JP4284466B2

JP4284466B2 - 高温液体の液面検知装置

Info

Publication number: JP4284466B2
Application number: JP2005019514A
Authority: JP
Inventors: 辰雄佐藤
Original assignee: NIHON KLINGAGE CO Ltd
Current assignee: NIHON KLINGAGE CO Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2006208141A

Description

本発明は、発電用ボイラなどの不透明容器内に存在する熱水など高温液体の液面を現用一般の安価な液面検知体で常時確実に検知できる高温液体の液面検知装置に関する。

従来のマグネット内装フロート式の液面検知装置（液面計）には、本出願人等が先に提案した特許文献１に記載のように、液面を検知すべき液体容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する液体にマグネット内装フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した透視窓板付きの非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けて回転作動する色分けマグネットロータによる多数の液面検知体を上下所定間隔毎に枢支配設した液面検知装置が周知である。

また、これとは別に、蓄電池の電解液を自然冷却する装置として、下記の特許文献２に記載のように、蓄電池の電解液液体容器内の電解液に挿入した冷媒蒸発用熱交換コイルと煙突内上部に配置した冷媒凝縮用熱交換コイルとの間に受液器を設けて上記冷媒凝縮用熱交換コイルの発熱を煙突内の上昇気流により空冷することで、蓄電池の電解液の熱を前記冷媒蒸発用熱交換コイルの吸熱作用で自然空冷可能にした自然冷却装置も周知である。
特許第２８１８７５３号公報特開２００３−２５４６５６号公報

前記特許文献１におけるマグネットロータによる多数の液面検知体は、スタンドコラムの外周面に平行立設した内部の熱が逃げづらい密閉ケース内部に回転可能に枢支したものだから、例えば発電用ボイラなど不透明容器内に存在する３３０°Ｃ程度の熱水の水面検知装置として常温外気中で用いた場合、上記スタンドコラムと密閉非磁性ケースおよびその中の液面検知体とが共に３００°Ｃ程度の高温使用状態になるので、液面検知体の磁力が低下したり、磁性が弱化してしまう結果、前記液体容器内熱水の水面の変化に対応して微小または大きく上下動するマグネットフロートに追従して液面検知体が回転作動しなくなり、肝心の液面検知が不可能になり易いという本質的かつ、大きな問題点が有る。

この問題点を解決するために、上記マグネットロータによる多数の液面検知体をキューリー点が４００°Ｃ程度以上の希土類マグネットやアルニコ磁石など高価な高磁力耐熱マグネットで構成すればよいことになるが、この場合、多量製造により安価に使用できるキューリー点が３００°Ｃ程度以下の現用一般の焼結フェライト成形磁石ロータや一般的な磁力感知型リードスイッチなど現用一般の安価な液面検知体の多数を上記高価な高磁力耐熱マグネットに全部変更する必要が有り、多数の液面検知体の非磁性ケース内への枢支間隔の変更や液面検知体の製造コストの観点から、液面検知装置に上記高磁力耐熱マグネットによる液面検知体を簡単には採用できないという本質的な問題点が生じる。

また、前記特許文献２の従来例は、蓄電池の電解液容器内の電解液に挿入した冷媒蒸発用熱交換コイルと、煙突と称している縦管内上部に配置した冷媒凝縮用熱交換コイルとの間に受液器を設けて冷媒凝縮用熱交換コイルの発熱を上記縦管内の気流により空冷することで、蓄電池の電解液の熱を前記冷媒蒸発用熱交換コイルの吸熱作用で冷却可能にした自然冷却装置だから、この自然冷却装置のままでは、発電用ボイラ内の熱水など高温液体の液面検知装置には使用できないという本質的な問題点が有るし、この特許文献２の従来例には、受液器と冷媒循環配管経路が必要のため構成複雑で、その部品管理・組立製造・梱包保管・運搬流通・販売購入・開梱使用・保守点検などのすべての面で扱い辛く不便で面倒であるし、価格の面でも不利であるという本質的かつ、大きな問題点が有る。

本発明は、発電用ボイラなどの不透明容器内に存在する熱水など高温液体の液面を現用一般の安価な液面検知体で常時確実に検知可能にすることを目的とする。

上記した本発明の目的は、液面を検知すべき不透明容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する高温液体に耐熱マグネット内装済フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けて作動する多数の液面検知体を上下所定間隔毎に配設すると共に、前記非磁性ケースの上下にそれぞれ通気孔を透設することで、これら各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を自然空冷可能としたことで達成できた。

