(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、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転状態電流手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転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、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する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を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転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】
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を備えた自動給水装置において、
上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、
上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する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５】
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運転電流を検出する運転電流検出手段と、
目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転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６】
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運転電流を検出する運転電流検出手段と、
目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、
この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする自動給水装置。
【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、電動機の拘束等による過電流状態における電動機の焼付けを防止し、できる限り自動的に原因を取り除いて復帰させる保護機能を有する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】
ポンプに吸い込まれる水に石や砂やゴミ等が混ざっていた場合に、その石等がポンプのインペラに噛み込んでしまったような場合には、インペラが回転しないため、インバータからポンプを駆動する電動機に供給される運転電流が過電流となって、電動機が焼付けてしまうという事態が発生し得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような電動機の焼付けを防止するために、電動機の過電流保護は、インバータの電子サーマルまたは、その他の過負荷保護装置で行っていた。
しかし、このような過負荷保護装置が作動して一度ロックすると、そのロックがなかなか解除できないため、ポンプを分解して原因となっていた石等を取り除く必要があった。
【０００５】
このようなポンプの分解が発生すると、長時間の断水が発生して、水の使用者使用者に多大な影響がでてしまうという問題があった。
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、電動機の拘束等による過電流状態における電動機の焼付けを防止し、長時間の断水を発生させることなく、できる限り自動的に原因を取り除いて復帰させる保護機能を有する自動給水装置を提供することにある。
【０００８】
【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、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【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、上記ポンプから吐出される流量を検出する流量検出手段とを備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
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を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４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を備えた自動給水装置において、上記可変速運転手段の運転電流を検出する運転電流検出手段と、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５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運転電流を検出する運転電流検出手段と、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６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運転電流を検出する運転電流検出手段と、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、上記圧力検出手段により検出されたポンプの吐出圧力が設定圧力以下であると検出され、かつ記流量検出手段により検出された流量が設定流量以下であると検出され、かつ上記運転電流検出手段により検出された運転電流が設定電流以上であると判定された場合には、上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返すように制御する正転・逆転手段と、この正転・逆転手段により上記可変速運転手段の回転方向を正転・逆転を繰り返した後、上記運転電流検出手段で検出された運転電流が再度上記設定電流以上であると判定された場合には、上記ポンプを停止する停止手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
【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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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にその回転方向を正転あるいは逆転する回転信号を出力している。
【００２０】
また、インバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流は運転電流検出手段としての運転電流検出部１６ｃにより検出される。
さらに、制御部１６には、運転電流検出部１６ｃにより検出された運転電流が設定電流より大きい場合に，インバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の回転方向を正転・逆転した場合でも、再度運転電流が設定電流より大きい場合に、警報を発する警報器１６ｄが接続されている。
【００２１】
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一実施の形態の動作について図２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（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。
【００２２】
このように、目標圧力一定運転が行われている間に、運転電流検出部１６ｃで運転電流ｉを検出し、流量センサ１７で吐出流量Ｉを検出し、圧力センサ２０で吐出圧力Ｐを検出するようにしている。
