JPH07319553A

JPH07319553A - 液面管理装置

Info

Publication number: JPH07319553A
Application number: JP13817794A
Authority: JP
Inventors: Yozo Kurumaya; 洋三車谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】液体の供給を無電源で管理するに際し、大き
なフロートを使用せずとも高圧の液体を管理でき、しか
も装置を簡単化して信頼性をアップする。【構成】高液面側に接続される液体流通路の液体供給
口を上方に開口させ、その上方に液槽形態弁を配設し、
フロートの上下変位によって液槽形態弁に液体を導入し
排出して液槽形態弁を上下変位させて液体供給口を開閉
する。液槽形態弁は遮断のみを行うものであってもよ
く、又フロートではなくリンク等の外部操作にて液槽形
態弁の開閉を行ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液体の供給制御に適し
た液面管理装置に関する。以下では説明の便宜上、農業
用水の供給を例に説明する。

【０００２】

【従来の技術】水田の耕地及び田植え後には水田の水位
を所定レベル以上に保持しなければならず、農業用水の
供給を細かく管理することが要求される。

【０００３】一般に、水の供給制御については被供給側
の水位をフロート等で検知し、それを電気信号として処
理して開閉弁を駆動モータ等で電気的に開閉し、水を供
給し停止する方式がよく知られているが、農業用水の場
合には付近に適当な電源がないことが多く、又漏電によ
る事故等が懸念され、適用し難い。

【０００４】そこで、特開昭５５ー２１２０号公報に示
されるように、水源と被供給側との間を供給通路で接続
し、供給通路に開閉弁を設け、開閉弁とフロートとをリ
ンク機構によって連結し、水位に応動するフロートの変
位の力を用いて開閉弁を開閉するようにした無電源式の
装置が提案されているが、用水圧力が高い場合には大き
なフロートを使用しないと開閉弁を開閉できず、装置が
大型化してしまう。

【０００５】また、特開昭６１ー２４９３３１号公報に
示されるように、供給通路に分岐通路を設け、フロート
内に水を導入して変位させ、該変位によって分岐通路を
開閉し、該分岐通路の水圧とフロートの変位力とを利用
して供給通路の開閉弁を開閉するようにした方式が提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来公報
記載の液面管理装置では、装置の構造が複雑となってコ
ストアップを招来し、又農業用水に多量に含まれている
塵や泥等によって故障が発生しやすく、農業用水の管理
には実用化し難いものであった。

【０００７】この発明はかかる状況において、大きなフ
ロートを使用せずとも高圧の液体を制御でき、しかも構
造簡単で信頼性の高い無電源式の液面管理装置を提供す
ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る液
面管理装置は、高液面側から低液面側への液体の流通を
制御する液面管理装置であって、高液面側に接続され、
液体供給口が上方に開口して低液面側に連通する液体通
路と、上記液体供給口の上方に設けられ、底面に液体導
入口が、底面又は側面下方部の低液面側に対面する部位
に液体放出口が各々形成され、その上下変位にて液体供
給口を開閉する液槽形態弁と、該液槽形態弁の液体導入
口及び液体放出口を開閉する第１、第２の制御弁と、該
第１、第２の制御弁を開閉するリンク機構と、低液面側
の液面レベルを検知してその上下変位にてリンク機構を
作動させるフロートとを備え、液槽形態弁の液体供給口
開放状態における低液面側の高液面レベルではフロート
の上方変位にて第１制御弁を開放しかつ第２制御弁を閉
鎖して液槽形態弁が内部に液体を導入されてその自重及
び導入液体の重量にて降下して液体供給口を閉じる一
方、液槽形態弁の液体供給口閉鎖状態における低液面側
の低液面レベルではフロートの下方変位にて第１制御弁
を閉鎖しかつ第２制御弁を開放して液槽形態弁の内部液
体を低液面側に放出させることによって液体供給口から
の液体圧を受けて液槽形態弁を開くようにしたことを特
徴とする。

【０００９】本発明に係る液面管理装置は農業用水等、
水の供給管理に適用すればその効果が大きいが、他の液
体、例えば液体化学薬品等の供給管理にも適用できる。
液体通路は液体供給口からの液体圧によって液槽形態弁
を上下させるので、十分な液体圧が得られるように閉断
面形状であることが重要である。

【００１０】液槽形態弁は内部の液体重量によって液体
供給口を確実に閉鎖できることが肝要で、液体供給口の
外径よりも大きな外径であることが重要である。特に、
高液面側の液面位置が高い場合には十分な液体重量を確
保できるに十分な外径に設定するのが好ましい。また、
液槽形態弁は一般的には上面開放式であるが、高液面側
の液面位置が高い場合には密閉式とし、液槽形態弁内の
上部圧力を開放弁等、例えば電気弁等で開放させること
によって制御可能となる。また、上面開放式の液槽形態
弁の高さを高く設定することによっても対応できる。

