(57)【要約】【課題】簡素な処理で推定末端圧力一定制御を行う給水装置を提供すること。【解決手段】給水装置１は、モータ３１を有する複数のポンプ装置１１と、モータ３１を駆動するインバータ５１と、複数のポンプ装置１１それぞれの流量を検出する複数の流量検出器１９と、複数のポンプ装置１１の二次側に接続された連結管１５内の圧力を検出する圧力検出器２０と、ポンプ装置１１単数当たりの定格流量Ｑ１、複数のポンプ装置１１の最大並列運転台数Ｎ、複数のポンプ装置１１の流量をユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力ＰＨ、設定圧力ＰＨに所定の係数ｋ１を乗じた値を推定末端圧力ＰＬ、設定圧力ＰＨから推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部５３を有し、目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、インバータ５１を制御する制御部５４と、を備える。【選択図】      図１
2020133580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有する複数のポンプ装置と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記複数のポンプ装置それぞれの流量を検出する複数の流量検出器と、
前記複数のポンプ装置の二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ポンプ装置単数の定格流量Ｑ１、前記複数のポンプ装置の最大並列運転台数Ｎ、前記最大並列運転台数Ｎ台で前記ポンプ装置を運転したときのユニット定格流量Ｎ・Ｑ１、前記複数のポンプ装置の吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力、前記設定圧力に所定の係数を乗じた推定末端圧力ＰＬ、前記設定圧力から前記推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部と、
前記目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、前記圧力検出器による圧力の検出値が前記目標圧力Ｐとなるよう前記インバータを制御する制御部と、
を備える給水装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の流量検出器それぞれにより検出された流量の合算値を前記ユニット給水量ΣＱとする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記複数のポンプ装置の二次側が合流した流量を検出する第２流量検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記第２流量検出器による流量の検出値を前記ユニット給水量ΣＱとする請求項１に記載の給水装置。
【請求項４】
前記設定圧力を入力可能に構成される入力部をさらに備え、
前記記憶部は、前記ポンプ装置単数の圧力・流量関数を記憶し、
前記制御部は、前記入力部に前記設定圧力が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、前記入力部に入力された前記設定圧力に更新し、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを算出し、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新するとともに、前記圧力・流量関数から、更新された前記設定圧力に対応する前記定格流量Ｑ１を求め、前記記憶部に記憶された前記ポンプ装置単数の前記定格流量Ｑ１を、求めた前記定格流量Ｑ１に更新するとともに、更新した前記定格流量Ｑ１を用いて前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を算出し、前記記憶部に記憶された前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を、算出した前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１に更新する請求項１に記載の給水装置。
【請求項５】
前記記憶部は、複数の１次関数で近似した前記圧力・流量関数を記憶する請求項４に記載の給水装置。
【請求項６】
前記記憶部は、吸込揚程を記憶し、
前記入力部は、前記吸込揚程を入力可能に構成され、
前記制御部は、前記入力部に前記吸込揚程が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記吸込揚程を、前記入力部に入力された前記吸込揚程に更新し、更新後の前記吸込揚程と更新前の前記吸込揚程との差分を前記設定圧力から減算した値を新たな前記設定圧力とし、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、算出された新たな前記設定圧力に更新するとともに、前記定格流量Ｑ１を更新することなく、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを再度算出して、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新する請求項４に記載の給水装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ポンプ装置単数の流量に対応したヒステリシス係数をｋ２とし、運転する前記ポンプ装置をｎ台からｎ＋１台に増台するときの前記ユニット給水量ΣＱとしたときに、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する減台流量ΣＱＯＦＦを、ΣＱＯＦＦ＝｛（１−ｋ２）／ｎ｝・ΣＱから算出し、前記ユニット給水量ΣＱが前記減台流量ΣＱＯＦＦ以下になると、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項８】
前記記憶部は、前記ポンプ装置の停止流量をさらに記憶し、
前記制御部は、運転する全ての前記ポンプ装置それぞれの流量を検出する前記流量検出器により前記停止流量を超える流量を検出し、且つ、運転する全ての前記ポンプ装置の運転周波数が所定の時間の間、最高運転周波数である場合に、待機中の前記ポンプ装置を運転する請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推定末端圧力一定制御を行う給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅等の建造物に給水を行う給水装置として、圧力検出器によりポンプ装置の吐出圧力を検出し、検出した圧力に基づいて、インバータを内蔵した制御盤によってポンプ装置の駆動を制御するものが知られている。
【０００３】
このような給水装置として、省エネ運転を目的とし、ポンプ装置の吐出量が定格流量であるときの設定圧力と停止流量であるときの推定末端圧力との間で、流量に比例する配管損失を加味した目標圧力を定め、圧力検出器により検出される圧力が目標圧力となるようインバータを制御する、所謂推定末端圧力一定制御を行うものも知られている。
【０００４】
