JPH01183711A - 水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、貯水槽内の水位を一定に維持するように給
水弁の開閉を実行する水位制御装置に係り、特に水位制
御装置の電気系統の改善に関する。

（従来の技術） 第６図乃至第９図は従来の水位制御装置を示す。第６図
は所謂ポールタップを用いた水洗器の水位制御を示すも
のである。同図によれば、貯水槽１内に中空プラスチッ
ク製のフロート６を浮かせである。このフロート６はア
ーム７を介して給水管２側に固定したリンク機構１１に
連結しである。リンク機構１２の他端には給水管２の内
部に配置した開閉弁１２が連結してあり、フロート６従
ってアーム７の運動に伴って駆動される。リンク１１は
、貯水槽１内の水位が上昇し従ってポールタップのポー
ル６がアーム７の支点を中心にして回動し始めると、リ
ンクアームが開閉弁１２を引き下げ、また水位が低下す
るとアーム７は前述とは逆に回動しリンクアームが開閉
弁１２を押し上げるように構成されている。

以上からも理解されるが、貯水槽１内の水が排出されて
水位が一定以下に下がると、ボールタップのボール６の
浮力に対して給水管２の水圧が相対的に大きくなるため
、開閉弁１２は水圧と共に押し下げられて給水管２から
貯水槽１への給水が実行される。この結果、貯水ｔ！ｉ
内の水位が上昇するに従りてボール６も上昇し、遂には
ボール６の浮力が給水管２の水圧に打ち勝って開閉弁１
２より給水管２を閉塞し、給水を遮断する。

このようなボールタップ型の水位制御装置ではフロート
６の上下により開閉弁を駆動するものであり制御精度に
欠けるため、第７図に示すように電気的手段を組合わせ
たものも提案された。すなわち、第６図の従来装置と同
様のポールタップを給水管２に配備すると共に、貯水［
ｉ内に水位センサ５を配備しこのセンサ５の出力信号に
基づき制御回路４を作動させ電磁弁などの電動式開閉弁
３を駆動していた。ここで、水位センサ５は各種のもの
が知られており、例えばスイッチ式のもの、抵抗値可変
型のものなどがある。スイッチ式のものは、センサ５の
円柱部分５ａに遊動自在に環装させたフロート５ｂに磁
石などを備え、円柱部分５ａ内の所定水位に配置したリ
ードスイッチなどを作動させるものである。また、抵抗
値可変型のものは、円柱部分に直列に印刷した抵抗をフ
ロートにより短絡させて抵抗値変化を読み取るようにし
たものである。

このような装置によれば、水の使用により貯水槽１の水
位が下がったことを水位センサ５が感知してＩＩＩａ１
１回路４を作動させることにより開閉弁３を開き給水管
２から水を供給する。これにより貯水槽１の水位が上が
り一定水位以上になったことを再度水位センサ５が検知
し、電磁弁３を閉じる。このため、貯水槽１内の水が一
度使用されても、常に一定水位に貯水されることとなる
。ここで、水位センサ５などの電気系統が故障して閉じ
るべき電磁弁３が閉じなくとも、ポールタップの開閉弁
１２（第７図では図示せず）により給水が停止される。

以上からするに、第６図の従来装置によればポールタッ
プによる検出水位の精度が悪いという欠点があったもの
を、Ｎ７図の従来装置では水位センサ５の使用により解
決し、しかも電気部品の信頼性の低さをポールタップと
の併用という方法により解消していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、いずれの従来技術によってもポールタップを使
用していることに起因し、供給水圧に打ち勝って開閉弁
を閉じるに必要な浮力を発生させる必要があるため、ボ
ールやアーム等の部品が大きくなり小型化が困難であっ
た。

この点を解決するため、第８図及び第９図に示すような
ダイヤフラム１６を用いた水位制御装置もあった。すな
わち、この種の従来装置によれば、給水管２の一端１３
を閉じてチャンバ１４を形成し、このチャンバ１４内か
らＬ字状に外部に伸張する吐水管１５を組合わせている
。このチャンバ１３と吐水管１５の開口部分を一連に塞
ぐようにダイヤフラム１６を敷設する。ダイヤフラム１
６は小孔１７を有する。また、チャンバ１４自身もダイ
ヤフラム１６により塞がれたとは逆の面に小貫通孔１８
を有し、支点１９で支持されたアーム７の一端２０によ
り閉塞される。水位が上昇しており、アーム７の端部２
０がチャンバ１４の孔１８を塞いでいる場合には、小孔
１７から流入する供給水の水圧によりダイヤフラム１６
は吐水孔１５を閉塞する（第８図）。また水の使用によ
り水位が低下すると、アーム７の一端２０がチャンバ１
４の貫通孔１８を開放するため、供給水はダイヤフラム
１６の小孔１７及び貫通孔１８から流出し、加圧される
ことがない。従って、ダイヤフラム１６も押圧されるこ
となく吐水管１５の開口端から開放され、供給水は給水
管２から直、ちに吐水孔１５へと流れ込む（第９図）。

