JPS5957307A - 液面制御装置 - 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】 技術分野 本発明は液面制御装置に関するものである。更に詳述す
れば、本発明は、溜め、貯蔵タンク等への液体の流量を
制御するノズルとして使用できる装置に関するものであ
る。本発明にかかる装置は、自動遮断特性が必要な用途
に特に適している。

従来技術 米国特許明細誓第３，７０３，９０７号には、入口部と
出口部を備えると共に、液面の変化を検出する液体溜め
に使用できるように構成された流体増幅器が開示されて
いる。該流体増幅器は、液体溜め内の所望の液体検出レ
ベルに近接して配置されると共に、大略層流状の加圧流
を液体溜め内の液体表面に対して大略横切る方向に送出
するよう構成されている。更に、液体溜め内の液面が検
出レベルまで上昇すると、流体加圧ジェットが急激に乱
流的状態に変化するように、入口手段が構成されている
。この急激な変化により流体圧力信号が発生し、流体圧
力信号は各種の装置を制御するのに使用することができ
る。

例えば、米国特許明細書第４，２１１，２４９号には、
水泳プール等の場合のように、液体溜めを所定の液体維
持レベルに、又はそれに近く維持するための液面制御装
置における上記型式の流体増幅器が開示されている。

」−記型式の流体増幅器は、米国特許明細書第１（Ｃ０
２９，７１５号に開示されている自動遮断ノズルにも使
用されており、該米国特許では、セルフサービスのガソ
リン販売出［１部等の用途に特に適したノズルが記載さ
れている。

水泳プール、貯蔵タンク等の溜めへの液体の流７１什を
制御する自動遮断機能を備えると共に、溜め内の液体の
検出レベルが流体増幅器自身から離隔した地点に設定さ
れている液面制御装置への必要性が生じて、このような
液面制御装置を提供することが切望されてきた。本発明
では、このような必要性を満たすことも意図されている
。

目的 本発明は、自動遮断機能を備えると共に、溜め。

貯蔵タンク等への液体の流量を制御し、目一つ、溜め内
の液体の実際の検出レベルから離隔して配置されるよう
に構成した液面制御装置を提供することをその目的とす
るものである。

要旨 本発明の一実施例にかかる液面制御装置は、加圧した大
略層流状の加圧液体流を発生する貫通液体通路を設けた
ノズル手段を備える。該ノズル手段は、液体１ｍ路を［
３部閉するように液体通路に配設した弁手段と、手動操
作弁開放手段とを備える。

流体増幅器手段は、加圧液体流の中に配置されると共に
、上記弁手段と協働して、層流内で弁手段を開放維持す
るように正の流体圧を発生する。更に、流体増幅器手段
は、流体増幅器手段の入口と出口の間に配置した、加圧
液体流への導入部を備える。検出手段が、導入部と連通
ずるように、ノズル手段から離隔して配設されている。

検出手段は、溜め内の液体の検出レベルにおける界面の
静的状態に応答して、液体を、大略層流状の加圧流と物
理的に接触するように、導入部に導入せしめる結果、層
流が乱流的状態に変化する。この変化により流体増幅器
手段の圧力発生能力が消滅するため、市１め内の液面の
離隔検出に連動して弁手段が閉鎖される。

検出手段は、溜め内の液面を検出するための所望の離隔
地点と連通ずるように、該離隔地点から延在する端部開
放管等の導管手段を備える。

一実施例において、流体増幅器手段は、大略層流状の加
圧流を発生する入「コ手段と、へ１１手段から離隔した
出口手段とを備える。導入部に負圧を発生するように、
出「」手段における液体の流量を制限する制限手段が設
けら”れているため、液体か、溜め内の液体の検出レベ
ルにおける界面から検出手段を介して導入せしめられる
。ここで、制限手段は、出口側で加圧流の通路のための
制限オリフィスを形成する部祠を備える。

流体増幅器手段の導入部に負圧を発生する制限手段を使
用することにより、検出手段は、流体増幅器手段から、
溜め内の液面を検出するための離隔地点まで延在すると
共に、検出レベルにおける界面から十分な液体を導入し
て、溜めへの流体の流れを自動的に遮断する流体増幅器
手段を作動さぜる。

