の実施例における液切れセンサと蓋体の取り付け方法の説明図である。 上記他の実施例において用いることのできる、他の蓋体の説明図である。

符号の説明

１ 液切れセンサ
２ 管体
３、４ フォトセンサ
９ 接続部
２５ 上流側配管
２６ 下流側配管

Claims (8)

1. 所定の部位に対して液体を断続的に供給するよう設定された液体供給路の途中に、その液体供給路の一部を構成するよう取り付けられる液切れセンサであって、一端開口部が上記液体供給路の上流側配管と連通しうる接続部に形成され、他端開口部が上記液体供給路の下流側配管と連通しうる接続部に形成され、上記両端接続部を連通する内側中空部が液体通過路に形成されてなる光透過性管体と、上記管体の軸方向に沿って所定間隔で取り付けられる複数のフォトセンサとからなり、上記各フォトセンサは、上記管体内の中空部内を通過する液体の有無を、互いに同時かつ周期的に検知するよう設定されており、上記各フォトセンサの検知信号の組み合わせパターンによって、液切れを知らせる警告信号の出力とその停止が制御されるようになっていることを特徴とする液切れセンサ。
2. 上記各フォトセンサが、透過型フォトセンサであり、その発光部と受光部が、上記管体の内側中空部を挟むように埋設されている請求項１記載の液切れセンサ。
3. 上記管体の内側中空部の口径が１〜１０ｍｍ、検知対象である液体の２５℃における粘度（ＪＩＳ Ｚ ８８０３：１９９１，液体の粘度−測定方法、８．「単一円形回転粘度計による粘度測定方法」に基づく）が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、上記液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分であり、上記管体の軸方向に並ぶ各フォトセンサの検知中心間の距離が１０〜５０ｍｍに設定されている請求項１または２記載の液切れセンサ。
4. 所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給源として用意される液体充填容器の蓋体に取り付けられ、上記液体供給源から延びる液体供給路の一部を構成する液切れセンサであって、一端開口部が、上記液体充填容器の蓋体に形成された開口部と係合するとともに容器内の液体を吸い上げるための液体吸い上げ配管と連通しうる接続部に形成され、他端開口部が、上記液体供給路の下流側配管と連通しうる接続部に形成され、上記両端接続部を連通する内側中空部が液体通過路に形成されてなる光透過性管体と、上記管体の軸方向に沿って所定間隔で取り付けられる複数のフォトセンサとからなり、上記各フォトセンサは、上記管体内の中空部内を通過する液体の有無を、互いに同一のタイミングで周期的に検知するよう設定されており、上記各フォトセンサの検知信号の組み合わせパターンによって、液切れを知らせる警告信号の出力とその停止が制御されるようになっていることを特徴とする液切れセンサ。
5. 上記各フォトセンサが、透過型フォトセンサであり、その発光部と受光部が、上記管体の内側中空部を挟むように埋設されている請求項４記載の液切れセンサ。
6. 上記管体の内側中空部の口径が１〜１０ｍｍ、検知対象である液体の２５℃における粘度（ＪＩＳ Ｚ ８８０３：１９９１，液体の粘度−測定方法、８．「単一円形回転粘度計による粘度測定方法」に基づく）が０．１〜５００ｍＰａ・ｓ、上記液体の流量が０．１〜６００ミリリットル／分であり、上記管体の軸方向に並ぶ各フォトセンサの検知中心間の距離が１０〜５０ｍｍに設定されている請求項４または５記載の液切れセンサ。
7. 所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給装置であって、一端側から液体を吸入して他端側に吐出する送液手段と、一端側が液体供給源に接続され他端側が上記送液手段の吸入側に接続される液体吸入配管と、一端側が上記送液手段の吐出側に接続され他端側が上記所定の部位に接続される液体吐出配管とを備え、上記液体供給源から液体吸入配管を介して送液手段の吸入側に至る液体吸入流路の途中もしくは上記送液手段の吐出側から液体吐出配管を介して所定の部位に至る液体吐出流路の途中に、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の液切れセンサが取り付けられており、上記液切れセンサから出力される警告信号にしたがって、所定の警報手段が作動するよう設定されていることを特徴とする液体供給装置。
8. 所定の部位に対して液体を断続的に供給するための液体供給装置であって、一端側から液体を吸入して他端側に吐出する送液手段と、一端側が液体供給源として用意される液体充填容器に接続され他端側が上記送液手段の吸入側に接続される液体吸入配管と、一端側が上記送液手段の吐出側に接続され他端側が上記所定の部位に接続される液体吐出配管とを備え、上記液体充填容器の蓋体に、上記請求項４〜６のいずれか一項に記載の液切れセンサが取り付けられており、上記液切れセンサから出力される警告信号にしたがって、所定の警報手段が作動するよう設定されていることを特徴とする液体供給装置。

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