ポンプ装置及びポンプ装置の制御方法
【課題】液体を供給するとともに、各温度条件であっても熱による構成品の破壊を防止するとともに、効率よく作動することができるポンプ装置を提供すること。
【解決手段】インバータ回路３３を有する制御装置３０を用いて、ポンプユニット２０を制御させるとともに、インバータ回路３３に設けられたサーミスタ３４によりサーミスタ温度Ｔを検知し、この検知結果から制御装置３０の記憶部３２に記憶されたデータとサーミスタ温度Ｔを比較し、この比較結果によりポンプユニット２０の制御設定値の上限を決定させる。
【解決手段】インバータ回路３３を有する制御装置３０を用いて、ポンプユニット２０を制御させるとともに、インバータ回路３３に設けられたサーミスタ３４によりサーミスタ温度Ｔを検知し、この検知結果から制御装置３０の記憶部３２に記憶されたデータとサーミスタ温度Ｔを比較し、この比較結果によりポンプユニット２０の制御設定値の上限を決定させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を供給するポンプ装置及びポンプ装置の制御方法に関し、特に温度条件による構成品の熱破壊を防止するとともに、効率のよい運転が可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの上階等に水を給水（揚水）させるために、主として増圧給水装置（以下「ポンプ装置」）が用いられている。このようなポンプ装置は、例えば、ケース内にインバータ回路、モータ及びポンプ等を収容し、インバータ回路によりモータを制御することで、ポンプの回転数及び吐出量を制御可能に形成されている。このようなポンプ装置を用いる上で、ケース内に各構成品を配置させるため、ポンプ装置を作動させると各構成品の発熱によりケース内は高温となる。
【０００３】
ケース内が高温となると、インバータ回路を構成する各種構成品（例えば、スウィッチング素子）が熱により破壊されることがある。この熱による構成品の破壊を防止するために、サーミスタによりインバータ回路の温度を検知し、この温度がある一定を超えるとモータを停止させることができるモータ駆動装置（例えば特許文献１参照）をポンプ装置に用いている。また、供給する水が、常温水だけではなく温水を供給することができるように、常温水用のポンプと温水用のポンプとの２種類のポンプを有するポンプ装置もあった。
【特許文献１】特開２００５−８０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したポンプ装置では、次のような問題があった。すなわち、温水や常温水等を供給するポンプ装置では、各温度に適したポンプが複数必要であるため、製造コストとともにポンプ装置が大型となる。一方、温水や常温水の供給等の温度条件の異なる場合に一台のポンプで水を供給する場合には、温水と常温水とで同一の電流制限値や回転速度等の上限値設定を用いることとなる。しかし、常温水の設定とした場合に温水を供給すると、ポンプ装置のケース内で温度が異常上昇する可能性がある。逆に、温水に設定し常温水を運転させると、ケース内温度が低温であるにもかかわらず、温水時の設定で運転することで、吐出量が少ない等の効率が悪い運転となる。
【０００５】
特に、ケース内温度が異常上昇すると、インバータ回路等に用いられる熱に弱い構成品は、熱により破壊される虞がある。なお、常温水と温水とを用いる場合だけではなく、例えば夏場と冬場との外気温の差や使用地域等によっても同様の問題は発生する。
【０００６】
そこで本発明は、熱による構成品の破壊を防止するとともに、各温度条件で効率の良い運転が可能なポンプ装置及びポンプ装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポンプ装置及びこの制御方法は次のように構成されている。
【０００８】
モータにより駆動されるポンプと、上記モータを制御するインバータ装置と、このインバータ装置の温度を検知するサーミスタと、上記インバータ装置を制御する制御部と、上記インバータ装置の予め設定された設定温度から、上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値を有する記憶部と、上記モータ、上記ポンプ、及び、上記インバータ装置を収容するケースとを備え、上記制御部は、上記サーミスタにより検知したサーミスタ温度と、上記設定温度とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基づいて、上記設定値を選択する運転制御手段とを具備し、上記運転制御手段は、上記サーミスタ温度が上記設定温度より低い場合には、上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記サーミスタ温度が上記設定温度より高い場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動することを特徴とする。
【０００９】
インバータ装置によりモータを制御する制御部と、上記モータにより回転駆動されるポンプとを備えたポンプ装置の制御方法であって、上記ポンプの駆動後、インバータ装置の温度を検知する検知工程と、この検知工程により検知された上記インバータ装置の温度が予め設定された設定温度以下であるか否かを比較する比較工程と、この比較工程の結果から、上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値のいずれかを選択するとともに、この設定値により上記ポンプを駆動させる運転制御工程とを備え、上記運転制御工程は、上記比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以下の場合には上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記温度が上記設定温度以上の場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱による構成品の破壊を防止するとともに、各温度条件で効率の良い運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置１を示す縦断面図、図２は同ポンプ装置１を模式的に示す説明図、図３は同ポンプ装置１の制御の一例を示す流れ図、図４は同制御の条件を示す説明図である。なお、図１及び図２中矢印Ｆは水の流れ方向を示している。
【００１２】
図１及び図２に示すように、ポンプ装置１は、ポンプ装置１を地面に設置するためのベース１０と、このベース１０上に固定されたポンプユニット２０と、ポンプユニット２０に接続された制御装置３０とを備えている。また、ベース１０上部には、ポンプユニット２０と制御装置３０とを覆うカバー１１が設けられている。このカバー１１はポンプユニット２０や制御装置３０を使用環境から保護するとともに、設置上の安全や外観の向上のために設けられている。
【００１３】
ポンプユニット２０は、ポンプ２１と、このポンプ２１を制御装置３０により制御駆動させるモータ２２と、ポンプ２１の吐出側に設けられポンプ２１への逆流を防止する逆止弁２３と、この逆止弁２３の下流に設けられたアキュムレータ２４と、逆止弁２３の下流に設けられた検知装置２５とを備えている。
【００１４】
ポンプユニット２０は、ポンプ２１の吸込み側に接続され、ケース１１の外表面に設けられた吸込継手２６と、逆止弁２３、アキュムレータ２４及び検知装置２５に流路を分岐するとともに、この一部がケース１１の外表面に設けられた吐出継手２７と、を備えている。吸込継手２６及び吐出継手２７には、それぞれ配水管（不図示）が接続されており、吸込継手２６側の配水管の延長上には水道配水管等の供給部が、吐出継手２７側の配水管の延長上には給水口（蛇口等）が設けられている。
