JP3985072B2 - 液面レベルスイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【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】
ここで液面レベルスイッチの液面検出感度を上げるには、図５に示すように、液面が下がって保護管１２，１３の先端レベル検出部１９が液面から離れるときに、液２０が保護管１２，１３の先端に残さないように、保護管１２，１３の先端レベル検出部２０を円錐形状にし、液面レベルスイッチの液面からの離脱をすばやく行い、正確に液面レベルを検知する必要がある。
【０００６】
ところが保護管の径が細いため、保護管の先端レベル検出部を密封するために電子ビーム溶接を行う場合、保護管先端レベル検出部を安定した円錐形状するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、保護管の先端レベル検出部を安定した円錐形状にすることにより、液面レベルスイッチの液面から離脱するときの液相、気相の状態を保護管の周りと液面を同じにし、正確なレベル検知をすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、測温抵抗体を挿入した複数の保護管からなる液面レベルスイッチにおいて、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、前記保護管の先端レベル検出部と基幹部とを溶接するとともに前記先端レベル検出部を円錐形状になすものであり、好適には、前記保護管の先端レベル検出部をスエージング加工により円錐形状に成形し、さらに先端レベル検出部をプラズマ溶接により密閉にするものである。
【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内径を前記先端レベル検出部外径よりも小さくし、更に前記先端レベル検出部は円錐形状に形成し、先端部をプラズマ溶接により密閉し、他端部を前記保護管の基幹部端部に挿入して接合部を溶接し、前記複数の保護管の基幹部を補強板の外縁に溶接した構成からなる液面レベルスイッチにおいて、前記補強板に円形凹部を形成し、該円形凹部の内径を前記基幹部の外径より大きくし、前記円形凹部に前記保護管を線接触させ、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を溶接したことにより上記課題を解決する手段とする。
【００１０】
【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、その先端レベル検出部は、スエージング加工で円錐形状に成形し、プラズマ溶接等の方法で密閉される。
【００１１】
一方、保護管基幹部２は、例えば、長さ１５０ｍｍ、外径３．１φｍｍ、肉厚０．５ｍｍのステンレスパイプからなる。
【００１２】
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、振動の共振点を高くし、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、液面レベルスイッチの保護管の先端レベル検出部をスエージング加工により円錐形状としたので、レベルスイッチの保護管の先端レベル検出部が液面から離脱するときに先端レベル検出部の液が滞留することがなく、液面離脱の検出感度を向上することができる。
【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。
【図５】従来の液面レベルスイッチの先端レベル検出部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 補強板溶接部
５１ 円形凹部
【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】
ここで液面レベルスイッチの液面検出感度を上げるには、図５に示すように、液面が下がって保護管１２，１３の先端レベル検出部１９が液面から離れるときに、液２０が保護管１２，１３の先端に残さないように、保護管１２，１３の先端レベル検出部２０を円錐形状にし、液面レベルスイッチの液面からの離脱をすばやく行い、正確に液面レベルを検知する必要がある。
【０００６】
ところが保護管の径が細いため、保護管の先端レベル検出部を密封するために電子ビーム溶接を行う場合、保護管先端レベル検出部を安定した円錐形状するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、保護管の先端レベル検出部を安定した円錐形状にすることにより、液面レベルスイッチの液面から離脱するときの液相、気相の状態を保護管の周りと液面を同じにし、正確なレベル検知をすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、測温抵抗体を挿入した複数の保護管からなる液面レベルスイッチにおいて、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、前記保護管の先端レベル検出部と基幹部とを溶接するとともに前記先端レベル検出部を円錐形状になすものであり、好適には、前記保護管の先端レベル検出部をスエージング加工により円錐形状に成形し、さらに先端レベル検出部をプラズマ溶接により密閉にするものである。
【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内径を前記先端レベル検出部外径よりも小さくし、更に前記先端レベル検出部は円錐形状に形成し、先端部をプラズマ溶接により密閉し、他端部を前記保護管の基幹部端部に挿入して接合部を溶接し、前記複数の保護管の基幹部を補強板の外縁に溶接した構成からなる液面レベルスイッチにおいて、前記補強板に円形凹部を形成し、該円形凹部の内径を前記基幹部の外径より大きくし、前記円形凹部に前記保護管を線接触させ、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を溶接したことにより上記課題を解決する手段とする。
【００１０】
【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、その先端レベル検出部は、スエージング加工で円錐形状に成形し、プラズマ溶接等の方法で密閉される。
【００１１】
一方、保護管基幹部２は、例えば、長さ１５０ｍｍ、外径３．１φｍｍ、肉厚０．５ｍｍのステンレスパイプからなる。
【００１２】
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、振動の共振点を高くし、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、液面レベルスイッチの保護管の先端レベル検出部をスエージング加工により円錐形状としたので、レベルスイッチの保護管の先端レベル検出部が液面から離脱するときに先端レベル検出部の液が滞留することがなく、液面離脱の検出感度を向上することができる。
【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。
【図５】従来の液面レベルスイッチの先端レベル検出部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 補強板溶接部
５１ 円形凹部
Claims (2)
- 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内径を前記先端レベル検出部外径よりも小さくし、更に前記先端レベル検出部は円錐形状に形成し、先端部をプラズマ溶接により密閉し、他端部を前記保護管の基幹部端部に挿入して接合部を溶接し、前記複数の保護管の基幹部を補強板の外縁に溶接した構成からなる液面レベルスイッチにおいて、前記補強板に円形凹部を形成し、該円形凹部の内径を前記基幹部の外径より大きくし、前記円形凹部に前記保護管を線接触させ、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を溶接したことを特徴とする液面レベルスイッチ。
- 前記保護管の前記先端レベル検出部をスエージング形状に加工することからなる請求項１の液面レベルスイッチ。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071524A JP3985072B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 液面レベルスイッチ |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000071524A Expired - Fee Related JP3985072B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 液面レベルスイッチ |
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| JP5529056B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2014-06-25 | 株式会社トリケミカル研究所 | 液面検出装置 |
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2000
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| JP2001264147A (ja) | 2001-09-26 |
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