JPH0427491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷媒液面計に係り、特に液体窒素や
液体ヘリウムフロン系冷媒に使用するのに好適な
冷媒液面計に関する。

〔従来の技術〕

従来、液体窒素等の極低温冷媒の貯槽の液面を
計測する方法として、貯槽の底部に高圧側配管
を、上部気相部に低圧側配管を開口せしめて、そ
の圧力差を測り、冷媒のヘツドを求める方法があ
る。例えば、実開昭62−12824号公報に記載のよ
うに、電気ヒータを高圧側取入口に設けた例があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来技術では、熱損失を小
さくするため高圧側配管の径を小さくすると、高
圧側取入口に設けたヒータにより発生した蒸気が
入口を塞ぎ、高圧側配管内に流入した液体が蒸気
と入れ替わることなく管内に捕促されてしまうこ
とがあつた。この場合、正しい液面の指示は得ら
なかつた。

本発明の目的は、このような問題点を除き、常
に正しい液面指示を得ることのできる冷媒液面計
を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、高圧側配管のある一定区間にわた
り、管の内側又は外側に電気ヒータを挿入又は巻
回し、液面測定時にのみこのヒータを加熱するこ
とにより達成される。

本発明においては、高圧側配管を真空断熱二重
管とし、ヒータ挿入区間をこの断熱区間長とし、
低圧側配管を高圧側配管と同軸とし、圧力差は半
導体差圧変換器を用いるのが望ましい。

〔作用〕

断熱された高圧側配管は、液面計測時は電気ヒ
ータによつて加熱され、内部に外圧によつて侵入
したりあるいは管壁が冷やされて凝縮してできた
液体がこの熱で気化して、配管の外に押し出され
る。それにより、高圧側配管は全長にわたり気相
のみとなり、正しいヘツドを計測することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。１は、液体窒素２を収納する断熱された貯
槽、３は液体窒素２を入れたり、その蒸発したガ
ス相４を外に出したり、液面計５を挿入したりす
るポートである。液面計５は外筒６をポート３に
挿入し、Ｏリング７、ワツシヤー８、押え金具９
により、密封固定されている。１０は、逆止弁１
１の入つたガス抜き口である。外筒６は、孔１２
を有する固定金具１３により、真空ケース１４に
固定されている。真空ケース１４の内側には高圧
側の圧力管１５が貫通している。圧力管１５とし
ては、薄肉のステンレス鋼管が望ましく、内径１
〜５mmとするのがよく、その内側には、電気ヒー
タ線１６を入れる。電気ヒータ線１６は、電気絶
縁したマンガニン線やニクロム線で、直径0.2〜
１mmが望ましい。圧力管１５は、真空ケース１４
の上部の一部拡大した部分で屈曲部１７を形成
し、真空ケース１４と圧力管１５に生ずる熱歪み
の差を吸収する。真空ケース１４の底部には、活
性炭１８を少量入れておき、真空度劣化の原因と
なる放出ガスを吸着させる。１９は真空封じ部
で、内部は長期的に真空を維持できる。電気ヒー
タ線１６は上部のハーメチツク端子２０と下部の
圧力管先端２１に半田付けされる。また、圧力管
１５の上端は半導体式差圧変換器２２の高圧側管
２３に接続し、低圧側管２４は、外筒６中に開放
する。半導体式差圧変換器２２のリード端子２５
からのリード線２６、ハーメチツク端子２０から
のリード線２７及び、電気ヒータ線１６の他端の
電極に相当する圧力管１５からのリード線２８は
すべて、ハーメチツク・コネクタ２９に絶縁して
固定されたピン３０に接続してある。ハーメチツ
ク・コネクタ２９は、Ｏリング３１により外筒６
に気密に固定されている。

このような構成によると、もし、圧力管１５の
内部に液体窒素２が入つていても、電気ヒータ線
１６に通電することにより、、この線に接触した
液体はすべて気化し、圧力管１５の中はすべて気
体になる。その結果、圧力管１５の下端には、液
面高さに相当するヘツド圧力と、ガス相４にかか
る圧力とが印加される。一方、半導体式差圧変換
器２２の低圧側管２４は外筒６内及び孔１２を通
じてガス相４に連通し、ガス相４の圧力がかかつ
ている。従つて、半導体式差圧変換器２２から
は、液面ヘツド圧力のみが信号として取り出され
る。差圧変換器のかわりにゲージ圧変換器を用い
ても同じ効果が得られる。真空ケース１４内の真
空が悪いと、熱伝導のため、周囲の液体窒素２に
熱が逃げ、その結果、圧力管１５が冷えて液体窒
素が凝縮することがおこる。その場合でも、電気
ヒータ線１６への供給電力を増やしてやれば、正
しく液面を測ることができる。

第２図は、真空ケース１４のかわりに、合成樹
脂等からなる断熱管３２を用いた例である。ここ
では、液体窒素２の貯槽は省略してある。また、
電気ヒータ線３３は周囲と電気的に絶縁するた
め、往路と復路とからなり、ピン３４でたるみを
防いである。したがつて、ハーメチツクシール３
５も２ピンで、上部は非加熱とし、銅線３６を使
つている。液面計をポート３に固定するのに、こ
こでは、Ｏリング３７とカツプリング３８で結合
している。

３９はピン・コネクタでケーブル４０で計器に
引き出している。この例では、断熱管３２の断熱
性が、第１図に示した真空ケース１４よりも悪
く、測定時に加えるヒータ電力も増すが、断熱管
３２の長さの調整が比較的自由で低コストであ
る。

第３図は、この液面計の測定方式を示すもので
ある。４１は計器本体で、４２は半導体圧力変換
器、４３は圧力配管中の電気ヒータ、４４はケー
ブルにつなぐコネクター、４５は液体指示メータ
である。ここでは、ａ，ｂが圧力変換器の入力電
流源、ｃ，ｄが圧力変換器からの出力電圧、ｅ，
ｆが、電気ヒータ入力電流端子、ｇ，ｈが計器４
１の交流又は直流電源端子、ｉ，ｊがメータ４５
と同一指示の出力信号端子である。なお、メータ
４５のかわりに、デイジタル表示パネルを用いて
もよい。計器には、主電源スイツチSW₁のほか
に、測定スイツチSW₂を設け、液面測定時にのみ
短時間通電するようにすれば、冷媒の消費は少な
くてすむ。もちろん、許容できるならば、連続通
電して継続して測定してもよい。

その場合、ヒータ電流を調整するため、可変抵
抗器や切換スイツチを付加してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧力配管の高圧側配管内部を
少なくとも計測時には完全に気体で満たすように
することができるので正しい液面を読みとること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第３図は
本発明に適用する測定回路のブロツク図である。 ２…液体窒素、４…ガス相、１５…圧力管、３
２…断熱管、１６，３３…電気ヒータ線、２２…
半導体式差圧変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒貯槽の底部またはその近傍に高圧側配管
   を開口し、前記冷媒貯槽の上部気相部に低圧側配
   管を開口した差圧測定方式の液面計において、上
   記高圧側配管の所定の区間の外側に断熱層を形成
   し、上記低圧側配管の圧力導入用外筒を上記高圧
   側配管と同軸とし、上記高圧側配管の所定の区間
   の内側又は外側に、電気ヒータ線を挿入し又は巻
   回し、液面測定時にのみ上記電気ヒータ線に通電
   するようにしたことを特徴とする冷媒液面計。