JPS6170184A - 電気ポンプ - Google Patents

電気ポンプ

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JPS6170184A
JPS6170184A JP19224284A JP19224284A JPS6170184A JP S6170184 A JPS6170184 A JP S6170184A JP 19224284 A JP19224284 A JP 19224284A JP 19224284 A JP19224284 A JP 19224284A JP S6170184 A JPS6170184 A JP S6170184A
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JP
Japan
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pressure
pump
pressure control
control means
constant pressure
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Application number
JP19224284A
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English (en)
Inventor
Toshio Oka
岡 俊雄
Tatsunori Makiyama
牧山 辰則
Mikio Bessho
別所 三樹生
Hiroshi Sato
博 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、水の使用状態にかかわらず、自動的に一定
の圧力にポンプ制御を行なうことのできる電気ポンプに
関するものである。
〔従来の技術] 従来この種の装置として第1図に示すものがあった。図
において、(iHt井戸井戸水を揚水する吸込管、(2
)はモードル(3)と直結されたポンプ、(4) #1
揚水した水を貯水する圧力タンク、(5)は圧力タンク
(4)内の圧力を検出する圧カスインチ、(6)は圧力
タンク(4)内の水を蛇口(7) (8)へ送水する送
水管である。
」二重のように構成されたものにおいて、蛇口(7)を
開放して給水すると、圧力タンク(4)内の圧力が徐々
に低下し、圧カスインチ(5)がオンする。このため、
モードル(3)が再始動されてポンプ(2)が駆動され
、圧力タンク(4)内に吸込管(1)を介して井戸内の
水が供給される。ここで、蛇口(7)を閉じると、圧力
タンク(4)内の圧力が上昇し、圧力スイッチ(5)の
規定圧に達すると、圧力スイッチ(5)がオフし、モー
ドル(3)が停止し、ポンプ(2) #−を圧力タンク
(4)内への水の供給を停止する。通常の使用において
は、水の使用状況に対応し、モードル(3)は再始動、
停止を繰り返し、蛇口(7)から自動的に給水されるも
のである。
この動作を第2図で詳細に説明すると、図において、(
9)はポンプ(2)の押上圧力と流量との関係を示す性
能曲線、(10)は蛇口(7)を開放した時の圧力損失
と流量との関係を示す抵抗曲線、(11)は蛇口(7)
 (8)の双方を開放した時の圧力損失と流量との関係
を示す抵抗曲線である。ここで、蛇口(7)のみを開放
すると、抵抗面1 (10)と、圧力スイッチ(5)の
オフ圧力値P4との交点A4から抵抗曲線(10)に沿
って圧力が低下し、圧力スイッチ(5)のオン圧力値P
Iとの交点AIまで振散が減少する。つまり、流量はQ
4からQlへ減少する。次に、モードル(3)が回転し
、ポンプ(2)が駆動されると、圧力は抵抗面−(lO
)に治って上昇し、再び圧力スイッチ(5)のオフ圧力
値P4に達し、ポンプ(2)は停止される。このように
、抵抗面@ (10)のAIからA4の範囲でf#する
ことになり、押上圧力はPlからP4、流量ViQlか
ら94のように一定同期で変化する。
ところで、このように蛇口(7)を開放している状態で
、蛇口(8)を開放すると、抵抗曲線(10)は例えば
抵抗曲線(11) K変化し、抵抗曲線(11)は性能
曲線(9)の点A5で交じわる。この点A5での押上圧
