ポンプ用制御システム
本発明は、可変周波数駆動手段を備えるポンプ、及びそのようなポンプを動作させる方法に関する。ポンプ（１）を動作させる本発明の方法は、ポンプ状態を指示するポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するステップと、この動作パラメータの値を可変周波数駆動手段（２）から制御装置（１１）へ通信するステップと、所定の状態が満たされているかどうかを決定するステップと、当該所定の状態の達成に基づいて、命令を制御装置（１１）から可変周波数駆動手段（２）へ通信するステップとを備える。更に、デジタル・コンピュータ装置のメモリにロード可能なコンピュータ・プログラム製品であって、本発明の方法を実行するソフトウエア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム製品、ポンプ（１）、ポンプ・システム、及びポンプのための制御装置（１１）が、記載されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にポンプの分野に関し、より詳細には、本発明は、可変周波数駆動手段を備えるポンプに関する。更に、本発明はまた、そのようなポンプを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水ポンプ、排水ポンプ及び脱水ポンプ、並びに水中ポンプのような、可変周波数駆動手段を備えるポンプは、例えば、採掘シャフト（ｍｉｎｉｎｇ ｓｈａｆｔｓ）のような鉱業用途、井戸、工事現場、又は他の応用において流体をポンプで送り出すため慣用されている。通常、水中ポンプは、それらが動作している場合とオフ状態の場合の両方の場合に、長期間にわたり全部又は一部分水中に沈められている。
【０００３】
一般にポンプそして特に水中ポンプが多くの場合遭遇する問題は、いわゆるスノーリング動作（ｓｎｏｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）であり、それは、ポンプが一部液体をそして一部空気を吸い込むことを意味する。これは、液体レベルがポンプの必要なレベルより下に落ち、ポンプに一部空気を吸い込み始めることに起因する。この瞬間からポンプは、もはや成果があがらず、そしてエネルギを不必要に使用する。水シルト（ｗａｔｅｒ ｓｉｌｔ）は、採掘シャフト又は井戸の中に残ったままであり、そして粒子は、ポンプの流体力学（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ）で沈殿し、堆積し始めるであろう。ポンプがこのスノーリング状態にある限り、これらの粒子は、流体力学で留まり、そしてインペラ、吸込カバー、シール等に対して余分の摩耗を引き起こす。この非効率なポンプ送出は、ポンプの全体的動作コストの増大に著しく寄与する。その上、このスノーリング動作は、過熱のためポンプ・モータに損傷を与える場合がある。或る特定の応用においては、このスノーリング問題を克服するため、レベル・スイッチのようなセンサを用いて、井戸内の流体レベルを検知する。しかしながら、これらのレベル・センサは、例えば、流体の中での木の枝のような対象物との衝突に起因して、阻止され、又はレベル・シフトを受ける場合があり、従って、そのような場合には、間違った信号を供給する。
【０００４】
Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの米国特許Ｎｏ．６４８１９７３は、前述の問題の一部に対処するポンプ・システムを提示する。たとえこのポンプ・システムが可変周波数駆動手段を備えていても、それは、レベル・スイッチを補完するものとして、液体レベルがプリセット・レベルより下に落ちたかどうかを検出する別の制御方法を利用する。より正確には、このポンプ・システムは、モータの速度の突然の増大又はモータ・トルクの突然の降下が存在するかどうかを検出する。モータの上記動作は、可変周波数駆動手段からモータへ延在するＡＣ出力リンクに接続されたセンサによりモニタリングされる。しかしながら、このポンプ・システムは、大きな欠点を抱えている。モータの速度の増大がゆっくりである場合、当該システムは、変化をポンプのドライ・ランニング（ｄｒｙ ｒｕｎｎｉｎｇ）の指示として認識する。別の場合には、ポンプ・システムは、水のレベルがポンプの開始の際にポンプ動作にとって十分高いかどうか検出することができない。それは、この状態では、モータの速度の突然の増大又はモータ・トルクの突然の降下が存在することができないからである。それにより、ポンプは、それが過熱のためオフに切り替えられるまで相当な時間動作し、そしてポンプは、深刻な損傷を受ける危険を冒すであろう。
【０００５】
多くの応用において、前述したように、ポンプは、動的環境で動作し、従ってポンプは、大きい範囲の頭部／圧力で効率的に動作することが可能であるべきである。揚程は、高さに対応し、ポンプは、所与のパワーを用いて、所与の量の液体、例えば、水を持ち上げることができる。典型的なポンプ曲線が線３０により示されている図３を参照されたい。ポンプのパワーの利用の程度は、低い流れ（Ｑ）で低減される。従って、ポンプのパワーの高い（又は増大した）利用程度でまた一層低い流量で送出することができるポンプを有することは利点であろう。
【０００６】
特にポンプが極めて長期間オフ状態にあったとき頻繁に発生する別の問題は、取り入れ口（ｉｎｔａｋｅ）及び／又はインペラの目詰まり（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）であり、それは、取り入れ口で及びインペラの中で沈殿し、そして比較的厚い又は密な粘ちゅう度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を有するシルトを作る流体の中の粒子により主に引き起こされる。これは、次いで、ポンプ・モータの大きい開始トルクがポンプ・インペラの回転を開始するため要求されることを必然的に伴う。多くの場合、最大開始トルクが、回転を開始するため更に要求され、そしてモータは、相当の期間にわたり最大トルクで動作されねばならない。これは、大量のエネルギを消費し、そしてまたポンプ・インペラ及びモータを摩耗させる。ポンプが長期間オフ状態にあったとき、最大開始トルクでさえ十分でない場合があり、そしてそのような場合は、ポンプは、手動で洗浄されねばならない。その上、ポンプはまた、動作中に、例えば、インペラに中に吸い込まれる粒子により目詰まりする場合がある。従って、そのような環境で動作されるポンプの信頼性は、低い。
【０００７】
Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの米国特許Ｎｏ．６４８１９７３に従った前述のポンプ・システムは、同様にこの問題に対処している。しかしながら、この方法は、たとえポンプが目詰まりをしたと決定されたとしてもモータを動作させ続けるという間違って指向している。より正確には、許容出来ない高いモータ・トルクが、モータの所与の速度に関して検出された場合、ポンプ・システムは、モータの速度を低くし、そして同時に許容できるモータ・トルクのレベルを増大する。その目的は、固形物の強度を克服することができるより強いポンプを得ることにあるが、しかし硬い汚物と組み合わされた一層強いモータは、インペラ、インペラ座、ポンプ・ハウジング等の損傷を招く場合がある。
【０００８】
従来の可変周波数駆動手段を備えるポンプにかかわる別の既知の問題は、可変周波数駆動手段が通常ポンプから離れた地面より上の乾燥した場所に取り付けられることである。より正確には、これは、可変周波数駆動手段からポンプのモータまで導く長い電力ケーブルを必要とし、可変周波数駆動手段に関するそのことは、電磁干渉にかかわる厳しい問題をもたらす。Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの前述の米国特許Ｎｏ．６４８１９７３は、可変周波数駆動手段が、ポンプ・ケーシング内に、より正確にはモータに接続されたプレート上に取り付けられる。しかしながら、可変周波数駆動手段の動作は、この場合、モータから放出される熱により悪影響を受け、それは、可変周波数駆動手段の間違った動作を招く場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、改善されたポンプ、及びそのようなポンプをエネルギ消費及びポンプの耐久性に関して効率的に制御する改善された制御方法の必要性が存在する。
従って、本発明の一目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを、変化する揚程でのポンプ容量に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムをエネルギ消費に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムをポンプの耐久性に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びポンプ及びポンプ・システムを、ポンプの摩耗を低減し且つポンプ寿命を延長させるように制御する方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びポンプ及びポンプ・システムを環境の面で効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のまた別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを始動の信頼性並びに動作中の信頼性に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの及び他の目的は、本発明に従って、添付の特許請求の範囲の中のいわゆる独立形式の請求項で定義される特徴を有する、改善されたポンプ、そのようなポンプ、コンピュータ・プログラム、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを制御する方法を提供することにより達成される。
【００１６】
本発明の文脈において、用語「ポンプ速度」は、ポンプの単位時間当たりの回転数として定義される。
本発明の第１の局面に従って、モータ及び可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる方法であって、前記可変周波数駆動手段が、前記モータ及び前記ポンプのフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータの動作を制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段が、整流器、インバータ、及び前記整流器とインバータとの間に延在するＤＣリンクを備え、更に前記ポンプが、制御装置に動作可能に接続される、前記方法が提供される。本方法は、
前記可変周波数駆動手段の中に構成され且つ前記ＤＣリンクに動作可能に接続される検知手段により、ポンプ状態を指示する前記ポンプの動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの値を前記可変周波数駆動手段から前記制御装置へ通信するステップと、
動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを前記制御装置により決定するステップと、
前記モータの動作を前記ポンプ状態に従って制御するため、前記所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置から前記可変周波数駆動手段へ通信するステップと
を備える。
【００１７】
本発明の第２の局面に従って、上記の方法に従って動作されるよう構成されたポンプが提供される。
本発明の第３の局面に従って、デジタル・コンピュータ装置のメモリにロード可能なコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品が前記デジタル・コンピュータ装置上で動作されるとき、本発明の第１の局面に従った方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００１８】
本発明の第４の局面に従って、本発明の第２の局面に従ったポンプを備えるポンプ・システムが提供される。
本発明の更なる局面に従って、本発明の第２の局面に従ったポンプ用制御装置が提供される。
【００１９】
従って、本発明は、前記可変周波数駆動手段から、ポンプ状態を指示するポンプの動作パラメータの値を実質的に連続的に取得し、その動作パラメータが容易で安価に且つ同時に高精度で測定され；及び動作パラメータの前記の取得された値に基づいて前記可変周波数駆動手段を制御し、そこでモータの回転が前記ポンプ状態に従って調整されるというアイデアに基づいている。それにより、本ポンプは、変化する流量における出力容量、エネルギ消費及びポンプのポンプの耐久性に関して効率的な手法で動作される。更に、インペラ及びシールのようなポンプ部品の摩耗が低減されるので、ポンプ寿命を延長させることができる。ポンプ、ポンプ・モータ及び可変周波数駆動手段の制御のため要求される全ての情報が可変周波数駆動手段から取得されることに起因して、外部センサを必要としない。
【００２０】
本発明の好適な実施形態に従って、動作パラメータは、可変周波数駆動手段のＤＣリンク電圧、可変周波数駆動手段のＤＣリンク電流、モータの速度、又は類似のものであってよい。これらの動作パラメータにより、モータのパワー、モータのトルク、又は他の適切な量を決定し得る。
【００２１】
本発明の好適な実施形態に従って、ポンプのドライ・ランニングの事象が、動作パラメータの取得された値に基づいて決定され、例えば、異なるモータ速度でのモータのパワーが、所定の基準値と比較される。モータのパワーが所定の基準レベルより低いことが決定された場合、ポンプ・モータの動作は、所定の長さを有する期間中に停止される。更に、モータは、所定の期間が経過したとき再び始動され、そして同じチェックが、所定の状態が満たされるまでもう一度実行される。従って、前述したように、ポンプ、特にインペラの必要以上の摩耗を引き起こし、また不必要なエネルギ消費を招くスノーリング動作問題が、処理され、それにより、エネルギ消費及び耐久性に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法を得ることができる。更に、インペラ、シール及び吸引カバーのようなポンプ部品の摩耗が著しく低減される結果としてポンプ寿命が、ポンプ寿命を延長させることができる。
