(57)【要約】【課題】引き込み側圧力が低下するような場合であっても、引き込み側圧力をさらに低下させることなく、さらには安定した吐出側圧力を保持できる直結給水加圧装置を提供する。【解決手段】引き込み側圧力センサーを備え、インバーター制御により運転回転数を可変し、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードを備えた直結給水加圧装置において、運転回転数が最小の状態の時に引き込み側圧力がさらに低下した場合、運転を停止する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引き込み側圧力センサーを備え、インバーター制御により運転回転数を可変し、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードを備えた直結給水加圧装置において、運転回転数が最小の状態の時に引き込み側圧力がさらに低下した場合、運転を停止することを特徴とした直結給水加圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の直結給水加圧装置において、運転停止判断を行う引き込み側圧力値は引き込み側圧力一定制御モード時の引き込み側目標圧力値よりも所定値小さくしたことを特徴とした直結給水加圧装置。
【請求項３】
引き込み側圧力センサーと吐出側圧力センサーを備え、吐出側圧力を吐出側目標圧力値に保持する吐出側圧力一定制御モードと、吐出側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値以下に低下した場合に、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードに移行するようにした直結給水加圧装置において、引き込み側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値よりも所定値大きくなった場合に、吐出側圧力一定制御モードに移行することを特徴とした直結給水加圧装置。
【請求項４】
請求項３に記載の直結給水加圧装置において、前記引き込み側圧力一定制御モードから前記吐出側圧力一定制御モードに移行する際に緩やかに運転回転数を変化させる緩移行制御モードを備えたことを特徴とした直結給水加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば家庭用などに使用される、水道の配水管に直結して使用する直結給水加圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特許文献１に示されているようにインバータ制御により吐出側圧力を一定に保持すべくポンプの運転回転数を制御する直結給水加圧装置がある。
【０００３】
図１は、直結給水加圧装置のシステム構成図である。
【０００４】
図１において、引き込み管１は水道の配水管２０から分岐され引き込まれており、引き込み管の圧力を検出するための引き込み側圧力センサー７と逆止弁６を、その下流に直結給水加圧装置４を備えている。直結給水加圧装置４はインバーター制御によりモーターの運転回転数を可変できるようになっている。直結給水加圧装置４の下流には吐出管２が接続されており、吐出管２には水量センサー９と、吐出管の圧力を検出するための吐出側圧力センサー８と、直結給水加圧装置４の運転停止時に圧力を保持するためのアキュームレーター２１を備えている。バイパス管３は逆止弁５を備え、引き込み管１の引き込み側圧力センサー７の上流より分岐し、直結給水加圧装置４を迂回し、吐出側圧力センサー８の下流で吐出管２に合流している。直結給水加圧装置４のメンテナンスや交換時は、バイパス管３を通じて給水することができ、断水を防止できるようになっている。制御部１４は、吐出側圧力センサー８の検出圧力信号１１に基づき直結給水加圧装置４の運転を開始、さらには運転回転数をコントロールし、引き込み側圧力センサー７の検出圧力信号１０、水量センサー９の水量検出信号１２に基づき、直結給水加圧装置４の運転を停止するように構成されている。
【０００５】
次に直結給水加圧装置４の従来の制御について説明する。図５は、直結給水加圧装置４の従来の制御状態遷移図を示す。
【０００６】
直結給水加圧装置４の運転モードには停止モード１０１と吐出側圧力一定制御モード１０２と引き込み側圧力一定制御モード１１３の３つのモードがある（今後、便宜的に吐出側圧力をＰ２、引き込み側圧力をＰ１と図示する）。停止モード１０１から吐出側圧力一定制御モード１０２へ移行する経路をＡ、吐出側圧力一定制御モード１０２から停止モード１０１へ移行する経路をＢ、引き込み側圧力一定制御モード１１３から停止モード１０１へ移行する経路をＣ、引き込み側圧力一定制御モード１１３から吐出側圧力一定制御モード１０２へ移行する経路をＤ、吐出側圧力一定制御モード１０２から引き込み側圧力一定制御モード１１３へ移行する経路をＥとして図示している。