【００１５】
ポンプ２１は、例えば遠心ポンプを用い、ベース１０に固定部材１２を介して取り付けられている。また、モータ２２には、例えばＤＣモータが用いられており、ポンプ２１に動力機構を介して一体に設けられている。アキュムレータ２４は、例えばバネ式アキュムレータが用いられ、逆止弁２３の下流に設けることで、脈動等を低減させるとともに、蓄圧可能に形成されている。
【００１６】
検知装置２５は、例えば流量計２８と圧力計２９とを備えている。流量計２８は、逆止弁２３と吐出継手２７との間の管路に設けられている。圧力計２９は逆止弁２３と吐出継手２７との間の圧力を検知可能に設けられている。流量計２８と圧力計２９とは、信号線Ｓを介して制御装置３０に接続することで、検知データを制御装置３０へと送信可能に形成されている。
【００１７】
制御装置３０には、マイクロプロセッサ等で構成された制御部３１と、この制御部３１に例えばバスラインＢで接続され、メモリ等により形成された記憶部３２と、モータ２２を制御するインバータ回路（インバータ装置）３３と、を備えている。
【００１８】
インバータ回路３３は、インバータ回路３３の温度を検知するサーミスタ３４を有している。また、インバータ回路３３は、記憶部３２に記憶された情報及び検知装置２５で検知された情報を基に制御部３１からの指示された制御方法によりモータ２２を作動可能に形成されている。
【００１９】
また、制御部３３は、サーミスタ３４により検知されたインバータ回路３３の温度と記憶部３２に記憶された設定値との比較を行う比較手段、ポンプ２１の駆動を制御する複数の運転制御手段、及び、インバータ回路３３を保護する運転制御手段を備えている。
【００２０】
このように構成されたポンプ装置１では、ポンプ装置１の電源がＯＮとなると、制御装置３０はモータ２２を回転させる。モータ２２は、動力機構を介してポンプ２１に回転を伝達させることで、ポンプ２１を駆動させる。この駆動により、図１及び２の流れＦに示すように、ポンプ２１は、吸込継手２６に設けられた配水管からの水を吸込む。ポンプ２１に吸込まれた水は、ポンプ２１により増圧されるとともに、逆止弁２３を介して吐出継手２７から吐出される。
【００２１】
このとき、流量計２８及び圧力計２９では、常時流量及び圧力が検知されている。この検知された流量及び圧力は、流量計２８及び圧力計２９に接続された信号線Ｓを介して制御装置３０の制御部３１へ送信される。制御部３１はこれらの検知結果から、ポンプ２１の吐出量等を算出し、記憶部３２に記憶された目標吐出量と比較する。この比較結果に相違があれば、算出した目標吐出量となるように、インバータ回路３３にモータ２２の回転数の指示を送る。インバータ回路３３は、この指示を基にモータ２２へ信号線Ｓを介して回転数の制御を行う。このように制御部３１は、目標吐出量へと近似させるようポンプ２１を駆動させる。
【００２２】
また、ポンプ２１の駆動開始時及び停止時や給水状況等により、水撃やサージ圧による急激な圧力変動等の脈動が発生することがある。この脈動により、構成品に悪影響を与えるのを防止するため、アキュムレータ２４は、このような脈動を緩衝するとともに、蓄圧により圧力調整を行う。
【００２３】
このようにポンプ装置１を作動させる上で、制御装置３０及びモータ２２には電流を印加するとともに、ポンプ２１及びモータ２２は回転運動を行う。このため、ポンプ装置１は発熱することとなる。
【００２４】
特に、ポンプ装置１は、ポンプ装置１の容積を小さくするためにケース１１内に各構成品が密集して配置されている。このため、ポンプ装置１内の温度は、作動開始から除々に上昇し、高温となる。また、供給する水を常温水から温水へと変化させると、その分ポンプ装置１の温度が上昇することとなる。このようなことにより、ポンプ装置１による発熱の大部分はカバー１１内に篭ることとなる。
【００２５】
このようにカバー１１内が高温となったままポンプ２１の駆動を継続すると、インバータ回路３３の構成品（例えば、スウィッチング素子）が熱により破壊される可能性がある。しかし、熱の破壊を防止するためにポンプ２１の駆動を停止させると、水を供給することができない。このため、制御装置３０は熱による構成品破壊を防止するとともに、ポンプ２１を駆動させる制御を行う。
【００２６】
このようなポンプ装置１の制御方法の動作の流れの一例を図３の流れ図を用いて説明する。
図３に示すように、まず、ポンプ装置１に電源が投入され、制御装置３０に起動の指示がなされると、制御装置３０の制御部３１は、インバータ回路３３を介してモータ２２を回転させる。モータ２２が回転すると、動力機構を介してポンプ２１が駆動される（ＳＴ１１）。ポンプ２１を駆動後、制御部３１は、まず通常運転（ポンプ高速駆動）の指示として、設定値（高速制御設定値）であるインバータ回路３３からモータ２２へと流す電流の最大値（電流制限値）Ｅ（Ａ）をＥＨ（通常電流設定値）、モータ２２の最大回転速度Ｆ（ｍｉｎ−１）をＦＨ（通常回転設定値）と設定する（ＳＴ１２：運転制御工程）。
【００２７】
ここで、制御部３１は電流制限値Ｅと最大回転速度Ｆを上限として、検知装置２５の流量計２８及び圧力計２９により検知された流量及び圧力から、ポンプ２１及びモータ２２の電流値と回転速度を可変させることで制御する。また、電流制限値Ｅ及び最大回転速度Ｆで制御するのではなく、どちらか一方で制御するようにしてもよい。さらに、最大回転速度Ｆはモータ２２又はポンプ２１の回転速度のどちらに設定してもよい。
【００２８】
このように、ポンプ２１を駆動させるとともに、インバータ回路３３に設けられたサーミスタ３４により温度を検知する（ＳＴ１３：検知工程）。このサーミスタ３４にて検知されたインバータ回路３３の温度（以下「サーミスタ温度」）は、バスラインＢを介して制御部３１へと送信される。
【００２９】
制御部３１は、記憶部３２に記憶された通常運転時のサーミスタ温度の上限値（以下「高温判断温度」）ＴＨと検知したサーミスタ温度Ｔとを比較することで、インバータ回路３３が高温とであるか否かの判断を行う（ＳＴ１４：比較工程）。サーミスタ温度Ｔが高温判断温度ＴＨより低い場合（Ｔ＜ＴＨ）には（ＳＴ１４、ＹＥＳ）、サーミスタ温度Ｔが高温ではないと判断され、通常運転を継続させる。
【００３０】
次に、通常運転を行いながら、外部からのポンプ停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ１５）。例えば、外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ１５、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う。インバータ回路３３はこの停止指示に基づきモータ２２を停止させる。
【００３１】
ポンプ２１はモータ２２と動力機構により接続されているため、モータ２２停止によりポンプ２１も停止されることとなる（ＳＴ１６）。なお、ポンプ停止の指示がない場合（ＳＴ１５、ＮＯ）には、再びサーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ１３）。なお、サーミスタ温度Ｔの検知は、一定時間毎に行う。なお、一定時間毎ではなく、常時サーミスタ温度Ｔを検知するようにしてもよい。
【００３２】
ポンプ停止後、制御部３１は、さらに外部からポンプ２１の運転開始の指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ１７）。このとき、運転開始指示がない場合（ＳＴ１７、ＮＯ）には、制御部３１はさらに、外部から電源停止の指示があるかの判断を行う（ＳＴ１８）。ここで電源停止の指示があった場合（ＳＴ１８、ＹＥＳ）には、電源を停止させ、終了となる。