【００２２】
本発明の代替実施形態において、モータのパワーは、実質的に一定レベルに維持される。取得された動作パラメータが、動作パラメータの所定の基準レベルと比較され、そして動作パラメータ値が所定の基準レベルより低い場合、所定のパワー・レベルを取得するために要求されるモータの速度が、計算され、そしてポンプは、その計算された速度で動作される。計算された速度が、ポンプのプリセット最大許容速度と比較され、そしてその計算された速度がポンプのプリセット最大許容速度より高い場合、ポンプは、そのプリセット最大許容速度で動作されることが好ましい。従って、流れの大きい範囲にわたりポンプのパワーの程度の高い活用を維持する問題が処理される。図３における線３２により示されるように、揚程／圧力は、上記の第２の局面に従った方法により２０％から３０％増大されることができる。従って、モータの速度を増大することにより、ポンプは、従来のポンプより一層低い流量でより高い揚程に達するであろう。従って、変化する揚程でのポンプ容量に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法が得られる。
【００２３】
本発明の別の実施形態に従って、ポンプが目詰まりしているかどうかの検出が、実行され、そしてポンプが目詰まりしていることが検出された場合、ポンプは、所定の長さを有する期間にわたり所定の速度で反対方向に動作される。その後、ポンプは、停止され、そして正常方向で始動される。更に、ポンプ・インペラを逆方向に動作させ、次いでそれを停止させ、更に動作方向を変えるステップが、目詰まり状態が止まったことが検出されるまで繰り返される。従って、取り入れ口で及びインペラに沈殿し、そして比較的厚い又は固い粘ちゅう度を有するシルトを作る粒子により引き起こされる取り入れ口及び／又はポンピング・ハウス（ｐｕｍｐｉｎｇ ｈｏｕｓｅ）の目詰まり又はジャム（ｊａｍ）の問題が、処理される。ポンプが逆方向そして再び順方向に繰り返し動作される結果として、目詰まりが効率的に取り除かれることができる。それにより、始動の信頼性が増大される。その上、この実施形態は、特にポンプ・インペラの摩耗が低減されるので、エネルギ消費及び耐久性に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。更に、目詰まり状態が効率的に取り除かれるので、ポンプのエネルギ消費をも低減することができる。
【００２４】
当業者により理解されるように、本発明に従った方法、並びに、その方法の好適な実施形態は、コンピュータ・プログラム又はコンピュータ可読媒体として、好ましくは制御装置のコンテンツ内に、又はポンプ又はポンプ・システムの処理手段内に、実現又は実行されることに適している。
【００２５】
構造及び動作方法の両方に関して本発明を特徴付ける特徴は、本発明の更なる目的及び利点と一緒に、添付図面と関係して読まれる以下の記載からより良く理解されるであろう。図面は説明の目的のためであり本発明の限界の定義として意図されていないことが明示的に理解されるであろう。本発明により達成されたこれら及び他の目的及び提供された利点は、以下に続く説明が添付図面と関係して読まれるに従って一層十分に明らかになるであろう。
【００２６】
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図面と関係して単に例証している好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下において、ポンプ及びポンプ・システムを動作させる方法の好適な実施形態が開示されるであろう。
図１を参照すると、本発明に従った第１の実施形態が示されている。説明の目的のため、以降で説明される本発明の実施形態は、可変周波数駆動手段を備える現在の水中ポンプに利用されるものである。しかし、当業者は容易に気付くように、本発明はまた、汚水ポンプ、排水ポンプ、脱水ポンプ等のような他のタイプのポンプに利用されることができる。
【００２８】
図１の水中ポンプ１は、接続ケーブル３を介して例えば単相電圧又は３相電圧を供給する電源（図示せず）に接続されている変速ユニット２、好ましくは可変周波数駆動手段（ＶＦＤユニット）を備える。ＶＦＤユニットを備える従来技術のポンプであってほぼ２００Ｖからほぼ２５０Ｖの範囲内の供給電力を受け取るよう単に設計されている従来技術のポンプとは異なり、本発明に従ったポンプ１は、ほぼ９０Ｖからほぼ２５０Ｖの範囲内の供給電力を受け取ることができる。それにより、本発明のポンプ１は、ほぼ１１０Ｖの標準供給電力を有する国／地域と、ほぼ２３０Ｖの標準供給電力を有する国／地域との両方において用いることができる。それに、従来技術のポンプは、異なる国及び／又は国内の異なる地域にとって標準として知られている５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数を有する電気を供給されるよう設計されている。しかしながら、本発明のポンプは、多くの異なる国で用いることができるよう設計されている。即ち、入力周波数は、少なくとも５０−６０Ｈｚの範囲内であるが、しかし実際には、本発明のポンプは、利用可能ないずれの周波数にもうまく対応し得る。従って、所与のポンプは、多くの異なる電力幹線に接続されて用いられ得る。即ち、所与のポンプは、即座に動作状態にできる全球的に使用可能なポンプである。
【００２９】
ＶＦＤユニット２は、入力での電磁干渉をフィルタリングして除くため接続ケーブル３に配置された電磁干渉フィルタ４（ＥＭＩフィルタ）を備える。接続ケーブル３は、ポンプ１のフィーダ・ケーブルに接続される。ＥＭＩフィルタ４は、整流器５に接続され、ついで、その整流器５は、キャパシタ６を含むＤＣリンク１０を介してトランスデューサ又はインバータ７に接続される。インバータ７は、ＤＣ電流を３相電流に変換し、その３相電流は、接続部８を介してポンプ・モータ９に供給される。ＶＦＤユニット２の機能、構成要素及び部品は、当業者には周知であり、従って本明細書では更には詳細に説明しないであろう。
【００３０】
ＶＦＤユニット２がポンプ・モータ９から熱的に遮蔽されるよう取り付けられ、そして同時にポンプにより送出される流体と熱伝導できる構成に取り付けられ、それによりＶＦＤユニット２の温度が動作中に低いレベルに保たれ、それがエラーの原因を排除することが重要である。
【００３１】
制御装置１１は、ポンプ１に動作可能に接続され且つ接続バス（図示せず）を介してＶＦＤユニット２と通信するよう構成され、そしてポンプ１を制御又は駆動し、例えば、より大量の又はより少量の液体、例えば、水を送出するためポンプ・モータ９の速度を増大又は低減する。更に、ＶＦＤユニット２は、検知手段１６を備え、その検知手段１６は、上記のＤＣリンク１０に動作可能に接続され、そしてポンプ状態を示すポンプ１の動作パラメータの値を取得するよう構成されている。
【００３２】
ＶＦＤユニット２は、上記の動作パラメータの値を制御装置１１へ通信するよう構成される。なお、本発明の好適な実施形態に従った上記の動作パラメータは、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、モータの速度、又は類似のものであり得る。これらの動作パラメータにより、ポンプ１又はモータ９の電力、モータ９のトルク、又は他の適切な量が、決定される。制御装置１１は、所定の状態が満たされているかどうかを上記の動作パラメータの取得された値に基づいて決定し、そして上記ポンプ状態に従ってモータ９の動作を制御するため、上記の所定の状態の達成に基づいて命令をＶＦＤユニット２へ通信するよう構成されている。
【００３３】
ついで、制御装置１１は、記憶手段１３を含む処理手段１２により制御される。記憶手段１３は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような不揮発性メモリを含み得る。この実施形態においては、記憶手段１３は、処理手段１２のようなコンピュータ又はマイクロプロセッサに本発明に従って方法ステップを行わせるための命令を有するコンピュータ・プログラム１４を備える。当業者に認められるように、記憶手段１３は、固体式、磁気式、光学式及びそれらの組み合わせデバイスを含む、一時的及び／又は恒久的データ記憶装置のための様々なタイプの物理的デバイスを含み得る。例えば、記憶手段１３は、ＤＲＡＭ、ＰＲＯＭＳ、ＥＰＲＯＭＳ、ＥＥＰＯＭＳ、フラッシュ・メモリ、及び類似のもののような１又はそれより多い物理的デバイスを用いて実現され得る。
【００３４】
ここで図２を参照して、本発明の代替実施形態が説明されるであろう。この実施形態では、制御装置１１は、インターフェース・ユニット（図示せず）を介してオペレータ・ユニット２２と通信するよう構成される。そのオペレータ・ユニット２２は、オペレータが例えば、制御指令を入力するのを可能にするキーボード２４の形式の入力手段と、ポンプの動作に関連した情報、例えば、動作パラメータの時間履歴又はポンプの状態情報を提供するための表示手段（ディスプレイ）又はスクリーン２６とを含む。一実施形態において、オペレータ・ユニット２２は、パーソナル・コンピュータである。ポンプ１とオペレータ・ユニット２２との間の通信リンクは、無線リンク又はハード・ワイヤード・リンクであることができる。更に、オペレータ・ユニット２２は、ついで、インターネットのような通信ネットワークに接続されることができる。オペレータ・ユニット２２により、オペレータは、ポンプの動作並びにその動作に関連した様々な動作パラメータをディスプレイ２６を介してモニタリングすることが可能である。別の実施形態に従って、ディスプレイ２６は、タッチ感応スクリーンであり、そしてこの場合、多数のソフトキーが、ディスプレイ２６上に提供された様々なインターフェースで様々な指令を与えるためスクリーン上に配置されることができる。更に、オペレータ・ユニット２２は、記憶手段（図示せず）を備えてもよい。その記憶手段は、ついで、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような不揮発性メモリを含み得る。当業者により認められるように、記憶手段は、固体式、磁気式、光学式及びそれらの組み合わせデバイスを含む、一時用の様々なタイプの物理的デバイス及び／又は永続的なデータ記憶装置を含み得る。例えば、記憶手段は、ＤＲＡＭ、ＰＲＯＭＳ、ＥＰＲＯＭＳ、ＥＥＰＯＭＳ、フラッシュ・メモリ、及び類似のもののような１又はそれより多い物理的デバイスを用いて実現され得る。
【００３５】
動作時間、始動の回数、エネルギ消費及び警告データ、並びにサービス記録のような動作パラメータのようなポンプ１の動作データは、取得され、そして記憶手段１３の中のロギング・ファイルに記憶されることができる。ロギング・ファイルは、オペレータ・ユニット２２によりオペレータに提供されることができる。更に、ロギング・ファイルは、例えば、記憶のため、オペレータ・ユニット２２にダウンロードされることができる。
【００３６】
勿論、制御装置１１についての多数の考えられる設計が存在する。例えば、制御装置１１は、とりわけ、本発明に従った方法を実行するプログラマブル命令を含むプロセッサにより実現されることができる。別の実施形態に従って、制御装置１１は、前述及び後述の機能を実行するよう適合されたソフトウエアを備えるマイクロチップ又は類似のデータ・キャリヤの形式で実現される。更に、図７から図９に、本発明の代替実施形態が、示されている。図１、図２、及び図７から図９における同様の又は類似の構成要素及び／又はデバイスは、同じ参照番号で示されている。図７において、制御装置１１は、ハーメチック・シールされたハウジングに封入され得るが、当該制御装置１１は、ポンプ・ハウジングの外表面上に配置されている。制御装置１１は、当該ハウジングに多数の方法で装着又は固定されることができる。例えば、制御装置１１は、ネジにより固定されることができる。図８においては、制御装置１１は、制御装置収容凹部１５に挿入されるよう適合されたプラグイン型ユニットの形式である。図９においては、制御装置１１は、制御パネル２２に配置されている。
【００３７】
ここで図４を参照すると、本発明の第１の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が、示されている。本発明に従った方法のこの第１の局面は、スノーリング動作問題又はドライ・ランニング動作問題に対処する。これらの問題は、前述したように、インペラ及びシールのようなポンプ部品の摩耗の増大を必然的に伴い、ポンプ・モータに過熱させ、そしてまた不必要なエネルギを消費することを招く。その上、ポンプ・モータが液体を送出し及び液体について動作するとき最適性能を与えるよう設計され、それによりドライ・ランニング動作が長引くことによりポンプ・モータを損傷させることができる。従って、本発明の第１の局面は、エネルギ消費、ポンプ寿命及び耐久性に関して、図１、図２及び図７から図９のうちのいずれか１つを参照して説明されるように、ＶＦＤユニット２を備えるポンプ１を動作させる効率的方法を提供する。
【００３８】
最初に、ステップ４０で、ポンプの動作が、開始され、即ち、ポンプが始動される。次いで、ステップ４２及び４４で、所定の状態が満たされたかどうかが決定される。例えば、ステップ４２で、ポンプは、第１の速度レベルで所定の期間そして第２の速度レベルで所定の期間動作される。上記の第１の速度レベルと上記の第２の速度レベルとは低い速度レベルであることが好ましい。各速度レベルについて、モータ９のパワーが決定され、そしてその後に、ステップ４４で、モータ９の速度とモータのパワーの関係が、２つの速度レベルとそれらのそれぞれから結果として得られたパワーを用いて、ほぼ３乗関数（モータのパワーがモータの速度の３乗に比例する場合）であるかどうかがチェックされる。その関係が３乗関数である場合、ポンプは、正常動作で動作することができ、そしてその関係が３乗関数でない場合、それは、ポンプ１が空気を送出していることの指示であり、そして液体レベルが低すぎ、そしてポンプが所望の速度レベルで動作することができないことが決定される。この決定は、制御装置１１において、例えば、処理手段１２で実行される。速度レベルとその結果生じるパワーの関係は、必ずしも３乗でなければならないということではなく、他の指数関数が流体、即ち、液体及び気体の他の混合にとって適切である場合があることを指摘しておくべきである。
