(57)【要約】      （修正有）【課題】キャビテーションの発生を防止可能な給水装置及び給水装置の制御方法を提供すること。【解決手段】吸上揚程に基づいて、モータ２３ａの定格最高回転速度及び定格最高回転速度よりも低い減速回転速度が記憶された記憶部５２と、ポンプ部２３を吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、通常運転におけるモータ２３ａの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度でポンプ部２３を試運転し、流量センサ２４で検出された流量が停止流量以下であることを検出後、圧力センサ２５で検出された圧力をポンプ部２３の全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した吸上揚程から、記憶部５２に記憶された定格最高回転速度又は前記減速回転速度を選択してポンプ部２３を制御する制御部５３と、を備える。【選択図】図３
2018091248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源に接続された吸込配管と、
前記吸込配管に接続された流路部と、
前記流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部と、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサと、
前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサと、
前記ポンプ部の停止流量時の定格全揚程、並びに、前記モータの定格最高回転速度及び前記定格最高回転速度よりも低い減速回転速度が記憶された記憶部と、
電源投入後の前記ポンプ部を吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の定格全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した前記吸上揚程から、前記記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度を選択し、選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記試運転回転速度を、前記吸上揚程が０ｍ、且つ、定格流量での目標圧力で運転した場合の停止流量時の回転速度としたことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項４】
前記記憶部には、前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項３に記載の給水装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項４に記載の給水装置。
【請求項６】
渦流ポンプを使用するとともに、前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項７】
前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記渦流ポンプを制御することを特徴とする請求項６に記載の給水装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記渦流ポンプの吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御することを特徴とする請求項７に記載の給水装置。
【請求項９】
吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチを備え、
前記制御部は、前記切換スイッチにより深い吸上揚程が選択された場合には、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合には、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項６に記載の給水装置。
【請求項１０】
給水源に接続された吸込配管に接続された流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部を電源投入後に吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の全揚程から減算して吸上揚程を算出し、
算出した前記吸上揚程から、記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は減速回転速度を選択し、
選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする給水装置の制御方法。
【請求項１１】
前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１２】
前記記憶部には、前記ポンプ部を停止する停止流量及び前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１１に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１３】
渦流ポンプを使用するとともに、
前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１４】
前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１５】
前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１４に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１６】
前記吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチにより深い前記吸上揚程が選択された場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合に、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の給水装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を増圧する給水装置及び給水装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸水の揚水や、水道水のブースト用に、小型の給水装置を用いる技術が知られている。このような給水装置は、ベース上にブラシレスモータに直結された渦流ポンプ、電源投入時に自吸するための自吸室、自動運転のための逆止弁、アキュムレータ、圧力センサ、流量センサ及び電装部が配置され、これら構成品をカバーにより覆う構成が知られている。
