(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配設された電動ポンプの下流の各給水配管に逆止め弁が配設され、前記各電動ポンプよりも下流で、前記各逆止め弁よりも上流の前記各給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管３に連通させ、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で前記各電動ポンプを停止させることなく回転させて給水する給水装置において、
前記各電動ポンプよりも下流で、前記各逆止め弁よりも上流の前記各給水配管を前記各バイパス管でその電動ポンプ以外の上流の前記給水配管に連通させ、
前記各バイパス管にそれぞれ特性の異なる流量調整弁としての絞り弁を設けるとともに、前記各電動ポンプ特性を異ならせ、
前記バイパス管と給水配管の接続点におけるバイパス管からの流入量よりも電動ポンプの吸い込み量が多く、前記他のバイパス管と他の給水配管の接続点における他のバイパス管からの流入量よりも他の電動ポンプの吸い込み量が少なくなるようにしたことを特徴とする給水装置。
【請求項２】
並列に配設された電動ポンプの下流の各給水配管に逆止め弁が配設され、前記各電動ポンプよりも下流で、前記各逆止め弁よりも上流の前記各給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させ、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で前記各電動ポンプを停止させることなく回転させて給水する給水装置において、
前記電動ポンプよりも下流で、前記逆止め弁よりも上流の前記給水配管を前記バイパス管でその電動ポンプの上流の前記給水配管に連通させた前記その電動ポンプよりも上流の給水配管に、前記その電動ポンプ以外の電動ポンプよりも下流で、前記逆止め弁よりも上流の前記給水配管を前記バイパス管で少なくとも１つ連通させ、前記その電動ポンプよりも上流の前記給水配管に連通されていない、前記電動ポンプよりも下流で、前記逆止め弁よりも上流の前記給水配管を前記バイパス管でその電動ポンプ以外の上流の前記給水配管に連通させ、
前記各バイパス管にそれぞれ特性の異なる流量調整弁としての絞り弁を設けるとともに、前記各電動ポンプ特性を異ならせ、
前記バイパス管と給水配管の接続点におけるバイパス管からの流入量よりも一の電動ポンプの吸い込み量が多く、前記他のバイパス管と他の給水配管の接続点における他のバイパス管からの流入量よりも他の電動ポンプの吸い込み量が少なくなるようにした、
ことを特徴とする給水装置。
【請求項３】
並列に配設された電動ポンプの下流の各給水配管に逆止め弁が配設され、前記各電動ポンプよりも下流で、前記各逆止め弁よりも上流の前記各給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させ、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で前記各電動ポンプを停止させることなく回転させて給水する給水装置において、前記電動ポンプよりも下流で、前記逆止め弁よりも上流の隣り合う前記給水配管を第１バイパス管で連通させ、前記電動ポンプよりも上流の隣り合う前記給水配管を第２バイパス管で連通させ、前記第１バイパス管と前記第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させるとともに、前記給水配管と前記第３バイパス管との間の前記第１バイパス管に逆止め弁を配設し、前記各電動ポンプの吸い込み量と前記第２バイパス管から前記各電動ポンプの上流の給水配管への流入量とを異ならせるように前記第２バイパス管を構成した、ことを特徴とする給水装置。
【請求項４】
並列に配設された電動ポンプの下流の各給水配管に逆止め弁が配設され、前記各電動ポンプよりも下流で、前記各逆止め弁よりも上流の前記各給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させ、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で前記各電動ポンプを停止させることなく回転させて給水する給水装置において、
前記電動ポンプよりも下流で、前記逆止め弁よりも上流の隣り合う前記給水配管を第１バイパス管で連通させ、前記電動ポンプよりも上流の隣り合う前記給水配管を第２バイパス管で連通させるとともに、前記第１バイパス管と前記第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させ、前記給水配管と前記第３バイパス管との間の前記第１バイパス管に逆止め弁を配設するとともに、前記第２バイパス管に絞り弁を配設し、
前記一の電動ポンプの締め切り運転状態における吐出量と、前記第２バイパス管から給水配管との接続点への流入量とが異なるように前記絞り弁を調整し、
前記他の電動ポンプの締め切り運転状態における吐出量と、前記第２バイパス管から給水配管との接続点への流入量とが異なるように前記絞り弁を調整した、ことを特徴とする給水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動ポンプで給水する給水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記した給水装置は、電動ポンプの下流の給水配管にフロースイッチおよび逆止め弁などを配設し、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で電動ポンプを、インバータを介して制御する構成とされている。
【０００３】
この給水装置において、給水配管の末端側に配設した蛇口を開放して水を放出させると、制御部は、フロースイッチなどの出力に基づいて推定末端圧一定または吐出圧一定となるように電動ポンプを回転させ、水を加圧して給水する。
そして、蛇口が閉成されると、フロースイッチが水の流れを検出しなくなって第１信号である流量非検出信号を出力するので、制御部は、フロースイッチからの流量非検出信号に基づいて電動ポンプを停止させる。
【０００４】
なお、蛇口を開放させてから電動ポンプが稼働するまでの間、給水配管の水圧が低下するので、圧力タンクを設けることにより、圧力タンクから所定圧力の水を給水配管へ放出する。
そして、蛇口を閉成させてから電動ポンプが停止するまでの間、圧力タンクに所定圧力の水を所定量蓄える。
したがって、安定した水圧で給水することができるとともに、電動ポンプの発停を少なくすることができる。
【０００５】
しかしながら、蛇口の開閉に基づいて電動ポンプが発停するので、電動ポンプの発停が頻繁になることにより、電動ポンプの稼働時に大きな騒音が発生する。
また、電動ポンプの発停が頻繁になることにより、電動ポンプのメカニカルシールおよび軸受けの寿命が短くなるため、電動ポンプのメインテナンス費用が嵩むなどの不都合があった。
【０００６】
そこで、本出願人は、上述した不都合を解消すべく、先に特願平８−２７２６６１号として給水装置を提案した。
【０００７】
図６は本出願人が先に特願平８−２７２６６１号として提案した給水装置の構成を示すブロック図である。
なお、制御部から各電動弁への信号線は、図示が省略されている。
図６において、１は給水配管を示し、一端が図示を省略した水道管に接続され、他端に図示を省略した複数の蛇口が配設されている。
そして、給水配管１は、給水本管２と、この給水本管２の途中に、並列に挿入された２本の給水分岐管３Ａ，３Ｂとで構成されている。
【０００８】
１１は給水分岐管３Ａ，３Ｂよりも上流の給水本管２に配設された逆止め弁、１２Ａ，１２Ｂは電動機を内蔵した電動ポンプを示し、電動ポンプ１２Ａは給水分岐管３Ａに配設され、電動ポンプ１２Ｂは給水分岐管３Ｂに配設されている。
