JP2020200801A - 水中電動ポンプ、水中電動ポンプシステムおよび水中電動ポンプの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることが可能な水中電動ポンプを提供する。【解決手段】この水中電動ポンプ３ａ、３ｂは、水中電動ポンプ本体３１と、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御する制御部３２と、水中電動ポンプ本体３１に設けられ、他の通信部と互いに無線通信を行う通信部３３と、を備える。そして、制御部３２は、通信部３３の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、水中電動ポンプ、水中電動ポンプシステムおよび水中電動ポンプの運転方法に関する。

従来、水中電動ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、水位を検知する水位センサと、制御コントローラとを含む水中ポンプ（水中電動ポンプ）が開示されている。上記特許文献１の水中ポンプシステムでは、制御コントローラは、水位センサがＯＮ状態となった場合に水中ポンプを起動し、水位センサがＯＦＦ状態となってから設定時間経過後に水中ポンプを停止させるように構成されている。

特開２０１２−２１５１７６号公報

しかしながら、上記特許文献１の水中ポンプは、水位センサがＯＮ状態となった場合に起動され、水位センサがＯＦＦ状態となってから設定時間経過後に停止されるため、水中ポンプを設置する場所の水平断面の面積が異なる場合、水位センサがＯＦＦ状態となってから設定時間運転中における下がる水位が異なる。具体的には、水平断面の面積が小さい設置場所では、設定時間が長すぎて、水が無くなり水中ポンプが空運転となるという不都合がある。また、水平断面の面積が大きい設置場所では、設定時間が短すぎて、排水量が不足するという不都合がある。その結果、水中ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中ポンプを運転させることが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることが可能な水中電動ポンプ、水中電動ポンプシステムおよび水中電動ポンプの運転方法を提供することである。

この発明の第１の局面による水中電動ポンプは、水中電動ポンプ本体と、水中電動ポンプ本体の運転を制御する制御部と、水中電動ポンプ本体に設けられ、他の通信部と互いに無線通信を行う通信部と、を備え、制御部は、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている。

この発明の第１の局面による水中電動ポンプでは、上記のように、制御部を、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成する。ここで、無線電波は、水中では飛びにくくなるため、通信部よりも水位が上がるにつれて、無線通信の信号強度が弱くなる。また、通信部を通過するように水位が下がることにより、無線通信の信号強度が強くなる。そこで、無線通信の信号強度の変化を観測することにより、水位の変化を取得することができる。これにより、水中電動ポンプを設置する場所の水平断面の面積が異なる場合でも、水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体を運転させてから停止させることができるので、水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることができる。

上記第１の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転時間を決定するように構成されている。このように構成すれば、無線通信の信号強度の変化に基づいて決定した運転時間により水中電動ポンプ本体を運転させることにより、水位を所望の位置まで下げてから水中電動ポンプを精度よく停止させることができる。

上記第１の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水位の変化を取得するように構成されている。このように構成すれば、取得した水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体を運転させてから、水中電動ポンプ本体の運転を精度よく停止させることができる。

この場合、好ましくは、制御部は、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて取得した水位の変化量に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプ本体が設置された場所において、水中電動ポンプ本体をどの程度運転すれば、どの程度水位が下がるのかを取得することができるので、所望の水位において水中電動ポンプ本体を容易に停止させることができる。

上記第１の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、水中電動ポンプ本体を運転させた状態で、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の変化を検知するように構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプの運転と水位の変化との関係を取得することができるので、所望の水位において水中電動ポンプ本体を容易に停止させることができる。

上記第１の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、制御部は、通信部の他の通信部との無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている。このように構成すれば、他の通信部との距離などの水中電動ポンプ本体が設置された環境によって無線通信の信号強度は変わるので、水中電動ポンプ本体が設置された環境に応じた相対的な信号強度の変化を用いて、水中電動ポンプ本体の運転を制御することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、通信部が水面よりも上にある状態における通信部の他の通信部との無線通信の信号強度を信号強度の最大値として、無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化を取得するように構成されている。このように構成すれば、通信部が水面よりも上にあり、良好に通信できている状態の信号強度を基準に信号強度の相対的な変化を観察することができる。

