(57)【要約】【課題】使い勝手を維持しつつ安価にするポンプ装置を提供する。【解決手段】  電動機で回転駆動される羽根車を有し、該羽根車の外周を覆うように位置すると共に外郭でポンプ部を形成するケーシングを有し、該ポンプ部から吐出された液体を一定量貯め、蓄圧が可能な空気式圧力タンクと、蓄圧された圧力を検知する圧力センサと該空気式圧力タンクに停止毎に空気を補給する空気補給装置を具備し、該電動機を制御する制御部は加速度の異なる起動運転と定常運転の二つの運転を有しており、起動運転の加速度は定常運転の加速度より大きく、それらの運転は起動より一定時間が経過すると切替わる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機で回転駆動される羽根車を有し、該羽根車の外周を覆うように位置すると共に外郭でポンプ部を形成するケーシングを有し、該ポンプ部から吐出された液体を一定量貯め、蓄圧が可能な空気式圧力タンクと、蓄圧された圧力を検知する圧力センサと該空気式圧力タンクに停止毎に空気を補給する空気補給装置を具備し、該電動機を制御する制御部は加速度の異なる起動運転と定常運転の二つの運転を有しており、起動運転の加速度は定常運転の加速度より大きく、それらの運転は起動より一定時間が経過すると切替わることを特徴とするポンプ装置
【請求項２】
前記制御部は、電動機の加速度を変化させることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプにおいては、ポンプ部と、ポンプ部を駆動させる電動機と電動機を制御する制御部とを有しており、ポンプ部から吐出された流体が流れる通水路に圧力を検知するための圧力センサと蓄圧のための圧力タンクとから構成されている。前記制御部は前記圧力センサより発信される圧力情報に基づき、吐出圧力が一定となるよう、電動機の加速度を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-６４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポンプは、例えば水栓を使用することで、ポンプ内圧が低下し、予め定めた圧力（起動圧）に達すると、水栓を使用していると判断し、モータを駆動させポンプを運転させる。その際、予め定めた圧力（制御圧力）を超過しないよう、制御圧と現在の圧力の差に比例し加速度を変化させている。
【０００５】
特許文献１に代表する家庭用井戸ポンプにおいては、空気式圧力タンクに空気を補給する空気補給装置を動作させるために一定以上の加速度が必要であり、加速度が小さいと空気補給装置を動作させることができない。空気を補給させることが出来ないままポンプを使用し続けると、圧力タンク内の空気が不足してしまい、ポンプがインチングを起こすなどの不具合が生じる恐れがある。
【０００６】
しかし、空気補給に必要な加速度で常に運転してしまうと、一定水量を水栓から吐出させているときに過大に加速し制御圧力を超過してしまい、圧力が安定しないため使い勝手が悪くなってしまう恐れがある。
【０００７】
本発明では、使い勝手を維持しつつ安価にするポンプ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】
【０００８】
本発明は、課題を解決するために、電動機で回転駆動される羽根車を有し、該羽根車の外周を覆うように位置すると共に外郭でポンプ室を形成するケーシングと、蓄圧のための空気式タンクと、空気式タンクに停止毎に空気を補給する空気補給装置を有するポンプ装置において、ポンプ部から吐出された液体が流れる通水路に設置されポンプ室内の圧力値を検出する圧力センサを具備し、前記電動機の回転数を検出し制御する制御手段と、起動運転と定常運転の二つの運転を有し、前記起動運転は前記定常運転と比べて加速度を大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、運転開始から空気補給装置が動作するまでの時間だけ急加速することで、確実に空気補給を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係るもので、ポンプ装置の縦断面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るポンプ装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明の一実施例に係る、空気補給装置のポンプが停止している状態を示す動作図である。
【図５】本発明の一実施例に係る、空気補給装置のポンプが起動し運転している状態を示す動作図である。
【図６】本発明の一実施例に係る、空気補給装置のポンプが停止した状態を示す動作図である。
【図７】本発明の制御および従来の運転を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に基づき詳述する。まず、本発明のポンプ装置の概要について図１、図２を引用して説明する。
【００１２】
ポンプ装置は、圧力タンク１と、この圧力タンク１の上に配置されたモータ２とモータ２の回転数を変化させる速度制御装置が搭載された制御基板３とモータ２の上に配置され、ポンプ装置の吐出圧力値の表示や運転圧力等の設定を切替操作できる操作基板４が通信線で制御基板３（制御手段）と接続され、それらをポンプカバー１０が覆う構造である。
【００１３】
ポンプ部１５は、羽根車１６と、この羽根車１６を内置するケーシング１７と、ケーシング１７の全面を閉じるケーシングカバー１８を有する。このポンプ装置は、ウエスコポンプと称するもので、ケーシング１７に吸込口１７（ａ）と吐出口１７（ｂ）を有する。なお、本発明の説明は、代表的ポンプであるウエスコポンプを例示するが、本発明はウエスコポンプに限定されるものでない。
【００１４】
