JPS62103494A

JPS62103494A - ポンプのエアロツク状態検出装置

Info

Publication number: JPS62103494A
Application number: JP2325986A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Nakajima; 薫中島; Kiyoshi Hashiba; 橋場　清志
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1987-05-13
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0830468B2

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】く　技術分野　〉この発明は、ポンプのエアロツク状ｆｆｌ’＋検出装置
に関するものであり、特に、負荷が大になったときや自
吸動作中に誤ってエアロツク状態を検出することを防１
にしたエアロツク状態検出装置に係わるものである。

く　従来技術　〉一般に、給水ポンプにおいては、その作動中に多量の気
泡を吸込んでエアロツク状態に至ると、ロータが空転し
、回転軸の焼付き等故障の原因となるので、該エアロツ
ク状態を検出して適宜警報装置を作動させることが行わ
れている。そして、該エアロツク状態の検出装置として
は、従来、ポンプの吐出側の給水管中の圧力を監視し、
これが予め設定した許容しうる下限圧力より低下したと
きに、これを検出して発報するものが採用されていた。

ところが、上記従来のエアロツク状態検出装置では、給
水管での圧力低下のみをチェックするものであるので、
ポンプに大きな負荷が生じた場合、即ち、給水が大量に
消費された場合には、同様に低圧となり、この場合にも
誤ってエアロツク状態としてこれを検出してしまうとい
う欠点があった。又、給水ポンプが自吸水型ポンプであ
る場合には、自吸動作中の低圧状態を誤ってエアロツク
状態として検出してしまうという欠点もあった。

く　目的　〉この発明の目的は、上記従来技術に基づくエアロツク状
態検出装置の構造上の制約による大負荷時や自吸動作時
の誤検出等の問題点に鑑み、下限流量判別手段や警報信
号生成手段を付加する構成とすることにより、前記欠点
を除去し、的確にエアロツク状態を検出することができ
るエアロツク状態検出装置を提供せんとするものである
。

く　構成　〉上記目的に沿うこの発明の構成は、ポンプ駆動用電動機
のスイッチ手段への駆動信号に基づいてポンプの運転状
態を判別して、運転状態信号を得、給水管内の圧力に応
じて圧力検出手段から圧力信号を出力し、該圧力信号で
表わされる圧力が予め設定された下限圧力以下であるこ
とを判別して下限圧力信号を得、一方、給水管中の流量
に応じて流量検出手段から流量信号を出力し、該流量信
号で表わされる流量が予め設定された下限流量以下であ
ることを判別して下限流量信号を得、上記運転状態信号
と下限圧力信りと下限流量信号の同時的供給に基づいて
、エアロツク状態判別手段にてエアロツク状態を判別し
て、エアロツク状態信号を出力するようにしたことを要
旨とするものであり、更に、上記構成に加えて、前記エ
アロツク状態信号に応答して、警報信号生成手段から予
め設定された期間の経過後に、警報信号又は停止指令信
号を出力するようにしたことを要旨とすものである。

く　実施例　〉次に、この発明の実施例を図に基づいて説明すれば以下
の通りである。

第１図はハードウェア上の構成とソフトウェア」二の機
能実現手段とを同時的に表わすブロック図であり、ポン
プＰを駆動するための電動機Ｍをスイッチ手段１を介し
て電源２に接続し、一方、ポンプＰの給水管３中には流
量検出手段４を設けると共に、圧力検出手段５を付設し
である。６は圧力調整タンクである。

１０は演算処理部を表わし、その機能実現手段は、スイ
ッチ手段１に駆動信号Ｓ１を供給する駆動信号生成手段
１１と、前記駆動信号Ｓ１の供給を受けて運転状態信号
Ｓ２を出力する運転状態判別手段１２と、前記圧力検出
手段５からの圧力信号Ｓ３の供給を受けて下限圧力信号
Ｓ４を出力する下限圧力判別手段１３と、前記流量検出
手段４からの流量信号Ｓ５の供給を受けて下限流量信号
Ｓ８を出力する下限流量判別手段１４と、前記運転状態
判別手段１２、下限圧力判別手段１３、下限流量判別手
段１４に後続して、運転状態信号Ｓ２と下限圧力信号Ｓ
４と下限流量信号Ｓ６との同時的供給を受けてエアロツ
ク状態信号Ｓ７を出力するエアロツク状態判別手段１５
と、該エアロツク状態判別手段１５に後続して、エアロ
ツク状態信号Ｓ７の供給を受けて警報信号又は停止指令
信号Ｓ８を出力する警報信号生成手段１６とから成る。

