(57)【要約】【課題】  システムコストを抑えて省エネ運転することが可能な供給装置、供給方法、排出装置および排出方法を提供する。【解決手段】  タンク１に対して水を供給する給水装置１００であって、ポンプ２と、センサ１０と、コントローラ２０とを備えている。センサ１０は、タンク１における上限点Ｈ１と上限点Ｈ１以外の下限点Ｈ２とにおいて水の有無を検知することができる。コントローラ２０は、センサ１０における検知時間間隔に基づいて、ポンプ１が運転時において単位時間当たりに流す水の量であるポンプ流量Ｑを調整する。【選択図】      図２
2005188120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（１）に対して流体を供給する供給装置（１００）であって、
ポンプ（２）と、
前記タンク（１）における第１点（Ｈ１）と前記第１点（Ｈ１）以外の第２点（Ｈ２）とにおいて前記流体の有無を検知可能な流体検知部（１０）と、
前記流体検知部（１０）における検知時間間隔（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ）に基づいて、前記ポンプ（２）が運転時において単位時間当たりに流す前記流体の量であるポンプ流量（Ｑ）を調整する制御部（２０）と、
を備えた供給装置（１００）。
【請求項２】
前記ポンプ（２）は、回転数を変動することにより前記ポンプ流量（Ｑ）の調整が可能なモータを有しており、
前記制御部（２０）は、前記ポンプ（２）のモータの回転数を制御して、前記ポンプ流量（Ｑ）を調整する、
請求項１に記載の供給装置（１００）。
【請求項３】
前記第１点（Ｈ１）は前記タンク（１）の上方に位置する上限点（Ｈ１）であり、前記第２点（Ｈ２）は前記タンク（１）の下方であって前記上限点（Ｈ１）よりも下に位置する下限点（Ｈ２）であり、
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）において前記下限点（Ｈ２）の検知があった後から前記上限点（Ｈ１）の検知までの間の少なくともいずれかの時間で前記ポンプ（２）を運転する運転制御を行い、前記上限点（Ｈ１）の検知があった後から前記下限点（Ｈ２）の検知までの間の少なくともいずれかの時間で前記ポンプ（２）を停止する停止制御を行う、
請求項１または２に記載の供給装置（１００）。
【請求項４】
前記流体検知部（１０）は、前記流体の有無について、前記タンク（１）における前記上限点（Ｈ１）よりもさらに上方の上警報点（Ｈ’１）と、前記下限点（Ｈ２）よりもさらに下方の下警報点（Ｈ’２）との少なくともいずれか一方における検知が可能である、
請求項３に記載の供給装置（１００）。
【請求項５】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記下限点（Ｈ２）を検知した後前記上限点（Ｈ１）を検知してさらに前記下限点（Ｈ２）を検知した場合に、前記下限点（Ｈ２）を検知した時から前記上限点（Ｈ１）を検知するまでに要する第１時間（Ｔａ）における前記ポンプ流量（Ｑ）である所定ポンプ流量（Ｑｄ）に対して前記第１時間（Ｔａ）を乗じて、さらに前記第１時間（Ｔａ）と前記上限点（Ｈ１）を検知した時から前記下限点（Ｈ２）を検知するまでに要する第２時間（Ｔｂ）との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｑ）を調整ポンプ流量（Ｑ１）に調整する、
請求項１から４のいずれかに記載の供給装置（１００）。
【請求項６】
前記制御部（２０）は、前記第２時間（Ｔｂ）の経過後であって前記調整ポンプ流量（Ｑ１）に調整されるまでの所定時間（Ｔｅ）の間、前記ポンプ流量（Ｑ）を前記調整ポンプ流量（Ｑ１）よりも流量の多い臨時ポンプ流量（Ｑｔ）に調整する、
請求項５に記載の供給装置（１００）。
【請求項７】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記下限点（Ｈ２）を連続して検知した場合に、前記臨時ポンプ流量（Ｑｔ）に前記所定時間（Ｔｅ）を乗じた値と前記調整ポンプ流量（Ｑ１）に前記所定時間（Ｔｅ）の経過後から前記連続した検知のうちの後の検知までに要した時間を乗じた値との和を、前記連続した検知に要した時間で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｑ）を再調整ポンプ流量（Ｑ３）に調整する、
請求項６に記載の供給装置（１００）。
【請求項８】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記下限点（Ｈ２）を連続して検知した場合に、前記ポンプ流量（Ｑ）を前記第１時間（Ｔａ）における前記所定ポンプ流量（Ｑｄ）に調整する、
請求項５に記載の供給装置（１００）。
【請求項９】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記下限点（Ｈ２）を連続して検知した場合に、前記所定ポンプ流量（Ｑｄ）に対して前記第１時間（Ｔａ）を乗じた値と前記調整ポンプ流（Ｑ１）に対して前記連続した検知に要した時間を乗じた値との和を、前記第１時間（Ｔａ）と前記連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｑ）を直接再調整ポンプ流量（Ｑ５）に調整する、
請求項５に記載の供給装置（１００）。
【請求項１０】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記上限点（Ｈ１）を検知した後前記下限点（Ｈ２）を検知してさらに前記上限点（Ｈ１）を検知した場合に、前記下限点（Ｈ２）を検知した時から前記上限点（Ｈ１）を検知するまでに要する第１時間（Ｔａ）における前記ポンプ流量（Ｑ）である所定ポンプ流量（Ｑｄ）に対して前記第１時間（Ｔａ）を乗じて、さらに前記第１時間（Ｔａ）と前記上限点（Ｈ１）を検知した時から前記下限点（Ｈ２）を検知するまでに要する第２時間（Ｔｂ）との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｑ）を調整ポンプ流量（Ｑ８）に調整する、
請求項１から４のいずれかに記載の供給装置（１００）。
【請求項１１】
前記制御部（２０）は、前記流体検知部（１０）が前記上限点（Ｈ１）を連続して検知した場合に、前記調整ポンプ流量（Ｑ８）に対して前記連続した検知に要した時間を乗じて得た値を、前記第２時間（Ｔｂ）と前記連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｑ）を直接再調整ポンプ流量（Ｑ９）に調整する、
請求項１０に記載の供給装置（１００）。
【請求項１２】
ポンプ（２）が流体を前記タンク（１）に対して供給する供給方法であって、
前記タンク（１）における第１点（Ｈ１）と前記第１点（Ｈ１）以外の第２点（Ｈ２）とのいずれかにおいて前記流体の有無を検知する第１ステップと、
前記第１ステップの検知の後に、前記第１点（Ｈ１）と前記第２点（Ｈ２）とのいずれかにおいて前記流体の有無を検知する第２ステップと、
前記第１ステップにおける検知から前記第２ステップにおける検知にまで要する検知時間間隔（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ）に基づいて、前記ポンプ（２）が運転時において単位時間当たりに流す前記流体の量であるポンプ流量（Ｑ）を制御部（２０）が調整する第３ステップと、
を備えた供給方法。
【請求項１３】
タンク（２０１）から流体を外部に排出する排出装置（２００）であって、
ポンプ（２０２）と、
前記タンク（２０１）における第１点（Ｇ１）と前記第１点（Ｇ１）以外の第２点（Ｇ２）とにおいて前記流体の有無を検知可能な流体検知部（２１０）と、
前記流体検知部（２１０）における検知時間間隔（Ｔｍ、Ｔｎ、Ｔｏ、Ｔｐ）に基づいて、前記ポンプ（２０２）が運転時において単位時間当たりに流す前記流体の量であるポンプ流量（Ｐ）を調整する制御部（２２０）と、
を備えた排出装置（２００）。
【請求項１４】
前記ポンプ（２０２）は、回転数を変動することにより前記ポンプ流量（Ｐ）の調整が可能なモータを有しており、
前記制御部（２２０）は、前記ポンプ（２０２）のモータの回転数を制御して、前記ポンプ流量（Ｐ）を調整する、
請求項１３に記載の排出装置（２００）。
【請求項１５】
前記第１点（Ｇ１）は前記タンク（２０１）の上方に位置する上限点（Ｇ１）であり、前記第２点（Ｇ２）は前記タンク（２０１）の下方であって前記上限点（Ｇ１）よりも下に位置する下限点（Ｇ２）であり、
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）において前記下限点（Ｇ２）の検知があった後から前記上限点（Ｇ１）の検知までの間の少なくともいずれかの時間で前記ポンプ（２０２）を停止する停止制御を行い、前記上限点（Ｇ１）の検知があった後から前記下限点（Ｇ２）の検知までの間の少なくともいずれかの時間で前記ポンプ（２０２）を運転する運転制御を行う、
請求項１３または１４に記載の排出装置（２００）。
【請求項１６】
前記流体検知部（２１０）は、前記流体の有無について、前記タンク（２０１）における前記上限点（Ｇ１）よりもさらに上方の上警報点（Ｇ’１）と、前記下限点（Ｇ２）よりもさらに下方の下警報点（Ｇ’２）との少なくともいずれか一方における検知が可能である、
請求項１５に記載の排出装置（２００）。
【請求項１７】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記上限点（Ｇ１）を検知した後前記下限点（Ｇ２）を検知してさらに前記上限点（Ｇ１）を検知した場合に、前記上限点（Ｇ１）を検知した時から前記下限点（Ｇ２）を検知するまでに要する第３時間（Ｔｍ）における前記ポンプ流量（Ｐ）である所定ポンプ流量（Ｐｄ）に対して前記第３時間（Ｔｍ）を乗じて、さらに前記第３時間（Ｔｍ）と前記下限点（Ｇ２）を検知した時から前記上限点（Ｇ１）を検知するまでに要する第４時間（Ｔｎ）との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｐ）を調整ポンプ流量（Ｐ１）に調整する、
請求項１３から１６のいずれかに記載の排出装置（２００）。
【請求項１８】
前記制御部（２２０）は、前記第４時間（Ｔｎ）の経過後であって前記調整ポンプ流量（Ｐ１）に調整されるまでの所定時間（Ｔｑ）の間、前記ポンプ流量（Ｐ）を前記調整ポンプ流量（Ｐ１）よりも流量の多い臨時ポンプ流量（Ｐｔ）に調整する、
請求項１７に記載の排出装置（２００）。
【請求項１９】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記上限点（Ｇ１）を連続して検知した場合に、前記臨時ポンプ流量（Ｐｔ）に前記所定時間（Ｔｑ）を乗じた値と前記調整ポンプ流量（Ｐ１）に前記所定時間（Ｔｑ）の経過後から前記連続した検知のうちの後の検知までに要した時間を乗じた値との和を、前記連続した検知に要した時間で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｐ）を再調整ポンプ流量（Ｐ３）に調整する、
請求項１８に記載の排出装置（２００）。
【請求項２０】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記上限点（Ｇ１）を連続して検知した場合に、前記ポンプ流量（Ｐ）を前記第３時間（Ｔｍ）における前記所定ポンプ流量（Ｐｄ）に調整する、
請求項１７に記載の排出装置（２００）。
【請求項２１】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記上限点（Ｇ１）を連続して検知した場合に、前記所定ポンプ流量（Ｐｄ）に対して前記第３時間（Ｔｍ）を乗じた値と前記調整ポンプ流（Ｐ１）に対して前記連続した検知に要した時間を乗じた値との和を、前記第３時間（Ｔｍ）と前記連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｐ）を直接再調整ポンプ流量（Ｐ５）に調整する、
請求項１７に記載の排出装置（２００）。
【請求項２２】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記下限点（Ｇ２）を検知した後前記上限点（Ｇ１）を検知してさらに前記下限点（Ｇ２）を検知した場合に、前記上限点（Ｇ１）を検知した時から前記下限点（Ｇ２）を検知するまでに要する第３時間（Ｔｍ）における前記ポンプ流量（Ｐ）である所定ポンプ流量（Ｐｄ）に対して前記第３時間（Ｔｍ）を乗じて、さらに前記第３時間（Ｔｍ）と前記下限点（Ｇ２）を検知した時から前記上限点（Ｇ１）を検知するまでに要する第４時間（Ｔｎ）との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｐ）を調整ポンプ流量（Ｐ８）に調整する、
請求項１３から１６のいずれかに記載の排水装置（２００）。
【請求項２３】
前記制御部（２２０）は、前記流体検知部（２１０）が前記下限点（Ｇ２）を連続して検知した場合に、前記調整ポンプ流量（Ｐ８）に対して前記連続した検知に要した時間を乗じて得た値を、前記第４時間（Ｔｍ）と前記連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて、前記ポンプ流量（Ｐ）を直接再調整ポンプ流量（Ｐ９）に調整する、
請求項２２に記載の排水装置（２００）。
【請求項２４】
タンク（２０１）から流体をポンプ（２０２）によって外部に排出する排出方法であって、
前記タンク（２０１）における第１点（Ｇ１）と前記第１点（Ｇ１）以外の第２点（Ｇ２）とのいずれかにおいて前記流体の有無を検知する第１ステップと、
前記第１ステップの検知の後に、前記第１点（Ｇ１）と前記第２点（Ｇ２）とのいずれかにおいて前記流体の有無を検知する第２ステップと、
前記第１ステップにおける検知から前記第２ステップにおける検知にまで要する検知時間間隔（Ｔｍ、Ｔｎ、Ｔｏ、Ｔｐ）に基づいて、前記ポンプ（２０２）が運転時において単位時間当たりに流す前記流体の量であるポンプ流量（Ｐ）を制御部（２２０）が調整する第３ステップと、
を備えた排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給装置、供給方法、排出装置および排出方法、特に、タンクに対して流体を供給する供給装置および供給方法やタンクから流体を外部に排出する排出装置および排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル等において設けられている給水装置は、一般に、タンクや給水ポンプ等によって構成されており、各利用者の居住する所定の場所等に所定量の水を配送することができるようになっている。このような給水装置においては、想定される最大利用水量に対応可能な一定の能力を有する給水ポンプが設けられており、タンクの上限付近と下限付近においてそれぞれの高さの水位を検知する上限センサと下限センサとが設けられている。そして、従来の給水装置では、運転制御を示す図１７のように、給水ポンプの回転数と各センサとによる制御が行われており、下限センサの検知があった場合には給水ポンプが一定流量となるように可動されてタンクに給水し、上限センサの検知があった場合には給水ポンプを停止させてタンクへの給水を止めるという制御を行っている。これにより、タンク内の貯水量の調整を行い、タンクから水が溢れ出したりタンク内が枯渇したりしないように制御している。
【０００３】
一方で、近年では、以下の特許文献１において示すように、給水ポンプを周波数制御（換言すれば、インバータ制御）することによりコントロールして、給水ポンプがタンクに供給する水量を調整する形式の給水装置が多用されるようになってきている。このような、給水ポンプのインバータ制御は、給水ポンプにおけるモータの回転数を変化させる可変速器によって行われている。また、タンクの排水部分には、排出される水の圧力と流量とを検出するための圧力計測器および流量計測器が、それぞれ設けられている。給水装置のインバータ制御では、このような各計測器から検出されるデータに基づいて給水ポンプの流量制御を行うことで、タンクに供給する水量を調整することができるようになっている。このように、給水ポンプをインバータ制御することによってタンク内に供給される水の流量を調整することで、給水ポンプの消費電力を抑えた省エネ運転を行うことが可能となっている。