このようなダイヤフラム式の装置によれば小型化はある
程度可能であるが、ダイヤフラムを吐水孔側に押圧する
ため逆に十分な水圧を必要とした。また、水温が上昇す
る場合を考えてダイヤフラムの材料を選定し、又は耐久
性を考慮するなど設計の自由度に制限が大きくなってい
た。

従って、この発明は、小型で動作精度が高く設計に無用
の制限のない簡易な水位制御装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段並びに作用）この目的を
達成するため、この発明によれば、貯水槽１への給水管
２の途中に設けた電動式開閉弁３と、この開閉弁３をオ
ンオフ駆動する駆動信号を形成する制御回路４と、前記
貯水槽１内に設置し高水位側での水位変化に応答する第
１のセンサユニット５ａ及び低氷位側での水位変化に応
答する第２のセンサユニット５ｂを有し夫々前記制御回
路４に水位信号を供給する水位センサ５と、前記貯水槽
ｉ内に浮遊自在に支持したフロート６の位置に応答して
作動するスイッチ手段８と、前記水位センサ５の前記第
１並びに第２のセンサユニット５ａ、５ｂの状態信号ａ
、ｂ及び前記スイッチ手段８の状態信号ｄに基づいて制
御系統の異常の有無を監視するモニタ手段１０とを備え
るようにする。

このような構成によれば、ポールタップ機構を用いない
ため構造を簡略化でき、また電気的水位センサにより精
度良く水位制御が達成できると共に、ボールでスイッチ
手段を駆動することにより電気系統の信頼性を高めるこ
とができる。更に、各部分の状態を検出することにより
装置の異常を発見することが容易である。

（発明の実施例） 以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。な
お、各図面において同一の符号は同様の対象を示すもの
とする。

第１図はこの発明の実施例に係る水位制御装置を示す系
統図である。同図において、１は貯水槽、２は給水管、
３は電磁弁モータバルブ等の電動式開閉弁、４は制御回
路、５は水位センサ、６はフロート、７はフロートアー
ム、８はスイッチ手段、９は貯水槽１の底部排出口１ａ
に設置した排出用電磁弁、１０は装置の状態を監視する
モニタ手段である。これらの構成要素のうち主要なもの
を説明する。

貯水槽１は排出口１ａから必要な水洗器（図示せず）な
どに水を排出し、給水管２．からの給水により貯水が可
能である。給水管２からの吐水並びに吐水停止を開閉弁
３が実行する。開閉弁３は、例えば通電時のみ開いてお
り非通電時には閉じている種類のものとする。制御回路
４は、水位センサ５及びスイッチ手段８の信号に基づき
電動式開閉弁３及び排出用電磁弁９を駆動する。

水位センサ５は、貯水槽１に配置した円筒状部分５１に
２つのリング状のフロート５２．５３を環装し、フロー
ト５２．５３によりリミットスイッチやリードスイッチ
などを作動させるものである。フロート５２は高水位側
を検知するためのユニット５ａを構成し、フランジ５４
．５５の間で上下に移動可能であり位置５６Ｈでオン状
態信号を、位置５６Ｌでオフ状態信号を発生させること
ができる。フロート５３は低水位側を検知するためのユ
ニット５ｂを構成し、フランジ５７゜５８の間で上下に
移動可能であり位置５９Ｈでオン状態信号を、位置５９
Ｌでオフ状態信号を発生させることができる。これら各
ユニット５ａ。

５ｂの検出信号ａ、ｂはそれぞれ制御回路４に人力され
る。

フロート６は貯水槽１内で浮動可能でありアーム７の一
端に固定しである。このアーム７の他端は、第３図に示
すように、支点３０において枢動自在に固定しである。

また、このアーム７の支点３０付近はカム構造３１をな
しており、フロート６が図示の位置３５より水位が低い
場合にはスイッチ手段８はオン状態にあり、水位が高い
位置３６にある場合にはオフ状態となるようなカム形状
としている。このように、フロート６はスイッチ手段８
の開閉機構を付勢することができればよいため極めて小
型のもので良い。