１３Ａは電動ポンプ１２Ａよりも下流の給水分岐管３Ａに配設された逆止め弁、１３Ｂは電動ポンプ１２Ｂよりも下流の給水分岐管３Ｂに配設された逆止め弁、１４Ａは逆止め弁１３Ａよりも下流の給水分岐管３Ａに配設された締め切り弁、１４Ｂは逆止め弁１３Ｂよりも下流の給水分岐管３Ｂに配設された締め切り弁を示す。
【０００９】
１５Ａはバイパス管を示し、電動ポンプ１２Ａよりも下流で、逆止め弁１３Ａよりも上流の給水分岐管３Ａを、電動ポンプ１２Ａよりも上流の給水分岐管３Ａに連通させるものである。
１５Ｂはバイパス管を示し、電動ポンプ１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂを、電動ポンプ１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂに連通させるものである。
【００１０】
１６Ａはバイパス管１５Ａに配設された電動弁を示し、後述する切換制御部２１ｔによって制御され、バイパス管１５Ａの流路を開閉するものである。
１６Ｂはバイパス管１５Ｂに配設された電動弁を示し、切換制御部２１ｔによって制御され、バイパス管１５Ｂの流路を開閉するものである。
１７Ａはバイパス管１５Ａに配設された絞り弁、１７Ｂはバイパス管１５Ｂに配設された絞り弁を示す。
【００１１】
１８は逆止め弁１１よりも上流の給水本管２に配設された圧力検出器、１９は給水分岐管３Ａ，３Ｂよりも下流の給水本管２に配設された流量検出手段としてのフロースイッチ、２０は逆止め弁１３Ａ，１３Ｂよりも下流の給水本管２に配設された圧力検出器を示す。
２１は制御部を示し、圧力検出器１８，２０の出力に基づき、インバータ２２Ａ，２２Ｂを介して電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを制御するとともに、電動弁１６Ａ，１６Ｂを制御するものである。
【００１２】
図７は図６に示した制御部の構成を示すブロック図である。
なお、切換制御部から各電動弁および各選択スイッチへの信号線は、図示が省略されている。
図７において、２１ａは推定末端圧力設定器を示し、実揚程ｈa に管端圧力ｈk を加えた固定揚程ｈc と、この固定揚程ｈc に管路損失揚程ｋｑ2 を加えた推定末端圧力ｈs とを出力するものである。
【００１３】
２１ｂは減算器を示し、推定末端圧力設定器２１ａが出力する推定末端圧力ｈs から圧力検出器２０が検出した圧力ｈi を差し引いたものを出力するものである。
２１ｃは選択スイッチを示し、減算器２１ｂの出力、または後述する減算器２１ｌの出力を選択するものである。
２１ｄは比例積分制御器を示し、選択スイッチ２１ｃを介した減算器２１ｂの出力、または減算器２１ｌの出力を処理してインバータ２２Ａ，２２Ｂ、後述する直線指令器２１ｅへ出力するものである。
【００１４】
２１ｅは直線指令器を示し、インバータ２２Ａ，２２Ｂに内蔵させた直線指令器と同じ特性を有し、比例積分制御器２１ｄの出力を入力とするものである。
２１ｆは一次遅れ要素を示し、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂにおける電動機のその速度（回転数または周波数）までの伝達遅れに近似させて直線指令器２１ｅの出力をｎ* として出力するものである。
２１ｇは二乗演算器を示し、一次遅れ要素２１ｆの出力ｎ* を入力としてｎ*2を出力するものである。
【００１５】
２１ｈは定数乗算器を示し、二乗演算器２１ｇの出力ｎ*2に電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの特性である定数ａを掛けたａｎ*2をｈpoi として出力するものである。
２１ｉは第１揚程としての設定最大締め切り揚程ｈpomax を出力する第１締め切り揚程設定器、２１ｊは第２揚程としての設定最小締め切り揚程ｈpoを出力する第２締め切り揚程設定器、２１ｋは選択スイッチを示し、この選択スイッチ２１ｋは、第１締め切り揚程設定器２１ｉの出力、または第２締め切り揚程設定器２１ｊの出力を選択するものである。
【００１６】
２１ｌは減算器を示し、第１締め切り揚程設定器２１ｉの設定最大締め切り揚程ｈpomax 、または第２締め切り揚程設定器２１ｊの設定最小締め切り揚程ｈpoから定数乗算器２１ｈの出力ｈpoi を差し引いたものを出力するものである。
２１ｍは定数設定器を示し、補償揚程ｈominを設定するものである。
２１ｎは加算器を示し、推定末端圧力設定器２１ａが出力する固定揚程ｈc と、定数設定器２１ｍが出力する補償揚程ｈominとを加算したものを出力するものである。
【００１７】
２１ｏは定数設定器を示し、逆止め弁１１の固定損失揚程ｈsuc を設定するものである。
２１ｐは減算器を示し、圧力検出器１８の検出した圧力ｈsuから定数設定器２１ｏの固定損失揚程ｈsuc を差し引いたものを出力するものである。
２１ｑは減算器を示し、加算器２１ｎの出力から減算器２１ｐの出力を差し引いたものをｈpos として出力するものである。
【００１８】
２１ｒは減算器を示し、減算器２１ｑの出力から定数乗算器２１ｈの出力を差し引いたものを出力するものである。
２１ｓは比較器を示し、減算器２１ｒの出力がゼロ以上であるか、負であるか、すなわちフロースイッチ１９が検知可能な最小流量ｑmin 以下になったか否かを判定するものである。
２１ｔは切換制御部を示し、比較器２１ｓの出力に基づき、電動弁１６Ａ，１６Ｂおよび選択スイッチ２１ｃ，２１ｋを後述するように制御するものであり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、タイマなどで構成されている。
【００１９】
なお、推定末端圧一定制御部は、推定末端圧力設定器２１ａ、減算器２１ｂおよび比例積分制御器２１ｄで構成されている。
そして、第１締め切り揚程制御部は、比例積分制御器２１ｄ、直線指令器２１ｅ、一次遅れ要素２１ｆ、二乗演算器２１ｇ、定数乗算器２１ｈ、第１締め切り揚程設定器２１ｉおよび減算器２１ｌで構成されている。
【００２０】
さらに、第２締め切り揚程制御部は、比例積分制御器２１ｄ、直線指令器２１ｅ、一次遅れ要素２１ｆ、二乗演算器２１ｇ、定数乗算器２１ｈ、第２締め切り揚程設定器２１ｊおよび減算器２１ｌで構成されている。
また、流量検出手段は、推定末端圧力設定器２１ａ、減算器２１ｂ、比例積分制御器２１ｄ、直線指令器２１ｅ、一次遅れ要素２１ｆ、二乗演算器２１ｇ、定数乗算器２１ｈ、定数設定器２１ｍ，２１ｏ、加算器２１ｎ、減算器２１ｐ，２１ｑ，２１ｒおよび比較器２１ｓで構成されている。
【００２１】
図８は図６および図７に示した給水装置の動作を説明する揚程−流量特性図である。
この特性は、実効押し込み揚程がゼロの場合、すなわち吸い込み側押し込み揚程（図７における圧力ｈsu）から逆止め弁１１の固定損失揚程ｈsuc を差し引いた値がゼロの場合における推定末端圧一定制御の電動ポンプの揚程−流量特性を、単位法で示したものである。
【００２２】
図８において、Ａは推定末端圧一定制御曲線、Ｒはバイパス管１５Ａまたはバイパス管１５Ｂの摩擦損失と絞り弁１７Ａまたは絞り弁１７Ｂの絞り損失とを合計した損失曲線、Ｐ1 は推定末端圧一定制御曲線Ａ上のｑ＝１．０、ｈ＝１．０を通る定格流量、定格揚程の動作点、Ｐ2 は推定末端圧一定制御曲線Ａ上の最小流量ｑmin における動作点、Ｐ3 は第１締め切り揚程制御における動作点、Ｐ4 は第２締め切り揚程制御における動作点、Ｐ5 は電動弁１６Ａ，１６Ｂを開放させて第１締め切り揚程制御にしたときのバイパス管１５Ａ，１５Ｂに流れるバイパス流量ｑB の動作点を示す。
なお、動作点Ｐ3 〜Ｐ5 は損失曲線Ｒ上に位置する。
【００２３】
ここで各制御について説明する。
