(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水タンクに接続された送水管と、同送水管における先端部に配設された開閉弁と、前記送水管における前記開閉弁より上流側に配設された送水ポンプと、前記送水管における前記送水ポンプと前記開閉弁との間に配設されて前記送水ポンプ側への水の流出を規制する逆止弁と、前記送水管における前記逆止弁と前記開閉弁との間に配設されて前記送水管内の流量が設定流量以下のとき動作し、設定流量を越えると復帰する流量スイッチと、同流量スイッチの動作に基づいて前記送水ポンプの駆動を停止すべく制御する制御手段を備えた送水ユニットであり、前記流量スイッチが動作する流量は正常送水量より所定量少ない流量に設定されていて、前記制御手段は、前記流量スイッチが動作して所定時間経過後に前記送水ポンプの駆動を停止させ、かつ、前記流量スイッチが動作して所定時間経過する前に復帰したときには前記送水ポンプの駆動を停止することなく継続させることを特徴とする送水ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の送水ユニットにおいて、前記送水管における前記逆止弁と前記開閉弁との間に配設されて前記送水管内の水圧が設定圧以下のとき動作する圧力スイッチと、同圧力スイッチの動作に基づいて前記送水ポンプを駆動すべく制御する制御手段を備えていることを特徴とする送水ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の送水ユニットにおいて、前記制御手段は、前記流量スイッチが動作して所定時間経過後に前記送水ポンプの駆動の所定時間の停止と駆動を所定回数繰り返し行い、その後の流量が正常水量に達しないときには同送水ポンプの駆動を停止するように構成されていることを特徴とする送水ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯水タンク内の水を使用場所へ送水するための送水ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
送水ユニットの一形式として、図５に示すように、貯水タンクに接続された送水管１と、送水管１における先端部に配設された開閉弁２と、送水管１における開閉弁２より上流側に配設された送水ポンプ３と、送水管１における送水ポンプ３と開閉弁２との間に配設されて送水ポンプ３側への水の流出を規制する逆止弁４と、送水管１における逆止弁４と開閉弁２との間に配設されて送水管１内の水圧が設定圧のとき動作する圧力スイッチ５および送水管１内の流量が設定流量のとき動作する流量スイッチ６と、送水ポンプ３の駆動を制御する制御手段を備えた形式の送水ユニットがある。
【０００３】
当該形式の送水ユニットにおいては、その運転時、貯水タンク内の水を送水すべく開閉弁２を開放すると、送水管１内の水圧が設定圧以下に低下して、これにより、圧力スイッチ５が動作して送水ポンプ３を駆動し、貯水タンク内の水を使用場所へ送水するように構成されている。また、送水を停止すべく開閉弁２を閉鎖すると、送水管１内の流水量が設定流量以下に低下し、これにより、流量スイッチ６が動作して送水ポンプ３の駆動を停止する。
【０００４】
すなわち、当該形式の送水ユニットにおいては、開閉弁２を開放して送水する際には送水ポンプ３が自動的に駆動し、開閉弁２を一旦閉鎖して送水を中断させると、その都度、送水ポンプ３の駆動が自動的に停止されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、当該形式の送水ユニットにおいては、送水ポンプ３、逆止弁４、圧力スイッチ５および流量スイッチ６は、送水管１に同一レベルで直列的に配置されており、送水場所の都合上、送水管１がこれらの部品３〜６の配置部位より高い位置に延出されていて、その先端部に開閉弁２が配設されている場合がある。この場合、圧力スイッチ５としては、送水ポンプ３の揚程に合ったものを採用する必要がある。
【０００６】
【０００７】
