JPS6314074Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧力スイツチ制御式ポンプ装置に係
り、特に吐出側流体通路内の流体圧力を圧力スイ
ツチにより検出しこの検出圧力信号に基づいて運
転制御される電動機によつて駆動されるポンプを
備えた圧力スイツチ制御式ポンプ装置に関する。

従来のこの種の圧力スイツチ制御式ポンプ装置
は、例えば井戸から揚水し給水口まで圧送する井
戸ポンプや、ボイラーにより高温化した温水を給
水口まで圧送する給湯ポンプなどとして周知であ
る。この圧力スイツチ制御式ポンプ装置は、一般
にポンプの吐出側流体通路内における水などの流
体圧力を圧力スイツチで検出し、この検出信号に
基づいて電動機を運転制御し、この電動機でポン
プを駆動するように構成されている。

さらに詳細に述べれば、ポンプの吸入部には吸
入管の一端が接続され、この吸入管の他端は、例
えば水などの流体を収容する流体源に接続されて
いる。この流体源は、例えば、ボイラーや井戸な
どが相当するものである。前記ポンプは、その吐
出部に、逆止弁を備える圧力検出緩衝装置を介し
て吐出側流体通路としての吐出配管が接続されて
いる。この吐出配管は流体の需要場所まで配管さ
れ、その先端に給水弁などの弁が接続されてい
る。前記吐出配管には、この配管内の流体圧力を
圧力検出緩衝装置を介して検出する圧力スイツチ
と、ウオータハンマ等流体の圧力変動を吸収でき
るとともに圧力スイツチの作用を有効ならしめる
ための膨張タンクとが接続されている。前記圧力
スイツチは、前記流体圧力を検出しこの検出信号
を制御装置に供給し、この検出信号に基づいてこ
の制御装置に接続された電動機の運転を制御する
ようになつている。そして、ポンプは、この電動
機によつて駆動されるようになつている。

このような圧力スイツチ制御式ポンプ装置によ
れば、低流量時になると、ポンプが運転されて流
体通路の流体圧力が圧力スイツチの上限設定圧
Puになると圧力スイツチが作動してポンプの運
転を停止し、そのまま流体需要場所で低流量の流
体を消費していると、流体通路の流体圧力が圧力
スイツチの下限設定値P_Lに達して圧力スイツチ
が作動し運転するというように、ポンプの起動停
止が頻繁に繰り返えされるという欠点があつた。

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、低流量の流体を供給しているときでも、ポン
プの起動・停止の頻繁なる繰り返しをなくして、
安定な動作をする圧力スイツチ制御式ポンプ装置
を提供するにある。

本考案は、上記目的を達成するために、流体通
路内の流体圧力を圧力検出緩衝装置を介して膨張
タンク及び圧力スイツチ導き、その流体圧力を圧
力スイツチで検出した結果に応じてポンプの起
動・停止を制御するようにしたものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
るが、その前に本考案の基礎となつた事項につい
て説明する。

第１図は本考案の基礎となつた圧力スイツチ制
御式ポンプ装置を一部断面で示す系統図である。

この図において、ポンプ１の吸入部２にその一
端を接続した吸入管３の他端は、例えば水などの
流体を収容する流体源４の下方に接続されてい
る。この流体源としては、例えばボイラーや井戸
などが相当するものである。前記ポンプ１は、そ
の吐出部５に逆止弁６を備える圧力検出緩衝装置
７を介して吐出側流体通路としての吐出配管８が
接続されている。この吐出配管８は流体の需要場
所まで配管され、その先端に給水弁などの弁９が
接続されている。前記吐出配管８には、この配管
８内の流体圧力を圧力検出緩衝装置７を介して検
出する圧力スイツチ１０と、ウオータハンマ等流
体の圧力変動を吸収できるとともに圧力スイツチ
１０の作用を有効ならしめるための膨張タンク１
１とが接続されている。前記圧力スイツチ１０
は、前記流体圧力を検出しこの検出信号を制御装
置１２に供給し、この検出信号に基づいてこの制
御装置１２に接続された電動機１３の運転を制御
するようになつている。なお、符号１４は電動機
１３等の電源である。この圧力スイツチ１０は、
吐出側流体通路としての配管８内を流れる流体の
圧力を検出するようになつており、流体圧力が上
限設定圧Puとなつた時に電動機１３を停止し、
前記圧力が下限設定圧P_Lとなつた時に電動機１
３を起動し運転するような電気信号１００として
検出し、この検出信号１００を制御回路１２に供
給して、電動機１３の運転を制御するようになつ
ている。このポンプ１の吐出口５から吐出される
流体は、逆止弁６およびオリフイス１５からなる
径路を介して配管８に供給されるようになつてい
る。前記オリフイス１５は、これに流体が流れる
と、その流量に応じてオリフイス１５の前後に圧
力差が発生するものであり、この圧力差を前記圧
力検出緩衝装置装置７に供給するようになつてい
る。

