(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。
【請求項２】
ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、
この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするリトライ運転手段を具備したことを特徴とする自動給水装置。
【請求項３】
ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、
上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、
この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを停止するポンプ停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。
【請求項４】
上記異常検出手段は、最初に異常が検出されてから設定時間経過後に異常と判定することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のうちいずれか一記載の自動給水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、流量センサや圧力センサの異常を検出し、ポンプの誤作動を防止する保護機能を備えた自動給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御して、ポンプの回転速度を制御して、ポンプの吐出圧力を一定に保つようにしている。このように、自動給水装置に用いられるポンプをインバ−タで制御することにより、自動給水装置を省エネルギ−で運転するようにしている。
【０００３】
このような自動給水装置においては、ポンプの自動運転を行うために、ポンプの吐出圧力を検出する圧力センサや、ポンプから吐出される流量を検出する流量センサが設ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような圧力センサや流量センサが故障すると、ポンプの自動運転が正確に行うことができないため、圧力センサや流量センサが故障した場合にはいち早く認識することが必要である。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、インバ−タを使用してポンプを自動運転する自動給水装置において、流量センサや圧力センサの異常を検出し、ポンプの誤作動を防止する保護機能を備えた自動給水装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにしている。
【０００８】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【０００９】
請求項２記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするリトライ運転手段を具備したことを特徴とする。
【００１０】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と異常判定手段により判定し、異常判定手段により流量検出手段あるいは圧力検出手段が異常と判定された場合には、リトライ運転手段によりポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするようにしている。
【００１１】
このため、流量検出手段としてフロート式の流量センサを用いているような場合に、その流量センサのフロートにゴミ等が引っかかって、間違って流量検出手段で検出される流量が設定流量以上であると判定し、リトライ運転することにより、そのゴミを除去するようにしている。
【００１２】
従って、このような異常を検出する異常検出手段及びリトライ運転手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができるばかりでなく、センサの故障の原因となっていたゴミ等を除去することができる。
【００１３】
請求項３記載の自動給水装置は、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させる可変速運転手段、上記ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段と、上記圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力及び上記流量検出手段で検出された流量に基づいて上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力一定運転手段を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の出力周波数を検出する出力周波数検出手段と、上記目標圧力一定運転手段により上記ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、上記流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段を異常と判定する異常判定手段と、この異常判定手段により上記流量検出手段あるいは上記圧力検出手段が異常と判定された場合には、上記ポンプを停止するポンプ停止手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
つまり、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにし、ポンプを強制的に停止させるようにしている。
【００１５】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【００１６】
さらに、このような場合には、ポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
請求項４記載の自動給水装置は、請求項１ないし請求項３記載のうちいずれか一記載の自動給水装置の異常検出手段は、最初に異常が検出されてから設定時間経過後に異常と判定することを特徴とする。
【００１７】
このように、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量検出手段あるいは圧力検出手段から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は自動給水装置の全体構成図である。図１において、１１は井戸である。この井戸１１には水１２が貯められている。
【００１９】
この井戸１１の水１２に浸るように、給水管１３の一端が設置されている。
