(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水槽から排水する水中ポンプと、前記水中ポンプの空運転を検出する空運転センサーと、前記空運転センサーからの検出信号によって前記水中ポンプの起動と停止を行う制御部とからなり、排水槽水位を予め決められた設定範囲に保持するため、前記制御部は前記水中ポンプを一定周期毎に起動し、前記空運転センサー検出信号によって前記水中ポンプを停止する水中ポンプの運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家庭からの汚水を一次ためる汚水槽や工事中の出水場所などの排水すべき槽すなわち排水槽の水位を排水槽に水中ポンプを設置し、この運転と停止を制御することによって、予め設定された水位の範囲内にするように制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、図４に基づいて、従来の、排水槽に用いる水中ポンプの運転制御装置について説明する。図において、水中ポンプの運転制御装置４２ａは制御部４２ｂと水中ポンプ４２ｃと運転開始センサー４２ｆと運転停止センサー４２ｇからなり、排水槽４１に、設置される。排水の流れ４４ａは、排水が流入口４４ｂから水中ポンプ４２ｃの吸水口４２ｄから吸い上げられ放出口４４ｃから排水槽４１の外部に放出する、流れである。
【０００３】
排水水位４３ａが運転開始水水位４３ｂになると運転開始センサー４２ｆが検出し、制御部４２ｂは水中ポンプ４２ｃを駆動する。排水水位４３ａが運転停止水位４３ｃになると運転停止センサーが検出し、制御部４２ｂは水中ポンプ４２ｃの運転を停止する。上述のごとく、水中ポンプの運転制御装置４２ａの制御部４２ｂは、運転開始センサー４２ｆと運転停止センサー４２ｇの検出信号を受けとって水中ポンプ４２ｃの起動と停止を行い、排水槽４１の排水水位４３ａを、予め、設定された範囲内に制御する。
【０００４】
このように水位センサーを用いて水中ポンプの運転を制御する技術が知られている。
（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１ー１５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に述べた従来の水位センサーを用いた水中ポンプの運転制御装置では、排水がゴミやヨゴレの程度によって様々な形質をとるため、水位センサーの検出不良が多発し制御不能が発生する。この結果、水中ポンプが故障することもある。
【０００７】
本発明は、このような従来の装置が有している問題を解決しょうとするものであり、安定した水中ポンプの運転制御装置を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の水中ポンプの制御装置は制御部と水中ポンプと空運転センサーを有する。すなわち、本発明の水中ポンプの運転制御装置は水位センサーをなくし、かわりに空運転センサーを用いて、水中ポンプの起動、停止を行い、排水槽の水位を、予め、設定された範囲内に制御する。
【発明の効果】
【０００９】
空運転センサーは水位センサーに比べ、はるかに安定している。
【００１０】
本発明の水中ポンプの運転制御装置は上述の空運転センサーの検出信号を用いて水中ポンプの運転制御を行うので安価で安定した制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における水中ポンプの運転制御装置の概要図
【図２】同水中ポンプの運転制御装置の動作を説明するためのタイムチャート
【図３】同水中ポンプの運転制御装置の動作を示すフローチャート
【図４】従来の水位センサーを用いた水中ポンプの運転制御装置の概要図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１から３に基づいて説明する。
