(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポンプ、この第１のポンプを駆動する第１のモータと、この第１のモータを制御する第１電装部を有する第１ポンプユニットと、
第２のポンプ、この第２のポンプを駆動する第２のモータと、この第２のモータを制御する第２電装部を有する第２ポンプユニットと、
前記第１のポンプの吐出口と、前記第２のポンプの吐出口とを連結する合流管と、
前記第１電装部及び前記第２電装部の運転状態を検出する運転信号及び故障状態を検出する故障信号が入力されると共に、前記第１電装部及び前記第２電装部の割込入力に運転許可信号を選択的に出力可能な構成を有し、運転許可信号により、前回停止時のポンプユニットとは異なるポンプユニットを起動するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部は、停止流量以下で吐出し圧力の低下を検出した場合、リトライ機能により休止するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、当該電装部から間欠する休止信号を検出した場合、圧力低下により休止中とみなし、他方の電装部に、運転許可信号を与える制御部と、
前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えられている電装部のポンプの通常運転中、小水量停止中又は低温検出による一定時間の凍結防止運転後のいずれかの時に、運転許可信号を与えられていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えられていなかった電装部に運転許可信号を送出することを特徴とする給水ユニット。
【請求項２】
第１のポンプ、この第１のポンプを駆動する第１のモータと、この第１のモータを制御する第１電装部を有する第１ポンプユニットと、
第２のポンプ、この第２のポンプを駆動する第２のモータと、この第２のモータを制御する第２電装部を有する第２ポンプユニットと、
前記第１のポンプの吐出口と、前記第２のポンプの吐出口とを連結する合流管と、
前記第１電装部及び前記第２電装部の運転状態を検出する運転信号及び故障状態を検出する故障信号が入力されると共に、前記第１電装部及び前記第２電装部の割込入力に運転許可信号を選択的に出力可能な構成を有し、運転許可信号により、前回停止時のポンプユニットとは異なるポンプユニットを起動するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部は、停止流量以下で吐出し圧力の低下を検出した場合、リトライ機能により休止するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、当該電装部から間欠する休止信号を検出した場合、圧力低下により休止中とみなし、他方の電装部に、運転許可信号を与える制御部と、
前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、運転許可信号を与えられている電装部のポンプが停止中の場合、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えていなかった電装部に運転許可信号を送出することを特徴とする給水ユニット。
【請求項３】
前記第１電装部及び前記第２電装部には、直流電源供給部が設けられ、この直流電源供給部は、前記制御部に電源を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の給水ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２台のポンプユニットを具備し、これらの連携制御を行って給水を行う給水ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
井戸水揚水等に使用される給水ユニットとして、１台の制御盤、１台のポンプ、１台の電装部を有する単独運転ユニットを１組用いた汎用機種が知られている。これに対し、建物設備用の給水ユニットと同様に、１台の制御盤で２台のポンプ及び電装部を制御する機種も知られている。
【０００３】
このような上位機種においては、２台のモータを制御するインバータ部や過保護回路を搭載する必要がある。また、汎用機種とは異なり、合流管内の圧力を検出する圧力センサや、各ポンプを停止するための停止流量を検出する２個の流量センサが設けられている。この他、受水槽の水位を電極回路に接続された電極を用いて検出し、渇水時にポンプを停止する機能や、ポンプの点検時のために運転可能なポンプを選択する機能に加え、全ポンプを停止する操作パネル等が設けられている。さらに、運転・故障警報を外部に送出する端子等も設けられる等、様々な機能を備えている場合がある。
【０００４】
