(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道本管に接続される吸込管と、給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から上記吸込管に流入する水道水を増圧して上記吐出管に供給する少なくとも一つのポンプとを有するポンプユニットと、
上記吸込管の上流に設置され、上記吸込管から水道本管に逆流する水道水の流れを遮断する逆流防止装置と、
上記逆流防止装置よりも上流に設置され、水道水に含まれる不純物を除去することで上記逆流防止装置を保護するストレーナと、
上記ストレーナと上記逆流防止装置との間に設置され、上記逆流防止装置に流れ込む水道水の吸込圧力を検出する圧力検出部と、を備えていることを特徴とする直結式自動給水装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、上記圧力検出部からの信号を受けるポンプ制御盤は、上記水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に上記ポンプの運転を停止するとともに、上記吸込圧力の低下を表示することを特徴とする直結式自動給水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道本管に接続された吸込管を有し、この吸込管に流入する水道水をポンプで増圧して給水末端に供給する直結式自動給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばマンションのような集合住宅においては、受水槽の衛生管理問題を解消したり、給水サービスの向上を図ることを目的として、全戸の給水末端に水道水を直接増圧して供給する直結式自動給水装置が用いられている。
【０００３】
この種の直結式自動給水装置は、架台と、この架台に支持されたポンプユニット、アキュームレータおよびポンプ制御盤のような各種の構成要素とを備えている。ポンプユニットは、水道本管に接続される吸込管と、蛇口のような給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から吸込管に流入する水道水を増圧して吐出管に供給する複数台のタービンポンプとで構成されている。
【０００４】
そして、この直結式自動給水装置では、給水末端が直接水道本管に連なるために、ポンプユニットから水道本管への異物等の混入を防ぐ逆流防止装置の装着が義務づけられている。逆流防止装置は、吸込管の上流端に接続されており、吸込管から水道本管に向かう水道水の逆流を遮断する一対の逆止弁を内蔵している。
【０００５】
逆止弁は、弁体を弁座に密接させることで水道水の流れ経路を遮断するものであるため、この弁体と弁座との間にごみや砂粒のような不純物が噛み込まれてしまうと、閉止性能が低下したり、誤作動の原因となる虞があり得る。そのため、従来では、逆流防止装置のさらに上流側にストレーナを設置し、水道水に含まれる不純物を逆流防止装置の上流で除去することで、逆流防止装置の故障や誤作動を防いでいる。
【０００６】
一方、直結式自動給水装置においては、水道本管の圧力低下に伴い吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に、水道本管の圧力を一定レベル以上に維持するため、タービンポンプの運転を停止しなくてはならない。
【０００７】
このため、従来のポンプユニットは、水道水の吸込圧力を検出するための圧力検出部と、この圧力検出部から出力された信号を受けるポンプ制御盤とを備えている。ポンプ制御盤は、吸込圧力が予め設定された値よりも低下した時に、タービンポンプの運転を停止するとともに、ブザーを作動させたり表示灯を点灯させる等して外部に吸込圧力の低下を表示する。
【０００８】
この場合、吸込管の上流端に連なる逆流防止装置は、その構成上、水道水の流れを妨げようとする大きな損失抵抗が生じるのを避けられない。このため、従来の直結式自動給水装置においては、逆流防止装置およびこの逆流防止装置を不純物から保護するストレーナよりもさらに上流に上記圧力検出部を設置している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、直結式自動給水装置の据え付けが完了した後の最初の通水時には、施工中に給水用配管内に残ったごみや砂粒等の不純物が水道水に混じり合っていることが多い。この不純物は、水道水と共に吸込管に向けて流れる過程でストレーナにより捕捉されるために、ストレーナが早期のうちに目詰まりを起こすといった初期不良が発生し易い。ストレーナが詰まると、吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力が低下するので、このことを外部に表示したり、タービンポンプの運転を停止する必要が生じてくる。