【００３３】
なお、電源停止の指示がない場合（ＳＴ１８、ＮＯ）には、ＳＴ１７へと戻り、ポンプ２１の運転開始指示又は電源停止の指示があるまで待機することとなる。また、ポンプ停止後、さらにポンプ２１の運転開始の指示があった場合（ＳＴ１７、ＹＥＳ）には、再びポンプ２１の運転を開始（ＳＴ１１）させる。
【００３４】
サーミスタ温度Ｔが高温判断温度ＴＨより高い場合（Ｔ＞ＴＨ）には（ＳＴ１４、ＮＯ）、制御部３１は、インバータ回路３３の温度が高温であると判断する。このため、制御部３１は、インバータ回路３３の構成品を保護するために、サーミスタ温度Ｔと記憶部３２に記憶されたインバータ保護温度ＴＰとを比較する（ＳＴ１９：保護比較工程）。
【００３５】
サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより低い（Ｔ＜ＴＰ）場合には（ＳＴ１９、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３の温度が構成品の破壊温度までは達していないと判断する。また、極力インバータ回路３３の温度上昇を抑えるために、制御部３１は低速運転（ポンプ低速駆動）として電流制限値Ｅ（Ａ）をＥＬ（低電流設定値）、モータ２２の最大回転速度Ｆ（ｍｉｎ−１）をＦＬ（低回転設定値）に設定する（ＳＴ２０：運転制御工程）。インバータ回路３３は、この設定値（低速制御設定値）によりポンプ２１を駆動させる。また、低速運転中のサーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ２１：検知工程）。
【００３６】
制御部３１は、低速運転を行うことでサーミスタ温度Ｔが通常運転に復帰できる温度（以下「復帰温度」）ＴＲに温度が低下したか否かの判断を行う（ＳＴ２２：比較工程）。サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲより高い場合（Ｔ＜ＴＲ）には（ＳＴ２２、ＹＥＳ）、外部からのポンプ停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ２３）。
【００３７】
外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ２３、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。また、ポンプ２１の停止指示がない場合（ＳＴ２３、ＮＯ）には、ＳＴ１９へと戻り、再びサーミスタ温度Ｔとインバータ保護温度ＴＰとを比較する。
【００３８】
サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲより低い場合（Ｔ＜ＴＲ）には（ＳＴ２２、ＮＯ）、制御部３１は、サーミスタ温度Ｔが通常運転に復帰できる温度まで低下したとの判断を行う。このため、制御部３１は、ＳＴ１２へと戻り、インバータ回路３３へ通常運転の指示を行う。なお、これ以降はＳＴ１２以降の動作となる。
【００３９】
次に、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより高い（Ｔ＞ＴＰ）場合（ＳＴ１９、ＮＯ）の説明を行う。このように、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより高い場合には、インバータ回路３３の構成品が破壊される危険がある。このため、制御部３１は、これ以上サーミスタ温度Ｔが上昇しないよう、ポンプ２１を最小周波数運転（ポンプ最低速駆動）せる。（ＳＴ２４：保護運転制御工程）。
【００４０】
この最小周波数運転は、ポンプ２１が駆動される際、給水口側（下流側）へと水を供給できる最小の周波数の設定値（最小周波数制御設定値）で運転するものである。これは、例えば、サーミスタ温度Ｔの上昇を防止するためにポンプ２１の運転を停止すると、下流側へ水が供給されない（断水する）。この断水を回避し、給水を継続するとともに、極限までサーミスタ温度Ｔの上昇を抑えるために最小周波数運転にてポンプ２１を駆動させる。
【００４１】
なお、この最小周波数運転において制御部３１は、ポンプ２１の回転数を徐々に減少させることで、最終的に最小周波数となるように運転制御する。急に最小周波数運転へとポンプ２１の回転数を落とした場合、給水口から水を放水していたときに、急激に給水を停止させることによる使用者への不都合・不具合を低減させる。
【００４２】
また、ポンプの回転数を急激に減少させると、水撃やサージ圧等を誘発する可能性もある。これらにより発生する脈動は、アキュムレータ２４で吸収することが可能であるが、騒音の原因となることや、各構成品に急激な高い圧力を印加する可能性があるため、あまり好ましくない。これを防止するためにも、ポンプ２１の回転数を徐々に減少させる制御とする。なお、急激に回転数を減少させることでも適用は可能である。
【００４３】
このように、最小周波数運転制御を実行後、サーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ２５：検知工程）。制御部３１は、最小周波数運転制御を行うことで、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで温度が低下したか否かの判断を行う（ＳＴ２６：比較工程）。
【００４４】
サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで温度が低下していない場合（ＳＴ２６、ＹＥＳ）には、制御部３１は、記憶部３２に記憶されたインバータ過熱温度ＴＢからサーミスタ温度Ｔがインバータ回路３３の温度限界であるか否かを判断する（ＳＴ２７：比較工程）。
【００４５】
サーミスタ温度Ｔがインバータ過熱温度ＴＢよりも低い場合（ＳＴ２７、ＹＥＳ）には、サーミスタ温度Ｔは、限界温度ではないと判断される。従って、最小周波数運転を継続するとともに、外部からのポンプ２１停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ２８）。
【００４６】
外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ２８、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。また、ポンプ２１の停止指示がない場合（ＳＴ２８、ＮＯ）には、ＳＴ２５へと戻り、サーミスタ温度Ｔを検知する。
【００４７】
また、サーミスタ温度Ｔがインバータ過熱温度ＴＢより高い場合（ＳＴ２７、ＮＯ）には、インバータ回路３３の熱破壊による故障防止として、ポンプ２１を強制停止させる（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。
【００４８】
ＳＴ２６において、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰ以下である場合（ＳＴ２６、ＮＯ）には、制御部３１は、サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲまで温度が低下しているか否かの判断を行う（ＳＴ２２）。なお、これ以降はＳＴ２２以降の動作となる。
【００４９】
このように本実施の形態に係るポンプ装置１の制御を行うことで、例えば温水と常温水との温度の異なる水を供給する場合においても、サーミスタ温度Ｔの検知結果により、ポンプ２１の駆動上限値を変更することができる。従って、温水及び常温水のいずれかを供給する場合でも、インバータ回路３３を保護できる最大の設定上限値を用いることができ、効率よく運転することが可能となる。
