JPS6117268Y2

JPS6117268Y2 -

Info

Publication number: JPS6117268Y2
Application number: JP1977109362U
Authority: JP
Priority date: 1977-08-16
Filing date: 1977-08-16
Publication date: 1986-05-27
Also published as: JPS5435405U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、小形の圧力タンクを用いて経済運転
を可能とした給水装置に関する。

ポンプおよびタンクを有する従来の給水装置に
おいては、給水圧力に応じてポンプを発停制御す
る圧力スイツチを備え、第１図に例示するように
ポンプは下限圧力P₁で始動し上限圧力P₂で停止す
るように構成されている。給水流量が大きい場合
にもポンプの発停頻度を小さくするために従来は
大容量のタンクが用いられていたが、装置の所要
スペースおよび設備費用等を節減するために近来
は小容量のタンクが用いられる傾向がある。

そして、この場合にポンプの発停頻度が大きく
なるのを防止し、スイツチ類の長寿命化や給水圧
力の安定化を図るため、ポンプの駆動制御回路に
遅延リレーを用いることは一般に知られている。

しかし、この種の従来装置においては上記上限
圧力P₂において圧力スイツチが開路したときから
上記遅延リレーが動作し、所定時間ポンプの運転
が継続されるように構成されているので、たとえ
ば遅延リレーの動作とほぼ同時に給水流量がほぼ
ゼロになつた場合にはポンプは締切り圧に近い最
大圧力Pm近傍で所定時間運転され、ポンプ内に
おける水温上昇による性能の低下や、動力の無駄
な消費を生ずることになる。

また、圧力スイツチのみによつてポンプの起
動・停止を行なうようにした場合、ポンプの揚程
能力の余裕分を見込むとポンプを停止させるため
の圧力上限値をかなり低く設定しなければならな
くなり、圧力タンクの容量を充分に活かすことが
できないという問題がある。そこで、実開昭50−
34807号に見られるように、上記圧力スイツチ以
外にポンプの吐出口と圧力タンクとの間に流量ス
イツチを設け、圧力タンク内の圧力が所定の下限
以下となつたときにポンプを起動させて圧力タン
クに送水させ、かつ圧力タンク内の増水によりポ
ンプの吐出流量が所定の値以下となつたときに上
記流量スイツチが開成してポンプを停止させるよ
うに構成することによつて、圧力タンク容量の有
効利用およびポンプの発停頻度の減少化を図つた
ものが提供されている。しかしポンプ起動時には
ポンプの吐出流量と圧力タンクからの給水量がバ
ランスしていない不安定な過渡状態が続くことが
あるため、流量スイツチを規定流量で正しく動作
させる上で問題があつた。

特に上記のように省設備化を図るために小容量
のタンクを用いている場合には、タンク内の圧力
が急激に上昇して短時間で上限圧力P₂を超え、ハ
ンチング現象を生じ易く、上記流量スイツチを用
いた場合にも上述とほぼ同様な現象が起り、ポン
プ始動後しばらくの間は流量が脈動的に変動する
不安定状態が続くという難点があつた。

また、この種の小形タンクと圧力スイツチおよ
び流量スイツチを併用した給水装置において、ポ
ンプの不安定動作を防ぐためにタイマを設けると
いう考えは従来からあり、たとえば前記実開昭50
−34807号では、圧力タンクへの流量が減少して
流量スイツチが開成したとき、つまりポンプの停
止時機からタイマが作動し始めるようにし、ポン
プを一定時間無条件で運転させるようにしてい
る。

しかしながらこの場合、流量スイツチの開成時
に必らずポンプが一定時間運転されるため、ポン
プ締切り圧付近でポンプが無駄に空転し続ける頻
度と時間が非常に多く、省エネルギー化に逆行す
るという大きな問題がある。すなわち、上記のよ
うな小形な圧力タンクを有効に用いて経済的な運
転の行なえる給水装置は未だ提供されていないの
が現状である。

