JP2538255Y2 - 自動給水装置 - Google Patents

自動給水装置

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JP2538255Y2
JP2538255Y2 JP1991016034U JP1603491U JP2538255Y2 JP 2538255 Y2 JP2538255 Y2 JP 2538255Y2 JP 1991016034 U JP1991016034 U JP 1991016034U JP 1603491 U JP1603491 U JP 1603491U JP 2538255 Y2 JP2538255 Y2 JP 2538255Y2
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哲則 坂谷
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株式会社川本製作所
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は水源と水需要源と間に並
列接続されたN台の給水ポンプを水需要源の需要状態に
応じて自動的に増減駆動するようにした自動給水装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】水源と水需要源と間に例えば4台の給水
ポンプを並列に配設しておき、水需要源の需要状態に応
じて給水ポンプの運転台数を制御するようにした自動給
水装置が知られている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】このような自動給水装
置において、例えばポンプが吸込仕様の場合、吸込配管
からの空気の混入、フ−ト弁の不良等によりポンプが揚
水不能となった場合には、当該ポンプの圧力は低下し、
当該ポンプの吐出量は「0」となるために、当該ポンプ
は空転状態となり、ポンプケ−シングや電動機が過熱し
てしまうという問題点がある。一方で、受水槽水面から
空気を巻き込んだ場合など空気が少量であれば、ポンプ
を一旦停止することによりポンプインペラ内に滞留した
空気が上方へ浮上する可能性があり、再起動時には空気
が排出され、正常に揚水する場合もある。
【0004】本考案は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は水源と水需要源と間に並列接続されたN
台の給水ポンプを水需要源の需要状態に応じて自動的に
増減駆動するようにした自動給水装置において、給水ポ
ンプの揚水不能が発生した場合でも断水を回避するため
他の給水ポンプを運転させるとともに、該ポンプに復
旧させる機会を与え、ポンプ部品に悪影響を与えること
を防止することができる自動給水装置を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案は水源と、この水
源と水需要源との間に並列接続されたN台の給水ポンプ
と、上記水需要源の水の需要状態に応じて自動的に給水
ポンプを増台、減台する自動給水装置において、上記N
台の給水ポンプにそれぞれ設けられ給水ポンプの揚水不
を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により
給水ポンプの揚水不能が所定時間経過したかを検出す
時手段と、上記給水ポンプの運転を制御するポンプ運
転制御手段を有し、上記計時手段により計時された揚水
不能状態が所定時間経過した給水ポンプの運転を一定時
間休止させ、その給水ポンプの揚水不能の回数を計数
し、給水ポンプが正常に停止した際には初期値に復帰さ
れる回数計数手段を設け、この回数計数手段により規定
回数が計数された場合には、上記ポンプ運転制御部に当
該給水ポンプを運転から除外することを指令することを
特徴とする自動給水装置である。
【0006】
【作用】N台の給水ポンプにそれぞれ設けられ給水ポン
プの揚水不能を検出する圧力検出手段により給水ポンプ
揚水不能が所定時間経過したかを計時手段により検出
し、この計時手段により計時された揚水不能状態が所定
