JP2017106469A - Water supply unit - Google Patents

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哲則 坂谷
修平 山崎
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修平 山崎
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智大 伊藤
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章太 渡邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To curb a pressure loss to a maximum extent when a paddle type flow sensor is used.SOLUTION: A water supply unit comprises: a self-priming chamber which is installed at a discharge port side of a vortex pump driven by a drive motor; a gas-liquid separation plate which is installed in a vertical direction inside the self-priming chamber; a concave section which is installed on an inner wall face above the gas-liquid separation plate at the discharge port side in the self-priming chamber; a magnetic sensor installed at a bottom face side of the concave section; a pivot shaft which is arranged on the concave section in a direction orthogonal to a flow direction of fluid; a paddle which is pivotally supported by the pivot shaft, positioned at a gas-liquid separation plate side when no fluid flows, oscillated in a direction to approach the magnet sensor when the fluid flows, and mounted with a built-in magnet to be stored in the concave section; and an electric section which controls the drive motor on the basis of output from the magnet sensor.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、受水槽からの送水や井戸水の揚水等に用いられる給水ユニットに関する。   The present invention relates to a water supply unit used for water supply from a water receiving tank, pumping well water, and the like.

流路を流れる水の流量を検出することで、給水末端の蛇口が閉じられたことを検出する流量スイッチが設けられた給水ユニットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   There is known a water supply unit provided with a flow rate switch that detects that the faucet at the end of the water supply is closed by detecting the flow rate of water flowing through the flow path (see, for example, Patent Document 1).

図8は、フロート式の流量スイッチ240が自吸室220の上方に設けられた給水ユニット200を示す断面図である。給水ユニット200は、ベース210と、このベース210上に設けられ、電源投入時に受水槽や井戸水から水を自吸するための自吸室220と、この自吸室220の上部に設けられたセンサ部230と、渦流ポンプ260と、この渦流ポンプ260を駆動する電動モータ270と、アキュムレータ280と、各部を制御する電装部290とを備えている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the water supply unit 200 in which the float type flow rate switch 240 is provided above the self-priming chamber 220. The water supply unit 200 is provided on the base 210, a self-priming chamber 220 for self-priming water from a water receiving tank or well water when the power is turned on, and a sensor provided on the self-priming chamber 220. The unit 230, the eddy current pump 260, an electric motor 270 that drives the eddy current pump 260, an accumulator 280, and an electrical unit 290 that controls each part are provided.

自吸室220内には、上下方向に沿って気液分離板221が設けられている。センサ部230には、内部が空洞のセンサボディ231が備えられている。センサボディ231には、流路232が接続され、吐出口233に接続されている。センサボディ231の自吸室220側には流量スイッチ240が、アキュムレータ280側には圧力センサ250がそれぞれ設けられている。流量スイッチ240は、自吸室220側に設けられた筒状の流路を有するフロート受け部241と、このフロート受け部241の内部に設けられ、流量に応じて昇降する磁石を内蔵したフロート242と、このフロート242の位置により変化する磁力の有無によって開閉(ON/OFF)するリードスイッチ243とを備えている。   In the self-priming chamber 220, a gas-liquid separation plate 221 is provided along the vertical direction. The sensor unit 230 includes a sensor body 231 having a hollow inside. A flow path 232 is connected to the sensor body 231 and is connected to the discharge port 233. A flow switch 240 is provided on the self-priming chamber 220 side of the sensor body 231, and a pressure sensor 250 is provided on the accumulator 280 side. The flow rate switch 240 is a float receiving part 241 having a cylindrical flow path provided on the self-priming chamber 220 side, and a float 242 provided inside the float receiving part 241 and incorporating a magnet that moves up and down according to the flow rate. And a reed switch 243 that opens and closes (ON / OFF) depending on the presence or absence of a magnetic force that changes depending on the position of the float 242.

流量スイッチ244により検出する停止流量は、アキュムレータ280の容量と停止時間を勘案して、3〜4L/minに設定されている。   The stop flow rate detected by the flow switch 244 is set to 3 to 4 L / min in consideration of the capacity of the accumulator 280 and the stop time.

電装部290は、各部を駆動・制御するモータ、回転子の位置検出用ホールIC、圧力センサ、温度センサ、操作コントローラ、マイクロコンピュータ・駆動回路・温度センサ・周辺回路からなる制御部等の電気系部品が搭載されている。   The electrical unit 290 is an electric system such as a motor that drives and controls each part, a Hall IC for detecting a rotor position, a pressure sensor, a temperature sensor, an operation controller, a control unit including a microcomputer, a drive circuit, a temperature sensor, and peripheral circuits. Parts are mounted.

フロ−ト式の流量スイッチ240は、フロート242が昇降するスペースが必要であるため、自吸室220等への取り付け位置が制約される場合や、自吸室220等が複雑な形状になる場合があった。さらに、給水ユニット200の標準的な停止流量である3〜4L/minといった少ない流量を検出するためには、フロート受け部241の内径壁とフロート242の外周部とのギャップを狭く設定する必要がある。このため、中・大流量域においては圧力損失が大きくなり、給水ユニット200の揚水性能が低下する。また、ポンプ起動時の急激な流量増加により、フロート242が急上昇してセンサボディ231に衝突し、その衝撃によりリードスイッチ243の接点が密着することがある。これを防止するために、緩衝ゴムを追加する等すると、部品コストが増加する。また、緩衝ゴムを追加しても、センサボディ231への衝撃が残るため、流量スイッチ240と圧力センサ250とが一体となっている場合、衝撃が圧力センサ250側にも伝播し、圧力センサ250の故障の虞がある。また、フロート242への水あかの付着や、フロート242に内蔵された磁石への砂鉄の付着により、停止流量が変化する虞や、フロート242とフロート受け部241との間に細砂が侵入し、フロート242が降下せず、ポンプ装置が停止しないといった虞がある。このような不具合を防止するためには、揚水した水の量を広範囲で検知できる流量スイッチが必要とされているが、その具体的構成は開示されていない。   Since the float type flow rate switch 240 requires a space for the float 242 to move up and down, the mounting position to the self-priming chamber 220 is restricted, or the self-priming chamber 220 has a complicated shape. was there. Furthermore, in order to detect a small flow rate of 3 to 4 L / min, which is a standard stop flow rate of the water supply unit 200, it is necessary to set a narrow gap between the inner diameter wall of the float receiving portion 241 and the outer peripheral portion of the float 242. is there. For this reason, pressure loss becomes large in the middle and large flow rate regions, and the pumping performance of the water supply unit 200 is lowered. In addition, a sudden increase in flow rate when the pump is activated may cause the float 242 to rise rapidly and collide with the sensor body 231, and the contact of the reed switch 243 may be brought into close contact due to the impact. In order to prevent this, if a buffer rubber is added, the cost of parts increases. In addition, even if the buffer rubber is added, the impact on the sensor body 231 remains. Therefore, when the flow switch 240 and the pressure sensor 250 are integrated, the impact propagates to the pressure sensor 250 side, and the pressure sensor 250 There is a risk of failure. In addition, there is a possibility that the stop flow rate may change due to adhesion of scale to the float 242 or adhesion of iron sand to the magnet built in the float 242, or fine sand enters between the float 242 and the float receiving part 241. There is a risk that the float 242 will not descend and the pump device will not stop. In order to prevent such a problem, a flow switch that can detect the amount of pumped water over a wide range is required, but its specific configuration is not disclosed.

