レベルフロートスイッチガイド: 仕組み、種類、仕様、選択のヒント

天井の空隙に溢れた 1 つの凝縮水受けは、通常、それを報告しなかったスイッチよりもはるかに高価です。これはレベルフロートスイッチの実際のケースです。液体が設定された高さに達すると電気接点を開閉する機械装置で、損傷が広がる前にポンプが起動したり、警報が鳴ったり、コンプレッサーが停止したりします。冷凍・空調設備の保守作業や日常のタンク業務では、感知素子に電源が不要で、光学式プローブや導電率プローブよりも汚れや油膜に対する耐性が高く、技術者が数秒で手動で確認できるため、これらのスイッチが依然としてデフォルトの選択肢です。

このガイドでは、フロート スイッチの仕組み、どの取り付けスタイルがどの船舶に適しているか、発注に値する仕様、および現場で最も頻繁に発生する故障パターンについて説明します。

レベルフロートスイッチの実際の機能

レベルフロートスイッチはポイントレベルデバイスです。液体がトリップレベル以上であるか、そうでないかという 1 つの条件を報告します。連続測定値が得られないため、トレンド、表示、または調整バルブの比例制御が必要な場合に、4 ～ 20 mA レベルのトランスミッターの代わりにはなりません。

これにより提供されるのは、コントローラーが直接読み取るクリーンなドライ接点です。ほとんどのユニットは SPST または SPDT として供給され、ノーマル オープン バージョンとノーマル クローズ バージョンの両方が一般的です。断線またはプラグの切断により、本物の高レベルと同じ警告が生成されるため、アラームには常閉接点が好まれることがよくあります。トレードオフは単純です。解像度を放棄することで、低コスト、幅広い液体互換性、および現場でのテストが容易になります。

フロートスイッチの仕組み

このメカニズムは浮力と磁場に依存しています。中空のフロートが液面上に乗り、小さな永久磁石がフロートの内部または表面にあります。レベルが上昇すると、磁石はステムまたはハウジング内の密閉されたリード接点に向かって移動します。磁場によってリードブレードが引き寄せられ、接点が閉じます。レベルが下がるとブレードが跳ね上がり、接点が開きます。

デバイスが特定のタンクで動作するかどうかは、いくつかの詳細によって決まります。

• 比重: フロートは、持ち上げるのに十分な液体を移動させる必要があります。標準的なフロートは通常、比重約 0.7 以上の液体向けに評価されていますが、軽油や溶剤にはより大きなフロートまたは異なる検出方法が必要です。
• ヒステリシス: スイッチング レベルとリセット レベルの間の距離。それは数ミリメートルまたは数センチメートルである可能性があり、通常の表面の動きよりも幅が広い必要があります。そうしないと、接点がビビリ、摩耗します。
• 接点タイプ: 密閉リード接点は低電流信号に優れていますが、小型ポンプなどの誘導負荷には注意が必要です。定格電流を確認し、必要に応じてリレーを追加してください。
• ピボットおよびチルト設計: ケーブルに吊り下げられたフロートは、垂直方向の移動ではなくチルト角度に切り替わるため、ケーブルの長さとアンカーの位置によってトリップレベルが設定されます。

一般的なタイプとそれらが適合する場所

以下の 4 つのファミリーは、冷凍、HVAC、および一般的なタンクのアプリケーションの大部分をカバーします。通常は、ファミリーを容器の形状に適合させることが最初に決定され、電気定格は 2 番目に決定されます。

縦型モデルは現場で簡単に再設定できます。側面に取り付けられたスイッチはヘッドルームが限られている場合に便利ですが、フロートは自由にスイングできる必要があるため、図面に示されているクリアランスを尊重してください。サンプ用にケーブル バージョンが選択されるのは、スイッチを交換するのではなく、アンカーを移動することによってトリップ ポイントを変更できるためです。

ご注文前にご確認いただきたい仕様

品質に起因する問題のほとんどは、仕様の不一致であることが判明します。以下のリストは 1 行ずつ確認する価値があります。

• 接点定格、たとえば 250 V AC で 0.5 A 対 250 V AC で 3 A、およびその数値が抵抗負荷と誘導負荷のどちらに適用されるか。
• スイッチ動作: ノーマルオープン、ノーマルクローズ、または切り替え、および予想されるヒステリシス。
• 動作温度: 液体および周囲温度。フロートが機能する前にケーブルとシールが性能を制限することが多いためです。
• 作動圧力: フロートだけでなく、ハウジングとステムシールにも影響します。
• プロセス接続: ネジのサイズとタイプ (1/8 インチ、1/4 インチ、M8 または M12、フランジなど)。
• 接液部の材質: 水およびマイルドな化学薬品にはポリプロピレンおよび PVDF、熱および攻撃的な媒体にはステンレス鋼 304 または 316、強度が重要な場合には真鍮。
• ケーブルとシーリング: 長さ、絶縁体、および IP 定格。通常は屋内では IP65 で十分で、水没時の使用では IP68 が期待されます。
• 取り付けクリアランス: フロートが移動するために必要な空きスペースを図面に示します。

