薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法
【課題】除菌剤を安定して注入できる薬液注入ユニットを提供する。
【解決手段】送水管１４内の流量に比例した量の薬液を送水管１４内に注入する薬液注入ユニット１６において、停止モードにおいて、流量センサ２４からのパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄに基づいて注入ポンプ３０から薬液類を送水管１４内に注入させ、更に運転モードを設定する第１制御手段２６と、運転モードにおいて、パルス信号の分周処理により薬液類を送水管１４内に注入させる第２制御手段２７と、運転モードにおいて、流量センサ２４からのパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄに基づいて停止モードを設定する第３制御手段２８とを備えて薬液注入ユニット１６を構成した。
【解決手段】送水管１４内の流量に比例した量の薬液を送水管１４内に注入する薬液注入ユニット１６において、停止モードにおいて、流量センサ２４からのパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄに基づいて注入ポンプ３０から薬液類を送水管１４内に注入させ、更に運転モードを設定する第１制御手段２６と、運転モードにおいて、パルス信号の分周処理により薬液類を送水管１４内に注入させる第２制御手段２７と、運転モードにおいて、流量センサ２４からのパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄに基づいて停止モードを設定する第３制御手段２８とを備えて薬液注入ユニット１６を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸水等を送水させた送水管内に、送水量に応じた除菌剤を注入し、除菌した井戸水等を飲料用水として給水する薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、井戸水を水道水として給水する給水システムにおいては、送水ポンプと、濾過装置等を備え、送水ポンプで送水した井戸水に薬液注入ユニットから所定量の薬液（除菌剤等）を注入し、井戸水を除菌処理するとともに、井戸水中の不純物を濾過装置で濾過するようにしている。
【０００３】
薬液注入ユニットは、薬液を貯留する貯留槽と、貯留槽から薬液を井戸水中に注入させる注入ポンプ等から構成されている。注入ポンプとしては、ダイヤフラムをソレノイドで駆動させるソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプが、小型で、薬液注入ユニット等に組み込み易く、少量の液体を正確に注入させる点等から広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
濾過装置は、セラミック製の濾過材と除マンガン用の濾過材等を有し、セラミック製の濾過材で井戸水中の浮遊物を濾過するとともに、鉄イオンを除菌剤である次亜塩素酸ナトリウムにより酸化させて不水溶性の水酸化第二鉄にして濾過したり、除マンガン用の濾過材に井戸水中のマンガンイオンを凝着させている。
【０００５】
薬液注入ユニットは、送水量を検出する、例えば羽根車式の流量センサを有し、流量センサが所定流量ごとに発するパルス信号に基づき制御装置が注入ポンプを駆動させ、除菌剤の濃度が所定値となるように制御している。更に制御装置は、予め設定された分周比で流量センサからのパルス信号を分周し、注入ポンプの誤動作等を防止したりしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８―２８０８３号公報
【特許文献２】特許第４３１２９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、パルス信号を制御装置で分周処理して送水ポンプの作動を制御すると、送水量が減少した場合、送水ポンプを作動させるパルス信号が入力されるまでに時間がかかり、除菌剤の注入に時間的な遅れが生じることがある。薬液注入ユニットのソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプは作動が間欠的であるため、除菌剤の注入量が減少して作動パルスの出現に遅れが生じると、送水管内に除菌剤が注入されていない時間帯が発生し、その間に除菌されていない井戸水が通過して水道水として需要者に供給されるおそれがあった。
【０００８】
一方、作動時間遅れを解消するため分周比を大きくしたり、倍率制御方式とすると、少ない数のパルス信号の入力で作動されるので、突然注入ポンプが作動してしまうことがある。又、外乱等でパルス信号が消失したり、あるいはパルス信号として誤認して、送水ポンプに誤った作動を起こさせるおそれがある。
【０００９】
更に、流量比例制御運転の許可、禁止を選択して、時間遅れを解消しようとした場合、許可信号を入力するためのタイマ制御盤等を制御装置とは別に新たに用意する必要等が生じていた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決し、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプが作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプを正確に作動させることができる薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決し、目的を達成するため、薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法を次のように構成した。すなわち、薬液注入ユニットは、送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、薬液類を送水管内に注入するソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなる注入ポンプと、流量センサからのパルス信号を処理して注入ポンプに作動指示を送出する制御装置とを備え、制御装置は、注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に停止モードにおいて、パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、パルス信号の単位時間当たりの発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させ、更に、停止モードを運転モードに設定を変更する第１制御手段と、運転モードにおいて、流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させる第２制御手段と、更に運転モードにおいて、流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加えるとともに、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、運転モードを停止モードに設定を変更する第３制御手段と、を備えて構成した。
【００１２】
