JPS63117198A - ポンプ装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、流量検出手段の出力に基いてポンプモータを
オン、オフ制御してなるポンプ装置に関する。

（ロ）従来の技術 本発明に先行する特公昭６１−２８８３９号公報に記載
された従来の技術では、ポンプ本体部の吐出側配管に流
量検出手段を設゛けているが、前記流量検出手段は前記
吐出側配管に抵抗弁を介在しその前後の圧力差をグイヤ
フラム及び各種レバー等を介して機構的に検出する構成
となっているため、前記抵抗弁の分だけ抵抗損失が大と
なりポンプ負荷が増大する欠点、前記流量検出手段の動
作点の変更が機構的故に困難となる欠点がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前述の欠点を解消し、配管内の抵抗損失を小さ
くすると共に流量検出手段の動作点の変更設定の簡単な
ポンプ装置を提供するものである。

（ニ）　問題点を解決するための手段 本発明は、ポンプ本体部の吐出側に流量検出手段と圧力
検出手段を設け、前記両検出手段の出力に基いてヂンプ
モータをオン、オフ制御してなるものにおいて、 前記流量検出手段は、吐出側配管に内設した水車と、該
水車の翼片の回転軌跡上をセンサ光が横切るように設置
した一対の発光素子及び受光素子からなる光センサと、
を備えたものである。

（ホ）作用 本発明によれば、吐出側配管に水が流れていない場合は
水車は停止しており、光センサはオン状態又はオフ状態
を継続し状態が変化しない、吐出側配管に水が流れてい
る場合は水車が回転しその翼片によってセンサ光が断続
され従って光センサはオン、オフ状態をくり返すように
なる。また、流量が変化すると、水車の回転速度が変化
し、従っ℃光センサのオン、オフ状態のくり返し速度も
変化する。

（へ）実施例 次に本発明の一実施例について説明する。

第１図において、（１）はポンプ本体部で、ポンプモー
タ（２）（後記する）により駆動きれるウェスコ型のイ
ンペラをケーシング部に収納してなる。

（３）はポンプ本体部（１）に接続した吸込側配管で、
逆止弁（４）を介設している。（５）はポンプ本体部（
１）に接続した吐出側配管、〈６）は吐出側配管（５）
に連通した圧力検出手段としての圧力センサ、（７）は
流量検出手段、（８）は吐出側配管（５）に接続した小
容量の圧力タンク、（９）は吐出側配管（５〉の先端部
に設けた吐出水栓である。

第２図において、（１０）は制御手段で、前記流量検出
手段（７）及び前記圧力センサ（６）の出力に基いて前
記ポンプモータ（２）をオン、オフ制御する。　（１１
）はチャタリング状態を判別する判別手段で、前記雨検
出手段（６）（７）の出力に基いて判別１°る。　（１
２）はチャタリング状態等の報知手段で、前記判別手段
（１１）の出力に基いて報知する。

第３図において、（１３）は前記制御手段（１０）をそ
の内部にプログラム構成したマイコンで、端子（Ａ２）
には前記圧力センサ（６）のスイッチ部（６ａ）を接続
し、端子（Ｇ１）には前記流量検出手段（７）のスイッ
チ部（７ａ）を接続している。　（１４）は前記制御手
段〈１０）の制御回路部（１５）を構成するフォトダイ
オードで、マイコン（１３）の駆動用出力ボート（ＧＯ
）に接続している。　（１６）は前記制御回路部（１５
）のフォトダイオード（１４）にカップリングしたフォ
トトライアックで、スイッチング回路部（１７）のトラ
イアック（１８）のゲート回路を構成している。　（１
９）は直流電源回路部で、降圧用トランス（２０）、！
Ｉ流子（２１）及びＲＣ平滑回路（２２）を有して、５
ボルドと７ボルトの電圧を各所に給電している。　（２
３）は割り込み信号回路部で、端子（ＩＮＴ）に割り込
み信号を入力して所望時にマイコン（１３）の実行状態
を中断させる。（２４）はリセット回路部で、種々の故
障によりポンプモータ（２）が停止された場合に、その
リセ・／トポタン（２５）を手動操作することにより前
記ポンプモータ（２）を起動可能にするものである。　
（２６ａ）（２６ｂ）（２６ｃ）（２６ｄ）は前記報知
手段〈１２）の主要部を構成するフォトダイオードで、
ボート（ＥＯ）（Ｅｌ）（Ｅ２）（Ｅ３）を介してマイ
コン（１３ンの内部の点灯回路部（２７）に接続してい
る。報知手段（１２）では、前記判別手段（１１）の出
力に基いて前記点灯回路部（２７）が各フォトダイオー
ド（２６ｇ）（２６ｂ）（２６ｃ）（２６ｄ）を選択的
に点灯し点灯状態の組合せのよって種々のポンプ状態を
視覚的に表示する０例えばチャタリング状態の場合は、
各フォトダイオード（２６ａ）（２６ｂ）（２６Ｃ）（
２６ｄ）をそれぞれオフ、オン、オフ、オンと組合せ表
示す２゜ 次に前記制御手段（１０）の構成について説明する。