【００１１】液槽形態弁は上下に変位させるが、その変
位をガイドするのが好ましい。この場合、液槽形態弁の
上方又は側方に傾斜して設けた揺動リンクでガイドして
もよいが、若干、左右にずれることがある。そこで、液
槽形態弁の上方に相互に連結した揺動リンク対を設け、
該揺動リンク対を伸縮させることによって液槽形態弁を
ガイドすると、液槽形態弁の垂直昇降が可能となる。ま
た、液槽形態弁にガイド支柱を設け、該ガイド支柱をロ
ーラガイドしてもよく、液槽形態弁の側面をローラガイ
ドしてもよい。液槽形態弁の形状は円筒状や角筒状でも
よく、上方部分が連続的にあるいは階段的に広くなった
筒状であってもよい。特に、上方部分が広くなった液槽
形態弁の場合には液体供給口のより確実な密閉が可能と
なる。

【００１２】リンク機構はフロートの変位力によって第
１、第２の制御弁を開閉できればどのような構成でもよ
いが、下記実施例の方式が好ましい。特に、第１、第２
の制御リンクを短リンクを介して連結し、第１制御弁の
閉鎖時に第１制御弁と短リンクの連結点を第１制御リン
クの連結点と短リンクと第２制御リンクとの連結点を結
ぶ線、いわゆる死線をより下方に位置させると、第１制
御弁の受ける液体圧によっては第１制御弁が開かず、ロ
ックできる。

【００１３】フロート室は液体通路と一体に形成するの
がコンパクトで好ましいが、フロート室を液体通路とは
離して設け、フロートと第１、第２の制御弁のリンク機
構とをワイヤーやリンクで連結して作動させるようにし
てもよい。

【００１４】高液面側と低液面側との間に大きな落差、
例えば２〜３ｍ程度の落差がある場合には液面管理装置
を大型化する必要があって好ましくない。そこで、図８
に示すように、管理装置本体を高液面側に設け、管理装
置本体には密閉式制御フロート室を設け、これをオリフ
ィス又は小径通路を介して流体通路と連通させる一方、
低液面側に実液面レベルを検知する検知フロート室を別
途設け、該検知フロート室と制御フロート室とを制御用
液体通路、例えばナイロンチューブで連通させ、該制御
用液体通路の開閉ノズル（開閉弁）を実液面レベルに応
動する検知フロートによって開閉し、制御フロート室内
の液体を検知フロート室に放出させ遮断させて制御フロ
ートを上下変位させ、第１、第２の制御弁を開閉させて
もよい。このようにフロート機能を検知フロートとリン
ク機構の制御フロートとに分離すると高液面側と低液面
側との間に大きな落差、例えば１０ｍ以上の落差がある
場合にも小型の装置で管理できる。

【００１５】通常、液体の管理には供給と停止の双方を
行うが、単に低液面側が所定液面レベルに達した時に、
液体の供給を遮断する管理装置であってもよい。即ち、
本発明によれば、高液面側から低液面側への液体の流通
を遮断する液面管理装置であって、高液面側に接続さ
れ、液体供給口が上方に開口して低液面側に連通する液
体通路と、上記液体供給口の上方に設けられ、底面に液
体導入口が形成され、その上下変位にて液体供給口を開
閉する液槽形態弁と、低液面側の液面レベルを検知する
フロートと、該フロートに応動して液体導入口から液槽
形態弁内への液体の導入を可能となすリンク機構とを備
え、低液面側の設定液面レベル未満域において開かれた
液槽形態弁を、設定液面レベル域におけるフロートの上
方変位にて液槽形態弁内に液体を導入し液槽形態弁の自
重及び導入液体の重量にて降下させて閉じるようにした
ことを特徴とする液体管理装置を提供することができ
る。

【００１６】液体導入口の開閉は制御弁で行ってもよ
く、又液体導入口を常に開放しておき、液槽形態弁を上
方にロックし、そのロックを解除して降下可能としても
よい。

【００１７】即ち、液体導入口を制御弁で開閉する場合
には低液面側の設定液面レベル未満域においてリンク機
構によって制御弁を閉じて液体供給口からの液体圧を受
けて液槽形態弁を開く一方、設定液面レベルではリンク
機構をフロートの上方変位に応動させて制御弁を開き、
液槽形態弁内に液体を導入して液槽形態弁を閉じるよう
にする。

