JPS63235693A - ポンプの制御装置 - 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】 くイ）　産業上の利用分野 本発明は、温度が低下したときにポンプモータをマイフ
ンにより通断電制御して発熱させ、この熱によりポンプ
ケーシングを保温するポンプの制御装置に関する。

（ロ）　従来の技術 本出願人が特願昭６１−１０７３０７号で出願した従来
の技術では、凍結の危惧のある場合、ポンプモータを所
定周期毎に通断電制御することで発熱許せてポンプケー
シングを保温しているが、保温熱量のアップのために前
記ポンプモータの通断を電流の波形振幅を大きく設定し
ており、この波形振幅の大さい突入電流のためにモータ
騒音が大きくなると共にノイズによる照明のちらつき等
を生じる欠点がある。

（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、保温熱量を低下させることなしに、ポン
プモータの突入電流の波形振幅を低減してモータの騒音
及び照明のちらつき等を防止するものである。

（ニ）　　問題点を解決するための手段本発明は、保温
用電気ヒータの近傍に設置したポンプケーシングと、該
ポンプケーシングに対して熱伝達の良好な状態で設けた
ポンプモータと、該ポンプモータの近傍に設けた温度セ
ンサと、該温度センサの出力に基いて前記ポンプモータ
を通断電制御するマイコンとを備えたものであって、前
記マイフンは、前記温度センサにより所定値以下の温度
が検出されたとき、商用’ｉｆＲ周波数に同期した割込
み信号にて、前記ポンプモータを所定周期毎に通電して
発熱さけ且つ前記保温用電気ヒータを連続通室して発熱
させるべく構成してなるものである。

（ホ）作用 本発明によれば、ポンプモータの通断電電流の波形振幅
を低減することで保温熱量が減少しても、その減少分が
電気ヒータで補なわれ、従って保温熱の総計量は減少し
ない。

（へ）　実施例 次に本発明の一実施例について説明する。

第１凶において、（１）はポンプ本体部で、具体的には
、ポンプモータ（２）（後記する）及びポンプケーシン
グ（図示しない）等から構成され、前記ポンプモータ（
２）及び前記ポンプケーシングは他部品と共に収納カバ
ーで覆われている。またポンプモータ（２〉はその回転
軸に取着したウエヌコ型インペラー等を介して熱伝達の
良好な状態で前記ポンプケーシングに連結している。（
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）は断水等により水位
が所定値以下であることを検出する低水位検出センサ、
（６）はポンプ本体部（１）に接続した吐出側配管、（
７）は吐出側配管（６）に設けた圧力センサ、（８）は
流量センサ、（９）は吐出側配管（６）に接続した圧力
タンク、（１０）は吐出側配管（６）の先端部に設けた
吐出水栓である。

第２図において、（１１）はポンプの制御装置の主要部
を構成するマイコンで、中央処理装置（１２）、メモリ
（１３）、更にはこのメモリ〈１３）に設けたリードオ
ンリーメモリ（１４）を有している。このマイコン（１
１）の機能については後述される。

（１５）は商用電源に接続した電源回路部で、前記ポン
プモータ（２）に直列接続したスイッチング回路部（１
６）を有している。スイッチング回路部（１６）は交流
電流制限素子とし−〔のトライアック（１７）等により
形成され、このトライアック（１７）のゲート側のフォ
トトライブック（１８）を介してオン、オフされる。

（１９）は前記スイッチング回路部（１６）に制御信号
を送る制御回路部で、マイコン（１１）の駆動用出力ポ
ート（ＧＯ）に接続されると共に、フォトダイオード（
２０）を有し、て前記スイッチング回路部（１６）のフ
ォトトライアック（１８）とカップリングされている。

