(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を増圧して吐き出すポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、を具備するポンプ装置と、
前記ポンプから吐出された前記液体が流れる流路を有する流路部と、
前記流路部に設けられ、前記流路内を流れる前記液体を受ける複数の羽根部を具備する羽根車と、
前記流路部に設けられて前記羽根車を回転方向に１８０度以上覆うとともに前記羽根部の一部を前記流路内に露出する開口が形成された周壁部と、
前記羽根車の回転数を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記液体の流量を算出し、算出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、
前記流路部において前記羽根車に対して上流側に設けられた整流板と、
を具備し、
前記整流板は、十字形状に形成されて前記流路を同じ流路断面積を有する第１の流路部、第２の流路部、第３の流路部及び第４の流路部に仕切り、
前記周壁部及び前記羽根車は、前記第１の流路部、前記第２の流路部、前記第３の流路部及び前記第４の流路部のいずれか１つを前記液体の流れる方向に沿って延長した部分に設けられる、
給水装置。
【請求項２】
前記周壁部の少なくとも一端に設けられ、前記周壁部の内側に形成される収容空間を塞
ぐ壁部を具備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３】
液体を増圧して吐き出すポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、を具備するポンプ装置と、
前記ポンプから吐出された前記液体が流れる流路を有する流路部と、
前記流路部に設けられ、前記流路内を流れる前記液体を受ける複数の羽根部を具備する羽根車と、
前記流路部に設けられて前記羽根車を回転方向に１８０度以上覆うとともに前記羽根部の一部を前記流路内に露出する開口が形成された周壁部と、
前記羽根車の回転数を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記液体の流量を算出し、算出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、
を具備し、
前記ポンプ装置が一対設けられ、
前記流路部は、前記一対のポンプ装置のうち一方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第１の流入口と、前記一対のポンプ装置のうち他方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第２の流入口と、前記液体をさらに下流側に吐出する吐出口と、を具備した合流管部材を具備し、
前記合流管部材内に形成された流路は、前記吐出口の中心線を通る平面であって前記第１の流入口の中心線及び前記第２の流入口の中心線に直交する直線に平行な平面に対して対称な形状を有し、
前記周壁部及び前記羽根車は、前記合流管部材の内面の前記吐出口と対向する部位に形成され、
前記羽根車の回転軸の軸線は、前記平面上に配置され、
前記制御部は、前記一対のポンプに対して交互運転制御を行う
給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル等の建物には、末端となる蛇口まで給水する給水装置が用いられている。給水装置は、ポンプ装置と、ポンプ装置のポンプから吐き出された水を供給先の末端となる蛇口まで導く管部材と、管部材中に設けられる流量検出装置と、管部材中に設けられる圧力検出装置と、を有している。（例えば、特許文献１参照。）
ポンプ装置は、ポンプと、ポンプを駆動するモータと、モータの回転数を制御するインバータと、インバータを制御する制御部と、を有している。制御部は、圧力検出装置の検出結果に基づき、管部材中の圧力が起動圧力以下となるとモータを起動する。また、制御部は、流量検出装置の検出結果に基づいて管部材中の流量が停止流量以下となると、ポンプの駆動を停止する。
【０００３】
流量検出装置として、パドル式の流量検出装置が知られている。パドル式の流量検出装置は、管部材中の水を受けて回転可能に支持されるパドルと、信号出力部と、を有している。
【０００４】
パドルは、内部に磁石が設けられている。パドルは、管部材内の流量が停止流量以下となると、初期位置に戻る。
【０００５】
信号出力部は、パドルの磁石の磁力を検出すると信号を出力し、磁力を検出しない状態では信号を出力しない。
【０００６】
パドルの磁石の磁力は、パドルが初期位置にあるときに信号出力部の検出範囲内にありかつ、パドルが初期位置から回転すると信号出力部の検出範囲から外れる大きさを有している。この為、信号出力部は、パドルが初期位置から回転すると、信号の出力を停止する。
【０００７】
制御部は、信号出力部から信号を受信すると、流量が停止流量以下であると判断して、ポンプの駆動を停止する。
