JPS63176692A

JPS63176692A - 電気ポンプ

Info

Publication number: JPS63176692A
Application number: JP874487A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shinko; 信耕　靖; Takashi Nagai; 永井　隆史
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-17
Filing date: 1987-01-17
Publication date: 1988-07-20

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】〔産業上の利用分野〕本発明は電気ポンプに係り、さらに詳細には、ポンプの
据付場所によって水吸上げ高さが異なつても、常にポン
プ吐出圧力をほぼ一定に保つことのできる、電気ポンプ
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

本発明の説明に先立ち、従来形電気ポンプの全体構成を
、第２図にもとづいて説明すると、同図において、モー
タ１に通電され、ポンプ２が稼動すると、井戸水３（あ
るいは上水道から切り離されて貯水されているタンク水
）は、吸込管４を介してポンプ２に吸い上げられる。ポ
ンプ２に吸い上げられた水は、さらに当該ポンプ２によ
って加圧され、吐出管５を通って上方末端蛇口６へと給
水される。ポンプ２の吐出側には、圧力センサー１２、
タンク８が設けられており、前記圧力センサー１２によ
ってポンプの状態検知をおこない。

その情報が制御部９′の圧力検出部１３を介して制御指
令部１１′に伝えられる。

しかして、従来、電気ポンプの吐出圧力をほぼ一定に保
つ具体的手段としては、例えば、ポンプ吐出圧力変化に
応じた信号を発生する圧力検出部を備え、かつ一定制御
圧力値を設定することによリ、前記圧力検出部からの信
号にもとづいてポンプモータの出力を制御する方法が提
案されている。

また、従来、電気ポンプの吐出圧力をほぼ一定に保つ他
の具体的手段として、一定制御圧力値を２つ以上設定し
、かつ制御圧力切換手段を備えることにより、水の吸上
げ高さに応じて１つの制御圧力値を選択する方法も先に
提案されている。

なお、電気ポンプの吐出圧力をほぼ一定に保つ先行技術
は、例えば実開昭６１−５１４９１号公報ならびに特開
昭６１−６６８８１号公報などに記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そして、従来形電気ポンプにあっては、ポンプ吐出圧を
制御パラメータとしており、前掲〔従来の技術〕の項に
記載した電気ポンプのうち、前者の電気ポンプによって
定められた一定制御圧力値は、成る水吸上げ高さにおけ
るポンプ据付けに最適となるが、水吸上げ高さが異なる
ポンプ据付けにおいては、その性能を十分に発揮するこ
とができない。例えば、第５図、第６図に示すように、
全揚程Ｈ７が同じで、水吸上げ高さＨｓの異なるポンプ
据付けにおいて、水吸上げ高さの小さいポンプ据付例（
第５図）に最適の一定制御圧力値（第７図に示す破線）
を設定した場合、その設定値のまま、水吸上げ高さの大
きい場所にポンプを据え付けると、定圧の水量域が狭く
、また水押上げ高さＨ−に対応する圧力が必要以上出る
ため、使用水量域のほとんどが定圧域のない特性部分と
なり、一定圧制御が無意味なものとなる。

また、前掲〔従来の技術〕の項に記載した後者の電気ポ
ンプによれば、ポンプの吐出圧力をほぼ一定に保つ手段
として、一定制御圧力値を何点か設けたことにより、前
掲他の電気ポンプによる不具合を解消するものとして一
応の評価を得ることができる。しかしながら、電気ポン
プに実際に設定できる一定制御圧力値は２〜３点程度で
あり、ポンプ据付可能吸上げ高さの全域に整合するもの
ではなく、従来、その切換えも手動によるものであった
。

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決すべく検討
の結果なされたものであって、その目的とするところは
、ポンプ据付場所によって水吸上げ高さが変った場合に
、自動的かつ連続的にポンプの一定制御圧力値を変更さ
せ、個々のポンプの据付場所に対応して常にポンプ吐出
圧力をほぼ一定に保つことのできる、給水性にすぐれた
改良された電気ポンプを提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、状態検出素子によりポンプ運転状態を検出
し、ポンプからの吐出圧がほぼ一定になるよう、指示制
御部でポンプモータ出力を制御する電気ポンプにおいて
、水吸上げ高さと押上げ高さとの和である全揚程が、揚
水量に対してどの吸上げ高さにおいてもほぼ一定となる
よう、ポンプモータ出力を決定して運転制御する手段を
備えることによって達成される。

