増圧給水システム
【課題】低層階用の給水装置と高層階用の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクの封入圧力の低下を検知することができる増圧給水システムを提供する。
【解決手段】増圧給水システムは、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置ＢＰ１と、第１の給水装置ＢＰ１に直列に連結され、第１の給水装置ＢＰ１よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置ＢＰ２と、第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２とを連結する配水管に接続された圧力タンク３０とを備える。第１の給水装置ＢＰ１および第２の給水装置ＢＰ２はそれぞれポンプを有しており、第２の給水装置ＢＰ２は、該第２の給水装置ＢＰ２のポンプ始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発する。
【解決手段】増圧給水システムは、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置ＢＰ１と、第１の給水装置ＢＰ１に直列に連結され、第１の給水装置ＢＰ１よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置ＢＰ２と、第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２とを連結する配水管に接続された圧力タンク３０とを備える。第１の給水装置ＢＰ１および第２の給水装置ＢＰ２はそれぞれポンプを有しており、第２の給水装置ＢＰ２は、該第２の給水装置ＢＰ２のポンプ始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスビルやマンションなどの建物に水を供給するための増圧給水システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビルやマンションなどの建物に水（水道水）を供給するための装置として給水装置が広く使用されている。この給水装置は、一般に、水を圧送するための遠心ポンプと、この遠心ポンプを駆動するためのモータと、このモータの運転を制御する制御部とを備えている。遠心ポンプの吸込口は水道本管に接続され、水道本管により導入された水は遠心ポンプにより昇圧された後、建物内部に設けられた配水管を介して各給水栓に供給される。このような水道本管に直結された給水装置は、一般に、直結式給水装置と呼ばれている。
【０００３】
最近では、高層建築物への給水に直結式給水装置を用いた増圧給水システムが使用されつつある。この増圧給水システムは、低層階用の第１の給水装置と、高層階用の第２の給水装置とを備えており、これらは直列に連結されている。第１の給水装置の吸込口は水道本管に直結されており、建物の低層階には、この第１の給水装置によって水が供給される。一方、第２の給水装置は建物の中間層階に配置され、第１の給水装置から供給された水を増圧して高層階に供給する。
【０００４】
２つの給水装置を持つ増圧給水システムにおいては、それぞれが独立して運転されるため、次のような問題が起こりうる。すなわち、第１の給水装置が停止している状態で第２の給水装置が運転されると、第１の給水装置と第２の給水装置とを連結する配水管に負圧が形成されることがある。この状態で、配水管に連通する給水栓が開かれると、その給水栓から空気が吸い込まれてしまう。
【０００５】
そこで、特許文献１に示すように、第１の給水装置と第２の給水装置との間に圧力タンクを設けて第１の給水装置と第２の給水装置との間の配水管内の圧力低下を防止することが従来から行なわれている。圧力タンクは、一般に、その内部にダイヤフラムを有しており、ダイヤフラムによって仕切られた圧力室には空気などの圧縮性の気体が充填されている。圧力タンクに流入した水は、ダイヤフラムを介して圧力室内の気体を圧縮し、圧縮された気体の圧力により配水管内の水の圧力が保持される。
【０００６】
このような圧力タンクを設けることにより、第１の給水装置が停止している状態で第２の給水装置が運転されても、配水管内の圧力が維持され、給水栓からの空気の吸い込みが防止される。しかしながら、圧力タンクに充填されている気体は時間の経過とともに少しずつ抜けていくため、定期的に気体を圧力室に補充して圧力タンクの封入圧力を維持する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２２３２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、低層階用の給水装置と高層階用の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクの封入圧力の低下を検知することができる増圧給水システム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】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力上昇検出値にまで上昇した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差を算出し、前記圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記圧力差が前記圧力差検出値に達した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
圧力タンクの封入圧力が大きく低下すると、第２の給水装置のポンプの始動に伴って第２の給水装置の吸込側圧力が大きく変動する。本発明によれば、圧力タンクの封入圧力を直接測定することなく、この第２の給水装置の吸込側圧力に基づいて圧力タンクの封入圧力の低下を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る増圧給水システムを示す模式図である。
【図２】第１の給水装置を示す模式図である。
【図３】第２の給水装置を示す模式図である。
【図４】圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にあるときの第１の給水装置の吐出側圧力、第２の給水装置の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置の吐き出し流量の変化を示すグラフである。
【図５】圧力タンクの封入圧力が正常範囲外にあるときの第１の給水装置の吐出側圧力、第２の給水装置の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置の吐き出し流量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る増圧給水システムについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る増圧給水システムを示す模式図である。この増圧給水システムは、高層建築物（例えば、１６階以上の建物）に使用される直結式の増圧給水システムである。図１に示すように、この増圧給水システムは、水道本管２に連結された第１の給水装置ＢＰ１と、第１の給水装置ＢＰ１に直列に連結された第２の給水装置ＢＰ２とを有している。第１の給水装置ＢＰ１は、グランドレベルまたは地下に設置されており、第２の給水装置ＢＰ２は、建物１の中間層階に設置されている。
