JPH0633793B2

JPH0633793B2 - 井戸ポンプ制御装置

Info

Publication number: JPH0633793B2
Application number: JP60126978A
Authority: JP
Inventors: 信一上田
Original assignee: Yashima Denki Co Ltd
Current assignee: Yashima Denki Co Ltd
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS61283793A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は井戸ポンプ制御装置、特に井戸ポンプに異常
が生じた場合にポンプモータ等の安全を確保するように
した井戸ポンプ制御装置に関する。

（ロ）従来の技術従来よりよく知られた井戸ポンプ制御装置は、ポンプの
出水側に圧力スイッチを設け、蛇口を開き水を出すと、
圧力スイッチの圧力が下がってスイッチがオンし、これ
によりポンプのモータを運動させて揚水を行い、圧力が
上昇するとモータが停止する。また、モータ運転中に蛇
口を閉じると、圧力スイッチの圧力が上がってスイッチ
がオフし、ポンプのモータの運転を停止するようになっ
ている。また、この種の井戸ポンプ制御装置において、
冬期あるいは寒冷地での使用で、ポンプモータ等の凍結
破壊が生じないように、電球を点灯する等して温度降下
を抑え、いわゆる凍結防止処理を施しているものがあ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の井戸ポンプ制御装置では、凍結防止の為、電
球を点灯する等しているが、電球の点灯・消灯は人が寒
温を判断して行うものであるため、取扱いが大変であっ
た。取扱いを簡便にするために、１日中あるいは冬中点
灯しておくことも考えられるが、その場合は、温度が比
較的高くて点灯が必要のない時でも点灯されることにな
り、不経済である。

また、井戸ポンプ制御装置では、状態により空運転され
る場合があり、そのため、ポンプモータが過熱し危険な
状態に至る場合がある。また時として、ポンプモータに
過電流が流れることもあり、この状態が放置されても危
険である。

しかし、これら過熱や過電流に対しては、従来の井戸ポ
ンプ制御装置では、何ら特別の自動安全対策を施してい
ないというのが実情である。

この発明は、上記に鑑み、凍結する程度の低温時にも、
あるいは逆に、高温や過電流の状態に至っても、装置を
安全側に保護し得る井戸ポンプ制御装置を提供すること
を目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の井戸ポンプ制御装置は、第１の非開口脚に
は交流電源(21)に接続された一次コイルＬ_１が巻着さ
れ、第２の非開口脚と開口脚にはそれぞれ二次コイルＬ
_２と三次コイルＬ_３が巻着された漏洩型三脚トランス
と、前記三次コイルの両端電圧を受けてスイッチング
動作をし、前記交流電源と井戸ポンプ用モータ(22)とを
接続状態に制御する第１のスイッチング回路(24)と、
点弧信号を受けてスイッチング動作をし、通電すると発
熱する発熱回路(23)と前記交流電源とを接続状態に制御
する第２のスイッチング回路(25)と、前記井戸ポンプ
用モータに流れる電流を検出して、その電流が所定値以
上の場合には第１の禁止信号を出力する過電流検出回路
(51 〜53) と、井戸ポンプの周囲温度を計測して、そ
の温度が高温設定温度より高い場合には第２の禁止信号
を、低温設定温度より低い場合には前記点弧信号を出力
する温度計測回路(45 〜50) と、前記井戸ポンプの動
作状態を示す信号を受け、前記第１と第２の禁止信号が
出力されていないことを条件に、駆動信号を出力する駆
動制御回路(38 〜44) と、この駆動信号に同期して前
記二次コイルを短絡させる短絡回路(34 〜37) とを特徴
的に備えている。

この井戸ポンプ制御回路の第一の特徴は、漏洩型三脚ト
ランスを利用する点にある。そして、二次コイルと三次
コイルとは、それぞれ非開口脚と開口脚に巻着されてい
るので、二次コイル短絡されると、これに同期して第１
のスイッチング回路が動作して井戸ポンプ用モータが動
作する。なお、二次コイルは、駆動制御回路からの駆動
信号に応じて動作する短絡回路によって短絡される。

第二の特徴は、温度計測回路を備える点にあり、井戸ポ
ンプの周囲温度が低温設定温度より低くなれば、点弧信
号を出力して第２のスイッチング回路を動作させ、発熱
回路を発熱させる。従って、井戸ポンプ用モータなどの
凍結が防止される。尚、周囲温度が高温設定温度より高
い場合には、第２の禁止信号によって駆動信号の出力を
禁止するので井戸ポンプ用モータの運転は停止される。