又、送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を送水管内に注入する注入ポンプと、流量センサからのパルス信号を処理し、注入ポンプに作動指示を送出する制御装置と、を備えた薬液注入ユニットの制御方法において、注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に停止モードにおいては、流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出して、薬液類を送水管内に注入し、停止モードを運転モードに設定を変更し、
運転モードにおいては、流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させ、
かつ運転モードにおいて、流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加えるとともに、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、運転モードを停止モードに設定を変更することとして薬液注入ユニットの制御方法を構成した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプが作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプを正確に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる薬液注入ユニットを一部切除して示す側面図。
【図２】同薬液注入ユニットに用いられるソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプを示す断面図。
【図３】同薬液注入ユニットの第１制御手段の作動を示すフローチャート。
【図４】同薬液注入ユニットの第２制御手段の作動を示すフローチャート。
【図５】同薬液注入ユニットの第３制御手段の作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態にかかる薬液注入ユニット１６について説明する。図１に、給水システム１０の全体を示す。給水システム１０は、送水ポンプ１２と、送水管１４と、薬液注入ユニット１６と、濾過装置１８等から構成されている。送水ポンプ１２は、主制御装置１９からの指示信号に従って作動し、井戸水を揚水し、揚水した井戸水を送水管１４内に送水する。
【００１６】
送水管１４には、圧力センサ２２と、流量センサ２４が取り付けてあり、これら圧力センサ２２及び流量センサ２４は、信号線２３、２５を介して薬液注入ユニット１６の制御装置２０に接続している。圧力センサ２２は、検出した送水管１４内の圧力値を、流量センサ２４は、送水管１４内を所定流量の井戸水が流通する毎に発生したパルスを、それぞれ信号線２３、２５を介して制御装置２０に送出する。
【００１７】
濾過装置１８は、セラミック製の濾過材や除マンガン用の濾過材（いずれも図示せず。）等を内装し、流量センサ２４の下流に設けられている。セラミック製の濾過材は、薬液注入ユニット１６から注入された次亜塩素酸ナトリウムにより、酸化された鉄イオンを濾過材に吸着させ、除マンガン用の濾過材は、次亜塩素酸ナトリウムにより活性化された水和二酸化マンガンにより、井戸水中に含まれるマンガン成分を表面に付着させる。
【００１８】
薬液注入ユニット１６は、注入ポンプ３０と、薬液としての除菌剤を貯留する貯留槽３２等を備えている。注入ポンプ３０の一例を、図２に示す。注入ポンプ３０は、ケース本体３６と、ソレノイド３８と、プランジャ４０と、ダイヤフラム４２等から構成されている。以下基本的に、ソレノイド３８側から見て、ダイヤフラム４２側を前方とし、その逆を後方として説明する。図２は、ダイヤフラム４２が後退している状態である。
【００１９】
ケース本体３６は、円筒状で、金属材料、あるいは樹脂材等から形成されている。ケース本体３６の内部には、ソレノイド３８が固定されている。ケース本体３６の後方には、裏蓋４４が固定されている。ケース本体３６の前方には、ポンプ本体４６が液密に取り付けられている。
【００２０】
ソレノイド３８は円筒状のコイルで、中心にはプランジャ４０が前後方向に沿って移動自在に設けられている。ソレノイド３８の入力端子には、電力線３９が制御装置２０に接続されたアクチュエータ８２を介して接続している。
【００２１】
プランジャ４０は、ソレノイド３８の中心に設けられた孔４８内に摺動自在に設けられている。プランジャ４０は、所定位置まで前進すると、ソレノイド３８の後面５０に当接し前進動作が停止される。
【００２２】
又、ソレノイド３８には、戻しばね５２が設けてあり、プランジャ４０を所定のばね力で後方に付勢している。プランジャ４０は、後退すると、調整ねじ５４の前端に当接し、後退動作が停止される。調整ねじ５４は、裏蓋４４に対して回転させることにより、前端を任意の位置に設定し、注入ポンプ３０の吐出量を調整できる。
【００２３】
ダイヤフラム４２は、弾性材料からなる板状部材で、ポンプ本体４６に形成された圧送室５６に臨ませて取り付けられている。ダイヤフラム４２は、中心部分が軸５８の先端に組み付けられ、外周部分がケース本体３６の前端縁とポンプ本体４６との間に液密に固定されている。ダイヤフラム４２の形状、材質は特に問わない。
【００２４】
ポンプ本体４６は、圧送室５６がほぼ中央に形成してあり、圧送室５６の下方に流入口６０が、又、上方に流出口６２が設けられている。流入口６０には流入用一方向ボール弁６４が、又、流出口６２には流出用一方向ボール弁６６がそれぞれ設けられている。
【００２５】
流入口６０には、貯留槽３２（図１参照。）からの吸引管７０が連結している。流出口６２には、注入管７２が連結している。注入管７２の他端は、送水管１４（図１参照。）の混入部７４に延びている。混入部７４は、送水管１４内に開口し、注入管７２から送られてきた除菌剤を、送水管１４内を流れる井戸水内に流出し混入させる。混入部７４の下流側は、濾過装置１８を介して、家庭用の蛇口等に接続されている。
【００２６】
次に、制御装置２０について説明する。
【００２７】
制御装置２０には、記憶部７６と、入力装置７８と、表示装置８０等が接続されている。入力装置７８からは、予め第１閾値から第４閾値の各閾値、希望する除菌剤の濃度、流量センサ２４の分周比、除菌剤の成分濃度等が入力され、記憶部７６にそれらの値が記憶されている。制御装置２０は、薬液注入ユニット１６の全体を制御するとともに、図１に示すように主に注入ポンプ３０に関する制御を行う第１制御手段２６と、第２制御手段２７と、第３制御手段２８とを備えている。又、制御装置２０は、注入ポンプ３０に関して運転モードと停止モードのいずれかの一方モードを設定して制御を行う。
【００２８】
第１制御手段２６は、停止モードにおいて流量センサ２４から流量検出結果であるパルス信号を受けると、パルス信号の単位時間（例えば、１秒間）当たりの発生回数Ｄをカウントする。
【００２９】
第１制御手段２６は、流量センサ２４から送られてきたパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄを算出すると、発生回数Ｄと第１閾値とを比較する。発生回数Ｄが第１閾値を超えているときは、運転パルスカウント値Ｎに１を加える。一方、受信したパルス信号の発生回数Ｄが第１閾値を超えていないと判定されたときは、運転パルスカウント値Ｎを０とする。なお第１閾値は、除菌剤の注入が必要と判断される送水管１４内の流量に相当するパルス信号の発生回数である。
