JPS6128840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水源から水を給水する自動給水方法に
関するものである。

従来、この種の方法を実施する装置は大型の圧
力タンクを使用し、その圧力タンク内の圧力値を
圧力スイツチで検知して給水ポンプを起動・停止
させていた。大型のタンクでは不経済であるから
小型のものを使用する傾向があるけれども、圧力
タンクを小型化すると、給水ポンプが起動・停止
を頻繁に繰返すという欠点があつた。そのため
に、圧力スイツチと他の手段、例えばタイマーや
フロースイツチを設ける技術が開発された。

本発明をよく解するために以下上述した従来技
術に関して説明する。

第１図および第２図は圧力スイツチ１１とタイ
マー２とを組合せた例である。

第１図において、モータ５によつて駆動させる
ポンプ４は水源すなわち水槽１内の水をフート弁
１４から吸込管３に吸込んでチエツキ弁７および
開閉弁８を介して給水本管９に吐出するようにな
つている。

圧力タンク１０はチエツキ弁７と仕切弁８との
間の配管１３に接続されており、その圧力タンク
１０の圧力を検出する圧力スイツチ１１は制御装
置１２を介してモータ５を制御するようになつて
いる。

第２図はモータ５の制御回路を示し、圧力スイ
ツチ１１とタイマー２とを直列に接続し、リレー
５２を制御し、モータ５を起動停止させるように
なつている。

この第１図および第２図に示す従来例におい
て、圧力タンク１０の内圧が低下すると、圧力ス
イツチ１１がオンとなり、リレー５２を励磁して
接点５２Ｔおよびスイツチ５２Ｓを閉じ、ポンプ
用モータ５を運転する。そのときにタイマー２が
作動して圧力スイツチ１１がオフになつても、予
め定めたタイマー２の作動時間内はポンプは運転
し、タイマー２がオフになるとスイツチ２Ｓがオ
フとなりリレー５２は消勢し、ポンプは停止する
ようになつている。したがつてこの例ではポンプ
の起動―停止の時間間隔はタイマー２で制御され
る。

また第３図に示すように圧力スイツチ１１を高
圧接点１１ａを低圧接点１１ｂとに切換えするよ
うにし、圧力タンク１０の内圧が低くなると、圧
力スイツチ１１が接点１１ｂと接触し、リレー５
２を励磁して、接点５２Ｔおよびスイツチ５２Ｓ
を閉じ、その結果ポンプ用モータ５が運転する。
そして圧力タンク１０の内圧が高くなると、圧力
スイツチ１１は接点１１ａと接触し、タイマー２
が作動して、予め定めたタイマー２の作動時間内
はポンプは運転され、タイマー２の作動時間後、
ポンプは停止する。

第４図はポンプ４の吐出側にフロースイツチ６
をポンプ４の吐出側に設けた従来例であり、第１
図と対応する部品はすべて同じ符号で示してあ
る。第５図は第４図の従来例に実施する電気回路
である。図示の如く圧力スイツチ１１とフロース
イツチ６とは並列に接続され、リレー５２と直列
に接続されている。

この例では圧力タンク１０内の圧力が低くなる
と、圧力スイツチ１１がオンとなり、リレー５２
が励磁され、スイツチ５２Ｓが閉じて、ポンプ用
モータ５が運転する。そして圧力タンク１０の内
圧が高くなると圧力スイツチ１１がオフとなる
が、この場合、フロースイツチ６がオンとなつて
いるので、ポンプ４は運転を続ける。そしてポン
プ５の逆水量が少くなると、フロースイツチ６が
オフとなりポンプ５は停止する。

以上の従来の３例のＨ―Ｑ曲線が第６図、第７
図及び第８図に示されている。

第６図は第１図、第２図に示した例の特性曲線
であつて、圧力タンク１０の圧力が低下すると、
圧力P₁においてポンプ４は起動され、このときタ
イマー２が作動する。圧力タンク１０の容量が小
さい場合にポンプの運転点が水量q₃、圧力がp₃の
方に比較的早く移行するがタイマー２の作動時間
が終了するまでポンプが運転されて、この水量q₃
の所まで連続運転し、タイマー２の作動時間の終
了によつて停止する。

