(57)【要約】従来のポンプシステム設計における次の４つの重大な欠点、即ち、（１）甚大な水害を招きうる単一のポンプ設計における突然のポンプ故障、（２）洪水状況での致命的な高電圧感電事故の脅威、（３）送電網の停電及び必要な圧送力をサポートするためのエネルギー供給がないことで水害を招くこと、（４）ポンプの稼働有無によらず低い浸水率の期間が経過した後での井戸に貯まった水からの悪臭、を軽減するための解決手段を設計する。原理は内容開示にて説明され、提案される設計は、完全に上記４つの重大な欠点を軽減することができる。
2020521081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源によって給電されてポンプ井戸から液体を圧送する複数の液体ポンプと、
前記複数の液体ポンプのそれぞれを、前記ポンプ井戸内での液体レベルが低下するにつれて１つずつオンにするように構成された液体レベルセンササブシステムと
を含む、液体ポンプシステム。
【請求項２】
システムチェック装置と、通信装置と、をさらに含み、
前記システムチェック装置は、
システム監視装置と、
分析装置と、
システムチェック調節装置であって、前記システムチェック調節装置は、１つ又は複数のスケジュールされた機能的チェックを示す設計された手順に基づいて起動され、少なくとも前記複数のポンプでの前記スケジュールされたチェックを前記システム監視装置に実行させ、前記複数のポンプの適切な動作を前記分析装置に確かめさせ、少なくとも、スケジュールされたチェックが、前記複数の液体ポンプのサブセットについてのポンプの欠陥を検出するケースにおいて、１又は複数の受信者への送信が行われる通信を生じさせる、システムチェック調節装置と、を含み、
前記通信装置は、記録保持モジュールと、メッセージ配送構成要素とを含み、
スケジュールされた機能的チェックに応答して、前記システムチェック調節装置は、前記スケジュールされたチェックを前記記録保持モジュールに登録し、前記スケジュールされた機能的なチェックが終了したとき、前記システムチェック調節装置は、前記１又は複数の受信者へのメッセージを前記メッセージ配送構成要素に送信させる、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項３】
前記液体は、水である、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項４】
前記複数のポンプの数は、前記液体の、前記ポンプ井戸への予期される最大浸出量に等しいか又は超える圧送量を持つために必要な数より１以上大きい、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項５】
新鮮液体注入バルブのセットと、前記複数のポンプについてのスケジュールされたチェックの間に取り込まれる注入液体の量を制御するための液体注入調節装置とをさらに含み、
前記新鮮液体注入バルブのセットは、１つのバルブが故障しているときでも前記注入調節装置が前記注入液体の流れを遮断できるように直列に接続される少なくとも２つの注入バルブを含む、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項６】
前記電力源は、送電網である、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項７】
前記電力源は、ガソリン又はディーゼル発電機を含む予備の電源を含む、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項８】
前記電力源は、低電圧電力源を含む、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項９】
前記電力源は、ＡＣ電力を低電圧のＤＣ電力に変換して前記ポンプシステムに給電するＡＣ／ＤＣ変換器を含む、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１０】
前記電力源は、前記変換されたＤＣエネルギーを貯蔵するエネルギーリザーバをさらに含む、
請求項９に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１１】
前記エネルギーリザーバは、少なくとも１つの電池を含む、
請求項１０に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１２】
前記複数のポンプのうちの少なくとも１つのポンプは、ブラシレスＤＣモータを含む、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１３】
前記複数のポンプのうちの少なくとも２つは、前記ポンプ井戸における略同じ水平レベルに配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１４】
前記複数のポンプのうちの少なくとも２つは、前記ポンプ井戸内であるが、前記ポンプ井戸における異なる水平レベルに配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１５】
前記複数のポンプのうちの少なくとも１つのポンプは、前記ポンプ井戸における異なる水平レベルに配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１６】
前記複数のポンプのうちの少なくとも１つは、前記ポンプ井戸に関連して地盤上又はその上部に配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１７】
全ての前記ポンプは、前記ポンプ井戸に関連して地盤上又はその上部に配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１８】
前記液体レベルセンササブシステムの複数の液体レベルセンサの全ては、前記ポンプ井戸の内側に配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項１９】