上記無線通信の信号強度の変化に基づいて水中電動ポンプ本体の運転時間を決定する構成において、好ましくは、制御部は、無線通信の所定の信号強度における水位と、信号強度が所定量変化する間の時間とに基づいて、水中電動ポンプ本体の運転時間を決定するように構成されている。このように構成すれば、所定の信号強度における水位から、水中電動ポンプ本体の運転を停止させるまで、水中電動ポンプ本体を運転させる時間を容易に取得することができる。

この発明の第２の局面による水中電動ポンプシステムは、複数の水中電動ポンプと、水中電動ポンプの運転を制御する制御部と、複数の水中電動ポンプにそれぞれ設けられ、互いに無線通信を行う複数の通信部と、を備え、制御部は、複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプの運転を制御するように構成されている。

この発明の第２の局面による水中電動ポンプシステムでは、上記のように、複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプの運転を制御する制御部を設ける。これにより、無線通信の信号強度の変化を観測することにより、水位の変化を取得することができる。その結果、水中電動ポンプを設置する場所の水平断面の面積が異なる場合でも、水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体を運転させてから停止させることができるので、水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることが可能な水中電動ポンプシステムを提供することができる。

この発明の第３の局面による水中電動ポンプの運転方法は、複数の水中電動ポンプにそれぞれ設けられた複数の通信部により互いに無線通信を行い、複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプの運転を制御する。

この発明の第３の局面による水中電動ポンプの運転方法では、上記のように、複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプの運転を制御する。これにより、無線通信の信号強度の変化を観測することにより、水位の変化を取得することができる。その結果、水中電動ポンプを設置する場所の水平断面の面積が異なる場合でも、水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体を運転させてから停止させることができるので、水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることが可能な水中電動ポンプの運転方法を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、水中電動ポンプを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプを運転させることができる。

本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの全体構成を示した概略図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプの制御的な構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの第１動作例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの第２動作例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの第３動作例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの第４動作例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による水中電動ポンプシステムの運転時間の決定を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（水中電動ポンプシステムの構成）
図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態による水中電動ポンプシステム１００は、タンク１に流入する水を排水するように構成されている。水中電動ポンプシステム１００は、図１に示すように、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂを備えている。水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、交流電源２から供給される電力により駆動するように構成されている。水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、同一の構成を有している。水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、各々、水中電動ポンプ本体３１と、制御部３２と、通信部３３と、カバー３４と、ポンプ制御回路３５（図２参照）と、モータ３６（図２参照）と、を含んでいる。

タンク１は、流入する水を貯留するように構成されている。タンク１に流入した水は、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂにより排水される。

交流電源２は、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂに電力を供給するように構成されている。なお、交流電源２は、商用電力を供給してもよいし、バッテリなどから電力を供給してもよい。交流電源２は、水中電動ポンプ本体３１に接続される電源コードおよび電源コードの先端に設けられたプラグを介して水中電動ポンプ本体３１に電力を供給する。つまり、プラグが交流電源２に挿入された場合に、水中電動ポンプ本体３１に電力が供給され、プラグが交流電源２から抜かれた場合に、水中電動ポンプ本体３１への電力の供給が停止される。

水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、タンク１内に配置されている。また、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、タンク１内の水を外部に排水するように構成されている。また、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、交流電源２から電力が供給させることにより運転するように構成されている。また、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂは、水中でも使用可能に構成されている。

図２に示すように、水中電動ポンプ３ａ（３ｂ）は、モータ３６に交流電源２から交流電力が供給されることにより運転する。制御部３２は、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂ（水中電動ポンプ本体３１）の運転を制御する。具体的には、制御部３２は、ポンプ制御回路３５を介して、モータ３６に交流電力を供給する制御を行う。制御部３２は、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）３２１と、メモリ３２２とを有している。ＣＰＵ３２１は、メモリ３２２内に記憶された制御プログラムを実行して、水中電動ポンプ本体３１の制御を行う。

通信部３３は、他の水中電動ポンプ３ａまたは３ｂの通信部３３と無線通信を行うように構成されている。具体的には、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３とは、互いに無線通信を行うように構成されている。通信部３３は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格による通信を行うように構成されている。

カバー３４は、制御部３２、通信部３３、ポンプ制御回路３５を覆うように構成されている。つまり、制御部３２、通信部３３、ポンプ制御回路３５は、水中電動ポンプ本体３１の内部に配置される。カバー３４は、水中電動ポンプ本体３１の上部に設けられている。つまり、通信部３３は、水中電動ポンプ本体３１の上部に設けられている。

