(57)【要約】【課題】  装置の導入コストおよびランニングコストを低減することができ、特に比較的低層で規模の小さい建物への給水に好適に利用できる直結型給水装置を提供する。【解決手段】  配水管２に接続される吸込管５と、吸込管５に接続された単一の加圧ポンプ３と、加圧ポンプ３を駆動するモータ４と、加圧ポンプ３の吐出側に接続された吐出管６と、加圧ポンプ３をバイパスして吸込管５および吐出管６に接続されるバイパス管７と、加圧ポンプ３により昇圧された流体の吐出し圧力を検出する吐出圧力検出器１２と、加圧ポンプ３を制御する制御装置４０とを備え、制御装置４０は、昇圧された流体の供給先の末端圧力を加圧ポンプ３の吐出流量に拘わらず略一定にするための目標圧力を演算する演算部６１と、吐出圧力検出器１２により検出された吐出し圧力が演算された目標圧力に一致するようにモータ４の回転速度を制御する回転速度制御部５９とを備えた。【選択図】    図１
2006057623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水管に接続される吸込管と、
前記吸込管に接続された単一の加圧ポンプと、
前記加圧ポンプを駆動するモータと、
前記加圧ポンプの吐出側に接続された吐出管と、
前記加圧ポンプをバイパスして前記吸込管および吐出管に接続されるバイパス管と、
前記加圧ポンプにより昇圧された流体の吐出し圧力を検出する吐出圧力検出器と、
前記加圧ポンプを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記昇圧された流体の供給先の末端圧力を加圧ポンプの吐出流量に拘わらず略一定にするための目標圧力を演算する演算部と、前記吐出圧力検出器により検出される吐出し圧力が前記演算された目標圧力に一致するように前記モータの回転速度を制御する回転速度制御部とを備えたことを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記バイパス管は、フレキシブルホースで構成されていることを特徴とする請求項１記載の給水装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記末端圧力をほぼ一定に調節するための前記ポンプの吐出流量に対応する吐出し圧力の関係を、最低必要流量に対応する前記ポンプの最低回転速度から最大必要流量に対応する前記ポンプの最高回転速度までの間について演算して求める前記演算部と、
実際の必要流量に対応して、前記検出される吐出し圧力が前記演算で求められた関係に従った吐出し圧力になるように、前記モータの回転速度を制御する前記回転速度制御部とを備え、
前記演算部は、前記供給先で必要とする最大必要流量が前記ポンプの運転中に大きい方向に変化したときは前記最高回転速度を該大きくなった最大流量に応じて再演算するように構成され、前記最高回転速度は予め設定されたスケジュールに従って初期化されるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の給水装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記末端圧力をほぼ一定に調節するための前記ポンプの吐出流量に対応する吐出し圧力の関係を、最低必要流量に対応する前記ポンプの最低回転速度から最大必要流量に対応する前記ポンプの最高回転速度までの間について演算して求める前記演算部と、
実際の必要流量に対応して、前記検出される吐出し圧力が前記演算で求められた関係に従った吐出し圧力になるように、前記モータの回転速度を制御する前記回転速度制御部とを備え、
前記演算部は、前記必要流量と吐出し圧力との関係を、前記ポンプの想定される最高吸込圧力に対して演算して求めることを特徴とする請求項１または２記載の給水装置。
【請求項５】
前記加圧ポンプに流入する流体の吸込圧力が所定の圧力になったことを検知する圧力スイッチを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道本管（配水管）に直結して使用する給水装置に係り、特に水道本管（配水管）から単一の加圧ポンプにより末端の需要先（末端給水機器）へ給水する直結型給水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水道本管（配水管）からの水を受水槽を介さずに直接に加圧ポンプ（ブースタポンプ）で加圧し、末端給水機器（需要先）へ給水する直結型給水装置が従来から用いられている。このような従来の直結型給水装置は、比較的高層の集合住宅やビルなど、大型のポンプによるブーストアップが不可欠な大規模な建物を対象としており、このような建物においては、ポンプの異常停止が断水に直結するため、ポンプを複数台備えてバックアップ機能を持たせることが必要不可欠である。このため、従来の給水装置は、複数台のポンプを備えており、運転中に特定のポンプや速度制御用のインバータの異常が検知された場合には、他の正常なポンプやインバータに運転を切替えて給水を継続するようになっている。
【０００３】
しかしながら、２〜５階程度の比較的低層で小規模の集合住宅などにおいては、ほとんどの場合、水道本管（配水管）の圧力のみで末端の需要先への給水を行うことができる。このような建物についても、水道本管の圧力の低下によって希に上層階での給水圧力が十分でなくなる場合を想定して、上述したような直結型給水装置を設置することが多い。しかしながら、通常、水道本管の圧力のみで末端の需要先への給水を行うことができるため、ポンプが運転されることは希である。したがって、従来のポンプを複数台備えた直結型給水装置は、コストおよび設置場所の点から大きな負担となる。
【０００４】
また、従来の直結型給水装置においては、ポンプの吸込側に水道本管圧力を検出するための吸込側圧力センサと、ポンプの吐出側にポンプ吐出し圧力を検出するための吐出側圧力センサとを設けている。そして、圧力センサの検出圧力に基づいて、インバータによりポンプの回転速度を変えて、ポンプ性能を変化させ、吐出し圧力一定制御か推定末端圧力一定制御を行うようにしている。この場合、吐出し圧力一定制御においては、吐出側圧力センサによりポンプ吐出し圧力を検知し、設定圧力との比較で、ポンプ吐出し圧力が設定圧力と一致するように、インバータによりポンプ回転速度を増減させる。通常、吐出し圧力一定制御では、最大水量のときに生ずる管路の圧力損失を見込んで目標圧力を設定するため、水量の少ない領域では必要な圧力より高めの圧力で給水していることになる。実際の生活給水では最大水量になることは少なく、大半はそれ以下の水量範囲で使用されており、見込んだ損失圧力分の動力は無駄になる。
【０００５】
これに対して、推定末端圧力一定制御は、配管末端圧力を推定して、ポンプ吐出し側の目標圧力を変化させるので、吐出し圧力一定制御のような動力の無駄を無くすことができる。推定末端圧力一定制御を行なう制御装置は、通常、目標圧力演算部とＰＩ演算部とを備え、目標圧力演算部でフィードバックされた速度指令値（その時の運転速度値）に応じた目標圧力を演算する。演算された目標圧力はＰＩ演算部に入力され、ＰＩ演算部にはその時の圧力（吐出側圧力センサにより検知された吐出し圧力）が入力され、その時の圧力と目標圧力が比較され、その時の圧力が目標圧力に一致するようにポンプ速度指令値をインバータに出力し速度制御する。出力されたポンプ速度指令値は再び目標圧力演算部に入力される。このような動作を一定時間ごとに繰り返すことにより、特定水量時にポンプ吐出し圧力の圧力損失を考慮した最適値に制御することができる。
