JPH02259296A - 水中ポンプ - Google Patents

水中ポンプ

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JPH02259296A
JPH02259296A JP8029589A JP8029589A JPH02259296A JP H02259296 A JPH02259296 A JP H02259296A JP 8029589 A JP8029589 A JP 8029589A JP 8029589 A JP8029589 A JP 8029589A JP H02259296 A JPH02259296 A JP H02259296A
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JP
Japan
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variable transmission
continuously variable
submersible pump
pump
water level
Prior art date
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Pending
Application number
JP8029589A
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English (en)
Inventor
Kazumitsu Oura
和光 大浦
Minoru Tsuchiya
実 土屋
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Ishigaki Mechanical Industry Co Ltd
Original Assignee
Ishigaki Mechanical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、貯水槽の水位の変動や、ポンプの吐出圧ま
たは吐出し量の変動に応じて、吐出し量を調節して連続
的に揚水を可能とする水中ポンプに関する。
「従来技術」 従来、貯水槽の水位の変動に対して、水中ポンプに水位
検知装置を設け、貯水量に応じてオン・オフ運転を行な
っていた(例えば、実公昭53−18561号)。また
、2台の親子ポンプを設け、それぞれのポンプを水位に
応じてオン・オフ運転を行ない揚水量の調節・を行なっ
ていた(例えば、実公昭52−6881号)。そして、
ポンプの駆動用の原動機として誘導電動機を使用し、ポ
ンプの回転速度を制御して吐出量をli節する装置もあ
った。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来の水中ホ゛ンプに水位検知装置を設
け、オン・オフ運転を行なうものにあっては、流入水量
に応じて細やかな流量制御が困難で、特に急激な流入量
の変化に対処できなかった。そして、その対策として、
親子ポンプを設置してオン・オフ運転を行なうものにあ
っては、流入水量に応じて細やかな流量制御が出来るも
のであるが、機器類が多く、構造が複雑となる欠点があ
った。
また、誘導電動機によりポンプの回転速度を制御するも
のにあっては、起動時や揚水量を少量とするために低速
回転とした時には、トルクが定格時よりも低下して揚水
が不可能となる恐れがあった。
「課題を解決するだめの手段」 この発明は、上記の従来の課題を解決するものであって
、貯水槽の水位の変動に応じて、あるpは、ポンプの吐
出圧や吐出量に応じてポンプの回転速度を切換え、トル
クを低下させることなく連続的に揚水量を増減させ、吐
出量を調節するものである。
即ち、その構成は、貯水槽に水中ポンプを設置してポン
プを変速駆動する装置において、電動機と羽根車の間に
無段変速機を設けたものである。
そして、貯水槽の水位の変動に応じて、あるいは、ポン
プの吐出圧や吐出量に応じて無段変速機を変速させ、ポ
ンプの吐出量を調節するものである。
この無段変速機の制御装置は、貯水槽の水位の変動に対
処するものにあっては、貯水池の水位を検知する水位検
知器と、水位に対する目標速度を設定する回転数設定器
と、目標速度と無段変速機の出力軸の回転速度とを比較
する比較器と、比較器からの信号を増減速の指令信号に
変換する差動増幅器とからなり、この差動増幅器からの
指令信号により無段変速機の回転数を制御するようにし
たものである。また、上記の水位検知器にかえて、水中
ポンプの吐出圧を検知するものにあっては、水中ポンプ
に水圧検知器を設けてもよく、あるいは、吐出量を検知
するものにあっては、水中ポンプに流量検知器を設けて
もよいものである。