〔作用〕

ポンプは、配管をはじめとする各種損失、さらには水吸
上げ高さの相異によるキャビテーションの影響などを除
けば、同じ全揚程において、低級上げの場合は高押上げ
を、低押上げの場合は高吸上げする性質を有する。つま
り、水吸上げ高さと押上げ高さとの和が全揚程となり、
これがポンプ特性を決める一定数となる。このことから
、ポンプ据付場所の水吸上げ高さに左右されることなく
、ポンプ設置仕様（配管長や水押上げ高さなど）に応じ
て一定としなければならないのは全揚程であることが判
る。

以上のことから、本発明においては、水吸上げ高さと押
上げ高さとの和である全揚程が、揚水量に対してどの吸
上げ高さにおいてもほぼ一定となるよう、ポンプモータ
出力を決定して運転制御をおこなうことにより、個々の
ポンプの据付場所に対応して常にポンプ吐出圧力をほぼ
一定に保つことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を、第１図および第３図〜第８図にもとづ
いて説明すると、第１図は本発明に係る電気ポンプの一
実施例を示す全体構成説明図である。第１図において、
モータ１に通電され、ポンプ部２が稼動すると、第２図
に示す従来形電気ポンプと同様、井戸水３（あるいは上
水道から切り離されて貯水されているタンク水）は、吸
込管４を介してポンプ部２に吸い上げられる。ポンプ部
２に吸い上げられた水は、さらに当該ポンプ部２によっ
て加圧され、吐出管５を通って上方末端蛇口６へと給水
される。ポンプ部２の吐出側には、圧力スイッチ７．タ
ンク８が設けられており、給水が始まってタンク８の内
圧が低下すると、圧力スイッチ７が閉じ、これによって
モータ１に通電される。９は制御部で、制御部９には、
電力検出部１０と制御指令部１１とを備えている。

第３図は第１図に符号９で示す制御部の詳細を示す電気
回路図である。第３図において、制御部９は、マイクロ
コンピュータなどの指示制御素子１４を中心に構成され
ている。］５は電源トランス、１６は整流・平滑回路、
１７は定電圧回路を示す。１８は指示制御素子１４の基
準タイマーを作るクロック回路である。

本実施例における指示制御素子１４への入力情報は、圧
力スイッチ７の０Ｎ−ＯＦＦとモータ入力電力とであり
、第３図の符号１０が電力検出部である。電力検出部１
０は、Ｉ　ｎ　Ａ　ｓなどホール素子１９の乗算作用を
用いたもので、電力に対応する関数として電圧出力され
、整流・平滑回路２０を通して得られる直流電圧値によ
って任意電力を検知する。Ｄ／Ａコンバータ２１は、Ｐ
２Ｏ。

Ｐ３１．Ｐ３２．Ｐ３３ポートのデジイタル値をアナロ
グ変換し、判断する電力値に対応する電圧を発生させて
、コンパレータ２２でその電力値に達したか否かを比較
し、結果をＰ４０ボートに入力する。

２３はゼロクロスのタイミング入力回路で、ゼロクロス
のタイミングより任意時間遅らせてＰ２０ポー１へに信
号を出力することにより、フ第１〜トライアック２４を
介してスイッチング素子の１〜ライアツク２５を駆動し
、位相制御をおこなう。これにより、モータ１に印加さ
れる交流波形がカッ１〜され、電力が低減してモータ１
の回転数が低下する。２６は進相用のコンデンサーであ
る。