冷凍と空調においてフロート スイッチが重要となる場所

この業界では、フロート スイッチは通常、次の 4 つの役割のいずれかに選択されます。

1. 凝縮水管理: パン レベル スイッチは凝縮水ポンプを起動および停止し、エア ハンドリング ユニットおよびファン コイルの設置において高レベルの警報を発します。
2. オイル レベル制御: フロート操作のオイル レベル レギュレーターは、コンプレッサーのクランクケース レベルを範囲内に保持し、オフ サイクル中に冷媒が移動するときにベアリングを保護します。
3. 容器内の液面: レシーバー、アキュムレーター、サージドラムはフロートを使用してサクションラインへの液体のキャリーオーバーを防ぎます。
4. 水およびバルクタンク: 冷却塔の盆地、チラーのバッファータンク、冷媒回収シリンダーは、ポンプの保護と在庫警報のためにそれらを使用します。

スイッチ周りの部品も同様に重要です。ライン内の液体の状態を確認できる技術者は、あらゆる電子信号についてより適切な判断を下すことができるため、サイトグラスが活躍します。

冷凍システムの視覚監視用 SG サイトグラス 技術者が冷媒の状態を確認する必要がある場所に設置されるこのサイトグラスは、液体配管の流れや水分の目視チェックをサポートします。 製品を見る→

液体が吸入側に到達すると、気液分離器がクランクケース内に液滴が入らないようにしてコンプレッサーを保護し、通常はドレンまたは容器のフロート スイッチが第 2 の防御線として機能します。

戻り空気ライン用冷媒気液分離器 吸入側を保護するように設計されており、液体冷媒をガスから分離して、コンプレッサーや戻りラインでの液体ハンマーのリスクを軽減します。 製品を見る→

標準以外のねじ、ケーブル長、または比重要件があるプロジェクトの場合、多くの場合、カタログ項目に容器を適合させるよりも、図面またはサンプルから部品を開発する方が高速です。

設置と一般的な障害モード

フロート スイッチが間違ったレベルでトリップしたり固着したりする場合は、ほとんどの場合、電気的な問題ではなく、設置またはメンテナンスの問題です。

• 間違った向き: 側面に取り付けられたスイッチを逆さまに取り付けると、逆に表示されるか、まったく切り替わらないかのいずれかです。
• クリアランスが不十分：フロートがバッフル、パイプ、またはタンクの壁に引っかかります。
• 乱流と泡: 飛沫は急速な循環を引き起こしますが、通常は十分に静止するか、より広いヒステリシスによって解決されます。
• スケールとバイオフィルム: 堆積物によりフロートの重量が増加し、トリップレベルが変化するため、滑らかなフロートの素材と定期的な清掃が役立ちます。
• 粘着性のある製品と破片: 油性または繊維状の媒体がフロートを押さえつける可能性があるため、より大きなフロートまたは別の技術が必要になります。
• 誘導負荷損傷: ポンプを切り替えると、時間の経過とともにリード接点に直接穴が開きます。
• ケーブルの歪み: 吊り下げられたフロートは、導体からではなく、固定アンカーからぶら下がっている必要があります。

コミッショニング ルーチンを短くすることで、この問題のほとんどを防ぐことができます。容器をゆっくりと満たし、正確なトリップレベルを記録し、水を抜き、リセットレベルを確認します。次の技術者が比較するための基準を持てるように、パネル ドアの内側に両方の番号を記入します。

フロートスイッチまたは別のレベルセンサー

また、フロート スイッチがいつ間違ったツールであるかを知るのにも役立ちます。

• 導電率プローブ: きれいな導電性水には安価ですが、参照電極が必要で、油や非常に純水では機能しません。
• 静電容量センサーと光学センサー: 可動部品がないため小型容器に適していますが、コーティングの影響を受けやすく、通常はコストが高くなります。
• 超音波とレーダー: 大型タンクの連続測定ですが、明確なビーム経路が不可欠であり、泡や重い蒸気は問題を引き起こします。
• 差圧: 密閉容器と連続制御に適していますが、正しい基準脚と慎重な校正が必要です。

信頼性の高いトリップ ポイントが 1 つ必要な場合、汚れた液体中で、低コストで、誰かがデバイスに到達してテストできる場合でも、フロート スイッチが最適です。レベルを比例的に制御する必要がある場合、または液体が非常に軽い場合、厚くコーティングされている場合、または粘性がある場合は、これを主要なデバイスとして使用しないでください。同じプラントでは、圧力ベースの保護が並行して役割を果たします。そのため、冷凍圧力コントローラーが同じパネル上で共通して使用されます。

機械式ポインターゲージ付き冷凍圧力コントローラー このコントローラーは、レベル スイッチと並んで、高圧および低冷蔵圧力を監視し、コンプレッサー、ファン、またはドレン バルブにリンクできます。 製品を見る→

レベルフロートスイッチの選択は、液体とは何か、その重さはどれくらいか、容器に許容されるスペースはどれくらいか、接点が切り替わる電流はどれか、設置後にトリップレベルをどのように検証するかという 4 つの質問に集約されます。それらに答えて、タイプ、材質、評価を自分で選択するのが一般的です。

Dingsen は 2008 年以来、システム アクセサリ、サービス ツール、銅製継手を含む冷凍および自動車空調部品を製造しており、顧客の図面やサンプルからカスタム部品を開発しています。チラー、レシーバー、または凝縮水システムのレベルおよび圧力デバイスを指定している場合は、次のことができます。 チームに連絡する 図面と動作条件をご確認ください。さらに読むこともできます 工場とその試験所について 注文する前に。