(57)【要約】      （修正有）【課題】中高層建物において各層ゾーン用増圧給水システムを設置する場合に据付スペースの確保し、低コスト化を図る。【解決手段】中層ゾーン及び高層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムを増圧ポンプのケーシングや軸封部等の耐圧対策を講じた上で、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムをそれぞれ低層ゾーンの同床に設置する。又は、低層ゾーン、中層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムをそれぞれ低層ゾーンの同床に、高層ゾーン用増圧給水システムを中層ゾーン床に設置する。【選択図】図１
2010174522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中高層建物の各層ゾーンに対する給水を、低層ゾーンは水道用配水管に直結した増圧給水システムでまかない、中層ゾーンは前段の低層ゾーン増圧給水システムと直結した給水システムでまかない、高層ゾーンは前段の低層ゾーン増圧給水システムと直結した給水システムでまかなうようにした中高層建物用増圧給水システムにおいて、中層用増圧給水システムの耐圧は低層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとし、高層用増圧給水システムの耐圧は中層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとし、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーン用増圧給水システムそれぞれを低層ゾーンの同床に設置したことを特徴とする中高層建物用増圧給水システム。
【請求項２】
中高層建物の各層ゾーンに対する給水を、低層ゾーンは水道用配水管に直結した増圧給水システムでまかない、中層ゾーンは前段の低層ゾーン増圧給水システムと直結した給水システムでまかない、高層ゾーンは前段の低層ゾーン増圧給水システムと直結した給水システムでまかなうようにした中高層建物用増圧給水システムにおいて、中層用増圧給水システムの耐圧は低層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとし、低層ゾーン及び、中層ゾーン用増圧給水システムを低層ゾーンの同床に設置し、高層ゾーン用増圧給水システムは中層ゾーン用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドを考慮する必要のない中層ゾーン床に設置したことを特徴とする中高層建物用増圧給水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中高層建物用の増圧給水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道用配水管に直結して給水を行う増圧直結給水方式が広く普及してきている。これらの従来技術として特許文献１〜３に記載された中高層建物用増圧給水システム等がある。
【０００３】
例えば特許文献１の段落(００３１)には「給水対象となる建物が９階建てのビルで、これを１階から３階までの低層ゾーン(低階床群)と、４階から６階までの中層ゾーン(中階床群)、それに７階から９階までの高層ゾーン(高階床群)に分けたこと」が開示され、さらに段落(００３３)には「水道配水管１の水圧を、第１段目の増圧ポンプ４と第２段目の増圧ポンプ４０により２段に増圧して、高層ゾーンの各各階床の水栓１０ｇ、１０ｈ、１０ｉに給水が行なわれるようにしたものであり、このため、制御装置１６０は、第１段目の制御装置１６と同じようにして、圧力センサ１２０、１４０と、流量スイッチ１３０の信号により、増圧ポンプ１４０を可変速制御し、所定の水圧に昇圧された水を水栓１０ｇ、１０ｈ、１０ｉに供給するように、このポンプ４０を運転制御するようになっている。」と開示されている。また、特許文献２や特許文献３にも同様に、低層ゾーンは水道管の圧力で給水を行い、中層ゾーンや高層ゾーンはポンプを用いて給水を行うシステムについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３１７１１