また、給水装置として、複数のポンプ装置を備え、これら複数のポンプ装置の並列運転を行うものも知られている。このような給水装置は、運転中のポンプ装置の運転周波数が最高周波数であって、且つ、圧力検出器により検出した圧力が目標圧力未満であると、待機中のポンプ装置を起動して並列運転に移行する。並列運転に移行した給水装置は、例えば、並列起動したポンプ装置を定速運転するとともに、先発ポンプ装置を変速運転に切り替える。
【０００５】
上述した推定末端圧力一定制御を行う給水装置として、設定圧力及び推定末端圧力を補正する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。このような給水装置は、実揚程から配管損失の推定値を算出し、算出した配管損失の推定値を加算した推定末端圧力から設定圧力を定めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２１７１９５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、上述した給水装置は、推定末端圧力一定制御における目標圧力の設定に、変速運転しているポンプ装置の運転周波数から推定した流量を用いる。このため、複数のポンプ装置を並列運転可能とし、且つ、推定末端圧力一定制御により各ポンプ装置の運転を制御する場合には、並列運転するポンプ装置の台数に応じて、運転周波数に連動して変化する目標圧力や、ポンプ装置を増減台する切替圧力をそれぞれ定める必要があった。
【０００８】
このように、上述した並列運転可能な給水装置は、特に、推定末端圧力一定制御を行うための数式設定や推定末端圧力一定制御の内部処理が煩雑となる問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、簡素な処理で推定末端圧力一定制御を行うことができる給水装置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】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る給水装置は、ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有する複数のポンプ装置と、前記モータを駆動するインバータと、前記複数のポンプ装置それぞれの流量を検出する複数の流量検出器と、前記複数のポンプ装置の二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ポンプ装置単数の定格流量Ｑ１、前記複数のポンプ装置の最大並列運転台数Ｎ、前記最大並列運転台数Ｎ台で前記ポンプ装置を運転したときのユニット定格流量Ｎ・Ｑ１、前記複数のポンプ装置の吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力、前記設定圧力に所定の係数を乗じた推定末端圧力ＰＬ、前記設定圧力から前記推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部と、前記目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、前記圧力検出器による圧力の検出値が前記目標圧力Ｐとなるよう前記インバータを制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な処理で推定末端圧力一定制御を行うことができる給水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を示す正面図。
【図２】同給水装置の構成を一部断面で示す側面図。
【図３】同給水装置に用いられるポンプ装置の全揚程と流量の関係を示すグラフ。
【図４】同給水装置の推定末端圧力一定制御による全揚程と流量の関係を示すグラフ。
【図５】同給水装置の一変形例であって、同給水装置の構成を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る給水装置１を、図１乃至図５を用いて説明する。  
図１は、給水装置１の構成を示す正面図であり、図２は、給水装置１の構成を一部断面で示す側面図であり、図３は、給水装置１に用いられるポンプ装置１１単数の全揚程と流量の関係を示す性能曲線及び当該性能曲線に近似した１次方程式を示すグラフであり、図４は、給水装置１の推定末端圧力一定制御による全揚程と流量の関係を、複数のポンプ装置１１の運転台数毎に示すグラフであり、図５は、給水装置１の一変形例であって、給水装置１の構成を示す正面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置１１と、複数のポンプ装置１１の二次側にそれぞれ接続される複数の吐出管１２と、各吐出管１２に設けられる複数の逆止弁１３と、各吐出管１２に設けられる複数の開閉弁１４と、複数の吐出管１２を連結する連結管１５と、連結管１５に設けられる接続管１６と、接続管１６に設けられる蓄圧装置１７と、複数のポンプ装置１１に接続される逃がし管１８と、各ポンプ装置１１の流量を検出する複数の流量検出器１９と、連結管１５内の圧力を検出する圧力検出器２０と、各ポンプ装置１１の動作を制御する制御盤２１と、を備える。給水装置１は、ポンプ装置１１により水源の水を圧送し、吐出管１２及び連結管１５を介して給水先に給水する。
【００１５】
図１及び図２に示すように、ポンプ装置１１は、モータ３１と、ポンプ３２と、を備える。ポンプ装置１１は、一次側が水源に接続される。ここで、水源は、例えば受水槽である。また、給水先は、例えば、建造物に設置された蛇口やシャワーヘッド等の末端器具である。ポンプ装置１１は、例えば、回転軸が重力方向に沿って延設され、モータ３１がポンプ３２の上部に配置された、所謂縦型多段タービンポンプである。ポンプ装置１１は、例えば３台設けられる。
【００１６】
モータ３１は、回転軸を介してポンプ３２と接続される。モータ３１は、制御盤２１に電気的に接続される。
【００１７】
ポンプ３２は、モータ３１により駆動される。ポンプ３２は、例えば、下端側に吸込口３２ａ及び吐出口３２ｂを有する。ポンプ３２は、吸込口３２ａが受水槽に接続され、吐出口３２ｂが吐出管１２に接続される。ポンプ３２は、例えば、吸込口３２ａの口径と吐出口３２ｂの口径とが同等に形成される。
【００１８】
図２に示すように、吐出管１２は、一端が各ポンプ３２の吐出口３２ｂに、他端が連結管１５に、それぞれ接続される。吐出管１２は、例えば、吐出口３２ｂに連結される一端側が水平方向に沿って延設され、中途部が重力方向に沿う上方に曲折することで他端側にかけて重力方向に沿って延設される。
【００１９】
図２に示すように、逆止弁１３は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。逆止弁１３は、吐出管１２内でポンプ３２へ向かう水の逆流を防止する。
【００２０】
図２に示すように、開閉弁１４は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。開閉弁１４は、例えば、吐出管１２と連結管１５との接続部に隣接する位置に設けられる。開閉弁１４は、吐出管１２から連結管１５に連続する流路を開放又は閉塞する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、連結管１５は、複数の吐出管１２の他端を連結する。また、連結管１５は、連結された複数の吐出管１２の二次側に２つの開口端を有し、一端に閉止フランジが接続され、他端に給水先に連通する配管が接続される。連結管１５は、各吐出管１２を通過した水を合流させ、接続された配管に連通する二次側への流路を形成する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、接続管１６は、連結管１５に設けられ、吐出管１２が連結される位置よりも二次側に配置される。また、接続管１６は、複数の蓄圧装置１７が設けられる。接続管１６は、複数の蓄圧装置１７と連結管１５とを流体的に連続する。
