JP4789333B2

JP4789333B2 - underwater pump

Info

Publication number: JP4789333B2
Application number: JP2001054845A
Authority: JP
Inventors: 通生下村
Original assignee: 株式会社桜川ポンプ製作所
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002257077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば土木建設工事等に用いられて渇水運転防止機能を備えた水中ポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の水中ポンプとしては、例えば特開平７−２４１５８１号、特開平７−２４１５８２号、特開平１１−３２４９７４号、特開２００１−４１１８９号等に記載されたものが知られている。
当該水中ポンプは、基本的には、ポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体と、水中ポンプ本体の外部に設けられて水位を検出する水位検出器と、水中ポンプ本体の内部に設けられて水位検出器からの水位に基づいてモータを制御する制御器と、から構成されている。水位検出器としては、フロート式や電極棒式や光センサ式が用いられている。
【０００３】
而して、この様なものは、水位検出器と制御器とに依り所謂渇水運転防止装置を為して渇水状態でのモータの運転が防止されるので、騒音の発生、電力の浪費、インペラ等の部品の異常摩耗、モータ寿命の低下等の悪影響を解消する事ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この様なものは、水位検知器を用いると共に、これを水中ポンプ本体の外部に設けていたので、これが邪魔になって取り扱いが煩雑化したり衝突に依り破損する惧れがあると共に、異物や液質や波等に依って誤動作し易かった。
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、誤動作の心配もない様にした水中ポンプを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の水中ポンプは、基本的には、ポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体と、水中ポンプ本体の内部に設けられてモータへの電流値を検出する電流検出器と、水中ポンプ本体の内部に設けられて電流検出器からの電流値に基づいてモータを制御する制御器とから構成した水中ポンプにおいて、前記制御器を、起動時にはモータを所定時間だけ強制運転させると共に、運転中に電流検出器からの電流値が所定値より小さくなった時にはモータを停止させ、前回の運転時間に逆比例した所定の停止時間の経過後にモータを再起動させる構成とした事に特徴が存する。
【０００６】
水中ポンプ本体のモータが駆動されると、ポンプが回転されて水が排水される。モータは、負荷が大きくなるに連れて電流値も大きくなるという特性があるので、渇水状態（空運転付近）に於ける水中ポンプの運転電流が通常運転電流に比べて低くなる。これを利用して、運転電流を監視する事で電流の低下を検知し、その時を渇水状態と判断して水中ポンプを停止させる。
電流検出器と制御器とを水中ポンプ本体の内部に設け、所謂内蔵型にしたので、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、誤動作の心配がない。
【０００７】
制御器は、起動時にはモータを所定時間だけ強制運転させると共に、運転中の電流検出器からの電流値が所定値より小さくなった時にはモータを停止させ、前回の運転時間に逆比例した所定の停止時間の経過後にモータを再起動させるようにする。この様にすれば、渇水運転を防止しながら水位に応じた自動運転を行なう事ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の水中ポンプを示す縦断面図。図２は、水中ポンプの要部を示すブロック図。図３は、水中ポンプの動作を示すフロー図である。
【０００９】
水中ポンプ１は、水中ポンプ本体２、電流検出器３、制御器４とからその主要部が構成されている。
【００１０】
水中ポンプ本体２は、ポンプ５とこれを回転させるモータ６とを備えたもので、この例では、ストレーナ７、ケーシング８、インペラ９、軸封装置（メカニカルシール）１０、ホースカップリング１１、モータ６、モータ保護装置（自動復帰形オートカット）１２、キャブタイヤケーブル１３等を備えている。
ケーシング８とインペラ９は、ポンプ５を為している。モータ６は、三相誘導電動機にしてある。
【００１１】
電流検出器３は、水中ポンプ本体２の内部に設けられてモータ６への電流値を検出するもので、この例では、電源１４からモータ６への電流値を検出する電流値検出回路１５にしてある。
【００１２】
制御器４は、水中ポンプ本体２の内部に設けられて電流検出器３からの電流値に基づいてモータ６を制御するもので、この例では、電源１４からの電流を整流する整流回路１６と、電源１４からモータ６への電流を開閉する開閉回路１７と、開閉回路１７を駆動する出力ドライバ１８と、増幅度を設定する増幅度設定回路１９と、再起動時間（停止時間）を設定する再起動時間設定回路２０と、電流検出器３である電流値検出回路１５からの電流値に依り、増幅度設定回路１９からの増幅度と再起動時間設定回路２０からの再起動時間に基づいて出力ドライバ１８を制御する中央制御装置２１とを備えている。
【００１３】
而して、制御器４は、とりわけ再起動時間設定回路２０に依り起動時にはモータ６を所定時間だけ強制運転させると共に、運転中に電流検出器３からの電流値が所定値より小さくなった時にはモータ６を停止させ、前回の運転時間に逆比例した所定の停止時間の経過後にはモータ６を再起動させるものにしてある。
【００１４】
