(57)【要約】【課題】自動点検機能を付加することにより、信頼度の高いインバータ駆動の消火ポンプシステムを提供することにある。【解決手段】水源からの水を放出装置に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐出し側の送水圧力を検出する圧力検出手段と、圧力設定値を設定する圧力設定手段と、前記放出装置からの始動指令に基いて前記送水圧力が前記圧力設定値となるように前記インバータに周波数指令信号を出力する制御装置を備えたインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、カレンダ部と、点検プログラムと、前記カレンダ部からの信号に基いて点検用指令により点検運転する処理装置と、点検結果を記憶する記憶部を備え、上記点検用指令と上記点検結果を合否判定し、否の判定に基いて警報発信を発生することを特徴とする。【選択図】図１
2014104177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源からの水を、吸込み管を介して送水管端末の各階に設けられた放出装置に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐出し側の送水圧力を検出する圧力検出手段と、圧力設定値を設定する圧力設定手段と、前記放出装置からの始動指令に基いて前記圧力検出手段で検出された送水圧力が前記圧力設定値となるように前記インバータに周波数指令信号を出力する制御装置を備えたインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、カレンダ部と、点検プログラムを有し前記カレンダ部からの信号に基いて点検用指令により点検運転する処理装置と、点検結果を記憶する記憶部を備え、上記点検用指令と上記点検結果を合否判定し、否の判定に基いて警報発信を発生することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として前記インバータに周波数指令信号を発信して点検運転を行い、その点検結果を記憶部に記憶することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、点検用指令として前記インバータに複数の周波数指令信号を発信して所定時間の点検運転を行い、点検信号による運転パターンとその点検結果の運転パターンを比較して合否判定することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記運転パターンは、周波数と時間で構成される運転パターンであることを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として圧力設定値を設定し、圧力検出手段の検出した送水圧力が前記圧力設定値と等しくなるように所定時間だけ前記インバータを周波数制御による点検運転を行い、点検運転後の前記圧力検出手段の検出した送水圧力を点検結果として前記記憶部に記憶することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、点検指令による運転パターンとその点検結果の運転パターンを比較して合否判定することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記点検プログラムには前記制御装置の入出力チェックプログラムが含まれており、前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として制御装置の入力に点検信号を入力し、点検運転により出力される点検結果信号を前記記憶部に記憶することを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、前記点検運転中に前記放出装置から始動指令を受信したとき、前記点検運転を中止し直ちに消火ポンプの運転を実行するようにしたことを特徴とするインバータ駆動消火ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火用水に適用する可変速に駆動されるポンプを備えた消火ポンプシステムに関する。ここでいう消火ポンプシステムとは、消火栓ポンプシステム及びスプリンクラーポンプシステムを包含したインバータ駆動消火ポンプシステムをいう。以下、消火ポンプシステムと呼ぶ。
【背景技術】
【０００２】