【００２３】
図１及び図２に示すように、蓄圧装置１７は、接続管１６に複数設けられる。本実施形態では、蓄圧装置１７は、２台設けられる。蓄圧装置１７は、接続管１６を介して、連結管１５と流体的に連続する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、逃がし管１８は、複数のポンプ３２の二次側を受水槽に流体的に接続する。逃がし管１８は、ポンプ３２内で増圧された水の一部を受水槽に逃がし、各ポンプ３２内の温度上昇を防止する。
【００２５】
図２に示すように、流量検出器１９は、各吐出管１２に設けられる。流量検出器１９は、例えば、ポンプ３２の二次側であって、且つ、吐出管１２に設けられた逆止弁１３の一次側に設けられる。即ち、流量検出器１９は、各ポンプ３２の流量を検出可能に構成される。流量検出器１９は、流量に対応した信号を出力する流量計である。流量検出器１９は、信号を制御盤２１に送信する。流量検出器１９は、例えば、回転軸４１と、羽根車４２と、羽根車４２の回転を検出する検出部４３と、を備える羽根車式流量計である。
【００２６】
回転軸４１は、軸方向が水の流れ方向に対して直交する向きに、吐出管１２内に配置される。
【００２７】
羽根車４２は、例えば、回転軸４１に固定される。羽根車４２は、吐出管１２内を通過する水流を受けることで回転軸４１を回転させる。
【００２８】
検出部４３は、例えば、回転軸４１に設けられた磁石と、磁石の回転を検出するセンサと、当該センサと電気的に接続される検出基板と、を備える。具体例として、センサは、磁気検出素子である交番検知タイプのホールＩＣである。検出部４３は、回転軸４１の回転に伴う磁石の回転をパルス信号に変換する。検出部４３は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続される。検出部４３は、パルス信号を制御盤２１に送信する。
【００２９】
図１に示すように、圧力検出器２０は、連結管１５に設けられる。圧力検出器２０は、連結管１５内の圧力を検出可能に構成される。換言すると、圧力検出器２０は、複数のポンプ装置１１の二次側の圧力を検出可能に構成される。圧力検出器２０は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続され、アナログ信号を制御盤２１に出力する。
【００３０】
図１に示すように、制御盤２１は、インバータ５１と、入力部５２と、記憶部５３と、制御部５４と、を備える。
【００３１】
インバータ５１は、信号線を介してモータ３１及び制御部５４に電気的に接続される。インバータ５１は、例えば、モータ３１と同数設けられる。本実施形態では、インバータ５１は、３台設けられる。インバータ５１は、出力周波数が可変することで、モータ３１の回転数を可変させる。
【００３２】
入力部５２は、設定圧力ＰＨと、吸込揚程ＨＳと、を入力可能に構成される。入力部５２により入力された各値は、記憶部５３に記憶される。
【００３３】
設定圧力ＰＨは、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である。設定圧力ＰＨは、給水先の内、最も大きい圧力を要する位置へ給水可能な圧力値に設定される。一例として、設定圧力ＰＨは、建造物の最高階層且つ給水装置１の設置位置から最遠の給水先への給水に要する圧力値に設定される。
【００３４】
吸込揚程ＨＳは、給水装置１の吸込揚程の絶対値である。換言すると、吸込揚程ＨＳは、各ポンプ装置１１の一次側の圧力の絶対値である。吸込揚程ＨＳは、各ポンプ装置１１の吸込み側にて発生する吸込み圧力に応じて適宜設定される。換言すると、吸込揚程ＨＳは、各ポンプ装置１１の吸込み側と水源との高低差に応じて適宜設定される。本実施形態においては、吸込揚程ＨＳは、各ポンプ装置１１の吸込み側に接続される水源の受水槽の静水圧を０ｍとみなし、初期値としてＨＳ＝０ｍに設定される。
【００３５】
記憶部５３は、停止流量Ｑ０と、ポンプ装置１１単数の定格流量Ｑ１と、最大並列運転台数Ｎと、係数ｋ１と、を記憶する。
【００３６】
停止流量Ｑ０は、ポンプ装置１１の運転を停止するポンプ装置１１の吐出量である。
【００３７】
定格流量Ｑ１は、ポンプ装置１１を最高運転周波数で運転し、且つ、ポンプ装置１１の吐出圧力が設定圧力ＰＨであるときのポンプ装置１１の吐出量である。定格流量Ｑ１は、ポンプ装置１１の仕様値であり、使用するポンプ装置１１の型に応じて設定される。
【００３８】
最大並列運転台数Ｎは、複数のポンプ装置１１の内、並列運転する最大の台数である。例えば、最大並列運転台数Ｎは、複数のポンプ装置１１の全台数から、予備機として使用するポンプ装置１１の台数を差し引いた値に設定される。本実施形態においては、例えば、３台のポンプ装置１１の内、１台のポンプ装置１１を予備機とする場合には、最大並列運転台数Ｎは、Ｎ＝２に設定される。
【００３９】
係数ｋ１は、配管損失を加味した推定末端圧力ＰＬの、設定圧力ＰＨに対する割合である。係数ｋ１は、０＜ｋ１＜１の範囲で設定される。係数ｋ１は、例えば、ポンプ装置１１の定格流量時の配管損失が給水先の末端揚程の１０％であるとした場合には、ｋ１＝０．９に設定される。係数ｋ１は、設定圧力ＰＨに乗算されることで、設定圧力ＰＨから停止流量Ｑ０時の推定末端圧力ＰＬを導出する。
【００４０】
また、記憶部５３は、ポンプ装置１１単数の圧力・流量関数を記憶する。圧力・流量関数は、１台のポンプ装置１１の性能曲線を基に定められ、ポンプ装置１１の全揚程と流量との関係を示す関数である。
【００４１】
圧力・流量関数は、例えば、１台のポンプ装置１１の性能曲線を、１つまたは複数の１次関数で近似して記憶部５３に記憶される。具体例として、圧力・流量関数は、性能曲線上の圧力範囲を複数の圧力範囲に分割し、分割した各圧力範囲で圧力と流量との関係を１次関数で近似する。そして、このような複数の１次方程式が圧力・流量関数として記憶部５３に記憶される。
【００４２】
図３に、ポンプ装置１１単数の圧力・流量関数の一例として、ポンプ装置１１単数の全揚程と流量の関係を示す性能曲線を、２つの１次方程式で近似して表す例を示す。なお、ここで、本実施形態においては、ポンプ３２の吸込口３２ａ及び吐出口３２ｂの口径が同等であり、吸込揚程ＨＳ＝０であることから、図３中の縦軸に示す全揚程は、ポンプ装置１１の吐出圧力に等しいものとする。
【００４３】
図３に示すように、圧力・流量関数は、性能曲線上の圧力範囲内で圧力の中間値を取り、性能曲線上の圧力の最大値から中間値及び中間値から性能曲線上の圧力の最小値それぞれの範囲で性能曲線に近似した、第１の１次方程式と、第２の１次方程式と、の２つの１方程式により表される。なお、ポンプ装置１１単数の性能曲線を図３中実線で、第１の１次方程式を図３中破線で、第２の１次方程式を図３中一点鎖線で示す。このような第１の１次方程式及び第２の１次方程式は、例えば、それぞれ上述した性能曲線上の所定の範囲で性能曲線を最小二乗法によって近似することで作成される。圧力・流量関数は、これら２つの１次方程式として記憶部５３に記憶される。
【００４４】
