JPS62145118A - 流体レベルを表示する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タンクその他の容器内の流体のレベルを表示
する装置に関する。

容器の底における流体圧力は容器内の流体の高さおよび
流体の密度に直接関係している。

流体の密度がわかっている場合、容器内の流体のレベル
は容器の底における流体圧力から決定できる。米国特許
第４，３７３，３８８号において、容器の底における流
体圧力を流体レベルの表示値としてモニタする流体レベ
ル・センサが提案されている。しかしながら、流体レベ
ルの変化に応答する流体圧力の変化は非常に小さく、流
体圧力の変化を検出して流体レベルの測定値として与え
る高感度圧力ゲージが必要である。必要な感度を有する
圧力ゲージは非常に高価であり、多くの用途におけるこ
の形式の流体レベル検知の普及を妨げている。

本発明の目的は、容器の底における流体圧力に基づいて
流体レベルを測定し、高い感度を必要としない圧力ゲー
ジを使用する装置を提供することにある。

この目的のために、本発明による装置は特許請求の範囲
第１項の特徴記載部分に記載されている特徴によって特
徴付けられる。

本発明によれば、流体のレベルを表示する装置は、容器
の底における流体圧力に基づいて容器内の流体レベルを
測定する。容器から流体を圧送する流体ポンプのような
高圧源を含む圧力拡大器を使用することによって、流体
レベルが変化するにつれて流体圧力が広い範囲にわたっ
て変化し、感度の低い圧力ゲージの使用が可能となる。

本発明は、本発明の好ましい実施例と添付図面を参照す
ることによって最も良く理解されよう。

第１図を参照して、ここには通気式燃料タンク１０の形
をした容器が示してあり、燃料は電気燃料ポンプ１４の
形をして流体ポンプによってこの燃料タンクからその底
にあるインテーク（フィルタ要素１１を含む）および燃
料ライン１２を通して車輌エンジン（図示せず）に送ら
れる。電気燃料ポンプ１４（公知形式のものがある）は
通気式燃料タンク１０内に設置してあり、リード線（図
示せず）を経て付勢されて車輌エンジンに圧力の下に燃
料を送る。

通気式燃料タンク１０内の燃料のレベルをモニタする燃
料ゲージは圧力ゲージ１８の形をしており、ここに通気
式燃料タンク１０内の燃料レベルに関係した流体圧力で
燃料が与えられる。圧力拡大器２０が通気式燃料タンク
１０の底に設置してあり、通気式燃料タンク１０内の燃
料レベルに関係した流体圧力にさらされている。この圧
力拡大器２０は導管２２を経て大気に通じている。通気
式燃料タンク１０内の流体レベルに関係した流体圧力で
燃料は開口２４を経て圧力拡大器２０に流入する。

圧力拡大器２０の出力は、出力圧力ライン２５を通して
圧力ゲージ１８に送られる増大燃料圧力である。圧力拡
大器２０の差動圧力は電気燃料ポンプ１４によって与え
られる。

これは、電気燃料ポンプ１４の加圧燃料出力をオリフィ
ス２６の形をした流体流れ絞りを経て出力圧力ライン２
５に送ることによって行なわれる。第２図に関連して後
に説明するように、出力圧力ライン２５内の圧力（圧力
ゲージ１８によって検知される）は圧力拡大器２０によ
って：　ＫＰ、に等しい値に変えられる。ここで、Ｋは
圧力拡大器２０の利得であり、Ｐ、は通気式燃料タンク
１０内の燃料レベルに依存した燃料の圧力である。

゛第２図を参照して、圧力拡大器２０は対向した第１、
第２のダイアフラム３０，３２とケーシング３４とによ
って形成された空気室２８を包含する。第１ダイアフラ
ム３０はケーシング３４をかしめることによって保持さ
れ、開口２４を経てケーシングに入る燃料から空気室２
８をシールしている。第２ダイアフラム３２およびケー
シング３４はボール弁３７と対向部材３８とによって構
成される弁のハウジング３６に対して例えばボルト４０
によって保持されており、ハウジング３６の内部に開口
（図示せず）を通して入る燃料から空気室２８をシール
している。第１ダイアフラム３０によってスペーサ４２
が支持されており、このスペーサは第２ダイアフラム３
２と係合している。空気室２８は先に述べた導管２２を
経て大気圧に通じている。

ボール弁３７はハウジング３６内のボール４４によって
構成された可動弁部材を包含し、この可動弁部材はハウ
ジング３６の頂を貫いて延びる管状継手４５の端によっ
て形成される弁座と協働してボール弁を構成する。ボー
ル４４は管状継手４５の端によって形成された弁座と直
径方向に対向した点で第２ダイアフラムと係合し、−緒
に動けるようになっている。第２ダイアフラム３２の上
方への動きはボール弁３７を閉ざし、下方への動きはボ
ール弁３７を開くようになっている。

通気式燃料タンク１０内の流体レベルに依存した流体圧
力の燃料は、第１ダイアフラム３０の底側に流体圧力を
加え、第１ダイアフラム３０をスペーサ４２に向かって
上方に変位させることになる。同じ流体圧力の燃料が開
口（図示せず）を通して第２ダイアフラム３２の上側に
加わり、第２ダイアフラム３２をスペーサ４２に向かっ
て下方に変位させることになる。第１ダイアフラム３０
　の面積Ａ４は、第２ダイアフラム３２の面積Ａ２より
大きく、第１、第２の両ダイアフラム３０゜３２および
第２ダイアフラム３２と係合するボール弁４４を上方に
変位させて、ボール弁３７を閉じようとする正味力を生
じさせる。