第三の特徴は、過電流検出回路を備える点にあり、井戸
ポンプ用モータに過大電流が流れると第１の禁止信号に
よって井戸ポンプ用モータの運転が停止される。

つまり、この井戸ポンプ制御回路では、温度計測回路、
過電流検出回路などによって井戸ポンプの自動安全対策
が施されている。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示す井戸ポンプ制御装
置の回路ブロック図である。

ポンプモータ２２と第１のスイッチング回路２４の直列
回路及び凍結防止ヒータ２３と第２のスイッチング回路
２５の直列回路は、いずれも交流電源２１に並列接続さ
れている。

第１のスイッチング回路２４は、トライアック２６、逆
接続ダイオード２７・２８、三脚トランス２９等から構
成されている。三脚トランス２９は一次コイルＬ_１、二
次コイルＬ_２及び三次コイルＬ_３からなるものである。
三脚トランス２９は、二次コイルＬ_２側が短絡されると
三次コイルＬ_３に低電圧が発生し、逆接続ダイオード２
７・２８を介してトライアック２６の端子Ｔ_１、ゲート
Ｇ間にトリガゲート電圧以上の電圧が印加され、トライ
アック２６はフル点弧されるようになっている。

第２のスイッチング回路２５は、トライアック３０と、
このトライアック３０を点弧する点弧回路３１等から構
成されており、点弧回路３１はホトカプラ３２のホトト
ランジスタ３３を含んでいる。

三脚トランス２９の一次コイルＬ_１は交流電源２１に接
続され、二次コイルＬ_２側に導出された交流電圧は、整
流回路３４で整流され、定電圧回路３５で安定化され、
電子回路各部に電源電圧が与えられるようになってい
る。また、三脚トランス２９の二次コイルＬ_２には、動
作表示用の発光ダイオード３６及び二次コイル短絡用の
トランジスタ３７が接続されている。

井戸ポンプの圧力スイッチ３８、フロースイッチ３９及
び断水リレー４０よりの信号が論理回路４１に入力され
ている。論理回路４１は、例えば圧力スイッチ３８のオ
ンで信号ａを「１」で出力し、続くフロースイッチ３９
のオフで信号ａを「０」で出力し、この論理回路４１の
出力信号ａは出力弁別回路４２で入力される。

また、論理回路４１は、圧力スイッチ３８のオン信号を
受けてタイマ回路４３をスタートさせ、続くフロースイ
ッチ３９のオンでタイマ回路４３をリセットしている。
このタイマ回路４３がリセットされずに所定時間が経過
すると、タイムアップ信号ｂが出力弁別回路４２に入力
されるようになっている。

発振回路４４は、数ＫHz〜十数ＫHz（例：１８ＫHz）の
信号を発振し、その信号を出力信号弁別回路４２とゲー
ト回路４８に加える。出力信号弁別回路４２は、ポンプ
モータ２２をオンさせるための信号が論理回路４１より
加えられると発振回路４４よりの信号をトランジスタ３
７に加え、この信号で三脚トランス２９の二次コイルＬ
_２を短絡・開放する。これにより、二次コイルＬ_２には
交流電源２１よりの交流信号に重畳して上記信号の逆起
電力分が上乗せされ、その結果、定電圧回路３５には比
較的大なる電源電圧が得られる。

ポンプモータ２２の近傍に設けられる温度センサ４５
は、その検出温度信号を高温比較回路４６と低温比較回
路４７に入力している。高温比較回路４６は、検出温度
が所定値以上の高温になると、信号ｃを出力信号弁別回
路４２に入力するようになっている。また、低温比較回
路４７は、検出温度が所定値以下の低温になるとハイ信
号をゲート回路４８に加え、発振回路４４よりの信号を
トランジスタ４９に入力する。このトランジスタ４９に
は、ホノカプラ３２の発光ダイオード５０が接続されて
おり、トランジスタ４９がオン／オフすると発光ダイオ
ード５０が点滅点灯し、点弧回路３１のホトトランジス
タ３３に光を送り、トライアック３０を点弧するように
なっている。

また、第１のスイッチング回路２４には変流器５１が結
合され、ポンプモータ２２に流れる電流を導出し、突入
電流不動作回路５２で突入電流等による過大値は不動作
とし、電流比較回路５３では、電流が所定値以上の場
合、禁止信号ｄを出力信号弁別回路４２に入力してい
る。

なお、この実施例装置で使用される三脚トランスは、漏
洩型三脚トランスであり、漏洩型三脚トランスの作用を
第２図の動作原理図を用いて説明する。もっとも、この
漏洩型三脚トランス自体は、すでに公知のものである。

