JP2013204531A

JP2013204531A - マグネットポンプ装置

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Publication number: JP2013204531A
Application number: JP2012075339A
Authority: JP
Inventors: Masami Hamaso; 正美濱走; Yukitsugu Masumoto; 幸嗣桝本; Toshio Yamaki; 理生山木
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】始動開始当初に大きな電流が流れるのを抑えることができるマグネットポンプ装置を提供すること。
【解決手段】吸入口２４及び吐出口２８を有するポンプケーシング４と、ポンプケーシング４の外側に配設された駆動マグネット８と、駆動マグネット８を回転駆動させるための駆動モータ１０と、ポンプケーシング４の内側に回転自在に配設された従動体６と、駆動モータ１０を回転制御するための制御手段６０と、を備えたマグネットポンプ装置。従動体６は、駆動マグネット８に対向して配設された従動マグネット３４と、吸入口２４から吸入した液体を吐出口２８から吐出するためのインペラ３２とを有する。始動開始からの所定時間（例えば、１０〜６０秒間）の間、制御手段６０は、定格回転数の８０〜９６％の回転数でもって駆動モータ１０を回転制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マグネットの磁気的力を利用してインペラを回転させて液体を送給するマグネットポンプ装置に関する。

マグネットの磁気的結合力を利用してインペラを回転するマグネットポンプ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このマグネットポンプ装置は、ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体とを備え、この従動体は、駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、ポンプケーシングの吸入口から吸入した液体をその吐出口から吐出するためのインペラとを有している。

このようなマグネットポンプ装置では、駆動モータによって駆動マグネットが所定方向に回転駆動されると、この駆動マグネットと従動マグネットとの磁気的カップリングよって従動マグネットが回動され、この従動マグネットを介してインペラが一体的に回転され、かかるインペラの回転によって、ポンプケーシングの吸入口を通して吸入された液体（例えば、水）がその吐出口から吐出される。

特開平７−３５０８６号公報

しかしながら、このようなマグネットポンプ装置では、次の通りの解決すべき問題がある。従来のマグネットポンプ装置では、駆動モータは始動開始時から定格回転数で回転駆動されるために、また従動体がラジアル軸受を介して支持されてなく、始動時に大きな回転阻止力が生じるために、始動開始当初に大きな電流（所謂、突入電流）が生じ、このことに起因して、駆動モータの駆動電源装置として大電流に対応したものが必要となり、駆動電源装置自体が大型化する問題がある。

また、始動時の回転阻止力は、マグネットポンプ装置によってそれぞれ異なり、またその使用年数などによっても変わり、駆動モータを設定回転数で回転駆動しても所定の流量が確保することができない問題がある。更に、マグネットポンプ装置の停止時に液体の温度が上昇すると、液体中の空気が遊離して気泡が生じ易くなり、このような気泡がポンプケーシングに滞留すると、駆動モータを所定回転数で回転させてもその回転数に対応する吐出流量を確保することができない問題がある。

本発明の目的は、始動開始当初に大きな電流が流れるのを抑えることができるマグネットポンプ装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、始動時にポンプケーシング内に滞留した気泡を排出して所定のポンプ性能を確保することができるマグネットポンプ装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載のマグネットポンプ装置は、吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
始動開始からの所定時間の間、前記制御手段は前記駆動モータの定格回転数の８０〜９６％の回転数でもって前記駆動モータを回転駆動することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載のマグネットポンプ装置は、吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動時に前記駆動モータの定格回転数の５０％以上の回転数でもって前記駆動モータを駆動し、ポンプ装置によって送給される液体の測定吐出圧力がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定吐出圧力に達したと適正始動判定するまで、或いはポンプ装置によって送給される液体の測定吐出流量がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定吐出流量に達したと適正始動判定するまで前記駆動モータの回転数を上昇させることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載のマグネットポンプ装置は、吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動時に前記駆動モータの定格回転数の５０％以上の回転数でもって前記駆動モータを駆動し、ポンプ装置の測定消費電力がこのポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定消費電力に達したと適正始動判定するまで前記駆動モータの回転数を上昇させることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載のマグネットポンプ装置では、前記制御手段は、適正始動判定されたときの前記駆動モータの回転数を始動回転数として記憶し、始動時にこの記憶された始動回転数でもって前記駆動モータを始動することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載のマグネットポンプ装置では、前記制御手段は、ポンプ装置の電源電圧又はインバータの電源周波数に基づいて前記駆動モータを回転制御することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載のマグネットポンプ装置は、吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動準備時に、ポンプ装置の測定消費電力、測定吐出圧力及び測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量よりも低いときに、前記駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から前記定格回転数の範囲内で変動させることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載のマグネットポンプ装置では、前記制御手段は、前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の前記所定割合から前記定格回転数の範囲で変動させてポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達しないときに、ポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達するまで前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の前記所定割合から前記定格回転数の範囲内で所定回数にわたって繰返し変動させることを特徴とする。