時間経過した給水ポンプの運転を停止させ、計時手段に
より給水ポンプの揚水不能が所定時間経過した回数を回
数計数手段により計数し、この回数計数手段により規定
回数が計数された場合には、該ポンプを運転から除外す
るようにしている。
【0007】
【実施例】以下図面を参照して本考案の一実施例に係わ
る自動給水装置について説明する。図1は本自動給水装
置の制御システムを示すブロック図、図2は4台並列に
接続されたポンプ及び圧力スイッチ,流量スイッチの設
置位置を示す図、図3は本自動給水装置が採用されたマ
ンションの給水システムを示す概念図、図4は流量スイ
ッチの要部を示す図、図5はパドル式の流量スイッチの
要部を示す図、図6は圧力スイッチの要部を示す図、図
7は同実施例の給水特性図であるまず、図3において、
11は受水槽である。この受水槽11の上端部には水道
管12が接続され、その下端部にはポンプ13が接続さ
れている。このポンプ13は図2を参照して説明を後述
するように4台のポンプが並列に接続されている。そし
て、このポンプ13の吐出側は配管14を介してマンシ
ョン15の各階の水需要源(蛇口)に接続されている。
【0008】図2を参照してポンプ13の構成について
説明する。図において、P1〜P4はそれぞれ同一の特
性を有するポンプである。これらポンプP1〜P4の吸
込口I1〜I4は1つの配管に合流されて上記受水槽1
1の吐出口11Oに接続される。また、上記ポンプP1
〜P4の吐出口O1〜O4は鉛直上方を向いており、各
吐出口O1〜O4は連結管21を介して連結されてい
る。そして、この連結管21の一端は圧力タンク22に
接続されている。また、この連結管21の一端と圧力タ
ンク22の連結部分には圧力スイッチ23が配設されて
いる。この圧力スイッチ23の構成については図6を参
照して後述する。
【0009】また、ポンプP1〜P4内にはそれぞれ揚
水不能検出用圧力スイッチf1〜f4が内蔵されてい
る。この圧力スイッチf1〜f4はポンプP1〜P4内
のポンプ下流に設けられているもので、ポンプP1〜P
4が運転しなくなって水圧が規定値以下になるとマイク
ロスイッチがONするようになっている。この規定は、
後述する圧力スイッチ23の設定値より低くなってい
る。
【0010】また、上記連結管21のポンプP3とP4
との中間点にはL字状の配管24が接続されている。こ
の配管24の屈曲部には図4を用いて詳細な構成を後述
する流量スイッチ25が配設されている。さらに、上記
L字状配管24の一端には第5図を用いて詳細な構成を
後述するパドル式の流量スイッチ26が内蔵されている
配管27が連結されている。この配管27の開口側は上
記配管14に接続されている。
【0011】つまり、上記受水槽11から供給された水
はポンプP1〜P4のうち駆動されているポンプを介し
て連結管21に導かれ、さらに配管24、27、14を
介して各階の水需要源(例えば、蛇口)に供給される。
【0012】次に、図4を参照して流量スイッチ25の
構造について説明する。この流量スイッチ25にはリ−
ドスイッチよりなる2つの接点FS1,FS2が内蔵さ
れている。そして、流量の増減に応じて磁石が内蔵され
たフロ−ト31が上下動し、フロ−ト31が接点FS1
あるいはFS2の位置まで上がるとリ−ドスイッチが閉
成されて、FS1ON信号あるいはFS2ON信号が得
られる。
【0013】一方、フロ−ト31が接点FS1あるいは
FS2から外れた位置にくるとリ−ドスイッチが開成さ
れて、FS1OFF信号あるいはFS2OFF信号が得
られる。
【0014】なお、例えば上記FS1OFF信号は流量
が10リットル/min で、上記FS1ON信号は流量が
12リットル/min で、上記FS2OFF信号は流量が
180リットル/min で、上記FS2ON信号は流量が200
リットル/min で得られるように、リ−ドスイッチの
取り付け位置及びばね32の付勢力が調整してある。
【0015】次に、図5を参照して流量スイッチ26の
構造について説明する。この流量スイッチ26は配管2
7内に流れる流量に応じて軸41を中心に回動するパド
ル42と、このパドル42の他端に取り付けられた永久