本考案は上記事情にもとづきなされたものでそ
の目的とするところは、小形なタンクを用いても
ポンプの発停頻度を少なくでき、圧力タンクの内
容積を充分に活用でき、かつポンプ起動時の不安
定動作を確実に防止できるとともに、無駄な締切
り圧付近の空運転を極力減らして省エネルギー化
を図ることのできる給水装置を提供することにあ
る。

すなわち本考案は、ポンプと、このポンプの吐
出口に接続されかつ内部に水を貯留するとともに
その上部に空気を貯留する密閉形の圧力タンク
と、この圧力タンク内の圧力が所定の下限値以下
となつた状態において閉成して上記ポンプを駆動
しかつ上限値以上のとき開成するポンプ起動用の
圧力スイツチと、上記ポンプの吐出口と圧力タン
クとの間に設けられかつ吐出流量が所定の下限値
以下のとき開成して上記ポンプを停止させるポン
プ停止用の流量スイツチと、上記ポンプの起動と
同時に作動を開始しポンプの駆動後所定の遅延時
間を経過するまでは上記圧力スイツチおよび流量
スイツチの開閉動作に拘らず上記ポンプを運転状
態に維持するタイマとを具備した給水装置であ
る。

以下本考案の一実施例について図面を参照して
説明する。

第２図において、基台１にはポンプ２および圧
力タンク３が取付けられている。ポンプ２は、そ
の吸入口が弁４を介して水源５に接続されるとと
もに、吐出口は流量検出器６および弁７を介して
圧力タンク３に接続されている。この圧力タンク
３は、内部に水を貯留するとともに、その上部に
空気を貯留するようにした小形な密閉式圧力タン
クである。そして上記圧力タンク３は弁８を介し
て被給水系に接続されるとともに、圧力検出器９
が取付けられている。

上記流量検出器６はポンプ２からタンク３への
流入水量が、所定の下限値Q₀（第１図参照）以
下のとき開路されるポンプ停止用の流量スイツチ
６ａを備えている（第３図参照）。上記圧力検出
器９は、タンク３の内圧が所定の下限値P₁以下の
とき閉路されるとともに、この下限値P₁よりも僅
かに高い所定の上限値P₂以上のとき開路されるポ
ンプ起動用の圧力スイツチ９ａを備えている。

第３図に上記ポンプ２を駆動する電動機２ａの
制御回路１０を例示する。同図において１１，１
２は電源端子、１３ａはサーマルリレー１３の開
閉素子、１４は電磁開閉器用の電磁石、１４ａ，
１４ｂおよび１４ｃは上記電磁石１４が励磁状態
にあるとき閉路される第１、第２および第３のス
イツチ、１５はタイマ、１６は電気弁である。上
記タイマ１５は、これに通電されたときから予め
設定された所定の遅延時間（たとえば７秒）を経
過するまで開路される遅延スイツチ１５ａを備え
ている。上記遅延時間は、ポンプ２および圧力タ
ンク３の各容量、ならびに流量検出器６および圧
力検出器９の各設定値等に応じて適宜に設定され
る。また上記電気弁１６は、これの制御器に抵抗
１７を介して接続された流量スイツチ６ａの開閉
に応じて開閉制御されるように構成されている。
１８は、電気弁１６および流量スイツチ６ａに対
するサージアブソーバである。

上述のように構成された装置において、タンク
３の内圧Ｐが圧力検出器９に設定された下限値P₁
以下であるとき電源端１１，１２に通電すれば
（サーマルリレー１３ａは閉状態にあるものとす
る）、圧力スイツチ９ａが閉路されているから電
磁石１４が励磁状態となり、第１、第２、第３ス
イツチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは閉路される。第
１スイツチ１４ａの閉路によりタイマ１５が始動
して遅延スイツチ１５ａが閉路される。第３スイ
ツチ１４ｃの閉路によりポンプ２が始動され、ポ
ンプ２からタンク３に流入される水量が流量検出
器６に設定された下限値Q₀を超えて増加すると
流量スイツチ６ａが閉路される。上述のように第
２スイツチ１４ｂが閉路されているから、流量ス
イツチ６ａの閉路により電気弁１６が閉路され
る。

