(57)【要約】【課題】  本発明は、省エネルギ性と圧力制御の安定性を得ることができる給水装置を提供する。【解決手段】  給水装置１は、ポンプ２１、及び、ポンプ２１を駆動するモータ２２を備えるポンプ装置２０と、モータ２２に交流電力を供給するインバータ７１と、ポンプ装置２０による給水流量Ｑの最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された、この範囲内の給水流量Ｑを給水可能な全揚程の目標値Ｐ、並びに、ポンプ装置２０の駆動状態と比較される閾値を記憶する記憶部７２と、ポンプ装置２０の駆動状態と閾値との比較の結果選択した目標値Ｐのいずれか１つでの圧力一定制御で、インバータ７１を制御する制御部７３と、を備える。【選択図】図１
2017122417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ、及び、前記ポンプを駆動するモータを備えるポンプ装置と、
前記モータに交流電力を供給するインバータと、
前記ポンプ装置による給水流量の最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された、前記範囲内の給水流量を給水可能な全揚程の目標値、並びに、前記ポンプ装置の駆動状態と比較される閾値を記憶する記憶部と、
前記ポンプ装置の駆動状態と前記閾値との比較の結果選択した前記目標値のいずれか１つでの圧力一定制御で、前記インバータを制御する制御部と、
を具備することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記複数の前記目標値のうち隣り合う２つの目標値間での変更の判断に用いられ、
前記制御部は、前記ポンプ装置の前記駆動状態が前記閾値以上になると、選択されている前記目標値に対して隣り合うより大きな値の前記目標値を選択し、かつ、前記ポンプ装置の前記駆動状態が前記閾値以下になると、前記選択されている前記目標値に対して隣り合うより小さな値の前記目標値を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記閾値は、前記ポンプ装置の前記駆動状態が当該閾値以上となる時と、前記ポンプ装置の前記駆動状態が当該閾値以下となる時とで、異なる値である
ことを特徴とする請求項２に記載の給水装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記目標値を維持する第１の所定時間を記憶し、
前記制御部は、前記目標値の変更後、当該変更後の目標値での圧力一定制御の為に前記インバータから前記モータへの前記交流電力の供給が開始されてから前記目標値を前記第１の所定時間維持し、前記第１の所定時間経過後、前記ポンプ装置の前記駆動状態と前記閾値とを比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項５】
前記ポンプの一次側の圧力を検出する圧力検出装置を具備し、
前記記憶部は、前記目標値を維持する第２の所定時間、及び、前記ポンプの前記一次側の圧力の増減値である所定値を記憶し、
前記制御部は、前記圧力検出装置の検出値が、前回の検出値に対して前記所定値以上増減したと判断すると、当該判断時に選択されている前記目標値を当該判断時から前記第２の所定時間、維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項６】
前記ポンプ装置を複数備え、
前記制御部は、少なくとも２台の前記ポンプを並列運転する場合、１台の前記ポンプを可変速運転するとともに、残りの前記ポンプを最高出力周波数で運転し、前記可変速運転される前記ポンプを有する前記ポンプ装置の駆動状態と前記閾値との比較の結果前記目標値を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項７】
前記ポンプ装置の駆動状態は、前記インバータから前記モータに供給される前記交流電力の周波数であり、
前記閾値は、前記範囲内の流量を給水可能とする、前記モータに供給される交流電力の周波数範囲の上限値、及び、下限値である
ことを特徴とする請求項２に記載の給水装置。
【請求項８】
前記給水流量を検出する流量検出装置を具備し、
前記ポンプ装置の駆動状態は、前記流量検出装置の検出結果であり、
前記閾値は、前記範囲の上限値、または、下限値である
ことを特徴とする請求項２に記載の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水先に給水する給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル等の建造物には、蛇口やシャワーヘッド等の給水先に給水する給水装置が用いられている。給水装置は、ポンプの停止中に、起動圧力以下となったことを検出すると、ポンプを駆動する。
【０００３】
また、給水先の圧力を一定に保つ為に、ポンプの制御として、推定末端圧力一定制御が知られている。推定末端圧力一定制御は、配管抵抗に基づいてポンプの吐出圧力の目標値を決定し、ポンプを、吐出圧力が目標値となるように制御するものである。
【０００４】
具体的には、給水装置は、ポンプ及び当該ポンプを駆動するモータと、モータに電力を供給するインバータと、インバータを制御する制御部と、を有している。制御部は、目標圧力となるように、モータに供給される電力を制御すべく、インバータを制御する。
【０００５】
また、目標値を、インバータからモータに供給される交流電力の周波数に基づいて決定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、インバータから供給される交流電力の周波数に基づいて目標値を決定する制御では、以下のような問題があった。すなわち、目標値に対する吐出圧力の低下を検出すると、インバータからモータに供給される交流電力の周波数が増大する。
【０００８】
モータに供給される交流電力の周波数が増大すると、この周波数の増大に伴って、目標値も増大する。
【０００９】
同様に、目標値に対する吐出圧力の増大を検出すると、インバータからモータに供給される交流電力の周波数が減少する。モータに供給される交流電力の周波数が減少すると、この周波数の減少に伴って、目標値も減少する。
【００１０】
この為、周波数に基づいて目標値を決定する制御をＰＩ制御で行う技術、または、周波数に基づいて目標値を決定する制御をＰＩＤ制御で行う場合に積分要素Ｉの遅れ時間を長くする技術が知られている。
【００１１】
しかしながら、ＰＩ制御、または、ＰＩＤ制御における積分要素Ｉの遅れ時間を長くする技術を用いた水道本管に直結される給水装置は、給水流量の急激な増加に対応することができない為、圧力制御の安定性が得られない。
【００１２】
また、ＰＩＤ制御における、比例領域を小さくすることも考えられるが、比例領域を小さくすると、推定末端圧力一定制御の優位性である、省エネルギ性が失われる。
【００１３】
本発明は、省エネルギ性と、圧力制御の安定性が得られる給水装置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】
【００１４】
本発明の一態様として、給水装置は、ポンプ、及び、前記ポンプを駆動するモータを備えるポンプ装置と、前記モータに交流電力を供給するインバータと、前記ポンプ装置による給水流量の最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された、前記範囲内の給水流量を給水可能な全揚程の目標値、並びに、前記ポンプ装置の駆動状態と比較される閾値を記憶する記憶部と、前記ポンプ装置の駆動状態と前記閾値との比較の結果選択した前記目標値のいずれか１つでの圧力一定制御で、前記インバータを制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、省エネルギ性と圧力の制御安定性が得られる給水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る給水装置を示す概略図。
【図２】同給水装置の給水流量と全揚程との関係を示す線図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る給水装置を示す概略図。
【図４】同給水装置の給水流量と全揚程との関係を示す線図。
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例に係る給水装置を示す概略図。
【図６】同給水装置の給水流量と全揚程との関係を示す線図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る給水装置を示す概略図。
【図８】同給水装置の給水流量と全揚程との関係を示す線図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る給水装置を示す概略図。
【図１０】同給水装置の給水流量と全揚程との関係を示す線図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の第１の実施形態に係る給水装置１を、図１，２を用いて説明する。図１は、給水装置１を示す概略図である。図２は、給水装置１による給水流量Ｑと全揚程との関係を示す線図である。
【００１８】
給水装置１は、例えば、水道本管に直結され、水道本管から吸い込んだ水を増圧し、建造物の蛇口やシャワーヘッド等の給水先に給水する、所謂直結増圧型給水装置である。
【００１９】
本実施形態の給水装置１は、複数のポンプ装置２０を備える。給水装置１は、複数のポンプ装置２０を有している。これら、ポンプ装置２０は、並列運転は行わず、単独運転を行う。本実施形態では、給水装置１は、複数の一例として、一対のポンプ装置２０を備える。ポンプ装置２０のポンプ２１は、単独運転を行い、並列運転は行わない。
【００２０】
図１に示すように、給水装置１は、一対の吸込配管１０、各吸込配管１０に設けられた第１の圧力検出装置１５、各吸込配管１０の二次側に連結されたポンプ２１を有するポンプ装置２０、ポンプ２１の二次側に連結された連結管８０、連結管８０に設けられた流量検出装置４０、連結管８０の二次側に連結された合流管８１、合流管８１の二次側に連結された吐出配管３０、吐出配管３０に設けられ、全揚程を検出可能な第２の圧力検出装置６０、及び、ポンプ装置２０を制御可能に構成された制御装置７０を有している。
【００２１】
吸込配管１０の一次側は、水道本管に連結されている。吸込配管１０の二次側は、ポンプ２１に連結されている。
【００２２】
第１の圧力検出装置１５は、吸込配管１０内の圧力を検出し、検出結果に応じた信号を出力可能に形成されている。すなわち、第１の圧力検出装置１５は、ポンプ２１の一次側の圧力を検出可能に形成されている。
【００２３】
ポンプ装置２０は、ポンプ２１、及び、ポンプ２１を駆動するモータ２２を有している。ポンプ２１は、吸込配管１０からの水を増圧して、二次側に揚水可能に形成されている。
【００２４】
モータ２２は、回転軸２３を有している。モータ２２は、モータ２２に供給される交流電力の周波数に比例して回転軸２３の回転数を変化可能に構成されている。回転軸２３は、ポンプ２１のインペラに連結されている。
【００２５】
連結管８０の一端は、ポンプ２１の二次側に連結され、他端は、合流管８１に連結されている。
【００２６】
流量検出装置４０は、ポンプ２１の駆動を停止する停止流量Ｑ２を検出可能に構成されている。流量検出装置４０は、例えば、パドル式の流量検出装置である。流量検出装置４０は、例えば、流量が停止流量Ｑ２以下となるとオフ状態となり、停止流量Ｑ２より大きい場合は、オン状態となる。流量検出装置４０は、オン状態となると、オン信号を出力し、オフ状態となると、信号の出力を停止可能に形成されている。
【００２７】
合流管８１は、３つのポートを有するたとえばＴ字の管部材であり、１つのポートに、一方の連結管８０の二次側開口が連結されている。１つのポートに、他方の連結管８０の二次側開口が連結されている。残りのポートに吐出配管３０の一次側開口が連結されている。
【００２８】
吐出配管３０は、給水先に連結されており、増圧された水を給水先に送水可能に形成されている。
【００２９】
第２の圧力検出装置６０は、全揚程を検出可能に構成されている。本実施形態では、第２の圧力検出装置６０は、吐出配管３０内の圧力を検出することにより、全揚程を検出する。第２の圧力検出装置６０は、検出結果に応じた信号を出力可能に形成されている。
【００３０】
制御装置７０は、ポンプ装置２０を制御可能に構成されている。制御装置７０は、モータ２２に電力を供給するインバータ７１、給水装置１の全揚程の目標値Ｐ等の情報を記憶する記憶部７２、及び、インバータ７１を制御する制御部７３を有している。インバータ７１は、モータ２２に交流電力を供給可能に構成されている。
【００３１】
本実施形態では、一対のポンプ２１は、交互に単独運転され、並列運転はされない。単独運転とは、一方のポンプ２１が運転している状態では他方のポンプ２１の運転が停止される運転状態である。
【００３２】
記憶部７２が記憶する目標値Ｐは、本実施形態では、給水装置１が２台のポンプ２１を有しているが、交互に単独運転するため、１台のポンプ２１の吐出圧力の目標値Ｐとなる。
【００３３】
目標値Ｐは、給水装置１から給水先への給水流量（図２の横軸に示す）の最小値から最大値までを複数に分けた給水流量範囲のそれぞれ内の給水流量を確保可能な圧力値である。目標値Ｐは、各給水流量の範囲に１つずつ一定の値が設定されており、給水流量範囲が大きくなるに従い、高くなる。
【００３４】
本実施形態では、図２に示すように、給水装置１の給水流量範囲は、一例として、３つの給水流量範囲に分けられている。具体的には、給水流量範囲は、最小給水流量範囲ｖ１、中間給水流量範囲ｖ２、最大給水流量範囲ｖ３を有している。中間給水流量範囲ｖ２は、給水流量範囲ｖ１，ｖ２間の給水流量範囲である。記憶部７２は、各給水流量範囲ｖ１，ｖ２，ｖ３の情報を有している。
【００３５】
目標値Ｐは、最小給水流量範囲ｖ１内の給水流量を確保可能な最小目標値Ｐ１、中間給水流量範囲ｖ２内の給水流量を確保可能な、最小目標値Ｐ１より大きい中間目標値Ｐ２、及び、最大給水流量範囲ｖ３を確保可能な、中間目標値Ｐ２より大きい最大目標値Ｐ３を有している。中間目標値Ｐ２は、例えば、Ｐ２＝｛（Ｐ１＋Ｐ３）／２｝である。
【００３６】
また、記憶部７２は、インバータ７１からモータ２２に供給する交流電力の最低出力周波数ｆ１、及び、最高出力周波数ｆ２の情報を記憶している。
【００３７】
最低出力周波数ｆ１は、ポンプ２１の吐出圧力を最小目標値Ｐ１とし、かつ、流量検出装置４０の検出結果をポンプ２１の駆動を停止する停止流量Ｑ２とする周波数である。最低出力周波数ｆ１は、例えば給水装置１の試運転時に得ることができる。給水装置１の試運転時に、流量検出装置４０の検出結果が停止流量Ｑ２となった時にポンプ２１の吐出圧力を最小目標値Ｐ１とする為にインバータ７１から出力された交流電力の周波数が、最低出力周波数ｆ１となる。
