JP2509125Y2

JP2509125Y2 - 水位制御装置

Info

Publication number: JP2509125Y2
Application number: JP1987035050U
Authority: JP
Inventors: 昭則梅田
Original assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2002-03-10
Also published as: JPS63143913U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、液槽等において大量の水が上限水位に達す
るまでの中間水位に長時間滞留するのを防止することを
目的とした水位制御装置に関する。

（従来の技術）従来、一般的に液槽の排水設備においては液槽内に上
限水位と下限水位を検出する水位検出手段（例えば電
極，フロートスッチ等）が設けられ、上限水位に増水し
た際液槽内または陸上に設置したポンプを稼働させて排
水し下限水位に減水した際ポンプの稼働を停止させるよ
うになっている。この液槽の水位制御は第11図に示すよ
うな制御回路によって実施されている。即ち、第11図に
おいて、１はＲ・Ｓ・Ｔ相より成る３相交流電源ACに接
続されたポンプの電動機、２は前記電源ACのＲ・Ｔ間に
挿入された変圧器、３・４・５は変圧器２の２次側に直
列に接続された上限水位検出手段の上限水位スイッチ・
下限水位検出手段の下限水位スイッチ（いずれの水位ス
イッチ３・４も増水に伴い水位を検出して開となる）・
リレー、5aは下限水位スイッチ４と並列に接続された前
記リレー５の常開接点、5b・5cは前記電源ACのＳ・Ｔ相
に接続された前記リレー５の常閉接点である。

いま、ポンプの稼働により減水し、液槽が下限水位に
達すると、下限水位スイッチ４が閉じ、既に上限水位ス
イッチ３が閉じているため、リレー５が励磁し、常閉接
点5b・5cが開くとともに常開接点5aが閉じて自己保持回
路を形成し、ポンプの稼働を停止する（第11図の状
態）。次に、外部から液槽へ水が流れ込み、増水する
と、先ず下限水位スイッチ４が開くが常開接点5aの閉に
よりリレー５の励磁を保持され、さらに増水して上限水
位に達すると、上限水位スイッチ３も開くため、リレー
５が消磁し、常開接点5aを開くとともに常閉接点5b・5c
が閉じ、ポンプが稼働する。

（考案が解決しようとする問題点）前述のような、液槽の水位制御による場合、液槽の水
位が下限水位に達してポンプの稼働を停止し、それから
増水しても、流入する水の量が不規則であって途中で液
槽への水の流れ込みが極端に減少あるいはまったく流れ
込まなくなると、液槽の水は長時間中間水位に滞留した
ままとなり、水が腐敗し悪臭を放つことになる。

（問題点の解決手段）上述のような問題を解消するため、本考案にかかる水
位制御装置は、不規則に液槽に流入する液体をポンプ手段により強制
的に排水して、液槽内の水位を制御するための水位制御
装置であって、上限水位検出手段と、中間水位検出手段と、下限水位検出手段と、前記上限水位検出手段からの検知信号により前記ポン
プ手段を駆動すると共に前記下限水位検出手段からの検
知信号により前記ポンプ手段を停止させる制御回路と、
を備え、前記制御回路は、さらに前記ポンプ手段の停止に同期
して計時を開始するタイマーを有し、水位が上限水位に
いたらなくても、前記中間水位検出手段により水位を検
知し、かつ前記ポンプ手段の停止後所定時間が経過して
おれば、前記ポンプ手段を駆動させて排水を開始し、前
記下限水位検出手段の検知信号があったときに前記排水
を停止するようにしたこと、を特徴とする。

（作用）ポンプは以下の３つの水位変動状態のいずれかにおい
て稼働する。

（１）タイマーの所定設定時間内に上限水位に達したと
き。

（２）中間水位を越え上限水位に達するまでの間にタイ
マーの所定設定時間を経過したとき。

（３）タイマーの所定設定時間経過後に中間水位に達し
たとき。

従って、液槽の水位が中間に長時間滞留して水が腐敗
し悪臭を放つという心配が無くなる。

（実施例）以下、本考案の一実施例を第１乃至９図に基づき詳述
する。

10は液槽で、流入口11より流量が不規則な水Ｗが流れ
込む。前記液槽10の底に電動機12a内蔵の水中ポンプ12
を設置してあり、該水中ポンプ12の揚水管12bは上方に
立上り、液槽10の上部を貫通して液槽10外の排水溝13に
開口してある。

