JP2002013483A - 往復動ポンプの作動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最大吐出量から著しく抑制された吐出量に至る
まで、支障無く着実に作動し、且つ、注入ムラや混合ム
ラも最小限に押さえられる様に構成した、往復動ポンプ
の作動制御装置を提供する。 【解決手段】作動制御装置は、最大吐出量に対する、吐
出量調節時の吐出量の割合を表す駆動率が、任意に設定
した、設定値以上では、ポンプの駆動モータを、この設
定値に対応した任意の速度で連続回転させ、設定値以下
では、ポンプの駆動モータを、設定値の回転速度で、所
定の時間々隔を距てて間欠回転させる様に構成したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出量可変型のポ
ンプを、その吐出量を大幅に抑制しても、支障無く確実
に運転出来る様にする為の、往復動ポンプの作動制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、往復動ポンプの吐出能力（量）
を、その時々の使用情況に応じて調節するには、駆動用
モータの回転数を増減するか、又は、モータを定速のま
まで間欠運転するか、或いは、プランジャのストローク
可変機構を付設する方法が採られて来た。

【０００３】ところが、回転数を調節する方法による
と、特に、ポンプが小形の場合には、回転数を下げ過ぎ
ることによって、回転トルクが著しく低下し、プランジ
ャの作動が不確実乃至は不能になる不具合が生じて来
る。そこで、この様な不都合の解消策として、次の様な
方法が考えられて来た。 （１）モータの回転数が設定レベル以下では、ポンプが
作動しない様に設計する。 （２）回転トルクに余裕のある大形モータを使用する。 （３）吐出能力が相異する２台のポンプを並設し、その
時々の必要吐出量に応じて、両ポンプを使い分ける。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、低トルク
域ではポンプを作動させない方法は、使い勝手や経済性
からして得策ではない。又、吐出量を押さえた運転時の
為に、回転トルクに余裕のあるモータを使うのは、甚だ
不経済である。ましてや、２台のポンプを使い分ける方
法は、経済的不利は勿論、軽量・コンパクト化指向に反
する。

【０００５】そして、定速回転するモータにより、プラ
ンジャを、間欠作動させる方法によると、例えば、流体
の配管中に、少量の披混合流体をポンプで注入する場合
に、プランジャの作動期間に比べて、その休止期間が長
くなるに連れて、注入ムラや、流体同士の混合ムラが顕
著になって来る。

【０００６】更に、プランジャのストローク可変機構を
設ける方法は、構造がかなり複雑になる分、製作コスト
が嵩み、且つ、保守・点検の負担も増す。

【０００７】そこで、本発明の目的は、既存の往復動ポ
ンプの基本構造は変えずに、モータの作動制御機構に工
夫を凝らすことによって、その最大吐出量から、著しく
抑制された吐出量に至るまで、支障無く着実に稼働させ
られる様に構成した、往復動ポンプの作動制御装置を提
供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
の、本発明による往復動ポンプの作動制御装置は、吐出
量の調節機能を備えた往復動ポンプに付設する為のもの
であって、その最大吐出量に対する、各調節時の吐出量
の割合を表す駆動率が、任意に設定した設定値（運転モ
ード切替値）以上では、ポンプの駆動モータの回転速度
を、駆動率に対応した速さになる様に制御し、設定値以
下では、ポンプの駆動モータを、設定値に対応した回転
速度で、所定の時間々隔を距てて間欠回転させる様に制
御することを特徴とする。以後、上記の設定値を、便宜
的に、「運転モード切替値」と呼ぶことにする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例に就い
て、図１，図２を参照しながら説明する。図１に示し
た、この実施例の、吐出量可変型の往復動ポンプＡは、
例えば、辺地の簡易水道の送水管中に、殺菌液を定量注
入する等の使途に適する様に設計されている。

【００１０】公知の構造を備えた、この往復動ポンプＡ
のポンプ本体１は、殺菌液Ｃの貯留タンクＤの頂壁ｄか
ら垂下した組付用パイプ２の下端に取付けた状態で、液
層中に侵漬されている。１ａは吸入口、１ｂは吐出口、
３は吐出口配管である。

【００１１】ポンプ本体１内には、図示は省いたが、プ
ランジャが、往復動自在に組み込まれている。このプラ
ンジャの上端に連結した、往復動杆４は、その上端部
を、頂壁ｄを貫いて上方に突出させている。

【００１２】頂壁ｄ上には、プランジャの駆動機構を設
置している。即ち、５はプランジャを駆動するモータ
で、その出力軸は、減速機構６を介し、螺旋溝７ａを設
けた円筒カム７に連結されている。

【００１３】この螺旋溝７ａに、カムフォロア８を遊嵌
させることによって、プランジャを往復動させることが
出来る。

【００１４】更に、モータ５には、その回転数検出手段
１１を付設している。これは、周知の構造のものであ
る。又、円筒カム８の上方には、円筒カム８の上面に設
けた基準位置マーク（図示略）を検出することにより、
プランジャの往復動の基準位置を検知する為の、基準位
置センサ１２を取付けている。

【００１５】吐出量の調節機能を備えた往復動ポンプＡ
には、図１に示した様に、その運転モード切替用の作動
制御装置Ｂを付設している。ここで、往復動ポンプＡの
最大吐出量に対する、各調節時の吐出量の割合を、ポン
プの駆動率と定義して置くことにする。

