JP3241963B2 - 可変速給水装置 - Google Patents

可変速給水装置

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JP3241963B2
JP3241963B2 JP08074595A JP8074595A JP3241963B2 JP 3241963 B2 JP3241963 B2 JP 3241963B2 JP 08074595 A JP08074595 A JP 08074595A JP 8074595 A JP8074595 A JP 8074595A JP 3241963 B2 JP3241963 B2 JP 3241963B2
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薫 中島
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変速給水装置に係り、
特に配水管から加圧ポンプを介して直接末端給水機器へ
と連結された、いわゆる直結型の可変速給水装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図1は、直結型可変速給水装置のシステ
ム概要を示す。例えば、水道の本管である配水管11に
は流入管12が接続され、加圧ポンプ13がこの流入管
に接続されている。流入管12には、量水器15が接続
され、使用水量が計測される。加圧ポンプ13の吐出側
には、末端給水機器17へと連結された吐出管18が接
続されている。吐出管18には、フロースイッチ19、
吐出側圧力タンク20等が接続されている。又、加圧ポ
ンプ13の吐出側には吐出圧力検出器23が備えられ、
吐出側圧力信号を制御部22に送る。
【0003】ポンプ13は、三相200Vの商用電源に
接続された周波数・電圧変換装置(インバータ)25を
介して電動機により可変速で駆動される。制御部22
は、吐出圧力検出器23の信号に基づき、可変速駆動手
段25に信号を送り、ポンプ13の回転数を任意の速度
に加速又は減速制御する。
【0004】係る直結型の可変速給水装置においては、
従来の配水管に貯水槽を接続し、貯水槽に貯えられた水
を加圧ポンプを用いて末端給水機器へ分配するのと比較
して、種々のメリットがある。そのメリットは、貯水槽
を設けないため、給水装置を全体として小型化でき、又
設置面積を小さくできる。又、水が貯留されないので、
衛生上好ましい。更に、配水管の水圧をそのまま加圧ポ
ンプの吸込側に利用できるため、加圧ポンプの揚程が低
くなり、その分省エネルギー化ができる等である。
【0005】しかしながら、従来の貯水槽を用いた可変
速給水装置においては、加圧ポンプの流入側は貯水槽に
接続されており、貯水槽はその上部が大気に開放されて
いる。このため、加圧ポンプの流入側の圧力は貯水槽の
水位に基づく圧力のみがかかっている。このため、ポン
プの吐出側の流量がゼロの場合であっても、吐出側の最
低圧力を保つため、ポンプ下限速度を設けて運転を継続
するのが通例であった。
【0006】ところが、直結型の可変速給水装置ではポ
ンプの流入側の流入圧力は、配水管の水圧に大きく依存
するので、ポンプの設定吐出圧力を上回る場合が生じ
る。このような場合に前述したポンプ下限速度で運転を
継続した場合には、末端給水機器における水圧が上昇し
過ぎて、使用者側に不用意な迷惑をかけるばかりでな
く、エネルギーの無駄であり、省エネルギーの観点から
も好ましいものではなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−24018
6号公報には、概略図1に示す構成の直結型の可変速給
水装置が開示されている。そして、ポンプの流入側に圧
力検出器を設け、ポンプの流入圧力が設定圧力より一定
以上高くなるとポンプを停止させ、設定圧力より一定以
上低くなるとポンプを再始動させて上述した問題点を回
避する技術が開示されている。
【0008】この制御フローを図5に示す。制御装置
は、まずポンプの流入側圧力PS を読み込む。そして、
吐出設定圧力P1よりも一定圧力α以上、流入圧力PS
が高い場合にはポンプを停止する。そして、流入圧力P
S が吐出設定圧力P1 よりも一定圧力α以下に低下した
場合にポンプを再始動させる。尚、吸込圧力PS がその
間にある場合には、吐出圧力を一定とする制御が行われ
る。
【0009】このようなポンプの発停制御結果の一例を
図6に示す。ポンプの再始動が吸込側圧力PS が吐出設
定圧力P1 よりも一定圧力α以下になった時に行われる
ため、図示するようにポンプの停止時に吐出圧力が低下
し、末端給水機器に所定の水圧を供給できないという問
題が生じる。
【0010】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、ポンプの流入圧力が上昇した場合に、簡単な構成
