JP2020084842A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動給水を行うポンプ装置に関する。 The present invention relates to a pump device that performs automatic water supply.
自動給水を行う装置として、流量センサを用いてポンプを制御するポンプ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなポンプ装置に用いられる流量センサとして、小水量や解列流量を判断するパドル式やフロート式の流量センサが知られている。 As a device that performs automatic water supply, a pump device that controls a pump using a flow rate sensor is known (for example, see Patent Document 1). As a flow rate sensor used in such a pump device, a paddle type or float type flow rate sensor for determining a small amount of water or an off-line flow rate is known.
また、推定末端圧力一定制御等の目標圧力一定制御を行うための高精度のリニア出力流量センサとして、パドル式、フロート式、電磁式、カルマン渦式の流量センサも知られている。 Further, as a highly accurate linear output flow rate sensor for performing constant target pressure control such as constant estimated end pressure control, there are also known paddle type, float type, electromagnetic type and Karman vortex type flow rate sensors.
しかしながら、上述した高精度のリニア出力流量センサは高価である。このため、ポンプ装置に、リニア出力流量計を用いると、ポンプ装置の製造コストが増大する、という問題がある。 However, the high-accuracy linear output flow rate sensor described above is expensive. Therefore, if a linear output flow meter is used for the pump device, there is a problem that the manufacturing cost of the pump device increases.
そこで、本発明は、安価にリニア出力で流量を検出できるポンプ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pump device that can inexpensively detect a flow rate with a linear output.
本発明の一態様として、ポンプ装置は、ポンプと、前記ポンプに接続されたモータと、前記ポンプに接続された吐出配管と、前記吐出配管に少なくとも二つが直列に設けられ、リニア出力で圧力検出が可能な圧力センサと、前記モータを制御するとともに、前記複数の圧力センサにより圧力を検出する制御部と、を備える。 As one aspect of the present invention, a pump device includes a pump, a motor connected to the pump, a discharge pipe connected to the pump, and at least two in series with the discharge pipe, and pressure detection is performed by a linear output. And a control unit that controls the motor and detects pressure by the plurality of pressure sensors.
本発明によれば、安価にリニア出力で流量を検出できるポンプ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pump device that can inexpensively detect a flow rate with a linear output.
以下、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１を、図１を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るポンプ装置１の構成を模式的に示す説明図である。
Hereinafter, a pump device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a pump device 1 according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、ポンプ装置１は、複数のポンプ１１と、複数のモータ１２と、複数のポンプ１１にそれぞれ接続された吸込管１３と、複数のポンプ１１にそれぞれ接続された吐出管１４と、複数の吐出管１４を合流させる合流管１５と、吐出管１４に設けられた逆止弁１６と、ポンプ１１の二次側に直列に配置された複数の圧力センサ１７と、ポンプ１１の二次側にそれぞれ設けられた流量センサ１８と、合流管１５に設けられたアキュムレータ１９と、制御盤２０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the pump device 1 includes a plurality of pumps 11, a plurality of motors 12, a suction pipe 13 connected to each of the plurality of pumps 11, and a discharge pipe 14 connected to each of the plurality of pumps 11. A merging pipe 15 for merging a plurality of discharge pipes 14, a check valve 16 provided in the discharge pipe 14, a plurality of pressure sensors 17 arranged in series on the secondary side of the pump 11, and a pump 11 A flow rate sensor 18 provided on each of the secondary side, an accumulator 19 provided on the confluence pipe 15, and a control panel 20 are provided.
このようなポンプ装置１は、各構成が一体に組み合わされたポンプユニットである。ポンプ装置１は、例えば、マンション等の建造物に、各戸の給水先へ給水する自動給水装置である。例えば、ポンプ装置１は、水源として受水槽１００に接続される。 Such a pump device 1 is a pump unit in which the respective components are integrally combined. The pump device 1 is, for example, an automatic water supply device that supplies water to a water supply destination of each house in a building such as a condominium. For example, the pump device 1 is connected to the water receiving tank 100 as a water source.
ポンプ１１は、例えば、多段ポンプである。複数のポンプ１１は、並列に配置される。本実施形態のポンプ装置１においては、ポンプ１１が２台用いられる例を用いて説明する。 The pump 11 is, for example, a multistage pump. The plurality of pumps 11 are arranged in parallel. In the pump device 1 of this embodiment, an example in which two pumps 11 are used will be described.