そして、前記エアロツク状態判別信号Ｓ７は図外の表示
器に至り、ランプを点灯させる。又、警報信号Ｓ８は図
外のブザーを鳴動させ、停止指令信号Ｓ８は駆動信号生
成手段１１に至り、駆動信号Ｓ１を強制的に消滅させる
ものである。

上記構成の動作を、演算処理部１０のフローチャートを
示す第２図及び第３図を参照しつつ説明すれば以下の通
りである。

スタート（第２図ｇ）した演算処理部１０では、運転状
態判別手段１２においてポンプＰが運転状態にあるか否
かを判別しく第２図ｂ）、その判定結果がＹＥＳのとき
、圧力検出手段５からの圧力信号Ｓ３を受けて下限圧力
判別手段１３は、その圧力と予め設定された下限圧力と
の大小関係を比較判定する（第２図Ｃ）。その判定結果
がＹＥＳのとき、即ち、給水管３内の媒体圧力が下限圧
力にまで低下しているとき、流量検出手段４からの流量
信号Ｓ５を受けて下限流量判別手段１４は、その流量と
予め設定された下限流量との大小関係を比較判定する（
第２図ｄ）。その判定結果がＹＥＳのとき、即ち、給水
管３内の媒体流量が下限流量にまで低下しているとき、
エアロツク状態信号Ｓ７を出力する（第２図ｅ）。つま
り、ポンプＰが運転状態にあり、給水管３内の媒体の圧
力が下限圧力にまで低下し、かつ、流量が下限流量にま
で低下したとき、エアロツク状態を検出して、そのエア
ロツク状態信号Ｓ７を図外の表示器に送ってランプを点
灯するものである。演算処理部ｌＯでは、その後、エア
ロツク状態検出のための監視を続けるか否かを判定しく
第２図ｆ）、停止するときは検出作業を終了しく第２図
ｇ）、続行するときは、第２図すの工程に戻り、以後の
工程（第２図ｂ−ｆ）を繰り返す。尚、運転状態の判定
、下限圧力の判定、下限流量の判定のいずれかがＮｏの
ときは、第２図ｆ工程にスキップして、以後の工程を行
なうものである。

次いで、第２の発明の動作を第３図に基づいて説明する
と、第３図ｇから第３図ｅの工程までは、第２図ａ−ｅ
工程と同様である。そして、エアロツク状態信号Ｓ７を
出力すると（第３図ｅ）、内部タイマを七−、トシ（第
３図ｆ）、前記エアロツク状態信号Ｓ７の継続時間を計
時するが、その際の該継続時間がポンプＰの自吸期間を
越えて該内部タイマがタイムアツプすると、内部割込み
を生じ（第３図ｇ）、警報信号生成手段１６から警報信
号又は停止指令信号Ｓ８が出力される（第３図ｈ）。こ
の信号Ｓ８を警報信号として出力するときは、図外の警
報ブザーを鳴動するものとし、停止指令信号として出力
するときは、駆動信号生成手段１１に至って、駆動信号
Ｓ１を強制的に消滅させるものとし、あるいは、この両
者を組合わせてもよい。

警報信号又は停止指令信号Ｓ８が出力されると、リター
ンして（第３図ｉ）、監視を停止するか否かを判定する
が（第３図ｊ）、その後の動作は第２図の場合と同様で
ある。又、運転状態の判定、下限圧力の判定、下限流量
の判定のいずれかがＮｏであるときは、タイマーをリセ
・ントして（第３図１）、第３図ｊ工程に移行するもの
である。