【０００８】
一方、給水装置では、省エネの観点から、ポンプの連続運転時間を短くすることが求められている。ポンプの連続運転を短くする為には、停止流量を高い値に設定する必要がある。しかしながら、パドル式の流量検出装置では、停止流量は、パドルの形状によって決定される。この為、パドル式の流量検出装置では、停止流量を変更することが難しい。
【０００９】
これに対して、羽根車式の流量検出装置が知られている。羽根車式の流量検出装置は、管部材中に設置されて管部材中の水の流れを受けて回転する羽根車と、羽根車の回転数を検出し、羽根車の回転数に応じた信号を出力する信号出力部と、を有している。羽根車の回転数は、管部材中の流量に応じて変化する。（例えば、特許文献２参照。）
羽根車式の流量検出装置を用いる場合では、制御部は、設定された停止流量に応じた信号を受信したときに、ポンプの駆動を停止する。この為、羽根車式の流量検出装置では、停止流量の設定は変更が容易に可能となるので、停止流量を大きく設定して省エネ運転を行うことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２８４８７１号公報
【特許文献２】特許第３５０９９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、羽根車式の流量検出装置を有する給水装置では、以下のような問題があった。すなわち、羽根車は水の流れを受けて一方向に回転するが、羽根車の設置位置によっては、羽根車の周囲に、この一方向の回転の抵抗となる流れが発生する。
【００１２】
このように、一方向の回転の抵抗となる流れが発生することによって、羽根車式の回転数は、管部材中の水の流量に応じた値から外れた値となる。羽根車式の回転数が管部材中の水の流量に応じた値から外れた値となることによって、流量検出装置の検出精度が低下する。
【００１３】
本発明は、省エネ運転が可能であり、かつ、流量の検出精度の低下を防止できる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】
【００１４】
本発明の給水装置は、液体を増圧して吐き出すポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、を具備するポンプ装置と、前記ポンプから吐出された前記液体が流れる流路を有する流路部と、前記流路部に設けられ、前記流路内を流れる前記液体を受ける複数の羽根部を具備する羽根車と、前記流路部に設けられて前記羽根車を回転方向に１８０度以上覆うとともに前記羽根部の一部を前記流路内に露出する開口が形成された周壁部と、前記羽根車の回転数を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記液体の流量を算出し、算出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、前記流路部において前記羽根車に対して上流側に設けられた整流板と、を備える。前記整流板は、十字形状に形成されて前記流路を同じ流路断面積を有する第１の流路部、第２の流路部、第３の流路部及び第４の流路部に仕切る。前記周壁部及び前記羽根車は、前記第１の流路部、前記第２の流路部、前記第３の流路部及び前記第４の流路部のいずれか１つを前記液体の流れる方向に沿って延長した部分に設けられる。
本発明の他の給水装置は、液体を増圧して吐き出すポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、を具備するポンプ装置と、前記ポンプから吐出された前記液体が流れる流路を有する流路部と、前記流路部に設けられ、前記流路内を流れる前記液体を受ける複数の羽根部を具備する羽根車と、前記流路部に設けられて前記羽根車を回転方向に１８０度以上覆うとともに前記羽根部の一部を前記流路内に露出する開口が形成された周壁部と、前記羽根車の回転数を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記液体の流量を算出し、算出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、を備える。前記ポンプ装置が一対設けられる。前記流路部は、前記一対のポンプ装置のうち一方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第１の流入口と、前記一対のポンプ装置のうち他方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第２の流入口と、前記液体をさらに下流側に吐出する吐出口と、を具備した合流管部材を備える。前記合流管部材内に形成された流路は、前記吐出口の中心線を通る平面であって前記第１の流入口の中心線及び前記第２の流入口の中心線に直交する直線に平行な平面に対して対称な形状を有する。前記周壁部及び前記羽根車は、前記合流管部材の内面の前記吐出口と対向する部位に形成される。前記羽根車の回転軸の軸線は、前記平面上に配置される。前記制御部は、前記一対のポンプに対して交互運転制御を行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、省エネ運転が可能であり、かつ、流量の検出精度の低下を防止できる給水装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る給水装置を示す概略図。