第２図において一次コイル１１を交流電源１４に接続し
て通電すると、二次コイル１２の両端のスイッチＳＷが
開路されている場合には、一次コイル１１により発生す
る１次磁束φ_１は、実線の如くその大部分が磁束φ_１′
として中央脚１７に流れて二次コイル１２と鎖交し、二
次コイル１２には交流電源１４の位相と約１８０゜ずれ
た電圧が誘起される。この時、ギャップＧのある開口脚
１８は、磁気抵抗が高いので極めて微量の漏洩磁束
φ_１″しか通れず、従って、三次コイル１３と鎖交する
磁束も微量であり、三次コイル１３にはごく僅かの電圧
しか誘起されない。

これに対して、二次コイル１２の両端のスイッチＳＷが
閉路されている場合には、二次コイル１２には短絡電流
が流れて１次磁束φ_１′とほぼ逆位相の２次磁束φ_２が
中央脚１７に発生し、第２図の点線の如く、一次コイル
１１の巻回されている第１脚１６に磁束φ_２′、開口脚
１８に磁束φ_２″として分流する。

第１脚１６に二次コイル１２の短絡磁束φ_２′が流れる
と、電源１４に接続された一次コイル１１への入力が増
加して１次磁束φ_１は増加し、従って開口脚１８に流れ
る磁束φ_１″も増加する。このようにして、開口脚１８
には二次コイル１２の短絡磁束φ_２″と１次磁束φ_１″
の合成磁束が多量に流れて三次コイル１３と鎖交するた
めに、三次コイル１３には交流電源１４の波形より３６
０゜弱位相の遅れた（換言すれば若干位相の進んだ）出
力が誘起される。

漏洩型三脚トランスは以上の如き特性を持っているの
で、二次コイル１２の両端をスイッチＳＷによりＯＮ／
ＯＦＦ制御すれば、これに同期して三次コイル１３には
交流電源１４よりやや位相の進んだ交流電圧が誘起され
ることになる。

次に、この実施例装置の動作を説明する。

温度センサ４５で検出される温度が常温の場合は、高温
比較回路４６、低温比較回路４６とも出力信号を出さな
いから、トライアック３０は点弧されず、凍結防止ヒー
タ２３には電流が流れない。

この温度状態で、圧力スイッチ３８がオンされると、こ
の信号を受けて、論理回路４１はタイマ回路４３をスタ
ートさせるとともに、信号ａを出力信号弁別回路４２に
与える。出力信号弁別回路４２は、この信号により、発
振回路４４よりの信号をトランジスタ３７に与える。ト
ランジスタ３７は、この高周波信号によりオン／オフさ
れ、三脚トランス２９の二次コイルＬ_２を短絡・開放す
る。そして、短絡時に三脚トランス２９の三次コイルＬ
_３に電圧が誘起され、トライアック２６がオンされ、ポ
ンプモータ２２が運転を開始する。

正常な運転が続く間は、変流器５１を経て電流値比較回
路５３に得られる電流は微小であり、電流値比較回路５
３は禁止信号ｄを出力しない。

圧力スイッチ３８のオンに続いてフロースイッチ３９が
オンすると、タイマ回路４３はリセットされる。しか
し、出力信号弁別回路４２には論理回路４１より信号ａ
が継続して加えられ、トランジスタ３７のオン／オフが
続き、ポンプモータ２２の運転が続行する。圧力スイッ
チ３８がオフしても、論理回路４１の出力に変化はな
い。

圧力スイッチ３８のオフに続いてフロースイッチ３９が
オフすると、論理回路４１は信号をオフとする。これに
より、出力信号弁別回路４２は発振回路４４よりの信号
をトランジスタ３７に加えるのを禁止する。そのため、
トランジスタ３７はオフし、三脚トランス２９の二次コ
イルＬ_２が開放状態となり、三次コイルＬ_３に電圧を誘
起しなくなり、トライアック２６がオフし、ポンプモー
タ２２の運転が停止する。

次に、圧力スイッチ３８がオンした後、フロースイッチ
３９がオンしない場合には、タイマ回路４３がタイムア
ップし、禁止信号ｂを出力信号弁別回路４２に入力す
る。この場合は、出力信号弁別回路４２は発振回路４４
よりの信号をトランジスタ３７に加えるのを禁止するの
で、ポンプモータ２２の運転が停止する。

周囲温度が上がり過ぎると、高温比較回路４６より禁止
信号ｃが出力され、出力信号弁別回路４２に入力され
る。また、ポンプモータ２２に過大電流が流れると、電
流値比較回路５３より禁止信号が出力され、出力信号弁
別回路４２に入力される。これらの場合も同様にして、
ポンプモータ２２の運転が停止する。