【００３０】
更に第１制御手段２６は、運転パルスカウント値Ｎに１を加えた後、運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えていない判断すると、次の単位時間当たりのパルス信号の発生回数Ｄについて判定を行う。一方運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えたと判定したなら、ソレノイド３８を作動させ、注入ポンプ３０により除菌剤を送水管１４に注入させ、停止モードを運転モードに設定を変更する。
【００３１】
第２制御手段２７は、運転モードに設定されている状態において、流量センサ２４が発したパルス信号を受けると、予め設定された分周比で分周し、分周したパルス信号をカウントして分周パルス信号数を求める。そして分周パルス信号数と所定値、具体的には「１／分周比×１００／注入設定比率」から求められる値（注入必要パルス数）とを比較し、注入必要パルス数に達したか否かを判定する。
【００３２】
第２制御手段２７は、分周パルス信号数が、注入必要パルス数に達したと判定したなら、ソレノイド３８に作動信号を送出し、注入ポンプ３０を作動させて除菌剤を送水管１４に注入する。同時に第２制御手段２７は、分周パルス信号数を０とし、改めて、流量センサ２４からのパルス信号を分周し、分周パルス信号数のカウントを行う。
【００３３】
第３制御手段２８は、運転モード中において、流量センサ２４が発したパルス信号について、単位時間当たりの発生回数Ｄを算出し、発生回数Ｄと第３閾値とを比較する。そして発生回数Ｄが第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加える一方、発生回数Ｄが第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０とし、新たにパルス信号について停止パルスカウント値のカウントを行う。
【００３４】
そして第３制御手段２８は、停止パルスカウント値に１を加えた後、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定したなら、運転モードを停止モードに設定を変更する。
【００３５】
次に、薬液注入ユニット１６の作用、及び効果について、図３〜図５に示すフローチャートを用いて説明する。図３は、主に第１制御手段２６の作用、図４は、主に第２制御手段２７の作用、図５は、主に第３制御手段２８の作用を示す。
【００３６】
薬液注入ユニット１６は、入力装置７８から、第１閾値から第４閾値の各閾値と、希望する井戸水の除菌剤の濃度と、分周制御におけるパルス信号の分周比と、除菌剤の成分濃度等の初期値が入力されると、それらの値を記憶部７６に記憶し、初期値を設定する（Ｓ１）とともに、運転カウント値Ｎを０とする（Ｓ２）。
【００３７】
次に第１制御手段２６は、停止モードに設定されているか否かを判別し（Ｓ３）、停止モードであれば、流量センサ２４からのパルス信号の１分間当たりの発生回数Ｄを算出する（Ｓ４）。一方停止モードでなく運転モードであれば、後述する第２制御手段２７の制御フローに進む。
【００３８】
停止モードにおいてパルス信号の発生回数Ｄを算出したなら、発生回数Ｄを第１閾値と比較する（Ｓ５）。発生回数Ｄが第１閾値未満であればステップＳ２に進む。一方発生回数Ｄが第１閾値を超えていれば、運転カウント値Ｎに１を加え（Ｓ６）、その値と第２閾値とを比較する（Ｓ７）。
【００３９】
運転カウント値Ｎが第２閾値未満であれば、ステップＳ４に戻る。一方運転カウント値Ｎが第２閾値以上であれば、ソレノイド３８に作動信号を送出し、注入ポンプ３０を作動させて（Ｓ８）、除菌剤を送水管１４に注入する。又、停止モードから運転モードに設定を変更し（Ｓ９）、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
ステップＳ２に戻ると、第１制御手段２６は、運転カウント値Ｎを０とし（Ｓ２）、ステップＳ３で停止モードに設定されているか否かを判別する。ステップＳ９で運転モードに設定されているので、図４に示す第２制御手段２７に制御が移行する。
【００４１】
第２制御手段２７は、分周パルスカウント値Ｐを０とし（Ｓ３１）、停止判定を実行する（Ｓ３２）。停止判定は、図５に示す制御であり、これは後に説明する。停止判定の後、停止モードか否かを判別する（Ｓ３３）。第２制御手段２７は、ステップＳ３３で、停止モードに設定されていると判別すると、上述したステップＳ２に進む。
【００４２】
一方ステップＳ３３で、停止モードに設定されていないと判別されると、流量センサ２４から発せられたパルス信号を予め定められた分周比で分周し（Ｓ３４）、分周したパルス数をカウントする（Ｓ３５）。分周パルスカウント値Ｐに１を加え（Ｓ３６）、その分周パルスカウント値Ｐを注入必要パルス数と比較する（Ｓ３７）。注入必要パルス数は、「１／分周比×１００／注入設定比率」から求められる数値であり、ステップＳ３７で、分周パルスカウント値Ｐが注入必要パルス数を超えていなければ、ステップＳ３５に戻る。一方、分周パルスカウント値Ｐが注入必要パルス数を超えていると判別されたら、送水管１４内を所定流量の井戸水が流れたと判断し、ソレノイド３８に作動信号を送り、注入ポンプ３０を作動させて（Ｓ３８）、除菌剤を送水管１４に注入する。注入ポンプ３０を作動させて除菌剤を送水管１４に注入したなら、ステップＳ３１に戻る。
【００４３】
注入設定比率は、流量センサ２４が組み込まれた上記流量比例注入装置の例では、注入ポンプ３０による除菌剤の注入濃度を使用者が調整するものであり、例えば５０％に設定すると分周比が１／２０のときでも、実際の分周比は１／４０となる。
【００４４】
次に、停止判定について図５に示すフローチャートを用いて説明する。停止判定ルーチンでは、第３制御手段２８は、まず停止カウント値Ｑを０に設定し、そして、流量センサ２４から受けたパルス信号の１分間当たりの発生回数Ｄを算出し（Ｓ５２）、発生回数Ｄと第３閾値とを比較する（Ｓ５３）。
【００４５】
ステップＳ５３で、発生回数Ｄが第３閾値以上でないと判別されると、ステップＳ５１に戻る。ステップＳ５１に戻ると、停止カウント値Ｑが０に設定され、再度ステップＳ５２で、パルス信号の発生回数Ｄと第３閾値とが比較される。
【００４６】
一方ステップＳ５３で、発生回数Ｄが第３閾値以上であると判別されると、停止カウント値Ｑに１加え（Ｓ５４）、その停止カウント値Ｑと第４閾値とを比較する（Ｓ５５）。ステップＳ５５で、停止カウント値Ｑが第４閾値を超えていないと判定されると、ステップＳ５２に戻る。
【００４７】
又、ステップＳ５５で、停止カウント値Ｑが第４閾値を超えたと判定されると、運転モードを停止モードに設定を変更する（Ｓ５６）。停止モードが設定された結果は、停止判定として図４のフローチャートのステップＳ３３に送り出され、停止モードか否かの判別に利用される。
【００４８】
次に、薬液注入ユニット１６の作動について具体的な例を用いて説明する。例えば、分周比が１／２０、起動流量が毎分２リットル、停止流量が毎分１リットル、運転カウント値が２回、停止カウント値が４回とする。すると、パルス信号を受信して１秒当たりの発生回数をカウントし、その発生回数Ｄが起動流量である毎分２リットルの発生回数を連続２回超えたと判別されると、運転モードに設定される。
