JP2763483B2 - Diaphragm air pump - Google Patents

Diaphragm air pump

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JP2763483B2
JP2763483B2 JP5272798A JP27279893A JP2763483B2 JP 2763483 B2 JP2763483 B2 JP 2763483B2 JP 5272798 A JP5272798 A JP 5272798A JP 27279893 A JP27279893 A JP 27279893A JP 2763483 B2 JP2763483 B2 JP 2763483B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はダイヤフラム式エアポン
プに関する。さらに詳しくは、活魚槽や浄化槽などにエ
アを供給するダイヤフラム式エアポンプで、水槽の水位
やエアポンプの異常を容易に検知できるダイヤフラム式
エアポンプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diaphragm type air pump. More specifically, the present invention relates to a diaphragm air pump that supplies air to a live fish tank, a septic tank, or the like, and that can easily detect a water level of a water tank or an abnormality of the air pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤフラム式エアポンプは、ダイヤフ
ラムに連結され永久磁石を備えた振動子と、この振動子
の外周部にもうけられ、交流電源により駆動される電磁
コイルとの磁気的相互作用によって、振動子を往復運動
させることにより、振動子に連結されたダイヤフラムを
往復運動させ、エアを吸引、吐出するものである。
2. Description of the Related Art A diaphragm type air pump is a type of vibrator which is vibrated by a magnetic interaction between a vibrator connected to a diaphragm and having a permanent magnet and an electromagnetic coil provided on an outer peripheral portion of the vibrator and driven by an AC power supply. By reciprocating the vibrator, the diaphragm connected to the vibrator is reciprocated to suck and discharge air.

【0003】活魚槽では水槽中の魚に充分な酸素を供給
するため、エアポンプにより水槽中にエアが供給され
る。この供給されるエアの量は、水槽中の水量および魚
の量により調整されたり、水量が常に一定に保たれるこ
とが省エネルギーの面から好ましいが、観賞用の活魚槽
では常に一定のエアが供給されている。また、養魚場な
どでの活魚槽では雨などにより水位が高くなりすぎると
水があふれて魚が逃げたり、水位が低くなりすぎると、
魚がチッ息死するなどの事故を起し易いが、これらの管
理を行うためには、エアを供給するエアポンプとは別個
にフロートなどからなる水位計を設けて管理されてい
る。
In the live fish tank, air is supplied into the water tank by an air pump in order to supply sufficient oxygen to the fish in the water tank. It is preferable that the amount of supplied air is adjusted according to the amount of water in the aquarium and the amount of fish, or that the amount of water is always kept constant from the viewpoint of energy saving. Have been. Also, in live fish tanks such as fish farms, if the water level becomes too high due to rain etc., the water overflows and fish escapes, and if the water level becomes too low,
Accidents such as fish dying from the breath are likely to occur, but in order to manage them, a water level meter composed of a float or the like is provided separately from an air pump that supplies air.

【0004】一方、浄化槽では汚水が貯められた浄化槽
内にエアポンプによりエアを供給し、槽内の微生物に充
分な酸素を供給し、微生物により汚物を分解し、浄化す
る、ばっ気という操作が行われている。このばあいも、
浄化槽内の水量が多いばあいは多量の空気を供給する必
要があり、水量が少ないばあいはエアの供給を制限する
ことができる。しかし、浄化槽ではフロート水位計など
を設けることが困難であるので、常に一定量のエア供給
で一定時間による浄化処理が行われている。すなわち、
過去のデータから負荷の変化の平均的挙動を想定し、週
間スケジュールとして組み込み、タイマーなどと連動さ
せ、ポンプまたは外部装置のオン/オフの制御を行い、
BOD値(生化学的酸素要求量)などの環境基準に適合
させている。
On the other hand, in the septic tank, air is supplied by an air pump into the septic tank in which sewage is stored, sufficient oxygen is supplied to the microorganisms in the tank, and the microorganisms decompose and purify the filth. Have been done. In this case,
When the amount of water in the septic tank is large, it is necessary to supply a large amount of air. When the amount of water is small, the supply of air can be restricted. However, since it is difficult to provide a float water level meter and the like in the septic tank, the purification process is always performed by supplying a constant amount of air for a fixed time. That is,
Assuming the average behavior of changes in load from past data, incorporate it as a weekly schedule, link it with a timer, etc., perform on / off control of the pump or external device,
It complies with environmental standards such as BOD value (biochemical oxygen demand).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、水槽の
水位に応じてエア供給量を調整できるばあいでも、フィ
ードバックによるエア供給量の調整が行われないか、行
われるときでも水位検知器が独立して別に設けられ、エ
アポンプとのあいだで別途配線が必要となり、複雑な構
成になるという問題がある。
As described above, even if the air supply amount can be adjusted according to the water level in the water tank, the air supply amount is not adjusted by feedback, or the water level detector is used even when the air supply amount is adjusted. However, there is a problem that wiring is separately required between the air pump and the air pump, resulting in a complicated configuration.

【0006】また、エア供給管に目詰りが発生したばあ
い、ポンプは正常に動作していても水槽へのエア供給は
低下し、魚や微生物を死に至らしめるという問題もあ
る。さらにエアポンプのダイヤフラムが破損したばあ
い、従来、リミットスイッチなどにより検知して電源を
オフさせているが、その検知が正確さを欠くばあいがあ
るという問題がある。
Further, if the air supply pipe is clogged, there is a problem that even if the pump is operating normally, the supply of air to the water tank is reduced, causing fish and microorganisms to die. Further, when the diaphragm of the air pump is broken, the power is conventionally turned off by detecting it with a limit switch or the like. However, there is a problem that the detection may be inaccurate.

