JPH09218079A - 水位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサケースやフロートなどのセンサ本体部
分に油分や不純物、ゴミなどの汚れが付着することがな
く、また、たとえタンク内の水面が波打って上下に揺れ
ているような場合でも、これに影響されることなく正確
に水位を検出することのできる水位センサを提供する。 【解決手段】 センサ本体と、該センサ本体を収納した
外部ケース１１とからなり、前記センサ本体は、少なく
とも、磁気に感応して作動するスイッチ５，６と、該ス
イッチの近傍に位置して水位の変化に従って上下動する
マグネット８を取り付けられたフロート２とから構成さ
れ、前記外部ケース１１には、水面下に没することのな
いケース上端位置に注水ノズル１２と空気抜き穴１５を
備えるとともに、水面下に没するケース下端位置には入
排水口１３を備える。また、注水ノズル１２の下方に
は、散水穴１４ａを穿設した水流拡散板１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油分や不純物、ゴ
ミなどの汚れが混ざり込みやすい水タンク、例えばレン
ジフードなどに設置される水フィルタ式油分除去装置の
水タンクなどに用いて好適な水位センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来の水位センサの構造を示す。
図において、１は有底円筒棒状のセンサケース、２はフ
ロートであって、フロート２はセンサケース１に遊嵌さ
れ、ケース外周に形成された上部ストッパ３と下部スト
ッパ４の間を上下方向に移動自在とされている。この上
部ストッパ３と下部ストッパ４は、極端な水位の上下に
よりフロート２が不必要に上下に移動することを防ぐた
めに設けられたものである。

【０００３】センサケース１内には、最大水位検出用の
上部リードスイッチ５と、最小水位検出用の下部リード
スイッチ６が樹脂７などで充填されて水蜜に内蔵されて
いる。この上部リードスイッチ５と下部リードスイッチ
６の上下方向の設置間隔は、センサを取り付ける水タン
クの満水時と渇水時の水位差に対応した距離とされてい
る。

【０００４】一方、上下動するフロート２には、その内
周面もしくは内部に、リング状のマグネット８が取り付
けられており、水位の変動に応じてフロート２が上下し
た時に、マグネット８と相対した側の上部リードスイッ
チ５または下部リードスイッチ６がその磁力によってオ
ンするように構成されている。なお、９はリードスイチ
５，６の接点信号取り出し用のコードである。

【０００５】上記構造になる従来の水位センサは、例え
ば図示するように、水タンク１０の上壁面などに取り付
けられてタンク内に臨まされ、以下のようにしてタンク
内の水位を検出し、水位を調節するものである。

【０００６】すなわち、図示しない給水装置から水が供
給されてタンク内の水位が上昇していき、フロート２が
上部リードスイッチ５の位置まで達すると、上部リード
スイッチ５がマグネット８の磁力に感応してオンする。
このスイッチオンは、コード９を通じて図示しない制御
装置に導かれ、給水装置による給水を停止する。また、
これとは逆に、タンク内の水位が低下していき、フロー
ト２が下部リードスイッチ６の位置まで達すると、下部
リードスイッチ６がマグネット８の磁力に感応してオン
する。このスイッチオンは、同じくコード９を通じて制
御装置に導かれ、給水装置による給水を開始する。

【０００７】上記のように上部リードスイッチ５と下部
リードスイッチ６のオン・オフに応じて給水装置をオン
・オフ制御することにより、水タンク１０内の水位は常
に最大水位を与える上部リードスイッチ５と最小水位を
与える下部リードスイッチ６との間に維持される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の水位センサは、センサケース１とフロート２がむき
出しのままとなっている。このため、タンク中に溜めら
れた水の中に油分や不純物、ゴミなどの汚れが含まれて
いるような場合、この油分や不純物、ゴミなどがセンサ
ケース１やフロート２の表面に付着するとフロート２が
動きにくくなり、水位センサとしての機能が損なわれて
しまうという問題があった。

【０００９】このように一度汚れが付着すると、その機
能を回復するには、水位センサを分解して洗浄するしか
なく、メンテナンスに多大の労力を要するとともに、そ
の費用も馬鹿にできないものとなる。このような問題
は、特に、油を大量に使うことの多い食品加工場、飲食
店、厨房などのレンジフードに設置される水フィルタ式
油分除去装置の水タンクなどで顕著に発生する。

【００１０】また、従来の水位センサは、前述したよう
にセンサケース１とフロート２がむき出しのままとなっ
ているため、図示するようにタンク内の水面Ｌが波打っ
て上下に揺れているような場合、フロート２もこれに伴
って上下動し、正確な水位の検出ができないという問題
もあった。前記した水フィルタ式油分除去装置は、排煙
を水タンク部分に構成した水フィルタにくぐらせること
により、排煙中に含まれた油分や不純物、ゴミなどを除
去するようにしているため、この排煙通過時の攪拌作用
によって水タンク内の水が波立ち、水面が上下に揺れる
ことが多い。