【００１５】
第１の給水装置ＢＰ１の吸込口は、導入管５を介して水道本管２に接続されている。第１の給水装置ＢＰ１の吐出口と第２の給水装置ＢＰ２の吸込口とは第１の配水管７によって連結されており、この第１の配水管７は、建物１の低層階の各給水栓９に枝管１２を介して連通している。第２の給水装置ＢＰ２の吐出口には、第２の配水管１５が接続されており、この第２の配水管１５は、建物１の高層階の各給水栓１０に枝管１３を介して連通している。第１の給水装置ＢＰ１は、水道本管２からの水を増圧して建物１の低層階の各給水栓９に水を供給し、第２の給水装置ＢＰ２は、第１の給水装置ＢＰ１から移送された水を増圧して建物１の高層階の各給水栓１０に水を供給するようになっている。
【００１６】
第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２との間には、圧力タンク３０が設けられている。より具体的には、圧力タンク３０は、第２の給水装置ＢＰの吸込側に配置されており、第１の配水管７に接続されている。この圧力タンク３０は、第１の配水管７内の圧力を保持するための圧力保持装置である。圧力タンク３０の内部にはダイヤフラムが設けられており、ダイヤフラムによって仕切られた圧力室には空気などの圧縮性の気体が充填されている。第１の配水管７から圧力タンク３０内に流入した水は、ダイヤフラムを介して圧力室内の気体を圧縮し、圧縮された気体の圧力により第１の配水管７内の圧力が保持される。
【００１７】
図２は、第１の給水装置ＢＰ１を示す模式図である。図２に示すように、第１の給水装置ＢＰ１は、導入管５を介して水道本管２に連結されるポンプＰ１と、このポンプＰ１を駆動する駆動源としてのモータＭ１と、モータＭ１の回転速度を増減するインバータＩＮＶ１と、ポンプＰ１の吸込側に配置された圧力センサＰＳ１１と、ポンプＰ１の吐出側に配置された逆止弁ＣＶ１と、逆止弁ＣＶ１の吐出側に配置されたフロースイッチＳＷ１、圧力センサＰＳ１２、および圧力タンクＰＴ１とを備えている。これら構成要素は、キャビネットＣＢ１内に収容されている。本実施形態では、２組のポンプＰ１、モータＭ１，インバータＩＮＶ１，逆止弁ＣＶ１，およびフロースイッチＳＷ１が並列に配置されているが、１組の、または３組以上のポンプ、モータ，インバータ，逆止弁、およびフロースイッチを設けてもよい。
【００１８】
逆止弁ＣＶ１は、ポンプＰ１の吐出口に接続された吐出管Ｌ１に設けられており、ポンプＰ１が停止したときの水の逆流を防止するための弁である。フロースイッチＳＷ１は吐出管Ｌ１を流れる水の流量が所定の値にまで低下したことを検知する流量検知器である。圧力センサＰＳ１１は、第１の給水装置ＢＰ１の吸込側圧力を測定するための水圧測定器である。圧力センサＰＳ１２は、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力を測定するための水圧測定器である。圧力タンクＰＴ１は、ポンプＰ１が停止している間の吐出側圧力を保持するための圧力保持器である。
【００１９】
ポンプＰ１の吸込口には減圧式逆流防止器２０が接続されている。この減圧式逆流防止器２０は、水道本管２への水の逆流を確実に防止するために設置することが義務付けられているものである。なお、減圧式逆流防止器とは、逃し弁が配置された中間室を２つの逆止弁が挟むように配置された構成を有する逆流防止器である。
【００２０】
第１の給水装置ＢＰ１は、給水動作を制御する制御部（コントローラ）ＣＮ１をさらに備えており、インバータＩＮＶ１、フロースイッチＳＷ１、圧力センサＰＳ１１，ＰＳ１２は、制御部ＣＮ１に信号線を介して接続されている。フロースイッチＳＷ１により水の流量が所定の値にまで低下したことが検知されると、制御部ＣＮ１はポンプＰ１の運転速度を一時的に上げるようインバータＩＮＶ１に指令を出し、吐出側圧力を所定の停止圧力にまで昇圧してからポンプＰ１の運転を停止させるようになっている。一方、吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下すると、制御部ＣＮ１はポンプＰ１の運転を開始するようインバータＩＮＶ１に指令を出す。この始動圧力は、ポンプＰ１を始動させるトリガーとなるしきい値である。
【００２１】
この第１の給水装置ＢＰ１においては、フロースイッチＳＷ１や圧力センサＰＳ１２の出力信号に基づいて、ポンプＰ１がインバータＩＮＶ１によって可変速駆動される。一般的には、圧力センサＰＳ１２により測定された圧力信号が設定された目標圧力と一致するようにポンプＰ１の運転速度を制御してポンプＰ１の吐出側圧力が一定になるように制御する吐出圧力一定制御や、ポンプＰ１の吐出側圧力の目標値を適切に変化させることにより末端の給水栓における供給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御などが行われる。これらの制御によれば、その時々の需要水量に見合った回転速度でポンプＰ１が駆動されるので、省エネルギーを達成することができる。
【００２２】
図３は、第２の給水装置ＢＰ２を示す模式図である。第２の給水装置ＢＰ２の基本的な構成および動作は、上述した第１の給水装置ＢＰ１と同様であり、同一の構成要素には対応する符号が付されている。この第２の給水装置ＢＰ２は、逆流防止器を備えていない点で第１の給水装置ＢＰ１と相違する。これは、水道本管２に直結されていない第２の給水装置ＢＰ２には、逆流防止器を設けることは義務付けられていないからである。ただし、第２の給水装置ＢＰ２の逆止弁ＣＶ２が故障した場合を考慮して、第２の給水装置ＢＰ２にも逆流防止器を設けてもよい。
【００２３】
上述した圧力タンク３０は、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側に設けられており、第２の給水装置ＢＰ２とほぼ同じ高さに位置している。第１の給水装置ＢＰ１が故障などの理由で停止しているときに第２の給水装置ＢＰ２のポンプＰ２が運転された場合でも、しばらくの間は圧力タンク３０から水が供給され、第１の配水管７内の圧力が維持される。この圧力タンク３０の圧力室に充填されている気体は時間の経過とともに少しずつ抜けていくため、定期的に気体を圧力室に補充して圧力タンク３０の封入圧力（すなわち圧力タンク３０の気体の充填量）を維持する必要がある。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、圧力を高く保ったまま圧力タンク３０内に保持できる水量が大きく減っていることになり、少量の水が流れ出るだけで配水管７内の圧力が大きく低下してしまう。そのため、ポンプＰ２の始動とともに第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく変動する。そこで、第２の給水装置ＢＰ２の制御部ＣＮ２は、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力に基づいて圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する。
【００２４】