【０００６】
直結給水方式では、水道本管（配水管）の圧力変動に伴ってポンプ吸込圧力が変化する。ポンプ吸込圧力が変化すると見掛け上のポンプ性能が変化する。そのため、このポンプ吸込圧力をポンプ吸込側の圧力センサにより検知して目標圧力の演算に用いる必要がある。このように、推定末端圧力一定制御を行なう場合に、吐出側圧力センサに加えて吸込側圧力センサを用いることが必須であり、装置コスト上昇の要因となっていた。
【０００７】
また、直結給水方式では、吸込圧力が低下した状態でポンプを運転継続すると、水道本管（配水管）の圧力低下を助長させることになる。そこで、吸込圧力を圧力センサで検知し、吸込圧力が規定値以下に低下した場合、ポンプを吸込圧力低下警報により停止するようにしている。また、吸込圧力が回復すると自動的に警報を復帰させポンプを再始動させるようにしている。このように、水道本管の異常な圧力低下を検出するためにも、吸込側圧力センサを設けることが必須となっており、装置コスト上昇の要因となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の直結型給水装置を比較的低層で規模の小さい建物への給水に適用しようとすると、ポンプ台数や圧力センサ等の点でどうしても過剰設備になってしまい、装置コストおよびランニングコストにおいて大きな問題点になっている。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置の導入コストおよびランニングコストを低減することができ、特に比較的低層で規模の小さい建物への給水に好適に利用できる直結型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】
【００１０】
本発明の給水装置は、配水管に接続される吸込管と、前記吸込管に接続された単一の加圧ポンプと、前記加圧ポンプを駆動するモータと、前記加圧ポンプの吐出側に接続された吐出管と、前記加圧ポンプをバイパスして前記吸込管および吐出管に接続されるバイパス管と、前記加圧ポンプにより昇圧された流体の吐出し圧力を検出する吐出圧力検出器と、前記加圧ポンプを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記昇圧された流体の供給先の末端圧力を加圧ポンプの吐出流量に拘わらず略一定にするための目標圧力を演算する演算部と、前記吐出圧力検出器により検出される吐出し圧力が前記演算された目標圧力に一致するように前記モータの回転速度を制御する回転速度制御部とを備えたことを特徴とするものである。
なお、加圧ポンプとしては、低揚程で比較的流量のある時に効率の良いポンプを用いることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、比較的低層で小規模の集合住宅などについては、ほとんどの場合、配水管（水道本管）の圧力のみで給水を行うことができるので、通常時はバイパス管を介して需要先に給水を行い、配水管（水道本管）の圧力が低下した場合には単一のポンプにより需要先に給水を行うことができる。このように、本発明に係る給水装置によれば、ポンプを１台しか必要としないため、装置の導入コストおよびランニングコストを低減することができる。そして、本発明によれば、ポンプ１台運転による推定末端圧力一定制御を行うことができるため、吐出し圧力一定制御のような動力の無駄をなくすことができる。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記バイパス管は、フレキシブルホースで構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、バイパス管と、ポンプ吸込側配管またはポンプ吐出側配管とを接続する際に、柔軟性を有したフレキシブルホースを用いることによって、複数の配管の接続に起因する組み付け誤差を吸収することができる。
【００１３】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記末端圧力をほぼ一定に調節するための前記ポンプの吐出流量に対応する吐出し圧力の関係を、最低必要流量に対応する前記ポンプの最低回転速度から最大必要流量に対応する前記ポンプの最高回転速度までの間について演算して求める前記演算部と、実際の必要流量に対応して、前記検出される吐出し圧力が前記演算で求められた関係に従った吐出し圧力になるように、前記モータの回転速度を制御する前記回転速度制御部とを備え、前記演算部は、前記供給先で必要とする最大必要流量が前記ポンプの運転中に大きい方向に変化したときは前記最高回転速度を該大きくなった最大流量に応じて再演算するように構成され、前記最高回転速度は予め設定されたスケジュールに従って初期化されるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
このように構成すると、演算部は、最高回転速度を前記供給先で必要とする最大必要流量がポンプの運転中に大きい方向に変化したときは該大きくなった最大流量に応じて再演算するように構成され、最高回転速度は予め設定されたスケジュールに従って初期化されるように構成されるので、通常の流量よりも大流量に対して推定末端圧力制御がされる状態が長期間継続するのを回避することができる。
【００１５】
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記末端圧力をほぼ一定に調節するための前記ポンプの吐出流量に対応する吐出し圧力の関係を、最低必要流量に対応する前記ポンプの最低回転速度から最大必要流量に対応する前記ポンプの最高回転速度までの間について演算して求める前記演算部と、実際の必要流量に対応して、前記検出される吐出し圧力が前記演算で求められた関係に従った吐出し圧力になるように、前記モータの回転速度を制御する前記回転速度制御部とを備え、前記演算部は、前記必要流量と吐出し圧力との関係を、前記ポンプの想定される最高吸込圧力に対して演算して求めることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、配水管（水道本管）の圧力変動に伴ってポンプ吸込圧力が変化するが、ポンプの想定される最高吸込圧力を用いて目標圧力を演算するようにしたので、ポンプ吸込圧力が変化しても、ポンプの水量が低下することなく運転することができる。従って、ポンプの吸込側に配水管（水道本管）の圧力を検出するための吸込側圧力センサを設ける必要がなく、給水装置のコストを低減することができる。
【００１７】