前記液体レベルセンササブシステムの複数の液体レベルセンサのうちの少なくとも１つの液体レベルセンサは、前記ポンプ井戸の外側に配置される、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【請求項２０】
前記液体ポンプシステムからの全ての信号通信は電気ケーブルを通る、
請求項２に記載の液体ポンプシステム。
【請求項２１】
前記ポンプ井戸は、住宅の地下にある井戸である、
請求項１に記載の液体ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国内の数百万の家は、地下室を備えて建てられる。これらの家の多くは、地下室床下方の井戸から作動するポンプシステムを使用する。そのようなポンプシステムは、「埋没式」ポンプシステムと称される。埋没式ポンプシステムは、外側から（例えば、高い地下水面、洪水、又は他の形態の漏出によって）漏出し、従って、地下室内の井戸内に集められた水を圧送するように作動する。圧送された水は、家の外側に運ばれて戻され、それによって地下室を乾燥状態のままにすることを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
典型的な既存の埋没式ポンプシステムは、家が接続されている高電圧の送電網によって給電される。そのような既存のポンプは、固定された圧送量で作動し、予想される最悪の洪水状態に応じた能力を有する単一のポンプを備えることが多い。ポンプは、通常、「高」水位センサによって起動されて、井戸内の水を外側に圧送する。起動後、ポンプは、「低」水位センサがトリガされたときに停止される。典型的な既存のポンプシステムは、これ以後、「従来のポンプシステム」と称される。
【０００３】
従来のポンプシステムが、家に流れ込んだ大量の水に対応するには不十分な圧送を有する場合、不適切な圧送の結果、水害が生じ得る。同様に、予期せぬポンプの故障、又は送電網電力の停電の期間がある場合、ポンプは全く作動せず、ここでもその結果水害が生じる。そのような水害は、通常、補修に何千ドルものコストがかかり得る。さらに、浸出量が少なく、ポンプが長期間起動されないとき、比較的よどんだ水が、かび臭く鼻につく悪臭を放ち始めることがあり、それによって居住者の生活の質をそこなう。
【０００４】
ここで主張される構成は、上記で説明されたような環境内での任意の欠点を解消する実施形態に限定されず、上記で説明されたような環境内でのみ働く実施形態に限定されない。もしろ、この背景技術は、ここで説明されるいくつかの実施形態が実践され得る１つの例示的な技術分野を示すために提供されるに過ぎない。
【発明の概要】
【０００５】
統計的には、従来のポンプシステムを使用するとき、重大な水害の最もよくある原因は、地下室洪水につながる予期せぬポンプ故障によるものである。予期せぬポンプ故障は、単一のポンプを使用して作動する従来のポンプシステムの弱点である。従来のポンプシステムを使用するときの主な水害の次によくある原因は、送電網電力の停電によるものである。しかし、従来のポンプシステムの使用は、水害に加えて他の潜在的な懸念事項も有する。例えば、洪水が起きたときの高電圧感電の脅威である。
【０００６】
ここで説明する原理は、複数のより小型のポンプのポンプシステムであって、単一ポンプまでの粒度でポンプをオンオフするだけで、水浸出量により良好に合わせる、ポンプシステムを備える。このシステムは、何らかの所与のポンプの故障の場合に余分なポンプがこのとき存在しているため、ポンプ故障の重大な結果を低減する。感電及び送電網電力の停電にさらされるリスクを緩和するために、ポンプシステムの実施形態は、高電圧（例えば、１００ボルトを上回る）のＡＣ送電網電力から低電圧（例えば、７２ボルトを下回る）のＤＣ電力に変換し、次いで、この電力をエネルギーリザーバ内に一時的に貯蔵する。このＤＣエネルギーリザーバは、充電用ＤＣ電力に変換された送電網電力と共にポンプシスシステムに低電圧ＤＣ電力を供給する。送電網電力の停電中、リザーバ単独で、設計された時間の間（例えば、６時間）、（例えば、ＵＰＳのように、但しインバータ無しで）必要とされる緊急用電力をポンプシステムに提供することができる。従って、提案された設計の概念は、送電網電力の停電中に圧送電力サポートを提供するだけでなく、地下室の洪水状況における高電圧感電の脅威も軽減する。
【０００７】
ここで説明する実施形態はまた、調節装置を使用してリザーバの充電及び放電を管理することができる。これ以後説明するように、システムチェック装置は、設計された手順によってシステムの機能に対してスケジュールされた周期的チェックを実施することができ、通信装置を使用してそのチェック結果を送出して、予期せぬポンプ故障による洪水を防止する。提案されたシステムチェック及び通信装置はまた、リアルタイムで監視／検出し、重要な出来事が発生したときに適切なメッセージを送出することもできる。これらの事象は、正常作動中のポンプ故障、送電網電力の停電及び復帰、ポンプシステム能力を超える水流入量などを含むことができる。これらの事象が発生したとき、（所有者が指定したような）人又は複数の人々に（これもまた所有者が指定したような）チャンネルを介してメッセージが送出され、それにより、やがてやってくる結果を最小限にするためにどのような対策を講じるべきかを判断することができる。例えば、個人は、家に駆け込んで水害をその初期の段階で封じ込めることを選択することができる。
【０００８】
ここで説明する原理はまた、従来のポンプシステム設計の少なくとも２つの他の欠点を修正することもできる。第１に、単一の大型ポンプは、最大の予想される水漏入流量を取り扱うための固定圧送速度を備えて設計されている。その結果、正常浸出量の間、周期的な短いパルス式の開始と停止の圧送作用が存在し、これは、モータの寿命を縮め、また多くの電気エネルギーを無駄にし得る。ここで説明するシステムは、小型ポンプを１つずつ単一ポンプの粒度でオンオフして、浸出量により良好に合わせ、その結果、無駄なモータ作用が大幅に少なくなる。第２に、単一の大型ポンプは、設計された最大浸出量より多い量を取り扱うための予備の圧送能力を有さずに設計されている。浸出量が、短時間の間圧送量を１０％超えるだけでも、水害は依然として起こり得る。ここで説明されるシステムは、従来のポンプシステムの単一のポンプ能力と等しいか、又はこれを超える合計最大圧送量を有することができ、そして、システムの「保証用の予備」として少なくとも１つのポンプを付加し、その結果、能力を高めることができる。
