JP3753589B2 - フロースイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフロースイッチに係り、ポンプを自動運転させる給水ポンプ装置に設置され、小流量を検知してポンプを停止させるフロースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、井戸内に設置した水中ポンプを地上部に設置した地上部ユニットにより自動運転させる給水ポンプ装置が知られている。この給水ポンプ装置は、井戸内に設置された水中ポンプと、水中ポンプを制御する地上部ユニットと、水中ポンプと地上部ユニットとを接続する揚水管と、地上部ユニットに接続されるとともに蛇口（給水栓）を有した吐出し管とを備えている。そして、地上部ユニット内には、逆止め弁、減圧弁、圧力スイッチ等の機器類が設置されるとともに、ポンプを停止させる小流量を検知するフロースイッチが設置されている。
【０００３】
従来のフロースイッチにおいては、流体の流れる流路配管にフロースイッチ本体をねじ込んで固定し、Ｏリングにより流路配管とフロースイッチ本体との間のシールを行なっている。フロースイッチ本体は、一般に樹脂材料からなり、比較的低い流体圧力の範囲で使用している。そして、流体が高圧の場合には、磁性力の低い金属材料を使用してフロースイッチ本体を形成し、磁石の磁力を強化したフロースイッチを使用してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フロースイッチの動作は、流体内に置かれた磁石を内蔵したフロートが流量に応じて可動であり、フロースイッチ本体内にある感知部が、磁石の磁力の強度を感知して、スイッチを動作させる。フロースイッチ本体は、樹脂等の非磁性で構成した方が、フロースイッチ本体内の感知部は鋭敏に感知することができる。
【０００５】
しかしながら、樹脂は、強度が比較的低く、金属材料のような高い強度を有していない。一方、給水ポンプ装置による給水は、飲用にも使用されるため、錆等が発生して水を汚染する材料を避ける必要がある。また金属材料は、樹脂材料に比較して高価である。以上のように、フロースイッチ本体には、非磁性体で、強度が高く、水を汚染しない材料と構造が求められている。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、感知部を保持する部分は非磁性体により形成して感知部の感度を良好に保ちつつ、十分な強度を有したフロースイッチ本体を備えたフロースイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明のフロートスイッチは、円筒状の弁箱内に上下動可能に収容される、上部に磁石が埋設されたフロートと、スイッチ部が埋設された非磁性の樹脂材料で形成したフロースイッチ本体と、前記フロースイッチ本体の上面と円筒状側面を覆う構造の非磁性材料の金属製の押さえ板とを備え、前記フロースイッチ本体と、前記押さえ板とが、前記弁箱と一体的に構成された流路配管に、ボルトにより共に固定されていることを特徴とするものである。
本発明の好ましい態様によれば、前記フロートは逆止め弁を構成していることを特徴とする。
本発明の給水ポンプ装置は、ポンプと、このポンプに接続された揚水管と、この揚水管に接続された圧力検出装置と、前記フロースイッチとを備え、前記圧力検出装置により前記ポンプを起動するとともに前記圧力検出装置およびフロースイッチにより前記ポンプを停止せしめることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明はフロースイッチ本体を非磁性の樹脂材料で構成し、これを覆う形で、磁性力が低く、比較的強度の高い金属材料等の押さえ板を設け、感知部の保持と接液部は樹脂材料にもたせ、強度は外部の金属等の補強部材にもたせて、フロースイッチに必要な機能を全てもたせる。このように、樹脂材料のフロースイッチ本体と金属材料等の押さえ板に機能を分けてそれぞれ分担させるため、フロースイッチに非磁性体で、強度が高く、水を汚染しないという必要な全ての機能を付与し、かつ高圧の給水圧力にも対応でき、安価にできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る給水ポンプ装置におけるフロースイッチの一実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は、本発明のフロースイッチを備えた給水ポンプ装置の基本構成を示す模式図である。図１に示すように、給水ポンプ装置は、井戸１内に設置された水中ポンプ２と、水中ポンプ２を制御する地上部ユニット３と、水中ポンプ２と地上部ユニット３とを接続する揚水管４と、地上部ユニット３に接続されるとともに蛇口（給水栓）１０を有した吐出し管５とを備えている。
【０００９】
