JP2008255911A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ポンプ装置からの吐出側配管に僅かな漏水があった場合、顧客が水を使用していない場合においても、ポンプ装置が頻繁に起動停止を繰り返すことがある。
【解決手段】
圧力タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、該圧力センサーの検出信号に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、前記制御手段は、前記圧力センサーの検出圧力値Ｐｓが第一設定圧力Ｐ１に到達し、かつ前記検出圧力値Ｐｓが変化を認めなくなった時点で前記モータを停止させ、停止後所定時間経過すると前記モータを再起動させ、前記検出圧力値Ｐｓが前記第一設定圧力Ｐ１より高い圧力となる第二設定圧力Ｐ２（Ｐ１＋ΔＰ）に達した時点で前記モータを停止させるように制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ポンプ装置に関するものである。

従来のポンプ装置の運転制御について図４を用いて説明する。

従来のポンプ装置は、運転待機状態から、Ｔ１で水栓を開き水を使い始めると、圧力タンクに蓄水された水が流出し、ポンプ装置に設けられた圧力センサーの検出圧力が（ｃ）のように低下し、またポンプ吐出圧力が（ｂ）のように徐々に低下する。この結果、運転開始圧力Ｔ２に到達した時点でポンプの運転を開始する。水栓の開度つまり水の使用量に応じて圧力センサーで検出される圧力も低下し、モータの回転数を速度制御装置で増して、ポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。

そして、Ｔ３にて水の使用量を減じた場合には、圧力センサーで検出される圧力が上昇するので、モータの回転数は減じられて、同様にポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。同様にＴ４で再度水の使用量が増す場合、Ｔ５で水の使用量が一定となる場合も各々の状況に応じて圧力センサーで検出される圧力に応じてモータの回転数を変え、ポンプ装置の吐出圧力を一定としている。ポンプ装置は、上記のような運転を繰り返し制御される。

そして、Ｔ６にて水栓を閉じて水の使用を終了すると停止判定領域に入り、水使用の有無を判定するためにＴ７でモータの回転数を若干下げた後、Ｔ８からＴ９間でモータの回転数を一定に保持し、この間圧力センサーの検出圧力が低下方向への変化がないことを確認してＴ９でポンプ装置を停止し、待機状態となるものである。このような特許文献１
（特開２００４−１１６３１１号公報）に開示されている。

特開２００４−１１６３１１号公報

上記特許文献１に記載のものにおいては、顧客の水使用時の使い勝手の向上を考慮し、水栓での圧力変動を最小限に抑える運転制御としたことから、ポンプ停止圧力からポンプ起動圧力までの圧力差ΔＰｚを小さくしている。そのために、例えば、ポンプ装置からの吐出側配管に僅かな漏水があった場合、顧客が水を使用していない場合においても、ポンプ装置が頻繁に起動停止を繰り返すことがある。そのため、消費電力量が増えて電気代が高くなり、また、起動停止の度に圧力タンク内に空気を補給する自動空気補給装置も動作するため、過空気状態になり水使用初期にくしゃみ水と呼ばれる水と空気が混ざる状態になり使い勝手が悪くなる。さらにはポンプヘッド部が高温になって、水封部が劣化し漏水に至ることがあった。

本発明の目的は上記課題を解決し、ポンプの頻繁な起動停止を抑え、使い勝手の良いポンプ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、ケーシング内に回転自在なる羽根車を備えるポンプ部と、前記羽根車を回転させるモータと、前記ポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、該圧力タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、該圧力センサーの検出信号に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、前記制御手段は、前記圧力センサーの検出圧力値Ｐｓが第一設定圧力Ｐ１に到達し、かつ前記検出圧力値Ｐｓが変化を認めなくなった時点で前記モータを停止させ、停止後所定時間経過すると前記モータを再起動させ、前記検出圧力値Ｐｓが前記第一設定圧力Ｐ１より高い圧力となる第二設定圧力Ｐ２（Ｐ１＋ΔＰ）に達した時点で前記モータを停止させるように制御することにある。

本発明によれば、ポンプの頻繁な起動停止を抑え、使い勝手の良いポンプ装置を提供することにある。

以下、本発明の実施形態を本発明の実施例の図面に沿って説明する。

まず、本発明のポンプ装置の概要について図１から図３を引用して説明する。

ポンプ装置は、圧力タンク１と、この圧力タンク１の上に配置されたモータ２とモータ２の回転数を変速させる速度制御装置等が搭載された制御基板３と、モータ２の上に配置され、ポンプの吐出圧力値の表示や運転圧力等の設定を切り替え操作できる操作基板４が通信線で制御基板３（制御手段）と接続され、それらをポンプカバー１０が覆う構造である。

ポンプ部１５は、羽根車１６と、この羽根車１６を内置するケーシング１７と、ケーシング１７の前面を閉じるケーシングカバー１８を有する。このポンプは、ウェスコポンプと称するもので、ケーシング１７に吸込口１７（ａ）と吐出口１７（ｂ）を有する。なお、本発明の説明は、代表的ポンプであるウェスコポンプを例示するが、本発明はウェスコポンプに限定されるものではない。