【００１０】
しかしながら、従来の直結式自動給水装置によると、吸込圧力を検出するための圧力検出部は、ストレーナのさらに上流に位置するため、ストレーナの目詰まりに起因する吸込圧力の低下を検出することができない。このため、吸込圧力の低下を表示できなくなるとともに、ポンプが運転しているにも拘わらず断水するといった不具合が生じてくる。
【００１１】
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、水道本管の圧力低下に起因する吸込圧力の低下は勿論のこと、ストレーナの目詰まりによる吸込圧力の低下を確実に検出することができる直結式自動給水装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る直結式自動給水装置は、
水道本管に接続される吸込管と、給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から上記吸込管に流入する水道水を増圧して上記吐出管に供給する少なくとも一つのポンプとを有するポンプユニットと、
上記吸込管の上流に設置され、上記吸込管から水道本管に逆流する水道水の流れを遮断する逆流防止装置と、
上記逆流防止装置よりも上流に設置され、水道水に含まれる不純物を除去することで上記逆流防止装置を保護するストレーナと、
上記吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力を検出する圧力検出部とを備えており、この圧力検出部を上記ストレーナと上記逆流防止装置との間に設置したことを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、水道本管から送られる水道水は、ストレーナを通過した後、圧力検出部に導かれるので、水道本管の圧力低下ばかりでなく、ストレーナの目詰まりに起因する吸込圧力の低下を精度良く検出することができる。このため、圧力検出部の検出結果に基づいてポンプの運転を停止し、異常を表示する処理に速やかに移行することができる。
【００１４】
請求項２によれば、圧力検出部からの信号を受けるポンプ制御盤は、水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に上記ポンプの運転を停止するとともに、上記吸込圧力の低下を表示することを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、圧力検出部からの信号に応じて自動的にポンプを停止させ、水道水の給水経路に異常が生じたことをオペレータに知らせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図１〜図６にもとづいて説明する。
【００１７】
図１ないし図４は、例えば集合住宅用の直結式自動給水装置１を開示している。この給水装置１は、据え付け面２に据え付けられる第１の架台３を備えている。第１の架台３は、底板４と、この底板４の後端から垂直に起立する背面板５と、底板４の前方から左右側方を取り囲む支持板６とを有している。
【００１８】
底板４は、第１の架台３の幅方向に延びる長方形状をなしており、この底板４の幅方向に沿う両端部に、夫々アンカー用支持板７ａ，７ｂが固定されている。アンカー用支持板７ａ，７ｂは、図示しないアンカーボルトを介して据え付け面２に固定されるようになっている。
【００１９】
図２〜図４に示すように、第１の架台３の底板４の上には、複数の防振体８を介して第２の架台９が支持されている。第２の架台９は、第１の架台３よりも小さな縦長の箱状をなしており、この第１の架台３の幅方向に沿う中央部よりも右側に位置されている。第２の架台９は、水平な天板１０を有し、この天板１０は、第２の架台９の高さ寸法に相当する分だけ据え付け面２の上方に位置されている。
【００２０】
第１および第２の架台３，９は、ポンプユニット１１を支持している。ポンプユニット１１は、図２に示す吸込管１２、図３に示す吐出管１３および二台の縦形の多段タービンポンプ１４とを備えている。
