(57)【要約】【課題】  制御盤と水中ポンプとの間を接続するケーブル数を低減し、水中ポンプ装置を設置する際の作業効率を向上させるとともに、ケーブルコストを低減すること。【解決手段】  地上に設置される制御盤１０と、槽内に設けられる水中ポンプ３とが、電力線のみを有するケーブル５によって電気的に接続されており、制御盤１０から水中ポンプ３に対して電力供給が行われる。水中ポンプ３及び制御盤１０のそれぞれは、電力線に対して接続されるモデム（通信手段）を備えており、水中ポンプ３と制御盤１０との間で、水中ポンプ３の動作を制御するための信号が、電力線を介して伝送されるように構成される。【選択図】図１
2005171880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に設置される制御盤と、槽内に設けられる水中ポンプとが、電力線を介して接続され、前記電力線によって前記制御盤から前記水中ポンプへの電力供給がなされるように構成される水中ポンプ装置であって、
前記水中ポンプ及び前記制御盤のそれぞれは、前記電力線に対して接続される通信手段を備え、前記水中ポンプと前記制御盤との間で、前記水中ポンプの動作を制御するための信号が、前記電力線を介して伝送されることを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水中ポンプ装置において、
前記水中ポンプは、槽内の水圧を測定する水圧センサを備え、前記水圧センサが検出する信号を、前記制御盤に対して前記電力線を介して伝送するように構成され、
前記制御盤は、前記電力線を介して得られる前記水圧センサの検出信号に基づいて槽内水位を検知する水位検知手段を備え、前記水位検知手段が、前記槽内水位に基づいて前記電力線による電力供給を制御することを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水中ポンプ装置において、
前記制御盤は、大気圧を測定する大気圧センサを備えており、
前記水位検知手段は、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって前記槽内水位を求めることを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の水中ポンプ装置において、
前記水中ポンプは、前記電力線による電力供給が行われている間に蓄電池を充電する充電手段を備え、前記蓄電池は前記水圧センサ及び前記通信手段に電力供給を行うことを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の水中ポンプ装置において、
前記制御盤は、前記水中ポンプを動作させるための基準水位を設定する水位設定手段を備え、前記基準水位に関する情報を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、
前記水中ポンプは、槽内の水圧を測定する水圧センサを備えるとともに、前記水圧センサの検出信号によって求められる槽内水位と、前記電力線を介して得られる前記基準水位に関する情報とに基づいて、前記水中ポンプの動作を制御する制御手段を備えることを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の水中ポンプ装置において、
前記制御盤は、大気圧を測定する大気圧センサをさらに備え、前記大気圧センサによる検出信号を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、
前記水中ポンプは、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって前記槽内水位を求めることを特徴とする水中ポンプ装置。
【請求項７】
請求項１に記載の水中ポンプ装置において、
前記制御盤は、大気圧を測定する大気圧センサを備え、前記大気圧センサによる検出信号を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、
