(57)【要約】【課題】運転時に制御圧力の値を確認することができる井戸ポンプ装置を提供する。【解決手段】前記制御圧力情報が変更された場合、当該井戸ポンプ装置の状態や検知した圧力とともに前記制御圧力情報が表示手段に表示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターと、
該モーターを回転させることにより水を汲み上げる給水部と、
汲み上げた水を送出する吐出部と、
前記モーターの回転数を検知する回転数検知手段と、
前記モーターに流れる電流を検知する電流検知手段と、
吐出側圧力を検知する圧力検知手段と、
汲み上げた水を一定量ためる事が可能なタンク部と、
制御圧力情報が記憶されている制御圧力記憶手段と、
圧力制御を行う圧力制御手段と、
当該井戸ポンプ装置の起動及び停止や各種設定を行う為に複数のスイッチで構成される操作手段と、
当該井戸ポンプ装置の状態や検知した圧力を表示する表示手段と、
前記表示手段へ表示する情報を制御する操作・表示制御手段と、を具備し、
前記制御圧力記憶手段に記憶された制御圧力情報は複数あり、ユーザーは前記操作手段により複数の前記制御圧力情報のうちの一つを選択可能であり、
前記制御圧力情報が変更された場合、当該井戸ポンプ装置の状態や検知した圧力とともに前記制御圧力情報が表示手段に表示されることを特徴とする井戸ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１記載の井戸ポンプ装置において、
運転を開始する圧力値の上限値と、目標とする制御圧力の情報を、一つのデータ対として前記制御圧力記憶手段に有し、
製品仕様として定義している制御圧力の範囲内であれば、前記操作手段により自由に設定可能かつ前記制御圧力記憶手段に設定値を記憶可能とし、次回の運転からは設定された前記制御値を参照して運転制御をおこなうことを特徴とした井戸ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の井戸ポンプ装置において、
通常動作時は前記圧力検知手段に検知された前記吐出側圧力を数値として表示している前記表示手段の数値表示の最下位桁を"０"以外の表示とすることにより、複数ある制御圧力情報の種類をポンプ装置が動作中でも特別な表示手段あるいは表示切替動作を必要とせず容易に確認できることを特徴とした井戸ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の井戸ポンプ装置において、
複数の前記制御圧力情報を前記制御圧力記憶手段に有し、前記スイッチの操作で前記制御圧力情報を選択し設定可能とすることを特徴とする井戸ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、特開２０１２−１５４２８６には、つまみを回すことにより制御圧力の設定を変えることが可能で、制御圧力を表示する表示手段が設けられた給水装置が記載されている。
【０００３】
また、特開２００５-１５５３４４には、通常ではポンプ装置の運転状態あるいは圧力または電流等の測定値を切り換えて表示することが可能な表示部を具備し、始動圧力の設定を行うための始動圧力スイッチが押されると表示部の表示を変えて始動圧力の設定が可能となる、制御盤あるいはポンプと制御盤が一つのベース上に配置されたポンプ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５４２８６号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のポンプ装置では、制御圧力の設定中は設定値（制御圧力情報）を表示手段に表示するので確認可能ではある。しかし、装置の動作中においては、表示部にはリアルタイムに変化する圧力値等の計測値が表示されるため、制御圧力を確認するためには専用のスイッチを押す等して表示手段の表示を切り換える必要があり、直感的に制御圧力が変更されていることに気がつくのが難しく、ポンプ装置の専門的知識を有しない一般ユーザーにより使用されることの多い家庭用のポンプ装置においては、故障と思われ修理要求受ける等して思わぬトラブルの発生が予想される。
【０００６】
