JP3790785B2 - 流体搬送機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を搬送可能な配管経路と、この配管経路に接続されて流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流体を搬送させる際に用いられる流体搬送機構は、図６に示すように、通常、流体を搬送可能に形成された配管経路１０１、およびこの配管経路中に設けられて流体を搬送させるために機能するポンプ１０２等を用いて構成されている。この図６においては、ポンプ１０２を駆動させることによって、配管経路１０１に対して、矢印Ｘ１方向から流体が流入し、矢印Ｘ２方向に流体が流出すべく、流体搬送機構が構成されている。
【０００３】
また、図６に示すように、一般的な流体搬送機構においては、流体の流出等の開閉を行うために、その配管経路１０１の所定箇所にバルブ１０３が設けられている。そしてさらに、図６に示した流体搬送機構においては、配管経路１０１から分岐した他の配管経路１１１に、リリーフ弁１０４が設けられている。
【０００４】
上述したように、従来技術にかかる流体搬送機構においては、通常、ポンプ１０２の下流側にリリーフ弁１０４が設けられているため、配管経路１０１内の圧力が何らかの事情により上昇したとしても、配管経路１０１内の圧力が配管経路１１１を介してリリーフ弁１０４の設定圧力に達すれば、搬送されている流体の一部または全量がリリーフ弁１０４から排出される。
したがって、従来技術によれば、このようにリリーフ弁１０４を設けることにより、配管経路１０１内の圧力を設定値に保持することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる流体搬送機構においては、次のような問題があった。
【０００６】
流体搬送機構は、様々な流体の搬送に用いられ、その流体の性質は様々である。したがって、必要に応じて、高濃度の酸性あるいはアルカリ性のいわゆる腐食現象を生ぜしめる流体を搬送させなければならない場合がある。
従来技術においては、このような流体を搬送する場合においても、配管経路内の圧力上昇等を防止するために、リリーフ弁が設けられているが、このような流体をリリーフ弁から配管経路外に排出するのは好ましくないという問題があった。なぜならば、リリーフ弁からこのような流体を排出すれば、その周囲が腐食してしまうおそれがあるからである。
また、このような腐食を防止するために、リリーフ弁から排出される流体がその周囲の構成要素に接触しないようにリリーフ弁まわりを構成することも考えられるが、このような構成は、リリーフ弁周囲の構成（リリーフ弁自身、およびそのまわりの配管構造）が複雑になるという問題があった。
【０００７】
さらに、上記従来技術においては、リリーフ弁１０４は、配管経路１０１内の圧力を所定圧に保持することは可能であるが、ポンプ１０２の不具合等を察知し、その駆動状態を制御等することはできないという問題があった。つまり、どのような原因によって配管経路１０１内が昇圧したとしても、リリーフ弁１０４の動きに関わらず、ポンプ１０２の運転が行われるので、ポンプ１０２に故障等が生ずるという問題があった。つまり、リリーフ弁１０４によっては、ポンプ１０２を適切に保護できないという問題があった。
なお、このような問題を防止するために、ポンプ１０２の運転制御を行う制御部にて、供給される電流を検知等する（過負荷状態等を検知する）ものもあるが、ポンプ１０２に供給される電流と実際のポンプ１０２の駆動状態等との間にタイムラグが存在するため、適切な制御を行うことができないという問題があった。特に図６の流体搬送機構を成すポンプ１０２が往復動ポンプである場合には、往復動ポンプはその構造上、吸込工程では負圧となることから過負荷情報がクリアされて適切な制御を行うことができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる流体搬送機構の問題を解決するためになされたものであって、往復動ポンプを用いて比較的簡単に構成され、配管経路内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一態様にかかる流体搬送機構は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の第二態様にかかる流体搬送機構は、流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、前記配管経路における前記往復動ポンプの下流側に設けられたリリーフ弁と、前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、上記第一および第二態様にかかる流体搬送機構においては、前記制御部が、電源投入時から第一所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されていることが好ましい。また、前記制御部が、前記回転手段の起動時から第二所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されていることも好ましい。
【００１３】
また、上記第一および第二態様にかかる流体搬送機構においては、前記制御部が、前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が比較判定値以上である場合には、前記往復動ポンプを停止させる構成が好ましく、さらには、前記制御部が、予め定められた第二検知時間内において前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が連続して比較判定値以上となった場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成され、前記予め定められた検知時間が、前記往復動ポンプのストローク周期に基づいて定められている構成が好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態にかかる流体搬送機構は、往復動ポンプとこれを制御する制御部等とを用いて構成されており、この制御部にて取得される種々の情報に基づいて往復動ポンプに作用している過負荷状態等を判断して、適宜制御部が、往復動ポンプの停止制御等を行うべく構成されている。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態にかかる流体搬送機構の概略図を示したものである。本実施形態にかかる流体搬送機構は、図１に示すように、流体を搬送可能に形成された配管経路１１、およびこの配管経路１１中に設けられて（接続されて）流体を搬送させる駆動源として機能する往復動ポンプ１２等を用いて構成されている。この図１に示された流体搬送機構は、往復動ポンプ１２を駆動させることによって、配管経路１１に対して、矢印Ａ１方向から流体が流入し、矢印Ａ２方向に流体が流出すべく、流体搬送機構が構成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、本実施形態にかかる流体搬送機構においては、流体の流出等の開閉を行うために、その配管経路１１の所定箇所（往復動ポンプ１２の下流側）にバルブ１３が設けられている。
【００１７】
さらに、本実施形態においては、往復動ポンプ１２の運転制御を行うための制御部１５が設けられている。そして、この制御部１５は、往復動ポンプ１２に供給される電流値を検知する電流検知部（図示省略）からの信号、および往復動ポンプ１２を駆動させるために機能するモータ（本発明の「回転手段」に相当）の回転数を検知する回転数検知部（図示省略）からの信号等を受けて、適切に往復動ポンプ１２の運転状態を制御すべく構成されている。
【００１８】
また、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２を駆動させるモータとしては、ＤＣモータが用いられている。このＤＣモータは、過負荷に対するリニア特性が良好であり、過電流を検知しやすいという特徴を有している。
【００１９】