く第２の実施例〉ところで、」二記第２の発明の第１の実施例では、エア
ロツク状態判別手段１５から出力されるエアロツク状態
信号Ｓ７が、ポンプＰの自吸期間具」−に継続する場合
に限り、警報信号／停止指令信号Ｓ８を出力するように
したものであるが、通常、この種の給水ポンプでは、運
転期間が数１０時間から数日間あるいはそれ以上に及び
、長時間にわたっての連続運転が普通であるので、エア
ロツク状態信号Ｓ７の継続時間が自吸期間以上であるか
否かを比較判別するのは、例えば数日間に１度位のポン
プ始動時のみでよく、このときの自吸動作をエアロツク
状態として誤検出するのを回避すれば済む。しかしなが
ら、それ以降に発生するエアロツク状態信号Ｓ７の継続
時間を、エアロツク状態検出のために判定する際に、基
準期間として自吸期間を採用する第１の実施例では、毎
回のエアロツク状態の検出に要する時間が長くなるので
、ポンプの各部に無理な力がかかり悪影響を及ぼす惧れ
がある。

そこで、第４図以下に示す第２の実施例では、ポンプ始
動時にのみに、自吸期間をエアロツク状態信号の継続期
間の、エアロツク状態検出のための基準期間として採用
し、それ以降は、該自吸期間より相当程度に短い所定の
期間を設定し、これを基準期間として、エアロツク状ｆ
ハ１信号の継続時間を判定することで、必要以」−に長
期間にわたってエアロツク状態が続くことがないように
するものである。

かかる第２の実施例においては、内部に自吸期間より若
干長めの期間にセットされた長時間タイマーＴＭ２と、
自吸期間より相当程度に短い期間にセットされた短時間
タイマーＴＭＩとが組込まれるとともに、エアロツク状
態信号のチャタリング期間に相当する期間にセラｉ・さ
れた補助タイマ−ＴＭ３が組込まれており、更に、自吸
動作の完了を検出したときにフラグ「１」を立てる２回
目フラグレジスタが備えられている。

第５図〜第７図にエアロツク状態検出のタイムチャート
が示されており、上記３つのタイマーＴＭ１、ＴＭ２、
ＴＭ３及び２回目フラグ（２回目フラグレジスタの内容
）の経時的状態の相互関係が示されている。

第５図において、エアロツク状態信号Ｓ７が出力される
と（第５図（Ａ）ａ）、　エアロツク状態が表示され（
第５図ＣＢ）ａ）、長時間タイマーＴＭ２と短時間タイ
マーＴＭＩがそれぞれセ−／　）されてエアロツク状態
信号Ｓ７の継続時間を計時する（第５図（Ｄ）ａ、第５
図（Ｅ）ａ）、次いで、エアロツク状態信号Ｓ７が長時
間タイマーＴＭ２の設定期間Ｔ２　　（即ち、ポンプの
自吸期間）以内に消滅すると（第５図（Ａ）ｂ）、エア
ロツク状態の表示が消滅する（第５図（Ｂ）ｂ）ととも
に長持間タイマーＴＭ２と短時間タイマーＴＭ１がそれ
ぞれリセットされ（第５図（Ｄ）ｂ、第５図（Ｅ）ｂ）
、同時的に、補助タイマーＴＭ３がセットされてチャタ
リング期間Ｔ３の計時を開始する（第５図（Ｇ）ａ）。

そして、エアロツク状態信号Ｓ７の消滅がチャタリング
である場合には、エアロック状１ル１信号Ｓ７がチャタ
リング期間Ｔ３以内に再び出力されて（第５図（Ａ）Ｃ
）、エアロツク状態の表示を行う（第５図（Ｂ）Ｃ）と
ともに、長時間タイマーＴＭ２と短時間タイマーＴＭＩ
をセットしく第５図（Ｄ）ｃ、第５図（Ｅ）ｃ）、補助
タイマーＴＭ３をリセットする（第５図（Ｇ）ｂ）。

