JPH0713633A - 水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの水位センサを用い、水位の制御のみな
らず、故障および漏水をも検知できる水位制御装置を提
供する。 【構成】 上部水位センサ54および下部水位センサ55
で、貯水タンク５の水量を検知する。上部水位センサ54
および下部水位センサ55のいずれもが、ボール59を同時
に検知することは物理的にありえないので、上部水位セ
ンサ54および下部水位センサ55のいずれかが異常と判断
する。上部水位センサ54で水を検知し下部水位センサ55
で水を検知しない場合には、物理的にあり得ないので故
障と判断する。出水電磁弁43が動作していないにもかか
わらず水が減少する場合は、水漏れ異常であると判断す
る。給水電磁弁34の動作後、所定時間経過しても上部水
位センサ54がボール59を検知できない場合は、上部水位
センサ54の故障、断水あるいは断水と考えられるので、
異常と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水位を保持する以外に
故障、断水あるいは漏水を検知する水位制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、貯水タンクの上部および下部にそ
れぞれ水位センサを設け、制御手段により貯水タンクに
水を供給するバルブなどを制御して、貯水タンク内の水
の量を上部の水位センサと下部の水位センサ間に維持す
る構成が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水位セ
ンサは比較的高価なものであり、単に貯水タンク内の水
位を検知するのみでは必ずしも十分でなく、また、水位
センサが上部および下部の２か所に設けられていると、
水位以外の情報をも得ることができる。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、２つの水位センサを用い、水位の制御のみならず、
故障および漏水をも検知することができる水位制御装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の水位制御装置
は、貯水タンクに内容物を供給する供給手段と、前記貯
水タンクの内容物の水位に対応した水位となる水位検知
部と、この水位検知部に設けられた上部水位センサと、
前記水位検知部に設けられ前記上部水位センサより高さ
方向下部に設けられた下部水位センサと、前記貯水タン
クから内容物を排出する排出手段と、前記上部水位セン
サで検知した場合には前記供給手段からの供給を停止さ
せ、前記下部水位センサで検知した場合には前記供給手
段からの供給を開始させるとともに、前記上部水位セン
サで内容物を検知し前記下部水位センサで内容物を検知
しない場合に故障と判断する機能、前記供給手段からの
供給後所定時間内に前記上部水位センサで内容物を検知
しない場合には故障、断水および漏水のいずれかと判断
する機能、および、前記排出手段が動作することなく前
記上部水位センサおよび下部水位センサで内容物を検知
しなくなると漏水と判断する機能の少なくともいずれか
１つの機能を有する制御手段とを具備したものである。

【０００６】

【作用】本発明は、制御手段で、上部水位センサで検知
した場合には供給手段からの供給を停止させ、下部水位
センサで検知した場合には供給手段からの供給を開始さ
せるとともに、上部水位センサで内容物を検知し下部水
位センサで内容物を検知しない場合に故障と判断し、供
給手段からの供給後の所定時間内に上部水位センサで内
容物を検知しない場合には故障、断水または漏水のいず
れかを判断し、または、排出手段が動作することなく上
部水位センサおよび下部水位センサで内容物を検知しな
くなると漏水と判断するので、２つのセンサを有効に利
用でき、水位の制御のみならず、故障および漏水を検知
できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の水位制御装置の一実施例を図
面に示す給水装置を参照して説明する。

【０００８】図１において、１は内部が中空の筐体で、
この筐体１の前面側には凹状に窪んで形成されたカップ
ステーション２が設けられ、この筐体１の後部側には図
示しない排気窓が形成され、下面には脚体３が取り付け
られている。

【０００９】また、筐体１内には、筐体１のほぼ中間の
高さに設定する台体４が設けられ、この台体４の上部に
は円筒状の貯水タンク５が設置されている。そして、こ
の貯水タンク５の上面には、開口６が形成され、この開
口６には開閉自在の蓋体７が取り付けられている。ま
た、開口６に対応して、筐体１の上面には開閉自在の外
蓋８が設けられている。