図１に示すように構成された流体搬送機構においては、上述したように、制御部１５が、電流検知部からの信号と回転数検知部からの信号とを受けて、少なくともいずれか一方の値（あるいはこの値を用いた演算結果）に基づいて、往復動ポンプ１２の運転を制御している。すなわち、これらの信号から、配管経路１１内の圧力状態を判断して、配管経路１１内の圧力が所定値を超えることのないように、往復動ポンプ１２を制御している。
【００２０】
また、制御部１５においては、往復動ポンプ１２に電源が投入されたとき、あるいはモータの回転が開始されたときに、配管経路１１内の圧力が上昇していない（すなわち、往復動ポンプ１２に過負荷が作用していない）にもかかわらず、過負荷が作用しているかのような信号が受信される場合がある。これの一つの原因は、電源投入時の突入電流であると考えられる。また、もう一つの原因は、モータ起動時には始動トルクが必要となるため、電流値のピークが表れるからであると考えられる。
【００２１】
そこで、本実施形態においては、制御部１５が、電源投入時から所定時間（本発明の「第一所定時間」に相当）経過後（例えば、０．５ｓ経過後）に、往復動ポンプ１２の制御（電流検知部および回転数検知部の少なくとも一方からの検知値に基づいた制御（停止制御等））を開始すべく構成されている。また、本実施形態においては、制御部１５が、モータの起動時から所定時間（本発明の「第二所定時間」に相当）経過後（例えば、０．５ｓ経過後）に、往復動ポンプ１２の制御（電流検知部および回転数検知部の少なくとも一方からの検知値に基づいた制御（停止制御等））を開始すべく構成されている。
【００２２】
さらに、往復動ポンプを用いて流体搬送機構を構成すると、上記「発明が解決しようとする課題」においても説明した通り、吸込工程では負圧となることから、過負荷情報（電流検知部にて得られる過電流情報等）がクリアされて、往復動ポンプの適切な制御を行うことができないおそれがある。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、制御部１５にて情報を取得して往復動ポンプ１２を制御する際には、すなわち、過負荷状態を検知して往復動ポンプ１２の停止制御を行う場合には、過負荷状態を検知するために用いる情報を取得するタイミングを、往復動ポンプ１２のストローク周期に基づいて定めている。具体的には、往復動ポンプ１２の吐出工程のときに、過負荷状態を検知するために用いる情報を取得すべく構成されている。そして、制御部１５は、この吐出工程に得られた情報に基づいて、往復動ポンプの現在の状態（過負荷状態にあるか否か等）を判断すべく構成されている。
【００２４】
また、本実施形態においては、回転数検知部の検知値に基づいて演算されたモータの回転数の偏差に関する信号が制御部１５に送られており、この偏差の絶対値が、比較判定値（例えば、１０％）以上となった場合には、制御部１５が、往復動ポンプ１２の停止制御を行うべく構成されている。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２の具体的な制御手順をフローチャート等に基づいて説明する。
【００２６】
ここで、図２は、本実施形態にかかる往復動ポンプを制御する際のメインフローチャートを示したものである。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２は、運転が開始されると、制御部１５において、往復動ポンプ１２を回転駆動させるモータの回転数に相当する電圧の取り込みが行われる（ステップＳ２１）。つまり、ここでは、モータを所望の回転数で回転させるために入力された指令信号の電圧値が制御部１５に送られ、制御部１５は、原則として、この指令信号電圧値に基づいて往復動ポンプ１２を駆動させるべく、モータを回転させる。
【００２８】
次いで、モータに供給される電流値の測定が行われる（ステップＳ２２）。ここで測定された電流値は、後の過電流検知等に用いられる。
【００２９】
次いで、ステップＳ２３においては、Ｓ２２にて測定された電流値等を用いて過電流チェックが行われ、この処理において、モータを制御する際の停止フラグ等の設定が行われる。
過電流チェックを行うのは、配管経路１１内の圧力が上昇すると、それに伴い往復動ポンプ１２の往復動部分（例えば、ダイヤフラム等）が過負荷状態となって、電流値（特に吐出工程時の電流値）が高まり、これをチェックすることによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断可能だからである。つまり、配管経路１１内の圧力上昇と電流値（過電流）との関係を予め実験等にて把握しておけば、過電流の状態を検知することによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断し、これによって往復動ポンプ１２の停止制御等を行い、往復動ポンプ１２および配管経路１１等の破損等を効果的に防止することができる。詳細は、後述する。
【００３０】
次いで、ＲＵＮ入力信号の取り込み（ステップＳ２４）、モータの回転数の測定（ステップＳ２５）が行われる。Ｓ２５においては、実際に回転しているモータの実測値が取得される。ここで、「ＲＵＮ入力信号」とは、モータを回転させることを了承する信号であって、この信号が取り込まれれば、ユーザからモータ（延いては往復動ポンプ１２）を駆動させることが了承されたこととなる。
【００３１】
次いで、ステップＳ２６においては、Ｓ２１にて取り込まれた指令信号電圧値（に基づくモータの回転数）と、Ｓ２５にて測定されたモータの回転数とに基づいて、モータ回転数の比較演算処理等が行われ、モータを制御する際の停止フラグ等の設定が行われる。
モータの回転数のチェック（偏差処理）を行うのは、配管経路１１内の圧力が上昇すると、それに伴い往復動ポンプ１２の往復動部分（例えば、ダイヤフラム等）が過負荷状態となって、モータの回転数が変動し（指令値通りに回転せず）、これをチェックすることによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断可能だからである。つまり、配管経路１１内の圧力上昇とモータ回転数の偏差との関係を予め実験等にて把握しておけば、モータの回転数の偏差を検知することによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断し、これによって往復動ポンプ１２の停止制御等を行い、往復動ポンプ１２および配管経路１１等の破損等を効果的に防止することができる。詳細は、後述する。
【００３２】
次いで、ステップＳ２７においては、Ｓ２３およびＳ２６にて設定された停止フラグおよびＲＵＮ入力信号等に基づいて、モータ処理（モータの回転始動制御および回転停止制御等）が行われる。詳細は、後述する。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態においては、Ｓ２７までの処理が終了した後には、再度Ｓ２１以降の処理が繰り返して行われることとなる。
【００３４】
次に、図２のフローチャートに示された各処理について具体的に説明する。
まずはじめに、過電流チェック処理（Ｓ２３）について説明する。
【００３５】
図３は、図２にて示された本実施形態にかかる過電流チェック処理のフローチャートを示したものである。
【００３６】
図３に示すように、この過電流チェック処理においては、まずはじめに、図２のＳ２２にて測定された電流値が、過電流か否かの判断が行われる（ステップＳ２３１）。ここで、過電流とは、予め定められた値を超えた電流のことであって、本実施形態においては、通常の運転状態の吐出工程において最も大きな電流値の２０％〜４０％アップの電流値をしきい値として、この値を超えた電流を過電流とする。本実施形態においては、通常運転時の最大電流の３０％アップの値を過電流を定める際のしきい値としている。
また、Ｓ２２における電流値の測定は、１０ｍｓ〜３０ｍｓの間に一度程度の割合で行われている。そして、この過電流であるか否かの判断（Ｓ２３１）も、基本的には、取得された電流値の全てに対して行われているため、Ｓ２３１の処理は、１０ｍｓ〜３０ｍｓの間に一度程度の割合で行われていることとなる。