更に、本発明の請求項８に記載のマグネットポンプ装置では、前記制御手段は、前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の前記所定割合から前記定格回転数の範囲内で前記所定回数にわたって繰り返し変動させてもポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達しないときに異常信号を生成することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のマグネットポンプ装置によれば、始動開始からの所定時間の間、マグネットポンプ装置の駆動モータが定格回転数の８０〜９６％の回転数でもって回転駆動されるので、始動開始時に駆動モータの回転数が抑えられ、これによって、始動時の突入電流を抑えることができ、その結果、駆動モータの駆動電源装置の容量を小さくし、その小型化を図ることが可能となる。尚、この所定時間とは、１０〜６０秒程度の始動開始時間である。

また、本発明の請求項２に記載のマグネットポンプ装置によれば、始動時に駆動モータが定格回転数の５０％以上の回転数でもって駆動され、ポンプ装置によって送給される液体の測定吐出圧力が、ポンプ装置の特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定吐出圧力に達したと適正始動判定する（或いは、ポンプ装置によって送給される液体の測定吐出流量が、ポンプ装置の特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定吐出流量に達したと適正始動判定する）まで駆動モータの回転数を上昇させるので、回転始動時の回転数が小さくなり、これによって、回転抑止力に対する電気エネルギーを小さくすることができる。また、始動時にポンプ装置の回転数が小さくなるために、ポンプ装置の必要吸入圧力が小さい場合でもキャビテーションの発生が少なくなり、その結果、ポンプ装置の長寿命化を図ることができる。

また、本発明の請求項３に記載のマグネットポンプ装置によれば、始動時に駆動モータが定格回転数の５０％以上の回転数でもって駆動され、ポンプ装置の測定消費電力がこのポンプ装置の特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定消費電力に達したと適正始動判定するまで前記駆動モータの回転数を上昇させるので、上述したと同様に、回転抑止力に対する電気エネルギーを小さくすることができ、またポンプ装置の必要吸入圧力が小さい場合でもキャビテーションの発生を少なくすることができる。

また、本発明の請求項４に記載のマグネットポンプ装置によれば、適正始動判定されたときの駆動モータの回転数を始動回転数として設定するので、ポンプ装置の所定の特性が得られる適正回転数からポンプ装置を始動させることができる。

また、本発明の請求項５に記載のマグネットポンプ装置によれば、ポンプ装置の駆動モータが電源電圧又はインバータの電源周波数に基づいて回転制御されるので、この駆動モータの回転数を所望の通りに制御することができる。

また、本発明の請求項６に記載のマグネットポンプ装置によれば、始動準備時に、ポンプ装置の測定消費電力、測定吐出圧力及び測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上がポンプ装置の特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量よりも低いときに、駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数の範囲内で変動させるので、このポンプ回転数の変動により流体の流量も変動し、これによって、ポンプケーシング内に滞留する気泡が流れ易くなり、その結果、滞留する気泡を効果的に除去し、ポンプ装置の回転制御の信頼性（回転数と流量との関係の信頼性）を向上させることができる。

また、本発明の請求項７に記載のマグネットポンプ装置によれば、駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数の範囲で変動させてポンプ装置の測定消費電力、測定吐出圧力及び測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が上述の設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量に達しないときに、駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数の範囲内で所定回数にわたって繰返し変動させるので、ポンプ回転数の変動が所定回数にわたり繰り返し行われ、これによって、ポンプケーシング内に滞留する気泡をより確実に除去することができる。

更に、本発明の請求項８に記載のマグネットポンプ装置によれば、駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数の範囲内で所定回数にわたって繰返し変動させてもポンプ装置の測定消費電力、測定吐出圧力及び測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が上述の設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量に達しないときに異常信号が生成されるので、この異常信号を利用して例えば警報装置などを作動させることによって、ポンプ装置に何らからの異常が発生したことを容易に知ることができる。

本発明に従うマグネットポンプ装置の第１の実施形態を示す簡略断面図。図１のマグネットポンプ装置の制御系を示すブロック図。第２の実施形態のマグネットポンプ装置の制御系を示すブロック図。図３の制御系による制御の流れを示すフローチャート。マグネットポンプ装置の回転数と液体の流量との関係を示す図。マグネットポンプ装置を始動する際の始動回転数の設定を説明するための図。マグネットポンプ装置における回転数とポンプ能力との関係を示す図。第３の実施形態のマグネットポンプ装置の制御系を示すブロック図。図８の制御系による制御の流れを示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明に従うマグネットポンプ装置の実施形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
まず、図１及び図２を参照して、第１の実施形態のマグネットポンプ装置について説明する。図１において、図示のマグネットポンプ装置２は、ポンプケーシング４と、このポンプケーシング４の内側に配設された従動体６と、ポンプケーシング４の外側に配設された駆動マグネット８と、この駆動マグネット８を回転駆動するための駆動モータ１０とを備えている。