【００３９】
ステップ４４で、液体レベルが十分でないと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４６に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ送って、ポンプの動作を所定の期間にわたり、例えば、分の単位での数、多分約２分間停止／休止する。この期間が経過したとき、アルゴリズムは、ステップ４２に戻る。
【００４０】
他方、ステップ４４で、液体レベルが十分であると決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４８に進み、そこにおいて、ポンプ１の速度が、所望の速度まで増大される。従って、ポンプ１は、ここで、正常態様で動作される。
【００４１】
スノーリング動作を避けるため、ポンプ１が空気を動作中に送出していないことが実質的に連続的にチェックされる。従って、ステップ５０で、液体レベルが相変わらず十分であるかどうか、即ち、ポンプ１が空気を一部又は主として吸引しているかどうか、又はポンプ１が液体を送出しているかどうかが、第２の所定の状態が満たされているかどうかを決定することによりチェックされる。これは、実質的に連続ベースで実行される。このチェックを実行するため、適切な動作パラメータの値が、ＶＦＤユニット２の検知手段１６により取得され、その値は、制御装置１１へ通信される。例えば、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、又は類似のものを直接に用いることができ、又はそれらを用いて、例えば、モータ９のトルク、又は好ましくはモータ９のパワーを決定することができる。動作中のモータ９のパワーの突然の降下は、ポンプ１が液体の代わりに空気を送出していることを示す。
【００４２】
例えば、第２の状態は、モータ９のパワーと、例えば、記憶手段１３に格納され得る所定の基準レベルとの比較であり、そしてモータ９のパワーがその所定の基準レベルより低い場合、液体レベルが低すぎると決定される。この所定のレベルは、モータ９の現在の速度に関してモータ９の最大パワーの約７０％であることが好ましい。代替として、ステップ４２に匹敵するステップが、液体がポンプ１の入り口に存在するかどうかを決定するため、ステップ４８とステップ５０との間で定期的に実行されてもよい。
【００４３】
ポンプ１の入り口での液体レベルが十分である、即ち、モータ９のパワーが所定のレベルより高いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４８に進む。他方、ポンプ１の入り口での液体レベルが低すぎる、即ち、モータ９のパワーが所定のレベルより低いと決定された場合、アルゴリズムは、代わりに、ステップ５２に進み、そこにおいて、ポンプ１の動作が、停止される。続いて、アルゴリズムは、ステップ４６に進み、そこにおいて、ポンプ１の動作は、所定の期間停止され続ける。この休止期間が経過したとき、アルゴリズムは、ステップ４２に進む。
【００４４】
ここで図５を参照して、本発明の第２の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が説明されるであろう。本発明に従った方法のこの第２の局面は、ポンプのパワーを実質的に一定レベルで大きい範囲の流れにわたり維持する問題に対処する。図３の線３２により示されるように、揚程／圧力は、第２の局面に従った方法により２０％から３０％増大されることができる。ポンプのパワーは、モータの速度を調整することにより、変化する揚程で実質的に一定レベルに保たれる。ポンプが低い流れで一層効率的に動作されることに起因して、より小さいポンプを用いて、所与の量の液体を送出することができ、そしてポンプの摩耗がまた、低減されることができる。本発明のポンプは、変化する要求を有する多くの異なる応用で用いられるよう設計されている汎用のポンプである。高いポンプ容量が、モータの速度を調整することにより、揚程を変える所与のポンプに対して達成される。従って、本発明の第２の局面は、エネルギ消費及び耐久性に関して図１、図２、及び図７から図９のうちのいずれの図を参照して説明されるようにＶＦＤユニット２を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。
【００４５】
最初に、ステップ６０で、ポンプ１の動作が開始され、即ち、ポンプ１が始動される。次いで、ステップ６２で、ポンプ１は、所望の速度レベルで動作される。ポンプの動作パラメータが、実質的に連続的にモニタリングされ、そして動作パラメータに対応する値が、ＶＦＤユニット２の検知手段１６により取得され、その値は、制御装置１１へ通信される。例えば、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、又は類似のものが、直接用いられ、又はそれを用いて、例えば、モータ９のトルク、又は好ましくはモータ９のパワーを決定することができる。制御装置１１で、モータ９のパワーは、例えば、ステップ６４で、所定の基準レベル、例えばモータ９の定格パワーと比較され、それは、例えば、処理手段１２の中の記憶手段１３に格納される。ステップ６４で、モータ９のパワー・レベルが所定の基準レベルより高いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ６２に戻り、そしてポンプ１の動作は、上記の所望の速度レベルに維持される。他方、モータ９のパワー・レベルが所定の基準レベルより低いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ６６に進み、そこにおいて、モータ９の所定のパワー・レベルに到達するため要求される速度が、処理手段１２で計算される。
【００４６】
その後、ステップ６８で、その計算された速度は、プリセット最大速度と比較される。計算された速度がプリセット最大速度より高いことが分かった場合、アルゴリズムは、ステップ７０に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、モータ９をプリセット最大速度で動作させ、そしてアルゴリズムは、ステップ６４に戻る。計算された速度がプリセット最大速度より低いことが分かった場合、アルゴリズムは、ステップ７２に進み、そして制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、モータ９を計算された速度で動作させる。その後、アルゴリズムは、ステップ６４に進み、そこにおいて、処理手順が続けられる。モータのパワーを実質的に一定レベルに維持することにより、揚程／圧力は、図３の線３２により示されるように、低い流れで増大されることができる。
【００４７】
ここで図６を参照して、本発明の第３の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が、説明されるであろう。本発明に従った方法のこの第３の局面は、ポンプ１の取り入れ口及び／又はインペラの目詰まり又はジャムの問題に対処し、それは、取り入れ口で沈殿し、そして比較的厚い又は密な粘ちゅう度を有するシルトを作る流体の中の粒子により引き起こされる。従って、ポンプ・モータの大きい始動トルクが、ポンプ・インペラの回転を開始するため要求される。これは、大きい量のエネルギを消費し、そしてまたポンプ・インペラ及びモータを摩耗させる。ポンプがオフ状態に長期間あったとき、最大始動トルクでさえ十分でなく、そしてそのような場合、ポンプは、手動で洗浄されねばならず、そして、続いて、そのような環境で動作されるポンプの始動信頼性は、低くなるであろう。従って、本発明の第３の局面は、エネルギ消費、耐久性及び始動信頼性に関して、図１、図２、及び図７から図９のうちのいずれの図面を参照して説明されるように、ＶＦＤユニット２を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。
【００４８】
最初に、ステップ８０で、ポンプ１の動作が開始され、即ち、ポンプ１が始動される。次いで、ステップ８２で、ポンプ１は、所望の速度レベルで動作される。その後、ステップ８４で、ポンプが目詰まり／ジャムを起こしたかどうかのチェックが、実行される。これは、一例として、次の２つの方法で実行されることができる。１つの方法は、ポンプの動作パラメータを測定し、そしてそれを例えば、所定の基準レベルと比較し、モータ９のパワーを決定し、そしてそれをモータ９のパワーの所定の基準レベル、例えば、モータ９の定格パワーと比較する方法である。モータの測定されたパワーがこの所定の基準レベルより高い場合、それは、目詰まり／ジャム状態の指示である。第２の方法は、可変周波数駆動手段２の警告機能をモニタリングする方法であり、そしてＤＣリンク過電流を指示する警告が、目詰まり／ジャム状態の指示として用いられる。
【００４９】
ステップ８４で、ポンプ１が目詰まりしていないと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ８２に戻り、そこにおいて、ポンプ１の動作が維持される。他方、ポンプ１が目詰まりしていると決定された場合、アルゴリズムは、ステップ８６に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、インペラを第１の速度で所定の期間逆方向に駆動する。所定の期間後に、ポンプ１は、停止され、次いで再び順回転方向に動作される。そのようなサイクルが、約１−１０秒緩続くことが好ましい。次いで、ステップ８８で、上記のステップ８４で実行されたように、目詰まり状態が止まったかどうかがチェックされる。目詰まり状態が止まっていない場合、処理手順は、ステップ８６に戻る。このサイクルは、目詰まり状態が取り除かれるまで繰り返される。目詰まり状態が止まった場合、アルゴリズムは、ステップ８２に戻る。
【００５０】
ポンプ１の正常動作中における目詰まりを防止するため、次の処理手順が、定期的に実行される。その処理手順とは、ポンプ１を所定の速度で、所定の長さを有する期間にわたり逆方向に動作させ、次いで、ポンプ１を上記の期間後に停止し、更に、ポンプ１をその正常回転方向で動作させる手順である。それにより、ポンプの動作信頼性は、更に一層改善されることができる。
【００５１】
ここで、図３を参照する。参照番号３０及び３２で示される線は、有る一定のポンプ１についての液体の流量と揚程の例であり、そのポンプ１は、ＶＦＤユニット２から６０Ｈｚの周波数を有する３相電圧を供給されている。６０Ｈｚは、一部の国の電力幹線での標準周波数であるが、しかしＶＦＤユニット２により、このレベルは、例えば、最大１５０Ｈｚまで、相当に増大され得て、そしてそうすることにより、上記の線３０、３２は、図３のチャートで上方向に多かれ少なかれずれ、そして有る一定のポンプが、非常に変動している応用及び状態に対して用いられることができる。
【００５２】
本発明の実行可能な変更
特定の実施形態が本明細書で説明及び例示の目的で記載されたが、示されそして説明された特定の実施形態が本発明の範囲を逸脱することなしに多種多様な代替実施形態及び／又は均等の実施形態に取って代わられ得ることが当業者に理解されるであろう。当業者は、本発明がハードウエア及びソフトウエアの実現形態、又はそれらの組み合わせを含む多種多様な実施形態で実現されることができるであろうことを容易に認めるであろう。一例として、前述した機能の多くは、マイクロチップ又は類似のデータ・キャリヤに備わった適切なソフトウエアにより得ることがそして実行することができる。本出願は、本明細書で説明した好適な実施形態のいずれの適応又は変形をカバーすることを意図している。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の表現及びその均等物により定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明に従ったポンプの一実施形態を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明に従ったポンプ・システムの一実施形態を概略的に示す。
【図３】図３は、従来のポンプ及び本発明に従って動作されるポンプについてのポンプ曲線を示す。
【図４】図４は、本発明に従った一実施形態の方法の原理を示す。
【図５】図５は、本発明に従った別の実施形態の方法の原理を示す。
【図６】図６は、本発明に従った更に別の実施形態の方法の原理を示す。
【図７】図７は、本発明に従ったポンプ及びそのようなポンプのための制御装置の別の実施形態を概略的に示す。
【図８】図８は、本発明に従ったポンプ及びそのようなポンプのための制御装置の更に別の実施形態を概略的に示す。
【図９】図９は、本発明に従ったポンプ及びポンプ・システムの更に別の実施形態を概略的に示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にポンプの分野に関し、より詳細には、本発明は、可変周波数駆動手段を備えるポンプに関する。更に、本発明はまた、そのようなポンプを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水ポンプ、排水ポンプ及び脱水ポンプ、並びに水中ポンプのような、可変周波数駆動手段を備えるポンプは、例えば、採掘シャフト（ｍｉｎｉｎｇ ｓｈａｆｔｓ）のような鉱業用途、井戸、工事現場、又は他の応用において流体をポンプで送り出すため慣用されている。通常、水中ポンプは、それらが動作している場合とオフ状態の場合の両方の場合に、長期間にわたり全部又は一部分水中に沈められている。
【０００３】