そして、エアロツク状態信号Ｓ７が長時間タイマーＴＭ
２の設定期間１２以内に再び消滅すると（第５図（Ａ）
ｄ）、補助タイマーＴＭ３がセットされて（第５図（Ｇ
）Ｃ）、該タイマーＴＭ３がチャタリング期間Ｔ３を計
時（第５図（Ｇ）　ｄ）したときに、２回目フラグレジ
スタ内に２回目フラグのｒｌＪが立てられる（第５図（
Ｆ）ａ）この場合、エアロツク状態信号Ｓ７の消滅直後
にチャタリングによる該エアロツク状態信号の再発生を
伴うことはなく、且つ、長時間タイマーＴＭ２がタイム
アツプしていないということは、ポンプの自吸動作の完
了、即ち、それまでのエアロツク状態信号Ｓ７の継続が
自吸動作によるもので、真のエアロツク状態によるもの
ではないことを意味するものである。そして、この間に
短時間タイマーＴＭＩがタイムアツプしていても（第５
図（Ｅ）ｄ）、この時点では、後述する２回目フラグの
「１」が立っていないので（第５図Ｆ）、警報信号／停
止指令信号Ｓ８は出力されない（第５図Ｃ）。

このようにして、ポンプ始動時の自吸動作をエアロツク
状態として誤検出することを回避した後は、第６図に示
すタイムチャートに従って作動する。

エアロツク状態信号Ｓ７が出力されると（第６図（Ａ）
ａ）、エアロツク状態の表示が行われ（第６図（Ｂ）ａ
）、長時間タイマーＴＭ２と短時間タイマーＴＭＩとが
セットされる（第６図（Ｄ）ａ、第６図（Ｅ）ａ）こと
ば第５図の動作と同様であるが、エアロツク状態信号５
７０ｍ統中に、短時間タイマーＴＭＩが設定期間Ｔ１を
計時すると（第６図（Ｅ）ｂ）、この時点で２回目フラ
グの「１」が立っているか否かをみて、ここに第５図の
動作の結果としてｒｌＪが立っているので（第６図（Ｆ
）ｂ）、警報信号／停止指令信号Ｓ８が出力される（第
６図（Ｃ）ａ）ものである。、なお、ポンプの始動時に
自吸動作に失敗があって、第５図の動作と同様に、２回
目フラグの「ｌ」が立っていない状態で、長時間タイマ
ーＴＭ２がタイムアツプした場合には、第７図のタイム
チャートに示すように、長時間タイマーＴＭ２がタイ不
アップした（第７図（Ｄ）ｂ）時点で、警報信号／停止
指令信号Ｓ８が出力される（第７図（Ｃ）ａ）。この間
に、短時間タイマーＴＭＩはすでにタイムア・ンプして
いる（ｔ５７図（Ｅ）ｂ）が、この時点では、２回１１
フラグの「ｌ」が立っていないので（第７図（Ｆ）Ｃ）
、警報信号／停止指令信号Ｓ８が出力されることはない
。

ここで、例えば、長時間タイマーＴＭ２の設定期間Ｔ２
をポンプの自吸期間との関係で１０分程度に選定し、短
時間タイマーＴＭＩの設定期間Ｔｌを１程度度に選定す
れば、自吸動作完了後のエアロツク状態の検出のために
要する時間を大幅に短縮することができる。

次いで、第二の実施例でのタイマーＴＭＩ、１Ｍ２、Ｔ
Ｍ３及び２回目フラグレジスタの、上述のような動作を
確保するための演算処理装置ｌＯ（第１図兼用）全体の
動作を、そのフローチャートを示す第４Ａ図〜第４Ｂ図
に基づいて説明すれば以下の通りである。

第４Ａ図のａからｄまでの工程は、第３図ａからｄまで
の工程と同じである。そして、運転状態の判定、下限圧
力の判定、下限流量の判定の各判定結果がいずれもＹＥ
Ｓであるときは、補助タイマーＴＭ３をリセットして（
第４Ａ図ｅ）、エアロツク状態信号Ｓ７を出力しく第４
Ａ図ｄ）、短時間タイマーＴＭＩと長時間タイマーＴＭ
２とを同時的にセットする（第４Ａ図ｇ）（第４Ａ図ｈ
）。短時間タイマーＴＭ１．！ｌ：長時間タイマーＴＭ
２はそれぞれ前記エアロツク状態信号Ｓ７の継続時間を
計時するが、短時間タイマーＴＭＩがその設定期間Ｔ１
を計時すると、内部割込みが発生しく第４Ｂ図ｉ）、自
身をリセットしく第４Ｂ図ｊ）、次いで２回目フラグの
「１」が立っているか否かを判定する（第４Ｂ図ｋ）。

