JPH0755614Y2 - 水位制御装置 - Google Patents

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10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10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10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） 上記問題点を解決するため、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、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し、予め設定された設
定時間経過後にその設定時間に比べて極短い一定時間だ
け所定の信号を継続するタイマーを有し、ポンプ手段停
止後に前記設定時間が経過すれば、水位が上限水位にい
たらなくても、前記ポンプ手段を駆動して排水を開始
し、前記タイマーが所定の信号を継続している間に水位
が下限水位まで下がらない場合には前記下限水位検出手
段による検知信号があるまで前記排水を継続し、前記タ
イマーが所定の信号を継続している間に前記下限水位検
出手段による検知信号がある場合には前記タイマーが所
定の信号を継続している間前記排水を継続するようにし
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）下限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）下限水位以下のままタイマーの所定設定時間を経
過したとき。

従って、液槽の水位が中間水位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乃至第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の上部に取付けた上限水位検出用フロートスイ
ッチ、15は水中ポンプ12の下部に取付けた下限水位検出
用フロートスイッチで、それぞれ該フロートスイッチ14
・15の傾動により開閉動作する上限水位スイッチ14a下
限水位スイッチ15aを内蔵し、該スイッチ14a・15a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が自重で下向きに垂れ下ることにより閉
じ、該フロートスイッチ14・15がそれぞれの水位に達し
浮上して上向きになったときに開くようになっている。
第１図には、前記スイッチ14aが閉から開に変化する水
位を上限水位HL、前記スイッチ15aが開から閉に変化す
る水位を下限水位LLとして示してある。

16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17を水中ポンプ12の上箱蓋12dに内蔵した制御回
路18に接続し、電動機12aへの給電および２個のフロー
トスイッチ14・15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18の状態を示す。前記制御回
路18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。19は変圧器
で、１次巻線19aを前記電源ACのＲ・Ｔ相間に接続し、
２次巻線19bには前記上限水位スイッチ14aと下限水位ス
イッチ15aとリレー20を直列に接続してある。20a・20b
は電源ACのＳ相およびＴ相に介在させた前記リレー20の
常閉切換接点で、切換接点20aより電源AC側のＳ側と切
換接点20bの開側端子との間にタイマー21を接続してあ
る。20cは自己保持回路を形成するために前記スイッチ1
5aと並列に接続した前記リレー20の常開接点、21aは前
記スイッチ14a・15aおよびリレー20と直列に接続した前
記タイマー21の限時動作且つ限時復帰形常閉接点であ
る。前記タイマー21には所定設定時間ｔを設定してあ
り、タイマー21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閉接点21aを開き、数秒
後に自動的に閉じるようにしてある。

次に作用につき説明する。第９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18の作動を第２乃至第８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L2とする。
このとき、制御回路18は第２図の状態になっている。即
ち、上限水位・下限水位検出用フロートスイッチ14・15
がいずれも自重で下向きに垂下り、スイッチ14a・15a共
閉じ、リレー20が励磁し、これに伴い切換接点20a・20b
が開き、電動機12aは駆動を停止している。また、切換
接点20bがタイマー21側に切換ることにより、タイマー2
1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21の常閉接点21aは閉状態を維持している。

〔Ｉ〕タイマー21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L2→L3→L4）の場合。

下限水位LLにおける初期の水位L2から増水し、上限水位
HLまでの水位L3では、下限水位検出用フロートスイッチ
15のみが上向きに浮上してスイッチ15aが開くが、スイ
ッチ14a、常開接点20aおよび常閉タイマー接点21aは閉
のままであるため、リレー20は励磁している（第３図の
状態）。そして、水位が上限水位HLの水位L4に達する
と、タイマー21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を開くため、リレー20が消磁する。従って、切換
接点20a・20b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４図の状態）。このと
き、常開接点20cも開いてリレー20の自己保持回路を開
放する。またタイマー21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
L5）、上限水位スイッチ14aが閉じるものの第５図に示
すように、スイッチ15aの開状態と前記自己保持回路の
開放によりリレー20は消磁状態を維持し、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L2a
まで下がると、下限水位検出用フロートスイッチ15が自
重で下向きに垂下り、スイッチ15aが閉じるため、リレ
ー20が励磁する。従って、第２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21が始動する。