【００１８】他方、ロック機構を設ける場合には低液面
側の設定液面レベル未満域においてロック機構によって
液槽形態弁を液体供給口の開方位置にロックし、設定液
面レベルでリンク機構をフロートの上方変位に応動させ
てロック機構のロックを解除して液槽形態弁の降下を可
能となし、液槽形態弁内に液体を導入して液槽形態弁を
閉じるようにする。

【００１９】この場合のロック機構はリンク機構で作動
されるものであればどのような構造でもよく、例えば第
１実施例に示されるロック機構６を採用できる。

【００２０】また、単に遮断のみを行う場合には液槽形
態弁にはこれを軽くリセットできるように、内部の液体
を放出できるようにノズルを設けるのがよい。

【００２１】また、液槽形態弁はフロートの上下変位の
みで軽く開閉できるので、フロートに代えて外部操作に
よって任意にしかも僅かの力で開閉することが可能とな
る。

【００２２】即ち、本発明によれば、高液面側から低液
面側への液体の流通を外部操作にて制御する液面管理装
置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に
開口して低液面側に連通する液体通路と、上記液体供給
口の上方に設けられ、底面に液体導入口が、底面又は側
面下方部の低液面側に対面する部位に液体放出口が各々
形成され、その上下変位にて液体供給口を開閉する液槽
形態弁と、該液槽形態弁の液体導入口及び液体放出口を
開閉する第１、第２の制御弁と、該第１、第２の制御弁
を開閉する外部操作可能なリンク機構とを備え、液槽形
態弁の液体供給口開放状態におけるリンク機構の外部操
作にて第１制御弁を開放しかつ第２制御弁を閉鎖して液
槽形態弁内に液体を導入してその自重及び導入液体の重
量にて降下させて液槽形態弁を閉鎖可能となす一方、液
槽形態弁の液体供給口閉鎖状態におけるリンク機構の外
部操作にて第１制御弁を閉鎖しかつ第２制御弁を開放し
て液槽形態弁の内部液体を低液面側に放出させることに
よって液体供給口からの液体圧を受けて液槽形態弁を開
放可能となしたことを特徴とする液面管理装置を提供で
きる。

【００２３】また、本発明によれば、高液面側から低液
面側への液体の流通を外部操作にて遮断する液面管理装
置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に
開口して低液面側に連通する液体通路と、上記液体供給
口の上方に設けられ、底面に液体導入口が形成され、そ
の上下変位にて液体供給口を開閉する液槽形態弁と、外
部操作にて液体導入口から液槽形態弁内への液体の導入
を可能となすリンク機構とを備え、液体供給口開放状態
の液槽形態弁を、リンク機構の外部操作にて液槽形態弁
内に液体を導入し液槽形態弁の自重及び導入液体の重量
にて降下させて閉鎖可能となしたことを特徴とする液体
管理装置を提供できる。

【００２４】リンク機構は外部から操作リンク、操作ロ
ッドあるいは操作ワイヤーにて操作できればよく、又手
操作であってもよく、小型の駆動モータによって操作し
てもよい。

【００２５】

【作用及び発明の効果】本発明においては、低液面レベ
ルがフロートで検知されており、その変位力を利用して
制御弁が開閉される。低液面側が所定の高液面レベルに
達した時には液槽形態弁に液体が導入されその重みと液
槽形態弁の自重とで降下して液体通路の液体供給口を封
鎖するので、液体の供給は遮断される。

【００２６】他方、低液面側が所定の低液面レベルに達
すると、内部液体が放出され、液体供給口からの液体圧
にて液槽形態弁が浮上し、液体供給口を開いて液体が供
給される。

【００２７】従って、本発明によれば、液槽形態弁への
液体の導入放出をフロートによって制御し、液槽形態弁
の重みで液体供給口を開閉するようにしたので、高液面
側が圧力が大きい場合にも小さなフロートでもって確実
に液体の供給を管理できる。

【００２８】また、液槽形態弁、フロート、リンク機構
及び制御弁を設けた簡単な構造であり、従来装置に比し
て小型化及び低コストを実現でき、しかも構造が簡単で
ある結果、塵や泥等による故障の発生が少なく、農業用
水の管理等に最適である。

【００２９】他方、供給の遮断のみを行う場合には低液
面側の設定液面レベル未満域において液槽形態弁を予め
開いておくと、液体供給口を介して液体が低液面側に供
給され、液面レベルが上昇してフロートが上方に変位す
る。低液面側が設定液面レベル域になると、フロートの
上方変位にてリンク機構が作動し、液槽形態弁内には液
体が導入され、該導入液体の重量にて液槽形態弁が降下
し、液体供給口を閉じて液体の供給が遮断される。

