JPH063180A - 液面検出装置及び循環液量監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シスターン内の循環液が泡立っても循環液が
循環液補充の為の所定位置より高いか低いかを正確に検
出できる循環液量監視装置の提供。 【構成】 暖房用循環水５０を貯溜するシスターン５
と、先端５１１を高液位検出位置Ｐ₁ に臨ませ、暖房用
循環水５０の液面が高液位検出位置Ｐ₁ 以上にある時、
液面検出信号を出力する高液位電極５１と、外側壁にス
リット５３０を立設し、高液位電極５１を包囲する筒状
体５３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、貯溜液槽やシスターン
内の液体の液面が所定位置より高いか低いかを電気的に
検出する液面検出装置、循環液量監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図４に示す様に、液体６００
を貯溜するシスターン６０１と、先端を検出位置に臨ま
せ、液体６００の液面が電極の先端より高いとき信号を
出力する高水位電極６０２、低水位電極６０３とを有す
る液面検出装置Ｂが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記液面検出
装置Ｂにおいて、シスターン６０１内の液体６００が配
管中の空気等によって泡立つ事があり、この様な場合、
液体６００が高水位検出位置ｐ未満であるにも拘わら
ず、泡６０４が高水位電極６０２の先端に接触して信号
が出力され、液位が正確に検出できない場合がある。本
発明の目的は、貯溜液槽内の液体が泡立っても貯溜液体
の液面を正確に検出できる液面検出装置の提供、及びシ
スターン内の循環液が泡立っても循環液が循環液補充の
為の所定位置より高いか低いかを正確に検出できる循環
液量監視装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 （１）貯溜液槽内に棒状の液面センサを略垂直に配する
とともに、その検出部で貯溜液体の液面を検出する液面
検出装置において、前記液面センサの前記検出部を筒状
体で包囲した。 （２）循環ポンプ、吸熱器、及び放熱器を順に環状に連
結してなる循環路を循環する循環液を貯溜するシスター
ンと、先端が循環液補充の為の所定位置に臨む様に垂下
させ、循環液面が前記所定位置より高い時、循環液検知
信号を出力する棒状電極と、前記棒状電極の、少なくと
も電極先端を包囲する筒状体とで構成される。

【０００５】

【作用】

〔請求項１について〕貯溜液槽内に略垂直に配した棒状
の液面センサの検出部を筒状体で包囲したので、貯溜液
体が泡立って液面の一部が気泡で盛り上がっても、貯溜
液体のみ筒状体内に浸入でき、気泡は、筒状体に当たっ
て消滅するか筒状体により侵入が阻止される。貯溜液体
の液面が液面センサの検出部に達している場合、液面セ
ンサは貯溜液体の存在を検知する。 〔請求項２について〕循環液は、吸熱器を通過すると昇
温し放熱器を通過すると降温し、また、循環ポンプによ
り強制循環されるので、シスターン内で泡が発生する事
がある。循環液がシスターン内で泡立って液面の一部が
気泡で盛り上がっても、循環液のみ筒状体内に浸入で
き、気泡は、筒状体に当たって消滅するか筒状体により
侵入が阻止される。循環液の液面が循環液補充の為の所
定位置に達している時、棒状電極は循環液検知信号を出
力する。

【０００６】

【発明の効果】

〔請求項１について〕貯溜液槽内の貯溜液体が泡立って
も、気泡は液面センサに接触せず、筒状体内に貯溜液体
のみ浸入する。この為、貯溜液体の液面が、液面センサ
の検出部より高いか低いかが正確に検知できる。 〔請求項２について〕シスターン内の循環液が泡立って
も、気泡は棒状電極に接触せず、循環液のみ浸入する。
この為、循環液の液面が循環液補充の為の所定位置より
高いか低いかが正確に検知できる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。本発明の構成を採用した多機能（暖房、風呂、給
湯）ガス給湯システムＡは、図１に示す如く、風呂給湯
を兼ねる暖房用給湯部１と、通常の給湯を行なう給湯部
２と、湯はりや水はり時に使用する圧送ホッパ３と、追
焚に使用する液・液熱交換器４と、供給水道水と暖房温
水とを分離し、循環する暖房温水量を監視するシスター
ン５等を有する。