まず、推定末端圧一定制御になると、推定末端圧一定制御曲線Ａ上の動作点Ｐ1 と動作点Ｐ2 のとの間を移動しながら給水することになる。
【００２４】
そして、第１締め切り揚程制御になると、動作点は、動作点Ｐ3 となる。
なお、設定最大締め切り揚程ｈpomax は、推定末端圧一定制御における最小揚程よりも小さく、また固定揚程ｈc よりも若干小さく、バイパス管１５Ａまたはバイパス管１５Ｂの流量がバイパス流量ｑB のときに許容される許容最大締め切り揚程（逆止め弁１３Ａ，１３Ｂを閉成させ、バイパス管１５Ａ，１５Ｂを介して還流させている状態で電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの温度上昇を許容値以下とする揚程）ｈpmax  以下で、許容最大締め切り揚程ｈpmax  に近似している。
この動作点Ｐ3 における軸動力は、動作点圧力ｈPB≒ｈpomax の関係から、第（１）式のように表すことができる。
【００２５】
【数１】
0004240599.tif 000002
【００２６】
ただし、ｌ2 ：動作点Ｐ3 の軸動力（ｐ．ｕ．）＝Ｌ2 ／ＬN （ｐ．ｕ．）
Ｌ2 ：動作点Ｐ3 の軸動力（ｋＷ）
ＬN ：定格軸動力（ｋＷ）
ｈpomax ：設定最大締め切り揚程（ｐ．ｕ．）＜（ｈa ＋ｈk ）（ｐ．ｕ．）
ｈa ：実揚程（ｐ．ｕ．）＝Ｈa ／ＨN （ｐ．ｕ．）
ｈk ：管端圧力（ｐ．ｕ．）＝ＨK ／ＨN （ｐ．ｕ．）
Ｈa ：実揚程（ｍ）
Ｈk ：管端圧力（ｍ）
ＨN ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの定格揚程（ｍ）
ηqB：バイパス流量ｑB （ｐ．ｕ．）のときの電動ポンプ効率（ｐ．ｕ．）
ｑB ：第１締め切り揚程制御におけるバイパス流量（ｐ．ｕ．）
【００２７】
この第（１）式で与えられる軸動力から、バイパス管揚程損失、水に与えた仕事分を差し引いた軸動力が、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂ内で消費されることになるので、バイパス流量ｑB が小さすぎると、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂ内の水、羽根車、パッキング、軸受け部、メカニカルシール、電動機コイルなどの温度が上昇することになる。
そして、電動ポンプ毎に各部の温度上昇が規定値内に収まるように、軸動力とバイパス流量の関係を実験値や試験値で求め、この求めた軸動力とバイパス流量の関係を満足するように許容最大締め切り揚程ｈpmaxを求め、設定最大締め切り揚程ｈpomax を決定する。
【００２８】
このようにして求めた許容最大締め切り揚程ｈpmaxにおける動作点、または設定最大締め切り揚程ｈpomax における動作点Ｐ3 は、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂを閉成させたままとする動作点である。
そして、設定最大締め切り揚程ｈpomax は電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを連続運転できるものの、許容最大締め切り揚程ｈpmaxは限られた時間だけ電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを運転できる。
【００２９】
また、第２締め切り揚程制御になると、設定最小締め切り揚程はｈpoとなる。
この設定最小締め切り揚程ｈpoは、第（２）式を満足する値で、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂのメカニカルシールを潤滑できて摩擦抵抗が最小となる許容最小締め切り揚程ｈpmin  に可能な限り近い値に設定する。
【００３０】
【数２】
0004240599.tif 000003
【００３１】
ただし、ｈpmax：許容最大締め切り揚程（ｐ．ｕ．）＜（ｈa ＋ｈk ）（ｐ．ｕ．）
ｈpo：設定最小締め切り揚程（ｐ．ｕ．）
ｈpmin：許容最小締め切り揚程（ｐ．ｕ．）
なお、許容最小締め切り揚程ｈpmin  は、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂのメカニカルシールを潤滑できて摩擦抵抗が最小となる締め切り揚程である。
第（２）式で与えられる第２締め切り揚程制御になると、低速度で電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂが運転され、静粛かつ省エネルギー運転となる。
【００３２】
さらに、流量検出手段の小流量検出について説明する。
図８において、小流量運転を（ｈ−ｑ）min とすれば、このとき電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂが与える締め切り揚程は、ｈ−ｑ特性を電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの速度と流量の二次式で近似させた場合、第（３）式のように表すことができる。
【００３３】
【数３】
0004240599.tif 000004
【００３４】
ただし、ａ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの定数
ｎ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの速度（ｐ．ｕ．）＝Ｎ／ＮN （ｐ．ｕ．）
Ｎ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの速度（ｒｐｍ）
ＮN ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの定格速度（ｒｐｍ）
ｈa ：実揚程（ｐ．ｕ．）
ｈk ：管端圧力（ｐ．ｕ．）
ｈomin  ：補償揚程（ｐ．ｕ．）
ｈsu：ポンプ押し込み揚程（ｐ．ｕ．）＝Ｈsu／ＨN   （ｐ．ｕ．）
Ｈsu：ポンプ押し込み揚程（逆止め弁１１の入り側）（ｍ）
ＨN ：電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの定格揚程（ｍ）
ｈsuc ：逆止め弁１１の固定損失揚程（ｐ．ｕ．）＝Ｈsuc ／ＨN （ｐ．ｕ．）
Ｈsuc ：逆止め弁１１の固定損失揚程（ｐ．ｕ．）
【００３５】
この第（３）式の（ｈsu−ｈsuc ）は、実効押し込み揚程であり、図６に示すように、圧力検出器１８が水道管側に設けられた場合、検出値としての圧力ｈsuと、実際に測定された固定損失揚程ｈsuc との差によって得られる。
したがって、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂよりも下流の給水本管２の流量が最小流量ｑmin になったのを検出することができる。
【００３６】
図９は図６および図７に示した給水装置における切換制御部のフローチャートである。
図９において、ＳＴ１〜ＳＴ１０はステップを示す。
【００３７】
次に、切換制御部の制御、給水について説明する。
なお、図示を省略した蛇口が開放され、給水している状態で、比較器２１ｓは、流量が最小流量ｑmin よりも多い第２信号を出力している。
まず、切換制御部２１ｔは、比較器２１ｓの出力が最小流量ｑmin 以下の第１信号であるかを判定し（ステップＳＴ１）、比較器２１ｓの出力が最小流量ｑmin 以下の第１信号でなければ、すなわち流量が最小流量ｑmin よりも多い第２信号である給水状態であれば、選択スイッチ２１ｃ，２１ｋを接点ａ側へ切り換えるとともに、電動弁１６Ａ，１６Ｂを閉成し（ステップＳＴ２）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００３８】