本発明では、運転時に制御圧力の値（制御圧力情報）を確認することができる井戸ポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、モーターと、該モーターを回転させることにより水を汲み上げる給水部と、汲み上げた水を送出する吐出部と、前記モーターの回転数を検知する回転数検知手段と、前記モーターに流れる電流を検知する電流検知手段と、吐出側圧力を検知する圧力検知手段と、汲み上げた水を一定量ためる事が可能なタンク部と、制御圧力情報が記憶されている制御圧力記憶手段と、圧力制御を行う圧力制御手段と、当該井戸ポンプ装置の起動及び停止や各種設定を行う為に複数のスイッチで構成される操作手段と、当該井戸ポンプ装置の状態や検知した圧力を表示する表示手段と、前記表示手段へ表示する情報を制御する操作・表示制御手段と、を具備し、前記制御圧力記憶手段に記憶された制御圧力情報は複数あり、ユーザーは前記操作手段により複数の前記制御圧力情報のうちの一つを選択可能であり、前記制御圧力情報が変更された場合、当該井戸ポンプ装置の状態や検知した圧力とともに前記制御圧力情報が表示手段に表示されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、運転時に制御圧力の値（制御圧力情報）を確認することができるポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の一例のポンプ装置１００の概略図
【図２】本発明の実施の形態の一例の操作コントローラの概略図
【図３】本発明の実施の形態の一例のブロック図
【図４】７セグメント表示例
【図５】ポンプ装置１００制御プログラム全体の流れ図
【図６】（１）メンテナンスモード制御処理全体の概略（２）メンテナンスモード制御処理内に設けられた制御圧力選択処理の流れ図
【図７】圧力表示処理の流れ図
【図８】ＥＥＰＲＯＭのメモリマップ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例であるポンプ装置１００の構成概要を示す。
【００１２】
ポンプ装置１００は、制御用コントローラ３、操作コントローラ４、モーター１０、モーター１０を覆うケーシング１１、揚水された水を取り込む吸込口1、吸込口１から揚水された水の逆流を防ぐ逆止弁１２、取り込んだ水を吐き出す吐出口２、吐出し側の水圧を検知する圧力センサ６、使用水量の急変による圧力変化を緩和する圧力タンク５、アース線７、ポンプ装置１００への給電を行う電源コード８、ポンプ装置１００を覆うポンプカバー９、を主たる構成部品としている。
【００１３】
図２は本発明のポンプ装置１００の操作及び表示手段である操作コントローラ４の図である。
【００１４】
操作コントローラ４は、発光素子であるＬＥＤの一種で、記号、数字、アルファベット等を表示することが可能な３桁の７セグメントＬＥＤ２１、ポンプ装置１００の運転開始及び停止を行う停止／自動スイッチ１４、運転モードの選択を行う運転モードスイッチ１５、選択されたモード毎に発光する圧力一定モードＬＥＤ１７および標準モードＬＥＤ１８、運転圧力の選択を行う運転圧力スイッチ１６、選択された圧力設定毎に発光する圧力設定"高い"ＬＥＤ１９および圧力設定"標準"ＬＥＤ２０、ポンプ装置１００の異常停止状態からの復帰を行うリセットスイッチ１３から構成される。
【００１５】
図３は、ポンプ装置１００の制御ブロック図を示す。
【００１６】
サーミスタ３０は温度センサであり、ポンプ装置１００の温度を検出し、検出結果は電気信号として制御部３５へ入力され、制御部３５は低温、高温等の温度異常の判定を行い、必要に応じて、操作・表示手段３４へ警告表示させたり、自動的にモーター１０を停止あるいは駆動させたりする。圧力センサ６は吐出し側の水圧を検出する手段であり、検出結果は電気信号として制御部３５へ入力され、制御部３５は、圧力変化に応じて自動的に駆動回路３７を介しモーター１０の回転数を変化させ、吐出し圧力が一定あるいは所定の圧力となるよう制御する。また、必要に応じて操作・表示手段３４へ警告表示、検出した圧力値を表示させる。電流センサ３２はモーター１０に流れる電流を検知し、検出結果は電気信号として制御部３５へ入力され、制御部３５は電流値を監視し、所定の電流値以上となるとモーター１０を保護する為、モーター１０の回転数を抑える。
【００１７】
次にホールＩＣ３３はモーター１０の回転子の位置検出に用いられるが、単位時間当たりの出力信号のエッジをカウントすることにより、速度即ち回転数が得られる。制御部３５は最適な回転数となるよう駆動回路３７を介し、モーター１０を制御する。
【００１８】
次に操作・表示手段３４は、図２の説明で述べたが、操作コントローラ４の形態となっており、制御部３５からの信号に応じて、表示手段である表示部へポンプ装置１００の状態を表示する。また、操作手段である操作スイッチを押すことにより制御部３５へ入力される信号レベルは変化し、制御部３５は操作スイッチの状態を検知することが可能である。