【０００９】
この概要は、詳細な説明において以下でさらに説明する簡単な形の概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求する主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図せず、特許請求する主題の範囲を決定する上での補助として使用されることも意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
上記で引用した及び他の利点及び特徴を得ることができるように説明するために、様々な実施形態のより具体的な説明が、付属の図を参照してもたらされる。これらの図は、サンプルの実施形態を示すに過ぎず、従って、本発明の範囲を限定するように考えられるものではないことを理解して、本実施形態は、添付の図を使用してさらなる特殊性及び詳細を用いて記載され、説明される。
【００１１】
【図１Ａ】従来のポンプシステムの概略図である。
【図１Ｂ】ここで説明する原理に従うポンプシステムの実施形態を概略的に説明し、新規な相違点を示すために図１Ａと比較されうる図である。
【図２】水位センサと、対応するスイッチとを含み、図１Ｂのポンプシステム内で作動しうる組立体の概略図である。
【図３】ここで説明する原理に従うポンプ機能をチェックするための方法のフローチャートである。
【図４】ここで説明する原理に従うエネルギーリザーバをチェックするための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
セクション１：従来のポンプシステム
【００１３】
統計的には、従来のポンプシステムを使用するとき、重大な水害の最もよくある原因は、地下室洪水につながる予期せぬポンプ故障によるものである。予期せぬポンプ故障は、単一のポンプを使用して作動する従来のポンプシステムの弱点である。従来のポンプシステムを使用するときの主な水害の次によくある原因は、送電網電力の停電によるものである。しかし、従来のポンプシステムの使用は、水害に加えて他の潜在的な懸念事項も有する。例えば、洪水が起きたときの高電圧感電の脅威がある。
【００１４】
図１Ａは、従来のポンプシステム１０００Ａを概略的に示す。対照的に、図１Ｂは、ここで説明する原理によるポンプシステム１０００Ｂの実施形態を概略的に示す。図１Ａに示すように、従来のポンプシステム１０００Ａは、（１）高電圧電源からＡＣ電力を供給するための電源サブシステム（又は「エネルギーサブシステム」）１１００Ａと、（２）井戸内の水を圧送するための単一のＡＣ電力式水ポンプ１２０１Ａからなる水ポンプサブシステム１２００Ａと、（３）高／低水位センサ１３１１Ｈ及び１３１１Ｌの対が内蔵された単一の水位レベルセンサ組立体１３１１Ｗからなるシステム調節装置１３００Ａと、（４）単一のポンプスイッチ１４１１Ａからなる電力スイッチサブシステム１４００Ａとを含む。
【００１５】
ＡＣ電源サブシステム１１００Ａは、ポンプスイッチ１４１１Ａを通して接続して、ＡＣ電力式ポンプ１２０１Ａに給電する。スイッチ１４１１Ａは、高レベルセンサ１３１１Ｈによって起動されて電源をオンにしてポンプ１２０１Ａを駆動し、低水位センサ１３１１Ｌによって起動解除されて電源をオフにしてポンプ１２０１Ａを停止する。
【００１６】
通常、水ポンプ１２０１Ａは、送電網の高電圧ＡＣ電力によって給電される。水位センサ組立体１３１１Ｗは、水浮力を使用して水位を検出するブイ−ばね装置であることが多い。ブイの位置の上方に水が到達すると、ブイ重量は水浮力によって低減され、水位がブイ位置を下回ると、ブイはその通常の重量に復帰する。この重量差は、ばねを起動させ、スイッチ１４１１Ａをオンオフする別個の高／低信号を生み出す。
【００１７】
通常、単一の組立体は、スイッチ１４１１Ａ及び水位センサ１３１１Ｗを、組み合わせられたユニットとして含み、当技術分野では「ポンプ制御スイッチ」組立体と名付けられており、ここでは「組立体」又は「組立体モジュール」と称される。ここで使用されるように、組立体モジュールは、図１Ａ及び図１Ｂのそれぞれにおける水位センサと同じ標識を有する。従って、別途指定されない限り、水位センサ（又は同じ番号が付けられた組立体モジュール）もまた、ここでは制御信号を送出することができる。例として、スイッチ１４１１Ａ及び水位センサ１３１１Ｗを組み合わせた「組立体」もまた、組立体１３１１Ｗとして番号が付けられ、これもまた図１Ａにおける制御機能のために信号を送出することができる。同様に、図１Ｂのスイッチ１３１１Ｗ、１３１２Ｗ、及び１３１３Ｗをそれぞれ組み合わせた組立体は、図１Ｂの、それぞれのポンプ１２０１Ｂ、１２０２及び１２０３それぞれの制御機能のための信号を送出することができる。
【００１８】
再度繰り返すと、従来のポンプ設計は、ＡＣ送電網電力を使用して、単一ポンプ制御スイッチ組立体によって制御される単一の大型ポンプを駆動する。水位が高いレベルを上回ると、組立体は、スイッチをオンにし、ＡＣ電力を送り込んでポンプを駆動して水を圧送する。水位が低いレベルを下回ると、組立体は、ポンプへの電力をオフして水の圧送を停止する。従って、予期せぬ送電網電力の停電、又は組立体の故障、又はポンプ故障は、地下室の洪水を発生させる可能性があり、それによって相当な被害を引き起こし、高電圧感電の強い可能性をもたらす。
【００１９】
セクション２：ここで説明する原理に従うポンプシステム
【００２０】