制御部５４は、例えば、流量検出器１９による流量の検出値として、流量検出器１９より受信したパルス信号の単位時間当たりのパルス数ｘを計測する。制御部５４は、計測したパルス数ｘに所定の係数を乗算することで、流量検出器１９が設置された箇所を通過する瞬時流量Ｑを算出する。
【００４５】
また、制御部５４は、圧力検出器２０による圧力の検出値として、圧力検出器２０より受信した信号を圧力値に変換する。
【００４６】
また、制御部５４は、入力部５２により入力された設定圧力ＰＨ及び吸込揚程ＨＳを記憶部５３に記憶する。なお、制御部５４は、入力部５２により設定圧力ＰＨ及び吸込揚程ＨＳの各値が再入力されると、記憶部５３に記憶された各値を更新する。
【００４７】
制御部５４は、流量検出器１９、圧力検出器２０による流量及び圧力の各検出値、並びに、記憶部５３が記憶する情報に基づいて、推定末端圧力一定制御により各インバータ５１の出力周波数を制御する。
【００４８】
具体的には、制御部５４は、流量検出器１９よる流量の検出値、及び、記憶部５３が記憶する情報に基づいて、後述する各種演算により目標圧力Ｐを算出し、圧力検出器２０による圧力の検出値が目標圧力Ｐとなるよう、最大並列運転台数Ｎ台のポンプ装置１１に対応する各インバータ５１の出力周波数を制御する。なお、制御部５４は、各種演算により算出した各値を記憶部５３に記憶し、また、記憶部５３に記憶した各値を各種演算に用いる。以下、制御部５４による目標圧力Ｐの算出方法について説明する。
【００４９】
制御部５４は、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力ＰＨと、最低値である推定末端圧力ＰＬと、を設定する。設定圧力ＰＨは、入力部５２に入力される設定圧力ＰＨである。推定末端圧力ＰＬは、制御部５４により、設定圧力ＰＨに、記憶部５３に記憶された係数ｋ１を乗算した値に自動設定される。
【００５０】
また、制御部５４は、設定圧力ＰＨと推定末端圧力ＰＬとの差圧ΔＰを算出する。差圧ΔＰは、設定圧力ＰＨから推定末端圧力ＰＬを減算した値である。換言すると、差圧ΔＰは、設定圧力ＰＨに係数ｋ１を乗算した値を設定圧力ＰＨから減算した値となる。即ち、推定末端圧力ＰＬ及び差圧ΔＰは、設定圧力ＰＨ及び係数ｋ１の設定により一意的に定まる値である。
【００５１】
また、制御部５４は、運転している全てのポンプ装置１１による吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱを算出する。ユニット給水量ΣＱは、各流量検出器１９により検出された瞬時流量Ｑの合算値である。
【００５２】
また、制御部５４は、最大並列運転台数Ｎ及び定格流量Ｑ１を用いて、Ｎ台のポンプ装置１１が最高運転周波数で運転したときの定格流量としてユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を算出する。
【００５３】
制御部５４は、算出した推定末端圧力ＰＬ、差圧ΔＰ、ユニット給水量ΣＱ及びユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を用いて、以下の数式（１）に示す演算により、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐを設定する。
【００５４】
【数１】
2020133580.tif 000003
【００５５】
制御部５４は、圧力検出器２０による圧力の検出値が、数式（１）により求めた目標圧力Ｐとなるよう、各ポンプ装置１１に対応する各インバータ５１の出力周波数を制御する。
【００５６】
具体例として、図４に、最大並列運転台数Ｎが１台乃至３台それぞれの場合における単数または複数のポンプ装置１１による全揚程と流量の関係を示す。なお、最大並列運転台数Ｎ＝１である場合を図４中実線で、最大並列運転台数Ｎ＝２である場合を図４中破線で、最大並列運転台数Ｎ＝３である場合を図４中一点鎖線で示す。図４に示すように、制御部５４によれば、設定圧力ＰＨと推定末端圧力ＰＬとの間で最大並列運転台数Ｎの設定毎に異なる目標圧力曲線が、数式（１）によりそれぞれ定められる。
【００５７】
制御部５４は、ポンプ装置１１の単独運転中に、当該ポンプ装置１１に対応する流量検出器１９により検出される瞬時流量Ｑが、所定の時間の間、停止流量Ｑ０以下であると、当該ポンプ装置１１の運転を停止する。
【００５８】
制御部５４は、並列運転しているポンプ装置１１に対応する全ての流量検出器１９により停止流量Ｑ０を超える流量が検出され、且つ、所定の時間の間、並列運転しているポンプ装置１１に対応する全てのインバータ５１の出力周波数が最高出力周波数であると、待機中のポンプ装置１１を運転する、換言すると、運転するポンプ装置１１を増台する。
【００５９】
また、制御部５４は、複数台のポンプ装置１１の運転中に、ユニット給水量ΣＱが減台流量ΣＱＯＦＦ以下であることを検出すると、運転するポンプ装置１１を減台する。
【００６０】
ここで、減台流量ΣＱＯＦＦは、運転するポンプ装置１１を増台する流量から、ポンプ装置１１単数の流量に対応したヒステリシスを考慮して定められる。具体例として、減台流量ΣＱＯＦＦは、運転するポンプ装置１１を増台する流量とは異なる流量であって、運転するポンプ装置１１を増台する流量から所定の差分を設けた流量に設定される。減台流量ΣＱＯＦＦは、運転するポンプ装置１１の増台時に、制御部５４による以下の処理により定められ、記憶部５３に記憶される。
【００６１】
制御部５４は、運転するポンプ装置１１がｎ＋１台からｎ台に減台するときの減台流量ΣＱＯＦＦを、運転するポンプ装置１１がｎ台からｎ＋１台に増台するときに検出したユニット給水量ΣＱに係数ｋ３を乗算して算出する。ここで、係数ｋ３は、減台後に運転するポンプ装置１１の台数ｎ及びポンプ装置１１単数の流量に対応したヒステリシス係数ｋ２を用いて、以下の数式（２）により算出される。そして、算出された係数ｋ３を用いて、減台流量ΣＱＯＦＦは、以下の数式（３）により算出される。
【００６２】
【数２】
2020133580.tif 000004
【００６３】
【数３】
2020133580.tif 000005
【００６４】
なお、本実施形態では、運転するポンプ装置１１は、並列運転しているポンプ装置１１に対応する全てのインバータ５１の出力周波数が最高出力周波数である状態、換言すると、運転しているｎ台のポンプ装置１１に対応する全ての流量検出器１９により定格流量Ｑ１とほぼ同等の値が検出される状態で増台する。この場合には、運転するポンプ装置１１がｎ台からｎ＋１台に増台するときのユニット給水量ΣＱは、ｎ・Ｑ１と同値である。したがって、減台流量ΣＱＯＦＦは、以下の数式（４）により算出されてもよい。
【００６５】
【数４】
2020133580.tif 000006
【００６６】
ここで、制御部５４は、運転するポンプ装置１１の増台時及び減台時において、各ポンプ装置１１の起動回数及び運転時間を平準化するため、定速運転するポンプ装置１１と変速運転するポンプ装置１１とを順次切り替える、所謂ロータリー運転を行う。
【００６７】
また、制御部５４は、入力部５２への入力により設定圧力ＰＨが更新されると、記憶部５３に記憶された推定末端圧力ＰＬ、差圧ΔＰ及び定格流量Ｑ１を更新する機能を有する。制御部５４は、更新した推定末端圧力ＰＬ、差圧ΔＰ及び定格流量Ｑ１から推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐを算出する。以下、当該機能について具体的に説明する。
【００６８】