【特許文献１】特開平７−７１０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の給水装置においては、図１７において示すように、給水ポンプの運転時は給水システムに応じた所定の回転数を一定に維持するようにして運転され、タンクが満たされてくると給水ポンプを停止するという、ＯＮ・ＯＦＦ制御が行われている。このため、従来の所定の一定回転数Ｎ’を維持したままでの運転・停止されるような給水ポンプの運転方式では、例えば、図１７において示すように、給水ポンプのＯＮからＯＦＦまでの時間Ｔ’ｘ、Ｔ’ｙ、Ｔ’ｚが短時間となり、各時間間隔ｔ’１、ｔ’２、ｔ’３、ｔ’４、ｔ’５、ｔ’６も短時間となることがある。このように、従来の給水装置では、給水ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。一方、近年の給水装置においては、圧力計測器や流量計測器等を設けて給水ポンプをインバータ制御することにより、省エネ運転を実現させているものがある。しかし、このような近年の給水装置では、圧力計測器や流量計測器等の計測器が余分に必要となるため、従来の給水装置よりも給水システムの設置コストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、システムコストを抑えて省エネ運転することが可能な供給装置、供給方法、排出装置および排出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の供給装置は、タンクに対して流体を供給する供給装置であって、ポンプと、流体検知部と、制御部とを備えている。流体検知部は、タンクにおける第１点と第１点以外の第２点とにおいて流体の有無を検知することができる。ここでの流体検知部は、光の反射等を利用した光センサ等によって第１点と第２点との２カ所を検知できる１つのセンサで構成されていても、第１点の検知を行うセンサと第２点の検知を行うセンサとの２つのセンサで構成されていてもよい。制御部は、流体検知部における検知時間間隔に基づいて、ポンプが運転時において単位時間当たりに流す流体の量であるポンプ流量を調整する。なお、ここでの検知時間間隔には、第１点と第２点とを交互に検知するのに要する時間だけでなく、第１点や第２点を連続して検知するのに要する時間等も含まれる。
【０００７】
従来の供給装置では、所定の一定出力を維持したままでポンプが運転されてタンクに一定供給流量で流体を供給し、タンクが満たされてくるとポンプを停止するというＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、タンク内の流体量を調整している。しかし、このように一定の供給流量で流体の供給を行う従来の供給装置では、ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。一方、圧力計測器や流量計測器等を設けてポンプの出力を調整する供給装置では、タンク内の流体量の調整を省エネ運転によって実現することができる。しかし、このような供給装置では、圧力計測器や流量計測器等の計測器が必要となるため、システムの設置コストが高くなってしまう。
【０００８】
しかし、請求項１に係る供給装置では、流体検知部が設けられており、制御部は、流体検知部における検知から検知までに要する検知時間間隔の情報を得ることができる。すなわち、制御部は、圧力計測器や流量計測器等のセンサを設けることなく、システムコストを抑えながら、タンク内の流体量の変動状況に関する情報を得ることができる。また、供給装置は、制御部が検知時間間隔に基づいてポンプ流量を調整することにより、タンク内の流体量の変動状況を反映させたタンク内の流体量の調整を行うことができるようになる。例えば、タンク内部が短時間で満たされて検知時間間隔が比較的短時間であるという情報を制御部が得た場合等においては、制御部によるポンプ流量の調整において、タンクに供給される流体量の過剰度合い等をその検知時間間隔に基づいて反映させることが可能となり、ポンプ流量を低く抑える等の調整を行うことが可能となる。このように、制御部は、ポンプ流量を調整することにより、ポンプの運転における余分なエネルギーを低減させることができるようになる。したがって、ここでの供給装置は、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【０００９】
なお、例えば、制御部におけるポンプ流量の調整においては、検知時間間隔のうち最新のものを反映させるようにしてもよい。この場合には、タンク内の流体量の最新の利用状況を反映させてポンプ流量の調整を行うことが可能となり、タンク内の流体量をより安定化させることができる。
また、例えば、第１点や第２点の検知があった際に、あらかじめ定められた固定停止時間の間だけ臨時にポンプを運転させたり停止させたりする制御を行い、タンク内における流体量をより迅速に安定化させることも可能である。
【００１０】
請求項２に記載の供給装置は、請求項１に記載の供給装置であって、ポンプは、回転数を変動することによりポンプ流量の調整が可能なモータを有している。また、制御部は、ポンプのモータの回転数を制御することで、ポンプ流量を調整する。
ここでは、電源をＯＮ・ＯＦＦすることによりモータを回転させたり止めたりするのではなく、ポンプが有しているモータの回転数を制御するために、ポンプ流量を詳細に調整することが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載の供給装置は、請求項１または２に記載の供給装置であって、第１点はタンクの上方に位置する上限点であり、第２点はタンクの下方であって上限点よりも下に位置する下限点である。また、制御部は、流体検知部において下限点の検知があった後から上限点の検知までの間の少なくともいずれかの時間でポンプを運転する運転制御を行い、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間の少なくともいずれかの時間でポンプを停止する停止制御を行う。なお、ここでの運転制御は、下限点の検知があった後から上限点の検知までの間常に行われている場合であっても、下限点の検知があった後から上限点の検知までの間の一時的な時間に行われている場合であってもよい。また、ここでの停止制御についても、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間常に行われている場合であっても、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間の一時的な時間に行われている場合であってもよい。
【００１２】
ここでは、タンク内の流体量が少なく下限点を検知した場合にポンプを運転する運転制御を行いタンク内に流体を供給することで、タンク内が枯渇しないように制御することができる。また、タンク内の流体量が多く上限点を検知した場合にポンプを停止する停止制御を行うことでポンプ流量をゼロにして、タンク内の流体量を増加させないようにして流体がタンクから溢れ出さないように制御することができる。このように、ここではタンク内の流体量を安定化させることが可能となる。
【００１３】
なお、流体の検知を行う流体検知部としては、例えば、上限点に配置されて流体を検知する上限センサと、下限点に配置されて流体を検知する下限センサとから構成されるものであってもよい。この場合には、流体の接触の有無等によって検知を行うような簡易なセンサであっても、流体が上限点を満たしていることや、下限点を満たしていないこと等の検知が可能になる。このため、タンク内の流体量の調整は、このような簡易なセンサを配置することで、より安価なシステムによっても実現することができるようになる。
【００１４】
また、制御部によってポンプ流量を調整したとしても、利用されることによってタンクから出ていく流体量（流体利用量）の変動等により、下限点の検知から後に再び下限点が検知されるまでに要する下限検知時間間隔が短くなってしまう場合がある。この場合には、下限点の検知がある毎にポンプの運転を開始するという比較的多くのエネルギーを要する動作を頻繁に行わなければならない。しかし、例えば、流体利用量が比較的安定しておりその変動が小さい場合には、ポンプ流量の調整制御によって流体利用量に近づけるような調整を行うことにより、後の下限検知時間間隔をより長期化させることが可能になる。この場合には、下限点の検知頻度が減少するため、ポンプの運転を開始する動作の頻度を少なく抑えることができるようになる。したがって、このような場合には、単位時間当たりにおけるポンプの運転開始制御に必要なエネルギーを低減させることができ、効果的に省エネ運転を実現することができるようになる。
【００１５】
請求項４に記載の供給装置は、請求項３に記載の供給装置であって、流体検知部は、流体の有無について、タンクにおける上限点よりもさらに上方の上警報点と、下限点よりもさらに下方の下警報点との少なくともいずれか一方における検知が可能である。
ここでは、制御部は、上限・下限点だけでなくさらに上警報・下警報点に関してもタンク内の流体の検知情報を得ることができるようになるため、ポンプ流量の調整態様について多様化させることが可能になる。例えば、急激な流体利用量の変動により、上限点を所定の高さだけ越えたり、下限点を所定の高さだけ下回ったりすることがあっても、流体検知部が上警報点もしくは下警報点において流体を検知することによって、給水装置において故障や異常が発生していることを制御部に認識させることが可能になる。これにより、制御部に警報表示機能等を設けることで、給水装置において故障や異常が発生していることを利用者等に知らせることが可能となる。また、例えば、上警報点と下警報点との少なくともいずれか一方の検知を検知時間間隔に反映させることで、制御部にポンプ流量をより多様に調整させることができるようになる。また、制御部に警報装置や表示装置等を接続させることで、タンク内部が満ち足りた状態・枯渇状態である旨等の警報を発したり表示したりさせることも可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の供給装置は、請求項１から４のいずれかに記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を検知した後上限点を検知してさらに下限点を検知した場合において、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整する。ここでの調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第１時間を乗じて、さらに第１時間と第２時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量である。制御部がポンプ流量を調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が下限点を検知した後上限点を検知してさらに下限点を検知した場合であるが、この調整時点は、さらに下限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、さらに下限点を検知した直後であってもよい。また、第１時間とは、下限点を検知した時から上限点を検知するまでに要する時間であり、第２時間とは、上限点を検知した時から下限点を検知するまでに要する時間のことをいう。なお、所定ポンプ流量とは、第１時間におけるポンプ流量のことをいい、設置されたポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよいし、利用される流体量やタンクの容量等に基づいて定まる適当な値であってもよい。
【００１７】
ここでは、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整することにより流体利用量に近づけることが可能となり、ポンプ流量が流体利用量に対して過剰になっている状態での運転時間を減少させることが可能になる。このため、ポンプの運転制御において不必要なエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項６に記載の供給装置は、請求項５に記載の供給装置であって、制御部は、所定時間の間、ポンプ流量を調整ポンプ流量よりも流量の多い臨時ポンプ流量に調整する。ここでの所定時間の間とは、第２時間の経過後であって調整ポンプ流量に調整されるまでの時間をいう。ここでの臨時ポンプ流量は、調整ポンプ流量よりも多い流量であればよく、ポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよい。
【００１８】
ここでは、第２時間の経過後、すなわち下限点で検知されてタンク内の流体量が少なくなっている状態の時に、制御部が、ポンプ流量を調整ポンプ流量よりも流量の多い臨時ポンプ流量に調整して、所定時間の間タンク内に流体の供給を行う。このため、下限の検知によってタンク内の流体量が少なくなっている状態からより迅速にタンク内が満たされていき、タンク内の流体量をより迅速に安定化させることが可能となる。
【００１９】
また、第２時間の経過時に下限点を検知して所定時間の間の臨時ポンプ流量に調整して運転した後の第１時間については、当該第２時間の経過時の下限点の検知の際からカウントするのではなく、所定時間の経過時からカウントを開始して後に上限点の検知があるまでに要する時間としてもよい。この場合には、所定時間の間の臨時ポンプ流量で運転することでタンク内の流体量を安定化させることができ、毎回の検知時間間隔のカウント開始時のタンク内の流体量を、下限点の検知時における流体量よりも多い流体量にすることができるようになる。このため、毎回の検知時間間隔のカウントに際して条件の隔たりを少なくすることができ、より的確な検知時間間隔の情報に基づいて効率的な制御を行うことが可能となり、より早く流体利用量に近づける制御を行うことができるようになる。
【００２０】
請求項７に記載の供給装置は、請求項６に記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を再調整ポンプ流量に調整する。ここでの再調整ポンプ流量とは、臨時ポンプ流量に所定時間を乗じた値と調整ポンプ流量に所定時間の経過後から連続した検知のうちの後の検知までに要した時間を乗じた値との和を、連続した検知に要した時間で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことをいう。
【００２１】
ここでは、流体利用量の変動によって下限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏ったポンプ流量と臨時ポンプ流量とのバランスをとった再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項８に記載の供給装置は、請求項５に記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を第１時間における所定ポンプ流量に調整する。
【００２２】
ここでは、流体利用量の変動によって下限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、ポンプ流量を、上限点が検知された際のポンプ流量である第１時間における所定ポンプ流量に戻すように調整することができる。このため、簡易な制御方法によってタンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項９に記載の供給装置は、請求項５に記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整する。制御部がポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が下限点を連続して検知した場合であるが、この調整時点は、下限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、下限点を検知した直後であってもよい。ここで、直接再調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第１時間を乗じた値と調整ポンプ流に対して連続した検知に要した時間を乗じた値との和を、第１時間と連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことをいう。
