JPH0279108A - ホッパーの水位制御装置 - 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） 本発明は、上水道と縁を切って給水、給湯を行なう際に
用いられるホッパーの水位Ｕ砲装置に関するものである
。

（従来の技術） 上水道に接続した給湯器から追焚用の循環回路を介して
浴槽に給水、給湯する自動給湯風呂釜など、上水道と縁
を切って給水、給湯するものにおいては、ホッパーを介
して大気に開放することによって雑水が上水に逆流混入
することを防止している。

従来、このホッパーの水位をｆｉＩ！御するため、例え
ば実開昭６２−４３２５３号公報や特開昭６１−１５６
４１６号公報に示されるように、ホッパー内水位を検知
する手段を設け、ホッパー内の水位に応じてｔｌＬｌ制
量弁を＄ＩＩ御し、ホッパーへの流入量を調節している
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この楢従来のものでは、ホッパーへの流入量を
可変するため、自動給湯風呂釜のように給湯器からホッ
パーに給湯する場合には頻繁に通水量が変わって給湯温
度の制御が難しくなり、また、ホッパーと他の給湯栓と
に給湯配管を分岐している場合、両者同時に使われたと
きにはホッパーへの流入量が少なくなり流量制御弁を全
開にしてもポンプによる流出量に追い亨かない状態が生
じ、開繁にポンプをオンオフしなければならない問題点
を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決し、ホッパー上流側の
給水、給湯系統を安定させ、且つホッパー内の水位変動
を迅速に収束させるホッパーの水位制御装置の提供を目
的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成させるために本発明のポツパーの水位ｆ
ＩＩＩ御装置は次のような構成としている。

すなわち、所定の低水位と所定の高水位とを検知する水
位検知手段を備えるホッパーと、ホッパーの流出路に設
けた能力可変のポンプと、ホッパーへの流入路に設けた
流量制御弁と流量センサとからなり、ホッパーへの流入
量を目標流量に制御し、前記低水位を検知するとポンプ
の能力を下げ、高水位を検知するとポンプの能力を」―
げろようにして水位が低水位と高水位との間を往復する
と、低水位を検知したときのポンプの能力と高水位を検
知したときのポンプの能力との中間的能力にポンプを能
力制御するようにしている。

また運転開始当初、ポンプの能力を最大近くの所定の能
力に制御してホッパーへの流入量を徐々に増加させるよ
うに流９制御弁を緩速制御し、所定の高水位を検知した
ときの流量センサの検知流量に基づいて目標流量を決定
するようにしてもよい。

更には、目標流量を記憶する手段を設け、運転停止後の
再運転開始当初には記憶した目標流１近くまで／ｌＬ；
を制御弁を急速制御するようにしてもよい。

（作用） ホッパーへの流入量は、流量センサで検出しながら流９
制御弁の開度調節により所定の目標流♀に′Ｍ御される
。ホッパー内の水位は水位検知手段により検知し、所定
の低水位を検知するとポンプの能力を下げて流出量を減
少させ、所定の高水位を検知するとポンプの能力を上げ
て流出量を増加させる。こうして水位が低水位とへ水位
との間を往復し、低水位を検知したときのポンプの能力
と高水位を検知したときのポンプの能力がわかればその
中間的な能力（例えば両者の平均値）にポンプをｔ４ｆ
）ｌ、できるだけ早く水位の変動を収束させ、低水位と
高水位との間に水位を安定させるのである。ところで、
ポンプ下流側の配管条件によってポンプによる流出量が
変わるため、施工現場に応じてホッパーへの流入量の目
標流量を変え、できるだけ効率良く給水、給湯できるよ
うにすることが好ましい。そのため、運転開始当初にポ
ンプを最大能力近くの所定の能力に制御してホッパーへ
の流入量を徐々に増加させ、ホッパー内の水位が所定の
高水位になったときの流量センサの検知流シに基づいて
前記目標ｆＬシを決定する。例えば検知１１Ｌｕからホ
ッパーの容量に合わせて定めたある量を差し引いたもの
を目標流量とするのである。