消火ポンプシステムは、火災時に火災検知器、放出装置あるいは人為的な操作によって、速やかに運転され送水されなければならない。そのため、送水に対し信頼性の高いポンプ及びシステムが要求されるが、従来はインバータ駆動の消火栓ポンプシステムは使用された例は少ない。しかしながら、インバータの普及に伴い消火ポンプシステムにインバータを採用する動向が見られる。これらの公知例として特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１のインバータ駆動消火ポンプ装置において、インバータ故障時の送水不能を回避するために、インバータ駆動回路と並列して商用電源によるバイパス回路（インバータ迂回回路）が設けられインバータ故障時は、自動的に商用電源バイパス回路に切り替わって運転を継続し送水が維持できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これは、インバータが外来雑音、電気的な衝撃（サージ）に弱い電子部品を使用しており、モータやポンプに比べて信頼性が低いと認識されているためである。又、通常使用されない消火用水の送水設備のため、インバータが有事の際に正常な状態で使用できるか不安があるためである。従って、インバータ駆動回路と商用電源バイパス回路を二重に設けることとなり全体として経済的なメリットが見いだせず（価格が高くなる）、インバータ駆動の消火ポンプシステムが採用される阻害要因となっている。
【０００６】
本発明の目的は、自動点検機能を付加することにより、信頼度の高いインバータ駆動の消火ポンプシステムを提供することにある。加えて、シンプルな制御系を構築して経済的なメリットを見出しインバータ駆動消火ポンプシステムの採用促進を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、水源からの水を、吸込み管を介して送水管端末の各階に設けられた放出装置に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐出し側の送水圧力を検出する圧力検出手段と、圧力設定値を設定する圧力設定手段と、前記放出装置からの始動指令に基いて前記圧力検出手段で検出された送水圧力が前記圧力設定値となるように前記インバータに周波数指令信号を出力する制御装置を備えたインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、カレンダ部と、点検プログラムを有し前記カレンダ部からの信号に基いて点検用指令により点検運転する処理装置と、点検結果を記憶する記憶部を備え、上記点検用指令と上記点検結果を合否判定し、否の判定に基いて警報発信を発生することを特徴とする。
【０００８】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として前記インバータに周波数指令信号を発信して点検運転を行い、その点検結果を記憶部に記憶することを特徴とする。
【０００９】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、点検用指令として前記インバータに複数の周波数指令信号を発信して所定時間の点検運転を行い、点検信号による運転パターンとその点検結果の運転パターンを比較して合否判定することを特徴とする。
【００１０】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記運転パターンは、周波数と時間で構成される運転パターンであることを特徴とする
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として圧力設定値を設定し、圧力検出手段の検出した送水圧力が前記圧力設定値と等しくなるように所定時間だけ前記インバータを周波数制御による点検運転を行い、点検運転後の前記圧力検出手段の検出した送水圧力を点検結果として前記記憶部に記憶することを特徴とする。
【００１１】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、点検指令による運転パターンとその点検結果の運転パターンを比較して合否判定することを特徴とする。
【００１２】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記点検プログラムには前記制御装置の入出力チェックプログラムが含まれており、前記制御装置は、前記カレンダ部からの信号に基いて前記点検プログラムを作動させ、点検用指令として制御装置の入力に点検信号を入力し、点検運転により出力される点検結果信号を前記記憶部に記憶することを特徴とする。
【００１３】
また、上記に記載のインバータ駆動消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記点検運転中に前記放出装置から始動指令を受信したとき、前記点検運転を中止し直ちに消火ポンプの運転を実行するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自動点検機能により、定時、定期のシステムの動作チェックにより、消火時に高い動作信頼度を確保でき、商用電源駆動回路を省略することが出来る。これによって、インバータ駆動の消火ポンプシステムの経済性が改善され、採用促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スプリンクラーを用いた本発明実施例の消火ポンプシステムの系統図。
【図２】消火栓を用いた本発明実施例の消火ポンプシステムの系統図。
【図３】同じく階毎の吐出し圧力一定制御に自動点検運転時性能を示したポンプ性能曲線図。
【図４】同じく末端圧力一定制御に自動点検運転時性能を示したポンプ性能曲線図。
