JP2980557B2 - 液面制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、貯水槽や貯水タ
ンク等の受液槽内の液面位置を所定高さに制御するため
の液面制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水、工業用水、農業用水等を一時的に
貯溜しておく貯水槽において、水位を一定に維持するた
めにフロート式の液面制御装置が付設されることがあ
る。

【０００３】例えば図４に示す貯水槽（１）は、その側
壁（１ａ）に、槽内に水（Ｗ）を供給するための給水管
（２）と、槽内の水（Ｗ）を所定箇所へ流出するための
流出管（３）とが貫通状態に取り付けられるとともに、
貯水槽（１）の内部における給水管（２）の先端に、バ
タフライ弁（４）等の弁装置が取り付けられている。バ
タフライ弁（４）は、弁箱（４ａ）と、その内部に回転
自在に収容された蝶形弁体とを有しており、蝶形弁体の
回転によって、弁箱（４ａ）内の給水路の開き度合いが
調整されて水（Ｗ）の供給量が制御されるよう構成され
ている。更にバタフライ弁（４）の外側面には、上記蝶
形弁体の弁棒に連結された円形ギア（５ａ）と、その円
形ギア（５ａ）に噛合する扇形ギア（５ｂ）とが回転自
在に取り付けられている。

【０００４】また貯水槽（１）内にには、水（Ｗ）の水
位変動に伴って昇降するフロート（６）が配置され、そ
のフロート（６）に、フロート軸（７）の上部が連結さ
れるとともに、そのフロート軸（７）の下部と、上記扇
形ギア（５ｂ）とが揺動レバー（８）及び補助リンク機
構（８ａ）を介して連結されている。

【０００５】そしてこの貯水槽（１）において、水
（Ｗ）の流出により水位が低下すると、その水位低下に
伴ってフロート（６）及びフロート軸（７）が降下す
る。これにより同図想像線に示すように、揺動レバー
（８）が下方へ揺動して、ギア（５ａ）（５ｂ）が回転
し、バタフライ弁（４）内の蝶形弁体が回転して弁開状
態となり、バタフライ弁（４）の先端から水（Ｗ）が貯
水槽（１）内に供給される。

【０００６】一方、水（Ｗ）の供給により貯水槽（１）
内の水位が上昇すると、フロート（６）及びフロート軸
（７）が上昇して、揺動レバー（８）が上方へ揺動す
る。これによりギア（５ａ）（５ｂ）が回転し、蝶形弁
体が回転して弁閉状態となり、水（Ｗ）の供給が停止さ
れる。

【０００７】このように貯水槽（１）内の水面位置に応
じて、水（Ｗ）の供給量が制御され、水位が常時一定に
維持されるよう構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
液面制御装置（Ｐ１）は、バタフライ弁（４）やギア
（５ａ）（５ｂ）、更にフロート軸（７）、揺動レバー
（８）等の作動機構部が、通常、水中に配置されている
ため、その作動機構部の保守点検や修理を行う場合に
は、貯水槽（１）内の水（Ｗ）を抜き取ってから、作業
者が貯水槽（１）内に入って、保守点検作業を開始する
ことになる。

【０００９】このように保守点検時等に、貯水槽（１）
内の水（Ｗ）を抜き取る必要があるので、保守点検等に
手間がかかり、その上、保守点検作業を貯水槽（１）内
の限られたスペース内で行う必要があり、非常に煩雑で
あるという問題があった。

【００１０】そこで図５に示すように、作動機構部の保
守点検や修理を効率良く簡単に行えるように、作動機構
部が貯水槽（１）の外部に配置される液面制御装置（Ｐ
２）が提案されている。この装置（Ｐ２）は、給水管か
らなる給水管路（１２）が、貯水槽（１）の上壁（１
ｂ）に貫通配置されるとともに、貯水槽（１）の上方に
おける給水管路（１２）に、上記と同様のバタフライ弁
（１４）が取り付けられている。更にそのバタフライ弁
（１４）の外側面に設けられたギア機構（１５）に、揺
動レバー（１８）の一端が連結される。

