JP4083735B2 - フロースイッチ - Google Patents

Description

本発明は、流水を移送するポンプに連結された吐出管に設置されるフロースイッチに関する。

従来より、流水を移送するため自動給水ポンプが用いられ、この自動給水ポンプには吐出管が設置されている。

また自動給水ポンプの吐出管には、フロースイッチが設置されている。フロースイッチは移送される流水によって駆動されて揺動するフラッパーを有し、自動給水ポンプの吐出側が閉鎖された際、フラッパーが元の位置まで戻って流水の流量低下を検出し、自動給水ポンプを停止させるようになっている。

上述のように、自動給水ポンプのフロースイッチは揺動自在のフラッパーを有しているが、自動給水ポンプの作動時に流水により揺動するフラッパーが吐出管内で揺動不能になり、流量が低下しても、フラッパーが元の位置まで確実に戻らないことがある。

この場合は、実際に吐出側が閉鎖して流水の流量低下があるにもかかわらず、自動給水ポンプが作動し続けてしまう。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、流体の流量低下時にフラッパーが元の位置まで確実に戻ることにより流体の流量低下を確実に検出することができるフロースイッチを提供することを目的とする。

本発明は、流水を移送するポンプに連結された吐出管に設置されるフロースイッチにおいて、吐出管に固定されたフロースイッチ本体と、フロースイッチ本体に揺動軸を中心として揺動自在に取付けられ、永久磁石を有するとともに、ポンプの作動時に流水により揺動するフラッパーとを備え、フロースイッチ本体に、フラッパーの揺動を規制する規制部と、永久磁石により作動するリードスイッチが内蔵された検出部とが設けられ、フラッパーの基端に、フロースイッチ本体に設けられた係止部に当接してフラッパーの揺動を規制するストッパが外方に突出して設けられ、係止部は係止面を含む断面略三角形状をなし、前記ストッパは前記フラッパーと別体に形成され、このフラッパーと別体のストッパには、前記係止部の係止面に当接して面一となる当接面が含まれ、前記フラッパーは、前記係止部を貫通して設けられた揺動軸を中心として揺動し、吐出管内を流れる流水の流量が低下した場合には、フラッパーが揺動軸を中心として揺動してフラッパーの永久磁石がフロースイッチ本体に設けられたリードスイッチに近づくことによって、当該リードスイッチが作動し、このリードスイッチから送られる作動信号に基づいてポンプの作動を停止させることを特徴とするフロースイッチである。

本発明は、フラッパーの先端にウェイトを取付けたことを特徴とするフロースイッチである。

本発明は、フラッパーの揺動軸は、係止部の三角形状の一角部に配置されていることを特徴とするフロースイッチである。

以上のように本発明によれば、ポンプにより流水が移送される際、流水によりフラッパーが揺動する。この際、フラッパー側のストッパが、その当接面においてフロースイッチ本体側の係止部の係止面に当接する。このためフラッパーが吐出管内に嵌込まれるなどして揺動不能になることはなく、またフラッパーに対して与えられる衝撃を小さく抑えることができる。このためフラッパーをスムースに元の位置まで戻すことができ、かつフラッパーが破損したり損傷することはない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図５は、本発明によるフロースイッチの一実施の形態を示す図である。

まず、図５により、フロースイッチが組込まれた給水システム５０について説明する。

図５に示すように、給水システム５０は水道管又受水槽から水を供給する水配管３２と、水配管３２から分岐した吸込分岐管３３に接続された複数の自動給水ポンプ（以下、ポンプ）１と、各ポンプ１の吐出側に連結された吐出管２と、吐出管２が合流した吐出合流管３６とを備えている。各ポンプ１はポンプ駆動用のモータ１ａを有し、各モータ１ａはインバータ３８、３８を介して制御部２５により制御される。

各吐出管２、２には、ポンプ１、１の吐出側から順に過小水量検出手段としてのフロースイッチ１０、１０と、逆止弁３０、３０とが設置されている。また吐出合流管３６には、圧力センサ５と、圧力タンク３２ａとが需要側の給水端末４３の方向に向って配設されている。