【0007】本発明はこのような問題を解決し、エア供
給量や水槽の水位などのエアポンプの負荷の状態を検知
でき、制御信号を発生させることができる一体型のダイ
ヤフラム式エアポンプを提供することを目的とする。
The present invention solves such a problem and provides an integrated diaphragm type air pump capable of detecting a load state of the air pump such as an air supply amount and a water level of a water tank and generating a control signal. With the goal.

【0008】本発明の他の目的はエア供給路内の背圧が
水槽の水位に応じて変化することに着目し、水位に応じ
てエア供給量を調整することができる水位計と一体型の
エアポンプを提供することにある。
Another object of the present invention is to pay attention to the fact that the back pressure in the air supply passage changes according to the water level in the water tank, and to integrate the water level meter with the water level meter which can adjust the air supply amount according to the water level. An object of the present invention is to provide an air pump.

【0009】本発明のさらに他の目的は、エア供給路内
の背圧が負荷に応じて変化することに着目し、エアポン
プのダイヤフラムの破損や、エア供給管の目詰りなどの
異常を容易に検出し、フィードバックすることができる
ダイヤフラム式エアポンプを提供することにある。
Still another object of the present invention is to focus on the fact that the back pressure in the air supply path changes in accordance with the load, and to easily detect abnormalities such as damage to the diaphragm of the air pump and clogging of the air supply pipe. An object of the present invention is to provide a diaphragm type air pump capable of detecting and feeding back.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のダイヤフラム式
エアポンプは、ダイヤフラムに連結された振動子が電磁
コイルにより励振されることよりエアを水槽中に供給さ
れるダイヤフラム式エアポンプのエア供給路に直結して
センサが設けられ、該センサの信号により前記エア供給
路内の背圧を検知する背圧検知器と、該背圧検知器の信
号に応じて制御信号を発生させる制御信号発生回路とが
設けられているものである。
A diaphragm type air pump according to the present invention is directly connected to an air supply passage of a diaphragm type air pump which supplies air into a water tank by exciting a vibrator connected to the diaphragm by an electromagnetic coil. A back pressure detector that detects a back pressure in the air supply path based on a signal from the sensor, and a control signal generation circuit that generates a control signal in accordance with the signal from the back pressure detector. It is provided.

【0011】前記センサは前記エア供給路内の圧力を計
測する圧力センサ、前記エア供給路内の流量を計測する
流量センサまたは前記エア供給路内の風速を計測する風
速センサのいずれかであることが好ましい。
The sensor is any one of a pressure sensor for measuring a pressure in the air supply path, a flow rate sensor for measuring a flow rate in the air supply path, and a wind speed sensor for measuring a wind speed in the air supply path. Is preferred.

【0012】また、前記制御信号発生回路が、背圧に相
当する水槽の水位を検出する水位計を具備していること
が、水槽の水位とエアポンプの出力を連動させる上で好
ましい。
[0012] Further, the control signal generation circuit is adapted to respond to back pressure.
It is preferable for interlocking the outputs of the water level and the air pump of the tank, which comprises a water level gauge for detecting the water level of the person to the water tank.

【0013】また、前記制御信号発生回路が、背圧に相
当する水槽の水位を検出する回路からなり、該水位によ
り前記エアポンプの駆動電力を低減させる制御回路がさ
らに設けられていることが省電力の面から好ましい。
[0013] Further, the control signal generation circuit is adapted to respond to back pressure.
Consists circuit for detecting the level of those for the aquarium, it is preferable from the viewpoint of power saving control circuit for reducing the driving power of the air pump is further provided by the water level.

【0014】さらに、前記制御信号発生回路が、前記背
圧検知器の出力と基準値とを比較し、該出力が前記基準
値以上または前記基準値以下のときに前記エアポンプの
異常を知らせる異常検知器を具備していることがエアポ
ンプの管理上好ましい。
Further, the control signal generation circuit compares an output of the back pressure detector with a reference value, and detects an abnormality of the air pump when the output is equal to or greater than the reference value or equal to or less than the reference value. It is preferable in terms of the management of the air pump that a device is provided.

【0015】[0015]

