(57)【要約】【課題】圧力の周期的な変動を生じさせない増圧給水装置を提供すること。【解決手段】加圧ポンプの吸込側の配管に圧力タンクを接続する。圧力タンクと吸込側の配管との間に、流量調整部を設ける。流量調整部は、圧力タンクから吸込側の配管への水の流出は、通水抵抗が少なく瞬時に行なえ、吸込側の配管から圧力タンクへの水の流入は通水抵抗が大きく、緩やかに行なわせるように設定してある。これにより、圧力タンクによる圧力の周期的な変動の発生を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込側の配管から吸い込んだ水を加圧し、吐出側の配管に吐出させる増圧給水装置において、
前記吸込側の配管に接続させた圧力タンクと、
前記圧力タンクと前記吸込側の配管の間に設けられた流量調整部と、を備え、
更に前記流量調整部は、前記圧力タンクから前記吸込側の配管への時間当たりの流量に対して、前記吸込側の配管から前記圧力タンクへの時間当たりの流量を小さく設定したことを特徴とする増圧給水装置。
【請求項２】
前記圧力タンクは、複数の圧力タンクからなり、各圧力タンクを前記吸込側の配管に直列に連結させたことを特徴とする請求項１に記載の増圧給水装置。
【請求項３】
前記圧力タンクは、複数の圧力タンクからなり、各圧力タンクを前記吸込側の配管に並列に連結させ、かつ各圧力タンクと前記吸込側の配管との間にそれぞれ前記流量調整部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の増圧給水装置。
【請求項４】
前記流量調整部は、チェック弁と、該チェック弁と平行するバイパス通路から形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の増圧給水装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の各増圧給水装置であって、各増圧給水装置を１つの筐体内に収納して構成したことを特徴とする増圧給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次側に発生する圧力の周期的変動を低減させ、かつそれを早期に収束させることができる増圧給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、増圧給水装置に増圧給水装置を直列に連結し、高層階に水道水を直接給水する直結給水方法が行われるようになっている。具体的には、建物の地上部分と中間階にそれぞれ増圧給水装置を設置し、地上付近に設置した増圧給水装置（以下、「地上増圧給水装置」とする。）と中間階に設置した増圧給水装置（以下、「中間増圧給水装置」とする。）とを直列に連結し、地上増圧給水装置で給水されてきた水道水を中間増圧給水装置で加圧し、中間階より上層階に直接給水する方法である。かかる直結型の給水方法は、建物の最上階に大きな貯水槽を必要とせず、建物の構造を簡易化し、かつ直接給水することから水道水の水質の面からも好ましいものとなっている。
【０００３】
更に中間増圧給水装置は、中間増圧給水装置を挟んだ各階層において、安定した給水を実現させる必要がある。中間増圧給水装置を作動させたとき、地上増圧給水装置が起動するまでの間に、中間増圧給水装置を設置した階より下層階で給水圧力が大きく低下したりしないようにする必要がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、ブースタポンプ始動時に、吸込み側の給水管や配水本管が負圧になるのを防止するため、圧力タンク用配管の途中に、圧力タンクへの流入水量制限手段を設けた発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５４３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アキュムレータなどの圧力タンクが給水管に設置されていると、圧力タンクが有する弾性により、給水管内の圧力が周期的に変動することがある。すなわち、ポンプが作動して高い圧力で圧力タンクの空気室が押し縮められると、その揺り戻しで空気室が押し拡げられる。そしてまた反動で押し縮められるということを繰り返し行い、長時間圧力の周期変動、つまりハンチングが引き起こされることがある。
【０００７】
更に、増圧給水装置を直列に連結して給水する場合、増圧給水装置間の配管の管路長は長くなる。したがって、例えば中間増圧給水装置が作動して、一次側に生じた圧力低下が地上増圧給水装置の圧力センサに到達して地上増圧給水装置が起動するまでの時間差が大きくなる。特に、管路が屈曲していると、管路内で圧力波が反射するなどして到達に時間がかかり起動が更に遅れることが想定される。
【０００８】
