JPH057728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来の技術〕

米国特許明細書第3703907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ため
に液体溜めに使用できるように構成された純流体
素子が開示されている。該純流体素子は、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に
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、流体加圧ジエツトが急激
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4211249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純流体素子が開
示されている。

上記型式の純流体素子は、米国特許明細書第
Re.29715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口部等の用途に特に適した
ノズルが記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

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純流体素子自身から離隔
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。

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、且
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。

〔課題を解決するための手段〕

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、液体通路を開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。
純流体素子手段が、加圧液体流の中に配置される
と共に、上記弁手段と協動して、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、純流体素子手段は、純流体素子手段の入口と
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、導入部と連通するように、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
により純流体素子手段の圧力発生能力が破壊され
るため、溜め内の液面の遠隔検出に連動して弁手
段が閉鎖される。

検出手段は、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の遠隔検出地点まで延
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、純流体素子手段は、大略層
流体の加圧流を発生する入口手段と、入口手段か
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、出口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
が、溜め内の液体の検出レベルにおける界面から
検出手段に引入れられる。ここで、制限手段は、
加圧流の通路の出口手段において制限オリフイス
を形成する部材を備える。

〔作用〕

純流体素子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、純流体
素子手段から、溜め内の液面を検出するための遠
隔地点まで延在し得ると共に、溜めへの液体の流
れを自動的に遮断するように純流体素子手段を作
動させるために、検出レベルにおける界面から十
分な液体を引入れ得る。

本発明にかかる装置は、本明細書では水泳ブー
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、家畜用タンクに充填する
農業用用途や、化学薬品レベル検出区域及びそこ
で発生する煙霧から、装置の実際の作動部品及び
操作者を隔離す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。

〔実施例〕

以下に本発明の構成を１実施例について添付し
た図面に従つて説明する。

第１図において、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で示される大略
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、通常の庭園用ホース等の供給ホースへ
接続されるカツプリング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２４に固着したノブ又はハンド
ル２２を有する手動操作の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の間に挟持されている。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
によつて、弁閉鎖部材２６とダイアフラム２４は
第２ダイアフラム３２に接続されている。

純流体素子手段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。更に詳述すれば、純流体
素子手段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、層流状の加
圧液体流１４を横切るように延在する部分４０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。

純流体素子手段３６は、入口４４と、出口４６
と、導入部４８とを備える。明らかに、導入部４
８は入口４４よりも少し大きい断面を有するの
で、層流状の加圧液体流は入口４４からポート４
２まで自由に流れる。

層流状の加圧液体流が純流体素子手段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に伝達されるから、弁閉鎖部材２６がノブ２
２を引張ることにより弁閉鎖部材が最初に手動開
放された後、弁閉鎖部材２６が開放状態に維持さ
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３０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
通すると共に、ノズルと導管３８から離隔されて
いる。更に詳述すれば、導入ポート５０が、導入
部４８を横切るように、ハウジング１６を貫通し
ている。端部開放管５２で形成される導管手段
が、導入部４８と連通すると共に、導入部４８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
的短く図示されているけれども、実際はもつと長
く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、液面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、大略層流状の加圧流に物理的に接
触する導入部４８へ液体を流入せしめる結果、層
流が大略乱流状態に変化する。更に詳述すれば、
第２図に示すように、液面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内に導入されるので、液体が層流状の
加圧流と物理的に接触して、乱流的状態５６を生
ぜしめる。溜めから流入する液体は、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、液体の供給が遮断される。即ち、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、純
流体素子手段３６の圧力発生能力が破壊されるた
め、溜め内の液面の遠隔検出に連動して弁手段２
０が閉鎖される。検出用の端部開放管５２を介し
て、溜め内の検出液面５３にある液体を確実に引
入れるために、出口４６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
により、導入部４８に負圧が発生すると共に、実
際、液体が、端部開放管５２を介して吸込まれ
て、加圧流を破壊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、カツプリング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２
４と第２ダイアフラム３２は可撓性ウエーハ６２
を備え、更に、可撓性ウエーハ６２は、接続棒６
０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６
８内の中心管６６によつて形成され、導管３８は
外管６８と中心管６６の間に位置している。導管
３８は、純流体素子手段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、純流
体素子手段３６の出口で制限オリフイス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４８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、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−ground）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、遠隔
地点まで下方へ延在して、プールのスキマー・チ
ヤネル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（above−ground）水泳プールの
回りのブラケツト８０に装着されている一方、検
出用の端部開放管５２は、プール内の液体の遠隔
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）
によつて発生する負圧により、導入部４８に負圧
が発生して、純流体素子手段へ液体が十分に導入
される結果、純流体素子手段を貫流する層流状の
加圧液体流が破壊される。

