JPH03554Y2

JPH03554Y2 -

Info

Publication number: JPH03554Y2
Application number: JP1984015406U
Authority: JP
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1991-01-10
Also published as: JPS60128998U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ポンプを負荷に応じて電力制御する
制御装置を内蔵したポンプ、特に水中ポンプに関
する。

従来の、ピツトに溜まつた水を排水するため、
水位に応じて運転制御する水中ポンプ装置を、第
１図について説明すると、水中ポンプ１には、動
力ケーブル２と排水用パイプ３が接続され、また
側方には、上限水位を検出するフロートスイツチ
４と、下限位置を検出するフロートスイツチ５が
設けられ、該ポンプ１はピツト６の底面に近く設
置されている。

そして、一般の建築設備用の排水には、上記の
ようなピツト６を設置し、水中ポンプ１によつて
排水するのが一般的であるが、工事用の排水にお
いては、ポンプを設置した当初は湧き水が多く、
水中ポンプを駆動して排水を行なうが、その後
は、湧き水のみを少しずつ排水することになる。
ところが、この湧き水の量は非常に少なく、殆ん
どポンプは運転状態である。しかも、湧き水だけ
でなく土砂が入り込みピツトはすぐに埋まつて仕
舞うのが一般的であり、従つて、第１図のような
設備は土木工事用排水は使用できない。また、ど
こに湧き水が発生するのかさえ分らず、初めから
ピツトを設置するのが非常に難しいというのが現
状であつた。

本考案の目的は、上記のような事情にかんが
み、ポンプの運転状態を検知して電動機への供給
電力を制御して、特に空運転時の省エネルギ化を
計つてた電力制御装置内蔵の水中ポンプを提供す
るにある。

この目的を達成するために、本考案は、ポンプ
駆動電動機の入力側に設けられ該電動機の出力電
圧を調整できる電圧制御部と、該電動機に接続し
て設けられたポンプの運転状態を供給電流にて検
出する電流検出部と、該電流検出部にて検出され
た電流値と予め設続された低負荷検出指示部及び
高負荷検出指示部によつてそれぞれ設定された値
とを比較して、上記電圧制御部に制御すべき信号
を与える出力電圧調整出力部とを備え、ポンプの
空運転時には、電動機への供給電圧を低下させて
空運転状態にさせておき、ポンプの排水開始と共
に電動機への供給電圧を高めて正規運転状態にさ
せるようにしたことを特徴としている。

以下に、本考案の実施例を図面について説明す
る。

第２図は、本考案の一実施例を示す水中ポンプ
の電力制御装置の説明用図面であつて、水中ポン
プ部Ｐを駆動する電動機の入力側に、出力電圧を
調整できる電圧制御部Ａが設けられ、またポンプ
の運転状態を供給電流にて検出する電流検出部Ｂ
が電動機に接続して設けられ、該電流検出部Ｂに
て検出された電流値を出力電圧調整出力部Ｃに入
力として与え、この与えられた電流値と、該出力
電圧調整出力部Ｃに接続された低負荷検出指示部
VR_Lと高負荷検出指示部VR_Hによつて設定された
値とを比較して、前記電圧制御部Ａに信号を与
え、電動機への供給電圧を変化するように構成さ
れている。なお、図中、Ｅは100ボルトの単相交
流の入力端子を示す。

したがつて、ポンプの空運転時には、電流検出
部Ｂによつてポンプの空運転状態を電圧調整出力
部Ｃに入力として与え、該電圧調整出力部Ｃで設
定された低負荷検出指示部VR_Lと比較して電圧制
御部Ａに信号を与え、電動機への供給電圧を低下
させて空運転状態にさせておき、また、湧き水が
多くなり、ポンプが排水を開始すると、負荷が重
くなるので、この状態を電流検出部Ｂにて電流値
として検出し、出力電圧調整出力部Ｃに入力とし
て伝え、該出力電圧調整出力部Ｃにて設定された
高負荷検出指示部VR_Lと比較して電圧制御部Ａに
信号を与え、電動機への供給電圧を高めて正規運
転状態にさせる。

この実施例による作動状態を、第３図のポンプ
の性能曲線について説明すると、湧き水が多くポ
ンプが正規の運転状態にあるとき、該ポンプの揚
程曲線（Ｑ−Ｈ曲線）は、定格電圧時のポンプ性
能を示す（Ｑ−Ｈ）₁となり、この消費電力はP₁曲
線に示されており、一方、湧き水が減り、低水位
で運転するときは、該ポンプのＱ−Ｈ曲線は低圧
時のポンプ性能を示す（Ｑ−Ｈ）₂となり、消費電
力はP₂曲線で示される。またL₁，L₂及びL₃は、
それぞれ定格電圧時の空運転消費電力、低電圧時
の空運転消費動力及び高負荷検出点を示す。

上記の性能曲線において、ポンプが定格電圧時
の揚程曲線（Ｑ−Ｈ）₁によつて運転されている状
態から、湧き水が減りポンプの排水量Ｑが零に近
づくと、消費動力がP₁曲線上をP₁₀近傍まで下降
する。そして空運転状態になると、定格電圧時の
空運転時の消費動力はL₁となり、電動機の無負
荷時消費動力L₀と比べるとほぼ等しい（すなわ
ち、L₁≒L₀である）。この時の低負荷の運転状態
を電流検出部Ｂによりその供給電流によつて検出
し、前記のようにして電動機への供給電圧を低下
させ低電圧にする。従つて、電動機の損失の主で
ある鉄損を大幅に低減することができる。このと
きの運転状態すなわち低電圧時の空運転時の状態
での消費動力はL₂であり、前記のL₁と比べると、
L₁≫L₂であるので、この空運転時間が長い工事
用排水ポンプにあつては、大幅な省エネルギ効果
があることが分かる。

