JP3196925U

JP3196925U - 井戸水使用量測定装置

Info

Publication number: JP3196925U
Application number: JP2015000380U
Authority: JP
Inventors: 裕行福田
Original assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; Tokyo Metropolitan Government
Current assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp; Tokyo Metropolitan Government
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2022-02-23

Abstract

【課題】揚水ポンプに対し個々に計測器を設置して井戸水の使用水量を計測し、この使用水量に応じた下水道料金を請求する計側手段において、揚水モーターの稼働時間を測定して井戸水の使用水量を正確に算出可能な井戸水使用量測定装置を提供する。【解決手段】電線７をクランプ可能な通電検知部３と、時間計を有する時間記録部４と、使用水量算出部５とを備え、通電検知部３は、一部開閉可能に切り離され、コイルを巻き付けられた環状鉄心３２を有するとともに、環状鉄心３２内に配置された電線中に電流が流れた際に、前記コイル中に誘導電流を生じさせ、電線中を流れる電流がしきい値以上の電流である場合、誘導電流を用いて時間計の作動を制御する作動制御部を備え、時間記録部４は、時間計の作動により揚水ポンプ２の稼働時間を積算し、使用水量算出部５は、時間記録部４により積算された揚水ポンプ２の稼働時間に基づいて、井戸水の使用水量を算出する。【選択図】図１

Description

本考案は、井戸水の使用時における揚水ポンプの稼働時間に応じて井戸水の使用水量を測定する井戸水使用量測定装置に関する。

従来、井戸水を使用する家庭における下水道料金は、下水道関連業者等が揚水ポンプに対し個々に計測器を設置して井戸水の使用水量を計測し、この使用水量に応じた下水道料金を請求するのが通例であり、使用水量を測定するには、ポンプ吐出口に井戸水の積算流量を計測する積算流量計を設けるか、あるいは揚水ポンプ内に、揚水された水量を検出する流量センサを備え、流量センサより検出した情報により積算流量を記憶可能なポンプを利用する必要がある（例えば、特許文献１参照）。このため、上述したような態様で使用水量の計測を行うにはポンプ吐出口に積算流量計を取り付ける必要があり、また、特許文献１に記載の発明にあるような特殊なポンプを設ける必要がある。しかし、ポンプ吐出口に積算流量計を取り付ける場合、各々のポンプ吐出口に適合する積算流量計を用意する必要があり、また特許文献１に記載の発明にあっては、特殊なポンプを設ける必要があり、いずれの場合もコスト高になっていた。

また、従来の井戸水使用量測定装置として、図３から図５に示すものが知られている。

まず、一般に広く利用される圧力タンク式揚水ポンプの構造について図３を用いて説明する。
揚水ポンプ２０は、井戸とパイプ１８を通じて連結されており、井戸より井戸水を汲み上げる揚水モーター２１の回転により、圧力タンク１５内に井戸水を汲み入れる。

そして、圧力タンク１５内には所定量の空気が充填されており、揚水モーター２１により圧縮されて送り込まれる井戸水が、圧力タンク１５に入っていた空気を圧縮するため、吐出口１７から送り出される吐出圧力を確保することができる。

圧力タンク１５上部に設けられた圧力スイッチ８は、ここでは図示しない電源と揚水モーター２１との配線上に介在しており、揚水モーター２１の通電をコントロール可能となっている。

また、吐出口１７から水が送り出されない場合、すなわち使用者によって井戸水が使用されないと、圧力タンク１５内の圧力が上昇し、この圧力が一定以上になると、圧力スイッチ８が揚水モーター２１への通電を遮断して揚水モーターを停止する。
そして、使用者によって井戸水が使用されて、吐出口１７から水が送り出されると、圧力タンク１５の圧力が下がり、圧力スイッチ８が揚水モーター２１への通電を行い、圧力タンク１５内の圧力を上昇させる仕組みになっている。

なお、従来の圧力タンク式揚水ポンプ２０は、上述した圧力スイッチ８による揚水モーター２１への通電および遮断により吐出圧力を調整する構造であるが、後述するように、インバーター制御により吐出圧力を調整する構造の揚水ポンプも存在する。なお、このインバーター制御による揚水ポンプの構造は、揚水モーターがインバーター制御に対応するか否か以外で大きな差異はない。さらに、上述した圧力タンク式揚水ポンプの構造は、ほんの一例であり、圧力タンクを利用した揚水ポンプの構造は多様であることはいうまでもない。