このうち制御部２５は、圧力センサ５と、フロースイッチ１０と、モータ１ａに接続され、制御部２５には、各吐出管２、２内の水圧、水量、ポンプ１およびモータ１ａの回転速度が電気信号として入力される。

また、制御部２５は、入力パネル４５を有する圧力設定手段４４に接続され、過小水量時の停止圧力の数値や、その他制御情報の数値が圧力設定手段４４の入力パネル４５から制御部２５へ入力される。この場合、制御部２５は圧力設定手段４４から入力された過小水量時の停止圧力の数値や、その他制御情報の数値を内部の中央演算処理装置ＣＰＵ２５ａを介して内部メモリ２５ｂに記憶する。制御部２５は更に内部で演算処理したモータ１ａのゲート制御信号をインバータ３８へ送信することにより、インバータ３８内部のゲートトランジスタを駆動する。インバータ３８は、電気的に接続されたモータ１ａに速度制御信号を印加してポンプ１を駆動させるようになっている。

次に図１乃至図４により、給水システム中に配置されたフロースイッチ１０について詳細する。

図１乃至図４において、水等の流体を移送するポンプ１の出口側に、吐出管２が連結されており、圧力センサ５はこの吐出管２の下流側に設置されている。

またポンプ１の出口側に連結された吐出管２は、垂直方向に延びる垂直部分２ａを有し、この垂直部分２ａに本発明によるフロースイッチ１０が設けられている。

フロースイッチ１０は、吐出管２の垂直部分２ａに固定されたフロースイッチ本体１１と、このフロースイッチ本体１１に揺動軸１４を中心として揺動自在に取付けられた平面矩形状のフラッパー１５とを備えている。

このうち、フロースイッチ本体１１は、吐出管２の垂直部分２ａに設けられた取付管２ｂ内に装着されて固定されている。またフロースイッチ本体１１はその一部が水平方向に延びてフラッパー１５の降下を規制する一対の規制部２２を形成している。

フラッパー１５は、ポンプ１により移送される流水により上方へ持ち上げられ、流水の流れの停止時に降下し、フロースイッチ本体１１の一対の規制部２２により水平方向を向いた状態で下方への動きが規制される。

またフラッパー１５の基端に、外方へ突出する一対のストッパ１９が設けられ、一対のストッパ１９間に永久磁石１６が取付けられている。なお、永久磁石１６は固定ねじ１７によりフラッパー１５に固定されている。

またフロースイッチ本体１１には一対の規制部２２間に延びる検出部２０が設けられており、この検出部２０内には、永久磁石１６によって生じる磁界の変化により作動するリードスイッチ２１が埋込まれている。

フラッパー１５の揺動によって、永久磁石１６により生じる磁界が変化する。リードスイッチ２１は、このように永久磁石１６により磁界が変化した際、接点を動作させる磁気近接スイッチからなっている。

またポンプ１により移送される流水によりフラッパー１５が上方に持上げられた際、フラッパー１５の基端に設けられたストッパ１９はフロースイッチ本体１１に設けられた係止部１２に当接してフラッパー１５の上方への移動を規制するようになっている。このうち係止部１２は係止面１２ａを含む断面略三角形状をなし、かつこの三角形状の一角部に揺動軸１４が配置されている。またフラッパー１５側のストッパ１９は、係止部１２の係止面１２ａに当接する当接面１９ａを有している。このためフラッパー１５が上方に持上げられた場合、係止部１２の係止面１２ａとストッパ１９の当接面１９ａとが面同志で当接する。このためフラッパー１５が上方へ移動してもフラッパー１５が吐出管２内に嵌込まれることはなく、流体の停止時にフラッパー１５はスムースに降下し、規制部２２の位置まで戻ることができる。

さらにフラッパー１５が上方に持上げられた場合、フラッパー１５側のストッパ１９とフロースイッチ本体１１側の係止部１２とは、ストッパ１９の当接面１９ａと係止部１２の係止面１２ａとの間で当接してフラッパー１５の上方への移動が規制されるので、フラッパー１５に与える衝撃を小さくすることができる。

