(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過装置に付加して濾過装置のポンプのモーターへ駆動電力を供給するコントロール装置を備えて、このコントロール装置は、前記モーターへの商用電源の周波数を変換するインバータと、このインバータにより、モーターへの商用電源を曜日毎、ピーク時や負荷の少ない時間帯毎に制御して、モーターへの電源の周波数値を、１００％〜約１５％の間で変えて濾過運転を行う他、逆洗、洗浄運転を、モーターへの電源の周波数値を１００％で行うプログラマブルコントローラとを搭載し、このプログラマブルコントローラによるインバータ制御運転と、前記モーターへ商用電源を供給して行う手動運転とを切り換え可能とし、前記インバータ制御運転終了直後に逆洗運転を行う設定としたことを特徴とする濾過装置における制御システム。
【請求項２】
前記コントロール装置は、他の濾過装置にも付加可能とするべく、運転設定可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の濾過装置における制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、濾過装置におけるポンプのモーターへの電源を、インバータによって制御して、消費電力を節減し、濾過精度も向上させるようにした、濾過装置における制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、浴槽やプールの濾過装置には、インバータは取り付けられていない。また、濾過装置は、例えば土曜日や日曜日などの繁忙期のピークに合わせて企画されており、ピークの汚れが十分に濾過できる設計が要求されている。即ち、ピーク以外の時間帯或いは平日等にも全く同様な循環水量とポンプの能力が一様に使用されているのである。
一方で、従来の濾過ポンプの選定方法は、例えば１．５ｋｗ以上については、２．２ｋｗ、３．７ｋｗ、５．５ｋｗ、７．５ｋｗ、１１ｋｗ、１８．５ｋｗ以上の何れかのポンプを選定するようになっており、１ランク上の機種は常に１５０〜１７０％の電力量の大きなものとなっている。従って、ポンプの選定方法は、設定値以上のなるべく小さなものを選び、バルブで流量を絞って使用する方法が通例となっている。例えば実際に必要な能力が７．５ｋｗで僅かに足らない場合は、１１ｋｗのものを選定するしか方法が無く、必ず上級機種の各段に消費電力の大きなポンプを選択するほかないというジレンマを抱えている。ポンプのモーターの種類が少ないために、現在はやむを得ぬ選択である。
また、その濾過ポンプの電力を節約しようとすると、夜間に停止するなどの措置が講じられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、濾過ポンプにインバータ等が使用されていない理由は、最も一般的な濾過方式である砂濾過方式が、逆洗及び洗浄といった濾過材を洗浄する機能を有しており、一様に回転数或いは流量を落としたのでは、十分に濾過材が復元されないという機能上の問題もあり、従来はこういった濾過設備に単にインバータを使用することが馴染まなかったからである。
また、こういった濾過ポンプの節電を図るという概念がそもそもこの業界に無く、電気料については計らずも一定のものがかかると周知の如くであり、電力を節約しようというと、単に夜間停止させるなど、逆に十分に濾過時間を経過しないまま翌日の使用前に運転させるといったケースも多く見受けられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電力を節減する目的で濾過ポンプにインバータを使用し、週間或いは２４時間タイマー等を使用してピーク時と負荷の少ない時間帯及び曜日を分け、インバータを段階的に調節可能としたものであり、いつでも従来の商用運転に切り替えられるように設計されている。
また、濾過装置から濾過、逆洗、洗浄の信号を取り出し、必要な時に十分なポンプの水量を確保できるようにしたものである。この信号の取り出しは、通常当該盤の切替弁の接続端子から取り出せるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
基本的な構造は、インバータによりモーター電源の周波数を段階的に変動させるプログラムを、図１の▲１▼操作表示器と▲６▼プログラマブルコントローラによりコントロールし、▲８▼の電磁接触器を介してポンプの回転数を制御するシステムである。
【０００６】
本装置は、使用方法の異なる風呂用とプール用の２機種を設定し，各々インバータの制御を５〜１０パターンほど設定しておく。概ね、土日の昼間と夜間、平日の昼間と夜間に分け、インバータにより１００％〜約１５％の間で周波数値を操作する。周波数と回転数は比例し、流量を少し落としただけで電力量は格段に減る。