【００３８】
最高出力周波数ｆ２は、ポンプ２１を駆動するモータ２２に供給される交流電力の周波数の最大値であり、ポンプ２１からの吐出流量を、ポンプ２１の最大流量となる定格流量とする為の周波数である。
【００３９】
記憶部７２は、目標値Ｐを、ポンプ２１のモータ２２に供給される交流電力の周波数に関連させて記憶している。
【００４０】
具体的には、目標値Ｐは、最低出力周波数ｆ１から最高出力周波数ｆ２までの周波数範囲を、各給水流量内の給水流量と各給水流量範囲に設定された目標値Ｐを得ることが可能となるように分けられた複数の周波数範囲のそれぞれに対して設定されている。
【００４１】
本実施形態では、給水流量範囲が３つの範囲に分けられているので、周波数範囲は、３つ設定されている。
【００４２】
図２に示すように、最低出力周波数ｆ１から最高出力周波数ｆ２までの範囲が、最小周波数範囲ｒ１、中間周波数範囲ｒ２、及び、最大周波数範囲ｒ３に分けられている。
【００４３】
最小周波数範囲ｒ１は、最小目標値Ｐ１を維持しつつ、最小給水流量範囲ｖ１内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。中間周波数範囲ｒ２は、中間目標値Ｐ２を維持しつつ、中間給水流量ｖ２内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。最大周波数範囲ｒ３は、最大目標値Ｐ３を維持しつつ、最大給水流量範囲ｖ３内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。
【００４４】
記憶部７２は、周波数範囲ｒ１，ｒ２，ｒ３の情報を記憶している。具体的には、記憶部７２は、最小周波数範囲ｒ１の下限値及び上限値、中間周波数範囲ｒ２の下限値及び上限値、並びに、最大周波数範囲ｒ３の下限値及び上限値を記憶している。
【００４５】
最小周波数範囲ｒ１の下限値は、最低出力周波数ｆ１であり、上限値は、周波数ｆ３である。中間周波数範囲ｒ２の上限値は、周波数ｆ４であり、下限値は、周波数５である。最小周波数範囲ｒ１の上限値は、最高出力周波数ｆ２であり、下限値は、周波数ｆ６である。これら周波数の関係は、ｆ１＜ｆ５＜ｆ３＜ｆ６＜ｆ４＜ｆ２となる。
【００４６】
また、記憶部７２は、周波数範囲の変更の判断に用いられる閾値が記憶されている。閾値は、本実施形態では、一例として、各周波数範囲の上限値、及び、下限値である。
【００４７】
本実施形態では、隣り合う周波数範囲において、周波数値が小さい周波数範囲の上限値と、周波数が高い周波数範囲の下限値とを異なる値にすることにより、閾値にヒステリシスが設定されている。
【００４８】
具体的には、最小周波数範囲ｒ１の上限値である周波数ｆ３は、中間周波数範囲ｒ２の下限値とは異なり、ｆ５＜ｆ３である。中間周波数範囲ｒ２の上限値である周波数ｆ４は、最大周波数範囲ｒ３の下限値である周波数ｆ６とは異なり、ｆ６＜ｆ４である。
【００４９】
最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２に変更されたとの判断に用いられる閾値は、最小周波数範囲ｒ１の上限値であるｆ３である。中間周波数範囲ｒ２から最大周波数範囲ｒ３に変更されたとの判断に用いられる閾値は、中間周波数範囲ｒ２の上限値であるｆ４である。
【００５０】
最大周波数範囲ｒ３から中間周波数範囲ｒ２に変更されたとの判断に用いられる閾値は、最大周波数範囲ｒ３の下限値であるｆ６である。中間周波数範囲ｒ２から最小周波数範囲ｒ１に変更されたとの判断に用いられる閾値は、中間周波数範囲ｒ２の下限値であるｆ５である。
【００５１】
最低出力周波数ｆ１と最高出力周波数ｆ２との差であるΔｆを、Δｆ＝（ｆ１−ｆ２）とすると、例えば、ｆ３＝（ｆ２＋１／３・Δｆ）であり、ｆ４＝（ｆ２＋２／３・Δｆ）である。そして、Δｆ１を、Δｆ１＞０となる例えば微小な値とすると、ｆ５＝ｆ３−Δｆ１であり、ｆ６＝ｆ４−Δｆ１である。なお、ｆ３とｆ５との差と、ｆ４とｆ６との差が同一であることに限定されない。
【００５２】
また、記憶部７２は、閾値ΔＰｓ、第１の所定時間ｔ１、第２の所定時間ｔ２、及び、第３の所定時間ｔ３が記憶されている。
【００５３】
閾値ΔＰｓは、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓの増減値である。第１の所定時間ｔ１は、目標値Ｐが変更され、当該変更後の目標値Ｐにより圧力一定制御を行うべくインバータ７１からモータ２２に交流電力の供給が開始されてから、目標値Ｐを維持する時間である。
【００５４】
第２の所定時間ｔ２は、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値ＰｓがΔＰｓ以上増大または減少したと判断されてから、目標値Ｐを維持する時間である。第３の所定時間ｔ３は、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認する間隔である。
【００５５】
また、記憶部７２は、キーボード等の入力装置によって、作業員が外部から入力した情報を記憶可能に構成されている。記憶部７２は、入力装置によって、上述の各種の情報が入力可能に構成されている。
【００５６】
制御部７３は、圧力検出装置１５，６０、及び、流量検出装置４０の検出結果に基づいてインバータ７１を制御することにより、ポンプ２１を交互に運転し、且つ、運転中のポンプ２１を制御可能に形成されている。
【００５７】
具体的には、制御部７３は、給水装置１の全揚程（本実施形態では、２台のポンプ２１が交互に運転される為、１台のポンプ２１の吐出圧力）を目標値Ｐにするべく、インバータ７１を制御可能に形成されている。
【００５８】
制御部７３は、交互に行われる単独運転の一例として、第２の圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、一方のポンプ２１を起動するべくインバータ７１を制御する。制御部７３は、このとき起動されたポンプ２１が連結された連結管８０に設けられた流量検出装置４０が停止流量を検出するまでは、一方のポンプ２１を駆動し続ける。そして、次にポンプ２１を起動する必要が生じると、他方のポンプ２１を起動する。制御部７１は、このように、一対のポンプ２１を交互に運転する。
【００５９】
そして、制御部７３は、給水装置１の全揚程となるポンプ２１の吐出圧力を目標値Ｐとするべく、目標値Ｐと圧力検出装置６０の検出結果とを比較し、圧力検出装置６０の検出結果が目標値Ｐとなるように、インバータ７１を制御可能に形成されている。
【００６０】
また、制御部７３は、モータ２２にインバータ７１から供給されている交流電力の周波数と閾値とを比較することにより、当該供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲を判断し、当該周波数範囲に設定されている目標値Ｐを、全揚程の目標値として選択可能に形成されている。
【００６１】
具体的には、制御部７３は、モータ２２に供給される交流電力の周波数の増大時では、インバータ７１からモータ２２に供給される交流電力の周波数と、閾値となる各周波数範囲の上限値とを比較する。制御部７３は、モータ２２に供給される交流電力の周波数の減少時では、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数と、閾値となる各周波数範囲の下限値とを比較する。
【００６２】
そして、制御部７３は、この比較結果により、モータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲を判断することにより、この周波数範囲に設定された目標値Ｐをポンプ２１の吐出圧力の目標値として選択する。
【００６３】
また、制御部７３は、目標値Ｐが変更されると、変更後の目標値Ｐによる圧力一定制御の開始後、即ち、インバータ７１からのモータ２２への交流電力の供給開始後、当該変更後の目標値Ｐを第１の所定時間ｔ１維持し、第１の所定時間ｔ１経過後、インバータ７１から供給されている交流電力の周波数が含まれる範囲を判断可能に形成されている。
【００６４】
また、制御部７３は、第３の所定時間ｔ３の間隔で第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認し、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値ＰｓがΔＰｓ以上増大または減少したと判断すると、全揚程の目標値Ｐを、当該判断時から第２の所定時間ｔ２の間、維持可能に形成されている。
【００６５】
次に、給水装置１の動作を説明する。制御部７３は、圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、一方のポンプ２１を起動するべく、インバータ７１を制御する。このときの目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１である。
【００６６】
制御部７３は、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が最小周波数範囲ｒ１内にあった状態において、当該周波数が、閾値となる周波数ｆ３以上になると、モータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が、最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２に変更されたと判断し、目標値Ｐを最小目標値Ｐ１から中間目標値Ｐ２に変更する。そして、制御部７３は、中間目標値Ｐ２での圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【００６７】
制御部７３は、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が中間周波数範囲ｒ２にあった状態において、当該周波数が、閾値となる周波数ｆ４以上となると、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が、中間周波数範囲ｒ２から最大周波数範囲ｒ３に変更されたと判断し、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２から最大目標値Ｐ３に変更する。そして、制御部７３は、最大目標値Ｐ３での圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【００６８】
制御部７３は、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が最大周波数範囲ｒ３にあった状態において、当該周波数が、閾値となる周波数ｆ６以下になると、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が、最大周波数範囲ｒ３から中間周波数範囲ｒ２に変更されたと判断し、目標値Ｐを最大目標値Ｐ３から中間目標値Ｐ２に変更する。そして、制御部７３は、中間目標値Ｐ２での圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【００６９】
制御部７３は、インバータ７１からモータ２２に供給される交流電力の周波数が中間周波数範囲ｒ２にあった状態において、当該周波数が、閾値となる周波数ｆ５以下となると、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が、中間周波数範囲ｒ２から最小周波数範囲ｒ１に変更されたと判断し、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２から最小目標値Ｐ１に変更する。そして、制御部７３は、圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【００７０】
また、制御部７３は、目標値Ｐが変更されると、当該変更後の目標値Ｐでの圧力一定制御をするべくインバータ７１からモータ２２への交流電力の供給を開始した時点から、第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを維持する。
【００７１】
例えば、制御部７３は、モータ２２へ供給される交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２に変更されたと判断すると、中間目標値Ｐ２での圧力一定制御を行うべくインバータ７１からモータ２２に交流電力を供給するとともに、中間目標値Ｐ２での圧力一定制御の為の交流電力供給開始時点から第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２に維持する。
【００７２】
制御部７３は、第１の所定時間ｔ１の経過後、インバータ７１からモータ２２に供給される交流電力の周波数と、周波数範囲を判断する閾値とを比較する。具体的には、モータ２２に供給される交流電力の周波数が閾値以上であるか、または、閾値以下であるかを判断する。
【００７３】
本実施形態では、隣り合う周波数範囲の閾値にはヒステリシスが設定されているので、制御部７３は、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、隣り合う周波数範囲のうち値の大きな周波数範囲の下限値以下であるか、または、値の小さな周波数範囲の上限値以上であるか、比較する。
【００７４】
値の小さい周波数範囲の上限値以上である場合は、周波数範囲は、値が大きい周波数範囲が選択される。値の大きい周波数範囲の下限値以下である場合は、周波数範囲は、値が小さい周波数範囲が選択される。
【００７５】
また、第１の所定時間ｔ１の経過後、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、隣り合う２つ周波数範囲のうち大きい周波数範囲の下限値と小さい周波数範囲の上限値との間に含まれる場合がある。例えば、供給される交流電力の周波数が、周波数ｆ５以上であって周波数ｆ３以下の範囲に含まれる場合がある。
【００７６】
この場合は、周波数範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２に変更されたと判断されて目標値Ｐが中間目標値Ｐ２に変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ５以上であってｆ３以下の範囲にある場合は、中間周波数範囲ｒ２のまま維持される。
【００７７】
また、中間周波数範囲ｒ２から最小周波数範囲ｒ１に変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１に変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ５以上であってｆ３以下の範囲にある場合は、最小周波数範囲ｒ１のまま維持される。
【００７８】
モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ６以上であってｆ４以下の範囲にある場合であっても、同様である。
【００７９】
制御部７３は、第３の所定時間ｔ３毎に、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認することにより、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値を確認する。そして、制御部７３は、ポンプ２１の一次側の圧力値が、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増減していると判断すると、この判断時から第２の所定時間ｔ２の間は、吐出圧力の目標値として、当該判断時の目標値Ｐを維持する。
【００８０】
このように構成された給水装置１では、目標値Ｐは、インバータ７１からモータ２２に供給される交流電力の周波数の増大に合わせて、最小目標値Ｐ１から最大目標値Ｐ３まで、段階的に増加する。
【００８１】
具体的には、最低出力周波数ｆ１から、最高出力周波数ｆ２までの周波数範囲を、複数の周波数範囲ｒ１，ｒ２，ｒ３に分け、これら複数の周波数範囲ｒ１，ｒ２，ｒ３のそれぞれに、目標値Ｐを設定する。
【００８２】
この為、給水装置１は、各周波数範囲において圧力一定制御を行うことができるので、省エネルギ性、及び、圧力制御の安定性を得ることができる。
【００８３】
また、目標値Ｐの選択の判断に、給水装置１の駆動状態の一例である、ポンプ２１を駆動するモータ２２に供給される交流電力の周波数を用いることにより、制御部７３によって把握される情報を用いることとなるので、当該判断の為の情報として特別な情報を用いることがない。この為、当該特別な情報を検出する為の装置が不要となることにより、給水装置１の構造が複雑になることを防止できる。
【００８４】
また、周波数範囲の変更を判断する為に用いられる閾値を、周波数増大時と減少時とでヒステリシスを有するように設定することによって、給水流量が急激に変化することによる圧力変動に伴ってモータ２２へ供給される交流電力の周波数が短時間で増減を繰り返しても、目標値Ｐの変更が頻繁に生じることを防止できるので、圧力制御の安定性を向上することができる。
【００８５】
例えば、モータ２２へ供給される交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２へ変化した後、直ぐに、モータ２２へ供給される交流電力の周波数が減少しても、周波数範囲の判断の為の閾値がヒステリシスを有することによって、モータ２２へ供給される交流電力の周波数の減少時では中間周波数範囲ｒ２から最小周波数範囲ｒ１への変更を判断する閾値が、周波数増大時の閾値に対して小さい値となる為、周波数範囲の変更が生じ難くなり、それゆえ、目標値Ｐの変更が生じ難くなる。この為、圧力制御の安定性を向上することができる。
【００８６】
また、目標値Ｐが変更された後、変更後の目標値Ｐでの圧力一定制御を行うべくインバータ７１からモータ２２に交流電力の供給が開始されてから第１の所定時間ｔ１の間、目標値Ｐが維持されることにより、吐出圧力がハンチングすることを防止できる。
【００８７】
また、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが前回検出時の吸込圧力値Ｐｓに対してΔＰｓ以上増大している場合は、目標値Ｐを第２の所定時間ｔ２の間、維持することによって、吐出圧力値の低下を防止できる。
【００８８】
具体的に説明すると、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが前回検出値に対してΔＰｓ以上増大することによって、ポンプ２１の吐出圧力値が目標値Ｐを超えると、制御部７３は、モータ２２へ供給する交流電力の周波数を減少する。
【００８９】
しかしながら、モータ２２へ供給される交流電力の周波数が減少することによって周波数範囲がより小さい周波数範囲に変更されると、より低い目標値Ｐが選択される。これでは、ポンプ２１の一次側の吸込圧力が通常値に戻った時に、目標値Ｐが低い値のままとなってしまい、それゆえ、必要な吐出圧力確保することができなくなる。つまり、圧力低下を生じる。
【００９０】
これに対して、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回検出値に対してΔＰｓ以上増加しても第２の所定時間ｔ２の間、目標値Ｐを維持することによって、この第２の所定時間ｔ２の間にポンプ２１の一次側の圧力が減少して通常値に戻っても、第２の所定時間ｔ２の間、目標値Ｐが維持されることにより、吐出圧力が低下することがない。
【００９１】
また、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値が、前回検出値に対してΔＰｓ以上減少しても、第２の所定時間ｔ２の間、ポンプ２１の吐出圧力の目標値Ｐを維持することによって、電力消費を防止できる。
【００９２】
具体的に説明すると、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値が、前回検出値に対してΔＰｓ以上減少することによって、吐出圧力が減少し、それゆえ、モータ２２へ供給される交流電力の周波数を増大する。この増大により、周波数範囲が変化すると、より大きな目標値Ｐが選択される。
【００９３】
しかしながら、周波数が変化した後、第２の所定時間ｔ２内にポンプ２１の一次側の圧力が減少すると、目標圧力は、不要に高い値に設定されたままとなり、無駄に電力を消費してしまう。
【００９４】
これに対して、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値が、前回検出値に対してΔＰｓ以上減少しても、第２の所定時間ｔ２の間、目標値Ｐを維持することによって、第２の所定時間ｔ２の間にポンプ２１の一次側の吸込圧力値が増大して通常値に戻っても、目標値Ｐが維持されることにより、無駄な電力消費を防止できる。
【００９５】
第２の所定時間ｔ２は、例えば、ポンプ２１の一次側の吸込圧力の上述のような変動が回復するまでの想定される時間に設定されている。
【００９６】
また、目標値Ｐを、推定末端圧力一定制御による、給水流量とポンプ２１の吐出圧力の目標値との関係を示す線図に近似するように設定することにより、推定末端圧力と同様の省エネ性を得ることができる。
【００９７】
また、上述のように、周波数範囲の判断の閾値にヒステリシスを設けるとともに、第１の所定時間及び第２の所定時間、吐出圧力の目標値Ｐを維持することにより、高い圧力制御の安定性を得ることができるので、本実施形態の給水装置１は、推定末端圧力一定制御による省エネ性、呼び、吐出圧力一定制御の制御安定性を得ることができる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る給水装置１Ａを、図３，４を用いて説明する。本実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９９】
本実施形態の給水装置１Ａは、複数のポンプ装置２０を備える。給水装置１Ａは、一例として、一対のポンプ装置２０を備える。本実施形態では、ポンプ２１は、単独運転、及び、並列運転を行う。給水装置１Ａの全揚程は、駆動しているポンプ２１の吐出圧力の合計値となる。
【０１００】
図３は、給水装置１Ａを示す概略図である。図４は、給水装置１Ａによる給水流量Ｑと、給水装置１の全揚程との関係を示す線図である。
【０１０１】
図３に示すように、給水装置１Ａは、一対の吸込配管１０、第１の圧力検出装置１５、一対のポンプ装置２０、ポンプ２１の二次側に連結された連結管８０、連結管８０に設けられた流量検出装置４０、連結管８０の二次側に連結された合流管８１、合流管８１の二次側に連結された吐出配管３０、第２の圧力検出装置６０、及び、ポンプ装置２０を制御可能に構成された制御装置７０Ａを有している。
【０１０２】
制御装置７０Ａは、モータ２２に電力を供給するインバータ７１、給水装置１Ａの全揚程の目標値Ｐ等の情報を記憶する記憶部７２Ａ、及び、インバータ７１を制御する制御部７３Ａを有している。
【０１０３】
目標値Ｐは、給水装置１Ａから給水先への給水流量（図４の横軸に示す）を最小給水流量から最大給水流量までを複数に分けた給水流量範囲のそれぞれ内の給水流量を確保可能な圧力値である。
【０１０４】
目標値Ｐは、各給水流量範囲に対して１つ設定される一定の値であり、給水流量がより大きな値となる給水流量範囲になるにつれて、大きな値となる。
【０１０５】
本実施形態では、図４に示すように、給水装置１Ａの給水流量範囲は、一例として、４つの給水流量範囲に分けられている。具体的には、給水流量範囲は、最小給水流量範囲ｖ１Ａ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ａ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ａ、及び、最大給水流量範囲ｖ３Ａを有している。
【０１０６】
第１の中間給水流量範囲ｖ４Ａは、最小給水流量範囲ｖ１Ａより大きく、かつ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ａより小さい範囲である。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ａは、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ａより大きく、かつ、最大給水流量範囲ｖ３Ａより小さい範囲である。
【０１０７】
目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ａ、第１の中間目標値Ｐ４Ａ、第２の中間目標値Ｐ５Ａ、及び、最大目標値Ｐ３Ａを有している。
【０１０８】
最小目標値Ｐ１Ａは、最小給水流量範囲ｖ１Ａ内の給水流量を給水可能な圧力値である。第１の中間目標値Ｐ４Ａは、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ａ内の給水流量を給水可能な圧力値である。
【０１０９】
第２の中間目標値Ｐ５Ａは、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ａ内の給水流量を給水可能な圧力値である。最大目標値Ｐ３Ａは、最大給水流量範囲ｖ３Ａ内の給水流量を給水可能な圧力値である。
【０１１０】
第１の中間目標値Ｐ４Ａは、最小目標値Ｐ１Ａより大きく、かつ、第２の中間目標値Ｐ５Ａより小さい値である。第２の中間目標値Ｐ５Ａは、第１の中間目標値Ｐ４Ａより大きく、かつ、最大目標値Ｐ３Ａよりも大きい値である。
【０１１１】
記憶部７２Ａは、目標値Ｐを、後述される可変速運転されるポンプ２１のモータ２２に供給される交流電力の周波数に関連付けて記憶している。
【０１１２】
具体的には、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数は、最低出力周波数ｆ１から最高出力周波数ｆ２まで、各給水流量範囲に設定された目標値Ｐを維持しつつ、各給水流量範囲内の給水流量を給水可能となる複数の周波数範囲に分けられている。
【０１１３】
ここで、複数のポンプ２１の運転について説明する。本実施形態では、圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、いずれか１つのポンプ２１が先発のポンプとして起動される。そして、先発のポンプ２１に最高出力周波数ｆ２の交流電力が供給された運転状態でも、全揚程が目標値Ｐに達さない場合、残りのポンプ２１が後発のポンプとして順次起動される。
【０１１４】
複数のポンプ２１が同時に駆動される運転状態において、最初に駆動された先発のポンプ２１以外の後発のポンプ２１を駆動するモータ２２には、最高出力周波数ｆ２の交流電力が供給され、先発のポンプ２１を駆動するモータ２２には、給水装置１Ａの全揚程が目標値Ｐとなるように周波数が調整された交流電力が、インバータ７１から供給される。すわなち、先発のポンプ２１は、可変速運転される。
【０１１５】
目標値Ｐの説明に戻る。本実施形態では、給水流量範囲が４つの範囲に分けられている。また、本実施形態では、２台のポンプ２１が用いられている。この為、可変速運転するポンプ２１を駆動するモータ２２へ供給される交流電力の周波数範囲を、ポンプ２１の単独運転と並列運転とのそれぞれにおいて、２つの周波数範囲に分けることにより、４つの給水流量範囲に応じた周波数範囲が設定される。
【０１１６】
より具体的には、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数範囲は、最小周波数範囲ｒ１Ａ、及び、最大周波数範囲ｒ３Ａに分けられる。
【０１１７】
最小周波数範囲ｒ１Ａは、ポンプ２１の単独運転状態では、最小目標値Ｐ１Ａを維持しつつ、最小給水流量範囲ｖ１Ａ内の給水流量を給水可能であり、ポンプ２１の並列運転状態では、第２の中間目標値Ｐ５Ａを維持しつつ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ａ内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。
【０１１８】
最大周波数範囲ｒ３Ａは、ポンプ２１の単独運転状態では、第１の中間目標値Ｐ４Ａを維持しつつ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ａ内の給水流量を給水可能であり、ポンプ２１の並列運転状態では、最大目標値Ｐ３Ａを維持しつつ、最大給水流量範囲ｖ３Ａ内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。
【０１１９】
１台のポンプ２１が駆動している単独運転状態では、最小周波数範囲ｒ１Ａに設定される目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ａである。最大周波数範囲ｒ３Ａに設定される目標値Ｐは、第１の中間目標値Ｐ４Ａである。第１の中間目標値Ｐ４は、ΔＰＡを、ΔＰＡ＝（Ｐ３Ａ−Ｐ１Ａ）とすると、例えば、Ｐ４＝（Ｐ２Ａ＋１／３ΔＰＡ）である。
【０１２０】
２台のポンプ２１が並列運転している状態、すわなち、後発のポンプ２１のモータ２２に最高出力周波数ｆ２の交流電力が供給され、先発のポンプ２１が可変速運転している状態では、先発のポンプ２１に供給される交流電力の最小周波数範囲ｒ１Ａに設定される目標値Ｐは、第２の中間目標値Ｐ５Ａであり、最大周波数範囲ｒ３Ａに設定される目標値Ｐは、最大目標値Ｐ３Ａである。第２の中間目標値Ｐ５Ａは、例えば、Ｐ５＝Ｐ１Ａ＋２／３ΔＰＡである。
【０１２１】
このように、可変速運転するポンプ２１に供給される交流電力の周波数範囲を複数の周波数範囲に分け、駆動するポンプ２１の台数に応じて、周波数範囲のそれぞれに目標値Ｐが設定される。
【０１２２】
