JP2007315367A

JP2007315367A - 水中ポンプ

Info

Publication number: JP2007315367A
Application number: JP2006169294A
Authority: JP
Inventors: Michio Shimomura; 通生下村
Original assignee: SAKURAGAWA PUMP Manufacturing; SAKURAGAWA PUMP SEISAKUSHO KK
Current assignee: SAKURAGAWA PUMP Manufacturing; SAKURAGAWA PUMP SEISAKUSHO KK
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】設備等に用いられて水位制御による自動運転機能を備えた水中ポンプにおいて、取り扱いが簡単で破損の惧れ誤動作の心配が無く、制御水位を確実に簡単に変更可能なものにする。
【解決手段】水中ポンプ本体１４、水位検出器４、制御器５とで構成し、水位は静電容量による判定を行い、２箇所もしくは３箇所の検出部にて運転、停止水位等を検出し、モータ１５の駆動と停止を繰り返させる。尚、運転前に各検出部に対して水の検出順序を調査することで、マイコン内にてソフト的に下から停止、運転水位等と担当水位の割り当てを自動で行わせ検出部上下位置関係の設定ミスによる誤動作を無くすようにする。また、静電容量判定回路は検知部の数に関わらず１回路とし誤判定を無くすようにする。更に、水位検出器４の検出部３又は６はフレキシブルな棒状の先端にて検知を行うようにし、人為的に形状を変化させることで水位検知位置を変更可能なものにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工事又は設備等に用いられて水位制御による自動運転機能を備えた水中ポンプの改良に関する。

従来、この種の水中ポンプとしては、例えば特開平７−２４１５８１号、特開平７−２４１５８２号、特開平１１−３２４９７４号、特開２００１−４１１８９号等に記載されたものが知られている。当該水中ポンプは、基本的にはポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体と、水中ポンプ本体の外部に設けられて水位を検出する水位検出器と、水中ポンプ本体の内部に設けられて水位検出器からの水位に基づいてモータを制御する制御器と、から構成されている。水位検出器としては、フロート式や電極棒式や光線センサ式が用いられている。

而して、この様なものは、水位検出器と制御器とにより渇水運転防止装置を為して渇水状態でのモータの運転が防止されるので、騒音の発生、電力の消費、インペラ等の部品の異常摩耗、モータ寿命の低下等の悪影響を解消する事ができる。

ところが、この様なものは水位検出器が大きくなり取り扱いが煩雑化したり衝突により破損したりする惧れがあると共に、異物や液質の波等によって誤動作し易かった。また、制御水位が２点以上の場合は運転、停止等の区別を使用者に表示する必要があった。更に水位検出器が固定されているため、制御水位を設定変更する為にはオプション部品等が必要であった。本発明は、これらの問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、小型で誤動作の心配もなく、制御水位の設定変更を簡単に間違いなく行える水中ポンプを提供することにある。

ポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体、水中ポンプ本体の外部に２点もしくは３点の検知部、水中ポンプ本体の内部に設けられて検知部からの信号を判定する水位判定回路、更にポンプ本体の内部に設けられて水位判定信号に基づいて検知部の担当動作決定、検知部開閉回路の制御及び運転、停止の制御を行う制御器、から構成する事に特徴が存在する。

水位検出器は、検知の判定回路をポンプ内部に制御器と共に設置することにより、外部に露出している検知部の構造を棒状の導体とそれを囲う絶縁体及び導体に接続された金属製の先端部のみの簡単なものとし先端部にて検知を行うようにすることで、取り扱いが簡単で破損の惧れを少なくする事ができる。また、水位判定方式に静電容量方式を行うことで汚れに強く誤動作を少なく小型化する事ができる。更に、この棒状の検知部をセミフレキシブルに変形可能な硬度とすることで、先端部の高さを任意に設定することが可能になり、制御水位を簡単に設定変更することができる。

