(57)【要約】【課題】電解コンデンサの交換を推奨する時期の判断が可能となる給水ユニットを提供すること。【解決手段】  給水ユニット１０は、ポンプ４１と、ポンプ４１を駆動するモータ４２と、基板１１２、電解コンデンサ１１７，１２７を有するコンバータ部１１３，１２３、及び、インバータ部１１４，１２４を備えるインバータ回路１１１，１２０と、直流中間電圧を検出する電圧検出部１１５と、電解コンデンサ１１７，１２７が交換を推奨する時期であることを報知する報知部１３０と、所定時間内の電圧検出部１１５の検出結果より、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であると判断し、報知部１３０を制御する制御部１６０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を増圧して吐出するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
電解コンデンサを有し、電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、及び、前記コンバータ部から供給される前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部を具備するインバータ回路と、
前記コンバータ部から前記インバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を検出する電圧検出部と、
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であることを報知する報知部と、
前記インバータ回路を制御し、かつ、所定時間内の前記電圧検出部の検出結果より、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であると判断し、前記報知部により報知する制御部と、
を具備することを特徴とする給水ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水ユニット。
【請求項３】
前記電解コンデンサの推奨交換通電時間を表示する表示部と、
前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出部と、
記憶部と、
を具備し、
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記温度検出部による前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで前記推奨交換通電時間を算出して前記記憶部に記憶し、当該記憶された前記推奨交換通電時間を前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の給水ユニット。
【請求項４】
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの前記判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して前記記憶部に記憶して、前記表示部に表示する前記推奨交換通電時間を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の給水ユニット。
【請求項５】
前記温度検出部は、間接的に前記電解コンデンサの温度を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の給水ユニット。
【請求項６】
電解コンデンサを有し電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部から、前記直流電力を交流電力に変換してポンプを駆動するモータに供給するインバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を所定時間検出し、
前記所定時間内の、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断し、報知部により報知する
ことを特徴とする給水ユニットの制御方法。
【請求項７】
前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断する
ことを特徴とする請求項６に記載の給水ユニットの制御方法。
【請求項８】
前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで推奨交換通電時間を算出して記憶し、記憶された前記推奨交換通電時間を表示する
ことを特徴とする請求項６に記載の給水ユニットの制御方法。
【請求項９】
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して当該算出された推奨交換通電時間を記憶し、当該記憶された推奨交換通電時間の表示することによりこの表示を更新する
ことを特徴とする請求項８に記載の給水ユニットの制御方法。
【請求項１０】
間接的に前記電解コンデンサの温度を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の給水ユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプの回転数を制御するインバータ回路を備える給水ユニット、及び、この給水ユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸や受水槽の水を送水する給水ユニットとして、例えば吐出圧力一定制御を行う為に、電装部のインバータ回路によりポンプの回転数を制御する給水ユニットが知られている。例えば、ポンプを駆動するモータは、その寿命が、定格回転数を越えて運転された時間の累積により判断されて表示されることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