このため、上記機種はモータを含めたポンプ部は汎用機種と共用できるものの、受水槽水位検出機能やポンプ選択機能を有するため、専用の制御盤が必要となり、製造コストが高くなっている。
【０００５】
このため、単独運転ユニットを２組用い、これらに組み込まれた２台の電装部を制御する制御盤を設ける構成に運転ユニットが知られている。単独運転ユニットを２組用いたものは、１台のマスタ制御盤に２台のポンプをそれぞれ運転する２台のインバータを備え、１台のマスタ制御盤に接続される。制御盤には、モータを制御するインバータ部や過負荷保護部等が不要となり、上記のような、電極回路や操作パネル、警報回路のみでよいため、比較的単純なマイコン回路により、廉価に製作可能となる。このマスタ制御盤により、単独運転ユニットの電装部の運転信号や故障信号を検出する。また、運転の許可・禁止を指令するために、割込信号がＯＮ時は運転許可、ＯＦＦ時は運転禁止として、単独運転ユニットを切り替えて交互に運転したり（交互運転）、２組の単独運転ユニットを同時に運転したり（並列運転）する交互並列運転を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。このような給水ユニットにおいては、一方の単独運転ユニットを主機、他方の単独運転ユニットを従機とし、並列運転時には、主機の目標圧力より従機の目標圧力を下げるように電装部で設定する。
【０００６】
給水ユニットの運転が開始されると、主機のポンプを定常の目標圧力で運転し、従機の単独運転ユニットにＯＮ信号を送出して、運転許可を与える。給水量が増加して、吐出し圧力が起動圧力まで低下すると、従機に設定された電装部はポンプを並列起動するとともに、主機の目標圧力より低い目標圧力で運転する。したがって、主機は常に最高回転速度で定速運転し、従機が変速運転を行うため、２台のポンプが互いに圧力変動を繰り返すこともなく、吐出し圧力が安定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３８１２５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した２台の単独運転ユニット（ポンプユニット）を有する給水ユニットにおいては、次のような問題があった。すなわち、並列運転中に、給水量がポンプ１台の水量まで減少すると、従機が小水量停止するといった解列制御を行っており、先に運転を開始した主機が運転を続けることになる。このため、交互並列運転ユニットに求められる先発した主機を解列して、従機の単独運転として各ポンプの運転時間を平準化するといった本来の機能を果たせないという問題があった。また、配管抵抗の増大を考慮して、目標圧力を増大させるべき並列運転時に目標圧力を下げざるを得ないといった問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、２台のポンプユニットの運転時間を平準化すると共に、低コストで構成することができる給水ユニット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】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の給水ユニットは次のように構成されている。
【００１１】
第１のポンプ、この第１のポンプを駆動する第１のモータと、この第１のモータを制御する第１電装部を有する第１ポンプユニットと、第２のポンプ、この第２のポンプを駆動する第２のモータと、この第２のモータを制御する第２電装部を有する第２ポンプユニットと、前記第１のポンプの吐出口と、前記第２のポンプの吐出口とを連結する合流管と、前記第１電装部及び前記第２電装部の運転状態を検出する運転信号及び故障状態を検出する故障信号が入力されると共に、前記第１電装部及び前記第２電装部の割込入力に運転許可信号を選択的に出力可能な構成を有し、運転許可信号により、前回停止時のポンプユニットとは異なるポンプユニットを起動するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部は、停止流量以下で吐出し圧力の低下を検出した場合、リトライ機能により休止するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、当該電装部から間欠する休止信号を検出した場合、圧力低下により休止中とみなし、他方の電装部に、運転許可信号を与える制御部と、前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えられている電装部のポンプの通常運転中、小水量停止中又は低温検出による一定時間の凍結防止運転後のいずれかの時に、運転許可信号を与えられていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えられていなかった電装部に運転許可信号を送出する。