モータ１２は、各ポンプ１１にそれぞれ接続される。モータ１２は、電気的に制御盤２０に接続される。モータ１２は、ポンプ１１を駆動する。 The motor 12 is connected to each pump 11. The motor 12 is electrically connected to the control board 20. The motor 12 drives the pump 11.
吸込管１３は、一端がポンプ１１に接続され、他端が受水槽１００に配置される。 The suction pipe 13 has one end connected to the pump 11 and the other end arranged in the water receiving tank 100.
吐出管１４は、複数のポンプ１１のそれぞれに設けられる。吐出管１４は、一端がポンプ１１に接続され、他端が合流管１５に接続される。 The discharge pipe 14 is provided in each of the plurality of pumps 11. The discharge pipe 14 has one end connected to the pump 11 and the other end connected to the confluent pipe 15.
合流管１５は、各ポンプ１１に接続された複数の吐出管１４を合流させる。合流管１５の二次側は、建造物等に設けられた配管に接続される。吐出管１４及び合流管１５は、ポンプ装置１の吐出配管を構成する。 The merging pipe 15 joins the plurality of discharge pipes 14 connected to each pump 11. The secondary side of the merging pipe 15 is connected to a pipe provided in a building or the like. The discharge pipe 14 and the merging pipe 15 form a discharge pipe of the pump device 1.
逆止弁１６は、吐出管１４に設けられる。逆止弁１６は、合流管１５側からポンプ１１内へ水が逆流することを防止する。 The check valve 16 is provided in the discharge pipe 14. The check valve 16 prevents water from flowing back into the pump 11 from the confluence pipe 15 side.
圧力センサ１７は、リニア出力で圧力検出が可能に形成される。ここで、リニア出力とは、圧力センサ１７が圧力に比例した関係の電圧または電流またはパルスを信号として出力することを意味する。例えば、圧力センサ１７は、歪みゲージを有し、歪みゲージの歪み量によって圧力に対応した信号を出力する。 The pressure sensor 17 is formed so as to detect pressure with a linear output. Here, the linear output means that the pressure sensor 17 outputs, as a signal, a voltage or current or a pulse having a relationship proportional to the pressure. For example, the pressure sensor 17 has a strain gauge and outputs a signal corresponding to pressure according to the strain amount of the strain gauge.
複数の圧力センサ１７は、ポンプ１１の二次側に、少なくとも二つが直列に配置される。具体例として、複数の圧力センサ１７は、ポンプ１１の二次側にそれぞれ設けられた第１圧力センサ２１と、第１圧力センサ２１の二次側に設けられた第２圧力センサ２２と、を備えている。 At least two of the plurality of pressure sensors 17 are arranged in series on the secondary side of the pump 11. As a specific example, the plurality of pressure sensors 17 include a first pressure sensor 21 provided on the secondary side of the pump 11 and a second pressure sensor 22 provided on the secondary side of the first pressure sensor 21. I have it.
第１圧力センサ２１は、各吐出管１４にそれぞれ設けられる。具体例として、第１圧力センサ２１は、ポンプ１１の二次側であって、且つ、逆止弁１６の一次側に配置される。第１圧力センサ２１は、リニア出力で圧力検出が可能に形成される。ここで、リニア出力とは、圧力センサ１７が圧力に比例した関係の電圧または電流またはパルスを信号として出力することを意味する。例えば、第１圧力センサ２１は、歪みゲージを有し、歪みゲージの歪み量によって圧力に対応した信号を出力する。 The first pressure sensor 21 is provided in each discharge pipe 14. As a specific example, the first pressure sensor 21 is arranged on the secondary side of the pump 11 and on the primary side of the check valve 16. The first pressure sensor 21 is formed so as to detect pressure with a linear output. Here, the linear output means that the pressure sensor 17 outputs, as a signal, a voltage or current or a pulse having a relationship proportional to the pressure. For example, the first pressure sensor 21 has a strain gauge and outputs a signal corresponding to the pressure depending on the strain amount of the strain gauge.