一般にポンプそして特に水中ポンプが多くの場合遭遇する問題は、いわゆるスノーリング動作（ｓｎｏｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）であり、それは、ポンプが一部液体をそして一部空気を吸い込むことを意味する。これは、液体レベルがポンプの必要なレベルより下に落ち、ポンプに一部空気を吸い込み始めることに起因する。この瞬間からポンプは、もはや成果があがらず、そしてエネルギを不必要に使用する。水シルト（ｗａｔｅｒ ｓｉｌｔ）は、採掘シャフト又は井戸の中に残ったままであり、そして粒子は、ポンプの流体力学（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ）で沈殿し、堆積し始めるであろう。ポンプがこのスノーリング状態にある限り、これらの粒子は、流体力学で留まり、そしてインペラ、吸込カバー、シール等に対して余分の摩耗を引き起こす。この非効率なポンプ送出は、ポンプの全体的動作コストの増大に著しく寄与する。その上、このスノーリング動作は、過熱のためポンプ・モータに損傷を与える場合がある。或る特定の応用においては、このスノーリング問題を克服するため、レベル・スイッチのようなセンサを用いて、井戸内の流体レベルを検知する。しかしながら、これらのレベル・センサは、例えば、流体の中での木の枝のような対象物との衝突に起因して、阻止され、又はレベル・シフトを受ける場合があり、従って、そのような場合には、間違った信号を供給する。
【０００４】
Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの米国特許Ｎｏ．６４８１９７３は、前述の問題の一部に対処するポンプ・システムを提示する。たとえこのポンプ・システムが可変周波数駆動手段を備えていても、それは、レベル・スイッチを補完するものとして、液体レベルがプリセット・レベルより下に落ちたかどうかを検出する別の制御方法を利用する。より正確には、このポンプ・システムは、モータの速度の突然の増大又はモータ・トルクの突然の降下が存在するかどうかを検出する。モータの上記動作は、可変周波数駆動手段からモータへ延在するＡＣ出力リンクに接続されたセンサによりモニタリングされる。しかしながら、このポンプ・システムは、大きな欠点を抱えている。モータの速度の増大がゆっくりである場合、当該システムは、変化をポンプのドライ・ランニング（ｄｒｙ ｒｕｎｎｉｎｇ）の指示として認識する。別の場合には、ポンプ・システムは、水のレベルがポンプの開始の際にポンプ動作にとって十分高いかどうか検出することができない。それは、この状態では、モータの速度の突然の増大又はモータ・トルクの突然の降下が存在することができないからである。それにより、ポンプは、それが過熱のためオフに切り替えられるまで相当な時間動作し、そしてポンプは、深刻な損傷を受ける危険を冒すであろう。
【０００５】
多くの応用において、前述したように、ポンプは、動的環境で動作し、従ってポンプは、大きい範囲の頭部／圧力で効率的に動作することが可能であるべきである。揚程は、高さに対応し、ポンプは、所与のパワーを用いて、所与の量の液体、例えば、水を持ち上げることができる。典型的なポンプ曲線が線３０により示されている図３を参照されたい。ポンプのパワーの利用の程度は、低い流れ（Ｑ）で低減される。従って、ポンプのパワーの高い（又は増大した）利用程度でまた一層低い流量で送出することができるポンプを有することは利点であろう。
【０００６】
特にポンプが極めて長期間オフ状態にあったとき頻繁に発生する別の問題は、取り入れ口（ｉｎｔａｋｅ）及び／又はインペラの目詰まり（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）であり、それは、取り入れ口で及びインペラの中で沈殿し、そして比較的厚い又は密な粘ちゅう度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を有するシルトを作る流体の中の粒子により主に引き起こされる。これは、次いで、ポンプ・モータの大きい開始トルクがポンプ・インペラの回転を開始するため要求されることを必然的に伴う。多くの場合、最大開始トルクが、回転を開始するため更に要求され、そしてモータは、相当の期間にわたり最大トルクで動作されねばならない。これは、大量のエネルギを消費し、そしてまたポンプ・インペラ及びモータを摩耗させる。ポンプが長期間オフ状態にあったとき、最大開始トルクでさえ十分でない場合があり、そしてそのような場合は、ポンプは、手動で洗浄されねばならない。その上、ポンプはまた、動作中に、例えば、インペラに中に吸い込まれる粒子により目詰まりする場合がある。従って、そのような環境で動作されるポンプの信頼性は、低い。
【０００７】
Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの米国特許Ｎｏ．６４８１９７３に従った前述のポンプ・システムは、同様にこの問題に対処している。しかしながら、この方法は、たとえポンプが目詰まりをしたと決定されたとしてもモータを動作させ続けるという間違って指向している。より正確には、許容出来ない高いモータ・トルクが、モータの所与の速度に関して検出された場合、ポンプ・システムは、モータの速度を低くし、そして同時に許容できるモータ・トルクのレベルを増大する。その目的は、固形物の強度を克服することができるより強いポンプを得ることにあるが、しかし硬い汚物と組み合わされた一層強いモータは、インペラ、インペラ座、ポンプ・ハウジング等の損傷を招く場合がある。
【０００８】
従来の可変周波数駆動手段を備えるポンプにかかわる別の既知の問題は、可変周波数駆動手段が通常ポンプから離れた地面より上の乾燥した場所に取り付けられることである。より正確には、これは、可変周波数駆動手段からポンプのモータまで導く長い電力ケーブルを必要とし、可変周波数駆動手段に関するそのことは、電磁干渉にかかわる厳しい問題をもたらす。Ｓｔｒｕｔｈｅｒｓへの前述の米国特許Ｎｏ．６４８１９７３は、可変周波数駆動手段が、ポンプ・ケーシング内に、より正確にはモータに接続されたプレート上に取り付けられる。しかしながら、可変周波数駆動手段の動作は、この場合、モータから放出される熱により悪影響を受け、それは、可変周波数駆動手段の間違った動作を招く場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、改善されたポンプ、及びそのようなポンプをエネルギ消費及びポンプの耐久性に関して効率的に制御する改善された制御方法の必要性が存在する。
従って、本発明の一目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを、変化する揚程でのポンプ容量に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムをエネルギ消費に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムをポンプの耐久性に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びポンプ及びポンプ・システムを、ポンプの摩耗を低減し且つポンプ寿命を延長させるように制御する方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びポンプ及びポンプ・システムを環境の面で効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のまた別の目的は、改善されたポンプ、そのようなポンプを含むポンプ・システム、コンピュータ・プログラム、そのようなポンプ用制御装置、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを始動の信頼性並びに動作中の信頼性に関して効率的な手法で制御する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの及び他の目的は、本発明に従って、添付の特許請求の範囲の中のいわゆる独立形式の請求項で定義される特徴を有する、改善されたポンプ、そのようなポンプ、コンピュータ・プログラム、及びそのようなポンプ及びポンプ・システムを制御する方法を提供することにより達成される。
【００１６】
本発明の文脈において、用語「ポンプ速度」は、ポンプの単位時間当たりの回転数として定義される。
本発明の第１の局面に従って、モータ及び可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる方法であって、前記可変周波数駆動手段が、前記モータ及び前記ポンプのフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータの動作を制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段が、整流器、インバータ、及び前記整流器とインバータとの間に延在するＤＣリンクを備え、更に前記ポンプが、制御装置に動作可能に接続される、前記方法が提供される。本方法は、
前記可変周波数駆動手段の中に構成され且つ前記ＤＣリンクに動作可能に接続される検知手段により、ポンプ状態を指示する前記ポンプの動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの値を前記可変周波数駆動手段から前記制御装置へ通信するステップと、
動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを前記制御装置により決定するステップと、
前記モータの動作を前記ポンプ状態に従って制御するため、前記所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置から前記可変周波数駆動手段へ通信するステップと
を備える。
【００１７】
本発明の第２の局面に従って、上記の方法に従って動作されるよう構成されたポンプが提供される。
本発明の第３の局面に従って、デジタル・コンピュータ装置のメモリにロード可能なコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品が前記デジタル・コンピュータ装置上で動作されるとき、本発明の第１の局面に従った方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００１８】
本発明の第４の局面に従って、本発明の第２の局面に従ったポンプを備えるポンプ・システムが提供される。
本発明の更なる局面に従って、本発明の第２の局面に従ったポンプ用制御装置が提供される。
【００１９】
従って、本発明は、前記可変周波数駆動手段から、ポンプ状態を指示するポンプの動作パラメータの値を実質的に連続的に取得し、その動作パラメータが容易で安価に且つ同時に高精度で測定され；及び動作パラメータの前記の取得された値に基づいて前記可変周波数駆動手段を制御し、そこでモータの回転が前記ポンプ状態に従って調整されるというアイデアに基づいている。それにより、本ポンプは、変化する流量における出力容量、エネルギ消費及びポンプのポンプの耐久性に関して効率的な手法で動作される。更に、インペラ及びシールのようなポンプ部品の摩耗が低減されるので、ポンプ寿命を延長させることができる。ポンプ、ポンプ・モータ及び可変周波数駆動手段の制御のため要求される全ての情報が可変周波数駆動手段から取得されることに起因して、外部センサを必要としない。
【００２０】
本発明の好適な実施形態に従って、動作パラメータは、可変周波数駆動手段のＤＣリンク電圧、可変周波数駆動手段のＤＣリンク電流、モータの速度、又は類似のものであってよい。これらの動作パラメータにより、モータのパワー、モータのトルク、又は他の適切な量を決定し得る。
【００２１】
本発明の好適な実施形態に従って、ポンプのドライ・ランニングの事象が、動作パラメータの取得された値に基づいて決定され、例えば、異なるモータ速度でのモータのパワーが、所定の基準値と比較される。モータのパワーが所定の基準レベルより低いことが決定された場合、ポンプ・モータの動作は、所定の長さを有する期間中に停止される。更に、モータは、所定の期間が経過したとき再び始動され、そして同じチェックが、所定の状態が満たされるまでもう一度実行される。従って、前述したように、ポンプ、特にインペラの必要以上の摩耗を引き起こし、また不必要なエネルギ消費を招くスノーリング動作問題が、処理され、それにより、エネルギ消費及び耐久性に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法を得ることができる。更に、インペラ、シール及び吸引カバーのようなポンプ部品の摩耗が著しく低減される結果としてポンプ寿命が、ポンプ寿命を延長させることができる。
【００２２】
本発明の代替実施形態において、モータのパワーは、実質的に一定レベルに維持される。取得された動作パラメータが、動作パラメータの所定の基準レベルと比較され、そして動作パラメータ値が所定の基準レベルより低い場合、所定のパワー・レベルを取得するために要求されるモータの速度が、計算され、そしてポンプは、その計算された速度で動作される。計算された速度が、ポンプのプリセット最大許容速度と比較され、そしてその計算された速度がポンプのプリセット最大許容速度より高い場合、ポンプは、そのプリセット最大許容速度で動作されることが好ましい。従って、流れの大きい範囲にわたりポンプのパワーの程度の高い活用を維持する問題が処理される。図３における線３２により示されるように、揚程／圧力は、上記の第２の局面に従った方法により２０％から３０％増大されることができる。従って、モータの速度を増大することにより、ポンプは、従来のポンプより一層低い流量でより高い揚程に達するであろう。従って、変化する揚程でのポンプ容量に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法が得られる。
【００２３】
本発明の別の実施形態に従って、ポンプが目詰まりしているかどうかの検出が、実行され、そしてポンプが目詰まりしていることが検出された場合、ポンプは、所定の長さを有する期間にわたり所定の速度で反対方向に動作される。その後、ポンプは、停止され、そして正常方向で始動される。更に、ポンプ・インペラを逆方向に動作させ、次いでそれを停止させ、更に動作方向を変えるステップが、目詰まり状態が止まったことが検出されるまで繰り返される。従って、取り入れ口で及びインペラに沈殿し、そして比較的厚い又は固い粘ちゅう度を有するシルトを作る粒子により引き起こされる取り入れ口及び／又はポンピング・ハウス（ｐｕｍｐｉｎｇ ｈｏｕｓｅ）の目詰まり又はジャム（ｊａｍ）の問題が、処理される。ポンプが逆方向そして再び順方向に繰り返し動作される結果として、目詰まりが効率的に取り除かれることができる。それにより、始動の信頼性が増大される。その上、この実施形態は、特にポンプ・インペラの摩耗が低減されるので、エネルギ消費及び耐久性に関して、可変周波数駆動手段を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。更に、目詰まり状態が効率的に取り除かれるので、ポンプのエネルギ消費をも低減することができる。
