JP6670295B2 - 低産出量井戸を効果的に使用するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年７月２８日に出願され、参照により本明細書に援用される米国仮特許出願第６２０２９６９２号明細書の利益を主張するものである。

本発明は、井戸産出物に関する。より詳細には、本発明は、低産出量井戸に関する。

典型的な井戸は、地面に掘られ、ケーシングで覆われた中空の立坑であり、この立坑は、地面の帯水層の階層に侵入する。この侵入により、水が立坑に流入するのが可能になり、次いで、水を立坑から汲み上げることができる。しかし、一部の井戸では、水は使用者が必要とする最大使用量に対して十分な速度（補充速度）で立坑に流入しない。水が井戸坑から抽出される速度が、水が地層から立坑に流入する速度を超える場合に、立坑内の水位はだんだん下がる。最終的に、水位が立坑の底部まで落ちることがあり、井戸は、少なくとも一時的に「干上がった」とされる。井戸を汲み干す、またはほぼ汲み干すことで、通常、冷却および潤滑用の水を受け入れるように設計されたポンプが損傷することがある。井戸を汲み干す、またはほぼ汲み干すことで、別の形で井戸を害することがある。立坑内の水位が、隣接する地層の地下水面よりも低くなると、堆積物が立坑に流入する可能性が高くなる。連続する過剰なポンプ汲み上げ動作は、長い時間をかけて産出水を劣化させることがある。

使用速度が補充速度を頻繁に超える井戸を効果的に使用するシステムおよび方法が必要である。

工学的管理および監視法を使用することで、低産出量井戸最適化システムは、低産出量井戸の所有者が、現在の給水量に対して増量した産出量を得ることができるようにする。このシステムおよび方法は、既存の低産出量井戸に大きな修正を加えることなしに実施することができる。このシステムは、要求に応じて十分な水を産出できず、最大使用時に、ポンプで汲み干される井戸用に設計されている。システムは、産出水が低産出量井戸から入手できるときに、産出水のすべてを要求するために、１日２４時間体制でポンプをオフ／オンし、次いで、最大使用量を賄うために、必要に応じて産出水をハウスに送る。圧力変換器の使用により、計画に合わせて入力レベルおよびデータを変えることができるようになる。例えば、これは、家族が、新たな井戸を掘るコストおよびリスクなしに、分当たり１／４ガロンの水で生活できるようにするし、または既存の井戸から消火スプリンクラシステムを追加できるようにする。

方法は、圧力変換器が、貯蔵タンクの水が少なくなっていることを制御ボックスに知らせることで始まる。次いで、コントローラは、井戸ポンプを作動させ、次いで、水は、背圧を示す圧力変換器を通り過ぎ、調整器を通って貯蔵タンクまでパイプを上に向かって流れる。コントローラは、タンクの水位および背圧レベルを絶えず監視して、貯蔵タンクへの過剰な充填か、または井戸からの過剰な汲み上げのいずれかを止めるために、井戸をいつ停止させるべきかを知らせる。これは、「インテリジェント」コントローラが、（井戸に残った水の高さ位置を示す）背圧に応じて調整を行い、どれくらいの時間取水するか、および再度取水できるまでどのくらいの時間待機するかを決める段階である。これは、タンク内の水の必要性と、井戸内の水の入手可能性とに応じて変わる。システムは、井戸をポンプで汲み干すのを防止し、ポンプおよび井戸を良好な動作状態に保つように設計される。井戸内の水が少なくなった場合、コントローラは、ポンプを停止させ、汲み上げプロセスを再始動させるのに特定の時間だけ待機する。同時に、システムは、貯蔵タンクに十分な量の水がある限り、エンドユーザに向かう水の圧力を監視し、適切な圧力を維持するために、必要に応じて、昇圧ポンプを作動させる。貯蔵タンク内の水が少なすぎる場合、昇圧ポンプは、昇圧ポンプを再始動させるための最小水位に達するまで待機する。システムの何らかの不具合による過剰充填のあらゆる可能性を阻止するために、貯蔵タンクの上部に、フェイルセーフ越流遮断スイッチもある。

本発明は、限定するものではないが、添付図面に示す第１の実施形態を用いて説明され、添付図面において、同じ参照符号は、同様の要素を示す。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を示し、詳細な説明と共に、本発明の原理および実施例を説明する助けとなる。

単一の井戸および単一の貯蔵タンクを有する低産出量井戸汲み上げシステムの第１の実施形態を示している。 複数の井戸および複数の貯蔵タンクを有する低産出量井戸汲み上げシステムの第２の実施形態を示している。 複数の井戸および単一の貯蔵タンクを有する低産出量井戸汲み上げシステムの第２の実施形態を示している。 例示的な昇圧ポンプによる方法の流れ図を示している。 例示的な井戸ポンプによる方法の流れ図を示している。