前記水中ポンプは、前記水中ポンプを動作させるための基準水位を設定する水位設定手段と、槽内の水圧を測定する水圧センサとを備え、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求め、前記槽内水位と前記基準水位に関する情報とに基づいて、前記水中ポンプの動作を制御することを特徴とする水中ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上に設置される制御盤と、槽内に設けられる水中ポンプとが電力線を介して接続され、該電力線によって制御盤から水中ポンプへの電力供給がなされる水中ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道等の処理施設やその他の処理施設等に用いられる水中ポンプ装置は、地上に設置される制御盤と、貯留槽内に設けられる水中ポンプとによって構成される。この種の水中ポンプ装置では、水中ポンプに水圧センサが取り付けられ、水圧センサで検出される水圧信号が制御盤に伝送されて、制御盤において、槽内水位の変化に応答した水中ポンプの駆動制御が行われるものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３６０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の水中ポンプ装置では、水中ポンプから制御盤に水圧信号を伝送する信号線と、水中ポンプを駆動するために制御盤から水中ポンプへ導かれる電力線とにそれぞれ別のケーブルを使用しており、貯留槽内に複数本のケーブルが設けられることになっていた。
【０００５】
そのため、水中ポンプ装置を設置する際のケーブル設置作業を、電力線と信号線のそれぞれについて行われなければならず、設置作業を効率的に行うことができないという問題があった。
【０００６】
また、水槽内に導かれるケーブルの本数が増加すると、水中ポンプが動作した際の水流等によって汚物等がケーブルに引っ掛かる可能性が増加するという問題もある。
【０００７】
これを解決するために、信号線と電力線とを１本のケーブル内に収容したものを用いることも考えられる。しかし、この場合でも、信号線と電力線とを個別に接続しなければならないので、作業効率はあまり軽減されない。加えて、この場合には、汎用的な電源用ケーブルを用いることができず、ケーブルコストが著しく増加するという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、制御盤と水中ポンプとの間を接続するケーブル数を低減し、設置時の作業効率を向上させるとともに、ケーブルコストを低減する水中ポンプ装置の提供を、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる水中ポンプ装置は、地上に設置される制御盤と、槽内に設けられる水中ポンプとが、電力線を介して接続され、前記電力線によって前記制御盤から前記水中ポンプへの電力供給がなされるように構成されており、前記水中ポンプ及び前記制御盤のそれぞれが、前記電力線に対して接続される通信手段を備え、前記水中ポンプと前記制御盤との間で、前記水中ポンプの動作を制御するための信号が、前記電力線を介して伝送されることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記の水中ポンプ装置においては、前記水中ポンプが、槽内の水圧を測定する水圧センサを備え、前記水圧センサが検出する信号を、前記制御盤に対して前記電力線を介して伝送するように構成され、前記制御盤が、前記電力線を介して得られる前記水圧センサの検出信号に基づいて槽内水位を検知する水位検知手段を備え、前記水位検知手段が、前記槽内水位に基づいて前記電力線による電力供給を制御するように構成されることが好ましい。
【００１１】
そして前記制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサを備えており、前記水位検知手段が、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって前記槽内水位を求めるように構成されることがより好ましい。
【００１２】
また、前記水中ポンプが、前記電力線による電力供給が行われている間に蓄電池を充電する充電手段を備えており、前記蓄電池が前記水圧センサ及び前記通信手段に電力供給を行うように構成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記の水中ポンプ装置においては、前記制御盤が、前記水中ポンプを動作させるための基準水位を設定する水位設定手段を備え、前記基準水位に関する情報を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、前記水中ポンプが、槽内の水圧を測定する水圧センサを備えるとともに、前記水圧センサの検出信号によって求められる槽内水位と、前記電力線を介して得られる前記基準水位に関する情報とに基づいて、前記水中ポンプの動作を制御するように構成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサをさらに備え、前記大気圧センサによる検出信号を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、前記水中ポンプが、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって前記槽内水位を求めるように構成されることがより好ましい。