【００２３】
ここでは、流体利用量の変動によって下限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量と所定ポンプ流量とのバランスをとった直接再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項１０に記載の供給装置は、請求項１から４のいずれかに記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を検知した後下限点を検知してさらに上限点を検知した場合に、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整する。制御部がポンプ流量を調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が上限点を検知した後下限点を検知してさらに上限点を検知した場合であるが、この調整時点は、さらに上限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、さらに上限点を検知した直後であってもよい。ここで調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第１時間を乗じて、さらに第１時間と第２時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量である。また、第１時間とは、下限点を検知した時から上限点を検知するまでに要する時間であり、第２時間とは、上限点を検知した時から下限点を検知するまでに要する時間のことをいう。なお、所定ポンプ流量とは、第１時間におけるポンプ流量のことをいい、設置されたポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよいし、利用される流体量やタンクの容量等に基づいて定まる適当な値であってもよい。
【００２４】
ここでは、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整することにより流体利用量に近づけることが可能となり、ポンプ流量が流体利用量に対して過剰になっている状態での運転時間を減少させることが可能になる。このため、ポンプの運転制御において用いられるエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項１１に記載の供給装置は、請求項１０に記載の供給装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整する。ここでの直接再調整ポンプ流量とは、調整ポンプ流量に対して連続した検知に要した時間を乗じて得た値を、第２時間と連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められる。
【００２５】
ここでは、流体利用量の変動によって上限点を連続して検知してタンク内の流体が溢れそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量およびその運転時間と第２時間とに基づいてバランスをとった直接再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項１２に記載の供給方法は、ポンプが流体をタンクに対して供給する供給方法であって、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップとの３つのステップからなる。
【００２６】
第１ステップでは、タンクにおける第１点と第１点以外の第２点とのいずれかにおいて流体の有無を検知する。第２ステップでは、第１ステップの検知の後に、第１点と第２点とのいずれかにおいて流体の有無を検知する。第３ステップでは、第１ステップにおける検知から第２ステップにおける検知にまで要する検知時間間隔に基づいて、ポンプが運転時において単位時間当たりに流す流体の量であるポンプ流量を調整部が調整する。なお、ここでの検知時間間隔には、第１点と第２点とを交互に検知するのに要する時間だけでなく、第１点や第２点をそれぞれ連続して検知するのに要する時間等も含まれる。
【００２７】
従来の供給方法では、所定の一定出力を維持したままでポンプが運転されてタンクに一定供給流量で流体を供給し、タンクが満たされてくるとポンプを停止するというＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、タンク内の流体量を調整している。しかし、このように一定の供給流量で流体の供給を行う従来の供給方法では、ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。一方、圧力計測器や流量計測器等を設けてポンプの出力を調整する供給方法では、タンク内の流体量の調整を省エネ運転によって実現することができる。しかし、このような供給方法では、圧力計測器や流量計測器等の計測器が必要となるため、システムの設置コストが高くなってしまう。
【００２８】
しかし、請求項１２に係る供給方法では、制御部は、第１点および第２点における流体の検知が可能な簡易な検知装置等によって、第１ステップにおける検知から第２ステップにおける検知までに要する検知時間間隔の情報を得ることができる。すなわち、第３ステップにおいて、制御部は、圧力計測器や流量計測器等のセンサを設けることなくシステムコストを抑えながら、タンク内の流体量の変動状況に関する情報を得ることができる。また、ここでの供給方法は、制御部が検知時間間隔に基づいてポンプ流量を調整することにより、タンク内の流体量の変動状況を反映させたタンク内の流体量の調整を行うことができるようになる。例えば、タンク内部が短時間で満たされて検知時間間隔が比較的短時間であるという情報を制御部が得た場合等においては、制御部によるポンプ流量の調整において、タンクに供給される流体量の過剰度合い等をその検知時間間隔に基づいて反映させることが可能となり、ポンプ流量を低く抑える等の調整を行うことが可能となる。このように、制御部は、ポンプ流量を調整することにより、ポンプの運転における余分なエネルギーを低減させることができるようになる。したがって、ここでの供給方法では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【００２９】
なお、例えば、制御部におけるポンプ流量の調整においては、検知時間間隔のうち最新のものを反映させるようにしてもよい。この場合には、タンク内の流体量の最新の利用状況を反映させてポンプ流量の調整を行うことが可能となり、タンク内の流体量をより安定化させることができる。
また、例えば、第１点や第２点の検知があった際に、あらかじめ定められた固定停止時間の間だけ臨時にポンプを運転させたり停止させたりする制御を行い、タンク内における流体量をより迅速に安定化させることも可能である。
【００３０】
請求項１３に記載の排出装置は、タンクから流体を外部に排出する排出装置であって、ポンプと、流体検知部と、制御部とを備えている。流体検知部は、タンクにおける第１点と第１点以外の第２点とにおいて流体の有無を検知することができる。ここでの流体検知部は、光の反射等を利用した光センサ等によって第１点と第２点との２カ所を検知できる１つのセンサで構成されていても、第１点の検知を行うセンサと第２点の検知を行うセンサとの２つのセンサで構成されていてもよい。制御部は、流体検知部における検知時間間隔に基づいて、ポンプが運転時において単位時間当たりに流す流体の量であるポンプ流量を調整する。なお、ここでの検知時間間隔には、第１点と第２点とを交互に検知するのに要する時間だけでなく、第１点や第２点を連続して検知するのに要する時間等も含まれる。
【００３１】
従来の排出装置では、所定の一定出力を維持したままでポンプが運転されてタンクから一定排出流量で流体を排出し、タンクが枯渇しそうになるとポンプを停止するというＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、タンク内の流体量を調整している。しかし、このように一定の排出流量で流体の排出を行う従来の排出装置では、ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。一方、圧力計測器や流量計測器等を設けてポンプの出力を調整する排出装置では、タンク内の流体量の調整を省エネ運転によって実現することができる。しかし、このような排出装置では、圧力計測器や流量計測器等の計測器が必要となるため、システムの設置コストが高くなってしまう。
【００３２】
しかし、請求項１３に係る排出装置では、流体検知部が設けられており、制御部は、流体検知部における検知から検知までに要する検知時間間隔の情報を得ることができる。すなわち、制御部は、圧力計測器や流量計測器等のセンサを設けることなく、システムコストを抑えながら、タンク内の流体量の変動状況に関する情報を得ることができる。また、排出装置は、制御部が検知時間間隔に基づいてポンプ流量を調整することにより、タンク内の流体量の変動状況を反映させたタンク内の流体量の調整を行うことができるようになる。例えば、タンク内の流体が短時間で少なくなる等により検知時間間隔が比較的短時間であるという情報を制御部が得た場合等においては、制御部によるポンプ流量の調整において、タンクから排出される流体量の過剰度合い等をその検知時間間隔に基づいて反映させることが可能となり、ポンプ流量を低く抑える等の調整を行うことが可能となる。このように、制御部は、ポンプ流量を調整することにより、ポンプの運転における余分なエネルギーを低減させることができるようになる。したがって、ここでの排出装置は、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【００３３】
なお、例えば、制御部におけるポンプ流量の調整においては、検知時間間隔のうち最新のものを反映させるようにしてもよい。この場合には、タンクに対して供給される流体量について最新の状況を反映させたポンプ流量の調整が可能となり、タンク内の流体量をより安定化させることができる。
また、例えば、第１点や第２点の検知があった際に、あらかじめ定められた固定停止時間の間だけ臨時にポンプを運転させたり停止させたりする制御を行い、タンク内における流体量をより迅速に安定化させることも可能である。
【００３４】
請求項１４に記載の排出装置は、請求項１３に記載の排出装置であって、ポンプは、回転数を変動することによりポンプ流量の調整が可能なモータを有している。制御部は、ポンプのモータの回転数を制御して、ポンプ流量を調整する。
ここでは、電源をＯＮ・ＯＦＦすることによりモータを回転させたり止めたりするのではなく、ポンプの有するモータの回転数を制御するために、ポンプ流量を詳細に調整することが可能になる。
【００３５】
請求項１５に記載の排出装置は、請求項１３または１４に記載の排出装置であって、第１点はタンクの上方に位置する上限点であり、第２点はタンクの下方であって上限点よりも下に位置する下限点である。また、制御部は、流体検知部において下限点の検知があった後から上限点の検知までの間の少なくともいずれかの時間でポンプを停止する停止制御を行い、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間の少なくともいずれかの時間でポンプを運転する運転制御を行う。なお、ここでの運転制御は、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間常に行われている場合であっても、上限点の検知があった後から下限点の検知までの間の一時的な時間に行われている場合であってもよい。また、ここでの停止制御についても、下限点の検知があった後から上限点の検知までの間常に行われている場合であっても、下限点の検知があった後から上限点の検知までの間の一時的な時間に行われている場合であってもよい。
【００３６】
ここでは、タンク内の流体量が多く上限点を検知した場合にポンプを運転する運転制御を行いタンクから流体を排出することで、タンクから流体が溢れ出さないように制御することができる。また、タンク内の流体量が少なく下限点を検知した場合にポンプを停止する停止制御を行うことでポンプ流量をゼロにして、タンクから流体量を排出しないようにしてタンク内が枯渇しないように制御することができる。このように、ここではタンク内の流体量を安定化させることが可能となる。
【００３７】
なお、流体の検知を行う流体検知部としては、例えば、上限点に配置されて流体を検知する上限センサと、下限点に配置されて流体を検知する下限センサとから構成されるものであってもよい。この場合には、流体の接触の有無等によって検知を行うような簡易なセンサであっても、流体が上限点を満たしていることや、下限点を満たしていないこと等の検知が可能になる。このため、タンク内の流体量の調整は、このような簡易なセンサを配置することで、より安価なシステムによっても実現することができるようになる。
【００３８】
また、制御部によってポンプ流量を調整したとしても、タンクに対して供給される流体量（流体供給量）の変動等により、上限点の検知から後に再び上限点が検知されるまでに要する上限検知時間間隔が短くなってしまう場合もある。この場合には、上限点の検知がある毎に、ポンプの運転を開始するという比較的多くのエネルギーを要する動作を頻繁に行わなければならない。しかし、例えば、流体供給量が比較的安定しておりその変動が小さい場合には、ポンプ流量の調整制御によって流体供給量に近づけるような調整を行うことにより、後の上限検知時間間隔をより長期化させることが可能になる。この場合には、上限点の検知頻度が減少するため、ポンプの運転を開始する動作の頻度を少なく抑えることができるようになる。したがって、このような場合には、単位時間当たりにおけるポンプの運転開始制御に必要なエネルギーを低減させることができ、効果的に省エネ運転を実現することができるようになる。
【００３９】
請求項１６に記載の排出装置は、請求項１５に記載の排出装置であって、流体検知部は、流体の有無について、タンクにおける上限点よりもさらに上方の上警報点と、下限点よりもさらに下方の下警報点との少なくともいずれか一方における検知が可能である。
ここでは、制御部は、上限・下限点だけでなくさらに上警報・下警報点からもタンク内の流体の検知情報を得ることができるようになるため、ポンプ流量の調整態様について多様化させることが可能になる。例えば、急激な流体利用量の変動により、上限点を所定の高さだけ越えたり、下限点を所定の高さだけ下回ったりすることがあっても、流体検知部が上警報点もしくは下警報点において流体を検知することによって、排出装置において故障や異常が発生していることを制御部に認識させることが可能になる。これにより、制御部に警報表示機能等を設けることで、排出装置において故障や異常が発生していることを利用者等に知らせることが可能となる。また、例えば、上警報点と下警報点との少なくともいずれか一方の検知を検知時間間隔に反映させることで、制御部にポンプ流量をより多様に調整させることができるようになる。また、制御部に警報装置や表示装置等を接続させることで、タンク内部が満ち足りた状態・枯渇状態である旨等の警報を発したり表示したりさせることも可能となる。
【００４０】