また、記憶部７２Ａは、最小周波数範囲ｒ１Ａの情報、及び、最大周波数範囲ｒ２Ａの情報を記憶している。具体的には、記憶部７２は、最小周波数範囲ｒ１Ａの上限値及び下限値となる周波数値、並びに、最大周波数範囲ｒ３Ａの上限値及び下限値となる周波数値を記憶している。
【０１２３】
最小周波数範囲ｒ１Ａの下限値は、最低出力周波数ｆ１である。最小周波数範囲ｒ１Ａの上限値は、ｆ７である。最大周波数範囲ｒ３Ａの下限値は、周波数ｆ８である。最大周波数範囲ｒ３Ａの上限値は、最高出力周波数ｆ２である。
【０１２４】
最低出力周波数ｆ１と最高出力周波数ｆ２との差であるΔｆを、Δｆ＝（ｆ２−ｆ１）とすると、例えば、ｆ７＝（ｆ２＋１／２Δｆ）であり、ｆ８＝ｆ７−Δｆ２（Δｆ２＞０）であり、ｆ８＜ｆ７である。
【０１２５】
また、記憶部７２は、周波数範囲の変更の判断に用いられる閾値を記憶している。閾値は、本実施形態では、一例として、各周波数範囲の上限値、及び、下限値である。具体的には、最小周波数範囲ｒ１Ａから最大周波数範囲ｒ３Ａへ変更されたとの判断に用いられる閾値は、最小周波数範囲ｒ１Ａの上限値となる周波数ｆ７である。最大周波数範囲ｒ３Ａから最小周波数範囲ｒ１Ａへ変更されたとの判断に用いられる閾値は、最大周波数範囲ｒ３Ａの下限値となる周波数ｆ８である。
【０１２６】
このように、隣り合う周波数範囲のより高い範囲への切り替えの判断に用いられる閾値と、より低い周波数範囲への切り替えの判断に用いられる閾値とを異なる値とすることによって、閾値にヒステリシスが設定されている。
【０１２７】
また、記憶部７２Ａは、閾値ΔＰｓ、第１の所定時間ｔ１、第２の所定時間ｔ２、及び、第３の所定時間ｔ３が記憶されている。また、記憶部７２Ａは、キーボード等の入力装置によって、作業員が外部から入力した情報を記憶可能に構成されている。記憶部７２は、入力装置によって、上述の各種の情報が入力可能に構成されている。
【０１２８】
制御部７３Ａは、圧力検出装置１５，６０の検出結果、流量検出装置４０の検出結果、及び、記憶部７２Ａに記憶されている各種情報に基づいて、インバータ７１を制御することによって、全揚程となる圧力検出装置６０の検出結果が目標値Ｐとなるように、ポンプ２１を制御可能に形成されている。
【０１２９】
具体的には、制御部７３Ａは、圧力検出装置６０の検出結果を目標値Ｐとするべく、可変速運転されるモータ２２にインバータ７１から供給されている交流電力の周波数と閾値とを比較可能に形成されている。
【０１３０】
そして、制御部７３Ａは、この比較結果により、モータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲を判断することにより、この周波数範囲に設定された目標値Ｐを給水装置１Ａの全揚程の目標値として採用する。そして、当該採用された目標値Ｐで圧力一定制御を行うべく、可変速運転されているモータ２２に交流電力を供給するインバータ７１を制御可能に形成されている。
【０１３１】
また、制御部７３Ａは、目標値Ｐが変更されると、変更後の目標値Ｐによる圧力一定制御の開始後、即ち、インバータ７１からのモータ２２への交流電力の供給開始後、当該変更後の目標値Ｐを第１の所定時間ｔ１維持し、第１の所定時間ｔ１経過後、インバータ７１から供給されている交流電力の周波数と閾値とを比較可能に形成されている。
【０１３２】
また、制御部７３Ａは、第３の所定時間ｔ３の間隔で第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認し、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが前回検出値に対してΔＰｓ以上増大または減少したと判断すると、目標値Ｐを、当該判断時から第２の所定時間ｔ２の間、維持可能に形成されている。
【０１３３】
また、制御部７３Ａは、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２に供給される交流電力の周波数が、最大周波数範囲以上となっても、全揚程を目標値Ｐまで増大することができないと判断した場合に、ポンプ２１の駆動台数を増大するべくインバータ７１を制御可能に形成されている。
【０１３４】
また、制御部７３Ａは、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２に供給される交流電力の周波数が、最小周波数範囲以下となっても、全揚程が目標値Ｐまで減少できないと判断した場合に、ポンプ２１の駆動台数を減台するべくインバータ７１を制御可能に形成されている。
【０１３５】
次に、給水装置１Ａの動作を説明する。制御部７３Ａは、圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、先発のポンプ２１を起動するべく、インバータ７１を制御する。このとき、目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ａが選択される。
【０１３６】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の単独運転時に、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が最小周波数範囲ｒ１Ａ内にあった状態において、当該周波数が、閾値となる周波数ｆ７以上になると、モータ２２に供給されている交流電力の周波数が含まれる周波数範囲が、最小周波数範囲ｒ１Ａから最大周波数範囲ｒ３Ａに変更されたと判断し、目標値Ｐを、最小目標値Ｐ１Ａから第１の中間目標値Ｐ４Ａに変更する。そして、第１の中間目標値Ｐ４にて圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１３７】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の単独運転中に、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数が最大周波数範囲ｒ３Ａにあった状態において、当該周波数が、閾値となるｆ２以上となると、ポンプ２１の駆動台数を増大するべく、他方のポンプ２１も駆動し、ポンプ２１を単独運転から並列運転に切り替える。
【０１３８】
そして、制御部７３Ａは、目標値Ｐとして第２の中間目標値Ｐ５Ａを選択する。制御部７３Ａは、後発のポンプ２１を駆動するモータ２２に対して最高出力周波数ｆ２の交流電力を供給し、第２の中間目標値Ｐ５Ａで圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１３９】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の並列運転時に、可変速運転しているポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数が最小周波数範囲ｒ１Ａにあった状態において、周波数が閾値となるｆ７以上となると、周波数範囲が最小周波数範囲ｒ１Ａから最大周波数範囲ｒ３Ａに変更されたと判断し、目標値Ｐとして最大目標値Ｐ３Ａを選択する。そして、制御部７３Ａは、最大目標値Ｐ３Ａで圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１４０】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の並列運転時に、可変速運転しているポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数が最大周波数範囲ｒ３Ａにあった状態において、周波数が閾値となるｆ８以下となると、周波数範囲が最大周波数範囲ｒ３Ａから最小周波数範囲ｒ１Ａに変更されと判断し、目標値Ｐとして、第２の中間目標値Ｐ５Ａを選択する。そして、制御部７３Ａは、第２の中間目標値Ｐ５Ａで圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１４１】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の並列運転時に、可変速運転しているポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数が最小周波数範囲ｒ１Ａにあった状態において、周波数が閾値となる周波数ｆ１以下となると、先発のポンプ２１の駆動を停止し、ポンプ２１を単独運転に移行する。
【０１４２】
そして、制御部７３Ａは、目標値Ｐとして第１の中間目標値Ｐ４Ａを選択し、第１の中間目標値Ｐ４Ａで圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１４３】
制御部７３Ａは、ポンプ２１の単独運転時に、当該ポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数が最大周波数範囲ｒ３Ａにあった状態において、周波数が閾値となる周波数ｆ８以下となると、周波数範囲が最大周波数範囲ｒ３Ａから最小周波数範囲ｒ１Ａに変更されたと判断し、目標値Ｐとして最小目標値Ｐ１Ａを選択する。そして、制御部７３Ａは、最小目標値Ｐ１Ａで圧力一定制御を行うよう、インバータ７１を制御する。
【０１４４】
また、制御部７３Ａは、ポンプ２１の吐出圧力の目標値Ｐが変更されると、当該変更後の目標値Ｐでの圧力一定制御をするべくインバータ７１からモータ２２への交流電力の供給を開始した時点から、第１の所定時間ｔ１の間は、吐出圧力の目標値を維持する。
【０１４５】
例えば、制御部７３Ａは、目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ａから第１の中間目標値Ｐ４Ａに変更されると、第１の中間目標値Ｐ４Ａでの圧力一定制御を行うべくインバータ７１からモータ２２に交流電力を供給するとともに、この交流電力供給開始時点から第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを第１の中間目標値Ｐ４Ａに維持する。
【０１４６】
制御部７３Ａは、第１の所定時間ｔ１が経過すると、インバータ７１からモータ２２に供給されている交流電力の周波数と、周波数範囲を判断する閾値と、を比較する。
制御部７３Ａは、第１の所定時間ｔ１の経過後、可変速運転するポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給されている交流電力の周波数と、周波数範囲を判断する閾値とを比較する。具体的には、モータ２２に供給される交流電力の周波数が閾値以上であるか、または、閾値以下であるかを判断する。
【０１４７】
本実施形態では、隣り合う周波数範囲の閾値にはヒステリシスが設定されているので、制御部７３は、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、隣り合う周波数範囲のうち値の大きな周波数範囲の下限値以下であるか、または、値の小さな周波数範囲の上限値以上であるか、比較する。
【０１４８】
値の小さい周波数範囲の上限値以上である場合は、周波数範囲は、値が大きい周波数範囲が選択される。値の大きい周波数範囲の下限値以下である場合は、周波数範囲は、値が小さい周波数範囲が選択される。
【０１４９】
また、第１の所定時間ｔ１の経過後、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、隣り合う２つ周波数範囲のうち大きい周波数範囲の下限値と小さい周波数範囲の上限値との間に含まれる場合がある。例えば、供給される交流電力の周波数が、ｆ８以上であってｆ７以下の範囲に含まれる場合がある。
【０１５０】
この場合は、周波数範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小周波数範囲ｒ１Ａから最大周波数範囲ｒ３Ａに変更されたと判断された後、第１の所定時間ｔ１の経過後に、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ８以上であってｆ７以下の範囲にある場合は、最大周波数範囲ｒ３Ａのまま維持される。
【０１５１】
また、最大周波数範囲ｒ３Ａから最小周波数範囲ｒ１Ａに変更されたと判断された後、第１の所定時間ｔ１の経過後に、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ８以上であってｆ７以下の範囲にある場合は、最小周波数範囲ｒ１Ａのまま維持される。
【０１５２】
また、制御部７３Ａは、第３の所定時間ｔ３毎に、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認することにより、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値ＰＳを確認する。そして、制御部７３は、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増減していると判断すると、この判断時から第２の所定時間ｔ２の間は、吐出圧力の目標値として、当該判断時の目標値Ｐを維持する。
【０１５３】
本実施形態の給水装置１Ａは、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５４】
なお、ポンプ装置２０の数は、２台に限定されるものではない。図５は、ポンプ装置２０を３台備える給水装置１Ｂを示している。図６は、給水装置１Ｂの給水流量と全揚程との関係を示す線図である。
【０１５５】
以下、第２の実施形態の変形例として、給水装置１Ｂについて、図５，６を用いて説明する。なお、図３に示す構成と同様の機能を有する構成は、図３に示す構成と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５６】
図５に示すように、給水装置１Ｂは、水道本管に連結された３本の吸込配管１０、第１の圧力検出装置１５、３台のポンプ装置２０、連結管８０、流量検出装置４０、合流管８１、吐出配管３０、圧力検出装置６０、及び、ポンプ装置２０のそれぞれを制御可能に構成された制御装置７０Ｂを有している。
【０１５７】
制御装置７０Ｂは、モータ２２に電力を供給するインバータ７１、給水装置１Ｂの全揚程の目標値Ｐに係る情報等が記憶される記憶部７２Ｂ、及び、インバータ７１を制御する制御部７３Ｂを有している。
【０１５８】
記憶部７２Ｂが記憶する給水装置１Ｂの全揚程の目標値Ｐは、給水装置１Ｂから給水先への給水流量Ｑ（図６の横軸に示す）を最小値から最大値まで複数に分けた給水流量範囲のそれぞれを給水可能な圧力値である。
【０１５９】
目標値Ｐは、各給水流量範囲に対して１つ設定される一定の値であり、給水流量Ｑがより大きな値となる給水流量範囲になるにつれて、大きな値となる。
【０１６０】
