JPS63286902A - 自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、自動制御装置に関し、例えば、揚水ポンプ等
の駆動装置の駆動を自動制御する自動制御装置に関する
。

口、従来技術 マンション等の集合住宅やビルディング内への給水は、
一般に、地下に設けられた受水°槽から屋上に設けられ
た高架水槽へ揚水ポンプ（以下、単にポンプと呼ぶ）に
よって水を汲み上げ、高架水槽中に貯えられた水を高低
差による水圧を利用して各階に再給水する方式が採られ
ている。

通常、ポンプはポンプ室内に２台設置されていて、２台
のポンプを交互に使用して上記の揚水を行っている。即
ち、高架水槽中には低水位を検知するセンサと高水位を
検知するセンサとが配置され、高架水槽中の水が使用に
よって所定水位迄減少すると低水位検知センサがこれを
検知して第一のポンプを駆動させ、揚水する。高架水槽
中の水が揚水によって所定水位迄増加すると高水位検知
センサがこれを検知して第一のポンプを停止させ、揚水
が停止する。高架水槽水の水が再び所定水位迄減少する
と、上記と同様にして第二のポンプが駆動して揚水する
。このようにして、第一のポンプ、第二のポンプ、第一
のポンプ、第二のポンプ、・・・・・・・・・の順序で
自動的に切替えて両ポンプを交互に使用する。このよう
な方式を採る理由は、１台のポンプに頼っていては、ポ
ンプに異状が生じたときに揚水不能になって直ちに断水
に至ることと、ポンプを酷使してその寿命を短くするこ
とによる。

従来では、駆動中のポンプに異状が起こって揚水が止ま
り、高架水槽中で水が前記低水位検知センサの水位より
も更に減少すると、これを検知して警報を出すようにし
ていて、この警報によって、マンションにあっては管理
人又は管理組合の担当役員が、ビルディングにあっては
担当係員が異状減水状態を知り、ポンプ室に入って駆動
中のポンプを停止させ、別のポンプに切替えて揚水を開
始するようにし、断水に至るのを防止している。また、
満水時にポンプが駆動を続け、高架水槽から溢水する場
合も同様である。これらの作業は手動によっている。

このような従来の方式では、異状が生じたポンプを人手
によって停止させているので、例えばマンションで深夜
に上記の事態が発生すると、これに誰も気付かず、異状
が生じたポンプが揚水していないにも拘わらず長時間駆
動を続けることになったり、不必要に揚水して水や電力
を無駄にすることになる。ポンプが揚水不能になる原因
としては、グランドバッキングの弛みや逆止弁の故障等
によってポンプ中に空気が入って水圧が昇らなくなるこ
とによるケースが最も多く、特にポンプが停止している
ときにこのポンプ中に空気が入って駆動開始時に上記の
事態になることが多い。このような状態でポンプの駆動
を続けると、ポンプ中の水が掻回されて摩擦によって昇
温し、やがて沸騰するに至り、ポンプは大修理せねばな
らな（なったりすることがある。停止すべきポンプが停
止せずに￥ＩＡ動を続ける原因は、電気系統の故障によ
ることが多い。

このような問題は、揚水用のポンプ以外のポンプ、例え
ば排水ポンプ、その他の駆動装置についても同様に存す
る。

ハ０発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
複数の駆動装置のうちの異状が生じた駆動装置を停止さ
せ、他の駆動装置のみを駆動させるようにして、常に有
効な駆動が保証され、異状を生じた駆動装置が大修理の
必要や修理不能に至るのを防止する自動制御装置を提供
することを目的としている。

二３発明の構成 即ち、本発明は、複数の駆動装置を交互に駆動させる自
動制御装置に於いて、前記複数の駆動装置の異状を検知
する検知手段を有し、この検知結果に基づく信号によっ
て、異状が発生した駆動装置を停止させて他の駆動装置
を自動的に駆動させかつその後は前記他の駆動装置のみ
を駆動させる自動切替え手段を具備する自動制御装置に
係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