【０００３】
給水装置は、例えば、井戸水の揚水に用いられる場合には、給水装置の一次側に設けられる吸込配管が井戸内に配置され、水道水のブースト用に用いられる場合には、給水装置は、水道水を貯水する小型の受水槽上部に配置される。
【０００４】
給水装置は、井戸水の揚水に用いられる場合の吸上揚程が例えば、Δ４ｍ乃至Δ８ｍの範囲で用いられる。また、水道水のブースト用に用いられる場合には、給水装置は、吸上揚程がΔ１ｍ以下の範囲で用いられる。例えば、給水装置は、インバータによってブラシレスモータの回転速度を可変し、吐出圧力一定制御を行い、目標圧力よりも約４ｍ低く設定された起動圧力でポンプを駆動する。
【０００５】
このような小型の給水装置において、ポンプ部に渦流ポンプを用いると、吸上揚程がΔ７ｍより深い場合には、キャビテーションが発生し、回転速度が低下することで、流量が低下する。
【０００６】
そこで、キャビテーションの発生を防止する給水装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された給水装置は、モータの回転数の上限を定めず、吐出圧力を一定とするようにモータの軸出力を最大として駆動する。そして、吸上揚程が小さい場合には、モータの軸動力を維持しつつ、回転速度を増加させることで、水流を増加させる。また、吸上揚程が大きい場合には、使用流量の増大に伴って吐出圧力が低下して回転速度を増加させ、モータの軸出力が低下した場合に、回転速度を逆に低下させる。このような制御を行うことで、キャビテーションの発生を防止する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５０７５３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した給水装置では、次のような問題があった。即ち、特許文献１に開示された給水装置では、徐々に流量が増大する場合、単位時間あたりの吐出圧力の低下が緩慢になり、回転速度を上昇させたときのモータの軸出力の低下が少ない。このため、キャビテーションの発生を確実に検出できない虞がある。
【０００９】
また、小型の給水装置に用いられる渦流ポンプは、使用流量の増大に伴って吐出圧力が低下した場合であって、当該吐出圧力低下前と回転速度が同じ場合には、モータの軸出力が大きく低下する。このモータの軸出力の低下が、回転速度の増加に伴うモータの軸出力の上昇と相殺され、キャビテーションによるモータの軸出力の低下と区別できない、という問題もある。
【００１０】
そこで本発明は、キャビテーションの発生を防止可能な給水装置及び給水装置の制御方法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】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の給水装置及び給水装置の制御方法は次のように構成されている。
【００１２】
本発明の一態様として、給水装置は、給水源に接続された吸込配管と、前記吸込配管に接続された流路部と、前記流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部と、前記ポンプの二次側に設けられた流量センサと、前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサと、前記ポンプ部の停止流量時の定格全揚程、並びに、前記モータの定格最高回転速度及び前記定格最高回転速度よりも低い減速回転速度が記憶された記憶部と、電源投入後の前記ポンプ部を吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の定格全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した前記吸上揚程から、前記記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度を選択し、選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する制御部と、を備える。
【００１３】
本発明の一態様として、給水装置の制御方法は、給水源に接続された吸込配管に接続された流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部を電源投入後に吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、前記ポンプの二次側に設けられた流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した前記吸上揚程から、記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は減速回転速度を選択し、選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャビテーションの発生を防止可能な給水装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を模式的に示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係る給水装置の他の設置例を模式的に示す説明図。
【図３】同給水装置の構成を示す平面図。
【図４】同給水装置の要部構成を示す断面図。
【図５】同給水装置の記憶部に記憶されたテーブルの一例を示す説明図。
【図６】同給水装置を用いた給水方法の一例を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る給水装置１の構成であって、井戸１００の井戸水１０１を建造物２００に揚水する構成を示す説明図、図２は給水装置１の構成を示す平面図、図３は給水装置１の構成を上面視で示す平面図、図４は給水装置１の流量センサ２４及び圧力センサ２５の構成を示す断面図、図５は給水装置１の記憶部５２に記憶された吸上揚程に関する減速回転速度及び増速回転速度のテーブルの一例を示す説明図、図６は給水装置１を用いた給水方法の一例を示す流れ図である。
【００１７】
図１に示すように、給水装置１は、例えば、井戸１００の近傍に、吸込配管１０が井戸水１０１に延びて設置される。給水装置１は、井戸水１０１を直接増圧し、建造物２００に設けられた複数の蛇口２１１やシャワーヘッド等の給水先２１０に給水する。
【００１８】
なお、給水装置１は、図２に示すように、水道本管３００に接続された水道分岐管３１０により水３２１が貯留される受水槽３２０に設置される構成であってもよい。即ち、給水装置１は、水道水のブースト用に用いる構成であってもよい。
