JP3676191B2 - 風量自動切替可能な二口のエアポンプ及び汚水浄化槽 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風量自動切替可能な二口のエアポンプ、すなわち、一日のうちの時間帯によって吐出先を切り替えるとともにその吐出風量も所定の風量に変化させることができるエアポンプ、及びこれを組み込んだ汚水浄化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来例の汚水浄化槽の外観の斜視図を示す。汚水は流入管から汚水浄化槽の内部に流入し、その槽内で処理され、処理後の浄化水は放流管から放流される。汚水浄化槽には吐出口を二つもつエアポンプが設置され、一方の吐出口は汚水浄化槽の好気濾床槽（ここでは微生物による汚水の好気分解が進む）の曝気用に用いられ、他方の吐出口は濾材の逆洗用に用いられる。
【０００３】
吐出口を二口もつ流路切替方式のエアポンプは、流路開閉用弁体を備えた電磁弁を用いてエア流路を切り替えるポンプが既に知られている（特開平１０−２３８４７３号公報）。
【０００４】
また、ポンプへの供給電力の制御に関しては、位相制御による方法が知られている（実案第３０１３４１１号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記エアポンプは、吐出先を切り替えることはできるが、その吐出風量は一定又は固定的で、その吐出風量を所望の風量に変化させることはできない。本発明は、吐出先を切り替えるとともに、その吐出風量も所望の風量に設定（切替）可能なエアポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、次の構成をとった。すなわち、本発明の汚水浄化槽用エアポンプは、
ポンプ本体１と、
前記ポンプ本体１からの吐出空気を受けるエアタンク２と、
前記エアタンク２の下流にある分岐流路でその分岐部には流路切替装置４が配置されている分岐流路３と、
前記分岐流路３の末端部の二つの吐出口Ａ（５）及び吐出口Ｂ（６）と、
前記ポンプ本体１の稼動を制御して汚水浄化槽内の曝気又は逆洗をするコントロール装置７とを備えるエアポンプであって、
前記コントロール装置７は、
ａ）タイマー（通常は、２４時間タイマー）と、
ｂ）初期状態の吐出先及び吐出風量、その吐出先を切り替える時刻及び切り替えた後の吐出風量、並びに初期状態へ復帰させる時刻を設定するための設定部と、
ｃ）前記各々の吐出先、吐出風量及び時刻を記憶する記憶部と、
ｄ）電力量を変化させることで前記ポンプ本体の吐出風量を増減させる電力供給部と、からなり、
各々の吐出口（５，６）からの吐出風量は、設定された切り替わり時刻に所定の吐出風量に切り替わり、設定された時刻に初期状態へ復帰する構造の汚水浄化槽用エアポンプ、である。
【０００７】
ここで、前記記憶部として、好ましくは、不揮発性メモリである。
【０００８】
また、本発明は、上記の汚水浄化槽用エアポンプを組み込んでなる汚水浄化槽にも関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を更に具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施例のエアポンプである。図に示されるように、本発明のエアポンプは、ポンプ本体１と、ポンプ本体１からの吐出空気を受けるエアタンク２と、それに続いて分岐部があるエア流路３と、コントロール装置７とを備え、前記エア流路３の分岐部には流路切替装置４が設けられ、エア流路３の末端部はそれぞれ吐出口Ａ（５）及び吐出口Ｂ（６）である。空気は給気口８から供給され、吐出口Ａ（５）又は吐出口Ｂ（６）から吐き出される。これらは、概ねはケーシング９に収容され一体的に構成されている。
【００１０】
ここで、コントロール装置７は、汚水浄化槽内の好気濾床槽の曝気、又は濾材の逆洗（バブリング）をするため、流路切替装置を稼働させて空気の吐出先を切り替えたり、ポンプの風量を調節したりするものである。汚水浄化槽の運転管理者が、コントロール装置７における設定部（設定手段）の設定をするだけで、後は自動的に所望の時刻に所望の時間だけ所望の吐出口から所望の風量で、汚水浄化槽に空気を供給することができる。設定部はその一部又は全部をエアポンプから分離した形態でもよい。