本発明の詳細な説明を始める前に、以下のことをまとめて指摘しておく。適切な場合に、様々な図において同一の、または対応する、または同様の構成要素を示すために、同じ参照物および参照文字が使用される。本開示に関連する図は、通常、一定縮尺の寸法精度で作図されていない、すなわち、そのような図面は、明瞭に示すことと、寸法精度よりもむしろ理解させることとに重点を置いて描かれている。

明瞭にするために、本明細書で説明する実施例の決まりきった特徴のすべてが示され、説明されるとは限らない。もちろん、そのような実際の任意の実施例の開発に当たって、開発者の特定の目標を達成するために、出願およびビジネス関連の制約事項の順守などの様々な実施例特有の判断をしなければならず、これらの特定の目標は、実施例によって、および開発者によって異なるのは当然のことである。さらに、当然のことながら、そのような開発作業は、複雑で時間のかかることがあるが、それでも、本開示の利益を得る当業者にとって日常の設計業務である。

「上部の」「下部の」「〜の上の」「〜の下の」「〜の前の」「〜の後ろの」などの方向を示す用語の使用は、様々な図に示すように、本発明の様々な構成要素の互いに対する位置および／または向きを説明することを意図され、本発明の任意の実施形態の、指示対象の外部の任意の基準点に対する任意の位置および／または向きに制約を課すことを意図されていない。

請求項に記載した発明の範囲から逸脱することなく、第１の実施形態に対して、様々な修正および変更を行うことができると当業者には分かるであろう。もちろん、本発明の様々な態様における本発明の修正が当業者に明らかになるのは当然のことであり、一部は、検討後にのみ明らかになり、他は、日々の機械的、化学的、および電子的設計事項である。第１の実施形態の単一の特徴、機能、または特性は必須ではない。他の実施形態も可能であり、それらの実施形態の特定の構造は、特定の用途によって決まる。したがって、本発明の範囲は、本明細書で説明する特定の実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲およびそれの等価物によってのみ規定されなければならない。

低産出量井戸汲み上げシステムの第１の実施形態
図１Ａは、低産出量井戸汲み上げシステム１００の第１の実施形態を示している。低産出量井戸汲み上げシステム１００は、井戸１０２、貯蔵タンク１０４、圧力タンク１０６、および制御パネル１２８を含む。貯蔵タンク１０４、圧力タンク１０６、および制御パネル１２８は、通常、環境から保護するために建物の内部に配置され、井戸１０２に至る水および電気接続体は、建物の壁１３４および建物の床１３６を貫通している。

井戸１０２は、地盤１３８の中を地下水面１４８の下まで掘り下げられた井戸坑１４２を含む。井戸坑１４２は、地下水面１４８より下に貫入して、水が、隣接する地層から井戸坑１４２に流入するのを可能にする井戸ケーシング１４４で覆われている。井戸１０２は、井戸坑１４２の内部に井戸ポンプ１０８を有する。井戸ポンプ配線１３０は、井戸ポンプ１０８を制御パネル１２８に接続し、井戸ポンプ１０８に電力を供給する。井戸出力パイプ１１２は、井戸ポンプ１０８を貯蔵タンク１０４に接続し、井戸ポンプ１０８から貯蔵タンク１０４に流れる水用のチャネルを形成している。

井戸出力パイプ１１２は、貯蔵タンク１０４内の水位が、井戸出力パイプ１１２内の流量および背圧に影響を及ぼさないように、貯蔵タンク１０４の上部近くで貯蔵タンク１０４に接続されている。井戸出力パイプ１１２は、直列配置の井戸背圧変換器１２０および流れ検出器１２５を有する。流れ検出器１２５は、最小レベルの流れが検出されたかどうかについての情報と共に、電気信号を制御パネル１２８に送る。井戸背圧変換器１２０は、井戸背圧変換器１２０の位置での井戸出力パイプ１１２内の圧力についての情報と共に、電気信号を制御パネル１２８に送る。井戸出力パイプ１１２は、井戸背圧変換器１２０より下流に直列配置の流れ調整器１２４を有する。流れ調整器１２４は、井戸出力パイプ１１２内で、流れ調整器１２４より上流に一定の流量をもたらし、これは、井戸背圧変換器１２０の位置での圧力が、流量の変化によって変わることがないことを保証する。流れ調整器１２４がない場合、背圧変換器１２０の位置での井戸出力パイプ１１２内の圧力は、井戸ポンプ１０８の位置での背圧が一定のままであっても、流量の変化により変わる。