電流検出器３と制御器４は、所謂渇水運転防止装置２２を為して居り、図２に示す如く、ユニット化されていると共に、図１に示す如く、モータ６より上方の水中ポンプ本体２の内部に収納され、所謂内蔵型にしてある。
【００１５】
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
モータ６が駆動されると、ポンプ５が回転されて水が排水される。
モータ６は、負荷が大きくなるに連れて電流値も大きくなるので、空運転付近の渇水状態での電流値が通常運転の電流値に比べて小さくなる。従って、電流検出器３に依りモータ６への電流値を監視して置き、この電流値が所定値より低下した時には、制御器４の中央制御装置２１が渇水状態と判断して出力ドライバ１８及び開閉回路１７を介してモータ６を停止させる。そして、次の運転までの停止時間（再起動時間）は、設置箇所の増水の変動に対応する為に、前回の運転時間から計算される。モータ６の起動時には、定格電流に対して約６倍程度の起動電流が流れて誤動作を招く惧れがあるので、毎回の起動時には、所定時間だけ強制運転される。
【００１６】
具体的には、水中ポンプ１は、図３のフロー図に示す如く、作動される。
[動作１] 電源投入後の初回の起動時には、約３０秒間だけ強制運転される。この時は、渇水状態でも停止されない。
[動作２] 運転中は、渇水状態になると、モータ６が停止される。
[動作３] 所定の停止時間（再起動時間、待機時間）だけ停止されると、モータ６が再起動される（電源投入後の２回目以降の起動時には、約５秒間だけ強制運転される）。停止時間の初期設定Tst ₀ は、２０秒にされている。２回目以降の停止時間Tst _１〜Tst _５は、直前の運転時間Tmtに逆比例し、直前の運転時間Tmtが２分以下の場合には、停止時間Tst _４＝前回の停止時間Tst＋２０秒（但し、前回の停止時間Tstが２８０秒以上の時は、停止時間Tst _５＝300秒）に、また、直前の運転時間Tmtが２〜４分の場合には、停止時間Tst _３＝前回の停止時間Tstに、更に、直前の運転時間Tmtが４分以上の場合には、停止時間Tst _２＝前回の停止時間Tst−２０秒（但し、前回の停止時間Tstが20秒以下の時は、停止時間Tst _１＝０秒）となり、所謂２０秒ステップで０〜３００秒の１６種類の停止時間が存在する。尚、所定の停止時間Tst ₁ 〜Tst ₅ が経過すると、約５秒間の強制運転を経て、図３に示した上記動作３の通常運転へ戻る。
[動作４] 電源を切り、約２秒以上後に再起動させると、前記動作１から繰り返される
【００１７】
つまり、水中ポンプ１は、水位の満水時には運転され、水位の渇水時には停止され、水位の増水中には待機（停止）され、水位の満水時には再起動（運転）され、という様に水位の変動に応じて運転と停止が繰り返されて自動運転される様になっている。
【００１８】
電流検出器３と制御器４とから成る所謂渇水運転防止装置２２を水中ポンプ本体２の内部に設けたので、取り扱いが簡単になり、破損の惧れがなく、誤動作の心配もない。
制御器４に依り直前の運転時間を考慮してこれと逆比例する様に停止時間を決定したので、余分な起動が軽減されて電力の浪費がなくなる。
水位検出器ではなく電流検出器３を用いたので、水中ポンプ１が転倒した場合でも、ケーシング８内の水が無くなれぱ電流値が下がって渇水運転が検知されて停止される。
【００１９】
尚、制御器４は、先の例では、２０秒ステップで０〜３００秒の１６種類の停止時間が存在する様にしたが、これに限らず、適宜変更可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）水中ポンプ本体、電流検出器、制御器とで構成し、とりわけモータへの電流値を検出する電流検出器とこれからの電流値に基づいてモータを制御する制御器とで渇水運転防止装置を形成し、これを水中ポンプ本体の内部に設けたので、取り扱いが簡単で破損の惧れがないと共に、誤動作の心配がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水中ポンプを示す縦断面図。
【図２】水中ポンプの要部を示すブロック図。
【図３】水中ポンプの動作を示すフロー図。
【符号の説明】
１…水中ポンプ、２…水中ポンプ本体、３…電流検出器、４…制御器、５…ポンプ、６…モータ、７…ストレーナ、８…ケーシング、９…インペラ、１０…軸封装置、１１…ホースカップリング、１２…モータ保護装置、１３…キャブタイヤケーブル、１４…電源、１５…電流値検出回路、１６…整流回路、１７…開閉回路、１８…出力ドライバ、１９…増幅度設定回路、２０…再起動時間設定回路、２１…中央制御装置、２２…渇水運転防止装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a submersible pump that is used in, for example, civil engineering construction work and has a function of preventing drought operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of submersible pump, those described in, for example, JP-A-7-241581, JP-A-7-241582, JP-A-11-324974, and JP-A-2001-41189 are known.
The submersible pump basically includes a submersible pump main body including a pump and a motor that rotates the submersible pump, a water level detector that is provided outside the submersible pump main body and detects a water level, and an inside of the submersible pump main body. And a controller that controls the motor based on the water level from the water level detector. As the water level detector, a float type, an electrode rod type, or an optical sensor type is used.