【００４９】
したがって分周比が１／２０であっても、パルス信号の１秒当たりの発生回数をカウントして、運転モードに設定するので、注入ポンプ３０の起動遅れが生じない。又、薬液注入ユニット１６は、運転カウント値を積算するので、送水管１４内の流量が急激に増減した場合であっても、それぞれの状況に応じて注入ポンプ３０を適切に追従させることができる。
【００５０】
そして、運転モード中は、分周比が１／２０で、注入ポンプ３０が作動される。給水システム１０は、運転モード中、流量センサ２４が発したパルス信号を分周処理するので、流量センサ２４が多数のパルス信号を発しても、第２制御手段２７により、薬液注入ユニット１６を正確に、かつ簡易なシステムで制御できる。
【００５１】
そして、運転モードで運転中に、発生回数Ｄが停止流量である毎分１リットルの発生回数を連続して４回下回ったことが判定された場合、停止モードに設定される。このように、分周処理しているときでも、流量の変動をパルス信号の１秒当たりの発生回数をカウントして検出し、的確に停止モードに設定できる。
【００５２】
このように給水システム１０は、停止モードにおいて、送水管１４内の流量が増加し除菌剤を注入する必要が生じた時は、分周パルスではなく、パルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄから直ちにそれが検出でき、時間的に遅れが生じることなく送水管１４に除菌剤を注入できる。又、注入設定比率を１００％以下に設定して、実際の分周比が小さくなった場合であっても、分周比に関係なく判断がなされるので、作動遅れが生じない。
【００５３】
そして、運転モードに設定した後、分周比でパルス信号を処理して、注入ポンプ３０を適切に作動できる。更に運転モード中において、第３制御手段２８が、流量センサ２４が発した個々のパルス信号を、分周処理でなく、個々のパルス信号から単位時間当たりの発生回数Ｄを求め、停止モードの判定を行うことから、送水量の変化に迅速に対応し、時間的な遅れを生じさせることなく、又、誤動作することなく停止モードを設定して、少量の流量に対応することができる。しかも、条件を満たす発生回数Ｄが所定回数連続して発生したとき、除菌剤を注入する旨の決定を行うので、判断の誤りを防止できる。
【００５４】
更に、上記例において、第１閾値と第３閾値の値を同じ値とした場合について説明する。例えば、起動流量と停止流量を同一の毎分１リットル、運転カウント値を２回、停止カウント値を４回に設定した場合、流量が毎分１リットル近辺で変動を繰り返し、毎分１リットル以上の流量が続くと、運転モードには、最も早い場合２秒後に設定される。そして、その後流量が毎分１リットルを下回ると停止モードには、最も早い場合４秒後に設定され、再び流量が上昇すれば、２秒後に運転モードに設定される。したがって、例えばボールタップの微小漏れ等により井戸水が小流量流れた場合でも、最短６秒間隔で注入ポンプ３０を作動させることができ、除菌剤を送水管１４内に安定して注入できる。
【００５５】
上述したように、本実施の形態に係る薬液注入ユニット１６によれば、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプ３０が作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプ３０を正確に作動させることができる
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、井戸水等に除菌剤を注入して水道水として給水する薬液注入ユニットに利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…給水システム、１２…送水ポンプ、１４…送水管、１６…薬液注入ユニット、１８…濾過装置、２０…制御装置、２２…圧力センサ、２４…流量センサ、２６…第１制御手段、２７…第２制御手段、２８…第３制御手段、３０…注入ポンプ、３８…ソレノイド、４２…ダイヤフラム、４６…ポンプ本体、６０…流入口、６２…流出口、７０…吸引管、７２…注入管、７６…記憶部、７８…入力装置、８０…表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸水等を送水させた送水管内に、送水量に応じた除菌剤を注入し、除菌した井戸水等を飲料用水として給水する薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、井戸水を水道水として給水する給水システムにおいては、送水ポンプと、濾過装置等を備え、送水ポンプで送水した井戸水に薬液注入ユニットから所定量の薬液（除菌剤等）を注入し、井戸水を除菌処理するとともに、井戸水中の不純物を濾過装置で濾過するようにしている。
【０００３】
薬液注入ユニットは、薬液を貯留する貯留槽と、貯留槽から薬液を井戸水中に注入させる注入ポンプ等から構成されている。注入ポンプとしては、ダイヤフラムをソレノイドで駆動させるソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプが、小型で、薬液注入ユニット等に組み込み易く、少量の液体を正確に注入させる点等から広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
濾過装置は、セラミック製の濾過材と除マンガン用の濾過材等を有し、セラミック製の濾過材で井戸水中の浮遊物を濾過するとともに、鉄イオンを除菌剤である次亜塩素酸ナトリウムにより酸化させて不水溶性の水酸化第二鉄にして濾過したり、除マンガン用の濾過材に井戸水中のマンガンイオンを凝着させている。
【０００５】
薬液注入ユニットは、送水量を検出する、例えば羽根車式の流量センサを有し、流量センサが所定流量ごとに発するパルス信号に基づき制御装置が注入ポンプを駆動させ、除菌剤の濃度が所定値となるように制御している。更に制御装置は、予め設定された分周比で流量センサからのパルス信号を分周し、注入ポンプの誤動作等を防止したりしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８―２８０８３号公報
【特許文献２】特許第４３１２９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、パルス信号を制御装置で分周処理して送水ポンプの作動を制御すると、送水量が減少した場合、送水ポンプを作動させるパルス信号が入力されるまでに時間がかかり、除菌剤の注入に時間的な遅れが生じることがある。薬液注入ユニットのソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプは作動が間欠的であるため、除菌剤の注入量が減少して作動パルスの出現に遅れが生じると、送水管内に除菌剤が注入されていない時間帯が発生し、その間に除菌されていない井戸水が通過して水道水として需要者に供給されるおそれがあった。
【０００８】
一方、作動時間遅れを解消するため分周比を大きくしたり、倍率制御方式とすると、少ない数のパルス信号の入力で作動されるので、突然注入ポンプが作動してしまうことがある。又、外乱等でパルス信号が消失したり、あるいはパルス信号として誤認して、送水ポンプに誤った作動を起こさせるおそれがある。
【０００９】