またフラッパー１５の先端側にはウェイト１８が取付けられており、流体が流れなくなった際、このウェイト１８によりフラッパー１５をよりスムースに降下させて規制部２２の位置まで戻すことができる。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

図５に示すように、水道管や受水槽から水配管３２および吸込分岐管３３を通って送られる流水は、モータ１ａによって駆動されるポンプ１により吐出管２側へ吐出される。吐出管２へ所定圧力で吐出された流水は、フロースイッチ１０、逆止弁３０および吐出合流管３６を通り、需要側の給水端末４３に吐出分岐管４６を介して給水される。給水端末４３は、分岐した吐出分岐管４６の各々に設けられた給湯器や給水栓からなり、ポンプ１により揚水した水は、中層住宅や高層住宅や商業用ビル等の最高位位置に設けた給水端末４３にも十分給水できる圧力に加圧されている。

吐出管２には、上述のようにフロースイッチ１０と、逆止弁３０とが挿入配置されており、他方吐出合流管３６には、枝管４０を介して圧力タンク３２ａが接続され、この圧力タンク３２ａに吐出管２中の水が貯えられる。この場合、逆止弁３０はポンプ１が停止した際、吐出管２内の圧力を一定に保つよう機能する。

逆止弁３０の下流側に配置された圧力センサ５は、吐出合流管３６に枝管５ａを介して接続されており、この間逆止弁３０は圧力タンク３２ａ内の圧力若しくは、逆止弁３０の吐出側の圧力を検知し、圧力センサ５からの電気信号が制御部２５へ送られる。またフロースイッチ１０は、ポンプ１から吐出管２へ吐出される吐出量が所定水量以下に達するとこの流量低下を検知して動作し、流量低下信号を制御部２５へ送信してポンプ１のモータ１ａを停止する。

次に圧力センサ５およびフロースイッチ１０の動作について詳述する。

まず図５に示すように、吐出管２の出口側において給水栓等の給水末端４３が開くと吐出合流管３６内の圧力が低下する。この場合、吐出合流管３６に接続された圧力センサ５が吐出合流管３６内の圧力低下を検知する。圧力センサ５からの信号に基づいて制御部２５がモータ１ａを作動させてポンプ１を駆動し、このポンプ１により流水が移送される。

このとき図１乃至図４に示すように、フロースイッチ１０においては、ポンプ１により移送される流水によってフラッパー１５が上昇し、フラッパー１５側の永久磁石１６が検出部２０のリードスイッチ２１から離れる。次に流水によってフラッパー１５が上昇し、揺動軸１４を中心として揺動すると、フラッパー１５側のストッパ１９とフロースイッチ本体１１側の係止部１２とが当接面１９ａと係止面１２ａとの間で当接し、フラッパー１５の上方への移動が規制される。このためフラッパー１５が上昇して吐出管２内に嵌込まれることはない。またストッパ１９の当接面１９ａと係止部１２の係止面１２ａとが当接してフラッパー１５の移動が規制されるので、フラッパー１５が直接配管等に当接する場合に比べて、フラッパー１５に与える衝撃を小さく抑えることができ、フラッパー１５が破損したり損傷することはない。

次に吐出管２の出口側において、給水栓等の給水末端４３が閉じると、流水の流れが停止されるためフラッパー１５が降下する。フラッパー１５はその後規制部２２まで降下し、規制部２２に当接して水平方向に向いた状態で停止する。この場合、フラッパー１５はウェイト１８によりスムーズに降下することができる。フラッパー１５が規制部２２に当接すると、永久磁石１６により検出部２０に内蔵されたリードスイッチ２１が作動して流体の流量低下を検知し、リードスイッチ２１からの作動信号が制御ライン２６を通って制御部２５へ送られる。制御部２５はリードスイッチ２１からの信号に基づいてポンプ１のモータ１ａを停止する。

