JP3159085U

JP3159085U - 水中ポンプ

Info

Publication number: JP3159085U
Application number: JP2010000984U
Authority: JP
Inventors: 通生下村
Original assignee: 株式会社桜川ポンプ製作所
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2020-02-18

Abstract

【課題】土木建設工事等に用いられて水位制御による自動運転機能を備え、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、誤動作の心配もなく、設置状況に適応した運転を行い、制御水位の設定変更を簡単に行える水中ポンプを提供する。【解決手段】水中ポンプ本体４、水位検出器１５、制御器１３とで構成し、とりわけ水位検出器１５の検知部１１は、信号を伝える導体とそれを囲う絶縁体とから構成された棒状のもので、先端部１８は導体を露出して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１８の高さを任意に設定可能にした。【選択図】図１

Description

本考案は、例えば土木建設工事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、例えば特許文献１〜４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。

特開平７−２４１５８１号特開平７−２４１５８２号特開平１１−３２４９７４号特開２００１−４１１８９号

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、運転水位と停止水位の２点の水位を検知する為に、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、１点の運転水位のみを検知する場合は、運転時間を制御する方法が考えられるが、運転時間を固定すると、ポンプ設置状況により始動頻度や渇水時間が増える状況も発生した。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。
本考案は、叙上の問題点に鑑み、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、誤動作の心配もなく、設置状況に適応した運転を行い、制御水位の設定変更を簡単に行える水中ポンプを提供することにある。

本考案の水中ポンプは、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、水中ポンプ本体の内部に設けられて静電容量により判定する水位検出回路と水中ポンプ本体の外部に設けられた検知部とを備えて運転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運転水位に基づいてモータを運転させると共に過去の停止時間及び運転時間により算出した算出運転時間後にモータを停止させる制御を行う制御器とから構成した水中ポンプにおいて、前記水位検出器の検知部は、信号を伝える導体とそれを囲う絶縁体とから構成された棒状のもので、先端部は導体を露出して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にした事に特徴が存在する。

水位検出器は、運転水位のみを検知し、検知の判定回路（水位検出回路）を水中ポンプ本体の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用いることで汚れに強く誤動作を少なくする事ができる。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。

制御器は、モータを起動後は運転水位（検知部の先端部）に水位が上昇すると、運転を開始させ、運転水位を下回ってからの運転時間、及び停止させてから運転水位まで水位が上昇するまでの停止時間を記憶させ、その時間からマイコン等を使用して次回の運転時間を算出させるようにし、モータに運転と停止を繰り返させるようプログラムする。通常、水中ポンプは運転されると、ポンプが回転されて水を排水して水位が低下し、水位がストレーナ付近まで下がりポンプ部に空気が混入して渇水状態となると、それ以上の水位低下が見られなくなる。従って、運転水位とポンプ吐出し量及びポンプ設置場所への水の流入量をほぼ一定とした場合、渇水運転状態でポンプを停止し、運転水位まで水が上昇する時間はほぼ一定となる。これを運転時間の算出に利用することで、始動頻度及び渇水運転が少なくなり、設置状況に適した運転を制御することができる。

本考案に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
水中ポンプ本体、水位検出器、制御器とで構成し、とりわけ水位検出器の検知部は、信号を伝える導体とそれを囲う絶縁体とから構成された棒状のもので、先端部は導体を露出して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にしたので、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、誤動作の心配もなく、設置状況に適応した運転を行い、制御水位の設定変更を簡単に行える。

本考案の水中ポンプを示す縦断面図。水位検出器の断面と変形図。水中ポンプの要部を示すブロック図。水中ポンプの次回運転時間の推移を示す状態推移図。

以下、本考案の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図４において、水中ポンプ１は、水中ポンプ本体４、水位検出器１５、制御器１３とからその主要部が構成されている。

水中ポンプ本体４は、ポンプ７とこれを回転させるモータ５とを備えたもので、この例では、ストレーナ８、ケーシング９、インペラ１０、軸封装置（メカニカルシール）６、ホースカップリング２、モータ５、モータ保護装置（自動復帰形オートカット）３、運転用コンデンサ１２、ケーブル（キャブタイヤケーブル）１４等を備えている。ケーシング９とインペラ１０は、ポンプ７を為している。モータ５は、単相誘導電動機にしてある。