【作用】本発明によれば、エアポンプのエア供給路に直
結してセンサを設けて、エア供給路内の背圧を検知して
いるため、水槽の水位やエアポンプの異常を容易に検出
することができる。すなわち、エアポンプのエア供給路
内の背圧はダイヤフラムの振動により引き起される脈動
的に変動するダイナミカルな圧力と、ダイヤフラムの有
するバネ性のため外圧に押し負ける静的な圧力とからな
っており、静的な圧力にはエア供給管先端の散気口にか
かる水圧やエア供給管内の配管抵抗などがある。ダイナ
ミカルな圧力はダイヤフラムの振動に合わせて脈動する
が、ポンプおよび印加電圧が一定であれば平均値は一定
の圧力になる。またエア供給路内の配管抵抗はエア供給
管の太さや曲り具合などによって変るが、作製されたエ
ア供給管は常に一定で、目詰りなどが生じない限り一定
値となる。一方、水圧はエア供給管の散気口上の水の量
によって変り、水の量の変化が背圧として現われてく
る。前述のエア供給管内の目詰りやダイヤフラムの破損
は背圧に大きな変化が生じるため、基準値と比較するこ
とにより、エアポンプの異常および散気部の異常を容易
に検出することができる。
According to the present invention, since a sensor is provided directly connected to the air supply path of the air pump to detect the back pressure in the air supply path, it is possible to easily detect the water level of the water tank and the abnormality of the air pump. Can be. In other words, the back pressure in the air supply path of the air pump consists of a dynamic pressure that fluctuates pulsatingly caused by vibration of the diaphragm, and a static pressure that depresses against the external pressure due to the spring property of the diaphragm. The static pressure includes water pressure applied to the air diffuser at the tip of the air supply pipe and pipe resistance in the air supply pipe. The dynamic pressure pulsates in accordance with the vibration of the diaphragm, but the average value becomes a constant pressure if the pump and the applied voltage are constant. Further, the pipe resistance in the air supply path varies depending on the thickness and the degree of bending of the air supply pipe, but the produced air supply pipe is always constant and remains constant unless clogging or the like occurs. On the other hand, the water pressure changes depending on the amount of water on the air supply port, and the change in the amount of water appears as a back pressure. Since the above-mentioned clogging in the air supply pipe or breakage of the diaphragm causes a large change in the back pressure, it is possible to easily detect an abnormality in the air pump and an abnormality in the air diffuser by comparing the back pressure with a reference value.

【0016】[0016]

【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明のダイヤ
フラム式エアポンプを説明する。図1は本発明のダイヤ
フラム式エアポンプの一実施例の概略説明図であり、図
2は本発明のダイヤフラム式エアポンプの一実施例の具
体的ブロック図であり、図3は本発明のダイヤフラム式
エアポンプの一実施例の背圧検知器および制御信号発生
回路の具体的回路の例を示す図、図4は本発明のダイヤ
フラム式エアポンプの一実施例の水位計部分の具体的回
路図、図5は水槽の水位に基づく制御信号によりエアポ
ンプの駆動電源を制御する制御回路の一例を示す回路
図、図6は本発明のダイヤフラム式エアポンプの一実施
例の断面説明図である。
Next, a diaphragm type air pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view of one embodiment of the diaphragm air pump of the present invention, FIG. 2 is a specific block diagram of one embodiment of the diaphragm air pump of the present invention, and FIG. 3 is a diaphragm air pump of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific circuit of a back pressure detector and a control signal generation circuit according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a specific circuit diagram of a water level gauge part of an embodiment of the diaphragm type air pump of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a control circuit for controlling the driving power supply of the air pump based on a control signal based on the water level in the water tank. FIG.

【0017】図1において、エアポンプ1は可動磁石式
のダイヤフラム式エアポンプからなるエアポンプ本体10
と、エアポンプ本体10のエア供給管2に支管31を介して
設けられた圧力センサ32および圧力センサ32の出力によ
りエア供給管2内の背圧に比例する信号を出す信号処理
回路33からなる背圧検知器30と、背圧検知器30から出力
される信号に基づきエアポンプ本体10の外部の商用電源
から供給される駆動電流を制御したり、外部の制御回路
を駆動する制御信号を発生する制御信号発生回路40とか
ら構成されている。エア供給管2の先端の散気部2aは
水槽4に通じており、水槽4内の底部の一定の場所に取
りつけられている。これにより、エアポンプ1が駆動さ
れるとエアがエア供給管2を通じて水槽4内へ供給され
る。エア供給管2の背圧はダイヤフラムによるエアの吐
出量とエア供給管2の配管抵抗、散気部2aにかかる水
圧などによって定まり、この変化はセンサ32によって検
知される。このセンサ32の出力に基づいて信号処理回路
33によりエア供給管2内の背圧に比例する信号を発生
し、制御信号発生回路40によりその運転状態や外部の制
御回路が制御される。
In FIG. 1, an air pump 1 is an air pump main body 10 composed of a movable magnet type diaphragm air pump.
And a pressure sensor 32 provided on the air supply pipe 2 of the air pump body 10 via the branch pipe 31 and a signal processing circuit 33 for outputting a signal proportional to the back pressure in the air supply pipe 2 based on the output of the pressure sensor 32. The pressure detector 30 and control for controlling a drive current supplied from a commercial power supply external to the air pump main body 10 based on a signal output from the back pressure detector 30 or generating a control signal for driving an external control circuit And a signal generation circuit 40. The air diffuser 2a at the tip of the air supply pipe 2 communicates with the water tank 4, and is attached to a fixed location at the bottom of the water tank 4. Thereby, when the air pump 1 is driven, air is supplied into the water tank 4 through the air supply pipe 2. The back pressure of the air supply pipe 2 is determined by the amount of air discharged by the diaphragm, the pipe resistance of the air supply pipe 2, the water pressure applied to the air diffuser 2a, and the like. A signal processing circuit based on the output of the sensor 32
A signal proportional to the back pressure in the air supply pipe 2 is generated by 33, and a control signal generation circuit 40 controls the operation state and an external control circuit.