このように選択スイッチ２１ｃ，２１ｋが切換制御部２１ｔの制御によって接点ａ側になると、圧力検出器２０の圧力ｈi を検出値、推定末端圧力設定器２１ａの推定末端圧力ｈs を設定値とし、両者の差をゼロとするように比例積分制御器２１ｄの出力が変化し、公知の推定末端圧一定制御となる。
したがって、図８の推定末端圧一定制御曲線Ａ上の動作点Ｐ1 と、動作点Ｐ2 のとの間を移動する推定末端圧力一定制御となる。
【００３９】
そして、全ての蛇口が閉じられることにより、流量が最小流量ｑmin 以下になると、比較器２１ｓから流量が最小流量ｑmin 以下の第１信号が出力される。
このように比較器２１ｓから第１信号が出力されると、切換制御部２１ｔは、比較器２１ｓからの信号が第１信号であることを確認した後（ステップＳＴ１）、タイマをセットする（ステップＳＴ３）。
そして、タイマを参照して第１所定時間、例えば６０秒が経過したかを判定し（ステップＳＴ４）、６０秒経過していなければ、比較器２１ｓからの第１信号が継続しているかを判定する（ステップＳＴ５）。
【００４０】
このステップＳＴ５の判定で、比較器２１ｓからの第１信号が継続していなければ、ステップＳＴ１へ戻り、比較器２１ｓからの第１信号が継続していれば、ステップＳＴ４へ戻る。
そして、ステップＳＴ４の判定で６０秒が経過していれば、選択スイッチ２１ｃを接点ｂ側へ切り換え、電動弁１６Ａ，１６Ｂを開放するとともに、タイマをセットする（ステップＳＴ６）。
【００４１】
このように選択スイッチ２１ｃが切換制御部２１ｔの制御によって接点ｂ側になると、比例積分制御器２１ｄの出力を検出値、第１締め切り揚程設定器２１ｉの設定最大締め切り揚程ｈpomax を設定値とし、両者の差をゼロとするように比例積分制御器２１ｄの出力が変化する第１締め切り揚程制御となるので、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂはゆっくりと下流の給水配管１の圧力を保ちながら給水分岐管３Ａ，３Ｂを閉じ、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂから吐出される水は、バイパス管１５Ａ，１５Ｂを介して電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの上流に還流する。
【００４２】
そして、切換制御部２１ｔは、比較器２１ｓからの第１信号が継続しているかを判定し（ステップＳＴ７）、比較器２１ｓからの第１信号が継続していなければ、ステップＳＴ２へ戻り、比較器２１ｓからの第１信号が継続していれば、タイマを参照して第２所定時間、例えば３０分が経過したかを判定する（ステップＳＴ８）。
【００４３】
このステップＳＴ８の判定で、３０分が経過していなければ、ステップＳＴ７へ戻り、３０分間が継続していれば、選択スイッチ２１ｋを接点ｂ側へ切り換え（ステップＳＴ９）、比較器２１ｓからの信号が第２信号になるのを待機する（ステップＳＴ１０）。
このように選択スイッチ２１ｃ，２１ｋが切換制御部２１ｔの制御によって接点ｂ側になると、比例積分制御器２１ｄの出力を検出値、第２締め切り揚程設定器２１ｊの設定最小締め切り揚程ｈpoを設定値とし、両者の差をゼロとするように比例積分制御器２１ｄの出力が変化する第２締め切り揚程制御となるので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂから吐出される水は、バイパス管１５Ａ，１５Ｂを介して電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの上流に還流する。
【００４４】
そして、切換制御部２１ｔは、比較器２１ｓからの信号が第２信号になると（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ２へ戻る。
【００４５】
上述したように、本出願人が先に提案した給水装置によれば、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂは停止することなく回転し、すなわち発停を繰り返さず、給水時も低速回転数から所定の回転数へ急峻に立ち上がるので、所定の回転数への立ち上がり時の騒音が小さくなり、迅速な給水に対応することができるとともに、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂが凍結によって損傷するのを防止することができる。
そして、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂは発停を繰り返さずに回転しているので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂのメカニカルシールおよび軸受けの寿命が長くなるため、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂのメインテナンス費用を低減させることができる。
【００４６】
さらに、第１締め切り揚程制御になると、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂをソフトに閉成させて保圧するので、ウォーターハンマによる騒音の発生を防止することができ、圧力タンクが不要になったり、圧力タンクを小形化できるため、給水装置をコンパクトに構成することができる。
また、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの回転数が第１締め切り揚程制御よりも低速回転数の第２締め切り揚程制御で長期の待機状態になるので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを連続運転させているにもかかわらず、給水していないときのランニングコストを、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを停止させる場合に匹敵する程の安価にすることができるとともに、静粛な運転となる。
【００４７】
そして、絞り弁１７Ａ，１７Ｂをバイパス管１５Ａ，１５Ｂに設けたので、バイパス流量ｑB を調整することができるとともに、バイパス管１５Ａ，１５Ｂによる還流路に汎用性を持たせることができる。
さらに、推定末端圧一定制御で給水するときはバイパス管１５Ａ，１５Ｂを閉成して還流をなくしたので、効率よく給水することができる。
【００４８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した本出願人が先に提案した給水装置は、締め切り運転状態における電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの軸動力が全て電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂ内で消費されて水温を上昇させるため、また、締め切り運転状態における電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの吐出側と吸水側とを接続する全長がバイパス管１５Ａ，１５Ｂの長さで短いため、水の熱を有効に放熱させて電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えることに限界があり、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの寿命が短くなるという不都合があった。
【００４９】
この発明は、上記した不都合を解消するためになされたもので、電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えて電動ポンプの寿命を長くすることのできる給水装置を提供するものである。