この給水管１３の他端はチェックバルブ１４を介してポンプ１５の吸込み口に接続される。
【００２０】
このポンプ１５の回転はモ−タ１５ｍにより制御される。
このモ−タ１５ｍの運転周波数は制御部１６内のインバ−タ（可変速運転手段）１６ｂにより制御される。
【００２１】
また、このポンプ１５の吐出口には、流量センサ（ＦＳ）１７が介装された給水配管１８が接続される。この流量センサ１７によりポンプ１５の吐出口から排出される流量Ｉが検出される。
【００２２】
給水配管１８において、流量センサ１７の下流位置には圧力タンク１９が接続されている。
さらに、給水配管１８に圧力タンク１９が接続されている位置よりさらに下流位置に圧力センサ（ＰＳ）２０が接続される。この圧力センサ２０によりポンプ１５の吐出圧力Ｐが検出される。
【００２３】
ところで、制御部１６はＣＰＵ１６ａ及びインバ−タ１６ｂを中心に構成されている。
インバータ１６ｂはモータ１５ｍに周波数がｆｍｉｎ  〜ｆｍａｘ  まで変化する運転信号を出力している。
【００２４】
また、インバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数は、出力周波数検出手段として出力周波数検出部１６ｃにより検出される。
さらに、制御部１６には、流量センサ１７で検出された流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上と判断し、出力周波数検出部１６ｃで検出されたインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数が最低周波数の場合には、警報を発する警報器１６ｄが接続されている。
【００２５】
なお、１６ｅは時刻を計時するためのタイマである。
次に、上記のように構成された本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる（目標圧力一定運転手段）（ステップＳ１）。この目標圧力一定運転とは、給水配管１８に設置されている圧力センサ２０で検出された吐出圧力Ｐが目標圧力Ｐｔとなるようにインバータ１６ｂの運転周波数を制御することをいう。
【００２６】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ１７によりポンプ１５から吐出される流量Ｉが検出される（ステップＳ２）。
そして、この流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上てあるかが判定される（ステップＳ３）。
【００２７】
このステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが検出される（ステップＳ４）。
【００２８】
そして、出力周波数検出部１６ｃにおいて検出された出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であるかが判定される（ステップＳ５）。
このステップＳ５の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合された場合には、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０が異常であると判定する（ステップＳ６）。
【００２９】
そして、リトライ運転を行なう（リトライ運転手段）（ステップＳ７）。このリトライ運転とは、瞬時にポンプ１５の運転を停止し、再度運転を開始することをいう。
【００３０】
具体的には、インバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力する運転電流を制御することにより行なっている。
なお、ステップＳ３ああるいはＳ５において、「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ２の処理に戻る。
【００３１】
以上のように、流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上であると判定され、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であると判定された場合には、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０が故障していると判断し、ポンプ１５を瞬時に停止させて、運転を再開させることにより、例えば、流量センサ１７のフロートにゴミが引っかかっていたのを除去することができる。
【００３２】
このようにして、流量センサ１７の誤作動をなくすことができる。
次に、本発明の第２の実施の形態の動作について図３のフロ−チャ−トを参照して説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる（目標圧力一定運転手段）（ステップＳ１１）。この目標圧力一定運転とは、給水配管１８に設置されている圧力センサ２０で検出された吐出圧力Ｐが目標圧力Ｐｔとなるようにインバータ１６ｂの運転周波数を制御することをいう。
【００３３】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ１７によりポンプ１５から吐出される流量Ｉが検出される（ステップＳ１２）。
そして、この流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上てあるかが判定される（ステップＳ１３）。
【００３４】
このステップＳ１３の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが検出される（ステップＳ１４）。
【００３５】
そして、出力周波数検出部１６ｃにおいて検出された出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であるかが判定される（ステップＳ１５）。
このステップＳ１５の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合された場合には、タイマ１６ｅの計時動作が開始される。このタイマ１６ｅにより設定時間Ｔｏが経過されたかが判定される（ステップＳ１６）。
【００３６】
つまり、このステップＳ１６の判定で「ＮＯ」と判定されている間は、
ステップＳ１２以降の処理が繰り返し行なわれる。
そして、最初にステップＳ１５で「ＹＥＳ」と判定されてから設定時間経過すると、ステップＳ１６で「ＹＥＳ」と判定されて、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０が故障していると判断する（ステップＳ１７）。
【００３７】
