JPH01189708A - レベルセンサおよび自動閉止弁 - 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〕 これらの発明は家庭用の浴槽、または化学プラント、バ
イオプラント等の液体槽の液レベル検知および蛇口に適
用される、レベルセンサおよび自動閉止弁に関するもの
である。

〔従来の技術〕

（１）従来のものを第９図を参照して説明する。

従来の圧力（大気圧に対して正圧力）式レベルセンサは
、圧力検知器と、一端を気体入口とし、かつ他の一端を
槽８内の所定の位置におき、かつさらに他の一端を上記
圧力検知器３９に結合した三分岐管３８とを備えている
。

なお圧力検知器３９としては、へロー、タイヤフラム、
フルトン管、水銀スイッチ、半導体等が用いられ、液面
か所定のレベルに達したとき、信号を出力するよう予め
セットされている。

以上の構成て三分岐管３８の気体入口より一定圧の気体
を送り込みなから、蛇口４０より槽８に液体を注入して
いく。　液面９か所定のレベルに近づくにつれ、圧力検
知器３９は比例的に加圧される。　したかって液面９か
所定のレベルに達したとき、圧力検知器３９か作動し電
気的または機械的信号を出力する。

（２）従来のものを第８図を参照して説明する。

従来のフロート式弁はレバー１の一端に浮２を持ち、同
レバー１の他端とり２ンク機構３て結はれる弁４か流路
６内に設けられる。　、同流路６は端部に蛇ロアを持つ
とともに上記弁４と対向する弁座５か設けられる。さら
にこれらか槽８の内側上部に取付けられる。

以上の構成において、液面９か低いときは浮２か下部に
あり、リンク機構３によって弁４は弁座５を離れて下方
にある。従って液体は弁座５の孔を通って蛇ロアより流
出する。

液面９か上昇するにつれて浮１か上昇し、リンク機構３
を経て弁４か上方に移動する。

従って、液面９か所定の高さになると、弁４は弁座５に
着座し液体の流出は止まる。

〔発明か解決しようとする課題〕

（１）上記従来の圧力式センサには、次のような問題点
および解決ずへき課題かあった。

（イ）液面の上昇に比例して圧力検知器か加圧されるの
て、液面か所定レベルに達したときと、達する前との識
別性か悪い。

（ロ）レベルセンサとしての再現性、すなわち信頼性か
悪い。

（ハ）余分な定圧気体の供給系か必要である。

（２）上記従来のフロート式弁には、次のような問題点
および解決すべき課題かあった。

（イ）浴槽等に使用する場合、浮部か大きく出ていて使
用の邪魔になる。

（ロ）弁か液面の高さにほぼ比例して弁座方向へ移動す
るため、液面か所定の高さに近づくにつれて弁か弁座に
接近し、液体の流出量か減少する。従って液面か所定の
高さに達するまてに時間かかかる。

（ハ）注入停止レベルの設定か困難である。

〔課題を解決するための手段〕

これらの発明は上記課題を解決するため、次のような構
成としている。

（１）上端か閉塞し下部か漏斗状になったうず円筒と、
下部の流路か流れ方向に沿って絞られるとともにほぼ水
平または斜め下方に曲げられて、下端か上記うず円筒の
上部側壁に、周方向に沿って結合する流入管と、フレキ
シブル材料の薄膜密閉体等の圧力検知器と、一端か同圧
力検知器に結合しかつ他の一端か前記うず円筒の所定の
位置に貫入し、かつさらに他の一端かレベル検知開口で
ある三分岐管とを設ける。

（２）上端か閉塞し下部か漏斗状になったうず円筒と、
上端か閉塞しかつ上端部に流入口を備え、下部の流路か
流れ方向に沿って絞られるとともにほぼ水平または斜め
下方に曲げられて、下端か上記うず円筒の上部側壁に、
周方向に沿って結合するとともに中央部に円環形の弁座
を備える弁座付流入管と、上記弁座に対応する弁と、同
弁を一端に備えかつ弁座付流入管の上方または下方の面
を貫通して外部に出るとともに、外部に上面急傾斜の爪
を備える弁軸と、一端面に同爪の下面とひっかけ合う受
けを備えるフレキシブル材料の薄膜密閉体と、一端か同
薄膜宏閉体の他の端面に結合しかつ他の一端か前記うず
円筒の所定の位置に貫入し、かつさらに他の一端かレベ
ル検知開口である三分岐管とを設ける。