本発明の一態様によれば、前記加圧ポンプに流入する流体の吸込圧力が所定の圧力になったことを検知する圧力スイッチを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、配水管（水道本管）の圧力が低下して、ポンプ吸込圧力が既定値以下に低下した場合、この吸込圧力の低下を圧力スイッチによって検知することができるため、吸込側圧力センサを設ける必要がなく、給水装置のコストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、装置の導入コストおよびランニングコストを低減することができ、特に比較的低層で規模の小さい建物へ給水を効果的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る給水装置の実施形態について図１から図１０を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の給水装置１の基本構成を示す模式図である。本発明の給水装置１は、比較的低層で小規模の集合住宅などに好適に用いることができ、通常時には水道本管（配水管）２の圧力（通常圧力）のみで末端の需要先に給水できる場合に好適である。
【００２１】
図１に示すように、給水装置１は、１台の加圧ポンプ３と、ポンプ３を駆動するモータ４と、ポンプ３の吸込口に接続されるポンプ吸込管５と、ポンプ３の吐出口に接続されるポンプ吐出管６と、ポンプ３をバイパスしてポンプ吸込管５とポンプ吐出管６とを接続するバイパス管７とを備えている。ポンプ吸込管５は、水道本管（配水管）２から延びる上流側給水管３０に接続され、給水を装置内に吸込むための装置本体吸込口５ａを有している。またポンプ吐出管６は、需要家の給水末端に延びる下流側給水管３１に接続され、ポンプ３により加圧された給水を装置から吐出するための装置本体吐出口６ａを有している。ポンプ吸込管５には、チャッキ弁８および仕切弁９が設けられている。ポンプ吐出管６には、フロースイッチ１０、圧力タンク１１、圧力センサ１２、および仕切弁１３が設けられている。バイパス管７には、吐出側から吸込側への逆流を防止するチャッキ弁１４および吸込側圧力の検出用の圧力スイッチ１５が設けられている。
【００２２】
給水装置１は、ポンプ３、モータ４およびその他の機器を制御する制御装置４０を備え、制御装置４０は、モータ４の回転周波数（回転速度）を可変速制御するインバータ装置５０と、給水装置１の運転状態を表示したり、運転条件の入力などの各種設定を行ったりするための表示操作部（図示せず）を備えている。
【００２３】
ポンプ吐出管６に設けられた圧力センサ１２は、ポンプ吐出管６内の水圧（吐出し圧力）を検出するようになっており、この圧力センサ１２の出力信号は制御装置４０に送られる。また、バイパス管７に設けられた圧力スイッチ１５は、水道本管２の水圧が所定の低圧になったときに作動するようになっており、この圧力スイッチ１５の出力信号は制御装置４０に送られる。
【００２４】
上述したように、通常時には、水道本管２の圧力（通常圧力）により需要先への十分な給水が行えるため、給水装置１のポンプ３は停止しており、したがって、水道本管２内の水道水は、主に上流側給水管３０、バイパス管７、下流側給水管３１を通って末端の需要先に供給される。なお、一部の水道水は、ポンプ吸込管５、ポンプ３、ポンプ吐出管６を通過して下流側給水管３１に至る。
【００２５】
ここで、地域の給水量が増大するなどにより水道本管２の圧力が若干低下すると、高い位置にある末端の需要先で十分な給水を確保するには水道本管２の圧力だけでは不十分となる場合がある。このような場合には、ポンプ吐出管６に設けられた圧力センサ１２が、予め設定された始動圧力を下回ったことを検出し、これを受けて制御装置４０は、ポンプ３を起動する。このとき、水道本管２の圧力の変動を抑制するため、ポンプ３はソフトスタートされる。
【００２６】
ポンプ３の始動後は、圧力センサ１２により検出された圧力が、演算された目標圧力と一致するように、インバータ装置５０によりポンプ３の回転速度が制御され、推定末端圧力一定制御が行われる（後述する）。ポンプの運転中に、水道本管２の水圧が所定の低圧になったときには、圧力スイッチ１５が作動してポンプ３を停止させる。水道本管２の水圧が復帰した時には、圧力スイッチ１５の作動が解除され、ポンプ運転可能とする。
【００２７】
図２および図３は図１に示す給水装置の外観を示す図であり、図２は給水装置の平面図、図３は部分断面正面図である。図２および図３に示すように、ユニットベース２０上には、ポンプ３、モータ４、圧力タンク１１、制御装置４０が載置され、これらの機器はボルト等の固定具により固定されている。そして、これらの機器（ポンプ３、モータ４、圧力タンク１１、制御装置４０）およびチャッキ弁８、圧力センサ１２（圧力検出器）の全体を覆うように、ユニットカバー２１が設けられている。また、ポンプ吸込管５およびポンプ吐出管６から分岐し、かつユニットカバー２１で覆われた各機器を迂回するようにバイパス管７が配置されている。ポンプ吸込管５およびポンプ吐出管６は、それぞれ上流側給水管３０および下流側給水管３１（図２および図３では図示省略）に接続できるように、各端部に、フランジ部５ｆ，６ｆを備えている。
【００２８】
本実施の形態では、ポンプ３はカスケードポンプから構成されている。カスケードポンプは摩擦ポンプの名前でも呼ばれるポンプであり、周縁に多数の溝を切った円板として形成された羽根車２３を備える。ポンプ３は、ポンプケーシング２２内に羽根車２３を収容して構成され、ポンプケーシング２２の羽根車の軸の方向から見た正面には、ポンプケーシングカバー２４がボルトで取り付けられており、これを取り外すと羽根車２３にアクセスでき、保守点検が容易である。
【００２９】
羽根車２３の下流側には、気水分離室２５が設けられ、気水分離室２５の下流側にフロースイッチ１０、その近傍に圧力センサ１２が配置されている。圧力タンク１１の鉛直方向上部には呼水栓２６が設けられている。
【００３０】
図４は、図２に示す給水装置の別の形態を示す平面図である。図４に示す給水装置１は、図２に示す給水装置と同様に、１台の加圧ポンプ３と、ポンプ３を駆動するモータ４と、ポンプ３の吸込口に接続されるポンプ吸込管５と、ポンプ３の吐出口に接続されるポンプ吐出管６と、ポンプ３をバイパスしてポンプ吸込管５とポンプ吐出管６とを接続するバイパス管７とを備えている。図２に示す実施形態においては、ポンプ吸込管５に仕切弁９とバイパス管７の接続用の分岐管とが一体に設けられていたが、図４に示す実施形態においては、ポンプ吸込管５に仕切弁９がねじ込みによって接続され、仕切弁９にバイパス管７の接続用の吸込側分岐管１６がねじ込みによって接続されている。また、図２に示す実施形態においては、ポンプ吐出管６に仕切弁１３とバイパス管７の接続用の分岐管とが一体に設けられていたが、図４に示す実施形態においては、ポンプ吐出管６に仕切弁１３がねじ込みによって接続され、仕切弁１３にバイパス管７の接続用の吐出側分岐管１７がねじ込みによって接続されている。
【００３１】
吸込側分岐管１６は、水道本管（配水管）２から延びる上流側給水管３０（図１参照）に接続され、給水を装置内に吸込むための装置本体吸込口５ａを有している。また吐出側分岐管１７は、需要家の給水末端に延びる下流側給水管３１（図１参照）に接続され、ポンプ３により加圧された給水を装置から吐出するための装置本体吐出口６ａを有している。