例えば、インバータ回路は、その内部に、平滑コンデンサとして電解コンデンサを有している。この電解コンデンサは、特に熱により劣化が進行する部品である。この為、劣化が進行することにより電解コンデンサが故障することを防止する為に、電解コンデンサは故障する前に交換される必要がある。
【０００４】
電解コンデンサにおいても、例えばアレニウスの法則により期待寿命を算出し、給水ユニットの積算運転時間がこの期待寿命を経過する前に電解コンデンサを交換することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３２４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した、アレニウスの法則により算出される電解コンデンサの期待寿命を用いて交換を推奨する時期を判断する給水ユニットでは、以下の問題があった。
【０００７】
すなわち、アレニウスの法則では、期待寿命を算出する為に、電解コンデンサの保証寿命の情報、及び、電解コンデンサの温度の情報が必要となるが、この保証寿命は、あくまで目安であり、正確なものではない。
【０００８】
また、給水ユニットは、屋外での使用を可能とする為のカバーを有しており、電装部がカバー内に配置されることから電解コンデンサの周囲の温度となる電装部内が高温になりやすい。さらに、給水ユニットがコンパクトに形成されることに伴いカバー内の容積が小さくなるので、電装部内が高温になりやすい。
【０００９】
このように、電解コンデンサの温度は、給水ユニットの使用環境により変化するものであり、使用環境下での温度を想定することは難しい。期待寿命は、電解コンデンサの温度が高いほど、短くなる。この為、出荷時に算出された期待寿命に対して電解コンデンサの実際の寿命が異なるものとなり、交換時期の判断精度は、低いものとなる。
【００１０】
そこで、本発明は、電解コンデンサの交換を推奨する時期の判断が可能となる給水ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様として、給水ユニットは、水を増圧して吐出するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、電解コンデンサを有し、電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、及び、前記コンバータ部から供給される前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部を具備するインバータ回路と、前記コンバータ部から前記インバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を検出する電圧検出部と、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であることを報知する報知部と、前記インバータ回路を制御し、かつ、所定時間内の前記電圧検出部の検出結果より、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であると判断し、前記報知部により報知する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電解コンデンサの交換を推奨する時期の判断が可能となる給水ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る給水ユニットを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る給水ユニット１０を、図１を用いて説明する。図１は、給水ユニット１０の構成を示す模式図である。給水ユニット１０は、井戸や受水槽に設置され、井戸または受水槽の水を送水可能に構成されている。
【００１５】
図１に示すように、給水ユニット１０は、ベース２０、吸込フランジ３０を備えたポンプ４１を有する第１のポンプ装置４０、吸込フランジ３０を備えたポンプ４１ａを有する第２のポンプ装置４０ａ、ベース２０上に設置され、ポンプ４１の二次側に連結された第１の吐出管５０、ベース２０上に設置され、ポンプ４１ａの二次側に連結された第２の吐出管５０ａ、第１の吐出管５０に設けられた第１の流量検出部６０、第２の吐出管５０ａに設けられた第２の流量検出部６０ａ、第１の吐出管５０の二次側に設けられた第１の逆止弁７０、第２の吐出管５０ａの二次側に設けられた第２の逆止弁７０ａ、ベース２０上に設置され、両逆止弁７０，７０ａの二次側に連結された連結管８０、連結管８０に設けられた圧力検出部９０、連結管８０に連結されたアキュムレータ１００、電装部１１０、及び、これら構成要素を内部に配置するカバー１７０を有している。
【００１６】
吸込フランジ３０は、井戸や受水槽に設置された吸込配管に連結可能に形成されている。第１のポンプ装置４０は、吸い込んだ水を増圧可能に形成されたポンプ４１、及び、ポンプ４１を駆動するモータ４２を有している。ポンプ４１は、例えば渦流ポンプである。ポンプ４１は、内部にポンプ室を構成するケーシング、このポンプ室内に配置された羽根車、及び、羽根車が固定された回転軸４３を有している。
【００１７】
モータ４２は、モータケーシング、このモータケーシング内に固定された固定子、モータケーシング内に配置され、固定子に対して回転可能に設けられた回転子を有している。この回転子は、回転軸４３を回転可能に形成されている。モータ４２が駆動されると、回転子が回転することにより、羽根車が回転する。
【００１８】
第１の吐出管５０は、ポンプ４１の吐出口に連結されている。第１の吐出管５０は、ポンプ４１からの水を第１の逆止弁７０まで送水可能に形成されている。第１の流量検出部６０は、ポンプ４１の駆動を停止する停止流量を検出可能に構成されている。第１の流量検出部６０は、検出結果に応じた信号を、例えば信号線を介して電装部１１０の制御部１６０に送信可能に形成されている。
【００１９】
第１の逆止弁７０は、第１の吐出管５０からの水の二次側への移動可能を可能とするとともに、二次側から一次側への移動を防止可能に形成されている。