図１Ｂに示す実施形態のように、ここで説明する原理を組み込む水ポンプシステム１０００Ｂは、従来のポンプシステム１０００Ａとは異なり低電圧（例えば、３６ボルトＤＣ）電力を供給する電源サブシステム１１００Ｂを含む。さらに、従来のポンプシステムとは異なり、電源サブシステム１１００Ｂは、エネルギーリザーバ１１０２も含む。また、従来のポンプシステムとは異なり、水ポンプシステム１０００Ｂは、複数の水ポンプ（図示する例では３つのポンプ１２０１Ｂ、１２０２、及び１２０３）を含んで水を井戸から圧送する水ポンプサブシステム１２０１Ａを含む。水ポンプシステム１０００Ｂは、調節装置サブシステム１３００Ｂをさらに含んで、ポンプシステムの管理機能を調節する。水ポンプシステム１０００Ｂは、スイッチのグループからなるスイッチグループ１４００Ｂをさらに含む。各スイッチは、命じられたときに、特有のモジュールに供給される電力をオンにし、又はオフにするように起動され得る。
【００２１】
水ポンプシステム１０００Ｂはまた、特有の個々のサブシステム又はモジュールのための設計された機能的チェック及び監視を実施するためのチェック／監視装置１５００のサブシステムと、システムチェック及びフラッシングの手順においてバルブのグループを通る真水入口をオン／オフするためのバルブ（又は「水入口調節装置」）サブシステム１６００と、関係者に適切な通信を送るための通信モジュール１７００と、ＡＣ電力を変換してリザーバ１１０２を充電するためのＡＣ／ＤＣ変換器１８００と、１１００におけるエネルギーリザーバの充電／放電を調節するための充電／放電調節装置１９００とを含む。上記のサブシステム、装置、構成要素、及びモジュールの機能は、これ以後説明される。
【００２２】
従来のポンプシステムのように１つだけの大型ポンプ１２０１Ａを設計し、装備する代わりに、ここで説明する原理は、複数のより小型のポンプ（例えば、図１Ｂに示すような１２０１Ｂ、１２０２、及び１２０３）を使用する。水ポンプシステム１０００Ｂのポンプ１２０１Ｂが、従来のポンプシステム１０００Ａの単一のポンプ１２０１Ａとは異なり（例えば、より小型であり、及び／又はＤＣ電力式であり）、従って、異なる標識を有することに留意されたい。これらのポンプへの電力送出ルートは、ポンプ制御スイッチ組立体のグループ（又は「組立体」）１３１１Ｗ、１３１２Ｗ及び１３１３Ｗそれぞれによって制御される。複数の小型ポンプの合計最大能力は、予想される最悪の流入量に等しいか、又は少し超えるように提案され、これらのポンプに少なくとも１つの追加のポンプを「保証用の予備」ポンプとして追加して、作動中に発生し得るポンプ故障、又は他の予期せぬ状況の結果を緩和する。図１Ｂに示す実施形態では、ポンプ１２０１Ｂ及び１２０２の合計圧送能力は、予想される最悪の水流入量の能力に等しいか、又はこれを超えており、ポンプ１２０３は、「保証用の予備」ポンプである。
【００２３】
図１Ｂは、３つのより小型のポンプと、図１Ａに示す従来のポンプシステムには存在しない追加の装置１５００及び１７００とを備えた、提案されたマルチポンプシステム１０００Ｂを示す。上記で説明したように、予期せぬポンプ故障は、単一ポンプ１２０１Ａを使用して作動する従来のポンプシステム１１００Ａの弱点である。ここで説明するマルチポンプシステムにより、予期する単一ポンプ故障の結果は、特に追加の保証用の予備ポンプが存在するとき、従来のポンプシステム設計のものより確実に大幅に小さくなる。そうではあっても、システムチェック／監視サブシステム１５００及び通信サブシステム１７００の装置の付加により、予期せぬ単一ポンプ故障の結果はさらに一層低減され得る。従って、ここで説明するようなマルチポンプシステムは、当技術分野の技術状況を明らかに改善する。
【００２４】
調節装置サブシステム１３００Ｂは、送電網電力の停電及び復帰を検出するためのセンサ１３１０Ｇを含むセンサを備える。調節装置１３００Ｂはまた、レベル感知組立体（例えばセンサ１３１１Ｗ、１３１２Ｗ、１３１３Ｗなど）のグループ１３１０Ｗも含む。これらのレベル感知組立体１３１０Ｗは、水位を検出するように位置決めされ、従って、ここでは「水位センサ」とも称される。スイッチ及び高／低水位センサの対は、これらのレベル感知組立体のそれぞれ内に内蔵され得る。例として、組立体１３１１Ｗは、ポンプ１２０１Ｂの電力送出を制御する、内蔵されたスイッチ１４１２及び高／低水位センサ１３１１Ｈ及び１３１１Ｌを有することができる。組立体１３１２Ｗは、ポンプ１２０２の電力送出を制御する、内蔵されたスイッチ１４１２Ｂ及び高／低水位センサ１３１２Ｈ及び１３１２Ｌを有することができる。同様に、組立体１３１３Ｗは、ポンプ１２０３の電力送出を制御する、内蔵されたスイッチ１４１３及び高／低水位レベルセンサ１３１３Ｈ及び１３１３Ｌを有することができる。マルチポンプシステム１０００Ｂに存在し得る数のポンプに対して、そのように続く。調節装置サブシステム１３００Ｂはまた、２つの流れセンサ１３６１Ｆ及び１３６２Ｆと、高レベルセンサ１３ＳＣＨとを含むシステムチェック組立体１３ＳＣ１も含む。
【００２５】
これらの組立体の作用原理は、前のセクション（セクション１）で説明したブイ−ばね及びスイッチ組立体と同じものであることができる。従って、これらの組立体（１３１１Ｗ、１３１２Ｗ、１３１３Ｗなど）もまた、水位信号を制御装置に送出して、設計された制御機能を実施することができる。図２は、これもまた制御信号を送出することができる、高／低水位センサ１３１１Ｈ、１３１１Ｌ及び組立体１４１１Ｂからなる組立体１３１１Ｗを示す。組立体１３１２Ｗ及び１３１３Ｗは、同じように構造化されてよく、それぞれは、そのそれぞれの高／低水位センサ及びスイッチを備える。
【００２６】
例えば、水位が高水位１３１１Ｈに到達するように浸出量が増大すると、センサはスイッチ１４１１Ｂを起動させて、電力をオンにしてポンプ１２０１Ｂを駆動する。水位がさらに増大して（第１の高水位１３１１Ｈを上回って配置される）別の高水位１３１２Ｈを上回って到達すると、センサ１３１２Ｈは、さらに、スイッチ１４１２を起動させて電力をオンにして（スイッチ１４１１によって駆動されているポンプ１２０１Ｂに加えて）ポンプ１２０２を駆動する。組み合わせられた圧送及び浸出量の結果、水位が低下し、水位がセンサ１３１２Ｌの下方であるが、センサ１３１１Ｈを上回って低下したとき、センサ１３１２Ｌは、スイッチ１４１２を起動してポンプ１２０２をオフにするが、センサ１３１１Ｈは、依然としてポンプ１２０１Ｂを稼働させ続けることができる。