【図２】同給水装置の一対の連結管部材と逆止弁装置と合流管部材とを示す平面図。
【図３】一方の連結管部材と、一方の逆止弁装置と、合流管部材の一部と、を切断して示す断面図。
【図４】同連結管部材の第２の管部を、同第２の管部の中心線を通りかつ同連結管部材の第１の管部の中心線の延長線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。
【図５】同連結管部材は、同第２の管部の中心線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。
【図６】図４に示されたＦ６―Ｆ６線断面に沿って示す同連結管部材の断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る給水装置の連結管部材と流量検出装置と逆止弁装置と合流管部材とを一部切り欠いて示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る給水装置１０を、図１，２，３，４，５，６を用いて説明する。図１は、給水装置１０を示す概略図である。図１に示すように、給水装置１０は、一対のポンプ装置２０と、各ポンプ装置２０のポンプ２１に対して設けられてポンプ２１から吐出された水が流動可能に形成された連結管部材３０と、連結管部材３０中に設けられた流量検出装置５０と、各連結管部材３０に連結された逆止弁装置６０と、両逆止弁装置６０に連結された合流管部材７０と、合流管部材７０に連結されて例えば蛇口等へ水を導く配管部材８０と、合流管部材７０に連結されたアキュムレータ９０と、合流管部材７０に設けられた圧力検出装置１００と、ポンプ装置２０の動作を制御可能に構成された制御盤１１０と、を有している。
【００１８】
両ポンプ装置２０は、互いに同じ構造である。ポンプ装置２０は、水を増圧して吐出し可能に構成されたポンプ２１と、ポンプ２１を駆動可能に構成されたモータ２２と、を有している。
【００１９】
図２は、連結管部材３０と、逆止弁装置６０と、合流管部材７０と、を示す平面図である。図３は、一方の連結管部材３０と、一方の逆止弁装置６０と、合流管部材７０の一部とを、切断して示す断面図である。図３に示すように、連結管部材３０は、Ｌ字形状に形成されており、第１の管部３１と、第２の管部３２と、を有している。第１の管部３１は、連結管部材３０の屈曲部３３を挟んで一方側の部分である。第２の管部３２は、屈曲部３３を挟んで他方側の部分である。
【００２０】
第１の管部３１の一端は、ポンプ２１の一端に連結されている。第１の管部３１は、ポンプ２１の吐出口２３と連通している。第１の管部３１は、その断面形状が円形であり、かつ、第２の連結部４２に近づくにつれて次第に縮径する形状である。
【００２１】
図４は、第２の管部３２を、第２の管部３２の中心線Ｃ２を通りかつ第１の管部３１の中心線Ｃ１の延長線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図である。図４に示すように、第１の管部３１内には、整流板３４が設けられている。整流板３４は、第１の管部３１内を４つの流路部に分けるように形成されている。具体的には、整流板３４は、第１の板部３４ａと、第２の板部３４ｂと、を有している。第１の板部３４ａの両面は、互いに平行な平面である。第２の板部３４ｂの両面は、互いに平行な平面である。第２の板部３４ｂは、第１の板部３４ａに直交している。
【００２２】
整流板３４は、第１の管部３１内に、第１の流路部Ｓ１と、第２の流路部Ｓ２と、第３の流路部Ｓ３と、第４の流路部Ｓ４とを、形成している。流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、第１の管部３１内を４つの象限に分けた場合の各象限に対応している。
【００２３】
具体的には、第１の流路部Ｓ１は、第１の管部３１内の４つの象限のうちの１つ内に形成されている。第２の流路部Ｓ２は、第１の管部３１内の残りの３つの象限のうちの１つ内に形成されている。第３の流路部Ｓ３は、第１の管部３１内の残りの２つの象限の内の１つ内に形成されている。第４の流路部Ｓ４は、残りの象限内に形成されている。流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の流路断面積は、各々同じである。
【００２４】
第２の管部３２は、第１の管部３１の延びる方向に対して直交する方向に延びている。具体的には、第２の管部３２は、第２の板部３４ｂに直交する方向に延びている。図５は、第２の管部３２を、第２の管部３２の中心線Ｃ２に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図である。図４，５に示すように、第２の管部３２の断面形状は、略円形である。