【００２０】
第２のポンプ装置４０ａは、吸い込んだ水を増圧可能に形成されたポンプ４１ａ、及び、ポンプ４１ａを駆動するモータ４２ａを有している。ポンプ４１ａは、例えばタービンポンプである。ポンプ４１ａは、内部にポンプ室を構成するケーシング、このポンプ室内に配置された羽根車、及び、羽根車が固定された回転軸４３ａを有している。
【００２１】
モータ４２ａは、モータケーシング、このモータケーシング内に固定された固定子、モータケーシング内に配置され、固定子に対して回転可能に設けられた回転子を有している。この回転子は、回転軸４３ａを回転可能に形成されている。モータ４２ａが駆動されると、回転子が回転することにより、羽根車が回転する。
【００２２】
第２の吐出管５０ａは、ポンプ４１ａの吐出口に連結されている。第２の吐出管５０ａは、ポンプ４１ａからの水を第２の逆止弁７０ａまで送水可能に形成されている。第２の流量検出部６０ａは、ポンプ４１ａの駆動を停止する停止流量を検出可能に構成されている。第２の流量検出部６０ａは、検出結果に応じた信号を、例えば信号線を介して電装部１１０の制御部１６０に送信可能に形成されている。
【００２３】
第２の逆止弁７０ａは、第２の吐出管５０ａからの水の二次側への移動可能を可能とするとともに、二次側から一次側への移動を防止可能に形成されている。
【００２４】
連結管８０は、給水先まで水を送水する送水配管に接続可能に形成されており、逆止弁７０，７０ａからの水を二次側に送水可能に形成されている。圧力検出部９０は、連結管８０内の圧力を検出可能に構成されている。圧力検出部９０は、検出結果に応じた信号を、例えば信号線を介して制御部１６０に送信可能に構成されている。
【００２５】
電装部１１０は、第１のポンプ装置４０のモータ４２に交流電力を供給する第１のインバータ回路１１１、第２のポンプ装置４０ａのモータ４２ａに交流電力を供給する第２のインバータ回路１２０、報知部１３０、表示部１４０、記憶部１５０、及び、制御部１６０を有している。
【００２６】
第１のインバータ回路１１１は、配線部を有する基板１１２、及び、基板１１２に搭載された複数の電子部品を有しており、これら基板１１２及び電子部品の一部により、コンバータ部１１３、及び、インバータ部１１４を構成している。複数の電子部品の残り一部は、電圧検出部１１５、及び、温度検出部１１６を有している。
【００２７】
コンバータ部１１３は、商用電源等の電源からの交流電力を直流電力に変換可能に形成されている。コンバータ部１１３は、その構成要素である電子部品の一部として、電解コンデンサ１１７を有している。電解コンデンサ１１７は、平滑コンデンサとして用いられている。インバータ部１１４は、コンバータ部１１３による直流電力を、制御部１６０に従い交流電力に変換し、モータ４２に供給可能に形成されている。
【００２８】
電圧検出部１１５は、コンバータ部１１３からインバータ部１１４に供給される直流電力の電圧である、直流中間電圧を検出可能に形成されている。また、電圧検出部１１５は、検出結果に応じた信号を、例えば信号線により、制御部１６０に送信可能に形成されている。温度検出部１１６は、基板１１２の温度を検出し、検出結果に応じた信号を、例えば信号線により制御部１６０に送信可能に形成されている。
【００２９】
第２のインバータ回路１２０は、配線部を有する基板１２２、及び、基板１２２に搭載された複数の電子部品を有しており、これら基板１２２及び電子部品の一部により、コンバータ部１２３、及び、インバータ部１２４を構成している。複数の電子部品の残りの一部は、電圧検出部１２５、及び、温度検出部１２６を有している。
【００３０】
コンバータ部１２３は、商用電源等の電源からの交流電力を直流電力に変換可能に形成されている。コンバータ部１２３は、その構成要素である電子部品の一部として、電解コンデンサ１２７を有している。電解コンデンサ１２７は、平滑コンデンサとして用いられている。インバータ部１２４は、コンバータ部１２３による直流電力を、制御部１６０に従い交流電力に変換し、モータ４２に供給可能に形成されている。
【００３１】
電圧検出部１２５は、コンバータ部１２３からインバータ部１２４に供給される直流電力の電圧である、直流中間電圧を検出可能に形成されている。また、電圧検出部１２５は、検出結果に応じた信号を、例えば信号線により、制御部１６０に送信可能に形成されている。温度検出部１２６は、基板１２２の温度を検出し、検出結果に応じた信号を、例えば信号線により制御部１６０に送信可能に形成されている。
【００３２】
報知部１３０は、第１の報知部１３１、及び、第２の報知部１３２を有している。第１の報知部１３１は、第１のインバータ回路１１１の電解コンデンサ１１７の交換を推奨する時期であることを外部に報知可能に構成されている。第２の報知部１３２は、第２のインバータ回路１２０の電解コンデンサ１２７の交換を推奨する時期であることを外部に報知可能に構成されている。
【００３３】
報知部１３１、１３２は、例えば、視認可能な表示により外部に報知可能に形成されている。報知部１３１，１３２は、具体的には、ランプを有し、このランプを点灯することにより、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であることを周囲が視認識できるように構成されている。
【００３４】
表示部１４０は、第１の表示部１４１、及び、第２の表示部１４２を有している。第１の表示部１４１は、第１のインバータ回路１１１の、積算通電時間Ｔ２、積算運転時間Ｔ３、及び、電解コンデンサ１１７の推奨交換通電時間Ｔ１を表示可能に形成されている。第２の表示部１４２は、第２のインバータ回路１２０の電解コンデンサ１２７の、積算通電時間Ｔ２、積算運転時間Ｔ３、及び、推奨交換通電時間Ｔ１を表示可能に形成されている。推奨交換通電時間Ｔ１は、この時間内に電解コンデンサ１１７，１２７を交換することを推奨する時間である。
【００３５】