【００１１】
図２は、本発明のエアポンプにおける制御ブロック図である。制御部（制御手段）を中心として、設定部（設定手段）、記憶部（記憶手段）、電力供給部（電力供給手段）及び駆動部（駆動手段）があり、電力供給部から電気が供給されてエアポンプが駆動し、駆動部を介して切替装置が駆動する。
【００１２】
制御部では、小型のマイクロコンプュータ（以下ＣＰＵ）が使用され、これは、設定部からのスイッチ入力、表示データの出力、記憶部への設定値保存／読取、電力供給部及び駆動部への指示等を行う中枢である。
【００１３】
記憶部では、ＣＰＵのＲＡＭを使用することもできるが、好ましくは、ＥＥＰＲＯＭを使用する。停電時の設定値の消失を防止することができるからである。
【００１４】
電力供給部では、通常、位相制御によるスイッチングで電力制御する。
【００１５】
設定部では、初期状態の吐出先及び吐出風量、その吐出先を切り替える時刻及び切り替えた後の吐出風量、並びに初期状態へ復帰させる時刻（又は、切り替えた後の時間）を設定する。これら設定値は、位相角を決定するための元データである。
【００１６】
図３は本発明のエアポンプのコントロール装置における設定部の外観図である。図３により、本発明のエアポンプのコントロールについて以下説明する。コントロール装置における設定部は、時刻表示、風量表示等の表示部（図３の上段部）と、時刻設定等の設定スイッチ部（図３の下段部）で構成されている。通常は自動運転モード（自動運転モードランプのみが点灯）となっており、時刻表示には現在時刻が表示されている。
【００１７】
モードスイッチの操作によって、自動運転モード、現在時刻設定モード、逆洗開始時刻モード又は逆洗終了時刻モードに切替えることができる。ここで、現在時刻設定モードを選択すると、自動運転ランプが消え、時計設定ランプが点灯する。時刻設定スイッチによって現在時刻に設定できる。
【００１８】
逆洗開始モードを選択すると、自動運転モードランプが消え、逆洗開始時刻ランプが点灯する。時刻設定スイッチによって逆洗開始時刻を設定した後、風量設定スイッチを押すことで、時刻表示が設定風量表示に切替わり、風量表示ランプが点灯し、風量設定スイッチによって風量の設定が可能となる。
【００１９】
図４は設定部の操作例である。（ａ）は逆洗開始時刻を午前３：００分に設定した状態であり、（ｂ）は逆洗時の風量を「８０」Ｌ／分に設定した例である。このときのポンプは、供給電力１００％で８０Ｌ／分の吐出能力を持つポンプであり、風量設定は最大「８０」Ｌから「４０」Ｌまでの５Ｌ刻みで設定ができる。供給電力量と風量とは、ほぼ比例の関係にあるので、８０Ｌが１００％電力で、４０Ｌが５０％電力で運転することで、風量制御が可能となる。使用するポンプによっては、比例関係にない場合もあるが、予め、実験的にその関係を求めておくことで対応できる。また、逆洗終了時刻設定モードを選択すると、逆洗終了時刻ランプが点灯し、先の逆洗開始時刻モードと同様に時刻設定並びに風量を設定することができる。通常、逆洗の時間は１０分位であるので、時刻表示は午前３：１０となる。逆洗風量が８０Ｌ／分である場合、曝気風量は６０Ｌ／分程度に設定されることが多い（図示せず）。
【００２０】
設定された切替時刻及び風量の設定データは、対になり、記憶部であるＥＥＰＲＯＭにＣＰＵを介して記憶され、また、ＣＰＵを介して読み出される。図５にＣＰＵとＥＥＰＲＯＭの接続図を示す。ＥＥＰＲＯＭは、一般に同期シリアル通信機能を内蔵しており、図５の通り３線にてＣＰＵと接続し容易にデータの送受信が可能となる。通信タイミングは、ＣＰＵからのＣＬＫ端子からの同期用クロックで行われる。ＣＰＵからＥＥＰＲＯＭへ書き込みデータは、ＴＸ端子からシリアルに出力されＥＥＰＲＯＭのＤＩ端子へ、逆に、ＥＥＰＲＯＭからＣＰＵへの読み込みデータは、ＥＥＰＲＯＭのＤＯ端子からＣＰＵのＲＸ端子へ送信される。
【００２１】