図４は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にあるときの第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置ＢＰ２の吐き出し流量の変化を示すグラフである。図４のグラフにおいて、縦軸は揚程（ｍ）すなわち圧力を表し、および第２の給水装置ＢＰ２の吐出流量（Ｌ／ｍｉｎ）を表している。また、図４のグラフの横軸は時間を表している。
【００２５】
建物１の高層階で給水栓１０が開かれると、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力が徐々に低下する。この吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下したとき、制御部ＣＮ２はインバータＩＮＶ２に指令を発してポンプＰ２を始動させる。圧力センサＰＳ２２の出力値（すなわち、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力）が所定の始動圧力に達した時点からポンプＰ２が実際に始動される時点までの間には若干のタイムラグがある。このため、図４に示すように、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力がポンプＰ２の始動圧力よりも低下した後にポンプＰ２が始動される。ポンプＰ２の始動後は、制御部ＣＮ２は、圧力センサＰＳ２２の出力値と所定の目標圧力との偏差に基づいたフィードバック制御を行なう。
【００２６】
圧力タンク３０の封入圧力が正常であると、ポンプＰ２が運転されるにしたがって、図４のグラフに示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が徐々に低下する。これは、圧力タンク３０の封入圧力によって圧力タンク３０から水が少しずつ吐き出されるからである。そして、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下したときに、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を発してポンプＰ１を始動させる。第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力と第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２との間の揚程差だけ異なるが、互いに同じように変化する。
【００２７】
一方、図５は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲外にあるときの第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置ＢＰ２の吐き出し流量の変化を示すグラフである。この場合、ポンプＰ２が始動されると、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は急激に低下する。これは、圧力タンク３０の封入圧力が低下した結果、第１の配水管７内の圧力を圧力タンク３０が維持できないからである。このため、グラフに示すように、ポンプＰ２が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が急激に低下する。第１の給水装置ＢＰ１の圧力センサＰＳ１２の出力値が所定の始動圧力にまで低下すると、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を発し、ポンプＰ１を始動させる。圧力センサＰＳ１２の出力値が所定の始動圧力に達した時点からポンプＰ１が実際に始動される時点までの間には若干のタイムラグがあるため、図５に示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、ポンプＰ１の始動圧力よりもさらに低下する。
【００２８】
ポンプＰ１が始動されると、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は上昇に転じる。ポンプＰ１が始動された時点では、圧力タンク３０の封入圧力が低下しているために、給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、ポンプＰ１の始動圧力を下回った低い値となっている。このため、所定の目標圧力と第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力との偏差が大きく、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を出してポンプＰ１の回転速度を急上昇させる。その結果、図５に示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が大きく上昇する。
【００２９】
第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力の動きは、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力の動きに連動している。図４のグラフと図５のグラフとを対比すると分かるように、圧力タンク３０の封入圧力が低下していると、ポンプＰ２を始動した直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下し、その後大きく上昇する。第２の給水装置ＢＰ２の制御部ＣＮ２は、この第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力の変動に基づいて圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する。
【００３０】
以下、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力低下検出値が予め記憶されている。制御部ＣＮ２は、圧力センサＰＳ２１の出力値に基づいて第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力を監視している。圧力タンク３０の封入圧力が低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動されるたびに第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力低下検出値にまで低下した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値にまで低下したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３１】
ここで、高層階での水の使われ方によっては（典型的には、大量の水が急激に使用された場合）、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にあっても、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値まで低下してしまう可能性もある。よって、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。なお、回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が圧力低下検出値まで低下した回数をカウントしてもよく、また、高層階での水の使われ方によっては（典型的には、フロースイッチＳＷ２の設定値である少水量に近い水量で継続的に使用された場合）、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内になくても、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値までは低下しない可能性があるため、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に圧力低下検出値まで低下した回数をカウントしてもよい。