【００１１】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、センサケースやフロートなどのセ
ンサ本体部分に油分や不純物、ゴミなどの汚れが付着す
ることがなく、また、たとえタンク内の水面が波打って
上下に揺れているような場合でも、これに影響されるこ
となく正確に水位を検出することのできる水位センサを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では次のような手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の発明は、センサ本体と、該センサ本体を
収納した外部ケースとからなり、前記センサ本体は、少
なくとも、磁気に感応して作動するスイッチと、該スイ
ッチの近傍に位置して水位の変化に従って上下動するマ
グネットを取り付けられたフロートとから構成され、前
記外部ケースには、水面下に没することのないケース上
端位置に注水ノズルと空気抜き穴を備えるとともに、水
面下に没するケース下端位置には入排水口を備えること
より構成したものである。

【００１３】このような構成とした場合、水面付近に浮
かんだ油分や不純物、ゴミなどの汚れは、水面下の所定
深さ位置に没している入排水口を通って外部ケース内に
入り込むことができなくなり、外部ケース内は汚れのな
い綺麗な状態に維持される。このため、油分や不純物、
ゴミなどの汚れが付着してフロート２が動かなくなると
いうようなことがなくなる。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、前記請求項
１記載の発明において、前記外部ケース内部の前記注水
ノズルの下方に位置して、散水孔を穿たれた水流拡散板
を設けたものである。

【００１５】このような構成とした場合、注水された水
は水流拡散板の散水孔を通って外部ケース内全体に撒水
され、外部ケース内に収納されているセンサ本体を効率
的に洗浄することができる。

【００１６】さらに、請求項３記載の発明は、前記請求
項１または２記載の発明において、前記空気抜き穴と入
排水口の穴径を外部ケース内の水面の消波作用を与える
大きさとしたものである。

【００１７】このような構成とした場合、タンク内の水
が波打って上下に揺れても、空気抜き穴と入排水口によ
って外部ケースに出入りする空気と水の量が規制され、
外部ケース内の水位の変動が平滑化される。したがっ
て、外部ケース内の水位を一定に保つことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図２〜図４は本発明に係
る水位センサの実施の形態の一例を示すもので、図２は
斜視図、図３は一部切断斜視図、図４は縦断面図であ
る。なお、これらの図において、前述した従来の水位セ
ンサ（図５）と同一の部分には同一の符号を付して示し
た。

【００１９】図において、１はセンサケース、２はフロ
ート、３は上部ストッパ、４は下部ストッパ、５は上部
リードスイッチ、６は下部リードスイッチ、７はリード
スイッチ充填用の樹脂、８はマグネット、９はリードス
イッチ５，６の接点信号取り出し用のコードであって、
これら符号１〜９で示された部分は、前述した従来の水
位センサ（図６）と同一の構造になる。したがって、以
下においては、この符号１〜９からなる従来の水位セン
サ部分をセンサ本体と呼ぶ。

【００２０】本発明は、このセンサ本体を円筒状の外部
ケース１１内に収納し、外部ケース１１の天井部にセン
サケース１を固着することにより、センサ本体と外部ケ
ース１１を一体化したものである。そして、外部ケース
１１の上端寄り周壁部に注水ノズル１２を設けるととと
もに、外部ケース１１の下底部に入排水口１３を形成
し、さらに、注水ノズル１２の下方に、多数の散水孔１
４ａを穿たれた水流拡散板１４を配置するとともに、こ
の水流拡散板１４よりも下方の周壁部に空気抜き穴１５
を穿設したものである。

【００２１】前記記水流拡散板１４は、後述動作説明か
ら明らかとなるように、注水時の洗浄効果を上げるため
に設けられたもので、水流拡散板１４の中心部の穴は、
センサケース１の外周面と水流拡散板１４との間に間隙
Ｇ₁ が形成されるような大きさとされているとともに、
水流拡散板１４の周縁には、外部ケース１１の内周面と
水流拡散板１４との間に間隙Ｇ₂ を形成するための突起
１６が形成されており、水流拡散板１４はこの突起１６
によって外部ケース１１の内面に固設されている（図３
参照）。

【００２２】なお、図示例では、注水ノズル１２は外部
ケース１１の周壁部に設けたが、外部ケース１０の上端
天井部に設けてもよい。また、入排水口１３は下底部に
形成したが、下底部である必要はなく、水面Ｌ付近に浮
かんだ油分や不純物、ゴミなどの汚れが入り込まない水
中深さ位置であれば、外部ケース１１の下端寄り周壁部
に形成してもよい。また、空気抜き穴１５も、水面下に
没することのない位置であれば、外部ケース１１のどの
位置に形成してもよいものである。