また、揚水管の落水等により、ポンプが揚水不能に陥った場合、本来、圧力センサが圧力低、流量スイッチが流量なしの状態を検出して故障停止するが、蛇口が閉まり、吐出し配管中に水が充満していることで、圧力センサが高圧を検出し、ポンプ自吸室内の気泡により、流量スイッチであるフロートが上下動を繰り返して、正常停止または圧力低下検出ができず、ポンプ自吸室が異常過熱する。   In addition, if the pump becomes unable to pump due to water falling in the pumping pipe, etc., the pressure sensor will detect a low pressure and the flow switch will detect no flow, but it will shut down, but the faucet will close and the discharge pipe will be closed. As the water is filled with water, the pressure sensor detects high pressure, and the float, which is a flow rate switch, moves up and down repeatedly due to air bubbles in the pump self-priming chamber. The suction chamber overheats abnormally.

フロ−ト式以外の流量検出方式としては、電磁流量式、超音波式、渦流量式、羽根車式、パドル式等が知られている。   As a flow rate detection method other than the float method, an electromagnetic flow method, an ultrasonic method, a vortex flow method, an impeller method, a paddle method, and the like are known.

特開2007−187002号公報JP 2007-187002 A

上述した給水ユニットにおいては、次のような問題があった。すなわち、電磁流量式及び超音波式は、流量検出の精度が高いものの測定機構が複雑であるため高コストとなる。
渦流量式は、流路内に形成したバッフルプレートの2次側に発生するカルマン渦の振動周波数を圧電素子等で検出するものであるが、バッフルによる圧力損失が生じる。羽根車式は、流量に比例したパルス出力が得られる特長があるが、羽根車を正回転させるために流路断面を絞り込んで変形するため圧力損失が生じる。
The water supply unit described above has the following problems. That is, the electromagnetic flow rate type and the ultrasonic type have high accuracy of flow rate detection, but are expensive because the measurement mechanism is complicated.
In the vortex flow type, the vibration frequency of Karman vortex generated on the secondary side of the baffle plate formed in the flow path is detected by a piezoelectric element or the like, but pressure loss due to the baffle occurs. The impeller type has a feature that a pulse output proportional to the flow rate can be obtained. However, a pressure loss occurs because the cross section of the flow path is narrowed and deformed in order to rotate the impeller forward.

一方、パドル式は安価であり、パドルの稼働スペースも小さく、大流量時にパドルが通流方向に沿って回動するため、フロート式、渦流量式、羽根車式と比べれば圧力損失が抑えられるといった利点が知られている。   On the other hand, the paddle type is inexpensive, the paddle working space is small, and the paddle rotates along the direction of flow when the flow rate is large. Therefore, pressure loss can be suppressed compared to the float type, vortex flow type, and impeller type. Such advantages are known.

図9はこのようなパドル式の流量スイッチ300を用いた給水ユニットの要部を示している。図9中K1〜K3は、給水ユニットから受水槽や井戸から水を吸い上げる管部材を示している。流量スイッチ300は、管部材K1の外壁部に取り付けられ、内部に基板等が設けられた支持部310と、管部材K1内に突出され棒状に形成されたセンサ本体320と、管部材K1の流路内に配置されてセンサ本体320に対し揺動可能に支持されるパドル部材330とを有している。   FIG. 9 shows a main part of a water supply unit using such a paddle type flow switch 300. In FIG. 9, K1 to K3 indicate tube members that suck up water from the water supply tank or well from the water supply unit. The flow switch 300 is attached to the outer wall portion of the tube member K1, and includes a support portion 310 provided with a substrate or the like therein, a sensor body 320 protruding into the tube member K1 and formed in a rod shape, and the flow of the tube member K1. And a paddle member 330 disposed in the path and supported to be swingable with respect to the sensor main body 320.

センサ本体320には、永久磁石の磁力によって作動するラッチ式ホールIC321が設けられている。パドル部材330には、永久磁石331が設けられている。永久磁石331の磁力は、パドル部材320が揺動していない初期位置(下向き)にある状態においてラッチ式ホールIC321の検出範囲にあり、出力信号はHとなり、パドル部材330が初期位置に対して揺動した状態(図9中破線M)においてラッチ式ホールIC321の検出範囲から外れ、出力信号はLとなり、停止流量をH/Lレベルで計測することが可能となる。   The sensor body 320 is provided with a latch type Hall IC 321 that is operated by the magnetic force of a permanent magnet. The paddle member 330 is provided with a permanent magnet 331. The magnetic force of the permanent magnet 331 is within the detection range of the latch type Hall IC 321 when the paddle member 320 is in the initial position (downward) where the paddle member 320 is not swinging, the output signal becomes H, and the paddle member 330 is moved relative to the initial position. In the oscillating state (broken line M in FIG. 9), the latch type Hall IC 321 falls outside the detection range, the output signal becomes L, and the stop flow rate can be measured at the H / L level.

パドル式の流量スイッチ300は、センサ本体320が管部材K1内に突出しており、圧力損失が生じるという問題があった。   The paddle type flow switch 300 has a problem that the sensor body 320 protrudes into the pipe member K1 and pressure loss occurs.

なお、給水ユニットは屋外に設置されることが多く、寒冷期には、サーミスタ等の感温素子を自吸室に挿入して、保温用のヒータに通電し、凍結を防止していた。また、吐出し圧力一定制御を行うインバータ給水ユニットは、電装部内に内蔵する温度センサにより、自吸室温度を推定し、凍結の虞のある温度より高くマージンを取った低温値を設定して、ポンプ停止中に、電装部内が上記の低温値以下になると、ポンプを強制起動して、目標圧力になるよう、運転していた。   In many cases, the water supply unit is installed outdoors, and in the cold season, a temperature sensing element such as a thermistor is inserted into the self-priming chamber to energize the warming heater to prevent freezing. In addition, the inverter water supply unit that performs constant discharge pressure control estimates the self-priming chamber temperature with a temperature sensor built in the electrical component, and sets a low temperature value with a margin higher than the temperature at which freezing may occur, While the pump was stopped, the pump was forcibly started to reach the target pressure when the inside of the electrical component fell below the low temperature value.

しかし、感温素子を自吸室に装着する場合は、製造コストのコストアップや配線の煩雑さがあり、感温素子を電装部内の基板上に配置した場合は、コストアップを最小限に抑えることが可能であるが、正確に自吸室の温度を検出できず、無駄な電力消費が生じるといった欠点があった。   However, when the temperature sensing element is mounted in the self-priming chamber, there is an increase in manufacturing cost and wiring complexity. When the temperature sensing element is arranged on the substrate in the electrical component, the cost increase is minimized. However, there is a drawback that the temperature of the self-priming chamber cannot be accurately detected and wasteful power consumption occurs.

そこで本発明は、パドル式の流量スイッチを用いた場合であっても圧力損失を可能な限り抑えることができる給水ユニットを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a water supply unit capable of suppressing pressure loss as much as possible even when a paddle type flow switch is used.

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の給水ユニットは次のように構成されている。   In order to solve the above problems and achieve the object, the water supply unit of the present invention is configured as follows.

ポンプと、このポンプを駆動する駆動モータと、前記ポンプの吐出口側に設けられた自吸室と、この自吸室内に鉛直方向に沿って設けられた気液分離板と、前記気液分離板上方の前記自吸室内壁面であって前記自吸室の吐出口側に設けられた凹部と、この凹部の底面側に設けられた磁気センサと、前記凹部に設けられ、流体の通流方向に交差する向きに配置された揺動軸と、この揺動軸に軸支され、前記流体の通流が無い時は前記気液分離板側に位置し、前記流体の通流によって前記磁気センサに近接する方向に揺動すると共に凹部内に収容される磁石が内蔵されたパドルと、前記磁気センサからの出力に基づいて前記駆動モータを制御する電装部とを備えていることを特徴とする。   A pump, a drive motor for driving the pump, a self-priming chamber provided on the discharge port side of the pump, a gas-liquid separation plate provided in a vertical direction in the self-priming chamber, and the gas-liquid separation A wall surface of the self-priming chamber above the plate and provided on the discharge port side of the self-priming chamber, a magnetic sensor provided on the bottom surface side of the concave portion, and a fluid flow direction provided in the concave portion Oscillating shaft arranged in a direction intersecting with the oscillating shaft, and pivotally supported by the oscillating shaft, and is located on the gas-liquid separation plate side when there is no fluid flow, and the magnetic sensor by the fluid flow And a paddle with a built-in magnet accommodated in the recess, and an electrical component that controls the drive motor based on an output from the magnetic sensor. .