【００１５】
また、上記の水中ポンプ装置においては、前記制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサを備え、前記大気圧センサによる検出信号を、前記水中ポンプに対して前記電力線を介して伝送するように構成され、前記水中ポンプが、前記水中ポンプを動作させるための基準水位を設定する水位設定手段と、槽内の水圧を測定する水圧センサとを備え、前記水圧センサ及び前記大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求め、前記槽内水位と前記基準水位に関する情報とに基づいて、前記水中ポンプの動作を制御するように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる水中ポンプ装置によれば、水中ポンプと制御盤との間で、水中ポンプの動作を制御するための信号が、電力線を介して伝送されるので、信号通信のためのケーブルを敷設する必要がなく、水中ポンプ装置を設置する際には電力線のみを配線するだけでよい。したがって、設置時の作業効率を向上させるとともに、ケーブルコストを低減することができる。
【００１７】
また、水中ポンプが、槽内の水圧を測定する水圧センサを備え、その水圧センサが検出する信号を、前記制御盤に対して前記電力線を介して伝送するように構成されるとともに、制御盤が、電力線を介して得られる水圧センサの検出信号に基づいて槽内水位を検知して水中ポンプに対する電力供給を制御することにより、ケーブル数を低減しつつも、槽内水位に基づいた水中ポンプ制御を実現することができる。
【００１８】
また、制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサを備え、水圧センサ及び大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求めることにより、制御盤において正確な槽内水位が求められる。そのため、高精度な水中ポンプ制御が実現される。
【００１９】
また、電力線による電力供給が行われている間に、水中ポンプにおいて蓄電池を充電するように構成され、蓄電池が水圧センサ及び通信手段に電力供給を行うように構成されることにより、電力線による電力供給が停止した場合に、水圧センサ及び通信手段が機能停止することを防止することができる。そのため、水中ポンプ装置において、常に槽内水位に基づいた水中ポンプ制御が正常に行われる。
【００２０】
また、制御盤が、水中ポンプを動作させるための基準水位に関する情報を、水中ポンプに対して電力線を介して伝送するように構成され、水中ポンプが、槽内の水圧を測定する水圧センサの検出信号によって求められる槽内水位と、電力線を介して得られる基準水位に関する情報とに基づいて、水中ポンプの動作を制御することによっても、ケーブル数を低減しつつ、槽内水位に基づいた水中ポンプ制御を実現することができる。
【００２１】
また、制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサの検出信号を、水中ポンプに対して電力線を介して伝送するように構成され、水中ポンプが、水圧センサ及び大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求めることにより、水中ポンプにおいて正確な槽内水位が求められ、高精度な水中ポンプ制御が実現される。
【００２２】
また、制御盤が、大気圧を測定する大気圧センサによる検出信号を、水中ポンプに対して電力線を介して伝送するように構成され、水中ポンプが、水中ポンプを動作させるための基準水位を設定する水位設定手段と、槽内の水圧を測定する水圧センサとを備え、水圧センサ及び大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求め、槽内水位と基準水位に関する情報とに基づいて、水中ポンプの動作を制御することによっても、ケーブル数を低減しつつ、正確な槽内水位に基づいた水中ポンプ制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係る水中ポンプ装置１の全体構成を示す図である。図１に示すように、水中ポンプ装置１は、地上に設置される制御ボックス２と、貯留槽の底部に設置される水中ポンプ３とが、電力供給を行うための電力線のみを有する１本のケーブル５によって接続された構成となっている。このケーブル５は、水中ポンプ３に対し、例えば三相交流を供給する汎用的なケーブルである。