【００５０】
また、常温水から温水へと切り替える等でのサーミスタ３４の温度上昇にも対応可能となる。さらに、インバータ回路３３を保護することも可能となる。これにより、ポンプ２１やモータ２２等を複数設置しなくともよい。
【００５１】
上述したように、本実施の形態に係るポンプ装置１によれば、サーミスタ温度Ｔに応じてポンプ２１の駆動を制御することで、インバータ回路３３の破壊を防止することが可能となる。また、サーミスタ温度Ｔにより、ポンプ２１の駆動の上限値を変更可能とすることで、各温度条件に適宜対応した運転を行うことができる。これにより、ポンプ装置１を効率よく運転することが可能となる。
【００５２】
また、供給水の温度や、夏季及び冬季等の外気温度条件等による温度の変化に対応できるため、ポンプ装置１の汎用性を向上させることもできる。さらに、サーミスタ温度Ｔに応じてポンプ２１駆動の設定値を変更可能となり、各温度条件に対応したポンプ２１及びその他の構成品を設ける必要が無い。このように、単体のポンプユニット２０を設けるだけでよいことから、製造コストの低減及びポンプ装置１の小型化も可能となる。
【００５３】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、電流制限値Ｅ及び最大回転速度Ｆを変えることで通常運転時、低速運転及び最小周波数運転の３種類の制御設定にてポンプ装置１を運転させているが、この制御設定をさらに増やしてもよい。例えば、通常運転と低速運転との中間の運転を行うようにする。このようにすることで、より詳細な温度の調整ができ、ポンプ２１をより効率よく運転させることができる。
【００５４】
また、ＳＴ２６では、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで低下したか否かを判断することで、その後の制御を行ったが、これを復帰温度ＴＲにより判断してもよい。これにより、よりサーミスタ３４を保護することが可能となる。
【００５５】
さらに、上述した例では、運転停止（ＳＴ１５、ＳＴ２３及びＳＴ２８）は、外部からの停止指示としたが、これを一定の時間経過後、制御部３１により停止させる構成としてもよい。同様に、ポンプ運転開始指示（ＳＴ１７）も一定時間経過後にポンプ２１を駆動させるように構成してもよい。
【００５６】
また、上述した例では、インバータ回路３３にサーミスタ３４を設けて、このサーミスタ温度により制御を行うとしたが、ポンプ２１の近くにさらに温度検知器を有する構成としてもよい。これにより、ポンプ２１周辺の温度とサーミスタ３４との温度を用いることによりさらに詳細な制御が可能となる。また、温水及び常温水条件のみで制御することとしてもよい。温度検知をポンプ２１周辺で行うことで、供給水の温度が温水なのか否かの判断をし、温水と常温水とにより制御方法を変更させる。これにより、より簡易な制御となり、装置を安くすることが可能となる。
【００５７】
さらに、同構成品のポンプユニットを２つ設けたポンプ装置とし、２つのポンプユニットで同一の制御を行ってもよい。これにより、例えばポンプユニットの一方が故障等により運転不可能となっても、他方を運転することにより、確実に給水することが可能となる。また、例えばポンプ装置の補修又は点検時に、片方ずつ補修又は点検することで断水させることなく補修又は点検を行うことが可能となる。この他、表示機及び外部入力装置等を有する構成としてもよい。表示機を設けることで現在の回転数や、吐出量、さらに現在の制御設定等を確認可能としてもよい。また、外部入力装置を設けることで、適宜設定値を変更可能としたり、強制的にユーザの指定する設定値により運転することを可能としてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るポンプ装置を示す縦断面図。
【図２】同ポンプ装置を模式的に示す説明図。
【図３】同ポンプ装置の制御の一例を示す流れ図。
【図４】同制御条件を示す説明図。
【符号の説明】
【００５９】
１…ポンプ装置、１０…ベース、１１…カバー、２０…ポンプユニット、２１…ポンプ、２２…モータ、２３…逆止弁、２４…アキュムレータ、２５…検知装置、２６…吸込継手、２７…吐出継手、３０…制御装置、３１…制御部、３２…記憶部、３３…インバータ回路、３４…サーミスタ、Ｆ…水の流れ方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を供給するポンプ装置及びポンプ装置の制御方法に関し、特に温度条件による構成品の熱破壊を防止するとともに、効率のよい運転が可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの上階等に水を給水（揚水）させるために、主として増圧給水装置（以下「ポンプ装置」）が用いられている。このようなポンプ装置は、例えば、ケース内にインバータ回路、モータ及びポンプ等を収容し、インバータ回路によりモータを制御することで、ポンプの回転数及び吐出量を制御可能に形成されている。このようなポンプ装置を用いる上で、ケース内に各構成品を配置させるため、ポンプ装置を作動させると各構成品の発熱によりケース内は高温となる。
【０００３】
ケース内が高温となると、インバータ回路を構成する各種構成品（例えば、スウィッチング素子）が熱により破壊されることがある。この熱による構成品の破壊を防止するために、サーミスタによりインバータ回路の温度を検知し、この温度がある一定を超えるとモータを停止させることができるモータ駆動装置（例えば特許文献１参照）をポンプ装置に用いている。また、供給する水が、常温水だけではなく温水を供給することができるように、常温水用のポンプと温水用のポンプとの２種類のポンプを有するポンプ装置もあった。
【特許文献１】特開２００５−８０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したポンプ装置では、次のような問題があった。すなわち、温水や常温水等を供給するポンプ装置では、各温度に適したポンプが複数必要であるため、製造コストとともにポンプ装置が大型となる。一方、温水や常温水の供給等の温度条件の異なる場合に一台のポンプで水を供給する場合には、温水と常温水とで同一の電流制限値や回転速度等の上限値設定を用いることとなる。しかし、常温水の設定とした場合に温水を供給すると、ポンプ装置のケース内で温度が異常上昇する可能性がある。逆に、温水に設定し常温水を運転させると、ケース内温度が低温であるにもかかわらず、温水時の設定で運転することで、吐出量が少ない等の効率が悪い運転となる。
【０００５】
特に、ケース内温度が異常上昇すると、インバータ回路等に用いられる熱に弱い構成品は、熱により破壊される虞がある。なお、常温水と温水とを用いる場合だけではなく、例えば夏場と冬場との外気温の差や使用地域等によっても同様の問題は発生する。
【０００６】
そこで本発明は、熱による構成品の破壊を防止するとともに、各温度条件で効率の良い運転が可能なポンプ装置及びポンプ装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポンプ装置及びこの制御方法は次のように構成されている。
【０００８】