貯蔵タンク１０４は、貯蔵タンク１０４の底部に貯蔵タンク水位変換器１１８を有する。貯蔵タンク水位変換器１１８は、貯蔵タンク水位変換器１１８の位置での貯蔵タンク１０４内の圧力についての情報と共に、電気信号を制御パネル１２８に送る。貯蔵タンク１０４は、開放連通によって直接大気につながって加圧されない。制御パネル１２８は、貯蔵タンク１０４内の水位を求めるために、貯蔵タンク水位変換器１１８から送られた圧力情報を使用することができる。貯蔵タンク１０４は、越流セイフティスイッチ１４０を有し、この越流セイフティスイッチ１４０は、始動した場合に、制御パネル１２８が井戸ポンプ１０８を停止させるようにする。越流セイフティスイッチ１４０はフェイルセーフである。通常、水位変換器１１８からの情報は、制御パネル１２８が、いつ停止すべきかを井戸ポンプ１０８に知らせるために使用するものである。

貯蔵タンク１０４は、貯蔵タンク１０４の底部に、または底部の近くに配置された第１の昇圧ポンプ１１０を有する。第１の昇圧ポンプ１１０は、貯蔵タンク１０４の底部、または底部の近くから水を取り込むように配置および構成されていて、圧力を上昇させ、貯蔵タンク出力パイプ１１４を介して、圧力タンク１０６に送り出す。第１の昇圧ポンプ１１０は、昇圧ポンプ配線１３２によって制御パネル１２８に接続され、昇圧ポンプ配線１３２は、第１の昇圧ポンプ１１０に電力を供給する。

貯蔵タンク出力パイプ１１４は、水が貯蔵タンク１０４から圧力タンク１０６に流れるのを可能にするが、逆は可能にしないように構成された逆止弁１２６を有する。これは、第１の昇圧ポンプ１１０が作動していない場合でさえ、圧力タンク１０６が、貯蔵タンク１０４よりも高い圧力を維持することを可能にする。貯蔵タンク出力パイプ１１４は、直列配置の圧力タンク変換器１２２を有する。圧力タンク変換器１２２は、制御パネル１２８に電気的に接続されて、貯蔵タンク出力パイプ１１４内において、圧力タンク変換器１２２の位置で測定された圧力に関する情報を送出する。第１の昇圧ポンプ１１０が作動しておらず、逆止弁１２６が閉じている場合に、圧力タンク変換器１２２の位置の圧力は、圧力タンク１０６内の圧力と同じである。第１の昇圧ポンプ１１０が作動している場合に、圧力タンク変換器１２２の位置での圧力は、圧力タンク１０６内の圧力よりも若干高いが、その差は、圧力タンク変換器１２２と圧力タンク１０６との間の貯蔵タンク出力パイプ１１４の長さが比較的短い場合に有意ではない。同じ実施形態において、圧力タンク変換器１２２は、圧力タンク１０６の中に直接配置することができるが、ほとんどの実施形態では、圧力タンク変換器１２２を、貯蔵タンク出力パイプ１１４内で、簡便であるような程度に圧力タンク１０６に接近させて置く方がより好都合である。

圧力タンク１０６は、圧力タンク１０６内の任意の水に作用する圧力を維持するように構成された内部空気袋を有する。昇圧ポンプ１１０は、圧力タンク１０６に水を押し込み、空気袋内の空気を圧縮する。昇圧ポンプ１１０が停止した後、空気袋は、圧力タンク１０６内の圧力を維持する。圧力タンク出力パイプ１１６は、圧力タンク１０６に接続しており、水をエンドユーザまで搬送する。圧力タンク出力パイプ１１６内で下流にある弁が開くと、空気袋によって生じた圧力は、圧力タンク出力パイプ１１６を介して水を圧力タンク１０６の外に押し出す。空気袋は膨らむので、圧力タンク１０６内の圧力は落ちる。制御パネル１２８が、圧力タンク１０６内の圧力が第１のタンク圧力値未満まで低下したという圧力タンク変換器１２２からの情報を受け取った場合に、制御パネル１２８は、昇圧ポンプを始動させる。