ところで、一般にポンプ１の吐出側は、流水により乱流が生じており、ウェイト１８がない場合はフラッパー１５が上下方向に振れながら降下することも考えられる。

本発明によれば、フラッパー１５の先端側にウェイト１８が設けられているため、フラッパー１５の降下時にフラッパー１５は上下方向に振れることなくスムースに規制部２２まで降下することができる。このようにフラッパー１５が安定して降下し規制部２２に当接するので、フラッパー１５が上下方向に振れて検出部２０内に内蔵されたリードスイッチ２１が連続的に入切することはなく、リードスイッチ２１を安定して作動させ、リードスイッチ２１からの作動信号を確実に制御部２５へ送ることができる。

以上のように本実施の形態によれば、流水によってフラッパー１５が持上げられた際、フラッパー１５側のストッパ１９はフロースイッチ本体１１側の係止部１２に、互いの当接面１９ａおよび係止面１２ａを介して当接するので、フラッパー１５に対する衝撃を小さく抑えることができ、このためフラッパー１５が破損したり損傷することはない。また流水の停止時には、フラッパー１５はウェイト１８によってスムーズに降下することができる。

なお、上記実施の形態において、フロースイッチ１０を吐出管２の垂直部２ａに設けた例を示したが、これに限らずフロースイッチ１０を吐出管２の水平部に設けてもよい。

またフラッパー１５として、平面矩形状のものについて説明したが、これに限ずフラッパー１５の平面形状はその他種々考えられる。例えばフラッパー１５の平面形状において両側縁を円弧状に切取ってもよく、フラッパー１５の平面形状を先端部が幅広で他の部分が幅の狭いハンマー形状に形成してもよく、フラッパー１５の平面形状において両側縁に複数の凹部を形成してもよい。

本発明によるフロースイッチの一実施の形態を示す拡大側面図。 本発明によるフロースイッチの一実施の形態を示す拡大平面図。 ポンプの吐出管にフロースイッチを取付けた状態を示す側面図。 図３のIV−IV線矢視図。 給水システムを示す概略図。

符号の説明

１ ポンプ
１ａ モータ
２ 吐出管
２ａ 垂直管
５ 圧力センサ
１０ フロースイッチ
１１ フロースイッチ本体
１２ 係止部
１２ａ 係止面
１４ 揺動軸
１５ フラッパー
１６ 永久磁石
１８ ウェイト
１９ ストッパ
１９ａ 当接面
２０ 検出部
２１ リードスイッチ
２２ 規制部
２５ 制御部
３０ 逆止弁
３２ 水配管
３２ａ 圧力タンク
５０ 給水システム

Claims (3)

1. 流水を移送するポンプに連結された吐出管に設置されるフロースイッチにおいて、
   吐出管に固定されたフロースイッチ本体と、
   フロースイッチ本体に揺動軸を中心として揺動自在に取付けられ、永久磁石を有するとともに、ポンプの作動時に流水により揺動するフラッパーとを備え、
   フロースイッチ本体に、フラッパーの揺動を規制する規制部と、永久磁石により作動するリードスイッチが内蔵された検出部とが設けられ、
   フラッパーの基端に、フロースイッチ本体に設けられた係止部に当接してフラッパーの揺動を規制するストッパが外方に突出して設けられ、
   係止部は係止面を含む断面略三角形状をなし、
   前記ストッパは前記フラッパーと別体に形成され、
   このフラッパーと別体のストッパには、前記係止部の係止面に当接して面一となる当接面が含まれ、
   前記フラッパーは、前記係止部を貫通して設けられた揺動軸を中心として揺動し、
   吐出管内を流れる流水の流量が低下した場合には、フラッパーが揺動軸を中心として揺動してフラッパーの永久磁石がフロースイッチ本体に設けられたリードスイッチに近づくことによって、当該リードスイッチが作動し、このリードスイッチから送られる作動信号に基づいてポンプの作動を停止させることを特徴とするフロースイッチ。
2. フラッパーの先端にウェイトを取付けたことを特徴とする請求項１記載のフロースイッチ。
3. フラッパーの揺動軸は、係止部の三角形状の一角部に配置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。

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