(57)【要約】【課題】  多様な給水装置に対応できるようにポンプ、モータおよび制御部をユニット化した給水装置ユニット、および該給水装置ユニットと配管ユニットやフロートスイッチ等の付属機器ユニットとを適宜組み合わせて構成された給水装置を提供する。【解決手段】  吸込管５と、吸込管５に接続された単一のポンプ３と、ポンプ３を駆動するモータ４と、ポンプ３の吐出側に接続された吐出管６と、ポンプ３により昇圧された流体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出器９と、ポンプ３の運転制御を行うコントローラ１３と、コントローラ１３に運転停止制御用信号を入力する入力端子１５ｃを有した入力端子群１５とを備えた制御部１１とを備え、運転停止制御用信号を入力する入力端子１５ｃは、複数の給水装置で共通に用いられる共通端子として機能する。【選択図】    図１
2006029266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込管と、
前記吸込管に接続された単一のポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
前記ポンプの吐出側に接続された吐出管と、
前記ポンプにより昇圧された流体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出器と、
ポンプの運転制御を行うコントローラと、該コントローラに運転停止制御用信号を入力する入力端子を有した入力端子群とを備えた制御部とを備え、
前記運転停止制御用信号を入力する入力端子は、複数の給水装置で共通に用いられる共通端子として機能することを特徴とする給水装置ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の給水装置ユニットと、
該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、
井戸の減水を検知する減水検出手段からなる付属機器ユニットとを備え、
該減水検出手段の信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とする井戸用給水装置。
【請求項３】
請求項１記載の給水装置ユニットと、
該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、
受水槽の減水を検知する減水検出手段からなる付属機器ユニットとを備え、
該減水検出手段の信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とする受水槽用給水装置。
【請求項４】
請求項１記載の給水装置ユニットと、
該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、
配水管の圧力が一定値以下に低下した時にオフ信号を送出する圧力スイッチとを備え、
該圧力スイッチの信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とする直結型給水装置。
【請求項５】
前記圧力スイッチは前記配管ユニットに設けられていることを特徴とする請求項４記載の直結型給水装置。
【請求項６】
請求項１記載の給水装置ユニットと、
該給水装置ユニットの接続部に接続されるバイバス管ユニットと、
配水管の圧力が一定値以下に低下した時にオフ信号を送出する圧力スイッチとを備え、
該圧力スイッチの信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とする直結型給水装置。
【請求項７】
前記圧力スイッチは前記バイパス管ユニットに設けられていることを特徴とする請求項６記載の直結型給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の加圧ポンプを備え各種の給水装置に用いることができる給水装置ユニットおよび該給水装置ユニットを用いた給水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１戸建て住宅、ビル・マンション等の中高層建物で使用されている給水装置には各種の態様のものがある。例えば、井戸用給水装置は、井戸から吸込管を介して井戸水を汲み上げて１戸建て住宅等に給水する装置である。また、受水槽用給水装置は、配水管からの水を一旦受水槽に溜め、給水装置で加圧し、建物内に給水を行う装置である。さらに、直結型給水装置は、受水槽を介さず直接に配水管（水道本管）からの水を吸水管に接続したブースタポンプ（加圧ポンプ）で加圧し、建物内に給水を行う装置である。
【０００３】