更に、流量比例制御運転の許可、禁止を選択して、時間遅れを解消しようとした場合、許可信号を入力するためのタイマ制御盤等を制御装置とは別に新たに用意する必要等が生じていた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決し、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプが作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプを正確に作動させることができる薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決し、目的を達成するため、薬液注入ユニット、及び薬液注入ユニットの制御方法を次のように構成した。すなわち、薬液注入ユニットは、送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、薬液類を送水管内に注入するソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなる注入ポンプと、流量センサからのパルス信号を処理して注入ポンプに作動指示を送出する制御装置とを備え、制御装置は、注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に停止モードにおいて、パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、パルス信号の単位時間当たりの発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させ、更に、停止モードを運転モードに設定を変更する第１制御手段と、運転モードにおいて、流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させる第２制御手段と、更に運転モードにおいて、流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加えるとともに、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、運転モードを停止モードに設定を変更する第３制御手段と、を備えて構成した。
【００１２】
又、送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を送水管内に注入する注入ポンプと、流量センサからのパルス信号を処理し、注入ポンプに作動指示を送出する制御装置と、を備えた薬液注入ユニットの制御方法において、注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に停止モードにおいては、流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出して、薬液類を送水管内に注入し、停止モードを運転モードに設定を変更し、
運転モードにおいては、流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を送水管内に注入させ、
かつ運転モードにおいて、流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加えるとともに、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、運転モードを停止モードに設定を変更することとして薬液注入ユニットの制御方法を構成した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプが作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプを正確に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる薬液注入ユニットを一部切除して示す側面図。
【図２】同薬液注入ユニットに用いられるソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプを示す断面図。
【図３】同薬液注入ユニットの第１制御手段の作動を示すフローチャート。
【図４】同薬液注入ユニットの第２制御手段の作動を示すフローチャート。
【図５】同薬液注入ユニットの第３制御手段の作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態にかかる薬液注入ユニット１６について説明する。図１に、給水システム１０の全体を示す。給水システム１０は、送水ポンプ１２と、送水管１４と、薬液注入ユニット１６と、濾過装置１８等から構成されている。送水ポンプ１２は、主制御装置１９からの指示信号に従って作動し、井戸水を揚水し、揚水した井戸水を送水管１４内に送水する。
【００１６】
送水管１４には、圧力センサ２２と、流量センサ２４が取り付けてあり、これら圧力センサ２２及び流量センサ２４は、信号線２３、２５を介して薬液注入ユニット１６の制御装置２０に接続している。圧力センサ２２は、検出した送水管１４内の圧力値を、流量センサ２４は、送水管１４内を所定流量の井戸水が流通する毎に発生したパルスを、それぞれ信号線２３、２５を介して制御装置２０に送出する。
【００１７】
濾過装置１８は、セラミック製の濾過材や除マンガン用の濾過材（いずれも図示せず。）等を内装し、流量センサ２４の下流に設けられている。セラミック製の濾過材は、薬液注入ユニット１６から注入された次亜塩素酸ナトリウムにより、酸化された鉄イオンを濾過材に吸着させ、除マンガン用の濾過材は、次亜塩素酸ナトリウムにより活性化された水和二酸化マンガンにより、井戸水中に含まれるマンガン成分を表面に付着させる。
【００１８】
薬液注入ユニット１６は、注入ポンプ３０と、薬液としての除菌剤を貯留する貯留槽３２等を備えている。注入ポンプ３０の一例を、図２に示す。注入ポンプ３０は、ケース本体３６と、ソレノイド３８と、プランジャ４０と、ダイヤフラム４２等から構成されている。以下基本的に、ソレノイド３８側から見て、ダイヤフラム４２側を前方とし、その逆を後方として説明する。図２は、ダイヤフラム４２が後退している状態である。
【００１９】
ケース本体３６は、円筒状で、金属材料、あるいは樹脂材等から形成されている。ケース本体３６の内部には、ソレノイド３８が固定されている。ケース本体３６の後方には、裏蓋４４が固定されている。ケース本体３６の前方には、ポンプ本体４６が液密に取り付けられている。
【００２０】
ソレノイド３８は円筒状のコイルで、中心にはプランジャ４０が前後方向に沿って移動自在に設けられている。ソレノイド３８の入力端子には、電力線３９が制御装置２０に接続されたアクチュエータ８２を介して接続している。
【００２１】
プランジャ４０は、ソレノイド３８の中心に設けられた孔４８内に摺動自在に設けられている。プランジャ４０は、所定位置まで前進すると、ソレノイド３８の後面５０に当接し前進動作が停止される。
【００２２】
又、ソレノイド３８には、戻しばね５２が設けてあり、プランジャ４０を所定のばね力で後方に付勢している。プランジャ４０は、後退すると、調整ねじ５４の前端に当接し、後退動作が停止される。調整ねじ５４は、裏蓋４４に対して回転させることにより、前端を任意の位置に設定し、注入ポンプ３０の吐出量を調整できる。
【００２３】