この圧力検出緩衝装置７は、前記オリフイス１
５の圧力差が一定値を越えたことを検出する圧力
検出部１６と、この圧力検出部１６の検出変位に
基づいて流体通路の流体圧力の伝達通路２０を閉
鎖する開閉手段１７とから構成されている。そし
て、この圧力検出緩衝装置７の開閉手段１７は、
オリフイス１５に発生する圧力差が一定値を越え
たことを検出部１６で検出した際に流体圧力の伝
達通路２０を閉鎖するとともに、前記圧力差が一
定値以下となつたことを検出部１６で検出した際
には第３の開口部２０を開放するような構造とな
つている。また、圧力検出緩衝装置７は、第１の
開口部１８をポンプ１の吐出部５に、オリフイス
１５の下流側の第２の開口部１９を流体通路とし
ての配管８に、第３の開口部（流体圧力伝達通
路）２０を前記圧力スイツチ１０に、それぞれ接
続できるような構成となつており、第４の開口部
２１は第２の開口部１９と連通するようになつて
いる。しかして、圧力検出緩衝装置７は、配管８
内を流れる流体の流量が一定値以下となつた時
に、その流体圧力を圧力スイツチ１０に伝達し、
これにより圧力を検出できるように配設されてい
るものである。上記圧力検出緩衝装置７の構造に
ついてさらに詳説すると、圧力検出緩衝装置７の
圧力検出部１６は、ポンプ１の吐出部５に接続さ
れる第１の開口部１８、配管８に接続される第２
の開口部１９、第３の開口部２０および第４の開
口部２１を設けた筐体２２と、この筐体２２を第
１の室２３と第２の室２４とにゴム等の弾性板２
５によつて分割し、これらの室２３及び２４に前
記オリフイス１５からの圧力差が印加されるよう
にし、かつ該弾性板２５とは分離して前記第１の
室２３に逆止弁６を設けて構成されている。ま
た、圧力検出緩衝装置７の開閉手段１７は、前記
弾性板２５を図示上方にオリフイス１５の圧力差
で移動させ、該弾性板２５の該第２の室側の面２
５Ｓを弁座３０に接触させることにより該伝達通
路としての第３の開口部２０を閉鎖し、かつオリ
フイス１５に圧力差がなくなつたときにコイルば
ね２６の付勢力により該弾性板２５を図示下方に
移動させ第３の開口部２０を開放するようにして
構成されている。さらに詳説すると、弾性板２５
には、第１の室２３側に図示の如く例えば４本の
脚部５０がそれぞれ設けられ、この脚部５０内の
別部品とした逆止弁６が図示上方向に移動自在に
配設されている。従つて、逆止弁６は、この脚部
５０内を図示上下方向に自由に移動可能である。
なお、弾性板２５は、脚部５０の代りに凹部とし
てもよく、この凹部中に逆止弁６が移動可能とな
るようにしてもよい。

なお、第４の開口部２１には、ストレーナ３１
が設けられている。

また、膨張タンク１１は、圧送される流体の一
部が流入するが、ゴム膜状でできたベロフラム３
２によつて密閉室３３と流路８側とが隔離されて
おり、密閉室３３内の圧力は水圧と等しくなるま
でベロフラム３２が可撓して膨張タンク１１内に
流体を流入させるようになつている。

上記構成になる圧力スイツチ制御式ポンプ装置
は、次のように作用するものである。

まず、圧力スイツチ１０の上限設定圧Puを1.0
〔Kg／cm²〕とし、その下限設定圧P_Lを0.7〔Kg／cm²〕
とする。また、配管８に接続される弁９が閉止
し、電動機１３が停止している状態にある時点か
ら説明する。