（２１）は直流′Ｉｌ源回路部で、降圧用トランス（２
２）、整流子（２３）及びＲＣ平滑回路（２４）を有し
て、５ボルトと７ボルトの電圧を各所に給電する。

（２５）は割込信号回路部で、降圧用トランス（２２）
を経て入力端子０には第３図（ａ）に示すように半波整
流きれた電流（ＶＩ）を入力し、積分回路（２６）及び
トランジスタ（２７）を経て出力端（２８）に第３図（
ｂ）に示すように方形波状の割込み信号（Ｖ＋ｓｔ）を
出力し、この商用電源周波数に同期した割込み信号（ｖ
ＩＮＴ）をボート（ＩＮＴ）に入力している。

（２９）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、そのリセットボタン
（３０）を手動操作することによりポンプモータ（２）
を起動可能にするものである。

（３１）は前記ポンプモータ〈２〉の過電流を検出する
過電流検出回路部で、前記ポンプモータ（２）のｔ流値
をカレントトランス（３２）で検出して、このトランス
（３２）の２次側端子（ｂｌ）（ｂ２）に接続したｔ流
子（３３）及びＲＣ平滑回路（３４）を介してコンパレ
ータ〈３５）のプラス側端子に電流値の比例電圧を入力
し、この比例電圧をマイナス側に入力する基準値として
の電圧信号と比較して過電流を判定する。この基準値と
しての信号はシダー抵抗（３６）から出力端子（ｅ）を
介して入力する。この過電流検出回路部（３１）では、
前記リードオンリーメモリ（１４）に記憶されている過
電流基準値に基いて出力ポート（ＤＯ）〜（Ｄ２）及び
（ＦＯ）〜（Ｆ３）から電流データを順次出力し−Ｃラ
ダー抵抗（３６）を通じて階段状電圧を発生し、この基
準信号としての階段状電圧と前記ポンプモータ（２）の
電流値に、比例したカレントトランス（３２）からの電
圧とを比較し、階段状電圧値が小さくなった時コンパレ
ータ（３５）の出力は高レベルとなり同時にこの高レベ
ル言分がマイコン（１１）のボート（ＡＯ）に入力して
、マイコン（１１）によりポンプモータ（２）の過を流
が判定、検出きれる。

（３７）は表示装置で、フォトダイオード（３８ａ）（
３８ｂ）（３８ｃ）（３８ｄ＞を有してボート（Ｅ　Ｏ
）（Ｅ　１）（Ｅ　２）（Ｅ３）を介してマイコン（１
１）の内部の駆動部（３９）に接続している０表示装置
（３７）ではマイコン（１１）の出力に基いて駆動部（
３９）が各フォトダイオード（３８ａ）（３８ｂ）（３
８ｃ）（３８ｄ）を選択的に点灯し点灯状態ノ組合せに
よって保温運転、空転、締切運転等の種々の状態を区励
して表示する。使用者はその表示状態をその説明書に対
照して、トラブルの種類及びそのトラブルに対する処理
方法を簡単に知ることができる。

（４０）は温度検出回路部で、ポンプモータ（２）の近
傍に配置され雰囲気温度を検知する温度センサ（４１）
とコンパレータ（４２）を有し、温度センサ（４１）の
温度信号を分割抵抗（４３）との接続部からコンパレー
タ（４２）のマイナス側に入力し、この温度信号をプラ
ス側に入力する基中値信号と比較して保温の必要な温度
等を検出する。前記基ｉｓ値傷信号ラダー抵抗（３６）
から出力端子（ｅ）を介して入力する。この温度検出回
路部（４０）では、マイコン（１１）のリードオンリー
メモリ（１４）に記憶されている種々の温度基準値に基
いてそれぞれに対応して出力ボート（ＤＯ）〜（Ｄ２）
及び（−〇）〜（Ｆ３）から温度データ［７Ｆ（Ｈ）、
７（Ｈ）、・・・Ｄｏ（Ｈ）コを順次出力してラダー抵
抗（３６）を通じて階段状電圧を発生し、この基準値信
号としての階段状電圧とポンプの雰囲気温度に対応した
電圧とを比較し、階段状電圧値が小さく変転したときコ
ンパレータ（４２）の出力は高レベルとなり同時にこの
高レベル信号がマイコン（１１）のボート（Ａ１）に入
力してマイコン（１１）により保温の必要な温度等の種
々の温度を検出する。具体的には、保温の必要な２℃以
下の温度、後述のように保温運転モードから正常運転モ
ードへ移行きせるときの９°Ｃ以上の温度等を検出する
。

