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Hintergrund
der Erfindung
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Feld der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht auf eine Wasserversorgungs- und Verteilungssystem
für Hochhäuser.
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Stand der
Technik
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In
der verwandten Technik wie bei der einer Wasserversorgungseinrichtung,
die in vielstöckigen Gebäuden verwendet
wird, wird eine Wasserversorgungseinrichtung bereit gestellt, in
welcher Wasser, das in einem Behälter
gespeichert werden kann, der in einem Untergeschoss oder dergleichen
angeordnet ist, zu einem anderen Behälter nach oben gesaugt wird,
der in einem Dachgeschoss angeordnet ist und das Wasser wird dann
von dem Behälter
in dem Dachgeschoss zu jedem der Geschosse in dem Gebäude geleitet.
Jedoch sind in solch einer Wasserversorgungseinrichtung, wie vorstehend
beschrieben, Behälter
in einem Untergeschoss und einem Dachgeschoss erforderlich und nicht
nur Probleme hinsichtlich einer Einrichtung, sondern auch schwieriges
Reinigen in den Behältern
vorhanden, so dass ein Problem hinsichtlich der Gesundheit von Personen,
die in dem Gebäude
wohnen, ebenso hervorgehoben wird. In Anbetracht dieser Tatsachen
wurden in der Technik mehrere Vorschläge gemacht.
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Wie
zum Beispiel bereits in dem Anzeiger der Japanischen Offenbarungsschrift
No. Hei 6-116990 beschrieben wird, wird eine Wasserversorgungseinrichtung
bereit gestellt, in welcher ein Wasserspeicherabschnitt, der ein
Rohr aufweist, welches in spiralförmiger Weise gewunden ist,
mit thermisch isolierendem Material bedeckt wird und in einem Dachgeschoss
eines Gebäudes
angeordnet ist, wobei eine Pumpe, die an das Wasserrohr angeschlossen
ist, angetrieben wird, Wasser zu dem Wasserspeicherabschnitt hochgepumpt
wird und Wasser von dem Wasserspeicherabschnitt zu jedem der Geschosse
zugeleitet wird.
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Zusätzlich wird,
wie bereits in dem Anzeiger der Japanischen Offenbarungsschrift
No. Hei 7-331711 beschrieben worden ist, ein Wasserzuleitungssystem
bereit gestellt, in welchem eine Vielzahl von Wasserversorgungsleitungen
zum Zuleiten von Wasser zu einer unteren Stockwerk- Zone des ersten bis
dritten Geschosses mit einer Vielzahl von Wasserversorgungsleitungen
der mittleren oder höheren Stockwerk-
Zone verbunden sind, welche in vertikaler Richtung höher als
das dritte Geschoss ist, und wobei eine Förderpumpe, ein Flussmengenschalter zur
Detektion der Menge an zugeleitetem Wasser, zwei Druckschalter zur
Detektion des Wasserdrucks an einer Saugseite und einer Ablassseite
der Förderpumpe,
und ein Druckbehälter,
der mit der Ablassseite der Förderpumpe
verbunden ist, in einer Reihe zwischen den Wasserversorgungsleitungen
angeschlossen sind.
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Wenn
in diesem Wasserzuleitungssystem Wasser zu der Zone der unteren
Geschosse mit dem Wasserdruck eines Wasserrohrs zugeleitet wird
und Wasser zu der mittleren und oberen Zone der Geschosse zugeleitet
wird, wird ein Betrieb der Förderpumpe
gesteuert und eine Menge an Wasser innerhalb des Druckbehälters wird
auf einem gewünschten
Wert gehalten.
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Weiterhin
wird, wie in dem Anzeiger der Japanischen Offenbarungsschrift No.
Hei 6-136794 beschrieben
wurde, welches Dokument ein Wasserversorgungs- und Verteilungssystem
für Hochhäuser gemäß des Oberbegriffs
nach Anspruch 1 offenbart, eine Wasserversorgungseinrichtung bereit
gestellt, in welcher ein zylindrischer Wasservorratsbehälter vertikal
vom Untergeschoss zu dem obersten Geschoss eines Gebäudes angeordnet
ist, wobei dieser Wasservorratsbehälter in jedem vorbestimmten
Geschoss mit geteilten Kammern versehen ist, wobei jede der geteilten
Kammern mit einer Pumpe versehen ist, um Wasser nach oben zu pumpen,
das in einer anderen Kammer unter der vorherigen Kammer aufbewahrt
wird, wobei die unterste Pumpe mit dem Wasserrohr verbunden ist,
diese Pumpen mit Energie versorgt werden bei einem Wert, der geringer
ist als dessen Untergrenze des hydraulischen Drucks, um das Wasser
in die geteilte Kammer zu pumpen, und wenn der hydraulische Druck
in der geteilten Kammer seinen oberen hydraulischen Druck-Grenzwert
erreicht, werden die Pumpen durch Betätigen eines Druckschalters
gestoppt.
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Einige
technische Probleme in der vorstehend verwandten Technik werden
nun folgend beschrieben werden.
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Die
Wasserversorgungseinrichtung, die in dem Anzeiger der Japanischen
Offenbarungsschrift No. Hei 6-116990 beschrieben worden ist, verwendet ein
System, in welchem, nachdem Wasser zu dem Wasserspeicherabschnitt
gepumpt wurde, der in dem Dachgeschoss eines Gebäudes angeordnet ist, Wasser
zu jedem der unteren Geschosse zugeleitet wird. Um demgemäss Wasser
zu den unteren Geschossen zuzuleiten, muss der hydraulische Druck
reduziert werden. Um den hydraulischen Druck zu reduzieren, ist
es notwendig, eine Druckminderungseinrichtung einzurichten und so
wird sinnlos elektrische Energie zum Antreiben der Druckminderungseinrichtung
verbraucht.
