(57)【要約】【課題】接液ダイアフラムに異物や沈殿物が付着するのを確実に防止でき精度の高い測定を可能にするとともに、洗浄時にダイアフラムが変形したり破損するのを防止することができ、さらにエアやドレンが抜け易い構造をもった差圧・圧力発信器用リングを提供する。【解決手段】接液ダイアフラム９を有する受圧器１０と、濾過器３６が組み込まれたリング２０とをタンク１の圧力取出部４に複数本のボルト３７によって固定する。濾過器３６は液体２中の異物や沈殿物を取り除き、接液ダイアフラム９に付着するのを防止する。また、タンク１内の洗浄時には洗浄液が接液ダイアフラム９に直接当たるのを防止する。リング２０には、さらにドレン抜き用の孔４４とエア抜き用の孔４５が形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接液ダイアフラムを有しタンクの圧力取出部に取付けられる受圧器を備え、前記接液ダイアフラムに加わる圧力を発信器本体に封入液を介して導き圧力センサによって測定する差圧・圧力発信器に用いられるリングであって、
内部に前記接液ダイアフラムを覆い液体中の異物を取り除く濾過器を内蔵し、前記受圧器と前記圧力取出部との間に介装されたことを特徴とする差圧・圧力発信器用リング。
【請求項２】
請求項１記載の差圧・圧力発信器用リングにおいて、
ドレン抜き用孔を備えていることを特徴とする差圧・圧力発信器用リング。
【請求項３】
請求項１または２記載の差圧・圧力発信器用リングにおいて、
エア抜き用孔を備えていることを特徴とする差圧・圧力発信器用リング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク内の液面高さ等を測定する差圧・圧力発信器にアダプタとして用いられるリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品、薬品等の分野においては、洗浄、殺菌、菌繁殖の防止等、所謂サニテーション（衛生）が要求される食品装置や化学装置では、各種の液体をバッチ運転で扱うことが多い。このため、これら各バッチ間に洗浄工程を設け、タンク内および受圧器の接液ダイアフラムを洗浄液によって洗浄するようにしている。
【０００３】
また、例えば液体が粘性の高い油のような場合も、残液が接液ダイアフラムに付着して固化すると、ダイアフラムが正常に機能しなくなり、測定誤差の原因となるため、タンクを空にした時に点検して洗浄するようにしている。
【０００４】
このようなタンク内や接液ダイアフラムの洗浄は、洗浄能力を上げるために、通常ノズルから洗浄液を高圧のジェット流にしてタンク内壁面に向けて噴射させることにより行っている。
【０００５】
図２に洗浄装置を備えた従来のタンクとリモートシール型差圧・圧力発信器を示す。同図において、１は液体２を貯蔵する大気開放型のタンクで、内部上方に高圧洗浄ノズル３を有し、下部外周面にはフランジ４ａ付きの圧力取出部４が突設されている。
【０００６】
５はリモートシール型の差圧・圧力発信器で、シールダイアフラム６と圧力センサ７を有し、このセンサによって測定した圧力を外部機器に発信する発信器本体８と、接液ダイアフラム９を有し前記タンク１の圧力取出部４に外付けされる測圧端としての受圧器１０とを備えている。そして、この受圧器１０と前記発信器本体８とをキャピラリチューブ１１によって接続し、接液ダイアフラム９に加わる圧力Ｐ（液体２のヘッド圧）をキャピラリチューブ１１内に封入した圧力伝達媒体としての封入液１２を介して発信器本体８に導き、前記圧力センサ７により大気圧Ｐ０  を基準圧として測定することにより、液体２の液面高さＨを測定するように構成されている。
【０００７】
タンク１内を洗浄するときは、内部の液体２を抜き取った後、ポンプ１４を駆動して洗浄液タンク１３内の洗浄液を配管１５を介して高圧洗浄ノズル３に導き、高圧ジェット流にしてタンク１の内壁に向けて噴射させる。このとき、ジェット流の一部は、圧力取出部４内に入り、接液ダイアフラム９の表面を洗浄するが、高圧のジェット流が接液ダイアフラム９に直接当たると同ダイアフラムが塑性変形したり破損するおそれがあるため、タンク１内に遮蔽板１６を前記圧力取出部４に近接して対向するように設置することにより、ジェット流が接液ダイアフラム９に直接当たらないように保護している。
【０００８】
接液ダイアフラム９の他の洗浄方法としては、例えばタンク洗浄用のノズルとは別個に専用のノズルを接液ダイアフラム９の外周部付近に設け、この洗浄ノズルから洗浄液をダイアフラム面と略並行に噴射させることにより接液ダイアフラムを洗浄する方法がある（例えば、特許文献１，２参照）。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−３３１４１８号公報
