JP3570884B2 - 自動給水装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、流量センサや圧力センサの異常を検出し、ポンプの誤作動を防止する保護機能を備えた自動給水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年においては自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御して、ポンプの回転速度を制御して、ポンプの吐出圧力を一定に保つようにしている。このように、自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御することにより、自動給水装置を省エネルギ−で運転するようにしている。
【0003】
このような自動給水装置においては、ポンプの自動運転を行うために、ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサや、ポンプから吐出される流量を検出する流量センサが設ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような圧力センサや流量センサが故障すると、ポンプの自動運転が正確に行うことができないため、圧力センサや流量センサが故障した場合にはいち早く認識することが必要である。
【0005】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、流量センサや圧力センサの異常を検出し、ポンプの誤作動を防止する保護機能を備えた自動給水装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段とを具備したことを特徴とする。
【0007】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにしている。
【0008】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【0009】
請求項2記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするリトライ運転手段を具備したことを特徴とする。
【0010】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と異常判定手段により判定し、異常判定手段により流量検出手段あるいは圧力検出手段が異常と判定された場合には、リトライ運転手段によりポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするようにしている。
【0011】
このため、流量検出手段としてフロート式の流量センサを用いているような場合に、その流量センサのフロートにゴミ等が引っかかって、間違って流量検出手段で検出される流量が設定流量以上であると判定し、リトライ運転することにより、そのゴミを除去するようにしている。
【0012】
従って、このような異常を検出する異常検出手段及びリトライ運転手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができるばかりでなく、センサの故障の原因となっていたゴミ等を除去することができる。
【0013】
請求項3記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを停止するポンプ停止手段とを具備したことを特徴とする。
【0014】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにし、ポンプを強制的に停止させるようにしている。
【0015】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【0016】
さらに、このような場合には、ポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
請求項4記載の自動給水装置は、請求項1ないし請求項3記載のうちいずれか一記載の自動給水装置の異常検出手段は、最初に異常が検出されてから設定時間経過後に異常と判定することを特徴とする。
【0017】
このように、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量検出手段あるいは圧力検出手段から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は自動給水装置の全体構成図である。図1において、11は井戸である。この井戸11には水12が貯められている。
【0019】
この井戸11の水12に浸るように、給水管13の一端が設置されている。
この給水管13の他端はチェックバルブ14を介してポンプ15の吸込み口に接続される。
【0020】
このポンプ15の回転はモ−タ15mにより制御される。
このモ−タ15mの運転周波数は制御部16内のインバ−タ(可変速運転手段)16bにより制御される。
【0021】
また、このポンプ15の吐出口には、流量センサ(FS)17が介装された給水配管18が接続される。この流量センサ17によりポンプ15の吐出口から排出される流量Iが検出される。
【0022】
給水配管18において、流量センサ17の下流位置には圧力タンク19が接続されている。
さらに、給水配管18に圧力タンク19が接続されている位置よりさらに下流位置に圧力センサ(PS)20が接続される。この圧力センサ20によりポンプ15の吐出圧力Pが検出される。
【0023】
ところで、制御部16はCPU16a及びインバ−タ16bを中心に構成されている。
インバータ16bはモータ15mに周波数がfmin 〜fmax まで変化する運転信号を出力している。
【0024】
また、インバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数は、出力周波数検出手段として出力周波数検出部16cにより検出される。
さらに、制御部16には、流量センサ17で検出された流量Iが設定流量Io以上と判断し、出力周波数検出部16cで検出されたインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数が最低周波数の場合には、警報を発する警報器16dが接続されている。
【0025】
なお、16eは時刻を計時するためのタイマである。
次に、上記のように構成された本発明の第1の実施の形態の動作について説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる(目標圧力一定運転手段)(ステップS1)。この目標圧力一定運転とは、給水配管18に設置されている圧力センサ20で検出された吐出圧力Pが目標圧力Ptとなるようにインバータ16bの運転周波数を制御することをいう。
【0026】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ17によりポンプ15から吐出される流量Iが検出される(ステップS2)。
そして、この流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上てあるかが判定される(ステップS3)。
【0027】
このステップS3の判定で「YES」と判定された場合には、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが検出される(ステップS4)。
【0028】
そして、出力周波数検出部16cにおいて検出された出力周波数fが最低周波数fmin であるかが判定される(ステップS5)。
このステップS5の判定で「YES」と判定された場合された場合には、流量センサ17あるいは圧力センサ20が異常であると判定する(ステップS6)。
【0029】
そして、リトライ運転を行なう(リトライ運転手段)(ステップS7)。このリトライ運転とは、瞬時にポンプ15の運転を停止し、再度運転を開始することをいう。
【0030】
具体的には、インバータ16bからモータ15mに出力する運転電流を制御することにより行なっている。
なお、ステップS3ああるいはS5において、「NO」と判定された場合には、前述したステップS2の処理に戻る。
【0031】
以上のように、流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上であると判定され、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが最低周波数fmin であると判定された場合には、流量センサ17あるいは圧力センサ20が故障していると判断し、ポンプ15を瞬時に停止させて、運転を再開させることにより、例えば、流量センサ17のフロートにゴミが引っかかっていたのを除去することができる。
【0032】
このようにして、流量センサ17の誤作動をなくすことができる。