本発明によれば、パドル式の流量スイッチを用いた場合であっても圧力損失を可能な限り抑えることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to suppress pressure loss as much as possible even when a paddle type flow switch is used.

本発明の一実施形態に係る給水ユニットを一部切欠して示す平面図。The top view which cuts and shows the water supply unit which concerns on one Embodiment of this invention partially. 同給水ユニットに組み込まれた自吸室を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the self-priming chamber integrated in the water supply unit. 同給水ユニットに組み込まれた自吸室を拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the self-priming chamber integrated in the water supply unit. 同給水ユニットに組み込まれた自吸室を図3中A−A線で切断して示す断面図。Sectional drawing which cuts and shows the self-priming chamber incorporated in the water supply unit by the AA line in FIG. 同給水ユニットに組み込まれた圧力センサを示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the pressure sensor integrated in the water supply unit. 同給水ユニットの流量と揚程との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the flow volume and the head of the water supply unit. 同給水ユニットに組み込まれた磁気センサにおける磁束密度と出力電圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the magnetic flux density and output voltage in the magnetic sensor integrated in the water supply unit. 給水ユニットの一例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows an example of a water supply unit. パドル式の流量スイッチが組み込まれた給水ユニットの要部を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the water supply unit with which the paddle type flow switch was incorporated.

図1は本発明の一実施形態に係る給水ユニット10を一部切欠して示す平面図、図2は給水ユニット10に組み込まれた自吸室50を示す縦断面図、図3は給水ユニット10に組み込まれた自吸室50を拡大して示す平面図、図4は給水ユニット10に組み込まれた自吸室を図3中A−A線で切断して示す断面図、図5は給水ユニット10に組み込まれた圧力センサを示す縦断面図、図6は給水ユニット10の流量と揚程との関係を示すグラフ、図7は給水ユニット10に組み込まれた磁気センサにおける磁束密度と出力電圧との関係を示すグラフである。   FIG. 1 is a plan view showing a water supply unit 10 partially cut away according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a self-priming chamber 50 incorporated in the water supply unit 10, and FIG. 3 is a water supply unit 10. 4 is an enlarged plan view showing the self-priming chamber 50 incorporated in FIG. 4, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the self-priming chamber incorporated in the water supply unit 10 taken along line AA in FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the flow rate of the water supply unit 10 and the head, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density and the output voltage of the magnetic sensor incorporated in the water supply unit 10. It is a graph which shows a relationship.

給水ユニット10は、インバータにより吐出し圧力一定制御が行われる給水ユニットである。図1に示すように、給水ユニット10は、床面等に固定されるベース11を備えている。このベース11上に、受水槽や井戸等に連結される吸込管20と、吸込管20を介して水を吸い上げるための渦流ポンプ30と、この渦流ポンプ30を駆動する電動モータ(駆動モータ)40と、電源投入時に受水槽や井戸から水を自吸するための自吸室50と、この自吸室50の上部に設けられた流量検出部70及び圧力検出部80と、自吸室50に接続された吐出管90と、この吐出管90の一方の端部に取り付けられたアキュムレータ100と、吐出管90の他方の端部に取り付けられた吐出口110と、各部を制御する電装部120とが設けられている。流量検出部70と圧力検出部80とは、水平方向に離間している。電装部120は、所定の動作プログラムに基づいて演算を行う演算部121及び電源電圧における磁束密度と出力電圧との関係を決定するテーブル、基準水温等を記憶する記憶部122を備えている。   The water supply unit 10 is a water supply unit that discharges by an inverter and performs constant pressure control. As shown in FIG. 1, the water supply unit 10 includes a base 11 that is fixed to a floor surface or the like. On this base 11, a suction pipe 20 connected to a water receiving tank, a well or the like, a vortex pump 30 for sucking water through the suction pipe 20, and an electric motor (drive motor) 40 for driving this vortex pump 30. And a self-priming chamber 50 for self-priming water from a water receiving tank or well when the power is turned on, a flow rate detecting unit 70 and a pressure detecting unit 80 provided in the upper part of the self-priming chamber 50, and the self-priming chamber 50 A connected discharge pipe 90, an accumulator 100 attached to one end of the discharge pipe 90, a discharge port 110 attached to the other end of the discharge pipe 90, and an electrical component 120 for controlling each part Is provided. The flow rate detection unit 70 and the pressure detection unit 80 are separated in the horizontal direction. The electrical unit 120 includes a calculation unit 121 that performs calculation based on a predetermined operation program, a table that determines the relationship between the magnetic flux density and the output voltage in the power supply voltage, and a storage unit 122 that stores a reference water temperature and the like.

図2に示すように、自吸室50は、有底筒状で金属製の下部自吸室51と、下部自吸室51に設けられた気液分離壁52と、下部自吸室51の開口部を覆う樹脂材製の上部自吸室53と、この上部自吸室53に設けられ鉛直方向に沿って形成された気液分離板54とを備えている。下部自吸室51と上部自吸室53とはパッキン55により液密に接続されている。下部自吸室51の底部は渦流ポンプ30の吐出口と連通している。また、上部自吸室53の上部側の側壁には吐出孔53aが設けられ、連結曲管88を介して、吐出管90に接続されている。気液分離板54は、上部自吸室53の内部のうち略下半分側を渦流ポンプ30側と吐出管90側とに仕切っている。   As shown in FIG. 2, the self-priming chamber 50 is a bottomed cylindrical metal lower self-priming chamber 51, a gas-liquid separation wall 52 provided in the lower self-priming chamber 51, and the lower self-priming chamber 51. An upper self-priming chamber 53 made of a resin material covering the opening, and a gas-liquid separation plate 54 provided in the upper self-priming chamber 53 and formed along the vertical direction are provided. The lower self-priming chamber 51 and the upper self-priming chamber 53 are liquid-tightly connected by a packing 55. The bottom of the lower self-priming chamber 51 communicates with the discharge port of the vortex pump 30. Further, a discharge hole 53 a is provided in the upper side wall of the upper self-priming chamber 53, and is connected to the discharge pipe 90 via a connecting curved pipe 88. The gas-liquid separation plate 54 partitions the substantially lower half side of the upper self-priming chamber 53 into the vortex pump 30 side and the discharge pipe 90 side.

さらに、上部自吸室53の上部(被された状態で天井側)には、凹部56が設けられており、この凹部56には流量検出部70が設けられている。凹部56は、パドル72が磁気センサ74に近接する方向に揺動した場合にパドル72が収納され、その際のパドル72の下面が吐出孔53aの上壁面と面一になる寸法に形成されている。   Furthermore, a concave portion 56 is provided in the upper portion of the upper self-priming chamber 53 (the ceiling side when covered), and a flow rate detection unit 70 is provided in the concave portion 56. The recess 56 is formed in such a size that the paddle 72 is accommodated when the paddle 72 swings in the direction approaching the magnetic sensor 74, and the lower surface of the paddle 72 at that time is flush with the upper wall surface of the discharge hole 53a. Yes.