【図５】本発明実施例の制御盤の回路図。
【図６】吐き出し圧力一定制御のアルゴリズムを示すフローチャート。
【図７】末端圧力一定制御のアルゴリズムを示すフローチャート。
【図８】本発明実施例の制御フローを説明するためのフローチャート。
【図９】本発明実施例の自動点検運転１のフローチャート。
【図１０】同じくそのタイムチャート。
【図１１】本発明実施例自動点検運転２のフローチャート。
【図１２】同じくそのタイムチャート。
【図１３】本発明実施例の自動点検運転３のフローチャート。
【図１４】消火栓の詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図１４により説明する。図１は本発明実施例の消火ポンプシステムを１０階建の建物のスプリンクラー消火設備に適用したシステム系統図で、８階〜１０階を示している。
【００１７】
１は水源であり、例えば消火水槽等である。４は先端にフート弁２を取り付けた吸い込み管３を吸い込み側に設け、送水管１０へ送水するスプリンクラー（放出装置）の消火ポンプである（以下、消火ポンプと略す）。この消火ポンプ４には、吐き出し側に内部に空気溜まりを有する圧力タンク１４、逆止め弁６、仕切り弁７が取り付けられている。９はポンプの吐出し側の近傍に位置し送水管１０に取り付けられた圧力検出手段であり、ここで検出された圧力を電気信号Ｓ１１として発信する。発信された電気信号Ｓ１１は後で述べる制御盤８が受信する。
【００１８】
また、送水配管１０には、階毎の送水管枝管１０−１〜１０−３に、放出装置としてスプリンクラー１０−１a〜e〜１０−３a〜eがそれぞれ設置され、スプリンクラー群を構成している。１０−１ｓ〜１０−３ｓは、各スプリンクラーが開放して放水したときに、始動指令信号を発する信号発信手段であり、前記階毎のスプリンクラーと一対一に対応し、階高さが特定出来る部位に取り付けられている。便宜上、放出装置の始動指令信号も信号発信手段と同一の１０−１ｓ〜１０−３ｓを用いる。これらの信号は信号群Ｓ１３として制御盤８に送信される。
【００１９】
制御盤８は後で詳細に説明するが、インバータ、制御装置等を内蔵しており、動力ケーブルＳ１０により電動機５に電力（可変周波数、可変電圧）を供給する。各階のスプリンクラー（放出装置）から発信される始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓは、どの階なのかを示す位置情報であり、これによってその階が特定され、制御装置で階毎に必要な送水圧力（圧力設定値）、又は、これに対応する初期インバータ周波数、又は、階毎に必要な送水圧力（圧力設定値）とこれに対応する初期インバータ周波数が決定される。尚、スプリンクラーの水圧を常時所定圧に保つため、ジョッキーポンプ装置（図示省略）を設け、送水管を加圧する場合もある。このジョッキーポンプを省略して前記ジョッキーポンプの機能を消火ポンプで代替することもある。
【００２０】
図２は、本発明実施例のインバータ駆動消火栓ポンプシステムを、１０階建の建物の消火栓（放出装置）消火設備に適用したシステム系統図で、８階〜１０階を示している。図１に示す圧力タンクを省略し、スプリンクラーの始動指令信号に代えて消火栓の始動指令信号を用いたものである。この消火栓は、図１４に示すように送水管１０の枝管１０−１〜１０−３に設置され、始動押釦スイッチ３２、ベル３３、始動表示ランプ３４、ホース３５、ノズル３６を備えている。そして、消火栓の始動押釦スイッチ３５が操作されると始動指令を発信したことを示す始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓを発信する。始動押釦スイッチ３５は、信号発信手段となる。
【００２１】
図１、図２では、各階の消火栓及びこれから発信される始動指令信号、又はスプリンクラー（放出装置）から発信される放出信号によってその階高さを特定し、階毎に必要な送水圧力（圧力設定値）、又は、これに対応する初期インバータ周波数、又は、階毎に必要な送水圧力とこれに対応する初期インバータ周波数を決定する例で示している。しかし、これらの階高さ信号を用いる代わりに、予め最高位で最遠方の消火栓又はスプリンクラーに対して、実揚程、所要末端圧力、配管抵抗損失を加味して最悪条件での全揚程（圧力設定値と同じ）及びこれに対応したインバータ初期周波数を決めて設定しても良い。最悪条件とはこの全揚程、インバータ初期周波数を用いて送水すれば、どこで使用されても送水が可能という意味である。詳細は図４により後述する。
【００２２】
図３は、図１、図２の消火ポンプシステムを階毎の所定の圧力設定値、及び自動点検プログラムで運転した際の消火ポンプ性能曲線図であり、横軸に吐出し量（ｍ３／ｍｉｎ）、縦軸に全揚程（ｍ）を取って示す。所定水量Ｑ０は、送水管端末の消火栓やスプリンクラー放出装置等（以下、総称して放出装置または消火用器具と呼ぶ）に送水するのに必要な送水量であり、ポンプ性能曲線図上に表示するときは吐出し量として示される。本実施例ではＱ０を一定にして扱っているが消火用器具毎に異なる値でもよい。
【００２３】