【００５０】
この発明は、並列に配設された電動ポンプの下流の各給水配管に逆止め弁が配設され、各電動ポンプよりも下流で、各逆止め弁よりも上流の各給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させ、推定末端圧一定制御部または吐出圧一定制御部で各電動ポンプを停止させることなく回転させて給水する給水装置において、各電動ポンプよりも下流で、各逆止め弁よりも上流の各給水配管を各バイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に連通させたものである。
【００５１】
または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させたその電動ポンプよりも上流の給水配管に、その電動ポンプ以外の電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管で少なくとも１つ連通させ、その電動ポンプよりも上流の給水配管に連通されていない、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に連通させたものである。
【００５２】
または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の隣り合う給水配管を第１バイパス管で連通させ、電動ポンプよりも上流の隣り合う給水配管を第２バイパス管で連通させ、第１バイパス管と第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させるとともに、給水配管と第３バイパス管との間に第１バイパス管に逆止め弁を配設し、各電動ポンプの吸い込み量と第２バイパス管から各電動ポンプの上流の給水配管への流入量とを異ならせるように第２バイパス管を構成したものである。
【００５３】
または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の隣り合う給水配管を第１バイパス管で連通させ、電動ポンプよりも上流の隣り合う給水配管を第２バイパス管で連通させるとともに、第１バイパス管と第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させ、給水配管と第３バイパス管との間に第１バイパス管に逆止め弁を配設するとともに、第２バイパス管に絞り弁を配設したものである。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１実施形態である給水装置の要部を示すブロック図であり、図示を省略した部分は、図６および図７と同様に構成されている。
図１において、４は受水槽を示し、給水分岐管３Ａ，３Ｂの一端側が接続されている。
【００５５】
そして、バイパス管１５Ａは、電動ポンプ１２Ａよりも下流で、逆止め弁１３Ａよりも上流の給水分岐管３Ａと、電動ポンプ１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂとを連通させている。
また、バイパス管１５Ｂは、電動ポンプ１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂと、電動ポンプ１２Ａよりも上流の給水分岐管３Ａとを連通させている。
Ｓは給水分岐管３Ａとバイパス管１５Ｂとの接続点、Ｔは給水分岐管３Ｂとバイパス管１５Ａとの接続点を示す。
【００５６】
なお、電動ポンプ１２Ａの締め切り運転状態におけるバイパス管１５Ａの流量と、電動ポンプ１２Ｂの締め切り運転状態におけるバイパス管１５Ｂの流量とは、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂ、流量調整弁としての絞り弁１７Ａ，１７Ｂの特性が異なるため、例えば接続点Ｓにおけるバイパス管１５Ｂからの流入量よりも電動ポンプ１２Ａの吸い込み量が多く、接続点Ｔにおけるバイパス管１５Ａからの流入量よりも電動ポンプ１２Ｂの吸い込み量が少なくなる。
そして、バイパス管１５Ａ，１５Ｂの一端を受水槽４に接続したので、第（３）式における圧力ｈsuとして圧力検出器２０の圧力ｈi を代用すればよい。
【００５７】
この第１実施形態における各部の動作は先の説明と同様になるが、締め切り運転状態における水の流れが異なるので、以下に説明する。
この第１実施形態においては、上述したように、接続点Ｓにおけるバイパス管１５Ｂからの流入量よりも電動ポンプ１２Ａの吸い込み量が多く、接続点Ｔにおけるバイパス管１５Ａからの流入量よりも電動ポンプ１２Ｂの吸い込み量が少ないので、受水槽４およびバイパス管１５Ｂから接続点Ｓに流入する水は電動ポンプ１２Ａに吸い込まれ、バイパス管１５Ａから接続点Ｔに流入する水は電動ポンプ１２Ｂへ吸い込まれるとともに、受水槽４へ還流する。
【００５８】
また、電動ポンプ１２Ｂが吸い込む水は電動ポンプ１２Ａを通過したものであるが、バイパス管１５Ａから接続点Ｔに流入する水の一部は受水槽４へ還流するので、電動ポンプ１２Ａ、バイパス管１５Ａ、電動ポンプ１２Ｂ、バイパス管１５Ｂを循環する水は少しずつ入れ代わる。
【００５９】
上述したように、この発明の第１実施形態によれば、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ａ，３Ｂをバイパス管１５Ａ，１５Ｂでその電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂ以外の上流の給水分岐管３Ａ，３Ｂに連通させたので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの締め切り運転状態においても、受水槽４から電動ポンプ１２Ａに流入する水に熱を放熱することにより、電動ポンプ１２Ａの温度上昇を低く抑えることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ、バイパス管１５Ａ、電動ポンプ１２Ｂ、バイパス管１５Ｂを循環する水が少しずつ入れ代わるので、入れ代わる水の放熱作用より、電動ポンプ１２Ｂの温度上昇を低く抑えることができる。
【００６０】
したがって、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えることができるので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの寿命を長くすることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えるためのバイパス管１５Ａ，１５Ｂの長さが短くて済むので、所期の目的を安価な構成で達成することができる。
【００６１】
図２はこの発明の第２実施形態である給水装置の要部を示すブロック図であり、図示を省略した部分は、図６および図７と同様に構成されている。
図２において、３Ｃは給水配管１を構成する給水分岐管を示し、給水分岐管３Ａ，３Ｂと並列に配設され、一端が給水分岐管３Ａ，３Ｂとともに受水槽４に接続されている。
１２Ｃは給水分岐管３Ｃに配設された電動ポンプ、１３Ｃは電動ポンプ１２Ｃよりも下流の給水分岐管３Ｃに配設された逆止め弁、１４Ｃは逆止め弁１２Ｃよりも下流の給水分岐管３Ｃに配設された締め切り弁を示す。
【００６２】
１５Ｃはバイパス管を示し、電動ポンプ１２Ｃよりも下流で、逆止め弁１３Ｃよりも上流の給水分岐管３Ｃと、電動ポンプ１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂとを連通させるものである。
１６Ｃはバイパス管１５Ｃに配設された電動弁を示し、前述した切換制御部２１ｔによって制御され、バイパス管１５Ｃの流路を開閉するものである。