モータにより駆動されるポンプと、上記モータを制御するインバータ装置と、このインバータ装置の温度を検知するサーミスタと、上記インバータ装置を制御する制御部と、上記インバータ装置の予め設定された設定温度から、上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値を有する記憶部と、上記モータ、上記ポンプ、及び、上記インバータ装置を収容するケースとを備え、上記制御部は、上記サーミスタにより検知したサーミスタ温度と、上記設定温度とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基づいて、上記設定値を選択する運転制御手段とを具備し、上記運転制御手段は、上記サーミスタ温度が上記設定温度より低い場合には、上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記サーミスタ温度が上記設定温度より高い場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動することを特徴とする。
【０００９】
インバータ装置によりモータを制御する制御部と、上記モータにより回転駆動されるポンプとを備えたポンプ装置の制御方法であって、上記ポンプの駆動後、インバータ装置の温度を検知する検知工程と、この検知工程により検知された上記インバータ装置の温度が予め設定された設定温度以下であるか否かを比較する比較工程と、この比較工程の結果から、上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値のいずれかを選択するとともに、この設定値により上記ポンプを駆動させる運転制御工程とを備え、上記運転制御工程は、上記比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以下の場合には上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記温度が上記設定温度以上の場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱による構成品の破壊を防止するとともに、各温度条件で効率の良い運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置１を示す縦断面図、図２は同ポンプ装置１を模式的に示す説明図、図３は同ポンプ装置１の制御の一例を示す流れ図、図４は同制御の条件を示す説明図である。なお、図１及び図２中矢印Ｆは水の流れ方向を示している。
【００１２】
図１及び図２に示すように、ポンプ装置１は、ポンプ装置１を地面に設置するためのベース１０と、このベース１０上に固定されたポンプユニット２０と、ポンプユニット２０に接続された制御装置３０とを備えている。また、ベース１０上部には、ポンプユニット２０と制御装置３０とを覆うカバー１１が設けられている。このカバー１１はポンプユニット２０や制御装置３０を使用環境から保護するとともに、設置上の安全や外観の向上のために設けられている。
【００１３】
ポンプユニット２０は、ポンプ２１と、このポンプ２１を制御装置３０により制御駆動させるモータ２２と、ポンプ２１の吐出側に設けられポンプ２１への逆流を防止する逆止弁２３と、この逆止弁２３の下流に設けられたアキュムレータ２４と、逆止弁２３の下流に設けられた検知装置２５とを備えている。
【００１４】
ポンプユニット２０は、ポンプ２１の吸込み側に接続され、ケース１１の外表面に設けられた吸込継手２６と、逆止弁２３、アキュムレータ２４及び検知装置２５に流路を分岐するとともに、この一部がケース１１の外表面に設けられた吐出継手２７と、を備えている。吸込継手２６及び吐出継手２７には、それぞれ配水管（不図示）が接続されており、吸込継手２６側の配水管の延長上には水道配水管等の供給部が、吐出継手２７側の配水管の延長上には給水口（蛇口等）が設けられている。
【００１５】
ポンプ２１は、例えば遠心ポンプを用い、ベース１０に固定部材１２を介して取り付けられている。また、モータ２２には、例えばＤＣモータが用いられており、ポンプ２１に動力機構を介して一体に設けられている。アキュムレータ２４は、例えばバネ式アキュムレータが用いられ、逆止弁２３の下流に設けることで、脈動等を低減させるとともに、蓄圧可能に形成されている。
【００１６】
検知装置２５は、例えば流量計２８と圧力計２９とを備えている。流量計２８は、逆止弁２３と吐出継手２７との間の管路に設けられている。圧力計２９は逆止弁２３と吐出継手２７との間の圧力を検知可能に設けられている。流量計２８と圧力計２９とは、信号線Ｓを介して制御装置３０に接続することで、検知データを制御装置３０へと送信可能に形成されている。
【００１７】
制御装置３０には、マイクロプロセッサ等で構成された制御部３１と、この制御部３１に例えばバスラインＢで接続され、メモリ等により形成された記憶部３２と、モータ２２を制御するインバータ回路（インバータ装置）３３と、を備えている。
【００１８】
インバータ回路３３は、インバータ回路３３の温度を検知するサーミスタ３４を有している。また、インバータ回路３３は、記憶部３２に記憶された情報及び検知装置２５で検知された情報を基に制御部３１からの指示された制御方法によりモータ２２を作動可能に形成されている。
【００１９】
また、制御部３３は、サーミスタ３４により検知されたインバータ回路３３の温度と記憶部３２に記憶された設定値との比較を行う比較手段、ポンプ２１の駆動を制御する複数の運転制御手段、及び、インバータ回路３３を保護する運転制御手段を備えている。
【００２０】
このように構成されたポンプ装置１では、ポンプ装置１の電源がＯＮとなると、制御装置３０はモータ２２を回転させる。モータ２２は、動力機構を介してポンプ２１に回転を伝達させることで、ポンプ２１を駆動させる。この駆動により、図１及び２の流れＦに示すように、ポンプ２１は、吸込継手２６に設けられた配水管からの水を吸込む。ポンプ２１に吸込まれた水は、ポンプ２１により増圧されるとともに、逆止弁２３を介して吐出継手２７から吐出される。
【００２１】
このとき、流量計２８及び圧力計２９では、常時流量及び圧力が検知されている。この検知された流量及び圧力は、流量計２８及び圧力計２９に接続された信号線Ｓを介して制御装置３０の制御部３１へ送信される。制御部３１はこれらの検知結果から、ポンプ２１の吐出量等を算出し、記憶部３２に記憶された目標吐出量と比較する。この比較結果に相違があれば、算出した目標吐出量となるように、インバータ回路３３にモータ２２の回転数の指示を送る。インバータ回路３３は、この指示を基にモータ２２へ信号線Ｓを介して回転数の制御を行う。このように制御部３１は、目標吐出量へと近似させるようポンプ２１を駆動させる。
【００２２】
また、ポンプ２１の駆動開始時及び停止時や給水状況等により、水撃やサージ圧による急激な圧力変動等の脈動が発生することがある。この脈動により、構成品に悪影響を与えるのを防止するため、アキュムレータ２４は、このような脈動を緩衝するとともに、蓄圧により圧力調整を行う。
【００２３】
このようにポンプ装置１を作動させる上で、制御装置３０及びモータ２２には電流を印加するとともに、ポンプ２１及びモータ２２は回転運動を行う。このため、ポンプ装置１は発熱することとなる。
【００２４】
特に、ポンプ装置１は、ポンプ装置１の容積を小さくするためにケース１１内に各構成品が密集して配置されている。このため、ポンプ装置１内の温度は、作動開始から除々に上昇し、高温となる。また、供給する水を常温水から温水へと変化させると、その分ポンプ装置１の温度が上昇することとなる。このようなことにより、ポンプ装置１による発熱の大部分はカバー１１内に篭ることとなる。
【００２５】