【特許文献２】
特願２００２−２３０９００号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の差圧・圧力発信器は、いずれも接液ダイアフラムを洗浄液によって洗浄しているだけであるため、使用中に液体中に含まれている異物や液体からの沈殿物が接液ダイアフラムに付着すると、接液ダイアフラムが正常に動作しなくなり、測定精度が低下するという問題があった。
また、洗浄時に高圧のジェット流が接液ダイアフラムに直接当たると、接液ダイアフラムが塑性変形したり破損するという問題があった。さらに、このような接液ダイアフラムの変形や破損を防止するためにダイアフラム専用の噴射ノズルを設ける場合は、構造が複雑化し高価になるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で接液ダイアフラムに異物や沈殿物が付着するのを確実に防止でき精度の高い測定を可能にするとともに、洗浄時にダイアフラムが変形したり破損するのを防止することができ、さらにエアやドレンが抜け易い構造をもった差圧・圧力発信器用リングを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、接液ダイアフラムを有しタンクの圧力取出部に取付けられる受圧器を備え、前記接液ダイアフラムに加わる圧力を発信器本体に封入液を介して導き圧力センサによって測定する差圧・圧力発信器に用いられるリングであって、内部に前記接液ダイアフラムを覆い液体中の異物を取り除く濾過器を内蔵し、前記受圧器と前記圧力取出部との間に介装したものである。
【００１３】
第１の発明においては、濾過器（フィルタ）が液体中に含まれている異物や沈殿物を取り除き接液ダイアフラムに付着するのを防止する。また、洗浄時において、濾過器は洗浄液のジェット流が接液ダイアフラムに直接当たるのを防止する。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、ドレン抜き用孔を備えたものである。
【００１５】
第２の発明においては、リング内に溜まるドレンをドレン抜き用孔から外部に排出する。
【００１６】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、エア抜き用孔を備えたものである。
【００１７】
第３の発明においては、リング内のエアをエア抜き用孔から外部に排出する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るリングを備えた差圧・圧力発信器の一実施の形態を示す断面図である。なお、従来技術の欄で示した構成部材と同一のものについては、同一符号をもって示す。全体を符号５で示すリモートシール型差圧・圧力発信器は、大気圧Ｐ０  を基準圧としてタンク１内の液体２の液面高さを測定する発信器本体８と、この発信器本体８にキャピラリチューブ１１を介して接続された測圧端としての受圧器１０と、前記発信器本体８内に設けられた圧力センサ７と、前記タンク１の圧力取出部４と前記受圧器１０との間にシール部材２１Ａ，２１Ｂを介して配設された濾過器付きのリング２０等で構成されている。
【００１９】
前記タンク１は、図１に示したタンクと同様に液体２を貯蔵する大気開放型のタンクで、内部上方に高圧洗浄ノズル３を有し、下部外周面にはフランジ４ａを備えた圧力取出部４が一体に突設されている。
【００２０】
前記発信器本体８は、ボディ２２の一側面に取付けられたシールダイアフラム６と、ボディ２２内に封入回路２３ａ，２３ｂを仕切って組み込まれた前記圧力センサ７と、シールダイアフラム６を覆うカバー２４等を備え、前記受圧器１０の接液ダイアフラム９に加わる液体２の圧力Ｐ（ヘッド圧）と前記シールダイアフラム６に加わる大気圧Ｐ０  を、圧力センサ７のダイアフラム２５に封入液１２を介して導びくように構成されている。
【００２１】
前記圧力センサ７は半導体圧力センサからなり、前記ボディ２２のヘッダ部２２ａ内に組み込まれており、半導体ダイアフラム２５によって仕切られた２つの室２６Ａ，２６Ｂを有している。これらの室２６Ａ，２６Ｂのうち一方の室２６Ａは前記キャピラリチューブ１１に封入回路２３ａを介して接続され、他方の室２６Ｂは前記シールダイアフラム６の裏側に設けたダイアフラム室２７に封入回路２３ｂを介して接続されている。したがって、半導体ダイアフラム２５の一方の面には前記受圧器１０の接液ダイアフラム９に加わるタンク１内の圧力Ｐがキャピラリチューブ１１および封入液回路２３ａ内の封入液１２を介して加えられ、他方の面には前記シールダイアフラム６に加えられる大気圧Ｐ０  がダイアフラム室２７および封入液回路２３ｂ内の封入液１２を介して加えられている。
