(57)【要約】【課題】蓄電装置から供給される電力による運転時間を長くする。【解決手段】給水装置３００は、水を移送するモータポンプ３１０と、商用電源から供給される第１の電力又は第１の電力を蓄電する蓄電部２１０から供給される第２の電力をモータポンプ３１０の駆動部へ供給する動力部３２０と、動力部３２０を介してモータポンプ３１０の駆動を制御する制御部３３０と、を備える。制御部３３０は、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の駆動部の消費電力が、第１の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の駆動部の消費電力よりも小さくなるように、動力部３２０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を移送するポンプと、
前記ポンプを駆動する駆動部と、
商用電源から供給される第１の電力又は前記第１の電力を蓄電する蓄電部から供給される第２の電力を前記駆動部へ供給する動力部と、
前記動力部を介して前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備えた流体供給装置であって、
前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記駆動部の消費電力が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記駆動部の消費電力よりも小さくなるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項２】
請求項１の流体供給装置において、
前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力よりも小さくなるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項３】
請求項１の流体供給装置において、
前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、
前記制御部は、前記インバータへ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間よりも長くなるように、前記インバータを制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項４】
請求項１の流体供給装置において、
前記動力部へ前記第１の電力が供給されている際に、前記ポンプ及び前記駆動部を複数台運転する場合、
前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプ及び前記駆動部を運転する台数が、前記第１の電力によって前記ポンプ及び前記駆動部を運転する台数よりも少なくなるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項５】
請求項２の流体供給装置において、
前記制御部は、前記蓄電装置の蓄電残量の減少に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項６】
請求項５の流体供給装置において、
前記制御部は、前記蓄電装置から供給される電圧の低下に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項７】
請求項５の流体供給装置において、
前記制御部は、前記蓄電装置の温度の上昇に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項８】
請求項５の流体供給装置において、
前記制御部は、前記第２の電力による運転時間を計測するタイマ機能を備え、前記第２の電力による運転時間に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項９】
請求項１の流体供給装置において、
前記蓄電装置から出力される交流電力を受電する入力端子を備え、
前記動力部は、前記入力端子を介して受電した交流電力を所定の周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１０】
請求項１の流体供給装置において、
前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、
前記制御部は、前記インバータへ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのキャリア周波数が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのキャリア周波数よりも低くなるように、前記インバータを制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１１】
請求項１の流体供給装置において、
前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記蓄電装置から供給される電力で前記ポンプを駆動する旨を表示部に表示する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１２】
請求項１の流体供給装置において、
前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わることを示す運転信号を受信する入力端子を備える、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１３】
請求項１の流体供給装置において、
前記制御部は、前記動力部へ前記第２の電力が供給されている状態で、前記ポンプを駆動する要求がない場合に、前記流体供給装置内の表示部を含む機器をスリープ状態に制御する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１４】
請求項１の流体供給装置において、
前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、
前記蓄電装置から出力される直流電力を受電する入力端子を備え、
前記インバータは、前記入力端子を介して受電した直流電力を所定周波数の交流電力へ変換して前記駆動部へ供給する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【請求項１５】
流体を移送するポンプと、
前記ポンプを駆動する駆動部と、
商用電源から供給される第１の電力又は前記第１の電力を蓄電する蓄電部から供給される第２の電力を前記駆動部へ供給する動力部と、を備えた流体供給装置であって、