14・15・16は前記水中ポンプ12の側部に取着せる適宜
棒状ブラケット12cのそれぞれ上部・中間部・下部に取
付けた上限水位検出用，中間水位検出用，および下限水
位検出用フロートスイッチで、それぞれ該フロートスイ
ッチの傾動により開閉動作する上限水位スイッチ14a・
中間水位スイッチ15a・下限水位スイッチ16aを内蔵し、
該スイッチ14a・15a・16aはそれぞれ検出すべき水位に
達していない時前記フロートスイッチ14・15・16が自重
で下向きに垂れ下ることにより開き、該フロートスイッ
チ14・15・16がそれぞれの水位に達し浮上して上向きに
なったとき閉じるようになっている。第１図には、前記
スイッチ14a・15aが開から閉に変化する水位をそれぞれ
上限水位HLおよび中間水位ML、前記スイッチ16aが閉か
ら開に変化する水位を下限水位LLとして示してある。

17は液槽10外に設置した電源盤で、これより導出した
ケーブル18を水中ポンプ12の上箱蓋12dに内蔵した制御
回路19に接続し、電動機12aへの給電および３個のフロ
ートスイッチ14・15・16への配線を施してある。第２図
は、水位が下限水位LL以下に減水して水中ポンプ12が稼
働を停止したときの前記制御回路19の状態を示す。前記
制御回路19の構成について説明すれば、前記電動機12a
はR,S,T相より成る３相交流電源ACに接続してある。20
は変圧器で、１次巻線20aを前記電源ACのＲ・Ｔ相間に
接続し、２次巻線20bには前記上限水位スイッチ14aと中
間水位スイッチ15aとを互いに並列に接続するとともに
これらのスイッチ14a・15aと直列に前記下限水位スイッ
チ16aおよびリレー21を接続してある。21a・21bは電源A
CのＳ相およびＴ相に介在させた前記リレー21の常開切
換接点で、切換接点21aより電源AC側のＳ側と切換接点2
1bの開側端子との間にタイマー22を接続してある。21c
は自己保持回路を形成するために前記スイッチ14a・15a
と並列に接続した前記リレー21の常開接点、22aは前記
スイッチ14a・常開接点21cに対し並列且つ前記中間水位
スイッチ15aに対してのみ直列に接続した前記タイマー2
2の常開接点である。前記タイマー22には所定設定時間
ｔを設定してあり、タイマー22が始動してから前記設定
時間ｔを経過したとき、限時動作として前記常開接点22
aを閉じるようにしてある。

次に作用につき説明する。第３図は経時的な水位変動
パターンを示す水位変動チャートで、縦軸方向に水位、
横軸方向に時間をとっている。以下、各水位変動パター
ン毎に制御回路19の作動を第４（ａ）乃至第９図を参照
しながら説明する。便宜上、説明の開始点を下限水位L4
aとする。このとき、制御回路19は第２図および第４
（ａ）図の状態になっている。即ち、上限水位・中間水
位・下限水位検出用フロートスイッチ14・15・16がいず
れも自重で下向きに垂下り、スイッチ14a・15a・16a共
開き、リレー21が消磁し、これに伴い切換接点21a・21b
および常開接点21cが開き、電動機12aは駆動を停止して
いる。また、切換接点21bがタイマー22側に切換ること
により、タイマー22が始動するが所定設定時間ｔを経過
するまで該タイマー22の常開接点22aは開状態を維持す
る。

〔Ｉ〕タイマー22の所定設定時間ｔ内に上限水位HLに達
する水位変動パターン（水位L4a→L5a→L6a→L7）の場
合。

下限水位LLにおける初期の水位L4aから増水し、中間
水位MLまでの水位L5aでは、下限水位検出用フロートス
イッチ16のみが上向きに浮上してスイッチ16aを閉じる
が、スイッチ14a・15aおよび常開接点22aは開のままで
あるため、リレー21は消磁している（第５（ａ）図の状
態）。さらに増水して中間水位MLの水位L6aに達して
も、スイッチ15aが閉じるだけでタイマー22の常開接点2
2aが開いたままであるため、リレー21は消磁状態を維持
する（第６（ａ）図の状態）。そして、水位が上限水位
HLの水位L7に達すると、タイマー22の所定設定時間ｔ内
であっても、上限水位検出用フロートスイッチ14が上向
きに浮上してスイッチ14aを閉じるため、リレー21が励
磁する。従って、切換接点21a・21b共電動機12a側に切
換り、電動機12aが駆動し、水中ポンプ12は稼働する
（第７図の状態）。このとき、常開接点21cも閉じてリ
レー21の自己保持回路を形成する。またタイマー22が消
磁して経時動作を停止する。