ダイヤフラム４２は、弾性材料からなる板状部材で、ポンプ本体４６に形成された圧送室５６に臨ませて取り付けられている。ダイヤフラム４２は、中心部分が軸５８の先端に組み付けられ、外周部分がケース本体３６の前端縁とポンプ本体４６との間に液密に固定されている。ダイヤフラム４２の形状、材質は特に問わない。
【００２４】
ポンプ本体４６は、圧送室５６がほぼ中央に形成してあり、圧送室５６の下方に流入口６０が、又、上方に流出口６２が設けられている。流入口６０には流入用一方向ボール弁６４が、又、流出口６２には流出用一方向ボール弁６６がそれぞれ設けられている。
【００２５】
流入口６０には、貯留槽３２（図１参照。）からの吸引管７０が連結している。流出口６２には、注入管７２が連結している。注入管７２の他端は、送水管１４（図１参照。）の混入部７４に延びている。混入部７４は、送水管１４内に開口し、注入管７２から送られてきた除菌剤を、送水管１４内を流れる井戸水内に流出し混入させる。混入部７４の下流側は、濾過装置１８を介して、家庭用の蛇口等に接続されている。
【００２６】
次に、制御装置２０について説明する。
【００２７】
制御装置２０には、記憶部７６と、入力装置７８と、表示装置８０等が接続されている。入力装置７８からは、予め第１閾値から第４閾値の各閾値、希望する除菌剤の濃度、流量センサ２４の分周比、除菌剤の成分濃度等が入力され、記憶部７６にそれらの値が記憶されている。制御装置２０は、薬液注入ユニット１６の全体を制御するとともに、図１に示すように主に注入ポンプ３０に関する制御を行う第１制御手段２６と、第２制御手段２７と、第３制御手段２８とを備えている。又、制御装置２０は、注入ポンプ３０に関して運転モードと停止モードのいずれかの一方モードを設定して制御を行う。
【００２８】
第１制御手段２６は、停止モードにおいて流量センサ２４から流量検出結果であるパルス信号を受けると、パルス信号の単位時間（例えば、１秒間）当たりの発生回数Ｄをカウントする。
【００２９】
第１制御手段２６は、流量センサ２４から送られてきたパルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄを算出すると、発生回数Ｄと第１閾値とを比較する。発生回数Ｄが第１閾値を超えているときは、運転パルスカウント値Ｎに１を加える。一方、受信したパルス信号の発生回数Ｄが第１閾値を超えていないと判定されたときは、運転パルスカウント値Ｎを０とする。なお第１閾値は、除菌剤の注入が必要と判断される送水管１４内の流量に相当するパルス信号の発生回数である。
【００３０】
更に第１制御手段２６は、運転パルスカウント値Ｎに１を加えた後、運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えていない判断すると、次の単位時間当たりのパルス信号の発生回数Ｄについて判定を行う。一方運転パルスカウント値Ｎが第２閾値を超えたと判定したなら、ソレノイド３８を作動させ、注入ポンプ３０により除菌剤を送水管１４に注入させ、停止モードを運転モードに設定を変更する。
【００３１】
第２制御手段２７は、運転モードに設定されている状態において、流量センサ２４が発したパルス信号を受けると、予め設定された分周比で分周し、分周したパルス信号をカウントして分周パルス信号数を求める。そして分周パルス信号数と所定値、具体的には「１／分周比×１００／注入設定比率」から求められる値（注入必要パルス数）とを比較し、注入必要パルス数に達したか否かを判定する。
【００３２】
第２制御手段２７は、分周パルス信号数が、注入必要パルス数に達したと判定したなら、ソレノイド３８に作動信号を送出し、注入ポンプ３０を作動させて除菌剤を送水管１４に注入する。同時に第２制御手段２７は、分周パルス信号数を０とし、改めて、流量センサ２４からのパルス信号を分周し、分周パルス信号数のカウントを行う。
【００３３】
第３制御手段２８は、運転モード中において、流量センサ２４が発したパルス信号について、単位時間当たりの発生回数Ｄを算出し、発生回数Ｄと第３閾値とを比較する。そして発生回数Ｄが第３閾値以下であると判定したなら、停止パルスカウント値に１を加える一方、発生回数Ｄが第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０とし、新たにパルス信号について停止パルスカウント値のカウントを行う。
【００３４】
そして第３制御手段２８は、停止パルスカウント値に１を加えた後、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定したなら、運転モードを停止モードに設定を変更する。
【００３５】
次に、薬液注入ユニット１６の作用、及び効果について、図３〜図５に示すフローチャートを用いて説明する。図３は、主に第１制御手段２６の作用、図４は、主に第２制御手段２７の作用、図５は、主に第３制御手段２８の作用を示す。
【００３６】
薬液注入ユニット１６は、入力装置７８から、第１閾値から第４閾値の各閾値と、希望する井戸水の除菌剤の濃度と、分周制御におけるパルス信号の分周比と、除菌剤の成分濃度等の初期値が入力されると、それらの値を記憶部７６に記憶し、初期値を設定する（Ｓ１）とともに、運転カウント値Ｎを０とする（Ｓ２）。
【００３７】
次に第１制御手段２６は、停止モードに設定されているか否かを判別し（Ｓ３）、停止モードであれば、流量センサ２４からのパルス信号の１分間当たりの発生回数Ｄを算出する（Ｓ４）。一方停止モードでなく運転モードであれば、後述する第２制御手段２７の制御フローに進む。
【００３８】
停止モードにおいてパルス信号の発生回数Ｄを算出したなら、発生回数Ｄを第１閾値と比較する（Ｓ５）。発生回数Ｄが第１閾値未満であればステップＳ２に進む。一方発生回数Ｄが第１閾値を超えていれば、運転カウント値Ｎに１を加え（Ｓ６）、その値と第２閾値とを比較する（Ｓ７）。
【００３９】
運転カウント値Ｎが第２閾値未満であれば、ステップＳ４に戻る。一方運転カウント値Ｎが第２閾値以上であれば、ソレノイド３８に作動信号を送出し、注入ポンプ３０を作動させて（Ｓ８）、除菌剤を送水管１４に注入する。又、停止モードから運転モードに設定を変更し（Ｓ９）、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
ステップＳ２に戻ると、第１制御手段２６は、運転カウント値Ｎを０とし（Ｓ２）、ステップＳ３で停止モードに設定されているか否かを判別する。ステップＳ９で運転モードに設定されているので、図４に示す第２制御手段２７に制御が移行する。
【００４１】
第２制御手段２７は、分周パルスカウント値Ｐを０とし（Ｓ３１）、停止判定を実行する（Ｓ３２）。停止判定は、図５に示す制御であり、これは後に説明する。停止判定の後、停止モードか否かを判別する（Ｓ３３）。第２制御手段２７は、ステップＳ３３で、停止モードに設定されていると判別すると、上述したステップＳ２に進む。
【００４２】
一方ステップＳ３３で、停止モードに設定されていないと判別されると、流量センサ２４から発せられたパルス信号を予め定められた分周比で分周し（Ｓ３４）、分周したパルス数をカウントする（Ｓ３５）。分周パルスカウント値Ｐに１を加え（Ｓ３６）、その分周パルスカウント値Ｐを注入必要パルス数と比較する（Ｓ３７）。注入必要パルス数は、「１／分周比×１００／注入設定比率」から求められる数値であり、ステップＳ３７で、分周パルスカウント値Ｐが注入必要パルス数を超えていなければ、ステップＳ３５に戻る。一方、分周パルスカウント値Ｐが注入必要パルス数を超えていると判別されたら、送水管１４内を所定流量の井戸水が流れたと判断し、ソレノイド３８に作動信号を送り、注入ポンプ３０を作動させて（Ｓ３８）、除菌剤を送水管１４に注入する。注入ポンプ３０を作動させて除菌剤を送水管１４に注入したなら、ステップＳ３１に戻る。
