(57)【要約】【課題】好適な推定末端圧一定制御が可能な給水装置を提供すること。【解決手段】給水装置１の制御部５４は、流量検出器２０で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、流量検出器２０から出力された出力信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行う。【選択図】      図１
2020029811.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、
前記ポンプにそれぞれ設けられる複数の吐出管と、
前記複数の吐出管を合流する合流管と、
前記吐出管にそれぞれ設けられ、検出した給水量をパルス信号として出力する流量検出器と、
前記合流管又は前記合流管の二次側に設けられる圧力検出器と、
定格流量Ｑ１時の設定圧力Ｐ１、前記設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、前記ポンプの停止流量Ｑ０が記憶された記憶部と、
前記流量検出器で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、前記流量検出器から出力されたパルス信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行う制御部と、
を備える給水装置。
【請求項２】
前記制御部は、給水量が前記定格流量Ｑ１以上の場合には、前記設定圧力Ｐ１により吐出圧力一定制御を行うとともに、前記インバータの出力周波数が最高周波数に到達した流量以上においては、最高回転速度一定で前記モータを駆動する、請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記制御部は、試運転時に建造物の最上階の給水栓を開いた状態で電源を投入後に、一定時間、前記記憶部に記憶された前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２で推定末端圧一定制御を行った後に前記ポンプ装置を停止し、吐出圧力が低下して一定時間経過後に吐出圧力を測定し、末端器具必要圧力Ｐ０を加算した値を、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２に書き換え、書き換えた前記推定末端圧力Ｐ２により推定末端圧一定制御を行う、請求項１又は請求項２に記載の給水装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２を書き換えた後、前記推定末端圧力Ｐ２の書き換えを禁止するフラグを立てる、請求項３に記載の給水装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記設定圧力Ｐ１をＰ１＝（Ｐ２−Ｐ０）×係数ｋ＋Ｐ０から求めた値に書き換えて、書き換えた前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２に基づいて前記ポンプ装置を制御する、請求項３又は請求項４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、推定末端圧一定制御を行うポンプ装置を有する給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前から、ポンプ装置を推定末端圧一定制御によりポンプ装置を制御する給水装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、給水装置として、例えば、逆流防止装置と、逆流防止装置の二次側に設けられた縦型多段タービンポンプ等の２台のポンプ装置、を備える技術も知られている。
【０００３】
このような、給水装置は、逆流防止装置の一次側に設けられた第１圧力センサにより吸込圧力を検出し、ポンプ装置の二次側に設けられた第２圧力センサにより吐出圧力を検出し、インバータを内蔵した制御盤により吐出圧力が目標圧力となるよう、モータへの出力周波数を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２３９６２号公報
【特許文献２】特許第３３６０００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような給水装置を水道管に直結する場合には、吸込側に水道配管の圧力が加わる一方で、逆流防止装置を内蔵しているため、給水装置内部に損失が生じる。このため、ポンプ装置の吸込側の圧力は、給水装置の吸込側の圧力より低くなる。
【０００６】
例えば、インバータの出力周波数に比例した推定末端圧一定制御を行う給水装置では、制御部において予め最高周波数が定められており、最初の試運転時に小水量停止した時点で検出した出力周波数を最低周波数とし、出力周波数が最低周波数になる運転点で、最低値である推定末端圧力となり、出力周波数が最高周波数になる運転点で、最高値である設定圧力となる。
【０００７】