次に、本発明の第2の実施の形態の動作について図3のフロ−チャ−トを参照して説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる(目標圧力一定運転手段)(ステップS11)。この目標圧力一定運転とは、給水配管18に設置されている圧力センサ20で検出された吐出圧力Pが目標圧力Ptとなるようにインバータ16bの運転周波数を制御することをいう。
【0033】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ17によりポンプ15から吐出される流量Iが検出される(ステップS12)。
そして、この流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上てあるかが判定される(ステップS13)。
【0034】
このステップS13の判定で「YES」と判定された場合には、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが検出される(ステップS14)。
【0035】
そして、出力周波数検出部16cにおいて検出された出力周波数fが最低周波数fmin であるかが判定される(ステップS15)。
このステップS15の判定で「YES」と判定された場合された場合には、タイマ16eの計時動作が開始される。このタイマ16eにより設定時間Toが経過されたかが判定される(ステップS16)。
【0036】
つまり、このステップS16の判定で「NO」と判定されている間は、
ステップS12以降の処理が繰り返し行なわれる。
そして、最初にステップS15で「YES」と判定されてから設定時間経過すると、ステップS16で「YES」と判定されて、流量センサ17あるいは圧力センサ20が故障していると判断する(ステップS17)。
【0037】
そして、ポンプ15を強制的に停止させて(ポンプ停止手段)、警報器16dを作動させて警報器16dから警報を発する処理がなされる(ステップS18)。
【0038】
なお、ステップS13あるいはS15において、「NO」と判定された場合には、前述したステップS12の処理に戻る。
以上のように、流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上であると判定され、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが最低周波数fmin であると判定されてから設定時間Toが経過してから、流量センサ17あるいは圧力センサ20が故障していると判断し、ポンプ15を強制的に停止させて、警報を警報器16dから出力するようにしている。
【0039】
このように、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量センサ17あるいは圧力センサ20から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【0040】
次に、本発明の第3の実施の形態の動作について図4のフロ−チャ−トを参照して説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる(目標圧力一定運転手段)(ステップS31)。この目標圧力一定運転とは、給水配管18に設置されている圧力センサ20で検出された吐出圧力Pが目標圧力Ptとなるようにインバータ16bの運転周波数を制御することをいう。
【0041】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ17によりポンプ15から吐出される流量Iが検出される(ステップS32)。
そして、この流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上てあるかが判定される(ステップS33)。
【0042】
このステップS3の判定で「YES」と判定された場合には、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが検出される(ステップS34)。
【0043】
そして、出力周波数検出部16cにおいて検出された出力周波数fが最低周波数fmin であるかが判定される(ステップS35)。
このステップS35の判定で「YES」と判定された場合された場合には、流量センサ17あるいは圧力センサ20が異常であると判定する(ステップS36)。
【0044】
そして、ポンプ15を強制的に停止させる(ポンプ停止手段)(ステップS37)。
なお、ステップS3あるいはS35において、「NO」と判定された場合には、前述したステップS22の処理に戻る。
【0045】
以上のように、流量センサ17で検出される流量Iが設定流量Io以上であると判定され、出力周波数検出部16cにおいてインバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の出力周波数fが最低周波数fmin であると判定された場合には、流量センサ17ああるいは圧力センサ20が故障していると判断し、ポンプ15を強制的に停止させている。
このようにポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
【0046】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにしている。
【0047】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【0048】
請求項2記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と異常判定手段により判定し、異常判定手段により流量検出手段あるいは圧力検出手段が異常と判定された場合には、リトライ運転手段によりポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするようにしている。
【0049】
このため、流量検出手段としてフロート式の流量センサを用いているような場合に、その流量センサのフロートにゴミ等が引っかかって、間違って流量検出手段で検出される流量が設定流量以上であると判定し、リトライ運転することにより、そのゴミを除去するようにしている。
【0050】
従って、このような異常を検出する異常検出手段及びリトライ運転手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができるばかりでなく、センサの故障の原因となっていたゴミ等を除去することができる。
【0051】
請求項3記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにし、ポンプを強制的に停止させるようにしている。
【0052】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【0053】
さらに、このような場合には、ポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
請求項4記載の発明によれば、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量検出手段あるいは圧力検出手段から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる自動給水装置の全体構成を示す図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【図3】本発明の第2の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【図4】本発明の第3の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
11…井戸、
12…水、
13…給水管、
14…チェックバルブ、
15…ポンプ、
15m…モータ、
16…制御部、
17…流量センサ、
18…給水配管、
19…圧力タンク、
20…圧力センサ。
Claims (4)
- ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、
この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするリトライ運転手段を具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、
この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを停止するポンプ停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - 上記異常検出手段は、最初に異常が検出されてから設定時間経過後に異常と判定することを特徴とする請求項1ないし請求項3記載のうちいずれか一記載の自動給水装置。
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