【００１３】
図１において、家庭からの汚水を一時的にためる汚水槽や工事中の出水場所など、の排水すべき槽すなわち排水槽１１から排水する水中ポンプ１２ｃと，水中ポンプ１２ｃの空運転を検出する空運転センサー１２ｄと、空運転センサー１２ｄからの検出信号によって水中ポンプ１２ｃの起動と停止を行う制御部１２ｂとからなる水中ポンプの運転制御装置１２ａが、排水槽１１に配置される。
【００１４】
空運転センサー１２ｄは、水中ポンプ１２ｃの運転状態の音、回転数、電流などに基づいて通常運転状態か空運転状態かを検出する。水中ポンプ１２ｃの空運転状態と通常運転状態では、空運転状態の方が、音が高く、回転数が早く、電流値が小さい。これは水中ポンプ１２ｃの空運転とは無負荷運転であり、通常運転とは有負荷運転であるためである。空運転センサー１２ｄが電流に基づいて検出する場合、排水槽１１の外に設置することもできる、また回転数に基づいて検出する場合水中ポンプ１２ｃ内の排水から隔離された場所に設置することもできる。これによって本発明の水中ポンプの運転制御装置は安価で安定したものとなる。
【００１５】
排水は、排水槽１１の流入口１４ｂから流入し水中ポンプ１２ｃの吸入口１２ｅ，水中ポンプ１２ｃの排出口１２ｆを通り排水槽１１の放出口１４ｃから外部に放出される。この流れが排水の流れ１４ａである。
【００１６】
吸入口１２ｅの水位で水中ポンプ１２ｃは空運転状態となり、直ちに制御部１２ｂは水中ポンプ１２ｃを停止する。この時の排水槽水位１３ａが運転停止水位１３ｃである。排水槽水位１３ａは運転停止水位１３ｃ以下であれば、空運転水位１３ｂである。
【００１７】
水中ポンプ１２ｃの設置あったっては、吸入口１２ｅの設置位置を空運転水位１３ｂに
合わせて設置する。
【００１８】
排水槽水位１１が空運転水位１３ｂにある時、制御部１２ｂが水中ポンプ１２ｃを起動すると、制御部１２ｂは直ちに水中ポンプ１２ｃの運転を停止する。次の起動はこの時発生した熱を放出するに十分な時間Ｔｈを経過した後おこなわれる。これによって、空運転による水中ポンプ１２ｃの発熱から水中ポンプ１２ｃの保護がなされる。
【００１９】
図２において、制御部１２ｂが水中ポンプ１２ｃを起動（Ｕ、ＴａＵ）し、水中ポンプ１２ｃが運転（Ｔｕ−ｎ）する。その後、空運転センサー１２ｄが空運転を検出すると制御部１２ｂは水中ポンプ１２ｃの運転を停止し、水中ポンプ１２ｃは休止（Ｔｄ−ｎ、Ｔｂ）する。これによって水中ポンプ１２ｃの運転は、無駄な運転がなくなり、必要最小限運転である。
【００２０】
その後、制御部１２ｂは水中ポンプ１２ｃを起動する。水中ポンプ１２ｃの起動においても，有効な起動の方法に３つのモード（モードＡ、モードＢ、モードＣ）がある。
【００２１】
モードＡは、制御部１２ｂが、予め、設定された一定周期Ｔａで常に水中ポンプ１２ｃを起動ＴａＵする方法である。空運転センサー１２ｄが空運転を検出すると、制御部１２ｂは水中ポンプ１２ｃを停止する。次の起動ＴａＵ迄、水中ポンプ１２ｃは休止期間（Ｔｄ−ｎ）となる。このためモードＡは、水中ポンプ１２ｃの起動と停止を切り離してできるので、ハードウエアのみで制御部１２ｂを製作することもでき、安価な水中ポンプの運転制御装置１２ａもできる。水中ポンプ１２ｃの排水が一定周期Ｔａ内に終われば，排水の流入が速ければ、水中ポンプ１２ｃの運転期間（Ｔｕ−ｎ）が長く、休止期間（Ｔｄ−ｎ）が短くなる。すなわち流入が速ければ水中ポンプ１２ｃの運転期間が長く、遅ければ休止期間が長くなる。
【００２２】
モードＢは、空運転センサー１２ｄが空運転を検出すると、制御部１２ｂが水中ポンプ１２ｃを停止する。その後、予め、設定された一定休止期間Ｔｂを経過した後、制御部１２ｂが起動を行う方法である。モードＢは、水中ポンプ１２ｃの運転期間（Ｔｕーｎ）がほぼ一定であれば、最適な休止期間Ｔｂを容易に設定できる。