ポンプ制御回路３５は、交流電源２からモータ３６への電力の供給・停止を制御するように構成されている。具体的には、ポンプ制御回路３５は、スイッチ３５１を制御して、モータ３６への電力の供給・停止を制御する。また、ポンプ制御回路３５は、交流電源２から供給される電力を変換して制御部３２に供給するように構成されている。また、ポンプ制御回路３５は、交流電源２から供給される電力を変換して通信部３３に供給するように構成されている。

ポンプ制御回路３５は、コンデンサ、抵抗を含んでいる。また、ポンプ制御回路３５は、たとえば、コンデンサおよび抵抗を用いて、交流電源２から供給される電力の電圧を下げて、制御部３２および通信部３３に電力を供給する。また、ポンプ制御回路３５は、トランスを用いて交流電源２から供給される電力の電圧を下げるよう構成してもよい。

モータ３６は、交流電源２から供給される電力により回転駆動するように構成されている。モータ３６は、羽根車を回転させることにより、タンク１から水を吸入して管３７を介して吸入した水を吐出させる。

制御部３２は、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３の無線通信の可否に基づいて水位を検知するように構成されている。ここで、無線電波は、水中では飛びにくくなるため、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３が水中にある場合には、無線通信ができない状態となる。つまり、制御部３２は、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３による無線通信ができないことに基づいて、タンク１内の水位が、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３よりも上方の位置の水位であることを検知するように構成されている。また、制御部３２は、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３による無線通信ができることに基づいて、タンク１内の水位が、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３よりも下方の位置の水位であることを検知するように構成されている。

通信部３３の通信は、一方の通信部３３からパルス信号を送信し、パルス信号に対する他方の通信部３３からの応答信号を一方の通信部３３が受信する。つまり、制御部３２は、パルス信号の送信に対して応答信号を受信することにより、通信が可能であると判断する。また、制御部３２は、パルス信号に対する応答信号を受信しない場合に、通信ができていないと判断する。

制御部３２は、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３の無線通信の可否に基づいて検知した水位に基づいて、水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂを交互に運転させる制御を行うように構成されている。つまり、タンク１内の水位がＯＮ水位以上になった（無線通信ができない）ことに基づいて、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち一方が運転されてタンク１内の水を排水させる。その後、タンク１内の水位がＯＦＦ水位以下になった（無線通信が再開した）ことに基づいて、運転中の水中電動ポンプ３ａまたは３ｂの運転が停止される。具体的には、無線通信が再開してから、所定時間運転後に、運転中の水中電動ポンプ３ａまたは３ｂの運転が停止される。そして、次に、タンク１内の水位がＯＮ水位以上になった場合は、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち他方が運転されてタンク１内の水を排水させる。その後、同様に水中電動ポンプ３ａおよび３ｂを交互に運転させながら、タンク１内の水を排水させる。

また、水中電動ポンプ３ａの制御部３２と、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２とは、互いに独立して、各々の水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成されている。つまり、交互運転させる場合に、タンク１内の水位がＯＮ水位以上となった場合に、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち運転させる順番の制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させるように制御する。また、タンク１内の水位がＯＮ水位以上となった場合でも、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち運転させる順番ではない制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させない（休止させる）ように制御する。

なお、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち運転させる順番ではない制御部３２は、タンク１内の水位がＯＮ水位以上となった後、所定時間経過後に、タンク１内の水位がＯＦＦ水位以下とならない（無線通信が再開しない）場合に、水中電動ポンプ本体３１を運転させるように制御する。つまり、休止中の水中電動ポンプ３ａおよび３ｂの他方は、運転中の水中電動ポンプ３ａおよび３ｂの一方に対して追いかけるようにして運転を開始する。これにより、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂの両方により排水が行われる。

また、制御部３２は、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３が無線通信したことに基づいて、交互運転の際の運転・休止の順番を決定するように構成されている。

ここで、本実施形態では、制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成されている。つまり、水中電動ポンプ３ａ（３ｂ）の制御部３２は、複数の通信部３３（水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３）の無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ３ａ（３ｂ）の運転を制御するように構成されている。