【特許文献２】特開２０００−３０３５１５
【特許文献３】特開２０００−３０３５１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術においては、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムを実際の建物においてどのような場所に設置するかについては何ら開示されていない。
【０００６】
本発明の目的は各層ゾーン用増圧給水システムを設置する場合に据付スペースの確保し、低コストを図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の一実施形態は、中層ゾーン及び高層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムを増圧ポンプケーシングや増圧ポンプの軸封部等の耐圧対策を講じた上で、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーン各層ゾーン用の増圧給水システムを低層ゾーンの同床又は、高層ゾーン用増圧給水システムを中層ゾーン床に設置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の上記手段によれば、各層ゾーン用増圧給水システムを設置する場合に据付スペースの確保し、低コストを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の中高層建物用増圧給水システムのシステム系統図である。
【図２】低層ゾーンに設置する増圧給水システムを説明するための図である。
【図３】中層、高層ゾーンに設置する増圧給水システムを説明するための図である。
【図４】本実施例の制御回路図である。
【図５】低層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示す運転特性図である。
【図６】中層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示し運転特性図である。
【図７】高層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示し運転特性図である。
【図８】実施例２の中高層建物用増圧給水システムのシステム系統図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図１〜図８により説明する。  
図１は本実施例の中高層建物用増圧給水システムのシステム系統図を示す。１は水道配水管、４は吸い込み側を水道配水管枝管２、量水計３を介して水道配水管に直結し、送水管５を介して、低層ゾーン需要端（例えば水栓５ａ、５ｂ、５ｃ）へ給水する低層ゾーン用増圧給水システム、６は吸い込み側を前記低層ゾーン用増圧給水システム送水配管５と直結し、送水管７を介して中層ゾーン需要端（例えば水栓７ａ、７ｂ、７ｃ）へ給水する中層ゾーン用増圧給水システム、８は吸い込み側を前記中層ゾーン用増圧給水システム送水配管８と直結し、送水管１０を介して高層ゾーン需要端（例えば水栓１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）へ給水する高層ゾーン用増圧給水システムである。
【００１１】
中層用増圧給水システムの耐圧は低層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとし、高層用増圧給水システムの耐圧は中層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとする。即ち、中層用及び高層用の増圧ポンプのケーシングや軸封部等の耐圧を対策改良して用いる。こうした対策を行った上で本実施例においては、これら低層用、中層用及び高層用増圧給水システムそれぞれを、低層ゾーンの同床に設置する。
【００１２】