【００１９】
図１乃至図４に示すように、給水装置１は、吸込配管１０と、吐出配管１１と、を備えている。給水装置１は、ベース２１と、ベース２１上に設けられた流路部２２と、流路部２２に設けられたポンプ部２３と、流路部２２に設けられた流量センサ２４と、流路部２２に設けられた圧力センサ２５と、流路部２２に設けられたアキュムレータ２６と、ベース２１上に設けられた電装部２７と、ベース２１上を覆うポンプカバーと、を備えている。
【００２０】
吸込配管１０は、一次側の給水源である井戸１００の井戸水１０１中にその端部が配置される。吐出配管１１は、二次側に給水先２１０である蛇口２１１やシャワーヘッド等に接続される。
【００２１】
流路部２２は、一次側に吸込配管１０が接続され、二次側に吐出配管１１が接続される。流路部２２は、吸込配管１０から吐出配管１１までの水の流路を構成する。流路部２２は、中途部に、自吸室２２ａを有する。
【００２２】
ポンプ部２３は、流路部２２の中途部であって、自吸室２２ａの一次側に設けられる。ポンプ部２３は、縦軸のモータ２３ａと、モータ２３ａに接続された回転軸２３ｂと、回転軸２３ｂに接続されたインペラ及びインペラを収容するポンプケーシングを有するポンプ２３ｃと、を備えている。なお、ポンプケーシングは、流路部２２の一部に一体に構成されていてもよい。ポンプ２３ｃは、例えば、渦流ポンプである。
【００２３】
図２に示すように、流量センサ２４は、流路部２２の中途部であって、且つ、ポンプ部２３の二次側に設けられる。流量センサ２４は、例えば、自吸室２２ａの天井部に設けられる。
【００２４】
図３に示すように、流量センサ２４は、例えば、フロートセンサである。流量センサ２４は、流量を検出可能に構成されている。流量センサ２４は、信号線を介して電装部２７に接続されたセンサ部３１と、センサ部３１を収容する円筒状の外郭体３２と、外郭体３２の外周面に設けられたフロート３３と、フロート３３内に設けられた磁石３４と、を備えている。
【００２５】
流量センサ２４は、流路部２２の自吸室２２ａの天井部に設けられた重力方向の水の流れを構成する流路に設けられる。流量センサ２４は、水が流量の増加に伴い、フロート３３が水流によって上昇し、センサ部３１が磁石３４の磁束を検出することで、流量を検出する。
【００２６】
圧力センサ２５は、流路部２２の中途部であって、且つ、ポンプ部２３の二次側に設けられる。圧力センサ２５は、ポンプ部２３の二次側の圧力、換言するとポンプ２３ｃの吐出圧力を検出可能に構成されている。
【００２７】
圧力センサ２５は、例えば、自吸室２２ａの上部、且つ、流量センサ２４の二次側に設けられる。圧力センサ２５は、例えば、ダイヤフラム４１と、当該ダイヤフラム４１に設けられたセンサ部４２と、センサ部４２に電気的に接続された基板４３と、を備えている。センサ部４２は、例えば歪みゲージである。センサ部４２は、基板４３及び信号線を介して電装部２７に接続される。
【００２８】
アキュムレータ２６は、流路部２２の中途部であって、且つ、ポンプ部２３の二次側に設けられる。例えば、アキュムレータ２６は、自吸室２２ａの二次側の流路部２２に設けられる。
【００２９】
電装部２７は、記憶部５２と、制御部５３と、を備えている。
【００３０】
記憶部５２は、流量センサ２４及び圧力センサ２５で検出した流量及び圧力、及び、停止流量と目標圧力を記憶可能に構成されている。記憶部５２には、ポンプ部２３の各運転制御として、自吸運転、試運転、及び、通常運転を行うプログラム等が記憶されている。なお、流量センサ２４が停止流量以下にてＯＦＦし、停止流量を超えるとＯＮするＯＮ／ＯＦＦ式の場合は、上記の停止流量の設定は不要となる。
【００３１】
記憶部５２には、ポンプ部２３（給水装置１）の全揚程、ポンプ部２３の駆動を開始する起動圧力、ポンプ部２３を停止する停止流量、ポンプ部２３の定格最高回転速度、自吸運転を行う自吸運転回転速度、及び、試運転を行う試運転回転速度が記憶されている。
【００３２】
全揚程は、製造段階等において予め測定され、記憶部５２に記憶される。
【００３３】
起動圧力は、目標圧力よりも一定の圧力を減算した値であり、例えば、４ｍを目標圧力から減算した圧力である。停止流量は、給水先２１０における水の使用が停止したと判断され、ポンプ部２３を停止する水量であり、例えば、４Ｌ／ｍｉｎである。
【００３４】
定格最高回転速度とは、モータ２３ａを駆動する最高回転速度である。例えば、定格最高回転速度は、３３９０ｍｉｎ−１である。自吸運転回転速度は、定格最高回転速度よりも高速の回転速度であり、例えば、定格最高回転速度の１２４％となる４２００ｍｉｎ−１である。
【００３５】
吐出圧力一定制御により給水装置１を制御する場合には、試運転回転速度は、吸上揚程が０ｍ、且つ、定格流量での目標圧力で運転した場合の、停止流量時の回転速度であり、例えば、定格最高回転速度の約５９％となる２０１０ｍｉｎ−１である。
【００３６】
また、推定末端圧一定制御により給水装置１を制御する場合には、試運転回転速度は、管路抵抗を考慮して、吸上揚程が０ｍ、且つ、管路抵抗を考慮した定格流量での目標圧力より低い圧力で運転した場合の、停止流量時の回転速度である。
【００３７】
記憶部５２には、通常運転時において、モータ２３ａの回転速度を減速する判断を行う第１閾値、及び、モータ２３ａの回転速度を増速する判断を行う第２閾値が記憶されている。第１閾値は、揚程であり、例えば、７ｍに設定される。第２の閾値は、揚程であり、例えば、４ｍに設定される。
【００３８】
また、記憶部５２には、図５に示すように、吸上揚程に関する減速回転速度及び増速回転速度がテーブルとして予め記憶されている。
【００３９】
制御部５３は、信号線を介して、モータ２３ａ、流量センサ２４、圧力センサ２５、及び記憶部５２に接続されている。また、制御部５３は、電源供給源に接続される。制御部５３は、モータ２３ａに供給する電力の周波数を制御することで、ポンプの回転数を制御可能に構成される。
【００４０】
制御部５３は、以下の（１）乃至（４）の機能を有している。
【００４１】
（１）電源投入後に、自吸運転を行う機能。
【００４２】
（２）自吸運転後に、吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御によりポンプ部を駆動する通常運転を行うための目標圧力を決定する機能。
【００４３】
（３）吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御によりポンプ部を駆動する通常運転を行う機能。
【００４４】
（４）通常運転中に吸上揚程を算出し、モータ２３ａの最高回転速度を補正する機能。
【００４５】
以下、制御部５３の機能（１）乃至機能（４）について以下説明する。
【００４６】