第７図は第３図（系統図は第１図）に示した例
の特性曲線であつて、圧力タンク１０の圧力が低
下して圧力p₁になるとポンプ４は起動され、圧力
p₂において圧力スイツチ１１はオフになるが、タ
イマー２は作動する。圧力タンク１０の容量が小
さいと、前述の如くタイマー２の作動時間内は連
続運転をし、タイマー２がオフになるとき水量は
q₃であり、このときポンプは停止する。

第８図は第４図および第５図に示した例の特性
曲線であり、フロースイツチは水量q₀以上でオン
であり、圧力スイツチは圧力p₁でオン、圧力p₂で
オフとなるので、、圧力タンク１０の容量が少な
いと、ポンプの運転点は水量q₀の方に移行する
が、この点までフロースイツチによつて連続運転
ができる。

このように従来技術によれば、圧力タンク１０
の容量が小さい場合に、ポンプは水量Ｑが少ない
非常に効率の低い点において運転されることにな
る。すなわち第９図は一般的な特性曲線であつ
て、曲線Ａは圧力と水量の関係を示し、効率ηは
曲線Ｂで示されるように水量がQ₁とQ₂との間す
なわち運転点がＸとＹとの間では高いが小水量q₃
すなわち運転点がＺでは低い値を示している。そ
のために、従来のいずれの技術を用いても送水量
単価すなわち単位送水量当りのポンプ運転動力値
が高くなるという欠点があつた。

特に、一般の生活水の給水系統では深夜から早
朝までの間は、給水量がわずかなため、従来技術
ではこの間に送水量単価が高くなり非常に不経済
である。

本発明は上述のような従来技術の欠点を取除く
ために発明されたもので、給水量の少くない時に
送水量単価を低減させることのできる自動給水装
置を提供することを目的とするものである。

本発明によれば、モータで駆動するポンプによ
つて水源から給水し、その給水管に圧力タンクを
設け、ポンプ特性曲線上の異なる２つの点を検出
する検出手段によつてモータを起動、停止させる
自動給水方法において、予め定められた時間内に
おけるモータの起動、停止の回数を検出し、予め
定めた回数以下の場合は前記ポンプ特性曲線上の
異なる２つの点を検出してモータの起動、停止を
行い、予め定めた回数以上になるとモータの起動
は前記ポンプ特性曲線上のモータの起動点を検出
して行い、モータの停止は前記のモータの停止点
よりも水量が少ない別の点を検出する検出手段で
行うようになつている。

すなわち本発明は、送水量が多いときは予め定
められた一定の時間内にポンプの起動・停止の回
数すなわち起動頻度が上昇することに着目として
発明されたもので、送水量の少ないとき、すなわ
ち起動頻度が少ない場合は第９図のポンプの運転
点ＸおよびＹを検出する検出手段でポンプの起
動・停止を行い、起動頻度が上昇したならば、ポ
ンプの起動は前記の運転点Ｘを検出する検出手段
で、ポンプの停止は前記運転点Ｙよりも水量が少
ない別の点Ｚで行うようになつている。

例えば生活水の例をとると、深夜より早朝まで
の間は給水量はわずかであるから、小型の圧力タ
ンクを用いた場合に、圧力スイツチのみでポンプ
の起動・停止を行つても起動頻度は多くない。し
たがつて深夜から早朝までは第９図において水量
がQ₁からQ₂までの間でポンプが運転され、ポン
プ効率は高い。

すなわち一般にポンプの特性は、横軸に流量を
縦軸に単位送水量当りの消費動力をとると、双曲
線状となる。したがつて起動頻度を少なくしよう
とすると、小給水量での運転時間が長くなり効率
が落ちる。しかしながら、給水量が多い場合は全
体的に平均すると、送水量単価はさほど上昇せ
ず、むしろ起動頻度が多いための電気装置の故障
等の問題が生ずる。他方、給水量が少ない場合
は、送水量単位が上昇してしまう。したがつて、
この場合できるかぎり流量の大きい所で運転する
のが良く、小給水量であるから、起動頻度はあま
り多くならない。それ故に小給水量の場合でも、
起動頻度が許容される範囲内にて水量の多い点で
モータを停止させると、送水量単価を低減でき
る。

