JPS60192896A - ポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として家庭用のポンプの制御装置に関する。

従来より、井戸等からの給水あるいは給湯用に用いられ
るヒユーガルポンプやウェスコポンプ等においては、そ
の自動運転の方式として、一般にＯＮ圧とＯＦＦ圧とに
所要の高低差（つまりヒステリシス）を有する圧力スイ
ッチを例えばアキュームレータ等と組合せて用い、該圧
力スイッチをポンプ吐出圧によって開閉動作させて自動
運転を行なっているか、このような０Ｎ−ＯＦＦ圧に高
低差のある圧力スイッチによるポンプの自動運転は下記
の理由により不利である。

■　ヒユーガルポンプ等の特性は第１図の揚程−流量特
性線図のごとくなっているため、大流量域で圧力スイッ
チの開閉を行なわねばならない。

（ｄ　ＯＮ圧とＯＦＦ圧とが同圧の場合、つまりＯＮ−
ＯＦ　Ｆ圧に高低差のない制御を行なう場合に比し、Ｏ
Ｎ圧とＯＦＦ圧との差圧（ＡＰ）分だけ締切圧を上げね
ばならず、仮に大流量を必要とせず管路に抵抗体を装入
して最大流量を抑えた場合でも、流量の多少に拘らず前
記差圧（ＡＰ）に相当する分大きな動力（軸出力）を必
要とする。

殊にこの種のポンプは、その使用上給水、給湯の応答性
を良くする目的で圧力スイッチを比較的小容量のアキュ
ームレータと組合せて用いることが多く、上記■の欠点
は圧力スイッチの頻繁な開閉やチャタリングとし′で現
われ、圧力スイッチ延いてはポンプ寿命を縮めることに
なり、かつまたこの種ポンプの使用上は小水量までの連
続運転性がめられるために、通常（１）　流量スイッチ
と圧力スイッチとの組合せで小水量まで運転を継続させ
る、 （２］　圧力スイッチとタイマーの組合せでチャタリン
グを防止し、見かけ上止水量まで運転を継続させる、 等の方法が採られているが、前記ｉｌ＋　＋２１のいず
れの場合にも上記■の欠点を（前記（１）については■
の欠点も）解決することにはならないものである。特に
上記■の欠点は小水量で高揚程を定格点に持つ給水もし
くは給湯加圧用ポンプ等において顕著である。

そこで、本発明者は、上記欠点を解消しポンプの軸出力
の低減を図るべく、ＯＮ圧とＯＦＦ圧とが同圧のつまり
０Ｎ−ＯＦＦ圧に高低差を有さない圧力スイッチを用い
て、ポンプの運転制御を行なわんとしたものである。

すなわち、０Ｎ−ＯＦＦ圧に高低差を有する通常の圧力
スイッチを用いる場合は、第１図中（イ）線のごとき特
性を必要とするが、これは圧力スイッチのＯＦＦ圧まで
圧力を上げるために必要なだけで、一般にはこれにオリ
フィスその他の抵抗体を装入して最大流量つまり最大出
力を抑えて同図中（槓線のごとき特性で使用するが、上
述したように最大出力を抑えても軸出力の低減効果（特
に高揚程側での）はない。なお最大出力が上昇しすぎな
いようにポンプ室からの出口面積を絞った場合も同様で
ある。

これに対し、ＯＦＦ圧をＯＮ圧と同圧に設定した圧力ス
イッチを用いる場合は、第１図中のＯＮ圧とＯＦＦ圧と
の差圧（ＡＰ）分だけ揚程が少なくて済み、このときの
必要特性は同図中（ロ）線のごとくなり、仮に流量スイ
ッチとの組合せ使用により該流量スイッチの抵抗で同図
中（０１のごとき特性となって、定格点において（ΔＨ
，）分だけ揚程が低下しても、上記（イ）線の特性から
揚程を低下させる場合に比し、（ΔＨ２）と（ΔＨ＋）
との差に相当する分必要軸出力が少なくて済むことにな
り、従ってＯＮ圧とＯＦＦ圧とを同圧にしての制御を行
なうのが望ましいものである。