【００２３】次に、上記構造になる本発明の水位センサ
の水位検出動作を、図１を参照して説明する。なお、本
発明の水位センサは、図１に示すように、水タンク１０
の側壁などの所定位置に配管された給水配管１７に注水
ノズル１２を取り付けることにより、外部ケース１１全
体を水タンク１０内の所定の高さ位置に固定配置して使
用されるものである。

【００２４】図１において、図示しない給水装置から給
水配管１７を通って水Ｗが供給されると、この水Ｗは注
水ノズル１２から外部ケース１１内に向けて注水され
る。そして、この注水された水は、図中に矢印（イ)
(ロ)(ハ) で示すように、水流拡散板１４の散水孔１４
ａ、センサケース１の外周面と水流拡散板１４との間の
間隙Ｇ₁ 、外部ケース１１の内周面と水流拡散板１４と
の間の間隙Ｇ₂ を通って下方へ噴出され、外部ケース１
１内に注水される。

【００２５】上記のようにして外部ケース１１内に水が
注水されると、外部ケース１１内の水位はこの注水され
た水の分だけ上がろうとするが、外部ケース１１には空
気抜き穴１５と入排水口１３が形成されているため、外
部ケース１２内の水と外側のタンク内の水はこの入排水
口１３を通して自由に出入りする。このため、外部ケー
ス１１内の水位は、入排水口１３を通じて外部の水位と
速やかに平衡し、同一水位となる。

【００２６】前記注水によってタンク内の水位が上昇し
ていき、フロート２が上部リードスイッチ５の位置まで
達すると、上部リードスイッチ５がマグネット８の磁力
に感応してオンする。このスイッチオンは、コード９を
通じて図示しない制御装置に導かれ、図示しない給水装
置による給水が停止される。また、これとは逆に、タン
ク内の水位が低下していき、フロート２が下部リードス
イッチ６の位置まで達すると、下部リードスイッチ６が
マグネット８の磁力に感応してオンする。このスイッチ
オンは、コード９を通じて制御装置に導かれ、給水装置
による給水が開始される。

【００２７】上記したように、本発明の水位センサは、
従来の水位センサとまったく同じようにしてタンク内の
水位を検出することができるが、更に、従来の水位セン
サでは奏することのできなかった、油分や不純物、ゴミ
などの汚れのセンサ本体への付着防止作用と、洗浄作用
と、水位検出の安定化のための消波作用を実現すること
ができる。

【００２８】まず、油分や不純物、ゴミなどの付着防止
作用について説明すると、本発明の水位センサの場合、
外部ケース１１内の水は下底面に形成した入排水口１３
を介してのみセンサ外部の水と連通している。一般に、
油分や不純物、ゴミなどの汚れは、水面Ｌ付近に浮かん
だり、漂ったりしていることが多い。特に、最も問題と
なる油分は、水よりも軽いために必ず水面Ｌ付近に浮か
んでいる。

【００２９】したがって、この水面Ｌ付近に浮かんだ油
分や不純物、ゴミなどは、水面下の所定深さ位置に没し
ている入排水口１３を通って外部ケース１１内に入り込
むことができない。このため、外部ケース１１の内部は
油分や不純物、ゴミなどが入り込まない綺麗な状態に維
持され、内蔵されたセンサケース１やフロート２に油分
や不純物、ゴミなどの汚れが付着して動かなくなるとい
うようなことがなくなる。

【００３０】また、通常、この種の水タンクには余分な
水を排出するためのオーバーフロー管が設置されている
ので、前記した水位検出による注水動作とは別に、一定
時間毎に自動注水を行ない、外部ケース１１内を可能な
限り綺麗な水で満たして汚れた水の比率をできるだけ小
さく維持するように制御すれば、前記汚れの付着を更に
防止することができる。

【００３１】次に、センサ内部の洗浄作用について説明
すると、注水ノズル１２から注水された水は水流拡散板
１４によって拡散され、水流拡散板１４の散水孔１４
ａ、センサケース１の外周面と水流拡散板１４との間の
間隙Ｇ₁ 、外部ケース１１の内周面と水流拡散板１４と
の間の間隙Ｇ₂ を通って矢印（イ)(ロ)(ハ) のように流
れ落ちていく。したがって、これらのうち、水流拡散板
１４の散水孔１４ａを通って流れ落ちていく矢印（イ）
で示す水は、主としてフロート２周辺に降り注ぎ、その
水流によってフロートやその周辺部材の表面を洗浄す
る。