【００３０】また、上述のようにフロートの上下変位と
いう軽い力で液槽形態弁を開閉できる結果、外部からの
手操作や外部小型モータ等による操作によっても軽く液
槽形態弁を開閉できる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１ないし図３は本発明の一実施例による液面管理
装置を示し、これは水田の用水管理に適用した例であ
る。図において、装置のハウジング１は上面の開口され
た直方体形状をなし、その上面には複数の板状支持梁１
０が前後左右に延びて取付けられている（但し、図には
一部のみが示されている）。

【００３２】このハウジング１内には下方に仕切板２０
が前方に向けて低くなるように設けられて用水流通路
（液体通路）２が形成され、該用水流通路２の一端はハ
ウジング１の背面壁下方に開口され、これが用水取り入
れ口２１として水源である水路（高液面側）Ｅに接続さ
れるようになっている。

【００３３】上記仕切板２０の中央には比較的大径の円
筒状の用水供給口（液体供給口）２２が上方に開口して
突設され、ハウジング１の正面壁は仕切板２０の上方に
て開放され、用水取り出し口２３として被供給側である
水田（低液面側）Ｗに連通されるようになっている。

【００３４】また、ハウジング１内には用水供給口２２
の上方に水槽形態弁（液槽形態弁）３が配設され、該水
槽形態弁３内の前側上方部には固定ロッド３０が左右方
向に延びて取付けられ、該固定ロッド３０には揺動リン
ク３１の先端が揺動自在に連結され、該揺動リンク３１
の後端はハウジング１の支持梁１０側の固定リンク３２
の下端に揺動自在に連結されており、これによって水槽
形態弁３は上下変位がガイドされている。この揺動リン
ク３１の先端は水槽形態弁３の外部に延びて水槽形態弁
３を上方に引上げ可能に構成され、又揺動リンク３１と
ハウジング１の支持梁１０との間にはコイルばね３９が
張架されて水槽形態弁３を引き上げ方向に付勢してい
る。

【００３５】この水槽形態弁３は用水供給口２２を封鎖
しうる外径寸法の有底円筒状をなし、その底面壁の中央
には円筒状の用水導入口（液体導入口）３３が突設さ
れ、側面壁の下方には円形状の用水放出口（液体放出
口）３４が開口されている。また、水槽形態弁３の底面
には用水導入口３３を覆って金網、その他の網製フィル
タ３５が固定され、又用水供給口２２と密着しうる環状
パッキン３６が固着されている。

【００３６】さらに、ハウジング１内には側方に仕切板
４０が配設されてフロート室４１が形成され、該フロー
ト室４１は多孔式仕切板４９を介して水田Ｗに連通され
ている。このフロート室４１内には一対のフロート４が
配設され、該フロート４は筒状の取付基部４２に細径ロ
ッド４３によって取付けられ、取付基部４２は上下方向
に延びる大径ロッド４４に蝶ねじ４５によって上下位置
調整可能に取付けられている。なお、フロート４の上下
変位を円滑に行うためにフロート４とフロート室４１の
内壁面との間にガイドローラ等を介在させてもよい。

【００３７】この大径ロッド４４にはリンク機構５が連
結されている。このリンク機構５では大径ロッド４４の
上端に第１制御リンク５０の一端が揺動自在に連結さ
れ、該第１制御リンク５０は正面略レ字状をなし、その
曲成部分は水槽形式弁３の側面壁内面上方のブラケット
に揺動自在に枢支され、該第１制御リンク５０の他端に
は第２制御リンク５１が短リンク５２を介して揺動自在
に連結され、該第２制御リンク５１の曲成部分は水槽形
態弁３の側面壁内面中央のブラケットに揺動自在に枢支
されている。

【００３８】この第２制御リンク５１は正面略く字形状
をなし、その一端には下面にゴム等のシール部材５５を
有する第１制御弁５４が取付ロッド５３を介して取付け
られ、該第１制御弁５４は用水導入口３３を開閉しうる
ようになっている。また、第２制御リンク５１の他端に
は内面にゴム等のシール部材５７を有する第２制御弁５
６が取付ロッド５８を介して取付けられ、該第２制御弁
５６は用水放出口３４を開閉しうるようになっている。

【００３９】上記第１の制御リンク５０は下方揺動時に
下端縁が第２制御リンク５１上縁に当接することによっ
て揺動を規制されるが、その時、図３に示すように、第
１制御リンク５０と短リンク５２との連結点が第１制御
リンク５０の曲成部分の枢支点と、短リンク５２と第２
制御リンク５１の連結点とを結ぶ直線ａよりも下方に位
置するように設定され、これによって第１制御弁５４が
受ける水圧によっては第２制御リンク５１が逆方向には
揺動せず、第１制御弁５４を閉鎖状態にロックできるよ
うになっている。