また、制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定するように構成されている。つまり、制御部３２は、予め信号強度の変化と水位の変化との関係を取得している。そして、制御部３２は、信号強度の時間変化に基づいて、水位の時間変化を取得する。そして、制御部３２は、タンク１内の水位がＯＦＦ水位となるまでの運転時間を推定して、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定する。

また、制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水位の変化を取得するように構成されている。また、制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて取得した水位の変化量に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成されている。また、制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させた状態で、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化を検知するように構成されている。つまり、制御部３２は、排水しながら、水位の変化を検知して、水中電動ポンプ本体３１の残りの運転時間を決定するように構成されている。

また、制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成されている。また、制御部３２は、通信部３３が水面よりも上にある状態における通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度を信号強度の最大値として、無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化を取得するように構成されている。つまり、制御部３２は、通信部３３がタンク１内の水位よりも上方にある状態で無線通信の信号強度が最大値となる状態からの相対的な信号強度の変化を取得して、水位の変化を検知するように構成されている。

また、制御部３２は、無線通信の所定の信号強度における水位と、信号強度が所定量変化する間の時間とに基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定するように構成されている。

（第１動作例）
図３を参照して、本実施形態の水中電動ポンプシステム１００の第１動作例について説明する。第１動作例では、水位が低く水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３とで通信を行える状態において、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂの電源がそれぞれＯＮにされる例について説明する。

時間ｔ０において、水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされる。続いて、時間ｔ１において、水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされる。水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ２において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ３において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。

この場合、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ２に通信部３３から信号を発信し、時間ｔ２よりも後の時間ｔ３に他の通信部３３からの信号を受信するので、水中電動ポンプ３ａを先に運転させる先行ポンプとして、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する。また、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ２に他の通信部３３から信号を受信し、時間ｔ２よりも後の時間ｔ３に通信部３３から信号を発信するので、水中電動ポンプ３ａを先に運転させる後行ポンプとして、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する。

時間ｔ４において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信ができなくなる。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位以上であることを検知する。そして、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、自身が先行ポンプであるため、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。一方、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、自身が後行ポンプであるため、水中電動ポンプ本体３１を運転させない（休止させる）。

時間ｔ５において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信が再開される。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位未満であることを検知する。運転中の水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ５から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ６において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。

時間ｔ７において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信ができなくなる。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位以上であることを検知する。そして、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、自身が前回運転したため、水中電動ポンプ本体３１を運転させない（休止させる）。一方、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、自身が前回休止したため、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。

時間ｔ８において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信が再開される。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位未満であることを検知する。運転中の水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ８から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ９において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。

（第２動作例）
図４を参照して、本実施形態の水中電動ポンプシステム１００の第２動作例について説明する。第２動作例では、水位が高く水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３とで通信が行えない状態において、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂの電源がそれぞれＯＮにされる例について説明する。

時間ｔ１０において、水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされる。続いて、時間ｔ１１において、水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされる。水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ１２において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ１３において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。

この場合、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３は、タンク１内の水位よりも低い位置にあるため、無線通信ができない。このため、水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂの各々の制御部３２は、相手方の通信部３３からの信号を受信することができない。その結果、水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂの各々の制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定することができない。

水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ１４において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ１５において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。

時間ｔ１６において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信が開始される。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位未満であることを検知する。そして、運転中の水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ１６から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ１７において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。また、運転中の水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ１６から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ１７において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。なお、図４の例では、水中電動ポンプ３ｂは、水中電動ポンプ３ａよりもわずかに遅れて運転が停止される。

また、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ１７において、交互運転の際の運転および休止の順番を決定する処理を開始する。また、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ１７において、交互運転の際の運転および休止の順番を決定する処理を開始する。図４の例では、ポンプ制御回路３５の抵抗およびコンデンサの個体差により、水中電動ポンプ３ａの運転停止のタイミングが、水中電動ポンプ３ｂの運転停止のタイミングよりも早い場合を示す。これにより、水中電動ポンプ３ａの通信部３３からの信号の発信のタイミングが、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３からの信号の発信のタイミングよりも早くなり、水中電動ポンプ３ａが先行ポンプとして決定され、水中電動ポンプ３ｂが後行ポンプとして決定される。なお、タイマー等を用いて運転停止させる場合は、水位が無くなってから水中電動ポンプ３ａと水中電動ポンプ３ｂが運転停止するタイミングが同じになるが、その場合はメモリ３２２に記憶されている個体識別情報を用いて交互運転の際の運転および休止の順番を決定する。