第２圧力センサ２２は、合流管１５であって、且つ、全ての吐出管１４が合流した合流部の二次側に設けられる。例えば、第２圧力センサ２２は、合流管１５の末端、即ち、吐出配管の末端に配置される。第２圧力センサ２２は、リニア出力で圧力検出が可能に形成される。例えば、第１圧力センサ２１は、歪みゲージを有し、歪みゲージの歪み量によって圧力に対応した信号を出力する。 The second pressure sensor 22 is the merging pipe 15 and is provided on the secondary side of the merging portion where all the discharge pipes 14 merge. For example, the second pressure sensor 22 is arranged at the end of the confluence pipe 15, that is, the end of the discharge pipe. The second pressure sensor 22 is formed so as to detect pressure with a linear output. For example, the first pressure sensor 21 has a strain gauge and outputs a signal corresponding to the pressure depending on the strain amount of the strain gauge.
このような複数の圧力センサ１７は、例えば、複数の第１圧力センサ２１と一つの第２圧力センサ２２が直列に配置される。即ち、本実施形態においては、一つの第２圧力センサ２２が合流管１５に設けられることで、一つの第２圧力センサ２２が、第１圧力センサ２１のそれぞれと直列的な配置になる。 In such a plurality of pressure sensors 17, for example, a plurality of first pressure sensors 21 and one second pressure sensor 22 are arranged in series. That is, in the present embodiment, one second pressure sensor 22 is provided in the confluence pipe 15, so that one second pressure sensor 22 is arranged in series with each of the first pressure sensors 21.
流量センサ１８は、小水量を検出可能に構成される。ここで、小水量とは、例えば、ポンプ装置１の停止流量である。流量センサ１８は、例えば、パドル式の流量センサである。 The flow rate sensor 18 is configured to be able to detect a small amount of water. Here, the small amount of water is, for example, the stop flow rate of the pump device 1. The flow rate sensor 18 is, for example, a paddle type flow rate sensor.
アキュムレータ１９は、合流管１５に設けられる。アキュムレータ１９は、蓄圧可能に構成される。 The accumulator 19 is provided in the merging pipe 15. The accumulator 19 is capable of accumulating pressure.
制御盤２０は、複数のモータ１２にそれぞれ接続された複数のインバータ３１と、記憶部３２と、制御部３３と、を備える。 The control panel 20 includes a plurality of inverters 31 respectively connected to the plurality of motors 12, a storage unit 32, and a control unit 33.
インバータ３１は、信号線を介してモータ１２及び制御部３３に電気的に接続される。インバータ３１は、モータ１２と同数の、本実施形態においては２つ設けられる。インバータ３１は、出力周波数、即ちモータ１２の運転周波数を可変可能に構成される。 The inverter 31 is electrically connected to the motor 12 and the control unit 33 via a signal line. The number of inverters 31 is the same as that of the motors 12, and two inverters 31 are provided in the present embodiment. The inverter 31 is configured to be able to change the output frequency, that is, the operating frequency of the motor 12.
記憶部３２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。記憶部３２は、ポンプ装置１を起動する起動圧力、給水時における目標圧力及び定格流量、及び、圧力センサ１７の故障を判断する閾値を記憶する。また、記憶部３２は、圧力センサ１７で出力された電圧、電流またはパルスによる信号と圧力との比例関係を記憶する。換言すると、記憶部３２は、圧力センサ１７からリニア出力された信号を圧力値に換算するための一次式が記憶されている。 The storage unit 32 is, for example, an EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). The storage unit 32 stores a starting pressure for starting the pump device 1, a target pressure and a rated flow rate at the time of water supply, and a threshold value for determining a failure of the pressure sensor 17. In addition, the storage unit 32 stores a proportional relationship between a voltage, a current or a pulse signal output from the pressure sensor 17 and pressure. In other words, the storage unit 32 stores a linear expression for converting a signal linearly output from the pressure sensor 17 into a pressure value.
また、記憶部３２は、複数の圧力センサ１７の差圧と実際の流量との関係である流量−配管損失の関係の情報が記憶されている。本実施形態においては、複数の圧力センサ１７の差圧とは、第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２と差圧であり、本実施形態においては二つの第１圧力センサ２１を有することから、各第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２との差圧となる。また、流量−配管損失の関係は、例えば、設計値や、出荷前に予め実測した実測値が記憶部３２に記憶される。 In addition, the storage unit 32 stores information on the flow rate-pipe loss relationship, which is the relationship between the differential pressures of the plurality of pressure sensors 17 and the actual flow rate. In the present embodiment, the differential pressure between the plurality of pressure sensors 17 is the differential pressure between the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22, and in the present embodiment, there are two first pressure sensors 21. , And the pressure difference between the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22. The relationship between the flow rate and the piping loss is stored in the storage unit 32, for example, a design value or an actual measurement value that is actually measured before shipment.