上述のようにしてポンプ２が起動されると、タ
イマ１５に設定された所定の遅延時間が経過する
までは遅延スイツチ１５ａが閉路されたままであ
る。したがつて、この間に圧力スイツチ９ａおよ
び流量スイツチ６ａ（したがつて電気弁１６）が
開路されても電磁石１４は励磁状態にあるからポ
ンプ２の運転が継続されている。すなわち、上記
遅延時間が経過するまでは圧力が上記上限値P₂以
上になり、かつ流量が上記下限値Q₀以下になつ
てもポンプはそれらとは無関係に運転し続け、有
害なハンチング等を生じることがない。すなわ
ち、第４図においてt₁→t₃に示されるように、タ
イマ作動中は無条件にポンプが運転される。

そしてポンプ２が起動されてから上記遅延時間
が経過すれば遅延スイツチ１５ａが開路状態とな
る。また、タンク３内の圧力が上記上限値P₂以上
になれば圧力スイツチ９ａは開路状態になるが、
流量が上記下限値Q₀以上あれば流量スイツチ６
ａが閉路されているので電気弁１６が閉状態にあ
り、電磁石１４が励磁状態にあるのでポンプ運転
し続ける。

そして、タンク３内に水が充分に補給され、そ
のポンプ締切り圧に近付くと、ポンプ２から吐出
される流量が減少してゆき、その流量が前記下限
値Q₀以下になれば流量スイツチ６ａが開路され
るので電気弁１６も開状態となり、電磁石１４が
非励磁状態となるとともに第１、第２、第３スイ
ツチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが開状態となるから
ポンプ２の運転は停止する。

すなわち、第４図においてt₄→t₆に示されるよ
うに、タイマによる遅延時間経過後は、流量スイ
ツチ６ａが開路すればポンプは直ちに停止する。
従つてこの場合に、ポンプ締切り圧付近で無駄な
空運転を生じることがない。

そして第１スイツチ１４ａが開路されればタイ
マ１５は初期状態に復帰する。第２スイツチ１４
ｂが開路状態にあれば、流量スイツチ６ａが何等
かの原因によつて開閉されることがあつても電気
弁１６は開閉されることがなく、電磁石１４も何
等影響されることがない。

上述のような動作は、この間に被給水系に対す
る給水の有無とは無関係に行なわれる。すなわち
被給水系に対する給水により水圧が漸次低下し、
上記下限値P₁以下になれば圧力スイツチ９ａが閉
路され、上述と同様の動作が行なわれる。なお、
たとえばポンプ２駆動用電動機の過負荷等により
サーマルリレー１３ａが開状態となれば、上述の
ような動作はすべて中断されることはいうまでも
ない。この場合には電磁石１４が非励磁状態とな
るので、第１、第２スイツチ１４ａ，１４ｂが開
路され、タイマ１５は初期状態に復帰し、遅延ス
イツチ１５ａは開路される。したがつて、サーマ
ルリレー１３が復旧したときに、圧力スイツチ９
ａが閉路状態にあれば上述したと同様にして装置
が直ちに始動し、圧力スイツチ９ａが開路状態に
あれば、圧力が上記下限値P₁以下に低下してから
始動する。

以上の説明から判るように、ポンプ２の起動と
同時にタイマが作動し、ポンプ２は一旦始動すれ
ばタイマ１５に設定された遅延時間が経過するま
では圧力スイツチ９ａおよび流量スイツチ６ａの
開閉に拘らず運転を継続している。すなわち、上
記遅延時間内においては水圧が急上昇して上限値
P₂を超え、かつ流量が下限値Q₀以下に下降して
も、ポンプ２は停止することがない。したがつ
て、上記遅延時間を適宜に設定しておくことによ
り有害なハンチングの発生を確実に防止すること
ができ、水圧および流量の乱調を生じることがな
い。また、上記遅延時間経過後においては、水圧
が上限値P₂以上に上昇し、かつ流量が下限値以下
に下降したときにポンプが直ちに停止されるの
で、従来装置について上述したようにポンプ２が
高圧かつ微少流量で運転されることがなく、エネ
ルギーの無駄な消費を避けることができる。した
がつて、装置は安定した状態で高効率運転され、
有害なハンチングや無駄な運転が排除されるから
耐久性が向上され、かつ経済的である。