第１のポンプ、この第１のポンプを駆動する第１のモータと、この第１のモータを制御する第１電装部を有する第１ポンプユニットと、第２のポンプ、この第２のポンプを駆動する第２のモータと、この第２のモータを制御する第２電装部を有する第２ポンプユニットと、前記第１のポンプの吐出口と、前記第２のポンプの吐出口とを連結する合流管と、前記第１電装部及び前記第２電装部の運転状態を検出する運転信号及び故障状態を検出する故障信号が入力されると共に、前記第１電装部及び前記第２電装部の割込入力に運転許可信号を選択的に出力可能な構成を有し、運転許可信号により、前回停止時のポンプユニットとは異なるポンプユニットを起動するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部は、停止流量以下で吐出し圧力の低下を検出した場合、リトライ機能により休止するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、当該電装部から間欠する休止信号を検出した場合、圧力低下により休止中とみなし、他方の電装部に、運転許可信号を与える制御部と、前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、運転許可信号を与えられている電装部のポンプが停止中の場合、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えていなかった電装部に運転許可信号を送出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２台の単独運転ユニットの運転時間を平準化すると共に、低コストで構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る給水ユニットを示す平面図。
【図２】同給水ユニットを示す回路図。
【図３】同給水ユニットに組み込まれた制御回路と電装部との間の信号を示す説明図。
【図４】同給水ユニットにおける並列運転機種における動作フローを示す説明図。
【図５Ａ】同給水ユニットにおける交互運転機種（圧力低下検出モード）における動作フローを示す説明図。
【図５Ｂ】同給水ユニットにおける交互運転機種（圧力低下検出モード）における動作フローを示す説明図。
【図６】同給水ユニットにおける交互運転機種（凍結防止モード）における動作フローを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る給水ユニット１０を示す平面図、図２は給水ユニット１０を示す回路図である。なお、給水ユニット１０には、交互並列運転機種・交互運転機種があるが、統合制御盤１００に組み込まれた制御回路（制御部）１１０を動作させるソフトウエアを除いて基本的な構成は同じであるため、区別せずに説明する。また、いずれの機種においても吐出し圧力を検出して運転する通常運転と、凍結防止のために運転する凍結防止運転がある。
【００１５】
図１に示すように、給水ユニット１０は、床面等に載置されるベース１１を備えている。ベース１１上には、第１ポンプユニット２０と、第２ポンプユニット３０と、後述する吐出管２５，３５を接続する合流管５０と、第１ポンプユニット２０及び第２ポンプユニット３０を制御する統合制御盤１００とを備えている。なお、第１ポンプユニット２０及び第２ポンプユニット３０は、広く流通している単独運転ユニットと同等の構成を有している。
【００１６】
第１ポンプユニット２０は、第１ポンプ２１と、この第１ポンプ２１を駆動する第１のモータ２２と、この第１のモータ２２を制御する第１電装部２３とを備えている。第１ポンプ２１は、内部にインペラを回転自在に収容する本体２１ａを有し、吸込口２１ｂ及び吐出口２１ｃが設けられている。さらに、吸込口２１ｂには吸込管２４、吐出口２１ｃには吐出管２５が接続されている。吐出管２５には、流量をオン／オフ的に検出する流量センサ２６及び吐出圧力を検出する圧力センサ２７、吐出管２５内の水温を検出する温度センサ２８が設けられている。流量センサ２６、圧力センサ２７及び温度センサ２８の出力は、第１電装部２３に入力されている。また第１電装部２３は直流電源供給部２９により駆動されている。
【００１７】
流量センサ２６、圧力センサ２７及び温度センサ２８は、それぞれ直流電源供給部２９及びグランド（０Ｖ）に接続されており、圧力出力線、流量出力線、温度出力線を合わせて５線式センサを構成している。
【００１８】