また、吸込圧力の変動に対応するため、毎回の小水量停止時に最低周波数を検出し、更新すると、運転中に前回の停止時よりも吸込圧力が変動した場合には、最低周波数に誤差が生じることになる。
【０００８】
このため、吸込圧力が上昇するほど、定格流量時の吐出圧力が低下していくといった問題があった。また、省エネルギーの効果を増すために、推定末端圧力を低く設定するほど、定格流量時の吐出圧力が低下する。この問題は、推定末端圧一定制御によって生じるが、吐出圧力一定制御においては生じない。
【０００９】
また、特許文献１には、推定末端目標圧、最大周波数及び最小周波数を推定する技術も開示されているが、口径及び出力の異なる複数のポンプについて、各流量の吐出圧力とインバータ周波数のデータを取得しなければならない。特に、推定末端圧一定制御の精度を向上させるためには、計測する流量の点数を多くする必要があり、大量のデータを記憶部に記憶させる必要がある等、実用的ではなかった。
【００１０】
また、特許文献２には、最大水量仕様点の吐出圧力を式に従い推定末端圧一定曲線を得る技術が開示されているが、配管損失という推定値と定義されていない係数を用いられるため、実用的ではない。また、変動する吸込圧力に対して的確な補正を行うことが困難であり、定格流量以上では、不要な高圧運転となる虞もあった。
【００１１】
そこで本発明は、好適な推定末端圧一定制御が可能な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】
【００１２】
本発明の一態様として、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、前記ポンプにそれぞれ設けられる複数の吐出管と、前記複数の吐出管を合流する合流管と、前記吐出管にそれぞれ設けられ、検出した給水量をパルス信号として出力する流量検出器と、前記合流管又は前記合流管の二次側に設けられる圧力検出器と、定格流量Ｑ１時の設定圧力Ｐ１、前記設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、前記ポンプの停止流量Ｑ０が記憶された記憶部と、前記流量検出器で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、前記流量検出器から出力されたパルス信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行う制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、好適な推定末端圧一定制御が可能な給水装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を一部断面で示す正面図。
【図２】同給水装置の構成を一部断面で示す平面図。
【図３】同給水装置に用いられる流量検出器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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３を用いて説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る給水装置１の構成を一部断面で示す正面図であり、図２は、給水装置１の構成を一部断面で示す平面図である。図３は、給水装置１に用いられる流量検出器２０の構成を示す断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、給水装置１は、吸込管１１と、逆流防止装置１２と、分岐管１３と、複数のポンプ装置１４と、複数の吐出管１５と、複数の逆止弁１６と、合流管１７と、蓄圧装置１８と、第１圧力検出器１９と、流量検出器２０と、第２圧力検出器２１と、制御盤２２と、を備えている。
【００１７】
また、給水装置１は、各構成品を内部に保持するフレーム２５と、フレーム２５を覆う化粧板２６とを含むカバー２４を備える。
【００１８】
図２に示すように、吸込管１１は、給水装置１の一次側が水道配管に接続される。逆流防止装置１２は、吸込管１１に設けられる。逆流防止装置１２は、例えば、第１逆止弁、第２逆止弁、第１逆止弁及び第２逆止弁を収容するとともに、中間室３３ａを構成する外郭体、並びに、中間室３３ａに配置される逃がし弁を含む、所謂減圧式逆流防止装置である。また、逆流防止装置１２は、例えば、漏水検出器を有していても良い。
【００１９】
図２に示すように、分岐管１３は、吸込管１１の二次側に設けられ、流路を複数に分岐する。例えば、分岐管１３は、吸込管１１に接続され、吸込管１１の二次側の複数の流路を構成する。本実施形態において、分岐管１３は、吸込管１１からの流路を２つに分岐する。
【００２０】
図１に示すように、ポンプ装置１４は、例えば、２台設けられる。ポンプ装置１４は、分岐管１３の分岐された二次側の端部にそれぞれ設けられる。ポンプ装置１４は、モータ１４ａと、ポンプ１４ｂと、を備えている。ポンプ装置１４は、例えば、回転軸が重力方向に沿って延設され、モータ１４ａがポンプ１４ｂ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。