力P3は圧力スイッチ(5)のオフ圧力値P4を下回っ
ているため、ポンプ(2) Vi交点AsKて連続的に
運転される。
この場合、蛇口(7)のみを見ると、流量は押上圧力P
3と抵抗面@ (10)の交点A3での値Q3となり、
この状態では定流量Q3で送水されることKなる。ここ
で、蛇口(8)を再び大きく開口すると、抵抗曲線(1
1)は例えば抵抗曲線(12)に変化し、性能面Ia(
9)とは交点A6で交わり、圧力値Vi、P2となる。
この状態で、蛇口(7)のみを見ると、流量は押上圧力
P2と抵抗曲線(lO)の交点A2での値Q2となる。
このように、蛇口(7)での押上圧力f’i Psから
p2、流量はQ3かなQlと変化することKなる。
従来の電動ポンプは以上のように構成されているので、
蛇口の開度を変化させない場合でも、王カスインチ(5
)のオン、オフ動作に応じて圧力、流量が変化する問題
があるばかりでなく、また、他の蛇口(8)の操作によ
って操作しない蛇口(7)の圧力、流量も変化し、例え
ば温水を送水している場合にはその温度が変化したりす
る欠点があり、しかも、圧力タンクのオン、オフでモー
ドルのインチングがM繁におこなわれ、モードルの焼損
や圧カスインチの故障が発生する恐れもあった。
また、この櫨の他の従来装置として特開昭50−141
702号公報に示されるものがあったが、これに開示さ
れているものは送水管内の圧力を圧力検出装置で検出し
、その圧力を一定に保つべくポンプ駆動用モードルの速
度制御するものであり、この構成のものは、一般に、常
時モードルが同転されている。つまり、ビル等での給水
に使用されているものであり、夜間であっても、いずれ
か1つの蛇口が開放されることが多いため、モードルに
は常に通電されることKなり、近年の省エネルギ時代に
反するはかりでなく、モータの寿命も低下する欠点を有
していた。
また、かかる定圧制御が実施されるポンプにおいては、
例えば、常に基準圧力P8に制御されるものとすれば、
ポンプの管路の途中に水洩れが生じた場合、又、経年変
化でポンプ特性が低下した場合であっても常に基準圧力
P8が得られることになり、水洩れの判断や経年変化の
影響を確認が困難となり、信頼性に問題があった。
〔発明の概要〕
この発明は以上の欠点を解消するためになされたもので
、複数の負荷に対して共通のポンプを使用する電気ポン
プにおいて、ポンプ出力側の圧力変化KFt5動した信
号を発生する圧力検出手段、この圧力検出手段から上記
ポンプ出力側の圧力に応動した信号が入力され、上記ポ
ンプ出力側の圧力がほぼ一定になるように変わるべく上
記ポンプモータへの給電量を制御する定圧制御手段、こ
の定圧制御手段の定圧制御動作を無効にして上記圧力検
出手段の出力に無関係に上記ポンプモータへ給電する非
定圧制御手段、及びこの非定圧制御手段と上記定圧制御
手段のいずれか一方の制御動作を選択すべく切換える切
換手段を備えることKより、配管の良否のチェックや、
ポンプの経年変化によるポンプ性能の低下のチェックを
実施でき、信頼性が向上する電気ポンプを提供するもの
である。
〔実施例〕
以下、第3図ないし第10図でこの発明の一実施例を説
明する。まず、第3図において、(13) #−を送水
管(6)K装着されて送水管(6)内の吐出圧力に応じ
た圧力信号を発生する圧力検出手段、(14)は送水管
(6)の流量を検出して所定流量以上で流量信号を出力
する流量検出手段、(15)はモードル(3)への給電
量を制御する給電制御手段、(16) #i圧力検出手
段(13)の圧力信号を入力し、その大きさが所定値以
下となった時に給電開始信号を出力してモードル(12
)への給電を開始するよう給電制御手段(15)を制御
する給電開始手段、(17) Vi、上記圧力検出手段
(13)から上記ポンプ(2)の出力側の圧力変化に応
動した信号を受は上記給電制御手段(15)に圧力変動
信号を供給して上記給電制御手段(15)からモードル
(3)への給電量がポンプ(2)出力側の圧力がほぼ一
定となるように変わるべく上記給電制御手段(15)を
制御する定圧制御手段、(18)は流量検出手段(14
)からの流量信号を入力して給電制御手段(15) K
給電停止信号を供給してモードル(3)を停止させる給
電停止手段、(60) iJ:例えばポンプ(2)の定