前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、
前記蓄電装置から出力される直流電力を受電する入力端子を備え、
前記インバータは、前記入力端子を介して受電した直流電力を所定周波数の交流電力へ変換して前記駆動部へ供給する、
ことを特徴とする流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水などの液体や各種気体をポンプによって移送して需要元へ供給する流体供給装置が用いられている。流体供給装置の一例としては、ビルやマンションなどの建物の高い場所へ水を汲み上げて供給する給水装置などが挙げられる。
【０００３】
近年、地震による大規模な停電が発生している影響で、停電時においても給水を確保することは重要であるとの認識が高まっている。そこで、自家発電設備を導入して、停電時には自家発電設備によって給水装置を駆動することが行われているが、停電時には給水装置を長時間駆動することが求められる。この点、従来技術では、一定の流量を確保しながら省エネルギー運転を行う給水装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号２０１２／０９９２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術は、蓄電装置から給電された場合の給水装置の省エネルギー運転については考慮されていない。
【０００６】
すなわち、近年、自家発電設備を設ける代わりに、自家発電設備より安価な蓄電装置（蓄電池）を設置して、停電時は蓄電装置からの給電によって給水装置を駆動するケースが増加している。
【０００７】
蓄電装置を用いることによって停電時にも給水は可能であるが、停電時においては復電までの時間が不明なことから、給電装置を可能な限り長い時間運転できるようにすることが望まれている。例えば、蓄電装置からの給電で長時間運転を実現するためには、蓄電装置の容量を増加することなどが考えられるが、これでは、蓄電装置が高価となるため、給水装置側での運転態様を工夫することが求められる。
【０００８】
そこで、本願発明は、蓄電装置から供給される電力による運転時間を長くすることができる流体供給装置を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の流体供給装置は、上記課題に鑑みなされたもので、流体を移送するポンプと、  前記ポンプを駆動する駆動部と、商用電源から供給される第１の電力又は前記第１の電力を蓄電する蓄電部から供給される第２の電力を前記駆動部へ供給する動力部と、前記動力部を介して前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記駆動部の消費電力が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記駆動部の消費電力よりも小さくなるように、前記動力部を制御する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力よりも小さくなるように、前記動力部を制御することができる。
【００１２】
また、前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、前記制御部は、前記インバータへ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間よりも長くなるように、前記インバータを制御する、ことができる。
【００１３】
また、前記動力部へ前記第１の電力が供給されている際に、前記ポンプ及び前記駆動部を複数台運転する場合、前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプ及び前記駆動部を運転する台数が、前記第１の電力によって前記ポンプ及び前記駆動部を運転する台数よりも少なくなるように、前記動力部を制御する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、前記制御部は、前記蓄電装置の蓄電残量の減少に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、ことができる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記蓄電装置から供給される電圧の低下に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、ことができる。
【００１６】
また、前記制御部は、前記蓄電装置の温度の上昇に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、ことができる。
【００１７】
また、前記制御部は、前記第２の電力による運転時間を計測するタイマ機能を備え、前記第２の電力による運転時間に応じて、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記ポンプの設定圧力が段階的に下がるように、前記動力部を制御する、ことができる。
【００１８】
また、前記蓄電装置から出力される交流電力を受電する入力端子を備える場合、前記動力部は、前記入力端子を介して受電した交流電力を所定の周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータとすることができる。
【００１９】
また、前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、前記制御部は、前記インバータへ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記第２の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのキャリア周波数が、前記第１の電力によって前記ポンプを駆動する際の前記インバータのキャリア周波数よりも低くなるように、前記インバータを制御する、ことができる。
【００２０】
また、前記制御部は、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わったら、前記蓄電装置から供給される電力で前記ポンプを駆動する旨を表示部に表示する、ことができる。
【００２１】
また、前記動力部へ供給される電力が前記第１の電力から前記第２の電力へ切り替わることを示す運転信号を受信する入力端子を備える、ことができる。
【００２２】
また、前記制御部は、前記動力部へ前記第２の電力が供給されている状態で、前記ポンプを駆動する要求がない場合に、前記流体供給装置内の表示部を含む機器をスリープ状態に制御する、ことができる。