〔作用〕

（１）上記の構成で、液体槽に注入する場合、液体は流
入管の下端より流速を増加し、うず円筒の周方向に沿っ
てうず円筒内に流入する。

さらに、うず円筒内てその軸心に中心を持つうずを作っ
て下端の開口より出る。

一方、液か注入され液面か所定のレベル、すなわちレベ
ル検知開口に達すると、うず円筒内に一端を貫入した配
管はうず作用により負圧となり、レベル検知開口より所
定の高さまて液か吸い上けられるとともに、薄膜密閉体
、すなわち圧力検知器に負圧か作用する。

従って薄膜密閉体は変形する。　すなわちレベル信号を
出力する。　このようにして簡単てコンパクトな構成て
所望の液面高さまては、レベル信号を出力せず、所定の
高さに達するとレベル信号を出力する信頼性の高いレベ
ルセンサか得られる。

（２）上記の構成て弁軸を引き上けまたは押し上けて爪
を受けに掛け、レベル検知開口を槽の予め定められた注
入停止レベルにセットした状態から液体を槽に入れる場
合につき作用を説明する。

液面か低い場合、液体は中央部の弁から弁座を通り、弁
座付流入管の下端より流速を増加し、うず円筒の周方向
に沿ってうず円筒内に流入する。　さらに、うず円筒内
てその軸心に中心を持つうずを作って下端の開口より出
る。

一方、液か注入され液面か所定のレベル、すなわちレベ
ル検知開口に達すると、うず円筒内に一端を貫入した配
管はうず作用により負圧となり、レベル検知開口より所
定の高さまて液か吸い上げられるとともに、薄膜密閉体
に負圧か作用する。　従って薄膜密閉体は変形し、受け
は弁軸の爪から離れる。　すると中央部の弁は周囲を流
れる液体により流れの方向に押されて移動し、弁座に押
し付けられて液の流れは停止する。

このようにして簡単てコンパクトな構成て所望の液面高
さまては、通常の流出率で注液され、かつ所定の高さに
達すると自動的に停止する自動閉止弁か得られる。

〔実施例〕

これらの発明の一実施例を、第１図ないし第５図を参照
しなから説明する。　なお冗長さをさけるため　（１）
項と　（２）項を同峙に説明する。

第１図および２図にて、うず円筒１０は上端か閉塞し、
下部は漏斗状て下端は開口になっている。　弁座付流入
管１１は上端か閉塞し、上端部に流入口１２を備える。

　さらに下部はほぼ水平または斜め下方向に曲げられ、
かつ下端部１４は偏平に絞られる。　また同下端部１４
は上記うず円筒１０の上部側壁に、偏平面を同うず円筒
１０の軸と平行にしてうず円筒１０の周方向に沿って結
合している。

また弁座付流入管１１の中央部の内壁には円環形の弁座
１５か取付けられる。　同弁座１５の上方には円形の弁
１６か設けられる。弁軸１７は下端か同弁１６に結合し
、上部は弁座付流入管１１の上方の面、すなわち上端を
貫通して貫通口１８を通って上方に出ている。

同貫通口１８の周りには小弁座１９か設けられるととも
に、その周囲にせき２０か設けられる。　また同せき２
０の下端に排液孔２１か設けられ、図示省略の排液配管
につなかつている。　上記貫通口１８を出た弁軸１７に
は下より順次、小弁２２、ふた２３、および爪２４か設
けられる。　なお、小弁２２と小弁座との位置関係は、
上記弁１６と弁座１５との位置関係とほぼ回しにする。

　またふた２３はその径かせき２ｏの内径よりもやや小
さく同せき２０て囲まれている。　また爪２４はその上
面か急傾斜をしている。　次に上記弁１６か弁座１５か
ら上方に離れた位置て、上記爪２４とひっかけ合う受２
５を一端面に備えるベロー２６、すなわち圧力検知器か
設けられる。　ざらに三分岐管２７は、一端か上記へロ
ー２６の他の端面に接続し、かつ他の一端、すなわちう
ず端３１か前記うず円筒１０の上端から同軸に所定の長
さ貫入し、かつさらに他の一端かレベル検知開口２８と
なり、槽２９の所望の注液レベル３０にセットする。　
なお、へローの代りにタイヤフラム、フルトン管等を用
いてもよい。　また弁軸１７は弁座付流入管１１の上方
の面を貫通しているか、下方の面を貫通させてもよい。