機能（１）は、給水装置１に電源が投入された後のポンプ部２３の駆動制御として、自吸運転を行い、ポンプ２３ｃの自吸を行う機能である。
【００４７】
具体的には、機能（１）は、電源投入後に、圧力センサ２５で検出した流路部２２の圧力が所定の圧力として、５ｍ以下の場合において、自吸運転回転速度でポンプ部２３を駆動する自吸運転を行う。なお、このとき、自吸運転時におけるポンプ部２３の駆動電流として、最大定格電流よりも低い電流値である、自吸運転時最大電流が予め設定され、記憶部５２に記憶されている。このため、機能（１）として、当該自吸時最大電流以下となるように、電流検出による出力周波数の制限、換言すると、出力周波数の制御を併せて行う。
【００４８】
また、機能（１）は、自吸運転後、圧力センサ２５で検出される圧力、即ちポンプの吐出圧力が５ｍ以上となった場合、又は、流量センサ２４が停止流量を超えた流量を検出した場合に、揚水完了と判断し、自吸運転を停止させる。
【００４９】
このように、機能（１）は、電源投入後に、揚水が完了したと判断するまで、定格最高回転速度よりも高速でポンプ部２３を駆動して、流路部２２及びポンプ２３ｃ内を水で満たす自吸運転を行う機能である。
【００５０】
機能（２）は、試運転を行い、流量センサ２４で検出される流量が停止流量以下であるときの、圧力センサ２５で検出される圧力を通常運転における目標圧力とする機能である。
【００５１】
具体的には、機能（２）は、自吸運転後に、先ず、試運転回転速度にてポンプ部２３を駆動する。給水先２１０の蛇口２１１等が閉められる等によって、流量センサ２４で検出された流量が停止流量以下であることを検出後、圧力センサ２５でポンプ部２３の吐出圧力を検出し、検出した圧力を当該試運転以後の通常運転における目標圧力として設定する。また、設定した目標圧力を記憶部５２に記憶する。
【００５２】
試運転開始後、所定の時間、例えば、１０分間、流量が停止流量以下とならなかった場合においては、予め記憶部５２に記憶された機種別のポンプ部２３の目標圧力を通常運転における目標圧力として設定する。なお、この場合においては、機能（４）は行わない。
【００５３】
このように、機能（２）は、自吸運転後に、試運転を行い、通常運転において用いる目標圧力を設定する機能である。
【００５４】
機能（３）は、機能（２）で設定された目標圧力に基づいて、吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御を行う機能である。
【００５５】
具体的には、機能（３）は、圧力センサ２５で検出される圧力が起動圧力以下となった場合には、機能（２）で設定された目標圧力となるように、吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により、ポンプ部２３の回転数を制御する。また、ポンプ部２３の駆動中において、流量センサ２４で検出される流量が停止流量以下となった場合には、ポンプ部２３の駆動を停止する。また、ポンプ部２３の停止中において、圧力センサ２５で検出される圧力が起動圧力以下となった場合に、再びポンプ部２３を駆動し、目標圧力に基づいて、回転数を制御する。また、このときのモータ２３ａの回転速度の上限（最高回転速度）は、機能（４）で最高回転速度が補正されるまで、予め記憶部５２に記憶された定格最高回転速度、例えば３３９０ｍｉｎ−１が設定される。
【００５６】
機能（４）は、吸上揚程を算出し、当該算出した吸上揚程から記憶部５２に記憶されたテーブルに基づいて、モータ２３ａの最高回転速度を補正する機能である。
【００５７】
具体的には、機能（４）は、機能（２）において、流量センサ２４で検出される流量が停止流量以下であるときの、圧力センサ２５で検出される圧力を記憶部５２に記憶された全揚程から減算して吸上揚程を算出する。
【００５８】
次に、算出した吸上揚程及び第１閾値を比較し、算出した吸上揚程が第１閾値よりも大きい、即ち、吸上揚程が深い場合には、記憶部５２に記憶されたテーブルに吸上揚程を当て嵌め、モータ２３ａの最高回転速度を低減する。通常運転中であって、且つ、流量が停止流量を越えている場合において、低減した最高回転速度である減速回転速度を用いて、ポンプ部２３を制御する。
【００５９】
例えば、吸上揚程が７ｍ乃至７．５ｍ未満である場合には、最高回転速度を３３９０ｍｉｎ−１から約９３％である３１５０ｍｉｎ−１に低減させ、以後の通常運転においては当該減速回転速度（３１５０ｍｉｎ−１）を最高回転速度としてモータ２３ａを制御する。また、吸上揚程が７．５ｍ以上である場合には、最高回転速度を３３９０ｍｉｎ−１から約８０％である２７００ｍｉｎ−１に低減させ、以後の通常運転においては当該減速回転速度（２７００ｍｉｎ−１）を最高回転速度としてモータ２３ａを制御する。
【００６０】
算出した吸上揚程が第１閾値以下である場合には、当該吸上揚程及び第２閾値を比較する。算出した吸上揚程が第２閾値よりも小さい、即ち、吸上揚程が浅い場合には、記憶部５２に記憶されたテーブルに吸上揚程を当て嵌め、モータ２３ａの最高回転速度を増加させる。通常運転中であって、且つ、流量が停止流量を越えている場合において、増加した最高回転速度である増速回転速度を用いて、ポンプ部２３を制御する。
【００６１】
ここで、吸上揚程が４ｍ未満である場合には、最高回転速度を３３９０ｍｉｎ−１から３５４０ｍｉｎ−１に増加させ、以後の通常運転においては当該増速回転速度（３５４０ｍｉｎ−１）を最高回転速度としてモータ２３ａを制御する。
【００６２】
算出した吸上揚程が、第１閾値以下であって、且つ、第２閾値以上の場合においては、最高回転速度は定格最高回転速度（３３９０ｍｉｎ−１）を維持する。このような最高回転速度の補正を、通常運転の間、継続して行う。また、給水量が減少し、吐出圧力が起動圧力よりも一定値、例えば２ｍ以上になった場合に、定格の最高回転速度を上限として運転する。
【００６３】
このように、機能（４）は、通常運転中において、吸上揚程を算出し、当該算出した吸上揚程から記憶部５２に記憶されたテーブルに基づいて、モータ２３ａの最高回転速度を補正し、当該補正した最高回転速度で通常運転を行う機能である。
【００６４】
次に、このように構成された給水装置１の制御方法について、図６を用いて以下説明する。
【００６５】
先ず、給水装置１に電力が投入されると、制御部５３は、自吸運転を行う（ステップＳＴ１）。具体的には、制御部５３は、圧力センサ２５で検出した流路部２２の圧力が第１閾値以下であるか否かの判断を行う。圧力センサ２５で検出した圧力が所定の圧力、本形態においては５ｍ以下である場合には、制御部５３は、自吸時最大電流以下となるように出力周波数の制御を行いながら、自吸運転回転速度でポンプ部２３を駆動する。
【００６６】