第４図は本発明ポンプを運転した場合の揚水特性線図で
あり、同図に示す揚水特性は、第１図および第３図に符
号７で示す圧力スイッチがＯＮ以上の任意点において、
ポンプからの吐出圧がほぼ一定の吐出圧（−完全揚程）
となるよう、ポンプモータの出力を制御して得られたも
のであり、ボー　ンブからの吐出圧力が入力値ａに達し
た時点より制御をおこなっている。しかして、揚水量が
減少するにしたがって前記入力値も変化するので、各入
力値に対応してポンプモータの出力を制御することによ
り、ポンプの吐出圧は一定となる。一方、ポンプからの
吐出圧が必要最少揚水量以下の入力値ａ′に達した場合
は、ポンプを停止させる。なお、第１図および第３図に
符号７で示す圧力スイッチがＯＮ以上の任意点において
、ポンプからの吐出圧を制御しない場合の特性は、第４
図に破線で示した。ところで、第５図および第６図に示
すように、全揚程Ｈｔが同じで、水吸上げ高さＨｓが相
異する場合でも、前記した入力特性は同等であるので、
各入力値に対応してポンプモータの出力を制御すること
により、−完全揚程となる。

第７図は水吸上げ高さを押上げ高さＨ６で表わしたポン
プの揚水特性図で、−完全揚程とするための制御開始点
に注目してみると、入力特性８点で一定圧を設定した場
合、水吸上げ高さの小さいポンプ特性２７と水吸上げ高
さの大きいポンプ特性２８とでは、設定される一定吐出
圧力の値が相異しており、それぞれｂ点、０点から始ま
る一点鎖線の特性となるが、第８図に示すように、水吸
上げ高さを全揚程Ｈｔで表わした場合、制御されるそれ
ぞれの全揚程は、ｄ点から始まる一点鎖線の特性に重な
る。また、ポンプの吐出圧を一定とした場合、第７図に
示すように、水吸上げ高さを押上げ高さＨｄで表わすと
、水吸上げ高さの小さいポンプ特性２７と水吸上げ高さ
の大きいポンプ特性２８とのいずれにおいても、０点、
ｆ点から始まる破線の揚水特性となるが、第８図に示す
ように、水吸上げ高さを全揚程Ｈｔで表わした場合、水
吸上げ高さの小さいポンプ特性２７と水吸上げ高さの大
きいポンプ特性２８とは、それぞれｇ点。

ｈ点より始まる破線の揚水特性となり、−完全揚程の値
と水量域とが大きく異なることになる。

なお、図示実施例においては、モータ１の電力検出をホ
ール素子１９によりおこなう場合について例示したが、
これに代えて、磁気抵抗素子など乗算作用のあるものや
、電流値を二乗させる回路などによってモータ１の電力
を検出するようにしてもよい。また、ポンプ特性の制御
は、位相制御の他、交流断続運転や周波数変化運転など
でも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、ポンプ据付場所によ
って水吸上げ高さが変った場合に、自動的かつ連続的に
ポンプの一定制御圧力値を変更させ、個々のポンプの据
付場所に対応して常にポンプ吐出圧力をほぼ一定に保つ
ことのできる、給水性にすぐれた改良された電気ポンプ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気ポンプの一実施例を示す全体
構成説明図、第２図は従来形電気ポンプの全体構成説明
図、第３図は第１図に符号９で示す制御部の詳細を示す
電気回路図、第４図は本発明ポンプを運転した場合の揚
水特性線図、第５図はポンプ据付けの一例を示す全体構
成説明図、第６図は第５図と全揚程Ｈｔが同じで、水吸
上げ高さＨｓが相異するポンプの据付は例を示す全体構
成説明図、第７図は水吸上げ高さを押上げ高さＨ４で表
わしたポンプの揚水特性線図、第８図は水吸上げ高さを
全揚程Ｈｔで表わした本発明ポンプの揚水特性線図であ
る。１・・・モータ、２・・・ポンプ、７・・・圧力スイッ
チ、８・・・タンク、９・・・制御部、１０・・・電力
検出部、１１・・・制御指令部。來３図廖６日第４−図

Claims

【特許請求の範囲】１、状態検出素子によりポンプ運転状態を検出し、ポン
プからの吐出圧がほぼ一定になるよう、指示制御部でポ
ンプモータ出力を制御する電気ポンプにおいて、水吸上
げ高さと押上げ高さとの和である全揚程が、揚水量に対
してどの吸上げ高さにおいてもほぼ一定となるよう、ポ
ンプモータ出力を決定して運転制御する手段を備えてな
ることを特徴とする電気ポンプ。２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、ポンプ
モータに対する入力電圧値を検出し、その入力電力値に
応じ、ポンプモータ出力を決定して運転制御する手段を
備えた電気ポンプ。