本発明にかかる装置は、本明細告ては水泳プールや同様
の溜めに充填するのに使用するように記載されているけ
れども、家畜タンクに充填する農業用用途や、化学薬品
レベル検出区域及びそれから生じる煙霧から、実際の作
動部品及び操作者を隔離させることが望ましい化学薬品
タンクに充填する工業的用途等の広い範囲の用途にも同
様に適用できる。

（以下余白） 実施例 以下に本発明の構成を１実施例について添付した図面に
従って説明する。

第１図において２液面制御装置１０は、水泳プール、貯
蔵タンク等の溜めへの液体の流量を制御する。液面制御
装置は、矢印１４て示される大略層流状の加圧液体流を
発生させる液体通路１２を設けたノズル手段として図示
されている。液面制御装置は２通常の庭園用ホース等の
供給ホースへ接続されるカップリング１８を設けたハウ
ジング１６を備える。

弁手段２０は、液体通路１２を開閉するように、液体通
路１２内に設けられている。弁手段は、ダイアフラム２
４に固着したノブ又はハンドル２２を設けた手動操作弁
開放手段を備える。ダイアフラム２４は弁閉鎖部材２６
と一体に形成されており、更に、弁閉鎖部材２６は、液
体通路１２への入口部を形成する弁座２８と係合する。

コイルバネ３０が、弁閉鎖部材２６を弁座２８の方へ付
勢するように、ハウジング１６と弁閉鎖部材２６の間に
挾持されている。弁手段２０は、ハウジング１６内に第
２ダイアフラム３２を備えると共に、ハウジング１６の
流体入力部を正圧ダイアフラム室３４から隔離する。後
で説明する手段によって、弁閉鎖部材２６とダイアフラ
ム２４は接続されている。

流体増幅器手段３６は、加圧液体流１４内に配置されて
正圧ダイアフラム室３４に正の流体圧を印加し層流状の
加圧液体流に対して弁手段２０の開放状態を維持する。

更に詳述すれは、流体増幅器手段３６は、正圧ダイアフ
ラム室３４と連通する導管３８を備える。導管３８は１
層流状の加圧液体流１４を横切るように延在する部分４
０を備える。部分４０は、導管３８を介して正圧ダイア
フラム室３４へ正流体圧信号を伝達するように加圧流に
さらされるポート４２を備える。

流体増幅器手段３６は、入口部と、出口４６と、導入部
４８とを備える。明らかに、導入部４８は入口４４より
も少し大きい断面を有するので２層流状の加圧液体流は
入口部からポート４２まて自由に流れる。

層流状の加圧液体流が流体増幅器手段３６を貫流してい
る限り、圧力信号が正圧ダイアフラム室３４に伝達され
て、弁閉鎖部材２６がノブ２２を引張って最初に手動開
放された後、弁閉鎖部材２６の開放状態に維持されるこ
とは容易に理解されるであろう。

弁閉鎖部材２６の開放状態は、正圧ダイアフラム室３４
に印加される圧力が、圧縮コイルバネ加の付勢力よりも
大きいということにより、維持される。

本発明においては、溜め、貯蔵タンク等内の液面を検出
するための検出手段は、導入部４８と連通ずると共に、
ノズル１０と増幅器３８から離隔されている。更に詳述
すれば、導入ポー１−５０が、導入部４８を横切るよう
に、ハウジング１６が貫通している。

端部開放管５２て形成される導管手段が、導入部４８と
連通ずると共に、導入部路から、溜め内の液体の所望検
出レベル地点まで延在する。第１図において、端部開放
管５２は、比較的短かく図示されているけれども、実際
はもつと長（形成されているという事実に注目すべきで
ある。例えば、第１図において、液体レベル５３は、端
部開放管５２の検出開口５４より下方に位置して、溜め
が゛低レベル″であることを示している。

第２図において、検出用の端部開放管５２は、溜め内の
液体の検出レベルにおける界面の静的状態に応答して、
大略、％流状の、・加圧流に物理的に接触する導入部４
８へ液体を流入せしめる結果２層流が大略乱流状態に変
化する。更に詳述すれは、第２図に示すように、液体レ
ベル５３における界面は。