駆動モータ１０は、直流モータ又は交流モータから構成され、直流モータから構成した場合、その回転数制御は直流電源装置の電圧制御で行うことができ、直流電源装置の電源電圧を大きくすると駆動モータ１０の回転数が増大し、その電源電圧を小さくすると駆動モータ１０の回転数が減少する。また、交流モータから構成した場合、インバータの電源周波数制御で行うことができ、インバータの電源周波数を大きくすると駆動モータ１０の回転数が増大し、その電源周波数を小さくすると駆動モータ１０の回転数が減少する。この駆動モータ１０の出力軸１２は、カップ状の回転部材１４に連結され、環状の駆動マグネット８は、この回転部材１４の周側壁１６の内周面に取り付けられている。

ポンプケーシング４は、図１において左側の第１ケーシング部１８と、図１において右側の第２ケーシング部２０とを有し、第１及び第２ケーシング部１８，２０が一体的に構成されている。第１ケーシング部１８の端壁２１（図１において左端壁）には吸入部２２が設けられ、この吸入部２２は、水などの液体を吸入するための吸入口２４を規定する。また、第１ケーシング部１８の周側壁２４の所定部位には吐出部２６が設けられ、この吐出部２６は、吸入した液体を吐出するための吐出口２８を規定する。第２ケーシング部２０は、図１において右方に突出して設けられ、回転部材１４の周側壁１６内に挿入されて位置している。

従動体６は、ポンプケーシング４内に回転自在に支持されている。図示の従動体６は、第２ケーシング部２０内に位置する従動回転部３０と、第１ケーシング部１８内に位置するインペラ３２とを有し、従動回転部３０及びインペラ３２が一体的に構成されている。従動回転部３０の外周部には環状の従動マグネット３４が設けられ、この従動マグネット３４は、駆動用マグネット８に対向して半径方向内方に位置し、従動マグネット３４と駆動マグネット８との間にポンプケーシング４の周側壁２０が介在されている。

この従動体６には従動軸３６が設けられ、この従動軸３６の一端側が第２ケーシング部２０の端壁３８に回転自在に支持され、その他端部が第１ケーシング部１８の支持突部４０に回転自在に支持されている。

このように構成されているので、駆動モータ１０によって駆動マグネット８が回転駆動されると、この駆動マグネット８との磁気的カップリングによって従動マグネット３４が所定方向に従動され、この従動マグネット３４と一体的に従動回転部３０及びインペラ３２が回動され、かかるインペラ３２の回転によって吸入口２４を通して液体がポンプケーシング４内に吸入され、かく吸入された液体がその吐出口２８から吐出される。

このマグネットポンプ装置２に関連して、ポンプケーシング４の吸入口２４側に、例えば液体供給元タンク４２が配設され、この液体供給タンク４２の流出部４４が供給ラインを介してポンプケーシング４の吸入口２４に接続され、またポンプケーシング４の吐出口２８側に、例えば供給先タンク４６が配設され、この供給先タンク４６の流入部４８が送給ラインを介してポンプケーシング４の吐出口２８に接続される。従って、マグネットポンプ装置２が作動してインペラ３２が所定方向に回転すると、供給元タンク４２内の液体５０が、矢印５２で示すように供給ラインを通して吸入口２４からポンプケーシング４内に吸入され、このポンプケーシング４内を通ってその吐出口２８から矢印５４で示すように供給先タンク４６に送給される。

このマグネットポンプ装置２は、マイクロコンピュータなどから構成される制御手段６０により回転制御される。図２をも参照して、この制御手段６０は、駆動モータ１０の回転数を設定するための回転数設定手段６２、タイマ手段６４及び各種情報が登録されるメモリ手段６６を備えている。回転数設定手段６２は、始動開始時に始動回転数を設定し、始動開始から所定時間経過した後に定格回転数（例えば、１８００ｒｐｍ程度）を設定する。この始動回転数は、定格回転数の８０〜９６％の回転数（例えば、定格回転数の８５％の回転数）に設定される。また、タイマ手段６４は、駆動モータ１０を始動回転数で回転する所定時間を計時し、この所定時間として例えば１０〜６０秒程度、例えば３０秒程度の時間が設定される。更に、メモリ手段６６には、タイマ手段６４が計時する所定時間、駆動モータ１０の始動回転数及び定格回転数などが登録される。

また、この制御手段６０に関連して、マイクロポンプ装置２を作動操作ための操作パネル６８が設けられ、この操作パネル６８には、マグネットポンプ装置２を作動させる始動スイッチ７０、マグネットポンプ装置２を作動停止させる停止スイッチ７２などが設けられる。

このようなマグネットポンプ装置２の始動は、例えば、次のようにして行われる。マグネットポンプ装置２を作動させるには、操作パネル６８の始動スイッチ７０を押圧操作すればよい。かくすると、回転数設定手段６２は、駆動モータ１０の回転数として始動回転数（例えば、定格回転数の８５％の回転数）を設定し、制御手段６０はこの始動回転数でもって駆動モータ１０を回転駆動する。そして、この始動開始とともにタイマ手段６４が作動し、このタイマ手段６４が所定時間（例えば、３０秒）を計時すると、回転数設定手段６２は、駆動モータ１０の回転数として定格回転数（例えば、１８００ｒｐｍ）を設定し、制御手段６０はこの定格回転数でもって駆動モータ１０を回転駆動する。このようにマグネットポンプ装置２の始動開始時に駆動モータ１０の回転数が始動回転数となるように制御するので、この回転始動時の回転数が定格回転数よりも低くなり、これによって、始動開始時の駆動電流（即ち、突入電流）を抑えることができる。