【0018】背圧検知器30はエア供給管2などのエア供
給路に直接設けられるセンサ32と該センサ32の出力信号
によりエア供給路内の背圧に比例した信号を出す信号処
理回路33とからなっている。
The back pressure detector 30 includes a sensor 32 provided directly in the air supply path such as the air supply pipe 2 and a signal processing circuit 33 for outputting a signal proportional to the back pressure in the air supply path based on an output signal of the sensor 32. Consists of

【0019】センサ32としては半導体やダイヤフラムな
どからなる圧力センサ、エア供給路の風速または流量を
測定する風速計や流量計を用いることができる。エアポ
ンプのエア供給路内における流量と背圧の関係は図7に
示すようにほぼ比例の関係にあるため、流量または風速
を測定することによっても背圧を知ることができる。セ
ンサ32が設けられる位置はエア供給路と直結した場所で
あればよく、図1に示すように、エア供給管2に支管31
を設けてその支管31に設けられてもよいし、エア供給管
2の中に直接設けられてもよい。また図6に示すよう
に、エア供給管2に接続されるエアポンプ本体のエアタ
ンク内に設けられてもよく、要はエアの流路と連結して
おればよい。センサ32として圧力計を用いるばあいは支
管31に設けられてもよいが、流量計や風速計を用いるば
あいはエア供給路に直接設けられることが好ましい。
As the sensor 32, a pressure sensor composed of a semiconductor, a diaphragm, or the like, an anemometer or a flow meter for measuring a wind speed or a flow rate of an air supply path can be used. Since the relationship between the flow rate and the back pressure in the air supply path of the air pump is substantially proportional as shown in FIG. 7, the back pressure can also be known by measuring the flow rate or the wind speed. The position where the sensor 32 is provided may be any place directly connected to the air supply path, and as shown in FIG.
May be provided on the branch pipe 31, or may be provided directly in the air supply pipe 2. Also, as shown in FIG. 6, it may be provided in the air tank of the air pump main body connected to the air supply pipe 2, and in short, it may be connected to the air flow path. When a pressure gauge is used as the sensor 32, it may be provided on the branch pipe 31, but when a flow meter or an anemometer is used, it is preferably provided directly on the air supply path.

【0020】風速計としては、たとえばサーミスタなど
を用いることができ、流量計としてはオリフィスや回転
翼を用いた差圧式流量計やタービン流量計などを用いる
ことができる。
As the anemometer, for example, a thermistor can be used, and as the flow meter, a differential pressure type flow meter using an orifice or a rotary blade, a turbine flow meter, or the like can be used.

【0021】信号処理回路33は図2に示すように、増幅
器33aとローパスフィルタ33bとからなっており、セン
サ32からの信号を増幅してノイズをカットしている。増
幅器33aおよびローパスフィルタ33bのさらに具体的な
回路例を図3に示す。図3で示される例では増幅器33a
は3個のオペアンプ331 、332 、333 と7個の抵抗
3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 で構成され
る典型的な利得可変型差動増幅器である。増幅器33aに
おいて、センサ32からの信号電圧をV2 とし、オペアン
プ332 のプラス入力端子に入力される基準電圧をV1
すると増幅器33aの出力電圧V0 は下記のように表わさ
れることが知られている。
As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 33 includes an amplifier 33a and a low-pass filter 33b, and amplifies a signal from the sensor 32 to cut noise. FIG. 3 shows a more specific circuit example of the amplifier 33a and the low-pass filter 33b. In the example shown in FIG.
Is a typical variable gain differential amplifier consisting of three operational amplifiers 331, 332, 333 and seven resistors R 3, R 4, R 5 , R 6, R 7, R 8, R 9 . In the amplifier 33a, a signal voltage from sensor 32 and V 2, the output voltage V 0 which amplifier 33a when the reference voltage is V 1 which is input to the positive input terminal of the operational amplifier 332 is known to be expressed as follows ing.

【0022】 V0 =(V2 −V1 )(R3 +R4 +R5 )/R4 ただし、R3 =R5 なお、後段のオペアンプ333 はR6 =R7 =R8 =R9
として利得を1として使用するのが一般的である。
V 0 = (V 2 −V 1 ) (R 3 + R 4 + R 5 ) / R 4 where R 3 = R 5 Note that the operational amplifier 333 at the subsequent stage has R 6 = R 7 = R 8 = R 9
In general, the gain is used as 1.

【0023】センサ32からの信号電圧V2 は背圧の全ス
パンに対してたとえば0〜5Vと変化するが、特定の背
圧値すなわち特定の信号電圧V2 の近傍を高感度で測定
したいばあいには、オペアンプ332 に入力される基準電
圧V1 を高感度にしたい信号電圧V2 に近い値になるよ
うに電圧分割抵抗R1 とR2 との比を決め、かつ増幅器
33aの利得を上げればよい。
The bus signal voltage V 2 from the sensor 32 will vary with for example 0~5V the total span of the back pressure, to be measured in the vicinity of a particular backpressure value i.e. a particular signal voltage V 2 with high sensitivity Ainiwa determines the ratio of the voltage dividing resistors R 1 and R 2 to be a value close to the reference voltages V 1 to the operational amplifier 332 to the signal voltage V 2 to be highly sensitive, and amplifier
What is necessary is just to raise the gain of 33a.

【0024】増幅器33aに続いて高周波のノイズを除去
するための通常のコイルLとコンデンサC1 、C2 から
なるπ型のローパスフィルタ33bが接続され、ノイズ成
分が除去される。その結果、エア供給路内の背圧に比例
した信号電圧が背圧検知器30(図1および図2参照)か
ら出力される。
Following the amplifier 33a, a normal coil L for removing high-frequency noise and a π-type low-pass filter 33b composed of capacitors C 1 and C 2 are connected to remove noise components. As a result, a signal voltage proportional to the back pressure in the air supply path is output from the back pressure detector 30 (see FIGS. 1 and 2).