制御部５４は、例えば、設定圧力ＰＨが、記憶部５３に記憶された設定圧力ＰＨとは異なる新たな設定圧力ＰＨに更新されると、新たな設定圧力ＰＨを用いて、新たな推定末端圧力ＰＬ及び新たな差圧ΔＰを算出する。ここで、更新前の設定圧力ＰＨを設定圧力ＰＨ１、更新前の推定末端圧力ＰＬをＰＬ１、更新前の差圧ΔＰをΔＰ１とし、新たな設定圧力ＰＨをＰＨ２、新たな推定末端圧力ＰＬをＰＬ２、新たな差圧ΔＰをΔＰ２として、以下説明する。
【００６９】
推定末端圧力ＰＬ２は、設定圧力ＰＨ２に係数ｋ１を乗算した値に設定される。また、差圧ΔＰ２は、設定圧力ＰＨ２から推定末端圧力ＰＬ２を減算した値として算出される。
【００７０】
制御部５４は、記憶部５３に記憶された推定末端圧力ＰＬ１及び差圧ΔＰ１に上書きして、推定末端圧力ＰＬ２及び差圧ΔＰ２を記憶部５３に記憶する。
【００７１】
また、制御部５４は、設定圧力ＰＨ１が設定圧力ＰＨ２に更新されると、記憶部５３に記憶された圧力・流量関数から、設定圧力ＰＨ２の圧力値に対応する定格流量Ｑ１を読み出し、目標圧力Ｐの算出に用いる定格流量Ｑ１を、読み出した新たな定格流量Ｑ１に更新する。ここで、更新前の定格流量Ｑ１を定格流量Ｑ１１とし、更新後の定格流量Ｑ１を定格流量Ｑ１２として、以下説明する。
【００７２】
具体例として、制御部５４は、設定圧力ＰＨ１が設定圧力ＰＨ２に変更されると、圧力・流量関数として記憶部５３に記憶された第１の１次方程式または第２の１次方程式から、設定圧力ＰＨ２に対応する圧力範囲の一方の１次方程式を適用し、適用した一方の１次方程式に設定圧力ＰＨ２の値を代入することで定格流量Ｑ１２を算出する。制御部５４は、このように算出した定格流量Ｑ１２を新たな目標圧力Ｐの算出に用いる。
【００７３】
また、制御部５４は、上述した定格流量Ｑ１１から定格流量Ｑ１２への更新に伴い、記憶部５３に記憶されたユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を、ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１１からユニット定格流量Ｎ・Ｑ１２に更新する。
【００７４】
制御部５４は、このように更新された推定末端圧力ＰＬ２、差圧ΔＰ２、定格流量Ｑ１２及びユニット定格流量Ｎ・Ｑ１２を用いて、上述した数式（１）に示す演算により、推定末端圧力一定制御による新たな目標圧力Ｐを算出する。
【００７５】
このように、制御部５４は、設定圧力ＰＨが設定圧力ＰＨ１とは異なる設定圧力ＰＨ２に更新されると、目標圧力Ｐを新たに設定し、圧力検出器２０による圧力の検出値が新たな目標圧力Ｐとなるよう、各インバータ５１の出力周波数を制御する。
【００７６】
ここで、制御部５４は、入力部５２により入力される設定圧力ＰＨの範囲を制限可能に構成される。具体例として、予め入力可能な設定圧力ＰＨの上限値及び下限値を記憶部５３に記憶しておき、制御部５４は、入力部５２により入力された設定圧力ＰＨが、上限値よりも大きいか、または、下限値よりも小さいと、設定圧力ＰＨの更新を行わず、また、目標圧力Ｐの変更を行わない。
【００７７】
また、制御部５４は、入力部５２への入力により吸込揚程ＨＳが更新されると、記憶部５３に記憶された設定圧力ＰＨを更新し、更新した設定圧力ＰＨを用いて推定末端圧力ＰＬ及び差圧ΔＰを更新する機能を有する。制御部５４は、更新した推定末端圧力ＰＬ及び差圧ΔＰから推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐを算出する。以下、当該機能について具体的に説明する。
【００７８】
制御部５４は、例えば、吸込揚程ＨＳが、記憶部５３に記憶された吸込揚程ＨＳとは異なる新たな吸込揚程ＨＳに更新されると、以下の数式（５）に示すように、更新後の吸込揚程ＨＳと更新前の吸込揚程ＨＳとの差分、換言すると、更新後の吸込揚程ＨＳから更新前の吸込揚程ＨＳを減算した値を、設定圧力ＰＨから減算し、算出された圧力値を新たな設定圧力ＰＨとして、記憶部５３に記憶された設定圧力ＰＨを上書きする。ここで、更新前の吸込揚程ＨＳをＨＳ１、更新前の設定圧力ＰＨをＰＨ１とし、更新後の吸込揚程ＨＳをＨＳ２、更新後の設定圧力ＰＨをＰＨ３とする。
【００７９】
【数５】
2020133580.tif 000007
【００８０】
制御部５４は、設定圧力ＰＨ３を用いて、新たな推定末端圧力ＰＬ及び差圧ΔＰを算出して更新する。ここで、更新前の推定末端圧力ＰＬをＰＬ１、更新前の差圧ΔＰをΔＰ１とし、更新後の推定末端圧力ＰＬをＰＬ３、更新後の差圧ΔＰをΔＰ３として、以下説明する。
【００８１】
推定末端圧力ＰＬ３は、設定圧力ＰＨ３に係数ｋ１を乗算した値に設定される。また、差圧ΔＰ３は、設定圧力ＰＨ３から推定末端圧力ＰＬ３を減算した値として算出される。
【００８２】
制御部５４は、記憶部５３に記憶された推定末端圧力ＰＬ１及び差圧ΔＰ１に上書きして、算出した推定末端圧力ＰＬ３及び差圧ΔＰ３を記憶部５３に記憶する。
【００８３】
なお、制御部５４は、吸込揚程ＨＳの更新に伴う設定圧力ＰＨの更新によっては、定格流量Ｑ１の更新を行わない。即ち、制御部５４は、吸込揚程ＨＳの更新に伴う設定圧力ＰＨの更新を、入力部５２への入力による設定圧力ＰＨの更新から独立して処理する。これは、吸込揚程ＨＳが変化しても、それにより定格流量Ｑ１が変動することはないためである。
【００８４】
制御部５４は、このように更新された推定末端圧力ＰＬ３及び差圧ΔＰ３を用いて、上述した数式（１）に示す演算により、推定末端圧力一定制御による新たな目標圧力Ｐを設定する。
【００８５】
このように、制御部５４は、吸込揚程ＨＳが吸込揚程ＨＳ２に更新されると、吸込揚程の推定末端圧力ＰＬ３及び差圧ΔＰ３を新たに算出するとともに、目標圧力Ｐを新たに演算し、圧力検出器２０による圧力の検出値が新たな目標圧力Ｐとなるよう、各インバータ５１の出力周波数を制御する。
【００８６】
ここで、制御部５４は、入力部５２により入力される吸込揚程ＨＳの範囲を制限可能に構成される。具体例として、予め入力可能な吸込揚程ＨＳの上限値及び下限値を記憶部５３に記憶しておき、制御部５４は、入力部５２により入力された吸込揚程ＨＳが、上限値よりも大きいか、または、下限値よりも小さいと、吸込揚程ＨＳの更新を行わず、また、設定圧力ＰＨの変更を行わない。また、具体的に、吸込揚程ＨＳの下限値は、初期値と同じ０ｍとしている。
【００８７】
このように構成された給水装置１によれば、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐが、数式（１）に示す１つの式により算出される。即ち、給水装置１は、目標圧力Ｐを運転周波数より演算する数式を運転台数ｎによって切り替える必要がなく、運転台数ｎが変化しても、数式（１）を用いることにより、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐを統一的に演算できる。
【００８８】
これにより、給水装置１は、並列運転するポンプ装置１１の台数に応じて、目標圧力Ｐを運転周波数より演算する数式や、ポンプ装置１１を増減台する切替圧力を演算する数式をそれぞれ定める必要がない。即ち、給水装置１は、ポンプ装置１１の最大並列運転台数Ｎが異なる場合であっても、運転台数毎の目標圧力Ｐを演算する数式を設定しておく必要がなく、出荷時に、最大並列運転台数Ｎを記憶部５３に設定するのみでよいため、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの設定が簡素なものとなる。
【００８９】