自吸運転開始後に圧力センサ２５で検出される圧力が所定の圧力（５ｍ）以上となった場合、又は、流量センサ２４が停止流量を越えた流量を検出した場合には、制御部５３は、揚水完了と判断し、自吸運転を停止させる。なお、制御部５３は、圧力センサ２５で検出した圧力が第１閾値を超えている場合には、自吸運転が不要と判断し、制御部５３は、自吸運転を行わない。
【００６７】
制御部５３は、自吸運転終了後、又は、自吸運転不要と判断した後、試運転を行い、通常運転を行うための目標圧力を設定する。具体的には、制御部５３は、先ず、試運転回転速度にてモータ２３ａを回転させることにより、ポンプ部２３を駆動し、試運転を開始する（ステップＳＴ２）。
【００６８】
試運転開始後から所定の時間、例えば、１０分間、制御部５３は、流量センサ２４で検出される流量を監視し、流量センサ２４で検出される流量が停止流量以下であるか否かの判断を行う（ステップＳＴ３）。
【００６９】
流量センサ２４で検出された流量が停止流量以下である場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）には、制御部５３は、次に、圧力センサ２５で検出された圧力を、通常運転における目標圧力として設定する（ステップＳＴ４）。また、制御部５３は、設定した目標圧力を記憶部５２に記憶する。
【００７０】
次に、制御部５３は、ステップＳＴ４で設定された目標圧力に基づいて、吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御による通常運転を行う（ステップＳＴ５）。
【００７１】
次に、制御部５３は、通常運転中に、吸上揚程を算出する（ステップＳＴ６）。具体的には、制御部５３は、通常運転中に圧力センサ２５で検出したポンプ部２３の吐出圧力を記憶部５２に記憶された全揚程から減算し、この減算した全揚程と吐出圧力の差を吸上揚程として算出する。
【００７２】
次に、制御部５３は、算出した吸上揚程及び第１閾値を比較し、算出した吸上揚程が第１閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳＴ７）。算出した吸上揚程が第１閾値よりも大きい、即ち、吸上揚程が深い場合（ステップＳＴ７のＹＥＳ）には、制御部５３は、モータ２３ａの最高回転速度を低減する（ステップＳＴ８）。
【００７３】
具体的には、制御部５３は、記憶部５２に記憶されたテーブルに算出した吸上揚程を当て嵌め、モータ２３ａの最高回転速度を導出する。ここで、第１閾値よりも算出した吸上揚程が大きい場合には、最高回転速度が低減された減速回転速度により、以後、モータ２３ａの最高回転速度として通常運転を行う。
【００７４】
ステップＳＴ７において、算出した吸上揚程が第１閾値以下である場合（ステップＳＴ７のＮＯ）には、制御部５３は、算出した吸上揚程及び第２閾値を比較し、算出した吸上揚程が第２閾値より小さいか否かを判断する（ステップＳＴ９）。算出した吸上揚程が第２閾値よりも小さい、即ち、吸上揚程が浅い場合（ステップＳＴ９のＹＥＳ）には、制御部５３は、モータ２３ａの最高回転速度を増加する（ステップＳＴ１０）。
【００７５】
具体的には、制御部５３は、記憶部５２に記憶されたテーブルに算出した吸上揚程を当て嵌め、モータ２３ａの最高回転速度を導出する。ここで、第１閾値よりも算出した吸上揚程が大きい場合には、最高回転速度が低減された減速回転速度により、以後、モータ２３ａの最高回転速度として通常運転を行う。なお、ステップＳＴ８及びステップＳＴ１０において、モータ２３ａの最高回転速度を増減した場合には、制御部５３は、通常運転において、繰り返しステップＳＴ７以降の処理を繰り返す。
【００７６】
ステップＳＴ９において、算出した吸上揚程が第２閾値以上である場合（ステップＳＴ９のＮＯ）には、制御部５３は、記憶部５２に予め定められたモータ２３ａの最高回転速度、即ちモータ２３ａの定格最高回転速度にて通常運転を行う（ステップＳＴ１１）。
【００７７】
以後、停止指示がある（ステップＳＴ１２）まで、制御部５３は、ステップＳＴ７以降のモータ２３ａの最高回転速度の補正を繰り返し行いながら、通常運転を継続する。
【００７８】
また、流量センサ２４で検出された流量が停止流量より大きい場合（ステップＳＴ３のＮＯ）には、制御部５３は、予め記憶部５２に記憶されたポンプ部２３の目標圧力を、通常運転における目標圧力として設定する（ステップＳＴ１３）。次に、制御部５３は、ステップＳＴ１３で設定された予め記憶部５２に記憶されたポンプ部２３の目標圧力に基づいて、吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御による通常運転を行う（ステップＳＴ１４）。なお、記憶部５２に予め記憶されたポンプ部２３の目標圧力を用いて通常運転を行う場合には、ステップＳＴ７以降のモータ２３ａの最高回転速度の補正は行わず、停止指示がある（ステップＳＴ１２）まで、定格最高回転速度にて通常運転を行う。
【００７９】
このように構成された給水装置１によれば、試運転時において停止流量以下となった時点におけるポンプ部２３の吐出圧力を、通常運転時の目標圧力とすることで、給水装置１を設置した吸上揚程に応じて、最高の吐出圧力となるように、ポンプ部２３を制御することが可能となる。
【００８０】
また、給水装置１は、吸上揚程を算出し、当該吸上揚程に基づいて最高回転速度を補正することで、キャビテーションの発生の防止及び揚水性能を向上することが可能となる。具体的に説明すると、小型の給水装置１において、ポンプ２３ｃに渦流ポンプが用いられる場合においては、インペラの周速が早いと、キャビテーションが発生する。結果、ポンプ部２３から吐出される流量が低下する。なお、吐出圧力一定制御の場合においては、目標圧力での最大流量時にモータ２３ａが最高回転速度に達する。しかし、流量がさらに増大し、吐出圧力が低下して、目標圧力より４ｍ低く設定された起動圧力における流量未満においては、キャビテーションが発生することがないが、起動圧力における流量以上においてはキャビテーションが発生する虞がある。
【００８１】
そこで、流量が停止流量を超えており、上記の機能（４）にあるように、吸上揚程が第１閾値より深い場合であって、且つ、吐出圧力が起動圧力以下の状態においては、減速回転速度を上限として通常運転を行う。また、給水量が減少し、吐出圧力が起動圧力よりも一定値（２ｍ）以上となった場合に、定格最高回転速度を上限として運転する。
【００８２】
このように、モータ２３ａの最高回転速度を補正することで、キャビテーションの発生が防止できる。換言すると、減速回転速度によりモータ２３ａの上限として通常運転することで、給水装置１は、例えば、吸上揚程Δ７．５ｍ以上の場合における揚水性能を、キャビテーションによる流量低下が比較的軽微な吸上揚程がΔ７．５ｍより低い揚程時の揚水性能に近づけることができ、さらに回転速度低減により消費電力を低減できる。即ち、給水装置１は、キャビテーションの発生を軽減し、そして、運転流量を増加することで、揚水性能の向上、省エネ運転が可能となる。