磁石43と、この永久磁石が接近すると閉成されるリ−
ドスイッチ44、45とにより構成されている。例え
ば、流量が400 リットル/min でリ−ドスイッチ44が
閉成されてFS3ON信号が出力され、流量が600 リッ
トル/min でリ−ドスイッチ45が閉成されて、FS4
ON信号が出力される。
【0016】次に、図6を参照して圧力スイッチ23の
詳細な構成について説明する。この圧力スイッチ23は
フォトインタ−ラプタを有し、連結管21と圧力タンク
22との間の圧力の大きさに応じて上下動するダイヤフ
ラム51とこのダイヤフラム51と連動して上下動する
遮光板52がフォトインタ−ラプラ間に位置しているか
否かによりPS1のON信号あるいはOFF信号が得ら
れるようになっている。
【0017】例えば、水圧が3.0kgf /cm2 より小さ
くなると遮光板52がフォトインタ−ラプタの光を遮ら
ない位置まで下がるのでPS1ON信号が得られ、水圧
が3.1kgf /cm2 より大きくなると遮光板52がフォ
トインタ−ラプタの光を遮ぎる位置まで上がるのでPS
1OFF信号が得られる。
【0018】次に、図1を参照して本自動給水装置の構
成について説明する。図1において、23は圧力検出手
段である。この圧力検出手段23は図4を用いて前述し
たように圧力スイッチ23であり、この圧力スイッチ2
3は給水ポンプの吐出側の圧力が3.0kgf /cm2 に低
下するとPS1ON信号を出力する。
【0019】また、25は図4を用いて前述した流量ス
イッチ、26は図5を用いて前述した流量スイッチであ
り、接点FS1及び接点FS2、接点FS3及びFS4
から出力される信号は流量レベル計数部61に入力され
る。この流量レベル計数部61は接点FS1〜FS4か
らのON信号を計数している。よって、流量レベル計数
部61には給水ポンプの吐出側に流れる流量に応じた計
数値が計数されることになる。
【0020】この流量レベル計数部61に計数された計
数値は要求台数設定部62に出力される。この要求台数
設定部62には上記圧力検出手段23から出力されるO
N信号が入力される。
【0021】この要求台数決定部62にはポンプP1〜
P4のうち運転されているポンプ台数を計数する運転台
数計数部63で計数された現在の運転台数Nが入力され
る。また、上記運転台数計数部63は運転台数Nを上記
流量レベル計数部61に出力しているもので、この流量
レベル計数部61は上記運転台数N≧1でその計数処理
を実行する。
【0022】この要求台数設定部62は上記流量レベル
計数部61及び運転台数計数部63から出力されるデ−
タに基づき要求台数を設定する。例えば、運転台数「N
=0」でかつ圧力スイッチ23のPS1ON信号が入力
された場合には、要求台数として「1」が整定台数設定
部64に出力する。この整定台数設定部64は現在の自
動運転台数を表す整定台数が設定されている。この整定
台数設定部64は上記要求台数設定部62で設定された
要求台数と等しくなるように整定台数を設定している。
また、この整定台数設定部64には上記受水槽11の水
位を検出し、水位が異常に低下したことを検出すると渇
水信号を出力する液面制御部65が接続されている。
【0023】この整定台数設定部64で設定された整定
台数は増減台決定部66に入力される。この増減台決定
部66は上記整定台数設定部64で設定された整定台数
と上記運転台数計数部63で計数されている現在運転さ
れいる運転台数Nとを比較して、ポンプを運転する台数
を増台すべきか減台すべきかを決定し、増台あるいは減
台信号をロ−タリ運転制御部67に出力する。
【0024】このロ−タリ運転制御部67はポンプP1
〜P4がロ−タリ運転となるように、各ポンプに対応し
たポンプ制御部691 〜694 に起動、停止信号を出力
する。
【0025】ポンプ制御部691 〜694 は上記ポンプ
P1〜P4の運転制御をそれぞれ行っている。圧力スイ
ッチ23よりPS1ON信号が入力されるとポンプP1
が起動され、1台運転となる。そして、所定時間経過
後、圧力スイッチ23がPS1OFF信号を送出し、給
水量が10リットル/min 以下であれば流量スイッチFS