流量検出部70は、吐出孔53a近傍に設けられている。流量検出部70は、上部自吸室53の上部に取り付けられ、自吸室50内に露出して取り付けられた軸受部71と、この軸受部71に揺動自在に取り付けられたパドル72と、軸受部71と水平方向に離間した位置に設けられた液密のセンサ収納部73とを備えている。センサ収納部73内部には、永久磁石72cの磁束を検出する磁気センサ74及び温度センサ76が収容されており、これらの出力信号は出力基板77を介して、電装部120に出力される。センサ収納部73の下底面は薄肉に形成され、かつ下方へ突出させて設けられているため、上部自吸室53内の水温を温度センサ76により精度よく検出可能である。   The flow rate detector 70 is provided in the vicinity of the discharge hole 53a. The flow rate detection unit 70 is attached to the upper portion of the upper self-priming chamber 53, and is exposed and attached to the self-priming chamber 50, and a paddle 72 that is swingably attached to the bearing portion 71. A bearing 71 and a liquid-tight sensor storage 73 provided at a position spaced apart in the horizontal direction are provided. Inside the sensor housing 73, a magnetic sensor 74 and a temperature sensor 76 for detecting the magnetic flux of the permanent magnet 72c are housed, and these output signals are output to the electrical equipment section 120 via the output board 77. Since the lower bottom surface of the sensor housing portion 73 is formed thin and protrudes downward, the temperature of the water in the upper self-priming chamber 53 can be accurately detected by the temperature sensor 76.

軸受部71は、図3に示すように下方へ突出した1組の突起部71aと、これら突起部71a間に設けられた軸71bとを有している。パドル72は、板状のパドル板72aと、このパドル板72aに設けられた円筒部72bと、パドル72内部に取り付けられた永久磁石72cとを有している。円筒部72bが軸71bに係合することで、軸受けが形成されている。   As shown in FIG. 3, the bearing portion 71 has a pair of protrusions 71a protruding downward, and a shaft 71b provided between the protrusions 71a. The paddle 72 includes a plate-shaped paddle plate 72 a, a cylindrical portion 72 b provided on the paddle plate 72 a, and a permanent magnet 72 c attached inside the paddle 72. The cylindrical portion 72b is engaged with the shaft 71b to form a bearing.

また、パドル72が揺動する空間は、自吸室50の吐出孔53aと正対する位置にある。すなわち、図2に示すように下方側に位置するパドル72表面の法線Rと、吐出孔53aの法線Tとが平行になるように位置決めされている。   The space in which the paddle 72 swings is at a position facing the discharge hole 53 a of the self-priming chamber 50. That is, as shown in FIG. 2, the normal line R on the surface of the paddle 72 positioned on the lower side and the normal line T of the discharge hole 53a are positioned in parallel.

磁気センサ74は、例えば、検出した磁束密度に比例した電圧を出力するリニア出力タイプを用いる。磁気センサ74において、流量の増加に伴いパドル72が正方向に回転すると、検出される磁束密度が増加して出力電圧が増加し、流量の減少に伴いパドル72が静止方向に回転すると、検出される磁束密度が減少して、出力電圧が減少するよう設定する。これにより、電装部120において、流量を計測することができ、給水ユニット10の停止流量を調整可能とする。   The magnetic sensor 74 uses, for example, a linear output type that outputs a voltage proportional to the detected magnetic flux density. In the magnetic sensor 74, when the paddle 72 rotates in the positive direction as the flow rate increases, the detected magnetic flux density increases and the output voltage increases, and when the paddle 72 rotates in the stationary direction as the flow rate decreases, it is detected. The magnetic flux density is set so that the output voltage decreases. Thereby, in the electrical equipment part 120, a flow rate can be measured and the stop flow rate of the water supply unit 10 can be adjusted.

流量検出部70は、気液分離板54の上端と吐出孔53aとの間の位置に設けられているため、少水量の場合であってもパドル72が上方へ揺動するので、流量を検出することが可能となる。   Since the flow rate detection unit 70 is provided at a position between the upper end of the gas-liquid separation plate 54 and the discharge hole 53a, the paddle 72 swings upward even when the amount of water is small. It becomes possible to do.

上部自吸室53の上底部には、凹部56とは水平方向に離間した位置に上部自吸室53を貫通する貫通孔57が設けられている。この貫通孔57の上部に圧力検出部80が配置されている。圧力検出部80は、図4、5に示すように、圧力検出部80は、貫通孔57の内壁面に形成された係止部81と、この係止部81に係止され、貫通孔57を閉塞するゴム製のダイヤフラム82と、このダイヤフラム82の上方に設けられた円盤状のカバー部材83と、このカバー部材83に積層配置されるブリッジ電圧増幅基板84と、このブリッジ電圧増幅基板84及びカバー部材83とを締結する樹脂材製の押え板85並びに締結具85aとを備えている。   A through-hole 57 that penetrates the upper self-priming chamber 53 is provided in the upper bottom portion of the upper self-priming chamber 53 at a position spaced apart from the concave portion 56 in the horizontal direction. A pressure detection unit 80 is disposed above the through hole 57. As shown in FIGS. 4 and 5, the pressure detection unit 80 is locked to the locking part 81 formed on the inner wall surface of the through hole 57 and the locking part 81, and the through hole 57 A diaphragm 82 made of rubber that closes the disk, a disk-like cover member 83 provided above the diaphragm 82, a bridge voltage amplification substrate 84 stacked on the cover member 83, the bridge voltage amplification substrate 84, and A pressing plate 85 made of a resin material and a fastener 85a for fastening the cover member 83 are provided.

カバー部材83の中央には開口部83aが設けられ、開口部83aの内壁面には後述する圧力センサ86の脱落防止用の段差部83eが形成された有底筒状のパッキン83bが収容されている。カバー部材83には、上側円環部83cと下側円環部83dは、同軸的に設けられている。下側円環部83dの外周面は係止部81の内周面に係止されると共に、ダイヤフラム82を押圧している。   An opening 83a is provided at the center of the cover member 83, and a bottomed cylindrical packing 83b in which a step 83e for preventing the pressure sensor 86 from falling off is formed is accommodated on the inner wall surface of the opening 83a. Yes. In the cover member 83, the upper ring portion 83c and the lower ring portion 83d are provided coaxially. The outer peripheral surface of the lower annular portion 83d is locked to the inner peripheral surface of the locking portion 81 and presses the diaphragm 82.

パッキン83b内部には、ブリッジ電圧増幅基板84の下面に取り付けられた半導体式の圧力センサ86の先端側から上方より挿入配置されている。パッキン83bの下端は、カバー部材83とダイヤフラム82との間に形成されたシリコンオイル室87に露出している。   Inside the packing 83b, a semiconductor type pressure sensor 86 attached to the lower surface of the bridge voltage amplification substrate 84 is inserted and arranged from above. The lower end of the packing 83 b is exposed in a silicon oil chamber 87 formed between the cover member 83 and the diaphragm 82.

シリコンオイル室87には、シリコンオイルSが充填されている。なお、シリコンオイル以外の非腐食性液体を用いてもよい。パッキン83bにより、シリコンオイルが外部へ漏出しないよう、圧力センサ86とカバー部材83とを液密に締結している。   The silicon oil chamber 87 is filled with silicon oil S. A non-corrosive liquid other than silicon oil may be used. The pressure sensor 86 and the cover member 83 are liquid-tightly fastened by the packing 83b so that silicon oil does not leak to the outside.

ブリッジ電圧増幅基板84には、圧力センサ86の差動電圧出力を増幅しシングルエンド出力に変換する回路が搭載されている。さらに、ブリッジ電圧増幅基板84は、出力基板77に接続されている。   The bridge voltage amplification substrate 84 is equipped with a circuit that amplifies the differential voltage output of the pressure sensor 86 and converts it into a single-ended output. Further, the bridge voltage amplification substrate 84 is connected to the output substrate 77.