換言すると、給水装置１は、最大並列運転台数Ｎに応じた複数の目標圧力曲線を別個に記憶しておく必要がなく、数式（１）に各値を代入することで、各最大並列運転台数に応じた目標圧力曲線を導出することができる。このように、給水装置１は、出荷時に、最大並列運転台数を記憶部５３に設定するのみで、目標圧力Ｐを設定し、推定末端圧力一定制御を行うことができる。
【００９０】
また、給水装置１は、ポンプ装置１１の圧力・流量関数を記憶部５３に記憶することで、設定圧力ＰＨが変更された場合であっても、定格流量Ｑ１を自動的に当該設定圧力ＰＨに対応する値に更新することができる。このように、給水装置１は、使用条件が異なる場合であっても、簡素な処理で使用条件に合わせた設定圧力ＰＨの変更に対する定格流量Ｑ１の変更を行い、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの設定ができる。
【００９１】
これにより、給水装置１は、例えば、工場出荷時や設置現場で設定圧力ＰＨが変更されても、作業者が定格流量Ｑ１を手動変更する作業が不要となる。具体例として、使用条件に合わせた設定圧力ＰＨの変更に対し、作業者が給水装置１の全揚程と流量の関係を示す性能曲線を資料より探し出して、設定圧力ＰＨに対応する定格流量Ｑ１を読み出し、入力部５２に設定する、といった作業が不要となる。
【００９２】
このように、給水装置１は、設定圧力ＰＨの変更に対し、自動的に定格流量Ｑ１が更新されることから、使用条件の変更に対する変更作業が容易である。
【００９３】
また、給水装置１は、制御部５４が設定圧力ＰＨを変更可能な範囲を設けることで、誤入力による設定圧力ＰＨの規定範囲外の設定を防止できる。
【００９４】
また、給水装置１は、ポンプ装置１１単数の圧力・流量関数に基づいて、並列運転台数が異なる場合の目標圧力Ｐを導出できる。これにより、給水装置１は、並列運転するポンプ装置１１の台数毎に異なる複数の圧力・流量関数を記憶する必要がなく、出荷時の設定作業が簡素なものとなる。具体的には、給水装置１は、出荷時の設定作業として、ポンプ装置１１単数の圧力・流量関数と、最大並列運転台数Ｎ及びポンプ装置１１の台数を、記憶部５３に設定すればよい。ここで、ポンプ装置１１の台数は、ＮまたはＮ＋１に設定される。また、ポンプ装置１１単数の圧力・流量関数の設定は、例えば、記憶部５３の設定テーブルより、設定圧力ＰＨと定格流量Ｑ１を指定するポンプ機種コードを記憶部５３に設定することで行われる。
【００９５】
なお、給水装置１は、例えば、ポンプ３２の吸込口３２ａ及び吐出口３２ｂの口径や、ポンプ装置１１の出力の仕様が異なる複数種のポンプ装置１１それぞれに対応する複数の圧力・流量関数を記憶部５３に記憶する構成であれば、ポンプ装置１１の仕様が異なる場合であっても、同じ制御盤２１を用いて、上述した簡素な処理による目標圧力Ｐの算出及び推定末端圧力一定制御を適用することができる。
【００９６】
また、給水装置１は、記憶部５３に記憶する圧力・流量関数を、複数の１次方程式で表すことで、圧力・流量関数を簡単な関数として記憶部５３に記憶するとともに、記憶部５３に記憶した１次方程式に設定圧力ＰＨの値を代入する簡素な処理によって、設定圧力ＰＨに対応する定格流量Ｑ１を演算することができる。これにより、給水装置１は、作業者による定格流量Ｑ１の変更作業が不要となり、且つ、上述した定格流量Ｑ１の演算に係る記憶部５３及び制御部５４の負荷を抑えることができる。
【００９７】
また、給水装置１は、吸込揚程ＨＳを入力する簡素な処理によって、吸込揚程の変更に伴う推定末端圧力一定制御による目標圧力の更新を行うことができる。これにより、給水装置１は、例えばポンプ装置１１の吸込み側が負圧である吸込仕様の場合であっても、吸込揚程の変更により設定圧力を更新し、上述した簡素な処理による推定末端圧力一定制御を適用することができる。
【００９８】
また、給水装置１は、運転するポンプ装置１１が増台するときに、運転するポンプ装置１１が元の台数に減台する減台流量ΣＱＯＦＦを自動的に算出することから、ヒステリシスを考慮したポンプ装置１１の増台及び減台を行うことができる。
【００９９】
また、給水装置１は、ヒステリシス係数ｋ２と減台流量ΣＱＯＦＦを、評価試験によりポンプ装置１１にあわせて適切に設定することにより、増台時と減台時のヒステリシス流量を極力小さくして省エネ効果を高めつつ、減台動作の直後に再度増台するようなハンチング現象が発生しない並列運転を安定して実施することができる。
【０１００】
また、給水装置１は、運転している全てのポンプ装置１１それぞれの流量を検出する流量検出器１９により検出される流量が停止流量Ｑ０以上であって、且つ、運転している全てのポンプ装置１１に対応するインバータ５１の出力周波数が所定の時間の間最大出力周波数である場合に、ポンプ装置１１の運転台数を増台する。これにより、給水装置１は、いずれかのポンプ装置１１が空転している場合に、ポンプ装置１１の運転台数が増台することを防止できることから、安全性を向上することができる。
【０１０１】
具体的に説明すると、給水装置１の減台制御として、ポンプ装置１１の運転台数がｎ＋１台からｎ台に減台する減台流量ΣＱＯＦＦは、ｎ台のポンプ装置１１が定格流量Ｑ１を送水して、ユニット給水量ΣＱがｎ・Ｑ１と同値となる前提であるポンプ装置１１の増台時に、数式（３）または数式（４）から算出される。したがって、いずれかのポンプ装置１１が空転している場合に、誤ってポンプ装置１１が増台すると、ロータリー運転に従い、正常に送水しているポンプ装置１１を減台して、再度、増台してしまうようなハンチング現象が生じ得る。しかしながら、上述したように、給水装置１は、いずれかのポンプ装置１１が空転している場合の増台を防止できることから、このようなハンチング現象を防止でき、安全性を向上することができる。
【０１０２】
なお、ポンプ装置１１が運転中であって、当該ポンプ装置１１の流量を検出する流量検出器１９により検出される流量が停止流量Ｑ０未満である場合には、所定の時間、停止流量Ｑ０未満を確認したうえで当該ポンプ装置１１を停止して、故障処理をすればよい。
【０１０３】
上述したように、本発明の一実施形態に係る給水装置１によれば、簡素な処理で推定末端圧力一定制御を行うことができる。
【０１０４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図５に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置１１の二次側に設けられる第２流量検出器２２をさらに備える構成であってもよい。
【０１０５】
第２流量検出器２２は、流量に対応した信号を出力する流量計である。図５に示すように、第２流量検出器２２は、例えば、連結管１５に設けられ、複数の吐出管１２よりも二次側に配置される。即ち、第２流量検出器２２は、複数のポンプ装置１１の二次側が合流した流量を検出可能に構成される。
【０１０６】
このような第２流量検出器２２を備える給水装置１においては、第２流量検出器２２により検出される流量をユニット給水量ΣＱとして、上述した推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの算出に適用してもよい。
【０１０７】
また、給水装置１は、ポンプ装置１１の圧力・流量関数を、複数の１次関数で近似して表し、複数の１次方程式として記憶部５３に記憶する例を説明したが、これに限定されない。圧力・流量関数は、２次関数等、他の関数に近似して表され、記憶部５３に記憶されていてもよい。また、圧力・流量関数は、圧力と流量とを対応したテーブルとして記憶部５３に記憶されていてもよい。