【００４０】また、水槽形態弁３の上方部にはロックロ
ッド６０が横方向に延びて挿通され、該ロックロッド６
０の両端には揺動リンク６２の一端が連結され、該揺動
リンク６２の他端は支持梁１０側の固定リンク６１に揺
動自在に連結されて水槽形態弁３の上下変位がガイドさ
れるようになっている。

【００４１】また、ハウジング１の後方中央の支持梁１
０にはロックプレート６３がブラケット６４を介して揺
動自在に取付けられ（但し、図１ではその支持梁は現れ
ていない）、該ロックプレート６３はその先端が第１制
御リンク５０の上方まで延び、又ロックプレート６３に
はロックロッド６０が係合しうる係合凹部が形成され、
又ロックプレート６３とブラケット６４との間にコイル
ばね６６が張架されてロックプレート６３はロック方向
に引っ張り付勢されている。このロックプレート６３は
水田Ｗの水位が高水位レベルを越えてフロート４が水槽
形態弁３に対して相対的に上方に変位した時に第１制御
リンク５０によって蹴られてロックプレート６３とロッ
クロッド６０とのロックを解除するようになっている。

【００４２】次に、水田に農業用水を供給する場合の動
作について説明する。本装置を水田に設置する場合、ま
ず揺動リンク３１にて水槽形態弁３を上方に引上げ、ロ
ックプレート６３とロックバー６０とを係合させて水槽
形態弁３を上方にロックするとともに、水槽形態弁３の
上端をハウジング１の支持梁１０に当接させて水槽形態
弁３の上方変位を規制しておく。

【００４３】また、用水取り入れ口２１を水路Ｅに、用
水取り出し口２３を水田Ｗに接続するが、水槽形態弁３
の上端縁が水槽形態弁３の閉時で水路Ｅの最高水位より
も高くなるように設定する。フロート４は水田Ｗの最高
水位（高液面レベル）と標準水位（低液面レベル）との
間で上下変位するように蝶ねじ４５によって大径ロッド
４４に対する取付位置を調整しておく。

【００４４】この時、フロート４は水田Ｗの水位が低い
ので吊り下げられ、第１制御リンク５０が下方に揺動し
て水槽形態弁３の上端縁切り欠きに当たった状態となっ
ており、第１制御弁５４は閉じ、第２制御弁５６は開い
た状態となる。

【００４５】こうして初期設定が済むと、管理装置に水
路Ｅ側の用水を流す。すると、用水は図２に矢印で示す
ように、用水取り入れ口２１、用水供給口２２及び用水
取り出し口２３を経て水田Ｗに供給される。この時、水
槽形態弁３は底面に用水供給口２２から噴き出す用水を
受ける状態となる。

【００４６】水田Ｗの水位が上昇すると、それに応じて
フロート４が上昇して第１制御リンク５０が上方に揺動
し、水田Ｗの水位が最高水位に達すると、第１制御リン
ク５０がロックプレート６３を蹴ってロックとの係合を
解除し、同時に第２制御リンク５１が第１制御弁５４を
開き、第２制御弁５６を閉じる。

【００４７】すると、用水供給口２２から噴き出す用水
が用水導入口３３から水槽形態弁３内に導入され、水槽
形態弁３はその自重と導入用水の重みとで降下し、水槽
形態弁３内に導入される用水量は加速度的に増大し、水
槽形態弁３も加速度に降下して最後に用水供給口２２を
封鎖し、これによって水田Ｗへの用水の供給は遮断され
る。この時、第２制御弁５６は用水放出口３４を外方か
ら閉じているので、これにリンク機構３及び大径ロッド
４４を介して連結されたフロート４はフロート室４１内
の水中に押し沈められて浮力を受ける結果、水田Ｗ側の
水位が低下しない限り第１制御弁５４は開放状態、第２
制御弁５６は閉鎖状態に保持される。

【００４８】他方、かかる満水状態から次第に水田Ｗの
水位が低下すると、フロート４は降下し、これが標準水
位に達すると、第１制御リンク５０がフロート４の降下
に応じて下方に揺動し、第２制御リンク５１が第１制御
弁５４を閉じ、第２制御弁５６を開く。

【００４９】すると、水槽形態弁３内の用水は用水放出
口３４から水田Ｗ側に放出され、水槽形態弁３が軽くな
るので、用水供給口２２からの用水噴き出し圧を受けて
水槽形態弁３は上方に押し上げられ、用水供給口２２が
開放されて水田Ｗに用水が供給され、以上のような動作
が繰り返されて水田Ｗは所定の水位に保持される。