なお、磁気センサ74、温度センサ76、圧力センサ86の電源は、例えば5Vに統一した上で磁気センサ74、温度センサ76、圧力センサ86の出力電圧をデジタル化してデジタル通信とすれば、圧力センサ86の増幅信号と、磁気センサ74及び温度センサ76の電圧出力、グランド(0V)の5線式の複合センサが構成される。このような複合センサ化により、電装部120との接続作業を単純化できる。なお、圧力センサ86として、増幅・信号変換回路内蔵の半導体式圧力センサを採用すれば、ブリッジ電圧増幅基板84に増幅回路が不要となる。   The power source of the magnetic sensor 74, the temperature sensor 76, and the pressure sensor 86 is unified to 5 V, for example, and if the output voltage of the magnetic sensor 74, the temperature sensor 76, and the pressure sensor 86 is digitized for digital communication, the pressure sensor A five-wire composite sensor of 86 amplification signals, voltage outputs of the magnetic sensor 74 and temperature sensor 76, and ground (0 V) is configured. Such a composite sensor can simplify the connection work with the electrical component 120. If a semiconductor pressure sensor with a built-in amplification / signal conversion circuit is employed as the pressure sensor 86, an amplifier circuit is not required for the bridge voltage amplification substrate 84.

また、出力基板77に、圧力センサ86用の増幅・変換回路を内蔵するマイコン77aを搭載し、直流電源とグランド(0V)、データ送信線、データ受信線の4線式センサとして、少ない信号線により通信を行ってもよい。
また、電装部120との調歩同期シリアル通信により、圧力・磁気・温度の3種類データを送信する方式とすることで、信号線をより少なく、ノイズに強い構成をとってもよい。
また、パラレル通信としてもよい。
In addition, the output board 77 is equipped with a microcomputer 77a having a built-in amplification / conversion circuit for the pressure sensor 86, and there are few signal lines as a 4-wire sensor of a DC power supply, ground (0V), data transmission line, and data reception line. You may communicate by.
In addition, by adopting a system in which three types of data of pressure, magnetism, and temperature are transmitted by asynchronous serial communication with the electrical component unit 120, a configuration that has fewer signal lines and is resistant to noise may be employed.
Moreover, it is good also as parallel communication.

このように構成された給水ユニット10は、次のように動作する。最初に通常の給水動作、次に故障自己判断動作、最後に凍結防止動作について説明する。   The water supply unit 10 configured as described above operates as follows. First, the normal water supply operation, the failure self-judgment operation, and finally the freeze prevention operation will be described.

給水プロセスでは、次のように動作する。電源が投入されると、電動モータ40が回転し、渦流ポンプ30により受水槽や井戸から揚水する自吸運転が開始される。この時、自吸室50内部では、気液分離板54により、揚水管内部の空気を含んだ水から空気を分離して排気する。揚水完了後は、渦流ポンプ30の吐出し口からの水流は気液分離板54の上部を通過する。したがって、ポンプ運転時には、水流が流量検出部70のパドル72近傍に案内される。すなわち、少水量であっても、パドル72が吐出孔53aへ向かう水流を受け止め、上方へ押し上げられて磁気センサ74に近接することで、給水ユニット10の標準的な停止流量である4L/min(約67mL/s)といった低い流量を検出することが可能となる。   The water supply process operates as follows. When the power is turned on, the electric motor 40 rotates, and the self-priming operation of pumping water from the water receiving tank or well by the vortex pump 30 is started. At this time, inside the self-priming chamber 50, the gas-liquid separation plate 54 separates and exhausts air from the water containing the air inside the pumping pipe. After the completion of pumping, the water flow from the discharge port of the vortex pump 30 passes through the upper part of the gas-liquid separation plate 54. Therefore, the water flow is guided to the vicinity of the paddle 72 of the flow rate detection unit 70 during the pump operation. That is, even if the amount of water is small, the paddle 72 receives the water flow toward the discharge hole 53a, and is pushed upward to approach the magnetic sensor 74, so that the standard stop flow rate of the water supply unit 10 is 4 L / min ( It is possible to detect a low flow rate of about 67 mL / s).

さらに、流量検出部70のパドル72は、大流量時に略水平方向まで揺動すると、凹部56内に全体が収容されることになる。この時、パドル72の下面が上部自吸室53の内壁面と面一になるため、水流の抵抗とならない。これにより、圧力損失を最小限に抑えることができる。図6は同じパドル式の流量検出部を用いた場合に、パドル72が凹部56内に収納される構成を有する給水ユニット10における揚水性能α1とポンプ効率η1と、一般的な凹部が設けられない構成を有する給水ユニットにおける揚水性能α2とポンプ効率η2とを比較して示す説明図である。図6に示すように、給水ユニット10は一般的な給水ユニットよりも約10L/min以上の流量域で揚水性能及びポンプ効率が向上している。例えば、ポンプ効率の場合、ポンプ効率η2が最大38%(29L/min)であったものが、ポンプ効率η1が最大40%(31L/min)へ向上している。   Further, when the paddle 72 of the flow rate detection unit 70 swings substantially horizontally when the flow rate is large, the entire paddle 72 is accommodated in the recess 56. At this time, since the lower surface of the paddle 72 is flush with the inner wall surface of the upper self-priming chamber 53, there is no resistance to water flow. Thereby, pressure loss can be minimized. FIG. 6 shows that when the same paddle type flow rate detection unit is used, the pumping performance α1 and pump efficiency η1 in the water supply unit 10 having a configuration in which the paddle 72 is housed in the recess 56, and a general recess are not provided. It is explanatory drawing which compares and shows the pumping performance (alpha) 2 and pump efficiency (eta) 2 in the water supply unit which has a structure. As shown in FIG. 6, the water supply unit 10 has improved pumping performance and pump efficiency in a flow rate range of about 10 L / min or more than a general water supply unit. For example, in the case of pump efficiency, the pump efficiency η2 is 38% (29 L / min) at the maximum, but the pump efficiency η1 is improved to 40% (31 L / min) at the maximum.

また、センサ収納部73の外底面が下方へ突出し、パドル72が上方に回転した時、狭い面積で突き当たる。このため、パドル72の90度を超える回転を規制するストッパとして機能する。これにより、大流量時にパドル72が自吸室外壁上部に長時間密着することで固着して、少流量時にパドル72が静止方向へ回転しなくなることを防止できる。   Further, when the outer bottom surface of the sensor storage portion 73 protrudes downward and the paddle 72 rotates upward, it strikes in a small area. For this reason, it functions as a stopper that restricts the rotation of the paddle 72 exceeding 90 degrees. Accordingly, it is possible to prevent the paddle 72 from sticking to the upper part of the outer wall of the self-priming chamber for a long time when the flow rate is high, and to prevent the paddle 72 from rotating in the stationary direction when the flow rate is low.

電装部120では、流量検出部70における流量検出時において、次のような処理が行われている。すなわち、ポンプの発生する水流はその流量が一定であっても、パドル72は多少揺動する。このため、例えば、電装部120のマイコンにて毎秒、100ms間隔で10個のデータを平均化する処理を行うことが好ましい。水流によるパドル72の揺動の乱れを平均化するためである。   In the electrical equipment unit 120, the following processing is performed when the flow rate detection unit 70 detects the flow rate. That is, even if the flow rate of the water generated by the pump is constant, the paddle 72 swings somewhat. For this reason, for example, it is preferable to perform a process of averaging 10 pieces of data at intervals of 100 ms per second by the microcomputer of the electrical unit 120. This is to average out the fluctuation of the paddle 72 due to the water flow.