低産出量井戸汲み上げシステムの第２の実施形態
図１Ｂは、低産出量井戸汲み上げシステム１６０の第２の実施形態を示している。第２の実施形態の低産出量井戸システム１６０は、第１の実施形態の低産出量井戸汲み上げシステム１００のすべての構成要素を含み、さらに、第２の井戸１６２、第２の貯蔵タンク１６４、第２の井戸出力パイプ１６６、および第２の貯蔵タンク出力パイプ１６８を有する。第２の貯蔵タンク出力パイプ１６８は、貯蔵タンク出力パイプ１１４内で逆止弁１２６より下流の貯蔵タンク出力パイプ１１４に接続している。第２の実施形態の低産出量井戸システム１６０では、第１の貯蔵タンク１０４は、内部に第１の昇圧ポンプ１１０を有し、第２の貯蔵タンク１６４は、第２の昇圧ポンプ１１１を有する。第２の昇圧ポンプ配線１７０は、第２の昇圧ポンプ１１１を制御パネル１２８に接続している。第２の逆止弁１７６は、第２の昇圧ポンプ１１１が停止しているときに、圧力タンク１０６内の圧力を維持するように機能する。第２の井戸背圧変換器１７２および第２の流れ調整器１７４は、第２の井戸１６２に係わり、第１の井戸１０２に対する相当物と同様な機能を果たす。代替の実施形態は、多数の貯蔵タンクを有することができ、多数の貯蔵タンクの１つまたは複数は、２つ以上の昇圧ポンプを有する。

さらに別の実施形態では、第３、またはさらに多くの貯蔵タンクを増設することができる。一部の実施形態では、これらの多数の貯蔵タンクは独立し、貯蔵タンク出力パイプ１１４で相互接続されるだけであるが、他の実施形態では、多数の貯蔵タンクは、共通の水位を共有するように、低い高さ位置で直接相互接続される。各多数の貯蔵タンクは、それら自体の井戸ポンプを有してよいし、または１つまたは複数の井戸ポンプを共有してもよい。

低産出量井戸汲み上げシステムの第３の実施形態
図１Ｃは、低産出量井戸汲み上げシステム１８０の第２の実施形態を示している。低産出量井戸システム１８０の第３の実施形態は、第１の実施形態の低産出量井戸汲み上げシステム１００のすべての構成要素を含み、第２の実施形態１６０と同様に、第２の井戸１６２および第２の井戸出力パイプ１６６を有する。しかし、低産出量井戸システム１８０の第３の実施形態では、第２の井戸出力パイプ１６６は、第１の井戸１０２が接続しているのと同じ貯蔵タンク１０４に接続している。第２の井戸背圧変換器１７２および第２の流れ調整器１７４は、第２の井戸１６２に係わり、第１の井戸１０２に対する相当物と同様な機能を果たす。代替の実施形態は、共通の水位を共有するように、低い高さ位置で直接相互接続される多数の貯蔵タンクを有することができる。多数の貯蔵タンクの１つまたは複数は、すべてが共通の貯蔵タンク出力パイプ１１４に接続する１つまたは複数の昇圧ポンプを有する。

低産出量井戸汲み上げシステムを動作させる例示的な方法
図２〜３は、図１Ａに示す低産出量井戸汲み上げシステム１００の実施形態を動作させる例示的な方法の流れ図を示し、同様な実施形態およびシステムに適用可能である。図２は、例示的な、昇圧ポンプによる方法２００の流れ図を示している。図３は、例示的な、井戸ポンプによる方法３００の流れ図を示している。これらの方法のすべては、同時に、またはほぼ同時に実施することができる。

図２に示す昇圧ポンプによる方法２００は、制御パネル１２８用の電源を投入するステップであるステップ２０２で始まる。昇圧ポンプによる方法２００はステップ２０４に進み、このステップ２０４は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第１のタンク水位以上であるかどうかを検証する判断ブロックである。制御パネル１２８は、貯蔵タンク水位変換器１１８から情報を受け取り、その情報からタンク水位情報を導出する。例示的な昇圧ポンプによる方法２００では、第１のタンク水位の値は８インチであるが、他の実施形態では異なる値を取ることができ、貯蔵タンク１０４の大きさ、および形状に応じて変わることがある。ステップ２０４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００は元に戻ってステップ２０４を繰り返す。ステップ２０４の検証に対する答えが「はい」の場合、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２１８に進む。これの趣旨は、貯蔵タンク１０４が第１のタンク水位以上でない限り、昇圧ポンプによる方法２００の残りの部分は実施されず、昇圧ポンプは作動しないということである。

ステップ２１８で、第１のフラグ（フラグ００１）が落とされる。第１のフラグを落とすのは、貯蔵タンク１０４が、昇圧ポンプを作動させるのに十分な水を貯蔵タンク内に有することを意味する。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２０６に進む。

ステップ２０６は、ＰＳＩタンクフィードバック（圧力タンク１０６の圧力）が第１のタンク圧力以上であるかどうかを検証する判断ブロックである。例示的な昇圧ポンプによる方法２００では、第１のタンク圧力の値は４０ＰＳＩであるが、他の実施形態では異なる値を取ることができる。ステップ２０６の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００は元に戻ってステップ２０６を繰り返す。ステップ２０６の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２０８に進む。