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Da
der Wasserspeicherabschnitt nur in dem Dachgeschoss angeordnet ist,
wird zusätzlich
eine große
Menge an Wasserspeicher erforderlich sein, um Wasser zu all den
Häusern
zuzuleiten. Zusätzlich ist
es erforderlich, diesen selbst mit einem thermisch isolierendem
Dichtungsmaterial zu bedecken, um diesen vor direkter Sonnenstrahlung
zu schützen, was
dazu führt,
dass sich die Größe der Einrichtung erhöht und der
Transport und die Installation des Materials bei der Arbeit schwierig
wird.
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In
dem Fall der Wasserversorgungseinrichtung, die in dem Anzeiger der
Japanischen Offenbarungsschrift No. Hei 7-331711 beschrieben worden ist,
ist es notwendig, einen Flussmengenschalter und zwei Drucksensoren
so anzuordnen, um einen Vorgang der Pumpe zu steuern, um das Wasser
in einen Druckbehälter
zu leiten, wobei seine Steuerung schwierig wird. Zusätzlich wird
es notwendig, den Druckbehälter
so zu präparieren,
dass dieser eine Wasserspeicherfunktion aufweist, um somit Schwankungen
in der Menge an Versorgungswasser für die mittleren und oberen
Geschosse auszugleichen und so könnte
sich Staub einfach in dem Druckbehälter ansammeln. Demgemäß wird ein
verschmutzter Zustand an dem Druckbehälter oder seine Reinigung zu einem
Problem.
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In
dem Fall der Wasserversorgungseinrichtung, die in dem Anzeiger der
Japanischen Offenbarungsschrift No. Hei 6-136794 beschrieben worden ist,
wird ein Betrieb der Pumpe unter dem Betätigen eines Druckschalters
gesteuert, und wenn eine große
Menge an Wasser an ein vorbestimmtes Geschoss geleitet wird, wird
ein hydraulischer Druck an der geteilten Kammer in dem entsprechenden
Geschoss schnell geändert
und jedes mal, wenn der veränderte
Zustand auftritt, wird Wasser zu der geteilten Kammer geleitet.
Da in diesem Fall das An- und das Ausschalten des Druckschalters
durch die Übermittlung
des Drucks regelmäßig wiederholt
werden, verschlechtert sich der Druckschalter oder auch wenn sich
dieser nicht verschlechtert, wird dies die Ursache für das Erzeugen
eines fehlerhaften Vorgangs. Zusätzlich
ist die geteilte Kammer normalerweise an dem Öffnungs- oder dem Schließabschnitt geschlossen,
so dass Staub oder dergleichen sich einfach ansammeln könnten. Wenn
weiterhin die Menge von gespeichertem Wasser geringer ist, wird der
hydraulische Druck in Bezug auf die Menge an verbrauchtem Wasser
rapide verändert,
so dass es notwendig ist, ein Volumen der geteilten Kammer um mehr
als eine Wasserzuleitungskapazität
zu vergrößern, wodurch
die Größe der Einrichtung
sich vergrößert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser bereit
gestellt, welches umfasst:
eine Vielzahl von Wasservorratsbehältern, die
hintereinander entlang einer Höhenrichtung
angeordnet sind; Wasserversorgungsleitungen, die an jedem der Wasservorratsbehälter angeschlossen
sind; einen Rohrverbindungsdurchlass, der einen ersten Wasservorratsbehälter mit
einem angeschlossenen Wasservorratsbehälter verbindet, der höher als
der erste Wasservorratsbehälter
angeordnet ist; eine Wasserversorgungspumpe, die in dem Rohrverbindungsdurchlass
angeordnet ist;
worin das Wasserversorgungs- und Verteilungssystem
für Hochhäuser ein
Prüfventil
umfasst, das in dem Rohrverbindungsdurchlass angeordnet ist; und dass
der erste Wasservorratsbehälter
eine Luftkammer aufweist, die so angeordnet ist, dass sie an dem oberen
Teil des ersten Wasservorratsbehälters
dichtend abschließt
und dass der Rohrverbindungsdurchlass die Luftkammer in dem ersten
Wasservorratsbehälter
derart durchläuft,
so dass die Luftkammer in einer höheren Position als eine unter
Endöffnung
des Rohrverbindungsdurchlasses angeordnet ist.
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Da
ein Prüfventil
so zwischen jedem der Wasservorratsbehälter angeordnet ist, wird es
möglich,
dass Wasser zu dem Wasservorratsbehälter in dem oberen Geschoss
durch den Wasservorratsbehälter
des unteren Geschosses zuzuleiten. Jedoch wirkt der hydraulische
Druck des Wasservorratsbehälters
in dem oberen Geschoss nicht auf den Wasservorratsbehälter in
dem unteren Geschoss. Mit solch einer Anordnung wie vorstehend beschrieben, ist
es möglich,
die Notwendigkeit zu eliminieren, den hydraulischen Druck in dem
Wasservorratsbehälter des
unteren Geschosses zu reduzieren, den hydraulischen Druck in all
den Wasservorratsbehältern
anzugleichen, und sogar wenn eine erhebliche Schwankung im hydraulischen
Druck auftreten sollte, wiederholt die Wasserversorgungspumpe nicht
das unterbrechende Anhalten des Antriebsvorganges und die genaue
und einfache Steuerung des hydraulischen Drucks kann durchgeführt werden.