【００２１】
モータ１４ａは、回転軸を介してポンプ１４ｂと接続される。モータ１４ａは、制御盤２２に電気的に接続される。ポンプ１４ｂは、モータ１４ａにより駆動される。ポンプ１４ｂは、多段ポンプである。ポンプ１４ｂは、一次側が分岐管１３に接続され、二次側が吐出管１５に接続される。例えば、ポンプ１４ｂは、下端に吸込口が形成され、ポンプ１４ｂの上端側の側面に吐出口が形成される。
【００２２】
図１に示すように、吐出管１５は、各ポンプ１４ｂの吐出口にそれぞれ接続される。吐出管１５は、ポンプ１４ｂの吐出口に隣接する位置において下方に曲折し、重力方向に沿って延設されるベンド管である。吐出管１５は、例えば、複数の管を組み合わせることで構成される。
【００２３】
図１に示すように、逆止弁１６は、吐出管１５にそれぞれ設けられる。逆止弁１６は、ポンプ１４ｂの二次側であって、且つ、合流管１７の一次側に、即ち吐出管１５内に設けられる。逆止弁１６は、吐出管１５のポンプ１４ｂの吐出口に隣接する位置に設けられる。例えば、逆止弁１６は、スイング式逆止弁であり、吐出管１５に一軸周りに回転可能に固定された弁体が、吐出管１５内に設けられた座部と当接することで、吐出管１５内の流路を閉塞する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、合流管１７は、各ポンプ１４ｂに接続された複数の吐出管１５を合流する。合流管１７は、建造物の蛇口やシャワーヘッド等の給水先に接続される配管に接続される。蓄圧装置１８は、合流管１７に設けられたアキュムレータである。
【００２５】
第１圧力検出器１９は、吸込管１１に設けられる。第１圧力検出器１９は、逆流防止装置１２の一次側の圧力を検出する。第１圧力検出器１９は、信号線を介して制御盤２２に電気的に接続され、検出した圧力を信号に変換し、制御盤２２に送信する。
【００２６】
図１及び図３に示すように、流量検出器２０は、吐出管１５にそれぞれ設けられ、垂直方向に延びる吐出管１５内の下降流を検出可能に構成される。流量検出器２０は、羽根車４１と、羽根車４１の回転を検出する検出部４２と、を備えている。羽根車４１は、吐出管１５内を流れる水の水流によって回転可能に、吐出管１５に設けられる。例えば、羽根車４１は、回転軸と複数の羽根により構成され、吐出管１５内であって、且つ、逆止弁１６の二次側に設けられる。
【００２７】
図３に示すように、検出部４２は、例えば、羽根車４１の回転軸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、により構成される。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４２は、信号線を介して制御盤２２に接続される。検出部４２は、吐出管１５内を流れる水の水流に比例する磁石の回転をパルス信号に変換し制御盤２２に送信する。例えば、検出部４２は、羽根車４１が一回転したときに、ＯＮ信号を３パルス、ＯＦＦ信号を３パルス出力する。
【００２８】
第２圧力検出器２１は、合流管１７に設けられ、複数のポンプ装置１４の二次側の圧力を検出可能に構成される。第２圧力検出器２１は、信号線等を介して制御盤２２に電気的に接続され、検出した圧力を信号に変換し、制御盤２２に送信する。
【００２９】
図１に示すように、制御盤２２は、インバータ５１と、記憶部５２と、表示部５３と、制御部５４と、を備えている。
【００３０】
インバータ５１は、信号線を介してモータ１４ａ及び制御部５４に電気的に接続される。本実施形態において、インバータ５１は、モータ１４ａと同数設けられる。インバータ５１は、モータ１４ａの回転数を可変させる。
【００３１】
記憶部５２は、ポンプ装置１４を起動する起動圧力、定格流量時の設定圧力Ｐ１、設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、給水を停止する停止流量Ｑ０、及び、吸込側の圧力Ｈｓを０ｍとしたときの定格流量Ｑ１を記憶する。また、記憶部５２は、これら起動圧力、設定圧力Ｐ１、推定末端圧力Ｐ２、停止流量Ｑ０及び定格流量Ｑ１を、例えば、入力手段によって入力された書き換え可能に構成される。
【００３２】
また、記憶部５２は、給水運転時に制御部５４によりインバータ５１を制御する制御プログラム、給水量や目標圧力を演算する演算プログラム等の各種プログラムが記憶されている。
【００３３】
表示部５３は、給水量等を表示可能に構成される。
【００３４】
制御部５４は、流量検出器２０及び第２圧力検出器２１で検出された圧力及び流量に基づいて、推定末端圧力一定となるように、各インバータ５１を制御する。
【００３５】
具体例として、制御部５４は、以下の（１）及び（２）の機能を有する。なお、制御部５４の各機能は、ポンプ装置１４の駆動状況や記憶部５２に記憶された各値やプログラムに基づいて生じる。
【００３６】
（１）  給水運転を行う機能。  