【００２３】
また、前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、前記蓄電装置から出力される直流電力を受電する入力端子を備え、前記インバータは、前記入力端子を介して受電した直流電力を所定周波数の交流電力へ変換して前記駆動部へ供給する、ことができる。
【００２４】
また、本願発明の流体供給装置は、流体を移送するポンプと、前記ポンプを駆動する駆動部と、商用電源から供給される第１の電力又は蓄電装置から供給される第２の電力を前記駆動部へ供給する動力部と、を備え、前記動力部が、前記第１の電力又は前記第２の電力を所定周波数に変換して前記駆動部へ供給するインバータを備える場合、前記蓄電装置から出力される直流電力を受電する入力端子を備え、前記インバータは、前記入力端子を介して受電した直流電力を所定周波数の交流電力へ変換して前記駆動部へ供給する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
かかる本願発明によれば、蓄電装置から供給される電力による運転時間を長くすることができる流体供給装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、第１実施形態の給水装置を含む給水システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、制御部による運転制御フローを示す図である。
【図３】図３は、モータポンプの設定圧力に対する消費電力を示す図である。
【図４】図４は、交流化インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間に対する消費電力を示す図である。
【図５】図５は、制御部による運転制御フローの他の例を示す図である。
【図６】図６は、交流化インバータの概略を示す図である。
【図７】図７は、制御部による運転制御フローの他の例を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態の給水装置を含む給水システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本願発明の一実施形態に係る流体供給装置を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、一例として、給水装置を説明するが、これには限られない。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の給水装置を含む給水システムの構成を示す図である。図１に示すように、第１実施形態の給水システム１００は、蓄電装置２００と、給水装置３００とを備える。
【００２９】
蓄電装置２００は、商用電源２９０から供給される商用電力（第１の電力）を受電する。蓄電装置２００は、商用電源２９０からの入力を一旦直流電力化し、蓄電部２１０（バ
ッテリ）に蓄電し、停電時にはインバータにより交流電源を作って出力する回路と、通常の商用電源をバイパスして出力する回路とを有する。具体的には、蓄電装置２００は、蓄電部２１０、交流化インバータ２２０、制御部２３０、直流化インバータ２４０、及びスイッチ２５０、を備える。
【００３０】
直流化インバータ２４０は、受電した商用電力を直流電力へ変換するインバータであり、変換した直流電力を蓄電部２１０へ供給する。蓄電部２１０は、直流化インバータ２４０から供給された直流電力を蓄電する蓄電池である。
【００３１】
交流化インバータ２２０は、蓄電部２１０から出力された直流電力を交流電力へ変換するインバータである。スイッチ２５０は、商用電源２９０から供給された商用電力（第１の電力）と、交流化インバータ２２０から出力された交流電力（蓄電部２１０から供給される第２の電力）のいずれか一方を選択して、給水装置３００へ出力する。例えば、スイッチ２５０は、商用電源２９０から商用電力が供給されている通常時には、商用電源２９０から供給された交流電力を選択して出力する一方、商用電源２９０から商用電力が供給されない停電時には、交流化インバータ２２０から出力された交流電力を選択して出力する。
【００３２】
制御部２３０は、蓄電装置２００は停電が起こると、スイッチ２５０を切り替えることによって、バイパスして商用電力を供給していた回路を蓄電側に切り替えて電源の切り替えを制御することによって給電を継続する。また、制御部２３０は、電源を第１の電力から第２の電力へ、或いは第２の電力から第１の電力へ切り替えたこと、又は蓄電部２１０の状態（例えば、蓄電残量など）を示す制御信号を外部機器へ出力する。なお、制御部２３０への電源供給は例えば蓄電部２１０から行うことができる。
【００３３】
次に、給水装置３００は、モータポンプ３１０−１，３１０−２、動力部３２０、制御部３３０、圧力センサ３４０、及び表示部３５０を備える。給水装置３００は、吸込側に設けられた配管を介して貯水槽などから水を汲み上げ、吐出側に設けられた配管を介して需要者側へ水を移送する。また、給水装置３００は、吐出側の配管には図示されないチェッキ弁、圧力タンクなど制御に必要な機器が設けられている。
【００３４】
本実施形態では、水などの流体を移送するポンプと、ポンプを駆動するモータ（駆動部）とが一体化されたモータポンプ３１０を例に挙げて説明するが、これには限られず、ポンプとモータとが別体となっていてもよい。なお、以下の説明では、２台のモータポンプ３１０−１，３１０−２のいずれか一方、又は両方を特定しない場合には、モータポンプ３１０として説明する。
【００３５】
動力部３２０は、商用電源２９０からスイッチ２５０を介して供給される商用電力（第１の電力）、又は蓄電部２１０からスイッチ２５０を介して供給される第２の電力をモータポンプ３１０へ供給する。具体的には、動力部３２０は、直流化インバータ３２２と、交流化インバータ３２４とを備える。
【００３６】
直流化インバータ３２２は、給水装置３００用の交流電力を受電する入力端子を介して蓄電装置２００から供給される第１の電力又は第２の電力を所定の直流電力へ変換するインバータであり、変換した直流電力を交流化インバータ３２４へ出力する。
【００３７】
交流化インバータ３２４は、直流化インバータ３２２から供給された直流電力を所定周波数の交流電力へ変換して、モータポンプ３１０へ供給する。モータポンプ３１０は、交流化インバータ３２４から供給された電力の周波数に応じた回転数で駆動される。
【００３８】