【００２２】
前記受圧器１０は、ＳＵＳ３１６，３０４等のオーステナイト系ステンレスによって製作され表面中央に凹部３２を有する円盤状のダイアフラムベース３１と、このダイアフラムベース３１の表面に取付けられ前記凹部３２を覆う接液ダイアフラム９とを備えている。接液ダイアフラム９は、前記シールダイアフラム６と同様に、ステンレスなどの薄膜状金属板を塑性加工することにより円板状に形成されて外周縁部が溶接によってダイアフラムベース３１の表面に接合されている。前記凹部３２は封入液１２の封入によってダイアフラム室３３を形成しており、流通孔３４を介して前記キャピラリチューブ１１に接続されている。
【００２３】
前記リング２０は、内部に濾過器３６が組み込まれ、前記フランジ４ａとダイアフラムベース３１との間にガスケット２１Ａ，２１Ｂを介して介装され、複数本のボルト３７によって前記ダイアフラムベース３１とともに前記フランジ４ａに固定されている。リング２０は、前記圧力取出部４の外径と略同一の内径を有する大径孔部３８ａと、前記ダイアフラム室３３より若干小さい内径を有する小径孔部３８ｂとからなる異径孔３８を有し、大径孔部３８ａと小径孔部３８ｂとの段差部に前記濾過器３６が嵌着され、かつ複数個の止めねじ３９によって固定することにより、前記接液ダイアフラム９を覆っている。なお、ダイアフラムベース３１の背面にはフランジ４０がボルト４１によって固定されており、このフランジ４０が前記タンク１側のフランジ４ａに前記ボルト３７によって連結されている。
【００２４】
前記濾過器３６は、液体２中に含まれている異物や沈殿物を取り除き接液ダイアフラム９の表面にそれらが直接付着するのを防止するためのもので、材質はステンレス等を用い、エレメント３６ａと、取付用のフレーム３６ｂとから構成されている。前記エレメント３６ａはスリット状に形成されており、そのスリット幅は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度以下で等間隔に設計されている。また、濾過器３６は、タンク１内の洗浄時に圧力取出部４内に吹き込まれる洗浄液のジェット流が接液ダイアフラム９に直接当たるのを防止する障壁としての機能をも有している。なお、前記濾過器３６のエレメント３６ａの形状は、スリット状に限られるものではなく、液体２中に含まれている異物などを取り除き接液ダイアフラム９の表面にそれらが直接付着するのを防止することができ、なおかつ接液ダイアフラム９に正確に圧力を伝えることができるものであれば、例えば網目状などでもよい。
【００２５】
さらに、前記リング２０には、２つの孔４４，４５が周方向に略１８０度ずれて形成されている。これらの孔４４，４５は圧力取付部４にリング２０が装着された状態において、下方に位置する孔４４がドレン抜き用孔として用いられ、上方に位置する孔４５がエア抜き用孔として用いられるものであり、半径方向に形成されることにより外端がリング２０の外周にそれぞれ開口し、内端が大径孔部３８ａに連通している。ドレン抜き用孔４４には切換弁４６を有するドレンパイプ４７の一端が接続されており、通常はバルブ４６によって閉止されている。エア抜き用孔４５は、プラグ４８によって通常閉止されている。
【００２６】
このような構造からなるリモートシール型差圧・圧力発信器５において、タンク１内の液体２の圧力Ｐは、圧力取出部４、リング２０および濾過器３６を通って受圧器１０の接液ダイアフラム９に加えられている。また、この圧力Ｐは、ダイアフラム室３３、流通孔３４、キャピラリチュ−ブ１１および封入回路２３ａ内の封入液１２を介して圧力センサ７に導かれ、半導体ダイアフラム２５の一方の面に加えられている。一方、発信器本体８のシールダイアフラム６には大気圧Ｐ０  が導かれ、ダイアフラム室２７、封入回路２３ｂ内の封入液１２を介して圧力センサ７に導かれ、半導体ダイアフラム２５の他方の面に加えられている。したがって、半導体ダイアフラム２５は、圧力Ｐと大気圧Ｐ０  の差圧に応じて歪み、その歪み量が電気信号に変換されて取り出され演算処理することにより、タンク１内の液面高さが測定される。
【００２７】
液体２の処理が終了し、他の液体をバッチ運転で扱うときには、その前工程として切換弁４６を開きタンク１内の液体２を抜き取る。そして、タンク１と接液ダイアフラム９の洗浄を行う。タンク１の洗浄は、切換弁４６を開いた状態で図２に示したポンプ１４の駆動によって洗浄液タンク１３から洗浄液を高速洗浄ノズル３に導き、タンク内壁に向けて高圧ジェット流として噴射することにより行う。このとき、圧力取出部４内にジェット流の一部が入り込むが、このジェット流は濾過器３６に当たると飛散してそのエネルギの大半を失うため、濾過器３６を透過したジェット流が接液ダイアフラム９に当たっても同ダイアフラムを塑性変形させたり破損させたりすることはない。