このようにカバー１１内が高温となったままポンプ２１の駆動を継続すると、インバータ回路３３の構成品（例えば、スウィッチング素子）が熱により破壊される可能性がある。しかし、熱の破壊を防止するためにポンプ２１の駆動を停止させると、水を供給することができない。このため、制御装置３０は熱による構成品破壊を防止するとともに、ポンプ２１を駆動させる制御を行う。
【００２６】
このようなポンプ装置１の制御方法の動作の流れの一例を図３の流れ図を用いて説明する。
図３に示すように、まず、ポンプ装置１に電源が投入され、制御装置３０に起動の指示がなされると、制御装置３０の制御部３１は、インバータ回路３３を介してモータ２２を回転させる。モータ２２が回転すると、動力機構を介してポンプ２１が駆動される（ＳＴ１１）。ポンプ２１を駆動後、制御部３１は、まず通常運転（ポンプ高速駆動）の指示として、設定値（高速制御設定値）であるインバータ回路３３からモータ２２へと流す電流の最大値（電流制限値）Ｅ（Ａ）をＥＨ（通常電流設定値）、モータ２２の最大回転速度Ｆ（ｍｉｎ−１）をＦＨ（通常回転設定値）と設定する（ＳＴ１２：運転制御工程）。
【００２７】
ここで、制御部３１は電流制限値Ｅと最大回転速度Ｆを上限として、検知装置２５の流量計２８及び圧力計２９により検知された流量及び圧力から、ポンプ２１及びモータ２２の電流値と回転速度を可変させることで制御する。また、電流制限値Ｅ及び最大回転速度Ｆで制御するのではなく、どちらか一方で制御するようにしてもよい。さらに、最大回転速度Ｆはモータ２２又はポンプ２１の回転速度のどちらに設定してもよい。
【００２８】
このように、ポンプ２１を駆動させるとともに、インバータ回路３３に設けられたサーミスタ３４により温度を検知する（ＳＴ１３：検知工程）。このサーミスタ３４にて検知されたインバータ回路３３の温度（以下「サーミスタ温度」）は、バスラインＢを介して制御部３１へと送信される。
【００２９】
制御部３１は、記憶部３２に記憶された通常運転時のサーミスタ温度の上限値（以下「高温判断温度」）ＴＨと検知したサーミスタ温度Ｔとを比較することで、インバータ回路３３が高温とであるか否かの判断を行う（ＳＴ１４：比較工程）。サーミスタ温度Ｔが高温判断温度ＴＨより低い場合（Ｔ＜ＴＨ）には（ＳＴ１４、ＹＥＳ）、サーミスタ温度Ｔが高温ではないと判断され、通常運転を継続させる。
【００３０】
次に、通常運転を行いながら、外部からのポンプ停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ１５）。例えば、外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ１５、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う。インバータ回路３３はこの停止指示に基づきモータ２２を停止させる。
【００３１】
ポンプ２１はモータ２２と動力機構により接続されているため、モータ２２停止によりポンプ２１も停止されることとなる（ＳＴ１６）。なお、ポンプ停止の指示がない場合（ＳＴ１５、ＮＯ）には、再びサーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ１３）。なお、サーミスタ温度Ｔの検知は、一定時間毎に行う。なお、一定時間毎ではなく、常時サーミスタ温度Ｔを検知するようにしてもよい。
【００３２】
ポンプ停止後、制御部３１は、さらに外部からポンプ２１の運転開始の指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ１７）。このとき、運転開始指示がない場合（ＳＴ１７、ＮＯ）には、制御部３１はさらに、外部から電源停止の指示があるかの判断を行う（ＳＴ１８）。ここで電源停止の指示があった場合（ＳＴ１８、ＹＥＳ）には、電源を停止させ、終了となる。
【００３３】
なお、電源停止の指示がない場合（ＳＴ１８、ＮＯ）には、ＳＴ１７へと戻り、ポンプ２１の運転開始指示又は電源停止の指示があるまで待機することとなる。また、ポンプ停止後、さらにポンプ２１の運転開始の指示があった場合（ＳＴ１７、ＹＥＳ）には、再びポンプ２１の運転を開始（ＳＴ１１）させる。
【００３４】
サーミスタ温度Ｔが高温判断温度ＴＨより高い場合（Ｔ＞ＴＨ）には（ＳＴ１４、ＮＯ）、制御部３１は、インバータ回路３３の温度が高温であると判断する。このため、制御部３１は、インバータ回路３３の構成品を保護するために、サーミスタ温度Ｔと記憶部３２に記憶されたインバータ保護温度ＴＰとを比較する（ＳＴ１９：保護比較工程）。
【００３５】
サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより低い（Ｔ＜ＴＰ）場合には（ＳＴ１９、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３の温度が構成品の破壊温度までは達していないと判断する。また、極力インバータ回路３３の温度上昇を抑えるために、制御部３１は低速運転（ポンプ低速駆動）として電流制限値Ｅ（Ａ）をＥＬ（低電流設定値）、モータ２２の最大回転速度Ｆ（ｍｉｎ−１）をＦＬ（低回転設定値）に設定する（ＳＴ２０：運転制御工程）。インバータ回路３３は、この設定値（低速制御設定値）によりポンプ２１を駆動させる。また、低速運転中のサーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ２１：検知工程）。
【００３６】
制御部３１は、低速運転を行うことでサーミスタ温度Ｔが通常運転に復帰できる温度（以下「復帰温度」）ＴＲに温度が低下したか否かの判断を行う（ＳＴ２２：比較工程）。サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲより高い場合（Ｔ＜ＴＲ）には（ＳＴ２２、ＹＥＳ）、外部からのポンプ停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ２３）。
【００３７】
外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ２３、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。また、ポンプ２１の停止指示がない場合（ＳＴ２３、ＮＯ）には、ＳＴ１９へと戻り、再びサーミスタ温度Ｔとインバータ保護温度ＴＰとを比較する。
【００３８】
サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲより低い場合（Ｔ＜ＴＲ）には（ＳＴ２２、ＮＯ）、制御部３１は、サーミスタ温度Ｔが通常運転に復帰できる温度まで低下したとの判断を行う。このため、制御部３１は、ＳＴ１２へと戻り、インバータ回路３３へ通常運転の指示を行う。なお、これ以降はＳＴ１２以降の動作となる。
【００３９】
次に、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより高い（Ｔ＞ＴＰ）場合（ＳＴ１９、ＮＯ）の説明を行う。このように、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰより高い場合には、インバータ回路３３の構成品が破壊される危険がある。このため、制御部３１は、これ以上サーミスタ温度Ｔが上昇しないよう、ポンプ２１を最小周波数運転（ポンプ最低速駆動）せる。（ＳＴ２４：保護運転制御工程）。
【００４０】
この最小周波数運転は、ポンプ２１が駆動される際、給水口側（下流側）へと水を供給できる最小の周波数の設定値（最小周波数制御設定値）で運転するものである。これは、例えば、サーミスタ温度Ｔの上昇を防止するためにポンプ２１の運転を停止すると、下流側へ水が供給されない（断水する）。この断水を回避し、給水を継続するとともに、極限までサーミスタ温度Ｔの上昇を抑えるために最小周波数運転にてポンプ２１を駆動させる。