各検知部には運転や停止等の担当水位を回路上で固定させずに、２点の検知部を持つ場合は図６のフローチャートに示す如く電源投入後レベル制御運転開始前に各検出部に対して水の検出順序を調査することで、各検出部の高さ位置関係を把握しそれに応じてマイコン内ソフト上にて運転、停止等の担当動作の割り当てを自動で行い、検出部上下位置関係の運停が逆になるような設定ミスを無くすようにする。検知部が３点の場合は図７のフローチャートに示す如く調査を行い、各検知部に担当動作の割り当てを自動で行う。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の水中ポンプを示す縦断面図。図２は、水位検出器の断面と変形図（２点検知）。図３は、水位検出器の断面と変形図（３点検知）。図４は、制御器の要部を示すブロック図（２点検知）。図５は、制御器の要部を示すブロック図（３点検知）。図６は、検知部の担当動作決定フローチャート（２点検知）。図７は、検知部の担当動作決定フローチャート（３点検知）。図８は、運転制御フローチャート（２点検知）。図９は、運転制御フローチャート（３点検知）。

水中ポンプ１は、水中ポンプ本体１４、水位検出器４、制御器５とからその主要部が構成されている。

水中ポンプ本体１４は、ポンプ１０とこれを回転させるモータ１５とを備えたもので、この例では、ストレーナ９、ケーシング１１、インペラ１２、サクションカバー８、軸封装置（メカニカルシール）１３、ソケット１６、モータ１５、モータ保護装置（自動復帰形オートカット）１７、キャブタイヤケーブル１８等を備えている。ケーシング１１、インペラ１２、サクションカバー８はポンプ１０を為している。モータ１５は、誘導電動機にしてある。

水位検出器３及び６は、水中ポンプ本体１４の内部に静電容量判定回路２５を、水中ポンプ本体の外部に検知部２及び７を設けてある。図２では、検知部２及び７は静電容量判定回路２５の信号線を検知部開閉回路３０及び３１を通じて導体部１９及び２１に接続し、その周りを絶縁体２０及び２２で覆い導体部１９及び２１が水に接触しないようにする。先端部２及び７は金属製で導体１９及び２１と電気的に接続されており水位検出器３及び６の唯一の接液部となるようにする。また延長部２３及び２４を棒状にし適度な硬度を持たせることで、セミフレキシブルな形状変更が可能になり図２のように人為的に先端部２及び７の高さを変える事ができる。検知部が３点の場合は、基本的な構造は２点と同様にして図３に示す形状とする。

制御器５は、水中ポンプ本体１４の内部に設けられて水位検出器４からの水位検知結果を受け、モータ１５を制御するもので、電源２６からの電流を直流電源に変換する直流電源回路２７と、静電容量判定回路２５の検知結果を基に検知部開閉回路３０及び３１と開閉回路２９を制御する中央制御装置２８と、中央制御装置２８からの制御指令により電源２６からモータ１５への電源回路を開閉する開閉回路２９とを備えている。

次に、この様な構成に基づいてその作用を術解する。電源２０が投入されると一旦電源投入の確認のためモータが駆動される。そのとき検知部３の先端部２又は検知部６の先端部７に水が接していない場合は数秒後にモータ停止、接していると駆動を継続し全ての検知部に水が接しなくなるとモータを停止させる。停止後、水位が上がりもし先に先端部７に水が接したと静電容量判定回路２５が判定すると、先端部７が繋がっている検知部６は、まだ先端部に水が接していない検知部３よりも低い位置にあると判断し、例えば排水ポンプの場合は先端部７を停止水位に先端部２を運転水位と自動で判断され中央制御装置２８に記録される。この情報は電源が再投入されるまで記憶される。また、検知部を３点持つ場合も図７に示す如く、前述した２点と同様に上下位置関係を調べ、担当動作を自動的に割り当てられる。

検知部の担当動作が決まった後、図８に示す様に検知部の開閉回路の制御を都度行いながら、上側の検知部に水が接する状態になるとモータを駆動しポンプ運転を開始し、その後水位が低下し、下側の検知部に水が接しなくなるとモータを停止する動作を繰り返す。また、検知部を３点持つ場合も図９に示す如く、前述した２点と同様に各検知部開閉回路の制御を行いながら２台交互運転等を行う。