【０００８】暖房用給湯部１は、燃焼胴１１の下方にガ
スバーナ１２を設置し、ガスバーナ１２にフレームロッ
ド１３及び点火電極１４を臨ませ、ガスバーナ１２上方
に熱交換器１５を配している。ガスバーナ１２には、上
流より、元電磁弁１２１、比例弁１２２、大電磁弁１２
３、及び小電磁弁１２４を順次連設したガス供給管１２
０によりガスが、又送風機１２５により燃焼用空気が夫
々供給される。熱交換器１５の上流側には、循環ポンプ
１５０及びシスターン５が配置され、熱交換器１５の出
口側とシスターン５との間には、熱動弁１５１と液・液
熱交換器４の内管を備える循環路１５２、及び暖房用放
熱器を備える暖房用循環路１５３が各々並列に接続され
ている。尚、１５４は熱交換器１５の出口の湯温を監視
（８０℃）する為の出湯温サーミスタである。

【０００９】給湯部２は、燃焼胴２１の下方にガスバー
ナ２２を設置し、ガスバーナ２２にフレームロッド２３
及び点火電極２４を臨ませ、ガスバーナ２２の上方に熱
交換器２５を配している。ガスバーナ２２には、上流よ
り、元電磁弁１２１、比例弁２２１、大・小電磁弁２２
２、２２３を順次連設したガス供給管２２０によりガス
が、又送風機２２４により燃焼用空気が夫々供給され
る。熱交換器２５は、流水量を検出する為の水量センサ
２５１、給水温を検知する為の給水温サーミスタ２５
２、水ガバナ２５３、ステッピングモータ２５４ａによ
り駆動される分配器２５４を順に配した給水管２５５か
ら水が供給され、熱交換により昇温した湯の温度を検知
する熱交サーミスタ２５６、水と湯との混合を行なう混
合器２５７、出湯温を検知する出湯温サーミスタ２５８
を順に配した出湯管２５０から吐出する。尚、分配器２
５４- 混合器２５７間はバイパス路２５９で接続されて
いる。

【００１０】筒状を呈する圧送ホッパ３は、上面に流入
口３１、下面に排水口３２、上部に流出口３３、下部に
オーバーフロー排水口３４を有する。流入口３１には、
三方弁３１１、湯はり電磁弁３１２、湯はり水量センサ
３１３を順に配した給水管３１０が接続され、圧送ホッ
パ３内には湯又は水が供給される。排水口３２には、排
水電磁弁３２１を配した排水パイプ３２２が接続され、
排水パイプ３２２の先部は三方弁３３３に接続されてい
る。また、流出口３３には、逆止弁３３１を配した流出
パイプ３３２が接続され、流出パイプ３３２の先部は三
方弁３３３に接続されている。オーバーフロー排水口３
４には、オーバーフロー排水パイプ３４１が接続され、
ホッパ３内を大気に開放している。

【００１１】略Ｓ字状に湾曲した液・液熱交換器４は、
内管及び内管を包囲する外管を有する。この液・液熱交
換器４の外管- 湯往管４３- 浴槽（図示せず）- 湯戻り
管４１- 三方弁３３３- 風呂ポンプ３３４により風呂循
環路４２が形成される。尚、湯戻り管４１には、風呂の
温度を検出する風呂サーミスタ４１１、水流を検知する
水流スイッチ４１２、及び風呂の水位を電気的に検知す
る水位センサ４１３が配設されている。