【００２５】
図６は、図４に示すＦ６―Ｆ６線断面に沿って示す連結管部材３０の断面図である。図６は、図５に示す中心線Ｃ２を通り、第２の板部３４ｂに直交する断面に沿って連結管部材３０を切断した状態を示す断面図である。図５，６に示すように、第２の管部３２内には、収容部３５が形成されている。収容部３５は、流量検出装置５０の後術する羽根車５２を収容可能に形成されている。収容部３５は、周壁部３６と、底壁部３７と、蓋部材３８と、を有している。
【００２６】
周壁部３６は、第２の管部３２の周壁部の一部である。具体的には、周壁部３６は、第２の管部３２の周壁部のうち、第１の管部３１の４つの流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の内のいずれかい１つを配管部材８０の内面に沿って水の流れる方向に延長した部分に設けられている。
【００２７】
本実施形態では、一例として、周壁部３６は、第１の管部３１の第３の流路部Ｓ３を配管部材８０の内面に沿って水の流れる方向に延長した部分に設けられている。
【００２８】
ここで、第２の管部３２の中心線に直交する断面を４つの象限に分ける。４つの象限は、第１の管部３１の中心線Ｃ１に直交する第１の仮想平面Ｖ１と、第１の仮想平面Ｖ１に直交する第２の仮想平面Ｖ２とによって規定されている。図５中、左上の象限を、第１の象限Ｑ１とし、左下の象限を第２の象限Ｑ２とし、右上の象限を第３の象限Ｑ３とし、右下の象限を第４の象限Ｑ４としている。
【００２９】
なお、第１の象限Ｑ１は、第１の流路部Ｓ１を、連結管部材３０の内面に沿って延長した位置に配置されており、第１の流路部Ｓ１に対応している。第２の象限Ｑ２は、第２の流路部Ｓ２を、連結管部材３０の内面に沿って延長した位置に配置されており、第２の流路部Ｓ２に対応している。第３の象限Ｑ３は、第３の流路部Ｓ３を、連結管部材３０の内面に沿って延長した位置に配置されており、第３の流路部Ｓ３に対応している。第４の象限Ｑ４は、第４の流路部Ｓ４を、連結管部材３０の内面に沿って延長した位置に配置されており、第４の流路部Ｓ４に対応している。
【００３０】
この為、周壁部３６は、図５に示すように、第２の管部３２の断面を４つの象限に分けた場合の第３の象限Ｑ３に位置している。
【００３１】
周壁部３６は、第２の管部３２の周壁部３６以外の部分に対して径方向外側に突出している。周壁部３６の内面３６ａは、所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。言い換えると、内面３６ａは、所定の半径を有する仮想円柱の一部を形成する曲面形状を有している。
【００３２】
より具体的に説明すると、内面３６ａが一部を形成する仮想円柱の中心線Ｃ３は、第１の管部３１の中心線Ｃ１に平行である。中心線Ｃ３は、図４に示すように、第２の管部３２の内面に対して、外側にオフセットされた位置に配置されている。
【００３３】
この為、図４に示すように、内面３６ａの上流縁３６ｂと中心線Ｃ３と内面３６ａの下流縁３６ｃとが成す角度βは、１８０度未満となる。周壁部３６は、周壁部３６内の空間言い換えると仮想円柱を中心線Ｃ３回りに１８０度より大きい角度範囲で覆っている。上流縁３６ｂと下流縁３６ｃとの間は、収容部３５内を連結管部材３０内に連通する開口３５ａとなっている。
【００３４】
底壁部３７は、周壁部３６の一端に連結されており、収容部３５の端壁を形成している。収容部３５の一端は、底壁部３７によって塞がれている。底壁部３７は、内面３６ａが一部を形成する仮想円柱の半径と同じ長さの半径を有する円形状に形成されており、中心線Ｃ３と同心となる位置に配置されている。底壁部３７において収容部３５内に面する底面３７ａは、第２の仮想平面Ｖ２に直交する平面に形成されている。
【００３５】
第２の管部３２において底壁部３７に中心線Ｃ３に沿って対向する部分には、開口３９が形成されている。開口３９は、中心線Ｃ３と同心となる位置に配置されている。開口３９の内面には、雌ねじが形成されている。
【００３６】
蓋部材３８は、第２の管部３２に、開口３９を開閉可能となるように、着脱可能に形成されている。具体的には、蓋部材３８は、円筒形状に形成されており、周面に、開口３９に螺合可能な雄ねじが形成されている。蓋部材３８は、開口３９に螺合することによって、第２の管部３２に液密に固定される。蓋部材３８は、開口３９を液密にシール可能に形成されている。蓋部材３８を回転することによって、蓋部材３８を第２の管部３２から取り外すことができる。収容部３５の他端は、蓋部材３８によって塞がれている。
【００３７】
流量検出装置５０は、第２の管部３２に設けられている。流量検出装置５０は、収容部３５内に設けられた回転軸５１と、回転軸５１に回転可能に設けられた羽根車５２と、羽根車５２の回転を検出し、羽根車５２の回転に応じた信号を出力可能に構成された検出部５３と、を有している。
【００３８】
回転軸５１は、底壁部３７の中心に固定されており、中心線Ｃ３と平行である。羽根車５２は、内部に回転軸５１を収容可能な円筒形状の基部５４と、基部５４に周方向に等間隔離間して設けられた複数の羽根部５５と、を有している。
