JP3161684U

JP3161684U - 流出系接続型液位検知装置

Info

Publication number: JP3161684U
Application number: JP2010003539U
Authority: JP
Inventors: 明毅愛甲
Original assignee: 明毅愛甲
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2020-05-26

Abstract

【課題】開口の小さい容器、あるいは加工できない既存の液体容器にも、簡単に取り付けられ、上限液位と下限液位を検知できる装置を安価に提供する。【解決手段】第１サイホン管３１と、内部に１個の液位センサーが取り付けられ、下部に第１サイホン管出水口が接続された密閉センサー容器３４と、そのセンサー容器最上部に入水口が接続された逆Ｊ型サイホン管３７、およびセンサー容器下部から水平ないし下向きに逆Ｊ型サイホン管の下行部分の中間に接続された細管３６を使い、第１サイホン管の内断面積は逆Ｊ型サイホン管と細管の内断面積を加えた面積以上とし、逆Ｊ型サイホン管頂部は第１サイホン管頂部より低く、逆Ｊ型サイホン管出水口３８は第１サイホン管入水口３２より低く配置することにより流出系接続型液位検知装置３０を構成する。また、上記の逆Ｊ型サイホン管頂部に電磁弁つきエア抜き管を接続し、液位センサー接点で弁を開閉する構成もある。【選択図】図１

Description

本考案は、液体容器の流出系に接続して、安価な１個のセンサーで液体容器の上限液位および下限液位を検知できる装置に関するものである。

液体容器に液体を自動補給するためには、補給を開始する下限液位および補給を停止する上限液位を検知する２個の液位センサーが必要である。液位センサーにはフロート式、電極式、圧力式、静電容量式、光学式など様々なものがある。（非特許文献１参照）

家庭用として、自動補給機能を持った安価で小容量の気密な液体容器が必要となり、灯油用のポリタンクを使おうとする場合、２個のシール付回転キャップが上部にあるので、それに液体を出し入れするパイプを取り付けるのは容易である。しかし、種々ある液位センサーの中から安価なフロートスイッチを選択した場合、タンクの開口が小さいため、その内部に２個のフロートスイッチを取り付けることはかなり困難である。液位センサーの中には取り付けが簡単なものや容器の外部から液位を検知できるものもあるが、家庭用としては高価である。またタンクの壁がフラットでない場合は水密・気密を保つための処理も簡単ではない。

「ＴＯＷＡＳＥＩＤＥＮ液体用レベル計カタログ」東和制電工業株式会社２０１０年

開口の小さい容器、あるいは加工できない既存の液体容器にも簡単に取り付けられ、上限液位および下限液位を検知できる装置を安価に提供する。

第１のサイホン管と、内部に１個の液位センサーが取り付けられ、下部に第１サイホン管出水口が接続された密閉センサー容器と、そのセンサー容器最上部に入水口が接続された逆Ｊ型サイホン管、およびセンサー容器下部から水平ないし下向きに逆Ｊ型サイホン管の下行部分の中間に接続される細管を使い、第１サイホン管の内断面積は逆Ｊ型サイホン管と細管の内断面積を加えた面積以上とし、逆Ｊ型サイホン管頂部は第１サイホン管頂部より低く、逆Ｊ型サイホン管出水口は第１サイホン管入水口より低く配置することにより流出系接続型液位検知装置を構成する。また、上記の逆Ｊ型サイホン管頂部に電磁弁つきエア抜き管を接続し、液位センサー接点で弁を開閉する構成もある。

本考案にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）液体容器本体に手を加えないので、広範囲の液体容器に適用できる。
（２）液体流出系に接続するため、取り付けが簡単である。
（３）安価なフロートスイッチ１個で上限および下限の二つの液位を検知でき、構造も簡単なので製作および維持のコストが低い。

図１は本考案液位検知装置を開放液体容器に適用した断面図である。（実施例１）図２は本考案液位検知装置のセンサー容器部の別構成を示す断面図である。図３はエア抜き管を付加した本考案液位検知装置の一部を示す断面図である。図４は液体流出管がある開口部２個の密閉液体容器に本考案液位検知装置を適用した断面図である。（実施例２）図５は液体流出管がある開口部１個の密閉液体容器に本考案液位検知装置を適用した断面図である。（実施例３）図６は開口部２個の密閉液体容器に本考案液位検知装置を適用した断面図である。（実施例４）