【００３２】
また、図４に示す実施形態においては、バイパス管７は、ステンレス鋳物等からなる曲管（エルボ）７Ａと、フレキシブルメタルホース等からなるフレキシブルホース７Ｂとから構成されている。曲管７Ａには、チャッキ弁１４および圧力スイッチ１５が一体に設けられている。曲管７Ａは吸込側分岐管１６とフランジ接続され、フレキシブルホース７Ｂは吐出側分岐管１７およびチャッキ弁１４にねじ込みによって接続されている。
【００３３】
図４に示す給水装置によれば、ポンプのメンテナンス時には仕切弁９および仕切弁１３の２つのバルブを閉じることにより、バイパス管７からなるバイパス流路のみによる給水を行うことができる。
図４に示す給水装置によれば、吸込側の管路をポンプ吸込管５と、仕切弁９と、吸込側分岐管１６とを相互に接続することにより構成し、吐出側の管路をポンプ吐出管６と、仕切弁１３と、吐出側分岐管１７とを相互に接続することにより構成しているため、仕切弁９および仕切弁１３に市販のバルブを使用することができ、装置コストの低減を図ることができる。また、バイパス流路は、圧力スイッチ１５の取付部とチャッキ弁１４の内蔵スペースを備えた曲管７Ａと、フレキシブルホース７Ｂとで構成している。
【００３４】
吸込側は、ポンプ吸込管５、仕切弁９、吸込側分岐管１６、曲管７Ａの順にねじ込みまたはフランジ接続され、吐出側は、ポンプ吐出管６、仕切弁１３、吐出側分岐管１７の順にねじ込み接続されるため、接続回数を重ねるごとに管路の同軸度、フランジ面の直角度、取り合い寸法等に少しずつばらつきが累積されるが、最終的に上記２系統の管路を連絡するフレキシブルホース７Ｂで累積された組み付け誤差を吸収している。
【００３５】
また、バイパス流路は、曲管７Ａとフレキシブルホース７Ｂとで構成しているが、曲管７Ａを短くし、フレキシブルホース７Ｂを長くすることによって、ステンレス鋳物や青銅鋳物からなる曲管７Ａの製作を容易にしている。そして、フレキシブルホース７Ｂに市販のフレキシブルホースを使用することでコスト面においても有利な構造になっている。
【００３６】
図４に示した実施形態においては、吸込側に曲管７Ａを設け、吐出側にフレキシブルホース７Ｂを設けたが、吸込側の構造と吐出側の構造を入れ替えて、吸込側にフレキシブルホース７Ｂを設け、吐出側に曲管７Ａを設けるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図５のフロー図を参照して、本実施の形態の給水装置の制御装置及び作用につき説明する。
ポンプ吐出管６の先には需要家の給水末端に延びる下流側給水管３１が接続されている。下流側給水管３１の末端３１ａには蛇口等の弁３２ｃ−１，３２ｃ−２，３２ｃ−３・・・が取り付けられている。推定末端圧力はこの末端３１ａにおける圧力を推定したものである。これは最高所及び／又は最長配管の末端であり、ポンプの目標吐出し圧力を支配する部分である。ポンプの吐出し圧力を所定の目標圧力に制御することにより、弁３２ｃ−１，３２ｃ−２，３２ｃ−３・・・から所望の水量が放流されることを可能とする。
【００３８】
図５において、信号ラインに（Ｄ）で示す信号はデジタル信号、（Ａ）で示す信号はアナログ信号である。インバータ装置５０（二点鎖線で表示）は、モータ４としての直流ブラシレスモータに駆動電力を供給するＩＰＭ（Intelligent Power Module）５２、ＩＰＭ５２をコントロールするＤＣＢＬコントローラ５３、ＤＣＢＬコントローラ５３をコントロールするマイコン５４を備える。
【００３９】
マイコン５４には、ＣＰＵ５５、ＣＰＵ５５で用いるプログラムを保存したメモリー５６、外部からの入力信号を受け付け、また外部に信号を出力する中継装置であるＩ／Ｏ５７を備える。
圧力タンク１１は、フロースイッチ１０よりも下流側に設置されているので、ポンプ３が停止しているときに圧力タンク１１から供給される水流をフロースイッチ１０が検出することはない。
【００４０】
ＤＣＢＬ（直流ブラシレス）コントローラ５３は、直流ブラシレスモータ４から磁極信号のフィードバックを受けて、駆動電力の周波数を直流ブラシレスモータ４の回転速度に同期させ、モータ４の固定子に回転磁界を形成する。
ＤＣＢＬ（直流ブラシレス）コントローラ５３は、ＩＰＭ５２にＰＷＭ波形信号を送信する。ＩＰＭ５２は、その信号に対応した（と同波形の）電力を直流ブラシレスモータ４に供給する。
【００４１】
圧力センサ１２からの圧力信号は、圧力コントローラ部５８に入力され、圧力コントローラ部５８は速度コントローラ部５９に速度設定値を送る。速度コントローラ部５９は、モータ４の回転速度のフィードバックを受けて、設定速度と実際の運転速度との差に応じた制御信号（電圧信号Ｖｅ）をＤＣＢＬコントローラ５３に出力する。すなわち、速度コントローラ部５９は、圧力センサ（吐出圧力検出器）１２により検出された吐出し圧力が演算された目標圧力に一致するようにモータ４の回転速度を制御する回転速度制御部を構成する。
【００４２】
ＩＰＭ５２は、先に説明したようにモータ４に駆動電力を供給する。ＩＰＭ５２は、ＤＣＢＬ（直流ブラシレス）コントローラ５３からＰＷＭ駆動波形信号を受信して、その信号波形と同じ波形の電力を生成する。ＩＰＭ５２は、いわば増幅器である。ＩＰＭ５２は、電力トランジスタを内蔵しており、そのゲートにオン／オフ信号が入力し、その信号と同じオン／オフの電力を出力する。電力トランジスタは、いわゆるスイッチング動作をする。
【００４３】
ＩＰＭ５２では、ＤＣＢＬコントローラ５３からのオン／オフ信号と同じ周期で、電力トランジスタにスイッチング動作をさせる。この結果、オンとオフの発生周期が一定（ｔ１）で、オンの継続時間ＷにＷ１、Ｗ２・・と広狭があり、オン／オフの広狭が周期Ｔで繰り返される、電圧が一定の直流電力が得られる。この直流電力は、直流ではあるが、時間幅Ｗの狭い箇所は実効値が低く、広い箇所は高い、全体的に周期がＴの交流電力と同等の電力となる。
【００４４】
また、信号電圧Ｖｅが高いときは、時間幅Ｗが全体的に広くなるので、交流電力と見たときの全体の実効値が高くなる。このようにして、ポンプ３の負荷が大きくなっても回転速度が維持される。
ＤＣＢＬコントローラ５３は、ＣＰＵ５５中の速度コントローラ部５９から、電圧信号Ｖｅを受信する。電圧信号Ｖｅは、ＣＰＵ５５から出力されるときは、デジタル信号であるが、途中に備えられたＤ／Ａ変換器（デジタルアナログ変換器）６０でアナログ信号（０〜５Ｖ）に変換されＤＣＢＬコントローラ５３に入力する。ＣＰＵ５５はＩＣ構造を有する。電圧信号Ｖｅの定めるデューティ比は、広狭の幅を１山ずつではなく１周期分につき１セットで定める。
【００４５】
一方、ＤＣＢＬコントローラ５３は、モータ４から磁極信号のフィードバックを受けて、出力信号であるＰＷＭ駆動波形信号の周期Ｔを調節する。モータ４の回転子（不図示）の回転速度と固定子（不図示）の回転磁界の回転速度が等しくないと、いわゆる脱調を起こすからである。
【００４６】
