JP2635297B2 - 水槽の水位制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビル、マンション等の
水槽の水位を制御する装置に関する。さらに特定すれ
ば、本発明はこれらの水槽の水位を水の消費量、その他
の要素に対応して自動的に制御し、水槽内に貯溜される
水の水質管理その他の管理を容易かつ確実におこなうこ
とができる水位制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビル、マンション、病院、学校
等、水の消費量の多い建物では、屋上または地下等に水
槽が設置されており、供給された水道水をこの水槽内に
貯溜してから各末端の消費箇所まで給水するように構成
されている。

【０００３】従来のこのような水槽内の水位を制御する
装置は、この水槽内に電極形またはフロート形の水位検
出器を備えており、水位が所定の高水位に達すると給水
弁を閉弁して給水を停止し、また、水位が所定の低水位
まで低下した場合には上記の給水弁を開弁し、この水槽
内に給水を再開するように構成されている。

【０００４】ところで、多数のテナントが入居している
いわゆる雑居ビルやリゾートマンションでは、曜日、季
節等によって水の消費量が大きく変動する。このため、
水の消費量が少なくなった場合には、水槽内の水位が高
水位から低水位まで低下するまでに長い時間が経過す
る。このため、水の消費量が少ない場合には、この水槽
内の水の回転率すなわち交換率が低下し、同じ水が長時
間この水槽内に滞留する。このため、水中の塩素濃度が
低下し、雑菌が繁殖しやすくなる等の不具合を生じる。

【０００５】一方、断水等の場合を考慮すると、この水
槽内に貯溜されている水の量は多い方が好ましい。すな
わち、断水等が生じた場合、断水が復旧するまでの間、
水洗トイレ、その他最低限の衛生上の必要量を確保する
だけの水量が水槽内に貯溜されていることが好ましい。

【０００６】このような要求を満足するには、水の消費
量に対応して、制御すべき水位の設定値を変更すること
が好ましい。しかし、従来の水位制御装置は、水位の検
出に電極やフロートを用いており、水位制御の設定値を
変更する作業が不可能かまたは極めて面倒であった。ま
た、従来の水位制御装置では、水の消費量に対応して適
切な水位の制御を行うことができなかった。

【０００７】さらに、一般的には、上記のようなビルや
マンションの水槽の管理は専門の業者に委託されてお
り、これらのビルやマンションの管理人では上記のよう
な水槽内の水位の管理は困難である。このため、水槽内
の水位を水の消費量に対応して制御可能な装置を設置し
たとしても、上記のような管理人ではその装置の操作や
管理は困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、水の消費量の変動その他の要
因に対応して水槽内の水位を制御し、この水槽内の水の
回転率を所定の範囲に維持し、水中の塩素濃度の低下を
防止して水質の維持をおこなうことができるとともに、
水の消費量に対応した必要最小限の水を貯溜しておくこ
とができ、しかもこの水槽内の水位の制御は水の消費量
に対応して自動的に設定され、その操作や管理に水道設
備に関する専門的な知識を必要とせず、また信頼性の高
い水槽の水位制御装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、水槽の底部に
水頭圧を検出する圧力検出器を設けるとともに、この圧
力検出器からの信号を受け、この水位信号に対応してこ
の水槽に給水する給水弁を開閉してこの水槽内の水位を
所定の制御水位範囲に維持する制御器を備え、この制御
器は水の消費量が多い程上記の制御水位範囲を高く、ま
た水の消費量が少ない程上記の制御水位範囲を低く設定
できるように構成されている。

【００１０】そして、この制御器は、単位時間当たりの
上記の水槽内の水位の低下率から水の消費量を算出し、
この水の消費量に対応して上記の制御水位範囲を自動的
に設定する。

【００１１】

【作用】上記の圧力検出器によって水頭圧が検出され、
水槽内の水位が検出され、この水位信号は制御器に送ら
れる。この制御器は、この水槽からの水の消費量に対応
して制御水位範囲が設定される。したがって、水の消費
量の多い場合には、この水槽の制御水位範囲が高く設定
され、常時この水槽内に多量の水が貯溜される。したが
って、万一の断水の場合でも、水洗トイレ用等の衛生上
必要な量の水が確保される。なお、この場合には水の消
費量が多いので、この水槽内に貯溜される水の量が多く
ても、この水の回転率すなわち交換率が過度に低下する
ことはなく、塩素濃度の低下等が生じることがなく、水
質が確保される。

【００１２】また、水の消費量が少ない場合には、この
水槽の制御水位範囲が低く設定される。したがって、こ
の水槽内に常時貯溜されている水の量が少なくなり、水
の消費量が少なくてもこの水槽内の水の回転率すなわち
交換率が過度に低くなることはなく、塩素濃度の低下等
の水質の低下が防止される。なお、この場合には水の消
費量が少ないので、この水槽内に貯溜している水の量が
少なくても、断水等の際の衛生上に必要な水量は確保で
きる。