Weiterhin wird ergänzendes
Zuleiten von Wasser zu dem Wasservorratsbehälter in dem oberen Geschoss
durch Pumpen von Wasser in der Reihenfolge von dem Wasservorratsbehälter in
dem unteren Geschoss ausgeführt,
so dass das Hochpumpen des Wassers unter der Anwendung einer Wasserversorgungspumpe
von kleiner Größe durchgeführt werden
kann, welche eine niedrige Hochpumpkapazität aufweist. Da weiterhin Wasser
in dem Wasservorratsbehälter
in dem unteren Geschoss zu dem Wasservorratsbehälter genau über dem unteren Geschoss zugeleitet wird,
kann sich in jedem der Wasservorratsbehälter kaum Staub oder dergleichen
ansammeln. Mit solch einer Anordnung wie vorstehend ist es möglich, die Notwendigkeit
der Durchführung
eines Reinigungsvorganges des Behälters bemerkenswert zu reduzieren.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
genaueres Verständnis
der vorliegenden Erfindung und von vielen der begeleitenden Vorteile dieser
wird anschließend
erhalten, sobald dieselbe mit Bezug auf die folgende ausführliche
Beschreibung besser verstanden werden kann, wenn diese in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
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1 ist
eine verdeutlichende Ansicht, um schematisch eine Struktur eines
Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser in einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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2 ist
ein Blockdiagramm, um schematisch einen Steuerungsschaltkreis einer
Wasserversorgungspumpe zu zeigen;
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3 ist
eine verdeutlichende Ansicht, um ein weiteres Beispiel einer Installation
eines Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser zu zeigen;
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4 ist
ein Blockdiagramm, um schematisch einen Steuerungsschaltkreis einer
Wasserversorgungspumpe in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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5 ist
eine verdeutlichende Ansicht, um schematisch eine Struktur eines
Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser in einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, um einen Wasserpegelsensor
zu zeigen, der in einem Wasserversorgungs- und Verteilungssystem
für Hochhäuser in
einer vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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7 ist
ein längsseitiger
Schnitt, um den Wasserpegelsensor zu zeigen;
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8 ist
eine Schnittsansicht, die entlang der Linie A-A aus 7 genommen
wurde;
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9 ist
eine Schnittsansicht, um einen Zustand der Anbringung des Wasserpegelsensors
im Hinblick auf das Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser zu
zeigen;
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10 ist
eine verdeutlichende Ansicht, um schematisch eine Struktur eines
Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser in einer fünften bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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11 ist
eine verdeutlichende Ansicht, um schematisch eine Struktur eines
Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser in einer sechsten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Bezug
nehmend auf die 1 und 2 wird eine
erste bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine
verdeutlichende Ansicht, um schematisch eine Struktur eines Wasserversorgungs-
und Verteilungssystem für
Hochhäuser
zu zeigen und 2 ist ein Blockdiagramm, um
schematisch einen Steuerungsschaltkreis einer Wasserversorgungspumpe
zu zeigen.
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In 1 bezeichnet
Bezugsziffer 1 ein Wasserrohr. An diesem Wasserrohr sind
eine Vielzahl von Wasservorratsbehältern 2a, 2b ...
hintereinander entlang einer Höhenrichtung
eines Gebäudes
angeschlossen. Praktischer ausgedrückt ist es möglich, dieses
Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser in einem vielstöckigen Gebäude 41 einzurichten.
In diesem Fall werden eine Vielzahl von Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
..., hintereinander entlang der Höhenrichtung der Geschosse in
einem vielstöckigem
Gebäude 41 angeordnet.
Diese Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... werden in einer zylindrischen Form ausgebildet, die eine vertikale
Länge aufweist.
Zwischen dem Wasservorratsbehälter 2a in dem
untersten Geschoss und dem Wasserrohr 1, und zwischen den
Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... sind dieselben mit dem Rohrverbindungsdurchlass 4 verbunden.
An diesem Rohrverbindungsdurchlass 4 sind Prüfventile 5 angeschlossen
und eine Wasserversorgungspumpe 6 über den Prüfventilen angebracht. Jedoch
ist ein Öffnungs-
oder Schließventil 7 nur
mit dem Rohrverbindungsdurchlass 4 verbunden, welcher mit
dem Wasserrohr 1 verbunden ist. In diesem Beispiel ist
es natürlich
offensichtlich, obwohl nur zwei angeschlossene Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... veranschaulicht werden, dass mehr als drei Wasservorratsbehälter angeschlossen
werden können.
An den Wasserversorgungsleitungen 2a sind die Wasserversorgungs-
und Verteilrohre 21, 22, 23 zum Zwecke
der Zuleitung des Wassers angeschlossen, und an den Wasservorratsbehälter 2b sind
die Wasserversorgungs- und Verteilrohre 31, 32, 33 zum Zwecke
der Zuleitung des Wassers angeschlossen.