出力信号弁別回路４２は、禁止信号の保持機能を有し、
禁止信号ｂ、ｃ、ｄのいずれかが入力され、ポンプモー
タ２２の運転が停止すると、禁止が解除されても手動リ
セット（例えば電源断）しないと禁止、つまりポンプモ
ータ２２の運転停止状態がそのまま継続する。

一方、断水スイッチ４０が断水でオフすると、論理回路
４１は信号ａをオフとする。これを受けた出力信号弁別
回路４２は、トランジスタ３７をオフし、ポンプモータ
２２の運転を停止する。この断水スイッチ４０がオンす
ると、論理回路４１信号ａをオンするので、この場合は
直ちにポンプモータ２２が再運転される。

季節が冬期に亘り、周囲温度が低温となると、温度セン
サ４５で検出される温度が所定値以下となると低温比較
回路４７がハイ信号を出力し、発振回路４４よりの信号
をゲート回路４８を介してトランジスタ４９に入力する
ことになる。この信号により、トランジスタ４９がオン
／オフし、応じてホトカプラ３２の発光ダイオード５０
が点滅点灯する。そして、ホトカプラ３２のホトトラン
ジスタ３３が点滅光を受け、点弧回路３１が作動し、ト
ライアック３０が点弧され、凍結防止ヒータ２３に電源
が流れ、凍結防止ヒータが発熱し、周囲温度を高める。

なお、この実施例装置では、正常時の動作として圧力ス
イッチ３８のオンでポンプモータ２２がオン、圧力スイ
ッチ３８のオフ後のフロースイッチ３９のオフでポンプ
モータ２２をオフしているが、圧力スイッチ３８かフロ
ースイッチ３９のいずれかがオンの時、ポンプモータ２
２をオンするようにしてもよい。

（ヘ）発明の効果この発明の井戸ポンプ制御装置によれば、井戸ポンプの
状態により井戸ポンプモータの運転を制御しているの
で、例えば高温や過電流時には自動的に井戸ポンプモー
タの運転を停止することが出来、装置の安全を確保でき
る。また、凍結する程度に低温となった場合は、これを
検出して発熱回路を作動させて周囲温度を上げるように
しているので、凍結による装置の破壊発生を回避するこ
とができる。

また、ポンプモータ電流の開閉を漏洩型三脚トランスを
用いて、商用電源とは絶縁された低圧二次側の回路を操
作して行うものであるから、制御回路部は、高温多湿で
使用される井戸ポンプの使用環境下でも安全に使用で
き、もちろん操作部において、感電のおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す井戸ポンプ制御装
置の回路ブロック図、第２図は、漏洩型三脚トランスの
動作原理を説明する図面である。２１：交流電源、２２：井戸ポンプモータ、２３：凍結防止ヒータ、２４：第１のスイッチング回路、２５：第２のスイッチング回路、３４：整流回路、３５：定電圧回路、３６：ダイオード、３７：トランジスタ、３８：圧力スイッチ、３９：フロースイッチ、４０：断水リレー、４１：論理回路、４２：出力弁別回路、４３：タイマ回路、４４：発振回路、４５：温度センサ、４６：高温比較回路、４７：低温比較回路、４８：ゲート回路、４９：トランジスタ、５０：発光ダイオード、５１：変流器、５２：突入電流不動作回路、５３：電流値比較回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の非開口脚には交流電源に接続された
一次コイルが巻着され、第２の非開口脚と開口脚にはそ
れぞれ二次コイルと三次コイルが巻着された漏洩型三脚
トランスと、前記三次コイルの両端電圧を受けてスイッチング動作を
し、前記交流電源と井戸ポンプ用モータとを接続状態に
制御する第１のスイッチング回路と、点弧信号を受けてスイッチング動作をし、通電すると発
熱する発熱回路と前記交流電源とを接続状態に制御する
第２のスイッチング回路と、前記井戸ポンプ用モータに流れる電流を検出して、その
電流が所定値以上の場合には第１の禁止信号を出力する
過電流検出回路と、井戸ポンプの周囲温度を計測して、その温度が高温設定
温度より高い場合には第２の禁止信号を、低温設定温度
より低い場合には前記点弧信号を出力する温度計測回路
と、前記井戸ポンプの動作状態を示す信号を受け、前記第１
と第２の禁止信号が出力されていないことを条件に、駆
動信号を出力する駆動制御回路と、この駆動信号に同期して前記二次コイルを短絡させる短
絡回路と、を備えることを特徴とする井戸ポンプ制御装置。