そのため増圧給水装置を直列に連結した場合の２段目以降に設置される中間増圧給水装置には、充分な容量を有する圧力タンクを設置し、中間増圧給水装置の一次側の圧力変動や流量変動を抑える必要がでてくる。すると圧力タンクの容量変化が大きくなり、より大きな圧力の周期変動が生じ、またそれが長時間継続されることともなる。
【０００９】
また、上記従来例の直結給水式の流入圧力変動緩和装置は、ブースタポンプの吸い込み側の圧力低下を、吐き出し側に設けた圧力タンクにより解決しようとした発明であり、ブースタポンプの吸い込み側に設けた圧力タンクの流量を調整した発明ではない。
【００１０】
本発明は上記課題を解決し、圧力タンクによる給水圧力の周期的変動を、効果的に抑制できる増圧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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明では増圧給水装置を、次のように構成した。  
増圧給水装置の吸い込み側に設けられた圧力タンクの配管接続部に、時間当たりの流入量より時間当たりの流出量が大きくなる流量調整部を設けた。
【００１２】
流量調整部は、バイパス通路を備えたチェック弁とした。  
圧力タンクを、増圧給水装置の吸い込み側に複数直列に接続させた。  
圧力タンクを、増圧給水装置の吸い込み側に複数並列に接続させ、個々の圧力タンクに流量調整部を設けた。
【００１３】
上記構成を、１つのパッケージ内に収納する構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の増圧給水装置は、次の効果を有している。
【００１５】
増圧給水装置が起動して、増圧給水装置の吸込側の圧力が低下したとき、圧力タンクに貯留されている水道水が大きな通水抵抗なく流出し、吸込側での水道水の圧力変動や流量変動を抑えることができる。
【００１６】
また増圧給水装置を直列に連結させた、２段目以降の直結型増圧給水装置においては、一次側に連結された増圧給水装置の起動に若干の遅れがあっても、吸込側での水道水の圧力変動や流量変動を抑えることができる。そして、一次側に連結された増圧給水装置が起動し、圧力が上昇した際には、圧力タンク内に徐々に水道水が流入する。これにより圧力が平衡になった後に継続して水道水が圧力タンク内に流入することがなく、過剰な流入により生じる圧力の周期的な変動を抑制することができる。また、早期に圧力変動を収束させ、圧力を安定させることができる。
【００１７】
周期的な圧力変動の発生が抑制できるので、容量が大きい圧力タンクを用いることができ、一次側での水圧変動や流量の変化を効率よく低減できる。流量調整部をバイパス通路付きチェック弁により構成することにより、構造を簡易とし、コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる増圧給水装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】増圧給水装置を示す正面断面図である。
【図３】増圧給水装置を示す断面図である。
【図４】増圧給水装置を示す側面断面図である。
【図５】チェック弁を示す断面図である。
【図６】チェック弁の他の例を示す断面図である。
【図７】増圧給水装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【図８】増圧給水装置の配置状態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明にかかる増圧給水装置の一実施形態について説明する。
【００２０】
図２に、直結型増圧給水装置１０を示す。直結型増圧給水装置１０は、架台本体１２と、一次側配管１４と、加圧ポンプ１６と、二次側配管１８（図３参照。）と、アキュムレータ２０等から構成されている。以下、直結型増圧給水装置１０について、直結型増圧給水装置１０による水道水の圧送方向に従って上流と下流を定めて説明を行う。またある位置を基準にしたとき、その基準にした位置に対して上流側を一次側、下流側を二次側ともいう。
【００２１】
架台本体１２は、縦長で、前面に開閉自在な扉２２（図４参照。）が設けられている。架台本体１２の上部には収納室２４が形成してあり、収納室２４内部に制御装置３０、電源装置３２などが収納されている。収納室２４の下部には、加圧ポンプ１６やアキュムレータ２０等が収納されている。
【００２２】
加圧ポンプ１６は、所定の給水性能を具えた電動ポンプで、３台同一の形式のポンプが架台本体１２内に設けられている。加圧ポンプ１６には、図１に示すように電源装置３２からの動力線３３が駆動ユニット３４を介して接続されており、制御装置３０からの指示に従い，個別に、かつ任意の駆動力で駆動可能となっている。
【００２３】
加圧ポンプ１６の各吸込口には連結管３６が連結している。各連結管３６の他端側は、それぞれ一次側配管１４に連結している。また、加圧ポンプ１６の各吐出口には連結管３８が連結している。各連結管３８の他端側は、それぞれ二次側配管１８に連結している。