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In
diesem Fall werden Dämpfer 9,
welche eine dichtende geschlossene Luftkammer 8 aufweisen,
in dem oberen Abschnitt von jedem der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... angebracht. Der untere Wasservorratsbehälter 2a wird nun beschrieben,
worin die Luftkammer 8 des Dämpfers 9 an dem oberen Teil
des Wasservorratsbehälters 2a und
an einer Position angeordnet ist, welche höher ist als die untere Endöffnung des
Rohrverbindungsdurchlasses 4, die den Wasservorratsbehälter 2a mit
dem Wasservorratsbehälter 2b im
oberen Geschoss verbindet.
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Zusätzlich wird
die Detektionseinrichtung für hydraulischen
Druck 10, die zur Detektion von hydraulischem Druck in
den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... verwendet wird, über
den Wasservorratsbehältern 2a, 2b ...
angebracht. Diese Detektionseinrichtung für hydraulischen Druck 10 besteht
aus einem Abzweigrohr 11, das sich von dem oberen Teil des
Wasservorratsbehälters 2a zu
einer breiten Seite verzweigt und einem Drucksensor (einem Druckanzeiger) 13,
der an die dichtend abgeschlossene Kammer 12 an dem oberen
Teil des Abzweigrohres 11 angeschlossen ist.
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Weiterhin
wird, wie in 2 gezeigt wird, eine Steuerungseinrichtung 14 bereit
gestellt, die als Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebes
der Wasserversorgungspumpe 6 mit einem Detektionssignal
eines Drucksensors 13 verwendet wird, der in der Detektionseinrichtung
für hydraulischen
Druck 10 angebracht ist. Die Steuerungseinrichtung 14 besteht
aus einem Mikrocomputer zur Eingabe eines Detektionssignals des
Drucksensors 13, das heißt von Druckdaten, zum Vergleichen
der Druckdaten mit einem vorbestimmten geeigneten hydraulischen
Druck, und zum Steuern eines Treibers (nicht gezeigt), welcher mit
der Wasserversorgungspumpe 6 verbunden ist, mit Bezug auf
die Ergebnisse des Vergleiches.
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Mit
einer solchen Konfiguration wie vorstehend erwähnt, schwankt der hydraulische
Druck in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... in Reaktion auf eine Wasserzuleitungsmenge. Die Wasserpegel in
den Wasservorratsbehältern 2a, 2b ...
und in dem Abzweigrohr 11 variieren in Reaktion zu dieser Schwankung.
Je weiter der Pegel in dem Abzweigrohr 11 ansteigt, desto
mehr Luft wird in der dichtend geschlossenen Luftkammer 12 komprimiert,
so dass ein Druck, der von dem Drucksensor 12 ausgegeben wird,
sich erhöht.
Demgemäß wird man
für den
Fall, dass ein Druck, der von dem Drucksensor 13 ausgegeben
wird, kleiner ist als ein spezifizierter Wert, verstehen, dass der
hyd raulische Druck in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... niedrig gehalten wird, so dass, wenn der hydraulische Druck
in dem Wasservorratsbehälter 2b niedrig
ist, die Wasserversorgungspumpe 6 unter dem Wasservorratsbehälter 2b betrieben
wird und Wasser aus dem unteren Wasservorratsbehälter 2a zu dem oberen
Wasservorratsbehälter 2b zugeleitet
wird.
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Da
in diesem Fall die Luftkammer 8 in dem Dämpfer 9 in
dem Wasservorratsbehälter 2a an
dem oberen Abschnitt des Wasservorratsbehälters 2a und an einer
Position angeordnet ist, welche höher als die untere Endöffnung des
Rohrverbindungsdurchlasses 4 ist, welcher den Wasservorratsbehälter 2a mit
dem Wasservorratsbehälter 2b im
oberen Geschoss verbindet, wobei das untere Ende des Rohrverbindungsdurchlasses 4 zum
Verbinden der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
..., die hintereinander in einer vertikalen Richtung verbunden sind,
unter der Wasseroberfläche
unterhalb der Luftkammer 8 angeordnet ist. In der vorstehend
beschriebenen Anordnung ist es möglich,
eine positive Wasserzuleitung zu dem oberen Wasservorratsbehälter 2b durchzuführen. Dies wird
gleichermaßen
in dem Fall angewandt, dass ein weiterer Wasservorratsbehälter über dem
Wasserzuleitungsbehälter 2b durch
einen Rohrverbindungsdurchlass 4 angeschlossen wird.
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Sogar
wenn sich der hydraulische Druck in dem unteren Wasservorratsbehälter 2a durch
das Wasser vermindert, das zu dem Geschoss zugeleitet wird, das
der Wasservorratsbehälter 2a versorgt, oder
sich durch Hochpumpen von Wasser in den Wasservorratsbehälter 2b im
oberen Geschoss vermindert, wird der hydraulische Druck des oberen Wasservorratsbehälters 2b durch
das Prüfventil 5 abgeschlossen
und wirkt nicht mehr auf den unteren Wasservorratsbehälter 2a.
In der vorstehend beschriebenen Anordnung wird hydraulischer Druck
in dem oberen Wasservorratsbehälter 2b stabil
gehalten. Wenn auf diese Weise hydraulischer Druck in dem Wasservorratsbehälter 2a sich
vermindert, wird der hydraulische Druck in dem Wasservorratsbehälter 2a durch
den Druck erkannt, der durch den Drucksensor 13 ausgegeben
wurde und die Wasserversorgungspumpe 6 wird betrieben,
wodurch Wasser von dem Wasserrohr 1 zugeleitet wird.
