JP4119518B2 - 自動給水装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、電動機の拘束等による過電流状態における電動機の焼付けを防止し、できる限り自動的に原因を取り除いて復帰させる保護機能を有する自動給水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年においては自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御して、ポンプの回転速度を制御して、ポンプの吐出圧力を一定に保つようにしている。このように、自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御することにより、自動給水装置を省エネルギ−で運転するようにしている。
【0003】
ポンプに吸い込まれる水に石や砂やゴミ等が混ざっていた場合に、その石等がポンプのインペラに噛み込んでしまったような場合には、インペラが回転しないため、インバータからポンプを駆動する電動機に供給される運転電流が過電流となって、電動機が焼付けてしまうという事態が発生し得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような電動機の焼付けを防止するために、電動機の過電流保護は、インバータの電子サーマルまたは、その他の過負荷保護装置で行っていた。
しかし、このような過負荷保護装置が作動して一度ロックすると、そのロックがなかなか解除できないため、ポンプを分解して原因となっていた石等を取り除く必要があった。
【0005】
このようなポンプの分解が発生すると、長時間の断水が発生して、水の使用者使用者に多大な影響がでてしまうという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、電動機の拘束等による過電流状態における電動機の焼付けを防止し、長時間の断水を発生させることなく、できる限り自動的に原因を取り除いて復帰させる保護機能を有する自動給水装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【0013】
請求項6記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は自動給水装置の全体構成図である。図1において、11は井戸である。この井戸11には水12が貯められている。
【0015】
この井戸11の水12に浸るように、給水管13の一端が設置されている。
この給水管13の他端はチェックバルブ14を介してポンプ15の吸込み口に接続される。
【0016】
このポンプ15の回転はモ−タ15mにより制御される。
このモ−タ15mの運転周波数は制御部16内のインバ−タ(可変速運転手段)16bにより制御される。
【0017】
また、このポンプ15の吐出口には、流量センサ(FS)17が介装された給水配管18が接続される。この流量センサ17によりポンプ15の吐出口から排出される流量Iが検出される。
【0018】
給水配管18において、流量センサ17の下流位置には圧力タンク19が接続されている。
さらに、給水配管18に圧力タンク19が接続されている位置よりさらに下流位置に圧力センサ(PS)20が接続される。この圧力センサ20によりポンプ15の吐出圧力Pが検出される。
【0019】
ところで、制御部16はCPU16a及びインバ−タ16bを中心に構成されている。
インバータ16bはモータ15mにその回転方向を正転あるいは逆転する回転信号を出力している。
【0020】
また、インバータ16bからモータ15mに出力される運転電流は運転電流検出手段としての運転電流検出部16cにより検出される。
さらに、制御部16には、運転電流検出部16cにより検出された運転電流が設定電流より大きい場合に,インバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の回転方向を正転・逆転した場合でも、再度運転電流が設定電流より大きい場合に、警報を発する警報器16dが接続されている。
【0021】
なお、16eは時刻を計時するためのタイマである。
次に、上記のように構成された本発明の一実施の形態の動作について図2のフロ−チャ−トを参照して説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる(ステップS1)。この目標圧力一定運転とは、給水配管18に設置されている圧力センサ20で検出された吐出圧力Pが目標圧力Ptとなるようにインバータ16bの運転周波数を制御することをいう。
【0022】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、運転電流検出部16cで運転電流iを検出し、流量センサ17で吐出流量Iを検出し、圧力センサ20で吐出圧力Pを検出するようにしている。
【0023】
まず、運転電流検出部16cにおいて、インバータ16bの運転電流iを検出する(ステップS2)。
そして、この運転電流iが設定電流io以上であるかが判定される(ステップS3)。この設定電流ioはポンプ15のインペラに石等が噛み込んで、ポンプ15が回転しなくなり、運転電流iが異常に上昇したことを運転電流ioを閾値として判断している。
【0024】
このステップS3の判定で「YES」と判定された場合には、流量センサ17により吐出流量Iを検出する(ステップS4)。
そして、この吐出流量I<Ioであるかが判定される(ステップS5)。
【0025】
このステップS5の判定で「YES」と判定された場合、つまり流量が少流量であると判定された場合、圧力センサ20によりポンプ15の吐出圧力Pを検出する(ステップS6)。
【0026】
このステップS6で検出されたポンプ15の吐出圧力Pが設定圧力Poより小さいかが判定される(ステップS7)。
このステップS7の判定で「YES」と判定された場合には、ポンプ15のインペラに石等が噛み込んでしまって、ポンプ15が回転しなくなり、モータ15mに過電流を流れていると判断する(ステップS8)。
【0027】
このように判断された場合には、インバータ16bはモータ16mを正転・逆転を繰り返す運転電流をモータ16mに出力する。
この結果、ポンプ15は正転・逆転を繰り返す(正転・逆転手段)(ステップS9)。