【００２１】
吸込管１２は、第１の架台３の幅方向に沿って水平に配置されており、この第１の架台３の背面板５の直前に位置されている。吸込管１２は、その上面の二個所に上向きに開口されたポンプ取り付けフランジ１５ａ，１５ｂを有している。これらポンプ取り付けフランジ１５ａ，１５ｂは、吸込管１２の軸方向に互いに離間して配置されている。
【００２２】
吐出管１３は、吸込管１２の前方において、この吸込管１２と平行に配置されている。吐出管１３は、その上面の二個所に上向きに開口された接続口１６ａ，１６ｂを有している。接続口１６ａ，１６ｂは、吐出管１３の軸方向に互いに離間して配置されているとともに、上記ポンプ取り付けフランジ１５ａ，１５ｂの前方に位置されている。
【００２３】
二台のタービンポンプ１４は、第１の架台３の幅方向に並べて配置されている。これらタービンポンプ１４は、複数のインペラ（図示せず）を収容した円筒状のポンプケーシング１７を有している。ポンプケーシング１７は、第１の架台３の高さ方向に沿う縦置きの姿勢で配置されている。ポンプケーシング１７の下端部には、下向きに開口された吸込口１８が形成されており、この吸込口１８は、ボール弁１９を介して吸込管１２のポンプ取り付けフランジ１５ａ，１５ｂに接続されている。
【００２４】
ポンプケーシング１７の上端部には、前向きに開口された吐出口２０が形成されており、この吐出口２０に下向きに延びる連結管２１が連結されている。連結管２１の下端部は、ボール弁２２を介して吐出管１３の接続口１６ａ，１６ｂに連結されている。この連結管２１の下端部には、吐出口２０から吐出管１３に向かう流れのみを許容する逆止弁２３が収容されている。
【００２５】
ポンプケーシング１７の上端部には、円筒状のDCブラシレスモータ２５が連結されている。DCブラシレスモータ２５は、インペラを駆動するためのものであり、このインペラの回転により吸込管１２に送り込まれた水道水が増圧されて吐出管１３に吐出されるようになっている。
【００２６】
また、モータ２５の上端部には、ファンカバー２６によって覆われた冷却ファン２７が配置されている。冷却ファン２７は、DCブラシレスモータ２５によって駆動されるようになっている。このため、冷却ファン２７が回転されると、ファンカバー２６の上面の通気孔２８（図６に示す）から空気が吸い込まれるとともに、この空気はファンカバー２６の下端からDCブラシレスモータ２５に向けて送風される。
【００２７】
二台のタービンポンプ１４は、吸込管１２および吐出管１３の上に載置されており、主に吸込管１２がDCブラシレスモータ２５や冷却ファン２７を含むタービンポンプ１４の荷重の大部分を受け止めている。そして、吸込管１２および吐出管１３は、複数の防振体３０を介して第２の架台９の天板１０に支持されている。
【００２８】
また、タービンポンプ１４のポンプケーシング１７の上部には、支持ステー３２が連結されている。支持ステー３２は、ポンプケーシング１７の後方の背面板５に向けて延びており、この支持ステー３２の先端がゴム製のクッション３３を介して背面板５に連結されている。このため、ポンプユニット１１は、タービンポンプ１４を縦置きとした姿勢で第１の架台３に組み込まれている。
【００２９】
図２や図５に示すように、吸込管１２の上流端となる左端部には、逆流防止装置３５が接続されている。逆流防止装置３５は、筒状のハウジング３６を有し、このハウジング３６の内部に図示しない一対の逆止弁が収容されている。ハウジング３６は、吸込管１２と同軸状に位置されており、第２の架台９やポンプユニット１１の左側に向けて水平に張り出している。
【００３０】
ハウジング３６の上流端となる左端部には、吸込部３７が接続されている。吸込部３７は、下向きに開口されたエルボにて構成され、この吸込部３７の開口端に保守点検用のボール弁３８が接続されている。ボール弁３８は、据え付け面２の上方に位置されており、このボール弁３８と据え付け面２との間に吸い込み側配管スペースX1が確保されている。
【００３１】
現場施工の一例として、上記ボール弁３８には、下向きに延びる可撓管継手３９が接続される。可撓管継手３９は、吸い込み側配管スペースX1に収められており、その下端が据え付け面２から上向きに突出する水道本管４０に接続されている。水道本管４０は、第１の架台３の底板４を貫通して吸い込み側配管スペースX1に導入されている。
【００３２】