第７図は、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
段から純流体素子手段３６まで下方に延在してい
る。正圧の導管３８は、純流体素子手段３６から
上方に弁手段２０まで延在して、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、
同じ参照数字は純流体素子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。純流体素
子手段３６は検出レベル８６より下方に位置して
いるので、純流体素子手段３６より上の水頭によ
り、端部開放管５２を通つて下方へ水が十分流れ
る結果、純流体素子手段内の層流状の加圧流が破
壊される。従つて、前記の地上（above−
ground）充填用途における制限手段５８は不要
となる。

〔発明の効果〕

従つて、上記説明から明らかな如く、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
断機能が重要な水泳プール、貯蔵タンク等の溜め
への液体の流量を制御すると共に、純流体素子の
ための検出手段を純流体素子自身から離隔した地
点に設けている。即ち、制限手段５８は導入部４
８に十分な負圧を発生して、検出用の端部開放管
５２を介して層流破壊用液体を引入れ、該層流破
壊用液体が、純流体素子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て、層流
が乱流的状態に変化する。この変化により純流体
素子の圧力発生能力が破壊されるため、溜め内の
液面の遠隔検出に連動して弁手段が閉鎖される。
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。

更に、例えば、化学薬品レベル検出区域及びそ
こで発生する煙霧から、装置の作動部品及び操作
者を隔離することが望ましい化学薬品タンクに充
填する工業的用途に本発明を適用すれば、装置の
作動部品及び操作者を化学薬品レベル検出区域や
煙霧から確実に隔離することができる。従つて、
本発明は、装置の操作と保守が安全且つ容易とな
るという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、層流状加圧流が貫流している、本発
明にかかる液面制御装置の断面図であり、第２図
は、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純流体素子の入口部に形
成した導入手段の部分断面図であり、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ツト
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（below−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、１
６……ハウジング、１８……カツプリング、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……純流体素子手段、４２……ポー
ト、４４……入口、４６……出口、４８……導入
部、５２……端部開放管、５４……検出開口、５
８……制限手段、６６……中心管、６８……外
管、７４……スキマー・カバープレート、８０…
…ブラケツト、８４……給水導管。