【００１３】また、この装置は、圧力検出器で水頭圧を
測定して水位を検出するので、水位信号と実際の水位と
が常に比例関係を維持するので、上記のような制御が容
易であり、また水位の検出精度も高く、正確かつ確実な
水位制御が可能となる。

【００１４】また、この装置は単位時間当たりの水位の
低下率から水の消費量を算出し、上記のような制御水位
範囲を自動的に設定するので、水槽や水道設備の専門知
識を持たない管理者であってもこの装置を操作、管理す
ることができるとともに、常に最適の制御水位範囲に自
動的に設定されるので信頼性が高い。

【００１５】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。この実施例のものは、ビル、マンション、学校、病
院等の水槽の水位制御装置である。なお、実際の装置で
は、設置する建物の種類等に応じて、その仕様が相違す
るものであるが、この実施例では説明を容易にするた
め、各種の仕様に対応した機能をすべて備えている装置
を説明する。もちろん、実際の装置では、仕様に対応し
て一部の機能が省略されたり、また別の機能が追加され
る。

【００１６】図中の１は、水槽である。この水槽１内に
は、給水弁２を介して給水管３からこの水槽１内に水道
水が給水される。また、この水槽の底部には供給管４が
接続され、この供給管４は末端の消費側の配管５、たと
えば各戸の水道管、または各タップの配管に接続されて
いる。

【００１７】また、この水槽１の底部には、水位検出器
１０が設けられている。この水位検出器１０は、圧力を
検出するもので、これによって水頭圧を検出し、この水
頭圧からこの水槽１内の水位を検出するものである。

【００１８】そして、この水位検出器１０からの信号
は、制御器１１に送られる。この制御器１１は、ビルの
管理室等に設置されている。この制御器１１は、この水
位信号に対応して前記の給水弁２を開閉し、この水槽１
内に供給される水の量を制御し、この水槽１内の水位を
所定の水位範囲、すなわち制御水位範囲に維持するよう
に構成されている。

【００１９】また、このビル等の建物が雑居ビル、公官
庁、会社、病院等の場合で、不特定多数の者が使用する
公共トイレが備えられている場合には、仕様に応じてこ
のトイレの便器１２を定期的に洗浄するための洗浄弁１
３にも信号が送られ、この洗浄弁１３の開閉を制御する
ように構成されている。

【００２０】また、学校等では、夏休み等長期間にわた
ってトイレが使用されず、また水の使用がほとんどなく
なる。このような建物にこの装置が設置される場合に
は、仕様に応じてプログラム設定器１４が設けられる。

【００２１】次に、上記の水位検出器１０の構成を図２
を参照して説明する。この水位検出器１０は、ケーシン
グ２１を備えている。そして、このケーシング２１には
水圧検出口２２が形成され、この水圧検出口２２が上記
の水槽１の内部に連通される。また、このケーシング２
１内には可撓性のダイヤフラム２３が設けられ、このダ
イヤフラム２３によってこのケーシング２１内と上記の
圧力検出口２２とが区画されている。そして、上記のケ
ーシング２１内には液体２４、たとえばシリコーン油等
が充填され、このケーシング２１内には圧力検出素子２
５が設けられ、この圧力検出素子２５はこの液体２４中
に浸漬されている。また、この圧力検出素子２５には導
線２６が接続され、この導線２６を介して信号が送られ
るように構成されている。

【００２２】この水位検出器１０は、ダイヤフラム２３
が撓むことにより、水圧検出口１１内の圧力と内部の液
体２４の圧力とがほぼ等しい圧力になる。そして、この
圧力は圧力検出素子２５によって検出され、この圧力は
水頭圧、すなわち水位に比例している。したがって、こ
の圧力検出素子２５からの出力信号は、水位に比例して
いる。また、この水位検出器１０は、圧力検出素子２５
によって水位を検出するので、水位を数ｍｍの単位で精
密に測定できる。また、このものは異物等が付着して
も、水圧検出口２２が完全に閉塞しない限り作動不良を
起こすことはなく、信頼性が高い。また、このものは、
圧力検出素子２５がシリコーン油等の液体中に浸漬され
ているので、腐食等が発生せず、信頼性が高い。

【００２３】次に、図３を参照して上記の制御器１１の
構成を説明する。この制御器１１はＣＰＵ３１、ＲＯＭ
３２、ＲＡＭ３３、クロック３６等を備えている。ま
た、この制御器１１には、モード選択スイッチ等の必要
なスイッチ類３４を備え、また各種の表示部３５を備
え、この表示部３５は設定された水位、この実施例の場
合には高い水位から順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の４つ
の設定水位を表示する表示器を含んでいる。