前記水中ポンプ12の稼働により、水位が下がると（水
位L8）、先ず上限水位スイッチ14aが開き、さらに減水
して中間水位MLの水位L9に達すると、中間水位スイッチ
15aも開くが、それぞれ第８図および第９図に示すよう
に、スイッチ16aの閉状態と前記自己保持回路によりリ
レー21は励磁状態を維持し、水中ポンプ12は稼働し続け
る。そして、水位が下限水位LLの水位Ｌ4a₁まで下がる
と、下限水位検出用フロートスイッチ16が自重で下向き
に垂下り、スイッチ16aが開くため、リレー21が消磁す
る。従って、第４（ａ）図の初期の状態に戻り、既述の
通り、水中ポンプ12は稼働を停止し、代ってタイマー22
が始動する。

〔II〕中間水位MLを越え上限水位HLに達するまでの間に
タイマー22の所定設定時間ｔが経過する水位変動パター
ン（水位L4a→L5a→L6a→Ｌ6b₁）の場合。

水位L4a→L5a→L6aの増水に伴い制御回路の状態は、
前記〔Ｉ〕で述べた通り、第４（ａ）図，第５（ａ）
図，第６（ａ）図のように変化する。そして、上限水位
HLに達する前の水位Ｌ6b₁で所定設定時間ｔが経過する
と、第６（ａ）図においてタイマー22の接点22aが閉じ
るため、中間水位スイッチ15aおよび下限水位スイッチ1
6a共閉じていることと相まってリレー21が励磁し、第６
（ｂ）図の状態となり、水中ポンプ12は稼働する。尚、
前記リレー21の励磁により常開接点21cが閉じて自己保
持回路を形成するため、前記タイマー22が消磁して接点
22aが開いても、リレー21は消磁しない。また、水中ポ
ンプ12の稼働により減水して中間水位MLの水位L6cに達
し、スイッチ15aが開いても、前記自己保持回路により
リレー21の励磁を維持される。そして水位が下限水位LL
の水位Ｌ4a₂まで下がると、スイッチ16aが開いてリレー
21が消磁し第４（ａ）図の初期の状態に戻る。

〔III〕タイマー22の所定設定時間ｔ経過後に中間水位M
Lに達する水位変動パターン（水位L4a→L5a→Ｌ5b₁→Ｌ
6b₂または水位L4a→L4b→Ｌ5b₂→Ｌ6b₃）。

この水位変動パターンの第１の例として、水位L4aか
ら増水して水位L5a（第５（ａ）図の状態）となり、そ
の後中間水位MLに至らぬまま水位Ｌ5b₁で所定設定時間
ｔ経過したときは第５（ｂ）図の制御回路の状態とな
る。即ち、第５（ｂ）図に示すように、タイマー22の限
時動作により接点22aが閉じているが、上限水位スイッ
チ14aおよび中間水位スイッチ15aがいずれも開いている
ため、リレー21は消磁状態を維持する。その後、増水し
て中間水位MLの水位Ｌ6b₂に達すると、第５（ｂ）図の
状態からスイッチ15aが閉じるため、スイッチ16aが閉じ
ていることと相まってりれー21が励磁し、制御回路は第
６（ｂ）図の状態となり、水中ポンプ12が稼働する。水
中ポンプ12の稼働により減水し、水位が下限水位LLまで
下がると、スイッチ16aが開いてリレー21が消磁し第４
（ａ）図の初期状態に戻る。