【００１９】
制御部３５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器等を内蔵するワンチップマイクロコンピュータ３６、モーター１０を駆動する駆動回路３７、モーター１０に流れる電流を検出する電流センサ３２、及び周辺回路から構成される。ポンプ装置１００の制御内容はプログラムデータとして、ワンチップマイクロコンピュータ３６のＲＯＭへ格納されている。
【００２０】
また、ＥＥＰＲＯＭ３８はデータを電気的に消去、書き込みが可能なＲＯＭであり、ワンチップマイクロコンピュ−タ３６は通信インターフェースを介し、操作・表示手段３４で設定した情報をデータとして書き込みを行うことで記憶し、または記憶されているデータを読み出すことが可能である。
【００２１】
次に本発明の実施の形態を図４、図５、図６、図７、図８を用いて説明する。
【００２２】
図４は操作・表示手段３４に搭載された７セグメントＬＥＤ２１を用いて、検知圧力情報と制御圧力情報を表示した一例を示す図である。図５は、ポンプ装置１００の制御部３５に搭載されたワンチップマイクロコンピュータ３６のＲＯＭに組み込まれているポンプ装置１００の制御プログラムの概略である。図６は（１）にメンテナンスモード制御処理内に組み込まれた圧力情報選択処理の形態を示し、（２）に圧力情報選択処理の詳細を示した図である。図７は７セグメントＬＥＤ２１へ表示させるためのデータを生成し、出力を行う表示処理を示す。図８の（１）は制御圧力情報を変更した場合に、その選択情報としての圧力種別番号が記憶されるＥＥＰＲＯＭ３８のメモリマップを示す。図８の（２）は、他の実施の形態のとして、制御圧力情報をＥＥＰＲＯＭ３８へ複数配置した場合のメモリマップを示す。
【００２３】
まず、図５のポンプ装置１００の制御プログラムは、電源が立ち上がるとワンチップマイクロコンピュータ３６にリセットがかかり動作を開始する。以下記号順に説明する。(ａ)は初期化処理を行う。これは、マイクロコンピュータ内に有するタイマ、Ａ/Ｄ変換器等の初期化および動作開始、Ｉ/Ｏポートの初期化等を行う。通常はリセット毎に１度だけ行われ、（ｂ）へ。
【００２４】
（ｂ）はスイッチ入力検出処理であり、操作スイッチ（ＳＷ）を押すことにより変化するスイッチ回路からの信号レベルを検出し、どの操作スイッチ（ＳＷ）が押されたかを判定している。また、操作スイッチ（ＳＷ）が複数か単独か、かつその押されている時間等も同時に検知しており、検知された操作スイッチ（ＳＷ）あるいは組み合わせにより、固有のコードが設定され、ＲＡＭへ格納される。ここで、メンテナンスモードに入る為の条件としては、所定の複数の操作スイッチ（ＳＷ）の組み合わせで、かつ所定の時間以上押し続けることとしており、条件が成立すればメンテナンスモード起動のコードがＲＡＭへ格納され、（ｃ）へ。
【００２５】
（ｃ）は（ｂ）で検知されＲＡＭへ設定された固有のコードを参照し、メンテナンスモード起動要求の有無を判定している。メンテナンスモード起動要求有り（Ｙ）で（ｄ）へ。メンテナンスモード起動要求無し（Ｎ）で（ｅ）へ。
【００２６】
（ｄ）はメンテナンスモード制御処理が実行される。詳細は、後述する図６の説明にて記述する。メンテナンスモード制御処理の終了後は（ｆ）へ。
【００２７】
（ｅ）はポンプ装置１００通常動作処理が実行される。制御圧力情報として一組のデータが固定値として、ＲＯＭに記録されている。一組のデータとは起動圧力と停止圧力である。現在の検知圧力と起動圧力を比較し、起動圧力以下であればモーター１０を回転させ、目標の圧力＝停止圧力となるようモーター制御手段へモーター１０の回転の減速あるいは加速の指令かつ回転数操作量を与えてモーター１０の回転数の制御を行う。
【００２８】
（ｆ）は表示処理であり、実行中の制御処理（メンテナンスモード制御処理あるいはポンプ通常動作制御処理）によって表示するデータを切り替え、操作・表示手段３４に設けられた７セグメントＬＥＤ２１またはＬＥＤの点灯、消灯、点滅等を行い、状態を表示する。
【００２９】
図５において、（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は一定の周期を持って繰返し行われる処理である。
【００３０】
次に、図６は（１）にメンテナンスモード制御処理全体の概略と、（２）にメンテナンスモード制御処理内に設けられた制御圧力選択処理の流れ図を示している。