圧力設定値Ｈ０１０Ｆは、１０階の送水管端末の消火用器具（本実施例では最高位、最遠方にあり、ここへの送水が可能であれば他の消火用器具への送水が可能）へ送水するのに必要な圧力設定値（１０Ｆの目標圧力ヘッド）であり、送水管等の抵抗損失（図中のＲ１０）、実揚程（図示せず）、消火用器具での所要末端圧力（図示せず）を含んでおり、ポンプ性能曲線図上に表示するときは全揚程として示される。また、所定水量Ｑ０、圧力設定値Ｈ０１０Ｆを満足する点を仕様点Ｏ１とすると、インバータ周波数ｆ１０もとで運転した時に得られるポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａを有するポンプを選定することが必要である。即ち、仕様点Ｏ１において、ポンプ性能曲線Ａと圧力設定値Ｈ０１０Ｆと送水配管抵抗曲線Ｒ１０が交わっている。
【００２４】
同様に、Ｈ０９Ｆは９階、Ｈ０８Ｆは８階それぞれの、送水管端末の消火用器具に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な圧力設定値である。８階未満の各送水管端末の消火用器具に送水するのに必要な圧力設定値は、前記説明で明らかなので説明を省いている。これらの圧力設定値は、送水管端末の消火用器具から始動指令信号が発信され、制御盤８がこれを受信したときに制御盤８内で設定される。
【００２５】
次に、自動点検運転時の消火ポンプの動作について説明する。第１の自動点検プログラムはインバータへ周波数を複数、例えばｆ２０、ｆ２１、ｆ２２と指令を変えてそれぞれ所定時間だけ運転した時のインバータアンサバックを記憶し、指令値（運転パターン）とアンサバック値（運転パターン）を比較判定するようにしたものである。ここで、それぞれインバータ周波数ｆ２０、ｆ２１、ｆ２２で運転した時のポンプＱ−Ｈ性能曲線はＡ２０、Ａ２１、Ａ２２であり、その時のポンプ締切り圧力はＨ０Ｔ１、Ｈ０Ｔ２、Ｈ０Ｔ３である。そして、これらのポンプ締切り圧力は、前述の階毎の圧力設定値の最下位階圧力設定値より小さくなるように選定される。
【００２６】
図１のシステム系統図の場合は、消火用器具がスプリンクラーのため送水管１０が常時加圧されているので、前述のインバータ周波数ｆ２０、ｆ２１、ｆ２２で運転した時には、締切り運転圧力はＨ０Ｔ１、Ｈ０Ｔ２、Ｈ０Ｔ３となる。図２のシステム系統図の例の場合は、送水管１０が加圧されていないが、前述のインバータ周波数ｆ２０、ｆ２１、ｆ２２で運転しても、吐出し側の逆止め弁の内部の弁（図示せず）を押し開いて送水されるだけの圧力ヘッドが発生しないように選定されているので、やはり締切り運転圧力はＨ０Ｔ１、Ｈ０Ｔ２、Ｈ０Ｔ３となる。
【００２７】
第２の自動点検プログラムは、圧力設定値Ｈ０Ｔ０を設定し、圧力検出手段の検出した送水圧力がこの設定値となるよう吐出し圧力一定制御を所定時間だけ行い、結果を記憶し、指令値（運転パターン）とアンサバック値（運転パターン）を比較判定するようにしたものである。ここで、インバータ周波数ｆ１１と、ポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａ１１とは、前記圧力制御の結果得られた周波数であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線である。そして、圧力設定値Ｈ０Ｔ０は、図１のシステム系統図に用いる場合は、ジョッキーポンプの運転圧力範囲より上位に選ぶ必要がある。そうしないと、ジョッキーポンプが先に運転される恐れがある。
図２のシステム系統図にはジョッキーポンプがないので、その恐れはない。
【００２８】
図４は図１、図２のシステム系統図に示した消火ポンプシステムを、最上階（１０Ｆ）の圧力設定値で末端圧力一定制御及び自動点検プログラムで運転した際の、消火ポンプ性能曲線図である。横軸に吐出し量（ｍ３／ｍｉｎ）、縦軸に全揚程（ｍ）を取って示し、図３と同じ記号で示すものは同じ性能機能であるから説明を省く。
【００２９】
最上階の圧力設定値を用いる理由は、送水管端末の消火用器具から始動指令信号を利用する場合は、これに対応して階毎の圧力設定値が定まるが、これを用いずに送水圧力の変化を利用する場合、階毎の圧力設定値が定まらないので、図４に示すように１０階の圧力設定値（本実施例では最高位、最遠方にあり、ここへの送水が可能であれば他の消火用器具への送水が可能）用いる。そして、圧力設定値のＨ０１０Ｆは上限設定値という意味となり、Ｈ０１０ＦＬは下限設定値、ｆ１２はこれのインバータ周波数である。これらの設定値は予め記憶部に記憶されている。
【００３０】
図５は、図1、図２で説明した制御盤８の回路図である。この回路はインバータによりポンプを駆動制御する回路であり、商用電源バイパス回路が設けられていない。
【００３１】
図５において、ＰＷ（Ｒ、Ｓ、Ｔ）は電源、Ｒ（又はＲ１）、Ｓは制御電源、ＭＢＶは配線用遮断器、ＩＮＶは周波数設定手段及び操作表示部ＣＯＮＳを有するインバータ、ＣＵは処理装置ＣＰＵ、記憶部Ｍ、入出力インターフェースＩ／Ｏ２，３、カレンダ部（時計）ＣＬＴ等を備える制御装置である。前記記憶部Ｍには消火ポンプを運転するための圧力設定値、インバータ初期周波数、自動点検時運転プログラムで運転した結果、送水圧力データ等を記憶している。尚、前記カレンダ部（時計）ＣＬＴは、適宜前記ＣＰＵ内臓のタイマーを用いても良い。処理装置ＣＰＵは自動点検運転の実行と、自動点検時の指令値とアンサバック信号との比較判定を行う。