【００２５】
水中ポンプ３は、その内部にモータ３１を備えており、制御ボックス２から供給される電力によってモータ３１が駆動される。モータ３１が回転駆動されることにより、モータ３１の回転軸先端に取り付けられた羽根３２が回転し、その羽根３２の回転によって、水中ポンプ３は、底部から槽内の貯留水を吸い込み、排出口３３に取り付けられる排水管（図示せず）を介して槽外に排出するようになっている。
【００２６】
また、水中ポンプ３には制御ユニット２０と水圧センサ２１とが設けられている。水圧センサ２１は、例えば半導体圧力センサ等によって構成される絶対圧センサであり、ダイヤフラムを介して貯留槽の水圧を真空に対する絶対圧力として検出するものである。水圧センサ２１は、センサケーブル２１ａによって制御ユニット２０に接続されており、水圧センサ２１による検出信号は制御ユニット２０に伝送される。なお、センサケーブル２１ａは水中ポンプ３の内部側に配線されていてもよい。また、水圧センサ２１を制御ユニット２０に設けるようにしてもよい。
【００２７】
一方、地上側に設置される制御ボックス２は、蓋２ａを開くと、図２に示すような構造となっている。制御ボックス２の内部には、電源部となるブレーカユニット９と、水中ポンプ３に対して電力を供給する制御盤１０とが設けられ、ブレーカユニット９と制御盤１０とはケーブルを用いることなく接続されている。すなわち、制御盤１０には、ブレーカユニット９の出力端子９１に適合する複数の平板状金属端子１０ａが突出形成され、各金属端子１０ａは出力端子９１の間隔に等しい間隔で形成される。したがって、複数の金属端子１０ａがブレーカユニット９の出力端子９１に固定されると、それによって制御盤１０が制御ボックス２内に固定される。故に、制御盤１０を設置する際、ブレーカユニット９との間でケーブル接続を行う必要がないとともに、制御盤１０を固定するために別途固定作業を行う必要がなく、設置作業の効率化が実現される。
【００２８】
また、制御盤１０には、ケーブル５を接続するための複数の出力端子１０ｂが形成される。ケーブル５の一端側が制御盤１０の出力端子１０ｂに接続され、他端側が水中ポンプ３に接続されることにより、制御盤１０と水中ポンプ３とが電気的に接続され、制御盤１０から水中ポンプ３に対して電力供給を行うことが可能になる。
【００２９】
また、制御盤１０には、水中ポンプを動作させるための基準水位を設定することができるようになっている。図２の例では、操作者が遠隔操作装置（リモコン）８を操作することによって制御盤１０に対して基準水位の設定を行うことができるようになっている。なお、制御盤１０にテンキー等の操作部を設け、制御盤１０に対する直接的な操作で基準水位を設定するように構成してもよい。
【００３０】
上記のような水中ポンプ装置１では、水中ポンプ３の水圧センサ２１によって検出される水圧に基づいて貯留槽内の水位が検知され、槽内水位と基準水位とが比較されて水中ポンプ３の起動及び停止が制御されるようになっている。以下、これについて詳細に説明する。
【００３１】
図３は、本実施形態における水中ポンプ装置１の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、地上側の制御盤１０には、大気圧センサ１１、演算部１２、モデム１３、水位設定部１４、及び水中ポンプ駆動部１５が設けられており、水中ポンプ３側の制御ユニット２０には、上述の水圧センサ２１、モデム２２、充電部２３、及び蓄電池２４が設けられている。
【００３２】
モデム１３，２２は、それぞれケーブル５に繋がる電力線に対して接続され、該電力線に対して高周波の信号成分を重畳させることによって、相互に信号通信を行うものである。すなわち、本実施形態における水中ポンプ装置１では、水中ポンプ３と制御盤１０との間で送受信される、水中ポンプ３を制御するための信号が、水中ポンプ３を駆動するための電力線を利用して伝送されるように構成される。
【００３３】
図３の構成例では、水圧センサ２１が検出する水圧に関する信号が、モデム２２によって高周波信号としてケーブル５に送出され、制御盤１０のモデム１３によって検出されるようになっている。モデム１３は、ケーブル５から信号成分を抽出すると、その信号を増幅して元の信号に復調し、演算部１２に与える。
【００３４】