圧制御運転に先たちモードル(3)に全電圧を目」加す
るよう給電制御手段(15) f6:制御する非定圧制
御手段、(61) Vi定圧制両手段(17)と非定圧
制御手段(60)のいずれか一方の制御動作を得るため
に選択し切換える切換手段である。なお、給電開始手段
(16)、定圧制御手段(17)、給電停止手段没(1
8)、非定圧制御手段(60)は後述するマイクロコン
ピュータからなる制御装置を構成している。
第4図は第3図の実施例の電気接続を示す回路図で、図
において、  (19)はストレンゲージのブリッジ回
路からなり、送水管(6)(て装着された圧力検出器で
、送水管(6)内の圧力に応動した 攬を電気信号に変
換するものである。(20)はその電気信号を増幅し、
アナログ信号を出力する増幅器、(21)は増幅器(2
0)から出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器で、圧力検出器(19)と増幅器(20)とで圧力検
出手段(13)を構成している。(22)は送水管(6
)に装着されて送水管(6)内の流量が所定値Q+以下
になった時に開放するスイッチ、  (23)(24)
 #−1電源電圧+Vを分圧する一対の抵抗で、スイッ
チ(22)とで流量検出手段(14)を構成している。
(25)は給電開始手段(16)と定圧制御手段(17
)と給電停止手Ii& (18)と非定圧制御手段(6
0)とを構成すルマイクロコンピュータからなる制御装
置で、CP U (26)とメモリ(27)と入力回路
(28)と出力回路(29)とを有している。(30)
はモードル(3)と11列接続された双方向性サイリス
タ、(31)はサイリスタ(30)に点弧信号を#4−
えるホトカプラで、抵抗(32)を介してサイリスタ(
30)のゲート(30a)に接続されている。(33)
 Vi制御装置(25)からの制御信号を抵抗(34)
を介して入力し、ホトカプラ(31)を点弧制御するト
ランジスタ、(35)tri、ホトカプラ(31)に直
列接続された電流制゛限用の抵抗で、サイリスタ(30
)、ホトカプラ(31)、トランジスタ(33)、抵抗
(32) (34)とともに給電制御手段(15)を構
成している。(36)はモードル(3)を駆動するため
の電源、(62)はオンの時に定圧制御手段(17)を
動作させオフの時に非定圧制御手段(60)を動作させ
る切換スインチ、(63)(64)は電源電圧+Vを分
圧する一対の抵抗で、切換スイッチ(62)とで切換手
段(61)を構成している。
次に動作について説明する。まず、送水管(6)の吐出
圧力は、圧力検出手段(13)の圧力検出器(19)で
電気信号に変換され、増幅器(20)、A/Dコンバー
タ(21)を介して入力回路(28)に出力される。こ
こで、入力回路(28)に入力された圧力信号は第5図
のステップ(37)にてCP U (26)を介してメ
モリ(27)に記憶される。また一方、送水管(6)の
流量は、流量検出手段(14)の流量スイッチ(22)
のオン又はオフに基づく状態信号として同様に入力回路
(28)に入力される。つまり、所定流量Q1以下では
、流量スイッチ(22)がオフとなり、入力回路(28
)にLが出力され、所定流量Q1を越える(!:流量ス
イッチ(22)がオンとなり、Hが入力される。入力(
ロ)路(28)K入力された流量信号は、第5図のステ
ップ(38)にてCP U (26)を介してメモリ(
27)に記憶される。次に、第5図のステップ(39)
においては、メモリ(27)に記憶されている流量信号
がCPU(lO) (26)に取り込まれてH又ViLかが判定される。H
であれば、所定流量を越えているため、CPU(26)
では、第5図ステップ(40)のように点弧7ラグが立
てられる。更に、第5図ステップ(41)においてCP
 U (26)にて点弧角を(1)式によって算出し、
更に、その点弧角に対応する点弧時間を(2)式によっ
て算出する。
θN=θp +K (P PB ) (deg )  
   −−(1)ここで、θN−gTシく算出された点
弧角θP=前回の点弧角 P=今回メモリ(27)に取り込まれた圧力値P8==
メモ!J (27)に予め設定された基準圧力値に;モ
ータ(3)とポンプ(2)によって定まる憲政ところで
、この(1)弐においては、P<P8であれば、この差