ポンプ部１５の上部には、気水分離室１９が備わる。気水分離室１９は圧力タンク１の流入口に連通するよう配置され、ねじ等でポンプ部１５に固定される。また吸い込み流路に連通する吸い込み室２０には逆止弁２１が備わる。この逆止弁２１は吸込口側からケーシング１７側への水の流れを許すが、逆向きの流れを阻止するよう作動する。吸い込み流路の吸込継手２２は、圧力タンク１に取り付けられる。

一方、圧力タンク１の側面には揚水されて加圧された水を水栓へ送水するために設けられる配管接続用の吐出フランジ６が接続されている。

気水分離室１９の上部にはねじ込み式の呼び水給水用栓２３が備わる。この呼び水給水用栓２３を外して呼び水を給水する。

次に図６を用いて、本実施例の制御回路を示す。図６は本発明の一実施例に係る制御ブロック図である。制御基板３には各種の入力情報演算して制御信号を出力するマイコン
３０と、このマイコン３０に接続され、モータ２の回転数を制御する速度制御部３１と、モータ２と電源４０とを結線する端子部３２が設けられている。５０はモータ２の回路を開閉するスイッチである。さらにマイコン３０には圧力センサー５と操作基板４が接続されている。操作基板４は、ポンプの設置条件とを入力するために用いられる。

ポンプ装置の動作について説明する。ポンプ装置の運転はモータ２を運転することにより行われる。まず、自吸運転が行われ、自吸運転が終了してから揚水運転に移行するのである。

自吸運転では、ケーシング吐出口１７（ｂ）から気水分離室内１９の呼び水が還流して、空気分が吐出ニップル２４より圧力タンク１内へ排出され、ポンプ部１５のケーシング吸込口１７（ａ）から上流側の空気が徐々に抜けて水が満たされて行く。そして、水が全部に満たされると、自吸運転が終了し、揚水運転に移行するのである。

揚水運転では、吸い上げられた水が吐出フランジ６を介して吐出管から送り出されるのである。かかる揚水運転で、吐出管につながる流路が閉じられると、吐出管から下流側の圧力が上がる。通常は、圧力センサー５が作動してモータ２の運転が止まる。

次に、本発明の運転制御について図４及び図５のチャート図を用いて説明する。本発明では、ポンプ運転し、その後停止させ待機状態に至るまでは従来の制御と同じである。

運転待機状態から、Ｔ１で水栓を開いて水を使い始めると、圧力タンク１に蓄水された水が流出し、ポンプ装置に設けられた圧力センサー５の検出圧力が（ｃ）のように、およびポンプ吐出圧力が（ｂ）のように徐々に低下する。この結果、運転開始圧力Ｔ２に到達した時点で運転を開始する。水栓の開度つまり水の使用量に応じて圧力センサー５の検出圧力も低下し、速度制御部３１からの指令でモータ２の回転数を増加させ、ポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。

Ｔ３にて水の使用量を減じた場合には、圧力センサー５の検出圧力が上昇するので、モータ２の回転数は減じられて、同様にポンプ装置の吐出圧力を一定に保持しながら運転している。同様にＴ４で再度水の使用量が増す場合、Ｔ５で水の使用量が一定となる場合も各々の状況に応じて圧力センサー５の検出圧力に伴い、モータ２の回転数を変えて、ポンプ装置の吐出圧力を一定としているもので、これの繰り返しで運転されるものである。

そして、Ｔ６にて水栓を閉じて水の使用を終了すると停止判定領域に入り、水使用の有無を判定するためにＴ７でモータ２の回転数を若干下げた後、Ｔ８からＴ９間でモータ２の回転数を一定に保持し、この間圧力センサー５の検出圧力が低下方向への変化がないことを確認してＴ９でポンプ装置を停止し、待機状態となるものである。

上記従来のポンプ装置の運転制御は、顧客の水使用時の使い勝手の向上を考慮し、水栓での圧力変動を最小限に抑える運転制御としたことから、ポンプ停止圧力からポンプ起動圧力までの圧力差ΔＰｚを小さくしている。そのために、例えば、ポンプ装置からの吐出側配管に漏水があった場合など、顧客が水使用していなくてもポンプ装置が頻繁に起動停止を繰り返すことがある。それによる不具合としては、電気代が高くなったり、起動停止の度に自動空気補給装置も動作するため過空気状態になり、水使用初期にくしゃみ水と呼ばれる水と空気が混ざる状態になり使い勝手が悪くなったり、さらにはポンプヘッド部が高温になって、水封部が劣化し漏水に至ることがあった。

また、目標圧力とポンプ停止圧力が同圧のため、水使用開始直後の圧力が弱いと感じることもあった。

次に改良したポンプ停止時と起動時の制御について図５のチャート図を用いて説明する。

本発明の図５のＴ６からＴ９（ポンプ停止）までは従来例の図４のＴ６からＴ９までと同じ制御につき説明を割愛する。従来例の図４では、Ｔ９でポンプが停止すると次の水使用に備え待機状態に入っていた。

