直結式給水装置
【課題】並列運転される複数台の可変速モータポンプを備え、並列運転中の吸込圧力の変動によっても圧力変動の少ない安定した制御を行うことができる直結式給水装置を提供する。
【解決手段】本発明の直結式給水装置は、水道本管９に接続される複数台のポンプ１と、ポンプ１をそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器２と、吐出側圧力センサ４と、吸込側圧力センサ１０と、これら機器を制御する制御装置１５とを備え、複数台のポンプ１を並列運転する。制御装置１５は、吐出側圧力センサ４の検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、変速ポンプが少水量状態である場合に、変速ポンプを解列停止する。
【解決手段】本発明の直結式給水装置は、水道本管９に接続される複数台のポンプ１と、ポンプ１をそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器２と、吐出側圧力センサ４と、吸込側圧力センサ１０と、これら機器を制御する制御装置１５とを備え、複数台のポンプ１を並列運転する。制御装置１５は、吐出側圧力センサ４の検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、変速ポンプが少水量状態である場合に、変速ポンプを解列停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直結式給水装置に係り、特に水道本管に接続される複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅やビルなどに設置され、各給水端へ水を供給する装置として給水装置がある。図１はそのような給水装置の典型例を示すもので、給水装置は２台のモータポンプ１と、２台のモータポンプ１を駆動するための電力を供給するインバータ（周波数変換器）２を備えている。給水装置は、ポンプ１の吐出側に、圧力タンク３と吐出側圧力センサ４を備え、夫々のポンプ毎にフロースイッチ（流量検出手段）６と逆止弁７を備えている。また、ポンプの吸込側配管８は水道本管９に接続され、この吸込側配管８に吸込側圧力センサ１０と逆流防止装置１１とが設けられている。さらに、水道本管の圧力のみで給水を行うためのバイパス管１２がポンプ１の吸込側配管８と吐出側配管１３との間に設けられている。そして、バイパス管１２の途中には逆止弁１４が設けられている。モータポンプ１の制御を行う制御装置１５は、これらのセンサ類からの信号に基づき、状況に応じたポンプ１の回転数制御及び台数制御を行う。
【０００３】
図２はこのような給水装置の推定末端圧力一定制御を行う際のＱＨ線図であり、横軸が流量Ｑを示し、縦軸が圧力（ヘッド）Ｈを示す。給水系の最低必要圧力ＰＢと最大需要水量での必要圧力ＰＡとは流量に依存する管路の抵抗曲線Ｒにより結ばれ、各流量における抵抗曲線Ｒの示す圧力が給水装置で供給すべき目標圧力となる。前記給水系の最低必要圧力ＰＢおよび最大需要水量での必要圧力ＰＡは、設定手段により予め制御装置１５に設定され、記憶されている。制御装置１５は、締切状態で圧力がＰＢとなるポンプ回転数ＨｚＢとポンプ最高回転数ＨｚＭａｘとの間でインバータ２への回転数指令を行うが、現在のポンプ回転数指令値から流量を推定してその時点での目標圧力を決定し、吐出側圧力センサ４の検出圧力がその目標圧力に一致するようにインバータ２へ回転数指令を行う。
【０００４】
上述のように構成された給水装置において、ポンプ停止中に需要側で水が使用され、吐出側圧力センサ４の検出圧力が始動圧力（最低必要圧力）ＰＢを下回ると、制御装置１５はポンプ１を１台起動させる。この場合、ポンプ１はポンプ回転数ＨｚＢで運転される。需要水量が増えると、ポンプ１はポンプ回転数ＨｚＢから、Ｈｚ１、Ｈｚ２・・・と回転数を上げていくが、流量がＱ１以上になると、ポンプ回転数が最高回転数であるＨｚＭａｘに達しているので、目標圧力を満足することができなくなる。そこで、ポンプ回転数指令が最高回転数ＨｚＭａｘに達すると、ポンプをもう１台追加で起動する。このとき、先に起動していたポンプ（先発ポンプ）は、運転速度が最高回転数ＨｚＭａｘよりも若干低い所定の回転数ＨｚＭａｘ’に固定され固定速ポンプとなり、追加されたポンプ（後発ポンプ）が需要水量によって可変速制御される変速ポンプとなり目標圧力を満たす。固定速ポンプは、吐出圧力の変動に拘らず、予め決められた所定の回転数で運転される。
【０００５】