ステップ２０８は、第１の昇圧ポンプ１１０を作動させ、昇圧ポンプタイマを始動させる処理ブロックである。第１の実施形態では、昇圧ポンプタイマの値は５秒であるが、他の実施形態対では他の値を取ることができる。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２１０に進む。

ステップ２１０は、昇圧ポンプタイマがタイムアウトしたことを検証する判断部分である。ステップ２０８の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００は元に戻ってステップ２０８を繰り返す。ステップ２０８の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２１２に進む。ステップ２０８、２１０の趣旨は、止めるかどうかを検証する前に、第１の昇圧ポンプ１１０が、少なくとも短時間にわたって作動し、急速なオン／オフサイクルを防止するのを保証することである。

ステップ２１２は、ＰＳＩタンクフィードバック（圧力タンク１０６の圧力）が第１のタンク圧力以下であるかどうかを検証する判断ブロックである。例示的な方法では、第１のタンク圧力の値は４０ＰＳＩであるが、他の実施形態では他の値を取ることができる。ステップ２１２の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２１４に進む。ステップ２０６の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２２２に進む。ステップ２１２の趣旨は、（昇圧ポンプタイマの値によって決まる）短い時間にわたって、昇圧ポンプ１０４を作動させた後、圧力タンク１０６の圧力が、第１のタンク圧力未満である場合に、水の付加的流れを圧力タンク１０６に向かわせることで第１を補助するために、第２の昇圧ポンプ１１１を始動させるということである。

ステップ２２２は、第２の昇圧ポンプ１１１を作動させ、昇圧ポンプタイマをリセットする処理ブロックである。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２１４に進む。ステップ２１２、２２２は、低産出量井戸汲み上げシステム１００が、貯蔵タンク１０４または他の貯蔵タンク（図示せず）内に第２の昇圧ポンプ１１１を有する場合にのみ、昇圧ポンプによる方法２００に含まれる。

ステップ２１４は、ＰＳＩタンクフィードバック（圧力タンク１０６の圧力）が第２のタンク圧力以上であるかどうかを検証する判断ブロックである。例示的な方法では、第２のタンク圧力の値は６０ＰＳＩであるが、他の実施形態では他の値を取ることができる。ステップ２１４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２２４に進む。ステップ２１４の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２１６に進む。

ステップ２１６は、第１の昇圧ポンプ１１０および第２の昇圧ポンプ１１１を停止させ、昇圧ポンプタイマをリセットする処理ブロックである。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２３０に進む。

ステップ２２４は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第２のタンク水位以下であるかどうかを検証する判断ブロックである。例示的な昇圧ポンプによる方法２００では、第２のタンク水位の値は３インチであるが、他の実施形態では異なる値を取ることができ、貯蔵タンク１０４の大きさ、および形状に応じて変わることがある。ステップ２２４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、昇圧ポンプによる方法２００は元に戻ってステップ２１２を繰り返す。ステップ２２４の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、昇圧ポンプによる方法２００はステップ２２６に進む。ステップ２１４、２２４の趣旨は、貯蔵タンク１０４が、第２のタンク水位以下でない限り、または第２のタンク圧力を超えない限り、昇圧ポンプは作動し続けるということである。

ステップ２２６は、第１のフラグを立てる処理ブロックである。第１のフラグを立てるのは、貯蔵タンク１０４が、昇圧ポンプを作動させるのに十分な水を貯蔵タンク内に有していないことを意味する。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２２０に進む。

ステップ２２０は、第１の昇圧ポンプ１１０および第２の昇圧ポンプ１１１を停止させ、昇圧ポンプタイマをリセットする処理ブロックである。昇圧ポンプによる方法２００は、次いでステップ２０４に戻る。

ステップ２２８〜２５０は、第１の昇圧ポンプ１１０が（ステップ２０８で）最初に始動し、第２の昇圧ポンプ１１１が（ステップ２２２で）２番目に始動するのではなくて、第２の昇圧ポンプ１１１が（ステップ２３２で）最初に始動し、第１の昇圧ポンプ１１０が（ステップ２４６で）後に始動することを除いて、基本的にステップ２０４〜２２６と同じである。また、ステップ２４０は、ステップ２０４〜２２６のグループの開始に戻る。ステップのこれら２つのグループの趣旨は、両方の昇圧ポンプが均等に使用され、一方のポンプが待機しないということである。使用パターンが、まれな状況においてのみ第２の昇圧ポンプ１１１が必要とされるようなものである場合、他方の昇圧ポンプは、長期間にわたって待機し、故障して気付かれないままのことがある。例えば、第２の昇圧ポンプ１１１が、スプリンクラシステムの助けとするためにだけ必要とされる場合に、第２の昇圧ポンプ１１１の隠れた故障は、火災がスプリンクラシステムを始動させるまで気付かれず、望ましくない結果となる。