電装部120は、所定の間隔(例えば1秒)で、磁気センサ74の出力電圧を平均化処理し、運転インタロック終了後に、出力電圧が停止流量相当以下の状態が一定時間(例えば2秒)継続した場合、停止流量以下であると判断して、ポンプ運転を停止する。   The electrical unit 120 averages the output voltage of the magnetic sensor 74 at a predetermined interval (for example, 1 second), and after the operation interlock is completed, the state in which the output voltage is equal to or less than the stop flow rate is a fixed time (for example, 2 seconds). If it continues, it is determined that the flow rate is below the stop flow rate, and the pump operation is stopped.

次に、電源電圧とパドル72の回転角、磁束密度、磁気センサ74の出力電圧、流量との関係について説明する。すなわち、例えば、給水ユニット10は、図7に示すように、電源(Vcc)が5Vの場合については、パドル72の回転角0〜90°に対して、磁束密度はN極0.5〜48mTに変化し、磁気センサ74の出力電圧は2.5〜5.0Vとなる。   Next, the relationship between the power supply voltage and the rotation angle of the paddle 72, the magnetic flux density, the output voltage of the magnetic sensor 74 and the flow rate will be described. That is, for example, as shown in FIG. 7, the water supply unit 10 has a magnetic flux density of N pole 0.5 to 48 mT with respect to the rotation angle 0 to 90 ° of the paddle 72 when the power supply (Vcc) is 5V. The output voltage of the magnetic sensor 74 is 2.5 to 5.0V.

そして、流量2L/minにおける回転角は約60°となり、磁気センサ74位置での磁束密度は約6.6mTであり、磁気センサ74の出力電圧は2.9Vとなる。さらに、停止流量である流量4L/minにおける回転角は約80°となり、磁気センサ74位置での磁束密度は約11mTであり、磁気センサ74の出力電圧は3.3Vであった。   The rotation angle at a flow rate of 2 L / min is about 60 °, the magnetic flux density at the position of the magnetic sensor 74 is about 6.6 mT, and the output voltage of the magnetic sensor 74 is 2.9 V. Furthermore, the rotation angle at a flow rate of 4 L / min, which is a stop flow rate, was about 80 °, the magnetic flux density at the position of the magnetic sensor 74 was about 11 mT, and the output voltage of the magnetic sensor 74 was 3.3V.

このようなマイコンパラメータについて図7に示すテーブルを電装部120の記憶部122に記憶しておくことで、停止流量等の設定を行うことができる。なお、電源が4V、3Vについても図7に示すように同様のテーブルを記憶するようにしてもよい。   For such microcomputer parameters, the table shown in FIG. 7 is stored in the storage unit 122 of the electrical unit 120, so that the stop flow rate and the like can be set. Note that a similar table may be stored for power supplies of 4V and 3V as shown in FIG.

このように給水動作において圧力損失を防止できるという効果がある。また設計時においては、次のような効果がある。一般的にパドル式の流量検出部を設計する場合、一般的に、パドルの受圧面積や比重、内蔵する磁石の表面磁束密度、磁束の磁気センサへの貫流角度、磁気センサの磁束感度、要求される停止流量と、自吸室の気液分離板上部及び吐出し口の断面積によって定まる流速等、様々なパラメータを検討する必要がある。   Thus, there is an effect that pressure loss can be prevented in the water supply operation. In designing, the following effects are obtained. In general, when designing a paddle type flow rate detector, the pressure receiving area and specific gravity of the paddle, the surface magnetic flux density of the built-in magnet, the through-flow angle of the magnetic flux to the magnetic sensor, the magnetic flux sensitivity of the magnetic sensor are required. It is necessary to consider various parameters such as the stop flow rate and the flow rate determined by the cross-sectional area of the gas-liquid separation plate upper part and discharge port in the self-priming chamber.

流量検出部70では、検出したい流量域に適合した磁気感度の磁気センサ74を選定することにより、図7に示すように、停止流量の近傍で流量の減少に伴い検出される磁束密度が大きく減少する。   In the flow rate detection unit 70, by selecting a magnetic sensor 74 having a magnetic sensitivity suitable for the flow rate range to be detected, as shown in FIG. 7, the detected magnetic flux density greatly decreases as the flow rate decreases near the stop flow rate. To do.

そして、実機試験により、所望の停止流量(例えば、4L/min)における磁束密度(例えば11mT)に対応した出力電圧(例えば3.3V)を決定し、マイコンパラメータとして設定すればよいため、精度よく、停止流量を設定可能となる。   An output voltage (for example, 3.3 V) corresponding to the magnetic flux density (for example, 11 mT) at a desired stop flow rate (for example, 4 L / min) may be determined by an actual machine test and set as a microcomputer parameter with high accuracy. The stop flow rate can be set.

また、実機試験により停止流量にて運転して、電装部120の操作により、磁気センサ74の出力電圧を読み込むこととすれば、磁気センサ74や磁石の磁束密度等のバラツキを補正することが可能となる。また、設置現場において、アキュムレータを増設した時に断続運転領域を拡大するために停止流量を大きくしたい場合、電装部120を操作して、停止流量を変更することも可能となる。   In addition, if the operation is performed at a stop flow rate in an actual machine test and the output voltage of the magnetic sensor 74 is read by operating the electrical component 120, variations such as the magnetic sensor 74 and the magnetic flux density of the magnet can be corrected. It becomes. In addition, in the installation site, when it is desired to increase the stop flow rate in order to expand the intermittent operation area when an accumulator is added, it is possible to change the stop flow rate by operating the electrical unit 120.

次に、故障自己判断動作について説明する。電装部120は、一定時間、圧力センサ86の出力電圧が一定の閾値、例えば0.3V(=吐出揚程0m)未満の場合、圧力センサ86の故障と判断する。   Next, the failure self-determination operation will be described. When the output voltage of the pressure sensor 86 is less than a certain threshold value, for example, 0.3 V (= discharge head 0 m) for a certain period of time, the electrical equipment unit 120 determines that the pressure sensor 86 has failed.

さらに、電装部120は、一定時間、温度センサ76の出力電圧が通常の動作範囲である一定の閾値範囲、例えば0.7V(100℃)〜2.2V(−20℃)から外れている場合、温度センサ76の故障と判断する。
また、出力基板77にマイコン77aを搭載して、上記の圧力センサ故障と温度センサ故障を検出して、電装部120へ圧力センサ故障信号と温度センサ故障信号を送出すれば、電装部120側の演算部121で、上記圧力・磁気・温度の3データをAD変換したり、故障検出する必要がなく、吐出し圧力一定制御のためのモータ制御や出力回路の保護検出に専念でき、圧力の変動に対応して、高精度かつ高速の応答が可能となる。
Furthermore, when the electrical unit 120 is out of a certain threshold range that is a normal operation range, for example, 0.7 V (100 ° C.) to 2.2 V (−20 ° C.), for a certain period of time. It is determined that the temperature sensor 76 has failed.
Moreover, if the microcomputer 77a is mounted on the output board 77, the pressure sensor failure and the temperature sensor failure are detected, and the pressure sensor failure signal and the temperature sensor failure signal are sent to the electrical component 120, the electrical component 120 side The calculation unit 121 does not need to perform AD conversion or failure detection on the above three data of pressure, magnetism, and temperature, and can concentrate on motor control and discharge circuit protection detection for constant discharge pressure control. In response to this, a high-precision and high-speed response is possible.

さらに、電装部120側では、一定時間、圧力・流量(磁気)・温度データの送信がなかった場合、センサ側のマイコンの故障と判断して、故障停止する。   Furthermore, if the pressure / flow rate (magnetism) / temperature data is not transmitted for a certain period of time on the electrical component 120 side, it is determined that the microcomputer on the sensor side has failed, and the failure is stopped.