【００１１】一方、貯水槽（１）内に配置されるフロー
ト（１６）には、フロート軸（１７）の下部が連結さ
れ、そのフロート軸（１７）の中間領域が、貯水槽
（１）の上壁（１ｂ）に貫通された状態でフロート軸支
持機構（１９）により垂直にスライド自在に取り付けら
れて、フロート軸（１７）の上部が貯水槽（１）の上方
に配置される。更にフロート軸（１７）の上端に設けら
れた連結軸（１７ａ）が、上記揺動レバー（１８）の他
側領域に設けられた長孔（１８ａ）内に、スライド自在
に、かつ回転自在に挿入される。

【００１２】そしてこの液面制御装置（Ｐ２）におい
て、貯水槽（１）内の水位が低下すると、同図想像線に
示すようにフロート（１６）及びフロート軸（１７）が
垂直に降下する。このときフロート軸上端の連結軸（１
７ａ）は、揺動レバー（１８）の長孔（１８ａ）に沿っ
てスライドしながら垂直に降下し、これにより揺動レバ
ー（１８）が下方に揺動し、バタフライ弁（１４）の弁
体が開いて貯水槽（１）内に水（Ｗ）が供給される。

【００１３】逆に、貯水槽（１）内の水位が上昇する
と、フロート（１６）及びフロート軸（１７）が垂直に
上昇し、フロート軸上端の連結軸（１７ａ）が揺動レバ
ー（１８）の長孔（１８）に沿ってスライドしながら上
方へ移動する。これにより、揺動レバー（１８）が上方
へ揺動して、バタフライ弁（１４）の弁体が閉じられて
水（Ｗ）の供給が停止される。

【００１４】この液面制御装置（Ｐ２）においては、バ
タフライ弁（１４）、ギア（１５ａ）（１５ｂ）、フロ
ート軸（１７）、揺動レバー（１８）等の作動機構部
が、貯水槽（１）に対し外部に配置されているため、こ
れらの保守点検や修理を行う場合には、貯水槽（１）内
に入り込む必要もなければ、貯水槽（１）内の水（Ｗ）
を抜き取る必要もなく、その分、保守点検作業等を効率
良く簡単に行える。

【００１５】しかしながら上記液面制御装置（Ｐ２）
は、フロート軸（１７）の垂直方向の直線運動を揺動レ
バー（１８）の回転運動に変換するために、フロート軸
（１７）を揺動レバー（１８）にスライド自在にかつ回
転自在に連結しているが、この連結部分の信頼性に問題
がある。例えば揺動レバー（１８）の長孔（１８ａ）に
目詰まりが生じて、フロート軸（１７）の連結軸（１７
ａ）が長孔（１８ａ）内をスムーズにスライドできず、
作動不良が生じ易いという問題が発生する。

【００１６】一方、従来において、図６に示す液面制御
装置（Ｐ３）も提案されている。この装置（Ｐ３）は、
貯水槽（１）の外部に、バタフライ弁（２４）が配置さ
れるとともに、フロート軸（２７）が貯水槽上壁（１
ｂ）に貫通配置され、更にバタフライ弁（２４）の外側
面に設けられたギア機構（２５）とフロート軸（２７）
とが揺動レバー（２８）及び補助リンク機構（２８ａ）
により連結される。そして、この液面制御装置（Ｐ３）
では、水位変動に伴ってフロート（２６）及びフロート
軸（２７）が昇降すると、揺動レバー（２８）が揺動し
て、バタフライ弁（２４）が作動するように構成されて
いる。

【００１７】この液面制御装置（Ｐ３）においては、フ
ロート軸（２７）を揺動レバー（２８）に対し回転させ
て、フロート軸（２７）の作動力を揺動レバー（２８）
に伝達するものであるため、上記図５の装置（Ｐ２）の
ようにスライド運動と回転運動を併用させてフロート軸
の作動力を揺動レバーに伝達するものと比べて、高い信
頼性を得ることができ、作動不良の発生を有効に防止す
ることができる。

