JPH039409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水路やタンクの液面の位置を測つた
り、堰式流量計の堰きの上流の液面の位置を測つ
たりするときに用いる液位検出器の構造に関す
る。特に、本発明はフロートで液面の位置を検出
して、隔壁で流体系から隔離して配したポテンシ
ヨ・メータ等の電気信号変換器を、磁気継手で連
結して操作する構造に係わる。

従来技術 従来の液位検出構造は、円筒形状の隔壁を鉛直
方向に配置し、隔壁の外側にフロートを摺動自在
に取り付け、隔壁の内側にポテンシヨ・メータ等
の電気信号変換器の操作棒を挿入し、フロートに
は環状の磁石を、操作棒には円柱状の磁石を固定
して、隔壁を挟んで磁気的に連結したものであ
る。

フロートは液面に浮いて、円筒形状の隔壁に案
内されて、液面と共に上下に変位する。フロート
と操作棒に固定した磁石同志は磁力で引き付け合
い、フロートの変位と共に隔壁の内側の操作棒が
変位する。この結果、液面の位置が電気信号変換
器から電気信号として取り出される。

本発明が解決しようとする問題点 この場合、フロートに固定した磁石と操作棒に
固定した磁石とが隔壁を挾んで磁気的に引き合
い、それらが圧接する。従つて、フロートが上下
に変位するときにはフロートと隔壁の間及び操作
棒と隔壁の間に滑り摩擦抵抗が働くので、変位抵
抗が比較的大きくなり、フロートと操作棒の変位
が液面よりも遅れて、ヒステリシスが生じる。こ
のために、液位の微少な変化を検出するときには
精度が悪い。磁石の磁力を弱くすると変位抵抗は
小さくなるが、フロートと操作棒の結合が不安定
になるので、必要以上に弱くすることはできな
い。

本発明の技術的課題は、磁気継手の磁石の磁力
を弱めずに、変位抵抗を軽減することである。

問題点を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発
明の技術的手段は、フロートを円筒形状の隔壁の
外側に、軸方向に変位自在にかつ周方向に回転自
在に取り付け、フロートと電気信号変換器の操作
棒を隔壁を挟んで磁気継手で連結し、一端に流入
液体の導入口を有し他端に流入液体をフロートの
接線方向に流入せしめる開口を有する堤部材を、
フロートの上方に設け、上端が堤部材の上端より
も下方に位置する仕切壁を堤部材の途中に設け
て、堤部材の一端側に流入液体の溜り部を形成
し、一端が溜り部内に他端がフロートの周囲の液
中に開口し、最上部位が仕切壁の上端よりも下方
に位置する逆Ｕ字管を配置し、逆Ｕ字管の他端を
フロートの接線方向に開口せしめ、逆Ｕ字管の立
ち下がり上部に細孔を設けた、ものである。

作 用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。
流入液体は先ず堤部材の溜り部に溜る。逆Ｕ字管
の立ち下がり上部に設けた細孔から空気が置換さ
れるので、逆Ｕ字管の内圧はフロートの周囲の液
位に関係なく一定で、流入量が微少のときは溜り
部内の液位が一定の高さになれば、逆Ｕ字管を通
して間欠的にフロートの周囲の液中に導入され
る。流入量が多ければ逆Ｕ字管を通して連続的に
導入される。さらに流入量が多ければこれに加え
て堤部材からフロートの周囲に流下する。逆Ｕ字
管は流入流体をフロートの接線方向に流入せし
め、フロートの周囲の流体を回転せしめるので、
フロートは粘性の作用で間接的に回転する。流入
量が多くなつて堤部材からも流入するときには、
フロートの周囲の液量が増えているので、逆Ｕ字
管による回転作用だけでは周囲の液体を回転し難
くなる。このときは、堤部材からフロートの接線
方向に流入する流入流体もフロートの周囲の液体
を回転せしめるので、フロートの回転が確実に維
持される。

するとフロートは操作棒と磁気的結合を保ちな
がら円筒形状の隔壁の外周面上を転動する。フロ
ートと隔壁と操作棒の間には転がり摩擦抵抗が働
き、フロートと操作棒の変位抵抗は小さく、かつ
両者の磁気的結合は従来と変らずに強力で安定し
ている。

従つて、フロートと操作棒は液面の微少な変化
にもよく追随して変位し、ヒステリシスが軽減さ
れ、液位検出精度が向上する。

発明の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

転がり摩擦抵抗は滑り摩擦抵抗に比べて極めて
小さいので、本発明の液位検出構造は従来例のも
のに比べて、液位検出精度が１桁以上良い。

本発明のフロートは隔壁の周りを転動しながら
上下に変位するので、隔壁の外表面にスケール等
の異物が付着しても、フロートは変位を妨げられ
難い。

ボール・ベアリングで変位抵抗を軽減するより
も、構造が簡単で故障が起き難い。

流入液体が微少であつても、逆Ｕ字管を介して
所定量の液体をフロートの接線方向に流入させ、
また、流入量が多くなればこれに加えて、堤部材
から液体をフロートの接線方向に流入させて、フ
ロートの周囲の液体を回転せしめるので、確実に
フロートを回転させることができる。

フロートの周囲の液体の回転による粘性の作用
でフロートを間接的に回転せしめるので、液体は
慣性的に回り続け、流入流体が微少であつてもフ
ロートの回転が維持される。電動機やポンプ等の
動力を用いてフロートや周囲の液体を回転せしめ
るものでは、高価になるが、本発明では流入流体
の水頭差を動力として用いているので、別途動力
を必要とせず簡単で低廉に作れる利点がある。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明
する（第１図ないし第２図参照）。