このＳ２３１において、過電流が検知されている場合（Ｓ２３１にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２３２の処理が行われ、過電流が検知されていない場合（Ｓ２３１にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
【００３７】
次いで、ステップＳ２３２の処理においては、モータの起動時から所定時間（本発明の「第二所定時間」に相当）（例えば、０．５ｓ）が経過したか否かが判断される。そして、所定時間が経過している場合（Ｓ２３２にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２３３の処理が行われ、所定時間が経過していない場合（Ｓ２３２にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
ここでは、先に説明したように、モータ起動時における始動トルクによって、制御部１５が、過負荷であると誤判断することを避けるために、あらかじめ所定時間のタイムラグ（測定開始に関するタイムラグ）が設けられている。
【００３８】
次いで、ステップＳ２３３の処理においては、過電流が検知されはじめてからの累積時間（電流検知部が過電流を連続して検知している時間）が、所定の判定時間（本発明の「第一検知時間」に相当）（例えば、１５０ｍｓ）を超えているか否かが判断される。そして、所定の判定時間を超えている（１５０ｍｓを超えている）場合（Ｓ２３３にて「Ｙｅｓ」）には、次いで、ステップＳ２３４の処理が行われ、所定の判定時間を超えていない（１５０ｍｓを超えていない）場合（Ｓ２３３にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
ここで、敢えて所定の「判定時間」（本発明の「第一検知時間」に相当）を定めているのは、往復動ポンプが吐出工程と吸込工程とを有するからである。つまり、本実施形態にかかる流体搬送機構は、往復動ポンプ１２を用いて構成されているため、吐出工程と吸込工程とを合わせた時間内（あるいはそれ以上の測定期間内）で過電流の判定を行うとすると、吸込工程では負圧となることから過負荷情報がクリアされるおそれがある。したがって、本実施形態においては、比較的短い間隔を「判定時間」として定めて、吐出工程における過負荷を適切に判断すべく構成されている。
例えば、吐出工程と吸込工程とを合わせた往復動ポンプ１２のストローク周期が、１．４ｓ程度である場合には、各工程が略０．７ｓ程度で行われるため、上記「判定時間」を１５０ｍｓ程度に設定する。
【００３９】
次いで、ステップＳ２３４の処理においては、モータを停止させるための「停止フラグ」の設定が行われる。つまり、上記Ｓ２３１〜Ｓ２３３の処理を経て、過電流が判定時間をオーバーして検知されていると判断された場合に、このＳ２３４においては、「停止フラグ」の設定が行われる。そして、この「停止フラグ」は、後述するモータ処理に利用される。
このＳ２３４の処理が終了すれば、図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
【００４０】
次に、偏差処理（Ｓ２６）について説明する。
【００４１】
図４は、図２にて示された本実施形態にかかる偏差処理のフローチャートを示したものである。
【００４２】
図４に示すように、この偏差処理においては、まずはじめに、偏差に関する演算処理を行うためのデータが存在するか否かの判断が行われる（ステップＳ２６１）。ここで、演算処理を行うためのデータとは、Ｓ２１にて取り込まれた指令信号電圧値、およびＳ２５にて測定されたモータ回転数の実測値のことである。これらのデータが存在する場合（Ｓ２６１にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６２の処理が行われ、データが存在しない場合（Ｓ２６１にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
【００４３】
次いで、ステップＳ２６２の処理においては、モータを回転駆動させる際の指令値（回転数）と、実際のモータの回転数との比較演算が行われる。つまり、このＳ２６２において、モータの回転数の偏差Ｘ％（例えば、Ｘ＝（（指令値回転数−実際の回転数）／指令値回転数）×１００）が演算される。この演算処理が終了したら、次いでステップＳ２６３の処理が行われる。
【００４４】
次いで、ステップ２６３の処理においては、Ｓ２６２にて演算された偏差Ｘが比較判定値をオーバーしているか否かが判断される。具体的には、偏差Ｘ（％）の値が±１０（％）（比較判定値）を超えているか否か（換言すれば、Ｘの絶対値が１０（比較判定値）より大きいか否か）が判断され、大きい場合（Ｓ２６３にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６４の処理が行われ、そうでない場合（Ｓ２６３にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
なお、この実施形態においては、「偏差Ｘの値が±１０を超えているか否か」を一つのしきい値として、モータ回転数の不具合から過負荷等の発生状態を判断する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、このしきい値は、適宜設定可能である。
【００４５】
次いで、ステップＳ２６４の処理においては、Ｓ２６３にて演算される偏差Ｘが比較判定値を超えはじめてからの累積時間（比較判定値を超える値を連続して検知している時間）が、所定の判定時間（本発明の「第二検知時間」に相当）（例えば、３．０ｓ）を超えているか否かが判断される。そして、所定の判定時間（３．０ｓ）を超えている場合（Ｓ２６４にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６５の処理が行われ、所定の判定時間（３．０ｓ）を超えていない場合（Ｓ２６４にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
ここで、定めている「判定時間」（本発明の「第二検知時間」に相当）とは、後述すべく、この設定時間を超えてもなお回転数の偏差値がオーバーしていれば、モータの停止制御、および警報出力等を行うための時間である。つまり、この判定時間内において、偏差値が通常の範囲内に戻れば、停止制御等は行わないこととなる。
【００４６】
次いで、ステップＳ２６５の処理においては、モータを停止させるための「停止フラグ」の設定が行われる。つまり、上記Ｓ２６１〜Ｓ２６４の処理を経て、比較判定値を超える偏差値が判定時間をオーバーして検知されていると判断された場合に、このＳ２６５において、「停止フラグ」の設定が行われる。そして、この「停止フラグ」は、後述するモータ処理に利用される。
このＳ２６５の処理が終了すれば、図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２７の処理（図２参照）が行われる。
【００４７】
次に、モータ処理（Ｓ２７）について説明する。
【００４８】
図５は、図２にて示された本実施形態にかかるモータ処理のフローチャートを示したものである。
【００４９】
図５に示すように、このモータ処理においては、まずはじめに、停止フラグが設定されているか否かが判断される（ステップＳ２７１）。ここでいう「停止フラグ」とは、図３（Ｓ２３４）あるいは図４（Ｓ２６５）にて設定される「停止フラグ」のことである。
【００５０】
そして、停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７１にて「Ｙｅｓ」）には、モータの停止制御が行われ（ステップＳ２７３）、設定されていない場合（Ｓ２７１にて「Ｎｏ」）には、ＲＵＮ入力信号の有無が判断される（ステップＳ２７２）。そして、Ｓ２７２にて、ＲＵＮ入力有りと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｙｅｓ」）には次いでステップＳ２７７の処理が行われ、ＲＵＮ入力無しと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｎｏ」）には次いでステップＳ２７３の処理が行われる。