【0025】信号処理回路33は図3に示された回路例に
限定されることはなく、トランジスタ回路などからなる
ものでもよい。
The signal processing circuit 33 is not limited to the circuit example shown in FIG. 3, but may be composed of a transistor circuit or the like.

【0026】背圧検知器30からの出力は制御信号発生回
路40に送られ、制御信号発生回路40は検知された背圧信
号を基準電圧と比較することにより、背圧に異常のある
ばあいはエア供給管の目詰りやダイヤフラムの破損など
エアポンプの異常を判断して制御信号をポンプ駆動電源
にフィードバックしたり、刻々変化する背圧からエアが
供給される水槽の水位を読みとり、ポンプの駆動電源に
フィードバックしたり、外部の水位制御装置に制御信号
を送ったりする。
The output from the back pressure detector 30 is sent to a control signal generation circuit 40. The control signal generation circuit 40 compares the detected back pressure signal with a reference voltage to determine if the back pressure is abnormal. Determines the abnormality of the air pump, such as clogging of the air supply pipe or breakage of the diaphragm, and feeds back a control signal to the pump drive power supply, reads the water level of the water tank to which air is supplied from the constantly changing back pressure, and drives the pump. It feeds back to the power supply and sends control signals to an external water level control device.

【0027】制御信号発生回路40の具体的なブロック図
の例が図2に示されている。図2は背圧検知信号によ
り、エアが供給される活魚槽や浄化槽などの水槽の水位
を求める水位計41と、エア供給管2の目詰りなどの異常
を表わすエア供給管異常検出器42と、ダイヤフラムの破
損を検出するダイヤフラム異常検出器43の3つが設けら
れている例が示されているが、これらすべてが設けられ
る必要はなく、背圧に基づき何らかの制御信号が発生さ
れるものであればよい。
An example of a specific block diagram of the control signal generating circuit 40 is shown in FIG. FIG. 2 shows a water level gauge 41 for obtaining a water level of a water tank such as a live fish tank or a septic tank to which air is supplied by a back pressure detection signal, and an air supply pipe abnormality detector 42 for indicating an abnormality such as clogging of the air supply pipe 2. Although an example is shown in which three of the diaphragm abnormality detectors 43 for detecting the damage of the diaphragm are provided, it is not necessary to provide all of them, and any control signal may be generated based on the back pressure. I just need.

【0028】つぎに制御信号発生回路の一例として水位
計の例について詳細に説明する。図2で水位計41は電圧
比較器412 と水位信号発生回路419 が示されているが、
その詳細の一例が図4に示されている。エア供給管2の
散気部2aが水槽4内で水面から深さH(cm)のところ
にあると、約Hgf/cm2 の圧力を受け、エア供給管2内
の背圧に加わっている。そのため、エア供給管2の散気
部2aの位置が一定で、水位が変ってHの値が変ると背
圧も変る。この背圧の変化を検出することにより水槽の
水位を検出するものである。図4において、まず差動増
幅器411 により背圧検出器30の出力と基準電圧との差を
とり増幅する。この基準電圧は水位による背圧のほかダ
イヤフラムによる吐出圧力やエア供給管の配管抵抗など
による圧力を含む全ての背圧に相当する値を設定するた
めのものである。この出力電圧と可変抵抗器413 により
分割された電圧とを電圧比較器412 により比較し、その
出力はトランジスタ414 のベースに接続され、電圧比較
器412 の出力がプラス(またはマイナス)であればトラ
ンジスタ414 がオンになりLED415 が点灯するように
なっている。そのため可変抵抗器413 の調整により、差
動増幅器411 から送られてきた出力電圧と等しくなった
とき、電圧比較器412 の出力は0でトランジスタ414 は
オフになりLED415 は点灯しない。そのため可変抵抗
器413 を調整しながらLED415 が点滅する位置を求め
ることにより背圧検知器30による背圧信号から水槽の水
位が求められる。可変抵抗器413 の調整器には水位目盛
計416が固定されており、この水位目盛計416 は実際の
水槽の水位目盛計417 と1:1に対応させて目盛られて
おり、LED415 が点滅するように可変抵抗器413 を調
整することにより、水槽の水位を容易に知ることができ
る。なお、図4においてR16はトランジスタ414 のコレ
クタ電圧設定用の抵抗、R17はトランジスタ414のベー
ス電位設定用の抵抗である。
Next, an example of a water level meter will be described in detail as an example of the control signal generation circuit. In FIG. 2, the water level meter 41 includes a voltage comparator 412 and a water level signal generation circuit 419.
An example of the details is shown in FIG. When the air diffuser 2 a of the air supply pipe 2 is located at a depth H (cm) from the water surface in the water tank 4, it receives a pressure of about Hgf / cm 2 and applies a back pressure in the air supply pipe 2. . Therefore, when the position of the air diffuser 2a of the air supply pipe 2 is constant and the water level changes and the value of H changes, the back pressure also changes. By detecting the change in the back pressure, the water level in the water tank is detected. In FIG. 4, first, the difference between the output of the back pressure detector 30 and the reference voltage is amplified by a differential amplifier 411. The reference voltage is used to set a value corresponding to all back pressures including a back pressure based on the water level, a discharge pressure of the diaphragm, and a pressure due to a pipe resistance of the air supply pipe. The output voltage and the voltage divided by the variable resistor 413 are compared by a voltage comparator 412, and the output is connected to the base of a transistor 414. If the output of the voltage comparator 412 is plus (or minus), the transistor The 414 is turned on, and the LED 415 is turned on. Therefore, when the output voltage from the differential amplifier 411 becomes equal to the output voltage by adjusting the variable resistor 413, the output of the voltage comparator 412 is 0, the transistor 414 is turned off, and the LED 415 does not light. Therefore, by determining the position where the LED 415 blinks while adjusting the variable resistor 413, the water level of the water tank can be determined from the back pressure signal from the back pressure detector 30. A water level scale 416 is fixed to the adjuster of the variable resistor 413. The water level scale 416 is graduated in a one-to-one correspondence with the water level scale 417 of the actual water tank, and the LED 415 flashes. By adjusting the variable resistor 413 as described above, the water level in the water tank can be easily known. In FIG. 4, R 16 is a resistor for setting the collector voltage of the transistor 414, and R 17 is a resistor for setting the base potential of the transistor 414.