〔第２の実施形態〕
次いで、図３及び図４を参照して、第２の実施形態のマグネットポンプ装置について説明する。この第２の実施形態においては、マグネットポンプ装置の吐出流量を計測して適正始動したかを判定している。尚、以下の実施形態において、上述した第１の実施形態と実質上同一のものには同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

この第２の実施形態では、マグネットポンプ装置２Ａ自体の構成は、図１に示す通りの構成を備えており、その制御系が図３に示すように構成されている。図３において、この制御手段６０Ａは、回転数設定手段６２及びメモリ手段６６Ａに加えて、始動判定手段８２、始動回転数設定８４、異常判定手段８６及び異常信号生成手段８８を有している。始動判定手段８２は、マグネットポンプ装置２Ａの始動が適正に行われたか、この実施形態ではマグネットポンプ装置２Ａの吐出流量がマグネットポンプ装置２Ａの特性に基づく駆動モータ１０の回転数に対応する設定吐出流量（この実施形態では、始動時の始動設計吐出流量）に達したかを判定し、始動回転数設定手段８４は、後述する如くして始動回転数を設定し、異常判定手段８６は、マグネットポンプ装置２Ａの駆動モータ１０の回転数を定格回転数まで上昇させても上記設定吐出流量（この形態では、始動設計吐出流量）に達しないときに異常と判定し、異常信号生成手段８８は、異常判定手段８６の上述した異常判定に基づき異常信号を生成する。

制御手段６０Ａの上述した構成に関連して、マグネットポンプ装置２Ａの始動時に設定される始動回転数、始動設計吐出流量及び設計性能マップが登録される。この設計性能マップは、図５に破線で示すものであり、マグネットポンプ装置２Ａ（具体的には、駆動モータ１０）の回転数が上昇すれば、マグネットポンプ装置２Ａの吐出流量も増大する。

また、マグネットポンプ装置２Ａには、駆動モータ１０に関連して、その回転数を検知するための回転数検知手段９０が設けられ、またマグネットポンプ装置２Ａの吐出部２６に関連して、この吐出部２６を通して吐出される液体の吐出流量を検知するための流量検知手段９２が設けられる。更に、マグネットポンプ装置２Ａの異常を知らせるための警報手段９４が設けられ、この警報手段９４として警報ランプ、警報ブザーなどを用いることができる。

このマグネットポンプ装置２Ａの始動は、例えば、図４に示すようにして行われる。図４をも参照して、マグネットポンプ装置２Ａを作動させるには、操作パネル６８の始動スイッチ７０を押圧操作すればよく、かく押圧操作する（ステップＳ１）と、回転数設定手段６２は、駆動モータ１０の回転数として始動回転数（定格回転数の５０％以上の回転数であって予め設定された回転数、例えば定格回転数の５５％の回転数）を設定し（ステップＳ２）、制御手段６０Ａはこの始動回転数でもって駆動モータ１０を回転駆動する。

このように始動回転すると、回転数検知手段９０は、マグネットポンプ装置２Ａの回転数（即ち、駆動モータ１０の回転数）を検知し（ステップＳ３）、また流量検知手段９２は、マグネットポンプ装置２Ａの吐出流量を検知する（ステップＳ４）。そして、マグネットポンプ装置２Ａの検知吐出流量（即ち、測定吐出流量）が、マグネットポンプ装置２Ａの特性に基づく駆動モータ１０の回転数に対応する設定吐出流量、この形態では、始動設計吐出流量Ｒ_０に達したか判定され（ステップＳ５）、始動設計吐出流量Ｒ_０に達しないときには、ステップＳ６に進み、回転数設定手段６２は回転数を上昇設定し、制御手段６０Ａは、この上昇した設定回転数でもってマグネットポンプ装置２Ａを回転駆動し、ステップＳ７を経てステップＳ３に戻る。

このとき、この回転数上昇によってマグネットポンプ装置２Ａ（即ち、駆動モータ１０）の定格回転数に達すると、ステップＳ７からステップＳ８に移り、異常判定手段８６は、マグネットポンプ装置２Ａに何らかの異常が発生したとして異常判定を行い、異常信号生成手段８８は異常信号を生成し（ステップＳ９）、この異常信号に基づいて警報手段９４が作動して異常発生を知らせる（ステップＳ１０）。尚、実施形態では、警報手段９４を作動させているが、これとともにマグネットポンプ装置２Ａを作動停止するようにしてもよい。