以下、本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、下部に液体流出管１３を持つ上部開放液体容器１０に本考案の流出系接続型液位検知装置３０を適用して液体の自動補給を実現する実施例１を示す断面図で、液体流出管１３と液体供給バルブ２０の間に、破線で囲んで示した本考案の流出系接続型液位検知装置３０を挿入してある。

大容量液体容器１５があって、その中の水中ポンプ１６から液体供給管１７によって液体容器１０に液体が供給される場合に、この液体容器１０内の液体の上限液位および下限液位を検知し、自動補給を実現するためには次のように構成する。

液体流出管１３に第１サイホン管入水口３２を接続し、第１サイホン管３１の頂部は液体容器１０の上限液位からある程度低い高さに設定する。第１サイホン管３１の出水口は、内部に安価な液位センサーであるフロートスイッチ３５が取り付けられた密閉センサー容器３４の下部に接続する。センサー容器３４の最上部には逆Ｊ型サイホン管３７の入水口を接続し、センサー容器３４の下部から水平ないし下向きに細管３６を逆Ｊ型サイホン管３７の下行部分の中間に接続する。第１サイホン管の内断面積は逆Ｊ型サイホン管と細管の内断面積を加えた面積以上とし、逆Ｊ型サイホン管頂部は第１サイホン管頂部より低く、逆Ｊ型サイホン管出水口は第１サイホン管入水口より低く配置し、そこに液体供給バルブ２０を接続する。

フロートスイッチ３５は、フロートが下がると接点が閉じ、上がると開くタイプを使用し、水中ポンプ１６はフロートスイッチ３５の接点を介して電源に接続する。なお、細管３６の部分は、図２に示すように小穴３６に代えることもできる。

上記の第１サイホン管３１、逆Ｊ型サイホン管３７、センサー容器３４、フロートスイッチ３５および細管３６を、上記のように接続・配置することにより本考案の流出系接続型液位検知装置３０が構成される。

次に動作を説明する。大容量液体容器１５にのみ液体があり、液体供給バルブ２０を開いた状態で水中ポンプ１６の電源を入れると、センサー容器３４の中に液体は無くフロートスイッチ３５の接点が閉じているため、水中ポンプ１６が動作し液体容器１０に液体が供給される。供給液体の流量が十分多く、液体容器液面１１が第１サイホン管３１の頂部よりある程度高くなれば、頂部を超えた液体は第１サイホン管３１内の空気をセンサー容器３４に押し流す。少量の液体は細管３６を通って逆Ｊ型サイホン管３７に流れ、液体供給バルブ２０から排出されるが、残りの液体はセンサー容器３４内で増えていき、やがてフロートスイッチ３５のフロートが浮き上がって接点が開く。これが上限液位を検知したことになる。

この上限液位検知により水中ポンプ１６は停止し、液体の供給は終了する。しかし、既に第１サイホン管３１のサイホン条件が成立しているので、液体は流れ続け、センサー容器３４および逆Ｊ型サイホン管３７内の空気も押し出され、液体とともに液体供給バルブ２０から排出される。

次に下限液位検知の仕組みを記述する。上限液位検知後、液体供給バルブ２０が開いていると液体が流出し、液体容器液面１１が第１サイホン管入水口３２まで下がると、第１サイホン管３１に空気が流れ込む。第1サイホン管３１および逆Ｊ型サイホン管３７の液体は流れ落ち、センサー容器３４内の液体も細管３６から流出し、フロートスイッチ３５のフロートが下がりフロートスイッチ３５の接点が閉じる。これが液体容器１０の下限液位を検知したことになり、再び水中ポンプ１６が動作し液体が補給されることになる。

上記の説明からわかるように上限液位を検出するためには液体供給バルブ２０を開いておかなくてはならない。すると、下限液位検知から上限液位検知の直前までは液体供給バルブ２０から液体が流出することはないが、上限液位検知後は液体が流出し続けることになる。それが問題になる場合は、下限液位を検知した時点で液体供給バルブ２０を閉じても、上限液位を検知できるようにする必要がある。

これを可能にする構成が図３である。即ち、エア抜き電磁弁４０がついた小径の短いエア抜き管３９を逆Ｊ型サイホン管３７の頂部に接続し、フロートスイッチ３５の接点が閉じた時にエア抜き電磁弁４０が開くように電気回路を結線する。こうすると液体と空気がセンサー容器３４に流れ込んだ時、液体供給バルブ２０が閉じていても、空気はエア抜き電磁弁４０から大気中に抜けていく。一方、液体はセンサー容器３４と逆Ｊ型サイホン管３７内に溜まり、やがてフロートスイッチ３５のフロートが浮いて接点が開く。この上限液位検知により液体の供給は止まりエア抜き電磁弁４０は閉じる。図３はこの時の状態を示す断面図で、センサー容器３４および逆Ｊ型サイホン管３７の上部には空気が残っている。