【００３２】
ＴＲはトランス、Ｉ／Ｏ１は階毎の消火栓始動スイッチ、又は放出装置からの始動指令信号１０−１Ｓ〜１０−３Ｓ（階高さ・・・８Ｆ〜１０Ｆに対応）を取り込む入力回路部、Ｘは取り込んだ始動指令信号１０−１Ｓ〜１０−３ＳがＯＮ時にＯＮするリレー接点群（・・・８ＦＸ〜１０ＦＸ、Ｘ１）である。Ｉ／Ｏ２は入出力インターフェース部であり、前記リレー接点群Ｘの信号（始動指令信号１０−１Ｓ〜１０−３Ｓに対応するリレー・・・８ＦＸ〜１０ＦＸ、Ｘ１の信号を入力）及び後で述べるリレーＸ１の接点信号をここより取り込む。
【００３３】
そして、階毎の吐出し圧力一定制御を行う場合は、前記入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込んだ始動指令信号１０−１Ｓ〜１０−３Ｓに対応するリレー・・・８ＦＸ〜１０ＦＸ、Ｘ１の信号に基づき圧力設定値を設定する。同様にＩ／Ｏ３は入出力インターフェース部であり、圧力検出手段９の信号Ｓ１１を取り込み、リレーＸ１へＯＮする信号及びインバータＩＮＶへインバータ周波数指令信号ＡＤ０、ＣＭ１を出力する。５２Ｖは電磁継電器、ＩＭは電動機、ＢＳ１は始動押釦スイッチ、ＢＳ２は停止押釦スイッチである。
【００３４】
前記リレーＸ１は、その接点が閉じた時に前記電磁継電器５２Ｖが閉じて自動運転を開始し、後で説明するがその接点を前記入出力インターフェースＩ／Ｏ２（Ｂ９ビット）に取り込み、自動点検運転の一つである入出力のチェックを行うのに利用する。本実施例では、前記インバータ周波数指令信号ＡＤ０、ＣＭ１は双方向の通信を用い、周波数指令信号の他に、インバータの運転状態（どんな周波数でどれだけの時間運転したか等）をアンサバック信号として用いて、このアンサバック信号を運転状態として前記メモリＭに記憶する。更に、ＯＵＴは例えば外部端子（無電圧の接点信号）、通信（無線通信も含む）、ブザー等から構成される警報発信部である。
【００３５】
そして、前記制御装置ＣＵの処理装置ＣＰＵは、後述の図６、図７、図８、図９、図１１、図１３のフローチャートに示す処理のプログラムを格納し、処理を実行する。
【００３６】
次に大まかな運転手順について説明する。今、図５において、配線用遮断器ＭＶＢが投入されているものとする。
【００３７】
パターン１
始動押釦スイッチＢＳ１が押されるとリレー５２Ｖが閉じ、その接点５２Ｖａがインバータ端子ＦＷ、ＣＭ０をＯＮして運転を開始する。この時、制御装置ＣＵからインバータ周波数指令信号（双方向）ＡＤ０、ＣＭ１は発信されていない。従って、インバータＩＮＶには、予め周波数ｆ１０（送水管端末の消火用器具のどこにでも送水が可能な周波数）が設定されており、この周波数で運転し、停止押釦スイッチＢＳ２が押されると停止する。（図１、図２共通）
【００３８】
パターン２
階毎の送水管端末の消火用器具からの運転指令信号を受信した場合は、入力インターフェースＩ／Ｏ１にその信号を受信し、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。制御装置ＣＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込んだ信号に対応した階毎の圧力設定値及びインバータ初期周波数を設定する。続いて入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ１をＯＮにする信号を出力する。リレーＸ１の接点Ｘ１が閉じることによりリレー５２Ｖが閉じ、その接点５２Ｖａがインバータ端子ＦＷ，ＣＭ０をＯＮにする。合わせて、制御装置ＣＵよりインバータ周波数指令信号（双方向）ＡＤ０、ＣＭ１（前記設定されたインバータ初期周波数）を出力して運転を開始する。そして、後で詳細に説明する階毎圧力設定値による吐出し圧力一定制御を実施する。（図１、図２共通）
【００３９】
パターン３
予め記憶部Ｍに末端圧力一定制御の圧力設定値Ｈ０１０Ｆ、Ｈ０１０ＦＬ、インバータ周波数ｆ１０、ｆ１２が関数、又はテーブルとして記憶されている。これに現在周波数を反映すると、この周波数対応の圧力設定値が得られる。
【００４０】
図１の例
圧力検出手段９が送水管圧力を検出し、その圧力がＨ０１０ＦＬ以下となった時、入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ１をＯＮする信号を出力する。リレーＸ１の接点Ｘ１が閉じて、リレー５２Ｖが閉じその接点５２Ｖａがインバータ端子ＦＷ，ＣＭ０をＯＮにする。合わせて、制御装置ＣＵからインバータ周波数指令信号（双方向）ＡＤ０、ＣＭ１（前記設定されたインバータ周波数ｆ１２）を出力し運転を開始する。そして、後で詳細に説明する末端圧力一定制御を実行する。
【００４１】
図２の例