中層用や高層用の増圧給水システムを例えばビルに設置した場合、単に増圧ポンプの設置スペースを考慮するだけでなく、その制御盤等も含めてスペースを考慮する必要がある。この場合には基本的には機械室と呼ばれる部屋を用意する必要性があるが、より省スペース化を図ることが望ましい。ビルの設置状況によってはこのようなスペースがないため、そもそも増圧給水システムの設置すら困難である場合も考えられる。さらにこのような機械室を設けると設備費がかかるため、低コストを図るうえでも機械室は一つにまとめることが望ましい。
【００１３】
そこで、本実施例においては上記した通り、中層用及び高層用増圧給水システムをそれぞれ低層ゾーンの同床に設置することにより省スペース化を図ることができる。そしてさらに、機械室の設備費及び管理費を削減することで低コストなシステムを提供することを可能とする。
【００１４】
図２は低層ゾーンに設置する増圧給水システムを示している。ＣＵ１はこの増圧給水システムの制御装置であり、ＢＰ１１、ＢＰ１２はそれぞれ増圧ポンプ１号、２号でありこれらの間は動力ケーブルＳ３４、Ｓ３５で結線されおり交互に運転する構成となっている。制御装置ＣＵ１は信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４とで信号の送受信を行っている。ＰＳ１１は水道配水管側の圧力ヘッドを検出する圧力センサであり、ここの検出圧力ヘッドに応じた電気信号Ｓ３０を、同様にＰＳ１２は吐出圧力ヘッド（送水圧力ヘッド）を検出する圧力センサであり、ここの検出圧力ヘッドに応じた電気信号Ｓ３１をそれぞれ制御装置ＣＵ１に発信する。ＦＳ１１、ＦＳ１２はそれぞれ１号及び２号増圧ポンプの吐出側に設置され水使用の過少水量状態を検出する流量スイッチであり、電気信号Ｓ３２、Ｓ３３を制御装置ＣＵ１に発信する。Ｔ１は内部に空気を保有する圧力タンクであり、圧力変動防止及び蓄圧を目的に使用する。１１は逆流防止弁であり増圧給水システム二次側の逆流を阻止し、汚染防止を目的に設置している。１５は、途中に逆止め弁１４を設けたバイパス管であり、増圧ポンプ１号、２号と併設設置しこれらのポンプ運転時は、吐出側より水道配水管側に循環するのを阻止し、水道配水管側圧力ヘッドが十分に高い場合は、ポンプを運転せず、この水道配水管圧で給水するためのものである。又、１０−１〜１０−６は仕切弁、１２，１３は逆止め弁である。
【００１５】
図３は中層、高層ゾーンに設置する増圧給水システムを示している。低層ゾーン設置の増圧給水システム図１に対して、必要のない逆流防止弁１１（これら前後の仕切り弁１０−１、１０−２も含む）及びバイパス管１５（逆止め弁１４を含む）を省いている。これ以外についての部品及び構成は同じである。
【００１６】
図４は本実施例の制御回路図を示す。  
ＰＷは電源、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２はそれぞれ増圧ポンプ１号及び２号を駆動する可変速駆動装置であり、例えばインバータである。このインバータは、運転指令信号ＳＴＸ１、ＳＴＸ２により始動停止を行い、周波数指令信号ｆｘ１、ｆｘ２により周波数制御を行い、前記した増圧ポンプ１号及び２号用モータＩＭ１、ＩＭ１に可変周波数、可変電圧を供給する。ＣＯＮＳ１、ＣＯＮＳ２はそれぞれオペレータであり、インバータの加速時間や過電流トリップレベル等のパラメータの設定や、単独で運転停止等を指令するものである。ＥＬＢ１、ＥＬＢ２はこれ以降設置のインバータ、モータの漏電保護を行う漏電遮断器である。ＣＵは制御装置であり、マイクロプロセッサーＣＰＵ、入出力ポートＰＩＯ―１〜ＰＩＯ―５、アナログ入出力ポートＤ／Ａ、メモリーＭ、安定化電源回路ＡＶＲで構成している。
【００１７】
また、増圧給水システムが作動するのに必要なプログラムが前記メモリーＭに格納している。ＳＳは運転停止スイッチであり、これのＯＮでＡＶＲを介してＣＵに電源が供給される。ＯＦＦで電源断となり運転中であれば停止する。Ｚはリレー駆動手段であり、ＣＰＵのソフト処理によりＰＩＯ−４よりＺにＯＮ．ＯＦＦ信号が出力されてリレーＳＴＸ１、ＳＴＸ２、Ｘ１、Ｘ２を開閉駆動する。リレーＳＴＸ１、ＳＴＸ２は前述したインバータの運転停止信号であり、リレーＸ１は他の増圧給水システム制御盤に運転信号として、リレーＸ２はアンサバック信号として出力する。中層の場合は低層及び高層に発信することになるため信号は２量必要となる。これ以外は１点でＯＫである。又、他の増圧給水システム制御盤からの運転信号Ｓ１１又はアンサバック信号Ｓ１２の受信は、リレ−Ｘ３、Ｘ４により受信し、これらの信号をＰＩＯ−５より入力する。