その判定結果がＮＯのとき、即ち、ポンプの自吸動作が
完了していないときには、リターンして（第４Ｂ図ｍ）
、監視を停止するか否かを判定しく第４Ａ図ｐ）、その
後の動作は第３図のフローチャー１・で示されるものと
同じである。

又、２回目フラグの判定結果（第４Ｂ図ｋ）がＹＥＳ、
即ち、自吸動作が既に完了しているときには、警報信号
／停止指令信号Ｓ８を出力してから（第４Ｂ図１）、リ
ターンする（第４Ｂ図ｍ）一方、タイマーＴＭ２が設定
期間、即ち、自吸期間Ｔ２を計時すると、内部割込みが
発生しく第４Ｂ図ｎ）、自身をリセットしてから（第４
８図０）、警報信号／停止指令信号Ｓ８を出力して（第
４Ｂ図１）、リターンする（第４Ｂ図ｍ）。

前記運転状態の判定（第４Ａ図ｂ）、下限圧力の判定（
第４Ａ図Ｃ）、下限流量の判定（第４Ａ図ｄ）の各判定
結果のいずれかがＮｏのときには、すでに警報を発報し
ているか否かを判定しく第４Ａ図ｒ）、その判定結果が
Ｎｏのときには、直前の状態がエアロツク状態であった
か否かを判定する（第４Ａ図Ｓ）。そして、その判定結
果（第４Ａ図Ｓ）がＹＥＳのときには、補助タイマーＴ
Ｍ３をセットしく第４Ｂ図ｊ）、エアロツク状態信号Ｓ
７を消滅させ（第４Ｂ図ｕ）、次いで、短時間タイマー
ＴＭＩと長時間タイマーＴＭ２をリセットしてから（第
４Ｂ図ｖ）、第４Ｂ図ｐ工程に移行する。この間、第４
Ｂ図を工程において、補助タイマーＴＭ３はエアロツク
状態信号Ｓ７の消滅状態の継続時間を計時しているが、
その設定期間、即ち、チャタリング期間Ｔ３を計時する
と、内部割込みが生じ（第４Ｂ図Ｗ）、２回目フラグの
「１」を立て（第４Ｂ図ｘ）、補助タイマーＴＭ３をリ
セットした（第４Ｂ図ｙ）後、リターンする（第４Ｂ図
Ｚ）ものである。

一方、前記第４　Ａ　Ｕｉ！Ｊｒ工程での判定結果がＹ
ＥＳであるときには、第４Ａ図Ｖ工程に移行して短時間
タイマーＴＭＩと長時間タイマーＴＭ２をリセットする
。

又、前記第４Ａ図Ｓ工程での判定結果がＮＯのときには
、第４Ａ図Ｕ工程に移行してエアロツク状態信号を消滅
させるものである。

く効　果〉上記のように、この発明によれば、電動機に給電するス
イッチ手段への駆動信号を受けて運転状態を判定し、圧
力検出手段からの圧力信号を受けて、給水管内の媒体の
圧力が下限圧力にまで低下したか否かを判定し、流量信
号を受けて流量が下限流量にまで低下したかを判定し、
上記判定結果がいずれもＹＥＳのときにエアロツク状態
信号を出力する構成としたことにより、大負荷が生じて
給水が大量に消費されて圧力低下が起り、下限圧力以下
になったときでも、その流量が大であれば、下限流量と
の比較判定の結果はＮＯ１即ち、下限流量にまで流量が
低下していないことが判別されるので、エアロツク状態
信号を出力することがなく、大負荷発生時に誤ってエア
ロツク状態を検出することがないという優れた効果があ
る。

又、第２の発明によれば、上記エアロツク状態信号が出
力された時点から、その継続時間を計時して、その継続
時間がポンプの自吸時間を越えたときに初めて警報信号
又は停止指令信号を出力するようにしたことにより、自
吸型ポンプにおける自吸期間中に低圧力、低流量となっ
ても、これを誤ってエアロツク状態として検出すること
がないという効果がある。