【００３１】
メンテナンスモードは、通常は一般ユーザーには操作されることは想定としていない、ポンプ装置１００の調整、保守、点検用に用意された独立した機能の集合体であり、それぞれをポンプ装置１００の操作・表示手段３４である操作コントローラ４のスイッチにて選択、実行可能としている。
【００３２】
以下、図６に示す流れ図を、記号順に説明する。
【００３３】
（ｇ）はメンテナンスモード制御処理が実行されると、エラー来歴表示処理が選択可能な状態となり、ここでスイッチ２（ＳＷ２、停止／自動スイッチ１４）の入力が有るとエラー来歴表示処理が選択され（ｈ）へ。スイッチ３（ＳＷ３、運転モードスイッチ１５）の入力が有るとエラー来歴表示処理は実行されず、次の機能処理が選択可能状態となる。
同様に、スイッチ３（ＳＷ３、運転モードスイッチ１５）を押す毎に複数ある機能処理は実行されず、機能処理の送り機能となっている。所望する機能である制御圧力設定処理となると（ｉ）となる。
【００３４】
（ｈ）は、エラー来歴表示処理である。ポンプ装置１００は異常が検知され停止した場合、操作・表示手段３４に異常を報知すると同時に、ＥＥＰＲＯＭ３８へ異常の種類と対応した固有のコードデータを書き込み記憶している。エラー来歴表示処理では、ＥＥＰＲＯＭ３８に記憶されている異常発生時のデータを読み出し、表示可能としている。主にサービスマンあるいはポンプ装置１００の製造メーカー等が用い、装置の故障原因の特定等に使用される。
【００３５】
（ｉ）は制御圧力設定処理選択が可能な状態であり、ここでスイッチ２（ＳＷ２、停止／自動スイッチ１４）の入力があると制御圧力設定処理が選択され（ｊ）へ。スイッチ３（ＳＷ３、運転モードスイッチ１５）の入力が有ると制御圧力設定処理は実行されずメンテナンスモード制御処理は終了する。
【００３６】
（ｊ）は、制御圧力設定処理であり、図６（２）にその詳細を示す。以下、記号順に説明する。
【００３７】
（ｋ）ＥＥＰＲＯＭ３８に記憶されている制御圧力種別番号を読み出し（ｌ）へ。ポンプ装置１００通常運転制御処理では、制御圧力種別番号に対応した圧力データを参照し、運転制御に使用する。
【００３８】
（ｌ）はスイッチ３（ＳＷ３、運転モードスイッチ１５）の入力の有無を判定する。入力有り（Ｙ）で（ｐ）へ。入力無し（Ｎ）で（ｍ）へ。
【００３９】
（ｍ）はスイッチ４（ＳＷ４、運転圧力スイッチ１６）の入力の有無を判定する。入力有り（Ｙ）で（ｑ）へ。入力無し（Ｎ）で（ｎ）へ。
【００４０】
（ｎ）はスイッチ２（ＳＷ２、停止／自動スイッチ１４）の入力の有無を判定する。入力有り（Ｙ）で（ｏ）へ。入力無し（Ｎ）で制御圧力設定処理は終了する。但し、上位の処理であるメンテナンスモード制御処理が前述したように繰返し処理であるため、スイッチ入力待ち状態となる。
（ｏ）は制御圧力種別番号をＥＥＰＲＯＭ３８へ書き込み、記憶する。制御圧力設定処理は終了する。
【００４１】
（ｐ）は制御圧力種別番号を＋１する。但し、上限は設定可能な制御圧力データ（制御圧力情報）の数としている。一旦、制御圧力設定処理は終了するが、上位の処理であるメンテナンスモード制御処理が前述したように繰返し処理であるため、スイッチ入力待ち状態となる。
【００４２】
（ｑ）は制御圧力種別番号を−１する。但し、下限は”０”であり、これは制御圧力設定がされていない状態であり、制御圧力データ（制御圧力情報）は初期値となる。一旦、制御圧力設定処理は終了するがメンテナンスモード制御処理が前述したように繰返し処理であるため、スイッチ入力待ち状態となる。
【００４３】
次に、図７は表示処理内の一部である圧力表示処理の流れ図を示し、以下記号順に説明する。
【００４４】
（ｒ）は検知した圧力情報を、操作及び表示手段である操作コントローラ４にある７セグメントＬＥＤ２１へ数値として表示するために、表示データの生成を行う。７セグメントＬＥＤ２１は３桁であり、表示データは上位、中位、下位の桁毎に作成され、表示用ＲＡＭへセットされ（ｓ）へ。
【００４５】
（ｓ）は圧力種別情報を参照する。初期化処理にて、事前にＥＥＰＲＯＭ３８から読み出して所定のＲＡＭへコピーされた圧力種別情報を参照する。（ｔ）へ。
【００４６】
（ｔ）は現在設定されている圧力種別情報の判定を行う。圧力種別情報の値が“０” ならば、圧力設定はされていないと判断し、（ｖ）へ。“０”以外ならば、圧力設定がされていると判断し、（ｕ）へ。
【００４７】
（ｕ）は表示用ＲＡＭのうち、下位桁の表示データを圧力種別情報に対応した数値またはアルファベットまたは記号のデータに書き換えて（ｖ）へ。