一例として吸上揚程Δ８ｍ時の揚水性能の実験結果では、最高回転速度を２７００ｍｉｎ−１に減速させることで、減速しない場合の最大流量１７．７Ｌ／ｍｉｎであるのに対して、流量が２０．８Ｌ／ｍｉｎとなり、流量が３．１Ｌ／ｍｉｎ増加する結果となった。また、消費電力は、減速しない場合の３５６Ｗに対して２６７Ｗとなり、消費電力が８９Ｗ減少する結果となった。また、最高総合効率は、減速しない場合の１８．２％に対して２８．４％となり、最高総合効率が１０．２％改善される結果となった。これらの結果は、上述のように、インペラ外周の周速を低減することにより、キャビテーションによる気泡の発生量が少なくなり、流量が増加し、回転速度低減により消費電力が低減するためである。
【００８３】
また、渦流ポンプを用いたポンプ部２３によれば、目標圧力での最大流量時に最高回転速度に到達し、消費電力（電流）も最大となる。また、渦流ポンプを用いたポンプ部２３によれば、使用流量の増大に伴い吐出圧力が低下すると、渦巻きポンプやタービンポンプと異なり、消費電力が大幅に低下する特性を有する。
【００８４】
このため、求めた吸上揚程が、全流量域においてキャビテーションの発生の虞が無い吸上揚程（第２の閾値）より浅い場合には、定格最高回転速度よりも増加させた増速最高回転速度によりポンプ部２３を駆動する。増速最高回転速度によりモータ２３ａを駆動することで、最大消費電力を、定格最高回転速度での運転時の最大消費電力と同等することが可能となる。これにより、給水装置１の揚水性能の向上が可能となる。
【００８５】
また、図２に示すように、受水槽３２０の水を建造物２００に給水する用途で給水装置１が用いられる場合においては、水道を各戸が同時に使用することになる。このとき、使用水量が増加することから、吸上揚程がΔ１ｍ以下であることから、最高回転速度を増速することで、給水装置１は、流量を増加することが可能となる。結果、給水装置１の性能を、より向上することが可能となる。
【００８６】
上述したように、本発明の一実施形態に係る給水装置１によれば、キャビテーションの発生を防止可能となる。
【００８７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、給水装置１は、吸上揚程が異なる設置場所に設置される構成として井戸１００及び受水槽３２０のそれぞれに設けられる構成を説明し、吸上揚程を制御部５３が算出する構成を説明したがこれに限定されない。図３に符号５１で示すように、例えば、給水装置１は、電装部２７に、切換スイッチ５１をさらに有する構成であってもよい。このような本発明の他の実施形態に係る給水装置１について以下説明する。
【００８８】
切換スイッチ５１は、吸上揚程が異なる給水装置１を設置する設置場所を選択可能に構成されている。即ち、切換スイッチ５１は、図１に示すように、給水装置１を井戸１００の近傍に設置する場合、及び、図２に示すように、給水装置１を水道水のブースト用に受水槽３２０に設置する場合のいずれかを選択可能に構成される。
【００８９】
即ち、切換スイッチ５１は、使用者が井戸モード及び受水槽モードを選択し、これらモードを切り換え可能に構成されている。
【００９０】
制御部５３は、切換スイッチ５１により井戸モードが選択された場合には、定格最高回転速度を上限として通常運転する。また、制御部５３は、切換スイッチ５１により受水槽モードが選択された場合には、機能（４）によりモータ２３ａの最高回転速度を増減する補正を行い、通常運転を行う。このような構成とすることで、受水槽３２０に給水装置１が設置される場合において、給水装置１の揚水性能を向上させることが可能となる。
【００９１】
また、さらに他の実施形態としては、給水装置１に用いられる切換スイッチ５１は、３段階に切り換え可能な構成としてもよい。
【００９２】
例えば、切換スイッチ５１は、使用者が浅井戸モード、深井戸モード及び受水槽モードのいずれかを選択し、これらのモードを切り換え可能に構成される。
【００９３】
このような切換スイッチ５１を用いる場合には、制御部５３は、切換スイッチ５１により浅井戸モードが選択された場合には、定格最高回転速度を上限として通常運転を行う。
【００９４】
また、制御部５３は、切換スイッチ５１により深井戸モードが選択された場合には、機能（４）において、算出された吸上揚程が第１閾値よりも大きい場合には、記憶部５２に記憶されたテーブルに吸上揚程を当て嵌め、モータ２３ａの最高回転速度を低減する。制御部５３は、第１閾値よりも小さい場合には、定格最高回転速度で通常運転を行う。即ち、深井戸モードにおいては、制御部５３は、最高回転速度の減速のみの補正を行う。
【００９５】
さらに、制御部５３は、切換スイッチ５１により受水槽モードが選択された場合には、機能（４）によりモータ２３ａの最高回転速度を増減する補正を行い、通常運転を行う。
【００９６】
このような構成とすることで、井戸１００が深い場合にいては、キャビテーションの発生を防止でき、また、受水槽３２０に給水装置１が設置される場合においては、給水装置１の揚水性能を向上させることが可能となる。
【００９７】
また、上述した例では、給水装置１のポンプ部２３に渦流ポンプを用いる構成を説明したがこれに限定されない。例えば、ポンプ部２３のポンプ２３ｃは、渦巻きポンプ、ジェットポンプ、水中ポンプ及び容積式ポンプ等、種々多様なポンプを用いることが可能となる。但し、渦流ポンプ以外のポンプ２３ｃを用いる場合においては、渦流ポンプと同等の特性を有するポンプ２３ｃ以外には、モータ２３ａの最高回転速度を増加させる補正は行わない。これは、増速回転速度を用いることで、揚水性能が向上する特性を有するポンプとして渦流ポンプが挙げられるが、他のポンプで渦流ポンプと同様の特性を有さない場合には、消費電力が増大する虞があるためである。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１…給水装置、１０…吸込配管、１１…吐出配管、２１…ベース、２２…流路部、２２ａ…自吸室、２３…ポンプ部、２３ａ…モータ、２３ｂ…回転軸、２３ｃ…ポンプ、２４…流量センサ、２５…圧力センサ、２６…アキュムレータ、２７…電装部、３１…センサ部、３２…外郭体、３３…フロート、３４…磁石、４１…ダイヤフラム、４２…センサ部、４３…基板、５１…切換スイッチ、５２…記憶部、５３…制御部、１００…給水源、１００…井戸、１０１…井戸水、２００…建造物、２１０…給水先、２１１…蛇口、３００…水道本管、３１０…水道分岐管、３２０…受水槽、３２１…水。
【図１】
2018091248.tif 000003
【図２】
2018091248.tif 000004
【図３】
2018091248.tif 000005