図４は、従来の圧力スイッチ８を用いて吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２０に対し、従来の計測手段を用いて井戸水の使用水量を計測する様子を示すブロック図である。
なお、この揚水ポンプ２０の揚水モーター２１は、家庭用電源から供給される定格の周波数および電圧の（たとえば１００Ｖ，５０Ｈｚ）の交流電流により駆動されるようになっている。

また、図４においては、圧力スイッチ８は、揚水モーター２１への通電をコントロールする接触式の通電スイッチ部１３のみが簡略化して図示されており、接点１６の接／断により揚水モーター２１への通電および遮断を行うようになっている。

図４に示すように、従来の計測手段は、上述の圧力スイッチ８に対し、揚水モーター２１が稼働する周波数で同期回転するシンクロナスモーター１１で駆動する時間計９を揚水ポンプ２０の揚水モーター２１と並列に接続される構成となっているため、前述の使用者による井戸水の使用により圧力スイッチ８が揚水モーター２１へ通電が行われると、同時に電源６から時間計９に対しての通電も行われることになる。このように、従来の計測手段は、圧力スイッチ８による揚水モーター２１へ通電が行われている間、時間計９のシンクロナスモーター１１が駆動し、圧力スイッチ８による揚水モーター２１へ通電が遮断された場合、時間計９のシンクロナスモーター１１が停止するので、時間計９は揚水モーター２１の稼働時間を計測することができる。

そして、下水道関連業者等は、こうして計測された稼働時間（すなわちポンプの使用時間）と各ポンプの揚水能力とを乗算することで井戸水の使用水量を算出し、この使用水量に応じた下水道料金を井戸水の使用者に請求を行なっていた。

図５は、近年のインバーター制御装置１０により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２に対して、図４で説明した従来の計測手段を用いて井戸水の使用水量の計測を試みた場合を想定したブロック図である。なお、近年の井戸の揚水ポンプ２は、ここでは図示しない圧力センサにより吐出側の圧力を計測し、計測された吐出圧力に応じて圧力タンク１５（図３参照）内に送り込む水量を調整して、吐出圧力を調整するようになっており、吐出圧力の調整は、インバーター制御装置１０により周波数および電圧を適宜変換し、揚水モーター１２の回転数を制御して行う構造になっている。

図５に示すように、インバーター制御により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２は、圧力タンク１５（図３参照）内の圧力に応じて、周波数および電圧がインバーター制御装置１０により変動してしまうため、電線７aと電線７bの部分の電圧と周波数は同じにはならない。このため、電線７bを流れる電流では、定格の周波数に同期回転する時間計９のシンクロナスモーター１１が一定の同期回転を行わない。

このように、従来の計測手段では、インバーター制御により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２の揚水モーター１２の稼働時間を正確に計測できず、井戸水の使用水量を算出できない。

特開２００７−１８７００２号公報

上述したように、近年の井戸の揚水ポンプは、圧力スイッチによる揚水モーターへの通電および遮断を用いた吐出圧力の調整を行わず、吐出側の圧力に応じてインバーター制御により周波数を適宜変換し、揚水モーターの回転数を制御して吐出圧力を調整する構造になっているが、従来の計測手段における時間計を駆動するシンクロナスモーターを採用した場合正確に揚水モーターの稼働時間を計測できず、井戸水の使用水量を算出できないという問題があった。