本発明では、Ｔ９でポンプ停止後、従来例のように待機状態に入らず、Ｔ９から数秒後のＴ１０でモータ２を再起動させる。

再起動後は、圧力センサー５の検出圧力値Ｐｓが目標圧力Ｐ１（第一設定圧力）より高い圧力、すなわち目標圧力Ｐ１からΔＰだけ昇圧（Ｐ１＋ΔＰ）された圧力Ｐ２（第二設定圧力）に達した時点にあたるＴ１１でモータ２を停止させ待機状態に入る停止制御とした。

次に、運転待機状態から、Ｔ１２で水栓を開き、水を使い始めると、圧力センサー５の検出圧力Ｐｓが（ｃ）のように、およびポンプ吐出圧力Ｐｄが（ｂ）のように徐々に低下する。この結果、運転開始圧力Ｔ１３に到達した時点で運転を開始する。従来例では、運転開始後は即目標圧力Ｐ１で運転するが、本発明では、一旦モータ２の回転数を高め、一定時間ΔＴだけ圧力センサー５の検出圧力値Ｐｓを目標圧力Ｐ１からΔＰ昇圧するよう運転させる起動制御とした。

本発明の制御により、ポンプ停止圧力Ｐａからポンプ起動圧力Ｐｂまでの圧力差ΔＰｘが従来例の図４の圧力差ΔＰｚより大きくすることができるので、従来のような配管漏水等による頻繁な起動停止を防ぐことができる。従って、電気代を抑えることができ、また、くしゃみ水や、ポンプヘッド部が高温になるような不具合がなくなる。

さらには、水使用開始直後の圧力が高いので使い勝手も向上する。

本実施例においては、目標圧力Ｐ１からΔＰだけ昇圧（Ｐ１＋ΔＰ）された圧力Ｐ２
（第二設定圧力）に達した時点にあたるＴ１１でモータ２を停止させ待機状態に入る停止制御としているが、これに限定されるものではない。

例えば、Ｔ１０の再起動後、モータ２を所定時間（ΔＴ）運転させ停止させるようにしても良い。また、圧力センサー５の検出圧力値Ｐｓが目標圧力Ｐ１（第一設定圧力）から
ΔＰ昇圧するか、若しくはΔＰ昇圧しない場合は所定時間ΔＴ経過後モータ２を停止させるようにしても良い。この場合、検出圧力値Ｐｓが目標圧力Ｐ１に達する前に所定時間
ΔＴが経過するとモータ２は停止し、またモータ２の再起動後所定時間ΔＴが経過する前に検出圧力値Ｐｓが目標圧力Ｐ１に達するとモータ２は停止する。

本発明の一実施例に係るポンプ装置の縦断面図である。 図１の右側面図である。 図１のポンプカバーを外した状態の平面図である。 従来例の運転制御を時系列的に示したチャート図である。 本発明の一実施例に係る運転制御を時系列的に示したチャート図である。 本発明の一実施例に係るポンプ装置の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 圧力タンク
２ モータ
３ 制御基板
５ 圧力センサー
１５ ポンプ部

Claims (3)

1. ケーシング内に回転自在なる羽根車を備えるポンプ部と、前記羽根車を回転させるモータと、前記ポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、該圧力タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、該圧力センサーの検出信号に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、
   前記制御手段は、
   前記圧力センサーの検出圧力値Ｐｓが第一設定圧力Ｐ１に到達し、かつ前記検出圧力値Ｐｓが変化を認めなくなった時点で前記モータを停止させ、停止後所定時間経過すると前記モータを再起動させ、前記検出圧力値Ｐｓが前記第一設定圧力Ｐ１より高い圧力となる第二設定圧力Ｐ２（Ｐ１＋ΔＰ）に達した時点で前記モータを停止させるように制御することを特徴とするポンプ装置。
2. ケーシング内に回転自在なる羽根車を備えるポンプ部と、前記羽根車を回転させるモータと、前記ポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、該圧力タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、該圧力センサーの検出信号に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、
   前記制御手段は、
   前記圧力センサーの検出圧力値Ｐｓが第一設定圧力Ｐ１に到達し、かつ前記検出圧力値Ｐｓが変化を認めなくなった時点で前記モータを停止させ、停止後所定時間経過すると前記モータを再起動させ、さらに前記モータの再起動から所定時間（ΔＴ）経過後に前記モータを停止させるように制御することを特徴とするポンプ装置。
3. ケーシング内に回転自在なる羽根車を備えるポンプ部と、前記羽根車を回転させるモータと、前記ポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、該圧力タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、該圧力センサーの検出信号に基づいて前記モータを制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、
   前記制御手段は、
   前記圧力センサーの検出圧力値Ｐｓが第一設定圧力Ｐ１に到達し、かつ前記検出圧力値Ｐｓが変化を認めなくなった時点で前記モータを停止させ、停止後所定時間経過すると前記モータを再起動させ、さらに前記検出圧力値Ｐｓが前記第一設定圧力Ｐ１より高い圧力となる第二設定圧力Ｐ２（Ｐ１＋ΔＰ）に達するか、もしくは前記モータの再起動から所定時間（ΔＴ）に達するいずれかで前記モータを停止させるように制御することを特徴とするポンプ装置。

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