このようにして決めた目標流量は記憶させておき、再運
転時には最初からこの目標流量を利用することができる
。すなわち、記憶した目標流量の近くまで急速に流量を
増加させ、その後徐々に増加させて所定の高水位を検知
するとに述の如く目標流９を決めるのである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すホッパーの水位制御装
置の全体構成図である。（１）は大気に開放のホッパー
であり、所定の低水位（Ｌ）を検知するＬ側スイッチ（
２）と所定の高水位（Ｉ１）を検知する１］側スイツチ
（３）とからなる水位検知手段を備える。ホッパー（１
）の上流側の流入路（４）には流量センサ（５）、モー
タで駆動される流量制御弁（６）、電磁弁（７）を設け
、ホッパー（１）の下流側の流出路（８）には能力可変
のポンプ（９）を設けている。　（１０）はコントロー
ラである。

第２図はこのホッパーの水位制御装置を自動給湯風呂釜
に通用した例を示し、湯沸器（１１）から給湯栓（Ｉ２
）に至る給湯ｔｍ　（１３）の途中から分岐してホッパ
ー（１）への流入路（４）を設けている。流出路（８）
のポンプ（９）とホッパー（１）との間には三方切換弁
（１４）を設け、その一端に追焚用の配管（１５）を接
続して循環回路を形成するようにしている。　　（１６
）は風呂釜、（１７）は浴槽である。

第３図はこのホッパーの水位制御装置の制御フローチャ
ートであり、運転開始当初、まずポンプ（９）を起動し
てホッパー（１）内に残水があれば排出する。Ｌ側スイ
ッチ（２）がオフになって残水の排出を確認すると電磁
弁（７）を開放してホンバー（１）への給湯を開始する
。

尚、流量制御弁（６）が完全閉１ヒできる場合は電磁弁
（７）は不要である。

次に、ホッパー（１）への流入ジを一定に制御するため
の目標流量がコントローラ（１０）のマイクロコンピュ
ータ等の記憶手段に記憶されていない場合、すなわち当
該装置の初めての運転の場合や停電により記憶が消失さ
れた後の運転においては、ポンプ（９）をその最大能力
近くの所定の能力に制御しておき、流量制御弁（６）を
徐々に開くように緩速Ｕ御してホッパー（１）への流入
量を増加させ、［１側スイツチ（３）がオンして所定の
高水位（Ｈ）を検知すると、その時点の流量センサ（５
）の検知流量から所定の責を差し引いたものを目標流量
と決め記憶させる。この所定の量はホッパー＜１）の容
量に応じて実験的に定めておく。そして、ホ１； フパー（１）への流入量がこの目標流量ｉ致するように
流量センサ（５）で流量を検知しながら流量ｔ、ＩＩｆ
［ｌ弁（６）を調部し、以後ホッパー（１）への流入量
を一定量に制御すると共に後述する流出量′Ｊ４御によ
ってホッパー（１）内の水位を１ｉ１１御するのである
。

ところで、２回目以降の再運転時には前回の運転におけ
る目標流量が記憶されているので、ホッパー（１）内の
排水後、電磁弁（７）を開放した後、この記憶した目標
流量近くの流量を流量センサ（５）が検知するまでは流
１ｆ４ｍ弁（６）を急速に開くように制御してもよく、
目標流量の決定を一層迅速に行なうことができる。

このように目標流量が決定され、ホッパー（１）への流
入量が一定量にｔｉｌｌされると、第４図に示すように
ホッパー（１）からの流出量を’ｓｗする。すなわち、
当初ポンプ（９）の能力は最大能力近くの所定の能力に
ｕｒｓされているが、流出量が通人の場合には水位が下
がって所定の低水位（Ｌ）において１．側スイッチ（２
）がオフになるとその時のポンプ（９）の能力（この場
合は１γ１記所定の能力）をり、側能力として記憶する
と共にＬ側スイッチ（３）がオンになるまでポンプ（９
）の能力を下げる。その結果、水位が上ｙＩＬで所定の
高水位（ｌＩ）になり１１側スイツチ（３）がオンする
とそのときのポンプ（９）の能力を１−１側能力として
記憶すると共に１１側スイツチ（３）がオフになるまで
能力をＬげ、水位が所定の高水位（ＩＩ）と低水位（Ｌ
）との間になったとき、＋’＋ｉｌ記り側能力とＨ側能
力との平均値の能力にポンプ（９）を制御するのである
。