１７Ｃはバイパス管１５Ｃに配設された流量調整弁としての絞り弁を示す。
【００６３】
そして、バイパス管１５Ａは、電動ポンプ１２Ａよりも下流で、逆止め弁１３Ａよりも上流の給水分岐管３Ａと、電動ポンプ１２Ａよりも上流の給水分岐管３Ａとを連通させている。
また、バイパス管１５Ｂは、電動ポンプ１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂと、電動ポンプ１２Ａよりも上流の給水分岐管３Ａとを連通させている。
Ｕは給水分岐管３Ａとバイパス管１５Ａ，１５Ｂとの接続点、Ｖは給水分岐管３Ｂとバイパス管１５Ｃとの接続点を示す。
【００６４】
なお、電動ポンプ１２Ｂの締め切り運転状態におけるバイパス管１５Ｂの流量と、電動ポンプ１２Ｃの締め切り運転状態におけるバイパス管１５Ｃの流量とは、電動ポンプ１２Ｂ，１２Ｃ、絞り弁１７Ｂ，１７Ｃの特性が異なるため、接続点Ｕにおけるバイパス管１５Ａ，１５Ｂからの流入量よりも電動ポンプ１２Ａの吸い込み量が少なく、例えば接続点Ｖにおけるバイパス管１５Ｃからの流入量よりも電動ポンプ１２Ｂの吸い込み量が多くなる。
【００６５】
この第２実施形態における各部の動作は先の説明と同様になるが、締め切り運転状態における水の流れが異なるので、以下に説明する。
この第２実施形態においては、上述したように、接続点Ｕにおけるバイパス管１５Ａ，１５Ｂからの流入量よりも電動ポンプ１２Ａの吸い込み量が少なく、接続点Ｖにおけるバイパス管１５Ｃからの流入量よりも電動ポンプ１２Ｂの吸い込み量が多いので、バイパス管１５Ａ，１５Ｂから接続点Ｕに流入する水は電動ポンプ１２Ａへ吸い込まれるとともに、受水槽４へ還流し、受水槽４およびバイパス管１５Ｃから接続点Ｖへ流入する水は電動ポンプ１２Ｂに吸い込まれ、電動ポンプ１２Ｃは受水槽４の水を吸い込むことになる。
【００６６】
また、電動ポンプ１２Ａが吸い込む水は電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂを通過したものであるが、バイパス管１５Ａ，１５Ｂから接続点Ｕに流入する水の一部は受水槽４へ還流するので、電動ポンプ１２Ａ、バイパス管１５Ａを循環する水は少しずつ入れ代わる。
【００６７】
上述したように、この発明の第２実施形態によれば、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ａ，３Ｂをバイパス管１５Ａ，１５Ｂで電動ポンプ１２Ａの上流の給水分岐管３Ａに連通させ、電動ポンプ１２Ｃよりも下流で、逆止め弁１３Ｃよりも上流の給水分岐管３Ｃをバイパス管１５Ｃで電動ポンプ１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂに連通させたので、電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの締め切り運転状態においても、受水槽４から電動ポンプ１２Ｂ，１２Ｃに流入する水に熱を放熱することにより、電動ポンプ１２Ｂ，１２Ｃの温度上昇を低く抑えることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ、バイパス管１５Ａを循環する水は少しずつ入れ代わるので、入れ代わる水による放熱作用により、電動ポンプ１２Ａの温度上昇を低く抑えることができる。
【００６８】
したがって、電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えることができるので、電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの寿命を長くすることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えるためのバイパス管１５Ａ〜１５Ｃの長さが短くて済むので、所期の目的を安価な構成で達成することができる。
【００６９】
図３はこの発明の第３実施形態である給水装置の要部を示すブロック図であり、図示を省略した部分は、図６および図７と同様に構成されている。
図３において、１５Ｄは第１バイパス管を示し、電動ポンプ１２Ａよりも下流で、逆止め弁１３Ａよりも上流の給水分岐管３Ａと、電動ポンプ１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂとを連通させるものである。１５Ｅは第２バイパス管を示し、電動ポンプ１２Ａよりも上流の給水分岐管３Ａと、電動ポンプ１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ｂとを連通させるものである。
１５Ｆは第３バイパス管を示し、第１バイパス管１５Ｄと、第２バイパス管１５Ｅとを連通させるものである。
【００７０】
１３Ｄは逆止め弁を示し、給水分岐管３Ａと第３バイパス管１５Ｆとの間の第１バイパス管１５Ｄに配設されている。
１３Ｅは逆止め弁を示し、給水分岐管３Ｂと第３バイパス管１５Ｆとの間の第１バイパス管１５Ｄに配設されている。
１７Ｄは流量調整弁としての絞り弁を示し、給水分岐管３Ａと第３バイパス管１５Ｆとの間の第２バイパス管１５Ｅに配設されている。
１７Ｆは流量調整弁としての絞り弁を示し、給水分岐管３Ｂと第３バイパス管１５Ｆとの間の第２バイパス管１５Ｅに配設されている。
【００７１】
Ｗは給水分岐管３Ａと第２バイパス管１５Ｅとの接続点、Ｘは給水分岐管３Ｂと第２バイパス管１５Ｅとの接続点を示す。
なお、電動ポンプ１２Ａの締め切り運転状態における吐出量と、第２バイパス管１５Ｅから接続点Ｗへの流入量とは、異なるように絞り弁１７Ｄで調整され、例えば流入量が少なくされている。
また、電動ポンプ１２Ｂの締め切り運転状態における吐出量と、第２バイパス管１５Ｅから接続点Ｘへの流入量とは、異なるように絞り弁１７Ｅで調整され、例えば流入量が多くされている。
しかし、両電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの吐出量の和と、第２バイパス管１５Ｅから両接続点Ｗ，Ｘへの流入量の和とは、同じである。
【００７２】
この第３実施形態における各部の動作は先の説明と同様になるが、締め切り運転状態における水の流れが異なるので、以下に説明する。
この第３実施形態においては、上述したように、接続点Ｗにおける第２バイパス管１５Ｅからの流入量よりも電動ポンプ１２Ａの吸い込み量が多く、接続点Ｘにおける第２バイパス管１５Ｅからの流入量よりも電動ポンプ１２Ｂの吸い込み量が少ないので、受水槽４および第２バイパス管１５Ｅから接続点Ｗに流入する水は電動ポンプ１２Ａに吸い込まれ、第２バイパス管１５Ｅから接続点Ｘに流入する水は電動ポンプ１２Ｂに吸い込まれるとともに、受水槽４へ還流する。
【００７３】
また、電動ポンプ１２Ｂが吸い込む水は電動ポンプ１２Ａを通過したものであるが、第２バイパス管１５Ｅから接続点Ｘに流入する水の一部は受水槽４へ還流するので、電動ポンプ１２Ａ、各バイパス管１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆ、電動ポンプ１２Ｂを循環する水は少しずつ入れ代わる。
【００７４】
上述したように、この発明の第３実施形態によれば、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂよりも下流で、逆止め弁１３Ａ，１３Ｂよりも上流の給水分岐管３Ａ，３Ｂを第１バイパス管１５Ｄで連通させ、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂよりも上流の給水分岐管３Ａ，３Ｂを第２バイパス管１５Ｅで連通させるとともに、第１バイパス管１５Ｄと第２バイパス管１５Ｅとを第３バイパス管１５Ｆで連通させ、第２バイパス管１５Ｅに絞り弁１７Ｄ，１７Ｅを配設したので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの締め切り運転状態においても、受水槽４から電動ポンプ１２Ａに流入する水に熱を放熱することにより、電動ポンプ１２Ａの温度上昇を低く抑えることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ、各バイパス管１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆ、電動ポンプ１２Ｂを循環する水は少しずつ入れ代わるので、入れ代わる水による放熱作用により、電動ポンプ１２Ｂの温度上昇を低く抑えることができる。