【００１８】
また、ＳＷは図５〜図７に示す増圧給水システムの制御パラメータを設定するためのスイッチである。これらの値はＰＩＯ−３より取り込みメモリーに格納処理される。  
前述した水道の配水管側の圧力ヘッドを検出する圧力センサ及び吐出側圧力ヘッドを検出する圧力センサの信号はアナログポートＡ／Ｄにより取り込まれメモリーに格納処理される。例えば０〜１００ｍに変換される。
【００１９】
図５は低層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示し運転特性図であり、左側が吸い込み側、右側が吐き出し側を示す。吸い込み側は水道の配水管の圧力ヘッドを意味し、ＳＬＬは配水管の圧力ヘッドが低下しポンプを停止させるための圧力ヘッドであり、ＳＬは復帰圧力ヘッドを示す。通常の設定例は７ｍ、復帰が１０ｍである。ＳＨＨは配水管の圧力ヘッドが十分高く、増圧ポンプを運転せず配水管圧のみで給水するためのパラメータであり、ＳＨは復帰圧力ヘッドを示す。通常の設定はＳＨＨを右側吐き出し側所定圧Ｈ０とするかこれより若干高く設定している。ＳＨはＳＨＨより数ｍ低く設定している。
【００２０】
吐き出し側は、増圧ポンプの作動を示すためのポンプ性能曲線にこれと関連付けたパラメータを示している。縦軸に全揚程、横軸に吐き出し量（使用最大水量に相当）を表す。曲線Ａはインバータ周波数ｆｍａｘ（100％周波数）でポンプを運転した時のポンプＱ−Ｈ性能曲線である。曲線Ｆは低層ゾーン用増圧給水システムのこのゾーンに増圧ポンプを運転して給水した際の自身及び、送水配管等の抵抗を示す。また、このゾーンへ給水するのに所望な水量が前述した吐き出し量（使用最大水量）Ｑ０であり、所望な圧力ヘッド全揚程Ｈ０である。このＱ０、Ｈ０は設計値であり、これが前述したポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａと抵抗曲線Ｆとの交点Ｏに来るよう設計するのが望ましいが、抵抗曲線Ｆ上の交点Ｏより小さくなるよう設計しても良い。
【００２１】
また、曲線Ｂ、Ｃはインバータ周波数をｆ１、ｆｍｉｎ（最低周波数）まで変えてポンプを運転した時のポンプＱ−Ｈ性能である。インバータ周波数は無段階であり、曲線Ａと曲線Ｃとの間にこれに対応した曲線を引くことが可能であるが、説明の便宜上、これらの曲線を代表して曲線Ｂ、Ｃで表している。又、これらは、インバータ周波数をｆ１で運転したときは、ポンプのＱ−Ｈ性能曲線はＢであり、ポンプ吐き出し量はＱ１であり、インバータ周波数をｆｍｉｎで運転したときは、ポンプのＱ−Ｈ性能曲線はＣであり、ポンプ吐き出し量は０であることを意味している。加えて、使用水量が０〜Ｑ０に変化した場合、増圧ポンプは抵抗曲線Ｆ上に沿って、インバータよりｆｍｉｎ〜ｆｍａｘを出力して圧力ヘッドを推定末端圧一定制御と言われる方式により運転制御している。この制御を行う際に、曲線Ｆ上に目標圧力として吐出し量０のときに所望な値をＨ００（インバータ周波数ｆｍｉｎに対応）、吐出し量Ｑｍａｘのときに所望な値をＨ０（インバータ周波数ｆｍａｘに対応）を設ける。即ち、曲線ＦのＨ００とＨ０間を直線近似するか、関数として処理するかあるいはテーブルとして処理するかして用いられる。
【００２２】
ところで、複数のポンプが連動運転した際に最高位層以外は圧力変動抑制のために吐き出し圧力一定制御方式で運転したほうが望ましい。そこで、吐き出し量０〜Ｑ０まで、ＨＯ一定制御を行った場合には水平線Ｇ上となる。この吐き出し量０のときのインバータ周波数はｆ２でポンプＱ−Ｈ性能曲線はＥであり、Ｈ０一定の水平線Ｇとの交点はＯ１１である。
【００２３】
さらに、ＰＯＮは増圧ポンプの始動圧力ヘッド（大体はＨ００の近くに設定）、ＰＯＦＦは増圧ポンプの停止圧力ヘッド（大体はＰＯＮより高く設定）である。Ｑｍｉｎは水使用が過少水量の場合に増圧ポンプを停止させるための吐き出し量であり、前述した流量検出手段によって検出する。さらに、この状態を検出して、停止させる直前に圧力タンクへの蓄圧を図るためにインバータ周波数をｆｏｆｆまで高めて停止させる。このときのポンプＱ−Ｈ性能曲線がＤであり。停止圧力ヘッドがＰＯＦＦとなる。尚、前述の吸い込み側の制御は、圧力センサＰＳ１１の検出により行い、吐き出し側の制御は圧力センサＰＳ１２の検出により行なうものである。