更に、エアロツク状態検出のための装置が、ポンプの給
水圧を一定に保つためのオン・オフ制御装置の一部、例
えば、駆動信号生成手段や圧力検出手段等をそのまま共
用することができるので、経済的であるという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すものであり、第１図はブロ
ック図、第２図はフローチャーＩ・、第３図は第２の発
明の実施例におけるフローチャート、第４Ａ図以下は第
２の発明の他の実施例に関するものであり、第４Ａ図〜
第４図Ｂは演算処理部１０でのフローチャート、第５図
〜第７図はエアロツク状態検出のフローチャートである
。Ｐ・・・ポンプ　　　　　Ｍ・・・電動機１・・・スイ
ッチ手段　　３・・・給水管４・・・流量検出手段　　
５・・・圧力検出手段ｌＯ・・・演算処理部　　１１・
・・駆動信号生成手段１２・・・運転状態判別手段１３・・・下限圧力判別手段１４・・・下限流量判別手段１５・・・エアロツク状態判別手段１６・・・警報信号生成手段Ｓｌ・・・駆動信号　　　Ｓ２・・・遊転状態信号Ｓ３
・・・圧力信号　　　Ｓ４・・・下限圧力信号Ｓ５・・
・流量信号　　　Ｓ８・・・下限流量信号Ｓ７・・・エ
アロツク状態信号

Claims

【特許請求の範囲】

（１）給水管３に給水するポンプＰと、給電を受けて、該ポンプＰを駆動する電動機Ｍと、駆動
信号Ｓ１の供給を受けて、該電動機Ｍに給電するスイッ
チ手段１と、スイッチ手段１への駆動信号Ｓ１の供給に基づいて、ポ
ンプの運転状態を判別し、運転状態信号Ｓ２を出力する
運転状態判別手段１２と、給水管３に設けられ、該給水管内の媒体の圧力に応じた
圧力信号Ｓ３を出力する圧力検出手段５と圧力信号Ｓ３
により表わされる圧力が予め設定された下限圧力以下で
あることを判別して、下限圧力信号Ｓ４を出力する下限
圧力判別手段１３と、給水管３に設けられ、該給水管中
の媒体の流量に流量信号Ｓ５により表わされる流量が予
め設定された下限流量以下であることを判別して、下限
流量信号Ｓ６を出力する下限流量判別手段１４と、運転
状態信号Ｓ２と下限圧力信号Ｓ４と下限流量信号Ｓ６と
の同時的供給に基づいて、エアロック状態を判別し、エ
アロック状態信号Ｓ７を出力するエアロック状態判別手
段１５とを有するポンプのエアロック状態検出装置。
（２）給水管３に給水するポンプＰと、給電を受けて、該ポンプＰを駆動する電動機Ｍと駆動信
号Ｓ１の供給を受けて、該電動機Ｍに給電するスイッチ
手段１と、スイッチ手段１への駆動信号Ｓ１の供給に基づいて、ポ
ンプの運転状態を判別し、運転状態信号Ｓ２を出力する
運転状態判別手段１２と、給水管３に設けられ、該給水管内の媒体の圧力に応じた
圧力信号Ｓ３を出力する圧力検出手段５と圧力信号Ｓ３
により表わされる圧力が予め設定された下限圧力以下で
あることを判別して、下限圧力信号Ｓ４を出力する下限
圧力判別手段１３と、給水管３に設けられ、該給水管中
の媒体の流量に応じた流量信号Ｓ５を出力する流量検出
手段４と流量信号Ｓ５により表わされる流量が予め設定
された下限流量以下であることを判別して、下限流量信
号Ｓ６を出力する下限流量判別手段１４と、運転状態信
号Ｓ２と下限圧力信号Ｓ４と下限流量信号Ｓ６との同時
的供給に基づいて、エアロック状態を判別し、エアロッ
ク状態信号Ｓ７を出力するエアロック状態判別手段１５
と、エアロック状態信号Ｓ７に応答して、予め設定された期
間の経過後に、警報信号又は停止指令信号Ｓ８を出力す
る警報信号生成手段１６とを有するポンプのエアロック状態検出装置。