検出用の端部開放管５２の検出開口５４に到達している
。この時、液体は端部開放管５２を介して導入部４８内
へ導入されるので１液体が層流状の加圧流と物理的に接
触して１、乱流的状態５６を生ぜしめる。

溜めから流入する液体は２図示の如く、実際は。

加圧流をポート４２から偏倚させるかも知れない。

もしこの現象が起きると、正圧ダイアフラム室３４への
圧力信号が減少して、圧縮コイルバネ３０により、弁手
段２０が閉鎖されて、液体の供給か遮断される。即ち１
層流状の加圧液体流が乱流的状態に変化することにより
、流体増幅器手段３６の圧力発生能力が消滅させられる
ため、溜め内の液面の離隔検出に連動して弁手段２０が
閉鎖される。検出用の端部開放管５２を介して、溜め内
の検出液体レベル５３にある液体を確実に吸上げるため
に、出口側における液体の流量を制限する制限手段５８
が設けられている。上記制限（とより、導入部路に負圧
が発生すると共に、実際、液体か、端部開放管５２を介
して吸上げられて、加圧流を妨害するように加圧流と物
理的に接触する。

第３図は、第１図及び第２図に対して機能的に示す１本
発明にかかる液面制御装置１０の詳細断面図である。明
らかに、カップリング１８は、典型的な庭園用ホースの
ための標準ネジ接続部を備える。

ダイアフラム２４及び第２ダイアフラム３２を連結する
手段は１本以上の接続棒６０を備えているため。

ダイアフラム２４と第２ダイアフラム３２は協働して共
同動作を行う。ダイアフラム２４と第２ダイアフラム３
２は可撓性ウェファ−６２を備え、更に、可撓性ウェフ
ァ−６２は、接続棒（イ）に固着された。より剛直な座
金６４の内側の縁部に止着される。層流状の加圧液体流
は、外管６８内の中心管６６によって形成され、導管３
８は外管６８と中心管６６の間に形成されている。導管
３８は、流体増幅器手段３６のポート４２と正圧ダイア
フラム室３４とを連通せしめる。弁閉鎖部材２６は、弁
座２８と係合する弾性緩衝インサート７０を備える。最
後に、制限手段５８は、流体増幅器手段３６の出口で制
限オリフィス７２を形成するように圧入されるノズル先
端を備える。

第４図は、導入部路に対して横切るように配置された導
入ポート５０を示す部分断面図である。

第５図及び第６図は１本発明にかかる液面制御装置を水
泳プールを充填するのに使用した適用例である。第５図
において、液面制御装置１０は、地中（ｉｎ−ｇｒｏｕ
ｎｄ　）水泳プールの縁部に設けたスキマー・カバープ
レート７４に装着されている。明らかに、検出用の端部
開放管５２は、離隔地点まで下方へ延在して、プールの
スキマー・チャネル７８内の液体の検出レベル７６にお
ける界面の静的状態を検出する。第６図では、液面制御
装置１０は地上（ａｂ−ｏｖｅ−ｇｒｏｕｎｄ　）水泳
プールの回りのブラケット８０に装着されている一方、
検出用の端部開放管５２は。

プール内の液体の離隔レベル８２まで下方に延在してい
る。第５図及び第６図では、共に、液面制御装置自身を
プールの水中へ突入させる必要はなく、更に、勿論、検
出用の端部開放管５２を図示のものよりも長く形成して
もよい。制限手段５８（第１図乃至第３図）によって発
生する負圧により、導入部４８に負圧が発生して、流体
増幅器手段へ液体か十分に導入される結果、流体増幅器
手段を貫流する層流状の加圧液体流が妨害される。