水位検出器１５は、水中ポンプ本体４の内部に静電容量判定回路２２を設けると共に、水中ポンプ本体４の外部に検知部１１を設け、水中ポンプ本体４に貫通穴を開けて静電容量判定回路２２と検知部１１を電気的に接続してある。この例では、検知部１１は、静電容量判定回路２２の信号線に導体１６を接続してその周りを絶縁体１７で覆い、導体１６が水に接触しないようにしている。先端部１８は、金属製で導体１６と電気的に接続されており、水位検出器１１の唯一の接液部となるようにする。また、導体部１６と絶縁体１７とから成る延長部１９は、棒状にして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（右図）のように人為的に先端部１８の高さを変える事ができる。

制御器１３は、水中ポンプ本体４の内部に設けられて水位検出器１５からの水位検知結果を受けてモータ５を制御するもので、電源２０からの電流を直流電源に変換する直流電源回路２１と、静電容量判定回路２２の検知結果を基に過去の運転時間と過去の停止時間の記憶及び次回運転時間を算出して開閉回路２４を制御する中央制御装置２３と、中央制御装置２３からの制御指令により電源２０からモータ５への電源回路を開閉する開閉回路２４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述解する。
電源２０が投入されると、一旦、電源投入の確認のためにモータ５が駆動される。そのとき、水位検出器１５の検知部１１の先端部１８に水が接していると、モータ５の駆動を継続する。先端部１８に水が接していない場合は、数秒後にモータ５が停止する。水位が増えて先端部１８に水が接すると、モータ５が駆動する。その後、水位が下がり先端部１８より低くなると、初期設定時間だけ運転して停止する。そして、停止して水位が先端部１８まで上昇するまでの時間を測定し、中央制御装置２３に記録する。中央制御装置２３により過去の運転時間と過去の停止時間から、例えば図４の状態推移図に示す如く、次回運転時間を決定し、モータ５が制御される。

例えば、最初の運転時間を１５秒にする（図４の状態３０）。その後に停止して次に運転が行われると、今度は次回の運転時間を３０秒にする（図４の状態３１）。その後は前回の停止時間及び前々回の停止時間を比較し、状態３２の計算式を元に次回の運転時間が計算される。ピットへの流入量が一定の場合は、状態３１と状態３２を交互に推移することで運転時間が長くなり、即ち停止水位が低くなる。
しかし、水中ポンプ１は、ある一定の水位以下の排水が不可能なため、停止水位はそれ以上低くならず、従って、停止時間が一定になることで状態は３３へと推移し、次回の運転時間を半分−１５秒にする。そうすると、一旦、停止水位は、上昇して再度、状態３１、３２を繰り返すようになる。

水位検知のＯＮまたはＯＦＦの判定は、状態が変化した後、３秒程度に亘って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２３にプログラ厶することで、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、水位が水位検出器１５の先端部１８まで上昇すると運転され、渇水時間及び始動頻度を少なくするように運転時間を制御されることで設置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。

１…水中ポンプ、２…ホースカップリング、３…モータ保護装置、４…水中ポンプ本体、５…モータ、６…軸封装置、７…ポンプ、８…ストレーナ、９…ケーシング、１０…インペラ、１１…検知部、１２…運転用コンデンサ、１３…制御器、１４…ケーブル、１５…水位検出器、１６…導体、１７…絶縁体、１８…先端部、１９…延長部、２０…電源、２１…直流電源回路、２２…静電容量判定回路、２３…中央制御装置、２４…開閉回路。

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と、水中ポンプ本体の内部に設けられて静電容量により判定する水位検出回路と水中ポンプ本体の外部に設けられた検知部とを備えて運転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運転水位に基づいてモータを運転させると共に過去の停止時間及び運転時間により算出した算出運転時間後にモータを停止させる制御を行う制御器とから構成した水中ポンプにおいて、前記水位検出器の検知部は、信号を伝える導体とそれを囲う絶縁体とから構成された棒状のもので、先端部は導体を露出して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にした事を特徴とする水中ポンプ。