そして、ポンプ１５を強制的に停止させて（ポンプ停止手段）、警報器１６ｄを作動させて警報器１６ｄから警報を発する処理がなされる（ステップＳ１８）。
【００３８】
なお、ステップＳ１３あるいはＳ１５において、「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ１２の処理に戻る。
以上のように、流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上であると判定され、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であると判定されてから設定時間Ｔｏが経過してから、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０が故障していると判断し、ポンプ１５を強制的に停止させて、警報を警報器１６ｄから出力するようにしている。
【００３９】
このように、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施の形態の動作について図４のフロ−チャ−トを参照して説明する。まず、目標圧力一定運転が行われる（目標圧力一定運転手段）（ステップＳ３１）。この目標圧力一定運転とは、給水配管１８に設置されている圧力センサ２０で検出された吐出圧力Ｐが目標圧力Ｐｔとなるようにインバータ１６ｂの運転周波数を制御することをいう。
【００４１】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、流量センサ１７によりポンプ１５から吐出される流量Ｉが検出される（ステップＳ３２）。
そして、この流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上てあるかが判定される（ステップＳ３３）。
【００４２】
このステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが検出される（ステップＳ３４）。
【００４３】
そして、出力周波数検出部１６ｃにおいて検出された出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であるかが判定される（ステップＳ３５）。
このステップＳ３５の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合された場合には、流量センサ１７あるいは圧力センサ２０が異常であると判定する（ステップＳ３６）。
【００４４】
そして、ポンプ１５を強制的に停止させる（ポンプ停止手段）（ステップＳ３７）。
なお、ステップＳ３あるいはＳ３５において、「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ２２の処理に戻る。
【００４５】
以上のように、流量センサ１７で検出される流量Ｉが設定流量Ｉｏ以上であると判定され、出力周波数検出部１６ｃにおいてインバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の出力周波数ｆが最低周波数ｆｍｉｎ  であると判定された場合には、流量センサ１７ああるいは圧力センサ２０が故障していると判断し、ポンプ１５を強制的に停止させている。
このようにポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにしている。
【００４７】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と異常判定手段により判定し、異常判定手段により流量検出手段あるいは圧力検出手段が異常と判定された場合には、リトライ運転手段によりポンプを瞬時的に運転を停止した後再度運転するリトライ運転をするようにしている。
【００４９】
このため、流量検出手段としてフロート式の流量センサを用いているような場合に、その流量センサのフロートにゴミ等が引っかかって、間違って流量検出手段で検出される流量が設定流量以上であると判定し、リトライ運転することにより、そのゴミを除去するようにしている。
【００５０】
従って、このような異常を検出する異常検出手段及びリトライ運転手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができるばかりでなく、センサの故障の原因となっていたゴミ等を除去することができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、目標圧力一定運転手段によりポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御されている状態で、流量検出手段により設定流量以上の流量が検出され、かつ上記出力周波数検出手段により検出された上記可変速運転手段の出力周波数が最低周波数であると検出された場合には、流量検出手段あるいは圧力検出手段を異常と判定するようにし、ポンプを強制的に停止させるようにしている。
【００５２】
従って、このような異常を検出する異常検出手段をソフトウェアとして追加するだけで、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出する特別なセンサを設けることなく、流量検出手段あるいは圧力検出手段の故障を検出することができる。
【００５３】
さらに、このような場合には、ポンプを強制的に停止してポンプを駆動する電動機の焼付きを未然に防止している。
請求項４記載の発明によれば、異常検出手段により異常であると検出された場合には、設定時間その状態が設定時間継続した場合に異常と判定するようにしたので、流量検出手段あるいは圧力検出手段から出力される信号にノイズが発生して、異常検出手段により異常が検出されてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる自動給水装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【図３】本発明の第２の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【図４】本発明の第３の実施の形態の動作を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
１１…井戸、
１２…水、
１３…給水管、
１４…チェックバルブ、
１５…ポンプ、
１５ｍ…モータ、
１６…制御部、
１７…流量センサ、
１８…給水配管、
１９…圧力タンク、
２０…圧力センサ。
【図１】
0003570884.tif 000002
【図２】
0003570884.tif 000003
【図３】
0003570884.tif 000004
【図４】
0003570884.tif 000005