(54)【考案の名称】液位センサ

(73)【実用新案権者】日機装株式会社

(73)【実用新案権者】日本クリンゲージ株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図2

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、液位センサに関する。

【従来の技術】

【0002】
従来から、キャンドモータポンプなど、取扱液の一部を軸受の潤滑に使用するポンプが知られている。このようなポンプにおいて、液体が供給されない状態でポンプが駆動すると、潤滑用の液体が供給されないことになるので、軸受が損傷するおそれがある。この、液体が供給されない、いわゆる空運転(ドライ運転)を防止するために、液位センサが使用される場合がある。例えば、図7に示すように、ポンプ100が接続される配管110のうち、分岐管112に液位センサ114が取り付けられる。
【0003】
例えば、特許文献1では、図8に示すように、検出子116とセンサ118を備えた液位センサ114が開示されている。検出子116は、図9に示すように、分岐管112内に挿入され、分岐管112内の液位に応じて移動する。例えば、分岐管112内の液位が上昇するに従って、検出子116のフロート122が浮くとともに、マグネット120が下降する。また、センサ118は、検出子116の位置に応じて信号を出力する。例えば、分岐管112内の液位が所定のレベルに達すると、マグネット120がセンサ118の感知範囲121に到達する。これを受けて、配管内に液体が供給されている(液張りされている)ことを示す確認信号がセンサ118から出力される。確認信号を受けて、ポンプ100が起動される。
【0004】

【効果】

【0011】
本考案によれば、従来よりも誤作動のおそれの低い液位センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施の形態に係る液位センサの構成を例示する斜視図である。
【図2】本実施の形態に係る液位センサの構成を例示する垂直断面図である。
【図3】検出範囲を説明する図である。
【図4】本実施の形態に係る液位センサの構成を例示する水平断面図である。
【図5】本考案の実施の形態における液位センサの別例の構成を示す垂直断面図である。
【図6】整流手段の構成を例示する図である。
【図7】液位センサの設置状態を例示する図である。
【図8】従来の液位センサを例示する垂直断面図である。
【図9】従来の液位センサを例示する垂直断面図である。
【図10】従来の液位センサを例示する垂直断面図である。