この例は、マンションやビルディングで受水槽から高架
水槽へ揚水するポンプの制御に本発明を適用した例であ
る。

最初に、高架水槽での水位を検知してポンプを駆動又は
停止する機構について説明する。

第６図はフロートなしスイッチ（商品名６１Ｆ立石電機
社製）を使用した一例を示す。但し、ボン篩盤２中のリ
レーを作動させ、ポンプＰの駆動用モータＭを駆動又は
停止させる。

水面がＥ２に達すると（Ｕ２動作表示“ＯＮ”）ポンプ
Ｐは停止し、Ｅ３以下になると（Ｕ２動作表示“ＯＦＦ
”）始動する。このようにして正常な場合は高架水槽８
中の水面はＥ２とＥ３との間にある。何等かの事故で水
面がＥ１迄上ると（Ｕｔ動作表示“ＯＮ”）上限表示ラ
ンプが点灯し、Ｅ４以下になると（Ｕ３動作表示“ＯＦ
Ｆ”）下限表示ランプが点灯し、夫々警報を出す。（破
線で示す７ａとコンタクタのコイル端子との間の配線は
、排水ポンプ使用の場合の配線で、この場合はＴｂは接
続しない。） 第１図は高架水槽減水時の自動制御装置の作動を説明す
るためのフローチャート、第２図は高架水槽満水時の自
動制御装置の作動を説明するためのフローチャートであ
る。

減水時には、第１図の左側部分に示すように、ポンプ起
動後１０秒経過したとき圧力スイッチがポンプから吐出
する水の水圧を確認し、所定の水圧に達していると、正
常と判断して自動交互運転がなされる。ポンプ内に空気
が入ったりして所定の水圧に達しないときは、圧力スイ
ッチが異状と判断してそのポンプを停止させ、１０秒後
に他のポンプに切替えてそのポンプを起動する。次いで
８０秒以内に切替えられたポンプから吐出する水の水圧
を圧力スイッチが確認し、所定の圧力に達していればこ
のポンプは正常と判断してこのポンプのみの自動単独運
転に切替える。切替えられたポンプから吐出する水の圧
力が所定の圧力に達していない場合は、このポンプも異
状であると判断してこのポンプを停止し、断水子告の＄
９１を出す。

また、第１図右側部分に示すように、第６図で説明した
フロートなしスイッチは、ポンプ運転中に減水を表示す
る減水ランプが点灯した場合は、異状と判断して１０秒
後にそのポンプを停止し、更に１０秒後に他のポンプに
切替える。切替えられたポンプを起動してから８０秒以
上経過しても減水灯が点灯した侭であれば、このポンプ
も異状であると判断してポンプを停止し、断水子告の警
報を出す。減水時に減水ランプが点灯してこれを表示す
るほか、満水、ポンプ停止、ポンプ切替え完了、断水子
告は夫々のランプがこれらを表示するようにしである。

満水時には、第２図に示すように、ポンプ運転中に満水
ランプが点灯すると１０秒後にポンプが停止する。

その後満水ランプが消灯すると、数十分〜数時間後に高
架水槽中の水が使用によって減少し、減水ランプが点灯
する。それから１０秒後にポンプが起動し、減水ランプ
が消灯すると高架水槽に水が゛貯えられてやがて始めの
満水ランプ点灯の状態に戻る。ポンプ起動後８０秒を経
過しても減水ランプが点灯している場合は異状発生と判
断してポンプを停止させ、１０秒後にポンプ切替えを行
い、切替えられたポンプを起動させる。減水ランプが消
灯し、高架水槽中に水が十分に貯えられると満水ランプ
が点灯し、元の状態に戻る。

ポンプ運転中に満水ランプが点灯し、１０秒後にポンプ
が停止しても満水ランプが点灯した侭である場合には、
数十分〜数時間で高架水槽中の水が使用によって減少し
、減水ランプが点灯する。このとき、満水ランプは点灯
した侭である。減水ランプ点灯後１０秒経過するとポン
プが起動する。減水ランプが消灯すれば１０〜３０分後
に始めのポンプ停止の状態に戻る。ポンプ起動後８０秒
経過しても減水ランプが点灯した侭であればポンプに異
状が発生したと判断してポンプを停止する。１０秒後に
ポンプ切替えを行い、切替えられたポンプを起動する。