なお、本考案は上記実施例のみに限定されるも
のではなく、その要旨とするところの範囲内で
種々な変更、応用が可能である。たとえば、上記
タイマ１５は圧力スイツチ９ａによつて直接始動
されるようにしても、また上記圧力スイツチ９ａ
とは異なる他の圧力スイツチによつて始動される
ようにしてもいずれであつてもよく、あるいはポ
ンプ２の始動に関連する他の任意の信号によつて
始動するようにしてもよい。さらに、上記圧力検
出器９は圧力タンクに直接接続する代りにたとえ
ば圧力タンクに近い流出がわまたは流入がわの配
管に接続するようにしてもよいことはいうまでも
ない。

本考案は前記したごとく構成されるものであ
り、圧力タンク内の圧力が所定の値以下となつた
ときに圧力スイツチによつてポンプを始動させ、
かつポンプの吐出流量が所定の値以下となつたと
きに流量スイツチによつてポンプを停止させるよ
うに構成したから、圧力タンク内の圧力低下によ
つて一旦ポンプが起動されると、需要水量が変動
してもポンプを運転し続けることができ、圧力タ
ンク内に充分に水を押し続けることができ、圧力
タンク内に充分に水を押し込めたのち停止でき
る。従つて小形なタンクであつてもその内容積を
充分有効に活用できるとともに、ポンプの発停頻
度を少なくできる。

そして、ポンプの起動と同時に作動し始めるタ
イマによつて、ポンプの起動後所定の遅延時間が
経過するまでは上記圧力スイツチおよび流量スイ
ツチの開閉動作に拘らずポンプを運転し続けるよ
うにしたから、小形な圧力タンクを用いた場合の
ようにタンク内の圧力変動が大きくかつポンプ流
量が不安定になり易くとも、ポンプ起動時の不安
定動作に起因するハンチング現象を防止できる。
そして遅延時間経過後は流量スイツチを規定流量
で確実に動作させることができる。

そして上記タイマはポンプの起動と同時に作動
し始めるものであり、従来のように流量スイツチ
が開成するとき、つまりポンプを停止させるべき
時機からタイマを作動させるものではないから、
ポンプ締切り圧付近での無駄な空運転を大幅に減
少でき、省エネルギー効果が大であるなど、小形
な圧力タンクを用いてきわめて経済的に運転でき
る給水装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はポンプの特性を例示する線図、第２図
は本考案の一実施例を示す配管系統図、第３図は
同例の制御回路図、第４図は本考案のポンプの運
転状態の一例を示す図である。２……ポンプ、２ａ……電動機、３……圧力タ
ンク、６……流量検出器、６ａ……流量スイツ
チ、９……圧力検出器、９ａ……圧力スイツチ、
１５……タイマ、１５ａ……遅延スイツチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ポンプと、このポンプの吐出口に接続されかつ
内部に水を貯留するとともにその上部に空気を貯
留する密閉形の圧力タンクと、この圧力タンク内
の圧力が所定の下限値以下となつた状態において
閉成して上記ポンプを駆動しかつ上限値以上のと
き開成するポンプ起動用の圧力スイツチと、上記
ポンプの吐出口と圧力タンクとの間に設けられか
つ吐出流量が所定の下限位置以下のとき開成して
上記ポンプを停止させるポンプ停止用の流量スイ
ツチと、上記ポンプの起動と同時に作動を開始し
ポンプの駆動後所定の遅延時間を経過するまでは
上記圧力スイツチおよび流量スイツチの開閉動作
に拘らず上記ポンプを運転状態に維持するタイマ
とを具備したことを特徴とする給水状態。