[0003]
Thus, in such a case, the so-called drought operation prevention device is prevented by the water level detector and the controller, so that the operation of the motor in the drought state is prevented. Therefore, the generation of noise, the waste of power, the impeller It is possible to eliminate adverse effects such as abnormal wear of parts such as motors and reduced motor life.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a device uses a water level detector and is provided outside the submersible pump main body, which may interfere with handling and may be damaged due to collision. It was easy to malfunction due to the liquid quality and wave.
The present invention was devised in order to solve the above problems, and the problem is that the handling is easy, there is no possibility of damage, and there is no risk of malfunction. To provide a submersible pump.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The submersible pump of the present invention basically includes a submersible pump main body including a pump and a motor that rotates the pump, a current detector that is provided inside the submersible pump main body and detects a current value to the motor, In the submersible pump that is provided in the submersible pump main body and is configured from a controller that controls the motor based on the current value from the current detector, the controller is forcibly operated for a predetermined time at the time of activation, The feature is that the motor is stopped when the current value from the current detector becomes smaller than the predetermined value during operation, and the motor is restarted after the elapse of the predetermined stop time inversely proportional to the previous operation time. Exist.
[0006]
When the motor of the submersible pump body is driven, the pump is rotated to drain water. Since the motor has a characteristic that the current value increases as the load increases, the operating current of the submersible pump in a drought condition (near the idle operation) is lower than the normal operating current. Utilizing this, a drop in current is detected by monitoring the operating current, and at that time is determined to be a drought state and the submersible pump is stopped.
Since the current detector and the controller are provided inside the submersible pump body and are so-called built-in type, handling is easy, there is no fear of damage, and there is no fear of malfunction.