圧力センサ３４０は、モータポンプ３１０の吐出側の配管に設けられており、モータポンプ３１０の吐出側の圧力を計測する。圧力センサ３４０によって計測された圧力値は、制御部３３０へ出力される。給水装置３００は、主に圧力センサ３４０の信号で吐出圧力を検出し、制御部３３０から動力部３２０へ制御信号を出力することで、需要者側へ適正な圧力で水を供給するように構成されている。なお、給水装置３００がモータポンプ３１０の吸い込み側に受水槽を備える場合は、蓄電装置２００による運転時は水位検出器からの水位の検出も不要となる。ただし、圧力センサ３４０からの信号は圧力設定値を変更するために電源の種類によらず継続して制御部３３０に出力する。
【００３９】
表示部３５０は、給水装置３００に関する各種情報を表示する表示器である。表示部３５０は、例えば、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、蓄電装置２００から供給される電力でモータポンプ３１０を駆動する旨を表示する。また、例えば、表示部３５０は、蓄電装置２００による運転時は、給水装置３００の制御部３３０を経由せず単独で蓄電装置２００により給水装置運転中の信号を表示することもでき、給水装置３００の運転状態を表示をしなくてもよい場合によりいっそう節電することができる。なお、制御部３３０は、動力部３２０へ第２の電力が供給されている状態で、モータポンプ３１０を駆動する要求がない場合に、給水装置３００内の例えば表示部３５０などの機器をスリープ状態に制御することによって、節電を図ることができる。
【００４０】
制御部３３０は、動力部３２０を介してモータポンプ３１０の駆動を制御する。具体的には、制御部３３０には、制御部２３０から、例えば停電時によって電源が第１の電力から第２の電力へ切り替わったことを示す制御信号が入力される。制御部３３０は、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら（入力された制御信号に基づいて第１の電力から第２の電力へ切り替わったと判定したら）、停電時運転モードでモータポンプ３１０を運転する。つまり、制御部３３０は、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の消費電力（モータを駆動する駆動部の消費電力）が、第１の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の消費電力（モータを駆動する駆動部の消費電力）よりも小さくなるように、動力部３２０を制御する。
【００４１】
ここで、制御部３３０による運転制御フローについて説明する。図２は、制御部による運転制御フローを示す図である。図２に示すように、制御部３３０は、まず、通常時運転モードでモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部３３０は、制御部３３０にあらかじめ設定されている通常時の運転モードにおけるモータポンプ３１０の各種設定値でモータポンプ３１０を駆動するように、動力部３２０を制御する。
【００４２】
続いて、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部３３０は、制御部２３０から入力された制御信号に基づいて、第２の電力が供給されているか否かを判定する。
【００４３】
制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）ではないと判定したら（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、通常時の運転を継続する。
【００４４】
一方、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であると判定したら（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、停電時運転モードでモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部３３０は、制御部３３０にあらかじめ設定されている停電時の運転モードにおけるモータポンプ３１０の各種設定値でモータポンプ３１０を駆動するように、動力部３２０を制御する。この点の詳
細については後述する。
【００４５】
続いて、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部３３０は、制御部２３０から入力された制御信号に基づいて、第１の電力が供給されているか否かを判定する。
【００４６】
制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）ではないと判定したら（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ戻り、停電時の運転を継続する。
【００４７】
一方、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）であると判定したら（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１へ戻り、通常時運転モードでモータポンプ３１０を運転する。
【００４８】
このように、停電時における給水装置３００の制御方法を変えて運転することによって、停電時における給水装置３００の駆動にかかる動力を低減することができるので、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。以下、制御部３３０による制御態様の詳細について説明する。
【００４９】
（第１の制御態様）
制御部３３０は、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の設定圧力（吐出圧力）が、第１の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の設定圧力（吐出圧力）よりも小さくなるように、動力部３２０を制御する。
【００５０】
この点について、図３を用いて説明する。図３は、モータポンプの設定圧力に対する消費電力を示す図である。図３の上図において、横軸は流量Ｑを示し、縦軸は揚程（ヘッド）Ｈを示す。また、図３の下図において、横軸は流量Ｑを示し、縦軸はモータポンプの出力（消費電力）Ｐを示す。
【００５１】
図３の上図は、通常時のモータポンプ３１０の回転速度におけるＱ−Ｈ曲線４０２と、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後のモータポンプ３１０の回転速度におけるＱ−Ｈ曲線４０４とを示している。
【００５２】
制御部３３０は、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、動力部３２０の交流化インバータ３２４におけるポンプ駆動周波数を下げることによってモータポンプ３１０の回転速度を下げる。これによって、モータポンプ３１０のＱ−Ｈ曲線は、Ｑ−Ｈ曲線４０２からＱ−Ｈ曲線４０４へ変化する。