【００４１】
なお、この最小周波数運転において制御部３１は、ポンプ２１の回転数を徐々に減少させることで、最終的に最小周波数となるように運転制御する。急に最小周波数運転へとポンプ２１の回転数を落とした場合、給水口から水を放水していたときに、急激に給水を停止させることによる使用者への不都合・不具合を低減させる。
【００４２】
また、ポンプの回転数を急激に減少させると、水撃やサージ圧等を誘発する可能性もある。これらにより発生する脈動は、アキュムレータ２４で吸収することが可能であるが、騒音の原因となることや、各構成品に急激な高い圧力を印加する可能性があるため、あまり好ましくない。これを防止するためにも、ポンプ２１の回転数を徐々に減少させる制御とする。なお、急激に回転数を減少させることでも適用は可能である。
【００４３】
このように、最小周波数運転制御を実行後、サーミスタ温度Ｔを検知する（ＳＴ２５：検知工程）。制御部３１は、最小周波数運転制御を行うことで、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで温度が低下したか否かの判断を行う（ＳＴ２６：比較工程）。
【００４４】
サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで温度が低下していない場合（ＳＴ２６、ＹＥＳ）には、制御部３１は、記憶部３２に記憶されたインバータ過熱温度ＴＢからサーミスタ温度Ｔがインバータ回路３３の温度限界であるか否かを判断する（ＳＴ２７：比較工程）。
【００４５】
サーミスタ温度Ｔがインバータ過熱温度ＴＢよりも低い場合（ＳＴ２７、ＹＥＳ）には、サーミスタ温度Ｔは、限界温度ではないと判断される。従って、最小周波数運転を継続するとともに、外部からのポンプ２１停止指示があるか否かの判断を行う（ＳＴ２８）。
【００４６】
外部からポンプ２１の停止の指示があった場合には（ＳＴ２８、ＹＥＳ）、制御部３１は、インバータ回路３３にモータ２２の停止指示を行う（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。また、ポンプ２１の停止指示がない場合（ＳＴ２８、ＮＯ）には、ＳＴ２５へと戻り、サーミスタ温度Ｔを検知する。
【００４７】
また、サーミスタ温度Ｔがインバータ過熱温度ＴＢより高い場合（ＳＴ２７、ＮＯ）には、インバータ回路３３の熱破壊による故障防止として、ポンプ２１を強制停止させる（ＳＴ１６）。なお、これ以降はＳＴ１６以降の動作となる。
【００４８】
ＳＴ２６において、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰ以下である場合（ＳＴ２６、ＮＯ）には、制御部３１は、サーミスタ温度Ｔが復帰温度ＴＲまで温度が低下しているか否かの判断を行う（ＳＴ２２）。なお、これ以降はＳＴ２２以降の動作となる。
【００４９】
このように本実施の形態に係るポンプ装置１の制御を行うことで、例えば温水と常温水との温度の異なる水を供給する場合においても、サーミスタ温度Ｔの検知結果により、ポンプ２１の駆動上限値を変更することができる。従って、温水及び常温水のいずれかを供給する場合でも、インバータ回路３３を保護できる最大の設定上限値を用いることができ、効率よく運転することが可能となる。
【００５０】
また、常温水から温水へと切り替える等でのサーミスタ３４の温度上昇にも対応可能となる。さらに、インバータ回路３３を保護することも可能となる。これにより、ポンプ２１やモータ２２等を複数設置しなくともよい。
【００５１】
上述したように、本実施の形態に係るポンプ装置１によれば、サーミスタ温度Ｔに応じてポンプ２１の駆動を制御することで、インバータ回路３３の破壊を防止することが可能となる。また、サーミスタ温度Ｔにより、ポンプ２１の駆動の上限値を変更可能とすることで、各温度条件に適宜対応した運転を行うことができる。これにより、ポンプ装置１を効率よく運転することが可能となる。
【００５２】
また、供給水の温度や、夏季及び冬季等の外気温度条件等による温度の変化に対応できるため、ポンプ装置１の汎用性を向上させることもできる。さらに、サーミスタ温度Ｔに応じてポンプ２１駆動の設定値を変更可能となり、各温度条件に対応したポンプ２１及びその他の構成品を設ける必要が無い。このように、単体のポンプユニット２０を設けるだけでよいことから、製造コストの低減及びポンプ装置１の小型化も可能となる。
【００５３】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、電流制限値Ｅ及び最大回転速度Ｆを変えることで通常運転時、低速運転及び最小周波数運転の３種類の制御設定にてポンプ装置１を運転させているが、この制御設定をさらに増やしてもよい。例えば、通常運転と低速運転との中間の運転を行うようにする。このようにすることで、より詳細な温度の調整ができ、ポンプ２１をより効率よく運転させることができる。
【００５４】
また、ＳＴ２６では、サーミスタ温度Ｔがインバータ保護温度ＴＰまで低下したか否かを判断することで、その後の制御を行ったが、これを復帰温度ＴＲにより判断してもよい。これにより、よりサーミスタ３４を保護することが可能となる。
【００５５】
さらに、上述した例では、運転停止（ＳＴ１５、ＳＴ２３及びＳＴ２８）は、外部からの停止指示としたが、これを一定の時間経過後、制御部３１により停止させる構成としてもよい。同様に、ポンプ運転開始指示（ＳＴ１７）も一定時間経過後にポンプ２１を駆動させるように構成してもよい。
【００５６】
また、上述した例では、インバータ回路３３にサーミスタ３４を設けて、このサーミスタ温度により制御を行うとしたが、ポンプ２１の近くにさらに温度検知器を有する構成としてもよい。これにより、ポンプ２１周辺の温度とサーミスタ３４との温度を用いることによりさらに詳細な制御が可能となる。また、温水及び常温水条件のみで制御することとしてもよい。温度検知をポンプ２１周辺で行うことで、供給水の温度が温水なのか否かの判断をし、温水と常温水とにより制御方法を変更させる。これにより、より簡易な制御となり、装置を安くすることが可能となる。
【００５７】
さらに、同構成品のポンプユニットを２つ設けたポンプ装置とし、２つのポンプユニットで同一の制御を行ってもよい。これにより、例えばポンプユニットの一方が故障等により運転不可能となっても、他方を運転することにより、確実に給水することが可能となる。また、例えばポンプ装置の補修又は点検時に、片方ずつ補修又は点検することで断水させることなく補修又は点検を行うことが可能となる。この他、表示機及び外部入力装置等を有する構成としてもよい。表示機を設けることで現在の回転数や、吐出量、さらに現在の制御設定等を確認可能としてもよい。また、外部入力装置を設けることで、適宜設定値を変更可能としたり、強制的にユーザの指定する設定値により運転することを可能としてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るポンプ装置を示す縦断面図。
【図２】同ポンプ装置を模式的に示す説明図。
【図３】同ポンプ装置の制御の一例を示す流れ図。
【図４】同制御条件を示す説明図。
【符号の説明】
【００５９】
１…ポンプ装置、１０…ベース、１１…カバー、２０…ポンプユニット、２１…ポンプ、２２…モータ、２３…逆止弁、２４…アキュムレータ、２５…検知装置、２６…吸込継手、２７…吐出継手、３０…制御装置、３１…制御部、３２…記憶部、３３…インバータ回路、３４…サーミスタ、Ｆ…水の流れ方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動されるポンプと、