第２ポンプユニット３０は、第２ポンプ３１と、この第２ポンプ３１を駆動する第２のモータ３２と、この第２のモータ３２を制御する第２電装部３３とを備えている。第２ポンプ３１は、内部にインペラを回転自在に収容する本体３１ａを有し、吸込口３１ｂ及び吐出口３１ｃが設けられている。さらに、吸込口３１ｂには吸込管３４、吐出口３１ｃには吐出管３５が接続されている。吐出管３５には、流量をオン／オフ的に検出する流量センサ３６及び吐出圧力を検出する圧力センサ３７、吐出管３５内の水温を検出する温度センサ３８が設けられている。流量センサ３６、圧力センサ３７及び温度センサ３８の出力は、第２電装部３３に入力されている。また第２電装部３３は直流電源供給部３９により駆動されている。
【００１９】
流量センサ３６、圧力センサ３７及び温度センサ３８は、それぞれ直流電源供給部３９及びグランド（０Ｖ）に接続されており、圧力出力線、流量出力線、温度出力線を合わせて５線式センサを構成している。
【００２０】
統合制御盤１００は、記憶部等に記憶された運転モードに基づき、各第１電装部２３及び第２電装部３３からの運転検出信号を検出するとともに、割込信号を送出する制御回路（制御用マイコン）１１０と、制御回路１１０に接続されたＬＥＤ等の表示部１２０と、出力リレー等の周辺機器とを備えている。制御回路１１０には、貯水槽（井戸）Ｗの水位を検出する水位検出センサ１４０が接続されている。水位検出センサ１４０は、電極により水位を検出する。水位検出センサ１４０は、電気分解による電極棒の腐食を防止するため、直流電源より正負の直流電源を作り出し、これをスイッチングすることにより、電極間に交流電圧を印加している。この他、故障等に押すリセットボタンを備えている。
【００２１】
制御回路１１０は、割込信号を送出することによって第１電装部２３及び第２電装部３３を制御する。すなわち、割込信号として、運転許可信号（例えば、電圧ＯＮの連続信号）と、従機運転許可信号（例えば、電圧０．５秒ＯＮ／０．５秒ＯＦＦを繰り返す間欠信号ＢＬ）の２種類が設定されている。なお、割込信号が無い場合（電圧ＯＦＦ）には、第１ポンプ２１あるいは第２ポンプ３１の運転禁止を意味している。
【００２２】
また、第１電装部２３又は第２電装部３３からの制御回路１１０への運転検出信号として、運転信号（例えば、電圧ＯＮの連続信号）と、凍結防止運転許可要求信号（例えば、電圧０．５秒ＯＮ／０．５秒ＯＦＦを繰り返す間欠信号ＢＬ）と、故障検出信号として、故障信号（例えば、電圧ＯＮの連続信号）と、圧力低下による休止信号（例えば、電圧０．５秒ＯＮ／０．５秒ＯＦＦを繰り返す間欠信号ＢＬ）が設定されている。
【００２３】
故障検出は、例えば、ポンプの吐出し圧力が起動圧力より低く、運転許可信号が送られているにもかかわらず、当該ポンプ側の流量センサが停止流量以下を検出している場合に行われる。これは何らかの要因でポンプが機能していない（揚水されていない）ためである。なお、流量が検出されない要因として、ポンプの故障ではなく、貯水槽の水位不足等が要因の場合であり、水位の回復により再揚水可能である場合があり、低流量を要因とする故障信号が検出されても一定時間経過後に、再起動するリトライ機能を有するようにしてもよい。
【００２４】
前述した各第１電装部２３及び第２電装部３３には、自己回路で使用している直流電源供給部（直流１２Ｖ電源部）２９，３９の出力が制御回路１１０に接続され、上述した制御回路１１０、表示部１２０、出力リレー等の駆動を行う。これにより、統合制御盤１００には独立した交流電源等の電源部を設けなくても良い。このため、交流電源に付随するヒューズやサージアブソーバ、アレスタ、コモンモードチョークコイル、バイパスコンデンサ等が不要となり、内部基板を簡素化でき、低コストでの製造が可能となる。なお、各第１電装部２３及び第２電装部３３に設けられる直流１２Ｖ電源部については、制御回路１１０への電源供給量に応じて容量を高めてもよい。
【００２５】
並列運転機種における運転について図４の動作フロー図に沿って説明する。なお、図４の説明においては、第１ポンプ２１をＡポンプ、第２ポンプ３１をＢポンプとして説明する。
＜並列運転機種・通常運転＞
電源投入後、最初に運転が開始されると、制御回路１１０において、ＡポンプあるいはＢポンプのいずれを主機・従機にするかの決定が行われる（ＳＴ１０）。前回がＢポンプであればＳＴ１００へ、ＢポンプであればＳＴ２００へ進む（ＳＴ２０）。最初に、Ａポンプを主機、Ｂポンプを従機とした場合について説明する。
【００２６】
制御回路１１０から、運転許可信号を第１電装部２３に送り、Ａポンプを目標圧力で一定圧運転する（ＳＴ１００）。制御回路１１０において、第１電装部２３からの運転検出信号が検出されるかどうかを判定し（ＳＴ１０１）、検出されなければＳＴ１００に戻り（ＳＴ１０１のＮＯ）、検出されればＳＴ１０２に進む（ＳＴ１０１のＹＥＳ）。
【００２７】
第１電装部２３では、Ａポンプを目標圧力で可変速運転し（ＳＴ１０２）、制御回路１１０は第２電装部３３に従機運転許可信号を送出して、従機としての運転許可を与える。第２電装部３３では給水流量が増加して、吐出し圧力が起動圧力まで低下しているかどうかを判定し（ＳＴ１０３）、高い場合はＳＴ１０２に戻り（ＳＴ１０３のＮＯ）、低い場合はＳＴ１０４に進み（ＳＴ１０３のＹＥＳ）、Ｂポンプを起動し（並列起動）、最高回転速度でＢポンプを定速運転する（ＳＴ１０４）。