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In
allen Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... wird dieser Zustand, wenn der hydraulische Druck den geeigneten
Druck durch das Zuleiten von Wasser wiedererreicht hat, durch eine
Ausgabe des Drucksensors 13 erkannt und dann wird die Wasserversorgungspumpe 6 angehalten.
Da der hydraulische Druck in dem Wasservorratsbehälter 2b in
dem oberen Geschoss aufgrund des Vorhandenseins des Prüfventils 5 nicht
auf den Wasservorratsbehälter 2a in
dem unteren Geschoss wirkt, ist es zusätzlich möglich, die Notwendigkeit zur
Verminderung des hydraulischen Drucks in dem Wasservorratsbehälter 2a in
dem unteren Geschoss zu eliminieren und es ist möglich, gleichermaßen die
hydraulischen Drücke
in allen Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... zu beherrschen.
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Wie
vorstehend beschrieben worden ist, kann, obwohl der hydraulische
Druck sowohl in dem Wasservorratsbehälter 2a oder 2b schwankt,
die Schwankung im Druck durch Kompression oder Ausdehnung der Luft
in der Luftkammer 8 angepasst werden, welche in dem Dämpfer 9 bereit
gestellt wird. Demgemäß ist es
sogar möglich,
wenn der hydraulische Druck stark schwankt, die Schwankung im Druck
in der Luftkammer 12 in dem Abzweigrohr 11 zu
vermindern. In der vorstehend beschriebenen Anordnung schwankt der
Druck, der durch den Drucksensor 13 ausgegeben wird, nicht
graduell, und die Wasserversorgungspumpe 6 wiederholt das
Anhalten des Antreibens nicht graduell, wodurch die Steuerung des
hydraulischen Drucks genau und einfach durchgeführt werden kann.
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Da
zusätzlich
die Schwankung im hydraulischen Druck einfach durch den Dämpfer 9 absorbiert werden
kann, kann das Volumen der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... reduziert werden, und eine Einheit von kleiner Größe kann
erhalten werden.
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Weiterhin
wird ungeachtet der Anzahl von Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
..., zusätzliches
Zuleiten von Wasser in den Wasservorratsbehälter 2b in dem oberen
Geschoss durch Hochpumpen von Wasser in Reihe von dem Wasservorratsbehälter 2a im unteren
Geschoss durchgeführt,
so dass das Hochpumpen des Wassers unter der Anwendung von der Wasserversorgungspumpe 6 von
kleiner Größe durchgeführt werden
kann, welche eine niedrige Wasserhochpumpkapazität aufweist.
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Weiterhin
werden in dem Fall der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung nur die zwei Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... veranschaulicht, wobei Wasser in dem Wasservorratsbehälter im
unteren Geschoss, einschließlich
dem Fall, dass noch weitere Wasservorratsbehälter angeschlossen werden,
durch die Wasserversorgungs pumpe 6 zu irgendeiner der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... genau darüber
zugeleitet wird, so dass sich Staub oder dergleichen kaum auf jedem
der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... absetzen kann. In der vorstehend beschriebenen Anordnung ist
es möglich, die
Notwendigkeit zur Durchführung
des Reinigungsvorgangs bemerkenswert zu verringern.
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Weiterhin
ist dieses Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser nicht
nur in dem vielstöckigen
Gebäude 41 angebracht,
sondern kann auch in dem Fall verwendet werden, dass Wasserzuleiten
in verschiedenen Situationen durchgeführt wird, in denen ein gewisser
Pegelunterschied vorhanden ist, 3 eine veranschaulichende
Ansicht ist, um ein Beispiel zu zeigen, in dem das Wasserversorgungs-
und Verteilungssystem für
Hochhäuser
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Beispiel auf einem Hügel 42 angebracht
wird. Das heißt,
dass in dem Fall, wie in dem Beispiel in 3 gezeigt
wird, Wasser durch das Wasserversorgungs- und Verteilungssystem
für Hochhäuser zu
einem Park 43 oder zu Gebäuden 44 auf dem Hügel 42 geleitet
wird.
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Nun
wird Bezug nehmend auf 4 eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung
wird der Gegenstand der zweiten bevorzugten Ausführungsform, der sich von der
vorstehenden ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheidet, im
wesentlichen beschrieben werden, und dieselben Segmente wie diese
der vorstehend genannten ersten bevorzugten Ausführungsform werden mit denselben
Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung wird eliminiert. 4 ist
ein Blockdiagramm, um schematisch einen Steuerungsschaltkreis für die Wasserversorgungspumpe
zu veranschaulichen.
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Hier
wird eine Steuerungseinrichtung 15 bereit gestellt, welche
als Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebs von jeder
der Wasserversorgungspumpen 6a, 6b mit einem Detektionssignal des
Drucksensors 13 dient, der in der Detektionseinrichtung
für hydraulischen
Druck 10 angebracht ist. Diese Steuerungseinrichtung 15 besteht
aus einem Mikrocomputer zur Eingabe eines Detektionssignals des
Drucksensors 13, das heißt von Druckdaten, Vergleichen
der Druckdaten mit einem vorbestimmten geeigneten hydraulischen
Druck, und Steuern eines Treibers (nicht gezeigt), welcher mit den
Was serversorgungspumpen 6a, 6b verbunden ist,
mit Bezug auf die Ergebnisse des Vergleiches.