【0029】水位計はこのように水位を直接表示する必
要がないときは可変抵抗器413 を一定値にしておき、電
圧比較器412 の出力電圧により水位を知ることができ、
一定値以上のばあいにエアポンプの駆動電力を低減させ
ることができる。この駆動電力の制御回路はエアポンプ
の駆動電源側に設けることができ、その具体的ブロック
図を図5に示す。図5において、51は商用電源、52は直
流電源、53はパルス発生回路および分周回路、54はゲー
ト回路、55はソリッドステートリレー、10はエアポンプ
本体である。この回路で、ゲート回路54の一方の入力B
に前述の制御信号が入力されることにより、たとえばN
AND回路からなるゲート回路54よりパルス信号が出さ
れるときソリッドステートリレー55で電源51がスイッチ
ングされ、エアポンプ10の出力がたとえば定格出力の約
1/2に制御される。また出力電圧を活魚槽や浄化槽の
水を出し入れする水位制御装置に送って自動的に水位を
調整することができる。
When the water level meter does not need to directly display the water level, the variable resistor 413 is set to a constant value, and the water level can be known from the output voltage of the voltage comparator 412.
When the value is equal to or more than a certain value, the driving power of the air pump can be reduced. The drive power control circuit can be provided on the drive power supply side of the air pump, and a specific block diagram is shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a commercial power supply, 52 denotes a DC power supply, 53 denotes a pulse generating circuit and a frequency dividing circuit, 54 denotes a gate circuit, 55 denotes a solid state relay, and 10 denotes an air pump body. In this circuit, one input B of the gate circuit 54
The above-described control signal is input to N
When a pulse signal is output from the gate circuit 54 composed of an AND circuit, the power supply 51 is switched by the solid state relay 55, and the output of the air pump 10 is controlled to, for example, about の of the rated output. Further, the output voltage can be sent to a water level control device for taking water in and out of the live fish tank and the septic tank, and the water level can be automatically adjusted.

【0030】また、図2において、エア供給管異常検出
器42は電圧比較器412 と警報器422とからなっており、
電圧比較器421 は背圧検知器30からの背圧信号と水位が
高いばあいに相当する大きい基準電圧とを比較し、背圧
信号の方が大きいときに警報信号を出したり、ポンプの
駆動電源を制御するものである。すなわち、エア供給管
2の背圧は前述のように、エア供給管の太さ、曲り部な
どの構造により決まる配管抵抗により生じる電圧と水圧
とからなる静的圧力、およびダイヤフラムの振動により
生じるダイナミカルな圧力からなっており、ダイナミカ
ルな圧力はダイヤフラムを励振させる電磁石の供給電圧
と周波数を一定にしておけばほぼ一定となるため、エア
供給管2内の背圧が異常に高くなることはエア供給管2
内に目詰りなどの異常が生じたことを示している。
In FIG. 2, the air supply pipe abnormality detector 42 includes a voltage comparator 412 and an alarm 422.
The voltage comparator 421 compares the back pressure signal from the back pressure detector 30 with a large reference voltage corresponding to a high water level, and issues an alarm signal when the back pressure signal is larger or operates the pump. It controls the power supply. That is, as described above, the back pressure of the air supply pipe 2 is, as described above, a static pressure composed of a voltage and a water pressure generated by a pipe resistance determined by a structure of the air supply pipe, such as a bent portion, and a dynamic pressure generated by vibration of a diaphragm. The dynamic pressure becomes almost constant if the supply voltage and frequency of the electromagnet for exciting the diaphragm are kept constant, so that the abnormal increase in the back pressure in the air supply pipe 2 is caused by the air supply. Tube 2
This indicates that an abnormality such as clogging has occurred inside.