【００５１】
すなわち、上述したように、停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７１にて「Ｙｅｓ」）、および停止フラグは設定されていない（Ｓ２７１にて「Ｎｏ」）がＲＵＮ入力もない場合（Ｓ２７２にて「Ｎｏ」）に、往復動ポンプ１２を駆動させるモータの停止制御（Ｓ２７３）が行われることとなる。
【００５２】
次いで、モータの停止制御（Ｓ２７３）が行われた後、停止フラグ設定の有無が判断され（ステップＳ２７４）、なんらかの停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７４にて「Ｙｅｓ」）には、警報出力をＯＮ状態（ステップＳ２７５）とし、停止フラグが設定されていない場合（Ｓ２７４にて「Ｎｏ」）には、警報出力をＯＦＦ状態（ステップＳ２７６）とする。
そして、これらのＳ２７５およびＳ２７６の処理の後には、この図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。
【００５３】
また、Ｓ２７２の処理において、ＲＵＮ入力ありと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｙｅｓ」）には、モータが稼働中か否かが判断される（ステップＳ２７７）。
【００５４】
モータが稼働中でない場合（Ｓ２７７にて「Ｎｏ」）、すなわち、モータの駆動開始時である場合には、モータを回転させる際に定められている各設定値の初期化が行われた（ステップＳ２７８）後に、モータ始動が行われ（ステップＳ２７９）、この後図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。なお、本実施形態において初期化される設定値としては、過電流チェックを行う際の所定時間（Ｓ２３２）、判定時間（Ｓ２３３）、および偏差処理を行う際の判定時間（Ｓ２６４）等がある。
一方、モータが稼働中である場合（Ｓ２７７にて「Ｙｅｓ」）には、ＲＵＮ入力信号に基づいてモータが回転駆動中であると考えられるため、その稼働状態を維持しつつ、この図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態にかかる流体搬送機構においては、制御部１５が、電流検知部および回転数検知部からの出力信号に基づいてモータの回転および停止制御を行っている。より具体的には、電流検知部からの検知値により判断される過電流、および回転数検知部等から得られるモータ回転数を演算して得られる偏差値（回転数の偏差値）に基づいて、モータの停止フラグ等を設定して、モータの制御を行っている。したがって、次のような効果を得ることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、上述したように、配管経路１１に対して特に構成要素を設けることなく、制御部１５と、これに信号を送る電流検知部および回転数検知部とを用いて、配管経路１１内の圧力変動を関知することができる。また、このような関知を行うと共に、それぞれの検知信号に応じて所定のしきい値を設け、これに基づくモータの回転停止制御等を行うことができる。
したがって、本実施形態によれば、リリーフ弁等を設けることなく配管経路内の圧力上昇等を防止することが可能となるため、高濃度の酸性あるいはアルカリ性のいわゆる腐食現象を生ぜしめる流体を搬送させるのに適した流体搬送機構を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、制御部１５において配管経路１１内の圧力上昇を察知した場合には、直ちに往復動ポンプ１２の停止制御が行われるため、配管経路１１のみならず往復動ポンプ１２の保護も行うことができる。加えて、本実施形態によれば、この制御を行う際の種々の信号の検知タイミングを、往復動ポンプのストローク周期に合わせているため、より適切で効果的な制御を実現することができる。
【００５８】
すなわち、本実施形態によれば、往復動ポンプ１２を用いて比較的簡単に構成され、配管経路１１内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００６０】
上記実施形態においては、往復動ポンプ１２の運転状態を制御する制御部１５のみを用いて配管経路１１内の圧力を所定圧力内に保持する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、上記実施形態にて説明した制御部１５と共に、配管経路１１中にリリーフ弁を設けてもよい。
このような構成によれば、リリーフ弁の設定圧力以下の状態で往復動ポンプ１２の停止制御を行うべく制御部１５等を構成することによって、制御部１５とリリーフ弁との両方にて配管経路１１内の圧力を保持可能であるから、より高度で且つ安全な圧力保持機構とすることができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、電流検知部と回転数検知部とを用いて、過電流とモータの回転数の偏差とを検知し、これらの少なくとも一方に基づいて、制御部が１５が往復動ポンプ１２の制御（主に停止制御）を行う場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、必要に応じて、電流検知部および回転数検知部のいずれか一方のみを用い、その検知部にて得られた検知値に基づいて、制御部が往復動ポンプを制御すべく構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態においては、往復動ポンプ１２の構成については特に説明しなかったが、本発明にかかる往復動ポンプ１２の構成は特に限定されない。したがって、例えば、ダイヤフラム、ベローズ、プランジャ、あるいはバケット等のいずれを用いたポンプであってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御部が、電流検知部および回転数検知部からの出力信号に基づいてモータ（往復動ポンプを成すモータ）の回転および停止制御を行うことによって、往復動ポンプを用いて比較的簡単に構成され、配管経路内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる流体搬送機構の概略である。
【図２】本発明の実施形態にかかる往復動ポンプを制御する際のメインフローチャートである。
【図３】図２に示された過電流チェック処理のフローチャートである。
【図４】図２に示された偏差処理のフローチャートである。
【図５】図２に示されたモータ処理のフローチャートである。
【図６】従来技術にかかる流体搬送機構の概略である。
【符号の説明】
１１…配管経路
１２…往復動ポンプ
１３…バルブ
１５…制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を搬送可能な配管経路と、この配管経路に接続されて流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流体を搬送させる際に用いられる流体搬送機構は、図６に示すように、通常、流体を搬送可能に形成された配管経路１０１、およびこの配管経路中に設けられて流体を搬送させるために機能するポンプ１０２等を用いて構成されている。この図６においては、ポンプ１０２を駆動させることによって、配管経路１０１に対して、矢印Ｘ１方向から流体が流入し、矢印Ｘ２方向に流体が流出すべく、流体搬送機構が構成されている。
【０００３】
また、図６に示すように、一般的な流体搬送機構においては、流体の流出等の開閉を行うために、その配管経路１０１の所定箇所にバルブ１０３が設けられている。そしてさらに、図６に示した流体搬送機構においては、配管経路１０１から分岐した他の配管経路１１１に、リリーフ弁１０４が設けられている。
【０００４】
上述したように、従来技術にかかる流体搬送機構においては、通常、ポンプ１０２の下流側にリリーフ弁１０４が設けられているため、配管経路１０１内の圧力が何らかの事情により上昇したとしても、配管経路１０１内の圧力が配管経路１１１を介してリリーフ弁１０４の設定圧力に達すれば、搬送されている流体の一部または全量がリリーフ弁１０４から排出される。