【００２４】
当業者により理解されるように、本発明に従った方法、並びに、その方法の好適な実施形態は、コンピュータ・プログラム又はコンピュータ可読媒体として、好ましくは制御装置のコンテンツ内に、又はポンプ又はポンプ・システムの処理手段内に、実現又は実行されることに適している。
【００２５】
構造及び動作方法の両方に関して本発明を特徴付ける特徴は、本発明の更なる目的及び利点と一緒に、添付図面と関係して読まれる以下の記載からより良く理解されるであろう。図面は説明の目的のためであり本発明の限界の定義として意図されていないことが明示的に理解されるであろう。本発明により達成されたこれら及び他の目的及び提供された利点は、以下に続く説明が添付図面と関係して読まれるに従って一層十分に明らかになるであろう。
【００２６】
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図面と関係して単に例証している好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下において、ポンプ及びポンプ・システムを動作させる方法の好適な実施形態が開示されるであろう。
図１を参照すると、本発明に従った第１の実施形態が示されている。説明の目的のため、以降で説明される本発明の実施形態は、可変周波数駆動手段を備える現在の水中ポンプに利用されるものである。しかし、当業者は容易に気付くように、本発明はまた、汚水ポンプ、排水ポンプ、脱水ポンプ等のような他のタイプのポンプに利用されることができる。
【００２８】
図１の水中ポンプ１は、接続ケーブル３を介して例えば単相電圧又は３相電圧を供給する電源（図示せず）に接続されている変速ユニット２、好ましくは可変周波数駆動手段（ＶＦＤユニット）を備える。ＶＦＤユニットを備える従来技術のポンプであってほぼ２００Ｖからほぼ２５０Ｖの範囲内の供給電力を受け取るよう単に設計されている従来技術のポンプとは異なり、本発明に従ったポンプ１は、ほぼ９０Ｖからほぼ２５０Ｖの範囲内の供給電力を受け取ることができる。それにより、本発明のポンプ１は、ほぼ１１０Ｖの標準供給電力を有する国／地域と、ほぼ２３０Ｖの標準供給電力を有する国／地域との両方において用いることができる。それに、従来技術のポンプは、異なる国及び／又は国内の異なる地域にとって標準として知られている５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数を有する電気を供給されるよう設計されている。しかしながら、本発明のポンプは、多くの異なる国で用いることができるよう設計されている。即ち、入力周波数は、少なくとも５０−６０Ｈｚの範囲内であるが、しかし実際には、本発明のポンプは、利用可能ないずれの周波数にもうまく対応し得る。従って、所与のポンプは、多くの異なる電力幹線に接続されて用いられ得る。即ち、所与のポンプは、即座に動作状態にできる全球的に使用可能なポンプである。
【００２９】
ＶＦＤユニット２は、入力での電磁干渉をフィルタリングして除くため接続ケーブル３に配置された電磁干渉フィルタ４（ＥＭＩフィルタ）を備える。接続ケーブル３は、ポンプ１のフィーダ・ケーブルに接続される。ＥＭＩフィルタ４は、整流器５に接続され、ついで、その整流器５は、キャパシタ６を含むＤＣリンク１０を介してトランスデューサ又はインバータ７に接続される。インバータ７は、ＤＣ電流を３相電流に変換し、その３相電流は、接続部８を介してポンプ・モータ９に供給される。ＶＦＤユニット２の機能、構成要素及び部品は、当業者には周知であり、従って本明細書では更には詳細に説明しないであろう。
【００３０】
ＶＦＤユニット２がポンプ・モータ９から熱的に遮蔽されるよう取り付けられ、そして同時にポンプにより送出される流体と熱伝導できる構成に取り付けられ、それによりＶＦＤユニット２の温度が動作中に低いレベルに保たれ、それがエラーの原因を排除することが重要である。
【００３１】
制御装置１１は、ポンプ１に動作可能に接続され且つ接続バス（図示せず）を介してＶＦＤユニット２と通信するよう構成され、そしてポンプ１を制御又は駆動し、例えば、より大量の又はより少量の液体、例えば、水を送出するためポンプ・モータ９の速度を増大又は低減する。更に、ＶＦＤユニット２は、検知手段１６を備え、その検知手段１６は、上記のＤＣリンク１０に動作可能に接続され、そしてポンプ状態を示すポンプ１の動作パラメータの値を取得するよう構成されている。
【００３２】
ＶＦＤユニット２は、上記の動作パラメータの値を制御装置１１へ通信するよう構成される。なお、本発明の好適な実施形態に従った上記の動作パラメータは、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、モータの速度、又は類似のものであり得る。これらの動作パラメータにより、ポンプ１又はモータ９の電力、モータ９のトルク、又は他の適切な量が、決定される。制御装置１１は、所定の状態が満たされているかどうかを上記の動作パラメータの取得された値に基づいて決定し、そして上記ポンプ状態に従ってモータ９の動作を制御するため、上記の所定の状態の達成に基づいて命令をＶＦＤユニット２へ通信するよう構成されている。
【００３３】
ついで、制御装置１１は、記憶手段１３を含む処理手段１２により制御される。記憶手段１３は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような不揮発性メモリを含み得る。この実施形態においては、記憶手段１３は、処理手段１２のようなコンピュータ又はマイクロプロセッサに本発明に従って方法ステップを行わせるための命令を有するコンピュータ・プログラム１４を備える。当業者に認められるように、記憶手段１３は、固体式、磁気式、光学式及びそれらの組み合わせデバイスを含む、一時的及び／又は恒久的データ記憶装置のための様々なタイプの物理的デバイスを含み得る。例えば、記憶手段１３は、ＤＲＡＭ、ＰＲＯＭＳ、ＥＰＲＯＭＳ、ＥＥＰＯＭＳ、フラッシュ・メモリ、及び類似のもののような１又はそれより多い物理的デバイスを用いて実現され得る。
【００３４】
ここで図２を参照して、本発明の代替実施形態が説明されるであろう。この実施形態では、制御装置１１は、インターフェース・ユニット（図示せず）を介してオペレータ・ユニット２２と通信するよう構成される。そのオペレータ・ユニット２２は、オペレータが例えば、制御指令を入力するのを可能にするキーボード２４の形式の入力手段と、ポンプの動作に関連した情報、例えば、動作パラメータの時間履歴又はポンプの状態情報を提供するための表示手段（ディスプレイ）又はスクリーン２６とを含む。一実施形態において、オペレータ・ユニット２２は、パーソナル・コンピュータである。ポンプ１とオペレータ・ユニット２２との間の通信リンクは、無線リンク又はハード・ワイヤード・リンクであることができる。更に、オペレータ・ユニット２２は、ついで、インターネットのような通信ネットワークに接続されることができる。オペレータ・ユニット２２により、オペレータは、ポンプの動作並びにその動作に関連した様々な動作パラメータをディスプレイ２６を介してモニタリングすることが可能である。別の実施形態に従って、ディスプレイ２６は、タッチ感応スクリーンであり、そしてこの場合、多数のソフトキーが、ディスプレイ２６上に提供された様々なインターフェースで様々な指令を与えるためスクリーン上に配置されることができる。更に、オペレータ・ユニット２２は、記憶手段（図示せず）を備えてもよい。その記憶手段は、ついで、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような不揮発性メモリを含み得る。当業者により認められるように、記憶手段は、固体式、磁気式、光学式及びそれらの組み合わせデバイスを含む、一時用の様々なタイプの物理的デバイス及び／又は永続的なデータ記憶装置を含み得る。例えば、記憶手段は、ＤＲＡＭ、ＰＲＯＭＳ、ＥＰＲＯＭＳ、ＥＥＰＯＭＳ、フラッシュ・メモリ、及び類似のもののような１又はそれより多い物理的デバイスを用いて実現され得る。
【００３５】
動作時間、始動の回数、エネルギ消費及び警告データ、並びにサービス記録のような動作パラメータのようなポンプ１の動作データは、取得され、そして記憶手段１３の中のロギング・ファイルに記憶されることができる。ロギング・ファイルは、オペレータ・ユニット２２によりオペレータに提供されることができる。更に、ロギング・ファイルは、例えば、記憶のため、オペレータ・ユニット２２にダウンロードされることができる。
【００３６】
勿論、制御装置１１についての多数の考えられる設計が存在する。例えば、制御装置１１は、とりわけ、本発明に従った方法を実行するプログラマブル命令を含むプロセッサにより実現されることができる。別の実施形態に従って、制御装置１１は、前述及び後述の機能を実行するよう適合されたソフトウエアを備えるマイクロチップ又は類似のデータ・キャリヤの形式で実現される。更に、図７から図９に、本発明の代替実施形態が、示されている。図１、図２、及び図７から図９における同様の又は類似の構成要素及び／又はデバイスは、同じ参照番号で示されている。図７において、制御装置１１は、ハーメチック・シールされたハウジングに封入され得るが、当該制御装置１１は、ポンプ・ハウジングの外表面上に配置されている。制御装置１１は、当該ハウジングに多数の方法で装着又は固定されることができる。例えば、制御装置１１は、ネジにより固定されることができる。図８においては、制御装置１１は、制御装置収容凹部１５に挿入されるよう適合されたプラグイン型ユニットの形式である。図９においては、制御装置１１は、制御パネル２２に配置されている。
【００３７】
ここで図４を参照すると、本発明の第１の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が、示されている。本発明に従った方法のこの第１の局面は、スノーリング動作問題又はドライ・ランニング動作問題に対処する。これらの問題は、前述したように、インペラ及びシールのようなポンプ部品の摩耗の増大を必然的に伴い、ポンプ・モータに過熱させ、そしてまた不必要なエネルギを消費することを招く。その上、ポンプ・モータが液体を送出し及び液体について動作するとき最適性能を与えるよう設計され、それによりドライ・ランニング動作が長引くことによりポンプ・モータを損傷させることができる。従って、本発明の第１の局面は、エネルギ消費、ポンプ寿命及び耐久性に関して、図１、図２及び図７から図９のうちのいずれか１つを参照して説明されるように、ＶＦＤユニット２を備えるポンプ１を動作させる効率的方法を提供する。
【００３８】
最初に、ステップ４０で、ポンプの動作が、開始され、即ち、ポンプが始動される。次いで、ステップ４２及び４４で、所定の状態が満たされたかどうかが決定される。例えば、ステップ４２で、ポンプは、第１の速度レベルで所定の期間そして第２の速度レベルで所定の期間動作される。上記の第１の速度レベルと上記の第２の速度レベルとは低い速度レベルであることが好ましい。各速度レベルについて、モータ９のパワーが決定され、そしてその後に、ステップ４４で、モータ９の速度とモータのパワーの関係が、２つの速度レベルとそれらのそれぞれから結果として得られたパワーを用いて、ほぼ３乗関数（モータのパワーがモータの速度の３乗に比例する場合）であるかどうかがチェックされる。その関係が３乗関数である場合、ポンプは、正常動作で動作することができ、そしてその関係が３乗関数でない場合、それは、ポンプ１が空気を送出していることの指示であり、そして液体レベルが低すぎ、そしてポンプが所望の速度レベルで動作することができないことが決定される。この決定は、制御装置１１において、例えば、処理手段１２で実行される。速度レベルとその結果生じるパワーの関係は、必ずしも３乗でなければならないということではなく、他の指数関数が流体、即ち、液体及び気体の他の混合にとって適切である場合があることを指摘しておくべきである。
【００３９】
ステップ４４で、液体レベルが十分でないと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４６に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ送って、ポンプの動作を所定の期間にわたり、例えば、分の単位での数、多分約２分間停止／休止する。この期間が経過したとき、アルゴリズムは、ステップ４２に戻る。
【００４０】
他方、ステップ４４で、液体レベルが十分であると決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４８に進み、そこにおいて、ポンプ１の速度が、所望の速度まで増大される。従って、ポンプ１は、ここで、正常態様で動作される。
【００４１】
スノーリング動作を避けるため、ポンプ１が空気を動作中に送出していないことが実質的に連続的にチェックされる。従って、ステップ５０で、液体レベルが相変わらず十分であるかどうか、即ち、ポンプ１が空気を一部又は主として吸引しているかどうか、又はポンプ１が液体を送出しているかどうかが、第２の所定の状態が満たされているかどうかを決定することによりチェックされる。これは、実質的に連続ベースで実行される。このチェックを実行するため、適切な動作パラメータの値が、ＶＦＤユニット２の検知手段１６により取得され、その値は、制御装置１１へ通信される。例えば、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、又は類似のものを直接に用いることができ、又はそれらを用いて、例えば、モータ９のトルク、又は好ましくはモータ９のパワーを決定することができる。動作中のモータ９のパワーの突然の降下は、ポンプ１が液体の代わりに空気を送出していることを示す。
【００４２】