「作用」 上記のように構成した本願発明の水中ポンプは、貯水池
への流入水量やざンプの吐出圧あるいは吐出量の変動に
応じて無段変速機を変速させればポンプの回転数力f切
り嘗わり、その状況に応じて吐出量を調節することがで
きる。そして、−時的に流入水量が減少し、揚水量を少
なくする時にも、ポンプを低速回転とすれば、無段変速
機で減速するので、トルクは増大し少■の揚水も可能と
麦るものである。
「実施例」 実施例を図面に基づいて詳述すると、第1図は、本願発
明の装置を用いた着脱型の水中ポンプであって、貯水槽
lに水中ポンプ2が設置されている。
この水中ポンプ2には電動機3と羽根車4の間に無段変
速機5が設けてあり、電動機3の駆動刃を無段変速機5
で変速させ、羽根車40回転数を調節するようにしであ
る。そして、本願発明においては、摩擦式無段変速機を
用いており、低速回転領域では大きなトルクを発生する
ことができるものである。符号6は、羽根車4を取り付
けた回転軸であって、その上端は無段変速機5の出方軸
7に接続されており、回転軸6の上部にはフライホイー
ル8が設けられている。即ち、低速時には、大きなトル
クが得られるので、滑らかな起動が行なえ、しかも、停
止する時には、フライホイール8が設けであるので、ゆ
るやかな停止が行なえてウォーターハンマーも起らない
ものである。なお、−時的に貯水槽1への流入水量が低
下した時には、ポンプの回転数を小さくして、水中ポン
プの吐出水の揚程と羽根車2の吐出力とを均衡させれば
、揚水を中止した状態で連続運転を行なうことも可能で
ある。符号9はポンプケーシングであって、貯水池1中
に立設したガイドパイプ10の下端に設けた着脱タンド
11に合着出来るようになっており、水中ポンプ2は吊
上げチェーン12によりガイドパイプ10に沿って昇降
するようにしである0 第2図は他の実施例であって、縦軸斜流型の水中ポンプ
に本願発明の装置を組み込んだものである。そして、無
段変速機5には放射状に複数のサポート13・・・が張
設され、その先端が揚水管14と吐出エルボ15の間に
嵌着されている。符号16は吐出ボールである。
次に、本願発明の無段変速機の制御装置について第3図
に基づき詳述すると、貯水池の水位を検知する水位検知
器か、または水中ポンプの吐出圧を検知する水圧検知器
、あるいは吐H!tf!kを検知する流量検知器を設け
、この検知器からの4〜20mAの信号を比率変換器で
0〜100%の比率に変換し、変換した信号に基づき回
転数設定器にて目標速度を設定する。次に、目標速度と
タフ・ゼネレータで検知した無段変速機の出力軸の回転
速度とを比較器で比較し、比較器からの信号を差動増幅
器で指令信号に変換する。そして、この差動増幅器から
の指令信号により無段変速機の出力軸の回転数を30〜
1+OOOrpmに変速させ、ポンプの吐出量を調節す
るものである。更に、無段変速機を制御するための水位
、揚程、ポンプの吐出圧及び無段変速機の出力軸の回転
数並びにポンプの吐出量の関係について詳述すると、第
4図は本願発明の水位、揚程、吐出圧及び吐出量の検知
場所とその関係を示すものであって、Lは水位検知器、
Pは吐出圧検知器、Qは流量検知器の設置場所であり、
水位がり、−、L2→L3と低下すると、揚程は凡→ル
→ルと大きくなり、これに度比例して吐出圧がP、−、
P2→P3と減少する。また、吐出量も水位の低下につ
れてQ1→Q2→Q3と減少するものである。
次に、検知信号と吐出量の変動について第5図に基づき
詳述すると、まず、水位検知に基づく制御については、
水位がL1→L2→L3と低下してくると、その水位を
水位検知器で検知して指令信号に変換 する。そして、
この指令信号により無段変速機の出力軸の回転数をn1
→n2→n3と低速に切り換えてゆくと、吐出量はQ+
→Q2→Qと減少する。
即ち、水位がL1→L2に低下するまでは、無段変速機
の出力軸の回転数はnlで運転する。その時、吐出量は
水位の低下によりQ、−Q2に減少してくる。
水位がL2となり、その水位を検知して回転数をnl→
n2に切り換えると、吐出量はQ2→Qz ’となる。
そして、運転を継続するうちに水位はL2→L3に低下
し、吐出量はQ2→Q3と減少する。水位がり、となり
、その検知信号により回転数をn3に切換えると吐出量
はも→Qs’になり、ポンプ運転を継続することができ
ろ。このように、貯水槽の水位に応じて吐出量を連続的
に調節することができるものである。次に、流入量が多
くなり水位が増加する場合には、上記の順序と逆となる
。即ち、水位をL3→L2→L1と検知して、その指令
信号により回転数をn、→n2→n1と切換えて行けば
、吐出量をも→Q2→Q+と増加させることができるも
のである。また、水中ポンプの吐出圧を検知して吐出量
を調節するものにおいては、水中ポンプの吐出圧がP!