【００４３】
注入設定比率は、流量センサ２４が組み込まれた上記流量比例注入装置の例では、注入ポンプ３０による除菌剤の注入濃度を使用者が調整するものであり、例えば５０％に設定すると分周比が１／２０のときでも、実際の分周比は１／４０となる。
【００４４】
次に、停止判定について図５に示すフローチャートを用いて説明する。停止判定ルーチンでは、第３制御手段２８は、まず停止カウント値Ｑを０に設定し、そして、流量センサ２４から受けたパルス信号の１分間当たりの発生回数Ｄを算出し（Ｓ５２）、発生回数Ｄと第３閾値とを比較する（Ｓ５３）。
【００４５】
ステップＳ５３で、発生回数Ｄが第３閾値以上でないと判別されると、ステップＳ５１に戻る。ステップＳ５１に戻ると、停止カウント値Ｑが０に設定され、再度ステップＳ５２で、パルス信号の発生回数Ｄと第３閾値とが比較される。
【００４６】
一方ステップＳ５３で、発生回数Ｄが第３閾値以上であると判別されると、停止カウント値Ｑに１加え（Ｓ５４）、その停止カウント値Ｑと第４閾値とを比較する（Ｓ５５）。ステップＳ５５で、停止カウント値Ｑが第４閾値を超えていないと判定されると、ステップＳ５２に戻る。
【００４７】
又、ステップＳ５５で、停止カウント値Ｑが第４閾値を超えたと判定されると、運転モードを停止モードに設定を変更する（Ｓ５６）。停止モードが設定された結果は、停止判定として図４のフローチャートのステップＳ３３に送り出され、停止モードか否かの判別に利用される。
【００４８】
次に、薬液注入ユニット１６の作動について具体的な例を用いて説明する。例えば、分周比が１／２０、起動流量が毎分２リットル、停止流量が毎分１リットル、運転カウント値が２回、停止カウント値が４回とする。すると、パルス信号を受信して１秒当たりの発生回数をカウントし、その発生回数Ｄが起動流量である毎分２リットルの発生回数を連続２回超えたと判別されると、運転モードに設定される。
【００４９】
したがって分周比が１／２０であっても、パルス信号の１秒当たりの発生回数をカウントして、運転モードに設定するので、注入ポンプ３０の起動遅れが生じない。又、薬液注入ユニット１６は、運転カウント値を積算するので、送水管１４内の流量が急激に増減した場合であっても、それぞれの状況に応じて注入ポンプ３０を適切に追従させることができる。
【００５０】
そして、運転モード中は、分周比が１／２０で、注入ポンプ３０が作動される。給水システム１０は、運転モード中、流量センサ２４が発したパルス信号を分周処理するので、流量センサ２４が多数のパルス信号を発しても、第２制御手段２７により、薬液注入ユニット１６を正確に、かつ簡易なシステムで制御できる。
【００５１】
そして、運転モードで運転中に、発生回数Ｄが停止流量である毎分１リットルの発生回数を連続して４回下回ったことが判定された場合、停止モードに設定される。このように、分周処理しているときでも、流量の変動をパルス信号の１秒当たりの発生回数をカウントして検出し、的確に停止モードに設定できる。
【００５２】
このように給水システム１０は、停止モードにおいて、送水管１４内の流量が増加し除菌剤を注入する必要が生じた時は、分周パルスではなく、パルス信号の単位時間当たりの発生回数Ｄから直ちにそれが検出でき、時間的に遅れが生じることなく送水管１４に除菌剤を注入できる。又、注入設定比率を１００％以下に設定して、実際の分周比が小さくなった場合であっても、分周比に関係なく判断がなされるので、作動遅れが生じない。
【００５３】
そして、運転モードに設定した後、分周比でパルス信号を処理して、注入ポンプ３０を適切に作動できる。更に運転モード中において、第３制御手段２８が、流量センサ２４が発した個々のパルス信号を、分周処理でなく、個々のパルス信号から単位時間当たりの発生回数Ｄを求め、停止モードの判定を行うことから、送水量の変化に迅速に対応し、時間的な遅れを生じさせることなく、又、誤動作することなく停止モードを設定して、少量の流量に対応することができる。しかも、条件を満たす発生回数Ｄが所定回数連続して発生したとき、除菌剤を注入する旨の決定を行うので、判断の誤りを防止できる。
【００５４】
更に、上記例において、第１閾値と第３閾値の値を同じ値とした場合について説明する。例えば、起動流量と停止流量を同一の毎分１リットル、運転カウント値を２回、停止カウント値を４回に設定した場合、流量が毎分１リットル近辺で変動を繰り返し、毎分１リットル以上の流量が続くと、運転モードには、最も早い場合２秒後に設定される。そして、その後流量が毎分１リットルを下回ると停止モードには、最も早い場合４秒後に設定され、再び流量が上昇すれば、２秒後に運転モードに設定される。したがって、例えばボールタップの微小漏れ等により井戸水が小流量流れた場合でも、最短６秒間隔で注入ポンプ３０を作動させることができ、除菌剤を送水管１４内に安定して注入できる。
【００５５】
上述したように、本実施の形態に係る薬液注入ユニット１６によれば、簡易な構成で、時間的な遅れが生じることなく適切に注入ポンプ３０が作動し、又、ノイズ等により誤動作することがなく、更に流量が急激に増加あるいは減少しても、流量の変動に追従して注入ポンプ３０を正確に作動させることができる
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、井戸水等に除菌剤を注入して水道水として給水する薬液注入ユニットに利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…給水システム、１２…送水ポンプ、１４…送水管、１６…薬液注入ユニット、１８…濾過装置、２０…制御装置、２２…圧力センサ、２４…流量センサ、２６…第１制御手段、２７…第２制御手段、２８…第３制御手段、３０…注入ポンプ、３８…ソレノイド、４２…ダイヤフラム、４６…ポンプ本体、６０…流入口、６２…流出口、７０…吸引管、７２…注入管、７６…記憶部、７８…入力装置、８０…表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、
ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を前記送水管内に注入する注入ポンプと、
前記流量センサからのパルス信号を処理し、前記注入ポンプに作動指示を送出する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に前記停止モードにおいて、前記流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、前記発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、前記運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させ、更に、前記停止モードを運転モードに設定を変更する第１制御手段と、
前記運転モードにおいて、前記流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、前記分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させる第２制御手段と、