本考案は、このような問題点に着目してなされたもので、各々のポンプ吐出口に適合する積算流量計を用意する必要や、また特許文献１に記載の発明にあるような特殊なポンプを設ける必要がなく、また、インバーター制御により揚水モーターの回転数を制御して吐出圧力を調整する構造の揚水ポンプにおいても揚水モーターの稼働時間を測定して井戸水の使用水量を正確に算出可能な井戸水使用量測定装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本考案の井戸水使用量測定装置は、
井戸水の使用時における揚水ポンプの稼働時間に応じて井戸水の使用水量を測定する測定装置において、
前記測定装置は、電線をクランプ可能な通電検知部と、時間計を有する時間記録部と、使用水量算出部とを備え、
前記通電検知部は、一部開閉可能に切り離され、コイルを巻き付けられた環状鉄心を有するとともに、前記環状鉄心内に配置された前記電線中に電流が流れた際に、前記コイル中に誘導電流を生じさせ、該電線中を流れる電流がしきい値以上の電流である場合、前記誘導電流を用いて前記時間計の作動を制御する作動制御部を備え、
前記時間記録部は、前記時間計の作動により前記揚水ポンプの稼働時間を積算し、
前記使用水量算出部は、前記時間記録部により積算された前記揚水ポンプの稼働時間に基づいて、井戸水の使用水量を算出することを特徴としている。
この特徴によれば、通電検知部のしきい値は、揚水ポンプの稼動に用いられる電流に設定されているため、電線中に所定のしきい値以上の電流が流れた場合に、作動制御部が時間記録部内の時間計を作動させることにより、揚水ポンプの稼働時間を積算することができる。このように、揚水ポンプに給電する電線をクランプするのみの簡便な構造であり、揚水ポンプの稼働時間を計測可能であるため、従来の圧力スイッチを用いて吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ、インバーター制御により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプのいずれの場合であっても、揚水ポンプを稼働させて使用された井戸水の使用水量の計測を行うことができる。

本考案の井戸水使用量測定装置は、前記時間記録部の駆動電源を備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記時間記録部本体は、電源を自身に有することで、定期的な電源交換および点検等のみで、永続的な使用が可能である。また前記時間記録部自身に電源を有することにより、客側の揚水ポンプの電源から電気の供給を得なくても良く、客側への経済的負担を軽減することができる。

実施例における井戸水使用量測定装置の構成を示す概念図である。実施例における井戸水使用量測定装置を用いて井戸水の使用量の計測を行う様子を示すブロック図である。圧力タンク式揚水ポンプの構造を示す断面図である。従来型の計測手段を示すブロック図である。インバーター制御装置により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプに対して、従来の計測手段を用いて井戸水の使用水量の計測を試みた場合を想定したブロック図である。

本考案に係る井戸水使用量測定装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本考案に係る井戸水使用量測定装置１について図１および図２を用いて説明する。

図１は井戸水使用量測定装置１の構成を示す概念図である。
図１に示すように、井戸水使用量測定装置１は、井戸水の使用時における揚水ポンプ２の稼働時間に応じて井戸水の使用水量を測定する測定装置であって、電源６から揚水ポンプ２に電気を供給する電線７をクランプ可能な通電検知部３と、通電検知部３と接続される時間記録部４、さらに時間記録部４により積算された揚水ポンプ２の稼働時間を用いて使用水量を算出する使用水量算出部５とから構成されている。

図１に示すように、通電検知部３は、本体部３１と、該本体部３１に対して一端を支点として開閉可能に装着されたクランプ部１４とを有し、本体部３１及びクランプ部１４の内部にコイル（図示せず）を巻き付けられた環状鉄心３２が配設されている。このクランプ部１４により電線７をクランプすることにより、環状鉄心３２の内側に電線７を配置することができる。このため、電線７中を電流が流れた際に、環状鉄心３２に巻きつけられたコイルに誘導電流が生じるようになっている。

通電検知部３は、設定されたしきい値を超える電流が電線７中を流れた際、通電検知部３に内蔵された作動制御部３３（たとえばトランジスタスイッチなど）が通電状態となるよう設定されている。

図２に示すように、時間記録部４は内部に時間計９０を内蔵しており、この時間計９０は前記通電検知部３内の作動制御部３３に接続されているため、前述した作動制御部３３が通電状態である間、カウントを行うようになっており、作動制御部３３の通電状態が解除された場合に前記カウントが停止するようになっている。

なお、上述した通電検知部３に設定されたしきい値は、揚水ポンプ２における揚水モーター１２の駆動に必要な電流に設定されているため、揚水モーター１２の稼動時のみ時間記録部４に通電されることになる。

こうして時間記録部４は、揚水モーター１２の稼動に合わせて通電されてカウントを行うため、揚水モーター１２への通電時間を積算することができるようになっている。

使用水量算出部５は、管理している各使用者が使用している井戸の揚水ポンプ２の揚水能力をそれぞれ記憶しており、この時間当りの揚水能力と、時間記録部４により積算された揚水ポンプ２の稼働時間とを乗算して、各井戸の使用水量を算出するようになっている。

