(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧送するためのポンプ本体と、このポンプ本体からの吐出空気をケーシングに設けた曝気と逆洗配管接続用の２つの吐出口の何れかに曝気／逆洗のタイミングで吐出空気の流路を切替える流路切替装置と、ポンプ本体への電力量を可変供給可能な電力供給手段と、これらを制御する制御装置とを備えたエアポンプ装置において、
前記制御装置は、複数の運転パターンを記憶する記憶手段と、この運転パターンを選択する選択手段とを備え、前記記憶手段には、曝気時風量データ，逆洗時風量データ，逆洗開始時刻データ，逆洗終了時刻データの各データを運転パターン毎にデータ群として記憶しておき、前記運転パターン選択手段にて選択された運転パターンのデータ群に従って運転制御するようにしたことを特徴とするエアポンプ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記記憶手段を着脱可能な接続形態としたことを特徴とするエアポンプ装置。
【請求項３】
請求項１において、前記制御装置は、前記記憶手段への書込みデータをエアポンプ装置の外部から受信するデータ受信手段を備え、外部から受信したデータを前記記憶手段に書き込むようにしたことを特徴とするエアポンプ装置。
【請求項４】
請求項１〜３の１項において、前記記憶手段にＥＥＰＲＯＭを使用したことを特徴とするエアポンプ装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載したエアポンプ装置を汚水浄化槽に接続したことを特徴とする汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアポンプ装置および該エアポンプ装置を備えた汚水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水浄化槽は、汚水を流入管から内部に流入し、処理した浄化水を放流管から放流する。この汚水浄化槽は、好気濾床において微生物による汚物の分解を促進するための空気をエアポンプ装置により供給するようにしている。
【０００３】
複数のエア吐出口を備えたエア流路切替方式のエアポンプ装置は、エア流路の切替手段として流路開閉用弁体を備えた電磁弁を用いることが知られている。また、エアポンプ本体への供給電力の制御は、位相制御方式が一般的である。
【０００４】
このようなエアポンプ装置は、特開平１０−２３８４７３号公報および登録実用新案第３０１３４１１号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
市販され設置されている曝気と逆洗の２つのエア配管接続を必要とする汚水浄化槽は、各製品毎に該製品の水質浄化性能を引き出すために、一般に、運転パターンはそれぞれ異なっているのが常である。例えば、汚水浄化槽Ａは、曝気風量が４０Ｌ／分、逆洗風量が８０Ｌ／分であり、汚水浄化槽Ｂは、曝気風量が８０Ｌ／分、逆洗風量が８０Ｌ／分のように異なり、更に、逆洗の開始時刻／終了時刻も汚水浄化槽Ａ，Ｂによって異なる。
【０００６】
本発明の１つの目的は、曝気と逆洗の２つのエア配管接続を必要とする汚水浄化槽と接続するエアポンプ本体の運転パターンを決定するデータとなる曝気風量データ，逆洗風量データ，逆洗開始時刻データ，逆洗終了時刻データによって制御するエアポンプ装置において、様々な運転パターンの汚水浄化槽に対応することができるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、運転パターンの異なる複数種類の汚水浄化槽の維持管理を容易にし、また、エアポンプ装置の生産性を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、空気を圧送するためのポンプ本体と、このポンプ本体からの吐出空気をケーシングに設けた曝気と逆洗配管接続用の２つの吐出口の何れかに曝気／逆洗のタイミングで吐出空気の流路を切替える流路切替装置と、ポンプ本体への電力量を可変供給可能な電力供給手段と、これらを制御する制御装置とを備えたエアポンプ装置において、前記制御装置に、複数の運転パターンを記憶する記憶手段と、この運転パターンを選択する選択手段とを設け、前記記憶手段には、曝気時風量データ，逆洗時風量データ，逆洗開始時刻データ，逆洗終了時刻データの各データを運転パターン毎にデータ群として記憶しておき、前記運転パターン選択手段にて選択された運転パターンのデータ群に従って運転制御するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