1からOFF信号が送出されれば、ポンプP1が停止さ
れる。
【0026】ところで、圧力スイッチf1〜f4の信号
は揚水不能検出部71に入力されると共に、上記ロ−タ
リ運転制御部67から送られるどのポンプに起動信号が
出力されたかを示すポンプ信号が入力される。この揚水
不能検出部71は上記ポンプ信号で示され起動された
ポンプの水圧が上がっているかを圧力スイッチf1〜f
4の信号により判断している。そして、ポンプが起動さ
れてからT1時間(例えば、1分)経過しても圧力が規
定値以上に上昇しない場合、つまり圧力スイッチf1〜
f4がオンである状態がT1時間経過した場合に、揚水
不能検出カウンタ72に「−1」信号を出力する。この
カウンタ72は各ポンプに対応してそれぞれ設けられて
いるもので、その初期値としてN(例えば、3)が設定
されている。
【0027】また同時に、上記検出部71は自動運転可
能機設定部73に揚水不能となったポンプをロ−タリ運
転からT2時間(例えば、3分)だけ除外すべく、制御
信号を出力する。この自動運転可能機設定部73はポン
プP1〜P4のうち揚水可能なポンプ番号を上記ロ−タ
リ運転制御部67に出力する。
【0028】また、上記ロ−タリ運転制御部67は停止
信号を正常停止検出部74にも出力する。停止信号が出
力されているということは、前述したように、圧力スイ
ッチ23がPS1OFF信号を送出しており、吐出圧力
は高くが正常に揚水していたことを意味するから、この
正常停止検出部74は運転中であったポンプが正常に停
止したと見なして、リセット信号を上記カウンタ72に
出力する。
【0029】また、上記カウンタ72はその計数値が
「0」となると、故障信号を故障機消部75に出力す
る。この故障機消部75はロ−タリ運転制御部67に
故障となったポンプをロ−タリ運転から除外するよう信
号を出力する。
【0030】次に、上記のように構成された本考案の一
実施例の動作について説明する。この動作においては、
運転されるポンプ台数が0→1→2→3→4と増台され
てから逆に0台まで減台されていく例を一例にとって説
明を行うことにする。
【0031】まず、マンション15において水の需要が
増加するとポンプ13の吐出側の圧力が低下していく。
この結果、水圧が3.0kgf /cm2 より低下すると圧力
スイッチ23からPS1ON信号が要求台数設定部62
に出力される。この要求台数設定部62には運転台数計
数部63から運転台数N=0が入力されているので、要
求台数として「1」がセットされる。そして、この要求
台数設定部62は整定台数設定部64に要求台数「1」
を出力する。そして、この整定台数設定部64におい
て、整定台数として「1」が設定される。そして、この
整定台数「1」は増減台決定部66に送られる。
【0032】この増減台決定部66には上記運転台数計
数部63から運転台数Nとして「0」が入力されている
ので、増減台決定部66は増台信号をロ−タリ運転制御
部67に出力する。このロ−タリ運転制御部67はポン
プ制御部691 に起動信号を出力する。ポンプ制御部6
1 はこの起動信号に応答して駆動信号をポンプP1に
出力する。これによりポンプP1が運転される。これに
より、ポンプ運転台数計数部63に駆動されているポン
プ台数として「1」が計数される。
【0033】この結果、ポンプP1〜P4の吐出側の流
量は上昇して、流量スイッチ25の接点FS1が閉じら
れ、流量レベル計数部61に「1」が計数される。とこ
ろで、上記ロ−タリ運転制御部67から揚水不能検出部
71にポンプP1が起動された信号が出力される。この
揚水不能検出部71は圧力スイッチf1がオンされてい
るかを判定する。ここで、ポンプP1に起動信号が出力
されても、ポンプP1の吐出側の水圧が上がらないとき
には圧力スイッチf1はオンされている。そして、揚水
不能検出部71は圧力スイッチf1がオンされている時
間を計時しているもので、圧力スイッチf1がT1時間
(1分)オンされていれば、揚水不能検出カウンタ72
に「−1」信号が出力される。この結果、カウンタ72
の値が初期値の「3」から「−1」されて「2」とされ
る。