以上の構成において、槽２９には液かなく。

注液する場合について作用を説明する。

弁軸１７か引き上けられると、爪２４か受け２５にひっ
かかり止まる。　従って弁１６は弁座１５を離れるのて
液は流入口１２より流入し、弁１６のまわりを通って弁
座付流入管１１の下端部の偏平部１４て絞られ流速を増
し、うず円筒１０の上端部の、側壁に、周方向に沿って
流れ込む。　従って、うず円筒１０ては、液体はうずを
巻きなから下方の開口端より流出して、槽２９に注液す
る。　一方、貫通口１８と弁軸１７の隙間より液か上方
に漏れ出るか、小弁２２とふた２３およびせき２０て止
められ、せき２０内に溜るとともに排液孔２１から配管
（図示省略）て槽２９内に排出される。

さらに、槽２９に液か注入され、所定のレベル３０に達
すると、うず円筒１０の軸線上のうずの最大圧力は（１
）式て示される負圧となる。。

Ｐ＝Ｐｏ−ｐｖ２ 一一ρυ２　　　・・・・　（１） ここて、　Ｐｏ　　うず円筒側壁部の圧力ｐ　液体の富
度 Ｖ　うず円筒側壁への流入速さ 従って、液はレベル検知開口２８より吸い上けられると
ともに、この負圧（吸い上けられた液の高さ）はへロー
２６に作用しへロー２６か縮小するのて、受２５か弁軸
２７の爪２４から離れる、すなわち圧力検知器よりレベ
ル信号か出力される。　すると中央部の弁１６は周囲を
流れる液体により流れの方向に押されて移動して、弁座
１５に着座し液の流入は停止する。　また上端ｇ８の小
弁２２も連動し・て小弁座１９に着座するのて、貫通口
１８よりの漏れも停止する。　このとき、中央部の弁座
１５の径か上端部の小弁座１９の径より大きいので中央
部の弁１６に働く力の方か大きく両弁とも着座した状態
に維持される。

なお、弁軸１７を約１８０°回転すれは弁軸１７は自由
に上下移動てきるようになるので、別途上下移動機構を
設ければ通常の流量調整もてきるようになる。

このようにして簡単な構成て所望の液面高さまてはレベ
ル信号を出力せず、通常の流出率て注液され、かつ所定
の高さに達するとレベル信号を出力するレベルセンサな
らびに同レベル信号により自動的に停止する自動閉止弁
か得られる。

第３図および第４図は、へロー２６の詳細を示したもの
て、三分岐管２７の一端と結合した端面から、へロー２
６の上方て同ベロー２６の他の端面へ水平に伸ひる水平
棒３２ａ、３２ｂか左右対称に設けられる。　またベロ
ー２６の受２５に、上記水平４＄３２ａ、３２ｂを遊び
をもって通す孔を上端にもつ、吊板３３ａ、３３ｂか設
けられる。

このようにして、受２５は三分岐管２７側に固定された
水平棒３２ａ、３２ｂに吊られ、水平方向には自由に滑
動し上下方向には拘束されて変移しないようになる。

第５図は三分岐管２７の他の形状を示す。

レベル検知開口２８の位置か比較的高く、すなわちへロ
ー２６に近く、負圧か十分にとれない場合の対策として
途中て上方に折り曲は頂点３４の位置を高くしだもので
ある。

第６図は弁座付流入管の他の一例を示す。

前記実施例の上端部の小弁、および小弁座をはふき、密
閉用ベロー３５を介して弁軸１７と弁座付流入管１１ａ
の上端面を、液雀にかつ弁軸１７か上下移動てきるよう
に取付けられたものである。

第７図は、うず円筒の他の実施例を示す。

うず円筒１０内に上部か山形をし、外周にら線形の溝３
７か切られたうず案内枠３６か設けられる。　また同う
ず案内枠３６の下端部を通って三分岐管のうず端３１を
持つ一分′岐か外部より所定の位置に挿入されている。