【００５０】次に、図４ないし図６を用いて動作の要点
を説明する。なお、図４ないし図６は液面管理装置を模
式的に示す。まず、満水時には図４に示すように、フロ
ートは上方に変位し、リンク機構によって第１制御弁
（図には弁Ａと表示する）は開き、第２制御弁（図には
弁Ｂと表示する）は閉じ、水槽形態弁内には用水が導入
され、用水供給口が閉じられ、水田側への用水の供給は
遮断されている。また、水槽形態弁内は水路と同一水位
となる。

【００５１】この満水時において、水槽形態弁の重量を
Ｗ_N（Ｋｇ）、コイルばねによる引上げ力をＦ_B（Ｋ
ｇ）、水位による押付力をＦ_W（Ｋｇ）とし、水路水位
をＨ₀、水槽形態弁の内径をＤ、用水供給口の内径を
ｄ、用水供給口のシート面高さをΔＨ₀とすると、Ｆ_W
＝（Ｄ²ーｄ²）（Ｈ₀ーΔＨ₀）π／４、用水供給口
シート面での密閉力Ｆ_Sは下向きの力Ｆ_Dと上向きの力
Ｆ_Uとの差、即ち、Ｆ_S＝Ｆ_DーＦ_Uとなる。このう
ち、上向きの力Ｆ_Uは水路水頭（Ｈ₀ーΔＨ₀）による
力と、コイルばねによる引き上げ力Ｆ_B及びフロートに
よるによる力Ｆ_Fで、水路水頭（Ｈ₀ーΔＨ₀）による
力は水槽形態弁内の用水供給口上方部分の水位によって
打ち消され、コイルばねによる引き上げ力Ｆ_B及びフロ
ートによるによる力Ｆ_Fのみが残る結果、シート面での
密閉力Ｆ_SはＦ_S＝Ｗ_N＋Ｆ_WーＦ_BーＦ_Fとなる。試
作によれば、Ｈ₀＝１２５ｍｍ、ΔＨ₀＝７５ｍｍ、Ｄ
＝２００φｍｍ、ｄ＝１５０φｍｍ、Ｗ_N＝２Ｋｇ、Ｆ
_F＝０．５Ｋｇ、Ｆ_B＝１．５Ｋｇ（即ち、水槽形態弁
をコイルばねでほぼバランスさせる状態とする）とした
時、０．６９Ｋｇで用水供給口シート面を密閉でき、確
実な密閉が可能であることが確認できた。

【００５２】水槽形態弁３が開き始める場合、図５に示
すように、フロート４が水面降下によって降下し、第１
制御弁Ａが閉じ、第２制御弁Ｂが開き、水槽形態弁内の
水位はΔｈに減少する。

【００５３】この開き始め時において水槽形態弁を押し
上げる水圧をＰ₀（Ｋｇ／ｃｍ²）とすると、Ｐ₀＝
（Ｈ₀ーΔｈ）／１０００（但し、Ｈ₀とΔｈとはｃ
ｍ）、残水による押付力をＦ_DWとすると、Ｆ_DW＝（Ｄ²
ーｄ²）Δｈπ／４、水槽形態弁を押し上げる水路水位
（Ｈ₀ーΔｈ）による力をＦ_UWとすると、Ｆ_UW＝ｄ²Ｐ
₀π／４、水槽形態弁がコイルばねに逆らって下がる力
をＦ_DNとするとＦ_DN＝Ｗ_NーＦ_Bとなる。すると、水槽
形態弁が上昇する条件はＦ_U＞Ｆ_D、即ち、Ｆ_UW＞Ｆ_DN
＋Ｆ_DWとなり、従って、ｄ²Ｐ₀π／４＞（Ｄ²ー
ｄ²）Δｈπ／４＋Ｗ_NーＦ_Bとなる。試作によれば、
Δｈ＝１０ｍｍとすると、Ｆ_UW＝２．０＞（Ｆ_DN＋
Ｆ_DW）＝０．６４Ｋｇで水槽形態弁を上昇させることが
できる。

【００５４】自動給水時には図６に示すように、水槽形
態弁は水路水位によって押し上げられて釣り合う。その
時、水田が満水になるまで第１制御弁Ａは閉じ、第２制
御弁Ｂは開いた状態を継続する。