→P2→P3と低下すると、その検知信号を指令信号に
変換し、指令信号により無段変速機の出力軸の回転数を
n1→n2→n3と減速させ、吐出量をQ、→q→Qと
減少させるものである。なお、水位が上がり、吐出圧が
P3→P2→P、と増加する時には、回転数をn3→n
7→nlと増速させれば、吐出量をQ3→Q2→Q1と
増加させることができる。
そして、水中ポンプの吐出量を検知してその吐出量を調
節する場合も水位検知と同様流量検知器により吐出量Q
1→Q2→Q3を検知して無段変速機の出力軸の回転数
をIll→n2→mと変速させ、吐出量を調節すること
ができるものである。
「効果」 本願発明は上記のように構成してあり、貯水池への流入
水量が急激に変動しても連続運転が可能で即座に対応す
ることができるものである。即ち、従来装置においては
、水中ポンプに水位検知装置を設け、電動機のオン・オ
フ運転を行なっていたのであるが始動時には起動トルク
が弱く、急激な水位の増減に対して充分な対応ができな
かった。
また、誘導電動機を用いた装置においては、ポンプの回
転数が小さくなると、オン・オフ運転による始動時と同
様トルク力ζ低下し揚水が充分性なえないといった欠点
があったのであるが、本願発明においては、無段変速機
を用いて変速させるので、低速の回転数領域では大きな
トルクが得られ、貯水池の水位を検知して、その検知信
号を指令信号に変換し、ポンプの回転数を!IJ mす
るので、その状況に応じて吐出量を水位に追随させて連
続的に調節することができるものである。また、水位検
知にかえてポンプの吐出圧を検知して吐出量を調節する
ことも、あるいは、ポンプの吐出量を検知して吐出量を
調節することも可能なものである。
なお、本願発明においては、低速回転数領域では大トル
クが得られるので、ウォーターハンマー防止用のフライ
ホイールをつけた慣性モーメントの大きい水中ポンプに
適用しても、良好なポンプの運転が行なえるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願発明に係る着脱型水中ポンプの縦断側面
図、第2図は、本願発明に係る他の実施例の縦軸斜流型
水中ポンプ、第3図は、本願発明の無段変速機の制御装
置のフローチャート、第4図は、本願発明の水位、吐出
圧及び吐出量の検知場所を示す概略説明図、第5図は、
ポンプの運転点移動状態の説明図である。 符号説明 1、貯水J42.水中ゲンプ   3.電動機3g

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)貯水槽1に水中ポンプ2を設置してポンプを変速
    駆動する装置において、電動機3と羽根車4の間に無段
    変速機5を設けたことを特徴とする水中ポンプ。
  2. (2)貯水槽1の水位の変動に応じて上記無段変速5を
    変速させ、ポンプの吐出量を調節する請求項(1)記載
    の水中ポンプ。
  3. (3)上記無段変速機の制御装置が、貯水槽の水位を検
    知する水位検知器と、水位に対する目標速度を設定する
    回転数設定器と、目標速度と無段変速機の出力軸の回転
    速度とを比較する比較器と、比較器からの信号を増・減
    速の指令信号に変換する差動増幅器とからなり、この差
    動増幅器からの指令信号により無段変速機の回転数を制
    御する請求項(2)記載の水中ポンプ。
  4. (4)水中ポンプ2の吐出圧の変動に応じて上記無段変
    速機5を変速させ、ポンプの吐出量を調節する請求項(
    1)記載の水中ポンプ。
  5. (5)上記無段変速機の制御装置が、水中ポンプの吐出
    圧を検知する水圧検知器と、吐出圧に対する目標速度を
    設定する回転数設定器と、目標速度と無段変速機の出力
    軸の回転速度とを比較する比較器と、比較器からの信号
    を増減速の指令信号に変換する差動増幅器とからなり、
    この差動増幅器からの指令信号により無段変速機の回転
    数を制御する請求項(4)記載の水中ポンプ。
  6. (6)水中ポンプ1の吐出量の変動に応じて上記無段変
    速機5を変速させ、ポンプの吐出量を調節する請求項(
    1)記載の水中ポンプ。
  7. (7)上記無段変速機の制御装置が、水中ポンプの吐出
    量を検知する流量検知器と、吐出量に対する目標速度を
    設定する回転数設定器と、目標速度と無段変速機の出力
    軸の回転速度とを比較する比較器と、比較器からの信号
    を増減速の指令信号に変換する差動増幅器とからなり、
    この差動増幅器からの指令信号により無段変速機の回転
    数を制御する請求項(6)記載の水中ポンプ。
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