【００２４】
各連結管３６には、それぞれ止水弁３７とチェック弁３９が設けられている。また、各連結管３８には、それぞれチェック弁４１と、流量計４９と、止水弁４５が設けられている。止水弁３７等は、ハンドル操作で通路を開閉させる弁である。チェック弁３９等は、一方向にのみ水道水を流通させる弁である。チェック弁３９およびチェック弁４１は、加圧ポンプ１６の流通方向に沿って流通させるように取り付けられている。
【００２５】
一次側配管１４は、図２に示すように架台本体１２の内部にステー１２０（図４参照。）を介してほぼ水平に取り付けられている。一次側配管１４の左右両端には、フランジ４０、４２がそれぞれ設けてあり、いずれの側のフランジ４０、４２を介しても、給水管が接続可能となっている。直結型増圧給水装置１０では図２に示すように、一次側配管１４の左端に流入口２８が形成されている。流入口２８には、後述する給水管１０２が接続される。また一次側配管１４には、第１圧力センサ５２が取り付けられている。第１圧力センサ５２は、一次側配管１４内の圧力を計測し、計測結果を制御装置３０に送出する。
【００２６】
また一次側配管１４には、圧力タンクとしてのアキュムレータ２０が取り付けられている。アキュムレータ２０は、内部にゴムベローズとバネ等の弾性体（いずれも図示せず。）を具えた蓄圧器であり、圧力に応じて内部に水道水を貯留するようになっている。アキュムレータ２０は、２台設けられ、それぞれ連結管４６で連結されている。連結管４６には接続管４８が連結してあり、連結管４６は接続管４８を介して一次側配管１４に連結している。アキュムレータ２０は、一次側配管１４内の圧力変動を吸収するとともに、内部に水を貯留したり、貯留した水を排出し、一次側配管１４内を流通する水道水の流量調整も行なう。接続管４８には、止水弁４７および流量調整部としてのチェック弁３が取り付けられている。
【００２７】
チェック弁３は、アキュムレータ２０から一次側配管１４に開放する一方向弁である。更にチェック弁３は、図５に示すように、バイパス通路５が弁７を迂回して形成されている。これによりチェック弁３は、アキュムレータ２０から一次側配管１４へは、弁７が開いた大きな抵抗なく水道水が流出するが、一次側配管１４からアキュムレータ２０へは、細いバイパス通路５を通って、大きな通水抵抗を受けながら流入する。
【００２８】
二次側配管１８は、図３に示すように架台本体１２の内部に一次側配管１４と同様ステー１２０を介してほぼ水平に取り付けられている。二次側配管１８の左右両端には、フランジ４３、４４がそれぞれ設けてあり、いずれの側のフランジ４３、４４を介しても、給水管が接続可能となっている。直結型増圧給水装置１０では図３に示すように、二次側配管１８の右端に吐出口２６が形成されている。吐出口２６には、後述する給水管１０４が接続される。吐出口２６の上流には、二次側配管１８を開閉させる止水弁３５（図１参照。）が設けられている。
【００２９】
また二次側配管１８には、第２圧力センサ５４、およびアキュムレータ２１が取り付けられている。第２圧力センサ５４は、二次側配管１８内の圧力を計測し、計測結果を制御装置３０に送出する。アキュムレータ２１は、アキュムレータ２０と同様の構成で、二次側配管１８内の圧力や流量を調整する機能を具えている。
【００３０】
また一次側配管１４と二次側配管１８の間にはバイパス管６０が設けられている。バイパス管６０には、チェック弁６２が取り付けてある。チェック弁６２は、一次側配管１４から二次側配管１８に向けて開放されるチェック弁であり、一次側配管１４と二次側配管１８とがチェック弁６２を介して連結されている。
【００３１】
図８に、直結型増圧給水装置１０の設置状態を示す。図８に示す建物１１０は、３０階程度の建物であり、地上部分には、増圧給水装置１００が設置されている。建物１１０内には、給水管１０２および給水管１０４が全体に敷設されている。
【００３２】
増圧給水装置１００は、地上１５階以上の給水能力がある機種で、水道本管１１２に直接連結しており、水道本管１１２の水道水を所定の圧力に加圧し、給水管１０２を介して、建物１１０内の１階から１５階まで給水する。また増圧給水装置１００と水道本管１１２の間には逆流防止装置１１４が設けられている。逆流防止装置１１４は、設置が義務付けられた所定の形式の逆流防止装置である。
【００３３】
直結型増圧給水装置１０は、建物１１０の１５階に設置されている。直結型増圧給水装置１０は、給水管１０２を通して増圧給水装置１００と直列に連結し、給水管１０２の水道水を取り入れ、加圧し、給水管１０４を介して建物１１０の最上階まで給水する。更に、給水管１０２と給水管１０４のそれぞれ最上部には、吸排気弁１１６、１１８が設けられている。
【００３４】