【００２８】
これにより、主機であるＡポンプが変速運転し、従機であるＢポンプが最高回転速度で定速運転するため、２台のポンプが互いに圧力変動を繰り返すことなく、吐出し圧力が安定する。
【００２９】
第１電装部２３は、Ａポンプの給水流量が検出され（ＳＴ１０５）、給水流量が減少して１台分の給水流量を下回ると（ＳＴ１０５のＹＥＳ）、可変速運転しているＡポンプを小水量停止する（ＳＴ１０６）。下回らない場合は給水流量が検出され続ける（ＳＴ１０５のＮＯ）。すなわち、給水流量が減少した場合は先発したＡポンプが解列される。次に、制御回路１１０から、運転許可信号を第２電装部３３に送り（ＳＴ１０７）、第２電装部３３はＢポンプを目標圧力で可変速運転する（ＳＴ１０８）。この時、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ１０９）、下回らなければ（ＳＴ１０９のＮＯ）、後述するＳＴ２０３に進む。
【００３０】
さらに給水流量が減少して停止流量を下回ると（ＳＴ１０９のＹＥＳ）、Ｂポンプを小水量停止し（ＳＴ１１０）、運転停止する（ＳＴ３００）。
【００３１】
次に、Ａポンプを従機、Ｂポンプを主機とした場合について説明する。制御回路１１０から、運転許可信号を第２電装部３３に送り、第２電装部３３はＢポンプを目標圧力で一定圧運転する（ＳＴ２００）。制御回路１１０において、第２電装部３３からの運転検出信号が検出されるかどうかを判定し（ＳＴ２０１）、検出されなければＳＴ２００に戻り（ＳＴ２０１のＮＯ）、検出されればＳＴ２０２に進む（ＳＴ２０１のＹＥＳ）。
【００３２】
制御回路１１０では、Ｂポンプを目標圧力で可変速運転し（ＳＴ２０２）、第１電装部２３に従機運転許可信号を送出して、従機としての運転許可を与える。第１電装部２３は、給水流量が増加して、吐出し圧力が起動圧力まで低下しているかどうかを判定し（ＳＴ２０３）、高い場合はＳＴ２０２に戻り（ＳＴ２０３のＮＯ）、低い場合はＳＴ２０４に進み（ＳＴ２０３のＹＥＳ）、Ａポンプを起動し（並列起動）、最高回転速度で定速運転する（ＳＴ２０４）。
【００３３】
これにより、主機であるＢポンプが変速運転し、従機であるＡポンプが最高回転速度で定速運転するため、２台のポンプが互いに圧力変動を繰り返すことなく、吐出し圧力が安定する。
【００３４】
第２電装部３３はＢポンプの給水流量が検出され（ＳＴ２０５）、給水流量が減少して１台分の給水流量を下回ると、可変速運転しているＢポンプを小水量停止する（ＳＴ２０６）。すなわち、先発したＢポンプが解列される。次に、制御回路１１０から、運転許可信号を第１電装部２３に送り（ＳＴ２０７）、Ａポンプを目標圧力で可変速運転する（ＳＴ２０８）。この時、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ２０９）、下回らなければ前述したＳＴ１０３に進む（ＳＴ２０９のＮＯ）。
【００３５】
さらに給水流量が減少して停止流量を下回ると（ＳＴ２０９のＹＥＳ）、Ａポンプを小水量停止し（ＳＴ２１０）、運転停止する（ＳＴ３００）。
【００３６】
このように給水ユニット１０における並列運転機種においては、運転中に１台のポンプの給水流量を超えない単独運転の場合は、主機側の可変速運転による給水が行われる。また、１台の給水流量を超えて主機と従機による並列運転を開始した場合、その後に給水流量が減少すると、可変速運転している主機が小水量停止するため、先発した主機側のポンプが解列される。また、次の起動は主機と従機とを入れ替えて行われる。
したがって、各ポンプの運転時間、起動頻度を平準化することが可能となり、給水ユニット１０の信頼性を高めることができる。また、並列運転時の目標圧力を、単独運転時の目標圧力と同じとすることで、並列運転時の給水ユニット性能を高め、従来の交互・並列式給水ユニットと同等とすることが可能となる。
【００３７】
また、センサ類や電装部を、一般的な単独運転ユニットのものを流用して、主統合制御盤１００と接続して構成することができるため、主統合制御盤１００には、モータを制御するインバータ部や過負荷保護部等が不要となり、上記した単純な割込信号（運転許可信号又は従機運転許可信号、及び、運転検出信号（運転信号、凍結防止運転許可要求信号）又は故障信号（故障信号又は圧力低下休止信号）の信号のやりとりにより２つの第１電装部２３及び第２電装部３３を制御でき、追加回路としては、電極回路や操作パネル、警報回路のみでよいため、比較的単純なマイコン回路により、廉価に製作可能となる。
【００３８】
次に交互運転機種における運転モードについて図５Ａ，図５Ｂ，図６の動作フロー図に沿って説明する。なお、図５Ａ，図５Ｂは圧力低下による休止検出運転モード、図６は凍結防止運転を許可するモードを示している。また、これらの説明においては、第１ポンプ２１をＡポンプ、第２ポンプ３１をＢポンプとして説明する。
