(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２台の可変速ポンプを備え、各ポンプの吐出口より集合管に導き、該集合管より送水して給水する可変速給水ポンプの運転方法において、
第１のポンプの運転速度が、設定されている許容最大運転速度を、予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプを追加投入すると共に、第１のポンプの運転速度を許容最大運転速度より小さい運転速度で固定し、第２のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御し、第２のポンプの吐出水量が小さくなり、少水量検知器が第２のポンプの少水量を予め定められている一定時間の間中動作した場合に、第２のポンプの運転を停止させると共に、第１のポンプの運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする可変速給水ポンプの運転方法。
【請求項２】
前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度を許容最大運転速度に固定し、第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させてポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、第１のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度の許容最大運転速度の固定を解除し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御すると同時に、第１のポンプの運転速度を前記許容最大運転速度より若干小さい運転速度に再び固定することを特徴とする請求項１記載の可変速給水ポンプの運転方法。
【請求項３】
前記第１のポンプと第２のポンプが同じ容量及び特性を有し、前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、前記第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で変化させ、前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、揃速運転のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第１のポンプと第２のポンプによる揃速運転を解除し、第１のポンプの運転速度を前記最大許容運転速度より若干低い速度で再び固定し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする請求項１記載の可変速給水ポンプの運転方法。
【請求項４】
前記運転速度は、ポンプの流入側圧力値がゼロにおけるポンプの任意の運転速度Ｖと締切圧力Ｐo との関係式
Ｐo ＝Ｆ（Ｖ）
を基本とし、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプの運転を制御する運転速度Ｖn を、流入圧力Ｐｓに応じて式
Ｖn′＝（（Ｆ（Ｖn ）−Ｐs ）／Ｆ（Ｖn ））1/2×Ｖn
で補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可変速給水ポンプの運転方法。
【請求項５】
前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、２台のポンプの並列運転を行う際に、運転中の１台のポンプに対して２台目のポンプを追加投入する際に用いられるもので、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ追加投入の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′に達したならば２台目のポンプを追加投入させることを特徴とする請求項４記載の可変速給水ポンプの運転方法。
【請求項６】
前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、前記２台のポンプが並列運転しており、そのうちの１台のポンプを解列する際に、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ解列の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′で解列を行うことを特徴とする請求項４記載の可変速給水ポンプの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変速給水ポンプの運転方法に係り、特に少なくとも２台の可変速ポンプにより所定の吐出圧力で給水を行う給水装置において、１台目の運転中のポンプに対して２台目のポンプの追加投入及び解列離脱の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、２台の可変速ポンプを用いた給水装置の概略を示す。