２台のポンプが運転しているときに需要水量が減ると、後発ポンプの回転数が下げられていくが、Ｑ１以下の水量であればポンプ１台で需要を満たすことができるため、後発ポンプを停止させる。制御装置１５は、後発ポンプのフロースイッチ６により後発ポンプの送水水量が少水量であることを検知して、後発ポンプを解列停止し、先発ポンプを再び可変速制御する。
更に需要水量が減少すると先発ポンプの回転数が下げられていくが、先発ポンプのフロースイッチ６により水量が少水量であることを検知すると、制御装置１５は先発ポンプも停止させ、再び水が使用されて吐出側圧力センサ４の検出圧力が始動圧力（最低必要圧力）ＰＢ以下になるまで待機状態となる。
【０００６】
また、直結式給水装置では、ポンプ吸込側に水道本管の圧力がかかっており、その圧力も変動する。吸込圧力が高くなると、より低いポンプ回転数で同じ圧力、流量を賄うことができるため、上述のＰＢとＨｚＢの関係などが変化する。このため、吸込圧力に応じて目標圧力とポンプ回転数指令との関係を適宜補正して、適切な推定末端圧力一定制御を行うようになっている。吸込圧力が更に高くなり、目標圧力を超えるとポンプを駆動しなくとも給水が可能になるため、制御装置１５はポンプを停止状態にする。吸込圧力が低下して目標圧力以下になると、再びポンプが駆動される。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６８９７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１０６９号公報
【特許文献３】特開平５−１１８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
推定末端圧力一定制御では、上述のようにポンプの回転数指令値に基づいてそのときの目標圧力を決定する。ポンプが２台運転されている状況では、吸込圧力に変動がなければ固定速で運転される先発ポンプの性能曲線に変動は生じないが、直結式給水装置では吸込圧力が変動するため、先発ポンプにも吸込圧力の変動を考慮しないと安定した末端圧力一定制御は行うことができない。
【０００９】
また、水道本管の圧力が上昇して、水道本管の圧力だけで給水できるようになるとポンプを停止状態にするが、このとき水は主にバイパス管を流れ、ポンプなどがあり流路抵抗の大きい、ポンプの設置された配管に流れる水量は小さい。このため、需要水量が大きくポンプが２台運転している最中でも、水道本管の圧力が上昇して水道本管の圧力だけでの給水が行われるようになると、後発ポンプのフロースイッチが少水量を検知して、ポンプ１台のみの運転に移行してしまう。その後、水道本管の圧力が低下して吐出側圧力センサの検出圧力が目標圧力を下回ると、ポンプが再び回転を始めるが、吸込圧力の低下が急であって、需要水量が大きなままであった場合、ポンプ１台の運転では賄いきれず後発ポンプを追加しなければならなくなる。この結果、吐出圧力に変動をきたしてしまい、需要家に不快な思いをさせてしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、並列運転される複数台の可変速モータポンプを備え、並列運転中の吸込圧力の変動によっても圧力変動の少ない安定した制御を行うことができる直結式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】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、前記変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、前記変速ポンプが少水量状態である場合に、前記変速ポンプを解列停止することを特徴とする。
ここで固定速ポンプとは、吐出圧力の変動には関係しない、所定の回転数で運転されるポンプを指し、所定の回転数が吐出圧力の変動以外の要因により変更されることは妨げない。
【００１２】
本発明の第２の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプを停止させる場合に、前記変速ポンプと前記固定速ポンプとの停止条件に差を持たせて前記変速ポンプを先に停止させ、吸込圧力の低下によりポンプを再始動させる際に前記変速ポンプを再始動させる前に予め前記固定速ポンプを先に再始動させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、第一の圧力設定値と、該第一の圧力設定値より高い第二の圧力設定値とを有し、並列運転中に前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第一の圧力設定値を上回ると前記変速ポンプを停止させ、前記第二の圧力設定値を上回ると前記固定速ポンプを停止すると共に、吸込圧力が低下して前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第二の圧力設定値を下回ると前記固定速ポンプを再始動することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、並列運転中に、１台の変速ポンプを前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転すると共に、他の固定速ポンプを前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度にて運転することを特徴とする。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度を、該速度での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、並列運転される複数台の可変速モータポンプを備え、並列運転中の吸込圧力の変動によっても圧力変動の少ない安定した制御を行うことができる。
より具体的には、以下に列挙する効果を奏する。
（１）本発明の１態様によれば、吸込圧力が上昇してポンプが停止状態になったときに、並列運転を解除して後発ポンプを解列停止しないように、可変速運転しているポンプへの周波数指令値が０Ｈｚである場合、もしくは、吸込圧力がＰＡ以上ある場合、もしくは、ＨｚＢ（その時の吸込圧力での締切圧力が給水系の最低必要圧力ＰＢ以上となる周波数）が０である場合には、解列動作を行わないという制御が行われる。
（２）本発明の１態様によれば、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
（３）本発明の１態様によれば、ポンプの並列運転中に吸込圧力が上昇して第一の圧力設定値以上になると、変速運転している後発ポンプを停止させるが、固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの運転は継続させる。吸込圧力が低下し、吐出圧力が目標圧力以下になると後発ポンプを再始動させるが、吸込圧力が更に上昇して第二の圧力設定値を超えると先発ポンプも停止させる。全てのポンプが停止した状態から、吸込圧力が低下して第二の圧力設定値を下回ると、先発ポンプを再始動し、その後吐出圧力が目標圧力を下回ると後発ポンプが変速運転で再始動される。したがって、複数台のポンプを再始動させる際に、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
（４）本発明の１態様によれば、並列運転中に、変速ポンプを変速運転するとともに、固定速ポンプを吸込圧力に応じて設定される速度で運転するため、固定速ポンプも吸込圧力の変動を考慮した安定した末端圧力一定制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態に係る直結式給水装置の概略構成図である。図３において図１と同一の構成については同一符号を付している。図３に示す直結式給水装置では、ポンプ１は３台備えられており、それぞれが並列に接続されている。また各ポンプ１に対応して、各ポンプ１を駆動するための電力を供給するインバータ（周波数変換器）２が設けられている。給水装置は、ポンプの吐出側に、圧力タンク３と吐出側圧力センサ４を備え、夫々のポンプ毎にフロースイッチ（流量検出手段）６と逆止弁７を備えている。また、ポンプの吸込側配管８は水道本管９に接続され、この吸込側配管８に吸込側圧力センサ１０と逆流防止装置１１とが設けられている。さらに、水道本管の圧力のみで給水を行うためのバイパス管１２がポンプ１の吸込側配管８と吐出側配管１３との間に設けられている。そして、バイパス管１２の途中には逆止弁１４が設けられている。
【００１８】
制御装置１５には、外部操作により給水系の最低必要圧力ＰＢや最大需要水量での必要圧力ＰＡ等が設定され、記憶される。制御装置１５と各インバータ２とはＲＳ４８５等の通信手段により接続され、制御装置１５からインバータ２へは、各種設定値や周波数指令値、発停信号（起動・停止信号）などの制御信号が送られ、インバータ２から制御装置１５へは、実際の周波数値や電流値等の運転状況が逐次送られる。また、制御装置１５は、吐出側圧力センサ４、吸込側圧力センサ１０やフロースイッチ６等のセンサ類の信号を受け取り、それぞれのインバータの発停（起動・停止）の判断、周波数指令値の演算を行う。
【００１９】