【００１０】さらに、貯水タンク５の周面および下面に
は、断熱材11が装着されている。また、貯水タンク５の
下部の周囲には、冷却パイプ12がコイルスプリング状に
巻回されて設けられ、この冷却パイプ12は冷却装置13か
ら供給された冷媒に基づき貯水タンク５を冷却する。な
お、この冷却装置13は、冷却パイプ12に台体４の下部に
設けられたコンプレッサ13a 、筐体１の後部側に設けら
れたコンデンサ13b などにて構成され、このコンデンサ
13b の前面側には、冷却用のファン13c が設けられてい
る。

【００１１】そして、冷却パイプ12の上方には、冷却パ
イプ12と同様に貯水タンク５に螺旋状に気液混合率を向
上させる循環パイプ14が巻回されている。また、この循
環パイプ14の一端側はＵ字状パイプ15に接続され、この
Ｕ字状パイプ15は、貯水タンク５内に設けられ粒状の多
孔質のセラミックス16が収納されたセラミックス槽17の
内壁に沿って配設されている。さらに、貯水タンク５の
最下部からは吐出パイプ18が貯水タンク５の直径方向に
沿って取り付けられ、この吐出パイプ18の先端近傍の側
面には、複数の小孔で構成された噴出孔19が穿設されて
いる。また、この噴出孔19から噴出すると、貯水タンク
５内の水は周方向に沿って撹拌される。そして、貯水タ
ンク５内の水を撹拌することにより、冷却パイプ12の内
面側が凍りつくことを防止できる。

【００１２】一方、貯水タンク５の下部には循環孔21が
穿設され、この循環孔21にはベンチュリー式エゼクター
構造の混合パイプ22が接続され、この混合パイプ22の混
合部23にはオゾン（Ｏ₃ ）を発生するオゾン発生部24に
接続されたオゾン供給パイプ25が分岐されている。ま
た、このオゾン供給パイプ25には、混合パイプ22からオ
ゾン発生部24側に水が逆流することを防止する逆流防止
弁が設けられている。

【００１３】さらに、混合パイプ22の先端にポンプイン
パイプ26に接続され、このポンプインパイプ26は循環ポ
ンプ27の流入側に接続され、循環ポンプ27の送出側はポ
ンプアウトパイプ28を介して循環パイプ14の他端に接続
されている。

【００１４】また、31は給水パイプで、この給水パイプ
31は水道管などに接続され、この給水パイプ31は濾過フ
ィルタ32を介して給水パイプ33に接続され、貯水タンク
５の側面の上方に接続されている。そして、濾過フィル
タ32には、図示しない制御手段に接続された供給手段と
しての給水電磁弁34が取り付けられている。

【００１５】さらに、給水パイプ33が貯水タンク５に接
続されている部分よりやや上方に、図示しないオーバフ
ロー孔が設けられ、このオーバフロー孔から筐体１の後
方に向けてオーバフロー配水管35が接続されている。

【００１６】またさらに、貯水タンク５の下部には循環
孔21に並設して出水孔41が穿設され、この出水孔41には
出水パイプ42が接続され、この出水パイプ42は図示しな
い制御手段に出力された排出手段としての出水電磁弁43
を介してカップステーション２に設けられた出水ノズル
44に接続されている。そして、この出水ノズル44の下方
のカップステーション２は、たとえば網目あるいはスト
ライプ状の開口を有し、このカップステーション２の下
部にはドレン受け皿45が設けられている。さらに、この
ドレン受け皿45にはドレン配水管46が接続され、このド
レン配水管46にはオーバフロー配水管35が接続され、排
水端の近傍で管を共通にした後に、筐体１の後方に排出
されている。

【００１７】そして、貯水タンク５の側面の上方から横
方向に向けて水位計パイプ51が設けられているととも
に、貯水タンク５の下面からほぼＵ字状に水位計パイプ
52が設けられ、これら水位計パイプ51および水位計パイ
プ52の間には、図示しない制御手段に接続された水位検
知部としての水位計53が接続されている。なお、この水
位計53内に、図２ないし図５に示す着色された水より比
重の小さいボール59などを浮かべて視認性が向上する。
また、水位計パイプ51のオーバフロー孔よりやや低い位
置に赤外線フォトセンサなどの図示しない制御手段に接
続された上部水位センサ54が取り付けられているととも
に、水位計パイプ52の貯水タンク５の底面よりやや高い
位置に同様に赤外線フォトセンサなどの下部水位センサ
55が設けられている。したがって、上部水位センサ54お
よび下部水位センサ55は貯水タンク５の高さほぼ全域に
対応するので、貯水タンク５を最大限に利用でき、給配
時に水位計パイプ51および水位計パイプ52内で流動し、
これら水位計パイプ51および水位計パイプ52の無駄水お
よび残り水を減少でき死水がほとんどなくなる。なお、
上部水位センサ54は、上下方に移動可能であり、高さ方
向の位置可変により、貯水タンク５内の貯水量を可変し
て、必要な水の量を変化することができ、効率よく運転
ができるようになっている。また、水位計53内のボール
59が上部水位センサ54または下部水位センサ55の間を遮
蔽することにより、水位がそれぞれ上部水位センサ54ま
たは下部水位センサ55に対応していることを検知する。