このとき上記状態において、逆止弁６は第１の
開口部１８を完全に閉塞しており、第２の室２４
は圧力スイツチ１０の上限設定圧Puに保たれて
いる。また、弾性板２５は、オリフイス１５によ
る圧力差がないので、コイルばね２６の作用によ
り逆止弁６側に移動している。このため、開閉手
段１７における弁座３０と弾性板２５の面２５Ｓ
とは所定の間隔を有して離隔しており、開口部２
０、第２の室２４もいずれも1.0〔Kg／cm²〕となる
ことになる。膨張タンク１１のベロフラム３２は
密閉室３３側に撓み、例えば約20〔c.c.〕の流体を
膨張タンク１１内に保有することになり、従つて
密閉室３３の圧力も１〔Kg／cm²〕である。

次に、弁９が開かれるとまず膨張タンク１１内
の流体が配管８を介して吐出され、流体通路内の
圧力が、圧力スイツチ１０の下限設定圧P_L＝0.7
〔Kg／cm²〕まで低下すると圧力スイツチ１０が動
作し電動機１３が運転され、当該流体がポンプ１
より吐出される。この流体がオリフイス１５を通
過すると、その前後で圧力差を生じることにな
る。この圧力差が第４の開口部２１を介して第２
の室２４に導かれ第１の室２３と第２の室２４と
の差圧となる。この差圧が弾性板２５に加わり、
前記弾性板２５は圧力差と弾性板２５との有効面
積を乗じた力をもつてコイルばね２６の付勢力に
抗して上方に押し上げられ、弾性板２５の面２５
Ｓを弁座３０に接触密着することにより開閉手段
１７を閉塞する。従つて開閉手段１７が閉塞中に
おいては、圧力スイツチ１０は、閉塞直前の圧力
に設定されたままとなるので、ポンプ１の運転時
における流体、圧力の影響を受けることがないも
のである。この結果、安定な流体の供給がなされ
るものである。

なお、弁９を閉止すると流体の流量がなくな
り、オリフイス１５からの差圧が弾性板２５に加
わらなくなるので、該弾性板２５はコイルばね２
６の付勢力で図示下方に移動することになり、こ
れにより開閉手段１７は直ちに開放されることに
なる。これに伴なつて圧力スイツチ１０には流体
通路としての配管８の圧力が供給され、伝達され
ることになる。これにより、配管８内の流体圧力
が上限設定圧Puを越えていれば直ちに、電動機
１３を停止させることになる。

なお、圧力スイツチ制御式ポンプ装置の圧力検
出緩衝装置７の動作を以下に簡単に説明する。

ポンプ１が運転を開始すると、まず弾性板２５
と逆止弁６とが押圧され、第３の開口部２０を閉
止する。逆止弁６の上方への移動距離は、流体流
量に応じた分だけであり、流量が少なくなつてく
ると、この逆止弁６は弾性板２５が上方にあるに
もかかわらず自重により下方に下がることとな
る。すなわち、逆止弁６は、流体中に浮いた状態
となり、４本の脚部５０により囲まれているた
め、横方向に移動しない。

一方、ポンプ１が停止する前の極く少ない流量
の時には、逆止弁６は、第１の開口部１８をほぼ
閉塞している状態になり、従つて、ポンプ１が停
止した直後は、直ちに逆止弁作用を果し、第１の
室２３及び第２の室２４は圧力が低下することが
なく、この結果、ポンプ１の不必要な起動停止が
発生することがなくなる。

しかしながら、本考案の基礎となつた圧力スイ
ツチ制御式ポンプ装置は、第３の開口部（流体圧
力伝達通路）２０から圧力スイツチに至る通路
に、体積膨張させる要素がまつたくなかつたた
め、低流量時に、第２の室２４の圧力が既に圧力
スイツチ１０の上限設定値Puより高くなつてい
るときに、弾性板２５の面２５Ｓと弁座３０との
接触部分から極微小の漏洩があつても、第２の室
２４の圧力によつて圧力スイツチ１０が動作し、
ポンプ１の運転を停止してしまう。しかして、直
ちに、第２の室２４の圧力は、下限設定値P_Lに
達し、圧力スイツチ１０を作動させてポンプ１を
運転する。そして、ポンプ１が運転されると、上
記の如く再度動作してポンプが停止するというよ
うに、ポンプ１が頻繁に起動停止を繰り返すこと
になる。