次いで、この状態から湧き水が再び多くなりポ
ンプにて排水を開始すると、最初、第３図におい
てポンプ性能は（Ｑ−Ｈ）₂で消費動力はP₂曲線上
にあるが、負荷点L₃を通過すると供給電流もふ
えるので、これを電流検出部Ｂで検出し、前記の
ようにして電動機への供給電圧を高くする。これ
によつて定格電圧時のポンプ性能（Ｑ−Ｈ）₁とな
り、自動的に正規運転とすることができる。

第４図は、本考案の電力制御装置を内蔵した水
中ポンプの第１実施例を示す縦断面図である。こ
の実施例では、固定子１１と回転子１２からなる
電動機の回転軸１３の下端に、羽根車１４がポン
プケーシング１５内に収納されるようにして取付
けられ、一方、電動機室の上部には隔板１６を介
してモータカバー１７が取付けられている。な
お、図中、１８は電源ケーブル接続部、１９は吊
下金具取付部、２０は吐出口、２１はストレーナ
を示す。

そしてこの実施例では、上記モータカバー１７
の内部に、電圧制御部Ａ、電流検出部Ｂ、出力電
圧調整出力部Ｃが内蔵され、半導体からなる特に
電圧制御部Ａは、使用中、損失により発熱するた
め、該モータカバー１７に絶縁材２２を介して取
付けられている。

第５ａ図は、本考案の第２実施例を示す要部断
面図、第５ｂ図は、同上面図である。この実施例
では、電圧制御部Ａを絶縁材２２を介して直接取
付けたモータカバー１７の外側に、多数の放熱用
フイン２３が取付けられている。なお、該放熱用
フイン２３の代わりに、他の放熱手段すなわち一
般のヒートシンク（放熱媒体）を形成することも
可能である。

上記二つの実施例によれば、半導体関係材料で
構成された特に電圧制御部Ａは、前記のように使
用中、電気的損失があるために発熱するが、この
熱は、第１実施例では絶縁材２２とモータカバー
１７の壁面を経て外気へ直接放散され、また第２
実施例では、外壁面に取付けられた放熱フイン２
３を介して積極的に放熱される。従つて、これら
の装置に発生する熱による悪影響を防ぐことがで
きる。

なお、前記の実施例では、電力制御装置を構成
する部材をモータカバーの壁面に直接取付ける実
施例を示したが、これらの部材をポンプ側のケー
シング壁面に取付けることも、勿論可能である。

以上説明したように、本考案によれば、水中ポ
ンプの内部に、電圧制御部と電流検出部と該電流
検出部の信号により電圧制御部を制御すべき信号
を出力する出力電圧調整出力部からなる電力制御
装置全体を収納しているので、次のような効果が
奏される。

(i) 排水ポンプとしては従来と同様に設備でき、
しかも、湧き水が減つて空運転状態になつたと
き、駆動電動機の供給電圧を自動的に低下さ
せ、低電圧駆動状態にして省エネルギを計るこ
とができる。

(ii) 一般に電動機毎に無負荷電流L₀はばらつい
ているが、本考案ではポンプと電動機とが一体
化されているので、そのモータ専用にて調整で
き、従つて工事現場では電源に接続するだけで
よく、作業が容易となる。

(iii) 電力制御装置を構成する各要素部材を、ポン
プ又はモータの外壁に直接取付けて放熱を有効
に行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピツトで使用される水中ポンプ
の全体図、第２図は本考案の一実施例を示す水中
ポンプに内蔵される電力制御装置の構成要素を示
す説明用図面、第３図は本考案の水中ポンプの性
能曲線図、第４図は本考案の電力制御装置を内蔵
した水中ポンプの第１実施例を示す要部縦断面
図、第５ａ図は同じく第２実施例を示す要部縦断
面図、第５ｂ図は第５ａ図の上面図である。Ｐ……水中ポンプ部、Ａ……電圧制御部、Ｂ…
…電流検出部、Ｃ……出力電圧調整出力部、VR_L
……低負荷検出指示部、VR_H……高負荷検出指示
部、２３……放熱フイン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１ポンプ駆動電動機の入力側に設けられ該電動
機の出力電圧を調整できる電圧制御部と、該電
動機に接続して設けられポンプの運転状態を供
給電流にて検出する電流検出部と、該電流検出
部にて検出された電流値と予め接続された低負
荷検出指示部及び高負荷検出指示部によつてそ
れぞれ設定された値とを比較して、上記電圧制
御部に制御すべき信号を出力する出力電圧調整
出力部とを水中ポンプの内部に備え、ポンプの
空運転時には電動機への供給電圧を低下させて
空運転状態にさせておき、ポンプの排水開始と
共に電動機への供給電圧を高めて正規運転状態
にさせるようにしたことを特徴とする水中ポン
プ。２水中ポンプに内蔵される前記出力電圧調整出
力部を、水中ポンプの外壁部に直接取付けた実
用新案登録請求の範囲第１項記載の水中ポン
プ。３前記出力電圧調整出力部を直接取付ける水中
ポンプの外壁部をヒートシンク形状とした実用
新案登録請求の範囲第２項記載の水中ポンプ。