井戸用給水装置又は受水槽用給水装置は、フロートスイッチ等の減水検出手段や、井戸又は受水槽内に延びる吸水管を必要とする。また直結型給水装置は、水道本管の圧力が高い場合に、水道本管（配水管）から直接に需要先に給水できるようにバイパス管を必要とする。このように、給水装置には各種の設置態様があることから、生産者側は、それぞれに合わせてユニット構成や制御内容を変更し、各種の給水装置を別個に用意する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように各種の給水装置毎に、仕様を変更し、異なった部品を使用して給水装置を製造していたため、給水装置の製造コストを低減することができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、多様な給水装置に対応できるようにポンプ、モータおよび制御部をユニット化した給水装置ユニット、および該給水装置ユニットと配管ユニットやフロートスイッチ等の付属機器ユニットとを適宜組み合わせて構成された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】
【０００６】
本発明の給水装置ユニットは、吸込管と、前記吸込管に接続された単一のポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記ポンプの吐出側に接続された吐出管と、前記ポンプにより昇圧された流体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出器と、ポンプの運転制御を行うコントローラと、該コントローラに運転停止制御用信号を入力する入力端子を有した入力端子群とを備えた制御部とを備え、前記運転停止制御用信号を入力する入力端子は、複数の給水装置で共通に用いられる共通端子として機能することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の井戸用給水装置は、上述の給水装置ユニットと、該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、井戸の減水を検知する減水検出手段からなる付属機器ユニットとを備え、該減水検出手段の信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の受水槽用給水装置は、上述の給水装置ユニットと、該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、受水槽の減水を検知する減水検出手段からなる付属機器ユニットとを備え、該減水検出手段の信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の直結型給水装置は、上述の給水装置ユニットと、該給水装置ユニットの接続部に接続される配管ユニットと、配水管の圧力が一定値以下に低下した時にオフ信号を送出する圧力スイッチとを備え、該圧力スイッチの信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とするものである。
本発明の一態様によれば、前記圧力スイッチは前記配管ユニットに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の直結型給水装置の他の態様は、上述の給水装置ユニットと、該給水装置ユニットの接続部に接続されるバイバス管ユニットと、配水管の圧力が一定値以下に低下した時にオフ信号を送出する圧力スイッチとを備え、該圧力スイッチの信号線を前記共通端子に接続したことを特徴とするものである。
本発明の一態様によれば、前記圧力スイッチは前記バイパス管ユニットに設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各種の給水装置に共通に用いることができるポンプ、モータおよび制御部を１体化した給水装置ユニットを構成することができるため、装置コストを低減できる。
また、本発明によれば、前記給水装置ユニットと配管ユニットやフロートスイッチ等の付属機器ユニットとを適宜組み合わせて多様な形態の給水装置を構成することができる。したがって、給水装置ユニットの共用化とともに製作工程の共用化を図ることができ、極めて生産性がよく、装置コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る給水装置ユニットおよび該給水装置ユニットを備えた給水装置の実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は、本発明の給水装置ユニットの基本構成を示す模式図である。
【００１３】
図１に示すように、給水装置ユニット１は、１台のポンプ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とを備えている。ポンプ吸込管５は、井戸水または受水槽内の水または水道本管（配水管）の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、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。ポンプ吐出管６には、フロースイッチ７、圧力タンク８、圧力センサ（圧力検出器）９、および逆止弁１０が設けられている。ポンプ吸込管５およびポンプ吐出管６は、各端部に、配管等と接続可能なようにフランジ部等からなる接続部５ｃ，６ｃを備えている。
【００１４】