【００５３】
図３に示すように、所定の流量Ｑ１を得るための揚程Ｈは、Ｑ−Ｈ曲線４０２においてはＨ２となり、Ｑ−Ｈ曲線４０４においてはＨ１（＜Ｈ２）となる。これは、通常時には、水を汲み上げる高さに加えて配管等の圧力損失などを考慮して余裕をもって揚程Ｈ１が設定されているが、停電時にはこの余裕分を減らした揚程Ｈ２に設定する。言い換えれば、制御部３３０は、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、通常時のモータポンプ３１０の設定圧力よりも、モータポンプ３１０の設定圧力を小さくするということである。
【００５４】
図３の下図は、通常時のモータポンプ３１０の駆動に対する出力グラフ４０６と、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後
のモータポンプ３１０の回転速度における出力グラフ４０８とを示している。
【００５５】
図３の下図に示すように、通常時には、所定の流量Ｑ１を得るための出力はＰ２となり、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後は、所定の流量Ｑ１を得るための出力はＰ１（＜Ｐ２）となる。したがって、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後のモータポンプ３１０の設定圧力を、通常時のモータポンプ３１０の設定圧力よりも小さくすることによって、モータポンプ３１０の消費電力をΔＰだけ小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００５６】
（第２の制御態様）
制御部３３０は、動力部３２０（交流化インバータ３２４）へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速時間が、第１の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速時間よりも長くなるように、動力部３２０（交流化インバータ３２４）を制御する。
【００５７】
この点について、図４を用いて説明する。図４は、交流化インバータのポンプ駆動周波数の加減速時間に対する消費電力を示す図である。図４の上図において、横軸は時間経過を示し、縦軸はモータポンプ３１０の回転速度を示している。また、図４の下図において、横軸は時間経過を示し、縦軸はモータポンプ３１０の出力（消費電力）を示している。
【００５８】
図４の上図は、通常時の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速における加速時間グラフ４１２と、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速における加速時間グラフ４１４とを示している。
【００５９】
制御部３３０は、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、モータポンプ３１０の回転速度をＮ１からＮ２へ加速する際の加速時間をｔ１からｔ２へ長くする。これによって、交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数は、加速時間グラフ４１２から加速時間グラフ４１４へ変化する。
【００６０】
図４の下図は、通常時の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速における出力グラフ４１６と、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速における出力グラフ４１８とを示している。
【００６１】
図４の下図に示すように、通常時には、モータポンプ３１０の回転速度をＮ１からＮ２へ加速する際の加速時間がｔ１であり比較的短いので、モータポンプ３１０の出力は、Ｐ１からＰ２へ上昇する過程で過渡的に大きくなる。一方、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後は、モータポンプ３１０の回転速度をＮ１からＮ２へ加速する際の加速時間をｔ１より長いｔ２に設定しているので、モータポンプ３１０の出力は、Ｐ１からＰ２へなだらかに上昇する。したがって、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わった後の交流化インバータ３２４のポンプ駆動周波数の加減速時間を、通常時よりも長くすることによって、モータポンプ３１０の消費電力を小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００６２】
（第３の制御態様）
第１実施形態のように、動力部３２０へ第１の電力が供給されている際に、２台のモータポンプ３１０−１，３１０−２を運転する場合、制御部３３０は、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、第２の電力によってモータポンプ３１０を運転する台数が、第１の電力によってモータポンプ３１０を運転する台数よりも少なくなるように、動力部３２０を制御する。
【００６３】
すなわち、本実施形態では、通常時には、第１の電力によって２台のモータポンプ３１０−１，３２０−２を運転する。一方、停電等によって動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、制御部３３０は、例えばモータポンプ３１０−１にのみ第２の電力を供給することによって、１台のモータポンプ３１０−１を運転する。
【００６４】
モータポンプの運転台数を通常時よりも少なくすることによって、モータポンプ３１０の消費電力を小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００６５】
（第３の制御態様）
制御部３３０は、蓄電装置２００における蓄電部２１０の蓄電残量の減少に応じて、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の設定圧力が段階的に下がるように、動力部３２０を制御することができる。
【００６６】
すなわち、制御部３３０には、制御部２３０から、蓄電部２１０の状態（蓄電残量など）を示す制御信号が入力される。制御部３３０は、入力された制御信号に基づいて、蓄電部２１０の蓄電残量を把握する。そして、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量が少なくなるにしたがって、モータポンプ３１０の設定圧力を段階的に下げる。モータポンプ３１０の設定圧力を下げる態様については、上述の第１の制御態様と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６７】