＜圧力低下休止＞
図５Ａ，図５Ｂに示すように、第１電装部２３と第２電装部３３は、運転開始されると、常時、リセットボタンがＯＮかどうかが判別され（ＳＴ４０１）、リセットボタンがＯＮ（ＳＴ４０１のＹＥＳ）であればカウンタを０とする（ＳＴ４０２）。リセットボタンがＯＮでなければＳＴ４０３に進む。制御回路１１０は、最初に起動するポンプを決定する（ＳＴ４０３）。前回停止したポンプがＢポンプであればＳＴ５００へ、ＡポンプであればＳＴ６００へ進む（ＳＴ４０４）。
【００３９】
Ａポンプを先に起動する場合、制御回路１１０では、第１電装部２３に運転許可信号を送出し、Ａポンプの可変速運転を開始する（ＳＴ５００）。制御回路１１０において第１電装部２３からの故障検出信号を検出する（ＳＴ５０１）。故障検出信号が故障信号ＯＮで有ればＡポンプに故障が生じていると判断し（ＳＴ５０１のＯＮ）、Ｂポンプの単独運転に移行する（ＳＴ５０６）。休止信号（点滅）で有れば（ＳＴ５０１のＢＬ）、Ａポンプが何らかの理由により圧力低下して休止したものと判断し（ＳＴ５０２）、運転許可信号をＯＦＦとする（ＳＴ５０３）。第１電装部２３は内部メモリにカウンタを１加える。また、休止信号も故障信号も無ければＳＴ５００に戻る。
【００４０】
第１電装部２３は圧力低下を検出する毎にカウンタが３を超えているかを判定し（ＳＴ５０４）、超えていたら（ＳＴ５０４のＹＥＳ）、圧力低下故障停止と判定し（ＳＴ５０５）、制御回路１１０に故障信号を送出する。制御回路１１０では、第１電装部２３からの故障検出信号を検出すると、Ｂ単独運転に移行する（ＳＴ５０６）。第１電装部２３はカウンタが３を超えていなければ、休止時間経過後に休止信号（点滅）を中止する。また、Ｂポンプにおいて、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ５１１）、下回らなければＳＴ５１０に戻る（ＳＴ５１１のＮＯ）。下回れば（ＳＴ５１１のＹＥＳ）、小水量として停止し（ＳＴ５１２）、ＳＴ５００に戻る。
【００４１】
Ｂポンプを先に起動する場合、制御回路１１０では、第２電装部３３に運転許可信号を送出し、Ｂポンプの可変速運転を開始する（ＳＴ６００）。制御回路１１０において第２電装部３３からの故障検出信号を検出する（ＳＴ６０１）。故障検出信号が故障信号ＯＮで有れば（ＳＴ６０１のＯＮ）、Ｂポンプに故障が生じていると判断し（ＳＴ６０１のＯＮ）、Ａポンプの単独運転に移行する（ＳＴ６０６）。休止信号（点滅）で有れば（ＳＴ６０１のＢＬ）、Ｂポンプが何らかの理由により圧力低下して休止したものと判断し（ＳＴ６０２）、運転許可信号をＯＦＦとする（ＳＴ６０３）。第２電装部３３は内部メモリにカウンタを１加える。また、休止信号も故障信号も無ければＳＴ６００に戻る。
【００４２】
第２電装部３３は圧力低下を検出する毎にカウンタが３を超えているかが判定され（ＳＴ６０４）、超えていたら（ＳＴ６０４のＹＥＳ）、圧力低下故障停止と判定し（ＳＴ６０５）、制御回路１１０に故障信号を送出する。制御回路１１０では、第２電装部３３からの故障検出信号を検出すると、Ａ単独運転に移行する（ＳＴ６０６）。第２電装部３３はカウンタが３を超えていなければ、休止時間経過後に休止信号（点滅）を中止する。また、Ａポンプにおいて、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ６１１）、下回らなければＳＴ６１０に戻る（ＳＴ６１１のＮＯ）。下回れば（ＳＴ６１１のＹＥＳ）、小水量として停止し（ＳＴ６１２）、ＳＴ６００に戻る。
＜凍結防止運転＞
各電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、制御部から割込入力に運転許可信号が与えられている場合は、運転信号を送出せずに、一定の回転速度で凍結防止運転を行い、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、制御部に凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するようになっている。
【００４３】
図６に示すように、運転開始されていない状態で、制御回路１１０から運転許可信号が送出され運転を許可された第１電装部２３又は第２電装部３３のいずれかが温度センサ２８，３８から低温（例えば、３℃）の信号を検出した場合、凍結防止運転の開始条件が成立したと判断され、凍結防止運転を開始する。交互運転機種の場合、制御回路１１０は、最初に起動するポンプを決定する（ＳＴ７００）。前回停止したポンプがＢポンプであればＳＴ８００へ、ＡポンプであればＳＴ９００へ進む（ＳＴ７０１）。
【００４４】