水道本管２１よりボールタップ、低位水弁水（図示せず）等で、給水する水を一旦、受水槽１に受け入れる。そして，受水槽１内の水を吸込管２又は３より可変速ポンプ４又は５が吸い込み、ポンプの吐出側に取付けられている各ポンプ毎の逆止弁６又は７、流量検知器８又は９を通過し、集合管１０に導く。吐出集合管１０には圧力タンク１１と圧力発信器１２が取付けられており、吐出集合管１０の出口１３より、集合住宅等の需要先に水が送水される。ポンプ４，５は可変速モータポンプで、集合管１０の圧力が目標圧力となるように、受水槽１から吸い込んだ水を加圧する。
【０００３】
これらのポンプの運転と制御を行っているのが、制御盤１４である。制御盤１４には一次側に商用電源２０が供給され、電動機４又は５に盤より配線１８又は１９を介して、インバータ２２，２３で任意の周波数・電圧に変換した２次側電源を供給している。
【０００４】
また、流量検知器８又は９は流量がゼロ又はゼロに近い少水量を検出する流量検知器であり、その信号は信号線１６又は１７で制御盤１４に送られる。同様に、集合管１０に取り付けられたポンプの吐出口側圧力を検出する圧力発信器１２の信号も信号線１５で制御盤１４に送られる。逆止弁６，７は、ポンプの停止時等に集合管１０側の圧力がポンプ４，５側の圧力よりも高くなった時に、水の逆流を防止するための弁である。圧力タンク１１は、ポンプ停止中の給水管の保圧のため及びポンプ吐出側の圧力変動を少なくするための蓄圧タンクである。
【０００５】
図２は、図１に示す制御盤の構成と外部との接続状態の詳細を示す。制御盤１４には、ポンプ４，５を可変速運転するインバータ２２，２３が内蔵されている。
一次電源入力端子３１が設けられ、各ポンプ毎に漏電遮断機３２又は３３を経由して、可変速手段である周波数変換器（インバータ）２２又は２３が接続され、この可変速手段の２次側より配線１８又は１９でポンプ４又は５に可変周波数・電圧が供給される。
【０００６】
全体の制御を担っている制御基板（ＣＰＵ）３５は、その通信のポートより信号線３６又は３７で各可変速手段２２，２３と結ばれている。制御基板（ＣＰＵ）３５には、外部よりの信号を取り込むための吐出圧力信号取込ポート３８、ＮＯ．１ポンプ用流量検知器及び漏電信号取込ポート３９と、ＮＯ．２ポンプ用流量検知器及び漏電信号取込ポート４０を備えている。操作パネル４１とは通信線４２で接続され、液面計４３には受水槽１及び受水槽２用の電極棒用保持器４４及び４５と接続され、その液面計４３よりの信号を制御基板（ＣＰＵ）３５が取り込んでいる。
【０００７】
図３は、この給水装置の用途を示す。
上述した構成の給水装置５１は、受水槽１に接続され、装置５１の吐出集合管の出口１３は、需要先の例えば集合住宅給水管５２に接続される。この給水管は建屋５４内に入ると、建屋内の各階に給水するため、立管５３に接続される。この立管より各階に横引管５５で給水されるが、この横引管より、各戸に分岐管５６で給水される。
【０００８】
各戸内の給水栓を代表しているのが、給水栓５７である。各戸の給水栓５７には、常時快適に水道水を使用できる水圧が維持されていることが必要である。しかしながら、集合住宅などにおいては、水の使用量は変動が大きく、給水装置側では負荷の変動にかかわらず、常に末端の給水栓側で所要の水圧を維持するように運転しなければならない。このため、負荷が軽い時は、ポンプ１台で可変速運転し、負荷が重くなり１台で間に合わなくなった時には、２台目ポンプを追加投入するようにしている。
【０００９】
このように、各戸内の給水栓に装置の吐出集合管の出口１３は、直接接続され、各戸内での使用水量が本装置２１で供給すべき水量である。
使用水量に応じて、ポンプの運転速度を変化させ、ポンプの性能を変化させることで、使用水量が大きくても小さくても、ポンプの吐出圧力を一定にしている。
【００１０】
この吐出圧力一定制御の運転方法を、図４を用いて説明する。
図４で使用されている記号は、Ｈ１１〜Ｈ１５までは先発ポンプの運転速度を示していると共に、各運転速度Ｈ１１〜Ｈ１５におけるポンプの性能曲線（吐出圧力・水量曲線）を示している。
同様にＨ２３〜Ｈ２５の場合は、追加ポンプの運転速度と共にポンプの性能曲線を示している。図の縦軸が吐出圧力を示し、横軸が水量を示している。点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを結ぶ直線は、ポンプの吐出圧力を一定（目標圧力）にする設定圧力を示している。
【００１１】
今、使用水量Ｑ１の場合は、ポンプ性能曲線（運転速度）Ｈ１４を必要とし、ポンプの運転点は、水量Ｑ１と設定圧力との交点ｂになる。この運転状態から使用水量Ｑ２に増加した場合は、目的とする圧力を保持するために、ポンプの運転速度を上昇させ、ポンプ性能曲線Ｈ１３にする必要がある。このポンプ性能であれば、使用水量Ｑ２時、ポンプの運転点は、ポンプ曲線Ｈ１３と水量Ｑ２の直線との交点ｃとなり、圧力は設定圧力を保持できる。このように、吐出圧力が設定圧力より低くなると、ポンプの運転速度を上昇させ、吐出圧力が設定圧力より高くなると、ポンプの運転速度を低下させ、使用水量が変化しても、吐出圧力が常に、設定（目標）圧力を保持できるように制御されている。
ポンプが１台の範囲は、この方法で、ポンプ吐出圧力を設定圧力に保持できる。
【００１２】