ところで、当該形式の送水ユニットにおいては、送水ポンプ３の空運転を防止して送水ポンプ３の保護を図る必要があり、このため、貯水タンクの貯水量を所定の範囲に保持して、送水ポンプ３の空運転の発生を防止する手段が採られている。しかしながら、このような防止手段は空運転が発生する前の防止手段であり、送水運転中に何らかの原因で送水ポンプ３に空運転が発生した場合の保護手段は採られていない。このような送水ポンプ３の空運転は、送水ポンプ３の故障の原因となるため、避けなければならない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、当該形式の送水ユニットにおいて、送水運転中に送水ポンプに空運転が発生した場合には、空運転を速やかに停止して送水ポンプの保護を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は送水ユニットに関する。本発明が適用対象とする送水ユニットは、貯水タンクに接続された送水管と、同送水管における先端部に配設された開閉弁と、前記送水管における前記開閉弁より上流側に配設された送水ポンプと、前記送水管における前記送水ポンプと前記開閉弁との間に配設されて前記送水ポンプ側への水の流出を規制する逆止弁と、前記送水管における前記逆止弁と前記開閉弁との間に配設されて前記送水管内の流量が設定流量以下のとき動作し、設定流量を越えると復帰する流量スイッチと、同流量スイッチの動作に基づいて前記送水ポンプの駆動を停止すべく制御する制御手段を備える形式の送水ユニットである。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
しかして、本発明に係る送水ユニットは上記した形式の送水ユニットにおいて、前記流量スイッチが動作する流量は正常送水量より所定量少ない流量に設定されていて、前記制御手段は、前記流量スイッチが動作して所定時間経過後に前記送水ポンプの駆動を停止させ、かつ、前記流量スイッチが動作して所定時間経過する前に復帰したときには前記送水ポンプの駆動を停止することなく継続させることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
本発明に係る送水ユニットにおいては、流量スイッチが動作する流量を正常送水量より所定量少ない流量に設定するとともに、制御手段を流量スイッチが動作して所定時間経過後に送水ポンプの駆動を停止するように構成している。このため、送水運転中に送水ポンプに空運転が発生した場合には、送水管内の流量が正常送水量に比較して低流量となって流量スイッチが動作して制御手段が作動し、制御手段は、送水管内での低流量が所定時間継続した場合には、送水ポンプに空運転が発生したものと判断して送水ポンプの駆動を停止させる。これにより、送水ポンプが保護される。
【００１４】
また、本発明に係る送水ユニットにおいては、制御手段を、前記流量スイッチが動作して所定時間経過する前に復帰したときには、前記送水ポンプの駆動を停止することなく継続させるように構成している。このため、前記流量スイッチが動作して所定時間経過する前に送水管内の流量が正常送水量に復帰した場合には、制御手段は送水ポンプの空運転が解消されたものと判断し、送水ポンプの駆動を停止させることなく正常運転を続行させることができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
この場合、制御手段を、流量スイッチが動作して所定時間経過後に、送水ポンプの駆動の所定時間の停止と駆動を所定回数繰り返し行い、その後の流量が正常水量に達しないときには送水ポンプの駆動を停止するように構成することができる。これにより、送水ポンプが駆動および停止を数繰り行われている間に送水管内の流量が正常送水量に復帰した場合には、制御手段は送水ポンプの空運転が解消されたものと判断し、送水ポンプの駆動を停止させることなく正常運転を続行させることができる。
【００１８】
本発明に係る送水ユニットにおいては、送水管における逆止弁と開閉弁との間に、送水管内の水圧が設定圧以下のとき動作する圧力スイッチと、同圧力スイッチの動作に基づいて送水ポンプを駆動すべく制御する制御手段を設けることができ、これにより、開閉弁の閉鎖により送水を中断した後に開閉弁を再度開放した場合には、送水ポンプの駆動を自動的に復帰し得て送水を続行させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明すると、図１には本発明に係る送水ユニットを装備した電解水生成装置が示されている。電解水生成装置１０は、希薄食塩水を電気分解してアルカリ性水と酸性水を生成するもので、アルカリ性水を送水するための送水ユニット２０ａと、酸性水を送水するための送水ユニット２０ｂを装備している。電解水生成装置１０の装置本体１０ａは、ベース１０ｂ上に組付けたケース１０ｃ内に組付けられて収容されているもので、装置本体１０ａは電解槽１１および濃塩水タンク１２を備えている。
【００２０】