例えば、第２の状態は、モータ９のパワーと、例えば、記憶手段１３に格納され得る所定の基準レベルとの比較であり、そしてモータ９のパワーがその所定の基準レベルより低い場合、液体レベルが低すぎると決定される。この所定のレベルは、モータ９の現在の速度に関してモータ９の最大パワーの約７０％であることが好ましい。代替として、ステップ４２に匹敵するステップが、液体がポンプ１の入り口に存在するかどうかを決定するため、ステップ４８とステップ５０との間で定期的に実行されてもよい。
【００４３】
ポンプ１の入り口での液体レベルが十分である、即ち、モータ９のパワーが所定のレベルより高いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ４８に進む。他方、ポンプ１の入り口での液体レベルが低すぎる、即ち、モータ９のパワーが所定のレベルより低いと決定された場合、アルゴリズムは、代わりに、ステップ５２に進み、そこにおいて、ポンプ１の動作が、停止される。続いて、アルゴリズムは、ステップ４６に進み、そこにおいて、ポンプ１の動作は、所定の期間停止され続ける。この休止期間が経過したとき、アルゴリズムは、ステップ４２に進む。
【００４４】
ここで図５を参照して、本発明の第２の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が説明されるであろう。本発明に従った方法のこの第２の局面は、ポンプのパワーを実質的に一定レベルで大きい範囲の流れにわたり維持する問題に対処する。図３の線３２により示されるように、揚程／圧力は、第２の局面に従った方法により２０％から３０％増大されることができる。ポンプのパワーは、モータの速度を調整することにより、変化する揚程で実質的に一定レベルに保たれる。ポンプが低い流れで一層効率的に動作されることに起因して、より小さいポンプを用いて、所与の量の液体を送出することができ、そしてポンプの摩耗がまた、低減されることができる。本発明のポンプは、変化する要求を有する多くの異なる応用で用いられるよう設計されている汎用のポンプである。高いポンプ容量が、モータの速度を調整することにより、揚程を変える所与のポンプに対して達成される。従って、本発明の第２の局面は、エネルギ消費及び耐久性に関して図１、図２、及び図７から図９のうちのいずれの図を参照して説明されるようにＶＦＤユニット２を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。
【００４５】
最初に、ステップ６０で、ポンプ１の動作が開始され、即ち、ポンプ１が始動される。次いで、ステップ６２で、ポンプ１は、所望の速度レベルで動作される。ポンプの動作パラメータが、実質的に連続的にモニタリングされ、そして動作パラメータに対応する値が、ＶＦＤユニット２の検知手段１６により取得され、その値は、制御装置１１へ通信される。例えば、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電流、又は類似のものが、直接用いられ、又はそれを用いて、例えば、モータ９のトルク、又は好ましくはモータ９のパワーを決定することができる。制御装置１１で、モータ９のパワーは、例えば、ステップ６４で、所定の基準レベル、例えばモータ９の定格パワーと比較され、それは、例えば、処理手段１２の中の記憶手段１３に格納される。ステップ６４で、モータ９のパワー・レベルが所定の基準レベルより高いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ６２に戻り、そしてポンプ１の動作は、上記の所望の速度レベルに維持される。他方、モータ９のパワー・レベルが所定の基準レベルより低いと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ６６に進み、そこにおいて、モータ９の所定のパワー・レベルに到達するため要求される速度が、処理手段１２で計算される。
【００４６】
その後、ステップ６８で、その計算された速度は、プリセット最大速度と比較される。計算された速度がプリセット最大速度より高いことが分かった場合、アルゴリズムは、ステップ７０に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、モータ９をプリセット最大速度で動作させ、そしてアルゴリズムは、ステップ６４に戻る。計算された速度がプリセット最大速度より低いことが分かった場合、アルゴリズムは、ステップ７２に進み、そして制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、モータ９を計算された速度で動作させる。その後、アルゴリズムは、ステップ６４に進み、そこにおいて、処理手順が続けられる。モータのパワーを実質的に一定レベルに維持することにより、揚程／圧力は、図３の線３２により示されるように、低い流れで増大されることができる。
【００４７】
ここで図６を参照して、本発明の第３の局面に従ってポンプを動作させる方法の一般的原理が、説明されるであろう。本発明に従った方法のこの第３の局面は、ポンプ１の取り入れ口及び／又はインペラの目詰まり又はジャムの問題に対処し、それは、取り入れ口で沈殿し、そして比較的厚い又は密な粘ちゅう度を有するシルトを作る流体の中の粒子により引き起こされる。従って、ポンプ・モータの大きい始動トルクが、ポンプ・インペラの回転を開始するため要求される。これは、大きい量のエネルギを消費し、そしてまたポンプ・インペラ及びモータを摩耗させる。ポンプがオフ状態に長期間あったとき、最大始動トルクでさえ十分でなく、そしてそのような場合、ポンプは、手動で洗浄されねばならず、そして、続いて、そのような環境で動作されるポンプの始動信頼性は、低くなるであろう。従って、本発明の第３の局面は、エネルギ消費、耐久性及び始動信頼性に関して、図１、図２、及び図７から図９のうちのいずれの図面を参照して説明されるように、ＶＦＤユニット２を備えるポンプを動作させる効率的方法を提供する。
【００４８】
最初に、ステップ８０で、ポンプ１の動作が開始され、即ち、ポンプ１が始動される。次いで、ステップ８２で、ポンプ１は、所望の速度レベルで動作される。その後、ステップ８４で、ポンプが目詰まり／ジャムを起こしたかどうかのチェックが、実行される。これは、一例として、次の２つの方法で実行されることができる。１つの方法は、ポンプの動作パラメータを測定し、そしてそれを例えば、所定の基準レベルと比較し、モータ９のパワーを決定し、そしてそれをモータ９のパワーの所定の基準レベル、例えば、モータ９の定格パワーと比較する方法である。モータの測定されたパワーがこの所定の基準レベルより高い場合、それは、目詰まり／ジャム状態の指示である。第２の方法は、可変周波数駆動手段２の警告機能をモニタリングする方法であり、そしてＤＣリンク過電流を指示する警告が、目詰まり／ジャム状態の指示として用いられる。
【００４９】
ステップ８４で、ポンプ１が目詰まりしていないと決定された場合、アルゴリズムは、ステップ８２に戻り、そこにおいて、ポンプ１の動作が維持される。他方、ポンプ１が目詰まりしていると決定された場合、アルゴリズムは、ステップ８６に進み、そこにおいて、制御装置１１は、命令をＶＦＤユニット２へ通信して、インペラを第１の速度で所定の期間逆方向に駆動する。所定の期間後に、ポンプ１は、停止され、次いで再び順回転方向に動作される。そのようなサイクルが、約１−１０秒緩続くことが好ましい。次いで、ステップ８８で、上記のステップ８４で実行されたように、目詰まり状態が止まったかどうかがチェックされる。目詰まり状態が止まっていない場合、処理手順は、ステップ８６に戻る。このサイクルは、目詰まり状態が取り除かれるまで繰り返される。目詰まり状態が止まった場合、アルゴリズムは、ステップ８２に戻る。
【００５０】
ポンプ１の正常動作中における目詰まりを防止するため、次の処理手順が、定期的に実行される。その処理手順とは、ポンプ１を所定の速度で、所定の長さを有する期間にわたり逆方向に動作させ、次いで、ポンプ１を上記の期間後に停止し、更に、ポンプ１をその正常回転方向で動作させる手順である。それにより、ポンプの動作信頼性は、更に一層改善されることができる。
【００５１】
ここで、図３を参照する。参照番号３０及び３２で示される線は、有る一定のポンプ１についての液体の流量と揚程の例であり、そのポンプ１は、ＶＦＤユニット２から６０Ｈｚの周波数を有する３相電圧を供給されている。６０Ｈｚは、一部の国の電力幹線での標準周波数であるが、しかしＶＦＤユニット２により、このレベルは、例えば、最大１５０Ｈｚまで、相当に増大され得て、そしてそうすることにより、上記の線３０、３２は、図３のチャートで上方向に多かれ少なかれずれ、そして有る一定のポンプが、非常に変動している応用及び状態に対して用いられることができる。
【００５２】
本発明の実行可能な変更
特定の実施形態が本明細書で説明及び例示の目的で記載されたが、示されそして説明された特定の実施形態が本発明の範囲を逸脱することなしに多種多様な代替実施形態及び／又は均等の実施形態に取って代わられ得ることが当業者に理解されるであろう。当業者は、本発明がハードウエア及びソフトウエアの実現形態、又はそれらの組み合わせを含む多種多様な実施形態で実現されることができるであろうことを容易に認めるであろう。一例として、前述した機能の多くは、マイクロチップ又は類似のデータ・キャリヤに備わった適切なソフトウエアにより得ることがそして実行することができる。本出願は、本明細書で説明した好適な実施形態のいずれの適応又は変形をカバーすることを意図している。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の表現及びその均等物により定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明に従ったポンプの一実施形態を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明に従ったポンプ・システムの一実施形態を概略的に示す。
【図３】図３は、従来のポンプ及び本発明に従って動作されるポンプについてのポンプ曲線を示す。
【図４】図４は、本発明に従った一実施形態の方法の原理を示す。
【図５】図５は、本発明に従った別の実施形態の方法の原理を示す。
【図６】図６は、本発明に従った更に別の実施形態の方法の原理を示す。
【図７】図７は、本発明に従ったポンプ及びそのようなポンプのための制御装置の別の実施形態を概略的に示す。
【図８】図８は、本発明に従ったポンプ及びそのようなポンプのための制御装置の更に別の実施形態を概略的に示す。
【図９】図９は、本発明に従ったポンプ及びポンプ・システムの更に別の実施形態を概略的に示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（９）及び可変周波数駆動手段（２）を備えるポンプ（１）を動作させる方法であって、前記可変周波数駆動手段（２）が、前記モータ（９）及び前記ポンプ（１）のフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータ（９）の動作制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段（２）が、整流器（５）、インバータ（７）、及び前記整流器（５）とインバータ（７）との間に延在するＤＣリンク（１０）を備え、更に前記ポンプ（１）が、制御装置（１１）に動作可能に接続される、前記方法において、
前記可変周波数駆動手段（２）の一部として構成され且つ前記ＤＣリンク（１０）に動作可能に接続される検知手段（１６）により、ポンプ状態を指示する前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの値を前記可変周波数駆動手段（２）から前記制御装置（１１）へ通信するステップと、
動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを前記制御装置（１１）により決定するステップ（４４，６４，８４）と、
前記モータ（９）を前記ポンプ状態に従って制御するため、前記所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得する前記ステップが、次の動作パラメータ、即ち、ＤＣリンク電圧レベル、ＤＣリンク電流レベル、前記モータ（９）のトルク及び前記モータ（９）のパワーのうちの少なくとも１つの値を取得するステップから成る請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの動作パラメータを用いることにより或る一定の状態を検出するステップ（４４，６４，８４）を更に備える請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記ポンプ状態が、前記ポンプ（１）の入り口での液体の存在にかかわる請求項３記載の方法。
【請求項５】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を第１の速度レベルで所定の期間動作させるステップ（４２）と、
前記ポンプ（１）を第２の速度レベルで所定の期間動作させるステップ（４２）と、
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）の速度の３乗に比例するかどうかを、前記検知手段（１６）により前記第１の速度レベル及び前記第２の速度レベルのそれぞれについて取得された動作パラメータの値に基づいて決定するステップ（４４）と
を備える請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させる（４８）こと、又は
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる（４６）こと
である請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記ポンプ（１）が所望の速度レベルで動作される場合、
前記ポンプ（１）の入り口での液体の存在をチェックするステップ（５０）と、
前記検知手段（１６）により前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの前記値を前記可変周波数駆動手段（２）から前記制御装置（１１）へ通信するステップと、