【００３９】
基部５４は、回転軸５１を収容可能な収容穴５６が形成されている。収容穴５６の径は、回転軸５１に対して若干大きい。この為、羽根車５２は、回転軸５１回りに回転可能となる。基部５４の蓋部材３８側の端部には、磁石５７が埋め込まれている。磁石５７は、基部５４の中心線に対して偏心した位置に配置されている。
【００４０】
羽根車５２の径方向の長さは、収容部３５の内面３６ａに接しない長さ、言い換えると内面３６ａに対して離間する長さに設定されている。具体的には、羽根部５５の径方向の長さは、内面３６ａが一部を形成する仮想円柱の半径よりも若干短い。この為、羽根部５５は、内面３６ａに接触しない。
【００４１】
図５，６に示すように、検出部５３は、蓋部材３８内に設けられている。検出部５３は、ホールＩＣ５３ａを有している。ホールＩＣ５３ａは、磁石５７に起因する磁束を検出する。検出部５３は、検出した磁束に応じた信号、言い換えると、羽根車５２の回転に応じた信号を出力する。
【００４２】
図３に示すように、逆止弁装置６０は、連結管部材３０の第２の管部３２に連結されたハウジング６１と、ハウジング６１内に設置された逆止弁６２と、を有している。ハウジング６１は、第２の管部３２の開口に連通可能に形成された第５の流路部６３と、第５の流路部６３に連通し、第５の流路部６３よりも流路断面積が大きい第６の流路部６４と、を有している。
【００４３】
逆止弁６２は、第６の流路部６４内に収容されており、第５の流路部６３を開閉可能に形成されている。具体的には、逆止弁６２は、ばね部材６７によって第５の流路部６３の開口を覆うように当該開口の縁に押し付けられている。ばね部材６７がたわむことによって、逆止弁６２は、第５の流路部６３を開く方向に移動可能となる。逆止弁６２が移動することによって、第５の流路部６３が開く。
【００４４】
図２に示すように、合流管部材７０は、一方の逆止弁装置６０のハウジング６１と、他方の逆止弁装置６０のハウジング６１とに連結されている。合流管部材７０は、両ハウジング６１内に連通している。
【００４５】
このように、ポンプ２１から末端までの間は、連結管部材３０と合流管部材７０と配管部材８０とによって、連結されている。連結管部材３０と合流管部材７０とには、流路５が形成されている。
【００４６】
図１に示すように、圧力検出装置１００は、合流管部材７０内の圧力を検出し、検出した圧力に応じた信号を出力可能に構成されている。なお、合流管部材７０内の圧力は、流路５内の圧力となる。
【００４７】
制御盤１１０は、ポンプ装置２０のモータ２２に供給される電流を制御可能なインバータ１１１と、インバータ１１１の動作を制御する制御部１１２と、を有している。制御部１１２は、流量検出装置５０の検出部５３の出力と、圧力検出装置１００の出力と、を受信可能に形成されている。
【００４８】
本実施形態では、制御部１１２は、一例として、両ポンプ装置２０に対して交互運転制御を行う。交互運転制御とは、一方のポンプ装置２０が駆動している状態では、他方のポンプ装置２０の駆動を停止する制御であり、一方のポンプ装置２０と他方のポンプ装置２０とを交互に運転する制御である。
【００４９】
具体的には、制御部１１２は、圧力検出装置１００の検出結果に基づいて、圧力が起動圧力以下になると、一方のポンプ装置２０を起動する。このとき、他方のポンプ装置２０の駆動は停止する。また、制御部１１２は、流量検出装置５０の検出結果が停止流量以下となると、駆動しているポンプ装置２０の駆動を停止する。当該一方のポンプ装置２０が停止した後、再び起動圧力以下になると、次に他方のポンプ装置２０のモータ２２を起動する。このとき、一方のポンプ装置２０の駆動は停止する。このように、制御盤１１０は、２つのポンプ装置２０を交互に起動する。
【００５０】
停止流量は、任意に変更可能である。例えば、制御部１１２のマイコンソフトウェア開発用のノートパソコンによって、容易に停止流量を変更することが可能である。
【００５１】
次に、給水装置１０の動作を説明する。両ポンプ装置２０が停止している状態で蛇口が開くと、ポンプ装置２０から蛇口までの流路中の水が蛇口から吐き出される。蛇口から水が吐出されることによって、流路内の圧力が低下する。
【００５２】
制御盤１１０の制御部１１２は、圧力検出装置１００の検出結果が起動圧力以下になると、インバータ１１１を制御して一方のポンプ装置２０のモータ２２を起動する。一方のポンプ装置２０のモータ２２が起動されることによって、ポンプ２１から水が吐出される。吐出された水は、連結管部材３０、逆止弁装置６０、合流管部材７０、配管部材８０を記載の順番通りに流れる。
【００５３】
第１の管部３１内は、整流板３４によって、流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に分けられている。各流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の流路断面積は、等しい。この為、各流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を流れる水の流量は、略等しくなる。第１の管部３１内に流入した水は、各流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を流れることによって、整流される。