例えば、ポンプ３の負荷が増大してモータ４の回転子の回転が落ちてくると、それはＤＣＢＬコントローラ５３にフィードバックされて、固定子の回転磁界の回転速度も低下する。このときポンプの吐出し圧力が低下するので、圧力コントローラ部５８と速度コントローラ部５９が働いて電圧信号Ｖｅが高くなり、先に説明したように、ＩＰＭ５２からの駆動電力の実効電圧が高くなり、モータ４の出力が増大し、ポンプ３の回転速度が維持され、吐出し圧力が維持されることになる。
【００４７】
ＤＣＢＬコントローラ５３の出力であるＰＷＭ駆動波形の周期Ｔが可変、すなわち周波数が可変であり、結局、モータ４の回転速度が可変であることにより、ポンプ３の流量に応じて適正な吐出し圧力を得るような制御が可能となる。
【００４８】
ＣＰＵ５５は、速度コントローラ部５９と、圧力コントローラ部５８と、推定末端圧力一定制御用演算部６１と、自動発停制御部６２を含んで構成されている。推定末端圧力一定制御用演算部６１は、昇圧された流体の供給先の末端圧力を加圧ポンプ３の吐出流量に拘わらず略一定にするための目標圧力を演算する演算部を構成する。推定末端圧力一定制御については、別図を参照して説明する。
【００４９】
速度コントローラ部５９には、圧力コントローラ部５８からの設定速度信号（デジタル信号）が入力される。またＤＣＢＬコントローラ５３から出力されたデジタルの速度信号がフィードバックされる。ここでいうデジタルの速度信号は、回転速度に比例した時間当たりパルス数のパルス出力である。
【００５０】
速度コントローラ部５９は、圧力コントローラ部５８からの設定速度とフィードバックされた速度との差が０になるようにＰＩ（比例積分）制御する。速度コントローラ部５９には圧力コントローラ部５８からの設定速度信号が入力する。圧力コントローラ部５８には、ポンプ３の吐出し圧力を検出した圧力検出器１２からのアナログの圧力信号がＡ／Ｄ変換器（アナログデジタル変換器）６３でデジタル信号に変換されて入力する。一方、設定圧力信号（デジタル信号）が、推定末端圧力一定制御用演算部６１から入力する。
【００５１】
圧力コントローラ部５８は、ポンプ３の吐出し圧力が設定圧力信号による設定圧力になるように、設定速度信号を調節する。すなわち、ポンプ吐出し圧力が低下すると設定速度を高めるように調節する。これもＰＩ制御である。
速度コントローラ部５９が設けられているので、ポンプ３の最高回転速度の上限を抑えるような設定が可能となる。すなわちオーバースピードを防止する制御が可能である。
【００５２】
また、速度コントローラ部５９を設けたので、そこに入力する設定速度信号を推定末端圧力一定制御用演算部６１で用いる回転速度信号として利用することができる。なお、ＤＣＢＬコントローラ５３からの速度信号を、上記目的に利用してもよい。推定末端圧力一定制御のための演算部６１については、後述する。
【００５３】
ＣＰＵ５５は自動発停制御部６２を有しており、自動発停信号を外部から受信して、停止信号を速度コントローラ部５９とＤＣＢＬコントローラ５３に送信する。
ＣＰＵ５５はマイコンの中核部品である。ＣＰＵ５５が演算するためのプログラムは、マイコン５４内のメモリー５６に保存されている。
【００５４】
ＣＰＵ５５には、先に説明したように、圧力コントローラ部５８、速度コントローラ部５９、推定末端圧力一定制御用演算部６１、自動発停制御部６２があり、メモリー５６に保存されたコントロールプログラム、演算プログラムによって、演算処理が行なわれる。ＤＣＢＬコントローラ５３は、ＩＣで構成されており、各種の情報信号が入力される。
【００５５】
図６のポンプ運転特性曲線図を参照して、推定末端圧力一定制御を説明する。横軸が水量であり、縦軸がヘッドすなわち揚程（以下適宜「圧力」ともいう）であり、曲線Ｎｘはポンプ回転速度一定の運転特性である。ここで抵抗曲線Ｒは、ポンプ３から需要先末端迄の使用水量に応じた管路損失であり、水量Ｑが０の点を原点としたとき使用水量の略二乗に比例した曲線となっている。したがって、ポンプ３の吐出側の圧力を一定に制御するためには、ポンプ３の吐出側の圧力Ｐａが一定となるようにポンプの回転速度をＮｏ（後で説明するＮｍａｘに対応）とＮｂ’（締め切り圧がＰａの性能曲線）との間で制御すればよい。このような制御をすると最小流量では末端の圧力は必要以上の圧力となる。一方、推定末端圧力一定制御においては使用水量に応じた（抵抗曲線Ｒで示される）管路損失を見込む必要があるため、この損失を考慮してポンプ回転速度をＮｏとＮｂ（締め切り圧がＰｂの性能曲線）との間で制御する。中間の流量では、中間の回転速度Ｎａ（後で説明するＮに対応）で運転する。ポンプの吐出し圧力は抵抗曲線Ｒに沿って変化する。
【００５６】
先に説明した推定末端圧力一定制御用演算部６１は、ポンプ３の回転速度Ｎに応じて抵抗曲線Ｒに乗るような設定圧力ｆ（Ｎ）を演算で求めて、その設定値ｆ（Ｎ）を圧力コントロ−ラ部５８に設定値として与えるものである。
【００５７】
本給水装置１は、水の使用量の下限を設定しておき、フロースイッチ１０がその下限値を検出すると、マイコン５４が作動してモータ４を、ひいてはポンプ３を停止する。その後、水が使用されるとしばらくは圧力タンク１１から水が供給されるが、圧力タンク１１内の水が少なくなり、さらに圧力が低下すると、圧力センサ１２がこれを検出して、マイコン５４がモータ４を始動する。
【００５８】
このとき、水量が低下してモータ４を停止する際に、一時的にポンプの運転速度を上昇させることにより吐出し圧力を上昇させ、圧力タンク１１内に十分な水が貯留されるようにするとよい。水の流量低下によるポンプ３の停止は、フロースイッチ１０によらず、回転速度の下限値に基づいて行なってもよい。
【００５９】
図７のポンプ運転特性曲線図を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。まず推定末端圧力一定制御を説明する。図中、横軸が水量Ｑであり、縦軸がヘッドＨあるいは圧力である。本実施の形態の給水装置は、制御目標圧力を制御することによって末端必要圧力がほぼ一定となるような制御をする制御装置を備える。
【００６０】
本給水装置では、最低必要流量（典型的には流量ゼロ「締めきり状態」）でのポンプの各回転速度における圧力値を記憶したデータテーブル（不図示）と、必要最大流量時に必要末端圧力を出しているときのポンプ回転速度と圧力値のデータ（図７中の点Ｐａ、Ｎｍａｘ１）を用いて各ポンプ回転速度毎の制御目標圧力を決定することができる。
または締め切り圧力と回転速度の関係式（典型的には２次方程式）の係数を記憶しておき、抵抗曲線算出に必要な値（例えばＮｂ）をその方程式から計算してもよい。
【００６１】
なお、Ｎ−Ｈ座標（不図示）上で運転カーブＳＶ＝ｆ（Ｎ）（ＳＶは目標圧力）を規定するためには２点が定まればよいので、そのうちの１点が締め切り時である必要はない。要は運転カーブ上にあるべき点の中から２点を選べばよい。ただし、運転カーブが定まっていない段階で運転カーブ上にあるべき点を規定することができるのは、一般に最大必要流量の点と締め切り点だけである。それ以外の点では、運転カーブが未定義の段階では、流量と回転速度と吐出し圧力の関係は未知だからである。逆にいえば、流量と回転速度と吐出し圧力の関係を定めているのが運転カーブである。但し、末端に圧力計を設置して、その実測圧力がＰｂとなるように回転速度を調整することにより、中間の点でも運転カーブを規定するための点として採用することができる。