さらに、記憶部３２は、給水運転時に通常運転として制御部３３によりインバータ３１を制御する制御プログラム、複数の圧力センサ１７のいずれかの故障を判断する判断プログラム、及び、圧力センサ１７の故障時の給水運転時にバックアップ運転として制御部３３によりインバータ３１を制御する制御プログラム等の各種プログラムが記憶されている。 Furthermore, the storage unit 32 stores a control program for controlling the inverter 31 by the control unit 33 as a normal operation during the water supply operation, a determination program for determining a failure of any of the plurality of pressure sensors 17, and a failure program of the pressure sensor 17. Various programs such as a control program for controlling the inverter 31 by the control unit 33 are stored as a backup operation during the water supply operation.
制御部３３は、例えばマイコンである。制御部３３は、複数の圧力センサ１７、流量センサ１８、インバータ３１、記憶部３２等に電気的に接続される。制御部３３は、各センサ１７、１８で検出された検出値に基づいてインバータ３１の出力周波数を制御する。 The control unit 33 is, for example, a microcomputer. The control unit 33 is electrically connected to the plurality of pressure sensors 17, the flow rate sensor 18, the inverter 31, the storage unit 32, and the like. The control unit 33 controls the output frequency of the inverter 31 based on the detection values detected by the sensors 17 and 18.
具体例として、制御部３３は、以下の（１）乃至（４）の機能を有する。なお、制御部３３の各機能は、ポンプ装置１の駆動状況や記憶部３２に記憶された各閾値やプログラムに基づいて生じる。 As a specific example, the control unit 33 has the following functions (1) to (4). It should be noted that each function of the control unit 33 occurs based on the drive status of the pump device 1 and each threshold value or program stored in the storage unit 32.
（１）直列に配置された圧力センサ１７の差圧から、流量を求める機能。
（２）ポンプ１１を通常運転する機能。
（３）圧力センサ１７の故障を判断する機能。
（４）ポンプ１１をバックアップ運転する機能。
次に、制御部３３が有する（１）乃至（４）の機能について説明する。
(1) A function of obtaining the flow rate from the differential pressure of the pressure sensor 17 arranged in series.
(2) A function of operating the pump 11 normally.
(3) A function of determining a failure of the pressure sensor 17.
(4) A function of backing up the pump 11.
Next, the functions (1) to (4) of the control unit 33 will be described.
（１）の機能は、直列に配置された圧力センサ１７でそれぞれ検出された圧力値の差と、記憶部３２に記憶された流量−配管損失の関係とから、流量を推定する機能である。具体例として、制御部３３は、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２から送信された信号に基づいてそれぞれの圧力値を検出し、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２における圧力値から差圧を求める。なお、例えば、制御部３３は、圧力センサ１７から送信された信号と記憶部３２に記憶された一次式とから、圧力値を求める。
そして、制御部３３は、記憶部３２に記憶された流量−配管損失の関係から、求めた差圧に対応する流量を、ポンプ１１の二次側の流量と推定する。このように、（１）の機能は、制御部３３が、直列に配置された第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２の検出値から求められた差圧から流量を推定する機能である。
The function (1) is a function of estimating the flow rate from the difference between the pressure values detected by the pressure sensors 17 arranged in series and the flow rate-pipe loss relationship stored in the storage unit 32. As a specific example, the control unit 33 detects the respective pressure values based on the signals transmitted from the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22, and the pressure values in the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22. Calculate the differential pressure from Note that, for example, the control unit 33 obtains the pressure value from the signal transmitted from the pressure sensor 17 and the linear equation stored in the storage unit 32.
Then, the control unit 33 estimates the flow rate corresponding to the obtained differential pressure from the flow rate-pipe loss relationship stored in the storage unit 32 as the flow rate on the secondary side of the pump 11. As described above, the function (1) is a function that the control unit 33 estimates the flow rate from the differential pressure obtained from the detection values of the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 that are arranged in series.