[0007]
The controller forcibly operates the motor for a predetermined time at start-up, stops the motor when the current value from the current detector during operation becomes smaller than the predetermined value, and performs a predetermined stop in inverse proportion to the previous operation time. Restart the motor after the time has elapsed . In this way, automatic operation according to the water level can be performed while preventing drought operation.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a submersible pump of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the submersible pump. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the submersible pump.
[0009]
The submersible pump 1 includes a submersible pump main body 2, a current detector 3, and a controller 4.
[0010]
The submersible pump body 2 includes a pump 5 and a motor 6 that rotates the pump 5. In this example, a strainer 7, a casing 8, an impeller 9, a shaft seal device (mechanical seal) 10, a hose coupling 11, and a motor. 6, motor protection device (automatic return type auto cut) 12, cabtyre cable 13 and the like.
The casing 8 and the impeller 9 serve as a pump 5. The motor 6 is a three-phase induction motor.
[0011]
The current detector 3 is provided in the submersible pump main body 2 and detects a current value to the motor 6. In this example, the current detector 3 is a current value detection circuit 15 that detects a current value from the power source 14 to the motor 6. It is.
[0012]
The controller 4 is provided inside the submersible pump main body 2 and controls the motor 6 based on the current value from the current detector 3. In this example, the controller 4 includes a rectifier circuit 16 that rectifies the current from the power source 14, , An opening / closing circuit 17 for opening / closing the current from the power source 14 to the motor 6, an output driver 18 for driving the opening / closing circuit 17, an amplification degree setting circuit 19 for setting the amplification degree, and a restart time (stop time). and restart Ma設 Teikairo 20, Ri Yi to the current value from the current value detecting circuit 15 is a current detector 3, the amplification degree of the amplification degree setting circuit 19 and the restart time from restart time setting circuit 20 And a central control device 21 for controlling the output driver 18 based on the above.
[0013]
Thus, the controller 4 forcibly operates the motor 6 for a predetermined time at the start-up particularly by the restart time setting circuit 20, and when the current value from the current detector 3 becomes smaller than the predetermined value during the operation. The motor 6 is stopped, and the motor 6 is restarted after a predetermined stop time inversely proportional to the previous operation time.
[0014]
The current detector 3 and the controller 4 serve as a so-called drought operation prevention device 22 and are unitized as shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 1, the submersible pump body 2 above the motor 6. It is housed in a so-called built-in type.
[0015]
Next, the operation will be described based on such a configuration.
When the motor 6 is driven, the pump 5 is rotated and water is drained.
Since the current value of the motor 6 increases as the load increases, the current value in the drought state near the idle operation becomes smaller than the current value in the normal operation. Therefore, the current value to the motor 6 is monitored by the current detector 3, and when the current value falls below a predetermined value, the central control device 21 of the controller 4 determines that the drought is present and the output driver 18 and The motor 6 is stopped via the opening / closing circuit 17. Then, the stop time (restart time) until the next operation is calculated from the previous operation time in order to cope with the fluctuation of the water increase at the installation location. When the motor 6 is started, there is a possibility that a starting current about six times as large as the rated current flows, leading to a malfunction, so that the motor 6 is forcibly operated for a predetermined time each time it is started.
[0016]
Specifically, the submersible pump 1 is operated as shown in the flowchart of FIG.
[Operation 1] When the power is turned on for the first time after turning on the power, it is forcibly operated for about 30 seconds. At this time, it is not stopped even in drought.
[Operation 2] During operation, the motor 6 is stopped in a drought state.