上記モータを制御するインバータ装置と、
このインバータ装置の温度を検知するサーミスタと、
上記インバータ装置を制御する制御部と、
上記インバータ装置の予め設定された設定温度と上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値を有する記憶部と、
上記モータ、上記ポンプ、及び、上記インバータ装置を収容するケースとを備え、
上記制御部は、
上記サーミスタにより検知したサーミスタ温度と、上記設定温度とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に基づいて、上記設定値を選択する運転制御手段とを具備し、
上記運転制御手段は、上記サーミスタ温度が上記設定温度より低い場合には、上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記サーミスタ温度が上記設定温度より高い場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動することを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
上記記憶部は、上記低速制御設定値よりもさらに低速にて駆動させる最小周波数制御設定値を有し、
上記制御部は、上記運転制御手段として、上記サーミスタ温度が上記設定温度より所定値以上高い場合に、上記最小周波数制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動させるとともに、上記ポンプを駆動停止後、さらに再起動したときに、上記比較手段により比較を行うことを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項３】
インバータ装置によりモータを制御する制御部と、上記モータにより回転駆動されるポンプとを備えたポンプ装置の制御方法であって、
上記ポンプの駆動後、インバータ装置の温度を検知する検知工程と、
この検知工程により検知された上記インバータ装置の温度が予め設定された設定温度以下であるか否かを比較する比較工程と、
この比較工程の結果から、上記ポンプの駆動速度の上限値として高速の設定値、及び、低速の設定値の少なくともいずれかの設定値を選択し、この設定値により上記ポンプを駆動制御する運転制御工程とを備え、
上記運転制御工程は、上記比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以下の場合には上記高速の設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以上の場合には、上記低速の設定値に基づいて上記ポンプを駆動制御することを特徴とするポンプ装置の制御方法。
【請求項４】
上記比較工程で上記インバータ装置の温度が上記設定値以上であった場合には、上記インバータ装置の温度が上記設定温度より所定値以上であるか否かをさらに比較する保護比較工程と、
この保護比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定値より所定値以上であった場合には、上記ポンプを、上記低速の設定値よりもさらに低速である上記ポンプの最小周波数にて駆動させる保護運転制御工程と、をさらに備え、
上記保護運転制御工程終了後、上記ポンプを再駆動させたときに、上記検知工程、上記比較工程及び上記運転制御工程を実行することを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置の制御方法。
【請求項１】
モータにより駆動されるポンプと、
上記モータを制御するインバータ装置と、
このインバータ装置の温度を検知するサーミスタと、
上記インバータ装置を制御する制御部と、
上記インバータ装置の予め設定された設定温度と上記ポンプの駆動速度の上限値である高速制御設定値、及び、低速制御設定値の少なくとも２種類の設定値を有する記憶部と、
上記モータ、上記ポンプ、及び、上記インバータ装置を収容するケースとを備え、
上記制御部は、
上記サーミスタにより検知したサーミスタ温度と、上記設定温度とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に基づいて、上記設定値を選択する運転制御手段とを具備し、
上記運転制御手段は、上記サーミスタ温度が上記設定温度より低い場合には、上記高速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記サーミスタ温度が上記設定温度より高い場合には、上記低速制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動することを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
上記記憶部は、上記低速制御設定値よりもさらに低速にて駆動させる最小周波数制御設定値を有し、
上記制御部は、上記運転制御手段として、上記サーミスタ温度が上記設定温度より所定値以上高い場合に、上記最小周波数制御設定値に基づいて上記ポンプを駆動させるとともに、上記ポンプを駆動停止後、さらに再起動したときに、上記比較手段により比較を行うことを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項３】
インバータ装置によりモータを制御する制御部と、上記モータにより回転駆動されるポンプとを備えたポンプ装置の制御方法であって、
上記ポンプの駆動後、インバータ装置の温度を検知する検知工程と、
この検知工程により検知された上記インバータ装置の温度が予め設定された設定温度以下であるか否かを比較する比較工程と、
この比較工程の結果から、上記ポンプの駆動速度の上限値として高速の設定値、及び、低速の設定値の少なくともいずれかの設定値を選択し、この設定値により上記ポンプを駆動制御する運転制御工程とを備え、
上記運転制御工程は、上記比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以下の場合には上記高速の設定値に基づいて上記ポンプを駆動するとともに、上記インバータ装置の温度が上記設定温度以上の場合には、上記低速の設定値に基づいて上記ポンプを駆動制御することを特徴とするポンプ装置の制御方法。
【請求項４】
上記比較工程で上記インバータ装置の温度が上記設定値以上であった場合には、上記インバータ装置の温度が上記設定温度より所定値以上であるか否かをさらに比較する保護比較工程と、
この保護比較工程で、上記インバータ装置の温度が上記設定値より所定値以上であった場合には、上記ポンプを、上記低速の設定値よりもさらに低速である上記ポンプの最小周波数にて駆動させる保護運転制御工程と、をさらに備え、
上記保護運転制御工程終了後、上記ポンプを再駆動させたときに、上記検知工程、上記比較工程及び上記運転制御工程を実行することを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２２３６８２（Ｐ２００８−２２３６８２Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６５４３４（Ｐ２００７−６５４３４）
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
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