JP2011200803A - 浄化槽管理用の風量センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で安価な浄化槽管理用の風量センサ装置の提供。
【解決手段】浄化槽への空気供給路の途中に接続され、流入口１４ａから流入した空気を流出口１４ｂから流出させるケース１０と、回転軸１１ａが流入口１４ａと流出口１４ｂとを結ぶ流路に対して直角方向に配置され、かつ回転軸１１ａが流入口１４ａと流出口１４ｂとを結ぶ流路断面から外れた位置に配置された回転羽根１１と、回転羽根１１が収容されたケース１０内の回転羽根室１５と、回転軸１１ａの回転数を検出するエンコーダ１２とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブロアによって曝気用の空気を送り込む浄化槽において、ブロアの故障などによる空気供給の異常を検知するための浄化槽管理用の風量センサ装置に関する。

通常、浄化槽にはブロアによって曝気用の空気が送り込まれるが、このブロアの故障などにより空気が送り込まれなくなると、浄化槽内の好気性微生物が活動できなくなり、正常な浄化ができなくなる。そこで、浄化槽のブロアの異常をセンサによって検知し、即座に対応できるようにしている。

例えば、特許文献１には、送風機の吐出口に圧力センサを設け、吐出される空気の吐出圧力が最小圧力以下または最大圧力以上となった場合に警報ランプの点灯により通知することが記載されている。また、特許文献２には、浄化槽の異常検知に、圧力センサの他に風量（速）センサを利用可能であることが記載されているが、風量センサについて具体的な記載はない。

また、非特許文献１には、市販の気体用流量センサについて記載されている。その測定原理は、無風時はヒータの熱が均等に拡散するが、流れがあると上流は流れにより冷やされ、下流側は上流側のヒータの熱により温められることにより、ヒータ前後の温度分布が流量に比例して変化するので、この比率から流量を求めるというものである。

特開２００２−１３４３号公報 特開２００８−６３５４号公報

"アンプ分離型 気体用流量センサ ＦＤ−Ｖ４０シリーズ"，［online］，株式会社キーエンス，［平成２１年１月８日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.keyence.co.jp/atsuryoku/ryuryou/fd_v40/＞

特許文献１，２に記載のような圧力センサは構造が複雑で非常に高価であるため、家庭用浄化槽のような小型の浄化槽のすべてに設置することは現実的に困難である。また、特許文献２に記載の風量センサについては具体的な記載がないため、実際にどのような構成で風量を検出するのか不明である。さらに、非特許文献１の流量センサについても構造が複雑であり、高価である。

そこで、本発明においては、簡単な構造で安価な浄化槽管理用の風量センサ装置を提供することを目的とする。

本発明の浄化槽管理用の風量センサ装置は、浄化槽への空気供給路の途中に接続され、流入口から流入した空気を流出口から流出させるケースと、回転軸が流入口と流出口とを結ぶ流路に対して直角方向に配置され、かつ回転軸が流入口と流出口とを結ぶ流路断面から外れた位置に配置された回転羽根と、回転羽根が収容されたケース内の回転羽根室と、回転軸の回転数を検出するエンコーダとからなる。

本発明の風量センサ装置によれば、浄化槽への空気供給路内で空気が送り込まれている場合には、この空気の流れによって回転羽根が回転羽根室内で回転し、この回転羽根の回転数が回転軸を通じてエンコーダにより検出される。

また、本発明の風量センサ装置は、エンコーダにより検出する回転数が設定値から所定幅以上変動した場合に異常を検出する異常検出装置を含むものであることが望ましい。これにより、正常動作時の風量からの変動幅によって異常を検出するので、管理する浄化槽の仕様に関わらず使用することが可能となる。

また、異常検出装置は、設定値の所定幅以上の変動が所定時間継続した場合にのみ異常として検出するものであることが望ましい。これにより、瞬時停電などにより一時的にブロア停止が発生したとしても所定時間内に復帰した際には異常として検出されなくなり、異常の誤検出を防止することが可能となる。

また、エンコーダは、回転軸に固定された回転円板と、回転円板の回転数を検知するフォトセンサとから構成されるものであることが望ましい。これにより、非接触で回転円板に負荷を掛けることなく回転円板の回転数を検出することが可能となる。

（１）浄化槽への空気供給路の途中に接続され、流入口から流入した空気を流出口から流出させるケースと、回転軸が流入口と流出口とを結ぶ流路に対して直角方向に配置され、かつ回転軸が流入口と流出口とを結ぶ流路断面から外れた位置に配置された回転羽根と、回転羽根が収容されたケース内の回転羽根室と、回転軸の回転数を検出するエンコーダとからなる風量センサ装置によれば、回転羽根の回転数を簡単な構造で安価に検出することが可能となり、ブロアの故障や浄化槽への空気供給路の目詰まりなどの異常を検知でき、即座に対応することができる。