【００５５】この自動給水時において、水槽形態弁のリ
フト量をＨ_Lとすると、水路水頭（Ｈ₀’ーΔｈ）の水
槽形態弁へのリフト力と水槽形態弁の下向きの力とが釣
り合う。この時の水槽形態弁への水圧をＰ₀’とする
と、Ｐ₀’＝（Ｈ₀’ーΔｈ）／１０００となる。する
と、上向きの力Ｆ_UはＦ_U＝ｄ²Ｐ₀’π／４＝〔ｄ²
（Ｈ₀’ーΔｈ）／１０００〕π／４となる一方、下向
きの力Ｆ_DはＦ_D＝Ｗ_N＋Ｆ_DWーＦ_B’＝〔（Ｄ²ーｄ
²）Δｈ／１０００〕π／４＋Ｗ_NーＦ_B’となり、釣
り合っている。従って、Ｆ_U＝Ｆ_D、即ち〔ｄ
²（Ｈ₀’ーΔｈ）／１０００〕π／４ー〔（Ｄ²ーｄ
²）Δｈ／１０００〕π／４＋Ｗ_NーＦ_B’となる。試
作によればＦ_B’＝０．７５Ｋｇ、Ｈ₀’＝８８ｍｍと
すると、リフト量はＨ_L＝３７ｍｍとなる。なお、開放
リフト量をアップさせるにはばね力Ｆ_B’を水槽形態弁
の重量に近づけてやればよい。例えば、ばね力をＦ_B’
＝０．９９Ｋｇとすると、リフト量はＨ_L＝５０ｍｍに
できる。

【００５６】図７は本発明の他の実施例を示し、図にお
いて図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本実施
例では水槽形態弁３に液体放出口が形成されず、又その
第２制御弁も設けられず、液体の供給を遮断だけするよ
うになっている点で上記実施例と異なる。

【００５７】本実施例においては、上記実施例と同様
に、揺動リンク３１を操作して水槽形態弁３を初期設定
する。上述のように水槽形態弁３は水路水頭による押し
上げ力とコイルばね３９の引上げ力とを受けているの
で、水槽形態弁３は軽く初期設定できる。

【００５８】水田Ｗに用水が供給され、水田Ｗの水面が
満水レベルに達すると、水槽形態弁３は内部の用水の重
さにて降下して用水供給口２２を閉鎖し、用水の供給を
遮断し、これによって水田Ｗに過剰の用水が供給される
のを防止できる。

【００５９】図９は本発明の他の実施例を示し、図にお
いて図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本実施
例はリンク機構５をフロート４の上下変位によって作動
させるのではなく、外部から操作リンク８によって操作
できるようにしている点で上記実施例と異なっている。

【００６０】本実施例では操作リンク８を上下操作すれ
ば第１、第２の制御弁５４、５６を開閉でき、上記実施
例と同様の動作を行わせることができる。

【００６１】なお、操作リンク８の外部操作によって用
水供給の遮断のみを行う装置を構成する場合、図９にお
いて図７の場合と同様に第２制御弁５６及び用水放出口
３４を設けず、第１制御弁５４と用水導入口３３のみを
設けるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による液面管理装置を示す
一部切開概略背面斜視図である。

【図２】上記装置の側面構成図である。

【図３】上記装置の正面構成図である。

【図４】上記装置の供給遮断状態を示す動作要点説明
図である。

【図５】上記装置の供給開始直前状態を示す動作要点
説明図である。

【図６】上記装置の供給状態を示す動作要点説明図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例を示す一部切開概略背面
斜視図である。