で確実にポンプの運転を停止して、末端給水機器への余
分な水圧の上昇を避けることができる直結型の可変速給
水装置を提供することを目的とする。
【0011】
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の可変速給水装置
は、配水管に接続された流入管と、この流入管に接続さ
れた加圧ポンプと、この加圧ポンプの吐出側に接続され
末端給水機器へと連結された吐出管と、前記吐出管に設
けられた加圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力検出
器と、前記加圧ポンプを可変速駆動する可変速駆動手段
と、前記ポンプを可変速運転制御する制御手段とを備
え、該制御手段は、ポンプ吐出圧力があらかじめ定めら
れた吐出設定圧力になるように、ポンプ吐出圧力が吐出
設定圧力よりも高い時はポンプ速度を下げ、ポンプ吐出
圧力が吐出設定圧力よりも低い時はポンプ速度を上げて
前記ポンプの速度を連続的に制御する吐出圧力制御手段
、前記ポンプの流入側の圧力が上昇してポンプ吐出圧
力が前記吐出設定圧力よりも高い圧力となった時は、前
記ポンプ速度をゼロ迄減速させて停止する手段と、前記
ポンプ吐出圧力が前記吐出設定圧力よりも低い圧力とな
った時は、前記ポンプを再始動させる手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0013】
【0014】
【0015】又、前記加圧ポンプの流入側と吐出側に連
通したバイパス管路と、該管路に挿入され吐出側から流
入側への逆流を阻止する逆流防止弁を更に備えたことを
特徴とする。
【0016】
【作用】ポンプの流入側の圧力が上昇して、ポンプの吐
出圧力がその設定圧力よりも高くなった時は、ポンプ停
止迄減速させることから、ポンプの運転停止により吐出
側の圧力が流入圧力以上に上らない。このため、確実に
末端給水機器への水圧上昇が防止されると共に、無駄な
ポンプ運転が防止され省エネルギー化できる。また、ポ
ンプ吐出側圧力が吐出設定圧力P1 迄低下した時には、
ポンプは直ちに再始動して吐出圧力をその設定圧力とな
るように運転される。このため、吐出圧力がポンプ停止
期間中に低下するという問題が防止される。
【0017】また、ポンプの吐出側のみの圧力検出器で
流入圧力上昇時のポンプ停止制御を行うことができる。
このため、流入側の圧力検出器が不要となるか、又は流
入側水圧低下の検出のために必要であれば、より精度の
低いものとすることができる。尚、ポンプの吐出側に
は、もともと吐出圧力を一定に保つ吐出制御のため、圧
力検出器が必要であり、この圧力検出器を共用できる。
【0018】更にバイパス管路と逆流防止弁を設けるこ
とから、ポンプの停止により、流入圧力が吐出圧力より
も高い場合には、ポンプの圧損を生じることなく、流入
圧力を吐出側に供給できる。逆に、流入圧力が低下した
場合には、逆流防止弁で逆流が妨げられ、吐出圧力が設
定吐出圧力以下になったならばポンプが起動して、吐出
圧力は、一定の設定圧力となるように運転が再開され
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1乃至図
4を参照しながら説明する。尚、各図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
【0020】本実施例においても、配水管11に加圧ポ
ンプ13が直結され、末端給水機器17に給水するシス
テム構成は図1に示すとおりである。本実施例において
は、加圧ポンプ13は吐出圧力検出器23の信号によ
り、末端給水機器17への供給水圧が一定となるよう
に、可変速駆動手段25でポンプ回転速度を増減してポ
ンプ13の吐出圧力Pd を一定圧力P1 に制御する吐出
圧力制御が行われる。また、ポンプ13の吐出側と流入
側を連結するバイパス管路14が接続されており、ポン
プ13をバイパスする流路となっている。バイパス管路
14及び吐出管18には、それぞれ逆流防止弁(チェッ
キ弁)16が設けられている。
【0021】図2は、本発明の一実施例の可変速給水装
置の制御部分の構成を示す。制御部22には、吐出圧力
検出器23から加圧ポンプ13の吐出側の圧力Pd が入
力される。設定圧力P1 は、吐出圧力の制御目標値であ
り、通常2〜3kg/cm2に設定される。
【0022】図3は、吐出圧力制御のフローを示す。吐
出圧力検出器23よりポンプ13の吐出側の吐出圧力P
d を読み込み、設定圧力P1 と比較する。吐出圧力Pd
が設定圧力P1 よりも高い場合には、ポンプ速度をゼロ
迄徐々に下げる減速指令が出される。また、吐出圧力検
出器23で検出された吐出圧力Pd が目標値である設定
圧力P1 よりも低い場合には、ポンプ速度を上げる増速
指令を出し、可変速駆動手段25によりポンプ13を増
速し、吐出圧力Pd を目標値である設定圧力P1 に近づ