そして、前記記憶手段を着脱可能な接続形態としたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御装置は、前記記憶手段への書込みデータをエアポンプ装置の外部から受信するデータ受信手段を備え、外部から受信したデータを前記記憶手段に書き込むようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記記憶手段にＥＥＰＲＯＭを使用したことを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明の汚水浄化装置は、前記エアポンプ装置を汚水浄化槽に接続したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明のエアポンプ装置の一実施の形態を示すものであり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部の構成を示す縦断側面図である。
【００１５】
このエアポンプ装置１０は、流路切替装置付きエアポンプ装置であって、ポンプ本体１と、それに続くエアタンク２と、ポンプ本体１からの吐出空気を受けてこれを２流路（吐出口３，４）のうちの一方の流路に選択的に供給する流路切替装置５と、コントロール装置６とを吸気口７ａを有するケーシング７に収容した一体構成品である。
【００１６】
ここで、コントロール装置６は、汚水浄化槽内の好気濾床槽への曝気または逆洗（バブリング）用の給気のために、ポンプ本体１の吐出風量調節および空気流路切替装置５を制御する。この制御は、運転管理者が、コントロール装置６のスイッチを操作することにより該コントロール装置６内の記憶手段に記憶させた曝気風量データ，逆洗風量データ，逆洗開始時刻データ，逆洗終了時刻データの各データに基づいた運転パターンで実行する。
【００１７】
図２は、本発明のエアポンプ装置１０における制御系のブロック図である。コントロール装置６は、制御手段６１を中心にして、設定手段６２，受信手段６３，記憶手段６４，電力供給手段６５，駆動手段６６を備え、ポンプ本体１は電力供給手段６５によって駆動制御し、切替装置５は駆動手段６６によって駆動制御するように構成する。
【００１８】
制御手段６１は、小型のマイクロコンプュータ（ＣＰＵ）を使用して構成し、設定手段６２との間でスイッチ入力および表示データの出力を行い、記憶手段６４との間で設定値保存および読取りを行い、受信手段６３との間で外部の設定装置からの運転パターンデータの受信入力を行い、電力供給手段６５および駆動手段６６への指示を行う中枢である。そして、後述するような各種の制御処理を実行する。
【００１９】
記憶手段６４は、制御手段６１のＣＰＵとの接続が容易なシリアル通信機能内蔵のＥＥＰＲＯＭを備える。
【００２０】
電力供給手段６５は、従来の装置と同様に、スイッチング素子による位相制御によって電力制御する構成にする。設定値として記憶する風量データは、この位相角を決定するための元データである。
【００２１】
図３は、このコントロール装置６における設定部の外観図である。この設定部は、設定手段６２と受信手段６３により構成され、選択された運転パターン表示部６０１，現在時刻や逆洗時刻を表示する時刻表示部６０２，吐出風量を表示する風量表示部６０３等の表示部と、運転パターン選択スイッチ６０４，時刻設定スイッチ６０５，風量設定スイッチ６０６，設定確認スイッチ６０７等のスイッチ部と、自動運転モードランプ６０８，現在時刻設定モードランプ６０９，逆洗開始時刻設定モードランプ６１０，逆洗終了時刻設定モードランプ６１１等のモード表示ランプと、赤外線通信データ受信窓６１２を備える。
【００２２】
コントロール装置６は、通常は自動運転モード状態となっており、時刻表示部６０２に現在時刻を表示し、自動運転モードランプ６０８を点灯した状態にある。そして、運転パターン選択スイッチ６０４を操作することにより、記憶手段６４の不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭに記憶された複数の設定データ群の中から１つを運転パターンを選択することで該選択された運転パターンの設定データを呼び出して制御手段６１のＣＰＵ内の所定のＲＡＭに転送して運転制御に使用する。
【００２３】