【図８】課題を解決するための手段を説明するための
構成図である。

【図９】本発明の第３の実施例による液面管理装置を
示す一部切開概略背面斜視図である。

【符号の説明】

１ハウジング２用水通路（液体通路）２２用水供給口（液体供給口）３水槽形態弁（液槽形態弁）３３用水導入口（液体導入口）３４用水放出口（液体放出口）４フロート５リンク機構５４第１制御弁５６第２制御弁６ロック機構８操作リンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高液面側から低液面側への液体の流通を
制御する液面管理装置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に開口して低液
面側に連通する液体通路と、上記液体供給口の上方に設
けられ、底面に液体導入口が、底面又は側面下方部の低
液面側に対面する部位に液体放出口が各々形成され、そ
の上下変位にて液体供給口を開閉する液槽形態弁と、該
液槽形態弁の液体導入口及び液体放出口を開閉する第
１、第２の制御弁と、該第１、第２の制御弁を開閉する
リンク機構と、低液面側の液面レベルを検知してその上
下変位にてリンク機構を作動させるフロートとを備え、液槽形態弁の液体供給口開放状態における低液面側の高
液面レベルではフロートの上方変位にて第１制御弁を開
放しかつ第２制御弁を閉鎖して液槽形態弁が内部に液体
を導入されてその自重及び導入液体の重量にて降下して
液体供給口を閉じる一方、液槽形態弁の液体供給口閉鎖状態における低液面側の低
液面レベルではフロートの下方変位にて第１制御弁を閉
鎖しかつ第２制御弁を開放して液槽形態弁の内部液体を
低液面側に放出させることによって液体供給口からの液
体圧を受けて液槽形態弁を開くようにしたことを特徴と
する液面管理装置。
【請求項２】上記フロートは制御フロートと検知フロ
ートとから構成し、上記制御フロートは高液面側とオリ
フィス又は小径通路を介して連通する制御フロート室内
に設けるとともに上記リンク機構に連結する一方、上記
検知フロートは低液面側に連通する検知フロート室内に
設け、該検知フロート室と制御フロート室とを制御用液
体通路で接続し、該制御用液体通路には開閉弁を設けて
検知フロートの上下変位にて開閉し、低液面側の低液面
レベルで制御フロート室の内部液体を放出させるととも
に高液面レベルにて制御フロート室の内部液体の放出を
遮断し、制御フロートを上下変位させて第１、第２制御
弁を開閉するようにした請求項１記載の液面管理装置。
【請求項３】高液面側から低液面側への液体の流通を
遮断する液面管理装置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に開口して低液
面側に連通する液体通路と、上記液体供給口の上方に設
けられ、底面に液体導入口が形成され、その上下変位に
て液体供給口を開閉する液槽形態弁と、低液面側の液面
レベルを検知するフロートと、該フロートに応動して液
体導入口から液槽形態弁内への液体の導入を可能となす
リンク機構とを備え、低液面側の設定液面レベル未満域において開かれた液槽
形態弁を、設定液面レベル域におけるフロートの上方変
位にて液槽形態弁内に液体を導入し液槽形態弁の自重及
び導入液体の重量にて降下させて閉じるようにしたこと
を特徴とする液体管理装置。
【請求項４】上記液体導入口にはこれを開閉する制御
弁を設け、低液面側の設定液面レベル未満域におけるフロート位置
ではリンク機構によって制御弁を閉じて液体供給口から
の液体圧を受けて液槽形態弁を開く一方、設定液面レベルではリンク機構をフロートの上方変位に
応動させて制御弁を開き、液槽形態弁内に液体を導入し
て液槽形態弁を閉じるようにした請求項３記載の液面管
理装置。
【請求項５】上記液槽形態弁には低液面側の設定液面
レベル未満域におけるフロート位置では液槽形態弁を液
体供給口の開方位置にロックするロック機構を設け、設定液面レベルでリンク機構をフロートの上方変位に応
動させてロック機構のロックを解除して液槽形態弁の降
下を可能となし、液槽形態弁内に液体を導入して液槽形
態弁を閉じるようにした請求項３記載の液面管理装置。
【請求項６】高液面側から低液面側への液体の流通を
外部操作にて制御する液面管理装置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に開口して低液
面側に連通する液体通路と、上記液体供給口の上方に設
けられ、底面に液体導入口が、底面又は側面下方部の低
液面側に対面する部位に液体放出口が各々形成され、そ
の上下変位にて液体供給口を開閉する液槽形態弁と、該
液槽形態弁の液体導入口及び液体放出口を開閉する第
１、第２の制御弁と、該第１、第２の制御弁を開閉する
外部操作可能なリンク機構とを備え、液槽形態弁の液体供給口開放状態におけるリンク機構の
外部操作にて第１制御弁を開放しかつ第２制御弁を閉鎖
して液槽形態弁内に液体を導入してその自重及び導入液
体の重量にて降下させて液槽形態弁を閉鎖可能となす一
方、液槽形態弁の液体供給口閉鎖状態におけるリンク機構の
外部操作にて第１制御弁を閉鎖しかつ第２制御弁を開放
して液槽形態弁の内部液体を低液面側に放出させること
によって液体供給口からの液体圧を受けて液槽形態弁を
開放可能となしたことを特徴とする液面管理装置。
【請求項７】高液面側から低液面側への液体の流通を
外部操作にて遮断する液面管理装置であって、高液面側に接続され、液体供給口が上方に開口して低液
面側に連通する液体通路と、上記液体供給口の上方に設
けられ、底面に液体導入口が形成され、その上下変位に
て液体供給口を開閉する液槽形態弁と、外部操作にて液
体導入口から液槽形態弁内への液体の導入を可能となす
リンク機構とを備え、液体供給口開放状態の液槽形態弁を、リンク機構の外部
操作にて液槽形態弁内に液体を導入し液槽形態弁の自重
及び導入液体の重量にて降下させて閉鎖可能となしたこ
とを特徴とする液体管理装置。