請求項１７に記載の排出装置は、請求項１３から１６のいずれかに記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を検知した後下限点を検知してさらに上限点を検知した場合に、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整する。ここでの調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第３時間を乗じて、さらに第３時間と第４時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことである。制御部がポンプ流量を調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が上限点を検知した後下限点を検知してさらに上限点を検知した場合であるが、この調整時点は、さらに上限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、さらに上限点を検知した直後であってもよい。また、第３時間とは、上限点を検知した時から下限点を検知するまでに要する時間をいい、第４時間とは、下限点を検知した時から上限点を検知するまでに要する時間のことをいう。なお、所定ポンプ流量とは、第３時間におけるポンプ流量のことをいい、設置されたポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよいし、タンクに対して供給されている流体量やタンクの容量等に基づいて定まる適当な値であってもよい。
【００４１】
ここでは、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整することにより流体供給量に近づけることが可能となり、ポンプ流量が流体供給量に対して過剰になっている状態での運転時間を減少させることが可能になる。このため、ポンプの運転制御において不必要なエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項１８に記載の排出装置は、請求項１７に記載の排出装置であって、制御部は、所定時間の間、ポンプ流量を調整ポンプ流量よりも流量の多い臨時ポンプ流量に調整する。ここでの所定時間の間とは、第４時間の経過後であって調整ポンプ流量に調整されるまでの時間をいう。ここでの臨時ポンプ流量は、調整ポンプ流量よりも流量が多ければよく、ポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよい。
【００４２】
ここでは、第４時間の経過後、すなわち上限点で検知されてタンク内の流体量が多くなっている状態の時に、制御部が、ポンプ流量を調整ポンプ流量よりも流量の多い臨時ポンプ流量に調整して、所定時間の間タンクから流体の排出を行う。このため、上限の検知によってタンク内の流体量が多くなっている状態からより迅速にタンク内の流量を減少させることができ、タンク内の流体量をより迅速に安定化させることが可能となる。
【００４３】
なお、第４時間の経過時に上限点を検知して所定時間の間の臨時ポンプ流量に調整して運転した後の第３時間については、当該第４時間の経過時の上限点の検知からカウントするのではなく、所定時間の経過時からカウントを開始して後に下限点の検知があるまでに要する時間としてもよい。この場合には、所定時間の間の臨時ポンプ流量によって運転することでタンク内の流体量を安定化させることができ、毎回の検知時間間隔のカウント開始時のタンク内の流体量を、上限点の検知時における流体量よりも少ない流体量にすることができるようになる。このため、毎回の検知時間間隔のカウントに際して条件の隔たりを少なくすることができ、より的確な検知時間間隔の情報に基づいて効率的な制御を行うことが可能になり、より早く流体利用量に近づける制御を行うことが可能となる。
【００４４】
請求項１９に記載の排出装置は、請求項１８に記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を再調整ポンプ流量に調整する。ここでの再調整ポンプ流量とは、臨時ポンプ流量に所定時間を乗じた値と調整ポンプ流量に所定時間の経過後から連続した検知のうちの後の検知までに要した時間を乗じた値との和を、連続した検知に要した時間で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことをいう。
【００４５】
ここでは、流体供給量の変動によって上限点の検知が続いてタンクから流体が溢れそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏ったポンプ流量と臨時ポンプ流量とのバランスをとった再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２０に記載の排出装置は、請求項１７に記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を第３時間における所定ポンプ流量に調整する。
【００４６】
ここでは、流体利用量の変動によって上限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、ポンプ流量を、下限点が検知された際のポンプ流量である第３時間における所定ポンプ流量に戻すように調整することができる。このため、簡易な制御方法によってタンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２１に記載の排出装置は、請求項１７に記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が上限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整する。制御部がポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が上限点を連続して検知した場合であるが、この調整時点は、上限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、上限点を検知した直後であってもよい。ここでの直接再調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第３時間を乗じた値と調整ポンプ流に対して連続した検知に要した時間を乗じた値との和を、第３時間と連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことをいう。
【００４７】
ここでは、タンクへの流体供給量の変動によって上限点を連続して検知してタンク内の流体が溢れそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量と所定ポンプ流量とのバランスをとった直接再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２２に記載の排出装置は、請求項１３から１６のいずれかに記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を検知した後上限点を検知してさらに下限点を検知した場合に、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整する。ここでの調整ポンプ流量とは、所定ポンプ流量に対して第３時間を乗じて、さらに第３時間と第４時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められるポンプ流量のことである。制御部がポンプ流量を調整ポンプ流量に調整するのは、流体検知部が下限点を検知した後上限点を検知してさらに下限点を検知した場合であるが、この調整時点は、さらに下限点を検知してからしばらく時間が経過した後であってもよいし、さらに下限点を検知した直後であってもよい。また、第３時間とは、上限点を検知した時から下限点を検知するまでに要する時間をいい、第４時間とは、下限点を検知した時から上限点を検知するまでに要する時間のことをいう。なお、所定ポンプ流量とは、第３時間におけるポンプ流量のことをいい、設置されたポンプの有する最大能力によるポンプ流量であってもよいし、タンクに対して供給されている流体量やタンクの容量等に基づいて定まる適当な値であってもよい。
【００４８】
ここでは、ポンプ流量を調整ポンプ流量に調整することにより流体供給量に近づけることが可能となり、ポンプ流量が流体供給量に対して過剰になっている状態での運転時間を減少させることが可能になる。このため、ポンプの運転制御において用いられるエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項２３に記載の排出装置は、請求項２２に記載の排出装置であって、制御部は、流体検知部が下限点を連続して検知した場合に、ポンプ流量を直接再調整ポンプ流量に調整する。ここで直接再調整ポンプ流量とは、調整ポンプ流量に対して連続した検知に要した時間を乗じて得た値を、第４時間と連続した検知に要した時間との和で除することによって得られる値に基づいて定められる。
【００４９】
ここでは、タンクへの流体供給量の変動によって下限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量とその時間間隔および第４時間とのバランスをとった直接再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２４に記載の排出方法は、タンクから流体をポンプによって外部に排出する排出方法であって、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップとの３つのステップからなる。
【００５０】
第１ステップでは、タンクにおける第１点と第１点以外の第２点とのいずれかにおいて流体の有無を検知する。第２ステップでは、第１ステップの検知の後に、第１点と第２点とのいずれかにおいて流体の有無を検知する。第３ステップでは、第１ステップにおける検知から第２ステップにおける検知にまで要する検知時間間隔に基づいて、ポンプが運転時において単位時間当たりに流す流体の量であるポンプ流量を調整部が調整する。なお、ここでの検知時間間隔には、第１点と第２点とを交互に検知するのに要する時間だけでなく、第１点や第２点を連続して検知するのに要する時間等も含まれる。
【００５１】
従来の排出方法では、所定の一定出力を維持したままでポンプが運転されてタンクから一定排出流量で流体を排出し、タンクが枯渇しそうになるとポンプを停止するというＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、タンク内の流体量を調整している。しかし、このように一定の排出流量で流体の排出を行う従来の排出方法では、ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。一方、圧力計測器や流量計測器等を設けてポンプの出力を調整する排出方法では、タンク内の流体量の調整を省エネ運転によって実現することができる。しかし、このような排出方法では、圧力計測器や流量計測器等の計測器が必要となるため、システムの設置コストが高くなってしまう。
【００５２】
しかし、請求項２４に係る排出方法では、制御部は、第１点および第２点における流体の検知が可能な簡易な検知装置等によって、第１ステップにおける検知から第２ステップにおける検知までに要する検知時間間隔の情報を得ることができる。すなわち、第３ステップにおいて、制御部は、圧力計測器や流量計測器等のセンサを設けることなくシステムコストを抑えながら、タンク内の流体量の変動状況に関する情報を得ることができる。また、ここでの排出方法は、制御部が検知時間間隔に基づいてポンプ流量を調整することにより、タンク内の流体量の変動状況を反映させたタンク内の流体量の調整を行うことができるようになる。例えば、タンク内の流体量が短時間で少なくなる等によって検知時間間隔が比較的短時間であるという情報を制御部が得た場合等においては、制御部によるポンプ流量の調整において、タンクから排出される流体量の過剰度合い等をその検知時間間隔に基づいて反映させることが可能となり、ポンプ流量を低く抑える等の調整を行うことが可能となる。このように、制御部は、ポンプ流量を調整することにより、ポンプの運転における余分なエネルギーを低減させることができるようになる。したがって、ここでの排出方法では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【００５３】
なお、例えば、制御部におけるポンプ流量の調整においては、検知時間間隔のうち最新のものを反映させるようにしてもよい。この場合には、タンクに対して供給される流体量について最新の状況を反映させたポンプ流量の調整が可能となり、タンク内の流体量をより安定化させることができる。
また、例えば、第１点や第２点の検知があった際に、あらかじめ定められた固定停止時間の間だけ臨時にポンプを運転させたり停止させたりする制御を行い、タンク内における流体量をより迅速に安定化させることも可能である。
【発明の効果】
【００５４】
請求項１に係る供給装置では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
請求項２に係る供給装置では、ポンプが有しているモータの回転数を制御するために、ポンプ流量を詳細に調整することが可能になる。
請求項３に係る供給装置では、タンク内の流体量を安定化させることが可能となる。
【００５５】
請求項４に係る供給装置では、ポンプ流量の調整態様について多様化させることが可能になる。
請求項５に係る供給装置では、ポンプの運転制御において不必要なエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項６に係る供給装置では、下限の検知によってタンク内の流体量が少なくなっている状態からより迅速にタンク内が満たされていき、タンク内の流体量をより迅速に安定化させることが可能となる。
【００５６】
請求項７に係る供給装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項８に係る供給装置では、簡易な制御方法によってタンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項９に係る供給装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
【００５７】
請求項１０に係る供給装置では、ポンプの運転制御において用いられるエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項１１に係る供給装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項１２に係る供給方法では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【００５８】
請求項１３に係る排出装置では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
請求項１４に係る排出装置では、ポンプが有しているモータの回転数を制御するために、ポンプ流量を詳細に調整することが可能になる。
請求項１５に係る排出装置では、タンク内の流体量を安定化させることが可能となる。
【００５９】
請求項１６に係る排出装置では、ポンプ流量の調整態様について多様化させることが可能になる。
請求項１７に係る排出装置では、ポンプの運転制御において不必要なエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項１８に係る排出装置では、下限の検知によってタンク内の流体量が少なくなっている状態からより迅速にタンク内が満たされていき、タンク内の流体量をより迅速に安定化させることが可能となる。
【００６０】
請求項１９に係る排出装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２０に係る排出装置では、簡易な制御方法によってタンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２１に係る排出装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
【００６１】
請求項２２に係る排出装置では、ポンプの運転制御において用いられるエネルギーをより効果的に減少させることが可能となる。
請求項２３に係る排出装置では、タンク内部の流体量をより安定化させることが可能となる。
請求項２４に係る排出方法では、タンク内の流体量の調整を、システムコストを抑えつつ省エネ運転によって実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
＜第１実施形態における給水装置の全体構成＞