【００１８】しかしながら、フロート軸（２７）は、揺
動レバー（２８）他端の運動軌跡、すなわち円弧線に沿
って昇降するので、昇降時には多少ながらも水平方向に
移動する。このため、フロート軸（２７）とフロート軸
挿通孔（１ｅ）内周面との干渉を避けるために、フロー
ト軸挿通孔（１ｅ）を水平方向に大きく形成する必要が
ある上、更に、フロート軸（２７）が水平方向に移動す
るため、フロート軸（２７）と、孔（１ｅ）の内周面と
の間を完全にシールすることが非常に困難である。従っ
て、フロート軸挿通孔（１ｅ）が大きく開放された状態
で存在することになり、その孔（１ｅ）から貯水槽
（１）内に異物が侵入して、貯水槽（１）内の上水等が
汚染される恐れがあるという問題が発生する。

【００１９】この発明は、上記従来技術の問題を解消
し、作動機構部の保守点検や修理を簡単に効率良く行え
て、更に作動不良等の不具合が生じるのを有効に防止で
き、その上、受液槽内への異物侵入も確実に防止できる
液面制御装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、受液槽内の液面位置を所定高さに制御
するための液面制御装置であって、前記受液槽の周壁に
貫通状態に配置され、受液槽内に液体を供給するための
液体供給管路と、前記受液槽の外部において前記液体供
給管路に設けられた弁装置と、一端が前記弁装置の外面
側に回転自在に設けられ、その一端を支点として揺動す
ることにより、前記弁装置が作動して液体の前記受液槽
への供給量が調整される揺動レバーと、前記受液槽の内
部に設けられ、液位の変動に伴って昇降するフロート
と、長さ方向の中間領域が前記受液槽の上壁に貫通した
状態で長さ方向に沿って垂直にスライド自在に設けら
れ、下部が前記フロートに連結されるとともに、上部が
前記受液槽の上方に配置されるフロート軸と、一端が前
記揺動レバーの他端に回転自在に連結されるとともに、
他端が前記フロート軸の上端に回転自在に連結されたリ
ンク部材とを備え、前記フロート軸上端における垂直直
線運動を、前記リンク部材の回転によって、前記揺動レ
バー他端における円弧運動に変換することにより、前記
フロートに伴うフロート軸の昇降動作に応じて前記揺動
レバーを揺動させるよう構成されてなるものを要旨とす
る。

【００２１】本発明の液面制御装置は、弁装置、揺動レ
バー、フロート軸、リンク部材等の作動機構部を、受液
槽に対し外部に配置するものであるため、作動機構部の
保守点検や修理を行う場合、狭い受液槽内に入り込む必
要もなければ、受液槽内の液体を抜き取る必要もなく、
受液槽の外部において保守点検作業等を行える。更にフ
ロート軸を、その長さ方向に沿って垂直に作動させるも
のであるため、受液槽上壁のフロート軸挿通孔を小さく
できるとともに、フロート軸とフロート軸挿通孔内周面
との間のシールを確実に図ることができる。また揺動レ
バーとフロート軸とをリンク部材より連結し、フロート
軸の作動力をリンク部材の回転運動によって揺動レバー
に伝達するようにしているため、例えばスライド運動と
回転運動を併用させて作動力を伝達するものと比べ、作
動力の伝達をスムーズに行うことができ、その伝達機構
部の信頼性を向上させることができる。

【００２２】一方、本発明においては、フロート軸をそ
の上部位置において長さ調整自在に構成するのが良い。
すなわちその場合には、受液槽の外部からフロート軸の
長さを調整するだけで、最高液位を変更することができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
液面制御装置（Ｐ）が適用された貯水槽（１）の上部を
示す側断面図である。同図に示すように、貯水槽（１）
の上壁（１ｂ）には、給水管からなる給水管路（３０）
が貫通配置されるとともに、貯水槽（１）の上方におけ
る給水管路（３０）上に、バタフライ弁（４０）からな
る弁装置が取り付けられている。バタフライ弁（４０）
は、弁箱（４１）と、弁箱（４１）の内部に回転自在に
収容される蝶形弁体とを有し、蝶形弁体が回転すること
によって、弁箱（４１）内の給水経路の開き度合いが調
整されて、貯水槽（１）への水（Ｗ）の供給量が制御さ
れるよう構成されている。