前記地上部ユニット３内には、水中ポンプ２を始動させるための圧力を検出する圧力検出装置（圧力スイッチ）６と、水中ポンプ２を停止させる条件の一つである流量を検出するためのフロースイッチ７と、水中ポンプ２の停止中に吐出し管５内の給水の圧力を保持するとともに蛇口１０の使用時（開いたとき）に一部給水を行うための圧力タンク８と、吐出し管５から揚水管４への逆流を防止するための逆止め弁９とが設置されている。そして、逆止め弁９の前流側に、ストレーナ２０が設置されている。
【００１０】
また地上部ユニット３内には、逆止め弁９の後流側に減圧弁１１が設置されている。この減圧弁１１は、地上部ユニット３内の流路配管１２に設置されており、逆止め弁９と圧力検出装置６との間の流路配管の減圧弁取付部（後述する）に着脱可能に取付けられている。機器設置当初から井戸１に水位変動があるとわかっている場合には、最初から減圧弁１１を流路配管１２の減圧弁取付部に取付けておく。井戸１に大きな水位変動がない場合には、前記流路配管１２の減圧弁取付部は、減圧弁を取付けることなく蓋等により閉塞し、流路配管内の水が流出しないようにしておく。
また、機器設置後または使用開始後に井戸１の水位に変動があり、減圧弁１１を設置しなければならないという必要が判明した場合、流路配管１２の減圧弁取付部の蓋を取り外した後に減圧弁１１を取付ける。
【００１１】
図２および図３は地上部ユニットの詳細構造を示す図であり、図２は地上部ユニットの縦断面図であり、図３は図２のII−II線矢視図である。
図２および図３に示すように、地上部ユニット３内の流路配管１２の両端部には、フランジ１３，１４が固定されている。そして、フランジ１３には揚水管４が接続され、フランジ１４には吐出し管５が接続される（図１参照）。地上部ユニット３内の流路配管１２には、上流側から順次、逆止め弁９、フロースイッチ７、減圧弁１１、圧力検出装置６、圧力タンク８が設置されている。またフロースイッチ７および逆止め弁９の直上流には、ストレーナ２０が設置されている。地上部ユニット３は、前記各機器を収納するユニットカバー１５を備えている。
【００１２】
前記減圧弁１１は、図２に示すように、流路配管１２の減圧弁取付部１２ａに着脱可能に取付けられている。減圧弁取付部１２ａの上端面は平面的な取付け座になっており、減圧弁１１の取付フランジ１１ａを取付け座に載せ、取付フランジ１１ａを４本のボルト１７により締め込むことにより、減圧弁１１を減圧弁取付部１２ａに簡単に取付けることができる。
【００１３】
図４および図５は、フロースイッチの詳細構造を示す図であり、図４はフロースイッチが所定の小流量を検知している場合を示す縦断面図であり、図５は所定の小流量以上の流量が流れている場合のフロースイッチの状態を示す縦断面図である。
図４および図５に示すように、フロースイッチ７はストレーナ２０の後流側に配置されている。前記ストレーナ２０は、円筒状で、底面と周面が網または多数の小孔を形成した薄板のスクリーン２１と、このスクリーン２１を収容するストレーナ本体２２とから構成されている。
【００１４】
ストレーナ２０の後流側にあるフロースイッチ７は、ストレーナ本体２２から上方に延びる円筒状の弁箱２３内に収容されたフロート２４と、フロート２４の上方に配置されたフロースイッチ本体２５と、フロースイッチ本体２５を覆う押さえ板２６とを備えている。フロースイッチ本体２５および押さえ板２６は、流路配管１２に複数のボルト２７により固定されている。そして、フロート２４の上部に形成された円筒状部２４ａ内には磁石２８が埋設されている。またフロースイッチ本体２５の中央部から下方に延びた軸部２５ａ内には、リードスイッチ２９が埋設されている。フロート２４には、ゴムまたはプラスチック等の弾性材料により形成された弁シート３０が嵌め込まれている。
【００１５】
上述の構成において、水中ポンプ２が停止している場合には、圧力タンク８側の流体の圧力によりフロート２４が押下げられることにより、弁シート３０の下端面３０ａは、図４に示すように、前記弁箱２３の上端面２３ａと密着する。即ち、弁シート３０の下端面３０ａと弁箱２３の上端面２３ａは、ともに流体の漏れを防止するシール面を構成している。また水中ポンプ２が運転され、水中ポンプ２により昇圧された流体の圧力によりフロート２４が押上げられることにより、図５に示すように、弁シート３０の下端面３０ａは、弁箱２３の上端面２３ａから離間して、流体は上下端面２３ａ，３０ａ間の間隙より流路配管１２に流出する。即ち、弁箱２３、フロート２４および弁シート３０は、逆止め弁９を構成している。
【００１６】
上述したように、フロート２４は、流体の流れにより上下動し、流体が流れていない場合又は小流量である場合には、フロート２４は、図４に示す状態又はこれに近い状態となる。即ち、弁シート３０が弁箱２３のシール面を構成する上端面２３ａに接触するか、わずかに離間した状態になる。このときには、フロート２４に埋設された磁石２８とフロースイッチ本体２５に埋設されたリードスイッチ２９とは、最大距離又はこれに近い距離だけ離間しており、流体が流れていないこと又は小流量であることを検知できる。
【００１７】