【0031】一方、ダイヤフラム異常検出器43は同様に
電圧比較器431 と警報器432 とからなっており、電圧比
較器431 は背圧検知器30からの背圧信号と水圧が低いば
あいに相当する低い基準電圧とを比較し、背圧信号が基
準電圧より低いときに警報信号を出し、ポンプの駆動電
源をオフにする。すなわち、背圧信号が低い基準電圧よ
りさらに低いということはダイヤフラムが破損したこと
を意味し、ダイヤフラムが破損した状態で振動子をなお
振動せさると、ダイヤフラムによる制御がきかなくなる
ため、ポンプ内の他の部品を破損し、被害が大きくな
る。しかし、本発明によれば、直ちに駆動電源をオフに
することができてポンプを傷めることがなくダイヤフラ
ムの交換をするだけでよくなる。
On the other hand, the diaphragm abnormality detector 43 similarly includes a voltage comparator 431 and an alarm 432, and the voltage comparator 431 corresponds to the case where the back pressure signal from the back pressure detector 30 and the water pressure are low. Then, when the back pressure signal is lower than the reference voltage, an alarm signal is issued and the driving power of the pump is turned off. In other words, the fact that the back pressure signal is lower than the low reference voltage means that the diaphragm has been damaged, and if the vibrator is still vibrated with the diaphragm broken, control by the diaphragm will not be possible, so the inside of the pump Damage to other parts, causing greater damage. However, according to the present invention, the drive power supply can be immediately turned off, and only the diaphragm needs to be replaced without damaging the pump.

【0032】図6に、本発明の背圧検知器と制御信号発
生器が設けられたダイヤフラム式エアポンプの断面説明
図を示す。エアポンプ本体10は、ダイヤフラム12を有す
る2個のポンプ11とダイヤフラム12を励振させる電磁石
13とからなっており、エアポンプ本体10の下側にはしき
り板14と筐体15とで囲まれたエアタンク16が設けられ、
ポンプ11による吐出空気がエアタンク16に送り出され、
さらにポンプ本体10の外部に接続されたエア供給管2に
送り出され、図中矢印Aで示すような空気流が生じる。
エアタンク16内にはセンサ31が突込まれ、エア供給管2
に連結されたエア供給路内の圧力または流量もしくは風
速を測定し、背圧を検知している。
FIG. 6 is a sectional explanatory view of a diaphragm type air pump provided with a back pressure detector and a control signal generator according to the present invention. The air pump body 10 is composed of two pumps 11 having a diaphragm 12 and an electromagnet for exciting the diaphragm 12
13, an air tank 16 is provided below the air pump body 10 and is surrounded by a partition plate 14 and a housing 15,
Air discharged by the pump 11 is sent out to the air tank 16,
Further, the air is sent out to the air supply pipe 2 connected to the outside of the pump body 10, and an air flow as shown by an arrow A in the figure is generated.
A sensor 31 protrudes into the air tank 16 and the air supply pipe 2
A back pressure is detected by measuring a pressure, a flow rate, or a wind speed in an air supply path connected to the apparatus.

【0033】エアポンプ本体10の上部には基板21が設け
られ、エアポンプを駆動する駆動回路が設けられると共
に、駆動電力を供給するための電源コード22が接続さ
れ、配線23により電磁石13に駆動電力が供給される。基
板21には、前述の信号処理回路からなる背圧検知器が設
けられると共に、制御信号発生回路が設けられており、
センサ31からの信号により制御信号を発生する。さらに
制御信号によりエアポンプの駆動電力をOFFにした
り、駆動電力を低下するための制御回路も基板21に設け
られる。またエアポンプ1の筐体15にはエア流入口24、
25、26が設けられ、ポンプ11によりエアを吸い込んで、
エアタンク16側に吐出する。
A substrate 21 is provided on the upper part of the air pump main body 10, a drive circuit for driving the air pump is provided, a power cord 22 for supplying drive power is connected, and the drive power is supplied to the electromagnet 13 by a wiring 23. Supplied. The substrate 21 is provided with a back pressure detector including the above-described signal processing circuit and a control signal generation circuit.
A control signal is generated based on a signal from the sensor 31. Further, a control circuit for turning off the driving power of the air pump or reducing the driving power by the control signal is also provided on the substrate 21. In addition, an air inlet 24,
25, 26 are provided, pump 11 sucks air,
Discharges to the air tank 16 side.

【0034】このエアポンプの構造は一例であって、こ
の構造に限定されるものではなく、回路基板21はポンプ
本体10の上部でなくても下部や側部でもよく、またセン
サ31はエアタンクに設けなくても外部のエア供給管2に
直接または支管を介して設けられてもよい。
The structure of the air pump is merely an example, and the present invention is not limited to this structure. The circuit board 21 may be not at the upper part but at the lower part or side part of the pump body 10, and the sensor 31 is provided on the air tank. Even if they are not provided, they may be provided directly on the external air supply pipe 2 or via a branch pipe.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイヤフラム式エアポンプのダイヤフラムのバネ性によ
り外圧を背圧として受けることを利用することにより、
エアが供給される水槽の水位やエアポンプの異常などを
検出し、制御信号を発生させているため、ポンプ本体と
検知器や制御部を一体に構成することができる。その結
果、制御部を別途設ける必要がなく、管理が非常に容易
になると共に、低価格になる。さらに浄化槽などで通常
のフロートによる水位計を利用することができないとこ
ろでも、エアポンプを設置するだけで水位を監視するこ
ともできる。
As described above, according to the present invention,
By utilizing external pressure as back pressure due to the spring property of the diaphragm of the diaphragm type air pump,
Since the control signal is generated by detecting the water level of the water tank to which the air is supplied, the abnormality of the air pump, and the like, the pump body, the detector, and the control unit can be integrally configured. As a result, there is no need to separately provide a control unit, so that the management becomes very easy and the price is low. Furthermore, even in places where a water level gauge using a normal float cannot be used in a septic tank or the like, the water level can be monitored simply by installing an air pump.