水中ポンプ３に取り付られる水圧センサ２１は、上述したように絶対圧センサであるため、水圧センサ２１が検出する水圧値には大気圧の影響が含まれている。そのため、制御盤１０には大気圧センサ１１が設けられており、大気圧センサ１１にて検出される大気圧もまた、演算部１２に与えられる。
【００３５】
演算部１２は、マイクロコンピュータ等によって構成され、モデム１３を介して入力する貯留槽内の水圧から槽内水位を求めるとともに、水中ポンプ３の起動及び停止を行うために水中ポンプ駆動部１５を制御する制御手段である。演算部１２は、モデム１３から得られる水圧から大気圧を減算することによって貯留槽の正確な水圧（大気圧の影響のない水圧）を検出し、その水圧に基づいて、槽内水位を求める。例えば、水圧と槽内水位とが対応づけられたテーブルを参照することにより、又は、水圧から水位を算出する演算式に、大気圧の影響が除去された水圧を代入して演算処理を行うことにより、槽内水位を算出する。
【００３６】
水位設定部１４は、上記の遠隔操作装置８等に対する操作者の操作内容に基づいて、水中ポンプ３を動作させるための基準水位を設定するものである。基準水位としては、例えば、起動水位と停止水位とが設定される。そして水位設定部１４は、基準水位に関する情報を演算部１２に出力する。
【００３７】
演算部１２は、この基準水位と槽内水位とを比較することによって、水中ポンプ３の起動若しくは停止を判断し、水中ポンプ駆動部１５に対して起動信号若しくは停止信号を送出する。例えば、槽内水位が起動水位に達した場合には、水中ポンプ駆動部１５に起動信号を送出して水中ポンプ３を動作させ、貯留槽からの排水を開始させる。そして槽内水位が停止水位まで低下した場合には、水中ポンプ駆動部１５に停止信号を送出して水中ポンプ３を停止させる。
【００３８】
水中ポンプ駆動部１５は、演算部１２からの制御信号に応じて水中ポンプ３に対する電力供給のオンオフ切替を行うものである。すなわち、演算部１２からの起動信号に応答して、内部スイッチを閉状態とすることにより、ブレーカユニット９からの電力が水中ポンプ３のモータ３１に供給されるようにして、水中ポンプ３を起動する。また、演算部１２からの停止信号に応答して、内部スイッチを開状態とすることにより、ブレーカユニット９からの電力を遮断して、水中ポンプ３を停止させる。
【００３９】
したがって、水中ポンプ装置１は、槽内水位が上昇して所定の起動水位に到達したときに、水中ポンプ３を駆動して貯留槽からの排水を開始するとともに、槽内水位が所定の停止水位まで低下したときに水中ポンプ３による排水動作が停止するように構成されている。
【００４０】
ここで、槽内水位を正確に求めるためには、水圧センサ２１は水中ポンプ３に取り付けられる必要があり、また、水圧センサ２１によって検出される水圧から大気圧の影響を除去するためには制御盤１０に大気圧センサ１１が設けられる必要がある。また、水中ポンプ３が動作する基準水位を、後に設定変更する場合があることを想定すると、水位設定部１４は制御盤１０に設けられることが好ましい。そのため、上記のような水中ポンプ装置１の動作制御を実現するためには、地上側の制御盤１０と貯留槽内の水中ポンプ３とが信号通信を行う必要があり、本実施形態の水中ポンプ装置１では、その信号通信が電力線を利用して行われるようになっている。よって、水中ポンプ装置１を現場に設置する際、制御盤１０から水中ポンプ３に対して電力供給を行うためのケーブル５を接続するだけで、全てのケーブル設置作業が終了し、作業効率を向上させることができる。
【００４１】
また、制御盤１０と水中ポンプ３とを繋ぐケーブル５が、汎用的な１本の電源用ケーブルであるので、ケーブルコストを大幅に低減することができる。また、ケーブルが１本であることから、水中ポンプ３が動作した際の水流等によって汚物等がケーブルに引っ掛かる可能性を低減することもできる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるモデム１３，２２の具体的な構成について説明する。図４は、制御盤１０と水中ポンプ３との間で電力線通信を行うための構成図である。図４に示すように、制御盤１０から水中ポンプ３に対して三相交流が供給される場合、モデム１３及び２２は、例えばＵ相とＷ相の２ラインを利用して信号通信を行う。そのため、各モデム１３，２２は、それぞれ電力線のＵ相とＷ相とに接続される。
【００４３】
そして本実施形態では、モデム１３が接続される位置よりも、電源側の電力線に、信号成分に対して高インピーダンスとなるインダクタンスコイルＬ１，Ｌ２が接続される。これらのコイルＬ１，Ｌ２により、信号成分が電源側に吸収されることを防止し、制御盤１０と水中ポンプ３との間で電力線を利用した信号通信を良好に行うことができる。
【００４４】