【００５４】
第１の管部３１を流れた水は、第２の管部３２に流入する。具体的には、第１の流路部Ｓ１を流れた水は、第２の管部３２の第１の象限Ｑ１に流入する。第２の流路部Ｓ２を流れた水は、第２の管部３２の第２の象限Ｑ２に流入する。第３の流路部Ｓ３を流れた水は、第２の管部３２の第３の象限Ｑ３に流入する。第４の流路部Ｓ４を流れた水は、第２の管部３２の第４の象限Ｑ４に流入する。上記のように、各流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を流れる水の流量は、略等しい。この為、各象限Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４に流入する水の流量も、略等しくなる。
【００５５】
第３の象限Ｑ３を流れる水は、羽根車５２の羽根部５５において流路５内に位置する部分を押すことによって、羽根車５２を回転する。羽根車５２は、周壁部３６によって羽根車５２の回転方向に１８０度より大きい角度範囲にわたって覆われている。
【００５６】
この為、羽根車５２は、回転軸５１回りに１８０度未満の範囲の部分のみが、開口３５ａを通して第２の管部３２の流路内に露出するので、第２の管部３２内の水流は、羽根車５２を一方向のみに回転する。
【００５７】
また、底壁部３７が設けられることによって、羽根車５２の軸方向端部に水流が当たることを防止できるので、羽根車５２の回転が阻害されることを防止できる。さらに、底壁部３７によって、収容部３５内に羽根車５２の軸方向端部側から水が浸入することが防止される。
【００５８】
羽根車５２は、流量に応じた回転を行う。羽根車５２の回転に伴って羽根車５２に固定された磁石５７が回転する。磁石５７が回転することによって、検出部５３が羽根車５２の回転数を検出する。検出部５３は、検出結果を制御部１１２に出力する。
【００５９】
制御部１１２は、検出部５３の検出結果に基づいて流量を算出する。制御部１１２は、流量が予め設定されている停止流量以下になると、駆動しているポンプ装置２０のモータ２２の駆動を停止する。
【００６０】
制御部１１２は、両ポンプ装置２０の駆動が停止している状態において、再び起動圧力以下になると、前回駆動したポンプ装置２０に対して他方のポンプ装置２０のモータ２２を起動する。
【００６１】
このように構成された給水装置１０では、流量検出装置５０は、流量に応じた回転数で回転する羽根車５２と、羽根車５２の回転数に応じた信号を出力する検出部５３と、を有している。そして、制御部１１２は、検出部５３の検出結果に基づいて流量を算出し、算出した流量と予め設定された停止流量とを比較することによって、流量が停止流量以下になったか否かを判断する。
【００６２】
このように、制御部１１２は設定された停止流量の値と算出した実際の流量との比較によって流量が停止流量以下になったか否かを判断するので、停止流量の値を変更する場合は、その値を制御部１１２に入力するだけでよい。この為、停止流量の変更を簡単に行うことができるので、停止流量を高い値に設定することによって、給水装置１０を省エネ運転することができる。
【００６３】
さらに、羽根車５２が収容部３５に収容されることによって、羽根部５５の回転方向に１８０度未満の範囲部分のみ、流路５内に露出する。この為、羽根部５５において回転軸５１回りに１８０度未満の範囲部分に水が当たることによって羽根車５２が回転するようになる。
【００６４】
この為、水流は、羽根車５２に対して、回転軸回りに一方向に回転させるように作用し、この一方向に対して逆方向に回転させるような流れの成分は、羽根車５２に作用し難くなる。この為、羽根車５２は、流量に応じて回転するようになるので、流量検出装置５０の検出精度が低下することを防止できる。
【００６５】
このように、給水装置１０は、省エネ運転が可能であり、かつ、流量の検出精度の低下を防止できる。
【００６６】
また、制御部１１２において、検出部５３の検出結果に基づいて流量を算出し、算出結果に基づいて、インバータ１１１により前記モータ２２を、目標圧力を流量の増加に伴い増加させる推定末端圧一定制御してもよい。
【００６７】
また、収容部３５が底壁部３７を有することによって、羽根車５２の軸方向の端部は、流路５に対して覆われる。この為、羽根車５２の軸方向端部に水流が当たることを防止できる。羽根車５２の軸方向端部に水流が当たると、羽根車５２の回転が乱れる傾向にある。
【００６８】
さらに、底壁部３７によって、羽根車５２の軸方向端部側を通って流路５から水流が収容部３５内に浸入することが防止される。羽根車５２の回転に伴って収容部３５内に浸入した水以外の水流は、羽根車５２の回転を阻害する原因となる。なお、羽根車５２の回転に伴って収容部３５内に浸入した水とは、羽根部５５に押されることによって収容部３５内に浸入した水である。