本発明の第１実施形態が採用された給水装置１００の概略構成を図１に示す。
給水装置１００は、各利用者の居住する所定の場所等に対して所定の量の水を配送するためにビル等に設置されている。この給水装置１００は、タンク１と、タンク１に対して供給される水の流路である給水流路３と、タンク１から排出される水の流路である排水流路４と、給水流路３に設けられた給水ポンプ２と、タンク内の水位を測定するセンサ１０と、給水ポンプ２の流量を調節するコントローラ２０とを備えている。
【００６３】
［タンクの構成］
タンク１は、図１において示すように、給水流路３を介して上方から水が供給され、排水流路４を介して下方から水が排出されるようになっている。
［給水ポンプの構成］
給水ポンプ２は、図１において示すように、給水流路３に設けられている。給水ポンプ２は、図示しないモータを有しており、このモータが回転駆動されることによって運転し、水を汲み上げてタンク１に供給する。ここでの給水ポンプ２においては、コントローラ２０によってモータの回転数がインバータ制御されて、単位時間当たりに流す水の量であるポンプ流量（Ｐ）を変化させることができる。ここでの給水装置１００に対する給水ポンプ２の選定は、給水ポンプ２の有する能力に従って定められ、設置場所等において想定される最大利用水量に対応できるような一定の能力を有するものが選ばれる。
【００６４】
［センサの構成］
センサ１０は、上限センサ１１と、下限センサ１２とから構成されている。
上限センサ１１は、図１において示すように、タンク１の上限Ｈ１付近に設けられており、水位が上限Ｈ１を超えている場合に検知（上限検知）する。下限センサ１２は、タンク１の下限Ｈ２付近に設けられており、水位が下限Ｈ２を下回っている場合に検知（下限検知）する。なお、ここでの上限Ｈ１および下限Ｈ２は、それぞれ高さの値を入力することによって自由な高さに設定することができるようになっている。
【００６５】
［コントローラの構成］
コントローラ２０は、図１に示すように、上限センサ１１および下限センサ１２の両方と接続されており、各センサから検知の有無についての情報を得る。このコントローラ２０は、センサ１０による検知によって給水ポンプ２の運転時間や停止時間のカウントをしたり、運転時における給水ポンプ２のモータの回転数（Ｎ）を計測したりする。また、このコントローラ２０は、給水ポンプ２のモータ部分に対して接続されており、センサ１０から得られる情報等に基づいて給水ポンプ２のモータの回転数を制御する。給水ポンプ２のモータの回転数は、コントローラ２０に設けられたインバータ回路（図示せず）によってインバータ制御され、目的の回転数に調整することができる。これによって、給水ポンプ２のポンプ流量（Ｑ）が調整され、タンク１に対する供給流量を調節することができるようになっている。
【００６６】
なお、コントローラ２０は、センサ１０から得られた情報等を格納するためのメモリ（図示せず）を備えている。このメモリには、カウント・計測された情報等、例えば、給水ポンプ２の運転時におけるモータの回転数、下限センサ１２の検知から上限センサ１１の検知がなされるまでの時間間隔（以下、「下上検知時間Ｔａ」という）、上限センサ１１の検知から下限センサ１２の検知がなされるまでの時間間隔（以下、「上下検知時間Ｔｂ」という）や下限センサ１２が連続して検知した場合の時間間隔（以下、「下下検知時間Ｔｃ」という）についての情報が格納されている。
【００６７】
＜コントローラによる給水ポンプのインバータ制御＞
ここでのコントローラ２０による検知時間のカウントや給水ポンプ２の制御は、以下のようにして行われる。
コントローラ２０は、下限センサ１２で検知があった時、すなわち水位が下限Ｈ２を下回った時にカウントを開始し、下限センサ１２の検知状態が続いている間カウントを続ける。また、図２において示すように、下限センサ１２で検知があった際に、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数が設定回転数Ｎｄ（最大回転数）となるように制御することで、ポンプ流量Ｑが設定ポンプ流量Ｑｄ（最大ポンプ流量Ｑｍａｘ）になるように調整する。この給水ポンプ２のモータの設定回転数Ｎｄは、給水装置１００の運転開始前にデフォルト値としてあらかじめ設定することができる値であり、ここでは設置される給水ポンプ２の能力が最大限に発揮される値に設定される。そして、コントローラ２０は、下限センサ１２で検知によって給水ポンプ２のモータの回転数を設定回転数Ｎｄに制御した時点から後に上限センサ１１で検知がされるまでに要する時間、すなわち下上検知時間Ｔａをカウントする。また、図３に示すように、利用水量が変化した場合において、下限センサ１２で検知があった時から後に下限センサ１２で検知がされるまでに要する時間、すなわち下下検知時間Ｔｃをカウントする。
【００６８】
一方、コントローラ２０は、上限センサ１１についても同様に、上限センサ１１で検知があった時、すなわち水位が上限Ｈ１を超えた時から時間のカウントを開始して、上限センサ１１の検知状態が続いている間カウントを続ける。また、コントローラ２０は、図２において示すように、上限センサ１１で検知があった際に、給水ポンプ２のモータの回転数ゼロにする制御を行い給水ポンプ２の運転を停止する。そして、給水ポンプ２を停止した時点すなわち上限センサ１１で検知があった時から後に下限センサ１２で検知がされるまでに要する時間、すなわち上下検知時間Ｔｂをカウントする。
【００６９】
（通常制御）
ここでは、排水流路４から排出される利用水量の変化が比較的小さい場合のコントローラ２０による給水ポンプ２の通常制御について説明する。
まず、図２において示すように、下限検知された場合に、コントローラ２０が、給水ポンプ２のモータの回転数を設定回転数Ｎｄにする制御を行い、ポンプ流量Ｑを設定ポンプ流量Ｑｄに調整してタンク１への給水流量が最大となるようにする。この場合、利用水量に対してポンプ流量Ｑが過剰な状態となるため、タンク１内の水位が上昇していき、タンク１内は短時間で満たされて、図２において示すように、上限センサ１１が検知する。そして、コントローラ２０は、この上限検知された際に、給水ポンプ２のモータの回転数をゼロにして給水ポンプ２の運転を停止する制御を行う。これにより、タンク１内の水位の上昇を止めることができる。そして、タンク１内の水が利用されて排水流路４を介して排出されることによってタンク１内の水位が下降していき、タンク１の水位が上限Ｈ１を越えなくなった時点で上限センサ１１の検知がなくなる。そして、さらにタンク１内の水位が下降していき、水位が下限Ｈ２を下回った時に下限センサ１２が検知し始め、タンク１内の水量が不足している状態となる。
【００７０】
この下限検知の際に、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）に上げる制御を行い、ポンプ流量Ｑを臨時ポンプ流量Ｑｔ（最大ポンプ流量Ｑｍａｘ）に調整する。ここで、給水ポンプ２のモータの臨時回転数Ｎｔは、設定回転数Ｎｄと同様に、給水装置１００の運転開始前にあらかじめ設定することができる値であり、ここでは設置される給水ポンプ２の能力が最大限に発揮される値に設定される。このように、下限検知されてタンク１内の水が少ない状態となった時点で、ポンプ流量Ｑを最大ポンプ流量Ｑｍａｘにしてタンク１内に迅速に水を供給することで、タンク１内が枯渇しないように制御される。すなわち、コントローラ２０は、このようにポンプ流量Ｑを最大ポンプ流量Ｑｍａｘとした運転状態であらかじめ設定された固定運転時間Ｔｅの間だけ、臨時に運転する。なお、固定運転時間Ｔｅは、特に何分何秒と具体的に定められた時間でなくてもよく、例えば、下限センサ１２における下限検知が終了するまでの間、すなわち下限Ｈ２よりもタンク１内の水位が高い状態になるまでの間として設定したり、また、給水ポンプ２のモータの臨時回転数Ｎｄの値やタンク１の容量、底面積や高さ等のパラメータから求まる時間として設定したりすることも可能である。なお、ここでの固定運転時間Ｔｅは、給水装置１００の設置場所における利用水量の平均値を反映させて、臨時ポンプ流量Ｑｔ（最大ポンプ流量Ｑｍａｘ）での運転によって水位をタンク１内の上限Ｈ１と下限Ｈ２の中間程度に調整することができるような時間を設定している。
【００７１】
その後、コントローラ２０は、タンク１内の水位が安定してくる固定運転時間Ｔｅ経過時において、図２に示すように、給水ポンプ２を運転させていた下上検知時間Ｔａ１と、この下上検知時間Ｔａ１の間の給水ポンプ２のモータの設定回転数Ｎｄと、給水ポンプ２を停止している上下検知時間Ｔｂとに基づいて、給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行い、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ１に調整する。具体的には、図２において示すように、コントローラ２０では、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ１＝Ｎｄ×Ｔａ１÷（Ｔａ１＋Ｔｂ１）によって求まる調整回転数Ｎ１にする制御を行い、ポンプ流量Ｑを臨時ポンプ流量Ｑｔ（最大ポンプ流量Ｑｍａｘ）から調整ポンプ流量Ｑ１に調整する最適化制御が行われる。このように給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行った後から次に上限センサ１１における検知がある時まで、給水ポンプ２のモータは調整回転数Ｎ１で運転される。この調整回転数Ｎ１で運転されている時間は、コントローラ２０によってカウントされて、上下検知時間Ｔａ２としてコントローラ２０のメモリに格納される。
【００７２】
そして、図２において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行った後に、上限センサ１１での検知があると、この上限検知時に、コントローラ２０は、再びモータの回転数をゼロにして給水ポンプ２の運転を停止する制御を行う。これによって、タンク１内の水が利用されてタンク１の水位が下降していき、上下検知時間Ｔｂ２の経過時において再び下限センサ１２での検知がなされる。この下限検知の際に、コントローラ２０は、上述した制御と同様に、給水ポンプ２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）に上げる制御を行い、固定運転時間Ｔｅの間ポンプ流量Ｑを最大供給流量Ｑに調整して運転する。
【００７３】
この固定運転時間Ｔｅが経過すると、コントローラ２０は、最新の下上検知時間Ｔａ２および上下検知時間Ｔｂ２に基づいて、再び給水ポンプ２のモータの回転数を制御して、ポンプ流量Ｑの最適化制御を行い、モータの回転数を調整回転数Ｎ２になるように調整する。具体的には、コントローラ２０では、図２において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ２＝Ｎ１×Ｔａ２÷（Ｔａ２＋Ｔｂ２）によって求まる調整回転数Ｎ２に調整して、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ２に再調整することで最適化制御が繰り返される。
【００７４】
なお、給水ポンプ２のモータの回転数は、上述した算出方法によって調整回転数Ｎ１、Ｎ２が算出された場合であっても、コントローラ２０によって、あらかじめ設定さられた最低回転数Ｎｍｉｎ以下にはならないように制御される。これによって下限センサ１２の検知が必要以上に頻繁に繰り返される状況が生じることを防いでいる。
ここでは、上述したように、コントローラ２０によって給水ポンプ２のモータの回転数をインバータ制御することによりタンク１に対する供給流量が調整され、給水ポンプ２のモータの回転数を最大回転数よりも低い調整回転数Ｎ１やＮ２に落とした制御を実現することができる。また、ポンプ流量Ｑを調整することによって、給水ポンプ２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長期化させることが可能になる。これによって、比較的多くの電力が必要とされる給水ポンプ２の運転開始の制御頻度を減少させている。このように、給水装置１００におけるポンプ流量Ｑの調整によって、省エネ運転制御を実現することができる。
【００７５】
（連続検知制御）
ここでは、排水流路４から排出される利用水量の変化が比較的大きい場合のコントローラ２０による給水ポンプ２の連続検知制御について説明する。
この連続検知制御においても、コントローラ２０によって給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１になるように制御する段階までは通常制御と同様である。
【００７６】
連続検知制御では、図３に示すように、下限検知によって上下検知時間Ｔｂ１が経過した後に臨時ポンプ流量Ｑｔによって運転されて調整ポンプ流量Ｑ１による運転がなされていても、利用水量が急激に増加した場合等によって、上限センサ１１が検知する前に再度下限センサ１２が検知する場合がある。このような場合に、コントローラ２０によって連続検出制御が行われる。下限センサ１２の検知が連続した状態とは、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ１に調整した運転を行ったとしてもなお利用水量の増加分によってタンク１内の水位が下がってしまい、再び下限検知をしたという状態である。
【００７７】
このため、図３に示すように、コントローラ２０は、再び給水ポンプ２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）にする制御を行い、臨時ポンプ流量Ｑｔによって固定運転時間Ｔｅの間給水ポンプ２を運転する。また、コントローラ２０は、固定運転時間Ｔｅが経過した時から後の下限検知があるまでの下下検知時間Ｔｃ２をカウントして、メモリに格納する。
【００７８】
そして、この固定運転時間Ｔｅが経過すると、コントローラ２０は、固定運転時間Ｔｅおよび下下検知時間Ｔｃ２に基づいて、再び給水ポンプ２のモータの回転数を制御してポンプ流量Ｑの最適化制御を行い、給水ポンプ２のモータの回転数を再調整回転数Ｎ３に調整する。具体的には、コントローラ２０では、図３において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ３＝（Ｎｔ×Ｔｅ＋Ｎ１×Ｔｃ２）÷（Ｔｅ＋Ｔｃ２）によって求まる再調整回転数Ｎ３に調整して、ポンプ流量Ｑを再調整ポンプ流量Ｑ３に調整する。このようにして、ポンプ流量Ｑについての最適化制御が繰り返される。これにより、給水ポンプ２のモータの回転数は、下限センサ１２が検知した時点の回転数である調整回転数Ｎ１よりも大きい値に調整することができ、タンク１内の水位を上昇させてタンク１内の水量を安定化させることができる。この場合においても、再調整回転数Ｎ３は、最大回転数よりも回転数を少なくすることができる。また、ポンプ流量Ｑを調整することによって、連続運転制御においても、図３に示すように、給水ポンプ２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長期化させることが可能になる。これによって、比較的多くの電力が必要とされる給水ポンプ２の運転開始の制御頻度を減少させている。このように、連続運転制御においても、給水装置１００におけるポンプ流量Ｑの調整によって、省エネ運転制御を実現することができる。
【００７９】
以上の給水装置１００の運転制御により、タンク１内の水量の調整を行い、タンク１から水が溢れ出したりタンク１が渇水したりすることのないように調整することができる。
＜特徴＞
（１）
従来の供給装置では、図１７において示すように、所定の一定出力を維持したままでポンプが運転されてタンクに一定供給流量で流体を供給し、タンクが満たされてくるとポンプを停止するというＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、タンク内の流体量を調整している。しかし、このように一定の供給流量で流体の供給を行う従来の供給装置では、ポンプのＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されてより多くのエネルギーを消費してしまうことがある。
【００８０】