本実施例は堰式流量計に適用したものである。
ケーシングの本体１０に蓋１２を取り付け、内部
に測定室１４を形成する。測定室１４には有底円
筒形状の仕切部材１６を配置する。仕切部材１６
の側壁に縦長の堰１８とその上方に連通孔２０を
開ける。仕切部材１６の内側空間は入口２２に、
外側空間は立上り通路を通して出口２４に連結す
る。

蓋１２を気密的に貫通して円筒形状の隔壁部材
２６を鉛直に取り付ける。隔壁部材２６の周りに
中空フロート２８を配置する。フロート２８は球
殻２９の中心軸に沿つて案内筒３０を気密的に固
定したものである。従つて、フロート２８は隔壁
部材の軸方向に変位自在であり、かつ周方向に回
転自在である。案内筒３０に環状の磁石３２を取
り付ける。

蓋１２の上に支持部材３４，３６，３８を取り
付け、ポテンシヨ・メータ４０を固定する。ポテ
ンシヨ・メータ４０をキヤツプ４２で覆う。この
中に収容する電線や必要な電気部品は図示せず、
説明を省く。ポテンシヨ・メータ４０の操作棒４
４は隔壁部材２６の中を下方に延び、磁石３２に
対向する位置に円筒形状の磁石４６が取り付けて
ある。磁石３２と磁石４６の一方は磁性体であつ
てもよい。

磁石３２と磁石４６による磁気継手は操作棒４
４を支え、これを変位せしめるだけの磁力が必要
である。操作棒４４の磁石４６の下方にフツ素樹
脂製のスライド・リング４８を取り付ける。

フロート２８の球殻２９の外表面に径方向に突
出した羽根５０設ける。羽根５０は微少流量のと
きに液中に没する位置に設ける。

仕切部材１６の上方に入口２２から本体１０の
内周壁に沿つて断面Ｕ字形の堤部材５２を取り付
ける。堤部材５２の内側の壁は入口２２からほぼ
半円周まで延び、その先端に開口が仕切部材１６
の内側に流体を回転せしめる方向、すなわち、仕
切部材の１６の接線方向に開いている。堤部材５
２にその半分位の高さの仕切壁５４を設けて、そ
こに逆Ｕ字管５６を取り付ける。逆Ｕ字管の最上
部は仕切壁５４の上端よりも下方に位置せしめ、
内側の開口は羽根５０の位置まで延ばし、仕切部
材１６の内側に流体を回転せしめる方向、すなわ
ち、仕切部材１６の接線方向に流入せしめる。逆
Ｕ字管５６の立下がり上部の直管部に直径0.8〜
1.5mm程度の細孔５８を開ける。

従つて、入口２２から入つた流入液体は先ず堤
部材５２の仕切壁５４で囲まれた部分に溜る。そ
して、流入量が微少のときは逆Ｕ字管５６を通し
て間欠的に液中に流入する。流入量が多ければ逆
Ｕ字管５６を通して連続的に液中に流入する。さ
らに流入量が多ければこれに加えて堤部材５２の
仕切壁５４を乗り越えて堤部材５２の開口からフ
ロート２８の周囲に流下する。

仕切部材１６の内部の液体は逆Ｕ字管を通し
て、また、堤部材５２の仕切壁５４を越えて流入
する流体により回転する。フロート２８は粘性の
作用で間接的に回転し、仕切部材１６の内側の液
面と共に上下に浮上降下する。フロート２８の変
位は磁気継手（磁石３２，４６）で操作棒４４に
伝わりポテンシヨ・メータ４０の出力信号が変化
する。仕切部材１６の内側の流体は堰１８を通し
て流れ出し、出口２４に流出する。仕切部材１６
の内側の液面の位置と堰１８から流出する量との
関係を予め測定しておき、ポテンシヨ・メータ４
０の出力信号値から流量を演算して求める。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明を堰式流量計に適用した実施例の
断面図、第２図は第１図の−線断面図であ
る。 １４：測定室、１６：仕切部材、１８：堰、２
２：入口、２４：出口、２６：隔壁部材、２８：
フロート、３２：磁石、４０：ポテンシヨ・メー
タ、４４：操作棒、４６：磁石、５０：羽根、５
２：堤部材、５４：仕切壁、５６：逆Ｕ字管、５
８：細孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フロートを円筒形状の隔壁の外側に、軸方向
   に変位自在にかつ周方向に回転自在に取り付け、
   フロートと電気信号変換器の操作棒を隔壁を挟ん
   で磁気継手で連結し、一端に流入液体の導入口を
   有し他端に流入液体をフロートの接線方向に流入
   せしめる開口を有する堤部材を、フロートの上方
   に設け、上端が堤部材の上端よりも下方に位置す
   る仕切壁を堤部材の途中に設けて、堤部材の一端
   側に流入液体の溜り部を形成し、一端が溜り部内
   に他端がフロートの周囲の液中に開口し、最上部
   位が仕切壁の上端よりも下方に位置する逆Ｕ字管
   を配置し、逆Ｕ字管の他端をフロートの接線方向
   に開口せしめ、逆Ｕ字管の立ち下がり上部に細孔
   を設けた液位検出構造。 ２ フロートに羽根を設けて、流入液体による回
   転力を受けやすくした特許請求の範囲第１項に記
   載の液位検出構造。