【００４８】
（ｖ）は表示用ＲＡＭの値に従い、７セグメントＬＥＤ２１制御用出力ポートにデータを出力することにより、所望する数値またはアルファベットまたは記号を点灯させる。
【００４９】
以上の様に、本実施例では制御圧力の設定変更を行う為に、メンテナンスモードを起動し制御圧力設定処理にて行うようにしている。メンテナンスモードは、所定の複数のスイッチの組み合わせかつ所定の時間以上押し続けることとしており、一般ユーザーによる不用意な圧力設定の変更を未然に防ぎつつ、ポンプ装置１００の既存のスイッチ及び表示手段を使用するため他に特殊な装置を必要としないとった効果がある。
【００５０】
本実施例ではポンプ装置１００が通常運転動作状態では、検知した圧力を表示している表示手段に、スイッチを押す等の表示切替動作を伴わず、設定変更された制御圧力情報の種類を検知した圧力と同時に表示することが可能としているのが特徴である。図４に表示例を示すが、制御圧力の種類の判別に用いる表示は数字に限らず、アルファベットまたは記号としても良い。これにより、圧力の設定状態が一目で確認可能であり容易に知ることができる。これは、誤って設定されるリスクを減らすとともに、制御圧力の違いから発生が予想される様々な問題点も現在の制御圧力の設定を知ることができるので、原因の特定及び類推に役立てることが可能となる。また、ポンプ装置１００のみの交換かつ同型の装置を用意できないケースを想定した場合、設定可能な制御圧力データ（制御圧力情報）に、交換前のポンプ装置１００のデータを保有し、設定を行う事により交換によって生ずるであろう制御圧力の違いによる問題の発生を未然に防ぐことが可能である。更に、制御圧力データ（制御圧力情報）を製品仕様で定義されている最大制御圧力以下の範囲内で複数用意し選択可能とすれば、ユーザーの要求に対しきめ細かな対応が可能で、ユーザーへ与える満足感も大きい。
【００５１】
本実施例では、ワンチップマイクロコンピュータ３６内のＲＯＭ内にあるデータエリアに、制御圧力である起動圧と停止圧を一組とし、複数の制御圧力データ（制御圧力情報）を配置している。これらの制御圧力データ（制御圧力情報）を図８（２）のＥＥＰＲＯＭ３８へ記憶されている圧力種別番号を用いて、対応させたアドレスから読み出すことを特徴としている。ＥＥＰＲＯＭ３８に記憶するデータは圧力種別番号のみとしているので、ＥＥＰＲＯＭ３８の使用量を減らすことが可能であり、効率的にＥＥＰＲＯＭ３８を使用できる。
【００５２】
また、他の実施形態として、図８（２）に示す様にＥＥＰＲＯＭ３８へ制御圧力である起動圧と停止圧を一組とし、複数の制御圧力データ（制御圧力情報）そのものを記憶可能としても良い。
【００５３】
なお、ポンプ装置１００の交換において、運転圧力の設定を簡単なスイッチ操作により行え、交換前の装置と同等な制御圧力とすることで、配管の補強を考慮することなく設置可能である。据付時の調整作業の効率化、作業コストの低減等といったメリットを提供することが可能である。 また、据付後に運転させて始めてわかる装置の動作音が、騒音としてクレームとなった場合は、制御圧力を低く設定することで、モーターの回転数を下げることが可能であり、モーターの動作音が由来の騒音を減らすことが可能であり、代替品に交換する等のリスクを減らせる。
【００５４】
また、低圧力制御とした場合、モーターの回転数が低く抑える為、モーターへ流れる電流も少なくなるため、ポンプ装置１００の消費電力も少なくて済むといった副次的効果もある。
【符号の説明】
【００５５】
１．吸込口
２．吐出口
３．制御用コントローラ
４．操作コントローラ
５．圧力タンク
６．圧力センサ
７．アース線
８．電源コード
９．ポンプカバー
１０．モーター
１１．ケーシング
１２．逆止弁
１３．リセットスイッチ
１４．停止／自動スイッチ
１５．運転モードスイッチ
１６．運転圧力スイッチ
１７．圧力一定モードＬＥＤ
１８. 標準モードＬＥＤ
１９. 圧力設定"高い"ＬＥＤ
２０．圧力設定"標準"ＬＥＤ
２１.７セグメントＬＥＤ
３０．サーミスタ
３２．電流センサ
３３．ホールＩＣ
３４．操作・表示手段
３５．制御部
３６．ワンチップマイクロコンピュータ
３７．駆動回路
３８.ＥＥＰＲＯＭ
１００.ポンプ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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