まず停止モード１０１の状態にある時に、吐出側圧力Ｐ２が吐出側目標圧力値の０．３ＭＰａを下回ると、直結給水加圧装置４の運転を開始し、吐出側圧力Ｐ２が０．３ＭＰａで一定となるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールする（経路Ａ）。吐出側圧力一定制御モード１０２から停止モード１０１へ移行する（経路Ｂ）には次の２つの条件がある。一つ目の条件は、末端の給水器具の使用が停止し、水量センサー９の検出値Ｑが２Ｌ／分を下回った場合である。二つ目の条件は、引き込み側圧力Ｐ１が０．３ＭＰａを上回った場合である。この場合は、引き込み側圧力Ｐ１が吐出側圧力Ｐ２の吐出側目標圧力値を上回っており、直結給水加圧装置４を運転する必要がない。次に吐出側圧力一定制御モード１０２の状態にある時に配水管２０の元圧力が低下したり、シャワー等の給水器具での給水使用量の増加に伴う引き込み管１の圧力損失の増大により、引き込み側圧力Ｐ１が運転許容下限圧力０．０５ＭＰａを下回った場合、さらに配水管の圧力が低下すると他への配水に影響を与えるため、これを防止するために引き込み側圧力一定制御モード１１３に移行する（経路Ｅ）。この引き込み側圧力一定制御モード１１３では、引き込み側圧力Ｐ１を運転許容下限圧力０．０５ＭＰａになるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールしている。引き込み側圧力一定制御モード１１３の運転状態にある時に、配水管２０の元圧力の上昇やシャワー等の給水器具での給水使用量の減少により引き込み側圧力Ｐ１が上昇し、０．０５ＭＰａを超えた場合、再度、吐出側圧力一定制御モード１０２に移行し（経路Ｄ）、吐出側圧力Ｐ２が０．３ＭＰａで一定となるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールする。また、引き込み側圧力低下制御モード１１３の運転状態にある時に、末端の給水器具の使用が停止し水量センサー９の検出値Ｑが２Ｌ／分を下回った場合停止モード１０１へ移行する（経路Ｃ）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２９３３２４９公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例においては、次のような問題点があった。
（１）引き込み側圧力一定制御モード１１３の状態にある時に、さらに引き込み側圧力が低下した場合、直結給水加圧装置４は運転継続可能な最低運転回転数での運転を継続しているため引き込み側圧力が低下したままとなり、配水管圧力をさらに低下させる要因となってしまう。これは直結給水加圧装置４のポンプを駆動するモーターが安定して回転するための最低回転数を有しているためである。
（２）引き込み側圧力一定制御モード１１３と吐出側圧力一定制御モード１０２の間の移行条件に採用している２つの圧力値が同じ値であるために（経路Ｅ、Ｄ）、モードの移行を頻繁に繰り返し吐出側圧力の変動が大きくなる。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、引き込み側圧力が低下するような場合であっても、引き込み側圧力をさらに低下させることなく、さらには安定した吐出側圧力を保持できる直結給水加圧装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、引き込み側圧力センサーを備え、インバーター制御により運転回転数を可変し、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードを備えた直結給水加圧装置において、運転回転数が最小の状態の時に引き込み側圧力がさらに低下した場合、運転を停止することとした。
【００１１】
よって、引き込み側圧力が低下した場合、いかなる場合でも直結給水加圧装置の運転による配水管圧力への影響を防止することができる。
【００１２】
請求項２では、請求項１に記載の直結給水加圧装置において、運転停止判断を行う引き込み側圧力値は引き込み側圧力一定制御モード時の引き込み側目標圧力値よりも所定値小さくしたことを特徴とした直結給水加圧装置。
【００１３】
よって、引き込み側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力に若干の低下があっても給水加圧装置の運転が停止することがなく、運転が頻繁に停止し、吐出側圧力が変動を繰り返すことを防止することができる。
【００１４】
請求項３では、引き込み側圧力センサーと吐出側圧力センサーを備え、吐出側圧力を吐出側目標圧力値に保持する吐出側圧力一定制御モードと、吐出側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値以下に低下した場合に、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードに移行するようにした直結給水加圧装置において、引き込み側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値よりも所定値大きくなった場合に、吐出側圧力一定制御モードに移行することとした。