【００６９】
しかしながら、底壁部３７によって羽根車５２の軸方向端部側から収容部３５内に水流が浸入することが防止されるので、羽根車５２の回転が阻害されることを防止できる。さらに、蓋部材３８によって、収容部３５の他端も覆われており、蓋部材３８側から水流が浸入することを防止できる。この為、羽根車５２の回転が阻害されることを防止できるので、流量検出装置５０の検出精度の低下を防止できる。
【００７０】
また、第１の管部３１に整流板３４が設けられることによって、連結管部材３０内の水流を整流できるので、羽根車５２を安定して回転することができる。羽根車５２を安定して回転することができるので、流量検出装置５０の検出精度の低下を防止することができる。
【００７１】
また、整流板３４が第１の管部３１内を流路部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に仕切り、かつ、羽根車５２の羽根部５５を第２の管部３２の第３の象限Ｑ３内に位置させることによって、羽根車５２は、整流された水の流れを受けることによって安定して回転することができる。この為、流量検出装置５０の検出精度を向上することができる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る給水装置１０Ｂを、図７を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図７は、給水装置１０Ｂの連結管部材３０Ａと、流量検出装置５０と、逆止弁装置６０と、合流管部材７０Ａと、を一部切り欠いて示す平面図である。図７では、合流管部材７０Ａが切断された状態を示している。なお、図７には示されていないが、給水装置１０Ｂは、第１の実施形態と同様に、ポンプ装置２０と、配管８０と、圧力検出装置１００と、アキュムレータ９０と、を有している。
【００７４】
図７に示すように、連結管部材３０Ａは、第１の実施形態で説明された連結管部材３０に対して、収容部３５が形成されていない点と、流量検出装置５０が設けられていない点と、が異なる。他の構造は、連結管部材３０と同じである。
【００７５】
合流管部材７０Ａは、一方の逆止弁装置６０に連通する第１の流入口７１と、他方の逆止弁装置６０に連通する第２の流入口７２と、配管部材８０に連通する吐出口７３と、を有している。合流管部材７０Ａは、吐出口７３の中心線Ｃ４に対して左右対称なＴ字形状に形成されている。第１の流入口７１は、合流管部材７０Ａの一方の端部に形成されている。第２の流入口７２は、他方の端部に形成されている。
【００７６】
合流管部材７０Ａにおいて吐出口７３に対向する部分には、羽根車５２を収容可能な収容部１３０が形成されている。収容部１３０は、周壁部１３１と、底壁部１３２と、蓋部材と、を有している。なお、蓋部材３８は、図示されていない。蓋部材は、第１の実施形態で説明された蓋部材３８と同様のものが用いられる。
【００７７】
周壁部１３１は、吐出口７３の中心線Ｃ４を通る平面であって、第１の流入口７１の中心線及び第２の流入口７２の中心線に直交する直線に平行な平面に対して対称に形成されている。本実施形態では、第１の流入口７１の中心線と第２の流入口７２の中心線とは、同一直線上に配置されている。言い換えると、同一直線となる。流入口７１，７２の中心線すなわち流入口７１，７２の中心を通る直線を仮想直線Ｌ１とする。
【００７８】
この為、吐出口７３の中心線Ｃ４を通る平面であって、第１の流入口７１の中心線及び第２の流入口７２の中心線に直交する直線に平行な平面は、吐出口７３の中心線Ｃ４を通り、かつ、流入口７１，７２の中心通る仮想直線Ｌ１に直交する平面となる。この平面を、第３の仮想平面Ｖ３とする。
【００７９】
周壁部１３１の内面１３１ａは、曲率半径が一定となる曲面を形成している。言い換えると、内面１３１ａは、半径が一定となる仮想円柱の一部を形成している。内面１３１ａが一部を形成する仮想円柱の中心線Ｃ５は、中心線Ｃ４上に配置されている。さらに、中心線Ｃ５は、仮想直線Ｌ１が延びる方向に対して直交している。中心線Ｃ５に直交する平面内において、周壁部１３１の周方向一端と、周壁部１３１の周方向他端と、中心線Ｃ５とがなす角度は、１８０度未満となっている。
【００８０】
周壁部１３１の周方向一端と他端との間は、収容部１３０内と流路５とを連通する開口１３５を形成している。
【００８１】
回転軸５１は、内面１３１ａが一部を形成する仮想円柱と同軸に配置される。羽根部５５の径方向の長さは、内面１３１ａが一部を形成する仮想円柱の半径よりも若干小さい。この為、羽根部５５は、内面１３１ａに接触しない。底壁部１３２は、周壁部１３１の一端に設けられており、収容部１３０の一端を塞いでいる。
【００８２】
なお、本実施形態においても、収容部１３０において底壁部１３２に対して他端となる部分には、開口が形成されている。この開口は、蓋部材によって覆われている。このように、収容部１３０は、両端が底壁部と蓋部材によって覆われており、開口１３５のみを通して、流路５と連通している。
【００８３】