に比例した値IK(P−P8)Iが前回の点弧角θPか
ら減じられ、また、P>P8であれば、K(p−pa)
がθPに加えられ1.P=P8になると、点弧角θNは
前回の点弧角θPと等しくなり、この(1)弐によって
基準圧力P8になるような点弧角t/N7jX算出され
る。
次に、(2)式においては、(1)式にて算出された点
弧角θNK対応した点弧時間T1つまり、第8図(イ)
の電源電圧が00位置から点弧パルスを出力するまでの
時間Tが算出される。
θNI T = 、、、 X p (sec )       
 −・(2)ココで、T=電源電圧が0の位置から点弧
パルスを出力するまでの特開 f=電源間波数 この(2)式から釆められた値Tが第5図のステップ(
41)にてメモリ(27)に配信される。
一方、第5図のステップ(39)で流量信号がLと判断
された場合には、第5図のステップ(42)において、
ステップ(37)での収り込み圧力値Pと基準最低圧力
値PMI Nとが比較され、P < PMINであれば
、第5図のステップ(40)で同様にCP U (26
)の点弧フラグが立てられて、第5図のステップ(41
)で点弧角θNと点弧時間Tが算出される。一方、第5
図のステップ(42)においてP>PMINであれば、
第5図のステップ(43)にてCP U (26)の点
弧フラグが降される。次に、このような手順の動作の途
中において、電源電圧に同期して、第6図のフローチャ
ートで示すような割込がスタートされる。まず、ステッ
プ(44)において、上述のステップ(4o)(43)
での点弧7ラグの状態が判定され、点弧7ラグがステッ
プ(40) Kて立てられている場合KVi、ステップ
(45)において割込スタートから’raec経過した
か否かが判定され、’I’sec経過すれば、ステップ
(46) において、CP U (26)から出力回路
(29) K点弧信号が出力される。なお、この”Be
oはステップ(41)において算出された点弧時間Tと
同一のものである。ところで、出力回路(29)K出力
された点弧信号は、直ちに抵抗(34)を介して点弧ト
ランジスタ(33)を動作させ、フォトカプラ(31)
を点弧させる。従って、サイリスク(30)のゲーh 
(30a)に点弧信号が与えられ、サイリスタ(30)
がTBf3Qのタイミングで導通される。なお、割込み
ルーチンは、電源周波数の半サイクル毎に同期して実行
される。
一方、ステップ(44) において、点弧フラグが降さ
れていると判断された場合VCd、ステップ(45)(
46) Vi実行されないので、出力回路(29)から
はトランジスタ(33)へに点弧パルスは出力されず、
サイリスタ(30)#″i、i、オフ、モードル(3)
は停止状態となる。
ところで、第5図、第6図のフローチャートで得られる
ポンプ(2)の動作特性を第7図ないし第8図で詳述す
ると、まず、第8図(ロ)において、点弧角θN=0°
、点弧時間T = Osecの場合、性能曲線(47)
を得るとすると、第8図(ハ)の場合には点弧角θNは
θ1に制御されるため性能曲線(48) 、第8図に)
ないしくホ)の場合には、点弧角θNがθ2.θ3に制
御されるために性能曲線(49)ないしく50)を得る
ことKなる。ここで、蛇口(7)を開放した場合、抵抗
曲線(51)が得られたとするき、吐出圧力値P1が基
準圧力値P8よりも大であれば、第5図のステップ(4
1)において、点弧角θNVi、増され、第8図f9で
示すように01となり、性能曲線(48)と抵抗曲線(
51)との交点A2で動作しようとするが、またこのA
2の位置では吐出圧力P2>P8であるため、更に第5
図のステップ(41)において、点弧角θNは第8図に
)を経て最終的に第8図け9の03を得ることになり、
吐出圧力P8及び流量Q2が得られる。
ここで、更に蛇口(8)が開放されて双方の蛇口から吐
出されると、抵抗曲線(51)は抵抗曲線(52)に変
化し、その結果、性能曲線(50)とViAsで交わる
ことになり、吐出圧力はP8からP5に低下しようとす
るが、第5図のステップ(41)でp、、<p8のため
点弧角りがθ3から例えば第8図に)のようにθ2へ減
じられ性能的fit (49)を得ることになり、交点
A5では、P4<P、であるため、更K、点弧角θNは