ここで液体供給バルブ２０を開くと第１サイホン管３１から液体がセンサー容器３４に流れ込み、センサー容器３４と逆Ｊ型サイホン管３７内の空気は、エア抜き管３９部分を除いて、外部に排出される。液体供給バルブ２０から流出が続き、前述したように下限液位が検知されるとエア抜き電磁弁４０は開き、水中ポンプ１６が動作し、再び液体供給が始まることになる。

図４は、上部２個の開口部と底部に液体流出管１３を持っている気密な密閉液体容器１０に本考案の流出系接続型液位検知装置を適用して液体の自動補給を実現する実施例２を示す断面図である。

大容量液体容器１５があって、その中の水中ポンプ１６から液体供給管１７によって密閉液体容器１０に液体が供給され、そこから受液槽２５に液体を補充する用途の場合、この密閉液体容器１０内の上限液位および下限液位を検知し、大容量液体容器１５から密閉液体容器１０へ自動補給するためには次のように構成する。

密閉液体容器１０上部の開口部のひとつに、液体供給管電磁弁１８を介して液体供給管１７を取り付け、逆Ｊ型サイホン管出水口３８は受液槽２５に入れる。残りひとつの開口部には通気管２１を取り付け、通気管２１の最高部は密閉液体容器１０の最高部より高くして供給される液体が流れ込まないようにする。通気管先端２２は受液槽２５内の逆Ｊ型サイホン管出水口３８より高い位置に配置する。液体供給管電磁弁１８は電圧が加わると開くタイプを使用し、水中ポンプ１６と液体供給管電磁弁１８はフロートスイッチ３５の接点を介して電源に接続する。その他の配置および設定は実施例１と同じにする。

次に動作を説明する。大容量液体容器１５にのみ液体がある状態で、水中ポンプ１６と液体供給管電磁弁１８の電源を入れると、水中ポンプ１６が動作し液体供給管電磁弁１８も開くので、密閉液体容器１０に液体が供給される。供給液体の流量が十分多く、液体容器液面１１が第１サイホン管３１の頂部よりある程度高くなれば、実施例１と同様に上限液位が検知される。

液体は受液槽２５に流れ出して溜まり、やがて受液槽液面２６が通気管先端２２にまで上昇すると、密閉液体容器１０への空気の流入が止まり、密閉液体容器空間１２は大気圧より陰圧となる。通気管２１には通気管先端２２から液体が吸い上げられ、通気管液面２３と密閉液体容器液面１１が同じ高さになった時点で液体の流出は停止する。

次に下限液位検知の仕組みを記述する。受液槽２５の液体が減り、通気管先端２２が空気中に露出すると、通気管２１内の液体が流れ落ち、密閉液体容器１０に空気が流入して、密閉液体容器１０から受液槽２５に液体が補充される。補充により受液槽液面２６が上昇すると、前述のように、通気管２１に液体が吸い上げられ、通気管液面２３と密閉液体容器液面１１が同じ高さになると補充は完了する。この繰り返しにより密閉液体容器１０の液体が減り、密閉液体容器液面１１が第１サイホン管入水口３２まで下がると、実施例１と同様に下限液位検知となって、再び水中ポンプ１６などが動作し液体が補給されることになる。

図５は、上部に１ヶ所の開口部と下部に液体流出管１３がある気密な密閉液体容器１０に、本考案の流出系接続型液位検知装置を適用して、液体の自動補給を実現する実施例３を示す断面図である。ただし、大容量液体容器１５と水中ポンプ１６の部分は省略してある。この場合は、実施例２における第１サイホン管３１を、入水口３２の上部に分岐部３３があるサイホン管３１に替え、その分岐部３３に液体供給管電磁弁１８を介して液体供給管１７を接続する。その他の配置や設定は実施例２と同じにする。

この構成で液体供給管電磁弁１８から液体が供給されると、密閉液体容器液面１１が第１サイホン管分岐部３３より低い間は、液体は密閉液体容器１０にのみ流入する。それ以上の高さになると、第１サイホン管３１の頂部に向かっても流れ、そして頂部を越流し、実施例２の説明と同様に上限液位が検知される。下限液位検知の仕組みも実施例２と同じである。

