JP3985071B2 - 液面レベルスイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液相と気相とにおいて熱放散定数が異なることを利用した測温抵抗体を用いる液面レベルスイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の液面レベルスイッチは、図4に示す特開平7−63592号公報等で知られたものである。すなわち、液体を収容する容器11のフランジ部11aには、先端が閉じた2個の保護管12,13を備えたステンレス製蓋14が、金属製パッキン15を介して気密に取付けられる。保護管12,13の先端には測温センサ16,17が挿入あるいは封入され、液面の検出したい高さとなる基準位置Lに設定されている。センサとして、例えば、薄膜白金測温抵抗体を用いる。センサから外部回路に接続するリード線18が連接されている。
【0003】
前記液面レベルスイッチは、液相と気相とでは熱放散定数が異なることを利用して液面を検出するもので、液面の検出手段として測温抵抗体を用いている。この測温抵抗体を通電加熱させると、測温抵抗体が周囲の温度よりも高温になり、放熱が加熱を相殺するような温度になって平衡する。平衡する温度は、測温抵抗体がおかれている周囲環境により支配され、液相中では熱放散定数が大きいから測温抵抗体の温度が低くなり、気相中では熱放散定数が小さいから測温抵抗体の温度が高くなる。他方の測温抵抗体を、同じ位置に周囲温度を測定するために設け、この測温抵抗体の抵抗値と通電加熱させた測温抵抗体の抵抗値を比較すれば液面が測温抵抗体の上方にあるか、下方にあるかを判別することができる。
【0004】
液面レベルスイッチは機械的な可動部がなく、取付部の密閉構造が完全で、レベルスイッチを取り付ける容器への不純物の侵入がない、液面検出感度が高いなどの特徴がある。例えば半導体製造装置において、化学蒸着装置に反応ガスを供給する液体原料供給装置の容器や、冷却用冷媒供給装置の容器内の液面レベルを検出するのに用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
最近は液面レベルスイッチを取り付ける容器には液を多く貯蔵するため、容器が大型化し、特に高さが高くなってきている。そのために、液面レベルスイッチの測温抵抗体を挿入した保護管が長くならざるを得なくなった。
【0006】
その結果、容器の移動等で振動が加わると、前記保護管が折れたり、ひび割れ等の損傷を起こす恐れがある。これを防止するために、複数の保護管を連結する補強板を溶接することがなされている。
【0007】
しかしながら、保護管に補強板を取り付けるに際して、保護管の肉厚が薄いので、溶接時に孔があき、取り付けが困難である。また前記保護管の肉厚を増したり、前記保護管の径を大きくすると、レベル検出感度の低下を招くという問題点がある。
【0008】
本発明は、液面レベルスイッチの感度を低下させずに液面レベルスイッチの保護管を長くしても、振動による前記保護管の損傷を防止することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測温抵抗体を挿入した複数の保護管からなり、前記保護管を測温抵抗体の存する先端レベル検出部と容器の蓋に取付ける基幹部に分割し、前記保護管の基幹部端部は前記先端レベル検出部を挿入した状態で溶接し、前記複数の保護管の基幹部に溶接した補強板を設けてなる液面レベルスイッチにおいて、前記補強板に前記保護管と同数の円形凹部を形成し、該円形凹部の内径を前記基幹部の外径より大きくして、溶接できないデッドスペースがなくなるように前記円形凹部の外縁に前記保護管を溶接したしたことにより上記課題を解決する手段とする。
【0010】
保護管の前記基幹部の先端レベル検出部との溶接部の内径は先端レベル検出の外径に挿入できる大きさにすると好適である。
【0011】
ここで、保護管の前記基幹部と先端レベル検出部との溶接部は、YAGレーザ溶接にしてもよい。
【0012】
更に、複数の保護管の基幹部を連結する補強板を設ける。また、複数の保護管の基幹部の外径より補強板の保護管溶接部を小さくして、YAGレーザ溶接をしてもよい。
【0013】
【発明の実施の態様】
本発明の一実施例を図1に示し、これに従って説明する。保護管Pは、先端レベル検出部1と保護管基幹部2とからなる。先端レベル検出部1は、例えば長さ50mm、外径2.5φmm、肉厚0.25mmのステンレスパイプからなり、その先端部は、スエージング加工とプラズマ溶接等の方法で予め閉じられる。
【0014】
一方、保護管基幹部2は、例えば、長さ150mm、外径3.1mmφ、肉厚0.5mmのステンレスパイプからなる。