【００７５】
したがって、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えることができるので、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの寿命を長くすることができる。
また、電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えるための各バイパス管１５Ｄ〜１５Ｆの長さが短くて済むので、所期の目的を安価な構成で達成することができる。
【００７６】
図４はこの発明の第４実施形態である給水装置の要部を示すブロック図であり、図示を省略した部分は、図６および図７と同様に構成されている。
この第４実施形態は、第３実施形態が２台の電動ポンプ１２Ａ，１２Ｂであるのに対し、３台の電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃである点が異なるのみである。
【００７７】
この第４実施形態における各部の動作は先の説明と同様になり、締め切り運転状態における水の流れは第３実施形態と同様になるので、省略するが、各実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００７８】
図５はこの発明の第５実施形態である給水装置の要部を示すブロック図であり、図示を省略した部分は、図６および図７と同様に構成されている。
この第５実施形態は、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものである。
【００７９】
この第５実施形態における各部の動作は先の説明と同様になり、締め切り運転状態における水の流れは第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものになるので、省略するが、各実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００８０】
上記した第１および第２実施形態において、締め切り運転状態における電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの吸い込み側にバイパス管１５Ａ〜１５Ｃで供給される流量と、その電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃがバイパス管１５Ａ〜１５Ｃへ吐出する流量とが電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの特性によって異なる場合は、電動弁１６Ａ〜１６Ｃおよび絞り弁１７Ａ〜１７Ｃを省略しても同様な効果を得ることができる。
【００８１】
また、第３および第４実施形態において、締め切り運転状態における電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの吸い込み側に各バイパス管１５Ｄ〜１５Ｆで供給される流量と、その電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃが第１バイパス管１５Ｄへ吐出する流量とを絞り弁１７Ｄ〜１７Ｅで異ならせているが、いずれかの絞り弁を省略して、各電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの吸い込み量と第２バイパス管１５Ｅから各電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの上流の給水配管３Ａ〜３Ｃへの流入量とを異ならせるようにしたり、各電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの吸い込み量と第２バイパス管１５Ｅから各電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃの上流の給水配管３Ａ〜３Ｃへの流入量とを異ならせるように第２バイパス管１５Ｅを構成し、絞り弁１７Ａ〜１７Ｃを省略しても、同様な効果を得ることができる。
【００８２】
そして、図１は請求項１の一例を示したものであるが、電動ポンプは３台以上であってもよく、各電動ポンプよりも下流で、各逆止め弁よりも上流の各給水配管をバイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に連通させる構成であれば、同様な効果を得ることができる。
【００８３】
また、図２は請求項２の一例を示したものであるが、電動ポンプは２台以上であればよく、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させたその電動ポンプよりも上流の給水配管に、その電動ポンプ以外の電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管で少なくとも１つ接続し、その電動ポンプよりも上流の給水配管に接続されていない、各電動ポンプよりも下流で、各逆止め弁よりも上流の各給水配管をバイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に連通させた構成であればよい。
【００８４】
さらに、受水槽４から給水する例で説明したが、図６に示すように、給水本管２から直接給水する構成であってもよい。
このように給水本管２から直接給水する場合、第３〜第５実施形態において、第２バイパス管１５Ｅを省略して第３バイパス管１５Ｆを給水本管２に連通させるとともに、第３バイパス管１５Ｆに絞り弁を配設しても、同様な効果を得ることができる。
【００８５】
また、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせることによって第５実施形態となるが、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態を適当に組み合わせてこの発明の給水装置とすることができることは言うまでもない。
【００８６】
さらに、推定末端圧一定制御で給水する例で説明したが、推定末端圧一定制御部を吐出圧一定制御部に変えることにより、吐出圧一定制御で給水する給水装置にも適用できることは言うまでもない。
また、上述したように各バイパス管１５Ａ〜１５Ｃに電動弁１６Ａ〜１６Ｃおよび絞り弁１７Ａ〜１７Ｃを設けた例で説明したが、電動弁１６Ａ〜１６Ｃおよび絞り弁１７Ａ〜１７Ｃを省いても同様な効果を得ることができるとともに、バイパス管１５Ａ〜１５Ｃによる還流路に汎用性を持たせることができる。
【００８７】
このように電動弁１６Ａ〜１６Ｃおよび絞り弁１７Ａ〜１７Ｃを省くと、図８に示すように、常時バイパス流量ｑB で還流することになり、定格揚程、定格流量では動作点Ｐ5 のバイパス流量ｑB となるので、前述の条件などを考慮して可能な限りバイパス流量ｑB を少量にして動力損失を少なくする必要がある。
そして、各制御部の構成は一例を示したもので、同様に機能する他の構成であってもよいことは言うまでもない。
【００８８】