（２）  目標圧力Pを求める機能。  
次に、制御部５４が有する（１）乃至（２）の機能について説明する。
【００３７】
（１）の機能は、給水装置１の二次側の給水先に、ポンプ装置１４の二次側の圧力及び流量に基づいてポンプ装置１４を駆動及び停止を行い、給水を行う機能である。具体例として、（１）の機能は、制御部５４が、第２圧力検出器２１で検出した圧力が起動圧力以下となった場合に、一台のポンプ装置１４を駆動し、ポンプ装置１４の駆動後に駆動中のポンプ装置１４の二次側の流量検出器２０で検出した流量が停止流量以下となった場合に、駆動しているポンプ装置１４を停止する機能である。また、（１）の機能は、制御部５４が、ポンプ装置１４の駆動後に、第２圧力検出器２１で検出する圧力が（２）の機能で求めた目標圧力Ｐとなるように、推定末端圧一定制御でポンプ装置１４を制御する機能である。さらに、（１）の機能は、給水量が定格流量Ｑ１以上となった場合に、制御部５４が、目標圧力Ｐを設定圧力Ｐ１にて吐出圧力一定制御とし、加えて、インバータ５１の出力周波数が最高周波数に到達した流量以上では、最高回転速度一定運転を行う機能である。
【００３８】
（２）の機能は、定格流量時の設定圧力Ｐ１、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、吸込側の圧力Ｈｓを０ｍとしたときの定格流量Ｑ１、及び、検出部４２で検出された検出値から、目標圧力Ｐを演算する機能である。
【００３９】
（２）の機能の具体例としては、例えば、制御部５４が、まず、検出部４２から出力されたパルス信号であるＯＮ信号又はＯＦＦ信号を検出し、検出部４２の出力する１周期当たりのＯＮ時間若しくはＯＦＦ時間又はＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方を計測し、これらの時間の逆数をとることで周波数Ｘを演算する。なお、周波数Ｘを演算するにあたり、ＯＮ時間若しくはＯＦＦ時間又は双方の時間のいずれを計測するかは、適宜設定可能である。例えば、ＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して周波数を求める場合には、サンプリング時間が最長となる停止流量時においては、例えば、サンプリング時間が１２５ｍｓとなり、毎秒サンプリングと比較して約８倍の速度で給水量データを出力可能となる。また、大流量時においては、パルス幅が比較的小さくなることから、ＯＮ時間又はＯＦＦ時間を複数計測して、平均化処理することで、瞬時的な水流の乱れの影響を受けないようにしてもよい。
【００４０】
また、（２）の機能の具体例として、制御部５４は、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、定格流量Ｑ１を代入して、係数ｋ＝（ａ／Ｑ１）２を演算するとともに、目標圧力Ｐを、
Ｐ＝（Ｐ１−Ｐ２）×（ａＸ／Ｑ１）２＋Ｐ２＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２
の式から演算する。
【００４１】
このように、（２）の機能は、（１）の機能で推定末端圧一定制御を行うための目標圧力Ｐを、制御部５４が記憶部５２に記憶された値及び検出部４２で検出された値から求める機能である。
【００４２】
例えば、停止流量Ｑ０は、一般的な給水装置１の場合には、１０Ｌ／ｍｉｎに設定されており、この停止流量Ｑ０時の周波数は４Ｈｚに設定される。
【００４３】
また、具体例として、給水装置１の定格流量Ｑ１が３３０Ｌ／ｍｉｎ、設定圧力Ｐ１が５５ｍ、推定末端圧力Ｐ２が５０ｍに設定されている場合には、係数ｋ＝（ａ／Ｑ１）２の式に、流量Ｑと周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸの係数ａ＝３．６と、定格流量Ｑ１＝３３０を代入して、Ｋ＝０．０００１２を演算する。そして、目標圧力Ｐ＝０．０００１２（５５−５０）Ｘ２＋５０とし、この式に周波数Ｘを導入することで、目標圧力Ｐを求める。
【００４４】
このように構成された給水装置１によれば、流量検出器２０の検出部４２から出力されるパルス信号の周波数から、単純な二次式で目標圧力を演算するため、目標圧力の演算処理に要する時間が短くてよい。すなわち、目標圧力の演算処理を高速化することが可能となり、過渡応答に優れた推定末端圧一定制御を行うことが可能となる。また、記憶部５２や制御部５４は、二次式で目標圧力を演算処理できる機能を有していればよく、比較的安価に製造することができる。
【００４５】
また、給水装置１は、給水量が定格流量Ｑ１以上となった場合に、目標圧力Ｐを設定圧力Ｐ１にて吐出圧力一定制御とし、インバータ５１の出力周波数が最高周波数に到達した流量以上では、モータ１４ａを最高回転速度で一定運転する最高回転速度一定制御を行うことで、吸込圧力が変動しても変化しない推定末端圧一定曲線に従って、目標圧力を定め、ポンプ装置１４を運転することができる。これらのように、給水装置１は、好適な推定末端圧一定制御によりポンプ装置１４を制御することができる。
【００４６】