したがって、従来技術によれば、このようにリリーフ弁１０４を設けることにより、配管経路１０１内の圧力を設定値に保持することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる流体搬送機構においては、次のような問題があった。
【０００６】
流体搬送機構は、様々な流体の搬送に用いられ、その流体の性質は様々である。したがって、必要に応じて、高濃度の酸性あるいはアルカリ性のいわゆる腐食現象を生ぜしめる流体を搬送させなければならない場合がある。
従来技術においては、このような流体を搬送する場合においても、配管経路内の圧力上昇等を防止するために、リリーフ弁が設けられているが、このような流体をリリーフ弁から配管経路外に排出するのは好ましくないという問題があった。なぜならば、リリーフ弁からこのような流体を排出すれば、その周囲が腐食してしまうおそれがあるからである。
また、このような腐食を防止するために、リリーフ弁から排出される流体がその周囲の構成要素に接触しないようにリリーフ弁まわりを構成することも考えられるが、このような構成は、リリーフ弁周囲の構成（リリーフ弁自身、およびそのまわりの配管構造）が複雑になるという問題があった。
【０００７】
さらに、上記従来技術においては、リリーフ弁１０４は、配管経路１０１内の圧力を所定圧に保持することは可能であるが、ポンプ１０２の不具合等を察知し、その駆動状態を制御等することはできないという問題があった。つまり、どのような原因によって配管経路１０１内が昇圧したとしても、リリーフ弁１０４の動きに関わらず、ポンプ１０２の運転が行われるので、ポンプ１０２に故障等が生ずるという問題があった。つまり、リリーフ弁１０４によっては、ポンプ１０２を適切に保護できないという問題があった。
なお、このような問題を防止するために、ポンプ１０２の運転制御を行う制御部にて、供給される電流を検知等する（過負荷状態等を検知する）ものもあるが、ポンプ１０２に供給される電流と実際のポンプ１０２の駆動状態等との間にタイムラグが存在するため、適切な制御を行うことができないという問題があった。特に図６の流体搬送機構を成すポンプ１０２が往復動ポンプである場合には、往復動ポンプはその構造上、吸込工程では負圧となることから過負荷情報がクリアされて適切な制御を行うことができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術にかかる流体搬送機構の問題を解決するためになされたものであって、往復動ポンプを用いて比較的簡単に構成され、配管経路内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一態様にかかる流体搬送機構は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の第二態様にかかる流体搬送機構は、流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、前記配管経路における前記往復動ポンプの下流側に設けられたリリーフ弁と、前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、上記第一および第二態様にかかる流体搬送機構においては、前記制御部が、電源投入時から第一所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されていることが好ましい。また、前記制御部が、前記回転手段の起動時から第二所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されていることも好ましい。
【００１３】
また、上記第一および第二態様にかかる流体搬送機構においては、前記制御部が、前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が比較判定値以上である場合には、前記往復動ポンプを停止させる構成が好ましく、さらには、前記制御部が、予め定められた第二検知時間内において前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が連続して比較判定値以上となった場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成され、前記予め定められた検知時間が、前記往復動ポンプのストローク周期に基づいて定められている構成が好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態にかかる流体搬送機構は、往復動ポンプとこれを制御する制御部等とを用いて構成されており、この制御部にて取得される種々の情報に基づいて往復動ポンプに作用している過負荷状態等を判断して、適宜制御部が、往復動ポンプの停止制御等を行うべく構成されている。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態にかかる流体搬送機構の概略図を示したものである。本実施形態にかかる流体搬送機構は、図１に示すように、流体を搬送可能に形成された配管経路１１、およびこの配管経路１１中に設けられて（接続されて）流体を搬送させる駆動源として機能する往復動ポンプ１２等を用いて構成されている。この図１に示された流体搬送機構は、往復動ポンプ１２を駆動させることによって、配管経路１１に対して、矢印Ａ１方向から流体が流入し、矢印Ａ２方向に流体が流出すべく、流体搬送機構が構成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、本実施形態にかかる流体搬送機構においては、流体の流出等の開閉を行うために、その配管経路１１の所定箇所（往復動ポンプ１２の下流側）にバルブ１３が設けられている。
【００１７】
さらに、本実施形態においては、往復動ポンプ１２の運転制御を行うための制御部１５が設けられている。そして、この制御部１５は、往復動ポンプ１２に供給される電流値を検知する電流検知部（図示省略）からの信号、および往復動ポンプ１２を駆動させるために機能するモータ（本発明の「回転手段」に相当）の回転数を検知する回転数検知部（図示省略）からの信号等を受けて、適切に往復動ポンプ１２の運転状態を制御すべく構成されている。
【００１８】
また、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２を駆動させるモータとしては、ＤＣモータが用いられている。このＤＣモータは、過負荷に対するリニア特性が良好であり、過電流を検知しやすいという特徴を有している。
【００１９】
図１に示すように構成された流体搬送機構においては、上述したように、制御部１５が、電流検知部からの信号と回転数検知部からの信号とを受けて、少なくともいずれか一方の値（あるいはこの値を用いた演算結果）に基づいて、往復動ポンプ１２の運転を制御している。すなわち、これらの信号から、配管経路１１内の圧力状態を判断して、配管経路１１内の圧力が所定値を超えることのないように、往復動ポンプ１２を制御している。
【００２０】
また、制御部１５においては、往復動ポンプ１２に電源が投入されたとき、あるいはモータの回転が開始されたときに、配管経路１１内の圧力が上昇していない（すなわち、往復動ポンプ１２に過負荷が作用していない）にもかかわらず、過負荷が作用しているかのような信号が受信される場合がある。これの一つの原因は、電源投入時の突入電流であると考えられる。また、もう一つの原因は、モータ起動時には始動トルクが必要となるため、電流値のピークが表れるからであると考えられる。
【００２１】
そこで、本実施形態においては、制御部１５が、電源投入時から所定時間（本発明の「第一所定時間」に相当）経過後（例えば、０．５ｓ経過後）に、往復動ポンプ１２の制御（電流検知部および回転数検知部の少なくとも一方からの検知値に基づいた制御（停止制御等））を開始すべく構成されている。また、本実施形態においては、制御部１５が、モータの起動時から所定時間（本発明の「第二所定時間」に相当）経過後（例えば、０．５ｓ経過後）に、往復動ポンプ１２の制御（電流検知部および回転数検知部の少なくとも一方からの検知値に基づいた制御（停止制御等））を開始すべく構成されている。
