(57)【要約】【課題】構成が簡単で、且つ小型で安価にポンプの運転状態、実負荷電流を監視することによるポンプの実運転時間の計測ができる融雪装置のポンプ制御装置を提供すること。【解決手段】散水配管４１、深井戸水中ポンプ５１、該ポンプの運転制御機器を備え、ポンプで深井戸５０から揚水した水を散水配管４１に送り、該散水配管４１の散水ノズル４２から降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、降雪を検知するスノーセンサーと、深井戸水中ポンプ５１の運転電流を監視する電流センサー１２と、該電流センサー１２からの電流検出信号より深井戸水中ポンプ５１の実運転を判断し、該深井戸水中ポンプ５１の実運転時間を計測するマイコン式コントローラと、該計測結果を表示する表示部３０とを備えた。【選択図】図１
2007120254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、
降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの実運転を判断し、該ポンプの実運転時間を計測するマイコン式コントローラと、該計測結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする融雪装置のポンプ制御装置。
【請求項２】
散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、
降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算するマイコン式コントローラと、該演算結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする融雪装置のポンプ制御装置。
【請求項３】
散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、
降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算するマイコン式コントローラと、該演算結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする融雪装置のポンプ制御装置。
【請求項４】
散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、
降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、マイコン式コントローラと、表示部とを備え、前記マイコン式コントローラは下記（１）乃至（３）の機能の２以上又は全部の機能を具備し、該機能で得た結果をそれぞれ前記表示部に表示できるように構成されたことを特徴とする融雪装置のポンプ制御装置。
（１）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの実運転を判断し、該ポンプの実運転時間を計測する機能
（２）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算する機能
（３）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算する機能
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプで深井戸等の水源から揚水した水を散水配管に送り、該散水配管の散水ノズルから散水して道路や駐車場等に降る雪を融雪する融雪装置において、ポンプの運転状態や揚水状況をモニターする融雪装置のポンプ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路や駐車場に降る雪を溶かす融雪装置として、従来から道路面下や駐車場面下に散水配管を敷設しておき、ポンプにより深井戸等の水源より揚水し、該揚水を散水配管に送り、該散水配管に設けられた多数の散水ノズルから、道路面や駐車場面に散水して、降雪を溶かす融雪装置が採用されている。このような融雪装置では、降雪をスノーセンサーで検知しその信号をコントローラで判断して、ポンプより道路面や駐車場面に散水することで融雪を行っている。例えば、特許文献１、２参照。
【０００３】
上記融雪装置が敷設される、豪雪地域では、長年の地下水の汲み上げ過ぎによる地盤沈下の問題が発生し、各地域では地下水の揚水管理が求められている。更に、装置を構成するポンプや制御機器の維持管理も求められる。このような要望に答えるためには、ポンプの実運転時間、ポンプ運転中の消費電力や積算消費電力量、ポンプ運転中の揚水量や積算揚水量を常に監視できるモニター技術が必要となる。従来このポンプの運転状態や揚水状況をモニターするのに、電流計、積算時間、電力計、電力量計、瞬時流量計、積算流量計等を各々に設けて個別にモニターする方法、ポンプの運転信号や電磁開閉器等と連動して時間計を作動させ運転時間の計測を行っている。