【００６２】
すなわち、図中、締め切り状態で末端圧力Ｐｂ（回転速度Ｎｂ）の点と最大流量で配管損失を見込んだポンプ吐出し圧力Ｐａ（回転速度Ｎｍａｘ１）の点を結ぶ線である抵抗曲線Ｒ１を設定する。抵抗曲線はＱ−Ｈ座標上でほぼ２次曲線である。その線を得るためにＮ−Ｈ（回転速度−揚程）座標上で、該２点を結ぶ１つの直線又は中間点で折れ曲がった２本の直線で近似してもよい。これをＱ−Ｈ座標上に投影するとほぼ２次曲線となる。
【００６３】
ここで、Ｎｍａｘ（必要最大水量時の必要回転速度）は設計計算によってあらかじめ求めておき入力することもできる。しかしながら、前もってわかっていなくても次のようにして本装置を運転、制御することができる。
【００６４】
インバータ装置５０は、不図示の最大回転速度記憶装置（不図示）を備える。ここに記憶された最大回転速度に基づいて抵抗曲線Ｒ１を演算し設定できる。前回最大回転速度記憶装置内に適切な最大回転速度のデータがない場合は、あらかじめ定められた一定時間はあらかじめ定められた一定の目標圧力を出力し、一定時間後一定目標圧力で運転していた時の最大回転速度を用いて制御目標圧力の適切な演算ができるように、推定末端圧力一定制御用演算部６１は構成されている。
【００６５】
ここで、前回最大回転速度記憶装置内に適切な最大回転速度のデータがない場合とは、電源が入れられた直後等で前回最大回転速度記憶装置内に最大回転速度のデータがない、またはノイズにより有りえないデータ（３００００Ｈｚや、数値でないデータ）ではあるが適切な最大回転速度のデータではない場合であり、このような場合に本装置を現場へ据え付けた後、目標圧力＝Ｐａとして運転させ、その間の最大回転速度をＮｍａｘとして、速度データが得られるようになったところで抵抗曲線Ｒ１を決定することができる。具体的には、適切な最大回転速度のデータがない期間、および現在の正常な回転速度が前回の最大回転速度を越え、且つ増加中である期間について目標圧力＝Ｐａとして運転させる。
【００６６】
また、制御を抵抗曲線Ｒ１によるものに移した後でも最大回転速度Ｎｍａｘが変化したとき、それにともなって制御演算の基になる抵抗曲線Ｒ１を修正することができる。すなわち、前回最大回転速度を越える正常な回転速度が入力されたときにその最大回転速度の値を推定末端圧力一定制御用演算部６１に送り、ポンプの回転速度毎の制御目標圧力との関係を再設定することができる。
【００６７】
以上を具体的に説明する。例えばポンプの実質的な最大回転速度は通常５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）であるが使用者側の定格に応じて、制御の最大値は５０Ｈｚ以下の適切な値が存在する。適切な値とはポンプを回転速度制御して給水し実際に回転速度が最大に上がった点と考えられる。
【００６８】
ここで、上記の前回最大回転速度を越える正常な回転速度が入力されたときにとは、例えば、ある５０Ｈｚ以下のＮｍａｘ（仮に４５Ｈｚとする）で抵抗曲線Ｒ１に従って制御目標圧力を演算しながら運転していたとき、ポンプの回転速度が４７Ｈｚまで上がった、言いかえれば前回最大回転速度（Ｎｍａｘ＝４５Ｈｚ）を越える回転速度が入力された場合を言う。正常な回転速度とは、ここではたとえば５０Ｈｚ以下（又は６０Ｈｚ以下）のことで、ノイズなどによりデータが書き換わり制御上有り得ない異常な値（３００００Ｈｚや、数値でないデータ）でない回転速度という意味であり、又、その最大回転速度の値（上記例では４７Ｈｚ）を推定末端圧力一定制御用演算部６１に送り、ポンプの回転速度毎の制御目標圧力との関係を再設定することができるとは、抵抗曲線Ｒ１を４７Ｈｚにより作り直し、その後の抵抗曲線Ｒ２にしたがって制御するということを意味する。
【００６９】
回転速度が正常か否かは、例えば下記条件の両方が成立するときに回転速度が正常であると判定することができる。
（１）回転数指令値≦定格回転数（誘導電動機ポンプにおける５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚに相当する値）
（２）圧力と回転数の関係が平衡状態もしくはそれに近い状態になっている。具体的には、プログラム内で次の式により状態識別する。（目標圧力（圧力コントローラ部のＳＶ値）と吐出し圧力（圧力コントローラ部のＰＶ値））の差の絶対値≦０．３ｍ）
【００７０】
回転速度は水の使われ方によって様々に変化する。例えば、水が最大に使われた時に、回転速度は最大回転速度となる。さらに水が使われて、今度は４７Ｈｚが４９Ｈｚになったときは、またその最大回転速度の値（４９Ｈｚ）を推定末端圧力一定制御用演算部６１に送り、ポンプの回転速度毎の制御目標圧力との関係（抵抗曲線Ｒ）を再設定する。ただし１０００Ｈｚのように正常でない回転速度となった時は再設定しない。
【００７１】
しかしながら、需要先の配管は、その清掃等のため一部が取り外されて、ポンプが運転される場合がある。そのようなとき、配管抵抗は低下する。
図７中、抵抗曲線Ｒ２がそのような場合であるとする。清掃が終わり配管が取り付けられても、推定末端圧力一定制御用演算部６１は抵抗曲線Ｒ２により目標圧力を演算するので、ポンプの回転速度は本来の欲しい回転速度よりも低い値となってしまう。
【００７２】
そこで、本発明の第１の実施の形態では、最高回転速度を予め設定されたスケジュールに従って初期化されるように構成されている。
図８のフロー図を参照して、第１の実施の形態をさらに詳しく説明する。
Ｓ１：まずポンプを始動する。
Ｓ２：ポンプをある初期回転速度Ｎで運転する。
Ｓ３：ポンプの運転回転速度Ｎに基づき推定末端圧力一定制御用演算部６１で演算をして目標吐出し圧力を求める。求めた目標吐出し圧力を圧力コントローラ部５８（図５参照）に設定圧力として入力する。
【００７３】
Ｓ４：一方、圧力センサ１２が、運転回転速度Ｎで運転されているポンプの吐出し圧力を検出する。検出された圧力を圧力コントローラ部５８に入力する。
Ｓ５：圧力コントローラ部５８は、Ｓ３で求めた目標吐出し圧力とＳ４で検出された実際の吐出し圧力とを比較する。
Ｓ６：圧力コントローラ部５８は、本実施の形態では比例積分（ＰＩ）制御調節器である。したがって、Ｓ５による比較に基づき、両者の差がゼロになる方向にポンプの回転速度の設定値を決めて速度コントローラ部５９に出力する。例えば回転速度Ｎで運転されているポンプ吐出し圧力が抵抗曲線Ｒ１で定まる目標圧力よりも低いときは、回転速度の設定値を上げる。このようにして、目標吐出し圧力と検出された実際の吐出圧とが等しくなったところで安定した運転が継続される。
【００７４】
Ｓ７：先に説明したように、ポンプを現場へ据え付けた後の初期状態では、推定末端圧力一定制御用演算部６１は、目標圧力＝Ｐａとして運転させ、その間の最大回転速度をＮｍａｘとして、速度データが得られるようになったところで抵抗曲線Ｒ１を決定する。