（２）の機能は、給水運転において行われる制御の一である通常運転によりポンプ１１を制御する機能である。具体例として、制御部３３は、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２の少なくとも一方で検出された圧力が、記憶部３２に記憶された起動圧力以下となった場合に、モータ１２を制御してポンプ１１を起動する。また、ポンプ１１の起動後、流量センサ１８で所定の流量を検出したときに、モータ１２を制御してポンプ１１を停止する。 The function (2) is a function of controlling the pump 11 by the normal operation which is one of the controls performed in the water supply operation. As a specific example, the control unit 33 controls the motor 12 when the pressure detected by at least one of the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 is equal to or lower than the starting pressure stored in the storage unit 32. Then, the pump 11 is started. After the pump 11 is started, when the flow sensor 18 detects a predetermined flow rate, the motor 12 is controlled to stop the pump 11.
また、制御部３３は、流量センサ１８、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２で検出された圧力及び流量、並びに、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサの差圧に基づいて求められた流量に基づいて、各インバータ３１を制御し、吐出圧力一定又は推定末端圧力一定となるように、目標圧力一定制御を行い、ポンプ装置１の単独運転、並列運転及び解列運転を行う。 Further, the control unit 33 is obtained based on the pressure and the flow rate detected by the flow rate sensor 18, the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22, and the differential pressure between the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor. Based on the flow rate, each inverter 31 is controlled to perform constant target pressure control so that the discharge pressure becomes constant or the estimated end pressure becomes constant, and the pump device 1 performs independent operation, parallel operation, and parallel operation.
このように、（２）の機能は、流量センサ１８、第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２で検出された圧力及び流量に基づいて、目標圧力一定制御でポンプ１１を制御する機能である。なお、（２）の機能は、（３）の機能により圧力センサ１７が故障と判断されるまで行われる。 As described above, the function (2) is a function of controlling the pump 11 by the target pressure constant control based on the pressure and the flow rate detected by the flow rate sensor 18, the first pressure sensor 21, and the second pressure sensor 22. .. The function (2) is performed until the pressure sensor 17 is determined to be defective by the function (3).
（３）の機能は、圧力センサ１７の故障を判断する機能である。具体例として、制御部３３は、圧力センサ１７で検出された圧力値が記憶部３２に記憶された閾値から外れた場合に、当該閾値から圧力値が外れた圧力センサ１７を故障と判断する。なお、閾値は、例えば、ポンプ装置１を給水運転するときに圧力センサ１７で検出されうる圧力値の範囲が設定されており、制御部３３は、この閾値として設定された圧力値の範囲から圧力センサ１７で検出された圧力値が外れた場合に、圧力センサ１７を故障と判断する。 The function (3) is a function of determining a failure of the pressure sensor 17. As a specific example, when the pressure value detected by the pressure sensor 17 deviates from the threshold value stored in the storage unit 32, the control unit 33 determines that the pressure sensor 17 whose pressure value deviates from the threshold value is defective. It should be noted that the threshold value is set to, for example, a range of pressure values that can be detected by the pressure sensor 17 when the pump device 1 is in the water supply operation, and the control unit 33 sets the pressure value within the range of pressure values set as the threshold value. When the pressure value detected by the sensor 17 deviates, the pressure sensor 17 is determined to be out of order.
（４）の機能は、給水運転において行われる制御の一であるバックアップ運転によりポンプ１１を制御する機能である。ここで、バックアップ運転とは、（３）の機能によりいずれかの圧力センサ１７が故障していると判断したとき、又は、モータ１２等の故障を検出したときに行われる運転である。換言すると、バックアップ運転とは、いずれかの構成が故障し、複数のポンプ１１を用いた通常運転が出来ないと判断したときに、断水を防止すべく、給水を行う運転である。 The function (4) is a function of controlling the pump 11 by the backup operation which is one of the controls performed in the water supply operation. Here, the backup operation is an operation performed when it is determined that one of the pressure sensors 17 has a failure due to the function (3) or when a failure of the motor 12 or the like is detected. In other words, the backup operation is an operation of supplying water to prevent water interruption when it is determined that one of the components has failed and normal operation using the plurality of pumps 11 cannot be performed.