図６に具体的な位相制御回路を示す。ゼロクロス回路にてＡＣ１００Ｖ商用電源のゼロクロスポイントを検出し、ＣＰＵのＰ１端子にて入力する。ゼロクロスポイントからの位相角に対応したＡＣ１００Ｖのトリガポイントは設定部にて設定され、ＥＥＰＲＯＭに記憶されている風量設定データである。本データに基づきＣＰＵのＰ０端子からトランジスタ（ＴＲ１）に対してトリガ信号を出力することで、フォトカプラ（ＰＣ１）にて、トライアック（ＴＲＣ１）を点弧し、ポンプへの電力を可変にすることができる。本発明では、この位相角を決定する風量設定データを逆洗開始／終了時刻と関連付けて設定／記憶することができるので、曝気／逆洗時ごとに、異なる風量で吐出口から圧縮空気を吐出することが可能となる。
【００２２】
このようなエアポンプは、さまざまな曝気量及び逆洗風量を要求する汚水浄化槽に対して、エアポンプの最大の風量値以下の範囲で、設定部において所望の値を入力するだけで応じることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のエアポンプはコンパクトで、吐出先を切り替えることができ、その吐出風量も吐出口ごとに流量調整弁などを設けることなく、所望の風量に設定（切替）可能であり、設定した後は自動的にエアポンプを運転できる。記憶装置に不揮発性メモリを使用すれば、万一の停電に対しても設定値の消失はない。ポンプ本体にダイアフラムを用いたエアポンプの場合も、そのダイヤフラムの寿命を損なわない。
また、好気濾床の曝気用及び濾材の逆洗（バブリング）用の空気流入口をもつ汚水浄化槽に接続して使用する場合で、設置されている汚水浄化槽ごとに必要な風量が異なっても、本発明のエアポンプであれば、汚水浄化槽ごとに現地で風量を設定でき、各々に専用のエアポンプを用意する必要がない。生産の面からみれば、風量ごとに異なるエアポンプを生産する必要がなく（設定値を変えるのみ）、したがって、種々の能力のエアポンプを抱える必要がなく、生産コストも低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のエアポンプ。（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部構成図。
【図２】コントロール装置における制御ブロック図。
【図３】コントロール装置における設定部の外観図。
【図４】設定部の操作例で、（ａ）は逆洗開始時刻の設定例、（ｂ）は逆洗風量の設定例である。
【図５】ＣＰＵとＥＥＰＲＯＭとの接続結線図。
【図６】ポンプ駆動位相制御回路図。
【図７】従来例の汚水浄化槽の外観斜視図。
【符号の説明】
１：ポンプ本体 ２：エアタンク
３：（分岐がある）エア流路 ４：流路切替装置
５：吐出口Ａ ６：吐出口
７：コントロール装置 ８：給気口
９：ケーシング

Claims (3)

1. ポンプ本体と、
   前記ポンプ本体からの吐出空気を受けるエアタンクと、
   前記エアタンクの下流にある分岐流路でその分岐部には流路切替装置が配置されている分岐流路と、
   前記分岐流路の末端部の二つの吐出口Ａ及び吐出口Ｂと、
   前記ポンプ本体の稼動を制御して汚水浄化槽内の曝気又は逆洗をするコントロール装置とを備えるエアポンプであって、
   前記コントロール装置は、
   ａ）タイマーと、
   ｂ）初期状態の吐出先及び吐出風量、その吐出先を切り替える時刻及び切り替えた後の吐出風量、並びに初期状態へ復帰させる時刻を設定するための設定部と、
   ｃ）前記各々の吐出先、吐出風量及び時刻を記憶する記憶部と、
   ｄ）電力量を変化させることで前記ポンプ本体の吐出風量を増減させる電力供給部と、からなり、
   各々の吐出口からの吐出風量は、設定された切り替わり時刻に所定の吐出風量に切り替わり、設定された時刻に初期状態へ復帰する構造の、汚水浄化槽用エアポンプ。
2. 記憶部として不揮発性メモリが用いられている請求項１の汚水浄化槽用エアポンプ。
3. 請求項１又は２の汚水浄化槽用エアポンプを組み込んでなる汚水浄化槽。

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