本実施形態では、合流管部材７０Ａは、第３の仮想平面Ｖ３に対して対称な形状である。それゆえ、合流管部材７０Ａ内に形成される流路５の形状は、第３の仮想平面Ｖ３に対して対称な形状となる。そして、羽根車５２は、その回転軸５１の軸線が吐出口７３の中心線Ｃ４上に配置されるとともに、第３の仮想平面Ｖ３に対して平行である。
【００８４】
この為、一方のポンプ装置２０から吐出された水の流れに対する羽根車５２の回転と、他方のポンプ装置２０から吐出された水の流れに対する羽根車５２の回転とは、回転方向は逆であるが、その回転数はほぼ同じになる。
【００８５】
この為、両ポンプ装置２０に対して、１つの流量検出装置５０を共通して用いることができるので、給水装置１０Ｂの構造をより簡素にすることができる。
【００８６】
なお、第１，２の実施形態では、周壁部３６は、羽根車５２をその回転方向に１８０度より大きい角度範囲で覆っているが、周壁部３６は、羽根車５２を１８０度以上の角度範囲で覆っていれば良い。周壁部３６が１８０度以上の角度範囲で覆うことにより、羽根車５２は、その回転方向に１８０度以下の角度範囲の部分が開口３５ａを通して流路５に露出することになる。
【００８７】
羽根車５２において開口３５ａを通して流路５に露出する部分が、その回転方向に１８０度以下の角度範囲の部分であれば、流路５を流れる水流は、羽根車５２を一方向に回転するように作用する。
【００８８】
同様に、第２の実施形態においても、周壁部１３１は、羽根車５２をその回転方向１８０度以上の角度範囲で覆うように形成されればよい。
【００８９】
なお、第１，２の実施形態では、給水装置１０，１０Ｂは、液体の一例として水を供給している。他の例としては、給水装置１０，１０Ｂは、水以外の液体を供給してもよい。
【００９０】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
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と同等の記載を付記する。
［１］
液体を増圧して吐き出すポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、を具備するポンプ装置と、
前記ポンプから吐出された前記液体が流れる流路を有する流路部と、
前記流路部に設けられ、前記流路内を流れる前記液体を受ける複数の羽根部を具備する羽根車と、
前記流路部に設けられて前記羽根車を回転方向に１８０度以上覆うとともに前記羽根部の一部を前記流路内に露出する開口が形成された周壁部と、
前記羽根車の回転数を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記液体の流量を算出し、算出結果に基づいて前記モータを制御する制御部と、
を具備する給水装置。
［２］
前記周壁部の少なくとも一端に設けられ、前記周壁部の内側に形成される収容空間を塞ぐ壁部を具備することを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［３］
前記流路部において前記羽根車に対して上流側に設けられた整流板を具備することを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［４］
前記ポンプ装置が一対設けられ、
前記流路部は、前記一対のポンプ装置のうち一方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第１の流入口と、前記一対のポンプ装置のうち他方のポンプ装置から吐出された前記液体が流入する第２の流入口と、前記液体をさらに下流側に吐出する吐出口と、を具備した合流管部材を具備し、
前記合流管部材内に形成された流路は、前記吐出口の中心線を通る平面であって前記第１の流入口の中心線及び第２の流入口の中心線に直交する直線に平行な平面に対して対称な形状を有し、
前記羽根車の回転軸の軸線は、前記平面上に配置される
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。 
【符号の説明】
【００９１】
１０…給水装置、１０Ｂ…給水装置、２０…ポンプ装置、２１…ポンプ、２２…モータ、３０…連結管部材（流路部）、３２…第２の管部（交差部）、３４…整流板、３５ａ…開口、３６…周壁部、３７…底壁部（壁部）、３８…蓋部材（壁部）、５２…羽根車、５３…検出部、５５…羽根部、６１…ハウジング（流路部）、７０…合流管部材（流路部）、７０Ａ…合流管部材（流路部）、７１…第１の流入口、７２…第２の流入口、７３…吐出口、８０…配管部材（流路部）、１１２…制御部、１３１…周壁部、１３５…開口。 
【図１】
0006607693.tif 000002
【図２】
0006607693.tif 000003
【図３】
0006607693.tif 000004
【図４】
0006607693.tif 000005
【図５】
0006607693.tif 000006
【図６】
0006607693.tif 000007
【図７】
0006607693.tif 000008