これに対して、上記第１実施形態の給水装置１００においては、上限センサ１１と下限センサ１２の検知による検知時間間隔に基づいてコントローラ２０が、給水ポンプ２のモータの回転数を制御している。これにより、給水ポンプ２のモータの回転数を、ポンプ流量Ｑができるだけ利用水量を越えることのないようにより低い回転数にすることができる。これによって、給水装置１００の省エネ運転制御を実現することができる。
【００８１】
なお、モータの回転数に対する消費電力はおよそ３乗の関係にあるため、モータの回転数を上昇させた場合に必要となる消費電力は、急激に上昇してしまう。このため、モータの回転数を下げることにともなって給水ポンプ２の運転時間が多少長くなる恐れがあっても、運転時間の長期化による消費電力の増加分よりもモータの回転数を下げることによる消費電力の減少分のほうが大きく上回るため、結果的に十分な省エネ運転制御することができる。
【００８２】
なお、上記第１実施形態における給水装置１００では、給水ポンプ２がＯＮ・ＯＦＦ制御されている場合と比べて、給水ポンプ２のポンプ流量Ｑが最大供給流量Ｑｍａｘで運転される時間を短くすることが可能になる。このため、上記同様に、給水装置１００の運転制御において、消費電力を抑えることが可能になる。
例えば、２．２ｋＷの能力を有する給水ポンプを用いて、利用水量が一定であるとして従来の給水装置と上記第１実施形態における給水装置１００との消費電力を比べると、およそ以下のようになる。すなわち、従来の給水装置において、ＯＮ時間とＯＦＦ時間の比率が７：３となるようなＯＮ・ＯＦＦ制御を２４時間行った場合の消費電力は約３７ｋＷｈとなる。一方、上記第１実施形態の給水装置１００を用いた場合で、モータの回転数が最大回転数である場合の運転時間を仮に１０％とすると、２４時間の運転で２．４時間は従来と同等の消費電力となり、残りの２１．６時間は、（７／１０）3程度の消費電力となり約２２ｋＷｈとなる。これにより、４４％程度の省エネを実現できる。
【００８３】
また、上記第１実施形態の給水装置１００は、比較的大きなポンプ２が選定されており下上検知時間Ｔａが微小時間となるような状況のシステムに適応することにより、特に効果的な省エネ運転が実現される。
（２）
また、近年の給水装置においては、圧力計測器や流量計測器等を設けることで、給水ポンプにおける流量を調整して省エネ運転が行われている。このような従来の給水装置では、タンク内の水量の状況を計測するために圧力計測器や流量計測器等の計測器が必要となり、給水システムの設置コストが高くなってしまう。
【００８４】
これに対して、上記第１実施形態の給水装置１００においては、上限センサ１１と下限センサ１２とからなる簡易なセンサ１０を採用して、給水ポンプ２のモータの回転数を制御することができる。この上限センサ１１や下限センサ１２は、単に水との接触の有無によって検知できるような簡単な構成のセンサで足りる。このため、上記第１実施形態の給水装置１００においては、給水システムの設置コストを抑えることができる。
【００８５】
（３）
従来の給水装置では、図１７に示すように、給水ポンプのモータの回転数を所定の一定回転数Ｎ’かゼロに制御して運転するＯＮ・ＯＦＦ制御が行われている。このような従来の給水装置では、タンク内が短時間で満たされて給水ポンプのＯＮ・ＯＦＦ制御が頻繁に繰り返されることがある。このため、最も多くの電力を消費する給水ポンプの運転開始制御が頻繁に行われてしまうと、給水ポンプの運転制御に大量のエネルギーが必要となっている。
【００８６】
給水装置においては、本来は、利用水量と同じだけのポンプ流量によってタンク内に水を供給する場合に、最もエネルギー効率の良い運転制御を行うことができる。ところが、この利用水量は、各家庭・季節・時間帯等によって不規則に変動する量であるため、給水装置における給水ポンプの選定においては、このように変動する利用水量のうち予想される最大利用水量に対応可能な能力を有する給水ポンプを選定しなければならない。このため、このような供給ポンプが選定されて、最大利用水量に対応可能な最大供給流量の能力でＯＮ・ＯＦＦ運転制御が実行されると、エネルギー効率上好ましくない。
【００８７】
これに対して、上記第１実施形態の給水装置１００においては、コントローラ２０が、最新の下上検知時間Ｔａや上下検知時間Ｔｂに基づいて給水ポンプ２のポンプ流量Ｑを調整している。これによって、最新の利用水量の状況を最新の検知時間によって制御に反映させながら、給水ポンプ２のポンプ流量Ｑを調整することができるようになる。したがって、利用水量の変化が著しい場合を除き、図２および図３において示すように、給水ポンプ２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長期化させることが可能になる。これによって、比較的多くの電力が必要とされる給水ポンプ２の運転開始の制御の頻度を減少させることができ、給水装置１００を省エネ運転することができるようになる。
【００８８】
（４）
上記第１実施形態における給水装置１００においては、上限センサ１１と下限センサ１２との検知による検知時間間隔Ｔａ、Ｔｂ等に基づいて、コントローラ２０が給水ポンプ２のポンプ流量Ｑを調整している。このため、給水装置１００では、コントローラ２０によるポンプ流量Ｑの調整において、ポンプ流量Ｑがどの程度過剰・過少であったのかについての過剰度合い・過少度合いを反映させることができるようになる。このため、利用水量が多少変動したとしても、タンク１から水が溢れ出したりタンク１内が渇水したりすることを防いで、タンク１内の水位を安定化させることができるようになる。
【００８９】
（５）
上記第１実施形態の給水装置１００においては、コントローラ２０は、下限検知があった場合に、給水ポンプ２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）に調整して固定時間間隔Ｔｅの間給水ポンプ２を運転させる。このため、給水ポンプ２は、タンク１が渇水状態の際に素早く水を供給することができ、タンク１内の渇水状況を迅速に改善することができる。
【００９０】
また、ポンプ流量Ｑの最適化制御を積み重ねていくにあたって、後の下上検知時間Ｔａ２のカウントを、固定運転時間Ｔｅの経過後であるタンク１内の水位がある程度中央付近において安定している状態から開始することができる。このため、後の下上検知時間Ｔａ２やそれ以降の下上検知時間間隔Ｔａ３、Ｔａ４、Ｔａ５・・・のカウント条件をできるだけ均一に保つことができ、信頼性の高い下上検知時間間隔に基づいたポンプ流量Ｑの調整を積み重ねていくことができる。このため、より迅速に利用水量に近づけることができ、エネルギー効率の良い流量制御をより効果的に実現できるようになる。
【００９１】
＜第１実施形態における給水装置の変形例＞
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記第１実施形態では、システムコストを抑えた省エネ運転を可能にするために、検知時間間隔Ｔａ、Ｔｂ等に基づいてコントローラ２０が給水ポンプ２のポンプ流量Ｑを調整する給水装置１００を例に挙げて説明した。
【００９２】
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、利用水量が急激に増加して下限検知の状態が続いた場合において、第１実施形態にようにポンプ流量Ｑを再調整ポンプ流量Ｑ３に調整するのではなくて、図４に示すように、コントローラ２０が、給水ポンプ２を初期化制御してモータの回転数を設定回転数Ｎｄ（最大回転数）に戻す制御を行い再び設定ポンプ流量Ｑｄ（最大ポンプ流量Ｑｍａｘ）に調整する給水装置であってもよい。また、図４に示すように、下上検知時間Ｔａ３および上下検知時間Ｔｂ３が経過して、さらにモータを臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）で固定運転時間Ｔｅの間運転した後は、上記第１実施形態と同様に、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数を、以下のようにして算出される調整回転数Ｎ４に制御する。具体的には、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ４＝Ｎｄ×Ｔａ３÷（Ｔａ３＋Ｔｂ３）で求まる調整回転数Ｎ４になるように制御を行う。このようにして、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ４に調整して、最適化制御が繰り返される。
【００９３】
なお、他の制御は上述した第１実施形態における制御とほぼ同様であり、このような変形例（Ａ）による制御によっても、上述の効果と同様の省エネ運転制御を実現できる。また、図４において示すように、ポンプ流量Ｑを調整することによって、給水ポンプ２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙ、Ｔｚをより長期化させることも可能となる。
【００９４】
（Ｂ）
また、上記第１実施形態における給水ポンプ２のモータの調整回転数Ｎ１、Ｎ２・・・の算出方式は同様にして、上記第１実施形態とは異なる以下のような制御をしてもよい。
すなわち、上記第１実施形態において行われている固定運転時間Ｔｅの間の臨時回転数Ｎｔによる運転制御を行わないで、図５において示すように、下限検知時の直後から、給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行い調整ポンプ流量Ｑ１によって運転するようにしてもよい。さらに、利用水量が急激に増加する等によって下限検知が連続した際には、下限検知時の直後において、以下のようにして算出される調整回転数Ｎ５に制御するようにしてもよい。具体的には、コントローラ２０は、図５において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数を、最新の下上検知時間Ｔａ１と下下検知時間Ｔｃ２と調整回転数Ｎ１とによって、Ｎ５＝（Ｎｄ×Ｔａ１＋Ｎ１×Ｔｃ２）÷（Ｔａ１＋Ｔｃ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ５にする制御を行う。このように、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ５に調整して、最適化制御が繰り返される。
【００９５】
このように、第１実施形態の変形例（Ｂ）に係る給水装置１００では、流体利用量の変動によって下限点を連続して検知してタンク内が枯渇しそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量と所定ポンプ流量とのバランスをとった直接再調整ポンプ流量に調整することで、タンク内部の流体量をより安定化させることができる。
【００９６】
なお、下限検知時（変形例Ｂでいう調整回転数Ｎ５に制御される時）のコントローラ２０の運転制御としては、一般的には、４つの要素に基づいて調整回転数を算出してポンプ流量Ｑの調整が行われる。この４つの要素とは、具体的には、最新の上限検知時からその過去の下限検知時までの下上検知時間Ｔａと、この下上検知時間Ｔａにおける給水ポンプ２のモータの回転数と、当該下限検知時から最新の下限検知時までの下下検知時間時間Ｔｃと、この下下検知時間Ｔｃにおける給水ポンプ２のモータの回転数との４つである。
【００９７】
（Ｃ）
上記第１実施形態の給水装置１００における給水ポンプ２の運転制御では、上限検知時に給水ポンプ２の運転を停止してその後にタンク１内の水位が下がることで下限検知時となった際に給水ポンプ２の運転を開始する制御を行うことで、タンク１内の水位を調整している。
【００９８】
しかし、図６において示すように、第１実施形態のように給水ポンプ２の運転制御を行うタイミングを下限点Ｈ２における検知時に限定するのではなく、上限検知時においてコントローラ２０によって給水ポンプ２のモータの回転数を調整回転数Ｎ６に調整することも可能である。
なお、このように上限検知時にポンプ流量Ｑの調整を行う場合であっても、図６において示すように、上記第１実施形態における固定運転時間Ｔｅに対応するような時間、すなわち上限検知時からあらかじめ定められた給水ポンプ２の運転を停止する固定停止時間Ｔｅ’を設け、臨時ポンプ流量Ｑｔ’をゼロとして、タンク１から水が溢れ出さないように調整する制御を行ってもよい。具体的には、コントローラ２０は、図６において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ６＝Ｎｄ×Ｔａ１÷（Ｔｂ１＋Ｔａ１）のように算出して求まる調整回転数Ｎ６に制御する。このようにして、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ６に調整して、最適化制御が行われる。ここで、上限センサ１１の検知から上限センサ１１の検知がなされるまでの時間間隔（以下、「上上検知時間Ｔｄ」という）は、第１実施形態における下下検知時間Ｔｃと同様に、固定停止時間Ｔｅ’の経過時からカウントして、次に上下検知される時までとする。さらに、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数を、上上検知時間Ｔｄや固定停止時間Ｔｅ’に基づいて、Ｎ７＝Ｎ６×Ｔｄ２÷（Ｔｅ’＋Ｔｄ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ７にする制御を行う。このようにして、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ７に調整して、最適化制御が繰り返される。
【００９９】
このように、上限検知時でタンク１内の水位が高くなった際に、臨時に給水ポンプ２の運転を固定停止時間Ｔｅ’の間停止することで、タンク１から水が漏れだす危険性を抑えながら省エネ運転制御を行うことができる。
（Ｄ）
上述の第１実施形態の変形例（Ｂ）において示した下限検知時の直後に行う制御と同様に、上限検知時の直後においてポンプ流量Ｑを制御するような構成にしてもよい。すなわち、図７において示すように、上限検知時の直後において固定停止時間Ｔｅ’を設けること無く、給水ポンプ２のモータを調整回転数Ｎ８にする制御を行い、ポンプ流量Ｑを調整流量Ｑ８に調整するようにしてもよい。具体的には、コントローラ２０は、図７において示すように、給水ポンプ２のモータの回転数をＮ８＝Ｎｄ×Ｔａ１÷（Ｔｂ１＋Ｔａ１）のように算出して求まる調整回転数Ｎ８にする制御を行う。このようにして、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ８に調整して、最適化制御が繰り返される。さらに、コントローラ２０は、給水ポンプ２のモータの回転数を、最新の上上検知時間Ｔｄ２および上下検知時間Ｔｂ１に基づいて、Ｎ９＝Ｎ８×Ｔｄ２÷（Ｔｂ１＋Ｔｄ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ９にする制御を行い、ポンプ流量Ｑを調整ポンプ流量Ｑ９に調整して最適化制御を繰り返していってもよい。
【０１００】
このように、第１実施形態の変形例（Ｄ）の係る給水装置１００では、利用水量の変動によって上限点を連続して検知してタンク１から水が溢れそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量Ｑ８およびその際の上上検知時間Ｔｄ２と運転が停止されている時間とに基づいてバランスをとった調整ポンプ流量Ｑ９に調整することで、タンク１内部の流体量をより安定化させることができる。
【０１０１】
なお、上限検知時（変形例Ｄ（図７）でいう調整回転数Ｎ９に制御される時）のコントローラ２０の運転制御としては、一般的には、４つの要素に基づいて調整回転数を算出してポンプ流量Ｑの調整が行われる。この４つの要素とは、具体的には、最新の下限検知時からその過去の上限検知時までの上下検知時間Ｔｂと、この上下検知時間Ｔｂにおける給水ポンプ２のモータの回転数と、当該上限検知時から最新の上限検知時までの上上検知時間時間Ｔｄと、この上上検知時間Ｔｄにおける給水ポンプ２のモータの回転数との４つである。
【０１０２】
（Ｅ）