Ａポンプを先に起動する場合、制御回路１１０では、第１電装部２３に運転許可信号を送出する（ＳＴ８００）。制御回路１１０において第１電装部２３からの運転検出信号を検出する（ＳＴ８０１）。
【００４５】
第１電装部２３の運転検出信号が運転信号ＯＮであれば（ＳＴ８０１のＯＮ）、Ａポンプの可変速運転を開始し（ＳＴ８１０）、Ａポンプにおいて、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ８１１）、下回らなければ（ＳＴ８１１のＮＯ）、ＳＴ８１０に戻る。下回れば（ＳＴ８１１のＹＥＳ）、小水量として停止する（ＳＴ８１２）。
また、第１電装部２３のポンプの運転もしくは停止にかかわらず、第２電装部３３の運転検出信号が凍結防止運転許可要求信号（点滅）であれば、運転許可信号を与えていた第１電装部２３の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えていなかった第２電装部３３に運転許可信号を送出する（ＳＴ８２０）。そして、前回の運転許可信号の切替より一定時間経過後（ＳＴ８２１）に後述するＳＴ９０１に進む。上記の一定時間は、凍結防止に十分な時間・回転速度とする。
【００４６】
Ｂポンプを先に起動する場合、制御回路１１０では、第２電装部３３に運転許可信号を送出する（ＳＴ９００）。制御回路１１０において第２電装部３３からの運転検出信号を検出する（ＳＴ９０１）。
【００４７】
第２電装部３３の運転検出信号が運転信号ＯＮであれば（ＳＴ９０１のＯＮ）、Ｂポンプの可変速運転を開始し（ＳＴ９１０）、Ｂポンプにおいて、給水流量が停止流量を下回ったかどうかが判別され（ＳＴ９１１）、下回らなければ（ＳＴ９１１のＮＯ）、ＳＴ９１０に戻る。下回れば（ＳＴ９１１のＹＥＳ）、小水量として停止する（ＳＴ９１２）。また、第２電装部３３のポンプの運転もしくは停止にかかわらず、第１電装部２３の運転検出信号が凍結防止運転許可要求信号（点滅）であれば、運転許可信号を与えていた第２電装部３３の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えていなかった第１電装部２３に運転許可信号を送出する（ＳＴ９２０）。そして、前回の運転許可信号の切替より一定時間経過後（ＳＴ９２１）に後述するＳＴ８０１に進む。上記の一定時間は、凍結防止に十分な時間・回転速度とする。
【００４８】
このように給水ユニット１０における交互運転機種においては、一方の電装部に運転許可信号を送出し、運転が停止したら、他方の電装部に運転許可信号を与えている。また、一方の電装部の故障信号を検出した場合には、他方の電装部にのみ運転許可信号を送出している。なお、一方の電装部へ運転許可信号を与えた状態で、該当する電装部より休止信号を検出した場合、該当する電装部が休止状態に移行したと見なして、他方の電装部に、運転許可信号を与えている。これにより、一方の単独運転ユニットが圧力低下を検出して休止している間は、他方の単独運転ユニットに給水を担わせるようにして、断水を回避している。また、電源容量の制約から２台のポンプが同時に運転することは許容されないため、２つの電装部に対して凍結防止運転許可要求に応じて、交互に運転許可信号を与えて、凍結防止運転を実施することにより、電源電圧の低下を招くことなく、凍結を回避することが可能となる。
【００４９】
さらに、上述した並列運転機種と同様に、主統合制御盤１００には、モータを制御するインバータ部や過負荷保護部等が不要となり、上記した単純な割込信号（運転許可信号又は従機運転許可信号）、運転検出信号（運転信号又は凍結防止運転許可要求信号）、及び、故障検出信号（休止信号又は故障信号）の信号のやりとりにより２つの第１電装部２３及び第２電装部３３を制御できる。追加回路としては、電極回路や操作パネル、警報回路のみでよいため、比較的単純なマイコン回路により、廉価に製作可能となる。
【００５０】
また、交互並列運転機種においても、凍結防止運転が発生する可能性の高い２台のポンプがともに停止している状態では、一方の電装部にのみ運転許可信号が送出されているため、運転許可信号を与えられていない他方の電装部は、接続された温度センサから低温信号を検出しても、凍結防止運転を開始することができない。
【００５１】
従って、制御部が運転許可信号を与えている電装部のポンプが停止中の場合、凍結防止運転に関して、上記の交互運転機種と同じ動作となる。また、制御部が運転許可信号を与えている一方の電装部のポンプが運転中の場合、運転中のポンプの水温は井戸水の温度であり３℃よりはるかに高いため凍結防止運転は必要なく、並列運転に備えて待機中の他方の電装部には運転許可信号が送出されているため、停止中に温度センサにより低温を検出した場合、運転信号を送出せずに、一定の回転速度で凍結防止運転を行うことが可能である。