モデム２２は、送受信回路２２１、絶縁回路２２２及びハイパスフィルタ２２３を備えて構成される。同様に、モデム１３もまた、送受信回路１３１、絶縁回路１３２及びハイパスフィルタ１３３を備えて構成される。送受信回路１３１，２２１は、相手側に送信する高周波信号を生成して絶縁回路１３２に出力したり、絶縁回路１３２から入力する高周波信号を復調するものである。絶縁回路１３２は、電力線側と制御回路側とを絶縁するものである。そしてハイパスフィルタ１３３，２２３は高周波の信号成分を透過させる機能を有し、電力線を介して送電される低周波の電力成分を遮断するものである。
【００４５】
水中ポンプ３では、水圧センサ２１で得られる信号が送受信回路２２１において高周波信号に変換され、絶縁回路２２２に送出される。絶縁回路２２２は、その高周波信号をハイパスフィルタ２２３に出力する。ハイパスフィルタ２２３は高周波成分を透過させるので、高周波信号は電力線に重畳されて、伝送される。そして電力線には、インダクタンスコイルＬ１，Ｌ２が設けられていることから、相手側のモデム１３は良好に信号成分を検出することができる。モデム１３では、ハイパスフィルタ１３３が電力線に送出される高周波成分のみを絶縁回路１３２に伝達し、送受信回路１３１において信号成分を検出するようになっている。
【００４６】
したがって、モデム１３，２２が上記のような構成とされ、かつ、信号成分に対して高インピーダンスとなる素子が電力線に設けられることにより、水中ポンプ３から制御盤１０に対して水圧に関する信号を良好に伝送することができる。特に、ケーブル５は水中ポンプ３を駆動するための専用電力線であることから、電力線に対して、上記のように高インピーダンスとなる素子を介挿することができるようになっている。
【００４７】
ところで、上記の水中ポンプ装置１では、水中ポンプ３を動作させるときに限って、制御盤１０から水中ポンプ３への電力供給が行われる。その一方、水中ポンプ３に設けられる水圧センサ２１は、制御盤１０からの電力供給の有無にかかわらず、常時貯留槽内の水圧を測定する必要がある。そのため、本実施形態の水中ポンプ装置１では、図３に示すように、制御ユニット２０に対して充電部２３と蓄電池２４とが設けられている。充電部２３は、制御盤１０から水中ポンプ３への電力供給が行われているとき（すなわち、水中ポンプ３の動作中）に、蓄電池２４を充電するように構成される。そして制御盤１０からの電力供給が停止したときには、蓄電池２４が、水圧センサ２１及びモデム２２に対して電力供給を行うように構成される。これにより、水中ポンプ３に対する電力供給が停止しているときでも、水中ポンプ３において水圧センサ２１が良好に機能し、貯留槽内の水圧を常時測定することができる。また、水圧センサ２１によって得られる水圧に関する情報がモデム２２によって正常に制御盤１０に伝送されることになる。なお、水中ポンプ３が動作状態にあるときには、制御盤１０から供給される電力を利用して水圧センサ２１及びモデム２２に対する電力供給を行うように構成することが好ましい。
【００４８】
以上のように、本実施形態における水中ポンプ装置１は、水中ポンプ３に設けられる水圧センサ２１が槽内の水圧を検出し、水圧に関する情報を制御盤１０に伝送するように構成されており、その水圧に関する情報は、制御盤１０から水中ポンプ３に接続される電力線を介して伝送される。したがって、電力線以外に、制御盤１０と水中ポンプ３とを接続するためのケーブルは必要でなく、水中ポンプ装置１の設置時における設置作業の効率化が図られる。また、ケーブルコストを低減することもできる。
【００４９】
また、水中ポンプ３に設けられる水圧センサ２１は、大気圧の影響を受けるので、制御盤１０が大気圧を測定する大気圧センサ１１を備えており、演算部１２が水圧センサ及び大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求めるように構成されている。したがって、制御盤１０において、大気圧の影響が除去された正確な槽内水位を検出でき、水中ポンプ３の動作制御を正確に行うことができる。
【００５０】
