JPS63314418A - 密閉容器内の液体残量検知方法 - 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】 概要 所定圧力の気体で充満した密閉容器内に一定の流量で気
体を注入することにより、該容器内に収容された液体を
容器外に流出させる液体圧送装置にＪ３いて、容器内の
気体体積は気体の注入を開始した時点から液体が流出し
始めるまでの所要時間により一義的に決定されることが
明らかとなった。

そこで前記所要時間を計測して容器内の気体体積を求め
、この気体体積に基づいて液体残量を検知するようにす
る。これにより、密閉容器の重過等を測定することなし
に液体残量を命中に知ることができるようになる。

産業上の利用分野 本発明は、密閉容器内に収容された光フアイバ原料等の
液体の残母検知方法に関する。

例えば光フアイバ用母材（プリフォーム）の製造工程に
おいてｔよ、ボンベ及びタンク等の密閉容器内に収容さ
れたＳｉＣノ　、ＧｅＣノ４等の液体原料をバブラー内
に圧送し、バブラー内で気化させた後に反応装置へ供給
するようにしている。

密閉容器は通常ＳＵＳ　（ステンレスｔＪＡ）等の内部
を透視することのできない材質からなっているために、
液体原料の残量を筒中に知ることのできる方法が要望さ
れている。

従来の技術 第３図は、プリフォーム製造工程における原料供・給系
の一般的な構成例を示すものである。Ｎ２等の圧送用気
体は、配管１０、バルブ１２、及びジャバラ管１４を介
して気体供給口６から密閉容器２内に注入され、密α１
容器２内に収容された液体原料４は、液体原料４中に延
設された液体圧送口８からジャバラ管１６、バルブ１８
及び配管２０を介してバブラー２２に圧送される。そし
て、バブラー２２内に送られた液体原料４は、所定温度
に加熱されると共に、バブラー管２４がら０２、Ａｒ等
の高純度ガスによりバブリングされて、配管２６を介し
て気相状態で反応装置に供給されるようになっている。

このような原料供給系において、密閉容器２内の液体原
料４の残量は、液体原料４を収容したままの状態で密閉
容器２の重石を重量計２８で測定することにより求めて
いた。

が　決しようとする問題、 しかし、上記従来方法のように、重量計２８により液体
原料４の残ωを測定する場合には、配管系と密閉容器２
を接続するジャバラ管１４．１６を用いる必要があり、
このジャバラ管１４．１６は一般に薄い材質から形成さ
れているので、液体原料４がリークしたり、これに伴い
液体原料４の純度が低下するおそれがるあるという問題
があった。

ジャバラ管１４．１６を用いることなく、密閉容器２を
いちいち配管系から取外してｆｆ１ｆｆｌ測定を行なう
ことも可能であるが、この場合には、測定の度に繁雑な
作業が要求されるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、そ
の目的は、ジャバラ管１４．１６を用いることなしに、
つまり重量測定によらずに、密閉容器内の液体残はを筒
中に検知する方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明の原理を第１図を用いて説明する。

・所定圧力Ｐ。の気体で充満した密閉容器２内に気体を
流量［で注入していったときに、気体の注入を開始した
時点から液体４が流出し始めるまでに所要時間ｔを要し
たとすると、この所要時間ｔは、密閉容器２内の気体体
積Ｖ。に応じて一義的に決定される。従って、所要時間
ｔを計測することにより、容器２内の気体体積■。を求
めることができ、これにより密閉容器２内に収容されて
いる液体４の容積■、を検知することができる。液体４
の比重ρが予めわかっていれば、当該容積■、に基づき
液体４の重ｆｆ１Ｍを求めることもできる。

本発明の第１の態様では次のように密閉容器２内の気体
体積Ｖ６を求めるようにしている。密閉容器２内の気体
圧力は、気体を注入することにより、所定圧力Ｐ。から
徐々に上昇し、液体４が流出し始める時点において飽和
する。このため、気体の注入を開始した時点から気体圧
力が飽和圧力Ｐｌに達した時点までの時間を計測して、
この計測値を前記所要時間ｔとすることができる。この
とき、配管系の体積は液体容積Ｖ、と比較して十分小さ
いので、次式が成り立つ。

Ｐ１Ｖｏ＝Ｐｏ　（ＶＧ＋Ｌｔ）　　−（１）（１）式
をＶＧについて解くと、 Ｖ６＝ＰｏＬｔ／　（Ｐｌ−Ｐ０）　　−（２）このよ
うに密閉容器２内の気体体積ｖ６を求めることができる
ものｒある。

一方、気体注入前の気体圧力Ｐ。及び飽和圧力Ｐ１は液
体残量にかかわらずほぼ一定であることが、発明者の実
験により明らかとなった。この事実に基づいて、本発明
の第２の態様では、既知残量の液体について気体の注入
を開始した時点から液体が流出し始めるまでの所要時間
ｔ。及び密閉容器２内の気体体積■。０を求めておくこ
とにより、未知残量の液体について容器２内の気体体積
Ｖ。

を当該所要時間ｔから求めるようにしている。

即ち、既知残量の液体については、 Ｐ１Ｖ６ｏ＝Ｐｏ　（Ｖ６ｏ＋Ｌｔｏ＞　　・　（３）
が成り立ち、未知残品の液体については、Ｐ　１　Ｖ　
６　＝Ｐ　ｏ　　（Ｖ　ｏ　＋Ｌｔ）　　　　・　（４
）が成り立つので、（３）　、　（４）式から、Ｖｏ＝
Ｖ６ｏｔ、／ｌｏ　　　　　　　−（５）を得るもので
ある。