【００５２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなくこの他、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のは勿論である。
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］第１のポンプ、この第１のポンプを駆動する第１のモータと、この第１のモータを制御する第１電装部を有する第１ポンプユニットと、第２のポンプ、この第２のポンプを駆動する第２のモータと、この第２のモータを制御する第２電装部を有する第２ポンプユニットと、前記第１のポンプの吐出口と、前記第２のポンプの吐出口とを連結する合流管と、前記第１電装部及び前記第２電装部の運転状態を検出する運転信号及び故障状態を検出する故障信号が入力されると共に、前記第１電装部及び前記第２電装部の割込入力に運転許可信号を選択的に出力可能な構成を有し、運転許可信号により、前回停止時のポンプユニットとは異なるポンプユニットを起動するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部は、停止流量以下で吐出し圧力の低下を検出した場合、リトライ機能により休止するとともに、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、当該電装部から間欠する故障信号を検出した場合、圧力低下により休止中とみなし、他方の電装部に、運転許可信号を与える制御部を備えている［１］に記載の給水ユニット。
［２］前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から割込入力に運転許可信号が与えられている場合は、運転信号を送出せずに、一定の回転速度で凍結防止運転を行い、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えられている電装部のポンプの運転もしくは停止にかかわらず、運転許可信号を与えられていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えられていなかった電装部に運転許可信号を送出する制御部とを備えている［１］に記載の給水ユニット。
［３］前記第１電装部及び前記第２電装部は、温度センサにより低温を検出した場合、前記制御部から割込入力に運転許可信号が与えられている場合は、運転信号を送出せずに、一定の回転速度で凍結防止運転を行い、割込入力に運転許可信号が与えられていない場合は、前記制御部に、凍結防止運転許可要求として間欠する運転信号を送出するとともに、前記制御部は、運転許可信号を与えられている電装部のポンプが停止中の場合、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち一方の電装部に運転許可信号を送出した状態で、運転許可信号を与えていない電装部から間欠する運転信号を検出した場合、凍結防止運転許可要求と見なして、運転許可信号を与えられていた電装部の運転許可信号を停止するとともに、運転許可信号を与えていなかった電装部に運転許可信号を送出する制御部とを備えている［１］に記載の給水ユニット。
［４］前記第１電装部及び前記第２電装部は、前記制御部から割込入力に間欠する運転許可信号が与えられている場合は、ポンプ運転時に最高回転速度で定速運転するとともに、前記制御部は、前記第１電装部及び前記第２電装部のうち主機となる一方の電装部へ運転許可信号を送出し、当該一方の電装部によりポンプの可変速運転を行うと共に、他方の電装部の割込入力へ従機運転許可として間欠する運転許可信号を送出し、給水量の増加により吐出し圧力が起動圧力以下に低下した場合、他方の電装部によりポンプを最高回転速度で定速運転し、当該一方の主機側となる電装部により給水量が低下して停止流量以下になったことを検出した場合、ポンプを停止して並列運転を解列する［１］に記載の給水ユニット。
［５］前記第１電装部及び前記第２電装部には、直流電源供給部が設けられ、この直流電源供給部は、前記制御部に電源を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の給水ユニット。
【符号の説明】
【００５３】
１０…給水ユニット、２０…第１ポンプユニット、２１…第１ポンプ、２２…第１のモータ、２３…第１電装部、２４…吸込管、２５…吐出管、２６…流量センサ、２７…圧力センサ、２８…温度センサ、３０…第２ポンプユニット、３１…第２ポンプ、３２…第２のモータ、３３…第２電装部、３４…吸込管、３５…吐出管、３６…流量センサ、３７…圧力センサ、３８…温度センサ、５０…合流管、１００…統合制御盤、１１０…制御回路。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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