【００２４】更にバタフライ弁（４０）の弁箱（４１）
の外側面には、円形ギア（５１）及び扇形ギア（５２）
等からなるギア機構（５０）が取り付けられている。円
形ギア（５１）は、上記蝶形弁体の弁棒に連結されてお
り、円形ギア（５１）の回転力が蝶形弁体に伝達される
よう構成されるとともに、扇形ギア（５２）は円形ギア
（５１）と噛合する態様に配置されている。また扇形ギ
ア（５２）には、揺動レバー（６０）の一端が連結され
ており、その揺動レバー（６０）が上下に揺動すること
により、ギア（５１）（５２）が回転してバタフライ弁
（４０）の蝶形弁体が回転するよう構成されている。

【００２５】一方、フロート軸（８０）は、図２に示す
ように、フロートパイプ（８１）と、そのパイプ（８
１）の上端に固定され、雌ねじ部材からなる軸螺合部材
（８２）と、その軸螺合部材（８２）に螺着され、雄ね
じ部材からなる延長軸（８３）と、延長軸（８３）に螺
着されて軸螺合部材（８２）に圧接する回り止めナット
（８４）とで構成されており、回り止めナット（８４）
を緩めた状態で、延長軸（８３）の軸螺合部材（８２）
へのねじ込み量を調整することにより、フロート軸
（８０）の長さを自在に調整できるよう構成されてい
る。なお言うまでもなく、軸螺合部材（８２）を雄ねじ
部材により構成し、延長軸（８３）を雌ねじ部材により
構成するようにしても良い。

【００２６】このフロート軸（８０）のパイプ（８１）
が、図１に示すように貯水槽上壁（１ｂ）に設けられた
フロート軸挿通孔（１ｅ）に挿通配置された状態で、フ
ロート軸支持機構（８５）により、フロート軸長さ方向
に沿って垂直にスライド自在に取り付けられる。

【００２７】また、貯水槽（１）内においてフロート軸
（８０）の下部には、水面上を浮遊するフロート（７
０）が連結され、水位の変動に伴って、フロート（７
０）が昇降すると、それに追従してフロート軸（８０）
が垂直に昇降するよう構成されている。

【００２８】一方、図１及び図２に示すように、貯水槽
（１）の上方において、揺動レバー（６０）の他端に
は、連結軸（９１）を介してリンク部材（９０）の一端
が回転自在に連結されるとともに、そのリンク部材（９
０）の他端が連結軸（９２）を介して、フロート軸（８
０）の上端、すなわち延長軸（８３）の上端に回転自在
に連結されている。

【００２９】以上のように構成された本実施形態の液面
制御装置（Ｐ）において、貯水槽（１）に貯蔵された水
（Ｗ）が所定の最高水位（ＨＬ）に維持されている場合
には、図１及び図３（ａ）に示すように、フロート（７
０）及びフロート軸（８０）が最高位の位置に配置され
るとともに、揺動レバー（６０）が最高位の揺動位置に
配置されて、バタフライ弁（４０）の蝶形弁体が、弁箱
（４１）内の給水経路を閉塞する状態に設定されてい
る。