しかし、１台のポンプの最大性能は、ポンプ性能曲線Ｈ１１で、設定圧力での最大水量はＱ１である。使用水量が水量Ｑ１より大きい水量Ｑ４になるとその運転点はポンプ性能曲線Ｈ１１と水量Ｑ４の直線との交点ｆ１で、設定圧力より低くなる。このような場合は、ポンプをもう１台運転させ、ポンプ性能曲線Ｈ１１での不足水量分（Ｑ４−Ｑ１）＝ΔＱを補う必要がある。ポンプを１台から２台にするタイミングは、一般的には、ポンプが最大運転速度であることを、一定時間確認し、２台目のポンプをポンプ性能曲線Ｈ２４で運転させ、不足水量分（Ｑ４−Ｑ１）＝ΔＱを補っている。
【００１３】
この場合のポンプ運転は、ポンプ性能曲線Ｈ１１とポンプ性能曲線Ｈ２４との並列運転で、使用水量Ｑ４の直線と並列運転の曲線Ｈ１１＋Ｈ２４の曲線との交点ｆとなり、圧力は設定圧力が保持される。
【００１４】
すなわち、必要水量Ｑ４は、１台のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１でＱ１を送水して、追加投入したポンプがポンプ性能曲線Ｈ２４でΔＱを送水することで、満たされている。
逆に使用水量が、少なくなり、使用水量が水量Ｑ１以下となる場合は、ポンプ性能曲線Ｈ１１からＨ１５で設定圧力を保持できるので、追加投入したポンプは、ポンプ性能曲線Ｈ２５以下となる。
【００１５】
このポンプ性能曲線Ｈ２５は、送水量がゼロで圧力が設定値になっているので、ポンプは締切状態である。この、ポンプ性能曲線Ｈ２５の吐出側の水量を流量検知器８又は９で検出し、ポンプの運転台数を２台より１台にする。以上が従来例の２台目ポンプの追加・解列の運転方法である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このポンプの追加投入及び解列離脱の方法では、１台のポンプの最大許容水量Ｑ１近傍以外では、制御が安定するが、最大許容水量Ｑ１近傍では、次のような不具合が発生する。
【００１７】
図５は、１台のポンプの最大許容送水量Ｑ１近傍のポンプ性能曲線を示す。ポンプ性能曲線Ｈ１１と、追加投入したポンプ性能曲線Ｈ２４との並列運転状態を示し、使用水量Ｑ１＋Δｑは、１台目のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１で水量Ｑ１を、２台目のポンプがポンプ性能曲線Ｈ２４で水量Δｑを送水している。
【００１８】
今、流量検知器８又は９の検知量がΔｑであると、この運転状態（使用水量Ｑ１＋Δｑ）で運転が継続されていると、流量検知器８又は９が少水量Δｑを検知するので、ポンプの運転台数が２台より１台になる。
このように、ポンプの追加投入が水量Ｑ１で行われ、ポンプの解列が水量Ｑ１′＝Ｑ１＋Δｑとなる。図５より、追加・解列水量の大小関係は、
追加水量Ｑ１＜解列水量Ｑ１′（＝Ｑ１＋Δｑ）
で、使用水量が（追加水量Ｑ１）〜（解列水量Ｑ１′＝Ｑ１＋Δｑ）の間では、ポンプが１台又は２台のいずれかとなり、常にポンプが１台と２台、すなわち、追加と解列が繰り返され、いわゆる追加・解列のインチングが生じることとなる。
【００１９】
この状態を避けるために、図６に示すポンプの追加・解列の方法が考案されている。
これは、ポンプ性能曲線Ｈ２４′で２台目ポンプを解列するのでなく、この性能曲線より若干性能が良くなるポンプの運転速度（Ｈ２４′＋ΔＨ）を下限運転速度とし、これ以下では運転ができないようにする。このようにすると、ポンプ２台の場合の性能はポンプ性能曲線Ｈ１１とポンプ性能曲線（Ｈ２４′＋ΔＨ）とが連結されたものとなる。ポンプ性能曲線Ｈ２４′＋ΔＨの吐出量が流量検知器８又は９の検知量Δｑになる水量は、Ｑ１′である。
【００２０】
こうすることで、ポンプの追加水量は水量Ｑ１で、解列水量は水量Ｑ１′となり、
追加・解列水量の大小関係は、
追加水量Ｑ１＞解列水量Ｑ１′
で、前記のような追加・解列のインチングが生じることはない。
【００２１】
しかしながら、２台目ポンプの運転速度の下限が（Ｈ２４′＋ΔＨ）になるため、図６に示すように、水量Ｑ１′から水量Ｑ１″の間は、吐出圧力はポンプ性能曲線（Ｈ２４′＋ΔＨ）の圧力となるので、吐出圧力は圧力設定値を越えてしまい、吐出圧力が常に一定とはならないという問題がある。
【００２２】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ポンプ１台の最大許容運転速度近傍で、インチングを起こすことなく、又、圧力変動を起こすことなく、スムーズに２台目のポンプの追加及び解列を行うことができる可変速給水装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００２３】
また、ポンプ流入側に受水槽を備えず、水道等の配水管が直接ポンプ流入側に接続された、いわゆる直結型の可変速給水装置においても、スムーズに２台目のポンプの追加及び解列を行うことができる可変速給水装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の可変速給水装置の運転方法は、少なくとも２台の可変速ポンプを備え、各ポンプの吐出口より集合管に導き、該集合管より送水して給水する可変速給水ポンプの運転方法において、第１のポンプの運転速度が、設定されている許容最大運転速度を、予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプを追加投入すると共に、第１のポンプの運転速度を許容最大運転速度より小さい運転速度で固定し、第２のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御し、第２のポンプの吐出水量が小さくなり、第２のポンプの吐出側に取付けられている少水量検知器が予め定められている一定時間の間中動作した場合に、第２のポンプの運転を停止させると共に、第１のポンプの運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする。