ポンプ部１５の上部には、気水分離室１９が備わる。気水分離室１９は吐出継手３９を介し圧力タンク１の流入口に連通するように配置され、ネジ等でポンプ部１５に固定される。吐出継手３９には、空気補給装置４０と圧力センサ５が具備されており、空気補給装置４０は連通管４１により吸込室２０と接続されている。また吸込流路に連通する吸込室２０には逆止弁２１が備わる。この逆止弁２１は吸込口側からケーシング１７側への水の流れを許すが、逆向きの流れを阻止するよう動作する。吸込流路の吸込継手２２は、圧力タンク１に取付けられる。一方、圧力タンク１の側面には揚水されて加圧された水を水栓へ送水するために設けた配管接続用の吐出フランジ６が接続されている。フランジ６と圧力タンク１はボルト２５により固定されている。
【００１５】
気水分離室１９の上部にはねじ込み式の呼び水給水用栓２３が備わる。この呼び水給水用栓２３を外して呼び水を給水する。
【００１６】
図３は、本発明のポンプ装置の制御ブロック図を示す。制御基板３に搭載される制御部３５は、マイクロコンピュータ３６、モータ２を駆動する駆動回路３７、モータ２に流れる電流を検出する電流センサ３８の検出結果をマイクロコンピュータ３６に入力する電流検出回路３２、および周辺回路から構成される。
【００１７】
圧力センサ５は吐出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に入力され、制御部３５は、圧力変化に応じて自動的に駆動回路３７を介してモータ２の回転数を変化させ、吐出圧力を所定の圧力(制御圧力)に制御する。
【００１８】
次に図４から図６を用いて空気補給装置の動作および本発明が解決する問題点を説明する。
【００１９】
図３は吐出継手３９と空気補給装置４０の断面図である。空気補給装置４０にはボール弁式ノズル４３が備えられ、吐出継手３９に取付けられている。空気補給装置４０と吐出継手３９はノズル４３に設けた孔により連通している。空気補給装置４０のカバー４０（ｂ）側と吸込室２０が連通管４１で接続されており、ケース４０（ａ）腹部には補空弁４５が設けられ、ケース４０（ａ）内にはダイヤフラム４２とバネ４６が備えられている。
【００２０】
ポンプ停止中、ダイヤフラム４２はバネ４６によって補空弁４５に押し付けられており、吐出継手３９内に水があるため、ノズル４３に内蔵されているボール４４は浮いている。水栓を使用しポンプが運転を開始すると、カバー４０（ｂ）側が連通管４１を通じ吸込室２０より吸引され、これによりダイヤフラム４２が反転しバネ４６が縮む。この際、圧力差により吐出継手３９内の水と一緒にボール４４が移動しノズル４３を塞ぐことで、ケース４０（ａ）側が負圧となり、補空弁４５から空気４７を補給する。
【００２１】
ポンプが停止すると、吸込室２０と吐出継手３９内が同圧となる。そのため、ダイヤフラム４２はバネ４６に押されて反転し、ケース４０（ａ）側に溜まっていた空気４７はノズル４３を通って気水分離室１９に吐出される。
【００２２】
気水分離室１９に吐出された空気４７は、次にポンプが起動したとき気水分離室１９の水と一緒に圧力タンク１に運ばれ、補給される。
【００２３】
本発明が解決する問題点としては、ポンプが運転する際、モータが一定以上の加速度を得られないと、ボール４４がノズル４３を塞ぐよりも早く吐出継手３９内の水がケース４０（ａ）側に侵入してしまい、吐出継手３９内とケース４０（ａ）側が同圧となることで負圧が生まれず、空気を補給することができないことにある。
【００２４】
次に図７を用いて本発明の運転について説明する。
図７において、点線は従来の運転制御を示し、実線は本発明の運転制御を示す。従来の制御では、使い勝手の向上を目的に、インチングの抑制により圧力変動を低減するため、現在の圧力と制御圧力までの圧力差に応じて加速度を小さくする制御（圧力一定制御）を行っている。しかし、起動時にも同様の制御を行った場合、前述の空気を補給するために必要な加速度を得ることができない。図７に従来の運転の加速度（モータ回転数）と空気補空装置に発生する負圧の関係を示す。従来の運転では起動時の加速度が小さく、負圧の発生量が小さい。ここで、本発明における加速度とは、一定時間当たりのモータ回転数の増加を指すものとする。つまり、図７の従来の運転において、40秒から60秒までの20秒間のモータ回転数の増加は、ほぼ０のため、加速度はほぼ０となり、15秒から25秒までの10秒間のモータ回転数の増加は、3500min-1のため、加速度は350min-1/秒となる。
【００２５】
本発明では、起動時のみ従来の運転で述べたの圧力一定制御ではなく、従来の圧力一定制御での加速度よりも加速度を大きくする起動運転と、起動より一定時間経過後に従来の圧力一定制御を行う定常運転の二つの運転を行うことで、使い勝手を維持しつつ、負圧の発生、及び空気補空装置による空気補給を確実に行うことができる。図７に本発明の運転の加速度（モータ回転数）と空気補空装置に発生する負圧の関係を示す。起動時は圧力一定制御ではなく、従来の制御より大きい加速度で運転を開始する起動運転を行う。負圧が発生する一定時間後、定常運転に移行し、必要に応じて減速および加速度を小さくし、運転を継続する。上記構成により、例えば運転開始時は、起動運転により空気補給装置が動作するまでは加速度を大きくし、空気補給装置動作後は定常運転とし加速度を小さくすることで、使い勝手を維持しつつ安価にすることができる。なお、図７では負圧が発生するまでの時間を５秒としているが、本発明はその限りではない。
【符号の説明】
【００２６】
１  タンク、 ２  モータ、 ３  基板、 ４  操作基板、 ５  センサ、 ６  フランジ、 １０  ポンプカバー、 １５  ポンプ部、 １６  羽根車、 １７  ケーシング、 １８  ケーシングカバー、 １９  分離室、 ２０  吸込室、 ２１  弁、 ２２  継手、 ２３  栓、 ２５  ボルト、 ３２  電流検出回路、 ３５  制御部、 ３６  マイクロコンピュータ、 ３７  回路、 ３８  センサ、 ３９  継手、 ４０  空気補給装置、 ４２  ダイヤフラム、 ４３  ノズル、 ４４  ボール、 ４５  弁、 ４６  バネ、 ４７  空気
【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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