本発明は、以上のような手段を採用したので、以下に記載の効果を奏する。
本発明における多数の液面検知体は、対流による自然空冷可能な上下開放の非磁性ケース内に所定間隔毎に配設したので、前記各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を一挙に自然空冷できるので、本発明による高温液体の液面検知装置を例えば発電用ボイラなど不透明容器内に存在する３３０°Ｃ程度の熱水の水面検知装置として常温外気中で用いた場合、前記スタンドコラム表面と非磁性ケースとがそれぞれ３００°Ｃ程度の高温使用状態になっていても、前記各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、このケース内温度を一挙に２００°Ｃ以下に自然空冷できる。

したがって、前記多数の液面検知体は、常に２００°Ｃ程度の雰囲気に存在可能になったので、キューリー点が２５０°Ｃ程度以下の多量製造により安価に使用できる円柱成形焼結フェライト磁石で作った現用一般の非耐熱マグネットからなる液面検知体をそのまま使用しても、その作動や作用を妨げる主要因、すなわち、高温による液面検知体の磁力低下を初めとして高温による感磁特性の変化が無くなった結果、前記液体容器内に存在する熱水の液面の変化に対応して微小または大きく上下動するマグネットフロートに常時精確に追従して上記多数の液面検知体が順次に作動し、肝心の液面検知が常に精確に実行でき、しかも本発明は、前述したように、現用一般の安価な液面検知体をそのまま使用できるので、液面検知体の使用変更に伴う非磁性ケース内配設間隔の変更や液面検知体の製造コストなどを考慮せず簡単に実施できるという優れた効果が有る。

また、前記特許文献２の蓄電池電解液を自然冷却する装置では不可能であった高温液体の液面検知装置を本発明では前述したように立派に実現できたし、さらに、前記特許文献２のものにおいて必要であった冷媒循環配管経路などが、本発明では一切不要であるため、液面検知装置としての部品管理・組立製造・梱包保管・運搬流通・販売購入・開梱使用・保守点検などすべての面で扱い易くなったという優れた効果も有る。

本発明における請求項５および請求項６の各発明によれば、それぞれ前記諸効果に加え、非磁性ケースにおける上（または／および）下の通気孔に曲管を外向きに連通取着したので、高温のスタンドコラムから離れた比較的に低温の外気を下の曲管から取り入れることができると共に、各通気孔を大きく形成しても、上の通気孔に連通取着した曲管による雨水侵入防止作用で、上の通気孔から非磁性ケース内に雨水が侵入しないので、前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流を可及的に大きくでき、多数の液面検知体を一層良好に自然空冷できるという効果を付加できた。

本発明を実施するための最良の形態例としては、先ず図１、図２に示すように、液面を検知すべき例えば発電用ボイラなど３３０°Ｃ程度の高温高圧熱水を入れる不透明な液体容器１の外周面に予め上下の連結管２でステンレス鋼管など非磁性のスタンドコラム３を連通立設すると共に、このコラム３内に存在する３００°Ｃ程度の熱水など高温高圧液体Ｗに図３のようなステンレス鋼などの非磁性材で作った周知の耐熱マグネット内装済フロートＦを図１のように浮遊配設するのであるが、この場合には、上記図３のような希土類マグネットやアルニコ磁石で作った二枚の偏平リング状耐熱磁石の間に円板ヨークｙを挟んで同極同士を対向させたサンドイッチ構造の高磁力耐熱マグネットＭを同図のように上下の取り付け座ｍによる周知の手段でフロートＦ内の上部に予め内装しておく。

一方、前記スタンドコラム３の外周面には、耐熱ガラス板などの透視窓板４Ｂを有するアルミニウム製など周知の縦長非磁性ケース４を図４のような締め付けバンドＢや止めねじｎなどの周知の取着手段で隣接させて平行立設すると共に、このケース４内には、上記フロート内マグネットＭからの水平磁力を受けて回転作動する円柱成形焼結フェライト磁石ロータなど、多量製造により安価に使用できる現用一般の紅白色分け回転羽式マグネットロータによる多数の液面検知体５をその両側枢軸５Ａなどにより、周知の手段で図１・図３のように上下所定間隔毎に整然と回転可能に枢支配設する。