図３では、井戸ポンプによる方法３００は、制御パネル１２８の電源を投入し、第２のフラグ（フラグ０００）を落とす処理ブロックであるステップ３０２で始まる。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３０４に進む。

ステップ３０４は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第３のタンク水位以下であるかどうかを検証する判断ブロックである。制御パネル１２８は、貯蔵タンク水位変換器１１８から情報を受け取り、その情報からタンク水位情報を導出する。例示的な、井戸ポンプによる方法３００では、第３のタンク水位の値は６８インチであるが、他の実施形態では異なる値を取ることができ、貯蔵タンク１０４の大きさ、および形状に応じて変わることがある。ステップ３０４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３０４を繰り返す。ステップ３０４の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３０６に進む。この趣旨は、貯蔵タンク１０４が、第３のタンク水位以下でない限り、井戸ポンプ方法３００の残りの部分は実施されず、井戸ポンプ１０８は作動しないということである。

ステップ３０６は、井戸ポンプ１０８および流れチェックタイマを始動させる処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３０８に進む。

ステップ３０８は、流れチェックタイマが終わっているかどうかを検証する判断ブロックである。ステップ３０８の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３０８を繰り返す。ステップ３０８の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１０に進む。流れチェックタイマが終了するまでループを実行することで、ステップ３１０で流れがあるかどうかをチェックする前に、井戸ポンプ１０８が始動して、流れを生じさせる時間が付与される。

ステップ３１０は、流れ検出器１２５（入力００）が、井戸ポンプ１０８からの流れを検出しているかどうか検証する判断ブロックである。ステップ３１０の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１２に進む。ステップ３１０の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１８に進む。

ステップ３１２は、井戸背圧変換器１２０で測定した井戸ポンプ背圧が、第１の背圧よりも大きいかどうかを検証する判断ブロックである。例示的な方法では、第１の背圧は、２０ＰＳＩの値を取るが、他の実施形態では、特定の井戸ポンプ１０８の特性、井戸ポンプ１０８の水深、および井戸出力パイプ１１２の穴径に応じて異なる値を取ることができる。ステップ３１２の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３２６に進む。ステップ３１２の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１４に進む。

ステップ３１４は、流れ入力センサ（入力００）が、井戸ポンプ１０８からの流れを検出しているかどうか検証する判断ブロックである。ステップ３１４の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１６に進む。ステップ３１４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１８に進む。

ステップ３１６は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第４のタンク水位よりも高いかどうかを検証する判断ブロックである。制御パネル１２８は、貯蔵タンク水位変換器１１８から情報を受け取り、その情報からタンク水位情報を導出する。例示的な井戸ポンプによる方法３００では、第４のタンク水位の値は７１インチであるが、他の実施形態では異なる値を取ることができ、貯蔵タンク１０４の大きさ、および形状に応じて変わることがある。ステップ３１６の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３１２を繰り返す。ステップ３１６の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３６に進む。

ステップ３１８は、井戸ポンプ１０８を止めて、流れチェックタイマをリセットし、井戸枯渇遅延タイマを始動させ、井戸抽出タイマ（低位）をリセットする処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３２０に進む。

ステップ３２０は、井戸抽出タイマ（中位）をリセットし、第３のフラグ（フラグ００２）を立てる処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３２２に進む。

ステップ３２２は、井戸枯渇遅延タイマがタイムアウトしたかどうかを検証する判断ブロックである。第１の実施形態では、井戸枯渇遅延タイマは、１時間４５分であるが、異なる実施形態では、特定の井戸１０２がポンプで汲み干された後に回復するのにどのくらいの時間を必要とするかに応じて、異なる値を取ることができる。ステップ３２２の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３２２を繰り返す。ステップ３２２の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３２４に進む。

ステップ３２４は、井戸回復タイマをリセットし、井戸枯渇遅延タイマをリセットし、流れチェックタイマをリセットし、第３のフラグ（フラグ００２）を落とす処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３２２に進む。