【００２７】
説明するように、図１Ｂの実施形態の設計は、浸出量により良好に合わせるようにオンオフされて予想される最大浸出量（ポンプ１２０１Ｂ及びポンプ１２０２）を適切に取り扱うことができる３つのポンプ（１２０１Ｂ、１２０２、及び１２０３）を制御するための３つの組立体（１３１１Ｗ、１３１２Ｗ、及び１３１３Ｗ）を装備し、さらに、上記で説明した目的のために少なくとも１つ以上の保証用の予備ポンプ（ポンプ１２０３）を有することもできる。
【００２８】
セクション３：システムチェック
【００２９】
指定されたスケジュールにおいて、システム調節装置１３００Ｂは、システムチェックを実施する。この指定されたスケジュールされたチェック時間において、調節装置１３００Ｂは、システムチェック調整装置としてシステムチェックモジュール１５３０を起動させる。システムチェックモジュール１５３０は、次いで、信号を送出して通信装置１７００を起動させ、それによってこの起動を記録保持モジュール１７０１に登録し、システムチェック／監視装置１５３３を起動させてスケジュールされたシステムチェックを実施する。システムチェックを終了した後、調整装置装置１５３０は、メッセージ配送構成要素１７０２を起動させて最終化されたチェック報告書を送出する。
【００３０】
一例として、システムチェックが正常作動を示したとき、最終化されたチェック報告書は、「［名称又は住所］の水ポンプシステムが［年／月／日／時間］（年、月、日、及び時間を付ける）においてスケジュールされたシステムチェックを実施した」となり得る。その結果は以下となる：「全てのサブシステムは正常状態である」。別の例として、システムチェックがポンプ１２０１及び／又はその関連する制御組立体が正常に作動していないことを示したとき、最終化されたチェック報告書は、「警告！！［名称又は住所］の水ポンプシステムのシステムチェックは、以下の不具合を報告する：ポンプ１２０２は機能していない」となり得る。さらに別の例として、システムチェックがスケジュールされた時間において終了できなかったとき、最終化されたチェック報告書は、「警告！！［名称又は住所］の水ポンプシステムのシステムチェックは、そのスケジュールされたシステムチェックを実施しなかった」となり得る。
【００３１】
セクション４：ポンプチェック手順
【００３２】
各サブシステムの信頼性は非常に異なり得るため、サブシステムのチェックは、異なる頻度で実施され得る。例えば、ポンプサブシステムのチェックは、半年ごとに実施することができ、一方でエネルギーリザーバのチェックは、季節ごとに実施することができる。また、真水入口流量は、その流量が設計された最悪の洪水量未満（例えば、ポンプ１２０１Ｂ及び１２０２の合計圧送能力未満）になるように調整され得る。
【００３３】
ポンプチェック中、チェック及び監視サブシステム１５００は、（図２に示す）チェック調整装置１５３０を起動させてポンプチェックを調整する。開始点として、サブシステム１５００は、システム稼働状態を記録保持モジュール１７０１に記録する。例えば、ポンプチェックの初期状態において、ポンプ１２０１Ｂは稼働しているが、ポンプ１２０２及び１２０３は稼働していない。装置１５３０は、システム稼働状態をそのまま保ち、ポンプチェック手順を実施し始める。ポンプチェックの終了時、サブシステム１５００は、リセットして初期稼働状態に戻る。次のチェック順序は、初期状態が上記で述べた通りである（即ちポンプ１２０１Ｂは稼働しているが、ポンプ１２０２及び１２０３は稼働していない）ことを想定する。
【００３４】
図３は、ここで説明する原理によってポンプ機能をチェックするための方法３００のフローチャートを示す。開始ステップ３０１（即ち真水入口ステップ）に示すように、システムチェック調整装置１５３０は、真水入口調節装置１６００を起動させて、スイッチ１４６１及び１４６２を含む入口スイッチ１４６０によってそれぞれ制御される、直列に連結されたバルブ１６０１及び１６０２のセットを通して真水を入れる。初期状態では、バルブ１６０１は、バルブ１６０２が開く間遮断されている。水入口調節装置１６００は、バルブ１６０１を起動させてそのバルブを開き、それにより、真水は（流れセンサ１３６１Ｆによって検出される）バルブ１６０１及び（流れセンサ１３６２Ｆによって検出される）バルブ１６０２を通って井戸内に流れることができる。バルブ１６０１及び１６０２を通る水流の信号は、組立体１３ＳＣ１の流れセンサ１３６１Ｆ及び１３６２Ｆによって調整装置１５３０に送出され、水入口バルブが適切に開かれていることを示して、記録保持モジュール１７０１によって記録される。市販の水流センサが利用可能である。例えば、これらは、水ヒータの流れによって起動されるガス点火装置において、又は流れによって起動される電気シャワーヒータにおいて使用される。
【００３５】
その後、水位は、次いで、設計された水位（組立体１３ＳＣ１におけるレベルＳＣ１Ｈ）に到達にするように増大され得る。レベルＳＣ１Ｈは、最も高いポンプ制御組立体（図１Ｂの実施形態におけるようなレベル１３１３Ｈ）より高い。組立体１３ＳＣ１は、水位がＳＣ１Ｈに到達したときに調整装置１５３０に信号を送出し、その結果その事象が記録保持モジュール１７０１によって記録され、この信号は、入口ステップ３０１が実施され、完了したことを示す。調整装置１５３０は、次いで、ステップ３０２（水入口を遮断するステップ）を実施する。
【００３６】
ステップ３０２に示すように、水入口調節装置１６００は、バルブ１６０２を起動させて真水がバルブ１６０２を通って流れることができないように遮断する。その結果、生じた流れの損失が、流れセンサ１３６２Ｆによって検出され、次いで、水流がオフであるという結果の信号が、水入口調節装置１６００にセットされる。水入口調節装置１６００は、次いで、バルブ１６０１を起動させて遮断する。バルブ１６０１が完全に遮断され、信号が水入口調節装置１６００に送られると、水入口調節装置１６００は、次いで、バルブ１６０２を起動させて再度開く。バルブ１６０１が遮断され、バルブ１６０２が実際に再度開かれる場合、少しの間、流れセンサ１３６２Ｆによって検出されるが、流れセンサ１３６１Ｆによって検出されないいくらかの水流が存在する。しかし、適切な時間遅延の後、水流センサ１３６１Ｆ及び１３６２Ｆは、バルブ１６０１及び１６０２を通る真水の流れを感知しない。