θ2から第8図(ハ)のようにθ1に点弧角が減じられ
、性能曲線(48)と抵抗曲線(52)との交点A7で
動作し、吐出圧力は基準圧力P8に等しくなる。即ち、
蛇口(7)のみを見た場合、抵抗面i (51) にお
いて圧力はP8であるため、流量はQ2のままとなり、
1つの蛇口(7)からの吐出圧力並びに流量は他の蛇口
(8)の操作Kかかわらず、一定値を維持することにな
る。
ここで、双方の蛇口(7) (8)が大きく閉じられる
か又は、全閉されると、流量はQl以下となり、第5図
のステップ(39)において、流量信号りが収り込まれ
、筐た、一方、第5図のステップ(37)で取り込まれ
た吐出圧力信号はP8に等しいか又は大となるため、第
5図のステップ(42)にて基準最低圧力PMtN<P
と判断され、ステップ(43)で点弧フラグが降らされ
、モードル(3)は停止状態となる。その後、蛇口(7
) (8)が全開状態を維持されていると、圧力Pは基
準最低圧力PMTNよりも低下せず、モードル(3) 
Vi停止状態を維持することになる。
次に1蛇口(7)又は(8)が開かれると、吐出圧力P
が基準最低圧力PMINに向って低下し、PMIN>P
になると、第5図のステップ(42)において、PMI
N)Pと判定され、第5図のステップ(40)において
、点弧フラグが立てられ、給電が開始される。このよう
にして、低流量でモードル(3)を停止でき、モードル
(3)の正味の運転時間を低減できる。
次に、非定圧制御手段(60)と切換手段(61)の動
作について、説明すると、第4図の切換手段(61)で
は、切換スイッチ(62)がオンの場合KVi電源電圧
+Vが一対の抵抗(63) (64)で分圧され、制御
装置(25)の入力回路(28)にオン信号が入力され
、オフの場合にはオフ信号が入力される。次に、制御装
置(25)では、第5図並びに第0図の定圧側#動作に
先だって第9図の70チヤートが実施され、まず、ステ
ップ(65)では切換スイッチ(62)がオンかオフか
が判定され、オンであれば、定常の定圧制御動作が第5
図、第6図の70チヤートに従って実行さル、オフであ
れば、ステップ(66)に移る。
ステップ(66)では、ます点弧フラグが立てられ、次
にステップ(67)で点弧角け(4= o’ 、点弧時
間はT=OK設定σれ、第8図の(ロ)で示される点弧
出力パルスを得るべく点弧角、点弧時間が算出される。
ところで、第6図の70チヤートで示されるように、割
り込み動作が所定時間毎にスタートしているので、第9
図のステップ(67)で算出された点弧角θN=Q、時
間’I’=0での点弧制御が実施され、モードル(3)
は全電圧で運転される。これを第10図の特性図で更に
説明する。
モードル(3)に全電圧が印加されている場合には、特
性向1 (65)を得ることになるが、定圧制御手段(
17)の動作により、特性曲線(66)を得て、略−定
の吐出圧力P8に制御される。ここで、経年変化により
、ポンプ(2)の羽根事が欠損したり摩耗したりすると
、特性は、特性曲線(65)から特性曲線(67)、特
性向N(68)、特性曲線(69)へと低下する。
この場合、定圧制御手段(17)は* K 17作して
いるので、一定圧力P8で定圧に制御され、例えば特性
向41jl (68)の場合では、特性向4! (68
)と特性曲線(66)からなる図中2点鎖線の特性を得
る。従って、一定の圧力P8での制御lIは実行されて
いるため、経年変化によってポンプ特性の低下がポンプ
(2)に発生しているか否かVi確認が困難であるが、
第9図の70チヤートで示すように非定圧制御手段(6
0)が動作し、モードル(3)に全電圧が印加されるた
め・吐出圧力PMAxを測定することにより、ポンプ特
性を確認できる。つまり、正常な場合には、特性曲線(
65)によって締切圧力PMAX(1となるが、特性が
低下すると、PMAXI −PMAX2となり、この値
を測定することにより、特性の低下を1lil[できる
。また、特性向4M (65)を得ている場合にあ・い
て、配管部分に水洩れが生じている場合、特性曲線(6
6)での定圧制御が実行されている場合には、基準圧力
P8が常に得られるため、水洩れを圧力状悪で判断する
ことは不可能であるが、非定圧制御手段(60)の動作
によって特性曲線(65)を得ることにより、蛇口(7