ステップ３２６は、井戸背圧変換器１２０で測定した井戸ポンプ背圧が、第２の背圧よりも大きいかどうかを検証する判断ブロックである。第２の背圧の値は、ステップ３１２で使用される第１の背圧の値よりも小さい。例示的な方法では、第２の背圧は、１３ＰＳＩの値を取るが、他の実施形態では、特定の井戸ポンプ１０８の特性、井戸ポンプ１０８の水深、および井戸出力パイプ１１２の穴径に応じて異なる値を取ることができる。ステップ３２６の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３４０に進む。ステップ３２６の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３２８に進む。

ステップ３２８は、流れ入力センサ（入力００）が、井戸ポンプ１０８からの流れを検出しているかどうか検証する判断ブロックである。ステップ３２８の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３０に進む。ステップ３２８の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１８に進む。

ステップ３３０は、井戸抽出タイマ（中位）を始動させる処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３３２に進む。

ステップ３３２は、井戸抽出タイマ（中位）がタイムアウトしたかどうかを検証する判断ブロックである。第１の実施形態では、中位井戸抽出タイマは１０分にセットされるが、異なる実施形態に対しては、特定の井戸ポンプが、井戸を汲み干すことなく、第１の背圧よりも低い背圧で、どのくらいの時間作動できると認められるかに応じて、異なる値にセットすることができる。ステップ３３２の検証に対する答えが「はい」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３６に進む。ステップ３３２の検証に対する答えが「いいえ」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３４に進む。

ステップ３３４は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第４のタンク水位よりも高いかどうかを検証する判断ブロックである。ステップ３３４の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３２６を繰り返す。ステップ３３４の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３６に進む。

ステップ３３６は、井戸ポンプ１０８を停止させ、井戸抽出タイマ（中位）をリセットし、井戸抽出タイマ（低位）をリセットし、井戸回復タイマを始動させる処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３３８に進む。

ステップ３３８は、井戸回復タイマがタイムアウトしたかどうかを検証する判断ブロックである。ステップ３３８の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３３８を繰り返す。ステップ３３８の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３２４に進む。ステップ３３８は、水が、隣接する地層から井戸に逆流するのを可能にして、井戸回復タイマがタイムアウトしつつある間、井戸ポンプ１０８を停止した状態に保つ。第１の実施形態では、井戸回復タイマは３０分にセットされるが、異なる実施形態に対しては、特定の井戸ポンプが、通常の汲み上げ作業の後、回復するのにどのくらいの時間が必要であると認められるかに応じて、異なる値にセットすることができる。

ステップ３４０は、井戸背圧変換器１２０で測定した井戸ポンプ背圧が、第２の背圧以下であるかどうかを検証する判断ブロックである。ステップ３４０の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１２に戻る。ステップ３４０の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３４２に進む。

ステップ３４２は、流れ入力センサ（入力００）が、井戸ポンプ１０８からの流れを検出しているかどうか検証する判断ブロックである。ステップ３４２の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３４に進む。ステップ３４２の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３１８に進む。

ステップ３４４は、井戸抽出タイマ（低位）を始動させる処理ブロックである。井戸ポンプによる方法３００は、次いでステップ３４６に進む。

ステップ３４６は、井戸抽出タイマ（低位）がタイムアウトしたかどうかを検証する判断ブロックである。第１の実施形態では、低位井戸抽出タイマは１分にセットされるが、異なる実施形態に対しては、特定の井戸ポンプが、井戸を汲み干すことなく、第２の背圧値よりも低い背圧で、どのくらいの時間作動できると認められるかに応じて、異なる値にセットすることができる。ステップ３４６の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００はステップ３４８に進む。ステップ３４６の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３６に進む。

ステップ３４８は、井戸タンクフィードバック（貯蔵タンク１０４の水位）が、第４のタンク水位よりも高いかどうかを検証する判断ブロックである。ステップ３４８の検証に対する答えが「いいえ」の場合、井戸ポンプによる方法３００は元に戻ってステップ３４０を繰り返す。ステップ３４８の検証に対する答えが「はい」の場合、次いで、井戸ポンプによる方法３００はステップ３３６に進む。

Claims (14)