【0036】さらに、ダイヤフラムのバネ性を利用して
いるため、背圧の変化を精密に検知することができ、水
位を2〜3cmの精度で検出することができる。その結
果、水位に応じて駆動電力を減少させたり、間欠運転を
することができ、省エネルギーに寄与することができ
る。
Further, since the spring property of the diaphragm is utilized, a change in back pressure can be accurately detected, and the water level can be detected with an accuracy of 2 to 3 cm. As a result, the driving power can be reduced or the operation can be performed intermittently according to the water level, which can contribute to energy saving.

【0037】さらに、本発明によれば、エア供給管の目
詰りやダイヤフラムの破損などエアポンプの異常を瞬時
に、しかも正確に検知することができ、駆動源にフィー
ドバックすることができるため、エアポンプの管理も確
実にできる。
Further, according to the present invention, abnormalities of the air pump such as clogging of the air supply pipe and breakage of the diaphragm can be instantaneously and accurately detected and can be fed back to the drive source. Management is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のダイヤフラム式エアポンプの一実施例
の概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of one embodiment of a diaphragm type air pump of the present invention.

【図2】本発明のダイヤフラム式エアポンプの一実施例
の具体的ブロック図である。
FIG. 2 is a specific block diagram of one embodiment of a diaphragm air pump according to the present invention.

【図3】図2の信号処理回路と制御信号発生回路の一実
施例の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of a signal processing circuit and a control signal generation circuit of FIG. 2;

【図4】図2の水位計の一実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing one embodiment of the water level meter of FIG. 2;

【図5】水位に基づきエアポンプの駆動電源を制御する
制御回路の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a control circuit that controls a driving power supply of an air pump based on a water level.

【図6】本発明のダイヤフラム式エアポンプの断面説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory sectional view of a diaphragm type air pump according to the present invention.

【図7】ダイヤフラム式エアポンプの背圧と流量の関係
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a back pressure and a flow rate of the diaphragm type air pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイアフラム式エアポンプ 2 エア供給管 4 水槽 10 エアポンプ本体 30 背圧検知器 32 センサ 33 信号処理回路 40 制御信号発生回路 41 水位計 42 エア供給管異常検出器 43 ダイヤフラム異常検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diaphragm type air pump 2 Air supply pipe 4 Water tank 10 Air pump main body 30 Back pressure detector 32 Sensor 33 Signal processing circuit 40 Control signal generation circuit 41 Water level gauge 42 Air supply pipe abnormality detector 43 Diaphragm abnormality detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04B 43/04 F04B 45/047──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F04B 43/04 F04B 45/047

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ダイヤフラムに連結された振動子が電磁
コイルにより励振されることによりエアを水槽中に供給
するダイヤフラム式エアポンプのエア供給路に直結して
センサが設けられ、該センサの信号により前記エア供給
路内の背圧を検知する背圧検知器と、該背圧検知器の信
号に応じて制御信号を発生させる制御信号発生回路とが
設けられてなるダイヤフラム式エアポンプ。
A sensor is provided directly connected to an air supply path of a diaphragm type air pump that supplies air into a water tank by exciting a vibrator connected to a diaphragm by an electromagnetic coil. A diaphragm type air pump including a back pressure detector for detecting a back pressure in an air supply path, and a control signal generating circuit for generating a control signal in accordance with a signal from the back pressure detector.
【請求項2】 前記センサが前記エア供給路内の圧力を
計測する圧力センサである請求項1記載のダイヤフラム
式エアポンプ。
2. A diaphragm type air pump according to claim 1, wherein said sensor is a pressure sensor for measuring a pressure in said air supply passage.
【請求項3】 前記センサが前記エア供給路内の流量を
計測する流量センサである請求項1記載のダイヤフラム
式エアポンプ。
3. The diaphragm type air pump according to claim 1, wherein said sensor is a flow rate sensor for measuring a flow rate in said air supply path.
【請求項4】 前記センサが前記エア供給路内の風速を
計測する風速センサである請求項1記載のダイヤフラム
式エアポンプ。
4. The diaphragm type air pump according to claim 1, wherein the sensor is a wind speed sensor that measures a wind speed in the air supply path.
【請求項5】 前記制御信号発生回路が、背圧に相当す
水槽の水位を検出する水位計を具備してなる請求項1
記載のダイヤフラム式エアポンプ。
5. The control signal generating circuit according to claim 5, wherein said control signal generating circuit corresponds to a back pressure.
2. A water level gauge for detecting a water level in an aquarium.
The described diaphragm type air pump.
【請求項6】 前記制御信号発生回路が、背圧に相当す
水槽の水位を検出する回路からなり、該水位により前
記エアポンプの駆動電力を低減させる制御回路がさらに
設けられてなる請求項1記載のダイヤフラム式エアポン
プ。
6. The control signal generating circuit according to claim 6, wherein said control signal generating circuit corresponds to a back pressure.
2. The diaphragm-type air pump according to claim 1, further comprising a control circuit configured to detect a water level of the water tank, and to further reduce a driving power of the air pump according to the water level.
【請求項7】 前記制御信号発生回路が、前記背圧検知
器の出力と基準値とを比較し、該出力が前記基準値以上
または前記基準値以下のときに前記エアポンプの異常を
知らせる異常検知器を具備してなる請求項1記載のダイ
ヤフラム式エアポンプ。
7. The abnormality detection unit that compares an output of the back pressure detector with a reference value and notifies an abnormality of the air pump when the output is equal to or greater than the reference value or equal to or less than the reference value. The diaphragm type air pump according to claim 1, further comprising a vessel.
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