図６は、灯油用のポリタンクのように、上部に２個の小さな開口部がある気密な密閉液体容器１０に、本考案の流出系接続型液位検知装置を適用して、液体の自動補給を実現する実施例４を示す断面図である。ただし、大容量液体容器１５と水中ポンプ１６の部分は省略してある。
分岐部３３を持つ第１サイホン管３１をひとつの開口部に取り付け、第１サイホン管入水口３２が密閉液体容器１０の底部に届くように設置する。分岐部３３には液体供給管電磁弁１８を介して液体供給管１７を接続する。別の開口部にフロート弁２４のついた通気管２１を取り付ける。フロート弁２４は第１サイホン管３１の頂部の高さより少し低い位置に設置する。

この構成で密閉液体容器１０に液体が供給されて、密閉液体容器液面１１が上昇しフロート弁２４が閉じると、供給される液体は第１サイホン管３１にのみ流れ込む。供給液体の流量が十分多ければ、実施例２で説明したように、センサー容器３４内のフロートスイッチ３５のフロートが浮き上がってフロートスイッチの接点が開き上限液位を検知する。

この上限液位検知による液体供給の終了後も液体は流れ続け、密閉液体容器液面１１は下がり、フロート弁２４が開き、密閉液体容器１０には通気管２１を通じて空気が流れ込む。その後は実施例２で説明した経過をたどり液体の流出は止まる。下限液位検知の仕組みは、実施例２と同じである。

上述のフロート弁２４は次のような場合は不要である。即ち、通気管２１の最高部が第１サイホン管３１の頂部より高く、かつ通気管２１内に液体が流れ込んでも液体供給管１７からの液体供給が止まると、その流れ込んだ液体が通気管２１内から排出される場合。そのように構成すればフロート弁２４は無くても動作する。

本考案は、開口の小さな容器、あるいは曲面のガラスや陶磁器の容器など、穴あけ加工したくない、または加工が困難である既存の液体容器にも、低いコストで上限液位および下限液位を検知して、液体の自動補給機能を付加したり、アラームを出したい場合などに利用できる。

１０液体容器
１１液体容器液面
１２液体容器空間
１３液体流出管
１５大容量液体容器
１６水中ポンプ
１７液体供給管
１８液体供給管電磁弁
２０液体供給バルブ
２１通気管
２２通気管先端
２３通気管液面
２４フロート弁
２５受液槽
２６受液槽液面
３０流出系接続型液位検知装置
３１第１サイホン管
３２第１サイホン管入水口
３３第１サイホン管分岐部
３４センサー容器
３５フロートスイッチ
３６細管または小穴
３７逆Ｊ型サイホン管
３８逆Ｊ型サイホン管出水口
３９エア抜き管
４０エア抜き電磁弁

Claims

第１のサイホン管と、内部に１個の液位センサーが取り付けられ、下部に第１サイホン管出水口が接続された密閉センサー容器と、そのセンサー容器最上部に入水口が接続された逆Ｊ型サイホン管、およびセンサー容器下部から水平ないし下向きに逆Ｊ型サイホン管の下行部分の中間に接続された細管とで構成され、第１サイホン管の内断面積は逆Ｊ型サイホン管と細管の内断面積を加えた面積以上であり、逆Ｊ型サイホン管頂部は第１サイホン管頂部より低く、逆Ｊ型サイホン管出水口は第１サイホン管入水口より低く配置されていることを特徴とする流出系接続型液位検知装置。
第１のサイホン管と、内部に１個の液位センサーが取り付けられ、下部に第１サイホン管出水口が接続された密閉センサー容器と、そのセンサー容器最上部に入水口が接続された逆Ｊ型サイホン管と、逆Ｊ型サイホン管最上部に接続された電磁弁つきエア抜き管、およびセンサー容器下部から水平ないし下向きに逆Ｊ型サイホン管の下行部分の中間に接続された細管とで構成され、第１サイホン管の内断面積は逆Ｊ型サイホン管と細管の内断面積を加えた面積以上であり、逆Ｊ型サイホン管頂部は第１サイホン管頂部より低く、逆Ｊ型サイホン管出水口は第１サイホン管入水口より低く配置され、液位センサー接点でエア抜き管の電磁弁を開閉することを特徴とする流出系接続型液位検知装置。