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Weiterhin
hat jeder der Wasserversorgungspumpen 6a, 6b eine
unterschiedliche Leistung und diese Pumpen sind parallel in dem
Rohrverbindungsdurchlass 4 (Bezug nehmend auf die 1)
verbunden. Weiterhin ist die Steuerungseinrichtung 15 so eingerichtet,
dass die Wasserversorgungspumpen 6a, 6b in Reaktion
zu einem Pegel der Ausgabe des Drucksensors 13 wahlweise
betrieben werden, der in der Detektionseinrichtung für hydraulischen
Druck 10 angebracht ist.
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In
der vorstehend beschriebenen Anordnung wird für den Fall, dass die Steuerungseinrichtung
erkennt, dass der hydraulische Druck in Reaktion auf eine Ausgabe
von dem Drucksensor 13 in hohem Maße verringert wurde, die Wasserversorgungspumpe 6a betrieben,
welche eine größere Leistung
hat, um einem Pegel von hydraulischem Druck zu ermöglichen,
rapide anzusteigen. In dem Fall, dass die Steuerungseinrichtung
erkennt, dass der hydraulische Druck sich nicht viel verringert
hat, wird die Wasserversorgungspumpe 6b betrieben, welche eine
kleinere Leistung hat, um dem hydraulischen Druck zu ermöglichen,
unter einem Zustand, in welchem die Schwankung im Druck verringert
wird, einen geeigneten Druck wiederzuerlangen.
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Nun
wird Bezug nehmend auf die 5 eine dritte
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung
wird der Gegenstand der dritten bevorzugten Ausführungsform, der sich von der
vorstehenden ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheidet, im wesentlichen
beschrieben werden, und dieselben Segmente wie diese der vorstehend
genannten ersten bevorzugten Ausführungsform werden mit denselben
Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung wird eliminiert. 5 ist
eine veranschaulichende Ansicht, um schematisch eine Struktur der
Wasserversorgungseinrichtung zu zeigen.
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An
eine zylindrische Wasserversorgungsleitung 21, das mit
einem Wasservorratsbehälter 2a verbunden
ist, wird ein zweiter flacher Wasservorratsbehälter 24 angeschlossen.
Auch an die anderen Wasservorratsbehältern 22, 23,
die mit dem Wasservorratsbehälter 2a verbunden
sind, wird ein zweiter Wasservorratsbehälter (nicht gezeigt) ähnlich zu
dem zweiten Wasservorratsbehälter 24 angeschlossen. An
den zweiten Wasservorrats behälter 24 sind
viele Wasserversorgungsleitungen 24a, 24b, ...
zum Zuleiten von Wasser an einen Wasserhahn und dergleichen angeschlossen.
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In
gleicher Weise wird das Wasserzuleitungsrohr 31, das mit
dem oberen zylindrischen Wasservorratsbehälter 2b verbunden
ist, an einen zweiten flachen Wasservorratsbehälter 34 angeschlossen.
Auch an die Wasserversorgungsleitungen 32, 33,
die mit dem Wasservorratsbehälter 2b verbunden sind,
wird ein zweiter Wasservorratsbehälter (nicht gezeigt) ähnlich zu
dem zweiten Wasservorratsbehälter 34 angeschlossen.
An den zweiten Wasservorratsbehälter 34 werden
viele Wasserversorgungsleitungen 34a, 34b, ...
zum Zuleiten von Wasser an einen Wasserhahn und dergleichen angeschlossen.
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Über diese
Wasservorratsbehälter 24, 34 wird
ein Dämpfer 9 mit
einer dichtend abschließenden
Luftkammer 8 versehen, und eine Detektionseinrichtung für hydraulischen
Druck 10 in derselben Weise wie bei der Konfiguration bereit
gestellt, die an den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... angebracht ist.
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An
jede der Wasserversorgungsleitungen 21, 22, 23, 31, 32 und 33 wird
ein Prüfventil 50 und eine
zweite Wasserversorgungspumpe 60 angeschlossen. In diesem
Fall wird das Prüfventil 50 so angeschlossen,
dass der hydraulische Druck, der von dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 zugeführt wird,
abgeschlossen wird. Der Betrieb der zweiten Wasserversorgungspumpe 60 zum
Zuführen
von Wasser zu dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 wird
in Reaktion auf Druck gesteuert (der den hydraulischen Drücken des
zweiten Wasservorratsbehälters 24, 34 entspricht),
der durch den Drucksensor 13 erfasst wird, der an der Detektionseinrichtung
für hydraulischen
Druck 10 angebracht ist. Das ist ähnlich mit einem Verfahren,
wie es in den vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden
ist, in welchen der hydraulische Druck in den Wasservorratsbehältern 2 oder 3 in
Reaktion auf die Ausgabe des Drucksensors 13 erkannt wird
und der Betrieb der Wasserversorgungspumpe 6 gesteuert wird.
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In
solch einer Konfiguration, wie vorstehend beschrieben, schwankt
der hydraulische Druck in dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 in
Reaktion auf die Menge des zuleitenden Wassers. Aufgrund dieser
Schwankung werden die Wasserpegel in dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 und dem
Abzweigrohr 11 verändert.
Je höher
der Wasserpegel in dem Abzweigrohr 11, desto mehr wird
die Luft in der dichtend verschlossenen Luftkammer 12 komprimiert,
was dazu führt,
dass der Druck, der von dem Drucksensor 13 ausgegeben wird,
sich erhöht. Demgemäß wird in
dem Fall, dass der Druck, der von dem Drucksensor 13 ausgegeben
wird geringer ist als ein spezifizierter Wert, erkannt, dass die
hydraulischen Drücke
in dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 niedrig
gehalten werden. Demgemäß wird die zweite
Wasserversorgungspumpe 60 betrieben, um zu bewirken, dass
das Wasser in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... jeweils zu dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 zugeführt wird.