次いで、本発明では、前記非磁性ケース４の上下にそれぞれ図１・図３のような通気孔４Ａを透設することで、これら各通気孔４Ａを経て前記ケース内温度と外気との温度差でケース４内に発生した図３の矢示のような上昇気流Ａにより、前記多数の液面検知体５を一挙に自然空冷できる本発明による液体の直視式液面検知装置を構成できた。

ただし、前記非磁性ケース４の上下の通気孔４Ａは、可及的に大きく形成した方がよいが、前記非磁性ケースにおける上（または／および）下の通気孔に曲管４Ｃを図３のように外向きに連通取着することで、高温のスタンドコラム３から離れた比較的に低温の外気を下の通気孔４Ａから取り込めると共に、各通気孔４Ａを大きく形成しても、上の通気孔４Ａに連通取着した曲管４Ｃによる雨水侵入防止作用で、上の通気孔４Ａから非磁性ケース４内に雨水が侵入流下しないので、前記ケース内外の温度差でケース４内に発生した上昇気流Ａを可及的に大きくでき、多数の液面検知体を一層良好に自然空冷できる。

本発明は以上のような構成となしたので、その使用に当たり、不透明容器１からスタンドコラム３内に低温または高温の液体Ｗが入いると、図１・図３のようにフロートＦは、その吃水線Ｌが液体容器１内の液面ａ、すなわちスタンドコラム３内の液面ａに合致した位置で上記コラム３内の液体Ｗに浮かぶ。

上記液面ａの変化に追従してフロートＦは昇降するから、フロートＦの吃水線Ｌに合致させたフロート内マグネットＭから水平方向に延びる磁力線により、前記スタンドコラム３の外周面に図１・図３のように平行立設した前記非磁性ケース４内の前記多数の液面検知体５は上記液面ａの変化に追従して順次に回動し、液面位を非磁性ケース４の透視窓板４Ｂを経て色分け透視できると共に、その脇のスケール目盛などで液面高さを測定することもでき、発電用ボイラなどの不透明容器１内に存在する熱水など高温高圧の液体Ｗの液面を多量製造により安価に使用できる現用一般の液面検知体で常時確実に検知できる。

そして、本発明における肝心の液面検知体５は、上下にそれぞれ通気孔４Ａを透設した非磁性ケース４内に上下所定間隔毎に配設してあり、各通気孔４Ａを経て前記ケース４の内外の温度差でケース内に発生した図３のようなケース４内の上昇気流Ａにより、前記多数の液面検知体５を一挙に自然空冷できるから、例えば発電用ボイラなど不透明容器内に存在する３３０°Ｃ程度の高温高圧熱水の水面検知装置として、本発明による液面検知装置を常温外気中で用いた場合に、スタンドコラム３の表面温度が３００°Ｃ程度であっても、上記自然空冷可能な非磁性ケース４内の温度は、上記ケース４内の上昇気流Ａにより２００°Ｃ程度まで低下するので、多数の液面検知体５は常に２００°Ｃ程度の雰囲気に存在可能になった。

したがって、前記フロート内マグネットＭからの磁力を受ける多数の回転羽式マグネットロータによる前記各図のような液面検知体５や、図５のような多量製造により安価に使用できる色分けマグネットローラによる多数の液面検知体５の作動や作用を妨げる高温雰囲気による液面検知体５の磁力低下要因が無くなった結果、これら多数の液面検知体５に現用一般の安価な液面検知体を用いても、これら各液面検知体５は、それぞれ前記スタンドコラム３内に存在する熱水Ｗの水面の変化に対応して微小または大きく上下動するフロートＦに常時精確に追従して作動し、液面検知が常に精確に実行可能になった結果、発電用ボイラなどの不透明容器１内に存在する熱水など液体Ｗの液面を現用一般の安価な液面検知体５で常時確実に検知可能になった。

また、図６のような多量製造により安価に使用できる現用一般のガラス管密閉式感磁型リードスイッチによる液面検知体５と抵抗素子Ｒなどの組み合わせ回路や、現用一般の安価なホール素子による多数の液面検知体と抵抗素子などの組み合わせ回路の作動や作用を妨げる高温雰囲気によるリードスイッチの感磁特性の変化要因や、ホール素子の磁気−電気変換特性の変化要因と、上記抵抗素子Ｒなどの高温による抵抗値変化がそれぞれ大幅に減少した結果、これら多数の液面検知体５や抵抗素子Ｒに現用一般の安価なものを用いても、これら各液面検知体５は、それぞれ前記スタンドコラム３内に存在する熱水Ｗの水面の変化に対応して微小または大きく上下動するフロートＦに常時精確に追従して作動すると共に、上記抵抗素子Ｒなど電気部品の高温による抵抗値変化が減少した結果、発電用ボイラなどの不透明容器１内に存在する熱水など液体Ｗの液面を現用一般の安価な液面検知体５や抵抗素子Ｒなどの電気部品で常時確実に検知可能になった。