本実施形態では、図６に示すように、給水装置１Ｂの給水流量範囲は、一例として、６つの給水流量範囲に分けられている。具体的には、給水流量Ｑは、最小給水流量範囲ｖ１Ｂ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｂ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂ、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂ、第４の中間給水流量範囲ｖ７Ｂ、及び、最大給水流量範囲ｖ３Ｂに分けられている。
【０１６１】
第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｂは、最小給水流量範囲ｖ１Ｂより大きく、かつ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂより小さい範囲である。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂは、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｂより大きく、かつ、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂより小さい範囲である。第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂは、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂより大きく、かつ、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂより小さい範囲である。第４の中間給水流量範囲ｖ７Ｂは、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂより大きく、かつ、最大給水流量範囲Ｖ３Ｂより小さい範囲である。
【０１６２】
目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ｂ、第１の中間目標値Ｐ４Ｂ、第２の中間目標値Ｐ５Ｂ、第３の中間目標値Ｐ６Ｂ、第４の中間目標値Ｐ７Ｂ、最大目標値Ｐ３Ｂを有している。
【０１６３】
最小目標値Ｐ１Ｂは、最小給水流量範囲ｖ１Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。第１の中間目標値Ｐ４Ｂは、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。
【０１６４】
第２の中間目標値Ｐ５Ｂは、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。第３の中間目標値Ｐ６Ｂは、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。
【０１６５】
第４の中間目標値Ｐ７Ｂは、第４の中間給水流量範囲ｖ７Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。最大目標値Ｐ３Ｂは、最大給水流量範囲Ｖ３Ｂ内の給水流量を給水可能な圧力値である。これら目標値は、Ｐ１Ｂ＜Ｐ４Ｂ＜Ｐ５Ｂ＜Ｐ６Ｂ＜Ｐ７Ｂ＜Ｐ３Ｂとなる。
【０１６６】
記憶部７２Ｂは、目標値Ｐを、可変速運転されるポンプ２１のモータ２２に供給される交流電力の周波数に関連付けて記憶している。
【０１６７】
具体的には、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数は、最低出力周波数ｆ１から最高出力周波数ｆ２まで、各給水流量範囲に設定された目標値Ｐを維持しつつ、各給水流量範囲内の給水流量を給水可能となる複数の周波数範囲に分けられている。
【０１６８】
本変形例では、給水流量範囲が６つの範囲に分けられている。また、本変形例では、３台のポンプ２１が用いられている。この為、可変速運転するポンプ２１を駆動するモータ２２へ供給される交流電力の周波数範囲を、ポンプ２１の単独運転と並列運転とのそれぞれにおいて、２つの周波数範囲に分けることにより、６つの給水流量範囲に応じた周波数範囲が設定される。
【０１６９】
より具体的には、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の周波数の範囲は最小周波数範囲ｒ１Ｂ、及び、最大周波数範囲ｒ３Ｂに分けられる。
【０１７０】
最小周波数範囲ｒ１Ｂは、ポンプ２１の単独運転状態では、最小目標値Ｐ１Ｂを維持しつつ、最小給水流量範囲ｖ１Ｂ内の給水流量を給水可能な周波数範囲であり、ポンプ２１の２台並列運転状態では、第２の中間目標値Ｐ５Ｂを維持しつつ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｂ内の給水流量を給水可能な周波数範囲であり、ポンプ２１の３台並列運転状態では、第４の中間目標値Ｐ７Ｂを維持しつつ、第４の中間給水流量範囲ｖ７Ｂ内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。
【０１７１】
最大周波数範囲ｒ３Ｂは、ポンプ２１の単独運転状態では、第１の中間目標値Ｐ４Ｂを維持しつつ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｂ内の給水流量を給水可能であり、ポンプ２１の２台並列運転状態では、第３の中間目標値Ｐ６Ｂを維持しつつ、第３の中間給水流量範囲ｖ６Ｂ内の給水流量を給水可能な周波数範囲であり、ポンプ２１の３台並列運転状態では、最大目標値Ｐ３Ｂを維持しつつ、最大給水流量範囲ｖ３Ｂ内の給水流量を給水可能な周波数範囲である。
【０１７２】
１台のポンプ２１の単独運転状態では、最小周波数範囲ｒ１Ｂに設定される目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ｂであり、最大周波数範囲ｒ３Ｂに設定される目標値Ｐは、第１の中間目標値Ｐ４Ｂである。第１の中間目標値Ｐ４Ｂは、ΔＰＢを、ΔＰＢ＝（Ｐ３Ｂ−Ｐ１Ｂ）とすると、例えば、Ｐ４Ｂ＝（Ｐ１Ｂ＋１／５ΔＰＢ）である。
【０１７３】
ポンプ２１の２台並列運転状態では、可変速制御されるポンプ２１に供給される交流電力の最小周波数範囲ｒ１Ｂに設定される目標値Ｐは、第２の中間目標値Ｐ５Ｂであり、最大周波数範囲ｒ３Ｂに設定される目標値Ｐは、第３の中間目標値Ｐ６Ｂである。Ｐ５Ｂは、例えば、Ｐ５Ｂ＝（Ｐ１Ｂ＋２／５ΔＰＢ）である。Ｐ６Ｂは、例えば、Ｐ６Ｂ＝（Ｐ１Ｂ＋３／５ΔＰＢ）である。
【０１７４】
ポンプ２１の３台並列運転状態では、可変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２に供給される交流電力の最小周波数範囲ｒ１Ｂに設定される目標値Ｐは、第４の中間目標値Ｐ７Ｂであり、最大周波数範囲ｒ３Ｂに設定される目標値Ｐは、最大目標値Ｐ３Ｂである。Ｐ７Ｂは、例えば、Ｐ７Ｂ＝（Ｐ１Ｂ＋４／５ΔＰＢ）である。
【０１７５】
このように、可変速運転するポンプ２１に供給される交流電力の周波数範囲を複数の周波数範囲に分け、並列運転するポンプ２１の台数に応じて、周波数範囲のそれぞれに目標値Ｐが設定される。
【０１７６】
記憶部７２Ｂは、最小周波数範囲ｒ１Ｂの情報、及び、最大周波数範囲ｒ３Ｂの情報を記憶している。具体的には、記憶部７２Ｂは、最小周波数範囲ｒ１Ｂの上限値及び下限値となる周波数値、並びに、最大周波数範囲ｒ３Ｂの上限値及び下限値となる周波数値を記憶している。
【０１７７】
最小周波数範囲ｒ１Ｂの下限値は、最低出力周波数ｆ１である。最小周波数範囲ｒ１Ｂの下限値は、ｆ９である。最大周波数範囲ｒ３Ｂの下限値は、周波数ｆ１０である。最大周波数範囲ｒ３Ｂの上限値は、最高出力周波数ｆ２である。上述の周波数は、ｆ１＜ｆ１０＜ｆ９＜ｆ１となる。
【０１７８】
また、記憶部７２Ｂは、周波数範囲の変更を判断する閾値が記憶されている。閾値は、各周波数範囲の上限値、及び、下限値である。具体的には、最小周波数範囲ｒ１Ｂから最大周波数範囲ｒ３Ｂへの変更の判断の閾値は、最小周波数範囲ｒ１Ｂの上限値となる周波数ｆ９である。最大周波数範囲ｒ３Ｂから最小周波数範囲ｒ１Ｂへの変更の判断の閾値は、最大周波数範囲ｒ３Ｂの下限値となる周波数ｆ１０である。このように、隣り合う周波数範囲間の閾値にヒステリシスが設けられている。
【０１７９】
また、記憶部７２Ｂは、閾値ΔＰｓ、第１の所定時間ｔ１、第２の所定時間ｔ２、及び、第３の所定時間ｔ３が記憶されている。
【０１８０】
また、記憶部７２Ｂは、キーボード等の入力装置によって、作業員が外部から入力した情報を記憶可能に構成されている。記憶部７２は、入力装置によって、上述の各種の情報が入力可能に構成されている。
【０１８１】
本変形例においても、制御部７３Ｂは、制御部７３Ａと同様に動作する。本変形例においても、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８２】
次に、第３の実施形態に係る給水装置１Ｃを、図７，８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１８３】
図７は、給水装置１Ｃを示す概略図である。図８は、給水装置１Ｃの全揚程と給水流量Ｑとの関係を示す線図である。図７に示すように、給水装置１Ｃは、例えば、水道本管に直結され、水道本管から供給された水を増圧し、建造物の蛇口やシャワーヘッド等の給水先に給水する、所謂直結増圧型給水装置である。
【０１８４】
給水装置１Ｃは、一対の吸込配管１０、第１の圧力検出装置１５、一対のポンプ装置２０、連結管８０、連結管８０に設けられた流量検出装置４０Ｃ、合流管８１、吐出配管３０、第２の圧力検出装置６０、及び、ポンプ装置２０を制御可能に構成された制御装置７０Ｃを有している。
【０１８５】
流量検出装置４０Ｃは、流量を検出し、検出結果に応じた信号を出力可能に形成されている。流量検出装置４０Ｃは、例えば流量に応じて回転する羽根車を有する羽根車式であり、羽根車の回転数を検出することにより、流量を検出することが可能に形成されている。
【０１８６】
制御装置７０Ｃは、モータ２２に電力を供給するインバータ７１、目標値Ｐに係る情報が記憶される記憶部７２Ｃ、及び、インバータ７１を制御する制御部７３Ｃを有している。なお、本実施形態では、ポンプ２１は、第１の実施形態と同様に、単独運転される。
【０１８７】
記憶部７２Ｃは、ポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の最低出力周波数ｆ１の情報、並びに、停止流量Ｑ２等の情報を記憶している。
【０１８８】
また、記憶部７２Ｃは、給水装置１Ｃの給水流量に応じた全揚程の目標値Ｐの情報が記憶されている。本実施形態では、給水装置１Ｃが２台のポンプ２１を有しているが、交互に単独運転するため、全揚程の目標値Ｐは、１台のポンプ２１の吐出圧力の目標値Ｐとなる。
【０１８９】
給水装置１Ｃの全揚程の目標値Ｐは、給水装置１Ｃから給水先への給水流量（図８の横軸に示す）の最小値から最大値までを複数に分けた給水流量範囲のそれぞれの給水流量を給水可能な圧力値である。目標値Ｐは、各給水流量の範囲に１つずつ一定の値が設定されており、給水流量範囲が大きくなるに従い、段階的に高くなる値である。
【０１９０】
本実施形態では、図８に示すように、給水装置１Ｃの給水流量Ｑは、一例として、３つの給水流量範囲に分けられており、最小給水流量範囲ｖ１Ｃ、中間給水流量範囲ｖ２Ｃ、及び、最大給水流量範囲ｖ３Ｃを有している。記憶部７２Ｃは、各給水流量範囲ｖ１Ｃ，ｖ２Ｃ，ｖ３Ｃの情報を有している。
【０１９１】
具体的には、記憶部７２Ｃは、最小給水流量範囲ｖ１Ｃの下限値及び上限値、中間給水流量範囲ｖ２Ｃの下限値及び上限値、並びに、最大給水流量範囲ｖ３Ｃの下限値及び上限値の情報を記憶している。
【０１９２】
最小給水流量範囲ｖ１Ｃの下限値は、停止流量Ｑ２である。最小給水流量範囲ｖ１Ｃの上限値は、給水流量Ｑ３である。
【０１９３】
中間給水流量範囲ｖ２Ｃの下限値は、給水流量Ｑ５である。中間給水流量範囲ｖ２Ｃの上限値は、給水流量Ｑ４である。最大給水流量範囲ｖ３Ｃの下限値は、給水流量Ｑ６である。最大給水流量範囲ｖ３Ｃの上限値は、給水流量Ｑ１である。
【０１９４】
さらに具体的には、ΔＱを、ΔＱ＝（Ｑ１−Ｑ２）とすると、Ｑ３＝（Ｑ２＋１／３・ΔＱ）とし、Ｑ４＝（ｆ２＋２／３・ΔＱ）となる。さらに、ΔＱ１は、ΔＱ１＞０となる微小な値とすると、Ｑ５＝（Ｑ３−ΔＱ１）であり、Ｑ６＝（Ｑ４−ΔＱ１）となる。
【０１９５】
目標値Ｐは、最小給水流量範囲ｖ１Ｃ内の給水流量を給水可能な最小目標値Ｐ１Ｃ、中間給水流量範囲ｖ２Ｃ内の給水流量を給水可能な中間目標値Ｐ２Ｃ、最大給水流量範囲ｖ３Ｃ内の給水流量を給水可能な最大目標値Ｐ３Ｃを有している。
【０１９６】
これら目標値Ｐは、Ｐ１Ｃ＜Ｐ２Ｃ＜Ｐ３Ｃである。中間目標値Ｐ２Ｃは、例えば、Ｐ３＝｛（Ｐ２Ｃ＋Ｐ１Ｃ）／２｝である。
【０１９７】
また、記憶部７２Ｃは、インバータ７１からモータ２２に供給する交流電力の最低出力周波数ｆ１、及び、最高出力周波数ｆ２の情報を記憶している。
【０１９８】
また、記憶部７２は、給水流量範囲の変更の判断に用いられる閾値が記憶されている。本実施形態では、閾値は、各給水流量範囲の下限値及び上限値である。最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、最小給水流量範囲ｖ１Ｃの上限値となるＱ３である。中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最大給水流量範囲ｖ３Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、中間給水流量範囲ｖ２Ｃの上限値である、Ｑ４である。
【０１９９】
最大給水流量範囲ｖ３Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、最大給水流量範囲ｖ３Ｃの下限値である、Ｑ６である。中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最小給水流量範囲ｖ１Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、中間給水流量範囲ｖ２Ｃの下限値である、Ｑ５である。
【０２００】
このように、給水流量Ｑの増大に伴う給水流量範囲の変更の判断に用いられる閾値と、給水流量Ｑの減少に伴う給水流量範囲の変更の判断に用いられる閾値と、を異なる値とすることによって、閾値にヒステリシスが設定されている。
【０２０１】
最小給水流量範囲ｖ１Ｃの目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ｃである。中間給水流量範囲ｖ２Ｃの目標値Ｐは、中間目標値Ｐ２Ｃである。最大給水流量範囲ｖ３Ｃの目標値Ｐは、最大目標値Ｐ３Ｃである。中間目標値Ｐ２Ｃは、例えば、Ｐ２Ｃ＝｛（Ｐ１Ｃ＋Ｐ２Ｃ）／２｝である。
【０２０２】
また、記憶部７２Ｃは、閾値ΔＰｓ、第１の所定時間ｔ１、第２の所定時間ｔ２、及び、第３の所定時間ｔ３が記憶されている。
【０２０３】