具体例として、制御部３３は、（３）の機能で、いずれかの圧力センサ１７が故障していると判断すると、故障していない圧力センサ１７で検出された圧力に基づいてポンプ１１を起動し、予め記憶部３２に記憶したモータ１２の運転周波数により、ポンプ１１を制御する。なお、例えば、複数のモータ１２のうち一方が故障したと判断した場合には、故障していないモータ１２を駆動し、１台のポンプ１１により単独運転を行う制御をする等、故障した構成に応じて、適宜バックアップ運転が行われる。このように、（４）の機能は、故障した構成に基づいてポンプ１１を制御するとともに、いずれかの圧力センサ１７が故障した場合には、正常な圧力センサ１７に基づいてポンプ１１を制御する機能である。 As a specific example, the control unit 33 starts the pump 11 based on the pressure detected by the non-faulty pressure sensor 17 when it determines that any of the pressure sensors 17 is faulty by the function of (3). Then, the pump 11 is controlled by the operating frequency of the motor 12 stored in the storage unit 32 in advance. In addition, for example, when it is determined that one of the plurality of motors 12 is out of order, the motor 12 that is not out of order is driven and the single pump 11 is controlled to perform an independent operation. Accordingly, backup operation is performed appropriately. As described above, the function (4) controls the pump 11 based on the failed configuration, and controls the pump 11 based on the normal pressure sensor 17 when any of the pressure sensors 17 fails. It is a function.
このように構成されたポンプ装置１によれば、ポンプ１１の二次側に直列に少なくとも二つの圧力センサ１７を設ける構成とし、この少なくとも二つの圧力センサ１７を用いてポンプ１１を制御する構成とした。この構成により、ポンプ装置１は、リニア出力が可能な流量センサを設けなくても、直列に少なくとも二つの圧力センサ１７を設けることで、リニア出力により流量を検出することができるため、製造コストを低減できるとともに、好適に目標圧力一定制御運転を行うことができる。 According to the pump device 1 configured as described above, at least two pressure sensors 17 are provided in series on the secondary side of the pump 11, and the pump 11 is controlled using the at least two pressure sensors 17. did. With this configuration, the pump device 1 can detect the flow rate by the linear output by providing at least two pressure sensors 17 in series without providing the flow rate sensor capable of the linear output, thus reducing the manufacturing cost. In addition to being able to reduce the amount, the target pressure constant control operation can be suitably performed.
また、圧力センサ１７は、流量を推定するためだけに用いるのではなく、起動圧力等の制御に用いるために必要な圧力を検出することにも用いることから、部品の共用化にもなり、製造コストの低減につながる。 Further, since the pressure sensor 17 is used not only for estimating the flow rate but also for detecting the pressure necessary for controlling the starting pressure and the like, the pressure sensor 17 can be used as a common component for manufacturing. It leads to cost reduction.
より具体的に説明すると、ポンプ装置１は、直列に配置された二つの圧力センサ１７の差圧と記憶部３２に記憶された流量−配管損失の関係に基づいて制御部３３が流量を推定することで、複数の圧力センサ１７、記憶部３２及び制御部３３により、差圧式の流量センサを構成する。このため、高価な差圧式流量センサを設けることなく、差圧によって流量を推定できることから、ポンプ装置１は、安価に好適な制御を行うことができる。また、圧力センサ１７は、目標圧力一定制御運転に要する圧力を検出する。さらに、複数の圧力センサ１７を用いることで、いずれかの圧力センサ１７が故障したとしても、故障していない他の圧力センサ１７によって、ポンプ１１の起動圧力等を検出することができることから、ポンプ装置１のバックアップ運転が可能となる。このため、ポンプ装置１は、断水を防止することができる。 More specifically, in the pump device 1, the control unit 33 estimates the flow rate based on the relationship between the pressure difference between the two pressure sensors 17 arranged in series and the flow rate-pipe loss stored in the storage unit 32. Thus, the plurality of pressure sensors 17, the storage unit 32, and the control unit 33 constitute a differential pressure type flow rate sensor. Therefore, since the flow rate can be estimated by the differential pressure without providing an expensive differential pressure type flow rate sensor, the pump device 1 can perform suitable control at low cost. Further, the pressure sensor 17 detects the pressure required for the target pressure constant control operation. Furthermore, by using a plurality of pressure sensors 17, even if one of the pressure sensors 17 fails, the other pressure sensor 17 that has not failed can detect the starting pressure of the pump 11 and the like. The backup operation of the device 1 becomes possible. Therefore, the pump device 1 can prevent water cutoff.