さらに、水中ポンプ３への電力線による電力供給が行われている間に、充電部２３が蓄電池２４を充電するように構成され、電力線による電力供給が停止しているときには、蓄電池２４が水圧センサ２１及びモデム２２に電力供給を行うので、水中ポンプ３は電力供給の有無にかかわらず、常に水圧に関する情報を制御盤１０に送信することができ、水中ポンプ３の動作制御が常に正確に行われる。また、このような充電機能を備えることにより、水圧センサ２１やモデム２２を動作させるための電源ケーブルを別途設ける必要はなく、ケーブル数の低減に寄与している。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態では、水中ポンプの動作を制御するための信号（水圧に関する情報）が、水中ポンプ３から制御盤１０に対して送信される場合を例示した。本実施形態では、上記とは逆に、水中ポンプの動作を制御するための信号が、制御盤１０から水中ポンプ３に対して送信される場合の一構成例について説明する。なお、本実施形態でも、水中ポンプ装置の全体的な概略構成は第１の実施の形態と同様であり、図１、図２及び図４に示した構成は、本実施形態においても共通する構成である。
【００５２】
図５は、本実施形態における水中ポンプ装置１の内部構成を示すブロック図である。なお、図５においては、上述した部材と同様のものについては、同一符号を付している。
【００５３】
本実施形態の水中ポンプ装置１は、図５に示すように、地上側の制御盤１０に、大気圧センサ１１、モデム１３及び水位設定部１４が設けられており、水中ポンプ３側の制御ユニット２０に、水圧センサ２１、モデム２２、演算部２５及び水中ポンプ駆動部２６が設けられる。
【００５４】
モデム１３，２２は、第１の実施の形態と同様であり、ケーブル５の電力線を利用して互いに高周波の信号成分を送受信するものである。図５の構成例では、大気圧センサ１１が検出する大気圧に関する信号、及び水位設定部１４によって設定される基準水位に関する信号が、モデム１３によって高周波信号としてケーブル５に送出され、水中ポンプ３側のモデム２２によって検出されるようになっている。モデム２２は、ケーブル５から信号成分を抽出すると、その信号を増幅して元の信号に復調し、演算部２５に与える。
【００５５】
演算部２５は、第１の実施の形態における演算部１２と同様のものであって、マイクロコンピュータ等によって構成され、モデム２２を介して、大気圧に関する信号と基準水位に関する信号とを入力する。そして、貯留槽内の水圧から正確な槽内水位を求めるとともに、水中ポンプ３の起動及び停止を行うために水中ポンプ駆動部２６を制御する。すなわち、演算部２５は、水圧センサ２１によって検出される水圧から大気圧を減算することによって貯留槽の正確な水圧（大気圧の影響のない水圧）を検出し、その水圧に基づいて、正確な槽内水位を求める。そして基準水位と槽内水位とを比較することによって、水中ポンプ３の起動若しくは停止を判断し、水中ポンプ駆動部１５に対して起動信号若しくは停止信号を送出する。
【００５６】
水中ポンプ駆動部２６は、演算部２５からの制御信号に応じて水中ポンプ３に対する電力供給のオンオフ切替を行うものである。すなわち、演算部２５からの起動信号に応答して、内部スイッチを閉状態とすることにより、ブレーカユニット９からの電力が水中ポンプ３のモータ３１に供給されるようにして、水中ポンプ３を起動する。また、演算部２５からの停止信号に応答して、内部スイッチを開状態とすることにより、ブレーカユニット９からの電力を遮断して、水中ポンプ３を停止させる。
【００５７】
したがって、本実施形態の水中ポンプ装置１でもまた、槽内水位が上昇して所定の起動水位に到達したときに、水中ポンプ３を駆動して貯留槽からの排水を開始するとともに、槽内水位が所定の停止水位まで低下したときに水中ポンプ３による排水動作が停止するように構成されている。
【００５８】
以上のように、本実施形態においては、大気圧に関する信号と、基準水位に関する信号とが、制御盤１０から水中ポンプ３に電力線を用いて伝送され、水中ポンプ３の制御ユニット２０において正確な槽内水位が求められ、槽内水位と基準水位とに基づいた水中ポンプ３の動作制御が行われるようになっている。したがって、この場合においても、電力線以外に、制御盤１０と水中ポンプ３とを接続するためのケーブルは必要でなく、水中ポンプ装置１の設置時における設置作業の効率化が図られる。また、ケーブルコストを低減することができる。
【００５９】
また、ブレーカユニット９から供給される電力は、水中ポンプ３の制御ユニット２０に設けられた水中ポンプ駆動部２６によってオンオフされるので、水中ポンプ３の制御ユニット２０には常時電力供給が行われることとなる。そのため、本実施形態においては、第１の実施の形態のような充電機能を制御ユニット２０内に設ける必要はなく、常に制御盤１０から供給されている電力を用いて、水圧センサ２１、モデム２２、演算部２５及び水中ポンプ駆動部２６の各部を動作させることができる。よって、本実施形態の水中ポンプ装置１は、充電機能を設ける必要がないという点において、第１の実施の形態よりもコスト低減を図ることができるものである。
【００６０】