【００１８】さらに、台体４の側面には、筐体１内の雰
囲気を筐体１の後方に排気するファン13c の駆動モータ
57が取り付けられている。そして、貯水タンク５の最上
部近傍に基端を接続したオゾン排気パイプ58の先端が、
ファン13c の近傍に位置している。

【００１９】次に、上記実施例の通常の動作について説
明する。

【００２０】まず、給水電磁弁34を開放して給水パイプ
31から水を供給し、濾過フィルタ32で浄水した後、給水
パイプ33により、貯水タンク５に水を供給する。また、
貯水タンク５からオーバフローした水は、オーバフロー
配水管35から筐体１の後方に排水される。

【００２１】そして、貯水タンク５に貯水され、上部水
位センサ54にまで水位が上昇すると、上部水位センサ54
がボール59を検知して、貯水タンク５内が満杯であると
し、給水電磁弁34を閉塞して貯水タンク５への給水を停
止させる。

【００２２】この状態で、コンプレッサ13a を駆動し
て、冷却パイプ12内に冷媒を供給して貯水タンク５内の
水を約４℃まで低下させ、分子集合体、いわゆるクラス
ターを最小にすることによって、溶存酸素量が最も多い
温度に調整する。さらに、コンプレッサ13a の駆動とと
もに、ファン13c もコンデンサ13b の冷却などのために
駆動される。

【００２３】また、このとき、循環ポンプ27を駆動させ
るとともに、オゾン発生部24からオゾンを発生させ、循
環孔21から混合パイプ22に供給される水（Ｈ₂ ０）に、
オゾン発生部24から発生したオゾン（Ｏ₃ ）を混合部23
にてベンチュリー効果により吸い込んで混合させ、水中
でオゾンは水中に溶け込む酸素と気体の酸素とになり水
の中に酸素を多く含ませる。さらに、オゾンにより水の
殺菌および塩素除去などの脱臭を行なう。

【００２４】そして、ポンプインパイプ26から循環ポン
プ27に流れ込み、加圧された後にポンプアウトパイプ28
から循環パイプ14に流れ込み、オゾンと水との接触して
いる時間および距離を長くしてオゾンと水との混合量を
増加させ、水中に多くの酸素を取り込んだ後、Ｕ字状パ
イプ15に流し込むと、さらに、Ｕ字状パイプ15の上部か
ら供給される水はラセミックス槽17に流れ込み、セラミ
ックス槽17内では、セラミックス16が４〜３００μｍの
電磁波を発生し、水は遠赤外線を受けて酸素を過飽和状
態にする。

【００２５】そして、吐出パイプ18の先端から、酸素が
含まれた水を噴出し、貯水タンク５内を撹拌する。

【００２６】また、ファン13c が駆動モータ57により回
転駆動され、コンデンサ13b を冷却するとともに、筐体
１内の雰囲気、たとえば貯水タンク５あるいはオゾン発
生部24から漏洩したオゾンなどを筐体１の後方に排気す
る。さらに、ファン13c が回転することにより、オゾン
排気パイプ58の先端側が負圧になり、貯水タンク５内に
残ったオゾンを強制的に、筐体１の後方に排気する。加
えて、気液混合されなかったオゾンの一部は、オーバフ
ロー配水管35を介して筐体１の後方に排気される。な
お、オーバフロー配水管35からのオゾンは、筐体１の後
方に排出され、使用者がオゾンを吸うことを防止でき
る。