【００２８】
タンク１および接液ダイアフラム９の洗浄には、通常水、温水等が用いられるが、サニタリー仕様の場合は、水、温水等で洗浄した後、第２の洗浄工程としてさらに純水等による洗浄が行われる。
【００２９】
タンク１と接液ダイアフラム９を洗浄した後、切換弁４６を閉じてドレン抜き用孔４４とドレンパイプ４７を不連通状態とし、もってタンク１および接液ダイアフラム９の洗浄を終了する。なお、タンク１内への液体２の供給に際して、リング２０内のエアを抜いたり、差圧・圧力発信器５のゼロ点を調整するときには、プラグ４８を開いてエア抜き用孔４５を外部に開放させる。
【００３０】
このような構造からなるリモートシール型圧力発信器５によれば、濾過器３６によって液体２中の異物や沈殿物を取り除くようにしているので、接液ダイアフラム９に液体２中の異物や沈殿物が付着するのを防止することができる。したがって、接液ダイアフラム９の汚れが少なく、長期間にわたって高精度な測定を可能にする。
【００３１】
また、圧力取出部４内に入った洗浄液のジェット流は濾過器３６に当たると飛散し、その一部が濾過器３６を通過して接液ダイアフラム９の表面に当たるが、洗浄液の噴射エネルギは濾過器３６との衝突によって著しく減少するため、接液ダイアフラム９を塑性変形させたり破損させたりすることはない。
【００３２】
また、濾過器３６が組み込まれたリング２０は、接液ダイアフラム９の保護機能に加えてドレン抜きとエア抜き機能をも有しているので、ドレン抜き用孔とエア抜き用孔を有するフランジを別個に製作して取付ける必要がなく、差圧・圧力発信器５の部品点数の増加を最小限に抑えることができる。なお、タンク１の洗浄時にリング２０を圧力取付部４から取外して濾過器３６をチェックし、目詰まりしている場合は新しいものと交換することが好ましい。
【００３３】
なお、上記した実施の形態においては、大気圧Ｐ０  を基準圧としてタンク１内の液面高さを測定するリモートシール型差圧・圧力発信器５に適用した例を示したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、真空圧を基準圧として測定する絶対差圧・圧力発信器や、液体２の２点間の圧力差を測定する差圧・圧力発信器にも適用することが可能である。
【００３４】
さらに、上記した実施の形態ではキャピラリチューブ１１によって発信器本体８と受圧器１０を接続したリモートシール型差圧・圧力発信器５に適用したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、キャピラリチューブ１１を用いず発信器本体８と受圧器１０をフランジ接続し、受圧器１０をタンク１の圧力取出部４に固定して使用するように構成した所謂フランジ型の差圧・圧力発信器にも全く同様に適用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る差圧・圧力発信器用リングによれば、液体中の異物や沈殿物を取り除く濾過器を組み込んだリングをタンクの圧力取出部と受圧器との間に介装したので、接液ダイアフラムに液体中の異物や沈殿物が付着するのを防止することができる。したがって、接液ダイアフラムの汚れが少なく、長期間にわたって精度の高い測定を可能にする。また、接液ダイアフラムの洗浄にあたっては、濾過器が洗浄液から接液ダイアフラムを保護し強い洗浄液がダイアフラムに直接当たらないようにしているので、洗浄液による接液ダイアフラムの塑性変形や破損を防止することができる。
また、リングはドレン抜きとエア抜きの機能をも有しているので、リング内に溜まったドレンやエアを外部に確実に排出することができ、特にサニタリー用の差圧・圧力発信器に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリングを備えた差圧・圧力発信器の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】洗浄装置を備えた従来のタンクとリモートシール型差圧・圧力発信器を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…タンク、２…液体、３…高圧洗浄ノズル、４…圧力取出部、５…リモートシール型差圧・圧力発信器、６…シールダイアフラム、７…圧力センサ、８…発信器本体、９…接液ダイアフラム、１０…受圧器、１２…封入液、２０…リング、３１…ダイアフラムベース、３６…濾過器、４４…ドレン抜き用孔、４５…エア抜き用孔、４７…ドレンパイプ。
【図１】
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【図２】
2004294285.tif 000004