以下第１０図および第１１図を参照して本発明
の実施例を説明する。

第１０図において、第１図、第４図に対応する
部品は同じ符号で示されている。

給水本管９内の圧力が低下すると、仕切弁８は
常開であるので、配管１３を介して圧力タンク１
０内の圧力が低下する。すると運転点Ｘを検出す
る検出手段例えば圧力スイツチ１１がオンとな
り、制御装置１２の作動によつて給水ポンプ用モ
ータ５を起動して、給水ポンプ４を運転する。す
ると、水槽１内の水はフート弁１４および吸込配
管３を介して給水ポンプ４により吸込まれ、そし
て給水ポンプ４から吐出された水はフロースイツ
チ６、チエツキ弁７を通つて配管１３から圧力タ
ンク１０の圧力を高めると同時に、仕切弁８を介
して給水本管９から給水する。

圧力タンク１０内の圧力が上昇すると、圧力ス
イツチ１１がオフとなり、制御装置１２は給水ポ
ンプモータ５を停止させる。そして圧力タンク１
０内の圧力が低下すると、圧力スイツチ１１がオ
ンとなりモータ５は起動される。

このようにしてポンプの起動・停止を行うが、
本発明によれば、予め定められた一定の時間内に
ポンプが起動・停止する回数（起動および停止を
１回とする）が予め定められた回数以上になつて
ときに、ポンプの起動は運転点Ｘを検出する圧力
スイツチ１１で行い、そしてポンプの停止は運動
点Ｙよりも水量が少ないポンプ特性上の運転点Ｚ
を検出する検出手段で行うようになつている。そ
の検出手段はポンプの特性によつて定まる任意の
ものを選択することができ、第１０図に示す実施
例ではフロースイツチを用いて水量を検出してい
るが、例えば圧力スイツチやポンプの締切圧やモ
ータの電流等を検出する検出手段を用いてもよ
い。図示の実施例において、フロースイツチでポ
ンプが停止するときは、再度圧力スイツチでポン
プを起動・停止するが、起動・停止が定められた
回数行なわれたときは、ポンプの起動は圧力スイ
ツチで、ポンプの停止は圧力スイツチおよびフロ
ースイツチで行うのである。

すなわち、本発明によれば、ポンプの起動・停
止の頻度が低い時は圧力スイツチのみでポンプを
起動・停止させ、頻度が高くなると、圧力スイツ
チおよびポンプの特性によつて定まるその他の検
出手段の組合せ又はその他の検出手段でポンプを
停止させるのである。

次ぎに第１１図を参照して、第１０図の如くフ
ロースイツチ６を用いた場合について本発明を説
明する。

モータ５は３相の端子Ｒ，Ｓ，Ｔを介して図示
しない電源に接続されており、電磁開閉器５２Ｓ
およびサーマルスイツチ５１Ｓが設けられてい
る。いづれかの２つの端子（図示の実施例では端
子Ｒ，Ｓ）には母線B₁，B₂が接続されており、
母線B₁にフユーズＦが設けてある。これらの母
線B₁，B₂には下記の要素が接続されている。す
なわち圧力スイツチ１１と圧力スイツチ用リレー
６３Ｗが直列に接続され、このリレー６３Ｗは接
点６３Ｗ１，６３Ｗ２および６３Ｗ３を開閉する
ようになつている。またフロースイツチ６とフロ
ースイツチ用リレー６３Ｘとが直列に接続され、
このリレー６３Ｘは接点６３ｘ１および６３ｘ２
を開閉する。さらに後述するタイマー６２Ｔで開
閉する接点６２Ｔ１および６２Ｔ２が設けられ、
接点６２Ｔ１と接点６３Ｘ１とリセツト用コイル
RCとが直列に接続され、また接点６２Ｔ２とタ
イマー用リレー８５ｘ１で開閉する接点８５ｘ２
Ｓとカウンタ用コイルCCとが直列に接続されて
いる。さらにタイマー８５Ｔと並列に、直列に接
続されたタイマー８５Ｔによつて開閉する接点８
５TSとタイマー用リレー８５Ｘ２が接続され、
そして接点６３Ｗ１が直列に接続されている。接
点６３Ｗ２とタイマー６２Ｔとタイマー用リレー
８５Ｘ１とが直列に接続され、そして接点６３Ｗ
２と並列に直列に接続された接点８５Ｘ１Ｓと接
点６２TSとが接続されている。この接点６２TS
はタイマー６２Ｔによつて開閉するものである。
そして接点６３Ｗ３と電磁リレー５２とサーマル
リレー５１とが直列に接続され、そして直列に接
続された接点CCSと６３Ｘ２とが接点６３Ｗ３
と並列に接続されている。この接点CCSはカウ
ンター用コイルCCによつて開閉するものであ
る。