【００１５】
よって、一旦、引き込み側圧力一定制御モードになると、引き込み側圧力が所定値大きくなるまでそのモードを継続することとなり、頻繁にモード移行が生じることによる圧力変動回数が少なくなり、安定した吐出側圧力を提供することができる。
【００１６】
請求項４では、請求項３に記載の直結給水加圧装置において、前記引き込み側圧力一定制御モードから前記吐出側圧力一定制御モードに移行する際に緩やかに運転回転数を変化させる緩移行制御モードを備えた。
【００１７】
よって、モード移行による吐出側圧力の上昇スピードを緩やかにすることができ、シャワー等の給水器具使用時の急激な圧力上昇を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。なお、システム構成図については図１と同じである。
図２は直結給水加圧装置４に係わる本発明の第一の実施例の制御状態遷移図を示す。
直結給水加圧装置４の運転モードには従来例と同じく、停止モード１０１と吐出側圧力一定制御モード１０２と引き込み側圧力一定制御モード１１３の３つのモードがある。停止モード１０１の状態にある時に、吐出側圧力Ｐ２が吐出側目標圧力値の０．３ＭＰａを下回ると、直結給水加圧装置４の運転を開始し、吐出側圧力Ｐ２が０．３ＭＰａで一定となるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールする（経路Ａ）。吐出側圧力一定制御モード１０２から停止モード１０１へ移行する（経路Ｂ）には次の２つの条件がある。一つ目の条件は、末端の給水器具の使用が停止し、水量センサー９の検出値Ｑが２Ｌ／分を下回った場合である。二つ目の条件は、引き込み側圧力Ｐ１が０．３ＭＰａを上回った場合である。この場合は、引き込み側圧力Ｐ１が吐出側圧力Ｐ２の加圧目標値を上回っており、直結給水加圧装置４を運転する必要がない。この場合、直結給水加圧装置４を停止させ、バイパス管３を通じても給水が行われる。吐出側圧力一定制御モード１０２の状態にある時に配水管２０の元圧力が低下したり、シャワー等の給水器具での給水使用量の増加に伴う引き込み管１の圧力損失の増大により、引き込み側圧力Ｐ１が運転許容下限圧力０．０５ＭＰａよりやや高い０．０６ＭＰａを下回った場合、さらに配水管の圧力が低下すると他への配水に影響を与えるため、これを防止するために引き込み側圧力一定制御モード１１３に移行する（経路Ｅ）。この引き込み側圧力一定制御モード１１３の運転状態にある時には、引き込み側圧力Ｐ１を運転許容下限圧力０．０５ＭＰａよりやや高い０．０６ＭＰａの一定値（引き込み側目標圧力）になるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールしている。引き込み側圧力一定制御モード１１３の運転状態にある時に、配水管２０の元圧力の上昇やシャワー等の給水器具での給水使用量の減少により引き込み側圧力Ｐ１が上昇し、０．０６ＭＰａより高い値０．１ＭＰａを超えた場合、再度、吐出側圧力一定制御モード１０２に移行し（経路Ｄ）、吐出側圧力Ｐ２が０．３ＭＰａで一定となるように直結給水加圧装置４の運転回転数をインバーター制御によりコントロールする。引き込み側圧力一定制御モード１１３の運転状態にある時に次の２つの条件の何れかが成立すると停止モード１０１へ移行する（経路Ｃ）。一つ目の条件は、末端の給水器具の使用が停止し、水量センサー９の検出値Ｑが２Ｌ／分を下回った場合である。二つ目の条件は、直結給水加圧装置４の運転回転数が最小にも関わらず、引き込み側圧力Ｐ１が０．０５ＭＰａを所定時間下回った場合である。これらの条件が成立した際は、直結給水加圧装置４を停止させ、バイパス管３を通じても給水が行われる。
【００１９】
図３は直結給水加圧装置４に係わる本発明の第二の実施例の制御状態遷移図を示す。この実施例の特徴は、図２に示した実施例に比べて引き込み側圧力一定制御モード１１３から吐出側圧力一定制御モード１０２の移行の途中に緩移行制御モード１０４を備えている点にある。この緩移行制御モード１０４は直結給水加圧装置４の運転回転数を一定比率で上昇させていく運転モードである。具体的には吐出側目標圧力値を一定比率で上昇させていく。引き込み側圧力一定制御モード１１３の運転状態の時に、配水管２０の元圧力の上昇やシャワー等の給水器具での給水使用量の減少に伴う引き込み管１の圧力損失の減少により引き込み側圧力Ｐ１が上昇し、０．１ＭＰａを超えた場合、この緩移行制御モード１０４を経由して、吐出側圧力一定制御モード１０２に移行する（経路Ｄ）。この緩移行制御モード１０４の時に引き込み側圧力Ｐ１が０．０６ＭＰａを下回った場合は、再度、引き込み側圧力一定制御モード１１３に移行するようにしている（経路Ｆ）。
【００２０】