)、(8)の締切り状急における最大圧力P】をPMA
XOと比較でき、水洩れ量Q1を知ることになる。即ち
、特性曲線(66)の定圧制御動作でV′i、復側する
ことが困難なポンプ特性の経年変化、配管の水洩れを確
認できることになる。
〔発明の効果〕
以上のようKこの発明は、複数の負荷に対して共通のポ
ンプを使用する電気ポンプにおいて、ポンプ出力側の圧
力変化に応動じた信号を発生する圧力検出手段、この圧
力検出手段から上記ポンプ出力側の圧力[F3動した信
号が入力され、上記ポンプ出力側の圧力がほぼ一定にな
るように変わるべく上記ポンプモータの給電量を制御す
る定圧制御手段、この定圧制御手段の定圧制御動作を無
効にして上記圧力検出手段の出力に無関係に上記ポンプ
モータへ給電する非定圧制御手段、及びこの非定圧制御
手段と上記定圧制御手段のいずれか一方の制御動作を選
択すべく切換える切換手段を備えたので、定圧制御する
ものにおいて確認が困難であった配管の水洩れや、ポン
プ特性の経年変化による低ドをisでき、信頼性が向上
する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の全体構成図、第2図は第1図の装置
の動作特性を示す特性図、第3図はこの発明の一実施例
を示すブロック図、第4図はその電気接続を示す回路図
、第5図、第6図はその動作を示すフローチャート、第
7図はその動作特性を示す特性図、第8図はその波形図
、第9図はこの発明の要部の動作を示すフローチャート
、第10図はその特性図である。 図中、(2)はポンプ、(3)はモードル、(13)は
圧力検出手段、(14)、(60) Fii量検出手段
、(15)は給電制御手段、(16)は給電開始手段、
(17)は定圧制御手段、(18)は給電停止手段、(
25)は制御装置、(60) Vi非非圧圧制御手段(
61)は切換手段である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の負荷に対して共通のポンプを使用する電気ポンプ
    において、ポンプ出力側の圧力変化に応動した信号を発
    生する圧力検出手段、この圧力検出手段から上記ポンプ
    出力側の圧力に応動した信号が入力され、上記ポンプ出
    力側の圧力がほぼ一定になるように変わるべく上記ポン
    プモータへの給電量を制御する定圧制御手段、この定圧
    制御手段の定圧制御動作を無効にして上記圧力検出手段
    の出力に無関係に上記ポンプモータへ給電する非定圧制
    御手段、及びこの非定圧制御手段と上記定圧制御手段の
    いずれか一方の制御動作を選択すべく切換える切換手段
    を備えた電気ポンプ。
JP19224284A 1984-09-13 1984-09-13 電気ポンプ Pending JPS6170184A (ja)

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JPS6170184A true JPS6170184A (ja) 1986-04-10

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ID=16288020

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19224284A Pending JPS6170184A (ja) 1984-09-13 1984-09-13 電気ポンプ

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JP (1) JPS6170184A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05164283A (ja) * 1991-12-06 1993-06-29 Esuteimu:Kk 集中分水栓

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05164283A (ja) * 1991-12-06 1993-06-29 Esuteimu:Kk 集中分水栓

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