【００２５】
又、本発明の可変速給水装置の運転方法は、前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度を許容最大運転速度に固定し、第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させてポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、第１のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度の許容最大運転速度の固定を解除し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御すると同時に、第１のポンプの運転速度を前記許容最大運転速度より若干小さい運転速度に再び固定することを特徴とする。
【００２６】
又、本発明の可変速給水装置の運転方法は、前記第１のポンプと第２のポンプが同じ容量及び特性を有し、前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、前記第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で変化させ、前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、揃速運転のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第１のポンプと第２のポンプによる揃速運転を解除し、第１のポンプの運転速度を前記最大許容運転速度より若干低い速度で再び固定し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする。
【００２７】
又、前記運転速度は、ポンプの流入側圧力値がゼロにおけるポンプの任意の運転速度Ｖと締切圧力Ｐo との関係式
Ｐo ＝Ｆ（Ｖ）
を基本とし、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプの運転を制御する運転速度Ｖn を、流入圧力Ｐｓに応じて式
Ｖn′＝（（Ｆ（Ｖn ）−Ｐs ）／Ｆ（Ｖn ））1/2×Ｖn
で補正することを特徴とする。
【００２８】
又、前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、２台のポンプの並列運転を行う際に、運転中の１台のポンプに対して２台目のポンプを追加投入する際に用いられるもので、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ追加投入の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′に達したならば２台目のポンプを追加投入させることを特徴とする。
【００２９】
又、前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、前記２台のポンプが並列運転しており、そのうちの１台のポンプを解列する際に、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ解列の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′で解列を行うことを特徴とする。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の各実施例について説明する。
【００３１】
本発明の第１実施例のポンプの追加・解列方法を図７に示す。
１台目のポンプが最大運転速度Ｈ１１（ポンプ性能曲線Ｈ１１）になり、所定の一定時間が経過すると、２台目ポンプが追加運転となる。この時、最大運転速度より若干低めの運転速度（Ｈ１１Ａ＝Ｈ１１−ΔＨ）に１台目ポンプの運転速度を固定する。２台目ポンプが追加となる水量Ｑ１のままの状態でも、追加ポンプの性能はポンプ性能曲線Ｈ２４の状態になる。この時の各ポンプの送水量は、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａは水量Ｑ１１で、ポンプ性能曲線Ｈ２４は水量Ｑ１２である。ここで、ポンプ性能曲線Ｈ２４の水量Ｑ１２は、流量検知器８又は９の検知少水量Δｑより大きい水量であることが必要である。水量が更に増大した場合には、１台目ポンプは運転速度Ｈ１１Ａ、水量Ｑ１１での運転を継続して、追加された２台目ポンプが設定圧力で運転速度を増減することによりＱ１１を超えた水量を供給する。
【００３２】