ステップＳ５において、この検知吐出流量（即ち、測定吐出流量）が始動設計回転数（定格回転数の例えば５５％に対応する回転数）に対応する始動設計吐出流量Ｒ_０に達すると、ステップＳ５からステップＳ１１に移り、始動判定手段８２がマグネットポンプ装置２Ａの始動が適正であると判定し、始動回転数設定手段８４は、この判定結果に基づいて始動設計吐出流量Ｒ_０に達したときの回転数を始動回転数と設定し、この設定した始動回転数がメモリ手段６６Ａに記憶される。

この実施形態では、始動回転数を設定した後もマグネットポンプ装置２Ａの回転数が定格回転数まで上昇するように構成され、定格回転数まで上昇すると、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、回転数設定手段６２は、マグネットポンプ装置２Ａの回転数を定格回転数に設定し、制御手段６０Ａは、マグネットポンプ装置２Ａ（即ち、駆動モータ１０）を定格回転数で回転駆動する。

この始動回転数の設定を図５及び図６を参照して具体的に説明すると、マグネットポンプ装置２Ａの始動設計吐出流量として流量Ｒ_０が設定され、この流量Ｒ_０となる回転数が定格回転数の５５％であるとすると、工場の製造段階で始動吐出流量：Ｒ_０、始動回転数：定格回転数の５５％と設定される。従って、使用開始当初においては、マグネットポンプ装置２Ａの回転数と吐出流量との関係は、図５に破線で示すポンプ設計性能曲線に沿って変化する。しかし、使用などによってポンプ性能が低下すると、マグネットポンプ装置２Ａの回転数と吐出流量との関係は、例えば、図５に実線で示すようにポンプ性能曲線が変化し、始動設計吐出流量Ｒ_０となる回転数は定格回転数の例えば７０％と変動する。従って、このような場合、図６に示すように、ポンプ設計性能曲線を図６において右側に（即ち、定格回転数側）にスライドさせて始動設計吐出流量Ｒ_０となる回転数、この場合に定格回転数の７０％の回転数を始動回転数として設定し、これ以降この設定した始動回転数でもってマグネットポンプ装置２Ａの始動開始を行うようにする。このように始動時の回転を変更することによって、回転始動時に一定の吐出流量を確保することができるとともに、始動時の回転数が定格回転数よりも低くなり、これによって、回転抑止力に対する電気エネルギーを小さくすることができ、またポンプ装置の必要吸入圧力が小さい場合でもキャビテーションの発生が少なくなる。

その後、マグネットポンプ装置２Ａの定格回転状態において停止スイッチ７２を押圧操作すると、ステップＳ１５からステップＳ１６に進み、マグネットポンプ装置２Ａが作動停止する。

尚、第２の実施形態では、流量検知手段９２の検知吐出流量が始動設計吐出流量Ｒ_０に達した後もマグネットポンプ装置２Ａの回転数を定格回転数まで上昇させ、この定格回転数に達した後はその回転数を維持するように構成しているが、このような構成に代えて、例えば流量検知手段９２の検知吐出流量が始動設計吐出流量Ｒ_０に達したときに、その回転数でもって所定時間にわたって駆動し、所定時間経過後に定格回転数でもって回転駆動するようにしてもよい。

また、この実施形態では、マグネットポンプ装置２Ａの定格回転数の５５％の回転数を始動回転数として設定し、この始動回転数から定格回転数の範囲にわたってその回転数を上昇させているが、この始動回転数として定格回転数の５０％以上の範囲の適宜の割合（例えば、６０％など）の回転数を設定することができ、このとき始動設計吐出流量Ｒ_０は、マグネットポンプ装置２Ａの特性に基づくこの割合の回転数に対応する吐出流量となる。

この第２の実施形態においては、マグネットポンプ装置２Ａの吐出流量に着目し、その回転数と吐出流量との関係を示すポンプ性能曲線を利用し、吐出流量を検知する流量検知手段９２の検知吐出流量（測定吐出流量）が始動設計吐出流量となる回転数を始動回転数として設定しているが、このようなポンプ性能曲線は、その回転数と吐出圧力との間、またその回転数と消費電力との間にも一定の関係が存在し、これらの関係を利用して始動回転数を設定するようにすることもできる。

図７は、マグネットポンプ装置２Ａの回転数とポンプ能力との関係を示すポンプ性能曲線を示しており、図７において実線で示すポンプ性能曲線Ａは、回転数とポンプ能力としての吐出流量との関係を示すものであり、マグネットポンプ装置２Ａの回転数とその吐出流量とはほぼ比例の関係にあり、この関係を利用したときには、上述したようにして始動開始時の始動回転数を設定することができる。