【0028】
このように、ポンプ15を正転・逆転させることにより、ポンプ15のインペラに噛み合っていた石等を除去しようとしている。
このように正転・逆転を繰り返した後、インバータ16bはモータ16mを正転させる運転電流をモータ16mに出力する。この結果、モータ16mは正転する。
【0029】
ここで、ステップS9の処理で、ポンプ15を正転・逆転を繰り返すことによって、ポンプ15のインペラに噛み込まれていた石が除去された場合には、このモータ15mの正転により、ポンプ15により給水が通常に行われる。
【0030】
上記ステップS9において、ポンプ15を正転・逆転させることにより、ポンプ15のインペラに噛み合っていた石等を除去しようとしても除去できなかった場合には、運転電流iは設定電流io以上となっている。
【0031】
以上の理由により、ステップS12において、運転電流iが設定電流io以上であるかが判定される(ステップS12)。
このステップS12の判定で、「NO」と判定された場合には、前述したステップS1の処理に戻る。
【0032】
しかし、ステップS12の判定で「YES」と判定された場合には、ポンプ15を正転・逆転しても、ポンプ15のインペラに噛み合っていた石等が除去できなかった場合には、インバータ16bからモータ15mに停止信号が出力される。
【0033】
この結果、ポンプ15が強制的に停止される(停止手段)(ステップS13)。
そして、警報器16dからポンプ15を強制的に停止させたことを警報する警報が出力される(ステップS14)。
【0034】
ところで、ステップS5の判定で「NO」あるいはステップS7の判定で「NO」と判定された場合には、この条件を連続して繰り返す時間を測定する(ステップS15)。つまり、このステップS15にきたときに、タイマ16eの計時動作が開始される。このタイマ16eには、時刻Tが計時される。
【0035】
そして、時刻Tが設定時間To以下であるかが判定される(ステップS16)。
このステップS16の判定で「YES」と判定された場合には、前述したステップS1の処理に戻る。
【0036】
一方、ステップS16の判定で「NO」と判定された場合には、前述したステップS13及びS14の処理に進んで、ポンプ15が強制的に停止されるとともに、警報器16dから警報が発せられる。
【0037】
なお、インバータ16bからモータ15mに出力される運転電流の検出している運転電流検出部16cをインバータ16bに設けるようにしても良い。
以上述べたように、インバータの運転電流が設定電流以上の場合には、ポンプを正転・逆転するようにして、ポンプのインペラに噛み合った石等を除去するようにしている。従って、長時間ポンプを断水させることなく、石等を除去することにより、ポンプを分解することなく、ロック現象の原因を解除することができる。
【0038】
また、ポンプのインペラに石等が噛み合ったことを運転電流を検出することにより判断しているので、特別な検出器を追加することなく、運転電流が設定電流以上かを検出するソフトウェアの追加のみで対処することができる。
【0041】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された流量を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、流量センサで検出された流量が設定流量以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【0042】
請求項2記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された流量を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、流量センサで検出された流量が設定流量以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【0043】
請求項3記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された圧力を検出する圧力センサを備えた自動給水装置において、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【0044】
請求項4記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された吐出圧力を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【0045】
請求項5記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された圧力を検出する圧力センサと、圧力センサで検出されたポンプの吐出圧力及び流量センサで検出された流量に基づいてポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【0046】
請求項6記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された吐出圧力を検出する流量センサ、圧力センサで検出されたポンプの吐出圧力及び流量センサで検出された流量に基づいてポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係わる自動給水装置の全体構成を示す図。
【図2】同自動給水装置の動作を説明するためのフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
11…井戸、
12…水、
13…給水管、
14…チェックバルブ、
15…ポンプ、
15m…モータ、
16…制御部、
17…流量センサ、
18…給水配管、
19…圧力タンク、
20…圧力センサ。
Claims (6)
- ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転状態電流手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。 - ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。
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