送水管端末消火用器具からの運転指令信号（階高さ情報無し）を受信した場合は、入力インターフェースＩ／Ｏ１にその運転指令信号を受信し、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。これにより、入出力インターフェースＩ／Ｏ３からリレーＸ１をＯＮする信号を出力する。リレーＸ１の接点Ｘ１が閉じてリレー５２Ｖが閉じ、その接点５２Ｖａがインバータ端子ＦＷ，ＣＭ０をＯＮする。合わせて、制御装置ＣＵよりインバータ周波数指令信号（双方向）ＡＤ０、ＣＭ１（インバータ周波数ｆ１２）を出力し運転を開始する。そして、後で詳細に説明する末端圧力一定制御を実行する。
【００４２】
図８は、システムのメーンの制御及び圧力制御の処理（アルゴリズム）を示すフローチャートである。図示していないが、イニシャル処理や割込処理により、階毎の吐出し圧力一定制御の圧力設定値と、インバータ初期周波数、又は末端圧一定制御の圧力設定値とインバータ初期周波数を決定し設定する。図８において、発明の意図に無関係な途中は省略している。先ず、階毎吐出し圧力一定制御について説明する。説明の便宜上、始動指令信号が１０階で発生しているものとして説明を進める。後で説明するが６００Ａ〜６００Ｇステップの処理が第１、第２の実施態様の自動点検機能についての説明である。
【００４３】
６００Ａステップにおいて、カレンダー時計から信号（定時、定期）が発生しているか判定する。ＮＯと判定したら６１１ステップへ進み、ＹＥＳと判定したら６００Ｂステップへ進む。６００Ｂステップにおいて、消火ポンプの運転要求があるか否かの判定を実行しＹＥＳと判定し場合は６１１ステップ進む。ＮＯと判定した場合は６００Ｃステップへ進み自動点検プログラムを実行する。
【００４４】
６００Ｂステップの消火ポンプ運転要求があるか否かの判定処理を設けたのは、自動点検プログラムの実行中に火災発生による緊急の運転要求（始動指令信号）が有った際に、直ちに前記自動点検プログラムを中止して消火ポンプを優先運転させるためのものである。ここで言う運転要求とは、送水管端末の消火栓始動スイッチが押され、またはスプリンクラー放出装置が作動して送水圧力が低下して消火ポンプの運転条件が成立することを意味する。
【００４５】
次に６００Ｃステップの自動点検プログラムについて説明する。図９、図１０は６００Ｃステップの詳細内容を示し、第１の点検プログラムのフローチャート及びタイムチャートを示したものである。即ち、点検用の指令として、複数の周波数で所定時間だけ指令を変えてインバータを運転し、この点検用の指令で運転したインバータからのアンサバックの運転状態（点検結果）を記憶し、処理装置ＣＰＵで前記点検用指令（周波数と時間の運転パターン）とアンサバックの運転状態（周波数と時間の運転パターン）を比較して両者に偏差が生じた場合に否と判定するフローである。
【００４６】
図９の９００〜９０２ステップで、点検用の指令としてインバータ周波数ｆ２０（図３、図４のポンプＱ−Ｈ性能Ａ２０、送水圧力Ｈ０Ｔ１と対応）を所定時間ｔ１だけ出力して消火ポンプをインバータ駆動運転して、このインバータからのアンサバック（点検結果）を記憶部Ｍに記憶する。上記のインバータ周波数指令及びアンサバックは、図５に双方向信号のＡＤ０、ＣＭ１で示される。
【００４７】
同様に９０３〜９０５ステップでは、点検用の指令としてインバータ周波数ｆ２１（図３、図４のポンプＱ−Ｈ性能Ａ２１、送水圧力Ｈ０Ｔ２と対応）を所定時間ｔ２だけ出力して、９０６〜９０８ステップでは、点検用の指令としてインバータ周波数ｆ２２（図３、図４のポンプＱ−Ｈ性能Ａ２２、送水圧力Ｈ０Ｔ３と対応）を所定時間ｔ３だけ出力して、それぞれ消火ポンプをインバータ駆動運転して、このインバータからのアンサバック（点検結果）を記憶部Ｍに記憶する。記憶部Ｍには、点検結果として図１０の運転状態（周波数と時間の運転パターン）が記憶される。
【００４８】
上記点検運転によれば、複数の所定周波数によりインバータが正常に動作する否かを点検することができる。
【００４９】
図１１、図１２は６００Ｃステップの詳細内容を示し、第２の点検プログラムのフローチャート及びタイムチャートを示したものである。即ち、前述した消火ポンプシステムの正規運転時の圧力設定値とは異なる自動点検用の指令として圧力設定値を設定し、圧力検出手段の検出した送水圧力が前記自動点検用の圧力設定値と等しくなるように、所定時間だけインバータの周波数制御で運転し、点検用の指令で運転したインバータからのアンサバック（点検結果）の運転状態（周波数と時間の運転パターン）を記憶部Ｍに記憶し、処理装置ＣＰＵで前記指令（周波数と時間の運転パターン）とアンサバックの運転状態（周波数と時間の運転パターン）を比較して両者に偏差が生じた場合に否と判定するものである。
【００５０】
図１１の１１０ステップで記憶部Ｍより点検用の所定圧力値Ｈ０Ｔ０読み出し、１１１ステップでインバータ初期周波数ｆ１１を出力し、１１２ステップは圧力検出手段９により送水管圧力Ｈ（説明の便宜上Ｈとしている）を検出する。１１３ステップでは点検用の前記所定圧力値Ｈ０Ｔ０と送水管圧力Ｈとを比較する。比較した結果、Ｈ０Ｔ０−α＞Ｈであれば１１４ステップへ進みインバータ増速制御処理を実行してから１１３ステップへ戻る。１１３ステップの判定がＨ０Ｔ０＋α＜Ｈであれば１１５ステップに進みインバータ減速制御処理を実行してから１１３ステップに戻る。そして、１１３ステップの判定がＨ０Ｔ０−α＜＝Ｈ＜＝Ｈ０Ｔ０＋αであれば、次の１１６ステップの処理に進む。