【００３２】
次に、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作の他の例について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力上昇検出値が予め記憶されている。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動された直後にポンプＰ１が始動される。さらに、ポンプＰ１が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく上昇する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力上昇検出値にまで上昇した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、始動時の吸込側圧力が圧力上昇検出値にまで上昇したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３３】
この例においても、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が上記圧力上昇検出値にまで上昇した回数に基づいて、圧力タンク３０の封入圧力低下を検出することもできる。すなわち、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が上記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が圧力上昇検出値まで上昇した回数をカウントしてもよく、また、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に圧力上昇検出値まで上昇した回数をカウントしてもよい。
【００３４】
次に、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作のさらに他の例について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力差検出値が予め記憶されている。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下し、さらにポンプＰ１が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく上昇する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差（絶対値）を算出し、この圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、上記圧力差が所定の圧力差検出値に達したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３５】
この例においても、上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数に基づいて、圧力タンク３０の封入圧力低下を検出することもできる。すなわち、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントしてもよく、また、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントしてもよい。
【００３６】
このような制御部ＣＮ２の検知動作により、第２の給水装置ＢＰ２は、圧力タンク３０の封入圧力を直接計測することなく、圧力タンク３０の封入圧力の異常低下を検知することができる。したがって、圧力タンク３０のメンテナンス性が向上する。さらに、制御部ＣＮ２から発せられる警報により、圧力タンク３０への気体の補充が促されるので、圧力タンク３０の封入圧力低下に起因する給水動作の異常を未然に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では圧力タンク３０を一つのみ設けたが、複数の圧力タンクを設けても良い。複数の圧力タンクが第１の配水管７に接続されている場合は、それら複数の圧力タンク全体としての封入圧力の低下（圧力を高く保ったまま保持できる水量の減少）を検出することとなる。また、圧力タンクＰＴ１は給水装置ＢＰ１内に設けられた圧力タンクではあるが、第１の配水管７に接続されている。従って、圧力タンクＰＴ１の封入圧力も検出の対象となるが、通常は圧力タンク３０の容積は圧力タンクＰＴ１の容積よりもかなり大きいため、検出される封入圧力の低下は圧力タンク３０の封入圧力の低下が支配的となる。ただし、給水装置ＢＰ１内に十分な設置スペースがあれば、圧力タンクＰＴ１の容積を大きくすることで、圧力タンク３０の設置を省略することもできる。
【００３８】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 建物
２ 水道本管
５ 導入管
７ 第１の配水管
９，１０ 給水栓
１２，１３ 枝管
１５ 第２の配水管
２０ 減圧式逆流防止器
３０ 圧力タンク
ＢＰ１，ＢＰ２ 給水装置
Ｍ１，Ｍ２ モータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ
ＣＶ１，ＣＶ２ 逆止弁
ＳＷ１，ＳＷ２ フロースイッチ
ＰＳ１１，ＰＳ１２，ＰＳ２１，ＰＳ２２ 圧力センサ
ＰＴ１，ＰＴ２ 圧力タンク
ＣＮ１，ＣＮ２ 制御部
ＣＢ１，ＣＢ２ キャビネット
Ｌ１，Ｌ２ 吐出管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスビルやマンションなどの建物に水を供給するための増圧給水システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビルやマンションなどの建物に水（水道水）を供給するための装置として給水装置が広く使用されている。この給水装置は、一般に、水を圧送するための遠心ポンプと、この遠心ポンプを駆動するためのモータと、このモータの運転を制御する制御部とを備えている。遠心ポンプの吸込口は水道本管に接続され、水道本管により導入された水は遠心ポンプにより昇圧された後、建物内部に設けられた配水管を介して各給水栓に供給される。このような水道本管に直結された給水装置は、一般に、直結式給水装置と呼ばれている。
【０００３】
最近では、高層建築物への給水に直結式給水装置を用いた増圧給水システムが使用されつつある。この増圧給水システムは、低層階用の第１の給水装置と、高層階用の第２の給水装置とを備えており、これらは直列に連結されている。第１の給水装置の吸込口は水道本管に直結されており、建物の低層階には、この第１の給水装置によって水が供給される。一方、第２の給水装置は建物の中間層階に配置され、第１の給水装置から供給された水を増圧して高層階に供給する。
【０００４】