減水ランプが消灯すると、１０〜３０分後にポンプが停
止し、初めのポンプ停止の状態に戻る。

上記いずれの場合も、ポンプ切替え後、切替えられたポ
ンプが起動して８０秒以上経過してもなお減水ランプが
点灯している場合は、切替゛えられたポンプも異状であ
ると判断し、このポンプを停止して断水子告の警報を出
す。

第３図は第１図、第２図のフローチャートで示した自動
制御を行わせるための制御装置の回路図である。第４図
は上記制御装置を示し、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ
）は内部正面図、同図（Ｃ）は同図（ｂｌのＩＶｃ−Ｉ
Ｖｃ線矢視概略断面図である。なお、各構成部分につい
ては、同じ符号を付して表しである。

第３図は第６図に示したフロートなしスイッチ（６１Ｆ
　）に接続するための指針として使用できるように作成
したものであって、符号は例を挙げると次のものを表し
ている。但しｎは正の整数である。

ＲＯ，Ｓｏ　：　Ｒ相、Ｓ相　ＡＣ２００ＶＯ：端子台
及び端子名 Ｃ ◎：端子台及び端子名（既設制御盤） ■：配線接続及び接続番号 ０　：リレー Ｏ：警報取出リレー Ｏ：タイマ Ｊ−Ｏｏ−ｓ：ａ接点（通常開いている）←１ＤＨ，ｂ
接点（通常開じている） □：既設配線 一一−−−−−−−−−：現場配線 Ｈ１、：ハイロー　　　　　　（高架水槽減水）Ｈｌｌ
：ハイハイ　　　　　　　　（／／　　　満水）ＰＣ：
ポンプコントロール　（ポンプ制御）ＣＦ：チェンジフ
イニソシュ（切替完了）ＬＷ：ラソクオブウォーター（
水不足−断水予告）ＣＪ：コンタクトジヨイント（接点
接続−接点溶着）ＢＳ：ベルストップ　　　　（ベル停
止）ＰＳ：プレソシャースイノチ（圧カスイ・ノチ）ｐ
ｃ：ポンプオペレート　　　（ポンプ作動）圧力スイッ
チ（第３図に圧力ＳＷで示す）は、ポンプから吐出され
る水の圧力が所定の圧力に達していれば“ＯＦＦ”とな
り、これが所定の圧力に達していないときは“ＯＮ”と
なるようになっていて、第１図のフローチャートで説明
したように、圧力スイッチ（圧力ＳＷ）がＯＮ”のとき
は信号が送られ、制御装置はこの信号に基づいてポンプ
を停止するようにしである。

Ｗ？ｌａ取出しリレーＯは、電話回線を介してこの揚水
装置全体の管理を委託された管理会社に接続させ、警報
発生の都度その内容を知らせるようにし、その状況に応
じて管理会社は技術者を現地に出張させて適宜の処置を
採るようにするために設けたものである。

第４図（ｂ）中の１０は各タイマ、リレーの接続用端子
である。

程を例に挙げて第３図の回路図の各部の作動を説明する
と、以下の通りである。

５＜ポンプ作動確認リレーＯが作 動）の状態で、何らかの原因でポンプが空転し続け、減
水警報が発生して岡ＩＥＦ（減水リレーＯが作動）する
と、Ｒ相より接点Ｉ’ｌｌ、切替スイッチＲ８、Ｒ２を
経て減水タイマＯ（１０秒）がカウントて既設ベル等を
停止させる。減水点灯後１０秒で減水タイマ■が作動し
、減水時減水確認リレーＯが作動スル（接点Ｒ８−Ｒ２
−′ｒ１−Ｒ１２−Ｒ７−＠）　＞。

中のポンプを停止する国Ｉ７璽叫　。

減水時減水ｇ１認リレーＯ及びポンプ停止リレー００作
動状況で交互リレー電源解除リレーＯが作動する（接点
Ｒ４−Ｒ５−＠）。交互リレー電源解除リレーＯはＲ６
ａ接点で自己保持される。