【００２７】そして、カップステーション２にカップを
載置し、図示しないスイッチの操作などにより出水電磁
弁43を開放し、出水ノズル44からカップに出水する。

【００２８】また、カップステーション２内のカップに
供給されずに漏洩した水は、ドレン受け皿45からドレン
配水管46を介して筐体１の後方に排水される。

【００２９】そうして、貯水タンク５の貯水量が減る
と、水位計53内の水位も低下し目視確認できる。さら
に、水位が低下すると、下部水位センサ55がボール59を
検知して、下部水位センサ55が水位の低下を検知し、出
水電磁弁43の動作を停止させるとともに、給水電磁弁34
を開放して貯水タンク５に水を供給する。

【００３０】また、貯水タンク５の清掃の際には、外蓋
８および蓋体７を開放して、貯水タンク５内を清掃すれ
ばよい。

【００３１】次に、故障あるいは漏水を検知する動作に
ついて説明する。

【００３２】なお、上部水位センサ54は、ボール59を検
知するとオンし、ボール59を検知しないとオフし、下部
水位センサ55は、ボール59を検知するとオフし、ボール
59を検知しないとオンする。

【００３３】まず、図４に示すように、漏水が生じてい
る場合について図６に示すフローチャートを参照して説
明する。

【００３４】図２に示すように下部水位センサ55がオン
してオフしたのち、図３に示すように上部水位センサ54
がオンし、給水電磁弁34をオフして貯水タンク５の給水
完了を検知し（ステップ１）、給水が完了していない場
合にはステップ１で待機する。

【００３５】ステップ１で給水が完了したと判断される
と、出水電磁弁43がオンしたか否かを検知し（ステップ
２）、出水電磁弁43が動作した場合には終了し、出水電
磁弁43が動作していない場合には上部水位センサ54がオ
フしたか否かを判断し（ステップ３）、オン状態、すな
わち上部水位センサ54でボール59を検知している場合に
はステップ１に戻る。また、上部水位センサ54がオフし
たとステップ３で判断された場合には、下部水位センサ
55がオフしたか否かを判断し（ステップ４）、オン状
態、すなわち下部水位センサ55でボール59を検知してい
ない場合にはステップ１に戻る。

【００３６】そして、ステップ４で下部水位センサ55が
ボール59を検知してオフすると、貯水タンク５から出水
がなされていないのにもかかわらず水が減少するので、
制御手段では図４に示すような水漏れ異常であると判断
し（ステップ５）、給水電磁弁34および出水電磁弁43な
どのすべての運転を停止し（ステップ６）、図示しない
表示手段などで異常表示を行ない（ステップ７）、終了
する。

【００３７】次に、上部水位センサ54および下部水位セ
ンサ55のいずれもがボール59を検知している図５に示す
場合について、図７に示すフローチャートを参照して説
明する。

【００３８】まず、上部水位センサ54がオンしている、
すなわちボール59を検知しているか否かを判断し（ステ
ップ11）、上部水位センサ54がオンしていると判断され
た場合には下部水位センサ55がオンしている、すなわち
ボール59を検知しているか否かを判断し（ステップ1
2）、下部水位センサ55がオフしていると判断された場
合には、５秒カウンタに１をプラスし（ステップ13）、
５秒経過したか否かを判断し（ステップ14）、５秒経過
していない場合には、ステップ11に戻る。

【００３９】そして、５秒経過する前に、ステップ11で
上部水位センサ54がオフしたと判断したり、あるいは、
ステップ12で下部水位センサ55がオンしたと判断したり
すると、正常と考えられるので、５秒カウンタをリセッ
トし（ステップ15）、ステップ11に戻る。

【００４０】また、ステップ14で５秒経過したと判断す
ると、上部水位センサ54および下部水位センサ55のいず
れもが、ボール59を同時に検知することは物理的にあり
えないので、上部水位センサ54および下部水位センサ55
の内少なくともいずれかが異常であると判断し（ステッ
プ16）、給水電磁弁34および出水電磁弁43などのすべて
の運転を停止し（ステップ17）、図示しない表示手段な
どで異常表示を行ない（ステップ18）、終了する。

【００４１】また、上部水位センサ54で水を検知し、下
部水位センサ55で水を検知しない場合は、物理的にあり
得ないので、故障と判断する。

【００４２】さらに、給水電磁弁34をオンした後、所定
時間内に上部水位センサ54がボール59を検知しない場合
について、図８に示すフローチャートを参照して説明す
る。