【００２２】
さらに、往復動ポンプを用いて流体搬送機構を構成すると、上記「発明が解決しようとする課題」においても説明した通り、吸込工程では負圧となることから、過負荷情報（電流検知部にて得られる過電流情報等）がクリアされて、往復動ポンプの適切な制御を行うことができないおそれがある。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、制御部１５にて情報を取得して往復動ポンプ１２を制御する際には、すなわち、過負荷状態を検知して往復動ポンプ１２の停止制御を行う場合には、過負荷状態を検知するために用いる情報を取得するタイミングを、往復動ポンプ１２のストローク周期に基づいて定めている。具体的には、往復動ポンプ１２の吐出工程のときに、過負荷状態を検知するために用いる情報を取得すべく構成されている。そして、制御部１５は、この吐出工程に得られた情報に基づいて、往復動ポンプの現在の状態（過負荷状態にあるか否か等）を判断すべく構成されている。
【００２４】
また、本実施形態においては、回転数検知部の検知値に基づいて演算されたモータの回転数の偏差に関する信号が制御部１５に送られており、この偏差の絶対値が、比較判定値（例えば、１０％）以上となった場合には、制御部１５が、往復動ポンプ１２の停止制御を行うべく構成されている。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２の具体的な制御手順をフローチャート等に基づいて説明する。
【００２６】
ここで、図２は、本実施形態にかかる往復動ポンプを制御する際のメインフローチャートを示したものである。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態にかかる往復動ポンプ１２は、運転が開始されると、制御部１５において、往復動ポンプ１２を回転駆動させるモータの回転数に相当する電圧の取り込みが行われる（ステップＳ２１）。つまり、ここでは、モータを所望の回転数で回転させるために入力された指令信号の電圧値が制御部１５に送られ、制御部１５は、原則として、この指令信号電圧値に基づいて往復動ポンプ１２を駆動させるべく、モータを回転させる。
【００２８】
次いで、モータに供給される電流値の測定が行われる（ステップＳ２２）。ここで測定された電流値は、後の過電流検知等に用いられる。
【００２９】
次いで、ステップＳ２３においては、Ｓ２２にて測定された電流値等を用いて過電流チェックが行われ、この処理において、モータを制御する際の停止フラグ等の設定が行われる。
過電流チェックを行うのは、配管経路１１内の圧力が上昇すると、それに伴い往復動ポンプ１２の往復動部分（例えば、ダイヤフラム等）が過負荷状態となって、電流値（特に吐出工程時の電流値）が高まり、これをチェックすることによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断可能だからである。つまり、配管経路１１内の圧力上昇と電流値（過電流）との関係を予め実験等にて把握しておけば、過電流の状態を検知することによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断し、これによって往復動ポンプ１２の停止制御等を行い、往復動ポンプ１２および配管経路１１等の破損等を効果的に防止することができる。詳細は、後述する。
【００３０】
次いで、ＲＵＮ入力信号の取り込み（ステップＳ２４）、モータの回転数の測定（ステップＳ２５）が行われる。Ｓ２５においては、実際に回転しているモータの実測値が取得される。ここで、「ＲＵＮ入力信号」とは、モータを回転させることを了承する信号であって、この信号が取り込まれれば、ユーザからモータ（延いては往復動ポンプ１２）を駆動させることが了承されたこととなる。
【００３１】
次いで、ステップＳ２６においては、Ｓ２１にて取り込まれた指令信号電圧値（に基づくモータの回転数）と、Ｓ２５にて測定されたモータの回転数とに基づいて、モータ回転数の比較演算処理等が行われ、モータを制御する際の停止フラグ等の設定が行われる。
モータの回転数のチェック（偏差処理）を行うのは、配管経路１１内の圧力が上昇すると、それに伴い往復動ポンプ１２の往復動部分（例えば、ダイヤフラム等）が過負荷状態となって、モータの回転数が変動し（指令値通りに回転せず）、これをチェックすることによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断可能だからである。つまり、配管経路１１内の圧力上昇とモータ回転数の偏差との関係を予め実験等にて把握しておけば、モータの回転数の偏差を検知することによって、配管経路１１内の詰まり等を早期に判断し、これによって往復動ポンプ１２の停止制御等を行い、往復動ポンプ１２および配管経路１１等の破損等を効果的に防止することができる。詳細は、後述する。
【００３２】
次いで、ステップＳ２７においては、Ｓ２３およびＳ２６にて設定された停止フラグおよびＲＵＮ入力信号等に基づいて、モータ処理（モータの回転始動制御および回転停止制御等）が行われる。詳細は、後述する。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態においては、Ｓ２７までの処理が終了した後には、再度Ｓ２１以降の処理が繰り返して行われることとなる。
【００３４】
次に、図２のフローチャートに示された各処理について具体的に説明する。
まずはじめに、過電流チェック処理（Ｓ２３）について説明する。
【００３５】
図３は、図２にて示された本実施形態にかかる過電流チェック処理のフローチャートを示したものである。
【００３６】
図３に示すように、この過電流チェック処理においては、まずはじめに、図２のＳ２２にて測定された電流値が、過電流か否かの判断が行われる（ステップＳ２３１）。ここで、過電流とは、予め定められた値を超えた電流のことであって、本実施形態においては、通常の運転状態の吐出工程において最も大きな電流値の２０％〜４０％アップの電流値をしきい値として、この値を超えた電流を過電流とする。本実施形態においては、通常運転時の最大電流の３０％アップの値を過電流を定める際のしきい値としている。
また、Ｓ２２における電流値の測定は、１０ｍｓ〜３０ｍｓの間に一度程度の割合で行われている。そして、この過電流であるか否かの判断（Ｓ２３１）も、基本的には、取得された電流値の全てに対して行われているため、Ｓ２３１の処理は、１０ｍｓ〜３０ｍｓの間に一度程度の割合で行われていることとなる。
このＳ２３１において、過電流が検知されている場合（Ｓ２３１にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２３２の処理が行われ、過電流が検知されていない場合（Ｓ２３１にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
【００３７】
次いで、ステップＳ２３２の処理においては、モータの起動時から所定時間（本発明の「第二所定時間」に相当）（例えば、０．５ｓ）が経過したか否かが判断される。そして、所定時間が経過している場合（Ｓ２３２にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２３３の処理が行われ、所定時間が経過していない場合（Ｓ２３２にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
ここでは、先に説明したように、モータ起動時における始動トルクによって、制御部１５が、過負荷であると誤判断することを避けるために、あらかじめ所定時間のタイムラグ（測定開始に関するタイムラグ）が設けられている。
【００３８】
次いで、ステップＳ２３３の処理においては、過電流が検知されはじめてからの累積時間（電流検知部が過電流を連続して検知している時間）が、所定の判定時間（本発明の「第一検知時間」に相当）（例えば、１５０ｍｓ）を超えているか否かが判断される。そして、所定の判定時間を超えている（１５０ｍｓを超えている）場合（Ｓ２３３にて「Ｙｅｓ」）には、次いで、ステップＳ２３４の処理が行われ、所定の判定時間を超えていない（１５０ｍｓを超えていない）場合（Ｓ２３３にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