給水装置ユニット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部１１を備えている。制御部１１は、モータ４の回転速度を可変速制御するインバータからなる可変速手段１２と、この可変速手段１２をはじめとする各種機器を制御してポンプ３の運転制御を行うコントローラ１３と、給水装置ユニット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。また、制御部１１は、各種スイッチや各種センサの信号をコントローラ１３に入力するための入力端子群１５を備えている。
【００１５】
ポンプ吐出管６に設けられた圧力センサ９は、ポンプ吐出管６内の水圧（吐出圧力）を検出するようになっており、この圧力センサ９の出力信号は入力端子群１５を介して制御部１１のコントローラ１３に送られる。
図２は、図１に示す給水装置ユニット１における入力端子群１５の拡大図である。入力端子群１５は、吐出圧力センサ用の入力端子１５ａ、予備（アナログ入力）端子１５ｂ、運転停止制御用の入力端子１５ｃ、フロースイッチ用の入力端子１５ｄ等からなっている。
【００１６】
上述のように構成された給水装置ユニット１は、配管ユニットや、フロートスイッチ等の付属機器ユニット等と適宜組み合わせることにより、種々の用途に適用可能な各種給水装置を構築することができる。図３は、給水装置ユニット１を配管ユニット、付属機器ユニット等と組み合わせる概念を示す模式図である。図３において、中央のユニットは、図１に示す給水装置ユニット１であり、給水装置ユニット１の左側に、給水装置ユニット１のポンプ吸込管５の接続部５ｃと接続される吸込側配管ユニットＳ１，Ｓ２，Ｓ３が示されている。また給水装置ユニット１の右側に、給水装置ユニット１のポンプ吐出管６の接続部６ｃと接続される吐出側配管ユニットＨ１，Ｈ２が示されている。給水装置ユニット１の下側に、給水装置ユニット１のポンプ吸込管５の接続部５ｃおよびポンプ吐出管６の接続部６ｃに接続されるバイパス管ユニットＢ１が示されている。給水装置ユニット１の上側にフロートスイッチや水位計等からなる付属機器ユニットＦ１，Ｆ２が示されている。
【００１７】
制御部１１は、圧力センサ９の検出出力に基づいて、可変速手段１２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。
図３において、井戸用給水装置を構成するためには、給水装置ユニット１と吸込管からなる吸込側配管ユニットＳ１と付属機器ユニットＦ１と吐出管からなる吐出側配管ユニットＨ１とを組み合わせればよい。なお、吐出側配管ユニットＨ１は省略して下流側給水管に直接接続してもよい。受水槽用給水装置を構成するためには、給水装置ユニット１と吸込側配管ユニットＳ２と付属機器ユニットＦ２と仕切弁付の吐出管からなる吐出側配管ユニットＨ２とを組み合わせればよい。なお、吐出側配管ユニットＨ２は省略して下流側給水管に直接接続してもよい。直結型給水装置を構成するためには、給水装置ユニット１と吸込側配管ユニットＳ３とを組み合わせればよい。吸込側配管ユニットＳ３は、吸込管２４とポンプ吸込圧力の低下を検出する圧力スイッチ２５とを備えている。この直結型給水装置は、バイパス管とは組み合わせない直結型給水装置である。
【００１８】
また、バイパス管付の直結型給水装置を構成するためには、給水装置ユニット１とバイパス管ユニットＢ１とを組み合わせればよい。バイパス管ユニットＢ１はバイパス管１６とポンプ吸込圧力の低下を検出する圧力スイッチ１７と逆止弁１８とを備えている。
【００１９】
次に、図３に示す概念を具現化した各種給水装置を図４乃至図７を参照して説明する。
図４は井戸用給水装置を示す模式図である。井戸２０の減水によるポンプの空運転を防ぐために、減水を検知する減水検出手段であるフロートスイッチからなる付属機器ユニットＦ１が設置される。フロートスイッチは減水した時にＯＦＦするようになっており、その信号線は制御部１１の運転停止制御用の入力端子１５ｃに接続される。
【００２０】
減水してフロートスイッチがＯＦＦすると、制御部１１はポンプを停止するとともに警報を発する。再び井戸２０の水位が上昇してフロートスイッチがＯＮすると、ポンプの運転を再開可能とする。なお、フロートスイッチのＯＮ→ＯＦＦとＯＦＦ→ＯＮの作動水位にはヒステリシスがあって、ポンプのチャタリングが防止される。
【００２１】
図５は受水槽用給水装置を示す模式図である。図５に示す受水槽２１では、水位がボールタップ２２の働きにより通常一定範囲に保たれる。しかし、ボールタップ２２の故障や断水により、受水槽２１が異常減水したときにポンプの空運転を防止するため、異常減水を検知する減水検出手段であるフロートスイッチからなる付属機器ユニットＦ２が設置される。フロートスイッチは減水した時にＯＦＦするようになっており、その信号線は制御部１１の運転停止制御用の入力端子１５ｃに接続される。その他の動作は、図４に示す井戸用給水装置の場合と同様である。
【００２２】
図６は直結型給水装置を示す模式図である。図６に示す直結型給水装置においては、水道本管（配水管）２３からの配管を圧力スイッチ付吸込側配管ユニットＳ３を介して給水装置ユニット１に接続している。水道本管の圧力がある一定圧力値以上に低下した場合は、ポンプを停止しなければならない。圧力スイッチ付吸込側配管ユニットＳ３には、この一定圧力値に作動点が設定された圧力スイッチ２５が設置されており、水道本管（配水管）２３の圧力が一定値以下に低下すると、圧力スイッチ２５がＯＦＦ信号を送出する。この圧力スイッチ２５の信号線は、制御部１１の運転停止制御用の入力端子１５ｃに接続されている。