【０１０８】
即ち、記憶部５３に記憶する圧力・流量関数の形式は、当該圧力・流量関数を用いて、設定圧力ＰＨから当該設定圧力ＰＨに対応する定格流量Ｑ１を演算することができれば、適宜設定することができる。ただし、簡素な処理で設定圧力ＰＨに対応する定格流量Ｑ１を演算する為には、圧力・流量関数は、複数の１次関数として記憶されることが好ましい。
【０１０９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１１０】
１…給水装置、１１…ポンプ装置、１２…吐出管、１３…逆止弁、１４…開閉弁、１５…連結管、１６…接続管、１７…蓄圧装置、１８…逃がし管、１９…流量検出器、２０…圧力検出器、２１…制御盤、２２…第２流量検出器、３１…モータ、３２…ポンプ、３２ａ…吸込口、３２ｂ…吐出口、４１…回転軸、４２…羽根車、４３…検出部、５１…インバータ、５２…入力部、５３…記憶部、５４…制御部。
【図１】
2020133580.tif 000008
【図２】
2020133580.tif 000009
【図３】
2020133580.tif 000010
【図４】
2020133580.tif 000011
【図５】
2020133580.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月23日(2020.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有する複数のポンプ装置と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記複数のポンプ装置それぞれの流量を検出する複数の流量検出器と、
前記複数のポンプ装置の二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ポンプ装置単数の定格流量Ｑ１、前記複数のポンプ装置の最大並列運転台数Ｎ、前記最大並列運転台数Ｎ台で前記ポンプ装置を運転したときのユニット定格流量Ｎ・Ｑ１、前記複数のポンプ装置のうち、運転している全ての前記ポンプ装置による吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力、前記設定圧力に所定の係数を乗じた推定末端圧力ＰＬ、前記設定圧力から前記推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部と、
前記設定圧力を入力可能に構成される入力部と、
前記目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、前記圧力検出器による圧力の検出値が前記目標圧力Ｐとなるよう前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記記憶部は、前記ポンプ装置単数の圧力・流量関数を記憶し、
前記制御部は、前記入力部に前記設定圧力が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、前記入力部に入力された前記設定圧力に更新し、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを算出し、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新するとともに、前記圧力・流量関数から、更新された前記設定圧力に対応する前記定格流量Ｑ１を求め、前記記憶部に記憶された前記ポンプ装置単数の前記定格流量Ｑ１を、求めた前記定格流量Ｑ１に更新するとともに、更新した前記定格流量Ｑ１を用いて前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を算出し、前記記憶部に記憶された前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を、算出した前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１に更新する給水装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の流量検出器それぞれにより検出された流量の合算値を前記ユニット給水量ΣＱとする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記複数のポンプ装置の二次側が合流した流量を検出する第２流量検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記第２流量検出器による流量の検出値を前記ユニット給水量ΣＱとする請求項１に記載の給水装置。
【請求項４】
前記記憶部は、複数の１次関数で近似した前記圧力・流量関数を記憶する請求項１に記載の給水装置。
【請求項５】
前記記憶部は、吸込揚程を記憶し、
前記入力部は、前記吸込揚程を入力可能に構成され、
前記制御部は、前記入力部に前記吸込揚程が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記吸込揚程を、前記入力部に入力された前記吸込揚程に更新し、更新後の前記吸込揚程と更新前の前記吸込揚程との差分を前記設定圧力から減算した値を新たな前記設定圧力とし、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、算出された新たな前記設定圧力に更新するとともに、前記定格流量Ｑ１を更新することなく、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを再度算出して、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新する請求項１に記載の給水装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ポンプ装置単数の流量に対応したヒステリシス係数をｋ２とし、運転する前記ポンプ装置をｎ台からｎ＋１台に増台するときの前記ユニット給水量ΣＱとしたときに、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する減台流量ΣＱＯＦＦを、ΣＱＯＦＦ＝（１−ｋ２／ｎ）・ΣＱから算出し、前記ユニット給水量ΣＱが前記減台流量ΣＱＯＦＦ以下になると、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の給水装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記ポンプ装置の停止流量をさらに記憶し、