第２の水位変動パターンの例としては、下限水位LLの
初期水位L4aのまま液槽10への水Ｗの流入がまったく断
え、下限水位検出用フロートスイッチ16が上向きに浮上
しない水位L4bで所定設定時間ｔを経過したときは、第
４（ａ）図の状態からタイマー22の常開接点22aのみが
閉じるものの、下限水位スイッチ16aが開いているた
め、リレー21は消磁状態を維持する（第４（ｂ）図）。
その後、増水して水位Ｌ5b₂になると、第５（ｂ）図に
示すように、スイッチ16aが閉じるだけでリレー21の消
磁状態は維持され、さらに増水して中間水位MLの水位Ｌ
6b₃に達すると、制御回路は既述の第６（ｂ）図の状態
となって、リレー21が励磁し、水中ポンプ12が稼働す
る。同様に水中ポンプ12の稼働により水位が下限水位LL
の水位Ｌ4a₄に下がれば、第４（ａ）図の初期状態に戻
って、水中ポンプ12は稼働を停止する。

尚、前述実施例では、水位検出手段としてフロートス
イッチ14・15・16を使用したが、電極等他の検出手段を
用いてもよい。また前記フロートスイッチ14・15・16が
下向きに垂下っているとき、それぞれのスイッチ14a・1
5a・16aが開いているような常開スイッチとしたが、第1
0図に示すように回路構成を多少変更することにより常
閉スイッチを採用することも可能である。即ち第10図に
おいて、制御回路119は、上限水位・中間水位・下限水
位検出用フロートスイッチ114・115・116の常閉スイッ
チ114a・115a・116aおよびリレー121を直列に接続し、
タイマー122をリレー121の常閉接点121a・121bを介し電
動機12aに接続し、タイマー122の限時動作用常閉接点12
2aとリレー121の常開接点121cを互いに直列に且つそれ
ぞれ前記スイッチ115a・116aに対し並列に接続してあ
る。また、前記制御回路19は水中ポンプ12に内蔵した
が、陸上の電源盤17に内蔵させてもよい。さらに、水中
ポンプの代りに陸上ポンプを使用しても同様に実施可能
である。

また、本実施例においては、制御回路19はリレー21、
タイマー22およびその他のスイッチなどによってシーケ
ンス回路を構成することによって形成したが、同様の動
作を、例えば公知のゲート回路などを組合わせて実現す
ることも可能である。

（考案の効果）以上のように本考案にかかる水位制御装置は、上限、
下限の水位検出手段のほかに中間水位における水位検出
手段を備え、上限水位検出手段と下限水位検出手段によ
って、不規則に流入する水量の変化にもかかわらず確実
に上限下限の水位を制御すると共に、排水停止時から計
時を開始するタイマーと中間水位検出手段の働きによっ
て、液槽の中間水位以上で長期間液体が滞留するのを効
果的に防止するようにしたので、液槽近辺の環境保全を
図りつつ、合理的なポンプの稼働を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第10図は本考案の実施例を示すもので、第１図
は水中ポンプを設置した液槽の断面図、第２図は制御回
路図、第３図は水位変動チャート、第４乃至第９図は水
位変動に伴う制御回路の状態変化を示す作用説明図、第
10図は制御回路の変更例を示す第２図相当の制御回路図
である。第11図は従来の水位制御装置に採用した第２図
相当の制御回路図である。図中、10は液槽、12は水中ポンプ、12aは電動機、14・1
5・16は上限水位・中間水位・下限水位検出用フロート
スイッチ、14a・15a・16aは上限水位スイッチ・中間水
位スイッチ、下限水位スイッチ、21はリレー、22はタイ
マー、HLは上限水位,MLは中間水位,LLは下限水位であ
る。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−68387（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−39120（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−127616（ＪＰ，Ａ) 実開昭51−398（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−150412（ＪＰ，Ｕ) 特公昭50−7716（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭40−20377（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭50−9515（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭56−37832（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】不規則に液槽に流入する液体をポンプ手段
により強制的に排水して、液槽内の水位を制御するため
の水位制御装置であって、上限水位検出手段と、中間水位検出手段と、下限水位検出手段と、前記上限水位検出手段からの検知信号により前記ポンプ
手段を駆動すると共に前記下限水位検出手段からの検知
信号により前記ポンプ手段を停止させる制御回路と、を
備え、前記制御回路は、さらに前記ポンプ手段の停止に同期し
て計時を開始するタイマーを有し、水位が上限水位にい
たらなくても、前記中間水位検出手段により水位を検知
し、かつ前記ポンプ手段の停止後所定時間が経過してお
れば、前記ポンプ手段を駆動させて排水を開始し、前記
下限水位検出手段の検知信号があったときに前記排水を
停止するようにしたことを特徴とする水位制御装置。