【0015】
まず、保護管先端レベル検出部1と保護管基幹部2との溶接部3の外周を、図示しない固体レーザ発振媒体のYAG レーザ溶接により密閉する。溶接部は内径部を2.5mmφに加工する。保護管基幹部2の肉厚を増すことにより、振動の共振点を高し、振動による保護管の損傷を防止することができる。この溶接は一般にYAGレーザ溶接と称しており、固体レーザ発振媒体の代表例である。
【0016】
次いで、保護管基幹部2にステンレス製蓋14を電子ビーム溶接により溶接する。その後、保護管基幹部2に、図4に示すリード線16を溶接した測温センサ16,17を挿入する。
【0017】
図2、図3は保護管Pを補強板5により支持する他の実施例を示す。保護管Pは、4本の先端レベル検出部1,……,1と4本の保護管基幹部2,……,2とからなる。保護管基幹部2と先端レベル検出部1とを溶接するのは先の実施例と同様である。
【0018】
補強板5には、保護管基幹部2,……,2を保持する円形凹部51,……,51を形成する。補強板5の円形凹部51,……,51の内径を保護管基幹部2,……,2の外径より大きくして円形凹部51,……,51の外縁6を溶接する。溶接部6では補強板5と4本の保護管基幹部2,……,2に線接触させるようにする。
【0019】
次いで、保護管基幹部2に、図4に示すステンレス製蓋14を電子ビーム溶接により溶接する。その後、保護管基幹部2に、リード線16を溶接した測温センサ14,15を挿入するのは、先の実施例と同様である。
【0020】
複数の保護管の間に補強板5を設けることにより保護管同士の接触を防止し、補強板5の円形凹部51,……,51の内径を保護管基幹部2,……,2の外径より大きくすることにより、溶接できないデットスペースがなくなり、その後、液面レベルスイッチの全表面を電解研磨等の方法により、例えば表面粗度をRmax0.5以下に容易に仕上げることができる。それにより、使用中のレベルスイッチの表面に熱絶縁物質の付着を防止することができ、熱絶縁物による測温抵抗体の熱放散定数が変動して液面検出の判定に誤差が生ずることを防止することができる。
【0021】
上記2つの実施例は液面検出を2位置で行う構成を説明したが、測温対抗体とその保護管の数を増加すれば、3位置以上の液面検出も可能である。
【0022】
【発明の効果】
液面レベルスイッチの保護管を液面検出をする測温抵抗体の収めた先端部と、容器の蓋に溶接した基幹部に分割し、レーザ溶接したので、液面レベルスイッチの液面検出感度を低下させずにレベルスイッチの強度を増大することが出来る。YAGレーザ溶接をするので、極細い保護管を気密を保持し、十分な強度が得られる。
【0023】
複数の保護管の間に補強板5を設けることにより、容器内に液を再充填する際に、容器を横積みして運搬中、振動により保護管同士の接触を防止することができる。また、補強板5と保護管の溶接部において、円形凹部5の内径を保護管の外径より大きくすることにより、溶接できないデットスペースがなくなり、基幹部にはYAGレーザ溶接したので、極細の保護管を気密に保持するとともに強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液面レベルスイッチの保護管接合部の構造を示す断面図である。
【図2】本発明の液面レベルスイッチの補強板接合部の構造を示す側面図である。
【図3】本発明の液面レベルスイッチの補強板接合部の構造を示す断面図である。
【図4】従来の液面レベルスイッチの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 保護管先端レベル検出部
2 保護管基幹部
3 保護管溶接部
5 補強板
6 円形凹部の外縁
51 円形凹部
Claims (3)
- 測温抵抗体を挿入した複数の保護管からなり、前記保護管を測温抵抗体の存する先端レベル検出部と容器の蓋に取付ける基幹部に分割し、前記保護管の基幹部端部は前記先端レベル検出部を挿入した状態で溶接し、前記複数の保護管の基幹部に溶接した補強板を設けてなる液面レベルスイッチにおいて、前記補強板に前記保護管と同数の円形凹部を形成し、該円形凹部の内径を前記基幹部の外径より大きくして、溶接できないデッドスペースがなくなるように前記円形凹部の外縁に前記保護管を溶接したことを特徴とする液面レベルスイッチ。
- 前記基幹部の肉厚は前記先端レベル検出部の肉厚よりも大きくした請求項1に記載の液面レベルスイッチ。
- 前記保護管の前記基幹部と先端レベル検出部との溶接部はYAGレザー溶接してなる請求項1又は請求項2に記載の液面レベルスイッチ。
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