一方、流体が十分な流量で流れている場合には、フロート２４は、図５に示す状態となる。即ち、弁シート３０が弁箱２３の上端面２３ａから離間した状態になる。この時には、フロート２４に埋設された磁石２８とフロースイッチ本体２５に埋設されたリードスイッチ２９とは、接近し、流体が所定の流量以上であることを検知できる。
【００１８】
本発明においては、フロースイッチ本体２５は樹脂で構成されており、このフロースイッチ本体２５には、同一の外形形状で本体を覆う構造の金属製の押さえ板２６が設けられている。押さえ板２６は、オーステナイト系ステンレススチール又は銅合金等の非磁性材料から構成されている。フロースイッチ本体２５と押さえ板２６は、ボルト２７により流路配管１２に共に固定されている。またＯリングまたはガスケット等のシール部材３４により、流路配管１２とフロースイッチ本体２５との間のシールを行い、押さえ板２６はシール構造を有していない。
【００１９】
流体の圧力が上昇した場合、フロースイッチ本体２５を変形または移動させようとする力が働くが、フロースイッチ本体２５を覆う形で押さえ板２６が設けられている。押さえ板２６は流路配管１２に固定されており、強度も十分あるために、押さえ板２６は変形や移動をしない。即ち、流路配管１２内の高い内圧に対して押さえ板２６が強度部分を受け持つ構造体となっている。
接液部は、樹脂材からなるフロースイッチ本体２５により構成しているため、錆等による水の汚染は、防止することができる。また、樹脂材料は、非磁性材料であるため感知部に影響を与えない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、フロースイッチの感知部を保持する部分とポンプに揚水された給水に接触する部分であるフロースイッチ本体を樹脂材料により形成し、フロースイッチを強度の高い金属等からなる押さえ板で覆って補強することにより、感知部の感度を損なうことなく、高い強度を有したフロースイッチとすることができる。従って、高い給水圧力の場合でも充分に耐え、また接液部から錆等が発生することがなく、水の汚染を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフロースイッチを備えた給水ポンプ装置の基本構成を示す模式図である。
【図２】地上部ユニットの縦断面図である。
【図３】図２のII−II線矢視図である。
【図４】フロースイッチが所定の小流量を検知している場合を示す縦断面図である。
【図５】所定の小流量以上の流量が流れている場合のフロースイッチの状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 井戸
２ 水中ポンプ
３ 地上部ユニット
４ 揚水管
５ 吐出し管
６ 圧力検出装置（圧力スイッチ）
７ フロースイッチ
８ 圧力タンク
９ 逆止め弁
１０ 蛇口
１１ 減圧弁
１１ａ 取付フランジ
１２ 流路配管
１２ａ 減圧弁取付部
１３，１４ フランジ
１５ ユニットカバー
１７ ボルト
２０ ストレーナ
２１ スクリーン
２２ ストレーナ本体
２３ 弁箱
２３ａ 上端面
２４ フロート
２５ フロースイッチ本体
２５ａ 軸部
２６ 押さえ板
２７ ボルト
２８ 磁石
２９ リードスイッチ
３０ 弁シート
３０ａ 下端面
３４ シール部材

Claims (4)

1. 円筒状の弁箱内に上下動可能に収容される、上部に磁石が埋設されたフロートと、
   スイッチ部が埋設された非磁性の樹脂材料で形成したフロースイッチ本体と、
   前記フロースイッチ本体の上面と円筒状側面を覆う構造の非磁性材料の金属製の押さえ板とを備え、
   前記フロースイッチ本体と、前記押さえ板とが、前記弁箱と一体的に構成された流路配管に、ボルトにより共に固定されていることを特徴とするフロースイッチ。
2. 前記押さえ板中央部には開口が設けられ、前記スイッチ部からの信号線が外部に取り出されていることを特徴とする請求項１記載のフロースイッチ。
3. 前記フロートは逆止め弁を構成していることを特徴とする請求項１記載のフロースイッチ。
4. ポンプと、このポンプに接続された揚水管と、この揚水管に接続された圧力検出装置と、前記揚水管に流れる流体流量が小流量であることを検知するフロースイッチと、前記圧力検出装置により前記ポンプを起動するとともに前記圧力検出装置およびフロースイッチにより前記ポンプを停止せしめる制御装置とを備え、
   前記フロースイッチは、
   円筒状の弁箱内に上下動可能に収容される、上部に磁石が埋設されたフロートと、
   スイッチ部が埋設された非磁性の樹脂材料で形成したフロースイッチ本体と、
   前記フロースイッチ本体の上面と円筒状側面を覆う構造の非磁性材料の金属製の押さえ板とを備え、
   前記フロースイッチ本体と、前記押さえ板とが、前記弁箱と一体的に構成された流路配管に、ボルトにより共に固定されていることを特徴とする給水ポンプ装置。

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