そこで、本考案は、第２図に示すように構成し
たものである。

第２図は本考案に係る圧力スイツチ制御式ポン
プ装置の一実施例を一部断面で示す系統図であ
る。第２図に示す実施例において、第１図と同一
構成要素には同一符号を付してその説明を省略す
る。

本考案に係る実施例が第１図と異なるところ
は、流体通路としての配管８内の流体圧力を該圧
力検出緩衝装置７の開閉手段１７を介して流体の
圧力変動を吸収する膨張タンク１１１及び圧力ス
イツチ１０に導き、その流体圧力を該圧力スイツ
チ１０で検出できるようにし、かつ流体通路とし
ての配管８に接続された膨張タンク１１を省略し
た点にある。

すなわち、該圧力検出緩衝装置７は、その筐体
２２における第３の開口部２０の圧力スイツチ１
０を取り付ける部分を延設し、この延設した部分
に膨張タンク１１１を固設し、かつ圧力スイツチ
１０に導く圧力を該膨張タンク１１１にも導くよ
うにしたものである。そして、この膨張タンク１
１１は、前記膨張タンク１１と全く同一の構成を
有しており、ゴム膜状のベロフラム１３２が密閉
室１３３に設けられて構成されている。

上述のように構成された本実施例の圧力スイツ
チ制御式ポンプ装置によれば、前記弾性板２５の
面２５Ｓと弁座３０との接触不良等により、極く
わずかの流体の漏洩れが生じたとしても、その漏
洩した流体は、まず該膨張タンク１１１に蓄積さ
れるため、圧力スイツチ１０はその圧力変動を感
知することがない。そして、該膨張タンク１１１
に所定量の流体が蓄積されたのち、始めて圧力ス
イツチ１０は、流体通路としての配管８内の圧力
を感知するため、低流量であつても停止するまで
の時間が遅延されることになる。

従つて、ポンプ１が低流量の運転状態となつて
も、頻繁なる起動停止がなくなり安定した運転が
できる利点がある。

他の実施例では、圧力スイツチ１０によりポン
プ１を停止させる際に、圧力スイツチ１０が上限
設定値Puを検出しても、タイマを用いてポンプ
１を停止させる時間を遅延させる手段を用いてい
るものがあつた。本考案の他の実施例としては、
さらに、膨張タンク１１を第１図のように設け
て、二つの膨張タンク１１及び１１１の作用によ
り、より確実に安定した運転状態を得ると共に、
該膨張タンク１１の容量を大きくして、所定の遅
延時間を得るようにしてもよい。

このようにすると、タイマを用いる必要がな
く、小容量の膨張タンクによつて所定の遅延時間
が得られ、かつ安定な運転が可能となる。

以上述べたように本考案によればポンプの起動
停止の繰り返しを確実に防止できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基礎となつた圧力スイツチ制
御式ポンプ装置を一部断面で示す系統図、第２図
は本考案に係る圧力スイツチ制御式ポンプ装置の
一実施例を一部断面で示す系統図である。 １……ポンプ、６……逆止弁、７……圧力検出
緩衝装置、８……配管、９……弁、１０……圧力
スイツチ、１２……制御装置、１３……電動機、
１５……オリフイス、１６……圧力検出部、１７
……開閉手段、２２……筐体、２５……弾性板、
５０……脚部、１１１……膨張タンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体圧力を検出できる圧力スイツチと、この圧
   力スイツチからの検出信号に基づき運転が制御さ
   れる電動機と、この電動機によつて駆動されるポ
   ンプと、このポンプから吐出される流体の吐出側
   流体通路となる部分に設けられるオリフイスを含
   み、このオリフイスに発生する圧力差を検出でき
   る圧力検出部及びこの圧力検出部から検出変位に
   より流体通路の流体圧力の伝達通路を開閉する開
   閉手段を備えてなる圧力検出緩衝装置と、流体の
   圧力変動を吸収できる膨張タンクと、を備え、該
   圧力検出緩衝装置の開閉手段を介して流体通路内
   の流体圧力を該膨張タンク及び該圧力スイツチに
   導き、その流体圧力を該圧力スイツチで検出でき
   るようにしたことを特徴とする圧力スイツチ制御
   式ポンプ装置。