第４図乃至第６図において、（２８）は前記制御回路部
（１５）等の出力に基いて動作する前記ポンプモータ（
２）の駆動回路部である。前記制御回路部（１５）は前
記圧力センサ（６）と前記？、ｌＥ　ｉ検出手段（７）
の出力に基いてポンプモータ（２）をオン、オフ制御す
る。前記制御回路部（１５）では、０２以上の水量にお
いてはポンプモータ（２）を第６図（ａ）に示すように
連続運転、Ｑ３〜Ｑ２の水脈の範囲においては第６図（
ｂ）に示すようにｉｎ検出手段（７）の出力に基いてポ
ンプモータ（２）を制御すべくプログラム構成されてい
る。　（２９）は前記流量検出手段（７）と前記圧力セ
ンサ（６）に接続したタイマー回路部である。タイマー
回路部（２９）は流量検出手段（７）の流量非検出信号
（Ｓｌ）に基い−Ｃ作動して第６図（Ｃ）に示すように
所定のタイマー時間（Ｔａ）だけオン状態を継続する。

前記流量検出手段（７）は流量が２ｊ！／分より小さく
なったときに流量非検出信号を発するように設定きれて
いる。

（３０）は前記タイマー回路部（２９）によるタイマー
運転時において使用水量を検出する検出回路部で、具体
的には所定時間（Ｔｓ）内のポンプモータく２）の起動
回数を検出する。前記水栓（９）の開度が小さく使用水
量が少ないときにはポンプモータ（２）のオフ時間（Ｔ
ｏｆ）が長くなり前記起動回数が少なくなり、従ってこ
の少ない起動回数を検出することにより間接的に少ない
流量を検出できる。逆に水栓（９）の開度が大きく使用
水量が多いときにはポンプモータ（２）のオフ時間（丁
ｏｆ）が短くなり前記起動回数が多くなり、従ってこの
多い起動回数を検出することにより間接的に多い流量を
検出できる。前記検出回路部（３０）に関しては前記起
動回数に代えて前記オフ時間（Ｔｏｆ）を検出すること
により間接的に流量を検出するものも実施される。

＜３１）は前記検出回路部（３０）で検出した起動回数
又はオフ時間（Ｔｏｆ）に基いてこれらを基準値と比較
して前記ポンプモータ（２）の運転方式を前記タイマー
回路部（２９）のよるタイマー運転と前記圧力センサ（
６）による圧力セン゛す運転との間で選択する選択回路
部で、具体的には、前記起動回数が多く前記オフ時間（
Ｔｏｆ）が短かいとき即ち使用水量の多いときには前記
タイマー運転を選択し、逆に前記起動回数が小さく前記
オフ時間（Ｔｏｆ）が長いとき即ち使用水量の少ないと
きには圧力センサ運転を選択する。前記タイマー運転と
前記圧力センサ運転の選択基準値は具体的には１０秒で
あり、この１０秒基準値より前記オフ時間（Ｔｏｆ）が
長いときには前記タイマー運転が継続され短いときには
第６図（ｄ）に示すように圧力センサ運転に切換えられ
る。前記タイマー運転によるオン時間（Ｔａ　）は具体
的には１５秒に設定されている。この選択回路部（３１
）では、その選択結果に基いて前記駆動回路部（２８）
を介して前記ポンプモータく２）を駆動する。

前記チャタリング状態判別手段（１１）は、第６図（ｃ
）に示すタイマー運転時（流量が流量検出手段の非検出
点以下の運転時）において前記ポンプモータ（２）のオ
フ時間（丁ｏｆ）が所定値（Ｔｔ＋）（３秒）より短く
第７図に示すようにこの短いオフ時間く丁Ｏｆ〉の断続
運転（ＣＹ）が所定回数（Ｎｔ）（１０回）以上くり返
された場合に、チャタリング状態と判別すべくプログラ
ム構成しである。

而して前記流量検出手段（７）は第８図及び第９図に示
すように、吐出側配管（５）に内設した水車＜３２）と
、該水車〈３２）の翼片（３３）の回転軌跡上をセンサ
光（３４）が横切るように設置した一対の発光素子（３
５）及び受光素子（３６）からなる光センサ（３７）と
、を備えている。前記水車（３２）は、その側方から水
流の押圧作用を受けるようにその枢支軸（３８）を前記
吐出側配管（５）に略直交させた状態でこの吐出側配管
（５）に取付けられている。前記枢支軸（３８）は、前
記吐出側配管（５）にその一端開口から挿入してこの吐
出側配管（５）に溶接等により取着されると共に、前記
吐出側配管（５）に対して偏芯させて前記吐出側配管（
５）の中心部の最高速度の水流が集中的に翼片（３３）
に押工作用するようになっている。前記発光素子（３５
）及び前記受光素子（３６）に関しては、それぞれフォ
トダイオード及びフォトトランジスタで形成され、前記
吐出側配管（５）にそれぞれの機能部゛を配管内に露呈
した状態で埋設きれるものも、また前記吐出側配管（５
）の内壁に取着されそのリード線（図示しない）を前記
吐出側配管（５）から導出してなるものも実施される。