ポンプ２台の並列運転状態で、使用水量が減少し、水量Ｑ１より水量Ｑ１′になると、図７より、追加したポンプはポンプ性能曲線Ｈ２５で、このポンプの吐出量は流量検知器８又は９の少水量検知量Δｑになり、一定の時間経過後に、ポンプの並列運転が解列され、追加されたポンプの運転が停止し、同時に１台目ポンプの速度固定が解除され、ポンプ性能曲線Ｈ１１′となる。
【００３３】
このような運転方法によれば、追加水量Ｑ１と解列水量Ｑ１′の大小関係が、
追加水量Ｑ１＞解列水量Ｑ１′
となり、追加・解列にはインチングが生じなく、吐出圧力は、使用水量がどのような状態でも、常に、ほぼ設定圧力に保たれる。
【００３４】
図８は、ポンプの追加・解列時の水量と圧力の変動を示す。各ポンプに可変速手段であるインバータ２２又は２３が接続されているために、ポンプの運転速度をそれぞれ独立して各インバータに指示できる。このため、追加時と解列時の吐出圧力の過渡特性は図８に示されるように、特に追加時の圧力の応答は、追加されるポンプによる圧力上昇分と当初から運転されているポンプの運転速度を減じることによる圧力の低下分が相殺され、圧力変動がほとんどない。また、解列時の圧力変動も、追加ポンプはただ停止するだけであり、その不足分を当初のポンプが運転速度Ｈ１１Ａよりほんの少し上昇させて運転速度Ｈ１１′にするだけであるので、この結果による圧力低下とそれによる制御系のオーバーシュートによる圧力上昇は極めて小さい。
【００３５】
図９は、ポンプ２台並列運転時の最大性能曲線を示す。
図７に示す実施例では、追加後に１台のポンプを最大定格値の運転速度より若干低めに運転速度を固定しているので、図９に示されるように、２台の並列時の最大能力は、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａ＋ポンプ性能曲線Ｈ２１となり送水可能な最大水量はＱ３である。しかしながら、２台とも最大定格の運転速度で運転される場合には、ポンプ性能曲線Ｈ１１＋ポンプ性能曲線Ｈ２１となり最大水量Ｑ４である。このように、図７に示した本発明の第１実施例による運転方法は、２台運転時の最大水量はポンプが持っている性能水量Ｑ４より性能水量Ｑ３に減少してしまう。
【００３６】
これを改良したものが、本発明の第２の発明である。即ち、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａとポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合は、１台のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、他のポンプ性能曲線Ｈ２１を固定し、１台のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御する。従って、最大ポンプ運転速度が２台とも最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となるので、図９のようにポンプの能力を最大限に使用することができる。
【００３７】
この本発明の第２実施例の運転方法による各ポンプの動作を図１０に示す。
第１のポンプが、吐出圧力を制御し、最大運転速度Ｈ１１に達すると、第２のポンプが追加投入される。この第２のポンプの追加後は、第１のポンプは固定速Ｈ１１Ａで運転される。さらに水量が増大し、第２のポンプが最大運転速度Ｈ２１に達すると、固定速で運転されていた第１のポンプ（ポンプが運転速度Ｈ１１Ａで運転）が解除され、同時に第２のポンプが最大運転速度Ｈ２１の固定速に固定され、制御の対象ポンプが第１のポンプに移り、吐出圧力の制御はこの第１のポンプで実行される。従って、第１のポンプ、第２のポンプの両方共、その能力をフルに発揮することができ、最大水量をＱ４とすることができる。
【００３８】
使用水量が減少し、第１のポンプの運転速度Ｈ１１Ａより低めの運転速度Ｈ１１Ｂに達すると、第１のポンプは固定速Ｈ１１Ａに再び固定され、第２のポンプの固定速Ｈ２１が解除され、この第２のポンプにて再び吐出圧力の制御が実行される。
【００３９】
尚、同じ容量、性能のポンプを複数台運転する場合は、第１のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１Ａで固定され、第２のポンプがポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合は、第１のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で、第１のポンプと第２のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御することで、最大ポンプ運転速度が２台ともそれぞれ最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となるので（揃速運転であるので同じ運転速度になる、即ちＨ１１＝Ｈ２１）、図９に示すようにポンプの能力を最大限に使用することができる。
【００４０】
この本発明の第３実施例の運転方法を図１１に示す。
第１のポンプが、吐出圧力を制御し、最大運転速度Ｈ１１に達すると、第２のポンプが追加運転させる。この第２のポンプの追加後は、１台のポンプは、若干速度を下げた固定速Ｈ１１Ａで運転される。さらに水量が増大し、第２のポンプが最大運転速度Ｈ１１に達すると、固定速で運転されていた第１のポンプ（運転速度Ｈ１１Ａで運転）の速度固定が解除され、第１のポンプと第２のポンプが揃速で制御される。つまり、速度制御の対象ポンプが第１のポンプと第２のポンプの双方に移り、吐出圧力の制御は第１のポンプと第２のポンプの揃速で実行される。