２つの給水装置を持つ増圧給水システムにおいては、それぞれが独立して運転されるため、次のような問題が起こりうる。すなわち、第１の給水装置が停止している状態で第２の給水装置が運転されると、第１の給水装置と第２の給水装置とを連結する配水管に負圧が形成されることがある。この状態で、配水管に連通する給水栓が開かれると、その給水栓から空気が吸い込まれてしまう。
【０００５】
そこで、特許文献１に示すように、第１の給水装置と第２の給水装置との間に圧力タンクを設けて第１の給水装置と第２の給水装置との間の配水管内の圧力低下を防止することが従来から行なわれている。圧力タンクは、一般に、その内部にダイヤフラムを有しており、ダイヤフラムによって仕切られた圧力室には空気などの圧縮性の気体が充填されている。圧力タンクに流入した水は、ダイヤフラムを介して圧力室内の気体を圧縮し、圧縮された気体の圧力により配水管内の水の圧力が保持される。
【０００６】
このような圧力タンクを設けることにより、第１の給水装置が停止している状態で第２の給水装置が運転されても、配水管内の圧力が維持され、給水栓からの空気の吸い込みが防止される。しかしながら、圧力タンクに充填されている気体は時間の経過とともに少しずつ抜けていくため、定期的に気体を圧力室に補充して圧力タンクの封入圧力を維持する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２２３２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、低層階用の給水装置と高層階用の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクの封入圧力の低下を検知することができる増圧給水システム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】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力上昇検出値にまで上昇した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様は、建物に給水する増圧給水システムであって、水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差を算出し、前記圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記圧力差が前記圧力差検出値に達した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
圧力タンクの封入圧力が大きく低下すると、第２の給水装置のポンプの始動に伴って第２の給水装置の吸込側圧力が大きく変動する。本発明によれば、圧力タンクの封入圧力を直接測定することなく、この第２の給水装置の吸込側圧力に基づいて圧力タンクの封入圧力の低下を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る増圧給水システムを示す模式図である。
【図２】第１の給水装置を示す模式図である。
【図３】第２の給水装置を示す模式図である。
【図４】圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にあるときの第１の給水装置の吐出側圧力、第２の給水装置の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置の吐き出し流量の変化を示すグラフである。
【図５】圧力タンクの封入圧力が正常範囲外にあるときの第１の給水装置の吐出側圧力、第２の給水装置の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置の吐き出し流量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る増圧給水システムについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る増圧給水システムを示す模式図である。この増圧給水システムは、高層建築物（例えば、１６階以上の建物）に使用される直結式の増圧給水システムである。図１に示すように、この増圧給水システムは、水道本管２に連結された第１の給水装置ＢＰ１と、第１の給水装置ＢＰ１に直列に連結された第２の給水装置ＢＰ２とを有している。第１の給水装置ＢＰ１は、グランドレベルまたは地下に設置されており、第２の給水装置ＢＰ２は、建物１の中間層階に設置されている。
【００１５】
第１の給水装置ＢＰ１の吸込口は、導入管５を介して水道本管２に接続されている。第１の給水装置ＢＰ１の吐出口と第２の給水装置ＢＰ２の吸込口とは第１の配水管７によって連結されており、この第１の配水管７は、建物１の低層階の各給水栓９に枝管１２を介して連通している。第２の給水装置ＢＰ２の吐出口には、第２の配水管１５が接続されており、この第２の配水管１５は、建物１の高層階の各給水栓１０に枝管１３を介して連通している。第１の給水装置ＢＰ１は、水道本管２からの水を増圧して建物１の低層階の各給水栓９に水を供給し、第２の給水装置ＢＰ２は、第１の給水装置ＢＰ１から移送された水を増圧して建物１の高層階の各給水栓１０に水を供給するようになっている。
【００１６】
第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２との間には、圧力タンク３０が設けられている。より具体的には、圧力タンク３０は、第２の給水装置ＢＰの吸込側に配置されており、第１の配水管７に接続されている。この圧力タンク３０は、第１の配水管７内の圧力を保持するための圧力保持装置である。圧力タンク３０の内部にはダイヤフラムが設けられており、ダイヤフラムによって仕切られた圧力室には空気などの圧縮性の気体が充填されている。第１の配水管７から圧力タンク３０内に流入した水は、ダイヤフラムを介して圧力室内の気体を圧縮し、圧縮された気体の圧力により第１の配水管７内の圧力が保持される。
【００１７】
図２は、第１の給水装置ＢＰ１を示す模式図である。図２に示すように、第１の給水装置ＢＰ１は、導入管５を介して水道本管２に連結されるポンプＰ１と、このポンプＰ１を駆動する駆動源としてのモータＭ１と、モータＭ１の回転速度を増減するインバータＩＮＶ１と、ポンプＰ１の吸込側に配置された圧力センサＰＳ１１と、ポンプＰ１の吐出側に配置された逆止弁ＣＶ１と、逆止弁ＣＶ１の吐出側に配置されたフロースイッチＳＷ１、圧力センサＰＳ１２、および圧力タンクＰＴ１とを備えている。これら構成要素は、キャビネットＣＢ１内に収容されている。本実施形態では、２組のポンプＰ１、モータＭ１，インバータＩＮＶ１，逆止弁ＣＶ１，およびフロースイッチＳＷ１が並列に配置されているが、１組の、または３組以上のポンプ、モータ，インバータ，逆止弁、およびフロースイッチを設けてもよい。
【００１８】
逆止弁ＣＶ１は、ポンプＰ１の吐出口に接続された吐出管Ｌ１に設けられており、ポンプＰ１が停止したときの水の逆流を防止するための弁である。フロースイッチＳＷ１は吐出管Ｌ１を流れる水の流量が所定の値にまで低下したことを検知する流量検知器である。圧力センサＰＳ１１は、第１の給水装置ＢＰ１の吸込側圧力を測定するための水圧測定器である。圧力センサＰＳ１２は、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力を測定するための水圧測定器である。圧力タンクＰＴ１は、ポンプＰ１が停止している間の吐出側圧力を保持するための圧力保持器である。