制御部７３Ｃは、圧力検出装置１５，６０、及び、流量検出装置４０Ｃの検出結果、並びに、記憶部７２Ｃに記憶されている情報に基づいて、インバータ７１Ｃを制御することによって、ポンプ２１を制御可能に形成されている。
【０２０４】
具体的には、制御部７３Ｃは、流量検出装置４０Ｃの検出結果である給水装置１Ｃの給水流量Ｑと、閾値（Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６）と、を比較し、給水流量範囲を判断し、当該給水流量範囲に設定された目標値Ｐでの圧力一定制御を行うべく、ポンプ２１を駆動するモータ２２へ供給される交流電力を調整するよう、インバータ７１を制御可能に形成されている。
【０２０５】
また、制御部７３Ｃは、給水流量範囲が変化すると、当該変化後の給水流量範囲に設定された目標値Ｐで圧力一定制御を行うべく可変速運転を行うポンプ２１を駆動するモータ２２に交流電力の供給が開始されてから第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを維持可能に形成されている。
【０２０６】
また、制御部７３Ｃは、第３の所定時間ｔ３毎に、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓを確認する。そして、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増加または減少していると、目標値Ｐを、第２の所定時間ｔ２の間、維持可能に形成されている。
【０２０７】
次に、給水装置１Ｃの動作を説明する。制御部７３Ｃは、圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、ポンプ２１を起動するべく、インバータ７１を制御する。起動後の目標値は、最小目標値Ｐ１Ｃが選択される。
【０２０８】
制御部７３Ｃは、流量検出装置４０Ｃの検出結果である給水流量Ｑが最小給水流量範囲ｖ１Ｃ内にあった状態において、当該給水流量が閾値となるＱ３以上となると、給水流量範囲が最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃに変更されたと判断して、目標値Ｐを最小目標値Ｐ１Ｃから中間目標値Ｐ２Ｃに変更する。そして、制御部７３Ｃは、中間目標値Ｐ２Ｃでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【０２０９】
制御部７３Ｃは、給水流量Ｑが中間給水流量範囲ｖ２Ｃ内にあった状態において、当該給水流量Ｑが閾値となるＱ４以上となると、給水流量範囲が中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最大給水流量範囲ｖ３Ｃに変更されたと判断して、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２Ｃから最大目標値Ｐ３Ｃに変更する。そして、制御部７３Ｃは、最大目標値Ｐ３Ｃでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【０２１０】
制御部７３Ｃは、給水流量Ｑが最大給水流量範囲ｖ３Ｃ内にあった状態において、当該給水流量が閾値となるＱ６以下となると、給水流量範囲が最大給水流量範囲ｖ３Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃに変更されたと判断し、目標値Ｐを最大目標値Ｐ３Ｃから中間目標値Ｐ２Ｃに変更する。そして、制御部７３Ｃは、中間目標値Ｐ２Ｃでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【０２１１】
制御部７３Ｃは、給水流量Ｑが中間給水流量範囲ｖ２Ｃにあった状態において、当該給水流量が閾値となるＱ５以下となると、給水流量範囲が中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最小給水流量範囲ｖ１Ｃに変更されと判断し、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２Ｃから最小目標値Ｐ１Ｃに変更する。そして、制御部７３Ｃは、最小目標値Ｐ１Ｃでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１を制御する。
【０２１２】
また、制御部７３Ｃは、目標値Ｐが変更されると、当該変更後の目標値Ｐでの圧力一定制御をするべくインバータ７１からモータ２２への交流電力の供給を開始した時点から、第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを維持する。
【０２１３】
例えば、制御部７３Ｃは、給水流量範囲が最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃに変更されたと判断すると、中間目標値Ｐ２Ｃでの圧力一定制御を行うべくインバータ７１からモータ２２に交流電力を供給するとともに、交流電力供給開始時点から第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを中間目標値Ｐ２Ｃに維持する。
【０２１４】
制御部７３Ｃは、第１の所定時間ｔ１の経過後、給水流量Ｑと閾値とを比較する。具体的には、給水流量Ｑが閾値以上であるか、または、閾値以下であるかを判断する。
【０２１５】
本実施形態では、隣り合う給水流量範囲の閾値にはヒステリシスが設定されているので、制御部７３Ｃは、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、隣り合う給水流量範囲のうち値の大きな給水流量範囲の下限値以下であるか、または、値の小さな給水流量範囲の上限値以上であるか、比較する。
【０２１６】
値の小さい給水流量範囲の上限値以上である場合は、給水流量範囲は、値が大きい給水流量範囲が選択される。値の大きい給水流量範囲の下限値以下である場合は、給水流量範囲は、値が小さい給水流量範囲が選択される。
【０２１７】
また、第１の所定時間ｔ１の経過後、給水流量Ｑが、隣り合う２つの給水流量範囲のうち大きい給水流量範囲の下限値と小さい給水流量範囲の上限値との間に含まれる場合がある。例えば給水流量Ｑが、Ｑ５以上であってＱ３以下の範囲に含まれる場合がある。
【０２１８】
この場合は、給水流量範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃに変更されたと判断されて目標値Ｐが中間目標値Ｐ２Ｃに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ５以上であってＱ３以下の範囲にある場合は、中間給水流量範囲ｖ２Ｃのまま維持される。
【０２１９】
また、中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最小給水流量範囲ｖ１Ｃに変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｃに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ５以上であってＱ３以下の範囲にある場合は、最小給水流量範囲ｖ１Ｃのまま維持される。給水流量Ｑが、Ｑ６以上であってＱ４以下の範囲にある場合であっても、同様である。
【０２２０】
また、制御部７３Ｃは、第３の所定時間ｔ３毎に、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認することにより、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓを確認する。そして、制御部７３Ｃは、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増減していると判断すると、この判断時から第２の所定時間ｔ２の間は、吐出圧力の目標値として、当該判断時の目標値Ｐを維持する。
【０２２１】
このように構成された給水装置１Ｃでは、目標値Ｐが給水流量Ｑに応じて段階的に増加するように設定され、各目標値Ｐでの圧力一定制御が行われる。この為、給水装置１Ｃは、省エネルギ性、及び、圧力制御の安定性を得ることができる。
【０２２２】
また、目標値Ｐを選択する為の閾値として給水流量を用い、当該閾値と比較される給水装置１の駆動状態として給水装置１Ｃの給水流量Ｑを用いることにより、目標値Ｐを判断する為に、ポンプ装置２０の駆動状態を示す特別な値を用いることがない。この為、この特別な値を検出する装置が不要となるので、給水装置１Ｃの構造が複雑になることを防止できる。
【０２２３】
また、各給水流量範囲間の閾値に、給水流量増大時と減少時とでヒステリシスを設定している。この為、給水流量の急激な増減に伴って目標値Ｐの変更が頻繁に生じることを防止できるので、圧力制御の安定性を向上することができる。
【０２２４】
また、給水流量範囲が変化してから第１の所定時間ｔ１Ｃの間、目標値Ｐを維持することにより、吐出圧力がハンチングすることを防止できる。
【０２２５】
また、給水流量Ｑに応じて目標値Ｐを設定しているため、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓの時間当たりの圧力変動値が小さい場合は、給水流量の変動も少なく、目標値Ｐが変更されないので、時間的余裕を持って吐出圧力を目標値Ｐに維持することにより、圧力制御の安定性を向上することができる。
【０２２６】
また、制御部７３Ｃは、第３の所定時間ｔ３毎に、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認することにより、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓを確認する。そして、制御部７３Ｃは、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増大していると判断すると、目標値Ｐを、第２の所定時間ｔ２の間、維持する。
【０２２７】
同様に、ポンプ２１の一次側の圧力値が、前回検出値に対してΔＰｓ以上低い場合は、制御部７３は、目標値Ｐを、第２の所定時間ｔ２の間、維持する。
【０２２８】
この為、給水流量Ｑが急激に増大した場合でも、目標値Ｐが変更されないので、圧力制御の安定性を向上することができる。
【０２２９】
また、上述のように、給水流量範囲の判断の閾値にヒステリシスを設け、第１の所定時間ｔ１及び第２の所定時間ｔ２の間、目標値Ｐを維持することにより、高い圧力制御の安定性を得ることができるので、本実施形態の給水装置１Ｃは、推定末端圧力一定制御による省エネ性、呼び、吐出圧力一定制御の制御安定性を得ることができる。
【０２３０】
次に、本発明の第４の実施形態に係る給水装置１Ｄを、図９，１０を用いて説明する。本実施形態において第２，３の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【０２３１】
本実施形態の給水装置１Ｄは、複数のポンプ装置２０を備える。給水装置１Ｄは、一例として、一対のポンプ装置２０を備える。本実施形態では、ポンプ２１は、第２の実施形態と同様に、単独運転、及び、並列運転を行う。図９は、給水装置１Ｄを示す概略図である。図１０は、給水装置１Ｄの給水流量Ｑと全揚程との関係を示す線図である。
【０２３２】
図９に示すように、給水装置１Ｄは、一対の吸込配管１０、第１の圧力検出装置１５、一対のポンプ装置２０、連結管８０、連結管８０に設けられた流量検出装置４０Ｃ、合流管８１、吐出配管３０、第２の圧力検出装置６０、及び、ポンプ装置２０を制御可能に構成された制御装置７０Ｄを有している。
【０２３３】
記憶部７２Ｄは、可変速運転するポンプ２１を駆動するモータ２２にインバータ７１から供給される交流電力の最高出力周波数ｆ２の情報、並びに、停止流量Ｑ２等の情報を記憶している。
【０２３４】
また、記憶部７２Ｄは、給水装置１Ｄの給水流量Ｑに応じた全揚程の目標値Ｐの情報が記憶されている。本実施形態では、給水装置１Ｄが複数のポンプ２１を有しているので、全揚程の目標値Ｐは、複数のポンプ２１の吐出圧力の合計値となる。
【０２３５】
給水装置１Ｄの全揚程の目標値Ｐは、給水装置１Ｄから給水先への給水流量（図１０の横軸に示す）を複数に分けた給水流量範囲のそれぞれの給水流量を給水可能な圧力値である。目標値Ｐは、各給水流量の範囲に１つずつ一定の値が設定されており、給水流量範囲が大きくなるに従い、段階的に高くなる値である。
【０２３６】
本実施形態では、図１０に示すように、給水装置１Ｄによる給水流量範囲は、一例として、４つの給水流量範囲に分けられており、最小給水流量範囲ｖ１Ｄ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄ、及び、最大給水流量範囲ｖ３Ｄを有している。
【０２３７】
第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄは、最小給水流量範囲ｖ１Ｄと第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄとの間の給水流量範囲である。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄは、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄと最大給水流量範囲ｖ３Ｄとの間の給水流量範囲である。
【０２３８】
記憶部７２Ｄは、各給水流量範囲ｖ１Ｄ，ｖ２Ｄ，ｖ３Ｄ、ｖ４Ｄの情報を有している。具体的には、制御部７３Ｄは、最小給水流量範囲ｖ１Ｄの下限値及び上限値、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄの下限値及び上限値、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄの下限値及び上限値、並びに、最大給水流量範囲ｖ３Ｄの上限値及び下限値の情報を記憶している。
【０２３９】
最小給水流量範囲ｖ１Ｄの下限値は、停止流量Ｑ２である。最小給水流量範囲ｖ１Ｄの上限値は、給水流量Ｑ７である。第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄの下限値は、Ｑ１０である。第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄの上限値は、Ｑ８である。
【０２４０】
第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄの下限値は、Ｑ１１である。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄの上限値は、Ｑ９である。最大給水流量範囲ｖ３Ｄの下限値は、Ｑ１２である。最大給水流量範囲ｖ３Ｄの上限値は、Ｑ３Ｄである。これら給水流量は、Ｑ１＜Ｑ１０＜Ｑ７＜Ｑ１１＜Ｑ８＜Ｑ１２＜Ｑ９＜Ｑ３Ｄとなる。
【０２４１】