（２）エンコーダにより検出する回転数が設定値から所定幅以上変動した場合に異常を検出する異常検出装置を含むことにより、正常動作時の風量からの変動幅によって異常を検出するので、管理する浄化槽の仕様に関わらず使用することが可能となり、低コストで多くの種類の浄化槽に対応可能である。

（３）異常検出装置が設定値の所定幅以上の変動が所定時間継続した場合にのみ異常として検出するものであることにより、瞬時停電などにより一時的にブロア停止が発生したとしても所定時間内に復帰した際には異常として検出されなくなり、異常の誤検出を防止することが可能となる。

（４）エンコーダが、回転軸に固定された回転円板と、回転円板の回転数を検知するフォトセンサとから構成されるものであることにより、非接触で回転円板に負荷を掛けることなく回転円板の回転数を検出することができるので、浄化槽へ圧送する空気へほとんど影響を及ぼすことなく、ブロアの故障や浄化槽への空気供給路の目詰まりなどの異常を検知することが可能となる。

本発明の実施の形態における風量センサ装置の概略構成図である。 図１の風量センサ本体の上ケースを省略した斜視図である。 図１の風量センサ本体の平面図である。 図３の正面図である。 図４の右側面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。

図１は本発明の実施の形態における浄化槽管理用の風量センサ装置の概略構成図である。図２は図１の風量センサ本体の上ケースを省略した斜視図、図３は図１の風量センサ本体の平面図、図４は図３の正面図、図５は図４の右側面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図３のＢ−Ｂ断面図である。

図１において、本発明の実施の形態における浄化槽管理用の風量センサ装置は、浄化槽ＲへブロアＢにより空気を供給する空気供給路としてのホースＨの途中に接続される風量センサ本体１と、風量センサ本体１の検知信号が入力されるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称す。）２と、マイコン２に接続されるモデム３と、浄化槽管理用のパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と称す。）４と、パソコン４に接続されるモデム５とから構成される。

マイコン２は、風量センサ本体１から入力される検知信号に基づいて異常を検出すると、モデム３を通じて、通信回線によりパソコン４へ通知する異常検出装置である。パソコン４は、モデム５を通じてこのマイコン２からの通知を受けて、そのディスプレイ４ａ上への表示や警報などにより管理者へ異常発生を通知するものである。

図２〜図７に示すように、風量センサ本体１は、ケース１０内に回転羽根１１およびエンコーダ１２を備える。ケース１０は、上ケース１０ａおよび下ケース１０ｂにより構成されている。ケース１０には、ホースＨを接続するニップル１３ａ，１３ｂが設けられている。ニップル１３ａ，１３ｂの一方はブロアＢ側のホースＨに接続され、他方は浄化槽Ｒ側のホースＨに接続される。なお、本実施形態においては、ニップル１３ａ側の開口を流入口１４ａ、ニップル１３ｂ側の開口を流出口１４ｂとして説明するが、この風量センサ本体１はいずれの方向でも使用可能である。

また、ケース１０には、回転羽根１１が収容される回転羽根室１５と、エンコーダ１２が収容されるエンコーダ室１６とが設けられている。回転羽根室１５とエンコーダ室１６とは別室となっている。回転羽根１１の回転軸１１ａは、流入口１４ａと流出口１４ｂとを結ぶ流路に対して直角方向に配置され、回転羽根室１５の両端部で軸受１７により回転自在に支持されている。また、回転軸１１ａは、回転羽根室１５を貫通してエンコーダ室１６まで延設されている。回転軸１１ａの先端部には、エンコーダ１２を構成する回転円板１２ａが固定されている。

回転羽根１１は、回転軸１１ａ上に４枚の略半円状板１１ｂが回転方向周りに９０°間隔で立設されたものである。それぞれの略半円状板１１ｂは、回転軸１１ａの軸線に対して平行に設けられている。回転羽根室１５は、図７の断面視でこの回転羽根１１の形状に沿う形状に形成されている。また、回転軸１１ａは、流入口１４ａと流出口１４ｂとを結ぶ流路断面から外れた位置に配置されている。したがって、流入口１４ａから流入した空気は、図６に示すように回転羽根１１の１枚に衝突し、この回転羽根１１を回転軸１１ａ周りに押し動かすことにより、流出口１４ｂから流出する。

エンコーダ１２は、前述の回転円板１２ａと、回転円板１２ａの回転数を検知するフォトセンサ１２ｂとから構成されている。フォトセンサ１２ｂは、回転円板１２ａを挟んで一方から発光し、他方で受光するものである。回転円板１２ａには、外周に沿って所定間隔で貫通孔が複数形成されている。エンコーダ１２は、上記フォトセンサ１２ｂによって回転する回転円板１２ａの貫通孔の通過をカウントすることにより、回転数を検知する。