Ｓ８：本実施の形態の給水装置では、給水装置が運転継続中に初期化時期に至っているか否かを、下記のように判断する。すなわち、装置を据え付けて運転開始後、又は前回の初期化後、第１の所定期間としての１３日間（約２週間）経過した後４日以内にポンプが停止したときに抵抗曲線Ｒ２の再設定、すなわち初期化を行う。また前記４日以内にポンプが停止しないときは、強制的に初期化を行うように構成されている。
【００７５】
前回の初期化から１３日以内の停止であれば初期化はしない。したがって頻繁すぎる初期化を避けることができる。また１３日経過後の停止であれば、ポンプ停止時に初期化するので、運転中の初期化をさけることができ、需要者が水の使用中に水の流れ方が急変することを回避できる。また４日の間にポンプが停止しないときは、強制的に初期化するので、抵抗曲線が不自然なＲ２になっていたとしても、そこで本来の抵抗曲線Ｒ１に戻すことができる。
【００７６】
Ｓ９：初期化時期でなければ（Ｓ８がＮｏ）、ポンプ最大流量が過去の最大流量を越えたか否かを判断し、越えていなければ（Ｓ９がＮｏ）、そのままの状態でポンプの運転を継続する（Ｓ２へ戻る）。
Ｓ１０：ポンプ最大流量が過去の最大流量を越えていれば（Ｓ９がＹｅｓ）、新しい最大流量に基づき演算カーブ（例えばＲ２）を設定する。最大流量に基づき設定するとは、具体的には、その最大流量で配管損失を見込んだポンプ吐出し圧力Ｐａになるポンプ回転速度Ｎｍａｘ２に基づいてカーブＲ２を定めるということである。
【００７７】
図９を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、ポンプの吸込圧力が変化する用途に適した給水装置である。
図９（ａ）は、推定末端圧力一定制御用演算部６１で、まず抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ）が、吸込圧力がＰｓで設定されている場合を示す。抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ）は、締め切り圧力Ｐｂ（回転速度Ｎｂ（Ｐｓ））の点と最大流量で圧力がＰａ（回転速度がＮｍａｘ）の点との間に設定されている。Ｐｓは水道本管２の圧力が低い状態のものであるとする。
【００７８】
次に水道本管２の圧力が上昇し、Ｐｓより高いＰｓ’になったとする。線図の縦軸Ｐは吐出し圧力を示すので、ポンプの吸込圧力が上昇すれば性能曲線は図中上方に移動する。すなわち、Ｐｂ一定、Ｐａ一定の下では、抵抗曲線Ｒは図中右方向に移動する。言い換えれば、抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ’）は抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ）よりも下方に位置するようになる。
【００７９】
したがって、水道本管２の圧力が低くて推定末端圧力は本来欲しい圧力であったものが、水道本管２の圧力が上昇しポンプの吸込圧力が高くなると、推定末端圧力が低い値に演算されることになる。すなわち、吸込圧力が上昇するにつれて、推定末端圧力一定制御の結果、ポンプの吐出し圧力がかえって低下するという現象が起こる。ポンプの能力はあるにもかかわらず吐出し圧力が低下する。また本来欲しい吐出水量が得られない。
【００８０】
例えば、最大必要流量で運転したいときは推定末端圧力は（ａ）に示されるように、Ｐａとなるべきである。すなわち、Ｎｍａｘ（Ｐｓ）の性能カーブと圧力Ｐａの交点で運転されるべきである。ところが、抵抗曲線がＲ（Ｐｓ’）に移った結果、推定末端圧力はＮｍａｘ（Ｐｓ）と抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ’）との交点の圧力（Ｐａよりも低い）となってしまう。このような制御がされて、結局本来の性能曲線Ｎｍａｘ（Ｐｓ）ではなく図中性能曲線Ｎ（＜Ｎｍａｘ（Ｐｓ））と抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ’）の交点の圧力、水量まで下がってしまう。
【００８１】
本発明の第２の実施の形態では、（ｂ）に示すように、当該給水装置について想定される最高吸込圧力に対して抵抗曲線Ｒを設定する。
このように構成すると、ポンプの吸込圧力は低下するしかないので、図中性能曲線は下方に移動する。その結果、抵抗曲線Ｒは図中左方向、同一水量について言えば上方に移動する。このような移動の結果、吸込圧力が下降するにつれて、推定末端圧力一定制御の結果、ポンプの吐出し圧力は欲しい圧力よりも高めになり、ポンプの能力があるにもかかわらず吐出し圧力が低く運転されることがなく、また言い換えれば、本来欲しい吐出水量が得られないということがなくなる。吸込圧力検出手段を用いずとも、上記のような制御が可能となる。
【００８２】
図１０のポンプ運転特性曲線図を参照して、本発明の第３の実施の形態を説明する。この実施の形態は、最高回転速度を予め設定されたスケジュールに従って初期化するが、吸込圧力をポンプの想定される最高吸込圧力にはしていない場合である。本図では縦軸をＰ（圧力）の代わりにＨ（揚程ヘッド）で表してあるが本質は変わらない。また図中運転カーブの設定をＡｕｔｏｍａｘと表示してある。また運転カーブ（Ｐｓ）は既に説明した抵抗曲線Ｒ（Ｐｓ）を意味する。
【００８３】
（１）まず、（ａ）に示すように、吸込圧力Ｐｓに対して運転カーブ（Ｐｓ）を設定する。運転カーブ（Ｐｓ）は、Ｎｍａｘ（Ｐｓ）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐａの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点１とＮｂ（Ｐｓ）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐｂの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点２とを結ぶ曲線すなわち運転カーブ（Ｐｓ）となる。
（２）次に、（ｂ）に示すように、吸込圧力がＰｓからＰｓ’へ上昇したとする。ここでＰｓ＜Ｐｓ’とする。前述のように、運転カーブは、Ｎｍａｘ（Ｐｓ’）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐａの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点１’とＮｂ（Ｐｓ’）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐｂの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点２’を結ぶ曲線すなわち運転カーブ（Ｐｓ’）へシフトする。ここでは運転カーブ（Ｐｓ）を破線で、新しい運転カーブ（Ｐｓ’）を実線で表している。
（３）Ｎｍａｘ（Ｐｓ）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐａの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点が建物のバルブ最大開放時だったとすると、建物のバルブ最大開放のままであるにもかかわらず、運転カーブ（Ｐｓ）から運転カーブ（Ｐｓ’）へ運転カーブがシフトした結果圧力、流量ともに不足することになる。