尚、ポンプ（９）の能力は位相制御式のものでは位相角
、あるいは回転数を検出して知ることができる。

第５回は本発明の他の実施例を示し、ホッパー（１）の
下部に水圧センサ（２１）を設け、Ｌ側スイッチ（２）
、Ｈ側スイ・ノチ（３）の他にＭＪ二位の水位を検知す
る上限スイノヂ（２２）を設けている。

運転開始当初、第３図の実施例では、ポンプ（９）を起
動してホッパー（１）内の残水を排出した後、ポンプ（
９）を運転したままでホッパー（１）への給湯を開始し
、１］標流量の記憶がない場合には流量制御弁（６）を
徐々に開くようにしているが、ホッパー（１）内を空に
した後、最初のうちは流入量が少ないのでどうしてもポ
ンプ（９）が空気を吸込んでしまう。そこで、ホッパー
（１）内を排水した後、ポンプ（９）を停止させてホッ
パー（１）への給湯を開始し、水位が１．側スイッチ（
２）とＨ側スイッチ（３）との中間まで一ヒ昇して水圧
があるレベルを越えたことを水圧センサ（２１）で検出
し、ポンプ（９）を再び起動するのであり、ポンプ（９
）の空気吸込みを防止できる。また上限スイッチ（２２
）がオンになった場合は電磁弁（７）を閉じてＨ側スイ
ッチ（３）がオフになるまで給湯を停止し、ホッパー（
１）からのオーバーフローを防止する。

（発明の効果） 本発明のホッパーの水位制御装置は以下に示すようなす
ぐれた効果を奏するものである。

ホッパーへの流入量を一定／＆５にＵ御し、ポンプの能
力を可変して流出量を１１ｒｌＨするので、ホッパーの
上流側の給水、給湯系統に変動を与えることがなく、ま
た自動給湯風呂釜に通用した場合のように他の給湯栓と
の同時使用によってホッパーに所望の流入量を得られな
い場合でもポンプの能力ｉ制御によって水位をｆｉＩＩ
御することができる。そして、所定の低水位と高水位を
検知したときのそれぞれのポンプの能力に基づいて中間
的な能力に制御するため、ホッパー内の水位の変動を迅
速に収束させて水位を安定させることができる。

また、ホッパーへの流入量は、施工現場に応じてポンプ
の能力をできるだけ有効に使える目標流量を運転開始当
初に自動的に決定して制御されるのであり、効率の良い
給水、給湯を行なうことができる。

更には、目標流量を記憶させておき、再運転時にはこの
記憶した目標流量に基づいてすばやく新たな目標流量を
決定することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
回倒のホッパーの水位＄１ｔ［Ｉ装置を自動給湯風呂釜
に適用した例を示す概略構成図、第３図は回倒の運転開
始当初の１Ａｆｌｌフローチヤート、第４図は回倒の流
出量制御のフローチャート、第５図は本発明の他の実施
例を示すホッパーの構成図である。 （１）・・・ホッパー （２）・・・Ｌ側スイッチ（水位検知手段）（３）・・
・ＦＩ側スイッチ（水位検知手段）（５）・・・流量セ
ンサ （６）・・・流量制御弁 （９）・・・ポンプ （１０）　　・・・コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の低水位と所定の高水位とを検知する水位検
   知手段を備えるホッパーと、ホッパーの流出路に設けた
   能力可変のポンプと、ホッパーへの流入路に設けた流量
   制御弁と流量センサとからなり、ホッパーへの流入路を
   目標流量に制御し、前記低水位を検知するとポンプの能
   力を下げ、高水位を検知するとポンプの能力を上げるよ
   うにして水位が低水位と高水位との間を往復すると、低
   水位を検知したときのポンプの能力と高水位を検知した
   ときのポンプの能力との中間的能力にポンプを能力制御
   することを特徴とするホッパーの水位制御装置。
2. （２）運転開始当初、ポンプの能力を最大近くの所定の
   能力に制御してホッパーへの流入量を徐々に増加させる
   ように流量制御弁を緩速制御し、所定の高水位を検知し
   たときの流量センサの検知流量に基づいて目標流量を決
   定するようにしたことを特徴とする請求項（１）記載の
   ホッパーの水位制御装置。
3. （３）目標流量を記憶する手段を設け、運転停止後の再
   運転開始当初には記憶した目標流量近くまで流量制御弁
   を急速制御することを特徴とする請求項（２）記載のホ
   ッパーの水位制御装置。