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Für den Fall,
dass sich die hydraulischen Drücke
in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... durch Zuleiten von Wasser zu dem zweiten Wasservorratsbehälter 24, 34 verringern,
werden in ähnlicher
Weise wie in dem Fall, der in der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, die hydraulischen Drücke durch Betreiben der Wasserversorgungspumpe 6 wiedererreicht.
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Da
in diesem Fall der zweite Wasservorratsbehälter 24, 34 ebenso
mit jeweils einem Dämpfer 9 versehen
ist, können
Schwankung im hydraulischen Druck durch die Dämpfer 9 in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... und durch die Dämpfer 9 des
zweiten Wasservorratsbehälters 24, 34 wirksam
absorbiert werden.
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Obwohl
die Wasserversorgungspumpe 6 zwischen den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... angebracht ist und der zweite Wasservorratsbehälter 24, 34 und
die zweite Wasserversorgungspumpe 24, 34 mit jeweils
einer Detektionseinrichtung für
hydraulischen Druck 10 versehen ist, werden, wenn die hydraulischen
Drücke
in jedem des zweiten Wasservorratsbehälters 24, 34 sich
verringert, die hydraulischen Drücke
in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b, ...
ebenso verringert, was dazu führt,
dass die Wasserversorgungspumpe 6 mit einem Steuerungssignal der
Detektionseinrichtung für
hydraulischen Druck 10 gesteuert wird, welche an den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... angebracht ist, um den hydraulischen Drücken in den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
... zu ermöglichen,
geeignete Werte wiederzuerreichen, wobei die Detektionseinrichtung
für hydraulischen Druck 10 der
Wasserversorgungspumpe 60 und der zweite Wasservorratsbehälter 24, 34 eliminiert
werden könnten.
Das Prüfventil 50 könnte ebenso
eliminiert werden.
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Nun
wird eine vierte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung
wird der Gegenstand der vierten bevorzugten Ausführungsform, der sich von der
vorstehenden ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheidet, im
wesentlichen beschrieben werden, und dieselben Segmente wie diese
der vorstehend genannten ersten bevorzugten Ausführungsform werden mit denselben
Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung wird eliminiert.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Wasserpegelsensor 51, der
als Einrichtung zur Wasserpegelerfassung fungiert, bereit gestellt,
wie in der schematischen perspektivischen Ansicht von 6 gezeigt
wird, beziehungsweise es wird ein längsseitiger Schnitt in 7 und
eine Schnittansicht gezeigt, die entlang der Linie A-A aus 7 genommen
wurde.
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Dieser
Wasserpegelsensor 51 ist derart gestaltet, dass ein Schwimmkörper 55,
welcher darin einen Permanentmagneten 53 und eine Luftkammer 54 aufweist,
in einem länglichem
Zylinder 52 so gelagert ist, dass dieser in längsseitiger
Richtung bewegt werden könnte
und dass zwei Stellen des oberen Segments und des unteren Segments
an dem inneren Umfang des Zylinders 52 mit einem integrierten Halleffekt-Schaltkreis 56 versehen
sind. Der integrierte Halleffekt-Schaltkreis 56 ist eine
wohlbekannte Schaltkreiskonfiguration, die in der Lage ist, ein H-Pegel-Signal
auszugeben, wenn ein Magnetfeld mit einer Intensität erfasst
wird, die größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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In
dem Wasserversorgungs- und Verteilungssystem für Hochhäuser der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, kann der Wasserpegel in jedem der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... durch Anbringen des Wasserpegelsensors 51 an die oberen
Enden der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... gesteuert werden, wie in 9 gezeigt
wird, anstelle der Einrichtung zur Wasserpegelerfassung 10,
die Wasserversorgungspumpe 6 in Reaktion auf die Detektion
des Wasserpegels unterbrechend betreibt.
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Das
heißt,
wenn die Wasseroberfläche
gesenkt wird und der Permanentmagnet 53 in dem Schwimmkörper 55 sich
dem integrierten Halleffekt-Schaltkreis 56 an der unteren
Seite des Wasserpegelsensors 51 nähert, gibt der Sensor 51 den H-Pegel
heraus und die Steuerungseinrichtung 15 betreibt die Wasserversorgungspumpe 6 in
Reaktion auf das Signal. Nach dem Betrieb der Wasserversorgungspumpe 6 gibt
der integrierte Hall effekt-Schaltkreis 56 an der unteren
Seite des Wasserpegelsensors 51 ein L-Pegel-Signal aus, der integrierte
Halleffekt-Schaltkreis 56 an der oberen Seite gibt ein
H-Pegel-Signal heraus
und die Steuerungseinrichtung 15 stoppt den Betrieb der
Wasserversorgungspumpe 6.