このように、本考案の井戸水使用量測定装置１は、電線７をクランプ可能な通電検知部３と、時間計９０を有する時間記録部４と、使用水量算出部５とを備え、通電検知部３は、一部開閉可能に切り離され、コイルを巻き付けられた環状鉄心３２を有するとともに、環状鉄心３２内に配置された電線中に電流が流れた際に、前記コイル中に誘導電流を生じさせ、電線中を流れる電流がしきい値以上の電流である場合、誘導電流を用いて時間計９０の作動を制御する作動制御部３３を備え、時間記録部４は、時間計９０の作動により揚水ポンプ２の稼働時間を積算し、使用水量算出部５は、時間記録部４により積算された揚水ポンプ２の稼働時間に基づいて、井戸水の使用水量を算出する。これによれば、通電検知部３のしきい値は、揚水ポンプ２の稼動に用いられる電流に設定されているため、電線７中に所定のしきい値以上の電流が流れた場合に、作動制御部３３が時間記録部４内の時間計９０を作動させることにより、揚水ポンプ２の稼働時間を積算することができる。さらに使用水量算出部５によって、時間記録部４により積算された揚水ポンプ２の稼働時間に対し、揚水ポンプ２の時間当りの揚水能力を乗算することで、井戸水の使用水量を算出することができる。このように、揚水ポンプ２に給電する電線７をクランプするのみの簡便な構造で、揚水ポンプ２の稼働時間を計測可能であるため、従来の圧力スイッチ８を用いて吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２０、インバーター制御装置１０により吐出圧力の調整を行う揚水ポンプ２のいずれの場合であっても、揚水ポンプを稼働させて使用された井戸水の使用水量の計測を行うことができる。

また、井戸水使用量測定装置１は、前記時間記録部４の電源をそれ自身に有しているため、定期的な電源交換および点検等のみで、永続的な使用が可能である。また前記時間記録部４自身に電源を有することにより、客側の揚水ポンプの電源から電気の供給を得なくても良く、客側への経済的負担を軽減することができる。なお、ここでいう時間記録部４の電源は、簡便に交換可能な電池などが好ましい。

以上、本考案の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本考案に含まれる。

例えば、前記実施例の図では、通電検知部３と時間記録部４また時間記録部４と使用水量算出部５とは、ケーブルで繋がっているが、通電検知部３で検知した通電検知信号を時間記録部４で無線でキャッチできる機能を有するようにしたり、時間記録部４により積算された通電時間のデータを離れた位置に存在する使用水量算出部５に時間記録部４から電波等に乗せて、送受信するなどの方法をとってもよい。

また、通電検知部３は電線７内を電流が流れた際に、コイル中に生じた誘電電流により通電の検知信号を生成して時間記録部４に送るようになっていてもよく、この場合、時間記録部４は、通電検知部３より通電信号が送られてくる間、時間計９０を作動させ、記録することで、揚水ポンプ２の稼働時間を積算することができる。なお、通電検知部３は電線７内を電流が流れた際に、通電検知信号ではなく、時間記録部４を駆動可能な出力である駆動信号を時間記録部４に対し送るようになっていてもよい。

１井戸水使用量測定装置
２揚水ポンプ
３通電検知部
４時間記録部
５使用水量算出部
６電源
７電線
８圧力スイッチ
９時間計
１０インバーター制御装置
１２揚水モーター
１３通電スイッチ部
１４クランプ部
３１通電検知部の本体部
３２環状鉄心
３３作動制御部
９０時間計

Claims

井戸水の使用時における揚水ポンプの稼働時間に応じて井戸水の使用水量を測定する測定装置において、
前記測定装置は、電線をクランプ可能な通電検知部と、時間計を有する時間記録部と、使用水量算出部とを備え、
前記通電検知部は、一部開閉可能に切り離され、コイルを巻き付けられた環状鉄心を有するとともに、前記環状鉄心内に配置された前記電線中に電流が流れた際に、前記コイル中に誘導電流を生じさせ、該電線中を流れる電流がしきい値以上の電流である場合、前記誘導電流を用いて前記時間計の作動を制御する作動制御部を備え、
前記時間記録部は、前記時間計の作動により前記揚水ポンプの稼働時間を積算し、
前記使用水量算出部は、前記時間記録部により積算された前記揚水ポンプの稼働時間に基づいて、井戸水の使用水量を算出することを特徴とする井戸水使用量測定装置。
前記時間記録部の駆動電源を備えていることを特徴とする請求項１に記載の井戸水使用量測定装置。