【図４】
2018091248.tif 000006
【図５】
2018091248.tif 000007
【図６】
2018091248.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月29日(2018.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源に接続された吸込配管と、
前記吸込配管に接続された流路部と、
前記流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部と、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサと、
前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサと、
前記ポンプ部の停止流量時の定格全揚程、並びに、前記モータの定格最高回転速度及び前記定格最高回転速度よりも低い減速回転速度が記憶された記憶部と、
電源投入後の前記ポンプ部を吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の定格全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した前記吸上揚程から、前記記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度を選択し、選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記試運転回転速度を、前記吸上揚程が０ｍ、且つ、定格流量での目標圧力で運転した場合の停止流量時の回転速度としたことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項４】
前記記憶部には、前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項３に記載の給水装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項４に記載の給水装置。
【請求項６】
渦流ポンプを使用するとともに、前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項７】
前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記通常運転中に前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記渦流ポンプを制御することを特徴とする請求項６に記載の給水装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記通常運転中に前記渦流ポンプの吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御することを特徴とする請求項７に記載の給水装置。
【請求項９】
吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチを備え、
前記制御部は、前記切換スイッチにより深い吸上揚程が選択された場合には、前記通常運転中に前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合には、前記通常運転中に、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項６に記載の給水装置。
【請求項１０】
給水源に接続された吸込配管に接続された流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部を電源投入後に吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の全揚程から減算して吸上揚程を算出し、
算出した前記吸上揚程から、記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は減速回転速度を選択し、
選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする給水装置の制御方法。
【請求項１１】
前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１２】
前記記憶部には、前記ポンプ部を停止する停止流量及び前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１１に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１３】
渦流ポンプを使用するとともに、
前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１４】
前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記通常運転中に、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１５】
前記通常運転中に、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１４に記載の給水装置の制御方法。
【請求項１６】
前記吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチにより深い前記吸上揚程が選択された場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記通常運転中に、前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合に、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の給水装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
また、上述した例では、給水装置１のポンプ部２３に渦流ポンプを用いる構成を説明したがこれに限定されない。例えば、ポンプ部２３のポンプ２３ｃは、渦巻きポンプ、ジェットポンプ、水中ポンプ及び容積式ポンプ等、種々多様なポンプを用いることが可能となる。但し、渦流ポンプ以外のポンプ２３ｃを用いる場合においては、渦流ポンプと同等の特性を有するポンプ２３ｃ以外には、モータ２３ａの最高回転速度を増加させる補正は行わない。これは、増速回転速度を用いることで、揚水性能が向上する特性を有するポンプとして渦流ポンプが挙げられるが、他のポンプで渦流ポンプと同様の特性を有さない場合には、消費電力が増大する虞があるためである。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  給水源に接続された吸込配管と、