【００４３】まず、給水電磁弁34がオンしたかを検知し
（ステップ21）、給水電磁弁34がオンしていない場合に
は、ステップ21で待機する。また、ステップ21で給水電
磁弁34がオンしていないと判断されると、下部水位セン
サ55がオンしたか、すなわちボール59が検知されていな
いかを判断し（ステップ22）、下部水位センサ55がオン
していない場合にはステップ21に戻る。次に、ステップ
22で下部水位センサ54がオンしていると判断されると、
上部水位センサ55がオンしているか、すなわちボール59
を検知したかを判断し（ステップ23）、上部水位センサ
54がオンしている場合には、正常であるので終了する。

【００４４】また、ステップ23で上部水位センサ54がオ
ンしていないと判断されると、異常検知カウンタにプラ
ス１を行ない（ステップ24）、検知時間が経過したか否
かを判断し（ステップ25）、検知時間が経過していない
場合にはステップ21に戻る。一方、ステップ25で検知時
間が経過したと判断されると、給水後一定時間経過して
も上部水位センサ54がボール59を検知できないことであ
るので、上部水位検知センサ54の故障あるいは断水と考
えられるので、上部水位センサ54の異常を検知し（ステ
ップ26）、給水電磁弁34および出水電磁弁43などのすべ
ての運転を停止し（ステップ27）、図示しない表示手段
などで異常表示を行ない（ステップ28）、終了する。

【００４５】上記実施例によれば、上部水位センサ54お
よび下部水位センサ55の２つのセンサおよび時間の変化
に基づき、貯水タンク５の水位の制御および故障などを
検知できるので、別個に故障検知用のセンサを設けるこ
となく、故障を知ることができる。

【００４６】なお、水位を検知するに際して、水に限ら
ず他の液体、粒状物、その他のものでもよい。

【００４７】また、ファン13c はコンデンサ13b を冷却
する場合に限らず、任意の場合に駆動させてオゾンを排
気させるようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明の水位制御装置によれば、上部水
位センサで内容物を検知し下部水位センサで内容物を検
知しない場合に故障と判断し、供給手段からの供給後の
所定時間内に上部水位センサで内容物を検知しない場合
には故障または漏水のいずれかを判断し、または、排出
手段が動作することなく上部水位センサおよび下部水位
センサで内容物を検知しなくなると漏水と判断するた
め、２つのセンサを有効に利用でき、水位の制御のみな
らず、故障、断水および漏水を検知できるので、構成を
複雑にすることなく故障の検知を行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の給水装置を示す断面図であ
る。

【図２】同上給水装置の動作を示す模式図である。

【図３】同上給水装置の動作を示す模式図である。

【図４】同上給水装置の動作を示す模式図である。

【図５】同上給水装置の動作を示す模式図である。

【図６】同上給水装置の故障検知の動作を示すフローチ
ャートである。

【図７】同上給水装置の他の故障検知の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】同上給水装置のまた他の故障検知の動作を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

５ 貯水タンク 34 供給手段としての給水電磁弁 43 排出手段としての出水電磁弁 53 水位検知部としての水位計 54 上部水位センサ 55 下部水位センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 功 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 須藤 進 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 三井田 正夫 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 平形 春夫 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 深澤 文徳 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯水タンクに内容物を供給する供給手段
   と、 前記貯水タンクの内容物の水位に対応した水位となる水
   位検知部と、 この水位検知部に設けられた上部水位センサと、 前記水位検知部に設けられ前記上部水位センサより高さ
   方向下部に設けられた下部水位センサと、 前記貯水タンクから内容物を排出する排出手段と、 前記上部水位センサで検知した場合には前記供給手段か
   らの供給を停止させ、前記下部水位センサで検知した場
   合には前記供給手段からの供給を開始させるとともに、 前記上部水位センサで内容物を検知し前記下部水位セン
   サで内容物を検知しない場合に故障と判断する機能、 前記供給手段からの供給後所定時間内に前記上部水位セ
   ンサで内容物を検知しない場合には故障、断水および漏
   水のいずれかと判断する機能、および、 前記排出手段が動作することなく前記上部水位センサお
   よび下部水位センサで内容物を検知しなくなると漏水と
   判断する機能の少なくともいずれか１つの機能を有する
   制御手段とを具備したことを特徴とする水位制御装置。