【００２４】また、このＣＰＵには、上記の水位検出器
１０、前記の給水弁２や洗浄弁１３を開閉する弁駆動回
路３８、警報を出力するブザー等の警報器３９、前記の
プログラム設定器１４等がそれぞれインターフエース３
７を介して接続されており、信号の入出力がなされる。

【００２５】次に、この制御器１１の作動を説明する。
この実施例のものは、水の消費量に対応して３つのモー
ドで作動する。水の消費量の最も多い場合は高モードで
作動し、水の消費量が中間の場合は中モード、水の消費
量が低い場合には低モードで作動する。

【００２６】たとえば、この水位制御装置がリゾートマ
ンション等に設置されている場合、季節によってはほぼ
満員まで入居者が居住する。このような場合には、水の
消費量が大幅に増大する。このような場合には、この制
御器１１を高モードで作動させる。図４のフローチャー
トに示すようにステップ３１で高モードに設定される
と、ステップ３２で水位が最も高い水位Ｌ１と２番目に
高い水位Ｌ２が設定される。そして、水位信号が入力す
ると、ステップ３３でこれらの設定値と比較され、Ｌ１
より高い場合にはステップ３４で給水弁２が閉弁され、
またＬ２より低い場合にはステップ３５で給水弁２が開
弁する。したがって、この高モードの場合には、この水
槽１内の水位はＬ１とＬ２の間の制御水位範囲に維持さ
れる。

【００２７】また、入居者の数が中程度の場合には、水
の消費量も中程度になり、この場合には中モードに設定
される。この中モードでは、上記と同様にして、水槽１
内の水位がＬ２とＬ３の範囲の制御水位範囲に維持され
る。

【００２８】また、季節によっては、入居者の数が少な
くなる場合がある。このような場合には、水の消費量も
少なくなり、この場合には低モードに設定される。この
低モードでは、上記と同様にして、水槽１内の水位がＬ
３とＬ４の範囲の制御水位範囲に維持される。

【００２９】したがって、水の消費量の多い場合には、
この水槽１内に常に多量の水が貯溜されている。よっ
て、万一断水が生じた場合でも、この断水が復旧するま
での水洗トイレ用等、衛生上必要な水は十分確保され
る。また、水の使用量が多いので、この水槽１内の水が
頻繁に交換されることになり、このように多量の水が貯
溜されていても、この水槽１内の水の回転率すなわち交
換率が過度に低下することはなく、塩素濃度の低下等の
水質悪化は防止される。

【００３０】一方、水の消費量の少ない場合には、この
水槽１内に常に貯溜されている水の量は少なくなる。し
たがって、この場合でも、この水槽１内の水の回転率す
なわち交換率が過度に低下することがなく、水質の悪化
が防止される。なお、この場合は水の消費量が少ないの
で、この水槽１内に貯溜されている水の量が少なくて
も、万一の断水の場合でも衛生上必要な水の量は十分に
確保される。

【００３１】もちろん、上記のＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
の水位は、このマンションの戸数、水槽１の容量等に対
応して上記のような条件が満足されるような水位に設定
されるものである。これらの設定された水位は、表示部
３５にそれぞれ表示される。この設定は、この水位制御
装置の施工をした場合に設定し、また必要に応じて後に
再度設定される。

【００３２】また、この制御器１１には、上記のモード
設定を手動でおこなう他に自動的に設定できる機能を有
している。すなわち、図５に示すように、ステップ４１
でマニュアルを選択した場合には、ステップ４２でマニ
ュアルモードとなり、たとえば管理人等が入居者の数か
らモードを判定し、ステップ４３で手動でモードを選択
する。

【００３３】また、ステップ４１でオートモードを選択
した場合には、ステップ４４で水位信号の時間的な変化
から、単位時間当たりの水位の低下率が算出され、この
水位の低下率は水の消費量に対応する。そして、ステッ
プ４５，４６で、この水位低下率が所定の設定値Ｒ１よ
り大きい場合には、水の消費量が多いと判定し、高モー
ドが自動的に選択される。また、水位の低下率がこのＲ
１とこれより小さい所定の設定値Ｒ２との間にある場合
には、水の消費量が中程度と判定し、中モードが自動的
に選択される。さらに、水位の低下率がＲ２より小さい
場合には、水の消費量が少ないと判定され、低モードに
自動的に選択される。

【００３４】上記のように、オートモードを選択してお
くことにより、水の消費量の変化に対応して自動的に最
適なモードに切り替えられ、管理人等がその都度モード
を切り替える必要がなく、操作が簡単であるとともに、
モードの切り替えを忘れることもない。