【００１２】図２、図３にも示す様に、シスターン５
は、耐熱プラスチック（電気絶縁体）で形成され、直方
体の箱状を呈し、暖房用循環水５０を貯溜し、棒状の高
液位電極５１及び低液位電極５２が垂直に並設されてい
る。尚、暖房用循環水５０として不凍液（プロピレング
リコール３０〜４０％溶液）を用いる場合、不凍液は濃
厚不凍液（注ぎ口５０１から注入される）を水で希釈し
たものである。この、貯溜される暖房用循環水５０は昇
温及び配管中の空気等により泡５０２が発生し易くなっ
ている。更に、液槽下方には泡５０２が循環ポンプ１５
０に吸引されない様にする泡分離板（図示せず）が配設
されている。高液位電極５１は、先端５１１が高液位検
出位置Ｐ₁ に位置決めされ、貯溜した暖房用循環水５０
の液面５０４が高液位検出位置Ｐ₁ より高く、高液位電
極５１に接触したとき液面検出信号を出力する。また、
低液位電極５２は、先端５２１が低液位検出位置Ｐ₂ に
位置決めされ、貯溜した暖房用循環水５０の液面５０４
が低液位検出位置Ｐ₂ より高く、低液位電極５２と接触
している時、液面検出信号を出力する。高液位電極５１
は、先端５１１を含め、側壁にスリット５３０を立設し
た耐熱プラスチック（電気絶縁体）製の筒状体５３（内
径＝１６ｍｍ）で包囲されている。この筒状体５３は、
シスターン５の上部蓋と一体成形され、最下端５３１が
高液位電極５１の先端５１１の位置、即ち、高液位検出
位置Ｐ₁ より少許寸法（５ｍｍ）下方に位置し、筒状体
５３内の液面に泡５０２が発生しても、泡５０２の最上
端が高液位電極５１の先端に届かない様に設定されてい
る。尚、液面５０４から泡５０２の最上端迄の高さが上
記少許寸法（５ｍｍ）を越えるものは、泡５０２の外径
も大きい為、発生した泡５０２は、筒状体５３の最下端
５３１に接触して破裂し、消滅する。また、筒状体５３
の内径は、最下端５３１と先端５１１との間に表面張力
による水膜が生じない程度に大きくする必要がある。特
に不凍液を使用する場合、水に比べて粘性が高い為、内
径を比較的大きくする必要がある。尚、５４はオーバー
フロー排水パイプ、５５は循環水補給用電磁弁５５１を
経て水道水を適宜、シスターン５に補給する水補給パイ
プである。多機能ガス給湯システムＡの使用中におい
て、低液位電極５２が液面検出信号を出力しなくなると
マイクロコンピュータを有する制御器（何れも図示せ
ず）は、循環水補給用電磁弁５５１を開弁して高液位電
極５１が液面検出信号を出力する迄、シスターン５内に
水道水を補給し、空焚きを防止する。

【００１３】次に、多機能ガス給湯システムＡの各作動
を説明する。 〔給湯運転〕 「点火」出湯管２５０の先端に設けた給湯栓（図示せ
ず）を開けると給水管２５５に水が流れるので水量セン
サ２５１がパルス信号を送出し、制御器が所定水量以上
を検知すると送風機１２５、２２４に通電が成され、送
風機１２５、２２４が回転を開始する。制御器が送風機
１２５、２２４の回転を検知すると、制御器は、元電磁
弁１２１、小電磁弁２２３を開弁状態にし、大能力が必
要な場合には大電磁弁２２２も開弁状態にし、点火電極
２４でガスバーナ２２に点火し、熱交サーミスタ２５６
で検出される湯温が給水温サーミスタ２５２で検出され
る給水温に対し、５５ｄｅｇＵＰとなる様、比例弁２２
１及び送風機２２４の回転を比例制御する。 「湯温調節」図示しない給湯温度調節ボタンで出湯温度
を設定（３７℃〜６０℃可能）すると、出湯温サーミス
タ２５８の出力により、制御器は、ステッピングモータ
２５４ａを作動させて、分配器２５４による熱交側への
給水とバイパス路２５９への給水との分配比を変化さ
せ、出湯温度を設定温度に一致させる。 「消火」給湯栓を閉めると、水量センサ２５１のパルス
信号が止まり、元電磁弁１２１、小電磁弁２２３、大電
磁弁２２２が閉じ、ガスバーナ２２が消火する。尚、給
湯栓を閉じている間も出湯温サーミスタ２５８の信号に
より、ステッピングモータ２５４ａが作動して分配器２
５４を制御し、再出湯時の冷水吐出を防止している（Ｑ
機能）。