さらに、圧力検出器１８，２０などで流量検出手段を構成した例を示したが、フロースイッチ１９を流量検出手段として利用できることは言うまでもない。
また、第１揚程を、設定最大締め切り揚程ｈpomax として説明したが、最大締め切り揚程にしたり、この最大締め切り揚程と、設定最大締め切り揚程ｈpomax との間の揚程にしても、同様な効果を得ることができる。
そして、第２揚程を、設定最小締め切り揚程ｈpomin として説明したが、許容最小締め切り揚程ｈpminにしたり、許容最大締め切り揚程ｈpmaxと許容最小締め切り揚程ｈpminとの間の揚程にしても、同様な効果を得ることができる。
【００８９】
さらに、受水槽４から給水する給水装置の例で説明したが、図６に示すように、水道管に接続する給水装置にも適用でき、同様な効果を得ることができる。
また、時計およびカレンダを設け、凍結しない時期の夜中の１２時頃から翌朝の５時頃までのように水道を使用しない時間帯と、発停の少ない時間帯とを記憶させ、その時間帯は電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃを停止させる構成とすることも可能である。
【００９０】
そして、給水要求を流量検出手段の出力で判断する構成としたが、圧力検出器２０の圧力ｈi で判断する構成としてもよい。
さらに、タイマを参照することによって各時間の経過を確認し、各締め切り揚程制御へ移行する例で説明したが、電動ポンプ１２Ａ〜１２Ｃ、または水の温度を検出する各温度検出手段の出力に基づいて各締め切り揚程制御へ移行する構成とすることも可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、各電動ポンプよりも下流で、各逆止め弁よりも上流の各給水配管をバイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に接続したり、または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管でその電動ポンプの上流の給水配管に連通させたその電動ポンプよりも上流の給水配管に、その電動ポンプ以外の電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管で少なくとも１つ連通させ、その電動ポンプよりも上流の給水配管に連通されていない、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の給水配管をバイパス管でその電動ポンプ以外の上流の給水配管に連通させたり、または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の隣り合う給水配管を第１バイパス管で連通させ、電動ポンプよりも上流の隣り合う給水配管を第２バイパス管で連通させ、第１バイパス管と第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させるとともに、給水配管と第３バイパス管との間に第１バイパス管に逆止め弁を配設し、各電動ポンプの吸い込み量と第２バイパス管から各電動ポンプの上流の給水配管への流入量とを異ならせるように第２バイパス管を構成したり、または、電動ポンプよりも下流で、逆止め弁よりも上流の隣り合う給水配管を第１バイパス管で連通させ、電動ポンプよりも上流の隣り合う給水配管を第２バイパス管で連通させるとともに、第１バイパス管と第２バイパス管とを第３バイパス管で連通させ、給水配管と第３バイパス管との間に第１バイパス管に逆止め弁を配設するとともに、第２バイパス管に絞り弁を配設したので、電動ポンプの締め切り運転状態においても、バイパス管以外から電動ポンプに流入する水に熱を放熱することにより、その電動ポンプの温度上昇を低く抑えることができる。
また、電動ポンプ、バイパス管を循環する水は少しずつ入れ代わるので、入れ代わる水による放熱作用により、その電動ポンプの温度上昇を低く抑えることができる。
【００９２】
したがって、電動ポンプの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えることができるので、電動ポンプの寿命を長くすることができる。
また、電動ポンプの電動機巻線、軸受部およびメカニカルシールの温度上昇を低く抑えるためのバイパス管の長さが短くて済むので、所期の目的を安価な構成で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態である給水装置の要部を示すブロック図である。
【図２】この発明の第２実施形態である給水装置の要部を示すブロック図である。
【図３】この発明の第３実施形態である給水装置の要部を示すブロック図である。
【図４】この発明の第４実施形態である給水装置の要部を示すブロック図である。
【図５】この発明の第５実施形態である給水装置の要部を示すブロック図である。
【図６】本出願人が先に提案した給水装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示した制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【図８】図６および図７に示した給水装置の動作を説明する揚程−流量特性図である。
【図９】図６および図７に示した給水装置における切換制御部のフローチャートである。
【符号の説明】
１              給水配管
２              給水本管
３Ａ〜３Ｃ      給水分岐管
４              受水槽
１１            逆止め弁
１２Ａ〜１２Ｃ  電動ポンプ
１３Ａ〜１３Ｅ  逆止め弁
１４Ａ〜１４Ｃ  締め切り弁
１５Ａ〜１５Ｃ  バイパス管
１５Ｄ          第１バイパス管
１５Ｅ          第２バイパス管
１５Ｆ          第３バイパス管
１６Ａ〜１６Ｃ  電動弁
１７Ａ〜１７Ｅ  絞り弁
１８，２０      圧力検出器
１９            フロースイッチ
２１            制御部
２１ａ          推定末端圧力設定器
２１ｂ          減算器
２１ｃ          選択スイッチ
２１ｄ          比例積分制御器
２１ｅ          直線指令器
２１ｆ          一次遅れ要素
２１ｇ          二乗演算器
２１ｈ          定数乗算器
２１ｉ          第１締め切り揚程設定器
２１ｊ          第２締め切り揚程設定器
２１ｋ          選択スイッチ
２１ｌ          減算器
２１ｍ，２１ｏ  定数設定器
２１ｎ          加算器
２１ｐ〜２１ｒ  減算器
２１ｓ          比較器
２１ｔ          切換制御部
２２Ａ，２２Ｂ  インバータ
ｈa             実揚程
ｈk             管端圧力
ｈc             固定揚程
ｈs             推定末端圧力
ｈi             圧力
ｎ*             出力
ｎ*2            出力
ａ              定数
ｈpoi           出力
ｈpomax         設定最大締め切り揚程
ｈpo            設定最小締め切り揚程
ｈomin          補償揚程
ｈsuc           固定損失揚程
ｈsu            圧力
ｈpos           出力
ｑmin           最小流量
ｑB             バイパス流量
【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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