【００３７】
このステップ３０２は、バルブが適切に機能しているか否かを検出することができる。入口調節装置１６００が、バルブ１６０１及び１６０２がその初期状態（バルブ１６０１が閉じられ、バルブ１６０２が開かれる）に戻り、バルブを通って水が流れないことを決定すると、バルブ１６０１及び１６０２がそれぞれ適切に開閉されていることを示す「ｏｋ」信号が、次いで、調整装置１５３０に送られる。
【００３８】
ステップ３０１及び３０２は、ポンプをチェックする目的だけではなく、バルブをチェックして、これもまた地下室の洪水につながり得る、真水入口バルブの不具合を防止する目的で、水入口及び水遮断を実施する。バルブの任意の２つが故障する可能性がある前に、いかなるバルブ故障も検出され、報告される。バルブ補修が必要とされるとき、入口源にある手動バルブが水流を遮断することができる。調整装置１５３０は、ステップ３０２の完了を記録保持モジュール１７０１に記録し、ステップ３０３を起動させる。
【００３９】
ステップ３０３に示すように、ポンプ機能は、全てのポンプについてチェックされる。調整装置１５３０は、全てのポンプ（１２０３、１２０２、及び１２０１Ｂ）をその制御組立体、詳細には１３１３Ｗの１３１３Ｈ、１３１２Ｗの１３１２Ｈ、及び１３１１Ｗの１３１１Ｈによってオンにする。水位は、時間と共に低下してレベル１３１３Ｌに到達し、ポンプ１２０３をオフにする。ポンプ１２０２が初期状態において稼働していなかった場合、水位はこのとき、時間と共に低下して１３１２Ｌに到達し、ポンプ１２０２をオフにするものとする。ポンプ１２０１Ｂが初期状態で稼働していなかった場合、水位はこのとき、時間と共に低下して１３１１Ｌに到達し、ポンプ１２０１Ｂをオフにするものとする。ポンプが、制御組立体によって１つずつ起動されて水を圧送し、制御組立体によって１つずつオフされて上記で説明した初期状態に戻ると、調整装置１５３０は、ポンプ及びその制御組立体が適切に機能していると結論付けることができる。調整装置１５３０は、ステップ３０３の完了を記録保持装置１７０１に記録し、ステップ３０４に進む。代替の実施形態として、各ポンプに１つの流れセンサを直接装備して、各ポンプ及びその制御組立体が適切に機能しているか否かを決定することができる。
【００４０】
ステップ３０４に示すように、ポンプサブシステムは、分析され、それについて報告される。システムチェック調節装置１５３０は、システムチェック分析装置１５１０を起動させて、ステップ３０１からステップ３０３において生成された記録に基づいてポンプを分析する。この分析に基づいて、分析装置１５１０は、ポンプが適切に機能しているかに関して結論付け、設計された定様式の報告書を埋める。終了したとき、分析装置は、調整装置１５３０向けの信号を送り、メッセージ配送モジュール１７０２を起動させて、ｅメール、ＴＷＩＴＴＥＲ、又は電話メッセージなどの所定の手段を介して関係者全員に報告書を送出する。
【００４１】
セクション５：エネルギーリザーバチェック
【００４２】
スケジュールされたエネルギーリザーバチェックの時間が到来すると、システム制御装置１３００は、システムチェック調整装置１５３０を起動させて、図４に示すチェック順次ブロック図を実施する。
【００４３】
ステップ４０１に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換器のＤＣ充電入口電力は、オフにされる。ステップ４０２に示すように、真水が、上記で説明したポンプチェックのステップ３０１に従って取り入れられる。換言すれば、真水は、水位がポンプ１２０１Ｂ、１２０２、及び１２０３の少なくとも２つを起動させるように、（ここでもそれぞれのスイッチ１４６１及び１４６２の制御下にある）バルブ１６０１及び１６０２を通って取り入れられる。水入口は、次いでポンプチェックのステップ３０２に関して上記で説明した手順に従ってオフにされる。エネルギーリザーバが約１時間の間３つのポンプに圧送電力を供給した後、又は水位が１３ＳＣ１Ｈに到達した後、ポンプは、次のステップ４０２に進むまでさらに１時間の間稼働し続ける。
【００４４】
ステップ４０３に示すように、調整装置１５３０は、調節装置１９１０を起動させて、端子電圧を測定し、エネルギー貯蔵レベルが６０％より多いか否かを決定する。これが６０％より多い場合、リザーバは適切に機能している。これが６０％より少ない場合、リザーバは、約１カ月から３カ月で新しいリザーバに交換される必要がある。
【００４５】
充電／放電調節装置１９００は、堅牢に設計され、監視モジュール１５２０によって連続的に監視される。従って、いくつかの実施形態では、充電／放電調節装置は、チェックされない。他のサブシステムは、ＡＣ／ＤＣ変換器を含む市販のユニットである。これらは、そのユーザマニュアルに明記されるガイドラインに従って維持され、チェックされるものとする。従って、これらは本開示の明記されたシステムチェックには含まれない。
【００４６】
セクション６：システム監視
【００４７】
述べられたシステムチェック及び通信装置１５００、１７００は、スケジュールされたシステムチェック及びその結果の報告を実施するだけでなく、リアルタイムチェックを実施し、重要な出来事（例えば、正常作動中のポンプ故障、送電網電力の停電、最大のポンプシステム能力を超える水の流入量）が検出されるとき、適切なメッセージを所有者が指定した電話番号リストに送出する。従って、やがてやってくる結果を緩和するためにどのような対策を講じるべきかを判断することができる（例えば、家に駆け込んで水害をその初期の段階で封じ込める、又は即時の対策は必要とせず、１カ月後に補修又は交換の助けを求める、又は他の対策）。
【００４８】