水位検知のＯＮまたはＯＦＦの判定は、状態が変化した後３秒程度に渡りＯＮまたはＯＦＦの変化した状態が継続されるならば正式にＯＮまたはＯＦＦと判定させるように中央制御装置２８にプログラムすることで、波や一時的な付着物の影響を受けての誤動作を防ぐ。

つまり、水中ポンプ１は、設定水位が２点の場合、上側と判断された先端部２又は７まで水位が上昇すると運転され、下側と判断された先端部７又は２まで水が下がると停止されることで、水位状況に適応した運転・停止を繰り返されて自動運転される様になっている。

発明の効果

以上、記述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。レベル設定時の運停が逆になるような誤設定を無くし、水位を簡単に設定変更でき取り扱いが簡単で破損の惧れがなく、安定した静電容量によるレベル判定を持った誤動作の心配のない水位状況に適応した水中ポンプの自動運転を行い、渇水運転による騒音の発生、電力の消費、インペラ等の部品の異常摩耗、モータ寿命の低下等の悪影響を解消する事ができる。

本発明の水中ポンプを示す縦断面図（２点検知）。水位検出器の断面と変形図（２点検知）。水位検出器の断面と変形図（３点検知）。制御要部を示すブロック図（２点検知）。制御要部を示すブロック図（３点検知）。検知部担当動作判定フローチャート（２点検知）。検知部担当動作判定フローチャート（３点検知）。運転制御フローチャート（２点検知）。運転制御フローチャート（３点検知）。

符号の説明

１…水中ポンプ、２…先端部▲１▼、３…検知部▲１▼、４…水位検出器、５…制御器、６…検知部▲２▼、７…先端部▲２▼、８…サクションカバー、９…ストレーナ、１０…ポンプ、１１…ケーシング、１２…インペラ、１３…メカニカルシール、１４…水中ポンプ本体、１５…モータ、１６…ソケット、１７…モータ保護装置、１８…ケーブル、１９…導体部▲１▼、２０…絶縁体部▲１▼、２１…導体部▲２▼、２２…絶縁体部▲２▼、２３…延長部、２４…延長部▲２▼、２５…静電容量判定回路、２６…電源、２７…直流電源回路、２８…中央制御装置、２９…開閉回路、３０…検知部開閉回路▲１▼、３１…検知部開閉回路▲２▼、３２…先端部▲３▼、３３…検知部▲３▼、３４…検知部開閉回路▲３▼

Claims

ポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体、水中ポンプ本体の内部に静電容量により判定する水位判定回路、水中ポンプ本体の外部に停止水位、運転水位の２点、もしくは停止水位、２台交互運転水位、２台同時運転水位の３点を検知する検知部、ポンプ本体の内部に設けられて検知部からの水位判定信号に基づいてモータを運転及び停止させる制御を行うマイコンを使用した制御器、から構成し、水位に応じた自動運転を行わせる事を特徴とする水中ポンプ。
静電容量判定回路は検知部の数に関わらず１回路のみ持つものとし、静電容量判定回路と検知部の間にそれぞれ開閉回路を入れ、制御器からそれらの開閉回路を開閉させ判定回路が各検知部毎に存在するかのうのうに制御することで、回路構成部品の節約及び静電容量判定回路を多数持つことによる相互影響から発生する誤判定を無くした請求項１に記載の水中ポンプ。
２点又は３点の水位検出器は、各検出部に対して運転、停止等の担当動作を回路上にて固定せずに、電源投入直後に水の検出順序を自動で調査することで、下から停止、運転水位等とマイコン内にて担当動作の割り当てを自動で行わせることとし、その後のレベル制御運転に反映させることで、検出部上下位置の運停逆設定による誤動作を無くした請求項１に記載の水中ポンプ。
水位検出器の検知部は、信号を伝える導体及びそれを囲う絶縁体から構成された棒状のもので、先端は導体を露出しこの部分で検知を行うようにし、セミフレキシブルな変形が可能な程度の硬度を持たせ、人為的に変形させて先端部の高さを任意に設定可能な状態にすることで、検知水位を簡単に変更可能なものにした請求項１に記載の水中ポンプ。