前記制御部は、運転する全ての前記ポンプ装置それぞれの流量を検出する前記流量検出器により前記停止流量を超える流量を検出し、且つ、運転する全ての前記ポンプ装置の運転周波数が所定の時間の間、最高運転周波数である場合に、待機中の前記ポンプ装置を運転する請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の給水装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る給水装置は、ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有する複数のポンプ装置と、前記モータを駆動するインバータと、前記複数のポンプ装置それぞれの流量を検出する複数の流量検出器と、前記複数のポンプ装置の二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ポンプ装置単数の定格流量Ｑ１、前記複数のポンプ装置の最大並列運転台数Ｎ、前記最大並列運転台数Ｎ台で前記ポンプ装置を運転したときのユニット定格流量Ｎ・Ｑ１、前記複数のポンプ装置のうち、運転している全ての前記ポンプ装置による吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力、前記設定圧力に所定の係数を乗じた推定末端圧力ＰＬ、前記設定圧力から前記推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部と、前記設定圧力を入力可能に構成される入力部と、前記目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、前記圧力検出器による圧力の検出値が前記目標圧力Ｐとなるよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記記憶部は、前記ポンプ装置単数の圧力・流量関数を記憶し、前記制御部は、前記入力部に前記設定圧力が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、前記入力部に入力された前記設定圧力に更新し、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを算出し、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新するとともに、前記圧力・流量関数から、更新された前記設定圧力に対応する前記定格流量Ｑ１を求め、前記記憶部に記憶された前記ポンプ装置単数の前記定格流量Ｑ１を、求めた前記定格流量Ｑ１に更新するとともに、更新した前記定格流量Ｑ１を用いて前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を算出し、前記記憶部に記憶された前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を、算出した前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１に更新する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
【数２】
2020133580.tif 000013
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］  ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有する複数のポンプ装置と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記複数のポンプ装置それぞれの流量を検出する複数の流量検出器と、
前記複数のポンプ装置の二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ポンプ装置単数の定格流量Ｑ１、前記複数のポンプ装置の最大並列運転台数Ｎ、前記最大並列運転台数Ｎ台で前記ポンプ装置を運転したときのユニット定格流量Ｎ・Ｑ１、前記複数のポンプ装置の吐出量の合計であるユニット給水量ΣＱ、推定末端圧力一定制御による目標圧力Ｐの最大値である設定圧力、前記設定圧力に所定の係数を乗じた推定末端圧力ＰＬ、前記設定圧力から前記推定末端圧力ＰＬを減算した差圧ΔＰを記憶する記憶部と、
前記目標圧力Ｐを、Ｐ＝ＰＬ＋ΔＰ｛ΣＱ／（Ｎ・Ｑ１）｝＾２から算出し、前記圧力検出器による圧力の検出値が前記目標圧力Ｐとなるよう前記インバータを制御する制御部と、
を備える給水装置。
［２］  前記制御部は、前記複数の流量検出器それぞれにより検出された流量の合算値を前記ユニット給水量ΣＱとする［１］に記載の給水装置。
［３］  前記複数のポンプ装置の二次側が合流した流量を検出する第２流量検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記第２流量検出器による流量の検出値を前記ユニット給水量ΣＱとする［１］に記載の給水装置。
［４］  前記設定圧力を入力可能に構成される入力部をさらに備え、
前記記憶部は、前記ポンプ装置単数の圧力・流量関数を記憶し、
前記制御部は、前記入力部に前記設定圧力が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、前記入力部に入力された前記設定圧力に更新し、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを算出し、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新するとともに、前記圧力・流量関数から、更新された前記設定圧力に対応する前記定格流量Ｑ１を求め、前記記憶部に記憶された前記ポンプ装置単数の前記定格流量Ｑ１を、求めた前記定格流量Ｑ１に更新するとともに、更新した前記定格流量Ｑ１を用いて前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を算出し、前記記憶部に記憶された前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１を、算出した前記ユニット定格流量Ｎ・Ｑ１に更新する［１］に記載の給水装置。
［５］  前記記憶部は、複数の１次関数で近似した前記圧力・流量関数を記憶する［４］に記載の給水装置。
［６］  前記記憶部は、吸込揚程を記憶し、
前記入力部は、前記吸込揚程を入力可能に構成され、
前記制御部は、前記入力部に前記吸込揚程が新たに入力されると、前記記憶部に記憶された前記吸込揚程を、前記入力部に入力された前記吸込揚程に更新し、更新後の前記吸込揚程と更新前の前記吸込揚程との差分を前記設定圧力から減算した値を新たな前記設定圧力とし、前記記憶部に記憶された前記設定圧力を、算出された新たな前記設定圧力に更新するとともに、前記定格流量Ｑ１を更新することなく、更新された前記設定圧力を用いて前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを再度算出して、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰを、算出した前記推定末端圧力ＰＬ及び前記差圧ΔＰに更新する［４］に記載の給水装置。
［７］  前記制御部は、前記ポンプ装置単数の流量に対応したヒステリシス係数をｋ２とし、運転する前記ポンプ装置をｎ台からｎ＋１台に増台するときの前記ユニット給水量ΣＱとしたときに、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する減台流量ΣＱＯＦＦを、ΣＱＯＦＦ＝｛（１−ｋ２）／ｎ｝・ΣＱから算出し、前記ユニット給水量ΣＱが前記減台流量ΣＱＯＦＦ以下になると、運転する前記ポンプ装置をｎ＋１台からｎ台に減台する［１］乃至［６］のいずれか一項に記載の給水装置。
［８］  前記記憶部は、前記ポンプ装置の停止流量をさらに記憶し、
前記制御部は、運転する全ての前記ポンプ装置それぞれの流量を検出する前記流量検出器により前記停止流量を超える流量を検出し、且つ、運転する全ての前記ポンプ装置の運転周波数が所定の時間の間、最高運転周波数である場合に、待機中の前記ポンプ装置を運転する［１］乃至［７］のいずれか一項に記載の給水装置。