図４は、コントロール装置６における設定部において運転パターン「３」を選択した状態であり、運転パターン表示部６０１に「０３」を表示し、時刻表示部６０２に現在時刻を表示している。
【００２４】
図５は、記憶手段６４における不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ内の記憶データ群を示している。運転パターンデータ群は、６バイト単位毎に格納している。先頭から、曝気風量データ，逆洗風量データ，逆洗開始時刻の「時」データ，逆洗開始時刻の「分」データ，逆洗終了時刻の「時」データ，逆洗終了時刻の「分」データの順で格納している。ここで、逆洗終了時刻を逆洗時間として記憶することにより、１バイト分のデータ記憶を省略することもできる。つまり、逆洗時間は、普通５分〜２０分間程度であり、１バイトのデータ量で納まるから、逆洗終了時刻として「時」「分」で２バイト分要していたものを、１バイトに短縮することができる。また、運転パターンとしては、先頭アドレスから、６バイトを１つのデータ群として運転パターン「１」から順に格納しており、選択した運転パターンに対応した設定データを読み込むには、運転パターン番号から「１」を減算し、その結果に「６」を掛け算することで、各運転パターンの先頭アドレスのオフセット値を算出することができる。すなわち、図４に示した運転パターン「３」の設定データを読み出す場合には、（３−１）×６を演算した結果の「１２」（１６進数で００Ｃ）が読み出しの先頭アドレスとなる。読み出した設定データは、所定のＣＰＵ内のＲＡＭに転送し、運転パターン決定データとする。
【００２５】
図６は、制御手段６１のＣＰＵ６１ａと記憶手段６４のＥＥＰＲＯＭ６４ａの接続図である。ＥＥＰＲＯＭ６４ａは、同期シリアル通信機能を内蔵したものであり、３本線によってＣＰＵ６１ａと接続して容易にデータの送受信が可能である。通信タイミングは、ＣＰＵ６１ａのＣＬＫ端子からの同期用クロックで行われる。ＣＰＵ６１ａからＥＥＰＲＯＭ６４ａへ書き込みデータは、ＣＰＵ６１ａのＴＸ端子からシリアルに出力してＥＥＰＲＯＭ６４ａのＤＩ端子へ入力し、逆に、ＥＥＰＲＯＭ６４ａからＣＰＵ６１ａへの読み込みデータは、ＥＥＰＲＯＭ６４ａのＤＯ端子からＣＰＵ６１ａのＲＸ端子へ送信する。データの読み出し手順としては、エアポンプ装置１０の電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ６４ａに記憶している全データをＣＰＵ６１ａ内のＲＡＭに転送し、その後はＣＰＵ６１ａ内のＲＡＭ−ＲＡＭ間でのデータ転送とするようにしても良い。
【００２６】
また、コントロール装置６は、設定確認スイッチ６０７を操作することによって、現在選択されている運転パターンの設定値の確認と調整を行うことができるようにする。設定確認スイッチ６０７を操作することにより、自動運転モード，現在時刻設定モード，逆洗開始時刻設定モード，逆洗終了時刻設定モードに切替えることができるようにし、現在時刻設定モードを選択すると、自動運転モードランプ６０８が消灯して現在時刻設定モードランプ６０９が点灯し、時刻設定スイッチ６０５によって現在時刻を設定することができるようにする。
【００２７】
図７（ａ），（ｂ）は、逆洗時刻確認と調整方法を示すコントロール装置６の設定部の外観図である。
【００２８】
コントロール部６の設定部における設定確認スイッチ６０７を操作して逆洗開始時刻設定モードを選択すると、自動運転モードランプ６０８を消灯し、逆洗開始時刻設定モードランプ６１０を点灯すると共に、設定されている逆洗開始時刻を時刻表示部６０２に表示し、風量表示部６０３に風量を表示する。ここで、時刻設定スイッチ６０５により逆洗開始時刻を、風量設定スイッチ６０６により吐出風量を調整することができるようにする。また、逆洗終了時刻設定モードを選択すると、逆洗終了時刻設定モードランプ６１１を点灯し、先の逆洗開始時刻設定モードと同様に時刻設定および風量設定を可能にする。
【００２９】
図７（ａ）は、運転パターン「３」が選択されている状態で、逆洗開始時刻の確認データを表示しており、逆洗開始時刻は午前２：００、逆洗時の風量は６０Ｌ／分に設定されていることを表示している。
【００３０】
図７（ｂ）は、運転パターン「３」が選択されている状態で、逆洗終了時刻の確認データを表示しており、逆洗終了時刻は午前２：１０、曝気時の風量は４０Ｌ／分に設定されていることを表示している。
【００３１】