第３の制御態様について、図５を用いて説明する。図５は、制御部による運転制御フローの他の例を示す図である。図５に示すように、制御部３３０は、まず、通常時運転モードでモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ２０１）。すなわち、制御部３３０は、制御部３３０にあらかじめ設定されている通常時の運転モードにおけるモータポンプ３１０の各種設定値でモータポンプ３１０を駆動するように、動力部３２０を制御する。
【００６８】
続いて、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部３３０は、制御部２３０から入力された制御信号に基づいて、第２の電力が供給されているか否かを判定する。
【００６９】
制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）ではないと判定したら（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、ステップＳ２０１へ戻り、通常時の運転を継続する。
【００７０】
一方、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であると判定したら（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、停電時運転モードでモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部３３０は、通常時の運転モードよりも低い設定圧力１でモータポンプ３１０を運転する。
【００７１】
続いて、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしき
い値（Ｄ１）より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【００７２】
制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ１）より小さくないと判定したら（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、ステップＳ２０３へ戻り、設定圧力１でのモータポンプ３１０の運転を継続する。
【００７３】
一方、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ１）より小さいと判定したら（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、設定圧力１よりも低い設定圧力２でモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ２０５）。
【００７４】
続いて、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがＤ１よりも小さいあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ２）より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００７５】
制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ２）より小さくないと判定したら（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、ステップＳ２０５へ戻り、設定圧力２でのモータポンプ３１０の運転を継続する。
【００７６】
一方、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ２）より小さいと判定したら（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、設定圧力２よりも低い設定圧力３でモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ２０７）。
【００７７】
続いて、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがＤ２よりも小さいあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ３）より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
【００７８】
制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ３）より小さくないと判定したら（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、ステップＳ２０７へ戻り、設定圧力３でのモータポンプ３１０の運転を継続する。
【００７９】
一方、制御部３３０は、蓄電部２１０の蓄電残量レベルがあらかじめ設定されたしきい値（Ｄ３）より小さいと判定したら（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、モータポンプ３１０の運転を停止する（ステップＳ２０９）。
【００８０】
第３の制御態様によれば、蓄電部２１０の蓄電残量が少なくなるにしたがって、モータポンプ３１０の設定圧力を段階的に下げるので、蓄電残量の減少に応じてモータポンプ３１０の消費電力を小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００８１】
（第４の制御態様）
制御部３３０は、蓄電部２１０の温度の上昇に応じて、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の設定圧力が段階的に下がるように、動力部３２０を制御することができる。
【００８２】
すなわち、蓄電部２１０の温度は、蓄電部２１０の蓄電残量が少なくなるにしたがって高くなるという相関を有する。そこで、制御部３３０は、蓄電部２１０の温度が高くなるにしたがって、モータポンプ３１０の設定圧力を段階的に下げることができる。
【００８３】
これによれば、蓄電部２１０の蓄電残量が少なくなるにしたがってモータポンプ３１０の設定圧力を下げることになるので、蓄電残量の減少に応じてモータポンプ３１０の消費電力を小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００８４】
（第５の制御態様）