本発明は、上記の点に着目して、ＯＮ圧とＯＦＦ圧とが
同圧の、つまり成る設定圧以上では開（ＯＦＦ）となり
かつ以下では閉（ＯＮ）となる特殊な圧力スイッチを用
い、該圧力スイッチを小水量までの運転継続のための流
量スイッチと組合せたポンプの制御装置を提供しようと
したものである。この場合、アキュームレータへの蓄圧
差（締切圧とＯＮ圧との差）が少ないため、流量スイッ
チの働かない小水量使用時あるいは漏水程度の際には運
転時間つまり開閉インターバルが短かくなり、また起動
の際、流量スイッチが作動するまでに起動時の瞬時の圧
力上昇で圧力スイッチが切れてしまい、チャタリングを
起こすおそれがある。そこでこれらの問題を解決するた
めに、本発明においては、圧力スイッチめ閉動作または
開動作により作動して一定時間モータ電源の接点を閉し
るタイマーを流量スイッチと並列に設けて、運転を一時
継続させるようにしたものである。

本発明は、ポンプの吐出水路側に設けられるとともに成
る設定圧以上では開となりかつ以下では閉となる圧力ス
イッチと、前記圧力スイッチの閉動作または開動作によ
り作動して一定時間モータ電源の開閉部接点を閉じるタ
イマーと前記タイマーと並列に接続された流量スイッチ
とを備え、前記タイマーが圧力スイッチの閉動作により
作動する場合はタイマーと流量スイッチの少なくとも一
つか、またタイマーが圧力スイッチの開動作により作動
する場合は圧力スイッチとタイマーと流量スイッチの少
なくとも一つが接点を閉じている間運転を継続するよう
構成してなるポンプの制御装置を特徴とする。

次に本発明の実施例を図面に基いて説明する。

系統図を示す第２図および回路図を示す第８図において
、（乃はヒユーガルポンプやウェスコポンプ等のポンプ
、（１）は吸込管、（２）は吐出水路、（ＡｃＣ）はア
キュームレータを示す。（Ｐｓｗ）はポンプ（匂の吐出
水路（２）側に設けた圧力スイッチで、成る設定圧以上
では開となりかつ以下では閉と なるよう、つまりＯＮ圧とＯＦＦ圧とが同圧に設定され
たものからなる。通常前記設定圧はポンプの定格点に応
じてこれより若干高く定められる。（Ｔ）は前記圧力ス
イッチ（Ｐｓｗ）の閉動作または開動作により作動して
一定時間ポンプ（Ｉ’）のモータ電源の開閉部接点を閉
じるように設定したタイマーであり、このタイマー（Ｔ
）が圧力スイッチ（Ｐｓｗ）の閉動作により作動するも
のである場合は第３図のように圧力スイッチ（Ｐｓｗ）
と接続されて電源（３）とポンプｆＰ）の駆動モーター
との間に介設されている。（Ｆｓｗ）はポンプｆＰｌの
吐出水路＋２１の一部に備えた流量スイッチであって前
記タイマー（１）と並列に接続されており、流量が一定
の小水量以上ある間接点が閉路してポンプ（Ｐｉの運転
を続けるよう設けられている。すなわち上記タイマー（
１）およびＭＥｉｔスイッチ（Ｆｓｗ）のいずれか一方
もしくは双方が開閉部接点を閉じている間ポンプ（Ｉ’
ｌの運転か継続するようになっている。

第４図の回路図においては、上記実施例の構成における
タイマー回路中の機械的リレーもしくは半導体リレーよ
りなるモータ電源の開閉部（４）を独立にして電源（３
）とモーターとの間に介設し、流量スイッチ（Ｆｓｗ）
　ｍよびタイマー（Ｉ′１が前記開閉部（４）を介して
ポンプｆＰ）の運転を制御するように接続構成した場合
を示しており、開閉部（４）はタイマー（′１）が働ら
いている間たけでなく流量スイッチ（Ｆｓｗ）が閉路し
ている間も閉路することになる。

また第５図の回路図においては、流量スイッチ（Ｆｓｗ
）がタイマー０１回路中のモータ電源開閉部を介して流
量スイッチ（Ｆｓｗ）がポンプ（Ｐｌの運転を制御する
ように接続構成した場合を示しており、タイマー回路の
モータ電源開閉部は上記同様タイマー（１）が働らいて
いる間はもちろん、振号スイッチ（ＦＳＷ）　７！＋＜
閉路している間も閉路することになる。