図７において破線で示すポンプ性能曲線Ｂは、回転数とポンプ能力としての吐出圧力との関係を示すものであり、マグネットポンプ装置２Ａの回転数とその吐出圧力とはほぼ２乗に比例する関係にあり、この関係を利用したときには、次の通りとなる。即ち、マグネットポンプ装置２Ａの始動設計吐出圧力として圧力Ｐ_０が設定され、この吐出圧力Ｐ_０となる回転数が定格回転数の５０％以上の適宜の回転数（例えば、定格回転数の５５％の回転数）であるとすると、始動設計吐出圧力：Ｐ_０、始動回転数：定格回転数の５５％と設定される。また、マグネットポンプ装置２Ａの吐出部に、液体の吐出圧力を検知する圧力検知手段が設けられる。そして、始動開始時に、この圧力検知手段の検知吐出圧力（即ち、測定検知圧力）が始動設計吐出圧力Ｐ_０に達するまでマグネットポンプ装置２Ａの回転数が始動回転数から上昇され、この検出吐出圧力が始動設計吐出圧力Ｐ_０に達したときの回転数が始動回転数として設定され、それ以降の始動開始時に、この設定始動回転数でもってマグネットポンプ装置２Ａが回転駆動され、このように構成しても上述したと同様の作用効果を達成することができる。

図７において一点鎖線で示すポンプ性能曲線Ｃは、回転数とポンプ能力としての消費電力との関係を示すものであり、マグネットポンプ装置２Ａの回転数とその消費電力とはほぼ３乗に比例する関係にあり、この関係を利用したときには、次の通りとなる。即ち、マグネットポンプ装置２Ａの始動設計消費電力として消費電力Ｓ_０が設定され、この消費電力Ｓ_０となる回転数が定格回転数の５０％以上の適宜の回転数（例えば、定格回転数の５５％の回転数）であるとすると、始動設計消費電力：Ｓ_０、始動回転数：定格回転数の５５％と設定される。また、マグネットポンプ装置２Ａの駆動電源部（図示せず）に、マグネットポンプ装置２Ａの消費電力を検知するための電力負荷検知手段（即ち、消費電力検知手段）が設けられる。そして、始動開始時に、この電力負荷検知手段の検知負荷電力（測定消費電力）が始動設計消費電力Ｓ_０に達するまでマグネットポンプ装置２Ａの回転数が始動回転数から上昇され、この検出負荷電力が始動設計消費電力Ｓ_０に達したときの回転数が始動回転数として設定され、それ以降の始動開始時に、この設定始動回転数でもってマグネットポンプ装置２Ａが回転駆動され、このように構成しても上述したと同様の作用効果を達成することができる。

〔第３の実施形態〕
次に、図８及び図９を参照して、第３の実施形態のマグネットポンプ装置について説明する。この第３の実施形態においては、マグネットポンプ装置の吐出流量、吐出圧力及び消費電力を検知してこれらの検知した値の少なくとも一つがそのマグネットポンプ装置の特性に基づくその回転数に対する設定吐出流量、設定吐出圧力及び設定消費電力よりも低いときに、駆動モータの回転数を変動させている。

この第３の実施形態では、マグネットポンプ装置２Ｂ自体の構成は、図１に示す通りの構成を備えており、その制御系が図８に示すように構成されている。図８において、この制御手段６０Ｂは、回転数設定手段６２、始動判定手段８２、異常判定手段８６及び異常信号生成手段８８に加えて、回転数変更手段１０２及び変動回数演算手段１０４を含んでいる。回転数変更手段１０２は、マグネットポンプ装置２Ｂの駆動モータ１０の回転数を定格回転数の所定割合（例えば、始動回転数である５５％の割合）から定格回転数まで上昇するように変更するものであり、また変動回数演算手段１０４は、駆動モータ１０の回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数まで変動させた回数を演算する。

このことに関連して、メモリ手段６６Ｂには、始動回転数及び設計性能マップに加えて、設定吐出流量としての始動設計吐出流量、設定吐出圧力としての始動設計吐出圧力及び設定消費電電力としての始動設計消費電力が登録されるとともに、変動回数演算手段１０４により演算された変動回数が記憶される。また、マグネットポンプ装置２Ｂの回転数を検知するための回転数検知手段９０及び吐出流量を検知するための流量検知手段９２に加えて、このマグネットポンプ装置２Ｂの電力負荷を検知するための電力負荷検知手段１０６（消費電力検知手段）と、その吐出圧力を検知するための圧力検知手段１０８とが設けられる。

このマグネットポンプ装置２Ｂの始動は、例えば、図９に示すようにして行われる。図９をも参照して、マグネットポンプ装置２Ｂを作動させるには、操作パネル６８の始動スイッチ７０を押圧操作すればよく、かく押圧操作する（ステップＳ２１）と、マグネットポンプ装置２Ｂの始動準備が遂行される。この始動準備においては、回転数設定手段６２は、駆動モータ１０の回転数として始動回転数（例えば、定格回転数の５５％の回転数）を設定し（ステップＳ２３）、制御手段６０Ｂはこの始動回転数でもって駆動モータ１０を回転駆動する。