このモータの特性を十分に生かして考えられた装置である。
実測データにより、概ね流量を７０％にすると電力量比は４０％となり、流量を５０％にすると電力量比はなんと２２％となるのである。そして、時間帯と曜日により流量を替えて、木目細かく制御し、電力を節減しようとするものである。
【０００７】
逆洗や洗浄行程のときは、従来の１００％でポンプが動作できるように設定されている。手動方式では商用に戻して運転させ、自動方式においては切替弁や制御盤から信号を取り出し、制御に組み込んでいる。即ち、インバータによる省エネルギー運転中でも、仮に緊急に逆洗がなされた場合、直ちに元の１００％運転とするシステムである。これらは、出荷時に最適なメニューが全てプログラムされており、平日と土日モードの各々で、昼間と夜間のタイマー設定が可能となっている。
また、実際大きめのポンプが設定されているところが多く、通常バルブで絞って流量を抑えている。こういった場合の電力は、負荷がかかる分逆に増加しているのであり、平常運転時も抑えて全体的に節減を図ることが可能である。
【０００８】
以上のような構造でこれを使用するときは、省エネルギー運転終了直後に逆洗するように、プログラムを設定する。これは、省エネ運転中は流量が落ち濾過スピードが遅くなるために、濾過精度が向上し、通常取れなかった汚れまで引っかかるようになるからである。
従って、平常の流速の早い運転に戻る前に逆洗しておくことが、本装置のもう１つの特徴を生かすことになるのである。
元来この装置は濾過装置に組み込まれることが理想であるが、変化例として、既設のどんな濾過装置へも適用できるので、現在の設備の横に付加するように設置も可能である。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の効果は、大別して次の２点である。
イ）濾過ポンプの省エネルギー、電気料金削減
ロ）効率的な濾過
【００１０】
イ）濾過装置の特性として、まずポンプのモーターの種別が少ないことがあげられる。現状では必要量より必ず大きめの電力のものを選定するほかないが、本発明では最初から最適な循環流量に合わせて使用ができるわけであるから、ランニングコストの著しい削減が可能になった。
濾過循環系統の中で循環流量を落とすということは、配管抵抗が著しく減ることを意味し、高低差の揚程より配管抵抗による揚程が殆どである通常の設置条件下では、電力を落としても流量はそれほど低下しないということがおきる。加えて、モーターの特性として概ね流量をＸ倍とすると、電力はＸの２乗倍以上となることから、相乗効果も相俟って格段の小電力となるわけである。
本発明品の実測値において、流量と消費電力の関係は、流量９０％のときは電力７７％、以下同様に８０％のとき５７％、７０％のとき４０％、６０％のとき２９％、５０％のとき２２％、４０％のとき２０％、３０％のとき１６％となった。
【００１１】
ロ）殆どの濾過方式である砂濾過方式の特性として、濾過材に流す循環水の流速即ち通水線速度Ｌｖ値が小さいほど濾過精度が増すことが知られており、通常風呂用は４５〜５０ｍ／ｈ、プール用は２５〜３０ｍ／ｈである。目的の水槽が深いほど、より高度な濾過精度を要求される。同様の濁度でも、深いと濁って見えるからである。風呂の深さは５５０〜６００ｍｍ、プールは１１００〜１２００ｍｍである。元来要求される精度が違うが、この違いは通水線速度が異なることと、一番細かな濾過材の粒度が風呂用は０．６ｍｍ、プール用は０．４５ｍｍ〜０．５ｍｍのものとしていることだけで、他は全く同じ仕様なのである。
即ち、ピーク時以外に濾過スピードを落とせれば、風呂用の濾過装置がプール用のものに限りなく近づくことができる。一通過性の捕捉率も格段に向上することとなる。
通常、風呂濾過装置の要求される濾過精度は、３０〜４０μｍ。少なくとも、３０〜４０μｍのものは、９０％以上濾過できなければならない。比してプール用が要求される濾過精度は、１０〜２０μｍである。本発明装置によって、風呂用の濾過装置が、プール用のそれに近い精度をもつに至るということである。
尚これには勿論、汚れの酷い時間帯には早くターンさせるという、ピーク時のターン数の条件が織り込まれていなければならないが、概ね２４時間運転して経費のかかっているような施設は、土日のピーク時と平日の昼間では極端に入浴者数や遊泳者数が違っており、この条件を満たしながらも、十分に節約及び濾過精度の向上が図れるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で、濾過装置本体に付加する装置の概略図である。
【符号の説明】
１  操作表示器
２  クーリングファン
３  インバータ
４  ＤＣリアクトル
５  漏電ブレーカ
６  プログラマブルコントローラ
７  商用運転用電磁接触器
８  インバータ運転用電磁接触器
９  端子台
【図１】
0003755723.tif 000002