さらに上記タイマー（１）が圧力スイッチ（Ｐｓｗ）の
開動作により作動するものである場合には、第６図のよ
うに圧力スイッチ（Ｐｓｗ）はタイマー〇〕と接続され
てかつタイマー（′Ｉ）とは側に電源＋３１とポンプ（
Ｐ）の駆動モータ（ロ）との間に介設接続されるもので
、この圧力スイッチ（Ｐｓｗ）とタイマー（１）および
これらと並列の流量スイッチ（Ｆｓｗ）の少なくとも一
つが接点を閉じている間運転を継続するよう構成される
。

上記の各実施例において、圧力スイッチ（Ｐｓｗ）を圧
力センサーとしての機能を持たせることにより、半導体
制御を行ない易（することも可能である。

なお、上記の流量スイッチ（Ｆｓｗ）は、吐出水路（２
）におけるアキュームレータ（Ａｃ　ｃ　）の上流側に
設けることも可能であるか、動作最小水量か太き（なる
ので、第２図のようにアキュームレ−タ（Ａｃ　ｃ　）
の下流側に設けておくのが小水量までの連続運転性等の
点から望ましい。

上記の構成よりなる本発明の作動状態を、圧力スイッチ
（Ｐｓｗ）の閉動作により作動するタイマー（１）を備
えた場合について説明する。先ず、蛇口（５）を開くと
、吐出水路（２）の圧力が定格点に応じて定められた圧
力スイッチ（Ｐｓｗ）の開閉境界圧としての設定圧以下
となり、圧力スイッチ（Ｐｓｗ）が閉成（ＯＮ）　Ｌ、
同時にタイマー（１）が作動してモータ電源の開閉部接
点が閉路し、ポンプ（Ｐ）が起動する。このポンプ起動
により吐出水路（２）が瞬時に前記設定圧以上となり、
圧力スイッチ（Ｐｓｗ）が直ちに開路（ＯＦＦ）するこ
とになるが、前記タイマー（ｒ）はそのまま作動を続け
、モータ電源の開閉部接点を閉路状態に保持しているた
め、ポンプ（Ｐ）はそのまま運転を継続する。

続いて流量スイッチ（Ｆｓｗ）が蛇口（５）からの吐出
水量に応じた吐出水路（２）内の流量を検知して閉路し
、従ってタイマー作動開始から一定時間経過後タイマー
（１）が切れるも、これと並列に接続された前記流量ス
イッチ（Ｆｓｗ）が一定の小水量以上の流量である間は
そのまま閉路状態を保持し、ポンプＣＰ＋は運転を続け
る。またその間、蛇口（５）の開き具合等により吐出水
路（２）の圧力が圧力スイッチ（Ｐｓｗ）の開閉境界圧
つまりＯＮ圧およびＯＦＦ圧となる設定圧より高くなっ
ても、流量が一定の小水量以上ある間は流量スイッチ（
Ｆｓ、ｗ）によりポンプ（Ｐ）の運転を続け、開閉つま
り運転、停止を繰返すことがない。

そして、蛇口（５）を閉じると、吐出水路（２）の流量
が少な（なりかつ圧力が上昇する〆に伴なってアキュー
ムレータ（Ａｃ　ｃ　）への蓄圧が行なわれ、かつ吐出
水路（２）の流量か極小の一定水量以下になると同時に
流量スイッチ（Ｆｓｗ）が働かなくなって閉路し、ポン
プｆＰ）が運転を停止するもので、蛇口からの水の流出
が全（なければそのまま停止状態に保持される。ここで
流量スイッチ（Ｆｓｗ）が働ない一定の小水量以下のご
く少量の水が連続して吐出使用されるかまたは漏水が続
くと、吐出水路（２１の圧力が設定圧以下（圧力スイッ
チのＯＮ圧以下）に下がって圧力スイッチ（Ｐｓｗ）か
閉成し、この閉動作と同時にタイマー（１）が作動して
モータ電源の開閉部接点が閉路し、ポンプ（Ｐｌが運転
を始めるもので、このとき吐出水路（２）内の圧力が瞬
時に前記設定圧以上に上昇し、圧力スイッチ（Ｐｓｗ）
はすぐに開成することになるが、その後置くは前記タイ
マー（１）によってモータ電源の開閉部を閉路状態に保
持して運転を続けることになり、この間アキュームレー
タ（Ａｃｃ）に対する蓄圧が行なわれる。従って圧力ス
イッチ（Ｐｓｗ）が成る設定圧を境にその上下で開閉す
るよう、つまりＯＮ圧とＯＦＦ圧とを同圧に設定したも
のであるｌども拘らず、運転時間を長くでき、開閉部接
点が頻繁に開閉を繰返したリチャタリングを起すおそれ
がなく、運転、停止のインターバルを長くすることがで
きる。また前記タイマー（０の設定時間をアキュームレ
ータ（Ａｃｃ）が締切圧まで上昇するのに十分な時間に
設定することにより、アキュームレータ（ＡＣＣ）の蓄
圧利用容積を増し、運転、停止のインターバルを長くす
ることができる。