尚、増圧給水装置１００は、直結型増圧給水装置１０と同一の増圧給水装置であっても、異なる形式の増圧給水装置であってもよい。また、建物１１０の階数や直結型増圧給水装置１０の設置階数等は特に限定しない。
【００３５】
このように、増圧給水装置１００と直結型増圧給水装置１０とを直列に連結して構成したことにより、給水管１０２の部分、つまり地上から１５階までは増圧給水装置１００により給水され、１５階より上の階は、増圧給水装置１００で圧送された水道水を直結型増圧給水装置１０が加圧し、給水する。
【００３６】
そして例えば増圧給水装置１００と直結型増圧給水装置１０が停止している状態で、１７階で水が使用されたとする。すると直結型増圧給水装置１０の二次側配管１８内の圧力が低下するので、第２圧力センサ５４が圧力低下を感知し、加圧ポンプ１６が作動して加圧、給水する。また直結型増圧給水装置１０が作動することにより、給水管１０２から水道水を吸水して給水管１０２内の圧力が低下する。
【００３７】
その圧力低下を、増圧給水装置１００に設けられた圧力センサ（図示せず。）が感知し、増圧給水装置１００が作動する。直結型増圧給水装置１０が作動してから増圧給水装置１００が作動するまでの間は、圧力タンクとしてのアキュムレータ２０内に貯留されている水道水が、チェック弁３を通って一次側配管１４に供給されるので、直結型増圧給水装置１０の一次側での流量低下や圧力低下が防止される。
【００３８】
そして、増圧給水装置１００が起動して給水管１０２に給水されると、一次側配管１４内の圧力が上昇する。一次側配管１４内の圧力が、アキュムレータ２０内の圧力より高くなると、アキュムレータ２０内に水道水が流入する。ところがかかる方向の流れでは、弁７は閉じられた状態となるので、水道水はバイパス通路５を通ってアキュムレータ２０内に流入する。バイパス通路５を水道水が通る場合は、流通抵抗が大きくなることから、水道水はアキュムレータ２０内に徐々にゆっくりと流入する。
【００３９】
このようにバイパス通路５は、流通抵抗が大きく、水道水がアキュムレータ２０内に徐々に流入するので、一次側配管１４内の圧力とアキュムレータ２０の圧力がほぼ等しくなると、流入はほとんど停止する。したがって、平衡な圧力状態を超えてアキュムレータ２０内に水道水が流入することがなく、またこれの揺り戻しによる周期的な圧力変動を発生させることがない。
【００４０】
それ故直結型増圧給水装置１０によれば、容量の大きいアキュムレータ２０を一次側配管１４に連結したり、複数のアキュムレータ２０を直列に設けて、加圧ポンプ１６の一次側での圧力変動や流量の変化を確実に抑制し、かつこのように容量を大きくした場合であっても、圧力の周期的な変動を生じさせることがない。
【００４１】
図６にチェック弁の他の例を示す。上記チェック弁３は、弁７を迂回してバイパス通路５を形成したが、このチェック弁９は、弁７にバイパス通路５を形成した。このようにチェック弁９を構成しても、チェック弁３と同様、増圧給水装置１００が作動するまでの間は、アキュムレータ２０内に貯留されている水道水が、チェック弁９を通って一次側配管１４に供給されるので、直結型増圧給水装置１０の一次側での流量低下や圧力低下が防止される。
【００４２】
そして、増圧給水装置１００が起動すると、一次側配管１４内の圧力が上昇し、アキュムレータ２０内に水道水が流入するが、水道水はバイパス通路５を通ってアキュムレータ２０内に流入するので水道水はアキュムレータ２０内に徐々にゆっくりと流入し、圧力の周期的な変動を生じさせることがない。
【００４３】
図７に増圧給水装置の他の例を示す。これは、アキュムレータ２０を並列に一次側配管１４に接続させ、それぞれのアキュムレータ２０に止水弁４７とチェック弁３を設けたものである。このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
尚、この例の場合、チェック弁は、上記チェック弁３であってもチェック弁９であってもよい。また、各チェック弁の弁７の開放バネ圧やバイパス通路５の通水抵抗は、同一であっても、あるいは個々に異ならせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、圧力タンクを具えた増圧給水装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
３…チェック弁
５…バイパス通路
１０…直結型増圧給水装置
１４…一次側配管
１６…加圧ポンプ
１８…二次側配管
２０…アキュムレータ
２６…吐出口
２８…流入口
２９…接続口
３０…制御装置
３５、３７、４７…止水弁
５２…第１圧力センサ
５４…第２圧力センサ
１００…増圧給水装置
【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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