第７図は２本発明にかかる液面制御装置を水泳プールの
地下（ｂｅｌｏｗ−ｇｒｏｕｎｄ　）充填システムに組
み込んだ使用例を略図的に示す。第７図において。

弁手段２０は、弁手段を手動開放できるように地上に配
置されている。給水導管８４が、弁手段から流体増幅器
手段３６まで下方に延在している。正圧の導管３８は、
流体増幅器手段３６から上方に弁手段２０まて延在して
、前記の如く弁手段を自動的に遮断する。導入部４８等
のように、同じ参照数字は流体増幅器手段の同じ部品を
示す。更に、検出用の端部開放管５２は、プール内の水
の検出レベル８６における界面の静的状態を検出するよ
うに、上方へ延在している。流体増幅器手段３６は検出
レベル８６より下方に位置しているので、流体増幅器手
段３６より上の水頭により、端部開放管５２を通って下
方へ水か十分流れる結果、流体増幅器手段内の層流状の
加圧流か妨害される。従って、前記の地上（ａｂ−ｏｖ
ｅ　−ｇｒｏｕｎｄ　）充填用途における制限手段５８
は不要となる。

従って、上記説明から明らかな如く８本発明にかかる新
規で改良された液面制御装置は、自動遮断機能か重要な
水泳プール、貯蔵タンク等の溜めへの液体の流量を制御
すると共に、流体増幅器のための検出手段が流体増幅器
自身から離隔した地点に設けられている。制限手段５８
は導入部４８に十分な負圧を発生して、検出用の端部開
放管５２を介して妨害用液体を導入し、該妨害用液体か
、流体増幅器手段を貫流する通常大略層流状の加圧流と
物理的に接触させられる。上記実施例において液面制御
装置は水泳プールに組み込まれているけれども、広い範
囲の用途が可能であることは容易に理解されるであろう
。