時間ｔ１８において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信ができなくなる。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位以上であることを検知する。そして、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、自身が先行ポンプであるため、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。一方、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、自身が後行ポンプであるため、水中電動ポンプ本体３１を運転させない（休止させる）。

時間ｔ１９において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信が再開される。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位未満であることを検知する。運転中の水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ１８から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ２０において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。

（第３動作例）
図５を参照して、本実施形態の水中電動ポンプシステム１００の第３動作例について説明する。第３動作例では、水位が高く水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３とで通信が行えない状態の場合に、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂを、それぞれ、所定時間運転させる例について説明する。

時間ｔ２１において、水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされる。続いて、時間ｔ２２において、水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされる。水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ２３において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。水中電動ポンプ３ｂの電源がＯＮにされ、電力が供給されると、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、所定時間Ｔａ後の時間ｔ２４において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。具体的には、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、通信部３３から信号を発信する制御を行う。

この場合、水中電動ポンプ３ａの通信部３３および水中電動ポンプ３ｂの通信部３３は、タンク１内の水位よりも低い位置にあるため、無線通信ができない。このため、水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂの各々の制御部３２は、相手方の通信部３３からの信号を受信することができない。その結果、水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂの各々の制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定することができない。

水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ２５において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ２６において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。

水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させてから所定時間Ｔｄ経過した時間ｔ２７において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させるとともに、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を再開する。水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させてから所定時間Ｔｄ経過した時間ｔ２８において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させるとともに、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を再開する。なお、第２動作例と同様にポンプ制御回路３５の抵抗およびコンデンサの個体差により水中電動ポンプ３ａおよび水中電動ポンプ３ｂの運転停止のタイミングをずらすか、水中電動ポンプ３ａと水中電動ポンプ３ｂが運転停止するタイミングが同じになる場合はメモリ３２２に記憶されている個体識別情報を用いて交互運転の際の運転および休止の順番の決定を行う。

水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を再開してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ２９において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を再開してから所定時間Ｔｃ経過した時間ｔ３０において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を停止させるとともに、水中電動ポンプ本体３１を運転させる。

時間ｔ３１において、水中電動ポンプ３ａの通信部３３と、水中電動ポンプ３ｂの通信部３３との通信が開始される。これにより、水中電動ポンプ３ａの制御部３２および水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、各々、タンク１内の水位がＯＮ水位未満であることを検知する。そして、運転中の水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ３１から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ３２において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。また、運転中の水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ３１から所定時間Ｔｂ経過後の時間ｔ３２において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。なお、図５の例では、水中電動ポンプ３ｂは、水中電動ポンプ３ａよりもわずかに遅れて運転が停止される。

また、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、時間ｔ３２において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。また、水中電動ポンプ３ｂの制御部３２は、時間ｔ３２において、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。
（第４動作例）
図６を参照して、本実施形態の水中電動ポンプシステム１００の第４動作例について説明する。第４動作例では、水中電動ポンプ３ａおよび３ｂのうち、水中電動ポンプ３ａを、強制運転させる例について説明する。

時間ｔ３３において、水中電動ポンプ３ａの電源がＯＮにされる。そして、所定時間Ｔｅ以内に、水中電動ポンプ３ａの電源が一旦ＯＦＦにされ、再びＯＮにされる。時間ｔ３４において、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を強制運転させる。水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を強制運転させてから所定時間Ｔｆ後の時間ｔ３５において、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる。

その後、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、通常の処理に戻る。つまり、水中電動ポンプ３ａの制御部３２は、交互運転の際の運転・休止の順番を決定していないため、交互運転の際の運転・休止の順番を決定する処理を開始する。

（運転時間の決定）
図７を参照して、本実施形態の水中電動ポンプシステム１００の運転時間の決定処理について説明する。

制御部３２は、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御する。具体的には、制御部３２は、無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定する。ここで、制御部３２は、通信部３３による無線通信が再開されたことに基づいてタンク１内の水位が通信部３３よりも下方になったことを検知する。そして、制御部３２は、通信部３３による無線通信が再開されてから所定の時間だけ水中電動ポンプ本体３１を運転させて、タンク１内の水位をさらに下げる。つまり、水中電動ポンプ本体３１の排水量が一定である場合に、タンク１の断面積やタンク１に流入する水の量に応じて水位が下がる量は異なる。そこで、制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を運転させた場合の水位の変化を取得して、タンク１内の水位を所定の範囲の位置まで下げてから、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させる制御を行う。