【0034】そして、上記揚水不能検出部71は自動運
転可能機設定部73に信号を出力する。この結果、この
設定部73はポンプP1をT2(3分)だけ自動運転か
ら除外すべき信号をロ−タリ運転制御部67に出力す
る。この休止時間は、ポンプケ−シングや電動機の冷
却、及びポンプ内に滞留した空気の浮上を目的としてい
る。
【0035】また一方で、圧力スイッチ23のPS1O
N信号がポンプP1に起動信号が出力されてからT3
(3秒)時間オンしつづけていれば、ロ−タリ運転制御
部67はポンプP2に起動信号を出力する。この時点で
はポンプP1とP2の2台のポンプが運転している。そ
して、ポンプP2に対する揚水不能チェックが揚水不
能検出部71で行われ、揚水不能でなければポンプP2
の運転が継続される。
【0036】このようにして、ポンプP1が起動されて
も揚水できない場合には、ポンプP2が運転されるとと
もに、T1経過後ポンプP1はT2時間自動運転から除
外される。
【0037】そして、需要が大きくなって水量が増加
し、流量スイッチ25の接点FS2が閉じられると、そ
の信号は流量レベル計数部61に送られる。この結果、
流量レベル計数部61には「2」が計数される。そし
て、流量レベル計数部61で計数された「2」は要求台
数設定部62に送られて、要求台数として「2」が設定
される。以下、同様にして整定台数として「2」が設定
され、増減台決定部66に出力される。この増減台決定
部66には運転台数計数部63から運転台数Nとして
「1」が設定されているため、増減台決定部66は増台
信号をロ−タリ運転制御部67に出力する。この結果、
ロ−タリ運転制御部67はポンプ制御部693に起動信
号が出力される。これにより、ポンプP3も運転され
る。
【0038】以下、水の需要が更に増えると、流量スイ
ッチ26の接点FS3、接点FS4が順々に閉成されて
いく。これにより、流量レベル計数部61に「3」、
「4」が順次計数されていく。以下、同様にしてポンプ
P4、P1が運転されていく。
【0039】ところで、ポンプP1のポンプ制御部69
1 に再度起動信号が出力されて、揚水不能である状態が
T1時間継続されると、カウンタ72に「−1」信号が
出力される。この結果、カウンタ72に「1」が計数さ
れる。さらに、自動運転設定部73にポンプP1を自動
運転から除外すべき信号を出力する。この結果、ロ−タ
リ運転制御部67によりポンプP1を除外したロ−タリ
運転が実行される。
【0040】以下、再度ロ−タリ運転制御部67からポ
ンプP1に起動信号が出力され、ポンプP1が揚水不能
であれば、揚水不能検出部71からカウンタ72に「−
1」信号が出力される。この結果、カウンタ72に
「0」が計数される。つまり、ポンプP1に対して3回
起動をかけても、3回とも揚水不能であった場合には、
故障機抹消部75に信号が出力されて、ポンプP1が自
動運転から削除される。
【0041】一方、再度ロ−タリ運転制御部67からポ
ンプP1に起動信号が出力され、圧力スイッチf1がオ
フしてポンプP1が揚水可能とされ、その後の需要の減
少によりポンプP1に停止信号が出力されると、その停
止信号は正常停止検出部74に出力される。そして、こ
の正常停止検出部74から上記カウンタ72にリセット
信号が出力される。この結果、カウンタ72に初期値
「3」が設定される。
【0042】以上のようにして、水の需要が増加した場
合に運転するポンプ台数を増やしていくのであるが、そ
の場合に揚水不能のポンプがあれば、そのポンプをスキ
ップしてロ−タリ運転をさせるようにしている。
【0043】次に、4台のポンプが運転された後、水の
需要が減少してくると、流量が減少してくる。この結
果、まず流量スイッチ26の接点FS4がOFFする。
このFS4OFF信号が流量レベル計数部61に入力さ
れて、いままで計数されていた「4」が「−1」され
て、「3」とされる。
【0044】以下、要求台数設定部62に「3」が設定
され、整定台数設定部64に「3」が設定される。増減
台決定部66には整定台数として「3」が、運転台数計
数部63に計数されている運転台数N=「4」が入力さ
れているため、減台信号をロ−タリ運転制御部67に出