電解槽１１は、隔膜１１ａで区画された一対の電解室１１ｂ，１１ｃを備え、各電解室１１ｂ，１１ｃには各電極１１ｄ，１１ｅが配設されている。各電極１１ｄ，１１ｅには直流電圧が印加されるが、各電極１１ｄ，１１ｅへの直流電圧の印加および停止、各電極１１ｄ，１１ｅの正負の電極切換えは制御装置１６により制御される。電解槽１１の各電解室１１ｂ，１１ｃは、給水管１３ａを介して濃塩水タンク１２と軟水器１４に接続されているとともに、各流出管１３ｂ，１３ｃを介してアルカリ性水の貯水タンク１５ａおよび酸性水の貯水タンク１５ｂにそれぞれ接続されている。各流出管１３ｂ，１３ｃは、貯水タンク１５ａ，１５ｂの流入孔１５ｃに接続されているとともに、各流出管１３ｂ，１３ｃの各電解室１１ｂ，１１ｃに対する接続は、流路切換弁１３ｄを介して各電解室１１ｂ，１１ｃに選択的に切換えられるもので、制御装置１６により、各電極１１ｄ，１１ｅの正負の電極切換えに対応して切換制御される。
【００２１】
濃塩水タンク１２は、水道水供給管１２ａに接続されているとともに、供給ポンプ１２ｂを介して給水管１３ａに接続されているもので、内部に投入される食塩と供給管１２ａを通して供給される水道水とにより飽和食塩水を生成する。生成さえれた飽和食塩水は、供給ポンプ１２ｂを通して給水管１３ａに供給される。給水管１３ａには、軟水器１４から軟水が供給され、供給された軟水は給水管１３ａ内で飽和食塩水と均一に混合されて、飽和食塩水を１％未満の設定された濃度の希薄食塩水に調製する。希薄食塩水は、電解槽１１の各電解室１１ｂ，１１ｃに供給される。
【００２２】
当該電解水生成装置１０における装置本体１０ａの運転状態は、全て制御装置１６により制御されるが、装置本体１０ａの作動および装置本体１０ａによる電解水の生成方法は公知であり、各電解室１１ｂ，１１ｃで生成された電解水のうち、アルカリ性水はアルカリ性水の貯水タンク１５ａへ選択的に供給され、かつ、酸性水は酸性水の貯水タンク１５ｂに選択的に供給される。
【００２３】
しかして、送水ユニット２０ａと送水ユニット２０ｂは、送水すべき対象がアルカリ性水か酸性水かの相違はあるが、それらの構成は同一のものである。従って、これら両送水ユニット２０ａ，２０ｂについての説明では、送水すべき対象を区別する必要がないかぎり、両送水ユニット２０ａ，２０ｂの符号を便宜上２０番とするとともに、それらの構成部品、構成部材、構成部位等については、同一のものは同一の符号を付して説明する。
【００２４】
送水ユニット２０は、送水管２１、開閉弁２２、送水ポンプ２３、逆止弁２４、圧力スイッチ２５ａ、流量スイッチ２５ｂ、エアチャンバ２５ｃ、および制御手段２６を備えているとともに、分岐管路２７を備えている。なお、制御手段２６は、電解水生成装置１０を構成する制御装置１６が兼ねている。
【００２５】
送水管２１は、供給管２１ａと注出管２１ｂをコネクタ２１ｃを介して接続してなるもので、給水管２１ａの基端部は貯水タンクの流出孔１５ｄに接続されて起立し、注出管２１ｂは所定高さまで延びている。この送水管２１には、供給管２１ａの部位にその基端部側から、送水ポンプ２３、逆止弁２４、流量スイッチ２５ｂ、圧力スイッチ２５ａ、エアチャンバ２５ｃはこの順序で配設されており、また、注出管２１ｂの先端の部位には開閉弁２２が配設されている。
【００２６】
送水ポンプ２３は、貯水タンク１５ａ，１５ｂ内のアルカリ性水、酸性水を圧送すべく機能する。逆止弁２４は、送水管２１内での送水ポンプ２３側への水の流動を規制するもので、送水を停止すべく開閉バルブ２２を閉鎖された場合、送水管２１における開閉弁２２と逆止弁２３間の水圧を保持すべく機能する。流量スイッチ２５ｂは、供給管２１ａ内を流れる水の流量が設定値以上では閉（オン）動作し、かつ、同流量が設定値を下回ると開（オフ）動作するもので、供給管２１ａ内を流れる水の流量を検知するべく機能する。本発明においては、流量スイッチ２５ｂの上記した開（オフ）動作を、送水管２１内の流量が設定流量以下のときに行う「流量スイッチの動作」と規定し、かつ、流量スイッチ２５ｂの上記した閉（オン）動作を、送水管２１内の流量が設定流量を越えるときに「流量スイッチの復帰」と規定している。
【００２７】
圧力スイッチ２５ａは、供給管２１ａ内の水圧が設定圧以上では開（オフ）動作し、かつ、同水圧が設定値を下回ると閉（オン）動作するもので、供給管２１ａ内の水圧を検知すべく機能する。エアチャンバ２５ｃは、開閉弁２２を閉鎖して送水ポンプ２３の駆動が停止された際に一時的に生じる過剰な圧力を逃がすもので、一般のアキュムレータと同様に機能する。
【００２８】
制御手段２６は、図２の（ａ）に示すマイクロコンピュータを主体とするもので、同図の（ｂ）に示す電気回路を備えており、送水ユニット２０の運転中において、圧力スイッチ２５ａ、流量スイッチ２５ｂ等の開閉動作に応じて、図３または図４のフローチャートに示すように送水ポンプ２３の駆動を制御する。なお、図２の電気回路において、符号ＰＬＳは圧力スイッチ２５ａ、ＦＬＳは流量スイッチ２５ｂ、ＴＭはタイマー、ＰＭは送水ポンプ２３、Ｘ1，Ｘ2はリレーを示している。