〔II〕下限水位LLを越え上限水位HLに達するまでの間に
タイマー22の所定設時間ｔが経過する水位変動パターン
（水位L2→L3→L6）の場合。

水位L2→L3の増水に伴い制御回路の状態は、前記〔Ｉ〕
で述べた通り、第２図，第３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L6で所定設定時間ｔが
経過すると、第３図においてタイマー21の接点21aが限
時動作として開くため、リレー20が消磁し、第６図の状
態となり、水中ポンプ12は稼働する。前記タイマー接点
21aは既述の通り限時動作として一旦開くが、数秒後に
は限時復帰動作として閉じる（第７図の状態）。この接
点21aの閉復帰に際しても下限水位スイッチ15a・常開接
点20c共開状態にあるため、リレー20は励磁されない。
また、水中ポンプ12の稼働により減水して水位が下限水
位LLの水位L2bまで下がると、スイッチ15aが閉じてリレ
ー20が励磁し第２図の初期の状態に戻る。

〔III〕下限水位LL以下のままタイマー21の所定設定時
間ｔを経過する水位変動パターン（水位L2→L8）。

この水位変動パターンは、下限水位LLの初期水位L2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15が上向きに浮上しない水位L8で所
定設定時間ｔを経過したときは、第２図の状態からタイ
マー21の常閉接点21aのみが限時動作として開く。従っ
て、リレー20が消磁し、水中ポンプ12は一旦稼働する
（第８図の状態）。しかし、前記タイマー接点21aは限
時動作による開成時から数秒後に限時復帰動作として閉
復帰し第２図の初期状態に戻るため、前述水中ポンプ12
の稼働は数秒の極く短時間で稼働を停止する。

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が下向きに垂
下っているとき、それぞれのスイッチ14a・15aが閉じて
いるような常閉スイッチとしたが、回路構成を多少変更
することにより常開スイッチを採用することも可能であ
る。また、前記制御回路18は水中ポンプ12に内蔵した
が、陸上の電源盤16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18はリレー20、タ
イマー21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、液槽内の
水位が上昇して上限水位に達したときは、上限水位検出
手段の検知信号によりポンプ手段による排水を開始して
液槽からの溢水を防止し、当該排水による水位が低下し
て下限水位以下になったときに下限水位検出手段からの
検知信号によりポンプ手段による排水を停止する。さら
に、当該ポンプの停止時から計時を開始するタイマーの
働きにより、予め設定された設定時間を経過すれば、水
位が上限に達していなくても排水を開始し、水位に応じ
て、下限水位検出手段によって水位が検出されるまで、
もしくは極短い一定の時間だけ強制的に排水を続けるこ
とができるので、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９図は本考案の一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乃至第８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９図は水位変動チャートで
ある。第10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はそれぞれ上限水位・下限水位検出用フロートスイッ
チ、14a・15aはそれぞれ上限水位スイッチ・下限水位ス
イッチ、20はリレー、21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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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、 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
   して計時を開始し、予め設定された設定時間経過後にそ
   の設定時間に比べて極短い一定時間だけ所定の信号を継
   続するタイマーを有し、ポンプ手段停止後に前記設定時
   間が経過すれば、水位が上限水位にいたらなくても、前
   記ポンプ手段を駆動して排水を開始し、前記タイマーが
   所定の信号を継続している間に水位が下限水位まで下が
   らない場合には前記下限水位検出手段による検知信号が
   あるまで前記排水を継続し、前記タイマーが所定の信号
   を継続している間に前記下限水位検出手段による検知信
   号がある場合には前記タイマーが所定の信号を継続して
   いる間前記排水を継続するようにしたことを特徴とする
   水位制御装置。