ここで、敢えて所定の「判定時間」（本発明の「第一検知時間」に相当）を定めているのは、往復動ポンプが吐出工程と吸込工程とを有するからである。つまり、本実施形態にかかる流体搬送機構は、往復動ポンプ１２を用いて構成されているため、吐出工程と吸込工程とを合わせた時間内（あるいはそれ以上の測定期間内）で過電流の判定を行うとすると、吸込工程では負圧となることから過負荷情報がクリアされるおそれがある。したがって、本実施形態においては、比較的短い間隔を「判定時間」として定めて、吐出工程における過負荷を適切に判断すべく構成されている。
例えば、吐出工程と吸込工程とを合わせた往復動ポンプ１２のストローク周期が、１．４ｓ程度である場合には、各工程が略０．７ｓ程度で行われるため、上記「判定時間」を１５０ｍｓ程度に設定する。
【００３９】
次いで、ステップＳ２３４の処理においては、モータを停止させるための「停止フラグ」の設定が行われる。つまり、上記Ｓ２３１〜Ｓ２３３の処理を経て、過電流が判定時間をオーバーして検知されていると判断された場合に、このＳ２３４においては、「停止フラグ」の設定が行われる。そして、この「停止フラグ」は、後述するモータ処理に利用される。
このＳ２３４の処理が終了すれば、図３のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２４の処理（図２参照）が行われる。
【００４０】
次に、偏差処理（Ｓ２６）について説明する。
【００４１】
図４は、図２にて示された本実施形態にかかる偏差処理のフローチャートを示したものである。
【００４２】
図４に示すように、この偏差処理においては、まずはじめに、偏差に関する演算処理を行うためのデータが存在するか否かの判断が行われる（ステップＳ２６１）。ここで、演算処理を行うためのデータとは、Ｓ２１にて取り込まれた指令信号電圧値、およびＳ２５にて測定されたモータ回転数の実測値のことである。これらのデータが存在する場合（Ｓ２６１にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６２の処理が行われ、データが存在しない場合（Ｓ２６１にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
【００４３】
次いで、ステップＳ２６２の処理においては、モータを回転駆動させる際の指令値（回転数）と、実際のモータの回転数との比較演算が行われる。つまり、このＳ２６２において、モータの回転数の偏差Ｘ％（例えば、Ｘ＝（（指令値回転数−実際の回転数）／指令値回転数）×１００）が演算される。この演算処理が終了したら、次いでステップＳ２６３の処理が行われる。
【００４４】
次いで、ステップ２６３の処理においては、Ｓ２６２にて演算された偏差Ｘが比較判定値をオーバーしているか否かが判断される。具体的には、偏差Ｘ（％）の値が±１０（％）（比較判定値）を超えているか否か（換言すれば、Ｘの絶対値が１０（比較判定値）より大きいか否か）が判断され、大きい場合（Ｓ２６３にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６４の処理が行われ、そうでない場合（Ｓ２６３にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
なお、この実施形態においては、「偏差Ｘの値が±１０を超えているか否か」を一つのしきい値として、モータ回転数の不具合から過負荷等の発生状態を判断する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、このしきい値は、適宜設定可能である。
【００４５】
次いで、ステップＳ２６４の処理においては、Ｓ２６３にて演算される偏差Ｘが比較判定値を超えはじめてからの累積時間（比較判定値を超える値を連続して検知している時間）が、所定の判定時間（本発明の「第二検知時間」に相当）（例えば、３．０ｓ）を超えているか否かが判断される。そして、所定の判定時間（３．０ｓ）を超えている場合（Ｓ２６４にて「Ｙｅｓ」）には、次いでステップＳ２６５の処理が行われ、所定の判定時間（３．０ｓ）を超えていない場合（Ｓ２６４にて「Ｎｏ」）には、直ちに、この図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２５の処理（図２参照）が行われる。
ここで、定めている「判定時間」（本発明の「第二検知時間」に相当）とは、後述すべく、この設定時間を超えてもなお回転数の偏差値がオーバーしていれば、モータの停止制御、および警報出力等を行うための時間である。つまり、この判定時間内において、偏差値が通常の範囲内に戻れば、停止制御等は行わないこととなる。
【００４６】
次いで、ステップＳ２６５の処理においては、モータを停止させるための「停止フラグ」の設定が行われる。つまり、上記Ｓ２６１〜Ｓ２６４の処理を経て、比較判定値を超える偏差値が判定時間をオーバーして検知されていると判断された場合に、このＳ２６５において、「停止フラグ」の設定が行われる。そして、この「停止フラグ」は、後述するモータ処理に利用される。
このＳ２６５の処理が終了すれば、図４のサブルーチンが終了されて、次いでＳ２７の処理（図２参照）が行われる。
【００４７】
次に、モータ処理（Ｓ２７）について説明する。
【００４８】
図５は、図２にて示された本実施形態にかかるモータ処理のフローチャートを示したものである。
【００４９】
図５に示すように、このモータ処理においては、まずはじめに、停止フラグが設定されているか否かが判断される（ステップＳ２７１）。ここでいう「停止フラグ」とは、図３（Ｓ２３４）あるいは図４（Ｓ２６５）にて設定される「停止フラグ」のことである。
【００５０】
そして、停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７１にて「Ｙｅｓ」）には、モータの停止制御が行われ（ステップＳ２７３）、設定されていない場合（Ｓ２７１にて「Ｎｏ」）には、ＲＵＮ入力信号の有無が判断される（ステップＳ２７２）。そして、Ｓ２７２にて、ＲＵＮ入力有りと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｙｅｓ」）には次いでステップＳ２７７の処理が行われ、ＲＵＮ入力無しと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｎｏ」）には次いでステップＳ２７３の処理が行われる。
【００５１】
すなわち、上述したように、停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７１にて「Ｙｅｓ」）、および停止フラグは設定されていない（Ｓ２７１にて「Ｎｏ」）がＲＵＮ入力もない場合（Ｓ２７２にて「Ｎｏ」）に、往復動ポンプ１２を駆動させるモータの停止制御（Ｓ２７３）が行われることとなる。
【００５２】
次いで、モータの停止制御（Ｓ２７３）が行われた後、停止フラグ設定の有無が判断され（ステップＳ２７４）、なんらかの停止フラグが設定されている場合（Ｓ２７４にて「Ｙｅｓ」）には、警報出力をＯＮ状態（ステップＳ２７５）とし、停止フラグが設定されていない場合（Ｓ２７４にて「Ｎｏ」）には、警報出力をＯＦＦ状態（ステップＳ２７６）とする。
そして、これらのＳ２７５およびＳ２７６の処理の後には、この図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。
【００５３】
また、Ｓ２７２の処理において、ＲＵＮ入力ありと判断された場合（Ｓ２７２にて「Ｙｅｓ」）には、モータが稼働中か否かが判断される（ステップＳ２７７）。
【００５４】