【００２９】
分岐管路２７は、供給管２１ａから分岐する取水管２７ａと取水弁２７ｂとからなるもので、取水管２７ａは濃塩水タンク１２上に臨んでいる。分岐管路２７は、貯水タンク１５ａ，１５ｂから送水される水のｐＨ値を測定するために取水を可能にするもので、取水弁２７ｂを開放して取水される。取水する際にこぼれる水や、取水弁２７ｂから漏洩する水は濃塩水タンク１２内に受承され、電解水生成装置１０の各構成部品や構成部材への電解水の接触を阻止して、これらの錆び付きや腐食を防止する。
【００３０】
当該送水ユニット２０において、送水管２１を構成する注出管２１ｂは、供給管２１ａの上端部にコネクタ２１ｃを介して接続されていて、供給管２１ａよりさらに上方へ延びて電解生成水の使用場所に開口している。当該送水ユニット２０において、開閉弁２２は注出管２１ｂの上端部、換言すれば、送水管２１の最高水位の部位（送水ポンプ２３の揚程、すなわち送水ポンプ２３との高低差が約６ｍ）に配設されている。また、圧力スイッチ２５ａは供給管２１ａの上端部、換言すれば、供給管２１ａの最高水位の部位（送水ポンプ２３との高低差が約１．５ｍ）に配設されている。
【００３１】
このように構成した送水ユニット２０においては、圧力スイッチ２５ａに作用する水頭圧は注出管２１ｂに相当する分であって、圧力スイッチ２５ａと送水ポンプ２３との高低差（約１．５ｍ）分だけ小さくなる。従って、図５に示す従来の送水ユニットで採用されている圧力スイッチ５（設定圧が１ｋｇｆ／ｃｍ2）に比較して、より低設定圧の圧力スイッチ（たとえば設定圧が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2）を採用することができる。低設定圧の圧力スイッチは、高設定圧の圧力スイッチに比較して廉価であり、送水ユニット２０を廉価に構成することができる。
【００３２】
また、当該送水ユニット２０においては、圧力スイッチ２５ａと送水ポンプ２３との高低差を約１．５ｍとして、設定圧が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力スイッチ２５ａを採用している。従って、当該送水ユニット２０を図１の破線で示すように変更した場合でも、低設定圧である設定圧が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力スイッチ、すなわち、圧力スイッチ２５ａを使用することができる。換言すれば、送水ポンプ２３の揚程が当該送水ユニット２０の範囲内の送水ユニットにおいては、使用する圧力スイッチを設定圧が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力スイッチ２５ａとすることができ、廉価な部品で共通化を図ることができる。
【００３３】
当該送水ユニット２０においては、電源を投入すれば、送水運転が可能状態となる。電源を投入した状態で開閉弁２２を開放すると、圧力スイッチ２５ａが供給管２１ａ内の圧力低下を検知して送水ポンプ２３を駆動して貯水タンク１５ａ，１５ｂ内のアルカリ性水、酸性水を開閉弁２２を通して送水する。また、送水を中断すべく開閉弁２２を閉鎖すると、流量スイッチ２５ｂが供給管２１ａ内の水の流量低下を検知して送水ポンプ２３の駆動を停止させて送水を中断させる。この間、送水ポンプ２３の駆動は、図３のフローチャートに示す第１の制御方法のように、または、図４のフローチャートに示す第２の制御方法のように、制御手段２６により制御される。
【００３４】
第１の制御方法は、送水運転中に送水ポンプ２３に空運転が発生した場合、空運転であることを検出して送水ポンプ２３の駆動を停止させるもので、制御手段２６は送水ポンプ２３の駆動により作動を開始して（ステップ３１）、流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別し（ステップ３２）、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態である場合にはタイマーを駆動させる（ステップ３３）。制御手段２６は、タイマーで設定されている所定時間（１ｍｉｎ）経過後に流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別し（ステップ３４）、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態を継続している場合には、送水ポンプ２３が空運転状態であると判断して送水ポンプ２３の駆動を停止する（ステップ３５）。また、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態が解消されてオン動作状態となっている場合には、送水ポンプ２３の駆動を停止させることなく、送水状態を継続させる。これにより、送水ポンプ２３の空運転を短時間に停止して、送水ポンプ２３の保護を図ることができる。