また大気圧は、数秒〜数分程度の比較的短時間で測定を行っても、大きな変化はない。そのため、制御盤１０から水中ポンプ３に対する、大気圧に関する信号の送信処理は、頻繁に行う必要はなく、例えば１時間ごとに行うなど、比較的長時間間隔で行うようにしてもよい。この場合、制御ユニット２０の演算部２５は、大気圧に関する信号を記憶しておくように構成され、次に信号を受信するまでは、記憶した大気圧を用いて演算処理を行うことになる。
【００６１】
また基準水位は、操作者が設定変更操作を行わない限り、変更されない。そのため、制御盤１０から水中ポンプ３に対する、基準水位に関する信号の送信処理は、基準水位が設定された時若しくは設定変更が行われた時に行うようにしてもよい。この場合、制御ユニット２０の演算部２５は、基準水位に関する信号を記憶しておくように構成され、次に信号を受信するまでは、記憶した基準水位を用いて水中ポンプ３の起動及び停止を判断することになる。
【００６２】
このように本実施形態の水中ポンプ装置１によると、電力線を利用した信号通信が行われる回数を低減することができ、通信処理に要する負担を軽減することもできる。
【００６３】
そして本実施形態における水中ポンプ装置１においても、演算部２５が水圧センサ及び大気圧センサによる検出信号に基づく演算処理を行うことによって槽内水位を求めるように構成されているので、水中ポンプ３において、大気圧の影響が除去された正確な槽内水位を求めることができ、水中ポンプ３の動作制御を正確に行うことができるようになっている。
【００６４】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。
【００６５】
例えば、制御盤１０と水中ポンプ３との間において伝送される信号が、水圧に関する信号、大気圧に関する信号、及び、基準水位に関する信号である場合を例示したが、これらに限定されるものではなく、水中ポンプ３の動作を制御するために用いられる信号であれば、他の信号であっても構わない。
【００６６】
また、上記においては、主に、制御盤１０及び水中ポンプ３において一方向通信が行われる場合を例示したが、これに限定されるものでもなく、制御盤１０と水中ポンプ３との間で双方向通信を行うように構成することもできる。
【００６７】
また、上記においては、電力線を利用して信号通信を行うために、高周波信号を電力線に重畳させる場合を例示したが、これに限定されるものでもない。例えば、制御盤１０から水中ポンプ３に供給される電源の交流周波数を変調することにより、制御盤１０と水中ポンプ３との間で通信を行うものであってもよい。言い換えれば、水中ポンプ装置１における信号通信は、水中ポンプ３に対して電力供給を行うための専用の電力線を利用するものであるので、電源の交流周波数を変調しても何ら問題は生じない。
【００６８】
また、上記においては、水位設定部１４が制御盤１０に設けられる構成を例示したが、水位設定部１４を水中ポンプ３に設けるようにしてもよい。例えば、図５の構成において、水位設定部１４を水中ポンプ３に設けるようにしてもよい。この場合であっても、水中ポンプ３と制御盤１０との間で、水中ポンプ３の動作を制御するための信号が、電力線を介して伝送されるので、ケーブル数を低減して、水中ポンプ装置の設置作業の効率化が図られるとともに、ケーブルコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】水中ポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図２】地上側に設置される制御ボックスの内部構造を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における水中ポンプ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】制御盤と水中ポンプとの間で電力線通信を行うための概略構成図である。
【図５】第２の実施の形態における水中ポンプ装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  水中ポンプ装置
２  制御ボックス
３  水中ポンプ
５  ケーブル（電力線）
１０  制御盤
１１  大気圧センサ
１２，２５  演算部（水位検知手段）
１３，２２  モデム（通信手段）
１４  水位設定部（水位設定手段）
２０  制御ユニット
２１  水圧センサ
２３  充電部（充電手段）
２４  蓄電池
３１  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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