上述したように、本実施形態の給水装置１によれば、好適な推定末端圧一定制御が可能となる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。上述した例では、周波数Ｘを演算するにあたり、ＯＮ時間若しくはＯＦＦ時間又は双方の時間のいずれを計測する例を説明したがこれに限定されない。例えば、初期設定として、単位時間当たりのパルス数をカウントし、推定末端圧一定制御において、過渡応答性の遅れによりハンチングが生じた場合に、周波数Ｘを演算するにあたり、ＯＮ時間若しくはＯＦＦ時間又は双方の時間のいずれを計測する方式に自動的又は手動的に切り替えてもよい。
【００４８】
また、上述した例では、制御部５４は、記憶部５２に初期設定値として起動圧力、設定圧力Ｐ１、推定末端圧力Ｐ２、停止流量Ｑ０及び定格流量Ｑ１に基づいて目標圧力Ｐを演算する構成を記載したが、これら初期設定値は、入力によって、又は、給水装置１の設置後の実測値に基づいて書き換える構成であってもよい。例えば、給水装置１の設置現場での試運転時に、建造物の最上階の給水栓を開くとともに、給水装置１の電源投入後、初期設定値にて、設定圧力Ｐ１及び推定末端圧力Ｐ２を推定末端圧一定制御で運転したのちに、ポンプ装置１４を停止し、吐出圧力が低下して一定時間経過後に測定した吐出圧力に末端器具必要圧力Ｐ０、例えば、Ｐ０＝１５を加算した値を新たな推定末端圧力Ｐ２としてもよい。また、新たな推定末端圧力Ｐ２に書き換えた後、書き換え禁止のフラグを立てて、例えば、停電後の複電時に、試運転を行わないようにしてもよい。
【００４９】
また、ポンプ装置１４の停止時の吐出圧力を測定し、記憶する指令を行う操作ボタンを設け、推定末端圧力Ｐ２を更新する構成としてもよい。なお、末端器具必要圧力Ｐ０は、給水栓での吐出圧力であり、０．１５Ｍｐａ（＝１５ｍ）程度が望ましい。
【００５０】
また、設定圧力Ｐ１についても、Ｐ１＝（推定末端圧力Ｐ２−末端器具必要圧力Ｐ０）×係数ｋ＋末端器具必要圧力Ｐ０に基づいて書き換え、新たな定格流量時の設定圧力Ｐ１と推定末端圧力Ｐ２によって、ポンプ装置１４を駆動する構成としてもよい。なお、係数ｋは、配管損失の実揚程に対する比率であり、一般的には、１．１〜１．２程度に設定される。
【００５１】
即ち、推定末端圧力Ｐ２は、試運転時の実測値から求められ、そして、設定圧力Ｐ１についても、実測データに基づいた実用的な数値に設定可能である。
【００５２】
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】
【００５３】
１…給水装置、１１…吸込管、１２…逆流防止装置、１３…分岐管、１４…ポンプ装置、１４ａ…モータ、１４ｂ…ポンプ、１５…吐出管、１６…逆止弁、１７…合流管、１８…蓄圧装置、１９…第１圧力検出器、２０…流量検出器、２１…第２圧力検出器、２２…制御盤、２４…カバー、２５…フレーム、２６…化粧板、３３ａ…中間室、４１…羽根車、４２…検出部、５１…インバータ、５２…記憶部、５３…表示部、５４…制御部。
【図１】
2020029811.tif 000003
【図２】
2020029811.tif 000004
【図３】
2020029811.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月2日(2019.9.2)
【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、
前記ポンプにそれぞれ設けられる複数の吐出管と、
前記複数の吐出管を合流する合流管と、
前記吐出管にそれぞれ設けられ、検出した給水量をパルス信号として出力する流量検出器と、
前記合流管又は前記合流管の二次側に設けられる圧力検出器と、
定格流量Ｑ１時の設定圧力Ｐ１、前記設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、前記ポンプの停止流量Ｑ０が初期設定値として記憶された記憶部と、
前記流量検出器で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、前記流量検出器から出力されたパルス信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行い、前記流量検出器で検出した流量が前記停止流量Ｑ０以下となると、前記ポンプ装置を停止する制御部と、
を備え、
前記制御部は、給水量が前記定格流量Ｑ１以上の場合には、前記設定圧力Ｐ１により吐出圧力一定制御を行うとともに、前記インバータの出力周波数が最高周波数に到達した流量以上においては、最高回転速度一定で前記モータを駆動する、給水装置。
【請求項２】