記憶部１５０は、電解コンデンサ１１７，１２７の最高保証温度Ｔ０（ｈ）、及び、電解コンデンサ１１７の保証寿命Ｌ０を記憶している。最高保証温度Ｔ０、及び、保証寿命Ｌ０は、電解コンデンサ１１７、１２７のメーカより提供されている。また、記憶部１５０は、制御部１６０により計測される給水ユニット１０の積算通電時間Ｔ２、制御部１６０により計測される給水ユニット１０の積算運転時間Ｔ３、及び、制御部１６０により算出された推奨交換通電時間Ｔ１を記憶可能に形成されている。
【００３６】
制御部１６０は、流量検出部６０，６０ａの検出結果、及び、圧力検出部９０の検出結果に基づいて、ポンプ４１を制御可能に形成されている。具体的には、制御部１６０は、圧力検出部９０が起動圧力を検出すると、圧力検出部９０の検出結果が設定値となるよう吐出圧力一定制御により２台のポンプ４１を交互運転もしくは、交互並列運転するべく第１のインバータ回路１１１及び第２のインバータ回路１２０を制御する。また、制御部１６０は、流量検出部６０，６０ａが停止流量を検出すると、ポンプ４１，４１ａのうち、停止流量が検出されたポンプの駆動を停止する。なお、交互運転とは、まず先発のポンプとなるポンプ４１またはポンプ４１ａの一方を駆動し、流量の減少に伴い先発ポンプを停止して、吐出し圧力が起動圧力まで低下すると、他方のポンプを交互に駆動する運転である。
【００３７】
また、交互並列運転とは、まず先発のポンプとなるポンプ４１またはポンプ４１ａを駆動し、流量の増大に伴い後発のポンプとなるポンプ４１またはポンプ４１ａを駆動して２台のポンプ４１，４１ａを並列運転する運転である。
【００３８】
また、制御部１６０は、以下の第１，２，３，４，５の機能を有している。  
第１の機能は、給水ユニット１０の積算通電時間Ｔ２を計測し、記憶部１５０に記憶する機能である。積算通電時間Ｔ２は、給水ユニット１０が現場に設置されて、電源が通電されたときからの時間の積算値である。
【００３９】
第２の機能は、給水ユニット１０の積算運転時間Ｔ３を計測し、記憶部１５０に記憶する機能である。給水ユニット１０の積算運転時間Ｔ３は、インバータ回路が駆動された時間の積算値である。本実施形態では、給水ユニット１０は、２つのインバータ回路１１１，１２０を有している。制御部１６０は、インバータ回路１１１，１２０のそれぞれの運転時間を積算し、それぞれの積算運転時間Ｔ３として記憶部１５０に記憶する。
【００４０】
第３の機能は、第１のインバータ回路１１１の電解コンデンサ１１７が交換を推奨する程度劣化したか否かを判断し、及び、第２のインバータ回路１２０の電解コンデンサ１２７が交換を推奨する程度劣化したか否かを判断し、交換を推奨する程度劣化したとの判断が所定の複数回連続すると、報知部１３０により交換を推奨する時期であることを外部に報知する機能である。
【００４１】
具体的には、制御部１６０は、第３の機能として、定期的に、電圧検出部１１５，１２５により検出された所定時間内の直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合を算出する。そして、制御部１６０は、最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であると電解コンデンサ１１７，１２７が、交換を推奨する程度まで性能劣化したと判断する。
【００４２】
電解コンデンサ１１７，１２７は、性能劣化すると、そのリップル電圧が増大することにより、直流中間電圧の最大値と最小値との幅が増大する為、最大値に対する最小値の割合が小さくなる。上述の所定の割合は、交換が推奨される劣化の程度によって決定されている。
【００４３】
交換が推奨される劣化の程度について、説明する。交換が推奨される劣化の程度は、例えば、残りの寿命が給水ユニット１０の定期点検の間隔より短くなる前の劣化の程度である。電解コンデンサ１１７，１２７は、例えば、出荷前に、アレニウスの法則に従い、その寿命をおおまかに算出することができる。算出された寿命に基づき、残りの寿命が定期点検の間隔がよりも短くなる前に、交換推奨時期であることが報知部１３０により報知されると、次の点検のタイミングが交換を推奨する時期に含まれることとなり、例えば作業者は、交換推奨時期であることを認識できるようになる。
【００４４】
なお、出荷前に例えばアレニウスの法則に従い算出された寿命と、実際の寿命とは、給水ユニット１０の使用環境により、異なるものとなる。この為、上述の、交換が推奨される劣化の程度は、一例であり、限定されるものではなく、任意に設定することができる。他の例としては、例えば、出荷前に算出された寿命に対して所定の時間を差し引いた時間が、定期点検の時間よりも短くなる前の劣化の程度であってもよい。
【００４５】
本実施形態では、電解コンデンサ１１７，１２７は、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が９５パーセント以下となると、その劣化が、交換が推奨される程度に進行した状態となる。この為、本実施形態では、所定の割合として、９５パーセントを設定しており、制御部１６０は、最大値に対する最小値の割合が９５パーセント以下となると、交換が推奨される程度の劣化をしたと判断する。
【００４６】
そして、制御部１６０は、この電解コンデンサ１１７，１２７の劣化判断が所定の複数回数連続すると、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であると判断し、報知部１３０により点検時期であることを外部に報知する。
【００４７】
例えば、制御部１６０は、１０秒ごとに、１秒の間に電圧検出部１１５により検出された直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合を算出する。制御部１６０は、例えば、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が、９５パーセント以下であるときに、例えば、直流中間電圧の最大値が２５２Ｖであり、最小値が２４０Ｖであるときに、電解コンデンサ１１７，１２７が、交換を推奨する程度劣化した判断する。そして、制御部１６０は、この劣化判断が例えば３回連続すると、点検時期であると判断する。