たとえば、制御部３２は、無線通信の信号強度のレベルをＬＶ０からＬＶ１０までの間で設定しておく。なお、信号強度のレベルは、複数の通信部３３の無線通信の信号強度が最大値となる場合をＬＶ１０とし、複数の通信部３３の通信が不可能になる場合をＬＶ０として、相対的に設定される。また、制御部３２は、たとえば、複数の通信部３３の無線通信の信号強度のレベルがＬＶ５となった場合に、水中電動ポンプ本体３１の運転を開始する。つまり、制御部３２は、信号強度のレベルが最良のＬＶ１０から変化してＬＶ５となった場合に、水中電動ポンプ本体３１を運転させるように構成されている。

また、制御部３２は、水中電動ポンプ本体３１を起動してから信号強度のレベルがＬＶ１０となるまでの時間を計測して、水中電動ポンプ本体３１を運転させ続けるタイマー時間を決定する。つまり、制御部３２は、ＬＶ５の水位と、ＬＶ１０となる上限の水位とを記憶している。そして、制御部３２は、ＬＶ５に対応する水位からＬＶ１０に対応する水位まで変化する時間に基づいて、水中電動ポンプ本体３１を運転させる時間を決定する。

制御部３２は、信号強度のレベルが、運転開始の信号強度のレベルであるＬＶ５からＬＶ１０に変化するまでの時間Ｔｍと、ＬＶ５に対応する水位およびＬＶ１０に対応する水位の水位差ｄ１と、ＬＶ５に対応する水位および運転停止水位の水位差ｄ２と、に基づいて、運転開始から運転停止までの運転時間Ｔｎを決定する。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成する。これにより、無線通信の信号強度の変化を観測することにより、水位の変化を取得することができるので、水中電動ポンプ３ａ、３ｂを設置する場所の水平断面の面積が異なる場合でも、水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体３１を運転させてから停止させることができる。その結果、水中電動ポンプ３ａ、３ｂを自動で精度よく停止させて効率よく水中電動ポンプ３ａ、３ｂを運転させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定するように構成する。これにより、無線通信の信号強度の変化に基づいて決定した運転時間により水中電動ポンプ本体３１を運転させることにより、水位を所望の位置まで下げてから水中電動ポンプ３ａ、３ｂを精度よく停止させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水位の変化を取得するように構成する。これにより、取得した水位の変化に基づいて、所望の水位になるまで水中電動ポンプ本体３１を運転させてから、水中電動ポンプ本体３１の運転を精度よく停止させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化に基づいて取得した水位の変化量に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成する。これにより、水中電動ポンプ本体３１が設置された場所において、水中電動ポンプ本体３１をどの程度運転すれば、どの程度水位が下がるのかを取得することができるので、所望の水位において水中電動ポンプ本体３１を容易に停止させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、水中電動ポンプ本体３１を運転させた状態で、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の変化を検知するように構成する。これにより、水中電動ポンプ３ａ、３ｂの運転と水位の変化との関係を取得することができるので、所望の水位において水中電動ポンプ本体３１を容易に停止させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御するように構成する。これにより、他の通信部３３との距離などの水中電動ポンプ本体３１が設置された環境によって無線通信の信号強度は変わるので、水中電動ポンプ本体３１が設置された環境に応じた相対的な信号強度の変化を用いて、水中電動ポンプ本体３１の運転を制御することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、通信部３３が水面よりも上にある状態における通信部３３の他の通信部３３との無線通信の信号強度を信号強度の最大値として、無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化を取得するように構成する。これにより、通信部３３が水面よりも上にあり、良好に通信できている状態の信号強度を基準に信号強度の相対的な変化を観察することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３２を、無線通信の所定の信号強度における水位と、信号強度が所定量変化する間の時間とに基づいて、水中電動ポンプ本体３１の運転時間を決定するように構成する。これにより、所定の信号強度における水位から、水中電動ポンプ本体３１の運転を停止させるまで、水中電動ポンプ本体３１を運転させる時間を容易に取得することができる。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、水中電動ポンプシステムに水中電動ポンプを２台設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中電動ポンプシステムに３台以上の水中電動ポンプを設けてもよい。この場合、水中電動ポンプを１台ずつ順番に交互に運転させてもよいし、水中電動ポンプを複数台ずつ順番に交互に運転させてもよい。