作　　　　用 このように本発明方法によれば、気体の注入を開始した
時点から液体が流出し始めるまでの所要時間により間接
的に液体残量を検知することができるので、ｌｊｉ測定
及びこれに伴うジャバラ管の使用なしに、筒中に液体残
量を検知することができるようになる。

実　　施　　例 以下本発明の望ましい実施例を図面に基づいて説明する
。

第２図は、本発明方法を適用することのできる液体原料
供給系の構成図であり、第３図に示される従来例と異な
る点は、ジャバラ管１４．１６及び重量計２８を排除し
たこと、気体を一定流ωで注入するために配管１０の上
流側に流量計１１を設けたこと、並びに気体を注入する
前の気体圧力を測定するためにバルブ１５を有する配管
１７で配管１０．２０間をバイパスしたことである。な
お、企図を通じて同一の符りは同一の対象物を表わすも
のとする。

まず前述した本発明の第１の態様に基づ〈実施例を具体
的に説明する。注入する気体の流はをし＝１１／分に設
定しておき、バルブ１２，１５゜１８を全て開放にして
、初期の気体圧力Ｐ。を求めでおく。図示しない圧力計
は、例えば配管１０内のΔで示される位置に連通させて
おくことかできる。気体圧力Ｐ。は、開放状態であるた
めに、概略１Ｋｇ／Ｃｌ１１２であった。バルブ１５を
閉じると、密閉容器２内への気体の注入が開始され、徐
々に気体圧力が上昇し、液体原料４が押し上げられてバ
ブラー２２に流出し始めたときに、気体圧力は飽和づる
。飽和圧力Ｐ１は１．５ＫｉＦ／ｃｍ　　であり、バル
ブ１５を閉じた時点から気体圧力が飽和するまでの所要
時間ｔは、１２０秒であった。これらを（２）式に代入
して、■６−４ノを得る。このとき・、密閉容器２の全
容積Ｖ、＝１５ノとし、また液体原料４がＳｉＣノ、で
ありその比重ρ−１゜５とすると、液体原料４の残量（
重量）Ｍは、Ｍ＝０　（Ｖｌ−Ｖ６）＝１６．５に９と
し一’Ｃ求メラレる。

次に、本発明の第２の態様に基づ〈実施例を説明する。

いま、初期条件として、液体原料４０重足間　が２０に
９、密閉容器２の全容積■１が１５ノ、液体原料４の比
重ρが１．５、バルブ１５を閉じてから液体原料４がバ
ブラー２２内に流出するまでの所要時間ｔ。が５０秒と
して与えられているものとする。

Ｖ６＝Ｖ、−Ｍ／ｐ　　　　　　・（６）Ｖｏｏ＝Ｖ、
−Ｍｏ／ρ　　　　−（７）であるので、これら（６）
　、　（７１式及び前記初期条件を（５）式に代入して
、 Ｍ＝２２．５−０．０５ｘｔ　　　・・・（８）が得ら
れる。なお、（８）式における係数の単位は省略されて
いる。

このように液体原料４の残りＭが、所要時間ｔの関数と
して求められるものである。例えばｔ＝１２０秒とする
と、残量Ｍ＝１６．５Ｋｇとなり、前実施例の結果と一
致する。

液体原料４がバブラー２０内に流出したことを検知する
ためには、例えば図示しない通常の液体センサを配管２
０内の適当な位ｆＷＢに設ければよい。

発明の効果 以上詳述したように、本発明方法によれば、気体の注入
を開始した時点から液体が流出し始めるまでの所要時間
等を用いることにより、重ω測定を行なうことなしに、
密閉容器内の液体残量を求めることが可能になるという
効果を奏する。その結果、密閉容器を配管系に直接接続
することが可能となり、不純物の混入が望ましくない液
体である場合に、その純度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 ・第２図は本発明を適用することのできる液体原料供給
系の構成図、 第３図は従来の液体残聞検知方法を説明するための液体
原料供給系の構成図である。 ２・・・密閉容器、　　　４・・・液体（液体原料）、
１１・・・流量計、　　　２２・・・バブラー。 、　　、　−ン′ 本発明の渾埋図 第１図 １１：湾Ｊ■士 参横５θ月の＊）槍已イ列丘０ 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定圧力（Ｐ＿０）の気体で充満した密閉容器内
   に気体を流量（Ｌ）で注入することにより、該容器内に
   収容された液体を容器外に流出させる液体圧送装置にお
   いて、 気体の注入を開始した時点から液体が流出し始めるまで
   の所要時間（ｔ）を計測して容器内の気体体積（Ｖ＿Ｇ
   ）を求め、 この気体体積（Ｖ＿Ｇ）に基づいて液体残量を検知する
   ことを特徴とする密閉容器内の液体残量検知方法。
2. （２）気体の注入を開始した時点から気体圧力が飽和圧
   力（Ｐ＿１）に達した時点までの時間を計測してこの計
   測値を前記所要時間（ｔ）とし、容器内の気体体積（Ｖ
   ＿Ｇ）を、 式Ｖ＿Ｇ＝Ｐ＿０Ｌｔ／（Ｐ＿１−Ｐ＿０）から求める
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の密閉容器
   内の液体残量検知方法。
3. （３）既知残量の液体について気体の注入を開始した時
   点から液体が流出し始めるまでの所要時間（ｔ＿０）及
   び容器内の気体体積（Ｖ＿Ｇ＿０）を求めておき、 未知残量の液体について容器内の気体体積 （Ｖ＿Ｇ）を、 式Ｖ＿Ｇ＝Ｖ＿Ｇ＿０／ｔ＿０ から求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の密閉容器内の液体残量検知方法。