【００４８】
第４の機能は、電解コンデンサ１１７，１２７が交換を推奨する程度劣化したと判断し、かつ、この劣化判断が所定の複数回連続することによりこの判断が正しいと判断すると、すなわち、交換を推奨する時期であると判断すると、電解コンデンサ１１７，１２７の推奨交換通電時間Ｔ１を算出し、算出された推奨交換通電時間Ｔ１を記憶部１５０に記憶し、記憶された推奨交換通電時間Ｔ１、積算通電時間Ｔ２、及び、積算運転時間Ｔ３を表示部１４０に表示させる機能である。
【００４９】
推奨交換通電時間Ｔ１は、点検時期であるとの判断時の基板１１２の温度に基づく期待寿命Ｌ（ｈ）からポンプ４１の積算運転時間Ｔ３を減算した時間を、その時点までのポンプの稼働率Ｘで除算することで算出され、Ｔ１＝（Ｌ−Ｔ３）／Ｘとなる。
【００５０】
交換を推奨する程度劣化したと判断し、かつ、この劣化判断が所定の複数回連続することによりこの判断が正しいと判断した時の基板１１２の温度に基づく期待寿命Ｌは、交換を推奨する時期との判断が正しいと判断した時の基板１１２の温度をＴ（℃）とすると、電解コンデンサ１１７の保証寿命Ｌ０（ｈ）、及び、電解コンデンサの最高保証温度Ｔ０（℃）から、アレニウスの法則に従い、以下の計算式で表される。Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０となる。
【００５１】
交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続し、この判断が正しいと判断した時の基板１１２の温度Ｔは、温度検出部１１６の検出値である。例えば、保証寿命Ｌ０が２０００時間であり、最高保証温度が１０５℃であり、基板１１２の温度が７５℃であると、期待寿命Ｌは、Ｌ＝２０００×２×（１０５−７５）／１０となり、１２０００時間となる。ポンプ４１の稼働率Ｘは、積算運転時間Ｔ３を積算通電時間Ｔ２で除算した値である。すなわち、Ｘ＝Ｔ３／Ｔ２である。
【００５２】
第５の機能は、交換を推奨する程度の劣化の判断が所定の複数回連続することによりこの判断が正しいと判断されると、この判断以降、推奨交換通電時間Ｔ１を定期的に算出し、新しい算出値を記憶部１５０に記憶することにより記憶部１５０に記憶された推奨交換通電時間Ｔ１を更新し、更新された推奨交換通電時間Ｔ１を、表示部１４０に表示する機能である。
【００５３】
カバー１７０は、例えば、ベース２０に着脱可能に取り付けられている。カバー１７０は、図中一部のみ示されている。カバー１７０は、ベース２０上に載置された構成要素をベース２０との間に配置可能に形成されている。
【００５４】
次に、給水ユニット１０の動作を説明する。制御部１６０は、井戸または受水槽に設置されて、電源が通電されると、積算通電時間Ｔ２の計測を開始し、積算通電時間Ｔ２を記憶部１５０に記憶する。
【００５５】
制御部１６０は、圧力検出部９０により起動圧力を検出すると、交互運転もしくは、交互並列運転を行うべく、先発ポンプとなるポンプ４１またはポンプ４１ａを駆動するモータ４２またはモータ４２ａに交流電力を供給する為、このモータ４２またはモータ４２ａに交流電力を供給するインバータ回路を制御する。制御部１６０は、インバータ回路を制御することにより、圧力検出部９０の圧力が設定値となるように、先発ポンプとなるポンプ４１またはポンプ４１ａの回転数を制御する。
【００５６】
制御部１６０は、供給流量の増大に伴い並列運転を行う場合は、先発ポンプであるポンプ４１またはポンプ４１ａを最高回転数で運転し、後発となるポンプ４１またはポンプ４１ａの回転数を制御する。また、制御部１６０は、流量の減少に伴い並列運転から１台運転に移行する場合は、先発のポンプ４１またはポンプ４１ａの駆動を停止する。
【００５７】
制御部１６０は、モータ４２の積算運転時間Ｔ３、及び、モータ４２ａの積算運転時間Ｔ３を、それぞれ計測し、記憶部１５０に記憶する。
【００５８】
また、制御部１６０は、定期的に、電解コンデンサ１１７，１２７のそれぞれにおいて、交換を推奨する程度劣化したか否かを判断する。
【００５９】
具体的には、制御部１６０は、電解コンデンサ１１７においては、所定時間内での直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、電解コンデンサ１１７に対して劣化判断をし、この劣化判断が所定の複数回数連続すると、交換を推奨する時期であると判断し、第１の報知部１３１のランプを点灯させる。同様に、制御部１６０は、電解コンデンサ１２７において、交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続すると、この判断が正しとして交換を推奨する時期であるとの判断が正しいと判断し、第２の報知部１３２のランプを点灯させる。
【００６０】
また、制御部１６０は、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続することにより交換を推奨する時期であると判断すると、推奨交換通電時間Ｔ１を算出し、記憶部１５０に記憶し、算出した推奨交換通電時間Ｔ１を表示部１４０に表示する。具体的には、制御部１６０は、第１のインバータ回路１１１の電解コンデンサ１１７に対する交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続すると交換を推奨する時期であると判断し、この判断時の温度検出部１１６の検出結果に基づいて、この電解コンデンサ１１７の推奨交換通電時間Ｔ１を算出し、記憶部１５０に記憶する。そして、記憶部１５０に記憶された推奨交換通電時間Ｔ１を第１の表示部１４１に表示させる。制御部１６０は、第２のインバータ回路１２０の電解コンデンサ１２７に対する交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続すると交換を推奨する時期であると判断し、この判断時の温度検出部１１６の検出結果に基づいて、この電解コンデンサ１２７の推奨交換通電時間Ｔ１を算出し、記憶部１５０に記憶する。そして、記憶部１５０に記憶された推奨交換通電時間Ｔ１を第２の表示部１４２に表示させる。