前記吸込配管に接続された流路部と、
前記流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部と、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサと、
前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサと、
前記ポンプ部の停止流量時の定格全揚程、並びに、前記モータの定格最高回転速度及び前記定格最高回転速度よりも低い減速回転速度が記憶された記憶部と、
電源投入後の前記ポンプ部を吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の定格全揚程から減算して吸上揚程を算出し、算出した前記吸上揚程から、前記記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度を選択し、選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給水装置。
［２］  前記試運転回転速度を、前記吸上揚程が０ｍ、且つ、定格流量での目標圧力で運転した場合の停止流量時の回転速度としたことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［３］  前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［４］  前記記憶部には、前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする［３］に記載の給水装置。
［５］  前記制御部は、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする［４］に記載の給水装置。
［６］  渦流ポンプを使用するとともに、前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
前記制御部は、算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［７］  前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記制御部は、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記渦流ポンプを制御することを特徴とする［６］に記載の給水装置。
［８］  前記制御部は、前記渦流ポンプの吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御することを特徴とする［７］に記載の給水装置。
［９］  吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチを備え、
前記制御部は、前記切換スイッチにより深い吸上揚程が選択された場合には、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合には、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする［６］に記載の給水装置。
［１０］  給水源に接続された吸込配管に接続された流路部に設けられたポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ部を電源投入後に吐出圧力一定制御又は推定末端圧一定制御により駆動する通常運転前に、前記通常運転における前記モータの定格最高回転速度よりも低速の試運転回転速度で前記ポンプ部を試運転し、
前記ポンプの二次側に設けられた流量センサで検出された流量が前記停止流量以下であることを検出後、前記ポンプの二次側に設けられた圧力センサで検出された圧力を前記ポンプ部の全揚程から減算して吸上揚程を算出し、
算出した前記吸上揚程から、記憶部に記憶された前記定格最高回転速度又は減速回転速度を選択し、
選択した前記定格最高回転速度又は前記減速回転速度に基づいて前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする給水装置の制御方法。
［１１］  前記記憶部には、前記ポンプ部を前記減速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第１閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第１閾値よりも深い場合には、前記減速回転速度を上限として前記ポンプ部を制御する、
ことを特徴とする［１０］に記載の給水装置の制御方法。
［１２］  前記記憶部には、前記ポンプ部を停止する停止流量及び前記ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記減速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする［１１］に記載の給水装置の制御方法。
［１３］  渦流ポンプを使用するとともに、
前記記憶部には、前記定格最高回転速度よりも高い増速回転速度と、前記ポンプ部を前記増速回転速度で駆動する前記吸上揚程である第２閾値が記憶され、
算出した前記吸上揚程が前記第２閾値よりも浅い場合には、前記増速回転速度を上限として前記渦流ポンプを制御する、
ことを特徴とする［１０］に記載の給水装置の制御方法。
［１４］  前記記憶部には、前記渦流ポンプを起動する起動圧力が記憶され、
前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力以下のときに、前記増速回転速度で前記ポンプ部を制御することを特徴とする［１３］に記載の給水装置の制御方法。
［１５］  前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする［１４］に記載の給水装置の制御方法。
［１６］  前記吸上揚程が異なる設置場所を選択する切換スイッチにより深い前記吸上揚程が選択された場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御し、
前記切換スイッチにより浅い吸い上げ揚程が選択された場合に、前記流量センサで検出された流量が前記停止流量を超え、且つ、前記圧力センサで検出された圧力が前記起動圧力より一定値以下のときに、前記増速回転速度を上限とし、且つ、前記ポンプ部の吐出圧力が前記起動圧力よりも一定値以上となった場合に、前記定格最高回転速度を上限として前記ポンプ部を制御することを特徴とする［１３］に記載の給水装置の制御方法。