このようにして上部からの液は山形部と溝３７て絞られ
、流速を増してうず円筒ｌＯの周方向に沿って流れ込む
。

〔発明の効果〕

以上に説明したようにこれらの発明によれは次の効果か
得られる。

（１）　（イ）　　レベルセンサはレベル検知開口か液
体て塞かれると速やかに作動するのて、液面レベルの識
別性か良い。

（ロ）　　レベル検知の再現性、すなわち信頼性か高い
。

（ハ）　レベルセンサを作動させるための定圧気体供給
系か不要である。

（２）　（イ）　　槽の内部に大きく出る浮やリンク機
構かなく構成か簡単て、コンパクトにてきるため、信頼
性か高く、かつ安価である。

（０）　　コンパクトであるため風呂等の蛇口としては
最適である。

（ハ）槽への液体注入か、液体のレベルに関係なく一定
の注入率て行われるため、短時間て終る。

（ニ）槽の注液レベルの設定は、レベル検知開口の位置
を変えるたけてよいから簡単にてきる。　またレベル検
知はレベル検知開口か液体て塞かれると速やかに働くた
め注液停止後のレベル精度か高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこれらの発明の一実施例の構成図、第２図は第
１図のＩＩ　−ＩＩ視親図 第３図は第１図のベロ一部の詳細構成図、第４図は第３
図のＩＶ−■親図、 第５図は第１図の三分岐管の他の実施例の構成図、 第６図は第１図の弁座付流入管の他の実施例の構成図、 第８図は従来のフロート式弁の構成図、第９図は従来の
圧力式レベルセンサの構成図である。 図中 １　レバー　　２　浮　　　　３　リンク機構４　弁　
　　　５　弁座　　　６　流路７　蛇口　　　８　槽　
　　　９　液面１０　　うず円筒　１１　　弁座付流入
管１２　　流入口　　１４　　下端部　　１５　　弁座
１６　　弁　　　　１７　　弁軸　　　１８５貫通口１
９　　小弁座　　２０　　せき　　　２１　　排液口２
２　　小弁　　　２３　　ふた　　　２４　　爪２５　
　受　　　　２６　　ベロー　　２７　　三分岐管２８
　　レベル検知開口　　　　　２９　　槽３０　　注液
停止レベル　　　　　３１　　うず端３２ａ、３２ｂ　
　水平棒 ３３ａ、３３ｂ　　吊板　　　　　　　３４　　頂点３
５　　密閉用へロー　　　　　　３６　　うず案内枠３
７　　溝　　　　３８　　三分岐管　３９　　圧力検知
器４０　　蛇口 手　　続　　補　　正　　書 昭和　６３狂９月９日 特許Ｉｉ：畏官毀 １事（牛の表示 昭和６３年特許願第０１３６２４号 ２、発　明　の　名　称　レベルセンサおよび自動閉止
弁、３補正をする者 事件との関係　　　　特　許　出　願　人注　所　　　
〒１６６東京都杉並区成田西−丁目２１番：３７号４、
補正命令の日付（発送日） 昭和６３年　７月２９巳

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上端が閉塞し下部が漏斗状になったうず円筒と、
   上端部に流入口を備え、下部の流路が流れ方向に沿って
   絞られるとともにほぼ水平または斜め下方に曲げられて
   、下端が上記うず円筒の上部側壁に、周方向に沿って結
   合する流入管と、フレキシブル材料の薄膜密閉体等の圧
   力検知器と、一端が同圧力検知器に結合しかつ他の一端
   が前記うず円筒の所定の位置に貫入し、かつさらに他の
   一端がレベル検知開口である三分岐管とを備えているレ
   ベルセンサ。
2. （２）上端が閉塞し下部が漏斗状になったうず円筒と、
   上端が閉塞しかつ上端部に流入口を備え、下部の流路が
   流れ方向に沿って絞られるとともにほぼ水平または斜め
   下方に曲げられて、下端が上記うず円筒の上部側壁に、
   周方向に沿って結合するとともに中央部に円環形の弁座
   を備える弁座付流入管と、上記弁座に対応する弁と、同
   弁を一端に備えかつ上記弁座付流入管の上方または下方
   の面を貫通して外部に出るとともに、外部に上面急傾斜
   の爪を備える弁軸と、一端面に同爪の下面とひっかけ合
   う受けを備えるフレキシブル材料の薄膜密閉体と、一端
   が同薄膜密閉体の他の端面に結合しかつ他の一端が前記
   うず円筒の所定の位置に貫入し、かつさらに他の一端が
   レベル検知開口である三分岐管とを備えている自動閉止
   弁。