制御部３３０は、第２の電力による給水装置３００の運転時間を計測するタイマ機能を備えることができる。この場合、制御部３３０は、第２の電力による給水装置３００の運転時間に応じて、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際のモータポンプ３１０の設定圧力が段階的に下がるように、動力部３２０を制御することができる。
【００８５】
すなわち、第２の電力による給水装置３００の運転時間は、概略蓄電部２１０の蓄電残量に相関するものである。そこで、制御部３３０には、第２の電力による給水装置３００の運転時間が長くなるにしたがって、モータポンプ３１０の設定圧力を段階的に下げることができる。
【００８６】
これによれば、蓄電部２１０の蓄電残量が少なくなるにしたがってモータポンプ３１０の設定圧力を下げることになるので、蓄電残量の減少に応じてモータポンプ３１０の消費電力を小さくすることができる。その結果、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【００８７】
（第６の制御態様）
制御部３３０は、動力部３２０（交流化インバータ３２４）へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、第２の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の交流化インバータ３２４のキャリア周波数が、第１の電力によってモータポンプ３１０を駆動する際の交流化インバータ３２４のキャリア周波数よりも低くなるように、動力部３２０（交流化インバータ３２４）を制御することができる。
【００８８】
この点について、図６を用いて説明する。図６は、交流化インバータの概略を示す図である。図６に示すように、交流化インバータ３２４は、直流化インバータ３２２によって変換された直流（ＤＣ）電力を、スイッチ４２２−１〜４２２−６（例えば半導体スイッチング素子）を用いてスイッチングすることによって、交流（ＡＣ）電力へ変換し、モータポンプ３１０へ供給する。
【００８９】
具体的には、交流化インバータ３２４は、スイッチ４２２−１とスイッチ４２２−２、スイッチ４２２−３とスイッチ４２２−４、スイッチ４２２−５とスイッチ４２２−６のスイッチングによって、３相の交流電力を生成し、モータポンプ３１０へ供給する。
【００９０】
このように、給水装置３００に用いられている交流化インバータ３２４は、要求された回転速度（周波数）と電圧をモータポンプに供給するため、半導体スイッチング素子によって、高速なスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）動作をしている。このスイッチングの周期は、インバータのキャリア周波数によって決定される。
【００９１】
ここで、制御部３３０は、通常運転時には、スイッチ４２２−１〜４２２−６のＯＮ／ＯＦＦの周期（＝キャリア周波数）を、キャリア周波数に起因する耳障りな音を低減するため、１０（ｋＨｚ）〜２０（ｋＨｚ）程度に高く設定する。このようにキャリア周波数を可聴周波数域から離すことで、清音化が実現される。しかし、キャリア周波数が高いことから交流化インバータ３２４に用いられている半導体スイッチによるエネルギー損失が大きくなる。
【００９２】
一方、制御部３３０は、停電時の蓄電部２１０からの給電での運転時には、キャリア周波数を数（ｋＨｚ）まで下げることで、交流化インバータ３２４に用いられている半導体スイッチングによるエネルギー損失を低減し、なるべく交流化インバータ３２４を高効率で運転することを優先する。これにより、給水装置３００を長時間動作することができる
。
【００９３】
第６の制御態様のフローについて、図７を用いて説明する。図７は、制御部による運転制御フローの他の例を示す図である。図７に示すように、制御部３３０は、まず、通常時運転モードのキャリア周波数（例えば、１０（ｋＨｚ）〜２０（ｋＨｚ）程度）でモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ３０１）。
【００９４】
続いて、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、制御部３３０は、制御部２３０から入力された制御信号に基づいて、第２の電力が供給されているか否かを判定する。
【００９５】
制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）ではないと判定したら（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、ステップＳ３０１へ戻り、通常時のキャリア周波数での運転を継続する。
【００９６】
一方、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が蓄電部２１０に蓄電された電力（第２の電力）であると判定したら（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、停電時運転モードのキャリア周波数（例えば、数（ｋＨｚ））でモータポンプ３１０を運転する（ステップＳ３０３）。
【００９７】
続いて、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、制御部３３０は、制御部２３０から入力された制御信号に基づいて、第１の電力が供給されているか否かを判定する。
【００９８】
制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）ではないと判定したら（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、ステップＳ３０３へ戻り、停電時のキャリア周波数で運転を継続する。
【００９９】
一方、制御部３３０は、動力部３２０への供給電源が商用電力（第１の電力）であると判定したら（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１へ戻り、通常時運転モードのキャリア周波数でモータポンプ３１０を運転する。
【０１００】
このように、制御部３３０は、動力部３２０へ供給される電力が第１の電力から第２の電力へ切り替わったら、キャリア周波数を低くしてモータポンプ３１０を運転するので、蓄電装置２００から供給される電力による給水装置３００の運転時間を長くすることができる。
【０１０１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、蓄電装置２００側で商用電力（第１の電力）と蓄電された電力（第２の電力）との切り替えを行う例を示したが、これには限られない。第２実施形態では、第１の電力と第２の電力との切り替えを給水装置側で行う。
【０１０２】