【００５１】
ここで、所定時間ｔ０を経過したか判定し経過してなければ１１３ステップへ戻ってこれ以降の処理を続け、前記所定時間ｔ０を経過するまで給水圧力Ｈが圧力設定値Ｈ０Ｔ０とほぼ等しくなる処理を実行する。尚、αは目標圧力の不感滞を示し大体１〜２ｍであり、ａはインバータの変速制御幅を示し適宜０．１〜１Ｈｚで設定する。
【００５２】
１１７ステップではこのインバータからのアンサバック（点検結果）の運転状態（運転パターン、周波数と時間）を記憶部Ｍに記憶する。結果として、記憶部Ｍには図１２の運転状態（運転パターン）が記憶される。
【００５３】
上記点検運転によれば、所定の圧力値の設定に基いてインバータが正常に動作する否かを点検することができる。
【００５４】
図１３は、第３の自動点検プログラムのフローチャートを示したものである。即ち、点検用の指令として前記制御装置ＣＵの入出力部に信号を出力し、対応する他の入出力部の信号を点検結果として記憶し、前記両者を比較判定し偏差が生じた場合に、否と判定する処理を行うものである。
【００５５】
図１３の１３０〜１３２ステップで、圧力検出手段９が検出した圧力ＰＤＡＴＡ（説明の便宜上ＰＤＡＴＡとしている。値の大きさは問わない。）をチェックするため、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３（アナログ入力部）と圧力検出手段９の検出値とが正常か否かチェックして、異常（例えば圧力検出手段の検出値異常）であれば記憶部Ｍに記憶する。ここで、前記圧力検出手段のチェックは、一般に圧力検出手段は正常であれば圧力０のもとでＬ信号、所定圧力のもとでＨ信号を発するものであり、前記ＰＤＡＴＡがＬ〜Ｈの範囲にあれば正常、なければ異常と判断する方法を用いる。
【００５６】
図１３の１３３〜１３７ステップでは、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ２（デジタル入力部）の入力（点検用指令）と、Ｉ／Ｏ３（デジタル出力部）の出力（点検結果）が正常か（一致しているか）チェックして、異常（例えば入出力インターフェースＩ／Ｏ２、Ｉ／Ｏ３異常）であれば記憶部Ｍに記憶する。ここで、入出力インターフェースＩ／Ｏ２、Ｉ／Ｏ３のチェックは、Ｉ／Ｏ３のＡ５ビットからリレーＸ１をＯＮする信号を出力し、Ｉ／Ｏ２のＢ９ビットに信号が入力されたかチェックし、入力されていれば正常、入力されてなければ異常と判定する方法を用いる。
【００５７】
なお、異常（例えば入出力インターフェースＩ／Ｏ２、Ｉ／Ｏ３異常）であれば記憶部Ｍに記憶する代わりに、単に出力（点検結果）を記憶部Ｍに記憶して、その後、記憶された出力（点検結果）を入出力インターフェースＩ／Ｏ２の入力（点検用指令）と比較して合否判定しても良い。
【００５８】
図１３の１３８〜１４２ステップでは、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３（通信の双方向信号ＡＤ０、ＣＭ１）とインバータＩＮＶとが正常かチェックして、異常（例えば入出力インターフェースＩ／Ｏ３、インバータＩＮＶ異常）であれば記憶部Ｍに記憶する。ここで、Ｉ／Ｏ３より周波数（ｆ３）指令信号（点検用指令）ＡＤ０、ＣＭ１（双方向）を所定時間ｔ１１だけインバータ端子１０、１１に出力し、そのアンサバック（点検結果）の信号ＡＤ０、ＣＭ１を前記Ｉ／Ｏ３に取り込み、前記両者を比較判定して一致していれば正常、不一致なら異常と判定する方法を用いる。
【００５９】
上記点検運転によれば、制御装置ＣＵの入出力インターフェースの点検、および入出力インターフェースとインバータＩＮＶとが正常か否かを点検することができる。
【００６０】
説明を図８の６００Ｄステップの処理に戻す。ここの処理で前述の６００Ｃステップの自動点検プログラム実行結果が記憶部Ｍに記憶され、６００Ｅステップで前述の合否判定処理が実行される。その結果、正常（合格）であれば６００Ａステップに戻ってこれ以降の処理を続け、異常と判定した場合は６００Ｆステップで６００Ｇステップの警報リセット処理が実行されるまで前述の警報発信処理（図５入出力インターフェースＩ／Ｏ３のＡ２ビットの出力ＯＵＴ）により、警報が外部に発信される。
【００６１】
ここで前記合否判定処理とは点検用に指令した運転パターンが、記憶部Ｍに記憶している点検結果の運転パターン図１０と一致しているか否かを判定することであり、同様に点検用に指令した運転パターンが記憶部に記憶している点検結果の運転パターン図１２と一致しているか否かを判定することであり、同様に入出力インターフェースの点検用の指令と点検結果としてのチェック結果（記憶部Ｍに保存されている）が正常か異常かを判定することである。
【００６２】
これによって適切な保守及び予防保全処置が講じられ、いつでも消火ポンプシステムが正しく使用されるよう管理される。このようにすれば、前記した課題の商用電源によるバイパス駆動回路を省略することができる。