この実施の形態において使用するポンプ本体１は、電力１００％供給時に８０Ｌ／分の吐出能力を持つポンプであり、風量設定は、最大「８０」Ｌ／分から「４０」Ｌ／分までの間を５Ｌ／分刻みで設定できるようにしている。供給電力量と風量は略比例の関係にあるので、電力１００％供給で８０Ｌ／分の風量となるポンプ本体１は、４０Ｌ／分の風量を５０％の供給電力で運転することにより得ることができる。もちろん、使用するポンプ本体１の特性によっては、比例関係にない場合もあるが、予め、実験的にその関係を求めておくことで対応することができる。
【００３２】
図８は、ポンプ本体１への供給電力を制御する電力供給手段６５における具体的な位相制御回路を示している。
【００３３】
ポンプ本体１は、電力供給手段６５を介して商用電源８に接続する。電力供給手段６５は、ポンプ本体１に供給する電力（交流電源電圧）を２方向スイッチング半導体素子であるトライアックＴＲＣ１によって位相制御することにより変化させる。トライアックＴＲＣ１の点弧は、フォトカプラＰＣ１を導通させることにより行う。交流電源電圧の所定の位相角度でトライアックＴＲＣ１を点弧してポンプ本体１に供給する電力を位相制御するために、制御手段６１のＣＰＵ６１ａは、ゼロクロス検出回路６１ｂから交流電源電圧のゼロクロスタイミング信号をＰ１端子に入力し、このゼロクロスタイミング信号から所定の遅延時間経過時（交流電源電圧の所定の位相時）にＰ０端子からトランジスタＴＲ１にトリガ信号を出力し、フォトカプラＰＣ１を導通させてトライアックＴＲＣ１を点弧する。前記所定の遅延時間は、設定手段６２からの入力によって記憶手段６４のＥＥＰＲＯＭに記憶させた風量設定データに応じて決定する。
【００３４】
この実施の形態におけるコントロール装置６は、設定部として受信手段６３を設けているので、エアポンプ装置に対する各種のデータの設定は、外部からのデータ通信によって記憶手段６４のＥＥＰＲＯＭに書き込むことができる。データ通信は、有線無線は問わない。コントロール装置６は、受信したデータをＣＰＵ６１ａを介して記憶手段６４のＥＥＰＲＯＭに書き込む。
【００３５】
図９は、赤外線通信によってエアポンプ装置に各種のデータを設定するデータ設定系を示している。
【００３６】
外部設定装置９は、ＣＰＵ内に格納した各運転パターンのデータ群をドライブトランジスタＴＲ２を介して発光素子ＰＤ１に供給することにより赤外線信号に変換して送信する。
【００３７】
エアポンプ装置１０のコントロール装置６は、送信された赤外線信号（データ）をデータ受信窓６１２から受入れ、受信手段６３における受光素子ＰＴＲ１で受信して電気信号に復元し、ＣＰＵ６１ａを介して該ＣＰＵ６１ａとシリアル通信するように接続した記憶手段６４のＥＥＰＲＯＭ６４ａに書き込む。
【００３８】
このようなデータ設定系によれば、エアポンプ装置１０の運転パターンデータの更新を簡単に行うことができるので、新規に登場する汚水浄化槽の運転パターンにも容易に対応することができる。
【００３９】
更に、コントロール装置６の記憶手段６４におけるにおける不揮発性記憶手段となるＥＥＰＲＯＭ６４ａを着脱可能な接続形態として交換可能にしておくことによっても、前述の外部設定装置による運転パターンデータの更新と同様に、新規に登場する汚水浄化槽の運転パターンにも容易に対応できるようにすることができる。着脱の方式としては、一方を雄形状とし、他方を雌形状とする一般的なコネクタ嵌合方式を採用することにより実現することができる。記憶手段６４は、ＥＥＰＲＯＭに限らず、着脱可能なＩＣカードやメモリカード等を使用しても良い。
【００４０】
図１０は本発明になるエアポンプ装置を汚水浄化槽に接続した汚水浄化装置の外観斜視図、図１１は、汚水浄化槽の内部構造を示す縦断側面図である。
【００４１】
エアポンプ装置１０は、吐出口３から吐出する空気を曝気配管１１を介して汚水浄化槽２０に給気し、吐出口４から吐出する空気を逆洗配管１２を介して汚水浄化槽２０に給気する。汚水浄化槽２０は、流入管２１から流入した汚水を浄化処理して流出管２２から放流する。
【００４２】
汚水浄化槽２０の内部は、槽内を上流側から、第１嫌気濾床槽２３，第２嫌気濾床槽２４，好気濾床槽２５，処理水槽２６，消毒槽２７に分割しており、流入管２１から流入した汚水を順次に濾過処理することにより浄化して放流管２２から系外へ放流する。
【００４３】
好気濾床槽２５は、上下に２段に上段濾床２８と下段濾床２９を備え、上段濾床２８において好気処理を行い、下段濾床２９は前記好気処理において発生した固形物の濾過を行う。上段濾床２８は、好気処理を行うために、その下方に曝気用散気管３０を設置して空気を吐出するようにしている。また、下段濾床２９の下方には、逆洗用散気管３１を設置している。