例えば、モジュール１３１０Ｇは、送電網電力の停電及び復帰をリアルタイムで監視し、報告することができる。従って、所有者が指定した人は、所有者が指定したチャンネルを介してこの情報を受け取る。ポンプもまた、リアルタイムで監視される。いずれかのポンプの故障が発生したとき、これは、所有者が指定した通信チャンネルを介して所有者が指定した人に報告される。水位組立体１３ＯＦ１は、組立体１３ＳＣ１レベルの近く、且つその上方に置かれ、それにより、異常な洪水量が井戸に入ったとき、そのようなことが検出され、所有者が指定した通信チャンネルを介して所有者が指定した人に報告される。
【００４９】
背景技術の項で述べた井戸内のよどんだ水から放つ不快な悪臭問題を軽減するために、自動式水フラッシング調節装置１３５０が、タイムクロックによって周期的に井戸をフラッシングする。ポンプが稼働していないとき、タイムクロックは、所定の時間周期までカウントする。最後のポンプが稼働した後、所定の時間周期が到来する場合、フラッシングが開始される。真水を無駄にすることを回避するために、フラッシングスケジュールは、システムチェックスケジュールと一致するように構成され得る。例えば、調節装置が井戸をフラッシングすることを決定したときはいつでも、システムチェックは、ポンプチェックを実施する。全てのシステムチェックが実施された後、１３５０のクロックはリセットされて、カウントを開始するものとする。
【００５０】
セクション７：他の利点
【００５１】
ここで提案する原理はまた、従来のポンプシステム設計の少なくとも２つの他の欠点を修正することができる。第１に、従来のポンプシステムでは、単一の大型ポンプは、ほとんど発生しない最大の予想される水漏入状態を取り扱う固定の圧送量を備えて設計されている。その結果、通常の正常な浸出の間、周期的な短いパルス式の開始と停止の圧送作用が誘発され、これは、モータの寿命を縮め、また多くの電気エネルギーを無駄にする。その一方、提案する設計は、追加の小型ポンプをオンオフして、浸出量により良好に合わせる。第２に、従来設計の単一ポンプは、通常の最大の設計された漏入量（例えば、１分あたり３６ガロン）より多い量を取り扱うための予備の圧送能力を有さないことが多い。これとは対照的に、ここで説明する原理は、単一のポンプ能力より実質的に大きい能力である、合計最大圧送量（例えば、各ポンプにつき１分あたり１８ガロン、合計で１分あたり５４ガロン）を有することを提案しており、また、内蔵された１つの保証用の予備ポンプも有する。
【００５２】
セクション８：他のサブシステムに関する詳細
【００５３】
図１Ｂに示すような電力サブシステム１１００を詳しく述べると、変換器１８００は、高電圧ＡＣを低電圧ＤＣ電力に変換し、この電力は、エネルギー１１０内に一時的に貯蔵される。送電網電力が正常であるとき、変換器及びリザーバからの組み合わせられたＤＣ電力は、ＤＣポンプ１２０１、１２０２、及び１２０３を含むポンプシステムを作動させる。送電網電力が使用不能である場合、エネルギーリザーバ単独で、設計された時間内において低電圧ＤＣの形でシステムに直接給電する（インバータは必要とされない）。
【００５４】
この電力サブシステムは、内蔵されたセンサと共に作動して、それ自体をリアルタイムでチェックし、リザーバの存続力もまた、上記で説明したようにシステムチェック調整装置１５３０によって定期的にチェックされる。従って、送電網電力の停電中のＵＰＳエネルギーリザーバの存続力が、保証され得る。
【００５５】
ここで説明する原理は、変換器１８００が、（ＵＬ及びＣＥによって）安全性が認定された市場から購入され、防水であるように設計され、又は水の無い場所に配置されることを提案する。全ての他のサブシステム、装置、モジュール、及びモータは、低電圧ＤＣ電力で作動するように提案される。従って、このポンプシステムならびにそのＵＰＳエネルギーリザーバの致命的な感電からの安全性が、保証され得る。
【００５６】
図１Ｂに示すような水ポンプサブシステム１２００を詳しく述べると、複数のより小型のポンプ１２０Ｂ、１２０２、及び１２０３には、感電の危険が無い低電圧ＤＣ（例えば、３６、２４、又は１２ボルトのいずれか）が給電され得る。ポンプモータは、簡単なブラシレスＤＣモータ、又は可変周波数ブラシレスＤＣモータなどのＤＣモータである。
【００５７】
水ポンプは、井戸の底部に同じ高さで装着することができ、又は井戸の内側に異なる高さで装着することができ、又は井戸の上方に装着することができる。これらの水ポンプは、水位センサ１３１０Ｗによって起動されて水圧送を開始／停止するものとする。例えば、水ポンプ１２０１Ｂは、水位レベルセンサ１３１１Ｈによって起動されて水圧送を開始し、１３１１Ｌによって起動されて圧送を停止する。水ポンプ１２０２は、水位センサ１３１２Ｈによって起動されて水圧送を開始し、１３１２Ｌによって起動されて圧送を停止し、その他同じように作動する。別の実施形態では、ポンプが同じ高さ又は井戸の上方に装着されたとき、水位センサは、その信号を装置１３１０Ｗに送ることができ、装置１３１０Ｗは、どのポンプがオン又はオフにされるべきかを決定するように設計され得る。
【００５８】
設計された機能の中で、システムチェック装置１５００は、設計された手順に従って、全ての待機機能に関する周期的なシステムチェックを実施することができる。組み合わせられた装置１３００Ｂ及び１５００はまた、送電網電力が正常であるか、又は停電しているか、変換器がＤＣ電力を送出しているか否か、ポンプが作動中に故障しているか否かなど、システムの作動機能をリアルタイムで監視することができる。通信装置１７００は、これらの監視結果を適切なメッセージを介して、適切な時間に適切な人に送出することができる。
【００５９】