一方、給水ユニット10は、温度センサ76により、ポンプ停止後に、自吸室内温度を測定して、電装部120にて基準水温として記憶する。一方、ポンプ運転中に、自吸室内温度を測定して、電装部120において、「基準水温+過熱温度差」以上に上昇した場合、渦流ポンプ30を故障停止する。これにより、渦流ポンプ30が何らかの原因で締切運転や揚水不能となり自吸室内部の温度が上昇したことを検出して渦流ポンプ30を安全に故障停止する。これにより、過熱温度差を水温の変動を考慮して十分なマージンである例えば10℃に決定すれば、基準水温との比較により過熱状態を判定することで、少ない温度上昇で故障検出できる。したがって、樹脂製のハウジング等の過熱変形を防止することができる。   On the other hand, the water supply unit 10 measures the temperature of the self-priming chamber after the pump is stopped by the temperature sensor 76, and stores it as the reference water temperature in the electrical unit 120. On the other hand, when the temperature of the self-priming chamber is measured during the pump operation and the electrical component 120 rises above the “reference water temperature + superheat temperature difference”, the eddy current pump 30 is stopped due to failure. As a result, the eddy current pump 30 detects that the shutoff operation or pumping is impossible for some reason and the temperature inside the self-priming chamber rises, and the eddy current pump 30 is safely stopped. Accordingly, if the overheat temperature difference is determined to be a sufficient margin, for example, 10 ° C. in consideration of fluctuations in the water temperature, the failure can be detected with a small temperature rise by determining the overheat state by comparison with the reference water temperature. Therefore, it is possible to prevent overheating deformation of the resin housing or the like.

さらに、基準水温を設定すれば、通常の清水用の給水ユニットと温水用の給水ユニットにおいて、個別に過熱状態の水温について設定する必要がなく、同一製品で対応可能となる。   Furthermore, if the reference water temperature is set, it is not necessary to individually set the water temperature in the overheated state in the normal fresh water supply unit and the hot water supply unit, and the same product can be used.

また、基準水温が40℃超であった場合、電動モータ40の温度上昇が過大にならないよう、吐出し圧力または最高回転速度を低減して可変速運転することも可能となる。   Further, when the reference water temperature is higher than 40 ° C., it is possible to perform variable speed operation by reducing the discharge pressure or the maximum rotation speed so that the temperature rise of the electric motor 40 does not become excessive.

次に、凍結防止プロセスについて説明する。凍結防止プロセスとして、温度低下時の低速運転と間欠運転とがあり、いずれも自吸室50及びその周辺部に収容された水を渦流ポンプ30の種類、制御方法、使用者の選択等によって適宜設定を行う。   Next, the freeze prevention process will be described. As the freeze prevention process, there are low speed operation and intermittent operation when the temperature is lowered, both of which are appropriately selected depending on the type of the vortex pump 30, the control method, the user's selection, etc. Set up.

低速運転は、電装部120は、ポンプ停止中に温度センサ76により検出した水温が、設定された凍結防止運転温度(例えば3℃)以下に低下した場合、定格の最高回転速度の約50%の低速運転でポンプを運転する。また、吐出し圧力が起動圧力より低下した場合、通常の吐出し圧力一定制御運転に移行するようにしている。なお、凍結防止運転は、運転中に検出した水温が設定された凍結防止運転停止温度(例えば6℃)以上になった場合、停止される。   In the low speed operation, when the water temperature detected by the temperature sensor 76 while the pump is stopped falls below the set freezing prevention operation temperature (for example, 3 ° C.), the electrical unit 120 is about 50% of the rated maximum rotation speed. Operate the pump at low speed. Further, when the discharge pressure is lower than the starting pressure, a normal discharge pressure constant control operation is performed. The freeze prevention operation is stopped when the water temperature detected during the operation is equal to or higher than a set freeze prevention operation stop temperature (for example, 6 ° C.).

低速運転では、回転速度を低速に設定することにより、消費電力を低減して、効率よく、ポンプ部と自吸室を保温することが可能となる。   In the low speed operation, by setting the rotation speed to a low speed, it is possible to reduce the power consumption and efficiently keep the temperature of the pump unit and the self-priming chamber.

間欠運転は、電装部120は、ポンプ停止中に温度センサ76により検出した水温が、設定された凍結防止運転温度(例:3℃)以下に低下した場合、ポンプを、間欠運転(例:10秒運転・10秒停止)することとしている。なお、間欠運転は、運転または停止中に検出した水温が設定された凍結防止運転停止温度(例:6℃)以上になった場合、中止される。   In the intermittent operation, when the water temperature detected by the temperature sensor 76 while the pump is stopped falls below the set freezing prevention operation temperature (eg, 3 ° C.), the electrical component unit 120 operates the pump intermittently (eg, 10). (Second run / stop for 10 seconds). Note that the intermittent operation is stopped when the water temperature detected during operation or stop becomes equal to or higher than the set freeze prevention operation stop temperature (eg, 6 ° C.).

間欠運転では、通常の誘導電動機を使用したポンプの場合、回転速度を制御できないため、連続運転すると、ポンプ部において、急激に水温が上昇する一方で、感温素子に伝導されるまでにタイムラグが存在するためであり、間欠運転時の停止中の水温を検出することにより、運転再開を決定して、ポンプ部の異常過熱を防止している。   In intermittent operation, in the case of a pump using a normal induction motor, the rotation speed cannot be controlled. Therefore, when continuously operated, the water temperature rapidly rises in the pump section, but there is a time lag until it is conducted to the temperature sensing element. This is because the water temperature during stoppage during intermittent operation is detected, so that the operation is determined to be resumed, and abnormal overheating of the pump unit is prevented.

このように本実施の形態に係る給水ユニット10によれば、パドル式の流量検出部を用いた場合であっても圧力損失を可能な限り抑えることが可能となる。また、センサが故障した場合でも、その他の部位に影響を与えることなくポンプを停止することができるので、ハウジングや電動モータの故障等を未然に防止することができる。さらに、凍結防止に際して、消費電力を大幅に節減することが可能となる。   As described above, according to the water supply unit 10 according to the present embodiment, it is possible to suppress the pressure loss as much as possible even when the paddle type flow rate detection unit is used. In addition, even if the sensor fails, the pump can be stopped without affecting other parts, so that the housing and the electric motor can be prevented from being damaged. Furthermore, power consumption can be significantly reduced when preventing freezing.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなくこの他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

10…給水ユニット、20…吸込管、30…渦流ポンプ、40…電動モータ(駆動モータ)、50…自吸室、53…上部自吸室、53a…吐出孔、54…気液分離板、56…凹部、70…流量検出部、71…軸受部、72…パドル、73…センサ収納部、75…磁気センサ、76…温度センサ、77…出力基板、80…圧力検出部、82…ダイヤフラム、83…カバー部材、83b…パッキン、84…ブリッジ電圧増幅基板、86…圧力センサ、88…連結曲管、90…吐出管、100…アキュムレータ、110…吐出口、120…電装部、S…シリコンオイル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Water supply unit, 20 ... Suction pipe, 30 ... Eddy current pump, 40 ... Electric motor (drive motor), 50 ... Self-priming chamber, 53 ... Upper self-priming chamber, 53a ... Discharge hole, 54 ... Gas-liquid separation plate, 56 ... Recess, 70 ... Flow rate detection part, 71 ... Bearing part, 72 ... Paddle, 73 ... Sensor housing part, 75 ... Magnetic sensor, 76 ... Temperature sensor, 77 ... Output board, 80 ... Pressure detection part, 82 ... Diaphragm, 83 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cover member, 83b ... Packing, 84 ... Bridge voltage amplification board | substrate, 86 ... Pressure sensor, 88 ... Connection curved pipe, 90 ... Discharge pipe, 100 ... Accumulator, 110 ... Discharge port, 120 ... Electrical equipment part, S ... Silicon oil.