圧力スイツチ１１は低圧になるとオンとなり、
圧力スイツチ用リレー６３Ｗが励磁して接点６３
Ｗ３が閉じ電磁リレー５２が作動する。したがつ
てスイツチ５２Ｓが閉じてモータ５が起動する。
同時にリレー６３Ｗによつて接点６３Ｗ２が閉じ
タイマー６２Ｔが励磁され、このタイマー６２Ｔ
は接点６２TSによつてその作動時間内は自己保
持されている。したがつてその接点６２Ｔ２はそ
の作動時間内は閉じており、タイマー補助リレー
８５Ｘ２を励磁して接点８５Ｘ２Ｓを閉じるの
で、カウンター用コイルCCはタイマー８５Ｔの
設定時間内は励磁される。タイマー６２Ｔの作動
時間内に圧力スイツチ１１が予じめ定められた回
数オン・オフを繰返すと、カウンタ用コイルCC
は接点８５Ｘ２Ｓのオン・オフにより、その回数
だけ励磁される。すると、カウンター用コイル
CCの接点CCSがオンとなり、電磁リレー５２は
接点６３Ｘ２すなわちリレー６３Ｘによつて制御
されるようになる。したがつてフロースイツチ６
がオンとなりリレー６３Ｘを励磁している限り接
点６３Ｘ２が閉じているので、圧力スイツチ１１
がオフとなつてもリレー５２は励磁している。し
たがつて、今使用水量が少なくなると、フロース
イツチ６がオフとなり、このとき圧力スイツチ１
１もオフとなるので（第９図参照）、リレー５２
はオフとなり、モータ５は停止するのである。同
時にリセツト用コイルRCを励磁するので、カウ
ンターはリセツトされ、次ぎの準備作業が完了す
る。以上の如く、本発明はモータ５の起動頻度に
応じて制御作業を行うので給水量の少ない時に送
水量単価を従来技術の1/2〜1/4に低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給水装置の管系線図、第２図は
第１図の給水装置の回路図、第３図は第１図の他
の回路図、第４図は他の従来の給水装置の管系線
図、第５図は第４図の給水装置の回路図、第６図
は第２図の回路図による運転の態様を示すポンプ
の特性曲線図、第７図は第３図の回路図による第
６図と同様な図、第８図は第５図の回路図による
第６図と同様な図、第９図はポンプの流量と圧力
と効率との関係を示す特性曲線の図、第１０図は
本発明を実施した自動給水装置の管系線図、第１
１図は第１０図の装置の回路図である。 １…水槽、４…ポンプ、５…モータ、６…フロ
ースイツチ、１０…圧力タンク、１１…圧力スイ
ツチ、１２…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モータで駆動するポンプによつて水源から給
   水し、その給水管に圧力タンクを設け、ポンプ特
   性曲線上の異なる２つの点を検出する検出手段に
   よつてモータを起動、停止させる自動給水方法に
   おいて、予め定められた時間内におけるモータの
   起動、停止の回数を検出し、予め定めた回数以下
   の場合は前記のポンプ特性曲線上の異なる２つの
   点を検出してモータの起動、停止を行い、予め定
   めた回数以上になるとモータの起動は前記のポン
   プ特性曲線上のモータの起動点を検出して行い、
   モータの停止は前記のモータの停止点よりも水量
   が小ない別の点を検出する検出手段で行なうこと
   を特徴とする自動給水方法。