このように始動準備回転すると、流量検知手段９２は、マグネットポンプ装置２Ｂの吐出流量を検知し、圧力検知手段１０８は、その吐出圧力を検知し、また電力負荷検知手段１０６は、その電力負荷（消費電力）を検知する（ステップＳ２４）。そして、マグネットポンプ装置２Ｂの検知吐出流量（測定吐出流量）、検知吐出圧力（測定吐出圧力）及び検知電力負荷（測定消費電力）が、マグネットポンプ装置２Ｂの特性に基づく駆動モータ１０の回転数に対応する設定吐出流量、設定吐出圧力及び設定消費電力（この形態では、始動設計回転数に対応する始動設計吐出流量、始動設計吐出圧力及び始動設定消費電力）に達したかが判定され（ステップＳ２５）、これら検知吐出流量、検知吐出圧力及び検知電力負荷のいずれか一つ又は二つ以上が達していないと、ステップＳ２６に進み、回転数変更手段１０２は回転数を上昇変更し、制御手段６０Ｂは、この上昇した変更回転数でもってマグネットポンプ装置２Ｂを回転駆動し、ステップＳ２７を経てステップＳ２４に戻る。

このとき、この回転数上昇によってマグネットポンプ装置２Ｂ（即ち、駆動モータ１０）の定格回転数に達すると、ステップＳ２７からステップＳ２８に移り、変動回数演算手段１０４は、マグネットポンプ装置２Ｂの回転数変動の回数を演算し、この演算した変動回数が所定回数（例えば、５〜１０回程度の適宜の回数、例えば８回程度に設定される）に達するまでは、ステップＳ２９からステップＳ２３に戻り、再び回転数設定手段６２により始動回転数が設定され、上述したステップＳ２３〜ステップ２９が繰り返し遂行される。このように始動準備においては、マグネットポンプ装置２Ｂの回転数が始動回転数から定格回転数まで上昇変動され、かかる上昇変動が所定回数（例えば、８回）繰り返し行われるので、ポンプケーシング内に対流する気泡を確実に除去することができ、これによって、マグネットポンプ装置２Ｂの空転などの発生を防止して、所望のポンプ特性を確保することができる。

ステップＳ２３〜ステップＳ２９を所定回数繰り返してもマグネットポンプ装置２Ｂの検知吐出流量（測定吐出流量）、検知吐出圧力（測定吐出圧力）及び検知電力負荷（測定消費電力）のいずれか一つ又は二つ以上が、設定吐出流量（始動設計吐出流量）、設定吐出圧力（始動設計吐出圧力）及び設定消費電力（始動設計消費電力）に達しないときには、ステップＳ２９からステップＳ３０に進み、異常判定手段８６は、マグネットポンプ装置２Ｂに何らかの異常が発生したとして異常判定を行い（ステップＳ３０）、上述したと同様に、異常信号生成手段８８は異常信号を生成し（ステップＳ３１）、この異常信号に基づいて警報手段９４が作動して異常発生を知らせる（ステップＳ３２）。このとき、マグネットポンプ装置２Ｂを作動停止するようにしてもよい。

ステップＳ２５において、マグネットポンプ装置２Ｂの検知吐出流量（測定吐出流量）、検知吐出圧力（測定吐出圧力）及び検知電力負荷（測定消費電力）の全てが設定吐出流量（始動設計吐出流量）、設定吐出圧力（始動設計吐出圧力）及び設定消費電力（始動設計消費電力）に達すると、ステップＳ３３に進み、始動判定手段８２は、マグネットポンプ装置２Ｂの始動準備が適正に行われたと判定し、マグネットポンプ装置２Ｂの始動が行われる（ステップＳ３４）。

このマグネットポンプ装置２Ｂの始動は、図３及び図４で示す第２の実施形態における始動と同様にして行われ、その説明は省略する。尚、このとき、始動判定手段８２による適正始動準備の判定が行われているので、適正始動の判定、また適正始動でないときの異常判定及びこれに関連する制御については、省略することができる。

この第３の実施形態においては、マグネットポンプ装置２Ｂの定格回転数の５５％の回転数を始動回転数として設定し、この始動回転数から定格回転数までの範囲にわたってその回転数を上昇させているが、この始動回転数として定格回転数の５０％以上の範囲の適宜の割合（例えば、６０％など）の回転数を設定することができる。

また、この第３の実施形態では、マグネットポンプ装置２Ａ（駆動モータ１０）の回転数を始動回転数から定格回転数までの範囲にわたって変動させ、設定吐出流量として始動設計吐出流量を、設定吐出圧力として始動設計吐出圧力を、また設定消費電力として始動設計消費電力を用いているが、この始動回転数に代えてこれよりも大きい回転数（例えば、定格回転数の６０％の割合の回転数）を用いることもでき、この場合、設定吐出流量としてこの定格回転数の６０％の回転数に対応する吐出流量、吐出圧力及び消費電力が設定吐出流量、設定吐出圧力及び設定消費電力となる。

また、この第３の実施形態では、マグネットポンプ装置２Ｂの特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量の三つに基づきマグネットポンプ装置２Ｂの始動準備が適正かを判定しているが、これら三つ全てを用いて行う必要はなく、マグネットポンプ装置２Ｂの特性に基づく駆動モータの回転数に対応する設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量のいずれか一つを用いて行ってもよく、或いはこれら設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量のいずれか二つを用いて行うようにしてもよい。