目標値Ｐは、最小給水流量範囲ｖ１Ｄ内の給水流量を給水可能な最小目標値Ｐ１Ｄ、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄ内の給水流量を確保可能な第１の中間目標値Ｐ４Ｄ、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄ内の給水流量を確保可能な第２の中間目標値Ｐ５Ｄ、最大給水流量範囲ｖ３Ｄ内の給水流量範囲を確保可能な最大目標値Ｐ３Ｄを有している。これら目標値Ｐは、Ｐ１Ｄ＜Ｐ４Ｄ＜Ｐ５Ｄ＜Ｐ３Ｄとなる。
【０２４２】
また、記憶部７２Ｄは、インバータ７１からモータ２２に供給する交流電力の最低出力周波数ｆ１、及び、最高出力周波数ｆ２の情報を記憶している。
【０２４３】
また、記憶部７２Ｄは、給水流量範囲の変更の判断に用いられる閾値を記憶している。閾値は、各給水流量範囲の下限値、及び、上限値である。
【０２４４】
具体的には、最小給水流量範囲ｖ１Ｄから第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄへの変更を判断する閾値は、最小給水流量範囲ｖ１Ｄの上限値である、Ｑ７である。第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄから第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄへの変更の判断に用いられる閾値は、第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄの上限値である、Ｑ８である。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄから最大給水流量範囲ｖ３Ｄへの変更の判断に用いられる閾値は、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄの上限値である、Ｑ９である。
【０２４５】
最大給水流量範囲Ｖ３Ｄから第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄへの変更の判断に用いられる閾値は、最大給水流量範囲ｖ３Ｄの下限値である、Ｑ１２である。第２の中間給水流量範囲Ｖ５Ｄから第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄへの変更の判断に用いられる閾値は、第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄの下限値である、Ｑ７である。第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄから最小給水流量範囲ｖ１Ｄへの変更の判断に用いられる閾値は、第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄの下限値である、Ｑ１０である。
【０２４６】
このように、給水流量Ｑの増大に伴う給水流量範囲の切り替えの判断に用いられる閾値と、給水流量Ｑの減少に伴う給水流量範囲の切り替えの判断に用いられる閾値と、を異なる値とすることによって、閾値にヒステリシスが設定されている。
【０２４７】
最小給水流量範囲ｖ１Ｄに設定される目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ｄである。第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄに設定される目標値Ｐは、第１の中間目標値Ｐ４Ｄである。第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄに設定される目標値Ｐは、第２の中間目標値Ｐ５Ｄである。最大給水流量範囲ｖ３Ｄに設定される目標値Ｐは、最大目標値Ｐ３Ｄである。
【０２４８】
また、記憶部７２Ｃは、閾値ΔＰｓ、第１の所定時間ｔ１、第２の所定時間ｔ２、及び、第３の所定時間ｔ３が記憶されている。
【０２４９】
制御部７３Ｄは、各流量検出装置４０Ｃの検出結果を合計することにより、給水流量Ｑを算出可能に形成されている。制御部７３Ｄは、第２の実施形態と同様に、複数のポンプ２１を単独運転、及び、並列運転可能に形成されている。
【０２５０】
また、制御部７３Ｄは、圧力検出装置１５，６０、及び、流量検出装置４０Ｃの検出結果、並びに、記憶部７２Ｄに記憶されている各種情報に基づいて、第２の圧力検出装置６０の圧力が目標値Ｐとなるように、インバータ７１を制御可能に形成されている。
【０２５１】
次に、給水装置１Ｄの動作を説明する。制御部７３Ｄは、圧力検出装置６０が起動圧力を検出すると、先発のポンプ２１を起動するべく、インバータ７１を制御する。起動後では、目標値Ｐは、最小目標値Ｐ１Ｄが選択される。
【０２５２】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが最小給水流量範囲ｖ１Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ７以上となると、給水流量範囲が最小給水流量範囲ｖ１Ｄから第１の中間給水流量範囲Ｖ４Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを第１の中間目標値Ｐ４Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、第１の中間目標値Ｐ４Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５３】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ８以上となると、給水流量範囲が第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄから第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを第２の中間目標値Ｐ５Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、第２の中間目標値Ｐ５Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５４】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ９以上となると、給水流量範囲が第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄから最大給水流量範囲ｖ３Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを最大目標値Ｐ３Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、最大目標値Ｐ３Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５５】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが最大給水流量範囲ｖ３Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ１２以下となると、給水流量範囲が最大給水流量範囲ｖ３Ｄから第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを第２の中間目標値Ｐ５Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、第２の中間目標値Ｐ５Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５６】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ１１以下となると、給水流量範囲が第２の中間給水流量範囲ｖ５Ｄから第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを第１の中間目標値Ｐ４Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、第１の中間目標値Ｐ４Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５７】
制御部７３Ｄは、給水流量Ｑが第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄ内にあった状態において、給水流量Ｑが閾値となるＱ１０以下となると、給水流量範囲が第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄから最小給水流量範囲Ｖ１Ｄに変更されたと判断し、目標値Ｐを最小目標値Ｐ１Ｄに変更する。そして、制御部７３Ｄは、最小目標値Ｐ１Ｄでの圧力一定制御を行うべく、インバータ７１Ｄを制御する。
【０２５８】
制御部７３Ｄは、目標値Ｐが変更されると、当該変更後の目標値Ｐでの圧力一定制御をするべくインバータ７１からか変速運転されるポンプ２１を駆動するモータ２２への交流電力の供給を開始した時点から、第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを維持する。
【０２５９】
例えば、制御部７３Ｄは、目標値Ｐが第２の中間目標値Ｐ５Ｄに変更されると、第２の中間目標値Ｐ５Ｄでの圧力一定制御を行うべくインバータ７１から可変速運転するポンプ２１を駆動するモータ２２に交流電力を供給するとともに、この交流電力供給開始時点から第１の所定時間ｔ１の間は、目標値Ｐを第２の中間目標値Ｐ５Ｄに維持する。
【０２６０】
制御部７３Ｄは、第１の所定時間ｔ１の経過後、給水流量Ｑと閾値とを比較する。具体的には、給水流量Ｑが閾値以上であるか、または、閾値以下であるかを判断する。
【０２６１】
本実施形態では、隣り合う給水流量範囲の閾値にはヒステリシスが設定されているので、制御部７３Ｄは、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、隣り合う給水流量範囲のうち値の大きな給水流量範囲の下限値以下であるか、または、値の小さな給水流量範囲の上限値以上であるか、比較する。
【０２６２】
値の小さい給水流量範囲の上限値以上である場合は、給水流量範囲は、値が大きい給水流量範囲が選択される。値の大きい給水流量範囲の下限値以下である場合は、給水流量範囲は、値が小さい給水流量範囲が選択される。
【０２６３】
また、第１の所定時間ｔ１の経過後、給水流量Ｑが、隣り合う２つの給水流量範囲のうち大きい給水流量範囲の下限値と小さい給水流量範囲の上限値との間に含まれる場合がある。例えば給水流量Ｑが、Ｑ１０以上であってＱ７以下の範囲に含まれる場合がある。
【０２６４】
この場合は、給水流量範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小給水流量範囲ｖ１Ｄから第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄに変更されたと判断されて目標値Ｐが第１の中間目標値Ｐ４Ｄに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ１０以上であってＱ７以下の範囲にある場合は、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄのまま維持される。
【０２６５】
また、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄから最小給水流量範囲ｖ１Ｄに変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｄに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ１０以上であってＱ７以下の範囲にある場合は、最小給水流量範囲ｖ１Ｄのまま維持される。給水流量Ｑが、Ｑ１１以上であってＱ８以下の範囲内にある場合、及び、Ｑ１２以上であってＱ９以下の範囲内にある場合であっても、同様である。
【０２６６】
また、制御部７３Ｄは、第３の所定時間ｔ３毎に、第１の圧力検出装置１５の検出結果を確認することにより、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓを確認する。そして、制御部７３Ｄは、ポンプ２１の一次側の吸込圧力値Ｐｓが、前回の検出値に対してΔＰｓ以上増減していると判断すると、この判断時から第２の所定時間ｔ２の間は、吐出圧力の目標値として、当該判断時の目標値Ｐを維持する。
【０２６７】
本実施形態では、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２６８】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。例えば、第４の実施形態では、複数のポンプ２１に対して１つずつ流量検出装置４０Ｃが用いられた。他の例では、合流管８１の二次側に１つの流量検出装置４０Ｃを設けてもよい。合流管８１の二次側に流量検出装置４０Ｃが設けられることにより、１つの流量検出装置４０Ｃで、給水流量Ｑを検出することができる。この場合、ポンプ２１の停止流量を検出可能な例えばパドル式のオンオフ式の流量検出装置を、各ポンプ２１の二次側に設けてもよい。
【０２６９】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【０２７０】
１…給水装置、１Ａ…給水装置、１Ｂ…給水装置、１Ｃ…給水装置、１Ｄ…給水装置、１５…第１の圧力検出装置、２０…ポンプ装置、２１…ポンプ、２２…モータ、４０…流量検出装置、４０Ｃ…流量検出装置、６０…第２の圧力検出装置（圧力検出装置）、７０…制御装置、７０Ａ…制御装置、７０Ｂ…制御装置、７０Ｃ…制御装置、７０Ｄ…制御装置、７１…インバータ、７１Ｃ…インバータ、７１Ｄ…インバータ、７２…記憶部、７２Ａ…記憶部、７２Ｂ…記憶部、７２Ｃ…記憶部、７２Ｄ…記憶部、７３…制御部、７３Ａ…制御部、７３Ｂ…制御部、７３Ｃ…制御部、７３Ｄ…制御部。
【図１】
2017122417.tif 000003
【図２】
2017122417.tif 000004
【図３】
2017122417.tif 000005
【図４】
2017122417.tif 000006
【図５】
2017122417.tif 000007
【図６】
2017122417.tif 000008
【図７】
2017122417.tif 000009
【図８】
2017122417.tif 000010
【図９】
2017122417.tif 000011
【図１０】
2017122417.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月5日(2016.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ、及び、前記ポンプを駆動するモータを備えるポンプ装置と、
前記モータに交流電力を供給するインバータと、
前記ポンプ装置による給水流量の最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された前記範囲内の給水流量を給水可能な全揚程の目標値、及び前記インバータが供給する前記交流電力の周波数の閾値または給水流量の閾値を記憶する記憶部と、
前記交流電力の周波数と前記周波数の前記閾値の比較の結果、または給水流量と前記給水流量の前記閾値の比較の結果選択した前記目標値のいずれか１つでの圧力一定制御で、前記インバータを制御する制御部と、
を具備することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記複数の前記目標値の変更の判断に用いられ、
前記制御部は、前記交流電力の周波数が前記周波数の前記閾値以上となると、または、給水流量が前記給水流量の前記閾値以上となると、選択されている前記目標値より大きな値の前記目標値を選択し、前記交流電力の周波数が前記周波数の前記閾値以下となると、または、前記給水流量が前記給水流量の前記閾値以下になると、前記選択されている前記目標値より小さな値の前記目標値を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項３】
前記交流電力の前記周波数の前記閾値は、前記交流電力の周波数が当該閾値以上に増加する時の値が、前記交流電力の周波数が当該閾値以下に減少するときの値よりも大きく、
前記給水流量の前記閾値は、給水流量が当該閾値以上に増加する時の値が、前記給水流量が当該閾値以下に減少する時の値よりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の給水装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記目標値を維持する第１の所定時間を記憶し、
前記制御部は、前記目標値の変更後、当該変更後の目標値での圧力一定制御の為に前記インバータから前記モータへの前記交流電力の供給が開始されてから前記目標値を前記第１の所定時間維持し、前記第１の所定時間経過後、前記交流電力の周波数を前記周波数の前記閾値と比較し、または、給水流量を前記給水流量の前記閾値と比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項５】
前記ポンプの一次側の圧力を検出する圧力検出装置を具備し、
前記記憶部は、前記目標値を維持する第２の所定時間、及び、前記ポンプの前記一次側の圧力の増減値である所定値を記憶し、
前記制御部は、前記圧力検出装置の検出値が、前回の検出値に対して前記所定値以上増減したと判断すると、当該判断時に選択されている前記目標値を当該判断時から前記第２の所定時間、維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【請求項６】
前記ポンプ装置を複数備え、
前記制御部は、少なくとも２台の前記ポンプを並列運転する場合、１台の前記ポンプを可変速運転するとともに、残りの前記ポンプを最高出力周波数で運転し、前記可変速運転される前記ポンプを有する前記ポンプ装置の前記モータへ前記インバータから供給される前記交流電力の周波数と前記交流電力の前記閾値との比較の結果、前記目標値を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の一態様として、給水装置は、ポンプ、及び、前記ポンプを駆動するモータを備えるポンプ装置と、前記モータに交流電力を供給するインバータと、前記ポンプ装置による給水流量の最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された前記範囲内の給水流量を給水可能な全揚程の目標値、及び前記インバータが供給する前記交流電力の周波数の閾値または給水流量の閾値を記憶する記憶部と、前記交流電力の周波数と前記交流電力の前記周波数の前記閾値の比較の結果、または給水流量と前記給水流量の前記閾値の比較の結果選択した前記目標値のいずれか１つでの圧力一定制御で、前記インバータを制御する制御部と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
最小周波数範囲ｒ１の下限値は、最低出力周波数ｆ１であり、上限値は、周波数ｆ３である。中間周波数範囲ｒ２の上限値は、周波数ｆ４であり、下限値は、周波数ｆ５である。最小周波数範囲ｒ１の上限値は、最高出力周波数ｆ２であり、下限値は、周波数ｆ６である。これら周波数の関係は、ｆ１＜ｆ５＜ｆ３＜ｆ６＜ｆ４＜ｆ２となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、記憶部７２は、目標値Ｐの変更の判断に用いられる閾値が記憶されている。閾値は、本実施形態では、一例として、各周波数範囲の上限値、及び、下限値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
具体的には、最小周波数範囲ｒ１の上限値である周波数ｆ３は、中間周波数範囲ｒ２の下限値である周波数ｆ５とは異なり、ｆ５＜ｆ３である。中間周波数範囲ｒ２の上限値である周波数ｆ４は、最大周波数範囲ｒ３の下限値である周波数ｆ６とは異なり、ｆ６＜ｆ４である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
この場合は、周波数範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小周波数範囲ｒ１から中間周波数範囲ｒ２に変更されたと判断されて目標値Ｐが中間目標値Ｐ２に変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ５以上であってｆ３以下の範囲にある場合は、中間周波数範囲ｒ２のままとし、目標値Ｐが中間目標値Ｐ２に維持される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
また、中間周波数範囲ｒ２から最小周波数範囲ｒ１に変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１に変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の、モータ２２に供給される交流電力の周波数が、ｆ５以上であってｆ３以下の範囲にある場合は、最小周波数範囲ｒ１のままとし、目標値Ｐが最小目標値Ｐ１に維持される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
本実施形態の給水装置１Ａは、複数のポンプ装置２０を備える。給水装置１Ａは、一例として、一対のポンプ装置２０を備える。本実施形態では、ポンプ２１は、単独運転、及び、並列運転を行う。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
また、記憶部７２Ａは、目標値Ｐの変更の判断に用いられる閾値を記憶している。閾値は、本実施形態では、一例として、各周波数範囲の上限値、及び、下限値である。具体的には、最小周波数範囲ｒ１Ａから最大周波数範囲ｒ３Ａへ変更されたとの判断に用いられる閾値は、最小周波数範囲ｒ１Ａの上限値となる周波数ｆ７である。最大周波数範囲ｒ３Ａから最小周波数範囲ｒ１Ａへ変更されたとの判断に用いられる閾値は、最大周波数範囲ｒ３Ａの下限値となる周波数ｆ８である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９８】
また、記憶部７２Ｃは、目標値Ｐの変更の判断に用いられる閾値が記憶されている。本実施形態では、閾値は、各給水流量範囲の下限値及び上限値である。最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、最小給水流量範囲ｖ１Ｃの上限値となるＱ３である。中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最大給水流量範囲ｖ３Ｃへの変更の判断に用いられる閾値は、中間給水流量範囲ｖ２Ｃの上限値である、Ｑ４である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１８】
この場合は、給水流量範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小給水流量範囲ｖ１Ｃから中間給水流量範囲ｖ２Ｃに変更されたと判断されて目標値Ｐが中間目標値Ｐ２Ｃに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ５以上であってＱ３以下の範囲にある場合は、中間給水流量範囲ｖ２Ｃのままとし、目標値Ｐが中間目標値Ｐ２Ｃに維持される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１９】
また、中間給水流量範囲ｖ２Ｃから最小給水流量範囲ｖ１Ｃに変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｃに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ５以上であってＱ３以下の範囲にある場合は、最小給水流量範囲ｖ１Ｃのままとし、目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｃに維持される。給水流量Ｑが、Ｑ６以上であってＱ４以下の範囲にある場合であっても、同様である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３４】
また、記憶部７２Ｄは、給水装置１Ｄの給水流量Ｑに応じた全揚程の目標値Ｐの情報が記憶されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６４】
この場合は、給水流量範囲が変更されていないと判断される。例えば、最小給水流量範囲ｖ１Ｄから第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄに変更されたと判断されて目標値Ｐが第１の中間目標値Ｐ４Ｄに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ１０以上であってＱ７以下の範囲にある場合は、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄのままとし、目標値Ｐが第１の中間目標値Ｐ４Ｄに維持される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６５】
また、第１の中間給水流量範囲ｖ４Ｄから最小給水流量範囲ｖ１Ｄに変更されたと判断されて目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｄに変更された後、第１の所定時間ｔ１の経過後の給水流量Ｑが、Ｑ１０以上であってＱ７以下の範囲にある場合は、最小給水流量範囲ｖ１Ｄのままとし、目標値Ｐが最小目標値Ｐ１Ｄに維持される。給水流量Ｑが、Ｑ１１以上であってＱ８以下の範囲内にある場合、及び、Ｑ１２以上であってＱ９以下の範囲内にある場合であっても、同様である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６９】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
以下に、本願出願の当初の特許請求範囲に記載された発明を付記する。
［１］
ポンプ、及び、前記ポンプを駆動するモータを備えるポンプ装置と、
前記モータに交流電力を供給するインバータと、
前記ポンプ装置による給水流量の最小値から最大値までを分けた複数の範囲のそれぞれに対して１つずつ一定の値に設定された、前記範囲内の給水流量を給水可能な全揚程の目標値、並びに、前記ポンプ装置の駆動状態と比較される閾値を記憶する記憶部と、
前記ポンプ装置の駆動状態と前記閾値との比較の結果選択した前記目標値のいずれか１つでの圧力一定制御で、前記インバータを制御する制御部と、
を具備することを特徴とする給水装置。
［２］
前記閾値は、前記複数の前記目標値のうち隣り合う２つの目標値間での変更の判断に用いられ、
前記制御部は、前記ポンプ装置の前記駆動状態が前記閾値以上になると、選択されている前記目標値に対して隣り合うより大きな値の前記目標値を選択し、かつ、前記ポンプ装置の前記駆動状態が前記閾値以下になると、前記選択されている前記目標値に対して隣り合うより小さな値の前記目標値を選択する
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［３］
前記閾値は、前記ポンプ装置の前記駆動状態が当該閾値以上となる時と、前記ポンプ装置の前記駆動状態が当該閾値以下となる時とで、異なる値である
ことを特徴とする［２］に記載の給水装置。
［４］
前記記憶部は、前記目標値を維持する第１の所定時間を記憶し、
前記制御部は、前記目標値の変更後、当該変更後の目標値での圧力一定制御の為に前記インバータから前記モータへの前記交流電力の供給が開始されてから前記目標値を前記第１の所定時間維持し、前記第１の所定時間経過後、前記ポンプ装置の前記駆動状態と前記閾値とを比較する
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［５］
前記ポンプの一次側の圧力を検出する圧力検出装置を具備し、
前記記憶部は、前記目標値を維持する第２の所定時間、及び、前記ポンプの前記一次側の圧力の増減値である所定値を記憶し、
前記制御部は、前記圧力検出装置の検出値が、前回の検出値に対して前記所定値以上増減したと判断すると、当該判断時に選択されている前記目標値を当該判断時から前記第２の所定時間、維持する
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［６］
前記ポンプ装置を複数備え、
前記制御部は、少なくとも２台の前記ポンプを並列運転する場合、１台の前記ポンプを可変速運転するとともに、残りの前記ポンプを最高出力周波数で運転し、前記可変速運転される前記ポンプを有する前記ポンプ装置の駆動状態と前記閾値との比較の結果前記目標値を選択する
ことを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［７］
前記ポンプ装置の駆動状態は、前記インバータから前記モータに供給される前記交流電力の周波数であり、
前記閾値は、前記範囲内の流量を給水可能とする、前記モータに供給される交流電力の周波数範囲の上限値、及び、下限値である
ことを特徴とする［２］に記載の給水装置。
［８］
前記給水流量を検出する流量検出装置を具備し、
前記ポンプ装置の駆動状態は、前記流量検出装置の検出結果であり、
前記閾値は、前記範囲の上限値、または、下限値である
ことを特徴とする［２］に記載の給水装置。