【００４４】
そして、曝気用散気管３０は、前記曝気配管１１に接続してエアポンプ装置１０の吐出口３から給気し、逆洗用散気管３１は、前記逆洗配管１２に接続してエアポンプ装置１０の吐出口４から給気する。
【００４５】
このように構成した汚水浄化装置は、汚水浄化槽２０の曝気用散気管３０に給気して汚水浄化運転を続けると、下段濾床２９では好気処理によって発生する固形物の濾過を行うために、濾床自体が閉塞する。そこで、定期的に下段濾床２９の下方に設けた逆洗用散気管３１に給気して空気を吐出するようにエアポンプ装置１０からの流路を切り替えて逆洗を行う。
【００４６】
汚水浄化装置の管理者は、このように、一定時間間隔で所定時間幅で逆洗用散気管３１から逆洗用の空気を吐出し、その他の時間は曝気用散気管３０から好気処理を行うように空気を吐出するようにコントロール装置６を設定する。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、汚水浄化槽に接続して給気するエアポンプ装置の運転パターンを決定するデータとなる曝気風量データ，逆洗風量データ，逆洗開始時刻データ，逆洗終了時刻データの各データをセットとした複数のデータ群を記憶し、接続する汚水浄化槽に適した運転パターンを選択することができる機能を備えているので、様々な運転パターンの汚水浄化槽に対応するエアポンプ装置を提供することができる。
【００４８】
また、運転パターンの異なる複数種類の汚水浄化槽の設備を維持管理する維持管理業者にとっては、各汚水浄化槽に専用（運転パターン）のポンプ本体やエアポンプ装置内部のサービス部品を在庫する必要が無く、且つメンテナンス作業を標準化することができ、また、エアポンプ装置を生産する側にとっては、品種を統合することができるので、生産性が向上する。
【００４９】
また、汚水浄化槽の故障や寿命などによる買い換えによって汚水浄化槽の運転パターンが変わっても、エアポンプ装置は新規運転パターンに対応することができるので、汚水浄化槽のみの買い換えだけでエアポンプ装置は継続して使用することができ、買い換えコストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアポンプ装置の一実施の形態を示すもので、（ａ）は、ダイヤフラム型エアポンプの外観斜視図、（ｂ）は、内部の構成を示す縦断側面図である。
【図２】図１に示したエアポンプ装置の制御系のブロック図である。
【図３】図１に示したエアポンプ装置におけるコントロール装置の設定部の外観図である。
【図４】図３に示した設定部において運転パターン「３」を選択した状態を示す外観図である。
【図５】図２に示した制御系における記憶手段のＥＥＰＲＯＭに格納した各データである。
【図６】図２に示した制御系における制御手段のＣＰＵと記憶手段のＥＥＰＲＯＭとの接続図である。
【図７】図３に示した設定部における設定操作状態を示すものであり、（ａ）は、逆洗開始時刻と逆洗風量の設定状態、（ｂ）は、逆洗終了時刻表示と曝気風量の設定状態である。
【図８】図２に示した制御系の電力供給手段における位相制御回路図である。
【図９】図２に示した制御系における受信手段を使用したデータ設定系のブロック図である。
【図１０】本発明のエアポンプ装置と汚水浄化槽を接続した汚水処理装置の外観斜視図である。
【図１１】図１０に示した汚水浄化槽の縦断側面図である。
【符号の説明】
１…ポンプ本体、２…エアタンク、３，４…吐出口、５…流路切替装置、６…コントロール装置、１０…エアポンプ装置、２０…汚水浄化槽、３０…曝気用散気管、３１…逆洗用散気管、６１…制御手段、６１ａ…ＣＰＵ、６２…設定手段、６３…受信手段、６４…記憶手段、６４ａ…ＥＥＰＲＯＭ、６５…電力供給手段、６６…駆動手段。
【図１】
0003656820.tif 000002
【図２】
0003656820.tif 000003
【図３】
0003656820.tif 000004
【図４】
0003656820.tif 000005
【図５】
0003656820.tif 000006
【図６】
0003656820.tif 000007
【図７】
0003656820.tif 000008
【図８】
0003656820.tif 000009
【図９】
0003656820.tif 000010
【図１０】
0003656820.tif 000011
【図１１】
0003656820.tif 000012