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Für den Fall,
dass der integrierte Halleffekt-Schaltkreis 56 an der oberen
und der integrierte Halleffekt-Schaltkreis 56 an der unteren
Seite das L-Pegel-Signal ausgeben, könnte es zusätzlich anwendbar sein, dass
ein Steuerungsvorgang vom Überwechseln
der Wasserversorgungspumpe 6 in einen Betriebszustand mit
niedriger Leistung in Folge oder ein Steuerungsvorgang zum Ändern eines
Intervalls des Betriebs durchgeführt
wird. Die oberen Enden der Wasservorratsbehälter 2a, 2b,
... könnten von
einer Struktur eines dichtenden Verschlusses sein, eine Druckanpassung
könnte
durch Öffnungs- oder Verschlusssteuerung
an einem Lufteinlass durchgeführt
werden oder eine freigegebene Struktur könnte angewendet werden. Weiterhin
könnte
es ebenso anwendbar sein, dass der Wasserpegelsensor 51 nicht
nur an den Wasservorratsbehältern 2a, 2b,
..., sondern auch an jedem des zweiten Wasservorratsbehälters 24, 34 und
dem Abzweigrohr 11 angeordnet ist, die mit diesen Behältern in
der vorstehend genannten zweiten bevorzugten Ausführungsform
verbunden sind.
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Nachfolgend
wird eine fünfte
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung
wird der Gegenstand der fünften
bevorzugten Ausführungsform,
der sich von der vorstehenden ersten bevorzugten Ausführungsform
unterscheidet, im wesentlichen beschrieben werden, und dieselben
Segmente wie diese der vorstehend genannten ersten bevorzugten Ausführungsform
werden mit denselben Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung
wird eliminiert.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 10 gezeigt
wird, wird keine Einrichtung zur Wasserpegelerfassung 10 bereit
gestellt, anstelle dessen wird die Wasserversorgungspumpe 6 entsprechend
dem Wasservorratsbehälter 2 in
dem untersten Geschoss in einem Zustand der höchsten Leistung betrieben (maximale
Umdrehungsgeschwindigkeit), und nach Betrieb für eine vorbestimmte Zeitdauer
wird die Pumpe angehalten. In der vorstehend beschriebenen Anordnung
kann der Wasservorratsbehälter 2 im
Grunde voll mit Wasser sein und der innere Druck des Wasservorratsbehälters 2 könnte ebenso
auf den vorbestimmten Maximalwert eingestellt sein.
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Solch
ein Betrieb, wie vorstehend beschrieben, wird unterbrechend in einem
vorbestimmten Intervall unter der Steuerung der Steuerungseinrichtung 14 ausgeführt. Das
heißt,
sowohl ein Volumen- als auch ein Betriebsintervall der Pumpe 6 werden
so eingestellt, dass unter einem solchen wie vorstehend genannten
Betrieb, der Wasserpegel in dem Behälter auf einem Wert gehalten
werden kann, der wesentlich größer ist
als ein vorbestimmter Wert, ohne den Druck in dem Wasservorratsbehälter 2 auf
einen Wert zu senken, der unter einem vorbestimmten Wert liegt,
sogar wenn die Menge an Wasser in dem Wasservorratsbehälter 2 von
den Wasserversorgungsleitungen 21, 22, 23 verbraucht
wird, die an den Wasservorratsbehälter 2 und dem Wasservorratsbehälter 2b im
oberen Geschoss angeschlossen sind. Der Betrieb einer ähnlichen
Pumpe 6 wird ebenso für
das Wasser in dem Wasservorratsbehälter 2b im oberen Geschoss
oder dem Wasservorratsbehälter
in dem höchsten
Geschoss ausgeführt
und Wasser wird in der Folge zu diesen Wasservorratsbehältern zugeführt, um
zu bewirken, dass der Druck und der Wasserpegel in dem Wasservorratsbehälter in
jedem der Geschosse in einem im Wesentlichen spezifizierten Bereich
gehalten werden.
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Zusätzlich könnte es
ebenso anwendbar sein, dass eine Menge an Wasser innerhalb des Wasservorratsbehälters durch
ein Verfahren innerhalb eines Bereiches gehalten wird, bei dem ein Druckschalter
innerhalb der Pumpe 6 bereit gestellt wird, wobei sowohl
ein oberer als auch ein unterer zu steuernder Grenzwert für den Druck
eingestellt werden, und ein Druck, der an der Pumpe selbst anliegt, gesteuert
wird.
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Nun
wird nachfolgend eine sechste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der Gegenstand
der sechsten bevorzugte Ausführungsform,
der sich von der vorstehenden ersten bevorzugten Ausführungsform
unterscheidet, im wesentlichen beschrieben werden, und dieselben
Segmente wie diese der vorstehend genannten ersten bevorzugten Ausführungsform
werden mit denselben Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung
wird eliminiert.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 11 gezeigt
wird, wird anstelle der Detektionseinrichtung für hydraulischen Druck 10,
ein Durchflussmesser 57, welcher als ein Sensor fungiert,
an jeder der Rohrverbindungsdurchlässe 4 angebracht,
und die Wasserversorgungspumpe 6, die mit jedem der Rohrverbindungsdurchlässe 4 verbunden
ist, wird durch die Steuerungseinrichtung 14 in einer sol chen
Weise gesteuert, dass die Pumpe mit einer vorbestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit
und für
einen vorbestimmten Zeitraum betrieben wird. Wenn der Steuerungsvorgang
in der Weise durchgeführt
wird, dass die Durchflussmenge des Wasservorratsbehälters 2 im
unteren Geschoss nicht niedriger als die Durchflussmenge des Wasservorratsbehälters 2b im
oberen Geschoss ist, kann der innere Druck und der Wasserpegel in
dem Wasservorratsbehälter
in jedem der Geschosse auf Werten gehalten werden, die höher sind
als ein im Wesentlichen konstanter Wert.