更に前記運転モードにおいて、前記流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、前記停止パルスカウント値に１を加えるとともに、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、前記運転モードを停止モードに設定を変更する第３制御手段と、を具備していることを特徴とする薬液注入ユニット。
【請求項２】
前記第１閾値と前記第３閾値の値が同じ値であることを特徴とする請求項１に記載の薬液注入ユニット。
【請求項３】
送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、
ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を前記送水管内に注入する注入ポンプと、
前記流量センサからのパルス信号を処理し、前記注入ポンプに作動指示を送出する制御装置と、を備えた薬液注入ユニットの制御方法において、
前記注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、
更に、前記停止モードにおいては、前記流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、前記発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、前記運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出して、薬液類を前記送水管内に注入し、前記停止モードを運転モードに設定を変更し、
前記運転モードにおいては、前記流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、前記分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させ、
かつ前記運転モードにおいて、前記流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、前記停止パルスカウント値に１を加えるとともに、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、前記運転モードを停止モードに設定を変更することを特徴とする薬液注入ユニットの制御方法。
【請求項１】
送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、
ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を前記送水管内に注入する注入ポンプと、
前記流量センサからのパルス信号を処理し、前記注入ポンプに作動指示を送出する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、更に前記停止モードにおいて、前記流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、前記発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、前記運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させ、更に、前記停止モードを運転モードに設定を変更する第１制御手段と、
前記運転モードにおいて、前記流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、前記分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させる第２制御手段と、
更に前記運転モードにおいて、前記流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、前記停止パルスカウント値に１を加えるとともに、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、前記運転モードを停止モードに設定を変更する第３制御手段と、を具備していることを特徴とする薬液注入ユニット。
【請求項２】
前記第１閾値と前記第３閾値の値が同じ値であることを特徴とする請求項１に記載の薬液注入ユニット。
【請求項３】
送水管内の流量を検出し、所定流量ごとにパルス信号を発生する流量センサと、
ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプからなり、薬液類を前記送水管内に注入する注入ポンプと、
前記流量センサからのパルス信号を処理し、前記注入ポンプに作動指示を送出する制御装置と、を備えた薬液注入ユニットの制御方法において、
前記注入ポンプに対して停止モードと運転モードのいずれかを設定し、
更に、前記停止モードにおいては、前記流量センサからパルス信号を受信すると、該パルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記パルス信号の発生回数が第１閾値を超えていないと判定すると、運転パルスカウント値を０として処理を再度行い、前記発生回数が第１閾値を超えていると判定すると、運転パルスカウント値に１を加えるとともに、前記運転パルスカウント値が第２閾値を超えたか否かを判定し、運転パルスカウント値が第２閾値を超えたと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出して、薬液類を前記送水管内に注入し、前記停止モードを運転モードに設定を変更し、
前記運転モードにおいては、前記流量センサからのパルス信号を所定の比率で分周処理を行い、分周後のパルス信号数をカウントした分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したか否か判定し、前記分周パルスカウント値が注入必要パルス数に達したと判定すると、前記注入ポンプに作動指示を送出し、薬液類を前記送水管内に注入させ、
かつ前記運転モードにおいて、前記流量センサから受信したパルス信号の単位時間当たりの発生回数を算出し、前記発生回数が第３閾値以上であると判定したなら、停止パルスカウント値を０として処理を再度行い、該パルス信号の発生回数が第３閾値以下であると判定したなら、前記停止パルスカウント値に１を加えるとともに、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたか否かを判定し、前記停止パルスカウント値が第４閾値を超えたと判定すると、前記運転モードを停止モードに設定を変更することを特徴とする薬液注入ユニットの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１００８０（Ｐ２０１３−１００８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４７９６（Ｐ２０１１−１４４７９６）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００１４８２０９）株式会社川本製作所 (161)
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