【００８４】
（４）（３）で述べた問題を軽減するために、（ｃ）（ｄ）に示すように、Ｎｍａｘを初期化し、運転カーブの再設定を行う。Ｎｍａｘ（Ｐｓ）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐａの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点が建物のバルブ最大開放時だったとすると、Ｎｍａｘを初期化し運転カーブの再設定を行っている時もこの点以上右側へ動作点を持っていくことはできない。その時の回転数をＮｍａｘ’とすると、Ｎｍａｘを初期化し運転カーブの再設定を行った結果得られる運転カーブ（再設定した運転カーブ（Ｐｓ’））の右端の点は、Ｎｍａｘ’（Ｐｓ’）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐａの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点３（＝１）となる。なお、Ｎｍａｘ’（Ｐｓ’）のポンプ特性曲線とＮｍａｘ（Ｐｓ）のポンプ特性曲線を同じＱ−Ｈ座標上に描くと概ね重なり合う（Ｎｍａｘ’＜Ｎｍａｘ）。一方、再設定した運転カーブ（Ｐｓ’）の左端の点は、Ｎｂ（Ｐｓ’）のポンプ特性曲線とＨ＝Ｐｂの直線（Ｑ軸に平行）が交差した点のままである。これは初期化および運転カーブの再設定はＮｍａｘに関しての作業であり、Ｎｂに関しては再設定しない。すなわち、吸込圧力Ｐｓ’時の締切り圧力がＰｂとなるような回転速度Ｎｂ’を求める作業を行わない。こうすることにより、吸込圧力Ｐｓ’で締切り時の回転速度Ｎｂ’を求める必要がなくなり、したがって前回の初期化以来一度も締切り状態、すなわちポンプ停止していない場合においても、運転カーブの再設定を行うことが可能となる。前回の初期化以来今回の初期化までの間に締切り状態すなわちポンプ停止があった場合は、その時の回転速度と吐出し圧力を用いて、その時の吸込圧力（ほぼＰｓ’であると考えて良い）において締切り圧力がＰｂとなるような回転速度Ｎｂ’を求め、そのＮｂ’と前述のＮｍａｘ’を用いて運転カーブを再設定しても良い。Ｎｂ’を求めるか求めないかに拘わらず、すなわち上述のどちらの方法によっても、吸込み側に圧力センサを設置すること無しに、吸込圧力の変動に起因する運転カーブのシフトを補正でき、使用者に不便を強いることのない運転カーブを再設定できるようになる。
【００８５】
以上のように本発明の実施の形態では、ポンプを備える給水装置において、あらかじめポンプの回転速度毎の制御目標圧力を定め（あるいは回転速度より制御目標圧力を演算する関数を定め）回転速度の変化にともなって制御目標圧力を変化させる制御装置を備えたため、ポンプ吐出し圧力一定で制御する場合のようなエネルギー損失がない。
また、給水設備毎に個別に実測して制御を行うような労力と時間のかかる方法を必要としないで、配管末端圧力をほぼ一定に保つことができる。
【００８６】
また、必要以上に高い流量に基づいた抵抗曲線が設定されてしまった場合でも、スケジュールに従って初期化するので、適切な時期に正常な推定末端圧力制御に戻すことができる。
また、ポンプの吸込圧力の変化に対応して、ポンプの性能をフルに発揮できる状態で推定末端圧力一定制御をすることができる。
【００８７】
なお、本発明の給水装置は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、また図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の給水装置の基本構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す給水装置の外観を示す平面図である。
【図３】図１に示す給水装置の外観を示す部分断面正面図である。
【図４】図２に示す給水装置の別の形態を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態による給水装置の制御装置及び作用につき説明するブロック図である。
【図６】推定末端圧力一定制御を説明するポンプの運転特性図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態のポンプ運転特性曲線図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を説明するフロー図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態（吸込圧力が変化する用途に適した給水装置）を説明するポンプの運転特性図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態（吸込圧力は任意に決めて運転カーブの再設定を行う給水装置）を説明するポンプの運転特性図である。
【符号の説明】
【００８９】
１    給水装置
２    水道本管（配水管）
３    ポンプ
４    モータ
５    ポンプ吸込管
５ａ    装置本体吸込口
５ｆ，６ｆ    フランジ部
６    ポンプ吐出管
６ａ    装置本体吐出口
７    バイパス管
７Ａ    曲管（エルボ）
７Ｂ    フレキシブルホース
８，１４    チャッキ弁
９，１３    仕切弁
１０    フロースイッチ
１１    圧力タンク
１２    圧力検出器（圧力センサ）
１５    圧力スイッチ
１６    吸込側分岐管
１７    吐出側分岐管
２０    ユニットベース
２１    ユニットカバー
２２    ポンプケーシング
２３    羽根車
２４    ポンプケーシングカバー
２５    気水分離室
３０    上流側給水管
３１    下流側給水管
３１ａ    下流側給水管の末端
３２ｃ−１，３２ｃ−２，３２ｃ−３・・・    弁
４０    制御装置
５０    インバータ装置
５２    ＩＰＭ
５３    ＤＣＢＬコントローラ
５４    マイコン
５５    ＣＰＵ
５６    メモリー
５７    Ｉ／Ｏ
５８    圧力コントローラ部
５９    速度コントローラ部
６０    Ｄ／Ａ変換器
６１    推定末端圧力一定制御用演算部
６２    自動発停制御部
６３    Ａ／Ｄ変換器
【図１】
2006057623.tif 000003
【図２】
2006057623.tif 000004
【図３】
2006057623.tif 000005
【図４】
2006057623.tif 000006
【図５】
2006057623.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006057623.tif 000009
【図８】
2006057623.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006057623.tif 000012