前記制御部は、試運転時に建造物の最上階の給水栓を開いた状態で電源を投入後に、一定時間、前記記憶部に記憶された前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２で推定末端圧一定制御を行った後に前記ポンプ装置を停止し、吐出圧力が低下して一定時間経過後に吐出圧力を測定し、末端器具必要圧力Ｐ０を加算した値を、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２に書き換え、書き換えた前記推定末端圧力Ｐ２により推定末端圧一定制御を行う、請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２を書き換えた後、前記推定末端圧力Ｐ２の書き換えを禁止するフラグを立てる、請求項２に記載の給水装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記設定圧力Ｐ１をＰ１＝（Ｐ２−Ｐ０）×係数ｋ＋Ｐ０から求めた値に書き換えて、書き換えた前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２に基づいて前記ポンプ装置を制御する、請求項２又は請求項３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】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様として、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、前記ポンプにそれぞれ設けられる複数の吐出管と、前記複数の吐出管を合流する合流管と、前記吐出管にそれぞれ設けられ、検出した給水量をパルス信号として出力する流量検出器と、前記合流管又は前記合流管の二次側に設けられる圧力検出器と、定格流量Ｑ１時の設定圧力Ｐ１、前記設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、前記ポンプの停止流量Ｑ０が初期設定値として記憶された記憶部と、前記流量検出器で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、前記流量検出器から出力されたパルス信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行い、前記流量検出器で検出した流量が前記停止流量Ｑ０以下となると、前記ポンプ装置を停止する制御部と、を備え、前記制御部は、給水量が前記定格流量Ｑ１以上の場合には、前記設定圧力Ｐ１により吐出圧力一定制御を行うとともに、前記インバータの出力周波数が最高周波数に到達した流量以上においては、最高回転速度一定で前記モータを駆動する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
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、
前記ポンプにそれぞれ設けられる複数の吐出管と、
前記複数の吐出管を合流する合流管と、
前記吐出管にそれぞれ設けられ、検出した給水量をパルス信号として出力する流量検出器と、
前記合流管又は前記合流管の二次側に設けられる圧力検出器と、
定格流量Ｑ１時の設定圧力Ｐ１、前記設定圧力Ｐ１よりも低い、停止流量時の推定末端圧力Ｐ２、前記ポンプの停止流量Ｑ０が記憶された記憶部と、
前記流量検出器で出力されたパルス信号の単位時間あたりのパルス数、又は、前記流量検出器から出力されたパルス信号の１周期あたりのＯＮ時間、ＯＦＦ時間若しくはＯＮ時間及びＯＦＦ時間の双方の時間を計測して逆数を取ることで周波数Ｘを求め、停止流量Ｑ０から定格流量Ｑ１までの周波数Ｘとの関係式Ｑ＝ａＸから、係数ｋ＝（ａ/Ｑ１）２を求め、目標圧力Ｐ＝ｋ（Ｐ１−Ｐ２）Ｘ２＋Ｐ２から求めた目標圧力Ｐに基づいて推定末端圧一定制御を行う制御部と、
を備える給水装置。
［２］前記制御部は、給水量が前記定格流量Ｑ１以上の場合には、前記設定圧力Ｐ１により吐出圧力一定制御を行うとともに、前記インバータの出力周波数が最高周波数に到達した流量以上においては、最高回転速度一定で前記モータを駆動する、［１］に記載の給水装置。
［３］前記制御部は、試運転時に建造物の最上階の給水栓を開いた状態で電源を投入後に、一定時間、前記記憶部に記憶された前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２で推定末端圧一定制御を行った後に前記ポンプ装置を停止し、吐出圧力が低下して一定時間経過後に吐出圧力を測定し、末端器具必要圧力Ｐ０を加算した値を、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２に書き換え、書き換えた前記推定末端圧力Ｐ２により推定末端圧一定制御を行う、［１］又は［２］に記載の給水装置。
［４］前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記推定末端圧力Ｐ２を書き換えた後、前記推定末端圧力Ｐ２の書き換えを禁止するフラグを立てる、［３］に記載の給水装置。
［５］前記制御部は、前記設定圧力Ｐ１をＰ１＝（Ｐ２−Ｐ０）×係数ｋ＋Ｐ０から求めた値に書き換えて、書き換えた前記設定圧力Ｐ１及び前記推定末端圧力Ｐ２に基づいて前記ポンプ装置を制御する、［３］又は［４］に記載の給水装置。