【００１９】
ポンプＰ１の吸込口には減圧式逆流防止器２０が接続されている。この減圧式逆流防止器２０は、水道本管２への水の逆流を確実に防止するために設置することが義務付けられているものである。なお、減圧式逆流防止器とは、逃し弁が配置された中間室を２つの逆止弁が挟むように配置された構成を有する逆流防止器である。
【００２０】
第１の給水装置ＢＰ１は、給水動作を制御する制御部（コントローラ）ＣＮ１をさらに備えており、インバータＩＮＶ１、フロースイッチＳＷ１、圧力センサＰＳ１１，ＰＳ１２は、制御部ＣＮ１に信号線を介して接続されている。フロースイッチＳＷ１により水の流量が所定の値にまで低下したことが検知されると、制御部ＣＮ１はポンプＰ１の運転速度を一時的に上げるようインバータＩＮＶ１に指令を出し、吐出側圧力を所定の停止圧力にまで昇圧してからポンプＰ１の運転を停止させるようになっている。一方、吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下すると、制御部ＣＮ１はポンプＰ１の運転を開始するようインバータＩＮＶ１に指令を出す。この始動圧力は、ポンプＰ１を始動させるトリガーとなるしきい値である。
【００２１】
この第１の給水装置ＢＰ１においては、フロースイッチＳＷ１や圧力センサＰＳ１２の出力信号に基づいて、ポンプＰ１がインバータＩＮＶ１によって可変速駆動される。一般的には、圧力センサＰＳ１２により測定された圧力信号が設定された目標圧力と一致するようにポンプＰ１の運転速度を制御してポンプＰ１の吐出側圧力が一定になるように制御する吐出圧力一定制御や、ポンプＰ１の吐出側圧力の目標値を適切に変化させることにより末端の給水栓における供給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御などが行われる。これらの制御によれば、その時々の需要水量に見合った回転速度でポンプＰ１が駆動されるので、省エネルギーを達成することができる。
【００２２】
図３は、第２の給水装置ＢＰ２を示す模式図である。第２の給水装置ＢＰ２の基本的な構成および動作は、上述した第１の給水装置ＢＰ１と同様であり、同一の構成要素には対応する符号が付されている。この第２の給水装置ＢＰ２は、逆流防止器を備えていない点で第１の給水装置ＢＰ１と相違する。これは、水道本管２に直結されていない第２の給水装置ＢＰ２には、逆流防止器を設けることは義務付けられていないからである。ただし、第２の給水装置ＢＰ２の逆止弁ＣＶ２が故障した場合を考慮して、第２の給水装置ＢＰ２にも逆流防止器を設けてもよい。
【００２３】
上述した圧力タンク３０は、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側に設けられており、第２の給水装置ＢＰ２とほぼ同じ高さに位置している。第１の給水装置ＢＰ１が故障などの理由で停止しているときに第２の給水装置ＢＰ２のポンプＰ２が運転された場合でも、しばらくの間は圧力タンク３０から水が供給され、第１の配水管７内の圧力が維持される。この圧力タンク３０の圧力室に充填されている気体は時間の経過とともに少しずつ抜けていくため、定期的に気体を圧力室に補充して圧力タンク３０の封入圧力（すなわち圧力タンク３０の気体の充填量）を維持する必要がある。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、圧力を高く保ったまま圧力タンク３０内に保持できる水量が大きく減っていることになり、少量の水が流れ出るだけで配水管７内の圧力が大きく低下してしまう。そのため、ポンプＰ２の始動とともに第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく変動する。そこで、第２の給水装置ＢＰ２の制御部ＣＮ２は、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力に基づいて圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する。
【００２４】
図４は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にあるときの第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置ＢＰ２の吐き出し流量の変化を示すグラフである。図４のグラフにおいて、縦軸は揚程（ｍ）すなわち圧力を表し、および第２の給水装置ＢＰ２の吐出流量（Ｌ／ｍｉｎ）を表している。また、図４のグラフの横軸は時間を表している。
【００２５】
建物１の高層階で給水栓１０が開かれると、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力が徐々に低下する。この吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下したとき、制御部ＣＮ２はインバータＩＮＶ２に指令を発してポンプＰ２を始動させる。圧力センサＰＳ２２の出力値（すなわち、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力）が所定の始動圧力に達した時点からポンプＰ２が実際に始動される時点までの間には若干のタイムラグがある。このため、図４に示すように、第２の給水装置ＢＰ２の吐出側圧力がポンプＰ２の始動圧力よりも低下した後にポンプＰ２が始動される。ポンプＰ２の始動後は、制御部ＣＮ２は、圧力センサＰＳ２２の出力値と所定の目標圧力との偏差に基づいたフィードバック制御を行なう。
【００２６】
圧力タンク３０の封入圧力が正常であると、ポンプＰ２が運転されるにしたがって、図４のグラフに示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が徐々に低下する。これは、圧力タンク３０の封入圧力によって圧力タンク３０から水が少しずつ吐き出されるからである。そして、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が所定の始動圧力にまで低下したときに、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を発してポンプＰ１を始動させる。第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力と第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、第１の給水装置ＢＰ１と第２の給水装置ＢＰ２との間の揚程差だけ異なるが、互いに同じように変化する。
【００２７】
一方、図５は、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲外にあるときの第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および吐出側圧力、および第２の給水装置ＢＰ２の吐き出し流量の変化を示すグラフである。この場合、ポンプＰ２が始動されると、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は急激に低下する。これは、圧力タンク３０の封入圧力が低下した結果、第１の配水管７内の圧力を圧力タンク３０が維持できないからである。このため、グラフに示すように、ポンプＰ２が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が急激に低下する。第１の給水装置ＢＰ１の圧力センサＰＳ１２の出力値が所定の始動圧力にまで低下すると、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を発し、ポンプＰ１を始動させる。圧力センサＰＳ１２の出力値が所定の始動圧力に達した時点からポンプＰ１が実際に始動される時点までの間には若干のタイムラグがあるため、図５に示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、ポンプＰ１の始動圧力よりもさらに低下する。