【特許文献１】特開昭６１−９２２０６号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０８３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来、ポンプの運転状態や揚水状況をモニターするには、各測定機器を個別に設ける必要があり、装置のコストアップにつながるため、従来の融雪装置では、殆どこのような測定機器を設置していないのが現状である。よって、今までの融雪装置では、ポンプの運転時間による寿命予測やポンプ運転中の消費電力、消費電力量の管理等、運転状況を殆どモニターすることができなかった。
【０００５】
また、従来の時間計を使用したポンプの運転時間の計測では、運転信号や電磁開閉器等と連動して運転時間の計測を行うため、ポンプの実運転時間を計測することができないために、負荷側に起因したポンプの停止状態が起きてもポンプの運転時間を計測してしまうため計測した運転時間の信頼性に問題もあった。また、上記のように豪雪地域においては、長年の融雪散水を地下水から汲み上げているため、地下水の汲み上げ過ぎによる地盤沈下の問題も発生し、現在では各地域では地下水の揚水管理が求められ、精度の高い揚水量、積算用水量の計測値が要望されている。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、各測定機器を個別に設ける必要がなく、構成が簡単で、且つ小型で安価にポンプの運転状態、即ちポンプの運転中の消費電力及び消費電力量、ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量をモニターでき、更にポンプの運転時間は、実負荷電流を監視することによる実運転時間の計測ができる融雪装置のポンプ制御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】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの実運転を判断し、該ポンプの実運転時間を計測するマイコン式コントローラと、該計測結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算するマイコン式コントローラと、該演算結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、該電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算するマイコン式コントローラと、該演算結果を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、散水配管、ポンプ、該ポンプの運転制御機器を備え、前記ポンプで水源から揚水した水を前記散水配管に送り、該散水配管のノズルから降雪面に散水して融雪する融雪装置のポンプ制御装置であって、降雪を検知するスノーセンサーと、前記ポンプの運転電流を監視する電流センサーと、マイコン式コントローラと、表示部とを備え、前記マイコン式コントローラは下記（１）乃至（３）の機能の２以上又は全部の機能を具備し、該機能で得た結果をそれぞれ前記表示部に表示できるように構成されたことを特徴とする。
（１）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの実運転を判断し、該ポンプの実運転時間を計測する機能
（２）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算する機能
（３）前記電流センサーからの電流検出信号より前記ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算する機能
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、電流センサーからの電流検出信号よりポンプの実運転時間をカウントするマイコン式コントローラと、該カウント結果を表示する表示部を備えたので、簡単な構成でポンプの実運転時間を高い精度で計測し、表示部に表示することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、電流センサーからの電流検出信号よりポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算するマイコン式コントローラを備えたので、簡単な構成でポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を高い精度で演算して求め、その結果を表示部に表示することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、電流センサーからの電流検出信号よりポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算するマイコン式コントローラを備えたので、簡単な構成でポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を高い精度で演算して求め、その結果を表示部に表示することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