なおタイマー（１）が圧力スイッチ（Ｐｓｗ）の開動作
で作動する場合は、蛇口間あるいは漏水によって吐出水
路（２）の圧力が設定圧以下になると、圧力スイッチ（
Ｐｓｗ）が開成（ＯＮ）　してポンプが運転を始め、そ
して吐出水路（２）の圧力が設定圧以上になって圧力ス
イッチ（Ｐｓｗ）が開路しても、流量が一定の小水量以
上あれば上記同様に流量スイッチ（Ｆｓｗ）によってそ
のまま運転を継続し、また流量スイッチ（Ｆｓｗ）が働
いていないときには前記圧力スイッチ（Ｐｓｗ）の開動
作と同時にタイマーσ］が作動して一定時間そのまま運
転を続けた後、ポンプが停止するもので、やはり運転時
間を長くてき、運転停止のインターバルを長くすること
ができる。

以上のように本発明は、成る設定圧以上では開、以下で
は閉となる、０Ｎ−ＯＦＦ圧に差のない特殊な圧力スイ
ッチを用い、該圧力スイッチと流量スイッチおよび一定
時間モータ電源の開閉部を閉じるタイマーとの組合せに
より、ポンプの自動運転を行なえるようにしたものであ
り、ポンプ起動時は前記タイマーの働きでチャタリング
をなくして流量スイッチを確実に作動させることができ
るとともに、吐出水路の流量が一統運転でき、また流量
スイッチが働かない小水量使用時や漏水等の際にはタイ
マーにより設定された時間運転を続け、アキュームレー
タへの蓄圧も充分に行なえ、ポンプの運転、停止のイン
ターバルを長くすることかできるもので、０Ｎ−ＯＦＦ
圧に差のない圧力スイッチを用いてのポンプ制御を何等
不都合なく行なえる。

しかも上記のようにＯＮ圧とＯＦＦ圧とが同圧の特殊な
圧力スイッチを用いて０Ｎ−ＯＦＦ圧にヒステリシスを
持たない制御を行なえるから、締切圧を従来より低く設
定することが可能で、通常の圧力スイッチを使用する場
合に比べてポンプ能力か少なく済み、第１図の（ロ）（
コ）のことき特性を持つも）ので良いことになり、それ
だけ軸出力つまり動ノコの低減を図ることができる。こ
れは特に小流量、高揚程を要求される給湯用ポ利 ンプ等においてより有刺である。

【図面の簡単な説明】 第１図はポンプの揚程−流電特性線図、第２図は本発明
の１実施例を示す系統図、第３図は回路図、第４図へ＼
ッ第６図はそれぞれ他の実施例を示す回路図である。 ｆＰｌ・・・ポンプ、Ｍ・・・モータ、（２１・・・吐
出水路、（３）・・・電源、（４）・・・開閉部、（５
）・・・蛇口、（Ｐｓｗ）・・・圧力スイッチ、（１）
・・・タイマー、（Ｆｓｗ）・・・流量スイッチ。 特許出願人　株式会所芝浦製作所 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　ポンプの吐出水路側に設けられるとともに成る設
   定圧以上では開となりかつ以下では閉となる圧力スイッ
   チと、前記圧力スイッチの閉動作または開動作により作
   動して一定時間モータ電源の開閉部接点を閉じるタイマ
   ーと、前記タイマーと並列に接続された流量スイッチと
   を備え、前記タイマーが圧力スイッチの閉動作により作
   動する場合はタイマーと流量スイッチの少なくとも一つ
   が、またタイマーが圧力スイッチの開動作により作動す
   る場合゛　は圧力スイッチとタイマーと流量スイッチの
   少なくとも一つが接点を閉じている間運転を継続するよ
   う構成してなることを特徴とするポンプの制御装置。