【００２３】
まず、運転電流検出部１６ｃにおいて、インバータ１６ｂの運転電流ｉを検出する（ステップＳ２）。
そして、この運転電流ｉが設定電流ｉｏ以上であるかが判定される（ステップＳ３）。この設定電流ｉｏはポンプ１５のインペラに石等が噛み込んで、ポンプ１５が回転しなくなり、運転電流ｉが異常に上昇したことを運転電流ｉｏを閾値として判断している。
【００２４】
このステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、流量センサ１７により吐出流量Ｉを検出する（ステップＳ４）。
そして、この吐出流量Ｉ＜Ｉｏであるかが判定される（ステップＳ５）。
【００２５】
このステップＳ５の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合、つまり流量が少流量であると判定された場合、圧力センサ２０によりポンプ１５の吐出圧力Ｐを検出する（ステップＳ６）。
【００２６】
このステップＳ６で検出されたポンプ１５の吐出圧力Ｐが設定圧力Ｐｏより小さいかが判定される（ステップＳ７）。
このステップＳ７の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、ポンプ１５のインペラに石等が噛み込んでしまって、ポンプ１５が回転しなくなり、モータ１５ｍに過電流を流れていると判断する（ステップＳ８）。
【００２７】
このように判断された場合には、インバータ１６ｂはモータ１６ｍを正転・逆転を繰り返す運転電流をモータ１６ｍに出力する。
この結果、ポンプ１５は正転・逆転を繰り返す（正転・逆転手段）（ステップＳ９）。
【００２８】
このように、ポンプ１５を正転・逆転させることにより、ポンプ１５のインペラに噛み合っていた石等を除去しようとしている。
このように正転・逆転を繰り返した後、インバータ１６ｂはモータ１６ｍを正転させる運転電流をモータ１６ｍに出力する。この結果、モータ１６ｍは正転する。
【００２９】
ここで、ステップＳ９の処理で、ポンプ１５を正転・逆転を繰り返すことによって、ポンプ１５のインペラに噛み込まれていた石が除去された場合には、このモータ１５ｍの正転により、ポンプ１５により給水が通常に行われる。
【００３０】
上記ステップＳ９において、ポンプ１５を正転・逆転させることにより、ポンプ１５のインペラに噛み合っていた石等を除去しようとしても除去できなかった場合には、運転電流ｉは設定電流ｉｏ以上となっている。
【００３１】
以上の理由により、ステップＳ１２において、運転電流ｉが設定電流ｉｏ以上であるかが判定される（ステップＳ１２）。
このステップＳ１２の判定で、「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ１の処理に戻る。
【００３２】
しかし、ステップＳ１２の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、ポンプ１５を正転・逆転しても、ポンプ１５のインペラに噛み合っていた石等が除去できなかった場合には、インバータ１６ｂからモータ１５ｍに停止信号が出力される。
【００３３】
この結果、ポンプ１５が強制的に停止される（停止手段）（ステップＳ１３）。
そして、警報器１６ｄからポンプ１５を強制的に停止させたことを警報する警報が出力される（ステップＳ１４）。
【００３４】
ところで、ステップＳ５の判定で「ＮＯ」あるいはステップＳ７の判定で「ＮＯ」と判定された場合には、この条件を連続して繰り返す時間を測定する（ステップＳ１５）。つまり、このステップＳ１５にきたときに、タイマ１６ｅの計時動作が開始される。このタイマ１６ｅには、時刻Ｔが計時される。
【００３５】
そして、時刻Ｔが設定時間Ｔｏ以下であるかが判定される（ステップＳ１６）。
このステップＳ１６の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、前述したステップＳ１の処理に戻る。
【００３６】
一方、ステップＳ１６の判定で「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ１３及びＳ１４の処理に進んで、ポンプ１５が強制的に停止されるとともに、警報器１６ｄから警報が発せられる。
【００３７】
なお、インバータ１６ｂからモータ１５ｍに出力される運転電流の検出している運転電流検出部１６ｃをインバータ１６ｂに設けるようにしても良い。
以上述べたように、インバータの運転電流が設定電流以上の場合には、ポンプを正転・逆転するようにして、ポンプのインペラに噛み合った石等を除去するようにしている。従って、長時間ポンプを断水させることなく、石等を除去することにより、ポンプを分解することなく、ロック現象の原因を解除することができる。
【００３８】
また、ポンプのインペラに石等が噛み合ったことを運転電流を検出することにより判断しているので、特別な検出器を追加することなく、運転電流が設定電流以上かを検出するソフトウェアの追加のみで対処することができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された流量を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、流量センサで検出された流量が設定流量以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された流量を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、流量センサで検出された流量が設定流量以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された圧力を検出する圧力センサを備えた自動給水装置において、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【００４４】
請求項４記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された吐出圧力を検出する流量センサを備えた自動給水装置において、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【００４５】
請求項５記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された圧力を検出する圧力センサと、圧力センサで検出されたポンプの吐出圧力及び流量センサで検出された流量に基づいて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、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにして、ポンフに噛み込んだ石等を除去し、長時間の断水を未然に防止することができる。
【００４６】
請求項６記載の発明によれば、ポンプを駆動する電動機を可変速運転させるインバータ及びポンプから吐出された吐出圧力を検出する流量センサ、圧力センサで検出されたポンプの吐出圧力及び流量センサで検出された流量に基づいて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、目標圧力一定運転手段で上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定に制御されている状態で、圧力センサで検出された吐出圧力が設定圧力以下でしかもインバータの運転電流が設定電流以上であることが検出された場合には、ポンプを正転・逆転させるようにし、それでもポンプに石等が噛み込んでいることにより、インバータの運転電流が設定電流以上であった場合には、ポンプを停止し、ポンプの焼損を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる自動給水装置の全体構成を示す図。
【図２】同自動給水装置の動作を説明するためのフロ−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】
0004119518.tif 000002
【図２】
0004119518.tif 000003