ける。尚、ポンプ速度がゼロであり、即ち、ポンプが停
止している時は、ポンプが発進し、徐々にその速度を上
げる。
【0023】図4は、本発明の一実施例の可変速給水装
置による吐出圧力Pd の制御結果の一例を示す。流入圧
力Ps が、吐出設定圧力P1 よりも低い場合には、制御
部22は図3に示すフローに従って、Pd =P1 となる
ように、可変速駆動装置25でポンプ速度が制御され
る。この結果、ポンプの吐出圧力はほぼ一定圧力P1 に
保たれる。
【0024】例えば、配水管11の水圧が上昇してポン
プ13の流入圧力が吐出設定圧力P1 に達すると、ポン
プ速度がゼロでない場合には、吐出圧力Pd がP1 より
も高くなる。この場合には、図3に示す制御フローに従
って、可変速駆動装置25に制御部22より減速指令が
出される。ポンプ13は速度ゼロ迄徐々に減速され、そ
の後停止状態となる。この状態では、流入圧力がそのま
まバイパス管路14を通って吐出側に供給され、吐出圧
力は流入圧力と略等しい状態となる。
【0025】そして、配水管11の水圧の低下等に伴
い、ポンプ13が停止した状態で吐出圧力Pd が、吐出
設定圧力P1 以下に低下すると、図3に示すフローで Pd <P1 となり、ポンプ13に増速指令が出され、ポンプ13は
再始動する。そして、ポンプは徐々に増速され、吐出圧
力Pd が設定圧力P1 に到達する。その後は、ポンプ1
3の回転速度が増減され、吐出圧力Pd が設定吐出圧力
P1 となるように制御される。
【0026】このように本発明においては、ポンプの流
入圧力が上昇して、ポンプによる加圧が必要でない時に
は、ポンプの吐出圧力制御の一部としてポンプの発停が
制御される。
【0027】尚、上述した実施例では、吐出圧力Pd
設定圧力を超えたならば、ポンプを停止する例について
説明したが、小水量時には更に一定時間加圧して畜圧タ
ンクに畜圧した後に、ポンプの運転を停止するようにし
ても勿論よい。
【0028】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、直結型の可変速給水装置において、ポンプの流入圧
力が上昇し吐出圧力がその設定圧力を超えた場合には、
直ちにポンプを停止し、その後流入圧力が低下して、吐
出圧力がその設定圧力以下になった場合には、直ちにポ
ンプを再始動することができる。このため、過大流入圧
力時に省エネルギー化を達成しつつ、末端給水機器にお
ける水圧の低下という問題を回避できる。更に、流入側
圧力センサが不要もしくは精度を必要としなくなるた
め、装置コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】直結型の可変速給水装置のシステム構成の説明
図。
【図2】本発明の一実施例の可変速給水装置の制御系の
説明図。
【図3】本発明の一実施例の吐出圧力制御のフロー図。
【図4】本発明の一実施例の可変速給水装置による制御
結果の一例を示すグラフ。
【図5】従来の過大流入圧力時の制御の一例を示すフロ
ー図。
【図6】上記フローに従った制御結果の一例を示すグラ
フ。
【符号の説明】
22 制御部 23 吐出圧力検出器 25 可変速駆動手段(インバータ) PS 流入圧力 Pd 吐出圧力 P1 吐出設定圧力

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配水管に接続された流入管と、この流入
    管に接続された加圧ポンプと、この加圧ポンプの吐出側
    に接続され末端給水機器へと連結された吐出管と、前記
    吐出管に設けられた加圧ポンプの吐出圧力を検出する吐
    出圧力検出器と、前記加圧ポンプを可変速駆動する可変
    速駆動手段と、前記ポンプを可変速運転制御する制御手
    段とを備え、該制御手段は、 ンプ吐出圧力があらかじめ定められた吐出設定圧力に
    なるように、ポンプ吐出圧力が吐出設定圧力よりも高い
    時はポンプ速度を下げ、ポンプ吐出圧力が吐出設定圧力
    よりも低い時はポンプ速度を上げて前記ポンプの速度を
    連続的に制御する吐出圧力制御手段、 前記ポンプの流入側の圧力が上昇してポンプ吐出圧力が
    前記吐出設定圧力よりも高い圧力となった時は、前記ポ
    ンプ速度をゼロ迄減速させて停止する手段と、前記ポン
    プ吐出圧力が前記吐出設定圧力よりも低い圧力となった
    時は、前記ポンプを再始動させる手段とを備えたことを
    特徴とする可変速給水装置。
  2. 【請求項2】 前記加圧ポンプの流入側と吐出側に連通
    したバイパス管路と、該管路に挿入され吐出側から流入
    側への逆流を阻止する逆流防止弁を更に備えたことを特
    徴とする請求項1記載の可変速給水装置。
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