【００１４】〔湯はり運転〕 「湯はり」湯はりの場合、制御器は、三方弁３３３を湯
はり位置に設定するとともに、出湯管２５０と給水管３
１０とが導通する位置に三方弁３１１を設定し、湯はり
電磁弁３１２を開弁させる。浴槽には以下の様にして湯
が張られる。熱交換器２５→混合器２５７→三方弁３１
１→湯はり電磁弁３１２→湯はり水量センサ３１３→圧
送ホッパ３→三方弁３３３→風呂ポンプ３３４→液・液
熱交換器４の外管→風呂往き配管→循環金具（図示せ
ず）→浴槽 一部、三方弁３３３→風呂戻配管→循環金具→浴槽 「点火」上記〔給湯運転〕の「点火」に準じる。 「消火」水位センサ４１３の出力により、設定した浴槽
水位迄、湯はりが成されると、制御器は、三方弁３３
３、３１１と湯はり電磁弁３１２とを閉弁し、ガスバー
ナ２２が消火して、湯はりが完了する。

【００１５】〔ぬる湯（水はり）運転〕 「水はり」水はりの場合制御器は、三方弁３３３を水は
り位置に設定するとともに、給水管２５５と給水管３１
０とが導通する様に三方弁３１１を設定し、湯はり電磁
弁３１２を開弁させる。浴槽には以下の様にして水が張
られる。給水管２５５→三方弁３１１→湯はり電磁弁３
１２→湯はり水量センサ３１３→圧送ホッパ３→三方弁
３３３→風呂ポンプ３３４→液・液熱交換器４の外管→
風呂往き配管→循環金具（図示せず）→浴槽 一部、三方弁３３３→風呂戻配管→循環金具→浴槽 「水はり終了」制御器は、湯はり水量センサ３１３から
の出力に基づいて水はり量を積算し、１０リットルにな
ると、三方弁３１１と湯はり電磁弁３１２を閉弁し、水
はりが終了する。

【００１６】〔追焚運転〕 「追焚開始」追焚運転の場合、制御器は、湯戻り管４１
と風呂循環路４２が導通する様に三方弁３３３を設定
し、風呂ポンプ３３４を作動状態にし、熱動弁１５１が
開弁状態になり、８０℃に制御された熱交換器１５から
の高温水と浴槽内の湯とを液・液熱交換器４で熱交換さ
せて循環加熱を行なう。 「追焚終了」追焚スイッチ（図示せず）を“切”にする
か、風呂サーミスタ４１１で検出される温度が、風呂設
定温以上で３分以上追焚が継続すると、制御器は、風呂
ポンプ３３４を作動停止し、追焚が終了する。

【００１７】〔暖房運転〕 「点火」暖房運転の場合、制御器は、循環ポンプ１５
０、送風機１２５、２２４を作動状態にする。そして、
制御器は、各送風機の回転を検知すると、元電磁弁１２
１、暖房大電磁弁１２３、暖房小電磁弁１２４を開弁状
態にし、点火電極１４によりガスバーナ１２に点火す
る。 「温度調節」出湯温サーミスタ１５４で検出される湯温
の偏差具合により、制御器は、ガスバーナ１２の燃焼能
力を演算して求め、最大ガス量〜最小ガス量の間は暖房
比例弁１２２の開度を調節する比例制御を行ない、最小
ガス量以下はＯＮ- ＯＦＦ制御を行なって出湯温＝８０
℃となる様に制御する。 「消火」消火の場合、制御器は、元電磁弁１２１、暖房
大電磁弁１２３、暖房小電磁弁１２４を閉弁状態にして
ガスバーナ１２を消火し、循環ポンプ１５０を停止させ
る。