交互リレー電源解除リレーＯは交互リレー制御配線のＲ
６ｂ接点を開いて既設交互リレーの電源回路を断つ。ま
た、切替タイマ０　（５秒）がカウントを開始する（接
点Ｒ８−Ｉ？２−Ｒ６−（９＞。５秒後に切替タイマＯ
が作動し、交互リレー作動のリレー０のリレーが作動す
る（接点Ｒ６−Ｔｔ→０）。

交互リレー作動のリレーＯはＲＴａ接点で自己保持され
る。交互リレー作動のリレーＯは、交互リレー制御配線
のＲ７ａ接点を閉じ、新たに既設交互リレーに通電する
区］＝７１０１２ 次に、交互リレー作動のリレー０は減水時減水確認リレ
ーＯを復帰させる（Ｒ７ｂ接点が開く）。

減水時減水確認リレーＯはポンプ停止りレー０を復帰さ
せる（Ｒ４ａ接点が復帰）。従って、ポンプ制御配線の
Ｒ５ｂ接点が復帰し、ポンプが起動する罰］＝テｊロ圀
・ 次に、交互リレー作動のリレー０は減水継続タイマ（Ｑ
　　（８０秒）のカウントを開始させる（接点Ｒ８−Ｒ
７−Ｒ２−Ｒ１４−（ｆｊ　＞。交互リレー作動のリレ
ー０の作動後８０秒以内に減水点灯がｆ＆帰し四玉囚団
（切替えられたポンプが正常であるため）、減水リレー
Ｏが復帰する。

減水リレー０の復帰は減水継続タイマ０を復帰させる。

従って、ポンプは運転を継続するせ、この制御は完了す
る。

この制御過程で、減水リレーＯ、ポンプ停止リレー０は
警報信号として無電圧ａ接点Ｒ２、Ｒ５を夫々間じる。

減水リレーＯ、ポンプ停止リレ警報信号としてＲ７ａ接
点を人為的に復帰させる迄は閉じ続ける。

第５図は２台のポンプを設置したポンプ室内を示す。ポ
ンプＰ１、Ｐ２は、夫々配管３を介してフードバルブＦ
ＶＩ、ＦＶ２に接続し、フードバルブＦＶＩ、ＦＶ２は
ポンプ室下に設けられた受水槽９中の水中に位置してい
る。ポンプＰ１、Ｐ２はモータＭ１、Ｍ２によって夫々
駆動され、前述したように交互に駆動するようにしであ
る。ポンプＰ１又はＰ２から吐出する水は、逆止弁４、
玉形弁５、配管６を経由して図示しない高架水槽に送ら
れるようになっている。

ポンプＰ１、Ｐ２の吐出口には圧力計ＰＣＩ、ＰＯ２と
圧力スイッチＰＳＩ、ＰＳ２とが夫々並列に取付けであ
る。前述したように、圧力スイツチＰＳ１、ＰＳ２は、
夫々のポンプから吐出される水の圧力が所定の圧力に達
すると“ＯＮ”になり、これが所定の圧力に達しないと
きは”ＯＦＦ″になるようになっていて、ポンプ駆動中
又はポンプ起動から７０秒経過して圧力スイツチＰＳＩ
、ＰＳ２が“ＯＮ”のときは制御装置に信号が送られ、
制御装置はこの信号に基づいてポンプＰ１又はＰ２を停
止するようにしである。

また、受水槽９への給水側には、受水槽９中のポールタ
ップ１２を正確に操作させるための走水弁１１が設けで
ある。図中、１は自動制御装置本体、２は第６図の制御
盤である。

警報が発せられると、これを知った管理人、管理組合の
担当役員又は管理会社から出張して来た技術者がポンプ
室内に入り、適宜の処置を施ずのであるが、それ迄は異
状が生じたポンプは使用されず、健全なポンプだけが駆
動しているので、異状が生じたポンプがダメージを受け
ることなく゛、２台のポンプの双方が異状を起こさない
限り断水に至ることもない。また、健全なポンプだけが
駆動している間になるべく早期に異状が生じたポンプに
適宜の処理を施すことにより、安全かつ確実に給水を行
うことができる。