このため、水道本管４０から供給される水道水は、可撓管継手３９、吸込部３７および逆流防止装置３５を通じて吸込管１２に導かれる。この際、水道水にごみや砂粒等の不純物が含まれていると、この不純物が水道水と共に逆流防止装置３５に導かれてしまう。この不純物が逆流防止装置３５の逆止弁に付着すると、この逆止弁の閉止性能が低下したり、誤作動の原因となる虞があり得る。
【００３３】
このことから、本実施の形態では、逆流防止装置３５よりも上流に位置するボール弁３８の内部に、不純物を除去するためのストレーナ４１が組み込まれている。したがって、水道本管４０からの水道水は、ストレーナ４１で濾過された後に、逆流防止装置３５に導かれるようになっており、不純物による逆流防止装置３５の性能低下や誤作動を防いでいる。
【００３４】
図３に見られるように、吐出管１３の下流端となる左端部には、保守点検用のボール４３を介して吐出部４４が接続されている。吐出部４４は、下向きに開口されたエルボにて構成されている。吐出部４４は、据え付け面２の上方に位置されており、この吐出部４４と据え付け面２との間に吐出側配管スペースX2が確保されている。
【００３５】
現場施工の一例として、吐出部４４の開口端には、下向きに延びる可撓管継手４５が接続される。可撓管継手４５は、吐出側配管スペースX2に収められており、その下端が据え付け面２から上向きに突出する給水配管４６に接続されている。給水配管４６は、第１の架台３の底板４を貫通して吐出側配管スペースX2に導入されているとともに、その下流端が給水末端として蛇口に接続されている。
【００３６】
図５に示すように、吸込管１２の下流端となる右端部と、吐出管１３の上流端となる右端部は、互いに並んで第１の架台３の右側に向けて開口されている。これら吸込管１２の下流端と吐出管１３の上流端とは、バイパス管４８を介して接続されている。
【００３７】
バイパス管４８は、逆流防止装置３５に対し吸込管１２および吐出管１３を間に挟んだ反対側に位置されており、その吸込管１２との接続端と吐出管１３との接続端とが同方向に向けて開口された平面視略Ｕ字状をなしている。そして、このバイパス管４８は、吐出管１３から吸込管１２に向かう水の流れを遮断する逆止弁４９を内蔵している。
【００３８】
また、直結式自動給水装置１は、自動運転用のアキュームレータ５１を備えている。アキュームレータ５１は、第２の架台９の内側に収められている。アキュームレータ５１の底部は、圧力配管５２を介してバイパス管４８に接続されており、この圧力配管５２を通じてタービンポンプ１４で増圧された水道水の圧力がアキュームレータ５１に導かれるようになっている。
【００３９】
図２や図５に示すように、逆流防止装置３５とボール弁３８とを結ぶ吸込部３７には、第１の圧力検出部５３が設置されている。第１の圧力検出部５３は、吸込管１２内に生じる吸込圧力、つまり水道本管４０から逆流防止装置３５を介して吸込管１２に流入する水道水の圧力を検出するためのものであり、ストレーナ４１よりも水道水の流れ方向に沿う下流側に位置されている。そして、この第１の圧力検出部５３は、吸込管１２に流入する水道水の吸込圧力に比例したアナログ信号S1を出力するようになっている。
【００４０】
また、図３や図５に示すように、吐出管１３の下流端に連なる吐出部４４には、第２の圧力検出部５４が設置されている。第２の圧力検出部５４は、吐出管１３内に生じる水道水の吐出圧力を検出するためのものであり、この吐出圧力に比例したアナログ信号S2を出力するようになっている。
【００４１】
第１の架台３の上部には、タービンポンプ１４の運転を制御するポンプ制御盤５６が配置されている。ポンプ制御盤５６は、第１の架台３の背面板５に支持されており、DCブラシレスモータ２５の左隣に位置されている。ポンプ制御盤５６は、マイクロプロセッサを有する制御部５７を内蔵しており、この制御部５７に第１および第２の圧力検出部５３，５４からのアナログ信号S1,S2が入力されるようになっている。
【００４２】
すなわち、ポンプ制御盤５６の制御部５７は、第１の圧力検出部５３からのアナログ信号S1に基づいて吸込管１２に流れ込む水道水の吸込圧力が設定値よりも低下したことを認識した場合に、タービンポンプ１４の運転を直ちに停止させる処理を実行するとともに、ポンプ制御盤５６に組み込まれたブザーを作動させたり、表示ランプを点灯させる処理を実行する。
【００４３】
また、制御部５７は、第２の圧力検出部５４からのアナログ信号S2に基づいて吐出圧力を目標圧力に保つようにタービンポンプ１４の運転を制御するための処理を実行する。