【００３５】また、この制御器１１には、あらかじめ設
定されたプログラムに従って水位を制御する機能が備え
られている。すなわち、学校、官庁、会社等では、所定
の日程によって運営され、あらかじめ予定された期間た
とえば夏休み等は水の使用量がほとんど無くなる。この
ような場合には、予定されたプログラムに従って、水位
制御のモード切り換え、その他の水位制御を行うことが
便利である。たとえば、休日の前日の終業時に水位制御
を低モードに切り換えておき、休日明けの日の始業前に
水位制御を高モードに切り換えておくと便利である。さ
らに、休日、夏休み等の期間は、トイレがほとんど使用
されなくなる。このような場合には、便器、配管等が乾
燥し、異物がこびり付き、便器や配管等の損傷の原因に
なる。このような場合には、トイレが使用されなくても
一定時間ごとに便器を洗浄し、トイレの設備を保護する
ことが好ましい。このような場合にも、あらかじめ予定
されたプログラムに従って水位の制御をすることが好ま
しい。

【００３６】この制御器１１には、プログラム設定器１
４が取り付けられている。このプログラム設定器１４に
は、パントカード、磁気デイスク等により、あらかじめ
設定されたプログラムが入力される。

【００３７】そして、図６に示すように、ステップ５１
でプログラム制御が選択されると、ステップ５２でプロ
グラム設定器１４から所定のプログラムが入力される。
そしてこのプログラムに従って、ステップ５３でたとえ
ば休日の前日の終業時に、水位制御モードが低モードに
切り換えられる。また、これと同時に、この休日の間、
トイレの便器を定期的に洗浄するモードが選択される。

【００３８】そして、ステップ５４で所定の洗浄時間の
経過が確認されると、ステップ５５でトイレの洗浄弁１
３の駆動回路に開弁信号が送られ、この洗浄弁が開弁
し、便器１２を洗浄する。

【００３９】また、本発明の水位制御装置には、必要に
応じて上記以外の機能が付加される。たとえば、給水弁
が故障して開閉不能になり、水位が以上に上昇したり、
また以上に低下したりした場合には、ブザー等の警報器
３９を作動させる信号が出力される。さらに、水位検出
器が短い周期の圧力変動を検出した場合には、地震発生
と判断して警報を出力し、まだ給水弁を自動的に閉弁さ
せることもできる。さらに本発明は上記の実施例にも限
定されず、その他の各種の変更が可能である。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明は、水の使用量の変動
に対応して水槽内の制御水位範囲を変更するので、水の
使用量が多い場合には水槽内に常時多量の水が貯溜さ
れ、また水の使用量が少ない場合には水槽内に少量の水
が貯溜される。したがって、いずれの場合でもこの水槽
内の水の回転率が所定の値以上に維持され、塩素濃度低
下等の水質の悪化が防止されるとともに、断水等の際に
衛生上必要な水量も確保される。

【００４１】また、本発明は圧力によって水頭圧を測定
し、この水頭圧によって水位を検出する。したがって、
この水位検出器からの信号と水位が常に比例関係に維持
され、この水位信号の処理が容易で、上記のような制御
が容易に達成され、また水位を正確に測定できるので確
実、正確な水位制御が可能になる。

【００４２】そして、本発明のものは単位時間当たりの
水位の低下率から水の消費量を算出し、この水の消費量
に対応して上記の制御水位範囲が自動的に設定されるの
で、水道設備等に関する専門知識のない管理者であって
もこの装置を操作、管理でき、しかも常に最適の制御水
位範囲に設定され、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概略構成図

【図２】水位検出器の縦断面図

【図３】制御器の構成図

【図４】高モードの場合の水位制御の流れ線図

【図５】モード選択の場合の流れ線図

【図６】プロクラム制御の場合の流れ線図

【符号の説明】

１…水槽 ２…給水弁 １０…水位制御器 １１…制御器 ２５…圧力検出素子 ３１…ＣＰＵ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水弁から供給される水を貯溜し、末端
   の消費側に供給する水槽において、この水槽の底部に設
   けられ水頭圧によりこの水槽内の水位を検出する水位検
   出器と、この水位検出器からの信号を受け、この水位信
   号に対応して上記の給水弁を開閉してこの水槽内の水位
   を所定の制御水位範囲に維持する制御器とを備え、この
   制御器は、上記の水槽内の水位の単位時間当たりの低下
   率を測定して水の消費量を算定し、水の消費量が少ない
   程上記の制御水位範囲が低くなるようにこの制御水位範
   囲を自動的に設定するものであることを特徴とする水槽
   の水位制御装置。
2. 【請求項２】 前記の制御器は、水の消費量に対応した
   複数のモードで作動し、各モードでは水の消費量に対応
   して制御水位範囲がそれぞれ設定されており、前記の水
   槽内からの水の消費量に対応してこのモードを自動的に
   選択するものであることを特徴とする請求項１の水槽の
   水位制御装置。