【００４１】
使用水量が減少し、双方のポンプが運転速度Ｈ１１Ａに達すると、第１のポンプと第２のポンプの揃速での制御が解除され、第１のポンプは再び固定速Ｈ１１Ａに固定され、第２のポンプにて再び吐出圧力の制御が実行される。
【００４２】
尚、以上の実施例はポンプが２台の場合について説明したが、ポンプが３台の場合にも、本発明の趣旨が同様に適用できるのは勿論のことである。又、ポンプの運転速度を可変速する手段として、インバータを用いた例について説明したが、その他の可変速手段であっても同様に本発明の趣旨が適用可能である。
【００４３】
又、以上の実施例は受水槽から給水する流入側圧力がゼロの場合の可変速給水装置についてのものであるが、水道等の配水管から直接加圧給水するいわゆる直結型の給水装置についても同様に本発明の趣旨が適用可能であり、以下にその実施例を説明する。
【００４４】
１台運転時のポンプのフロースイッチが「開」の状態（水が流れている状態）で、運転速度がポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)に達して３秒間継続したら、２台目ポンプの追加投入を行う。ここで１台目ポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(ｍａｘ)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(ｍａｘ)＝（（Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)））1/2×  Ｖｎ(ｍａｘ)
の演算により換算したものである。
【００４５】
２台目ポンプを追加投入すると、１台目ポンプは最大速度の９５％の速度（例えば最大速度を６０Ｈｚとすると５７Ｈｚ）に固定し、２台目ポンプを可変速運転する。
ここで９５％の速度Ｖｎ’(９５％)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(９５％)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(９５％)＝（（Ｆ（Ｖｎ(９５％)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(９５％)））1/2×  Ｖｎ(９５％)
の演算により換算したものである。
【００４６】
更に使用水量が増加して２台目ポンプの運転速度が最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)に達したら、１台目ポンプと２台目ポンプとを同一速度で運転する揃速運転に切換る。ここで２台目ポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(ｍａｘ)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(ｍａｘ)＝（（Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)））1/2×  Ｖｎ(ｍａｘ)
の演算により換算したものである。
【００４７】
その後、使用水量が減少して揃速運転時の運転速度が最大速度の９２％（例えば最大速度を６０Ｈｚとすると５５Ｈｚ）に達したならば、１台目ポンプの運転速度を９５％の速度に固定し、２台目ポンプが可変速運転となる。
ここで９５％の速度Ｖｎ’(９５％)は、流入圧力がゼロの時の９５％速度Ｖｎ(９５％)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(９５％)＝（（Ｆ（Ｖｎ(９５％)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(９５％)））1/2×  Ｖｎ(９５％)
の演算により換算したものである。
【００４８】
更に使用水量が減少して可変速運転中の２台目ポンプのスロースイッチが「閉」（少水量状態）となり、その状態が３秒間経過したならば、２台目ポンプを解列離脱させ、１台目ポンプを可変速運転する。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明は、第１のポンプの運転速度が、設定されている許容最大運転速度を、予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプを追加投入すると共に、第１のポンプの運転速度を許容最大運転速度より若干小さい運転速度で固定し、第２のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御し、第２のポンプの吐出水量が小さくなり、第２のポンプの吐出側に取付けられている少水量検知器が予め定められている一定時間の間中動作した場合に、第２のポンプの運転を停止させると共に、第１のポンプの運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御するようにしたものである。
【００５０】