（４４）は自動切換スイッチ部で、前記圧力センサ（７
）、前記流量センサ（８）及び前記低水位センサ（５）
のそれぞれに対応するスイッチ部（７ｍ＞（８ａ）（５
ａ）を有している。

（４５）は手動操作切換スイッチ部で、使用者により手
動操作される各種切換スイッチ（４６）（４７）（４８
）を有している。切換スイッチ（４６）は交流電源の５
０／６０Ｈｚを切換えるものであり、切換スイッチ（４
７）〈４８）ポンプケーシングの容量に応じて切換えら
れるものである。切換スイッチ（４７）（４ｇ）はその
開閉の組合せにより第４図に示すようにポンプケーシン
グの存置の異なる４種類のポンプ機種（Ｐ　Ｌ　Ｌ）（
ＰＬ）（ＰＭ＞（ＰＳ）に対応できるように構成されて
いる。また前記リードオンリーメモリ（１４）には前記
４８１Ｍの容置機種（Ｐ　Ｌ　Ｌ　）（Ｐ　Ｌ　）（Ｐ
　Ｍ）（ＰＳ）に対応する保温カウンター値（Ｃ）を記
憶しである。この保温カウンター値＜Ｃ＞は前記４種類
の容量機１１ｉ（Ｐ　Ｌ　Ｌ）（Ｐ　Ｌ）（ＰＭ）（Ｐ
　Ｓ）に対応してそれぞれ異なった保温ｌ流を供給する
ためのもので、その詳細は後述される。更にマイコン（
１１）は、入力ボート（Ｃ２バＣ３）から入力する前記
切換スイッチ（３６）（３７）の４通りの組合せ信号の
それぞれに対応して所定の保温カウンター値（Ｃ）を選
択し、この保温カウンター値（Ｃ）に基いて後述のよう
に信号処理してその出力によって前記制御回路部（１９
）及び前記スイッチング回路部（１６）を介して前記ポ
ンプモータ（２）を通断電制御すべく構成しである。

前記マイコ＞　（１１）はその保温運転制御に関連して
以下のようにプログラム構成しである。

前記マイコン（１１）では、第５図（ｓｉ）に示すよう
にフローチャート処理■で電源投入時に正常運転＜ｍ本
運転）モードの設定を行い、またポンプモータ（２）へ
供給される保温電流の通断電の１周期を決定する保温カ
ウンターをリセットする。保温カウンターは、商用ｔＲ
周波数の１サイクル分をオン時間としてまたその後のＣ
０１１サイクル分をオフ時間としてカンウドするよう構
成しである。

ＣＯＦＦサイクル数は前記保温カウンター値（Ｃ）に基
いて前記ポンプ機ｍ（ＰＬＬ）（ＰＬ＞（ＰＭ）（ＰＳ
）の各保温容量に対応（、て決定される０例えば中間の
保温容ｉｔ機種（ＰＭ）に対しては、前記保温カウンタ
ー値（Ｃ）は２５サイクルに記憶されており、この保温
カウンター値（Ｃ）からオンの１サイクルを除いた２４
サイクルがＣ０１Ｆサイクル数となる。ｉｓ周波数をｆ
ｃとすると、ポンプモータ（２）のオン時間ｔｏｎは、 ｔｏｎ＝　１　／　ｆｃ　（ｓｅａ　）のように示され
る。