【００２３】
水道本管２３の圧力が低下し、圧力スイッチ２５がＯＦＦすると、制御部１１はポンプを停止するとともに警報を発する。再び水道本管の圧力が回復して圧力スイッチ２５がＯＮすると、ポンプの運転を再開可能とする。なお、圧力スイッチ２５のＯＮ→ＯＦＦとＯＦＦ→ＯＮの作動圧力にはヒステリシスがあって、ポンプのチャタリングが防止される。
【００２４】
図６に示す直結型給水装置では、バイパス管を設けない形態となっている。この場合、水道本管の圧力が高くなってポンプが停止した際は、水道本管からポンプの中を通って給水されるが、この時の圧力損失を抑えるには、羽根の隙間が比較的大きな渦巻きポンプを用いるのがよい。また、ボルテックスポンプを用いれば、この圧力損失はさらに小さくなる。ほとんどの時間帯で水道本管圧力のみで給水が可能であって、ポンプの運転が希な設置現場では、ボルテックスポンプを用いても、ポンプ運転時の効率の低さも大きな問題とはならない。
【００２５】
図７はバイパス管付の直結型給水装置を示す模式図である。図７に示す直結型給水装置においては、水道本管（配水管）２３の圧力が高い場合には、ポンプを運転することなく、バイパス管ユニットＢ１を介して需要先へ給水可能である。
水道本管の圧力がある一定圧力値以下に低下した場合は、ポンプを停止しなければならない。圧力スイッチ付吸込側配管ユニットＢ１には、この一定圧力値に作動点が設定された圧力スイッチ１７が設置されており、水道本管２３の圧力が一定値以下に低下すると、圧力スイッチ１７がＯＦＦ信号を送出する。この圧力スイッチ１７の信号線は、制御部１１の運転停止制御用の入力端子１５ｃに接続されている。
【００２６】
ここで、給水装置のタイプが異なっても、運転停止制御用の入力端子１５ｃに接続する機器を変更するだけで対応可能である。運転停止／再開可能のロジックも全て同様のため、制御的にそれぞれに対応する必要がない。推定末端圧力一定制御が行われる場合にも、想定される最大の吸込圧力での抵抗曲線の設定を給水装置の設置時に行えば、どの設置形態でも給水圧力が不足するという事態が回避される。また、直結給水では、本管圧力のみによって給水可能な時はポンプを停止することが望ましく、最低回転速度でも圧力センサによる検出圧力が目標圧力以上であれば、ポンプを停止させる制御を行えばよいが、この制御は井戸や受水槽に使用される場合でも何の問題も起さないため、設置形態に対応して制御を切り替える必要がない。
【００２７】
このように、本発明の給水装置ユニットは、水位計や圧力スイッチ等の付属機器ユニットを取り替え、その信号線を共通の端子に接続するだけで、様々な給水装置（例えば、井戸用給水装置、受水槽用給水装置、直結型給水装置）を構築することができる。
【００２８】
なお、本発明の給水装置ユニットは、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】
【００２９】
【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に示す給水装置ユニットにおける入力端子群の拡大図である。
【図３】給水装置ユニットを各種ユニットと組み合わせる概念を示す模式図である。
【図４】井戸用給水装置を示す模式図である。
【図５】受水槽用給水装置を示す模式図である。
【図６】直結型給水装置を示す模式図である。
【図７】バイパス管付の直結型給水装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    給水装置ユニット
３    ポンプ
４    モータ
５    ポンプ吸込管
５ａ    装置本体吸込口
５ｃ，６ｃ    接続部
６    ポンプ吐出管
６ａ    装置本体吐出口
７    フロースイッチ
８    圧力タンク
９    圧力センサ
１０    逆止弁
１１    制御部
１２    インバータ
１３    コントローラ
１５    入力端子群
１５ａ    吐出圧力センサ用の入力端子
１５ｂ    予備（アナログ入力）端子
１５ｃ    運転停止用の入力端子
１５ｄ    フロースイッチ用の入力端子
１６    バイパス管
１７，２５    圧力スイッチ
１８    逆止弁
２０    井戸
２１    受水槽
２２    ボールタップ
２３    水道本管（配水管）
Ｂ１    バイパス管ユニット
Ｆ１，Ｆ２    付属機器ユニット
Ｈ１，Ｈ２    吐出側配管ユニット
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３    吸込側配管ユニット
【図１】
2006029266.tif 000003
【図２】
2006029266.tif 000004
【図３】
2006029266.tif 000005
【図４】
2006029266.tif 000006
【図５】
2006029266.tif 000007
【図６】
2006029266.tif 000008
【図７】
2006029266.tif 000009