図４は、図３に示す本発明の制御状態遷移図で水道直結加圧装置４を運転した場合の圧力と吐出流量Ｑの関係ならびに圧力の時間変化を示した図である。図中の線Ｐ２は吐出側圧力一定制御モード１０２時の吐出側圧力Ｐ２と流量Ｑの関係、線Ｐ１はその時の引き込み側圧力Ｐ１と流量Ｑの関係を示している。また、線Ｐ２’は引き込み側圧力一定制御モード１１３時の吐出側圧力Ｐ２と流量Ｑの関係、線Ｒ１はシャワー等の給水器具ならびにそれまでの配管経路の圧力損失線図を示している。今、吐出側圧力一定制御モード１０２で運転している場合、流量Ｑａ、吐出側圧力Ｐ２がＰａのポイントａで運転されている時、吸い込み側圧力Ｐ１は０．０６ＭＰａとなっている（ポイントｂ）。ここで配水管２０の元圧力が低下したり、シャワー等の給水器具での給水使用量が増加し、引き込み側圧力Ｐ１が０．０６ＭＰａを下回った場合、引き込み側圧力一定モード１１３に移行するため、運転線図が線Ｐ２から線Ｐ２’に移行し、吐出側圧力はＰｂに、流量はＱｂに低下する（ポイントｃ）。この経緯における吐出側の圧力変化を時間軸で表したものが、図４の右側の図である。時間ｔ１の時点で吐出側圧力一定制御モード１０２から引き込み側圧力一定モード１１３に移行した場合、この時点で吐出側圧力がＰａからＰｂに低下する。さらにその後ｔ２の時点で引き込み側圧力Ｐ１が配水管２０の元圧力の上昇やシャワー等の給水器具での給水使用量の減少により上昇し、０．１ＭＰａを超えた場合、再度、吐出側圧力一定制御モード１０２に移行するため吐出側圧力はＰａに上昇する。この場合、図３に示したように緩移行制御モード１０４を経由すると図４に示すように時間ｔ１からｔ２にかけて緩やかに圧力が増加するため急激な圧力上昇を防止し、安定した吐出側圧力を提供することができる。
【００２１】
【発明の効果】
【００２２】
以上より、本発明によれば次の効果を有することができる。
【００２３】
請求項１では、引き込み側圧力センサーを備え、インバーター制御により運転回転数を可変し、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードを備えた直結給水加圧装置において、運転回転数が最小の状態の時に引き込み側圧力がさらに低下した場合、運転を停止することとした。
【００２４】
よって、引き込み側圧力が低下した場合、いかなる場合でも直結給水加圧装置の運転による配水管圧力への影響を防止することができる。
【００２５】
請求項２では、請求項１に記載の直結給水加圧装置において、運転停止判断を行う引き込み側圧力値は引き込み側圧力一定制御モード時の引き込み側目標圧力値よりも所定値小さくしたことを特徴とした直結給水加圧装置。
【００２６】
よって、引き込み側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力に若干の低下があっても給水加圧装置の運転が停止することがなく、運転が頻繁に停止し、吐出側圧力が変動を繰り返すことを防止することができる。
【００２７】
請求項３では、引き込み側圧力センサーと吐出側圧力センサーを備え、吐出側圧力を吐出側目標圧力値に保持する吐出側圧力一定制御モードと、吐出側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値以下に低下した場合に、引き込み側圧力を引き込み側目標圧力値に保持する引き込み側圧力一定制御モードに移行するようにした直結給水加圧装置において、引き込み側圧力一定制御モード時に引き込み側圧力が引き込み側目標圧力値よりも所定値大きくなった場合に吐出側圧力一定制御モードに移行することとした。
【００２８】
よって、一旦、引き込み側圧力一定制御モードになると、引き込み側圧力が所定値大きくなるまでそのモードを継続することとなり、頻繁にモード移行が生じることによる圧力変動回数が少なくなり、安定した吐出側圧力を提供することができる。
【００２９】
請求項４では、請求項３に記載の直結給水加圧装置において、前記引き込み側圧力一定制御モードから前記吐出側圧力一定制御モードに移行する際に緩やかに運転回転数を変化させる緩移行制御モードを備えた。
【００３０】
よって、モード移行による吐出側圧力の上昇スピードを緩やかにすることができ、シャワー等の給水器具使用時の急激な圧力上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム構成図
【図２】本発明の第一の実施例の制御状態遷移図
【図３】本発明の第二の実施例の制御状態遷移図
【図４】本発明の第二の実施例の制御状態遷移による圧力−流量線図
【図５】従来の制御状態遷移図
【符号の説明】
１…引き込み管
２…吐出管
３…バイパス管
４…直結給水加圧装置
５…逆止弁
６…逆止弁
７…引き込み側圧力センサー
８…吐出側圧力センサー
９…水量センサー
１０…検出圧力信号
１１…検出圧力信号
１２…水量検出信号
１４…制御部
２０…配水管
２１…アキュームレーター
１０１…停止モード
１０２…吐出側圧力一定制御モード
１０４…緩移行制御モード
１１３…引き込み側圧力一定制御モード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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