【００１８】以下、ガス給湯システムＡの利点を述べ
る。 （ア）側壁にスリット５３０を形成した筒状体５３で、
先端５１１を含め高液位電極５１が包囲されているの
で、シスターン５内の暖房用循環水５０（昇温してい
る）に泡５０２が発生しても、発生した泡５０２は筒状
体に当たって消滅するか筒状体５３により侵入が阻止さ
れる。また、側壁のスリット５３０を介して、筒状体５
３内から空気が放出可能であるため、筒状体５３内の空
気は暖房用循環水５０と置換されて筒状体５３の内と外
とが同じ高さの液面５０４となり、高液位電極５１は液
量に応じて正確に液面検出信号を出力する。このため、
暖房用循環水５０が減って、水道水を補給する際、高液
位電極５１の先端５１１位置である高液位検出位置Ｐ₁
まで確実に水道水が補給される。 （イ）側壁にスリット５３０を形成した筒状体５３で高
液位電極５１を包囲するだけなので、構造が簡単であ
り、コストの上昇は極僅かである。

【００１９】本発明は、上記実施例以外に、次の実施態
様を含む。 ａ．低液位電極５２に同様の筒状体５３を装着しても良
い。この場合、暖房用循環水５０の不足を、低液位電極
５２による液面検出信号が出力されなくなった時点で的
確に検知する事ができ、水道水の補給に遅れが生じな
い。 ｂ．網目や孔５３２等で筒状体の通気穴を構成しても良
い。この場合、上記孔５３２等の通気穴は、高液位検出
位置Ｐ₁ 、即ち、先端５１１より上方であるならば、筒
状体５３の側壁のどの位置に設けても良い（図５参
照）。 ｃ．筒状体５３は、高液位電極５１の先端５１１を包囲
しているならば、側方或いは下方から支持されていても
良く、また、高液位電極５１に固着されていても良い。
即ち、下方から液面５０４が上昇する循環水５０が導通
できる先端５１１より下方の開口５３３と、筒状体５３
の内外を導通させる先端５１１より上方の通気口５３４
とが各々、筒状体５３に少なくとも１個設けてあれば良
い（図６参照）。 ｄ．スリット５３０は、１個以上であれば多数でも良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るガス給湯システムの構
成図である。

【図２】そのシステムに用いるシスターンの断面図及び
筒状体の説明図である。

【図３】そのシステムに用いるシスターンの横面図であ
る。

【図４】従来の液面検出装置の断面図である。

【図５】通気穴の他の例を示す筒状体の斜視図である。

【図６】筒状体の他の例を示すシスターンの断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ ガス給湯システム Ｐ₁ 高液位検出位置（循環液補充の為の所定位置） ４ 液・液熱交換器 ５ シスターン（貯溜液槽） １５ 熱交換器（吸熱器） ５０ 暖房用循環水（貯溜液体、循環液） ５１ 高液位電極（液面センサ、棒状電極） ５３ 筒状体 １５０ 循環ポンプ １５２ 循環路 １５３ 暖房用循環路（循環路） ５０４ 液面 ５１１ 先端（検出部） ５３０ スリット（通気口）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯溜液槽内に棒状の液面センサを略垂直
   に配するとともに、その検出部で貯溜液体の液面を検出
   する液面検出装置において、 前記液面センサの前記検出部を筒状体で包囲したことを
   特徴とする液面検出装置。
2. 【請求項２】 循環ポンプ、吸熱器、及び放熱器を順に
   環状に連結してなる循環路を循環する循環液を貯溜する
   シスターンと、 先端が循環液補充の為の所定位置に臨む様に垂下させ、
   循環液面が前記所定位置より高い時、循環液検知信号を
   出力する棒状電極と、 前記棒状電極の、少なくとも電極先端を包囲する筒状体
   とで構成される循環液量監視装置。