【００２４】
図６は中層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示し運転特性図であり、左側が吸い込み側、右側が吐き出し側を示す。左側の吸い込み側は図５に示す、必要のないＳＨＨ、ＳＨを省いている。吐き出し側は図５と同じであるが、設計値のＱ０、Ｈ０が中層ゾーンに給水するのに必要な値となる。
【００２５】
図７は、高層ゾーンに設置する増圧給水システムの運転制御、パラメータを示し運転特性図であり、左側が吸い込み側、右側が吐き出し側を示す。左側の吸い込み側は図６と同じである。吐き出し側は図５から、最高位ゾーンである必要のない吐き出し圧力一定制御時の水平線Ｇを省いているが、設計値のＱ０、Ｈ０が高層ゾーンに給水するのに必要な値となる。
【００２６】
以上説明した通り、本実施例によれば、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーン用増圧給水システムを低層ゾーンの同床に設置し、又、低層ゾーン及び中層ゾーン用増圧給水システムを低層ゾーンの同床に設置し、高層用増圧給水システムを中層ゾーンの床に設置しているので、設置スペースの問題や設備費高の問題が解消する。同床せっちであるため、各増圧給水システム間の信号送受信用ケーブルなど配線作業が容易となる。
【実施例２】
【００２７】
以下、本発明の第２の実施例について図８を用いて説明する。  
図８は本実施例の中高層建物用増圧給水システムのシステム系統図を示す。１は水道配水管、４は吸い込み側を水道配水管枝管２、量水計３を介して水道配水管に直結し、送水管５を介して、低層ゾーン需要端（例えば水栓５ａ、５ｂ、５ｃ）へ給水する低層ゾーン用増圧給水システム、６は吸い込み側を前記低層ゾーン用増圧給水システム送水配管５と直結し、送水管７を介して中層ゾーン需要端（例えば水栓７ａ、７ｂ、７ｃ）へ給水する中層ゾーン用増圧給水システム、８は吸い込み側を前記中層ゾーン用増圧給水システム送水配管８と直結し、送水管９を介して高層ゾーン需要端（例えば水栓９ａ、９ｂ、９ｃ）へ給水する高層ゾーン用増圧給水システムである。
【００２８】
ここで本実施例においては、低層と中層の増圧給水システムを低層ゾーンの同床に設置することで省スペース化を図ることとしている。あるいは、ビルの中で中層ゾーンにはスペースはないものの、低層には設置スペースがある場合も考えられるため、このような場合に対応可能とすることができる。実施例１と同様に同床に設置する場合、低層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドが直接かかるため、これを考慮する必要がある。
【００２９】
実施例１においては、低層、中層及び高層のいずれの増圧給水システムも低層ゾーンの同床に設置することとしたが、高層の増圧給水システムに対して負荷が大きくなる。そこで、本実施例においては、中層用増圧給水システムの耐圧は低層用増圧給水システムの吐き出し圧力ヘッドと自己の発生する圧力ヘッドとを考慮したものとし、高層用増圧給水システムは耐圧を考慮することないものとした。これにより、省スペース化及び低コスト化を図ると共に、耐圧の問題をも解消することが可能となる。
【００３０】
なおこの場合には、中層用増圧ポンプのケーシングや軸封部等の耐圧を対策改良して用いる。こうした対策を行った上で、これら低層用及び中層用増圧給水システムそれぞれを、低層ゾーンの同床に設置し、高層用増圧給水システムは中層用増圧システムの吐き出し圧力ヘッドを考慮する必要のない中層ゾーン床に設置する。
【符号の説明】
【００３１】
１…水道配水管、２…水道配水管枝管、３…量水計、４…増圧ポンプ、５…送水管、５ａ〜５ｃ…水栓、６…増圧ポンプ、７…送水管、７ａ〜７ｃ…水栓、８…増圧ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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