また、この第３の実施形態では、始動準備時にマグネットポンプ装置２Ｂの回転数を定格回転数の所定割合から定格回転数まで変動させているが、このような回転数の変動制御に加えて、マグネットポンプ装置２Ｂを作動停止させた後に起動を行う再起動操作を複数回（例えば、３〜１０回程度）繰り返し行うようにしてもよい。

更に、この第３の実施形態では、マグネットポンプ装置２Ｂの始動準備の制御と第２の実施形態における始動の制御とを組み合わせて適用しているが、この始動準備の制御と上述の始動の制御とをそれぞれ単独で適用することも可能である。

以上、本発明に従うマグネットポンプ装置の各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、このマグネットポンプ装置２（２Ａ，２Ｂ）を供給元タンク４２内の液体５０を供給先タンク４６に送給するのに適用しているが、このようなマグネットポンプ装置２（２Ａ，２Ｂ）は、各種液体を供給するのに広く用いることができ、例えば燃料電池システムにおける改質用の水を改質器に送給するものとしても適用することができる。

また、例えば、上述した実施形態では、駆動モータ１０側の駆動マグネット８とインペラ３２側の従動マグネット３４とが径方向に対向して配置された形態のマグネットポンプ装置に適用して説明したが、このような形態のものに限定されず、駆動マグネット１０と従動マグネット３４とが軸線方向に対向して配設された形態のものにも同様に適用することができる。

２，２Ａ，２Ｂマグネットポンプ装置
４ポンプケーシング
６従動体
８駆動マグネット
１０駆動モータ
３２インペラ
３４従動マグネット
６０，６０Ａ，６０Ｂ制御手段
６２回転数設定手段
８２始動判定手段
８４始動回転設定手段
８６異常判定手段
１０４変動回数演算手段

Claims

吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
始動開始からの所定時間の間、前記制御手段は前記駆動モータの定格回転数の８０〜９６％の回転数でもって前記駆動モータを回転駆動することを特徴とするマグネットポンプ装置。
吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動時に前記駆動モータの定格回転数の５０％以上の回転数でもって前記駆動モータを駆動し、ポンプ装置によって送給される液体の測定吐出圧力がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定吐出圧力に達したと適正始動判定するまで、或いはポンプ装置によって送給される液体の測定吐出流量がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定吐出流量に達したと適正始動判定するまで前記駆動モータの回転数を上昇させることを特徴とするマグネットポンプ装置。
吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動時に前記駆動モータの定格回転数の５０％以上の回転数でもって前記駆動モータを駆動し、ポンプ装置の測定消費電力がこのポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定消費電力に達したと適正始動判定するまで前記駆動モータの回転数を上昇させることを特徴とするマグネットポンプ装置。
前記制御手段は、適正始動判定されたときの前記駆動モータの回転数を始動回転数として記憶し、始動時にこの記憶された始動回転数でもって前記駆動モータを始動することを特徴とする請求項２又は３に記載のマグネットポンプ装置。
前記制御手段は、ポンプ装置の電源電圧又はインバータの電源周波数に基づいて前記駆動モータを回転制御することを特徴とする１〜４のいずれかに記載のマグネットポンプ装置。
吸入口及び吐出口を有するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外側に配設された駆動マグネットと、前記駆動マグネットを回転駆動させるための駆動モータと、前記ポンプケーシングの内側に回転自在に配設された従動体と、前記駆動モータを回転制御するための制御手段と、を備え、前記従動体は、前記駆動マグネットに対向して配設された従動マグネットと、前記吸入口から吸入した液体を前記吐出口から吐出するためのインペラとを有するマグネットポンプ装置であって、
前記制御手段は、始動準備時に、ポンプ装置の測定消費電力、測定吐出圧力及び測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上がポンプ装置の特性に基づく前記駆動モータの回転数に対応する設定消費電力、設定吐出圧力及び設定吐出流量よりも低いときに、前記駆動モータの回転数を定格回転数の所定割合から前記定格回転数の範囲内で変動させることを特徴とするマグネットポンプ装置。
前記制御手段は、前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の所定割合から前記定格回転数の範囲で変動させてポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達しないときに、ポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達するまで前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の前記所定割合から前記定格回転数の範囲内で所定回数にわたって繰り返し変動させることを特徴とする請求項６に記載のマグネットポンプ装置。
前記制御手段は、前記駆動モータの回転数を前記定格回転数の前記所定割合から前記定格回転数の範囲内で前記所定回数にわたって繰返し変動させてもポンプ装置の前記測定消費電力、前記測定吐出圧力及び前記測定吐出流量のいずれか一つ又は二つ以上が前記設定消費電力、前記設定吐出圧力及び前記設定吐出流量に達しないときに異常信号を生成することを特徴とする請求項７に記載のマグネットポンプ装置。