また、上記実施形態では、複数の水中電動ポンプにそれぞれ設けられた通信部により無線通信を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中電動ポンプに設けられた通信部と、水中電動ポンプとは別個に設けられた通信部とにより無線通信を行ってもよい。

また、上記実施形態では、水中電動ポンプに交流電力が供給される構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中電動ポンプに直流電力が供給されてもよい。この場合、水中電動ポンプは、直流電力を交流電力に変換する電力変換部を備えていてもよい。

また、上記実施形態では、複数の通信部がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格により無線通信を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、複数の通信部がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格以外の規格により無線通信を行ってもよい。たとえば、複数の通信部がＺｉｇＢｅｅ規格や、ＷｉＦｉ規格などの規格により無線通信を行ってもよい。また、複数の通信部が赤外線通信により無線通信を行ってもよい。

また、上記実施形態では、水中電動ポンプをタンク内に配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中電動ポンプをタンク以外の排水が必要な領域に配置してもよい。たとえば、池、河川、湖などに水中電動ポンプを配置してもよいし、上水設備または下水設備に水中電動ポンプを配置してもよい。

また、上記実施形態では、通信部を水中電動ポンプのカバー内に設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、通信部を水中電動ポンプのカバー外に設けてもよい。

また、上記実施形態では、複数の通信部の無線通信の信号強度のレベルがＬＶ５となった場合に、水中電動ポンプ本体の運転を開始する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、複数の通信部の無線通信の信号強度のレベルがＬＶ５以外となった場合に、水中電動ポンプ本体の運転を開始してもよい。たとえば、複数の通信部の無線通信ができなくなった場合に、水中電動ポンプ本体の運転を開始してもよい。

また、上記実施形態では、制御部は、無線通信の信号強度の変化に基づいて、水中電動ポンプ本体の運転開始から運転停止までの運転時間を決定する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、無線通信の信号強度の変化に基づいて、信号強度が最大となってから運転停止までの水中電動ポンプの運転時間を決定してもよい。

３ａ、３ｂ 水中電動ポンプ
３１ 水中電動ポンプ本体
３２ 制御部
３３ 通信部
１００ 水中電動ポンプシステム

Claims (10)

1. 水中電動ポンプ本体と、
   前記水中電動ポンプ本体の運転を制御する制御部と、
   前記水中電動ポンプ本体に設けられ、他の通信部と互いに無線通信を行う通信部と、を備え、
   前記制御部は、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、前記水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている、水中電動ポンプ。
2. 前記制御部は、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、前記水中電動ポンプ本体の運転時間を決定するように構成されている、請求項１に記載の水中電動ポンプ。
3. 前記制御部は、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて、水位の変化を取得するように構成されている、請求項１または２に記載の水中電動ポンプ。
4. 前記制御部は、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の変化に基づいて取得した水位の変化量に基づいて、前記水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている、請求項３に記載の水中電動ポンプ。
5. 前記制御部は、前記水中電動ポンプ本体を運転させた状態で、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の変化を検知するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
6. 前記制御部は、前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化に基づいて、前記水中電動ポンプ本体の運転を制御するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
7. 前記制御部は、前記通信部が水面よりも上にある状態における前記通信部の前記他の通信部との無線通信の信号強度を信号強度の最大値として、無線通信の信号強度の最大値に対する相対的な信号強度の変化を取得するように構成されている、請求項６に記載の水中電動ポンプ。
8. 前記制御部は、無線通信の所定の信号強度における水位と、信号強度が所定量変化する間の時間とに基づいて、前記水中電動ポンプ本体の運転時間を決定するように構成されている、請求項２に記載の水中電動ポンプ。
9. 複数の水中電動ポンプと、
   前記水中電動ポンプの運転を制御する制御部と、
   前記複数の水中電動ポンプにそれぞれ設けられ、互いに無線通信を行う複数の通信部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、前記水中電動ポンプの運転を制御するように構成されている、水中電動ポンプシステム。
10. 複数の水中電動ポンプにそれぞれ設けられた複数の通信部により互いに無線通信を行い、
    前記複数の通信部の無線通信の信号強度の変化に基づいて、前記水中電動ポンプの運転を制御する、水中電動ポンプの運転方法。

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