またポンプモータ（２）のオフ時間ｔ。ＦＦは、ｔｏｒ
ｒ−１／ｆｃＸ　Ｃｏｖｖ−１／　ｆｃＸ　（Ｃ−１）
（ｓｅｅ　）のように示される。

続いて処理■では現行の運転状態が正常運転なのか保温
運転なのかを判定し、もし、正常運転であるなら前記温
度センサ（２９）の検出温度が２℃以下であるかどうか
確認し、２°Ｃ以下であれば正常運転モードから保温運
転モードへ移行し保温モードを設定する。２℃以上であ
れば正常運転モードを継続する。また、もし現行運転状
態が保温運転の場合は検出温度が９°Ｃ以上であるかど
うか確認し９℃以上であれば保温運転モードから正常運
転モードへ移行して正常モードを設定する。尚９℃以下
であれば保温運転モードを継続する。斯様に決定した運
転モードの結果処理■で保温運転と判定されるとマイコ
ン（１１）では商用電源周波数に同期した前述の割込み
信号（ＶＩＮ？）の入力するのを待ち、第５図（ｂ）に
示す処理■へ移る。処理■では保温カウンターを確認し
カウンター値が０になったときに各種ポンプ機種（ＰＬ
Ｌ）（ＰＬ）（ＰＭ）（ＰＳ）のいずれかの保温容量に
対応する保温カウンター値（Ｃ）をリードオンリーメモ
リ（１４）から読み出して設定する。処理■では設定し
た保温カラ）・ター値（Ｃ）を減算しカウンター値が１
まで減算されたときにポンプモータ（２）を商用電源周
波数の１サイクル分だけオンし、次の割込み信号（Ｖ１
８．）でカウンター値直が０になったときにポンプモー
タ＜２　）奪オフし、このオフ状態を次回のカウンター
値がＣから１に減算されるまで継続する。この処理■に
関連してマイコン（１１）の出力ポート（ＧＯ）からは
第３図（Ｃ）に示すような制御信号（Ｖ。Ｌｌ？＞が出
力され、この制御信号（■。Ｕ？）はカウンター値がＣ
か６１まで減算される間の（Ｃ−１）サイクル分だけ高
レベルとなり、その後のカウンター値の１サイクル分だ
け低レベルとなり、この低レベル信号毎に前記フォトダ
イオード（２０）が導通、点灯し更にスイッチイング回
路部（１６）がオンし、従ってポンプモータ（２）は、
商用電源周波数が所定の保温カウンター値＜Ｃ）分だけ
カウントされる所定周期Ｔｃ毎に、（Ｃ−１）サイクル
分だけオフで１サイクル分だけオンの通断電制御がなさ
れる。

而して前記制御回路部（１９）は、第２図に示すように
、前記７オトダイード（２０）と７ボルト直流電源端子
の間に、保温用電気ヒータ（４９）の接続スイッチ（５
０）を介設している。前記保温用電気ヒータ（４９）は
、ポンプケーシングの近傍に設置され、このポンプケー
シングに保温熱を作用させる。前記接続スイッチ（５０
）は単極双頭スイッチで構成され、接点（Ｓｌ）に手動
切換えした場合には前記ポンプモータ（２）だけを通電
可能とし、接点（Ｓｌ）に手動切換えした場合には前記
ポンプモータく２）及び保温電気ヒータ（４９）の両者
に通電可能とする。前記接続スイッチ（５０）を接点（
Ｓｌ）に切換えると、トランジスタ（５１）が前記フォ
トダイオード（２０）を介して出力ポート（Ｇｏ）に接
続され、該出力ポート（ＧＯ）から前述の保温運転モー
ド時に第３図（Ｃ）に示すような制御４６号（ＶＯＵ？
）が前記トランジスタ（５１）に作用して、該トランジ
スタ（５１）が断続的にオンとなり、該トランジスタ〈
５１）にベース接続したトランジスタ（５２）も断続的
にオンとなり、該トランジスタ〈５２）の高速なオン、
オフにより電磁リレー（５３）が励磁電流が供給され、
該電磁リレー（５３）がオン状態を継続することにより
そのリレー接点＜５３ａ）が閉成し５、従って保温用電
気ヒータ（４９）は発熱するようになる。　（５４）は
安全スイッチとしてのトランジスタで、保温運転モード
時だけ前記保温用電気ヒータ（４９）に通電可能とする
ものである。トランジスタ（５４〉では、具体的にその
ベース側の入力端子（ｅ　２）（ｅ　３）を前記表示装
ｌｉ！　（３７）の出力ポート（Ｅ２）（Ｅ３）に接続
し、該出力ポート（Ｅ２）（Ｅ３）から保温運転モード
時に少なくともその一方から出力される高レベル信号に
基いてこのトランジスタ（５４）が遮断され、該トラン
ジスタ（５４）がオフすることで前記トランジスタ（５
２）を通電可能とし、該トランジスタ（５２）に連動す
る前記保温用電気ヒータ（４９）も通電可能とする。