【００３０】この状態から、貯水槽（１）内の水位が低
下していくと、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、水位低
下と共にフロート（７０）及びフロート軸（８０）が垂
直に降下していく。このときリンク部材（９０）のフロ
ート軸側連結軸（９２）はフロート軸（８０）に追従し
て垂直に降下するとともに、その降下に従ってリンク部
材（９０）がフロート軸側連結軸（９２）を支点として
同図反時計方向に回転することにより、リンク部材（９
０）の揺動レバー側連結軸（９１）が、揺動レバー（６
０）の他端側の運動軌跡に沿って円弧を描くように降下
する。こうして揺動レバー（６０）が下方にスムーズに
揺動して、ギア（５１）（５２）が回転してバタフライ
弁（４０）の蝶形弁体が回転し、弁箱（４１）内の給水
経路が徐々に開放されていき、その開放量に応じて、給
水管路（３０）先端から貯水槽（１）内に上水（Ｗ）が
供給される。更に水位が低下して、図３（ｄ）に示すよ
うに、揺動レバー（６０）が水平状態となるまで揺動す
ると、バタフライ弁（４０）の蝶形弁体が全開状態とな
る。

【００３１】一方、上記とは逆に、貯水槽（１）内の水
位が上昇していくと、フロート（７０）及びフロート軸
（８０）が垂直に上昇していく。このときリンク部材
（９０）がそのフロート軸側連結軸（９２）を支点とし
て図３の時計方向に回転しながら垂直に上昇することに
より、リンク部材（９０）の揺動レバー側連結軸（９
１）が、揺動レバー端部の運動軌跡に沿って上昇する。
これにより揺動レバー（６０）が上方にスムーズに揺動
していき、ギア（５１）（５２）が回転して弁箱（４
１）内の給水経路が徐々に閉塞されていく。そして図３
（ａ）に示すように所定の最高水位（ＨＬ）まで水
（Ｗ）が供給されて、その水位位置までフロート（７
０）が上昇して揺動レバー（６０）が所定の角度まで揺
動すると、バタフライ弁（４０）の蝶形弁体が全閉状態
となり、水（Ｗ）の供給が停止される。

【００３２】このように貯水槽（１）内の水位が、常
時、最高水位（ＨＬ）に維持されるように、貯水槽
（１）内への水（Ｗ）の供給量が制御される。

【００３３】以上のように、この液面制御装置（Ｐ）に
おいては、バタフライ弁（４０）、ギア機構（５０）、
揺動レバー（６０）、フロート軸（８０）、リンク部材
（９０）等の作動機構部が、貯水槽（１）に対し外部に
配置されているため、貯水槽（１）の外部において何等
制約なく、作動機構部の保守点検や修理を行うことがで
きる。従って、保守点検時等に、狭い貯水槽（１）内に
入り込む必要もなければ、貯水槽（１）内の水（Ｗ）を
抜き取る必要もなく、その分、保守点検作業等を効率良
く簡単に行うことができる。

【００３４】更に本実施形態においては、貯水槽（１）
の上壁（１ｂ）に貫通配置されるフロート軸（８０）
を、その長さ方向に沿って垂直に作動させるものである
ため、貯水槽上壁（１ｂ）のフロート軸挿通孔（１ｅ）
を小さくできるとともに、フロート軸（８０）とフロー
ト軸挿通孔（１ｅ）内周面との間のシールを確実に図る
ことができる。従って、貯水槽（１）内への異物の侵入
を防止でき、上水の汚染等を確実に防止することができ
る。

【００３５】また揺動レバー（６０）とフロート軸（８
０）とをリンク部材（９０）により連結し、フロート軸
（８０）の作動力をリンク部材（９０）の回転運動によ
って揺動レバー（６０）に伝達するようにしているた
め、例えば図５の従来装置（Ｐ２）のようにスライド運
動と回転運動を併用させてフロート軸の作動力を揺動レ
バーに伝達するものと比べ、作動力の伝達をスムーズに
行えてその伝達機構部の信頼性を向上させることができ
るとともに、伝達機構部に作動不良等の不具合が発生す
るのを有効に防止することができる。