【００６１】
また、制御部１６０は、交換を推奨する程度の劣化判断が所定の複数回連続することにより交換推奨時期であると判断すると、その後、定期的に推奨交換通電時間Ｔ１を算出する。そして、算出された推奨交換通電時間Ｔ１を記憶部１５０に記憶することにより記憶部１５０に記憶された推奨交換通電時間Ｔ１を更新し、更新された推奨交換通電時間Ｔ１を表示部１４０に表示させる。また、制御部１６０は、流量検出部６０，６０ａが停止流量を検出すると、ポンプ４１，４１ａのうち停止流量が検出されたほうのポンプの駆動を停止する。
【００６２】
このように構成された給水ユニット１０では、制御部１６０は、電圧検出部１１５，１２５の検出結果より、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、電解コンデンサ１１７，１２７が交換を推奨する程度に劣化したと判断する。この為、制御部１６０は、電解コンデンサ１１７，１２７の劣化に伴うリップル電圧の増大に基づいてその交換を推奨する程度の劣化を判断することとなるので、交換を推奨する時期の判断の精度を向上することができる。
【００６３】
また、報知部１３０により外部に報知することにより、作業者は、例えば、給水ユニット１０を点検する時に、この報知により、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であることを認識することができる。
【００６４】
また、制御部１６０は、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となることが所定の複数回数連続すると、すなわち、交換を推奨する程度劣化しているとの判断が所定の複数回数連続すると、この判断が正しいと判断するので、交換を推奨する時期の誤判断を防止することができる。
【００６５】
また、電解コンデンサ１１７，１２７の推奨交換通電時間Ｔ１が表示部１４０に表示されることにより、作業者は、電解コンデンサ１１７，１２７を交換すべき期間、すなわち、寿命が切れるまでの時間を認識することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、報知部１３０、及び、表示部１４０は、電装部１１０に設けられている例を説明したが、他の例として、給水ユニット１０が、着脱可能な表示器を有し、この表示器が、報知部１３０、及び、表示部１４０として機能してもよい。例えば、この表示器は、給水ユニット１０の点検時に制御部１６０に接続される表示器であってもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、インバータ回路１１１，１２０が、それぞれ、電圧検出部１１５，１２５を有している例を説明したが、他の例としては、電圧検出部１１５，１２５は、インバータ回路とは別途に設けられてもよい。また、本実施形態では、温度検出部１１６は、基板１１２に設けられている例を説明したが、他の例では、温度検出部１１６は、基板１１２に設けられることに限定されない。
【００６８】
また、本実施形態では、制御部１６０は、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が、交換を推奨する劣化の程度に応じて決定された所定の割合以下となると、例えば、吐出圧力一定制御に用いられる圧力の設定値を低減してもよい。また、ポンプ４１の最高回転数を低減してもよい。このように、圧力の設定値、及び、ポンプ４１の最高回転数の少なくとも一方を低減することにより、電解コンデンサ１１７，１２７に流れる電流を低減できるので、電解コンデンサ１１７，１２７の劣化の進行を遅らせることができる。
【００６９】
さらに、モータ４２からの発熱量を低減できるので、電解コンデンサ１１７，１２７の周囲の温度の上昇を低減できる。電解コンデンサ１１７，１２７の周囲の温度の上昇を低減できることにより、電解コンデンサ１１７，１２７の劣化の進行を遅らせることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下に、所定の複数回数連続してなると、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であるとの判断をしているが、他の例では、例えば、本実施形態では、直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下に、１回なると、電解コンデンサ１１７，１２７の交換を推奨する時期であるとの判断をし、報知部１３０及び表示部１４０を制御することも可能である。
【００７１】
また、本実施形態では、温度検出部１１６、１２６は、電解コンデンサ１１７，１２７の温度を間接的に検出することの一例として、電解コンデンサ１１７，１２７が搭載された基板１１２，１２２の温度を検出した。間接的に検出するとは、電解コンデンサ１１７，１２７の温度を直接検出するのではなく、電解コンデンサ１１７，１２７以外の部品等の温度を検出し、この検出した温度を電解コンデンサ１１７，１２７の温度として用いることである。この為、電解コンデンサ１１７，１２７の温度を間接的に検出する場合、温度が検出される被検出部は、電解コンデンサ１１７，１２７と同じ温度、または、略同じ温度となる部分が好ましい。温度が検出される被検出部の他の例としては、例えば、コンバータ部１１３，１２３において、電解コンデンサ１１７、２７の近傍に配置される別の電子部品等の部品であってもよい。または、温度検出部１１６，１２６は、電解コンデンサ１１７，１２７の温度を直接検出してもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、報知部１３０により交換を推奨する時期となったことが報知され、かつ、表示部１４０により推奨交換通電時間Ｔ１が表示されたが、他の例としては、表示部１４０が報知部１３０として機能し、報知部１３０を備えなくてもよい。本実施形態では、表示部１４０は、電解コンデンサ１１７，１２７が交換を推奨する時期であるとの判断がなされると、積算通電時間、積算運転時間、及び、推奨交換通電時間Ｔ１を表示する。すなわち、表示部１４０により時間が表示されることは、電解コンデンサ１１７，１２７が交換を推奨する時期であること示すこととなる為である。この場合、表示部１４０は、例えば、外部に報知するべく、推奨交換通電時間Ｔ１等の時間を目立つ色や光で表示することにより、報知してもよい。