また、ポンプ装置１は、第２圧力センサ２２を吐出配管の末端（合流管１５の末端）に設けることで、第１圧力センサ２１との距離を極力確保できることから、差圧を求めやすくなり、流量を推定する精度を向上することができる。 Further, in the pump device 1, by providing the second pressure sensor 22 at the end of the discharge pipe (the end of the confluent pipe 15), the distance from the first pressure sensor 21 can be secured as much as possible, and thus the differential pressure can be easily obtained. The accuracy of estimating the flow rate can be improved.
上述したように本発明の一実施形態に係るポンプ装置１によれば、安価にリニア出力で流量を検出できるポンプ装置を提供することができる。 As described above, according to the pump device 1 according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a pump device that can inexpensively detect the flow rate with a linear output.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、ポンプ装置１が停止流量を求めるための流量センサ１８を備える構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図２に示す他の実施形態のように、ポンプ装置１は、インバータ３１を用いた目標圧力一定制御を行う構成において、流量センサ１８を設けない構成とし、圧力差が略０であり、そして、運転周波数が設定周波数以下の状態が一定時間経過した場合に、制御部３３が停止流量と判断し、ポンプ１１を停止する停止動作や、複数のポンプ１１を駆動しているときは、１台減台する解列動作を行う構成としてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described example, the configuration in which the pump device 1 includes the flow rate sensor 18 for determining the stop flow rate has been described, but the configuration is not limited to this. For example, as in the other embodiment shown in FIG. 2, the pump device 1 has a configuration in which the target pressure constant control using the inverter 31 is not provided and the flow rate sensor 18 is not provided, and the pressure difference is substantially zero. When the operating frequency is equal to or lower than the set frequency for a certain period of time, the control unit 33 determines that the flow rate is a stop flow, and stops the pump 11, and when the pump 11 is driven, It is also possible to adopt a configuration in which a parallel disconnection operation is performed.
また、ポンプ装置１は、インバータ３１を用いた目標圧力一定制御を行う構成において、流量センサ１８を設けない構成とし、運転周波数が設定周波数以下の小水量域であると判断した場合に、所定量目標圧力を上昇させ、一定時間経過後に運転周波数を所定値に低下させたときの圧力が当初の目標圧力以上である場合には、制御部３３が停止流量と判断し、ポンプ１１を停止する停止動作や、複数のポンプ１１を駆動しているときは、１台減台する解列動作を行う構成としてもよい。 Further, the pump device 1 has a configuration in which the target pressure constant control using the inverter 31 is not provided, and the flow rate sensor 18 is not provided, and when it is determined that the operating frequency is in the small water volume region of the set frequency or less, the predetermined amount If the pressure when the target pressure is increased and the operating frequency is decreased to a predetermined value after a certain period of time is equal to or higher than the initial target pressure, the control unit 33 determines that the flow rate is the stop flow and stops the pump 11. It may be configured to perform an operation or an off-line operation in which one pump is removed when a plurality of pumps 11 are being driven.
このような構成とすることで、例えば、自動給水装置の差圧が小さく、チェック弁のバネの影響により差圧の検出が難しい小水量域であっても、制御部が停止流量を判断することが可能となる。 With such a configuration, for example, even in a small water amount range where the differential pressure of the automatic water supply device is small and it is difficult to detect the differential pressure due to the influence of the spring of the check valve, the control unit can determine the stop flow rate. Is possible.
また、上述した例では、第１圧力センサ２１は、吐出管１４であって、且つ、逆止弁１６の一次側に設ける構成を説明したがこれに限定されない。例えば、第１圧力センサ２１は、吐出管１４であって、且つ、逆止弁１６の二次側に設ける構成であってもよい。また、図３に示す他の実施形態のように、第１圧力センサ２１は、第２圧力センサ２２と直列に配置される構成であれば、合流管１５に一つ設ける構成であってもよい。同様に、第２圧力センサ２２を吐出管１４にそれぞれ設ける構成であってもよい。 In addition, in the above-described example, the configuration in which the first pressure sensor 21 is the discharge pipe 14 and is provided on the primary side of the check valve 16 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the first pressure sensor 21 may be the discharge pipe 14 and may be provided on the secondary side of the check valve 16. Further, as in the other embodiment shown in FIG. 3, the first pressure sensor 21 may be provided in the merging pipe 15 as long as it is arranged in series with the second pressure sensor 22. . Similarly, the second pressure sensor 22 may be provided in each of the discharge pipes 14.