従って１本発明は上記実施例に詳記した如き構成よりな
り、所期の目的を達成し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１層流状加圧流が貫流している１本発明にかか
る液面制御装置の断面図であり、第２図は１層流状加圧
流が変化している。第１図に類似した断面図であり、第
３図は第１図の液面制御装置の詳細断面図であり、第４
図は第１図の液面制御装置に設けられている流体増幅器
の入口部に形成した導入手段σ部分断面図であり、第５
図は。 地中（ｉｎ−ｇｒｏｕｎｄ　）水泳プールのスキマー・
カバープレートに配設した第１図の液面制御装置の略図
であり、第６図は、水泳プールのブラケットに設けた第
１図の液面制御装置の略図であり、第７図は、水泳プー
ルの地下（ｂｅ　ｌ　ｏｗ　−ｇｒｏｕｎｄ　）充填シ
ステムに設けられた第１図の液面制御装置の略図である
。 １０・・・・液面制御装置、１２・・・・・・液体通路
。 １６・・・・ハウジング、１８・・・・・・カップリン
グ。 ２０・・・・・弁手段、２４・・・・・・ダイアフラム
。 ２６・・・・・弁閉鎖部材、２８・・・・・・弁座。 ３２・・・・第２ダイアフラム。 ３６・・・・・流体増幅器手段、４２・・・・・ポート
。 ４４・・・・・・入口、４６・・・山出口２４８・・・
・・導入部、５２・・・・端部開放管。 ５４・・・・・検出開口、５８・・・・・・制限手段。 ６６・・・中心管、６８・・・・外管。 ７４・・・・・スキマー・カバープレート。 ８０・・・・・ブラケット、８４・・印・給水導管。 特許出願人　　ダニエル・エヌ・キャンパラ代理　人　
弁理士青　山葆はが２名 図面の浄書（同容に変更なし） 手続補正書 昭和５８年１０月１９日 昭和５８年特許願第　１４２３７２　　　号２発明の名
称 液面制御装置 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　　グニエル・エヌ・キャンパラ 国籍　アメリカ合衆国 ４代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）溜め、貯蔵タンク等への液体の流計を制御する液
   面制御装置１として、 ノズル手段と検出手段とを備え、更に、ノズル手段に、
   ノズル手段を貝通して、層流状加圧液体流を発生させる
   液体通路と、該液体通路を開閉するように液体通路に配
   置した弁手段と、手動操作弁開放手段と、層流状加圧液
   体流内に配置されていると共に、上記弁手段と協働して
   正流体圧を発生して、弁手段を層流状加圧液体流に対し
   て開放状態に維持する流体増幅器手段とを設け、且つ、
   流体増幅器手段に、層流状加圧液体流に対する導入部を
   設ける一方、検出手段（ネ、ノズル手段から離隔されて
   いると共に、導入部と連通し、更に、検出手段は、溜め
   内の液体の検出レベルにおける界面の静的状態に応答し
   て、液体を、層流状加圧液体流と物理的に接触するよう
   に、導入部へ導入して、層流状加圧液体流を、流体増幅
   器手段の圧力発生能力を消滅させる乱流的状態に変化せ
   しめることにより、溜め内の液面の離隔検出に応答して
   上記弁手段を閉鎖Ｖるように構成されていることを特徴
   とする液面制御装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記検出手段は導管手段を備え、該導管手段は
   、導入部と連通していると共に、導入部から溜め内の液
   面の所望検出地点まで延在していることを特徴とするも
   の。 （３）特許請求の範囲第２項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記導管手段は端部開放管を備えていることを
   特徴とするもの。 （４）特許請求の範囲第１項に記載した液面制御装置（
   こおいで、上記流体増幅器手段は、層流状加圧液体流を
   発生する入口手段と、該入口手段から離隔した出口手段
   と、導入部に負圧を発生して、溜め内の液体の検出レベ
   ルにおける界面から、検出手段を介して液体を導入する
   ように、出口手段における液体の流量を制限する制限手
   段とを備えていることを特徴とするもの。 （５）特許請求の範囲第４項に記載した液面制御装置面
   において、上記制限手段は、層流状加圧液体流が貫流通
   過するように出口手段に配設された制限オリフィスを備
   えていることを特徴とするもの。 （６）特許請求の範囲第４項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記検出手段は導管手段を備え、該導管手段は
   、導入部と連通していると共に、導入部から溜め内の液
   面の所望検出地点まで延在１−でいることを特徴とする
   もの。 （７）特許請求の範囲第６項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記導管手段は端部開放管を備えていることを
   特徴とするもの。 （８）特許請求の範囲第１項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記流体増幅器手段は、溜め内の液体表面より
   下方に配設されている一方、検出手段が、流体増幅器手
   段から上方に、溜め内の液体の所望検出レベルまで延在
   していることを特徴とするもの。 （９）特許請求の範囲第８項に記載した液面制御装置に
   おいて、上記検出手段は導管手段を備え、該導管手段は
   、導入部と連通していると共（こ、導入部から溜め内の
   液面の所望検出地点まで延在していることを特徴とする
   もの。 １１０）　　ｉｔ’ｉｌめ、貯依タンク等への液体の流
   量を制御する液面制御装置として、 ノズル手段と検出手段とを備え、型番こ、ノズル手段に
   、ノズル手段を貫通して、層流状加圧液体流を発生させ
   る液体通路と、該液体通路を開閉する。ように液体通路
   に配置した弁手段と、手動操作弁開放手段と、層流状加
   圧液体流内に配置されていると共に、」−配弁手段と協
   働して正流体圧を発生して、弁手段を層流状加圧液体流
   に対して開放状態に維持する流体増幅器手段とを設け、
   且つ、流体増幅器手段に、層流状加圧液体流に対する導
   入部と、該導入部に負圧を発生する手段とを設ける一方
   、検出手段は、ノズル手段から離隔されていると共に、
   導入部と連通し、更に、検出手段は、溜め内の液体の検
   出レベルにおける界面の静的状態に応答して、液体を、
   層流状加圧液体流と物理曲番こ接触するように、上記負
   圧の下で導入部へ導入１・て、層流状加圧液体流を、流
   体増幅器手段の圧１７発生能力を消滅させる乱流的状態
   に変化せしめることにより、〆沼め内の液面の離隔検出
   に応答して」二記弁手段を閉鎖するように構成されてい
   ることを特徴とする液面制御装置。 （１１）特許請求の範囲第１０項に記載した液面制御装
   置において、上記制限手段は、流体増幅器手段の出口部
   に配設した制限オリフィスを備えていることを特徴とす
   るもの。 （１２、特許請求の範囲第１０項に記載した液面制御装
   置面において、上記検出手段は導管手段を備え、該導管
   手段は、導入部と連通していると共に、導入部から溜め
   内の液面の所望検出地点まで延在していることを特徴と
   するもの。 （１３）特許請求の範囲第１２項に記載１−だ液面制御
   装置において、上記導管手段は端部開放管を備えている
   ことを特徴とするもの。