【００７３】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１０…給水ユニット、４１…ポンプ、４１ａ…ポンプ、４２…モータ、４２ａ…モータ、１１１…第１のインバータ回路、１１２…基板、１１３…コンバータ部、１１４…インバータ部、１１５…電圧検出部、１１７…電解コンデンサ、１２０…第２のインバータ回路、１２３…コンバータ部、１２４…インバータ部、１２５…電圧検出部、１２７…電解コンデンサ、１３１…第１の報知部、１３２…第２の報知部、１４１…第１の表示部、１４２…第２の表示部、１６０…制御部。
【図１】
2017216839.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月14日(2017.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を増圧して吐出するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
電解コンデンサを有し、電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、及び、前記コンバータ部から供給される前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部を具備するインバータ回路と、
前記コンバータ部から前記インバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を検出する電圧検出部と、
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であることを報知する報知部と、
前記インバータ回路を制御し、かつ、所定時間内の前記電圧検出部の検出結果より、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であると判断し、前記報知部により報知する制御部と、
前記電解コンデンサの推奨交換通電時間を表示する表示部と、
前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出部と、
記憶部と、
を具備し、
前記制御部は、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断し、
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記温度検出部による前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで前記推奨交換通電時間を算出して前記記憶部に記憶し、当該記憶された前記推奨交換通電時間を前記表示部に表示させる
ことを特徴とする給水ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの前記判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して前記記憶部に記憶して、前記表示部に表示する前記推奨交換通電時間を更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水ユニット。
【請求項３】
電解コンデンサを有し電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部から、前記直流電力を交流電力に変換してポンプを駆動するモータに供給するインバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を所定時間検出し、
前記所定時間内の、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断し、報知部により報知し、
前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断し、
前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで推奨交換通電時間を算出して記憶し、記憶された前記推奨交換通電時間を表示する
ことを特徴とする給水ユニットの制御方法。
【請求項４】
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して当該算出された推奨交換通電時間を記憶し、当該記憶された推奨交換通電時間の表示することによりこの表示を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の給水ユニットの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様として、給水ユニットは、水を増圧して吐出するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、電解コンデンサを有し、電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、及び、前記コンバータ部から供給される前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部を具備するインバータ回路と、前記コンバータ部から前記インバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を検出する電圧検出部と、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であることを報知する報知部と、前記インバータ回路を制御し、かつ、所定時間内の前記電圧検出部の検出結果より、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であると判断し、前記報知部により報知する制御部と、前記電解コンデンサの推奨交換通電時間を表示する表示部と、前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出部と、記憶部と、を備える。