1. 井戸ポンプを有する井戸と、
   前記井戸ポンプを井戸出力パイプと接続する貯蔵タンクと、
   前記井戸出力パイプと直列に配置した井戸背圧変換器と、
   前記井戸出力パイプと直列に、かつ前記井戸背圧変換器より下流に配置し、前記井戸出力パイプ内において上流側の一定の流量を付与する流れ調整器と、
   前記井戸ポンプを制御するように構成され、前記井戸背圧変換器から井戸ポンプ背圧情報を受け取るように構成され、前記井戸ポンプ背圧情報に基づいて、前記井戸ポンプを制御するように構成された制御パネルと、
   を含むシステム。
2. 前記井戸出力パイプ内で流れが検出されたかどうかの情報を前記制御パネルに送るように構成された、前記井戸出力パイプ内の流れ検出器をさらに含み、
   前記制御パネルは、前記流れ検出器が、流れが検出されないという情報を送った場合に、前記井戸ポンプを停止させるようにさらに構成され、井戸枯渇タイマを始動させるようにさらに構成され、前記井戸枯渇タイマがタイムアウトするまで、前記井戸ポンプを停止した状態に保つようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記制御パネルは、井戸背圧が第１の背圧未満であり、かつ第２の背圧よりも大きい場合に、中位井戸抽出タイマを始動させるようにさらに構成され、前記第２の背圧は、前記第１の背圧未満であり、
   前記制御パネルは、前記中位井戸抽出タイマがタイムアウトした場合に、前記井戸ポンプを停止させるようにさらに構成される、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記制御パネルは、前記井戸背圧が前記第２の背圧未満の場合に、低位井戸抽出タイマを始動させるようにさらに構成され、
   前記制御パネルは、前記低位井戸抽出タイマがタイムアウトした場合に、前記井戸ポンプを停止させるようにさらに構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記制御パネルは、前記中位井戸抽出タイマが始動し、タイムアウトするか、または前記低位井戸抽出タイマが始動し、タイムアウトするか、または前記貯蔵タンクが満たされた場合に、井戸回復タイマを始動させるようにさらに構成され、
   前記制御パネルは、前記井戸回復タイマがタイムアウトするまで、前記井戸ポンプを停止した状態に保つようにさらに構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記貯蔵タンクから取水するように構成された昇圧ポンプと、
   前記昇圧ポンプと貯蔵タンク出力パイプで接続する圧力タンクと、
   をさらに含み、
   前記制御パネルは、前記圧力タンク内の圧力が第１のタンク圧力未満に落ちたときに、前記昇圧ポンプを始動させるようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 低産出量井戸システムを動作させる方法であって、
   制御パネルにおいて、貯蔵タンクに接続する井戸出力パイプに直列に配置した井戸背圧変換器から井戸ポンプ背圧情報を受け取るステップと、
   前記井戸ポンプ背圧情報に基づいて井戸ポンプを制御するステップと、
   前記井戸出力パイプと直列にかつ前記井戸背圧変換器より下流に配された流れ調整器により、前記井戸出力パイプ内において前記流れ調整器の上流側の一定の流量を付与するステップと、
   を含む方法。
8. 流れ検出器から前記制御パネルに情報を送り、前記情報は、井戸出力パイプ内で流れが検出されたかどうかに関し、前記流れ検出器は、井戸の出力パイプ内に配置されるステップと、
   前記流れ検出器が、流れが検出されないという情報を送った場合に、前記井戸ポンプを停止させるステップと、
   井戸枯渇タイマを始動させるステップと、
   前記井戸枯渇タイマがタイムアウトするまで、前記井戸ポンプを停止した状態に保つステップと、
   をさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記井戸背圧が第１の背圧未満であり、かつ第２の背圧よりも大きい場合に、中位井戸抽出タイマを始動させ、前記第２の背圧は、前記第１の背圧未満であるステップと、
   前記井戸抽出タイマがタイムアウトした場合に、前記井戸ポンプを停止させるステップと、
   をさらに含む、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記井戸背圧が前記第２の背圧未満の場合に、低位井戸抽出タイマを始動させるステップと、
    前記低位井戸抽出タイマがタイムアウトした場合に、前記井戸ポンプを停止させるステップと、
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記中位井戸抽出タイマが始動し、タイムアウトするか、または前記低位井戸抽出タイマが始動し、タイムアウトするか、または貯蔵タンクが満たされた場合に、井戸回復タイマを始動させるステップと、
    前記井戸回復タイマがタイムアウトするまで、前記井戸ポンプを停止した状態に保つステップと、
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記貯蔵タンクに接続され前記貯蔵タンクからの水を収容する圧力タンク内の圧力が第１のタンク圧力未満に落ちたときに、第１の昇圧ポンプを始動させるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
13. 前記圧力タンク内の圧力が、第２のタンク圧力未満に落ちた場合に、第２の昇圧ポンプを始動させ、前記第２のタンク圧力は、前記第１のタンク圧力よりも低いステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の昇圧ポンプおよび前記第２の昇圧ポンプを止めるステップと、
    前記圧力タンク内の圧力が、第２の時間にわたって前記第１のタンク圧力未満に落ちた場合に、第２の昇圧ポンプを始動させるステップと、
    前記圧力タンク内の圧力が、第２の時間にわたって前記第２のタンク圧力未満に落ちた場合に、第１の昇圧ポンプを始動させるステップと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

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