【００２８】
ポンプＰ１が始動されると、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力および第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は上昇に転じる。ポンプＰ１が始動された時点では、圧力タンク３０の封入圧力が低下しているために、給水装置ＢＰ１の吐出側圧力は、ポンプＰ１の始動圧力を下回った低い値となっている。このため、所定の目標圧力と第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力との偏差が大きく、制御部ＣＮ１はインバータＩＮＶ１に指令を出してポンプＰ１の回転速度を急上昇させる。その結果、図５に示すように、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力が大きく上昇する。
【００２９】
第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力の動きは、第１の給水装置ＢＰ１の吐出側圧力の動きに連動している。図４のグラフと図５のグラフとを対比すると分かるように、圧力タンク３０の封入圧力が低下していると、ポンプＰ２を始動した直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下し、その後大きく上昇する。第２の給水装置ＢＰ２の制御部ＣＮ２は、この第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力の変動に基づいて圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する。
【００３０】
以下、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力低下検出値が予め記憶されている。制御部ＣＮ２は、圧力センサＰＳ２１の出力値に基づいて第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力を監視している。圧力タンク３０の封入圧力が低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動されるたびに第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力低下検出値にまで低下した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値にまで低下したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３１】
ここで、高層階での水の使われ方によっては（典型的には、大量の水が急激に使用された場合）、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内にあっても、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値まで低下してしまう可能性もある。よって、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。なお、回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が圧力低下検出値まで低下した回数をカウントしてもよく、また、高層階での水の使われ方によっては（典型的には、フロースイッチＳＷ２の設定値である少水量に近い水量で継続的に使用された場合）、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内になくても、始動時の吸込側圧力が圧力低下検出値までは低下しない可能性があるため、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に圧力低下検出値まで低下した回数をカウントしてもよい。
【００３２】
次に、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作の他の例について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力上昇検出値が予め記憶されている。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動された直後にポンプＰ１が始動される。さらに、ポンプＰ１が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく上昇する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力がこの圧力上昇検出値にまで上昇した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、始動時の吸込側圧力が圧力上昇検出値にまで上昇したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３３】
この例においても、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が上記圧力上昇検出値にまで上昇した回数に基づいて、圧力タンク３０の封入圧力低下を検出することもできる。すなわち、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が上記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が圧力上昇検出値まで上昇した回数をカウントしてもよく、また、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に圧力上昇検出値まで上昇した回数をカウントしてもよい。
【００３４】
次に、圧力タンク３０の封入圧力の低下を検知する制御部ＣＮ２の動作のさらに他の例について説明する。制御部ＣＮ２には、所定の圧力差検出値が予め記憶されている。圧力タンク３０の封入圧力が大きく低下していると、図５に示すように、ポンプＰ２が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく低下し、さらにポンプＰ１が始動された直後に第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が大きく上昇する。そこで、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と、第２の給水装置ＢＰ２の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差（絶対値）を算出し、この圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合には、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断する。そして、制御部ＣＮ２は、上記圧力差が所定の圧力差検出値に達したときに、圧力タンク３０の封入圧力が正常範囲内に無いことを示す警報を発する。