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量を制御す
   る液面制御装置において、 ノズル手段１２と、検出手段５０，５２，５４
   と、制限手段５８とを備え、更に、ノズル手段１
   ２は純流体素子手段３６を備え、該純流体素子手
   段３６に、層流状加圧液体流１４を発生する入口
   手段４４と、該入口手段４４から離隔した出口手
   段４６と、層流状加圧液体流１４の存在下に液体
   を供給する適当な制御手段に対して正流体圧を発
   生するように、層流状加圧液体流１４にさらされ
   る信号ポート手段４２と、層流状加圧液体流１４
   に対する導入部４８とを設ける一方、検出手段５
   ０，５２，５４は、ノズル手段１２から離隔され
   ていると共に、導入部４８と連通し、更に、検出
   手段５０，５２，５４は、溜め内の液体の検出レ
   ベル５３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１４と物理的に接触する
   ように、導入部４８へ導入して、層流状加圧液体
   流１４を乱流的状態に変化させ、且つ、乱流的状
   態は、純流体素子手段３６の圧力発生能力を破壊
   することにより、溜め内の液面５３の遠隔検出に
   応答して液体の供給を停止し、又、制限手段５８
   は、出口手段４６における液体の流れを制限し
   て、溜め内の液体の検出レベル５３における界面
   から、検出手段５０，５２，５４を介して液体を
   引入れるように、導入部４８に負圧を発生する液
   面制御装置。 ２ 上記検出手段５０，５２，５４は導管手段５
   ２を備え、該導管手段５２は、導入部４８と連通
   していると共に、導入部４８から溜め内の液面５
   ３の所望検出地点まで延在する特許請求の範囲第
   １項に記載の液面制御装置。 ３ 上記導管手段が端部開放管５２を備える特許
   請求の範囲第２項に記載の液面制御装置。 ４ 上記制限手段５８は、層流状加圧液体流１４
   が貫流通過するように出口手段４６に配置された
   制限オリフイス７２を備える特許請求の範囲第１
   項に記載の液面制御装置。 ５ 上記検出手段５０，５２，５４は導管手段５
   ２を備え、該導管手段５２は、導入部４８と連通
   していると共に、導入部４８から溜め内の液面５
   ３の所望検出地点まで延在する特許請求の範囲第
   ４項に記載の液面制御装置。 ６ 上記導管手段が端部開放管５２を備える特許
   請求の範囲第５項に記載の液面制御装置。 ７ 上記純流体素子手段３６は、溜め内の液体表
   面より下方に配置されている一方、上記検出手段
   ５０，５２，５４は、上記液体表面から上方に、
   溜め内の液体の所望検出レベル８６まで延在する
   特許請求の範囲第１項に記載の液面制御装置。 ８ 上記検出手段５０，５２，５４は導管手段５
   ２を備え、該導管手段５２は、導入部４８と連通
   していると共に、導入部４８から溜め内の液面５
   ３の所望検出地点８６まで延在する特許請求の範
   囲第７項に記載の液面制御装置。 ９ 溜め、貯蔵タンク等への液体の流量を制御す
   る液面制御装置において、 ノズル手段１２と、検出手段５０，５２，５４
   とを備え、更に、ノズル手段１２に、ノズル手段
   １２を貫通して、層流状加圧液体流１４を発生す
   る液体通路１２と、該液体通路１２を開閉するよ
   うに液体通路１２に配置した弁手段２０と、弁開
   放手段２２と、層流状加圧液体流１４内に配置さ
   れていると共に、弁手段２０と協働して正流体圧
   を発生して、弁手段２０を層流状加圧液体流１４
   に対して開放状態に維持する純流体素子手段３６
   とを設け、且つ、純流体素子手段３６に、層流状
   加圧液体流１４に対する導入部４８と、導入部４
   ８に負圧を発生する負圧発生手段５８とを設ける
   一方、検出手段５０，５２，５４は、ノズル手段
   １２から離隔されていると共に、導入部４８と連
   通し、更に、検出手段５０，５２，５４は、溜め
   内の液体の検出レベル５３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１４と
   物理的に接触するように、上記負圧の作用により
   導入部４８に引入れて、層流状加圧液体流１４を
   乱流的状態に変化させ、且つ、乱流的状態は、純
   流体素子手段３６の圧力発生能力を破壊すること
   により、溜め内の液面５３の遠隔検出に応答して
   上記弁手段２０を閉鎖する液面制御装置。 １０ 上記検出手段５０，５２，５４は導管手段
   ５２を備え、該導管手段５２は、導入部４８と連
   通していると共に、導入部４８から溜め内の液面
   ５３の所望検出地点まで延在する特許請求の範囲
   第９項に記載の液面制御装置。 １１ 上記導管手段が端部開放管５２を備える特
   許請求の範囲第１０項に記載の液面制御装置。 １２ 上記負圧発生手段が、純流体素子手段３６
   の出口４６において液体の流れを制限する制限手
   段５８を備える特許請求の範囲第９項に記載の液
   面制御装置。 １３ 上記制限手段５８が、純流体素子手段３６
   の出口４６に配置した制限オリフイス７２を備え
   る特許請求の範囲第１２項に記載の液面制御装
   置。 １４ 溜め、貯蔵タンク等への液体の流量を制御
   する液面制御装置において、 ノズル手段１２と、検出手段５０，５２，５４
   とを備え、更に、ノズル手段１２は純流体素子手
   段３６を備え、該純流体素子手段３６に、層流状
   加圧液体流１４を発生する入口手段４４と、該入
   口手段４４から離隔した出口手段４６と、層流状
   加圧液体流１４にさらされて、液体の供給を制御
   するように正流体圧を発生する正流体圧発生手段
   ４２と、層流状加圧液体流１４に対する導入部４
   ８と、導入部４８に負圧を発生する負圧発生手段
   ５８とを設ける一方、検出手段５０，５２，５４
   は、ノズル手段１２から離隔されていると共に、
   導入部４８と連通し、更に、検出手段５０，５
   ２，５４は、溜め内の液体の検出レベル５３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１４と物理的に接触するように、上記
   負圧の作用により導入部４８に引入れて、層流状
   加圧液体流１４を乱流的状態に変化させ、且つ、
   乱流的状態は、純流体素子手段３６の圧力発生能
   力を破壊することにより、溜め内の液面５３の遠
   隔検出に応答して液体の供給を停止する液面制御
   装置。 １５ 上記負圧発生手段が、純流体素子手段３６
   の出口４６において液体の流れを制限する制限手
   段５８を備える特許請求の範囲第１４項に記載の
   液面制御装置。 １６ 上記制限手段５８が、純流体素子手段３６
   の出口４６に配置した制限オリフイス７２を備え
   る特許請求の範囲第１５項に記載の液面制御装
   置。