【００６３】
次に、消火ポンプシステムとしての正規処理について説明する。６１１ステップと６１３Ａステップと処理して６００ステップへと処理が進み、６００〜６０７ステップは、階毎の圧力設定値とインバータ初期周波数を決定し設定する。最上階から最下階まで順番に始動指令があるかチェックし、始動指令のある階に対して圧力設定値を決定し設定する。例えば、６００ステップにおいて、最上階、実施例では１０階の消火栓又はスプリンクラーの始動指令が発信されていないか判定する。発信されていれば６０１ステップへ進み、目標圧力をＨ０１０Ｆと決定し設定する。発信されていなければ次の階の処理ステップ以降に進み、順次最下位階の圧力設定値の設定処理を実行する。他の階の圧力設定値の設定処理は前述で明らかなので説明を省く。圧力設定値が設定されると６０８ステップの処理へと進む。
【００６４】
尚、６００〜６０７ステップの処理で各階の消火栓又は放出装置からの始動指令信号がないと判断した場合は、６１１ステップへ戻りこれより実行を続ける。次に、６０８ステップではポンプが運転中か判定する。運転中であれば６１０ステップへ進み、停止中であれば６０９ステップで運転処理を実行して６１０ステップへ進む。６１０ステップでは、図６又図７に示す圧力制御処理を実行する。先ずは吐き出し圧力一定制御の処理について説明する。
【００６５】
今、説明の便宜上、前述の６００〜６０７ステップの圧力設定値の設定処理において、
目標圧力Ｈ０＝Ｈ０１０Ｆ（１０階の目標圧力）が設定又は読み出されているものとする。この読み出された目標圧力は例えばＣＰＵのレジスタに一時記憶されている。図６において、５００ステップでは、圧力検出手段９によって給水圧の圧力データＨが検出される。そして５０１ステップにおいて、目標圧力Ｈ０(Ｈ０１０Ｆ)と検出した圧力データとが比較され、Ｈ０−α＞Ｈであれば５０２ステップでインバータ増速制御処理を実行してから５００ステップへ戻る。５０１ステップの判定がＨ０−α＜＝Ｈ＜＝Ｈ０＋αであれば、次の６１４ステップの処理に進む。そして、５０１ステップの判定がＨ０＋α＜Ｈであれば５０３ステップに進み、インバータ減速制御処理が実行されてから５００ステップに戻る。これが繰り返されることにより、給水圧力が目標圧力Ｈ０(＝Ｈ０１０Ｆ)とほぼ等しくなる。尚、αは目標圧力の不感滞を示し大体１〜２ｍであり、ａはインバータの変速制御幅を示し適宜０．１〜１Ｈｚで設定する。
【００６６】
次に末端圧力一定制御について説明する。図８の６０２〜６０７ステップの処理を削除するか６００、６０１ステップの処理だけが実行されるようにすれば、最上階（１０階）の圧力設定値が設定され６１０ステップの処理を図７とした末端圧力一定制御を実行することができる。図７において、図６と同じステップ記号で表示している処理は図６と同じ処理につき説明を省く。５０４ステップの処理は５０１ステップで圧力設定値が一致した後圧力設定値を更新する処理である。圧力設定値は図４に示す配管抵抗曲線Ｒ１１であり、関数又テーブルで表示され現在のインバータ周波数に基づいて求められる。即ち、図７の処理を実行すると末端圧一定制御が得られる。
【００６７】
６１１〜６１３ステップは消火ポンプ運転時に圧力検出手段の異常時及び始動指令信号が複数入力された場合、インバータ周波数を最高周波数ｆｍａｘに切り替えて安全側で運転するようにしたものである。
【００６８】
６１４〜６１６ステップは停止処理を示している。即ち、送水側からの始動指令信号がなく、又、送水管圧力が十分高い圧力に維持され始動条件が成立していない状態で、制御盤面の停止押釦スイッチＢＳ２が押されると消火ポンプは停止する。すなわち、消火中は不用意に停止しないように、安全側で運転するようにしたものである。
【符号の説明】
【００６９】
１…水源、２…フート弁、３…吸い込み管、４…ポンプ、５…電動機、６…逆止め弁、７…仕切り弁、１０…送水管、１０−１〜１０−３…送水管枝管、８…制御盤、９…圧力検出手段、１０−１ａ〜ｅ〜１０−３ａ〜ｅ…放水装置（スプリンクラー、消火栓）、１０−１Ｓ〜１０−３Ｓ…始動指令信号、信号発信手段、Ｓ１０…制御盤授受信号、ＣＵ…制御装置、ＣＰＵ…処理装置、ＣＬＴ…カレンダ部、Ｍ…記憶部。
【図１】
2014104177.tif 000003
【図２】
2014104177.tif 000004
【図３】
2014104177.tif 000005
【図４】
2014104177.tif 000006
【図５】
2014104177.tif 000007
【図６】
2014104177.tif 000008
【図７】
2014104177.tif 000009
【図８】
2014104177.tif 000010
【図９】
2014104177.tif 000011
【図１０】
2014104177.tif 000012
【図１１】
2014104177.tif 000013
【図１２】
2014104177.tif 000014
【図１３】
2014104177.tif 000015
【図１４】
2014104177.tif 000016