また、上述した例では、ポンプ装置１は、マンション等の建造物に、各戸の給水先へ給水する自動給水装置である例を説明したがこれに限定されず、例えば、ポンプ装置１は、消火ポンプ装置や空調用ポンプにも適用でき、また、水中ポンプにおいても適用できる。 Further, in the above-described example, the pump device 1 is an example of an automatic water supply device that supplies water to the water supply destination of each house in a building such as a condominium, but the present invention is not limited to this. It can be applied to pump devices and air-conditioning pumps, and also to submersible pumps.
また、上述した例では、ポンプ装置１は、複数の圧力センサ１７の差圧を求める構成を説明したが、例えば、ポンプ装置１の出荷時に、圧力センサ１７の補正及び０点調整を行い、推定する流量の精度を向上させてもよい。また、例えば、出荷時や定期点検時において、圧力センサ１７の補正や０点調整を行い、記憶部３２に前記補正及び０点調整の情報が記憶し、そして、制御部３３が差圧から流量を推定するときに、記憶部３２に記憶された補正及び０点調整の情報から、複数の圧力センサ１７の差圧を補正する構成としてもよい。 Further, in the above-described example, the pump device 1 has been described as a configuration for obtaining the differential pressures of the plurality of pressure sensors 17. However, for example, when the pump device 1 is shipped, the pressure sensor 17 is corrected and zero point adjustment is performed to make an estimation. The accuracy of the flow rate to be applied may be improved. In addition, for example, at the time of shipping or at the time of regular inspection, the pressure sensor 17 is corrected and the zero point adjustment is performed, the information of the correction and the zero point adjustment is stored in the storage unit 32, and the control unit 33 controls the flow rate from the differential pressure. It may be configured to correct the differential pressures of the plurality of pressure sensors 17 based on the correction and the zero point adjustment information stored in the storage unit 32 when estimating the.
即ち、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 That is, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified at the stage of implementation without departing from the spirit of the invention. Further, the respective embodiments may be appropriately combined and implemented, in which case the combined effects can be obtained. Further, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by a combination selected from a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, if the problem can be solved and the effect can be obtained, the structure in which the constituent elements are deleted can be extracted as the invention.
１…ポンプ装置、１１…ポンプ、１２…モータ、１３…吸込管、１４…吐出管、１５…合流管、１６…逆止弁、１７…圧力センサ、１８…流量センサ、１９…アキュムレータ、２０…制御盤、２１…第１圧力センサ、２２…第２圧力センサ、３１…インバータ、３２…記憶部、３３…制御部、１００…受水槽。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pump device, 11... Pump, 12... Motor, 13... Suction pipe, 14... Discharge pipe, 15... Confluence pipe, 16... Check valve, 17... Pressure sensor, 18... Flow rate sensor, 19... Accumulator, 20... Control panel, 21... 1st pressure sensor, 22... 2nd pressure sensor, 31... Inverter, 32... Storage part, 33... Control part, 100... Water tank.
Claims (5)
前記ポンプに接続されたモータと、
前記ポンプに接続された吐出配管と、
前記吐出配管に少なくとも二つが直列に設けられ、リニア出力で圧力検出が可能な圧力センサと、
前記モータを制御するとともに、前記複数の圧力センサにより圧力を検出する制御部と、
を備えるポンプ装置。 A pump,
A motor connected to the pump,
A discharge pipe connected to the pump,
At least two are provided in series in the discharge pipe, a pressure sensor capable of pressure detection with a linear output,
A control unit for controlling the motor and detecting pressure by the plurality of pressure sensors,
A pump device.
前記圧力センサは、前記逆止弁の一次側及び二次側に設けられる、請求項１に記載のポンプ装置。 Further comprising a check valve provided in the discharge pipe,
The pump device according to claim 1, wherein the pressure sensor is provided on a primary side and a secondary side of the check valve.
前記補正及び０点調整の情報が記憶された記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記補正及び０点調整の情報から、前記複数の圧力センサで検出された圧力の差を補正する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のポンプ装置。 The pressure sensor is corrected and zero-point adjusted,
A storage unit in which information on the correction and zero point adjustment is stored,
The control unit corrects a difference in pressure detected by the plurality of pressure sensors from the correction and zero-point adjustment information stored in the storage unit. The pump device according to.
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