なお、上記図５・図６において、図３の符号と同一符号を付した部分は、図３における各部と同一部分または均等部分を示し、また、図６における符号６で示す部分は、リードスイッチやホール素子からなる多数の液面検知体５と多数の抵抗素子Ｒなど電気部品との組み合わせ回路を上下順次に接続内装した防水保護筒体であり、この筒体６を前記非磁性ケース４内に図６のように収容して使用する。

前記多数の液面検知体５として、それぞれ周知のガラス管密閉式感磁型リードスイッチや周知のホール素子を前記図６のように設置して用いた場合には、これらリードスイッチやホール素子などの液面検知体５と多数の抵抗素子Ｒなど電気部品との前記組み合わせ回路を取り纏めて発電用ボイラから遠く離れた液面制御室まで延在し、ＬＥＤ素子などの多数の発光表示素子に各別に分散接続することで、これら各発光表示素子を前記不透明容器１内の液体Ｗの液面ａに対応させて順次リアルタイムで発光させることができ、遠く離れた発電用ボイラなどの不透明容器１内の液体Ｗの液面ａを上記液面制御室で表示したり、リモートコントロールできる。

本発明による高温液体の液面検知装置は、そのまま低温液体の液面検知装置として、当然に利用できる。

本発明実施形態の一例を示す縦断側面図同上要部の立面図本発明要部の拡大断面図図３における要部横断平面図本発明要部の他の例を示す拡大断面図本発明要部のさらに他の例を示す拡大断面図

符号の説明

１高温液体容器
２上下の連結管
３スタンドコラム
４非磁性ケース
４Ａ通気孔
４Ｂ透視窓板
４Ｃ曲管
５液面検知体
６防水保護筒体
Ａ非磁性ケース内の上昇気流
ａ液面
Ｆ耐熱マグネット内装済フロート
Ｍフロート内マグネット
Ｌ浮遊フロートの吃水線
Ｗ高温液体

Claims

液面を検知すべき不透明容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する高温液体に耐熱マグネット内装済フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けて作動する多数の液面検知体を上下所定間隔毎に配設すると共に、前記非磁性ケースの上下にそれぞれ通気孔を透設することで、これら各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を自然空冷可能となした高温液体の液面検知装置。
液面を検知すべき不透明容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する高温液体に耐熱マグネット内装済フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した透視窓板付きの非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けて回転作動するマグネットロータによる多数の液面検知体を上下所定間隔毎に枢支配設すると共に、前記非磁性ケースの上下にそれぞれ通気孔を透設することで、これら各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を自然空冷可能となした高温液体の液面検知装置。
液面を検知すべき不透明容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する高温液体に耐熱マグネット内装済フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けて開閉作動する感磁型リードスイッチからなる多数の液面検知体を上下所定間隔毎に配設すると共に、前記非磁性ケースの上下にそれぞれ通気孔を透設することで、各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を自然空冷可能となした高温液体の液面検知装置。
液面を検知すべき不透明容器に上下の連結管で連通立設した非磁性のスタンドコラム内に存在する高温液体に耐熱マグネット内装済フロートを浮遊配設する一方、前記スタンドコラムの外周面に平行立設した非磁性ケース内に前記フロート内マグネットからの磁力を受けるホール素子からなる多数の液面検知体を上下所定間隔毎に配設すると共に、前記非磁性ケースの上下にそれぞれ通気孔を透設することで、これら各通気孔を経て前記ケース内外の温度差でケース内に発生した上昇気流により、前記多数の液面検知体を自然空冷可能となした高温液体の液面検知装置。
前記非磁性ケースにおける上の通気孔に曲管を外向きに連通取着してなる請求項１から請求項４までのいずれか一つの請求項に記載の高温液体の液面検知装置。
前記非磁性ケースにおける下の通気孔に曲管を外向きに連通取着してなる請求項１から請求項５までのいずれか一つの請求項に記載の高温液体の液面検知装置。