前記制御部は、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断する。前記制御部は、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記温度検出部による前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで前記推奨交換通電時間を算出して前記記憶部に記憶し、当該記憶された前記推奨交換通電時間を前記表示部に表示させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。以下に、本願出願の当初の特許請求範囲に記載された発明を付記する。
［１］
水を増圧して吐出するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
電解コンデンサを有し、電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、及び、前記コンバータ部から供給される前記直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータ部を具備するインバータ回路と、
前記コンバータ部から前記インバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を検出する電圧検出部と、
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であることを報知する報知部と、
前記インバータ回路を制御し、かつ、所定時間内の前記電圧検出部の検出結果より、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であると判断し、前記報知部により報知する制御部と、
を具備することを特徴とする給水ユニット。
［２］
前記制御部は、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断する
ことを特徴とする［１］に記載の給水ユニット。
［３］
前記電解コンデンサの推奨交換通電時間を表示する表示部と、
前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出部と、
記憶部と、
を具備し、
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記温度検出部による前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで前記推奨交換通電時間を算出して前記記憶部に記憶し、当該記憶された前記推奨交換通電時間を前記表示部に表示させる
ことを特徴とする［１］に記載の給水ユニット。
［４］
前記制御部は、前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの前記判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して前記記憶部に記憶して、前記表示部に表示する前記推奨交換通電時間を更新する
ことを特徴とする［３］に記載の給水ユニット。
［５］
前記温度検出部は、間接的に前記電解コンデンサの温度を検出する
ことを特徴とする［３］に記載の給水ユニット。
［６］
電解コンデンサを有し電源より供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部から、前記直流電力を交流電力に変換してポンプを駆動するモータに供給するインバータ部に供給される前記直流電力の電圧である直流中間電圧を所定時間検出し、
前記所定時間内の、前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下となると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断し、報知部により報知する
ことを特徴とする給水ユニットの制御方法。
［７］
前記直流中間電圧の最大値に対する最小値の割合が所定の割合以下であるとの判断が所定の複数回数連続すると、前記電解コンデンサの交換推奨時期であると判断する
ことを特徴とする［６］に記載の給水ユニットの制御方法。
［８］
前記電解コンデンサの交換推奨時期であるとの判断をすると、この判断をした時の前記電解コンデンサの温度をＴとし、前記電解コンデンサの保証寿命をＬ０とし、前記電解コンデンサの最高保証温度をＴ０としたとき、Ｌ＝Ｌ０×２×（Ｔ０−Ｔ）／１０で表される計算式により算出される前記電解コンデンサの期待寿命Ｌから前記モータの積算運転時間を減算した時間を、前記積算運転時間を積算通電時間で除算した稼働率で除算することで推奨交換通電時間を算出して記憶し、記憶された前記推奨交換通電時間を表示する
ことを特徴とする［６］に記載の給水ユニットの制御方法。
［９］
前記電解コンデンサの交換を推奨する時期であるとの判断後、前記推奨交換通電時間を定期的に算出して当該算出された推奨交換通電時間を記憶し、当該記憶された推奨交換通電時間の表示することによりこの表示を更新する
ことを特徴とする［８］に記載の給水ユニットの制御方法。
［１０］
間接的に前記電解コンデンサの温度を検出する
ことを特徴とする［６］に記載の給水ユニットの制御方法。