【００３５】
この例においても、上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数に基づいて、圧力タンク３０の封入圧力低下を検出することもできる。すなわち、制御部ＣＮ２は、ポンプＰ２の始動時に上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントし、このカウントされた回数が予め設定された回数に達した場合に、圧力タンク３０の封入圧力が許容限度を超えて低下したと判断してもよい。回数のカウントは、ポンプＰ２の始動時毎に連続して上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントしてもよく、また、ポンプＰ２の始動時毎の連続性は考慮せずに、単純に上記圧力差が所定の圧力差検出値に達した回数をカウントしてもよい。
【００３６】
このような制御部ＣＮ２の検知動作により、第２の給水装置ＢＰ２は、圧力タンク３０の封入圧力を直接計測することなく、圧力タンク３０の封入圧力の異常低下を検知することができる。したがって、圧力タンク３０のメンテナンス性が向上する。さらに、制御部ＣＮ２から発せられる警報により、圧力タンク３０への気体の補充が促されるので、圧力タンク３０の封入圧力低下に起因する給水動作の異常を未然に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では圧力タンク３０を一つのみ設けたが、複数の圧力タンクを設けても良い。複数の圧力タンクが第１の配水管７に接続されている場合は、それら複数の圧力タンク全体としての封入圧力の低下（圧力を高く保ったまま保持できる水量の減少）を検出することとなる。また、圧力タンクＰＴ１は給水装置ＢＰ１内に設けられた圧力タンクではあるが、第１の配水管７に接続されている。従って、圧力タンクＰＴ１の封入圧力も検出の対象となるが、通常は圧力タンク３０の容積は圧力タンクＰＴ１の容積よりもかなり大きいため、検出される封入圧力の低下は圧力タンク３０の封入圧力の低下が支配的となる。ただし、給水装置ＢＰ１内に十分な設置スペースがあれば、圧力タンクＰＴ１の容積を大きくすることで、圧力タンク３０の設置を省略することもできる。
【００３８】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 建物
２ 水道本管
５ 導入管
７ 第１の配水管
９，１０ 給水栓
１２，１３ 枝管
１５ 第２の配水管
２０ 減圧式逆流防止器
３０ 圧力タンク
ＢＰ１，ＢＰ２ 給水装置
Ｍ１，Ｍ２ モータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ
ＣＶ１，ＣＶ２ 逆止弁
ＳＷ１，ＳＷ２ フロースイッチ
ＰＳ１１，ＰＳ１２，ＰＳ２１，ＰＳ２２ 圧力センサ
ＰＴ１，ＰＴ２ 圧力タンク
ＣＮ１，ＣＮ２ 制御部
ＣＢ１，ＣＢ２ キャビネット
Ｌ１，Ｌ２ 吐出管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項２】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項１に記載の増圧給水システム。
【請求項３】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力上昇検出値にまで上昇した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項４】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項３に記載の増圧給水システム。
【請求項５】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差を算出し、前記圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項６】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記圧力差が前記圧力差検出値に達した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項５に記載の増圧給水システム。
【請求項１】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力低下検出値にまで低下した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項２】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力低下検出値にまで低下した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項１に記載の増圧給水システム。
【請求項３】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が所定の圧力上昇検出値にまで上昇した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項４】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が前記圧力上昇検出値にまで上昇した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項３に記載の増圧給水システム。
【請求項５】
建物に給水する増圧給水システムであって、
水道本管に連結される低層階用の第１の給水装置と、
前記第１の給水装置に直列に連結され、前記第１の給水装置よりも高い位置に配置される高層階用の第２の給水装置と、
前記第１の給水装置と前記第２の給水装置とを連結する配水管に接続された圧力タンクとを備え、
前記第１の給水装置および前記第２の給水装置はそれぞれポンプを有しており、
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も低下した最低圧力と前記第２の給水装置の吸込側圧力が最も上昇した最高圧力との圧力差を算出し、前記圧力差が所定の圧力差検出値に達した場合は、前記圧力タンクの封入圧力が正常範囲内にないことを示す警報を発することを特徴とする増圧給水システム。
【請求項６】
前記第２の給水装置は、該第２の給水装置のポンプ始動時に前記圧力差が前記圧力差検出値に達した回数をカウントし、前記回数が予め設定された回数に達した場合は、前記警報を発することを特徴とする請求項５に記載の増圧給水システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３７３０５（Ｐ２０１１−１３７３０５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６６４６（Ｐ２００９−２９６６４６）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]