Claims (12)

ポンプと、
このポンプを駆動する駆動モータと、
前記ポンプの吐出口側に設けられた自吸室と、
この自吸室内に鉛直方向に沿って設けられた気液分離板と、
前記気液分離板上方の前記自吸室内壁面であって前記自吸室の吐出口側に設けられた凹部と、
この凹部の底面側に設けられた磁気センサと、
前記凹部に設けられ、流体の通流方向に交差する向きに配置された揺動軸と、
この揺動軸に軸支され、前記流体の通流が無い時は前記気液分離板側に位置し、前記流体の通流によって前記磁気センサに近接する方向に揺動すると共に凹部内に収容される磁石が内蔵されたパドルと、
前記磁気センサからの出力に基づいて前記駆動モータを制御する電装部とを備えていることを特徴とする給水ユニット。
A pump,
A drive motor for driving the pump;
A self-priming chamber provided on the discharge port side of the pump;
A gas-liquid separation plate provided along the vertical direction in the self-priming chamber;
A recess provided on the discharge port side of the self-priming chamber on the wall of the self-priming chamber above the gas-liquid separation plate;
A magnetic sensor provided on the bottom side of the recess;
An oscillating shaft provided in the recess and arranged in a direction intersecting the fluid flow direction;
It is pivotally supported by this oscillating shaft and is located on the gas-liquid separation plate side when there is no fluid flow, and oscillates in the direction close to the magnetic sensor by the fluid flow and is accommodated in the recess. Paddles with built-in magnets,
A water supply unit comprising: an electrical component that controls the drive motor based on an output from the magnetic sensor.
前記磁気センサは、検出した磁束密度に比例した電圧を出力し、
前記電装部は、前記磁気センサの出力に基づき、前記ポンプの停止流量を設定可能であることを特徴とする請求項1に記載の給水ユニット。
The magnetic sensor outputs a voltage proportional to the detected magnetic flux density,
The water supply unit according to claim 1, wherein the electrical unit can set a stop flow rate of the pump based on an output of the magnetic sensor.
前記電装部は、前記ポンプの複数の停止流量を選択可能であることを特徴とする請求項1に記載の給水ユニット。   The water supply unit according to claim 1, wherein the electrical unit is capable of selecting a plurality of stop flow rates of the pump. 前記自吸室の上部に設けられた貫通孔と、
この貫通孔を閉塞するダイヤフラムと、
前記貫通孔に設けられ、前記ダイヤフラムとの間に、非腐食性液体を充填した空洞部を形成すると共に、中央部に開口孔が設けられたカバー部材と、
前記開口孔の内壁面に沿って配置された円筒状のパッキンと、
このパッキンの中心に配置され、その先端側が前記空洞部側に向けて配置された圧力センサとを備えていること特徴とする請求項1に記載の給水ユニット。
A through hole provided in an upper portion of the self-priming chamber;
A diaphragm that closes the through hole;
A cover member provided in the through-hole and forming a cavity filled with a non-corrosive liquid between the diaphragm and an opening hole in the center,
A cylindrical packing disposed along the inner wall surface of the opening hole;
The water supply unit according to claim 1, further comprising a pressure sensor disposed at a center of the packing and having a tip end disposed toward the cavity portion.
前記電装部は、一定時間、前記圧力センサの出力電圧が一定の閾値未満の場合、圧力センサの故障と判断して、圧力センサ故障信号を出力することを特徴とする請求項4に記載の給水ユニット。   5. The water supply according to claim 4, wherein when the output voltage of the pressure sensor is less than a certain threshold value for a certain period of time, the electrical component determines that the pressure sensor has failed and outputs a pressure sensor failure signal. unit. 前記磁気センサは、前記自吸室に対し液密に、かつ、前記自吸室側の壁面が薄肉に形成されたセンサ収納部に温度センサと共に収納されていることを特徴とする請求項1に記載の給水ユニット。   2. The magnetic sensor is housed together with a temperature sensor in a sensor housing portion in which the wall surface on the self-priming chamber side is formed thinly and liquid-tight with respect to the self-priming chamber. The water supply unit described. 前記電装部は、一定時間、温度センサの出力電圧が予め設定された通常の動作範囲から外れている場合温度センサの故障と判断することを特徴とする請求項6に記載の給水ユニット。   The water supply unit according to claim 6, wherein the electrical unit determines that the temperature sensor is out of order when the output voltage of the temperature sensor is out of a preset normal operating range for a certain period of time. 前記電装部は、ポンプ停止後に、前記温度センサにより測定された自吸室内温度を、基準水温として記憶し、ポンプ運転中の自吸室内温度を検出し、前記自吸室内温度が前記基準水温よりも所定の過熱温度差以上に上昇した場合、ポンプを故障停止することを特徴とする請求項6に記載の給水ユニット。   The electrical component stores the temperature of the self-priming chamber measured by the temperature sensor after the pump is stopped as a reference water temperature, detects the temperature of the self-priming chamber during pump operation, and the temperature of the self-priming chamber is higher than the reference water temperature. The water supply unit according to claim 6, wherein when the temperature rises to a predetermined overheat temperature difference or more, the pump is stopped by failure. 前記電装部は、ポンプ停止中に検出した水温が、設定された凍結防止運転温度以下に低下した場合、ポンプを間欠運転し、運転または停止中に検出した水温が、上記の凍結防止運転温度より高く設定された凍結防止運転停止温度以上になった場合、間欠運転を中止することを特徴とする請求項6に記載の給水ユニット。   When the water temperature detected while the pump is stopped falls below the set antifreeze operation temperature, the electrical unit operates the pump intermittently, and the water temperature detected during operation or stop is higher than the above antifreeze operation temperature. The water supply unit according to claim 6, wherein the intermittent operation is stopped when the freeze prevention operation stop temperature is set higher than the high temperature. 前記電装部は、吐出し圧力一定制御を行うインバータを有し、
前記ポンプの停止中に検出した水温が、所定の凍結防止運転温度以下に低下した場合、定格よりも低い低速運転で前記ポンプを運転し、運転中に検出した水温が、上記の凍結防止運転温度より高く設定された凍結防止運転停止温度以上になった場合、ポンプを停止するとともに、吐出し圧力が起動圧力より低下した場合は、通常の吐出し圧力一定制御運転に移行することを特徴とする請求項6に記載の給水ユニット。
The electrical component has an inverter that performs constant discharge pressure control,
When the water temperature detected while the pump is stopped falls below a predetermined antifreeze operation temperature, the pump is operated at a low speed operation lower than the rated value, and the water temperature detected during operation is the antifreeze operation temperature. When the temperature is higher than the set anti-freezing operation stop temperature, the pump is stopped, and when the discharge pressure is lower than the start pressure, the operation is shifted to the normal discharge pressure constant control operation. The water supply unit according to claim 6.
前記電装部は、基準水温が40℃超であった場合、吐出し圧力または最高回転速度を低減して可変速運転することを特徴とする請求項10記載の給水ユニット。   11. The water supply unit according to claim 10, wherein when the reference water temperature is higher than 40 ° C., the electrical unit performs variable speed operation by reducing the discharge pressure or the maximum rotation speed. 前記磁気センサの近傍に温度センサが配置され、
前記圧力センサ、前記磁気センサ及び前記温度センサの電圧出力をデジタル化し、前記電装部との間でデジタル通信を行うことを特徴とする請求項4に記載の給水ユニット。
A temperature sensor is disposed in the vicinity of the magnetic sensor,
5. The water supply unit according to claim 4, wherein voltage outputs of the pressure sensor, the magnetic sensor, and the temperature sensor are digitized and digital communication is performed with the electrical component.
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