第２の所定の状態が満たされているかどうかを動作パラメータの前記の取得された値に基づいて前記制御装置（１１）により決定するステップと、
前記モータ（９）の動作を制御するため、前記第２の所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するステップと
を更に備える請求項６記載の方法。
【請求項８】
第２の所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、動作パラメータの前記の取得された値を所定の基準レベルと比較するステップを備える請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記第２の所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させる（４８）こと、又は
前記第２の所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる（５２）こと
である請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの動作パラメータの値を実質的に一定レベルに維持するステップを更に備える請求項２記載の方法。
【請求項１１】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させるステップ（６２）と、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより低いかどうかを決定するステップ（６４）と
を備える請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させる（６２）こと、又は
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルに到達するために要求される前記モータ（９）の速度を計算する（６６）し、且つ前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させること
である請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンプ（１）が前記の計算された速度で動作される場合、
前記ポンプ（１）の前記の計算された速度を前記ポンプ（１）のプリセット最大速度と比較するステップ（６８）と、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より低い場合前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させるステップ（７０）と、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より高い場合前記ポンプ（１）を前記プリセット最大速度で動作させるステップ（７２）と
を更に備える請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ポンプ状態が前記ポンプ（１）の目詰まりにかかわる請求項３記載の方法。
【請求項１５】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させるステップ（８２）と、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定するステップ（８４）と
を備える請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させる（８２）こと、又は
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させる（８６）こと、及び
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させること
である請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１７】
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定する前記ステップを繰り返すステップ（８８）と、
請求項１６に従ったステップを繰り返すステップと
を更に備える請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
以下のステップが、前記ポンプ（１）の動作中に規則的間隔で実行され、前記以下のステップとは、
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させるステップと、
逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で所望の速度レベルで動作させるステップと
である請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
デジタル・コンピュータ装置のメモリ（１３）にロード可能なコンピュータ・プログラム製品（１４）であって、前記コンピュータ・プログラム製品（１４）が前記デジタル・コンピュータ装置上で動作されるとき、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム製品（１４）。
【請求項２０】
モータ（９）及び可変周波数駆動手段（２）を備えるポンプ（１）であって、前記可変周波数駆動手段（２）が、前記モータ（９）及び前記ポンプ（１）のフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータ（９）の動作を制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段（２）が、整流器（５）、インバータ（７）、及び前記整流器（５）とインバータ（７）との間に延在するＤＣリンク（１０）を備え、更に前記ポンプ（１）が、制御装置（１１）に動作可能に接続される、前記ポンプ（１）において、
前記検知手段（１６）が、前記可変周波数駆動手段（２）の一部として構成され、
前記検知手段（１６）は、前記ＤＣリンク（１０）に動作可能に接続され、
前記検知手段（１６）は、ポンプ状態を指示する前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するよう構成され、
前記可変周波数駆動手段（２）が、前記動作パラメータの値を前記制御装置（１１）へ通信するよう構成され、更に、
前記制御装置（１１）が、動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを決定し、且つ前記モータ（９）の動作を前記ポンプ状態に従って制御するため前記所定の状態の達成に基づいて命令を前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するよう構成されている、ポンプ。
【請求項２１】
前記制御装置（１１）が、次の動作パラメータ、即ち、ＤＣリンク電圧レベル、ＤＣリンク電流レベル、前記モータ（９）のトルク及び前記モータ（９）のパワーのうちの少なくとも１つの値を取得するよう適合されている請求項２０記載のポンプ。
【請求項２２】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を第１の速度レベルで所定の期間動作させ、
前記ポンプ（１）を第２の速度レベルで所定の期間動作させ、且つ
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）の速度の３乗に比例するかどうかを、前記検知手段（１６）により前記第１の速度レベル及び前記第２の速度レベルのそれぞれについて取得された少なくとも１つの動作パラメータの値に基づいて決定する
よう構成されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２３】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ、又は
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる
よう適合されている請求項２２記載のポンプ。
【請求項２４】
前記制御装置（１１）が、前記少なくとも１つの動作パラメータの値を実質的に一定レベルに維持するよう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２５】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより低いかどうかを決定する
よう適合されている請求項２４記載のポンプ。
【請求項２６】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させ、又は
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルに到達するために要求される前記モータ（９）の速度を計算し（６６）、且つ前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させる
よう適合されている請求項２４又は２５記載のポンプ。
【請求項２７】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）の前記の計算された速度を前記ポンプ（１）のプリセット最大速度と比較し（６８）、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より低い場合前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させ（７０）、又は
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より高い場合前記ポンプ（１）を前記プリセット最大速度で動作させる（７２）
よう適合されている請求項２６記載のポンプ。
【請求項２８】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ（８２）、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定する（８４）
よう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２９】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ（８２）、又は
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させ（８６）、且つ
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させる
よう適合されている請求項２８記載のポンプ。
【請求項３０】
前記制御装置（１１）が、前記ポンプ（１）の動作中に規則的間隔で、
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させ、
逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させる
よう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項３１】
請求項２０から３０のいずれか一項に記載のポンプ（１）を備えるポンプ・ステーションであって、
入力手段（２４）及び表示手段（２６）を備えるオペレータ装置（２２）を更に備え、
前記ポンプ（１）の動作と関連した情報を提示するよう適合されているポンプ・ステーション。
【請求項１】
モータ（９）及び可変周波数駆動手段（２）を備えるポンプ（１）を動作させる方法であって、前記可変周波数駆動手段（２）が、前記モータ（９）及び前記ポンプ（１）のフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータ（９）の動作制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段（２）が、整流器（５）、インバータ（７）、及び前記整流器（５）とインバータ（７）との間に延在するＤＣリンク（１０）を備え、更に前記ポンプ（１）が、制御装置（１１）に動作可能に接続される、前記方法において、
前記可変周波数駆動手段（２）の一部として構成され且つ前記ＤＣリンク（１０）に動作可能に接続される検知手段（１６）により、ポンプ状態を指示する前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの値を前記可変周波数駆動手段（２）から前記制御装置（１１）へ通信するステップと、
動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを前記制御装置（１１）により決定するステップ（４４，６４，８４）と、
前記モータ（９）を前記ポンプ状態に従って制御するため、前記所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得する前記ステップが、次の動作パラメータ、即ち、ＤＣリンク電圧レベル、ＤＣリンク電流レベル、前記モータ（９）のトルク及び前記モータ（９）のパワーのうちの少なくとも１つの値を取得するステップから成る請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの動作パラメータを用いることにより或る一定の状態を検出するステップ（４４，６４，８４）を更に備える請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記ポンプ状態が、前記ポンプ（１）の入り口での液体の存在にかかわる請求項３記載の方法。
【請求項５】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を第１の速度レベルで所定の期間動作させるステップ（４２）と、
前記ポンプ（１）を第２の速度レベルで所定の期間動作させるステップ（４２）と、
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）の速度の３乗に比例するかどうかを、前記検知手段（１６）により前記第１の速度レベル及び前記第２の速度レベルのそれぞれについて取得された動作パラメータの値に基づいて決定するステップ（４４）と