【００２３】
モードＣは、空運転センサー１２ｄが空運転を検出すると、制御部１２ｂが水中ポンプ１２ｃを停止する。その後、制御部１２ｂは、水中ポンプ１２ｃの停止前の（ｎ＋１）個の運転期間（Ｔｕ−ｎ〜Ｔｕ０，ｎ＝０，１，２，．．．）から休止期間Ｔｄ０を算出し、このＴｄ０を経過した後、起動する方法である。モードＣは、停止前の水中ポンプ１２ｃの（ｎ＋１）個の運転期間（Ｔｕ−ｎ〜Ｔｕ０）の平均また加重平均で休止期間Ｔｄ０を算出する方法もある。モードＣは水中ポンプの様々な運転期間に対して最も最適な休止期間Ｔｄ０を得ることができる。
【００２４】
図３において、制御部１２ｂは、制御開始でなければ（Ｓ１  Ｎ）水中ポンプ１２ｃを停止（Ｓ２）する。制御部１２ｂは、制御開始であれば（Ｓ１  Ｙ）ステップＳ３へ進む。
【００２５】
ステップＳ３では、モードＡであれば（Ｓ３  Ｙ）一定周期Ｔａによる起動ＴａＵを開始（Ｓ４）する。制御部１２ｂは，空運転センサー１２ｄが空運転を検出する迄待機（Ｓ５  Ｎ）る。空運転センサー１２ｄが空運転を検出する（Ｓ５  Ｙ）と制御部１２ｂは、水中ポンプ１２ｃを停止（Ｓ６）する。制御部１２ｂは、放熱のための休止期間Ｔｈを経過後（Ｓ７）起動ＴａＵが発生していたら（Ｓ８  Ｙ）ステップＳ５へ戻る。起動ＴａＵが発生していなければ（Ｓ８  Ｎ）制御部１２ｂは、制御終了（Ｓ９  Ｙ）であれば起動ＴａＵを停止（Ｓ１０）し、ステップＳ１へ戻る。制御部１２ｂは、制御終了でなければ（Ｓ９  Ｎ）ステップＳ８へ戻る。
【００２６】
制御部１２ｂはモードＡでなければ（Ｓ３  Ｎ）水中ポンプ１２ｃを起動（Ｓ１１）する。制御部１２ｂは、空運転が発生する迄待機（Ｓ１２  Ｎ）する。制御部１２ｂは、空運転が発生すると（Ｓ１２  Ｙ）水中ポンプ１２ｃを停止（Ｓ１３）する。モードＢであれば（Ｓ１４  Ｙ）一定休止期間Ｔｂ経過後（Ｓ１５）後、水中ポンプ１２ｃの空運転による発熱保護のための待ち時間Ｔｈの経過（Ｓ１６  Ｎ）を待つ。経過後（Ｓ１６  Ｙ）ステップＳ１に戻る。
【００２７】
モードＣ（Ｓ１４  Ｎ）であれば（Ｔｕ−ｎ〜Ｔｕ０）から休止期間Ｔｄ０を算出（Ｓ１７）し、この休止期間Ｔｄ０経過後(Ｓ１８)ステップＳ１６に進む。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の水中ポンプの運転制御装置１２ａは、家庭の浴槽に用いる水中ポンプ、船底の水中ポンプ、工場の汚水層の水中ポンプなどに利用の可能性がある。
【符号の説明】
【００２９】
１１    排水槽
１２ａ  水中ポンプの運転制御装置
１２ｂ  制御部
１２ｃ  水中ポンプ
１２ｄ  空運転センサー
１２ｅ  吸入口 
１２ｆ  排出口
１３ａ  排水槽水位
１３ｂ  空運転水位
１３ｃ  運転停止水位
１４ａ  排水の流れ
１４ｂ  流入口
１４ｃ  放出口
【要約】
【課題】従来の水位センサーを用いて水中ポンプの運転と停止を行い排水槽水位を制御する装置では、排水により水位センサーがよく故障し水位制御ができず、水中ポンプが故障する。
【解決手段】水位センサーをなくし、替わりに空運転センサー１２ｄを用いる。空運転センサー１２ｄが空運転信号を検出すると、制御部１２ｂは、直ちに、水中ポンプ１２ｃを停止する、その後、制御部１２ｂは水中ポンプ１２ｃを起動する。この停止、再起動を繰り返し行う事によって排水槽水位１３ａを，予め，設定された範囲内に制御する。再起動は一定周期（モードＡ）停止後の一定時間後（モードＢ）停止後の水中ポンプ１２ｃの運転転時間に応じた時間後（モードＣ）等の方法で行われる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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