上記第１実施形態における給水装置１００のコントローラ２０の給水ポンプ２の運転制御は、センサ１０の検知時に行われている。給水装置１００において、利用水量は不規則に変動する量であるため、センサ１０が一瞬だけ検知したとしても、その後の利用水量の変化により何らポンプ流量Ｑの調整を行わなくてもタンク１内の水位が安定化することもあり、センサによる一時的な検知で直ちにコントローラ２０が流量調整を行うと、その調整が不必要なものであったり、さらには無駄な消費電力使うことになったりする恐れがある。
【０１０３】
これに対して、コントローラ２０による給水ポンプ２の運転制御は、センサ１０の検知があった後から所定の確認時間の間を待ってから行われるようにしてもよい。なお、ここでの確認時間については、給水装置１００の運転開始前にコントローラ２０によって設定することができるようにしてもよい。
このように、センサ１０の検知があった直後に制御を行うのではなく所定の確認時間を待って制御を開始することにより、利用水量の微妙な変化に伴う煩雑で不必要な制御を無くして、不必要な制御動作回数を少なくすることができる。これによって給水ポンプの制御における安定性を向上させることが可能になる。
【０１０４】
また、このようにコントローラ２０の制御の開始において、センサ１０の検知状態で確認時間待つことにより、運転開始時間間隔Ｔｘに対して後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長くすることができるようになる。このため、給水装置の運転をさらに省エネで実現することができるようになる。
（Ｆ）
上述した変形例の他に、上記第１実施形態の給水装置１００に対してさらに圧力計測器や流量計測器等を備えさせて、上記制御以外のさらに詳細な制御を可能にさせるようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記第１実施形態におけるセンサ１０は上限センサ１１と下限センサ１２との上下２つのセンサから構成されているが、水面の光反射等を利用することによってタンク１内の水位の計測が可能なセンサ等を用いてもよい。これによれば検知を行うためのセンサの数が１つの場合であっても、２つの点の検知が可能になり、上記第１実施形態の給水装置１００と同様の効果が得られるようになる。
【０１０６】
さらに、上下にセンサを設けて検知を行うような給水装置１００とするだけではなくて、チューブやホースのように曲がりくねった形状の流体保持体において２箇所を検知ポイントとしてそれぞれの箇所の検知が可能なセンサを設けた給水装置とすることも可能である。
（Ｇ）
本発明は、給水装置１００が複数台数連なって構成されるような給水システムであってもよい。この場合に、各給水装置１００においてポンプ流量の変化を把握できるような相互状態監視機能を備えさせたり、上位の給水装置１００から下位の給水装置１００に対して制御指令を送ってポンプ流量Ｑを調整させたりするような強調制御機能を備えさせたシステムとしてもよい。
【０１０７】
また、給水装置１００の故障検出のための機能として、定期的に給水ポンプ２をモータの回転数が最高回転数となるように運転して、下上検知時間Ｔａや上下検知時間Ｔｂの整合性を見て故障か否か判断することができるようにしてもよい。また、故障検出時においては、アラーム出力通知がされるような機能を備えさせてもよい。なお、複数の給水ポンプ２で協調制御する場合には、いくつかの給水ポンプ２が故障した際においても、故障していない給水ポンプ２によって流量調整することで連続運転を行うことで対処する。
【０１０８】
（Ｈ）
また、図８に示すように、タンク１の内部において上限Ｈ１よりもさらに上方における上警報点Ｈ１’の水位の検知が可能な上警報センサ１３や、タンク１の内部において下限Ｈ２よりもさらに下方における下警報点Ｈ２’の水位の検知が可能な下警報センサ１４を設けてもよい。
【０１０９】
この場合には、コントローラ２０は、さらに上・下警報センサ１３、１４からもタンク１内の水の検知情報を得ることができるようになるため、ポンプ流量Ｑの調整態様について多様化させることが可能になる。例えば、急激な利用水量の変動により、上限点Ｈ１を大幅に越えたり、下限点Ｈ２を大幅に下回ったりすることがあっても、上・下警報センサ１３、１４が上警報点Ｈ１’もしくは下警報点Ｈ２’において水の有無を検知することによって、給水装置１００において故障や異常が発生していることをコントローラ２０に認識させることが可能になる。これにより、コントローラ２０に警報表示機能等を設けることで、給水装置１００において故障や異常が発生していることを管理者等に知らせることが可能となる。
【０１１０】
なお、上・下警報センサ１３、１４の検知があった場合には、外部からタンク１内部の水位を制御できるように、コントローラ２０によって当該外部に指令を送信できるように構成されていてもよい。また、上警報点Ｈ１’と下警報点Ｈ２’との検知を検知時間間隔に反映させることで、コントローラ２０にポンプ流量を詳細に調整させることができるようになる。
【０１１１】
＜第２実施形態における排水装置＞
本発明の第２実施形態が採用された排水装置２００の概略構成を図９に示す。
排水装置２００は、各利用者の居住する所定の場所等に対して所定の量の水を配送するためにビル等において設けられている。この排水装置２００は、タンク２０１と、タンク２０１に対して供給される水の流路である給水流路２０３と、タンク２０１から排出される水の流路である排水流路２０４と、排水流路２０４に設けられた排水ポンプ２０２と、タンク２０１内の上限Ｇ１の水位を検知する上限センサ２１１と下限Ｇ２の水位を検知する下限センサ２１２とからなるセンサ２１０と、排水ポンプ２０２の流量を調節するコントローラ２２０とを備えている。
【０１１２】
第２実施形態における排水装置２００においては、給水流路２０３を通過してタンク２０１に対して供給される水の流量が不規則に変動する場合において用いられる。第２実施形態における排水装置２００においても、上記第１実施形態における給水装置１００と同様にコントローラ２２０が排水ポンプ２０２の流量制御を行うことで、システムコストを抑えて省エネ運転しながらタンク２０１内の水位を安定に維持することができるようになる。
【０１１３】
（通常制御）
ここでは、給水流路２０３からタンク２０１に対して供給される水量の変化が比較的小さい場合のコントローラ２２０による排水ポンプ２０２の通常制御について説明する。なお、上記第１実施形態とほぼ同様の部分については省略する。
まず、図１０において示すように、上限検知された場合に、コントローラ２２０が、排水ポンプ２０２のモータの回転数を設定回転数Ｎｄにする制御を行い、ポンプ流量Ｐを設定ポンプ流量Ｐｄに調整してタンク２０１からの排出流量が最大となるようにする。この場合、タンク２０１への供給水量に対してポンプ流量Ｐが過剰な状態となるため、タンク２０１内の水位が下降していき、タンク２０１内は短時間で渇水しそうになり、図１０において示すように、下限センサ２１２が検知する。そして、コントローラ２２０は、下限検知された際に、排水ポンプ２０２のモータの回転数をゼロにして排水ポンプ２０２の運転を停止する制御を行う。これにより、タンク２０１内の水位の下降を留めることができる。そして、タンク２０１内の水位は、給水流路２０３を介してタンク２０１に供給される水の分量だけ上昇していき、水位が下限Ｇ２を越えた時に下限センサ２１２が検知しなくなる。そして、さらにタンク２０１内の水位が上昇していき、水位が上限Ｇ１を超えた時に上限センサ２１１が検知し始め、タンク２０１内の水量が過剰な状態となる。
【０１１４】
この上限検知の際に、コントローラ２２０は、排水ポンプ２０２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）に上げる制御を行い、ポンプ流量Ｐを臨時ポンプ流量Ｐｔ（最大ポンプ流量Ｐｍａｘ）に調整する。ここで、排水ポンプ２０２のモータの臨時回転数Ｎｔは、設定回転数Ｎｄと同様に、排水装置２００の運転開始前にあらかじめ設定することができる値であり、ここでも設置される排水ポンプ２０２の能力が最大限に発揮される値に設定される。このように、上限検知されてタンク２０１内の水が過剰な場合に、ポンプ流量Ｐを最大ポンプ流量Ｐｍａｘとすることで、タンク２０１から水が溢れ出さないようにすることができる。すなわち、コントローラ２２０は、このようにポンプ流量Ｐを最大ポンプ流量Ｐｍａｘとした運転状態であらかじめ設定された固定運転時間Ｔｑの間だけ、臨時に運転する。なお、固定運転時間Ｔｑは、特に何分何秒と具体的に定められた時間でなくてもよく、例えば、上限センサ２１１における上限検知が終了するまでの間、すなわち上限Ｇ１よりもタンク２０１内の水位が低い状態になるまでの間として設定したり、また、排水ポンプ２０２のモータの臨時回転数Ｎｄの値やタンク２０１の容量、底面積や高さ等のパラメータから求まる時間として設定したりすることも可能である。なお、ここでの固定運転時間Ｔｑは、排水装置２００の設置場所における利用水量の平均値を反映させて、臨時ポンプ流量Ｐｔ（最大ポンプ流量Ｐｍａｘ）での運転によってタンク２０１内の水位を上限Ｇ１と下限Ｇ２の中間程度にすることができるような時間を設定している。
【０１１５】
その後、コントローラ２２０は、タンク２０１内の水位が安定してくる固定運転時間Ｔｑ経過時において、図１０に示すように、排水ポンプ２０２を運転させていた上下検知時間Ｔｍ１と、この上下検知時間Ｔｍ１の間の排水ポンプ２０２のモータの設定回転数Ｎｄと、排水ポンプ２０２を停止している下上検知時間Ｔｎとに基づいて、排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行い、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ１に調整する。具体的には、図１０において示すように、コントローラ２２０では、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ１＝Ｎｄ×Ｔｍ１÷（Ｔｍ１＋Ｔｎ１）によって求まる調整回転数Ｎ１にする制御を行う。このようにして、ポンプ流量Ｐを臨時ポンプ流量Ｐｔ（最大ポンプ流量Ｐｍａｘ）から調整ポンプ流量Ｐ１に調整して、最適化制御が行われる。このように排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行った後から次に下限センサ２１２における検知がある時まで、排水ポンプ２０２のモータは調整回転数Ｎ１で運転される。この調整回転数Ｎ１で運転されている時間は、コントローラ２２０によってカウントされて、上下検知時間Ｔｍ２としてコントローラ２２０のメモリに格納される。
【０１１６】
そして、図１０において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行った後に、下限センサ２１２での検知があると、この下限検知時に、コントローラ２２０は、再びモータの回転数をゼロにして排水ポンプ２０２の運転を停止する制御を行う。これによって、タンク２０１に対して供給される水量にしたがってタンク２０１内の水位は上昇していき、下上検知時間Ｔｎ２の経過時において再び上限センサ２１１での検知がなされる。この上限検知の際に、コントローラ２２０は、上述した制御と同様に、排水ポンプ２０２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）に上げる制御を行い、固定運転時間Ｔｑの間ポンプ流量Ｐを最大供給流量Ｑに調整して運転する。
【０１１７】
この固定運転時間Ｔｑが経過すると、コントローラ２２０は、最新の上下検知時間Ｔｍ２および下上検知時間Ｔｎ２に基づいて、再び排水ポンプ２０２のモータの回転数を制御して、ポンプ流量Ｐの最適化制御を行い、モータの回転数を調整回転数Ｎ２になるように調整する。具体的には、コントローラ２２０では、図１０において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ２＝Ｎ１×Ｔｍ２÷（Ｔｍ２＋Ｔｎ２）によって求まる調整回転数Ｎ２に調整する。このようにして、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ２に再調整して、最適化制御が繰り返される。
【０１１８】
なお、排水ポンプ２０２のモータの回転数は、上述した算出方法によって調整回転数Ｎ１、Ｎ２が算出された場合であっても、コントローラ２２０によって、あらかじめ設定さられた最低回転数Ｎｍｉｎ以下にはならないように制御される。これによって上限センサ２１１の検知が必要以上に頻繁に繰り返される事態を防いでいる。
ここでは、上述したように、コントローラ２２０によって排水ポンプ２０２のモータの回転数をインバータ制御することによりタンク２０１からの排出流量が調整され、排水ポンプ２０２のモータの回転数を最大回転数よりも低い調整回転数Ｎ１やＮ２に落とした制御を実現することができる。また、ポンプ流量Ｐを調整することによって、排水ポンプ２０２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長期化させることが可能になる。これによって、比較的多くの電力が必要とされる排水ポンプ２０２の運転開始の制御頻度を減少させている。このように、排水装置２００におけるポンプ流量Ｐの調整によって、省エネ運転制御を実現することができる。
【０１１９】
（連続検知制御）
ここでは、給水流路２０３から供給される水量の変化が比較的大きい場合のコントローラ２２０による排水ポンプ２０２の連続検知制御について説明する。
この連続検知制御においても、コントローラ２２０によって排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１になるように制御する段階までは通常制御と同様である。ところが、図１１に示すように、上限検知によって下上検知時間Ｔｎ１が経過した後に臨時ポンプ流量Ｐｔによって運転されて調整ポンプ流量Ｐ１による運転がなされていても、タンク２０１に対する供給水量が急激に減少した場合等によって、下限センサ２１２が検知する前に再度上限センサ２１１が検知する場合がある。このような場合に、コントローラ２２０によって連続検出制御が行われる。上限センサ２１１の検知が連続した状態とは、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ１に調整した運転を行ったとしてもなお供給水量の減少分によってタンク２０１内の水位が上がってしまい、再び上限検知をしたという状態である。
【０１２０】
このため、図１１に示すように、コントローラ２２０は、再び排水ポンプ２０２のモータの回転数を臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）にする制御を行い、臨時ポンプ流量Ｐｔによって固定運転時間Ｔｑの間排水ポンプ２０２を運転する。また、コントローラ２２０は、固定運転時間Ｔｑが経過した時から後の上限検知があるまでの上上検知時間Ｔｏ２をカウントして、メモリに格納する。
【０１２１】
そして、この固定運転時間Ｔｑが経過すると、コントローラ２２０は、固定運転時間Ｔｑおよび上上検知時間Ｔｏ２に基づいて、再び排水ポンプ２０２のモータの回転数を制御してポンプ流量Ｐの最適化制御を行い、排水ポンプ２０２のモータの回転数を再調整回転数Ｎ３に調整する。具体的には、コントローラ２２０では、図１１において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ３＝（Ｎｔ×Ｔｑ＋Ｎ１×Ｔｏ２）÷（Ｔｑ＋Ｔｏ２）によって求まる再調整回転数Ｎ３に調整する。このようにして、ポンプ流量Ｐを再調整ポンプ流量Ｐ３に調整して、ポンプ流量Ｑの最適化制御が繰り返される。これにより、排水ポンプ２０２のモータの回転数は、下限センサ２１２が検知した時点の回転数である調整回転数Ｎ１よりも大きい値に調整することができ、タンク２０１内の水位を下降させてタンク２０１内の水量を安定化させることができる。この場合においても、再調整回転数Ｎ３は、最大回転数よりも回転数を少なくすることができる。また、ポンプ流量Ｐを調整することによって、連続運転制御においても、図１１に示すように、排水ポンプ２０２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔Ｔｙをより長期化させることが可能になる。これによって、比較的多くの電力が必要とされる排水ポンプ２０２の運転開始の制御頻度を減少させている。このように、連続運転制御においても、排水装置２００におけるポンプ流量Ｐの調整によって、省エネ運転制御を実現することができる。