前記ポンプの制御装置では、水栓（１０〉が開かれてポ
ンプ本体部（１）の圧力が低下すると、圧力センサ（７
）が作動し工それに基いてマイコン（１１）の出力ポー
ト（ＧＯ）の制御回路部（１９）が導通し、電源スイッ
チング回路部〈１６）がオンとなりポンプモータ（２〉
が作動する。

水栓（１０）が閉じられて流量がなくなると流量センサ
（８）が作動してそれに基いて制御回路部（１９）が非
導通となり、ポンプモータ（２）も停止する。

吸込側の水位が低下した場合には、低水位スイッチく５
）が作動して制御回路部（１９）が非導通となりポンプ
モータ（２）は起動不能になる。

また前記制御装置は、検出温度が２°Ｃ以下に低下した
場合には、ポンプモータ（２）は商用を源側波数に同期
した割込み信号（ＶＩＮＴ）に基いて所定周期（Ｔｃ）
毎に商用を源側波数の１サイクル分だけオンの通断電制
御がなされ、この通断電制御時には、通電時間率に対応
した微少な保温電流によりポンプモータ（２）を発熱さ
せると共に保温用電気ヒータ（４９）も発熱させ、これ
らの発熱によりポンプケーシング等を保温加熱して凍結
を防止する。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成されたから、凍結の危惧のあ
る場合には、ポンプモータを所定周期毎に通断電制御し
て発熱させる他に保温用電気ヒータも併用してポンプケ
ーシング等を保温でき、よって前記保温用電気ヒータに
よる熱量の補填分だけ前記ポンプモータの通断電電流の
波形振幅を縮減でき、従って、前記通断電電流の波形振
幅の縮減分だけ突入電流を抑制してモータの騒音及びノ
イズによる照明のちらつき等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
水路図、第２図は電気回路図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は２図の電気回路の各所で発生する信号波形図、第４
図は切換スイッチの切換態様の説明図、第５図（ａ）（
ｂ）はマイフンの動作の前段と後段を説明するフローチ
ャート図である。 （２）・・・ポンプモータ、（１１）・・・マイコン、
（１５）・・・スイッチング回路部、（１９）・・・制
御回路部、（２５）・・・割込み信号回路部、（４１）
・・・温度センサ、（４９）・・・保温用電気ヒータ、
（Ｖａ、Ｉｔ）・・・割込み信号、（Ｔ　ｃ　）・・・
所定周期。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）保温用電気ヒータの近傍に設置したポンプケーシ
   ングと、該ポンプケーシングに対して熱伝達の良好な状
   態で設けたポンプモータと、該ポンプモータの近傍に設
   けた温度センサと、該温度センサの出力に基いて前記ポ
   ンプモータを通断電制御するマイコンとを備えたもので
   あって、前記マイコンは、前記温度センサにより所定値
   以下の温度が検出されたとき、商用電源周波数に同期し
   た割込み信号にて、前記ポンプモータを所定周期毎に通
   電して発熱させ且つ前記保温用電気ヒータを連続通電し
   て発熱させるべく構成してなることを特徴とするポンプ
   の制御装置。