[Operation 3] When the motor 6 is stopped for a predetermined stop time (restart time, standby time), the motor 6 is restarted (for the second and subsequent start after power-on, the motor 6 is forcibly operated for about 5 seconds). . The initial stop time Tst ₀ is set to 20 seconds. Second and subsequent downtime Tst ₁ ~Tst ₅ is inversely proportional to the latest operation time Tmt, when the latest operation time Tmt is less than 2 minutes, stop time Tst _{4 =} previous stop time Tst + 20 seconds (where When the previous stop time Tst is 280 seconds or more, the stop time Tst ₅ = 300 seconds), and when the last operation time Tmt is 2 to 4 minutes, the stop time Tst ₃ = the previous stop time If the previous operation time Tmt is 4 minutes or more in addition to Tst , stop time Tst ₂ = previous stop time Tst-20 seconds (however, if the previous stop time Tst is 20 seconds or less, the stop time Tst ₁ = 0), and there are 16 types of stop times of 0 to 300 seconds in a so-called 20-second step. Incidentally, when a predetermined stop time Tst ₁ ~Tst ₅ has passed, via a forced operation of approximately 5 seconds and returns to the normal operation of the operation 3 shown in FIG.
[Operation 4] When the power is turned off and restarted after about 2 seconds or more, the operation is repeated from the operation 1.
That is, the submersible pump 1 is operated when the water level is full, stopped when the water level is drought, waited (stopped) when the water level is increased, and restarted (operated) when the water level is full. Depending on the situation, operation and stop are repeated and automatic operation is performed.
[0018]
Since the so-called drought operation prevention device 22 comprising the current detector 3 and the controller 4 is provided inside the submersible pump main body 2, the handling becomes easy, there is no fear of breakage, and there is no fear of malfunction.
Since the controller 4 determines the stop time so as to be inversely proportional to the previous operation time in consideration of the controller 4, excessive start-up is reduced and power is not wasted.
Since the current detector 3 is used instead of the water level detector, even if the submersible pump 1 falls, the water in the casing 8 is lost, the current value decreases, and the drought operation is detected and stopped.
[0019]
In the previous example, the controller 4 has 16 stop times of 0 to 300 seconds in 20-second steps. However, the present invention is not limited to this, and can be changed as appropriate.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1) A submersible pump main body, a current detector, and a controller, and in particular, a drought operation prevention device with a current detector that detects a current value to the motor and a controller that controls the motor based on the current value. Since this is provided inside the submersible pump body, it is easy to handle, there is no risk of damage, and there is no risk of malfunction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a submersible pump of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of a submersible pump.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the submersible pump.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Submersible pump, 2 ... Submersible pump main body, 3 ... Current detector, 4 ... Controller, 5 ... Pump, 6 ... Motor, 7 ... Strainer, 8 ... Casing, 9 ... Impeller, 10 ... Shaft seal device, 11 ... Hose coupling, 12 ... motor protection device, 13 ... cabtyre cable, 14 ... power supply, 15 ... current value detection circuit, 16 ... rectification circuit, 17 ... switching circuit, 18 ... output driver, 19 ... amplification setting circuit, 20 ... restart time setting circuit, 21 ... central control device, 22 ... drought operation prevention device.

Claims

ポンプとこれを回転させるモータとを備えた水中ポンプ本体と、水中ポンプ本体の内部に設けられてモータへの電流値を検出する電流検出器と、水中ポンプ本体の内部に設けられて電流検出器からの電流値に基づいてモータを制御する制御器とから構成した水中ポンプにおいて、前記制御器を、起動時にはモータを所定時間だけ強制運転させると共に、運転中に電流検出器からの電流値が所定値より小さくなった時にはモータを停止させ、前回の運転時間に逆比例した所定の停止時間の経過後にモータを再起動させる構成とした事を特徴とする水中ポンプ。A submersible pump main body provided with a pump and a motor for rotating the pump, a current detector provided in the submersible pump main body for detecting a current value to the motor, and a current detector provided in the submersible pump main body In the submersible pump configured with a controller that controls the motor based on the current value from the motor, the controller is forcibly operated for a predetermined time at the start-up, and the current value from the current detector is predetermined during operation. A submersible pump characterized in that the motor is stopped when it becomes smaller than the value, and the motor is restarted after a lapse of a predetermined stop time inversely proportional to the previous operation time .