、マイコン式コントローラが電流センサーからの電流検出信号より、ポンプの実運転を判断し該ポンプの実運転時間を計測する機能、ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量を演算する機能、ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を演算する機能の２以上の機能又は全部の機能を備えるので、ポンプの実運転時間、ポンプの運転中の消費電力及び消費電力量、ポンプの運転中の揚水量及び積算揚水量を高い精度で演算して求め、その結果を表示部に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るポンプ制御装置を使用する融雪装置の全体概略構成を示すブロック図、図２はポンプ制御装置のコントローラ部に組み込まれた表示部の構成を示す図である。図示するように融雪装置は、運転制御回路部１００とコントロール部２００を具備するポンプ制御装置、散水部３００、水源部４００を備えている。ポンプ制御装置には警報一括出力部６２が設けられている。
【００１６】
運転制御回路部１００はＡＣ電源（商用電源）から漏電ブレーカ（ＥＬＢ）１０を通して電源が供給されており、該運転制御回路１００から電磁開閉器１１を介して、深井戸水中ポンプ５１のモータＭに駆動電流が供給できるようになっており、該モータＭに供給される駆動電流は電流センサー１２で検出されるようになっている。運転制御回路１００からコントロール部２００にも電源が供給されるようになっている。また、選択手段１３の選択によりマイコン２７による制御又は強制バックアップが選択されるようになっている。
【００１７】
コントロール部２００はセンサー信号入力部２１、モニター部２２、警報部２３、自動制御部２４、ポンプ部２５、制御選択部２６、これらを制御するマイコン２７、及び表示部３０を備えている。温度センサーを組み込んだスノーセンサー部６３の検出信号はセンサー信号入力部２１に入力され、雪温度や降雪パルスが記録される。モニター部には電流センサー１２の電流検出信号等が入力され、電力量、揚水量、運転時間（ポンプの実運転時間）、降雪数（降雪片の数）、降雪温度、消費電力（ポンプ運転中の消費電力）、及び運転電流（ポンプ駆動電流）が記録されるようになっている。
【００１８】
警報部２３には後述する深井戸に設置した渇水レベルセンサー５５や自動復帰レベルセンサー５６で検出された渇水レベル検出信号、自動復帰レベル検出信号が入力され、深井戸の渇水、センサー異常、ポンプ故障（３Ｅ）が判断され、その判断がポンプ部２５に伝達され、ポンプ停止がなされると共に、警報一括出力部６２から警報が発せられる。自動制御部２４は外部運転制御、残雪防止制御、凍結判断、及び降雪判断によりポンプ部２５に運転指令が伝達され、ポンプ（深井戸水中ポンプ５１）の運転がなされる。制御選択部２６は選択手段２９により自動運転又は手動運転を行う。
【００１９】
散水部３００は、図示するように例えば路面４０の下に埋設した散水配管４１を備え、該散水配管４１には多数の散水ノズル４２が設けられ、該散水ノズル４２の水を噴出する開口は路面４０に露出して配置されている。
【００２０】
水源部４００は深井戸５０を備え、該深井戸５０内にポンプＰとモータＭとを備えた深井戸水中ポンプ５１が設置されている。該深井戸水中ポンプ５１の吐出口には吐出管５２が接続され、該吐出管５２は逆止弁５３及び開閉弁５４を介して前記散水配管４１に接続され、深井戸水中ポンプ５１から散水配管４１に水を供給することにより、多数の散水ノズル４２から路面４０に水Ｗが噴出するようになっている。
【００２１】
深井戸水中ポンプ５１のモータＭにはＡＣ電源から、運転制御回路部１００に設けられた漏電ブレーカ（ＥＬＢ）１０、電磁開閉器１１を通して電源が供給されるようになっている。また、深井戸５０内には、渇水水位を検出する渇水レベルセンサー５５、自動復帰水位を検出する自動復帰レベルセンサー５６が配置されている。なお、散水配管４１の揚水流入部には管内の圧力を検出する圧力計５７が設けられている。なお、Ｌ１は運転水位を示す。
【００２２】
表示部３０は図２に示すように、電源表示ランプ３１、運転表示ランプ３２、故障表示ランプ３３、渇水表示ランプ３４、水位復帰ボタンスイッチ３５、テストボタンスイッチ３６、モニタボタンスイッチ３７、設定・決定選択ボタンスイッチ３８、手動・自動・停止選択ボタンスイッチ３９、モニター表示部６０、及び電源入・切スイッチ６１が設けられている。モニター表示部６０には、融雪運転時の運転電流ＳＣ（Ａ）、融雪運転時の消費電力ＳＰ（ｋＷ）、降雪温度Ｓｔ（℃）、降雪数（降雪片の数）Ｓｎ（ＰＬＳ）、運転時間ｔＨ（ｈ）、揚水量ｔＹ（ｍ3）、及び電力量ｔＰ（ｋＷｈ）が表示できるようになっている。
【００２３】