【００３２】また、センサケース１の外周面と水流拡散
板１４との間の間隙Ｇ₁ を通って流れ落ちていく矢印
（ロ）で示す水は、主としてセンサケース１の外表面を
伝って流れ落ちていき、その水流によってセンサケース
１の外表面を洗浄する。さらに、外部ケース１１の内周
面と水流拡散板１４との間の間隙Ｇ₂ を通って流れ落ち
ていく矢印（ハ）で示す水は、主として外部ケース１１
の内壁面を伝って流れ落ちていき、その水流によって外
部ケース１１の内壁面を洗浄する。このようにして、注
水ノズル１２から注水する度にセンサ内部は自動洗浄さ
れ、センサへの汚れの付着が防止される。

【００３３】さらに、水位検出の安定化のための消波作
用について説明すると、外部ケース１１はその下底部に
形成した入排水口１３と、ケース上端に形成した空気抜
き穴１５とによって外部とつながっている。したがっ
て、この入排水口１３と空気抜き穴１５の穴径を適当な
大きさとし、出入りする空気と水の量を適当に規制して
やれば、図示するように、外部ケース１１の外側の水面
Ｌが波打って上下に揺れている場合でも、ケース内部で
はこの変動を打ち消して水面を平滑化することができ
る。このため、たとえ外部の水面Ｌが上下に大きく揺れ
たとしても外部ケース１１内の水面は上下に変動するこ
とがなくなり、常に正確な水位を検出することができ
る。

【００３４】なお、上述の例では、説明の便宜上、水の
水位を検出する場合を例に採ったが、水以外の液体でも
測定可能である。また、注水ノズル１２から注水する水
も、その用途に応じて、例えば洗浄液を使用することも
できる。また、マグネットに感応する水位検出用のスイ
ッチとしてリードスイッチを用いたが、これに限らず、
例えば磁気感応型の半導体スイッチなどを用いることも
できる。

【００３５】さらに、注水ノズル１２から注水される水
が水道水などの場合には、必要に応じて、注水ノズル１
２と水流拡散板１４との間に形成された空間部に、水道
水中の塩素を除去して硬水を軟水に変えるセラミックな
どを入れるようにしてもよい。

【００３６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その
発明の主旨に沿った各種の変形が可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によるときは、センサ本体を収納した外部ケースの上
端に注水ノズルと空気抜き穴を設けるとともに、ケース
下端には入排水口を設けたので、水面付近に浮かんだ油
分や不純物、ゴミなどの汚れが簡単に外部ケース内に入
り込むことがなくなる。このため、外部ケース内は汚れ
の入り込まない綺麗な状態に維持され、センサ本体に油
分や不純物、ゴミなどの汚れが付着してフロートが動か
なくなるというようなことがなくなる。

【００３８】また、請求項２記載の発明によるときは、
前記外部ケースの内部の前記注水ノズルの下方に位置し
て、散水孔を穿たれた水流拡散板を設けたので、注水さ
れた水は水流拡散板によって外部ケース内に散水され
る。このため、注水ノズルから直接水を注ぎ込む場合に
比べてセンサ本体を効率的に洗浄することができる。

【００３９】さらに、請求項３記載の発明によるとき
は、前記空気抜き穴と入排水口の穴径を外部ケース内の
水面の消波作用を与える大きさとしたので、外部ケース
の外側の水が波打って上下に揺れても、外部ケース内の
水位の変動を平滑化して一定に保つことができる。この
ため、水位を常に正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水位センサの動作説明図である。

【図２】本発明の水位センサの斜視図である。

【図３】本発明の水位センサの一部切断斜視図である。

【図４】本発明の水位センサの縦断面図である。

【図５】従来の水位センサの構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ センサケース ２ フロート ３ 上部ストッパ ４ 下部ストッパ ５ 上部リードスイッチ ６ 下部リードスイッチ ７ 充填用樹脂 ８ マグネット ９ コード １０ 水タンク １１ 外部ケース １２ 注水ノズル １３ 入排水口 １４ 水流拡散板 １４ａ 散水孔 １５ 空気抜き穴 １６ 突起 １７ 給水配管 Ｗ 水 Ｌ 水面 Ｇ₁ センサケースの外周面と水流拡散板との間の間隙 Ｇ₂ 外部ケースの内周面と水流拡散板との間の間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ本体と、該センサ本体を収納した
   外部ケースとからなり、 前記センサ本体は、少なくとも、磁気に感応して作動す
   るスイッチと、該スイッチの近傍に位置して水位の変化
   に従って上下動するマグネットを取り付けられたフロー
   トとから構成され、 前記外部ケースには、水面下に没することのないケース
   上端位置に注水ノズルと空気抜き穴を備えるとともに、
   水面下に没するケース下端位置には入排水口を備えたこ
   とを特徴とする水位センサ。
2. 【請求項２】 前記外部ケースの内部の前記注水ノズル
   の下方に位置して、散水孔を穿たれた水流拡散板を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の水位センサ。
3. 【請求項３】 前記空気抜き穴と入排水口の穴径を外部
   ケース内の水面の消波作用を与える大きさとしたことを
   特徴とする請求項１または２記載の水位センサ。