従って、少なく共２台のポンプを備えた可変速給水装置において、運転中の１台のポンプに対して、もう１台のポンプを追加投入、又は解列離脱させる際に、
▲１▼第２のポンプが解列及び投入を頻繁に繰り返すいわゆるインチングが生じない。
▲２▼吐出圧力は、使用水量がどの状態でも、つねに、設定圧力にほぼ一定に保たれるという優れた効果を生じるものである。
【００５１】
又、各ポンプに可変速手段であるインバータが接続されているために、ポンプの運転速度をそれぞれ独立して各インバータに指示できる。このため、追加時と解列時の吐出圧力の過渡特性は上述したように極めて平坦となる。特に追加時の吐出圧力の応答は、追加されるポンプによる圧力上昇分と当初から運転されているポンプの運転速度を減じることによる圧力の低下分が相殺され、圧力変動がほとんど発生しない。また、解列時の吐出圧力の変動も、追加投入したポンプはただ停止するだけであり、その不足分を当初から運転していたポンプが運転速度Ｈ１１Ａよりほんの少し上昇させて運転速度Ｈ１１′にするだけである。
▲３▼この結果による圧力低下と圧力上昇が極めて小さいという効果が生じる。
【００５２】
又、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａとポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合に、第１のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、第２のポンプ性能曲線Ｈ２１を固定し、第１のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御することで、最大のポンプ速度が２台ともそれぞれ最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となる。
▲４▼これにより、ポンプの能力を最大限に利用することができるという効果を生じる。
【００５３】
又、第１のポンプと第２のポンプが同じ容量・特性の場合は、追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で両方のポンプの運転速度を同じ値で変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、揃速運転の両方のポンプの運転速度が、最大許容速度より若干小さい速度に達し、予め定められている時間以上継続した場合に、第１のポンプと第２のポンプによる揃速運転を解除し、第１のポンプの運転速度を前述した速度で再び固定し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を制御する。
▲５▼これにより、２台のポンプの能力を最大限に利用することができる。
▲６▼また、並列運転する２台のポンプの容量・特性が異なる場合には、固定速度Ｈ１１Ａと解除速度Ｈ１１Ｂの２つの設定を行う必要があるが、揃速の場合は固定速度Ｈ１１Ａと解除速度Ｈ１１Ｂを兼用でき、それぞれを回転速度Ｈ１１Ａにすることができるので、設定が容易になるという効果を生じる。
【００５４】
更に、本発明によれば、いわゆる直結型の可変速給水装置においても、運転速度Ｖｎを流入圧力Ｐsに応じて、
Ｖｎ’＝（（Ｆ（Ｖｎ）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ））1/2×  Ｖｎ
で補正することにより、同様にインチングを生じることなく、スムーズな２台目ポンプの追加投入・解列離脱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変速給水装置の概略を示す説明図。
【図２】図１における制御盤の構成を示す説明図。
【図３】可変速給水装置の用途を示す説明図。
【図４】従来の２台のポンプの追加解列の説明図。
【図５】図４における１台のポンプの許容最大速度付近の説明図。
【図６】他の実施例における１台のポンプの許容最大速度付近の説明図。
【図７】本発明の第１実施例の２台のポンプの追加解列の説明図。
【図８】図７の実施例における圧力・水量の変動を示す説明図。
【図９】本発明の第２実施例の２台のポンプの並列運転時最大性能曲線を示す説明図。
【図１０】図９の実施例における第１と第２のポンプの運転状態を示す説明図。
【図１１】本発明の第３実施例における第１と第２のポンプの運転状態を示す説明図。
【符号の説明】
１    受水槽
４，５    ポンプ
８，９    少水量検知器
１０    集合管
１２    圧力発信器
１４    制御盤
Ｈ１１    第１のポンプの最大許容運転速度（運転速度）
Ｈ１１Ａ    第１のポンプの固定速度（運転速度）
Ｈ２４    第２のポンプの追加投入時の運転速度
Ｈ２５    第２のポンプの解列離脱時の運転速度
△ｑ    流量検知器が検出する少水量
Ｑ１    第１のポンプの最大許容送水量
Ｑ１１    第１のポンプの固定速度における送水量
Ｑ１'     第２のポンプの解列時の送水量
【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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