なお、ポンプから吐出される水が所定の圧力に達すると
ポンプ駆動用モータには負荷が掛かって電流が大きくな
り、上記の水が所定の圧力に達していないと上記モータ
の負荷が小さく電流も小さい。従って、圧力スイッチに
よる異状検知に替えて、又はこれと併せて、ポンプ駆動
用モータに流れる電流の大小によってポンプが正常であ
るか異状であるかを判断するようにすることもできる。

また、ポンプが駆動しているにも拘わらず受水槽中の水
の水位が異状に低下する（第６図のＥ４以下）ことによ
ってポンプの異状を検知するようにすることも可能であ
る。

本例の自動制御装置は、給水のためのほか、排水装置に
も通用可能である。受水槽への水源からの給水でボール
タップが故障し、受水槽から水が溢れることがある。ま
た、水洗便所用の浄化槽を使用している場合は、浄化槽
から浄化されて排出する水をポンプによって下水道に送
るのであるが、このポンプに異状が生じた場合は、ポン
プが水中に潜るようになってポンプは甚だしいダメージ
を受けることとなる。また、多数の店舗が入っている地
下街でも発生する排水をポンプによって下水道に送らね
ばならず、ポンプに異状が生じた場合は上記と同様の事
態となる。これらのための排水用ポンプも２台設置して
交互に運転するようにしているが、本発明に基づく自動
制御装置を使用することにより、健全なポンプのみを駆
動させて安全かつ確実に排水を遂行することができる。

本発明に基づく自動制御装置は、上記の揚水用ポンプ、
排水用ポンプのほか、圧縮用ポンプ等の他のポンプ、或
いは各種内燃機関その他の駆動装置を２台設置し、これ
らを交互に駆動させる自動制御装置に適用できる。これ
ら駆動装置の異状の検知に°は、正常、異状によって異
なる値を示す適宜の特性値を検知するようにする。また
、駆動装置は２台のほか、３台又はそれ以上を使用する
ようにしても良い。

へ１発明の詳細 な説明したように、本発明は、交互に駆動させる駆動装
置の異状を検知し、この検知結果に基づく信号によって
異状が発生した駆動装置を停止させ、自動的に他の駆動
装置のみを駆動するようにしているので、異状が発生し
た駆動装置がその線駆動を続けることがない。その結果
、異状が発生した駆動装置が長時間の駆動によって大き
なダメージを受けることがなく、簡単な処置によって正
常に復することができる。また、自動的に上記化の駆動
装置のみを駆動させることにより、駆動の目的が安全か
つ確実に遂行される。

■９図面の簡ｒｒ！な説明 図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は減水時の自動制御装置の作動を示すフローチャ
ート、 第２図は満水時の自動制御装置の作動を示すフローチャ
ート、 第３図は自動制御装置の回路図、 第４図は自動制御装置を示し、同図（ａ）は正面図、同
図山）は内部正面図、同図（Ｃ）は同図（ｂＪのＩＶｃ
　−■ｃ線矢視断面図、 第５図はポンプ室内部の斜視図、 第６図は自動制御装置と組合わせて使用するポンプ駆動
停止機構の概略図 である。

なお、図面に示された符号に於いて、 １・・・・・・・・・自動制御装置 ２・・・・・・・・・ポンプ駆動停止制御盤７・・・・
・・・・・水位検知センサ ８・・・・・・・・・高架水槽 ９・・・・・・・・・受水槽 Ｐ、Ｐｉ、Ｐ２・・・・・・・・・揚水ポンプＭ、Ｍｌ
、Ｍ２・・・・・・・・・モータＰＳＩ、ＰＳ２・・・
・・・・・・圧力スイツチＰＣＩ、ＰＯ２・・・・・・
・・・圧力計ＦＶＩ、ＦＶ２・・・・・・・・・フート
弁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の駆動装置を交互に駆動させる自動制御装置に
   於いて、前記複数の駆動装置の異状を検知する検知手段
   を有し、この検知結果に基づく信号によって、異状が発
   生した駆動装置を停止させて他の駆動装置を自動的に駆
   動させ、かつその後は前記他の駆動装置のみを駆動させ
   る自動切替え手段を具備する自動制御装置。