(57)【要約】      （修正有）【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た水中ポンプにおいて、取り扱いが簡単で破損の惧れ誤動作の心配が無く、制御水位を簡単に変更可能なものにする。【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、とりわけ水位の判定に静電容量による判定を行い、運転水位のみを検出しモータ５を駆動させ、運転時間は過去の停止時間及び運転時間から算出させ、算出運転時間経過後モータ５を停止させ運転と停止を繰り返させる。また、水位検出器１５の検出部１１はフレキシブルな棒状にし先端で検知を行うようにし、人為的に形状を変化させることで水位検知位置を簡単に変更可能なものにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、水中ポンプ本体の内部に静電容量により判定する水位検出回路を且つ水中ポンプ本体の外部に検知部を設け運転水位を検出する水位検出器、ポンプ本体の内部に設けられて水位検出器からの水位判定信号に基づいてモータを運転させ過去の停止時間及び運転時間より判断した算出運転時間後モータを停止させる制御を行う制御器、から構成し設置状況に応じた運転を行わせる事を特徴とする水中ポンプ。
【請求項２】
水位検出器の検知部は、信号を伝える導体及びそれを囲う絶縁体から構成された棒状のもので、先端は導体を露出し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な状態にすることで、検知水位を簡単に変更可能なものにした請求項１に記載の水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】従来、この種の水中ポンプとしては、例えば特開平７−２４１５８１号、特開平７−２４１５８２号、特開平１１−３２４９７４号、特開２００１−４１１８９号等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。【０００３】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。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】ところが、この様なものは運転水位と停止水位の２点の水位を検知し、その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。本発明は、これらの問題点に鑑み、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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】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、水中ポンプ本体の内部に静電容量により判定する水位検出回路を且つ水中ポンプ本体の外部に検知部を設け運転水位を検出する水位検出器、ポンプ本体の内部に設けられて水位検出器からの水位判定信号に基づいてモータを運転させ過去の停止時間及び運転時間より判断した算出運転時間後モータを停止させる制御を行う制御器、から構成する事に特徴が存在する。
【０００６】水位検出器は、運転水位のみを検知し、検知の判定回路をポンプ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導体に接続された金属製の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行う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。
【０００７】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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の水中ポンプを占めず縦断面図。図２は、制御器の要部を閉めずブロック図。図３は、水中ポンプの次回運転時間の推移を示す状態推移図である。【０００９】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。【００１０】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、運転コンデンサ１２、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。【００１１】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、水中ポンプ本体の外部に検知部１１を設け、水中ポンプ本体４に貫通穴を開け静電容量判定回路２２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の信号線を導体部１６に接続し、その周りを絶縁体１７で覆い導体部１６が水に接触しないようにする。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。また延長部１９を棒状にし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のように人為的に先端部１８の高さを変える事ができる。【００１２】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、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、過去の停止時間の記憶及び次回運転時間を算出し開閉回路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２３とを備えている。【００１３】次に、この様な構成に基づいてその作用を術解する。電源２０が投入されると一旦電源投入の確認のためモータが駆動される。そのとき検知部１１の先端部１８に水が接していると駆動を継続し、接していない場合は数秒後に停止、水位が増え先端部１８に水が接すると駆動する。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運転し停止する。そして停止し水位が先端部１８まで上昇するまでの時間を測定し中央制御装置２４に記録する。中央制御装置２４にて過去の運転時間、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が制御される。【００１４】水位検知のＯＮまたはＯＦＦの判定は、状態が変化した後３秒程度に渡り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。【００１５】つまり、水中ポンプ１は、水位が水位検出器の先端部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。
【発明の効果】
【００１６】以上、記述した如く、本発明に依れば、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、水位検出器にて運転水位を監視、運転時間を過去の停止時間、運転時間から算出し制御することで、水中ポンプ本体の設置状況に適応した、且つ検出器の検出回路を水中ポンプ本体に内蔵し検出部の形状を棒状にしセミフレキシブルで簡単な構造にし水中ポンプ本体の外部に設置、静電容量による水位判定を行うことで、運転水位を簡単に設定変更でき取り扱いが簡単で破損の惧れがなく誤動作の心配のない水中ポンプの自動運転を行い、渇水運転による騒音の発生、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水中ポンプを示す縦断面図。
【図２】水位検出器の断面と変形図。
【図３】水中ポンプの要部を示すブロック図。
【図４】水中ポンプの次回運転時間の推移を示す状態推移図。
【符号の説明】
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…メカニカルシール、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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