力する。
【0045】この結果、ロ−タリ運転制御部67は一番
古くから運転されているポンプP1を停止させるため、
ポンプ制御部691 に停止信号を出力する。従って、ポ
ンプP1が停止される。
【0046】以下、水の需要が減少し、接点FS3、F
S2、FS1が順番にオフされていく。この結果、流量
レベル計数部61に「2」、「1」、「0」が順次計数
されていく。
【0047】以下、要求台数設定部62に要求台数とし
て「2」、「1」、「0」が順次計数され、整定台数設
定部64に「2」、「1」、「0」が順次設定されてい
く。そして、増減台決定部66から減台信号が逐次ロ−
タリ運転制御部67に出力され、ポンプ制御部692
693 、694 の順に停止信号が出力され、ポンプP
2、P3、P4の順にポンプが停止される。
【0048】なお、上記実施例においては4台の給水ポ
ンプを並列運転する場合を例にとったが、それ以上の台
数の給水ポンプにおいても同様に実施することができ
る。以上のように、ポンプが揚水不能であれば、まずT
2時間だけ自動運転から除外され、揚水不能が3回発生
すれば、自動運転から除外するようにしている。従っ
て、ポンプの異物のつまりのように一過性の場合や、少
量の空気混入など休止させることにより空気の浮上が期
待できる場合など、3回復旧させる機会があるため、管
理者の負担を軽減できる。なお、上記実施例によれば、
各ポンプの揚水不能を圧力スイッチf1〜f4により検
出するようにしたが、流量スイッチにより行うようにし
ても良い。
【0049】
【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、水
源と水需要源と間に並列接続されたN台の給水ポンプを
水需要源の需要状態に応じて自動的に増減駆動するよう
にした自動給水装置において、給水ポンプの揚水不能
発生した場合でも断水を防止するため他の給水ポンプを
運転させるとともに、該ポンプに復旧させる機会を与
え、ポンプ部品に悪影響を与えることを防止することが
できる自動給水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示すブロック図。
【図2】同実施例のポンプ及び圧力スイッチ,流量スイ
ッチの設置位置を示す図。
【図3】同実施例の給水システムを示す概念図。
【図4】流量スイッチの要部を示す図。
【図5】パドル式の流量スイッチの要部を示す図。
【図6】圧力スイッチの要部を示す図。
【図7】同実施例の給水特性図。
【符号の説明】
23…圧力検出手段、25、26…流量スイッチ、61
…流量レベル計数部、62…要求台数設定部、63…運
転台数計数部、64…整定台数設定部、66…増減台数
設定部、67…ロ−タリ運転制御部、71…揚水不能検
出部、72…揚水不能検出カウンタ、73…自動運転可
能機設定部、74…正常停止検出部、75…故障機抹消
部。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水源と、この水源と水需要源との間に並
    列接続されたN台の給水ポンプと、上記水需要源の水の
    需要状態に応じて自動的に給水ポンプを増台、減台する
    自動給水装置において、上記N台の給水ポンプにそれぞ
    れ設けられ給水ポンプの揚水不能を検出する圧力検出手
    段と、この圧力検出手段により給水ポンプの揚水不能
    所定時間経過したかを検出する計時手段と、上記給水ポ
    ンプの運転を制御するポンプ運転制御手段を有し、上
    時手段により計時された揚水不能状態が所定時間経過
    した給水ポンプの運転を一定時間休止させ、その給水ポ
    ンプの揚水不能の回数を計数し、給水ポンプが正常に停
    止した際には初期値に復帰される回数計数手段を設け、
    この回数計数手段により規定回数が計数された場合に
    は、上記ポンプ運転制御部に当該給水ポンプを運転から
    除外することを指令することを特徴とする自動給水装
    置。
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