前記流量検出手段（７）では、前記吐出側配管（５）に
水流が殆んど存在しない場合には水車（３２）は停止す
るか又は低速でしか回転せず、フォトトランジスタ（３
６）のオンオフ回数は所定値以下になり、マイコン（１
３）の端子（Ｇｌ）の入力パルス信号も所定値以下にな
り、この少ないパルス信号を計測することでマイコン（
１３）によって所定流量非検出と判断されるようになっ
ている。また、前記吐出側配管（５）に所定以上の水流
が存在する場合には前記水車（３３）が比較的高速で回
転し、フォトトランジスタ（３６）のオンオフ回数は所
定値以上になり、端子（引）の入力パルス信号も所定値
以上（具体的には１秒間に１０個以上）になり、このパ
ルス信号を計測することでマイコン（１３）によって所
定流量検出と判断きれるようになっている。また、マイ
コン（１３）では所定時間に対応するパルス数を計測す
ることで流量の変化を連続して検出でき、従って流量を
比較検知する基準データをプログラム変更するだけのａ
ｍな電気的操作で前２！流量検出手段（７）の動作点流
量を変更設定できる。

前記ポンプ装置では、第５図に示すように、使用水量が
Ｑ２より多い場合には、ポンプモータ（２）は連続運転
される。

使用水量がＱ２より減少した場合には、圧力センサ（６
）のオフ信号に基いて流量に基く運転が開始きれ、ポン
プモータ（２）は圧力センサ（６）でオン、流量検出手
段（７）でオフされるようになる。

使用水量がＱ３より減少した場合には、流量検出手段（
７）の流量非検出信号（Ｓｌ）に基いてタイマー回路部
（２９）が作動して、タイマー運転が開始され、ポンプ
モータ（２）は圧力センサ（６）でオンきれるもののそ
のオン時間（Ｔａ）はタイマー回路部（２９）により所
定の長時間に規制され、従ってポンプモータ（２）は頻
繁にオンオフすることが防止ξれる。

更に便用水量がＱ４より減少した場合には、ポンプモー
タ（２）のオフ時間（Ｔｏｆ）は長く、起動回数は多く
なり、このオフ時間又は起動回数に基いて前記選択回路
部（３１）におい工匠カセンサ運転が選択され、タイマ
ー回路部（２９）からの１２号は停止し、よってポンプ
モータ（２）はそのオン時間が圧カセンザ（６）によっ
て間歇的に短かく規制される。従ってポンプモータ（２
）はタイマー運転の場合に比較して短かい時間で停止し
て通電時間率［τｏｎ／（Ｔｏｎ＋　Ｔｏｆ）］を小き
くして消費電力を節約する。

前記タイマ運転時において、圧力センサ（７）又は圧カ
クンク（８〉の不良等により前記ポンプモータ（２）の
オフ時間（Ｔｏｆ）が３秒より短かくなりこの短かいオ
フ時間の断続運転（ＣＹ）が１０回以上くりｉすれた場
合には前記判別手段（１１）によりチャタリング状態が
判別され報知手段（１２）により報知きれる。

（ト）　発明の効果 本発明は以上のように構成きれたから、吐出側配管内の
流量は、流れに沿って動作する水車で検出きれるように
なり、従ってポンプの配管内の負荷を軽減して運転効率
をアップできる。また、流量の多少によって水車の回転
速度、更には光センサのオン、オフ速度も変化するので
、この光センサの所定時間に対応するオン、オフ信号を
計数することで流量の変化を連続して検出でき、従って
流量を比較検知するマイコン等のデータをプログラム変
更するだけの簡単な電気的操作で任意容量のポンプ本体
部に対しても流量検出手段の流量動作点を変更設定する
ことで対処できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の一実施例を示し、第１図は
水路図、第２図は全体の構成図、第３図は電気回路図、
第４図は制御手段の構成図、第５図は揚水特性図、第６
図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は使用水量に対応して変化
するポンプの各動作の説明図、第７図はチャタリング状
態のポンプ動作の説明図、第８図は流量検出手段の正面
方向からみた構成図、第９図は流量検出手段の上面方向
からみた構成図である。 （１）・・・ポンプ本体部、（２）・・・ポンプモータ
、（５）・・・吐出側配管、（６）・・・圧力センサ、
（７）・・・流量検出手段、（３２）・・・水車、＜３
３）・・・翼片、（３４）・・・センサ光、（３５）・
・・発光素子、（３６）・・・受光素子、（３７）・・
・光センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ポンプ本体部の吐出側に流量検出手段と圧力検出手
   段を設け、前記両検出手段の出力に基いてポンプモータ
   をオン、オフ制御してなるものにおいて、 前記流量検出手段は、吐出側配管に内設した水車と、該
   水車の翼片の回転軌跡上をセンサ光が横切るように設置
   した一対の発光素子及び受光素子からなる光センサと、
   を備えたことを特徴とするポンプ装置。