上記構成の風量センサ装置では、まずホースＨの途中に風量センサ本体１を設置し、正常動作時の風量の変動幅を測定し、この測定結果に基づいて初期設定値および許容変動幅を設定する。すなわち、正常動作時にエンコーダ１２により検出される回転数の初期設定値と許容変動幅を設定する。マイコン２は、このエンコーダ１２により検出される回転数が予め設定された設定値から所定幅以上変動した場合、すなわち、設定風量から例えば−３０％以下もしくは１０％以上の変動が生じた場合に異常と判断するように設定する。

また、本実施形態においては、マイコン２は、瞬時停電などの際の誤検出を防止するため、この変動が所定時間（例えば３０分間以上）継続した場合に異常を検出するように設定する。

この風量センサ装置によれば、ホースＨにより浄化槽Ｒへ空気が送り込まれている場合には、この空気の流れによって風量センサ本体１の回転羽根１１が回転羽根室１５内で回転し、この回転羽根１１の回転数が回転軸１１ａを通じてエンコーダ１２により検出される。そして、ブロアＢの故障やホースＨの目詰まりなどが発生した場合には空気の流れが減速あるいは停止するので、回転羽根１１の回転数は減少あるいは０となる。

このとき、マイコン２は、風量センサ本体１から入力される検知信号に基づいて上記のように異常を検出する。そして、マイコン２は、異常を検出すると、モデム３を通じて、通信回線によりパソコン４へ通知する。そして、パソコン４は、モデム５を通じてこのマイコン２からの通知を受けて、そのディスプレイ４ａ上への表示や警報などにより管理者へ異常発生を通知する。

このように、本実施形態における風量センサ装置によれば、簡単な構造で曝気用の空気供給の異常を安価に検出することが可能であり、ブロアの故障や浄化槽への空気供給路の目詰まりなどの異常を検知し、即座に対応することができる。

特に、本実施形態における風量センサ本体１では、エンコーダ１２が、回転羽根１１の回転軸１１ａに固定された回転円板１２ａと、回転円板１２ａの回転数を検知するフォトセンサ１２ｂとから構成されるものであるため、非接触で回転円板１１に負荷を掛けることなく回転円板１１の回転数を検出することが可能であり、浄化槽Ｒへ圧送する空気へほとんど影響を及ぼすことがない。

なお、本実施形態における風量センサ装置は、風量センサ本体１、マイコン２およびモデム３を浄化槽Ｒに設置し、パソコン４およびモデム５を浄化槽Ｒから離れた場所に設置する構成であるが、風量センサ本体１を浄化槽Ｒに設置し、この風量センサ本体１から出力される検知信号を浄化槽Ｒから離れた場所に設置したマイコン２やパソコン４等に送信して異常検出する構成とすることも可能である。

本発明の浄化槽管理用の風量センサ装置は、ブロアによって曝気用の空気を送り込む浄化槽において、ブロアの故障などによる空気供給の異常を検知するための装置として有用である。

１ 風量センサ本体
２ マイクロコンピュータ（マイコン）
３，５ モデム
４ パーソナルコンピュータ（パソコン）
１０ ケース
１１ 回転羽根
１１ａ 回転軸
１１ｂ 略半円状板
１２ エンコーダ
１２ａ 回転円板
１２ｂ フォトセンサ
１３ａ，１３ｂ ニップル
１４ａ 流入口
１４ｂ 流出口
１５ 回転羽根室
１６ エンコーダ室
１７ 軸受

Claims (4)

1. 浄化槽への空気供給路の途中に接続され、流入口から流入した空気を流出口から流出させるケースと、
   回転軸が前記流入口と前記流出口とを結ぶ流路に対して直角方向に配置され、かつ前記回転軸が前記流入口と前記流出口とを結ぶ流路断面から外れた位置に配置された回転羽根と、
   前記回転羽根が収容された前記ケース内の回転羽根室と、
   前記回転軸の回転数を検出するエンコーダと
   からなる浄化槽管理用の風量センサ装置。
2. 前記エンコーダにより検出する回転数が設定値から所定幅以上変動した場合に異常を検出する異常検出装置を含む請求項１記載の浄化槽管理用の風量センサ装置。
3. 前記異常検出装置は、前記設定値の所定幅以上の変動が所定時間継続した場合にのみ異常として検出するものである請求項２記載の浄化槽管理用の風量センサ装置。
4. 前記エンコーダは、前記回転軸に固定された回転円板と、前記回転円板の回転数を検知するフォトセンサとから構成されるものである請求項１から３のいずれかに記載の浄化槽管理用の風量センサ装置。

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