モータが稼働中でない場合（Ｓ２７７にて「Ｎｏ」）、すなわち、モータの駆動開始時である場合には、モータを回転させる際に定められている各設定値の初期化が行われた（ステップＳ２７８）後に、モータ始動が行われ（ステップＳ２７９）、この後図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。なお、本実施形態において初期化される設定値としては、過電流チェックを行う際の所定時間（Ｓ２３２）、判定時間（Ｓ２３３）、および偏差処理を行う際の判定時間（Ｓ２６４）等がある。
一方、モータが稼働中である場合（Ｓ２７７にて「Ｙｅｓ」）には、ＲＵＮ入力信号に基づいてモータが回転駆動中であると考えられるため、その稼働状態を維持しつつ、この図５のサブルーチンが終了されて、次いで、Ｓ２１の処理（図２参照）が行われる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態にかかる流体搬送機構においては、制御部１５が、電流検知部および回転数検知部からの出力信号に基づいてモータの回転および停止制御を行っている。より具体的には、電流検知部からの検知値により判断される過電流、および回転数検知部等から得られるモータ回転数を演算して得られる偏差値（回転数の偏差値）に基づいて、モータの停止フラグ等を設定して、モータの制御を行っている。したがって、次のような効果を得ることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、上述したように、配管経路１１に対して特に構成要素を設けることなく、制御部１５と、これに信号を送る電流検知部および回転数検知部とを用いて、配管経路１１内の圧力変動を関知することができる。また、このような関知を行うと共に、それぞれの検知信号に応じて所定のしきい値を設け、これに基づくモータの回転停止制御等を行うことができる。
したがって、本実施形態によれば、リリーフ弁等を設けることなく配管経路内の圧力上昇等を防止することが可能となるため、高濃度の酸性あるいはアルカリ性のいわゆる腐食現象を生ぜしめる流体を搬送させるのに適した流体搬送機構を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、制御部１５において配管経路１１内の圧力上昇を察知した場合には、直ちに往復動ポンプ１２の停止制御が行われるため、配管経路１１のみならず往復動ポンプ１２の保護も行うことができる。加えて、本実施形態によれば、この制御を行う際の種々の信号の検知タイミングを、往復動ポンプのストローク周期に合わせているため、より適切で効果的な制御を実現することができる。
【００５８】
すなわち、本実施形態によれば、往復動ポンプ１２を用いて比較的簡単に構成され、配管経路１１内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００６０】
上記実施形態においては、往復動ポンプ１２の運転状態を制御する制御部１５のみを用いて配管経路１１内の圧力を所定圧力内に保持する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、上記実施形態にて説明した制御部１５と共に、配管経路１１中にリリーフ弁を設けてもよい。
このような構成によれば、リリーフ弁の設定圧力以下の状態で往復動ポンプ１２の停止制御を行うべく制御部１５等を構成することによって、制御部１５とリリーフ弁との両方にて配管経路１１内の圧力を保持可能であるから、より高度で且つ安全な圧力保持機構とすることができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、電流検知部と回転数検知部とを用いて、過電流とモータの回転数の偏差とを検知し、これらの少なくとも一方に基づいて、制御部が１５が往復動ポンプ１２の制御（主に停止制御）を行う場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、必要に応じて、電流検知部および回転数検知部のいずれか一方のみを用い、その検知部にて得られた検知値に基づいて、制御部が往復動ポンプを制御すべく構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態においては、往復動ポンプ１２の構成については特に説明しなかったが、本発明にかかる往復動ポンプ１２の構成は特に限定されない。したがって、例えば、ダイヤフラム、ベローズ、プランジャ、あるいはバケット等のいずれを用いたポンプであってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御部が、電流検知部および回転数検知部からの出力信号に基づいてモータ（往復動ポンプを成すモータ）の回転および停止制御を行うことによって、往復動ポンプを用いて比較的簡単に構成され、配管経路内の圧力を適切に保持可能である、流体搬送機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる流体搬送機構の概略である。
【図２】本発明の実施形態にかかる往復動ポンプを制御する際のメインフローチャートである。
【図３】図２に示された過電流チェック処理のフローチャートである。
【図４】図２に示された偏差処理のフローチャートである。
【図５】図２に示されたモータ処理のフローチャートである。
【図６】従来技術にかかる流体搬送機構の概略である。
【符号の説明】
１１…配管経路
１２…往復動ポンプ
１３…バルブ
１５…制御部
Claims (6)
- 流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、
前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、
前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、
前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴とする流体搬送機構。 - 流体を搬送可能な配管経路と、前記配管経路に接続されて前記流体を搬送させる駆動源となる往復動ポンプとを備えた流体搬送機構であって、
前記配管経路における前記往復動ポンプの下流側に設けられたリリーフ弁と、
前記往復動ポンプに供給される電流値を検知する電流検知部と、
前記電流検知部の検知値に基づいて前記往復動ポンプの制御を行う制御部とを備え、
前記制御部が、前記往復動ポンプのストローク周期のうちの吐出工程期間における該吐出工程期間よりも短い第一検知時間において前記電流検知部が連続して過電流を検知した場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されていることを特徴とする流体搬送機構。 - 前記制御部が、電源投入時から第一所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されている請求項１または２に記載の流体搬送機構。
- 前記往復動ポンプを駆動させるために機能する回転手段の回転数を検知する回転数検知部をさらに備え、
前記制御部が、前記回転手段の起動時から第二所定時間経過後に、前記往復動ポンプの制御を開始すべく構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の流体搬送機構。 - 前記往復動ポンプを駆動させるために機能する回転手段の回転数を検知する回転数検知部をさらに備え、
前記制御部が、前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が比較判定値以上である場合には、前記往復動ポンプを停止させる請求項１から４のいずれか１項に記載の流体搬送機構。 - 前記往復動ポンプを駆動させるために機能する回転手段の回転数を検知する回転数検知部をさらに備え、
前記制御部が、予め定められた第二検知時間内において前記回転数検知部の検知値に基づいて演算される前記回転手段の回転数の偏差が連続して比較判定値以上となった場合には、前記往復動ポンプを停止させるべく構成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の流体搬送機構。
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