を備える請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させる（４８）こと、又は
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる（４６）こと
である請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記ポンプ（１）が所望の速度レベルで動作される場合、
前記ポンプ（１）の入り口での液体の存在をチェックするステップ（５０）と、
前記検知手段（１６）により前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するステップと、
前記動作パラメータの前記値を前記可変周波数駆動手段（２）から前記制御装置（１１）へ通信するステップと、
第２の所定の状態が満たされているかどうかを動作パラメータの前記の取得された値に基づいて前記制御装置（１１）により決定するステップと、
前記モータ（９）の動作を制御するため、前記第２の所定の状態の達成に基づいて、命令を前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するステップと
を更に備える請求項６記載の方法。
【請求項８】
第２の所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、動作パラメータの前記の取得された値を所定の基準レベルと比較するステップを備える請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記第２の所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させる（４８）こと、又は
前記第２の所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる（５２）こと
である請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの動作パラメータの値を実質的に一定レベルに維持するステップを更に備える請求項２記載の方法。
【請求項１１】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させるステップ（６２）と、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより低いかどうかを決定するステップ（６４）と
を備える請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させる（６２）こと、又は
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルに到達するために要求される前記モータ（９）の速度を計算する（６６）し、且つ前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させること
である請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンプ（１）が前記の計算された速度で動作される場合、
前記ポンプ（１）の前記の計算された速度を前記ポンプ（１）のプリセット最大速度と比較するステップ（６８）と、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より低い場合前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させるステップ（７０）と、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より高い場合前記ポンプ（１）を前記プリセット最大速度で動作させるステップ（７２）と
を更に備える請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ポンプ状態が前記ポンプ（１）の目詰まりにかかわる請求項３記載の方法。
【請求項１５】
所定の状態が満たされているかどうかを決定する前記ステップが、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させるステップ（８２）と、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定するステップ（８４）と
を備える請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記制御装置（１１）から前記可変周波数駆動手段（２）への前記の通信された命令は、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させる（８２）こと、又は
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させる（８６）こと、及び
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させること
である請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１７】
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定する前記ステップを繰り返すステップ（８８）と、
請求項１６に従ったステップを繰り返すステップと
を更に備える請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
以下のステップが、前記ポンプ（１）の動作中に規則的間隔で実行され、前記以下のステップとは、
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させるステップと、
逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で所望の速度レベルで動作させるステップと
である請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
デジタル・コンピュータ装置のメモリ（１３）にロード可能なコンピュータ・プログラム製品（１４）であって、前記コンピュータ・プログラム製品（１４）が前記デジタル・コンピュータ装置上で動作されるとき、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのソフトウエア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム製品（１４）。
【請求項２０】
モータ（９）及び可変周波数駆動手段（２）を備えるポンプ（１）であって、前記可変周波数駆動手段（２）が、前記モータ（９）及び前記ポンプ（１）のフィーダ・ケーブルに接続されることにより前記モータ（９）の動作を制御するよう構成されており、前記可変周波数駆動手段（２）が、整流器（５）、インバータ（７）、及び前記整流器（５）とインバータ（７）との間に延在するＤＣリンク（１０）を備え、更に前記ポンプ（１）が、制御装置（１１）に動作可能に接続される、前記ポンプ（１）において、
前記検知手段（１６）が、前記可変周波数駆動手段（２）の一部として構成され、
前記検知手段（１６）は、前記ＤＣリンク（１０）に動作可能に接続され、
前記検知手段（１６）は、ポンプ状態を指示する前記ポンプ（１）の動作パラメータの値を取得するよう構成され、
前記可変周波数駆動手段（２）が、前記動作パラメータの値を前記制御装置（１１）へ通信するよう構成され、更に、
前記制御装置（１１）が、動作パラメータの前記の取得された値に基づいて、所定の状態が満たされているかどうかを決定し、且つ前記モータ（９）の動作を前記ポンプ状態に従って制御するため前記所定の状態の達成に基づいて命令を前記可変周波数駆動手段（２）へ通信するよう構成されている、ポンプ。
【請求項２１】
前記制御装置（１１）が、次の動作パラメータ、即ち、ＤＣリンク電圧レベル、ＤＣリンク電流レベル、前記モータ（９）のトルク及び前記モータ（９）のパワーのうちの少なくとも１つの値を取得するよう適合されている請求項２０記載のポンプ。
【請求項２２】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を第１の速度レベルで所定の期間動作させ、
前記ポンプ（１）を第２の速度レベルで所定の期間動作させ、且つ
前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）の速度の３乗に比例するかどうかを、前記検知手段（１６）により前記第１の速度レベル及び前記第２の速度レベルのそれぞれについて取得された少なくとも１つの動作パラメータの値に基づいて決定する
よう構成されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２３】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていると決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ、又は
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）の動作を所定の期間停止させる
よう適合されている請求項２２記載のポンプ。
【請求項２４】
前記制御装置（１１）が、前記少なくとも１つの動作パラメータの値を実質的に一定レベルに維持するよう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２５】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより低いかどうかを決定する
よう適合されている請求項２４記載のポンプ。
【請求項２６】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を前記所望の速度レベルで動作させ、又は
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルに到達するために要求される前記モータ（９）の速度を計算し（６６）、且つ前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させる
よう適合されている請求項２４又は２５記載のポンプ。
【請求項２７】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）の前記の計算された速度を前記ポンプ（１）のプリセット最大速度と比較し（６８）、
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より低い場合前記ポンプ（１）を前記の計算された速度で動作させ（７０）、又は
前記の計算された速度が前記プリセット最大速度より高い場合前記ポンプ（１）を前記プリセット最大速度で動作させる（７２）
よう適合されている請求項２６記載のポンプ。
【請求項２８】
前記制御装置（１１）が、
前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ（８２）、
前記所望の速度レベルに関して前記検知手段（１６）により取得された前記モータ（９）のパワーの値に基づいて、前記モータ（９）のパワーが前記モータ（９）のパワーの所定の基準レベルより高いかどうかを決定する（８４）
よう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項２９】
前記制御装置（１１）が、
前記所定の状態が満たされていないと決定された場合前記ポンプ（１）を所望の速度レベルで動作させ（８２）、又は
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させ（８６）、且つ
前記所定の状態が満たされていると決定された場合、逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させる
よう適合されている請求項２８記載のポンプ。
【請求項３０】
前記制御装置（１１）が、前記ポンプ（１）の動作中に規則的間隔で、
前記ポンプ（１）を所定の速度で所定の期間逆方向に動作させ、
逆方向動作の前記の所定の期間後に、前記ポンプ（１）をその正常動作方向で前記所望の速度レベルで動作させる
よう適合されている請求項２１記載のポンプ。
【請求項３１】
請求項２０から３０のいずれか一項に記載のポンプ（１）を備えるポンプ・ステーションであって、
入力手段（２４）及び表示手段（２６）を備えるオペレータ装置（２２）を更に備え、
前記ポンプ（１）の動作と関連した情報を提示するよう適合されているポンプ・ステーション。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５１０２９９（Ｐ２００９−５１０２９９Ａ）
【公表日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１８０７６（Ｐ２００８−５１８０７６）
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０００７１０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３７７７７
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０１２７４５２８）アイティーティー・マニュファクチュアリング・エンタープライゼズ・インコーポレーテッド (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０００７１０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３７７７７
【国際公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０１２７４５２８）アイティーティー・マニュファクチュアリング・エンタープライゼズ・インコーポレーテッド (9)
【Ｆターム（参考）】
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