【００３６】また本実施形態においては、貯水槽（１）
の外部に配置されたフロート軸（８０）の上部におい
て、フロート軸（８０）を長さ調整自在に構成している
ため、貯水槽（１）内の最高水位（ＨＬ）を変更する場
合、貯水槽（１）の外部からフロート軸（８０）の長さ
を調整するだけで簡単に最高水位を変更することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明の液面制御装置
によれば、バタフライ弁等の弁装置、揺動レバー、フロ
ート軸、リンク部材等の作動機構部を、受液槽に対し外
部に配置するものであるため、受液槽の外部において何
等制約なく、作動機構部の保守点検作業を行えるので、
その作業を効率良く簡単に行える。更にフロート軸を、
その長さ方向に沿って垂直に作動させるものであるた
め、受液槽上壁のフロート軸挿通孔を小さくできるとと
もに、フロート軸とフロート軸挿通孔内周面との間のシ
ールを確実に図ることができる。従って受液槽内への異
物の侵入を防止でき、上水等の貯溜液が汚染されるのを
確実に防止できる。また揺動レバーとフロート軸とをリ
ンク部材より連結し、フロート軸の作動力をリンク部材
の回転運動によって揺動レバーに伝達するようにしてい
るため、例えばスライド運動と回転運動を併用させて作
動力を伝達するものと比べ、作動力の伝達をスムーズに
行えてその伝達機構部の信頼性を向上させることができ
るとともに、伝達機構部に作動不良等が発生するのを有
効に防止できるという効果がある。

【００３８】一方、本発明において、フロート軸をその
上部において長さ調整自在に構成する場合には、受液槽
の外部からフロート軸の長さを調整するだけで間単に、
最高液位を変更することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である液面制御装置が適用
された貯水槽の上部を示す側断面図である。

【図２】実施形態の液面制御装置におけるリンク機構部
を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は
正面図である。

【図３】実施形態の液面制御装置の動作を説明するため
の概略側面図であって、同図（ａ）は弁閉状態を示す
図、同図（ｂ）は弁少開状態を示す図、同図（ｃ）は弁
半開状態を示す図、同図（ｄ）は弁全開状態を示す図で
ある。

【図４】従来の液面制御装置が適用された貯水槽を示す
側断面図である。

【図５】従来における第１の提案例の液面制御装置が適
用された貯水槽の上部を示す側断面図である。

【図６】従来における第２の提案例の液面制御装置が適
用された貯水槽の上部を示す側断面図である。

【符号の説明】

１…貯水槽（受液槽） １ａ…側壁 １ｂ…上壁 ３０…給水管路（液体供給管路） ４０…バタフライ弁（弁装置） ６０…揺動レバー ７０…フロート ８０…フロート軸 ９０…リンク部材 Ｐ…液面制御装置 Ｗ…水

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受液槽内の液面位置を所定高さに制御す
   るための液面制御装置であって、 前記受液槽の周壁に貫通状態に配置され、受液槽内に液
   体を供給するための液体供給管路と、 前記受液槽の外部において前記液体供給管路に設けられ
   た弁装置と、 一端が前記弁装置の外面側に回転自在に設けられ、その
   一端を支点として揺動することにより、前記弁装置が作
   動して液体の前記受液槽への供給量が調整される揺動レ
   バーと、 前記受液槽の内部に設けられ、液位の変動に伴って昇降
   するフロートと、 長さ方向の中間領域が前記受液槽の上壁に貫通した状態
   で長さ方向に沿って垂直にスライド自在に設けられ、下
   部が前記フロートに連結されるとともに、上部が前記受
   液槽の上方に配置されるフロート軸と、 一端が前記揺動レバーの他端に回転自在に連結されると
   ともに、他端が前記フロート軸の上端に回転自在に連結
   されたリンク部材とを備え、 前記フロート軸上端における垂直直線運動を、前記リン
   ク部材の回転によって、前記揺動レバー他端における円
   弧運動に変換することにより、前記フロートに伴うフロ
   ート軸の昇降動作に応じて前記揺動レバーを揺動させる
   よう構成されてなることを特徴とする液面制御装置。
2. 【請求項２】 前記フロート軸がその上部位置において
   長さ調整自在に構成されてなる請求項１記載の液面制御
   装置。