装置１９００は、送電網電力変換によるＵＰＳ充電及びポンプシステムへの放電を適切に調節するように設計される。一例として、エネルギーリザーバのエネルギー貯蔵量が９５％に到達するか、これを超えると、調節装置１３６０は、エネルギーリザーバが７５％の貯蔵量まで下がるか、又はこれを下回るまで充電を停止し、７５％時に調節装置１９００は再度充電を可能にする。他方では、エネルギーリザーバ貯蔵レベルが５％まで下がるか、又はこれを下回ると、調節装置１９００は、充電がエネルギー貯蔵量の１５％又はこれを上回って復帰するまで放電を停止し、１５％時に調節装置１９００は、再度放電を可能にする。そうする際、調節装置は、電池の過充電及び過流出を防止し、それにより、リザーバの電池は、その設計された長寿命を有するように良好に保護される。
【００６０】
センサ、調節装置、及びスイッチ間の全ての電子信号は、標準的な工業用電子通信ケーブルを介して、又はブルートゥースなどの無線装置を介して、又は光信号に変換され、これらの装置間の相互通信用の光ケーブルを使用して送られ得る。
【００６１】
セクション９：まとめ
【００６２】
まとめると、ここで説明する原理は、従来のポンプシステムのような単一の大型ポンプ設計の代わりに、圧送サブシステム１２００Ｂにおいて複数のより小型のポンプを使用することを提案する。ここで説明する原理は、システムチェック装置１５００を付加して、リアルタイムの動作を監視し、システム全体の全ての機能を周期的にチェックする。ここで説明する原理はまた、通信装置１７００を付加して、周期的チェックにおけるチャック結果のために、又は重要な出来事が発生したときに、所有者が指定した通信チャンネルを介して所有者が指定した人にメッセージを配送する。
【００６３】
ここで説明する原理は、より小型のポンプの合計能力が、予想される最悪の場合のシナリオにおける能力より大きくなるように、好ましくは１つ又は複数のポンプを保証用の予備として付加するようにさらに設計する。従って、送電網電力が正常であるときに地下室の水害が起こるという可能性はほとんど無い。
【００６４】
上記で説明したように、システム機能チェック及び井戸フラッシングを実施するために、ここで説明する原理は、真水入口バルブセット及び調節装置１６０２、１６０２、及び１６００をさらに装備する。真水入口調節装置１６００は、入口バルブセット１６０１及び１６０２を介して設計された量の真水を入れて、設計された水位センサ位置ＳＣ１Ｈまで井戸を満たし、次いで、バルブを遮断し、それにより、水位センサは、全てのポンプをスケジュール通りに起動できるようにする。センサの信号の作用を監視し、各水ポンプのオンオフの切り替えることにより、システムチェック装置１５００は、全ての必須のデータを収集して、サブシステムの機能の有無を決定することができる。上記で説明したシステムチェックの結果は、通信装置１７００を介して適切な人に送出され得る。入口バルブ１６００は、１つのバルブが故障していても入口水を遮断することができるように、バルブ故障による地下室洪水を防止するように直列に連結する少なくとも２つの入口バルブ１６０１及び１６０２を有するように、設計されることに留意されたい。バルブ不具合のメッセージもまた配送される。
【００６５】
ここで説明する原理は、さらに、高電圧ＡＣ電力を低電圧ＤＣ電力に変換し、また、ＤＣエネルギーをエネルギーリザーバ内に一時的に貯蔵し、それにより、ポンプシステムが低電圧ＤＣの形で作動されることを提案する。リザーバの設計されたエネルギー貯蔵能力は、所望の時間の間システムの作動をサポートするものとする。ここで説明する原理は、従って、低電圧ＤＣポンプをその圧送サブシステムにおいて使用して、いかなるインバータが無くても実施形態を実現することを提案する。
【００６６】
本原理は、さらに、高電圧ＡＣを低電圧ＤＣ電力に変換する変換器が、洪水の無い場所に配置されるか、又は防水設計で製作されるべきであることを示唆する。そうすることにより、システムは、安全であり、高電圧感電の事故が無いだけでなく、確実なＵＰＳエネルギーを提供して、送電網電力の停電の期間の間、圧送機能も維持することを保証することができる。
【００６７】
充電／放電調節装置もまた組み込まれ、適切に充電及び放電されるようにリザーバを調節するだけでなく、リザーバのエネルギー貯蔵レベルが設計されたレベルを上回って保たれることも保証する。これは、エネルギーサポートが送電網電力の停電に持ちこたえる能力を保証するだけでなく、電池の長寿命も保証する。
【００６８】
上記で述べたように、ここで説明する原理を組み込んだ場合、正常な送電網電力で、又は送電網電力の停電中に水害が起こる可能性はほとんど無い。ここで説明する原理を組み込む追加の利点は、致命的な高電圧感電からのいかなる脅威も緩和することと、よどんだ水による悪臭の発生の低減とを含む。用語「井戸」は、これ以後、上記で使用される地下室井戸を含む全ての井戸又は圧送される液体（水）を受ける場所に関連する、より低い地盤にある任意の容器を対象として使用されることに留意されたい。
【００６９】
上記で説明するシステムは、「水」ポンプシステムと称されるが、多くの改変形態及び変更形態を当業者が想定することができる。例えば、上記で説明した同様の障害を克服しながら、下側の場所からより高い場所に液体を圧送するようにポンプシステムを設計することができる。又は、特定の所望の利点を得るためにここで説明する原理を使用する特定のウォータヘッドで水井戸からタンク（リザーバ）に水を圧送するためのポンプシステムを設計することができる。従って、付属の特許請求の範囲は、全てのそのような改変形態及び変更形態を本発明の趣旨に完全に入るものとして含むように意図されており、用語「液体」は従って特許請求の範囲において「水」と置き換えられうることが理解されよう。
【００７０】
本発明は、その趣旨又は本質的な特性から逸脱することなく、他の特有の形態で具現化され得る。説明する実施形態は、あらゆる点において例示的に過ぎず、制限的ではないと考えられよう。本発明の範囲は、従って、前述の説明ではなく、付属の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の等価の意味及び範囲内に入る全ての変更は、その範囲内に包含されるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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