上記構成の融雪装置において、先ずスノーセンサー部６３で外気の温度（雪温度）と降雪片の数（降雪パルス数）をカウントし、その信号をコントロール部２００のセンサー信号入力部２１に送る。コントロール部２００の自動制御部２４はマイコン２７の処理によりこの信号と予めパラメータで設定された値と比較し、条件を満足した場合は降雪と判断し、運転制御回路部１００に運転信号を出力する。運転制御回路部１００では、運転信号を受けると深井戸５０内の水位Ｌ１が所定の運転水位以上の場合、電磁開閉器１１をＯＮとして深井戸水中ポンプ５１のモータＭに駆動電源を送り、深井戸水中ポンプ５１の運転を開始する。
【００２４】
深井戸水中ポンプ５１の運転が開始すると運転制御回路部１００の電流センサー１２で電流を検出し、コントロール部２００のモニター部２２にその電流検出信号を送る。モニター部２２ではマイコン２７の処理により、電流検出値が予め決められた値以上の時、深井戸水中ポンプ５１が運転状態と判断し、実運転時間をカウントすることができる。また、予めパラメータにより深井戸水中ポンプ５１のモータＭの運転点のモータ力率を設定することで、実運転電流値から深井戸水中ポンプ５１の運転中の瞬時電力を演算し、表示部３０のモニター表示部６０に瞬時電力表示（消費電力ＳＰ）を行うことができる。更にこの時、一定時間間隔内で瞬時電力データをサンプリングし、そのデータを積算していくことで積算電力量を求めることができ、合わせてモニター表示部６０に積算電力量を表示することができる。
【００２５】
深井戸水中ポンプ５１の運転による揚水量は圧力計５７で検出された散水配管４１内圧力と深井戸５０内の運転水位Ｌ１より、深井戸水中ポンプ５１の性能曲線上のポンプ運転点を決定し、その時のポンプ吐出量をパラメータに設定することで、コントロール部２００でポンプ吐出流量（揚水量）を算出することができる。この算出した吐出流量と深井戸水中ポンプ５１の運転時間の積により、深井戸水中ポンプ５１で汲み上げた地下水の揚水量をモニター部２２にセットし、モニター表示部６０に表示することができる。また、長時間の散水融雪中に散水ノズル４２の詰まりや深井戸５０の運転水位Ｌ１の変動により、深井戸水中ポンプ５１の性能曲線上のポンプ運転点が移動した場合の対策として、予め実運転電流の変化分±ΔＩに対する関数Ｋを設定することで、ポンプ吐出流量の補正を行うことができ、ポンプ運転環境変化にも対応することができる。
【００２６】
運転制御回路１００の電流センサー１２で検出された深井戸水中ポンプ５１の実運転電流をＩ、実運転電流の変化分±ΔＩ、これに対する関数Ｋとすると、運転積算運転時間、瞬時電力、積算電力量、揚水量は下記の関数式より算出できる。
【００２７】
・運転積算運転時間
運転時間カウント（ｈ）＝Ｉ≧運転判断規定値
【００２８】
・瞬時電力
瞬時電力（ｋＷ）＝Ｉ×√３×電源電圧（設定）×力率（設定）
【００２９】
・積算電力量
０．５ｈ毎に電力量カウント（ｋＷｈ）＝Σ瞬時電力値（ｋＷ）×０．５／サンプル数
【００３０】
・揚水量
揚水量（ｍ3）＝吐出流量（設定）×運転時間×（１±ΔＩ×Ｋ）
【００３１】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態例では、水源部４００は水源として深井戸を備えている例を示したが、地下水に限らず河川水、或いは工場等で河川に放水できるように処理した温排水でもよいことは当然である。また、散水する場所も路面や駐車場面に限定されるものではなく、融雪を必要とする降雪面であればどこでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るポンプ制御装置を使用する融雪装置の全体概略構成を示すブロック図である。
【図２】ポンプ制御装置のコントローラ部に組み込まれた表示部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０      漏電ブレーカ（ＥＬＢ）
１１      電磁開閉器
１２      電流センサー
１３      選択手段
２１      センサー信号入力部
２２      モニター部
２３      警報部
２４      自動制御部
２５      ポンプ部
２６      制御選択部
２７      マイコン
２９      選択手段
３０      表示部
３１      電源表示ランプ
３２      運転表示ランプ
３３      故障表示ランプ
３４      渇水表示ランプ
３５      水位復帰ボタンスイッチ
３６      テストボタンスイッチ
３７      モニタボタンスイッチ
３８      設定・決定選択ボタンスイッチ
３９      手動・自動・停止選択ボタンスイッチ
４０      路面
４１      散水配管
４２      散水ノズル
５０      深井戸
５１      深井戸水中ポンプ
５２      吐出管
５３      逆止弁
５４      開閉弁
５５      渇水レベルセンサー
５６      自動復帰レベルセンサー
５７      圧力計
６０      モニター表示部
６１      電源ボタン入・切スイッチ
６２      警報一括出力部
６３      スノーセンサー部
１００    運転制御回路部
２００    コントロール部
３００    散水部
４００    水源部
【図１】
2007120254.tif 000003
【図２】
2007120254.tif 000004