【００３５】
第２の制御方法は、流量スイッチ２５ｂがオフ動作して所定時間経過後に、送水ポンプ２３の駆動の所定時間の停止と駆動を所定回数繰り返し行い、その後の流量が正常水量に復帰した場合には、送水ポンプ２３の空運転が解消されたものと判断し、送水ポンプ２３の駆動を停止させることなく正常運転を続行させるものである。
【００３６】
制御手段２６は、送水ポンプ２３の駆動により作動を開始して（ステップ３１）、流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別し（ステップ３２）、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態である場合にはタイマーの第１回目の駆動を開始する（ステップ３３）。制御手段２６は、タイマーで設定されている所定時間（１ｍｉｎ）経過後に流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別し（ステップ３４）、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態を継続している場合には、送水ポンプ２３の駆動を所定時間停止させるとともにタイマーをリセットして駆動させる（ステップ３５）。制御手段２６は、その後タイマーの第２回目の駆動により設定されている所定時間（１０ｓｅｃ）経過後に流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別し（ステップ３６）、流量スイッチ２５ｂがオフ動作状態を継続している場合には、送水ポンプ２３の駆動をさらに所定時間停止させるとともにタイマーをリセットして駆動させる（ステップ３７）。制御手段２６は、その後タイマーの第３回目の駆動により設定されている所定時間（１０ｓｅｃ）経過後に、流量スイッチ２５ｂの動作状態を判別する（ステップ３８）。
【００３７】
制御手段２６は、このような送水ポンプ２３の駆動と駆動停止とを数回繰り返し行い（１０回程度）、流量スイッチ２５ｂがなおオフ動作状態を継続している場合には、送水ポンプ２３が空運転状態であると判断して送水ポンプ２３の駆動を停止する（ステップ３９）。また、流量スイッチ２５ｂがいずれかのステップでオフ動作状態を解消されてオン動作状態となった場合には、送水ポンプ２３の駆動を停止させることなく、送水状態を継続させる。これにより、送水ポンプ２３の空運転を短時間に停止して、送水ポンプ２３の保護を図ることができるとともに、この間に送水ポンプ２３の空運転が解消された場合には、送水ポンプ２３の駆動を停止させることなく正常運転に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る送水ユニットを装備した電解水生成装置の全体を示す概略構成図である。
【図２】同送水ユニットが有する制御手段のブロック図（ａ）、および同制御手段が有する電気回路（ｂ）である。
【図３】同制御手段による送水ポンプの第１の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】同制御手段による送水ポンプの第２の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】従来の送水ユニットを示す構成図である。
【符号の説明】
１０…電解水生成装置、１０ａ…装置本体、１０ｂ…ベース、１０ｃ…ケース、１１…電解槽、１１ａ…隔膜、１１ｂ，１１ｃ…電解室、１１ｄ，１１ｅ…電極、１２…濃塩水タンク、１２ａ…水道水供給管、１２ｂ…供給ポンプ、１３ａ…給水管、１３ｂ，１３ｃ…流出管、１３ｄ…流路切換弁、１４…軟水器、１５ａ，１５ｂ…貯水タンク、１５ｃ…流入孔、１５ｄ…流出孔、１６…制御装置、２０ａ，２０ｂ（２０）…送水ユニット、２１…送水管、２１ａ…供給管、２１ｂ…注出管、２１ｃ…コネクタ、２２…開閉弁、２３…送水ポンプ、２４…逆止弁、２５ａ…圧力スイッチ、２５ｂ…流量スイッチ、２５ｃ…エアチャンバ、２６…制御手段、２７…分岐管路、２７ａ…取水管、２７ｂ…取水弁。
【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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