ボール４４を下方に変位させてボール弁３７を開こうと
する対向する力が管状継手４５の末端の面積Ａ、にわた
ってボール４４に作用する出力圧力ライン２５内の流体
圧力によって生じる。それによって、スペーサ４２は第
１、第２のダイアフラム３０，３２に燃料によって加え
られる正味力をボール４４に伝達する伝達手段として作
用する。

ボール４４に作用する力の正味効果は出力圧力ライン２
５内の燃料圧力を通気式燃料タンク１０の底における燃
料の流体圧力に圧力拡大器２０の利得Ｋを掛は合わせた
値に等しい燃料圧力に調節することにある。この利得に
はボール弁３７のボール４４に作用する力を加算するこ
とによって決定することができる。

ボール４４に作用する力は次の式によって定義される。

ＰｇＡ、＝Ｐ（Ａ１−ＰｆＡ２＋ＰｆＡ、　　Ｗ　　　
（１）ここで、Ｐ　は圧力ゲージ１８で検知した出力圧
力ライン２５における単位面積当たりの圧力であり、Ｐ
、は通気式燃料タンク１０の底における単位面積当たり
の流体圧力であり、Ａ１は第１ダイアフラム３０の面積
であり、Ａ２は第２ダイアフラム３２の面積であり、Ａ
３は管状継手の端の面積であり、Ｗはボール４４の重量
である。ボール４４の比重が燃料の比重にほぼ等しく、
面積Ａ３が面積Ａ１よりもかなり小さい場合には、圧力
ゲージ１８の検知する流体圧力の式は次のようになる。

ｐ　　＝Ｐ、　　（Ａ、−Ａ、）／Ａｓ　　　　　（２
）ｇ ボール重量および面積Ａ３　に関する前記の仮定から導
き出される可能性のあるエラーは圧力ゲージ１８の較正
によって補正され得る。

式（２）かられかるように、圧力拡大器２０の利得には
（Ａ□−Ａｍ）　／ｐ、、に等しい、Ａ２をＡよより小
さくし、Ａ３　をＡ、、Ａ、の差より小さくすることに
よって、圧力拡大器２０の利得には’　Ｉ　Ｊ　（ｕｎ
ｉｔｙ）の数よりかなり大きくな゛す、圧力拡大器２０
の出力での出力圧力ライン２５内の流体圧力が通気式燃
料タンク１０の底における流体圧力よりもかなり大きく
なる。前記の要領で流体圧力を増大させることによって
１通気式燃料タンク１０内の燃料の量が満タンから空ま
で変化するにつれて、限られた範囲の流体圧力に応答し
て広い範囲の流体圧力が燃料ゲージに与えられる。この
拡大した範囲により、小さな圧力変化に対してそれほど
敏感でない圧力ゲージ１８の使用が可能であり、したが
って１通気式燃料タンク１０に残存している燃料を正確
に表示しながら一層経済的となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の原理を応用した装置を示す概略図で
ある。 第２図は、第１図の圧力拡大器を示す部分破断部分断面
図である。 主要同第１図。 ［主要部分の符号の説明］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器（１０）内の流体のレベルを表 示する装置であって、出力圧力ライン（２５）内の流体
   圧力に応答して容器内の流体レベルの測定値を与える圧
   力ゲージ（１８）と、容器から圧力の下に流体を圧送す
   る流体ポンプ（１４）とを包含する装置において、圧力
   拡大器（２０）を有し、この圧力拡大器が容器の底に配
   置してあり、対向した表面を有するケーシング（３４）
   を有し、第１、第２のダイアフラム（３０、３２）がケ
   ーシングの対向した表面によって支持されており、ケー
   シングと第１、第２のダイアフラムが流体から遮断され
   た空気室（２８）を形成しており、この空気室の外面が
   容器の底で流体圧力にさらされており、流体が第１ダイ
   アフラムにＡ＿１Ｐ＿ｆに等しい力を加え、第２ダイア
   フラムに対向する力Ａ＿２Ｐ＿ｆを加えており、ここで
   、Ａ＿１が第１ダイアフラムの面積であり、Ａ＿２が第
   ２ダイアフラムの面積であり、Ｐ＿ｆが容器の底におけ
   る単位面積当たりの流体圧力であり、容器内の流体のレ
   ベルに比例するものであり、弁（３７）が可動弁部材（
   ４４）と面積Ａ＿３を有する弁座（４５）とを包含し、
   第１、第２のダイアフラムに流体が加える正味力Ｐ＿ｆ
   （Ａ＿１−Ａ＿２）を可動弁部材に伝え、可動弁部材を
   弁座に着座させる伝達手段（４２）が設けてあり、出力
   圧力ラインが圧力ゲージと弁座との間に接続してあり、
   この出力圧力ラインが可動弁部材の弁座からの離座時に
   容器に通じ、流体ポンプと出力圧力ラインの間に接続し
   てあって出力圧力ラインを加圧する流体流れ絞り（２６
   ）が設けてあり、出力圧力ライン内の流体圧力が可動弁
   部材にＰ＿ｇＡ＿３に等しい力を発生して可動弁部材を
   弁座から離座させるようになっており、ここで、Ｐ＿ｇ
   が出力圧力ライン内の流体の単位面積当たりの流体圧力
   に等しく、可動弁部材がそこに作用する力によって動か
   されて出力圧力ライン内の単位面積当たりの流体圧力Ｐ
   ＿ｇをＰ＿ｆ（Ａ＿１−Ａ＿２）／Ａ＿３にほぼ等しい
   値に変化させることを特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置に おいて、第１ダイアフラム（３０）の面積Ａ＿１が第２
   ダイアフラム（３２）の面積Ａ＿２よりも大きく、面積
   Ａ＿３が差Ａ＿１−Ａ＿２より小さく、出力圧力ライン
   （２５）内の流体圧力が容器（１０）の底における流体
   圧力よりも大きくなっていることを特徴とする装置。