電動式開閉弁３、制御回路４、水位センサ５、及びスイ
ッチ手段８などの電気系統は例えば第３図に示すようで
ある。水位センサ５の各フロート５２．５３によりそれ
ぞれ常閉接点５ｃ、５ｄが閉じて信号ａ、ｂが制御回路
４０に入力される。

また、スイッチ手段８は、電動式開閉弁３を駆動する信
号Ｃを伝送する信号１ｓ４１に接続した常閉接点８１と
、これに連動して作動し制御回路４０に伝達する開閉状
態を示す信号ｄを形成する常閉接点８２とを備えている
。

次に、この実施例の動作を第５図を参照しつつ説明する
。先ず、貯水槽１の満水時には開閉弁３が開いた状態か
ら閉じた状態に６行しており、水位センサ５のフロート
５２．５３はいずれも最上位置にあるためそれぞれの接
点５ｃ、５ｄはいずれもオン状態にある。また、スイッ
チ手段８も第３図で示す位置３５付近にありオン状態と
なっている。

従フて、ここでスイッチ手段８の状態信号ｄがオフ状態
を示していれば、フロート６が第３図の位置３６にある
オーバーフロー状態であると判定でき、モニタ手段１０
はオーバーフロー表示をすると共に弁９を開くよう指令
する。

また、正常な満水状態から例えば一定時間が経過したこ
とを制御回路４が計数し排水用開閉弁９の開放指令信号
ｅを送出したとすると、弁９が開き貯水槽１の水が排出
される。水位の低下と共にフロート５２が降下して接点
５Ｃがオフ状態となり、次にフロート５３が降下して接
点５ｄもオフ状態となる。このとき、スイッチ手段８は
オン状態にある。

従って、以上において接点５Ｃがオン状態にあれば、水
位センサ５に異常が発生していると判定でき、制御回路
４を介してモニタ手段１０にその旨を表示する。

上述の吐水により水位が低下したことは状態信号ａ、ｂ
、ｄにより分かるため、制御回路４は信号Ｃを発生し開
閉弁３を開き給水すべく指令する。従って、給水を開始
した直後には、フロート５３は浮上して接点５ｄはオン
状態となるがフロート５２は降下したままであり接点５
ｃは未だオフ状態にある。スイッチ手段８もオン状態を
維持する。

ここで、接点５ｃ、５ｄ及びスイッチ手段８のいずれも
がオフ状態にあれば、水位センサ５又はスイッチ手段８
に異常が発生していると判定でき、制御回路４を介して
モニタ手段１０にその旨を表示することができる。

（発明の効果） この発明によれば、以上のように水位センサ及びスイッ
チ手段の状態信号に基づき電動式開閉弁を駆動するよう
にしたことにより、次のような効果を奏する水位制御装
置を得ることができる。

（１）状態信号により給水用開閉弁を作動させるため、
異常判定が可能になると共に遠隔位置での監視及び制御
が可能となる。

（２）従来のようなポールタップを使用しないため、構
造の小型化が可能となる。

（３）電気的水位センサの使用により、精度の良い水位
制御が可能となる。

（４）電気的水位センサ及びスイッチ手段の状態信号に
より水位制御を実行するため、安全確実で信頼性の高い
水位制御が可能となる。

（５）スイッチ手段を駆動するフロートは、軽荷重のス
イッチを作動させるだけの浮力を発生させればよく小型
簡易なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例にかかる水位制御装置の系統
図、第２図及び第３図は第１図の水位制御装置の要部構
成図、第４図はこの発明の実施例に係る水位制御装置の
電気系統図、第５図はこの発明の実施例の動作を説明す
るための所定の構成要素の状態図、第６図乃至第９図は
従来装置の説明図である。 図面において、１は貯水槽、２は給水管、３は電動式開
閉弁、４は制御回路、５は電気的水位センサ、５ａは高
水位検出用センサユニット、５ｂは低水位検出用センサ
ユニット、６はフロート、７はアーム、８はスイッチ手
段、９は排水用開閉弁、１０はモニタ手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　貯水槽への給水管の途中に設けた電動式開閉弁と、こ
   の開閉弁をオンオフ駆動する駆動信号を形成する制御回
   路と、前記貯水槽内に設置し高水位側での水位変化に応
   答する第１のセンサユニット及び低水位側での水位変化
   に応答する第２のセンサユニットを有し夫々前記制御回
   路に水位信号を供給する水位センサと、前記貯水槽内に
   浮遊自在に支持したフロートの位置に応答して作動する
   スイッチ手段と、前記水位センサの前記第１並びに第２
   のセンサユニットの状態信号及び前記スイッチ手段の状
   態信号に基づいて制御系統の異常の有無を監視するモニ
   タ手段とを備えたことを特徴とする水位制御装置。