【０１２２】
以上の排水装置２００の運転制御により、タンク２０１内の水量の調整を行い、タンク２０１から水が溢れ出したりタンク２０１が渇水したりすることのないように調整することができる。
＜第２実施形態における排水装置の変形例＞
以上、本発明の第２実施形態について説明したが、本発明は上記第２実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１２３】
（Ａ）
上記第２実施形態では、システムコストを抑えた省エネ運転を可能にするために、検知時間間隔Ｔｍ、Ｔｎ等に基づいてコントローラ２２０が排水ポンプ２０２のポンプ流量Ｐを調整する排水装置２００を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、タンク２０１に対する供給水量が急激に増加して上限検知の状態が続いた場合において、第２実施形態にようにポンプ流量Ｐを再調整ポンプ流量Ｐ３に調整するのではなくて、図１２に示すように、コントローラ２２０が、排水ポンプ２０２を初期化制御してモータの回転数を設定回転数Ｎｄ（最大回転数）に戻す制御を行い再び設定ポンプ流量Ｐｄ（最大ポンプ流量Ｐｍａｘ）に調整する給水装置であってもよい。また、図１２に示すように、上下検知時間Ｔｍ３および下上検知時間Ｔｎ３が経過して、さらにモータを臨時回転数Ｎｔ（最大回転数）で固定運転時間Ｔｑの間運転した後は、上記第２実施形態と同様に、コントローラ２２０は、排水ポンプ２０２のモータの回転数を、以下のようにして算出される調整回転数Ｎ４に制御する。具体的には、コントローラ２２０は、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ４＝Ｎｄ×Ｔｍ３÷（Ｔｍ３＋Ｔｎ３）で求まる調整回転数Ｎ４になるように制御を行う。これにより、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ４に調整して、最適化制御が繰り返される。
【０１２４】
なお、他の制御は上述した第２実施形態における制御とほぼ同様であり、このような変形例（Ａ）による制御によっても、上述の効果と同様の省エネ運転制御を実現できる。また、図１２において示すように、ポンプ流量Ｐを調整することによって、排水ポンプ２０２の運転開始時についての時間間隔（運転開始時間間隔Ｔｘ）について、後の運転開始時間間隔ＴｙやＴｚをより長期化させることも可能となる。
【０１２５】
（Ｂ）
また、上記第２実施形態における排水ポンプ２０２のモータの調整回転数Ｎ１、Ｎ２・・・の算出方式は同様にして、上記第２実施形態とは異なる以下のような制御をしてもよい。
すなわち、上記第２実施形態において行われている固定運転時間Ｔｑの間の臨時回転数Ｎｔによる運転制御を行わないで、図１３において示すように、上限検知時の直後から、排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ１にする制御を行い調整ポンプ流量Ｐ１によって運転するようにしてもよい。さらに、給水流路２０３からタンク２０１に対して供給される水量（供給水量）が急激に減少する等によって上限検知が連続した際には、上限検知時の直後において、以下のようにして算出される調整回転数Ｎ５に制御するようにしてもよい。具体的には、コントローラ２２０は、図１３において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数を、最新の上下検知時間Ｔｍ１と上上検知時間Ｔｏ２と調整回転数Ｎ１とによって、Ｎ５＝（Ｎｄ×Ｔｍ１＋Ｎ１×Ｔｏ２）÷（Ｔｍ１＋Ｔｏ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ５にする制御を行う。このように、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ５に調整して、最適化制御が繰り返される。
【０１２６】
このように、第２実施形態の変形例（Ｂ）に係る排水装置２００では、供給水量の変動によって上限点を連続して検知してタンク２０１内の水が溢れそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏ったポンプ流量Ｐである調整ポンプ流量Ｐ１と設定ポンプ流量Ｐｄとのバランスをとった調整ポンプ流量Ｐ５に調整することで、タンク２０１内の水量をより安定化させることができる。
【０１２７】
なお、上限検知時（変形例Ｂでいう調整回転数Ｎ５に制御される時）のコントローラ２２０の運転制御としては、一般的には、４つの要素に基づいて調整回転数を算出してポンプ流量Ｐの調整が行われる。この４つの要素とは、具体的には、最新の下限検知時からその過去の上限検知時までの上下検知時間Ｔｍと、この上下検知時間Ｔｍにおける排水ポンプ２０２のモータの回転数と、当該上限検知時から最新の上限検知時までの上上検知時間時間Ｔｏと、この上上検知時間Ｔｏにおける排水ポンプ２０２のモータの回転数との４つである。
【０１２８】
（Ｃ）
上記第２実施形態の排水装置２００における排水ポンプ２０２の運転制御では、下限検知時に排水ポンプ２０２の運転を停止してその後にタンク２０１内の水位が上がることで上限検知時となった際に排水ポンプ２０２の運転を開始する制御を行うことで、タンク２０１内の水位を調整している。
【０１２９】
しかし、図１４において示すように、第２実施形態のように排水ポンプ２０２の運転制御を行うタイミングを上限検知時に限定しないで、下限検知時において、コントローラ２２０によって排水ポンプ２０２のモータの回転数を調整回転数Ｎ６に調整することも可能である。
なお、このように下限検知時にポンプ流量Ｐの調整を行う場合であっても、図１４において示すように、上記第２実施形態における固定運転時間Ｔｑに対応するような時間、すなわち下限検知時からあらかじめ定められた排水ポンプ２０２の運転を停止する固定停止時間Ｔｑ’を設け、臨時ポンプ流量Ｐｔ’をゼロとして、タンク２０１内の水が枯渇しないように調整する制御を行ってもよい。具体的には、コントローラ２２０は、図１４において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ６＝Ｎｄ×Ｔｍ１÷（Ｔｎ１＋Ｔｍ１）のように算出して求まる調整回転数Ｎ６に制御する。これによって、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ６に調整して、最適化制御が繰り返される。ここで、下限センサ２１２の検知から下限センサ２１２の検知がなされるまでの時間間隔（以下、「下下検知時間Ｔｐ」という）は、第２実施形態における上上検知時間Ｔｏと同様に、固定停止時間Ｔｑ’の経過時からカウントして、次に下上検知される時までとする。さらに、コントローラ２２０は、排水ポンプ２０２のモータの回転数を、下下検知時間Ｔｐや固定停止時間Ｔｑ’に基づいて、Ｎ７＝Ｎ６×Ｔｐ２÷（Ｔｑ’＋Ｔｐ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ７にする制御を行い、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ７に調整して、最適化制御を繰り返していってもよい。
【０１３０】
このように、上限検知時でタンク２０１内の水位が低くなった際に、臨時に排水ポンプ２０２の運転を固定停止時間Ｔｑ’の間停止することで、タンク２０１内の水が枯渇してしまう危険性を抑えながら省エネ運転制御を行うことができる。
（Ｄ）
上述の第２実施形態の変形例（Ｂ）において示した上限検知時の直後に行う制御と同様に、下限検知時の直後においてポンプ流量Ｐを制御するようにしてもよい。すなわち、図１５において示すように、下限検知時の直後において、変形例（Ｃ）の固定停止時間Ｔｑ’（図１４等参照）を設けること無く、排水ポンプ２０２のモータを調整回転数Ｎ８にする制御を行い、ポンプ流量Ｐを調整流量Ｐ８に調整するようにしてもよい。具体的には、コントローラ２２０は、図１５において示すように、排水ポンプ２０２のモータの回転数をＮ８＝Ｎｄ×Ｔｍ１÷（Ｔｎ１＋Ｔｍ１）のように算出して求まる調整回転数Ｎ８にする制御を行う。このようにして、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ８に調整して、最適化制御が繰り返される。さらに、コントローラ２２０は、排水ポンプ２０２のモータの回転数を、最新の下下検知時間Ｔｐ２および下上検知時間Ｔｎ１に基づいて、Ｎ９＝Ｎ８×Ｔｐ２÷（Ｔｎ１＋Ｔｏ２）のように算出して求まる調整回転数Ｎ９にする制御を行い、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ９に調整して最適化制御を繰り返していってもよい。
【０１３１】
このように、第２実施形態の変形例（Ｄ）に係る排水装置２００では、ポンプ流量Ｐを調整ポンプ流量Ｐ９に調整することにより供給水量に近づけることが可能となり、ポンプ流量Ｐが流体水量に対して過剰になっている状態での運転時間を減少させることが可能になる。このため、排水ポンプ２０２の運転制御において用いられるエネルギーをより効果的に減少させることができる。また、タンク２０１への供給水量の変動によって下限点を連続して検知してタンク２０１内が枯渇しそうになる場合であっても、連続して検知された際の偏った調整ポンプ流量Ｐ８をその調整ポンプ流量Ｐ８で運転した時間と直近の排水ポンプ２０２の運転停止時間とでバランスをとった調整ポンプ流量Ｐ９にポンプ流量Ｐを調整することで、タンク２０１内部の水量をより安定化させることができる。
【０１３２】
なお、下限検知時（変形例Ｄでいう調整回転数Ｎ９に制御される時）のコントローラ２２０の運転制御としては、一般的には、４つの要素に基づいて調整回転数を算出してポンプ流量Ｐの調整が行われる。この４つの要素とは、具体的には、最新の上限検知時からその過去の下限検知時までの下上検知時間Ｔｎと、この下上検知時間Ｔｎにおける排水ポンプ２０２のモータの回転数と、当該下限検知時から最新の下限検知時までの下下検知時間時間Ｔｐと、この下下検知時間Ｔｐにおける排水ポンプ２０２のモータの回転数との４つである。
【０１３３】
（Ｅ）
また、図１６に示すように、タンク２０１の内部において上限Ｇ１よりもさらに上方における上警報点Ｇ１’の水位の検知が可能な上警報センサ２１３や、タンク２０１の内部において下限Ｇ２よりもさらに下方における下警報点Ｇ２’の水位の検知が可能な下警報センサ２１４を設けてもよい。
【０１３４】
この場合には、コントローラ２２０は、さらに上・下警報センサ２１３、２１４からもタンク２０１内の水の検知情報を得ることができるようになるため、ポンプ流量Ｐの調整態様について多様化させることが可能になる。例えば、急激な利用水量の変動により、上限点Ｇ１を大幅に越えたり、下限点Ｇ２を大幅に下回ったりすることがあっても、上・下警報センサ２１３、２１４が上警報点Ｇ１’もしくは下警報点Ｇ２’において水の有無を検知することによって、排水装置２００において故障や異常が発生していることをコントローラ２２０に認識させることが可能になる。これにより、コントローラ２２０に警報表示機能等を設けることで、排水装置２００において故障や異常が発生していることを管理者等に知らせることが可能となる。
【０１３５】
なお、上・下警報センサ２１３、２１４の検知があった場合には、外部からタンク２０１内部の水位を制御できるように、コントローラ２２０によって当該外部に指令を送信できるように構成されていてもよい。また、上警報点Ｇ１’と下警報点Ｇ２’との検知を検知時間間隔に反映させることで、コントローラ２２０にポンプ流量を詳細に調整させることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明によれば、システムコストを抑えて省エネ運転することが可能となるため、特に、タンクに対して流体を供給する供給装置および供給方法やタンクから流体を外部に排出する排出装置および排出方法への適用が特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】第１実施形態に係る給水装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態の給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図３】第１実施形態における下限センサの検知が連続した場合の給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図４】第１実施形態の変形例（Ａ）における給水ポンプの初期化運転制御を示す説明図。
【図５】第１実施形態の変形例（Ｂ）における給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図６】第１実施形態の変形例（Ｃ）における給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図７】第１実施形態の変形例（Ｄ）における給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図８】第１実施形態の変形例（Ｈ）における給水装置の概略構成図。
【図９】第２実施形態における排水装置の概略構成図。
【図１０】第２実施形態の排水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図１１】第２実施形態における上限センサの検知が連続した場合の排水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図１２】第２実施形態の変形例（Ａ）における排水ポンプの初期化運転制御を示す説明図。
【図１３】第２実施形態の変形例（Ｂ）における排水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図１４】第２実施形態の変形例（Ｃ）における排水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図１５】第２実施形態の変形例（Ｄ）における排水ポンプの運転制御を示す説明図。
【図１６】第２実施形態の変形例（Ｅ）における排水装置の概略構成図。
【図１７】従来の給水ポンプの運転制御を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３８】
１、２０１    タンク
２    ポンプ（給水ポンプ）
１０、２１０    流体検知部（センサ）
２０、２２０    制御部（コントローラ）
１００    供給装置（給水装置）
２００    排出装置（排水装置）
２０２    ポンプ（排水ポンプ）
Ｇ１、Ｈ１    第１点、上限点（上限）
Ｇ’１、Ｈ’１    上警報点
Ｇ２、Ｈ２    第２点、下限点（下限）
Ｇ’２、Ｈ’２    下警報点
Ｐ    ポンプ流量
Ｐ１    調整ポンプ流量
Ｐ３    再調整ポンプ流量
Ｐ５    直接再調整ポンプ流量
Ｐ８    調整ポンプ流量
Ｐ９    直接再調整ポンプ流量
Ｐｄ    所定ポンプ流量
Ｐｔ    臨時ポンプ流量
Ｑ    ポンプ流量
Ｑ１    調整ポンプ流量
Ｑ３    再調整ポンプ流量
Ｑ５    直接再調整ポンプ流量
Ｑ８    調整ポンプ流量
Ｑ９    直接再調整ポンプ流量
Ｑｄ    所定ポンプ流量（設定ポンプ流量）
Ｑｔ    臨時ポンプ流量
Ｔａ    検知時間間隔、第１時間（下上検知時間）
Ｔｂ    検知時間間隔、第２時間（上下検知時間）
Ｔｃ    検知時間間隔（下下検知時間）
Ｔｄ    検知時間間隔（上上検知時間）
Ｔｅ    所定時間（固定運転時間）
Ｔｍ    検知時間間隔、第３時間（上下検知時間）
Ｔｎ    検知時間間隔、第４時間（下上検知時間）
Ｔｏ    検知時間間隔、（上上検知時間）
Ｔｐ    検知時間間隔、（下下検知時間）
Ｔｑ    所定時間（固定運転時間）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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