【００１６】作動制御装置Ｂは、このポンプ駆動率を任
意に変えられる様にする為の、駆動率設定手段を設けて
いる。そして、この設定駆動率に基づいて、モータ５
を、連続運転、又は、間欠運転のいずれに切替えるかを
判断する、運転モード判別手段、その他を設けている。

【００１７】図２に、この作動制御装置Ｂの、作動フロ
ーチャートを例示した。

【００１８】次に、作動制御装置Ｂの作動に就いて、こ
のフローチャートを参照しながら説明する。今、往復動
ポンプＡの運転モード切替値を、例えば、２０％に設定
したとする。

【００１９】この２０％の設定値は、ポンプの吐出量を
減らすべく、モータ５の回転数を下げることによって、
回転トルクが低下しても、プランジャを支障無く作動さ
せ続け得るか否かの判断に基づいて決定されるものであ
る。

【００２０】この設定値は、往復動ポンプＡの作動マニ
ュアルに従って、手動で設定するか、或いは、ポンプの
作動環境、例えば、扱う流体の特性や温度等の外部から
の関連情報を入力されることによって、ポンプの駆動率
設定手段が自動的に設定する。

【００２１】ポンプ駆動率が設定されると、モータの運
転モード判別手段が、運転モード切替値から、連続運転
モードにするか、又は、間欠運転モードにするかを自動
的に判断する。即ち、ポンプ駆動率が２０％以上なら連
続運転モード、それ以下なら間欠運転モードと判断す
る。連続運転モードを選択した場合には、適正回転数算
出手段が、ポンプ駆動率に基づいて、適正回転数を算定
する。そして、モータ５を、この適正回転数で回転させ
る。

【００２２】次に、モータ５の間欠運転モードが選択さ
れた場合（ポンプ駆動率が２０％以下の場合）には、適
正回転間隔算出手段が、設定済みの運転モード切替値か
ら、適正運転間隔を算定する。そして、モータ５を、こ
の適正回転間隔で間欠回転させる。

【００２３】モータ５を停止させる時には、プランジャ
の基準位置センサ１２が、基準位置を検出した時、モー
タ５の回転を停止させる。これによって、往復動ポンプ
Ａの再起動時の、誤作動を無くすことが出来る。

【００２４】運転モード切替値を、例えば、１０％とか
なり低く押さえた状態でも、モータ５の間欠回転の間隔
をさほど長くしなくて済み、従って、間欠運転時に起こ
り易い注入ムラや混合ムラも、実用上差し支えない程度
に留められる。

【００２５】尚、上記実施例に於いて、モータ５の回転
数の制御の仕方は、インバーター制御に代表される、周
知の様々な制御方式の中から適宜に選定すればよい。
又、間欠運転の制御方法としては、基準位置センサ１２
を利用する他に、タイマー回路等、公知の間欠通電手段
を用いることも出来る。そして、往復動ポンプは、勿
論、図示のタイプのものに限られない。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明によって明らかな様に、本発
明による往復動ポンプの作動制御装置によれば、冒頭に
記した従来技術に比べて、以下に列挙した如き実用上の
優れた効果が得られる。 （ａ）モータの回転トルクが大幅に低下する回転域で
も、ポンプを正常運転させられる。 （ｂ）従って、殊更に、回転トルクに余裕のある大形モ
ータを使わなくて済む。 （ｃ）ましてや、２台のポンプを並設する等の、極めて
不経済な構造を採用しなくて済む。 （ｄ）モータを、定速回転状態で間欠運転する方法の難
点である、吐出量を抑制して行くに連れて、注入ムラや
混合ムラが著しくになる問題を解決出来る。 （ｅ）プランジャのストローク可変機構を付設する方法
の様に、構造の複雑化を招かなくて済む。 （ｆ）総じて言えば、ポンプの製作コストを上昇させる
ことなく、低い稼働率での運転時の、吐出精度を確保
し、又、注入ムラや混合ムラを許容し得るレベルに留め
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、往復動ポンプ
への作動制御装置の接続状態を示した見取図である。

【図２】同上、作動制御装置の、作動フローチャートの
一例である。

【符号の説明】

Ａ 往復動ポンプ Ｂ 作動制御装置 Ｃ 殺菌液 Ｄ 貯留タンク ｄ 頂壁 １ ポンプ本体 １ａ 吸入口 １ｂ 吐出口 ２ 組付用パイプ ３ 吐出口配管 ４ 往復動杆 ５ モータ ６ 減速機構 ７ 円筒カム ７ａ 螺旋溝 ８ カムフォロア １１ 回転数検出手段 １２ 基準位置センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出量の調節機能を備えた往復動ポンプ
   に付設する為のものであって、 その最大吐出量に対する、各調節時の吐出量の割合を表
   す駆動率が、任意に設定した設定値（運転モード切替
   値）以上では、ポンプの駆動モータの回転速度を、駆動
   率に対応した速さになる様に制御し、 設定値以下では、ポンプの駆動モータを、設定値に対応
   した回転速度で、所定の時間々隔を距てて間欠回転させ
   る様に制御することを特徴とする往復動ポンプの作動制
   御装置。