【００４４】
図４や図６に見られるように、第１の架台３にはポンプカバー６０が取り外し可能に支持されている。ポンプカバー６０は、第１の架台３の背面板５と協働して第２の架台９、ポンプユニット１１、アキュームレータ５１およびポンプ制御盤５６のような各種の構成要素を覆い隠している。このポンプカバー６０の内面や背面板５には、ポンプユニット１１の作動音が外部に漏れるのを防止する吸音材６１が貼り付けられている。
【００４５】
このような構成の直結式自動給水装置１において、ポンプユニット１１の運転中に、何らかの理由により水道本管４０の給水圧力が低下すると、ボール弁３８から吸込部３７および逆流防止装置３５を介して吸込管１２に流入する水道水の吸込圧力が低下する。すると、制御部５７は、第１の圧力検出部５３からポンプ制御盤５６の制御部５７に送出されるアナログ信号S1に基づき、水道水の吸込圧力が設定値を下回った時点でタービンポンプ１４を自動的に停止させ、さらにポンプ制御盤５６のブザーを作動させたり、表示ランプを点灯させる。これにより、オペレータは、吸込圧力に異常が生じたことを直ちに知ることができる。
【００４６】
一方、例えば直結式自動給水装置１の据え付けが完了した後の最初の通水時には、施工の過程で水道本管４０や可撓管継手４５に残留したごみや砂粒等の不純物が水道水と混じり合っていることが多い。この不純物を含む水道水は、ボール弁３８に内蔵されているストレーナ４１を通過した後、逆流防止装置３５に導かれるので、不純物は、逆流防止装置３５に達する以前にストレーナ４１により捕捉される。
【００４７】
この水道水に含まれる不純物が多い場合には、ストレーナ４１が早期のうちに目詰まりを起こし、吸込管１２よりも上流において通水抵抗が増大する。このため、水道本管４０の給水圧力が適正であっても、吸込管１２に流入する水道水の吸込圧力が低下し、タービンポンプ１４が揚水不能となることがあり得る。
【００４８】
上記構成によると、水道水の吸込圧力を検出する第１の圧力検出部５３は、ストレーナ４１と逆流防止装置３５との間に設置され、ストレーナ４１よりも水道水の流れ方向に沿う下流側で水道水の吸込圧力を検出している。このため、ストレーナ４１が目詰まりを起こしたとしても、この目詰まりに起因する吸込圧力の低下を精度良く検出することができ、ポンプ制御盤５６の制御部５７に水道本管４０の吸込圧力の低下からストレーナ４１の圧力損失を減じたアナログ信号S1を出力することができる。
【００４９】
したがって、このアナログ信号S1に基づいて吸込圧力の低下を判断し、ブザーを作動させたり表示ランプを点灯させて、吸込圧力に異常が生じたことをオペレータに速やかに知らせることができるとともに、タービンポンプ１４の運転を直ちに停止させて保守を促し、断水時間を最小限に抑えることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、水道本管の給水圧力が低下した場合およびストレーナが目詰まりを起こした場合のいずれにおいても、吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力の低下を精度良く検出することができる。このため、ポンプを停止させたり、吸込圧力に異常が生じたことを外部に知らせる処理を直ちに実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る直結式自動給水装置の正面図。
【図２】ポンプユニットの吸込管、逆流防止装置、圧力検出部およびストレーナとの位置関係を示す直結式自動給水装置の正面図。
【図３】ポンプユニットの吐出管とタービンポンプとの位置関係を示す直結式自動給水装置の正面図。
【図４】直結式自動給水装置の断面図。
【図５】図３のF5−F5線に沿う直結式自動給水装置の断面図。
【図６】ポンプ制御盤とタービンポンプおよびファンカバーの位置関係を示す直結式自動給水装置の断面図。
【符号の説明】
１…直結式自動給水装置
１１…ポンプユニット
１２…吸込管
１３…吐出管
１４…ポンプ（タービンポンプ）
３５…逆流防止装置
４０…水道本管
４１…ストレーナ
５３…圧力検出部（第１の圧力検出部）
【図１】
0004602588.tif 000002
【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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