【0013】
図1に、本実施の形態に係る液位センサ10を例示する。なお、図1−5では、液位センサ10の奥行き方向に沿った軸をx軸とし、幅方向に沿った軸をy軸とし、高さ方向に沿った軸をz軸として定めている。
【0014】
図2に、液位センサ10のx−z断面(垂直断面)図を例示する。液位センサ10は、検出子12、ガイド部材14及びセンサ16を含んで構成される。検出子12は、液位に応じて移動可能な部材である。検出子12は、例えば、フロート18とマグネット21を含んで構成される。フロート18は、液体の浮力により浮くことの可能な構造を備えており、例えば中空構造の球体から構成される。また、フロート18は液体に対して耐食性を備えていることが好適であり、例えばSUS材等の金属材料からから構成されてよい。
【0015】
マグネット21は、フロート18の移動に伴って移動可能となっている。例えば、フロート18とマグネット21をアーム20で支持するとともに、アーム20を支持体22で回動可能に支持するようにしてもよい。支持体22は、ガイド部材14に固定される支持棒であってよい。なお、ガイド部材14に流入する液体の比重が軽い場合でもフロート18が十分に浮くように、マグネット21にカウンタウェイトの役割を持たせてもよい。例えば、フロート18とマグネット21の力のモーメント[N・m]が釣り合うようにマグネット21の重量を定めてもよい。
【0016】
センサ16は、検出子12の位置に応じたセンシング信号を出力可能な機器である。例えば、センサ16は、スイッチ部材24と送信器26を含んで構成される。スイッチ部材24は、検出子12の位置に応じてオン/オフの切り替えが行われる部材である。例えば、スイッチ部材24は、リードスイッチであってよい。リードスイッチは相対する接点25A、25Bを備えている。マグネット21が接点25A、25Bに接近すると、マグネット21の磁界によって接点25A、25Bが接続する。マグネット21が接点25A、25Bから離間すると、接点25A、25Bは離間する。接点25A、25Bを接続させることのできるマグネット21の移動範囲を感知範囲と呼ぶ。感知範囲は、マグネット21の磁界の強さと接点25A、25Bの曲げ応力等によって予め求めることができる。
【0017】
送信器26は、センシング信号を出力可能な機器である。例えば、送信器26は、スイッチ部材24に接続された端子台であってよい。送信器26は、スイッチ部材24の導通状態に応じてセンシング信号を出力する。具体的には、スイッチ部材24が接続状態(導通時)のとき、送信器26は確認信号を外部に出力する。ここで、確認信号とは、ガイド部材14内に液体が供給されている(液張りできている)ことを示す信号であってよい。また、スイッチ部材24が離間状態(切断時)のとき、送信器26は確認信号を出力しない。
【0018】
ガイド部材14は、センサ16による検出子12の位置の検出範囲を確保する部材である。また、ガイド部材14に、図示しない配管と接続するためのフランジ30を設けてもよい。
【0019】
検出範囲29とは、図3に示すように、検出子12の移動範囲23とセンサ16の感知範囲27との重複範囲のうち、所望の範囲を指している。すなわち、センサ16が検出子12の位置を検出可能な範囲のうち、所望の範囲が検出範囲となる。例えば、ガイド部材14内の液位がガイド部材14の内径dの2/3以上であるときの、マグネット21の位置が感知範囲27と重複するように、検出範囲を設定する。なお、図3では、重複範囲の全体を検出範囲29として示している。
【0020】
検出範囲29の確保は、例えば、検出子12の移動範囲23とセンサ16の感知範囲27とを固定することによって行うことができる。移動範囲23を固定するに当たり、ガイド部材14を筒状部材のハウジングとするとともに、検出子12をガイド部材14内に収容することが好適である。これにより、検出子12の移動範囲23を、ガイド部材14の内壁で規定することが可能となる。
【0021】
検出子12をガイド部材14内に収容すると、フロート18の移動範囲は、図2に示すように、ガイド部材14の内径d以内に定められる。フロート18の移動範囲がガイド部材14により定められていることから、フロート18に伴って移動するマグネット21も移動範囲が定められる。具体的には、フロート18の移動範囲とアーム20の長さによってマグネット21の移動範囲23が定められる。例えば、フロート18の移動角をθ、支持体22からマグネット21までの長さをxとすると、マグネット21の移動範囲23は、xθとなる。検出子12をガイド部材14内に収容することで、液位センサ10と配管(図示せず)との接続状態に関わらず、検出子12の移動範囲23が固定される。
【0022】
また、センサ16の感知範囲27を定めるに当たり、ガイド部材14にセンサ16を固定することが好適である。センサ16を固定することで、センサ16の感知範囲27が固定される。
【0023】
ここで、検出子12の移動範囲23とセンサ16の感知範囲27を固定する際に、両者の重複領域である検出範囲29が形成される様に、検出子12及びセンサ16を固定する。例えば、センサ16をガイド部材14の所望の位置に固定したときの感知範囲27を求める。次に、この感知範囲27の所望の範囲が検出範囲29となるよう、マグネット21の移動範囲23を算出する。例えば、感知範囲27の一部を移動範囲23が重複するように設定する。さらに、マグネット21の軌跡が、算出された移動範囲23に沿うように、検出子12の配置を定める。
【0024】
また、液位センサ10の組み立て時に、検出子12とセンサ16を上記算出時の位置に配置することの可能な手段を設けておくことが好適である。例えば、図4に示すように、支持体22を算出時の位置に固定するために、ガイド部材14に挿入孔33を形成してもよい。また、センサ16の位置を規定する位置決め部材をガイド部材14に設けてもよい。
【0025】
なお、ポンプの運転初期等においては、ガイド部材14内に流入する液体の流量が急激に増減する場合がある。このとき、確認信号の出力と停止が繰り返され、その結果、制御システムに過大な負荷が掛かるおそれがある。そこで、ガイド部材14に流入する液体の流量変化を平滑化するために、図5に示すように、ガイド部材14の開口28に整流手段32を設けてもよい。
【0026】
整流手段32は、図6に示すように、開口28を覆う板材34であってよい。さらに、この板材34に、パンチング加工等により貫通孔36を設けてもよい。また、整流手段32は、配管を流れる異物によって目詰まりし難い形状であることが好適である。つまり、整流手段32は、十分な整流効果を備えるとともに、目詰まりし難いことが好適である。例えば、内径40mmの開口28に整流手段32を取り付ける際には、直径40mmの円板状の板材に、直径3mmの貫通孔を5mm間隔で複数個開けたものを整流手段32として用いることが好適である。また、整流手段32は、流入する液体に対して耐食性を備えるものであることが好適であり、例えばSUS材等の金属材料であってよい。
【0027】
10 液位センサ、12 検出子、14 ガイド部材、16 センサ、18 フロート、20 アーム、21 マグネット、22 支持体、23 移動範囲、24 スイッチ部材、25 接点、26 送信器、27 感知範囲、28 開口、29 検出範囲、30 フランジ、32 整流手段、33 挿入孔、34 板材、36 貫通孔。

(57)【要約】

【課題】従来よりも誤作動のおそれの低い液位センサを提供する。【解決手段】液位センサ10は、液位に応じて移動させられる検出子12と、前記検出子12の位置に応じたセンシング信号を出力するセンサ16と、前記センサ16による前記検出子12の位置の検出範囲29を確保するために設けられたガイド部材14と、を備える。


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