第２実施形態の給水システム６００は、蓄電装置７００と、給水装置８００とを備える。蓄電装置７００は、商用電源７９０から供給される商用電力（第１の電力）を受電する。蓄電装置７００は、商用電源７９０からの入力を一旦直流電力化し、蓄電部７２０（バッテリ）に蓄電し、蓄電した直流電力を出力する回路と、通常の商用電源をバイパスして出力する回路とを有する。具体的には、蓄電装置７００は、直流化インバータ７１０、及び蓄電部７２０を備える。
【０１０３】
直流化インバータ７１０は、受電した商用電力を直流電力へ変換するインバータであり、変換した直流電力を蓄電部７２０へ供給する。蓄電部７２０は、直流化インバータ２４０から供給された直流電力を蓄電する蓄電池である。
【０１０４】
また、蓄電装置７００は、商用電源７９０から供給された交流電力をそのまま出力する第１の出力端子７３０と、蓄電部７２０によって蓄電された直流電力を出力する第２の出力端子７４０とを備える。蓄電装置７００は、電源が第１の電力から第２の電力へ、或いは第２の電力から第１の電力へ切り替えたこと等を示す制御信号を外部機器（給水装置８００）へ出力する。
【０１０５】
次に、給水装置８００は、モータポンプ８１０、動力部８２０、制御部８３０、圧力センサ８４０、第１の受電端子８５０、第２の受電端子８６０、及びスイッチ８７０を備える。給水装置８００は、吸込側に設けられた配管を介して貯水槽などから水を汲み上げ、吐出側に設けられた配管を介して需要者側へ水を移送する。また、給水装置８００は、吐出側の配管には図示されないチェッキ弁、圧力タンクなど制御に必要な機器が設けられている。
【０１０６】
本実施形態では、水などの流体を移送するポンプと、ポンプを駆動するモータ（駆動部）とが一体化されたモータポンプ８１０を例に挙げて説明するが、これには限られず、ポンプとモータとが別体となっていてもよい。
【０１０７】
動力部８２０は、商用電源７９０からスイッチ８７０を介して供給される商用電力（第１の電力）、又は蓄電部７２０からスイッチ８７０を介して供給される第２の電力をモータポンプ８１０へ供給する。具体的には、動力部８２０は、直流化インバータ８２２と、交流化インバータ８２４とを備える。
【０１０８】
直流化インバータ８２２は、第１の受電端子８５０からスイッチ８７０を介して供給される第１の電力を所定の直流電力へ変換するインバータであり、変換した直流電力を交流化インバータ８２４へ出力する。
【０１０９】
交流化インバータ８２４は、直流化インバータ３２２から供給された直流電力、又は第２の受電端子８６０からスイッチ８７０を介して供給される第２の電力を所定周波数の交流電力へ変換して、モータポンプ８１０へ供給する。モータポンプ８１０は、交流化インバータ８２４から供給された電力の周波数に応じた回転数で駆動される。
【０１１０】
圧力センサ８４０は、モータポンプ８１０の吐出側の配管に設けられており、モータポンプ８１０の吐出側の圧力を計測する。圧力センサ８４０によって計測された圧力値は、制御部８３０へ出力される。給水装置８００は、主に圧力センサ８４０の信号で吐出圧力を検出し、制御部８３０から動力部８２０へ制御信号を出力することで、需要者側へ適正な圧力で水を供給するように構成されている。なお、給水装置８００がモータポンプ８１０の吸い込み側に受水槽を備える場合は、蓄電装置７００による運転時は水位検出器からの水位の検出も不要となる。ただし、圧力センサ８４０からの信号は圧力設定値を変更するために電源の種類によらず継続して制御部８３０に出力する。
【０１１１】
第１の受電端子８５０は、第１の出力端子７３０から出力された交流電力を受電し、スイッチ８７０へ出力する。第２の受電端子８６０は、第２の出力端子７４０から出力された直流電力を受電し、スイッチ８７０へ出力する。制御部８３０は、第１の実施形態と同様の機能に加えて、スイッチ８７０へ切り替え制御信号を出力する。
【０１１２】
スイッチ８７０は、制御部８３０からの切り替え制御信号に基づいて、第１の受電端子
８５０で受電した第１の電力を直流化インバータ８２２へ出力するか、又は第２の受電端子８６０で受電した第２の電力を交流化インバータ８２４へ出力するかを切り替える。
【０１１３】
具体的には、スイッチ８７０は、商用電源７９０からの商用電源が供給されている通常時には、第１の受電端子８５０で受電した第１の電力を直流化インバータ８２２へ出力する。直流化インバータ８２２は、第１の受電端子８５０から供給された第１の電力を直流電力へ変換して、交流化インバータ８２４へ出力する。交流化インバータ８２４は、直流化インバータ８２２から供給された直流電力を交流電力へ変換して、モータポンプ８１０へ出力する。
【０１１４】
一方、スイッチ８７０は、商用電源７９０からの商用電源が供給されていない停電時には、第２の受電端子８６０で受電した第２の電力を交流化インバータ８２４へ出力する。交流化インバータ８２４は、第２の受電端子８６０から供給された直流電力を交流電力へ変換して、モータポンプ８１０へ出力する。
【０１１５】
本実施形態によれば、蓄電装置７００から出力される直流電力を直接受電して、交流化インバータ８２４で所定周波数に変換してモータポンプ８１０へ供給するので、直流と交流の変換回数を削減することができ、エネルギー効率を向上することができる。その結果、停電時における給水装置８００の駆動にかかる動力を低減することができるので、蓄電装置７００から供給される電力による給水装置８００の運転時間を長くすることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１００，６００  給水システム
２００，７００  蓄電装置
２１０，７２０  蓄電部
２２０  交流化インバータ
２３０  制御部
２４０，７１０  直流化インバータ
２５０  スイッチ
２９０，７９０  商用電源
３００，８００  給水装置
３１０，８１０  モータポンプ
３２０，８２０  動力部
３２２，８２２  直流化インバータ
３２４，８２４  交流化インバータ
３３０，８３０  制御部
３４０，８４０  圧力センサ
３５０  表示部
７３０  第１の出力端子
７４０  第２の出力端子
８５０  第１の受電端子
８６０  第２の受電端子
８７０  スイッチ
【図１】
2014138497.tif 000003
【図２】
2014138497.tif 000004
【図３】
2014138497.tif 000005
【図４】
2014138497.tif 000006
【図５】
2014138497.tif 000007
【図６】
2014138497.tif 000008
【図７】
2014138497.tif 000009
【図８】
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