図４は、このような給水装置の推定末端圧力一定制御のフローチャートである。まず、制御装置１５に、吐出側圧力センサ４の検出圧力を取り込み、吸込側圧力センサ１０の検出圧力を取り込む。次いで、その時の吸込圧力において、締切状態で給水系の最低必要圧力ＰＢとなるポンプ回転数ＨｚＢを算出する。制御装置１５は、吸込圧力とポンプの締切圧力とポンプ回転数との関係をテーブルデータや関数として記憶しており、この関係を用いてポンプ回転数ＨｚＢを算出する。また、その時の吸込圧力における最高運転周波数（ポンプ最高回転数）ＨｚＭａｘを算出する。この最高運転周波数ＨｚＭａｘはその時の吸込圧力で締切運転をして、吸込圧力が０の時にポンプの最高回転数で締切運転したときの圧力Ｐｍａｘ（図５参照）となる回転数である。上述した、その時の吸込圧力における最高運転周波数ＨｚＭａｘも、制御装置１５に記憶された吸込圧力とポンプの締切圧力と回転数との関係を示すテーブルデータや関数を用いて算出される。
【００２０】
次に、制御装置１５は、算出したＨｚＢや現在の周波数指令値に基づいて、推定末端圧力一定制御の目標圧力を算出する。そして、この算出された目標圧力と現在の吐出圧力とを比較して、ＰＩ演算により変速運転されているポンプの周波数指令値を演算し、この周波数指令値がＨｚＢよりも小さければ周波数指令値をＨｚＢとし、大きければ演算された値をそのまま周波数指令値とする。
次に、２台以上のポンプが並列で運転中かどうかを確認し、並列運転中であれば固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの周波数指令として、上記ステップで算出したＨｚＭａｘの９５％の周波数を指定する。そして、この周波数指令値もＨｚＢを下回らないか否かが確認されて最終的に確定する。なお、ここではＨｚＭａｘの９５％としたが、ＨｚＭａｘを下回る周波数であれば、ＨｚＭａｘに所定比率（９５％に限らない）をかけた周波数でも、ＨｚＭａｘから所定値を差し引いた周波数でも構わない。
【００２１】
以上により、運転されているポンプ１の周波数指令値が決定し、制御装置１５は各インバータ２にそれぞれの周波数指令値を送信する。ＨｚＭａｘが吸込圧力によって変動するため、先発ポンプは固定速ポンプとはいえ、実際には吸込圧力の変動に応じてその運転周波数を変化させることになる。つまり、ここでいう固定速ポンプとは、吐出圧力と目標圧力との比較演算とは無関係であり、吸込圧力の変動に対応してのみ運転周波数を変化させるポンプである。そして、この運転周波数の変化により、その周波数での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となり、つまり、先発ポンプの性能曲線が吸込圧力に拘らず一定になるため、推定末端圧力一定制御の目標圧力の算出が安定する。
【００２２】
次に、吸込圧力が変動したときの制御を図５を参照して説明する。図５では横軸がポンプの運転周波数を表し、縦軸が圧力を表している。ＰＢ、ＰＡは、図２と同様に、それぞれ給水系の最低必要圧力、最大需要水量での必要圧力である。曲線Ｃ０は吸込圧力が０の時のポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表している。圧力ＰＢ一定の直線と曲線Ｃ０との交点の周波数がＨｚＢとなり、ポンプ最高回転数ＨｚＭａｘでの圧力がＰｍａｘとなる。
曲線Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれは、吸込圧力がＰｉｎ１〜Ｐｉｎ４となったときのポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表している。図４で説明したように、ＨｚＢ、ＨｚＭａｘは吸込圧力の変動によって更新されるが、その値は、図５中の曲線と圧力がＰＢ一定，Ｐｍａｘ一定となる直線との交点によって表されており、吸込圧力がＰｉｎ１のとき、ＨｚＢ１、ＨｚＭａｘ１となる。吸込圧力がＰｉｎ２まで上がると、曲線Ｃ２と圧力ＰＢ一定の直線とは交差しなくなるが、このときのＨｚＢはＨｚＢ２＝０として設定される。更に吸込圧力が上がりＰｍａｘよりも高いＰｉｎ４になると、曲線Ｃ４は圧力Ｐｍａｘ一定の直線とも交わらなくなるが、このときのＨｚＭａｘはＨｚＭａｘ４＝０として設定される。
【００２３】
今、ポンプ２台が並列運転されており、吸込圧力がＰｉｎ１だとすると、先発ポンプはＨｚＭａｘ１×０．９５の周波数で固定速ポンプとして運転されており、後発ポンプはＨｚＢ１以上の周波数で可変速運転されている。この状態で吸込圧力がＰｉｎ３まで高まると、推定末端圧力一定制御における目標圧力の最大値ＰＡを超えることになるので、変速運転されている後発ポンプへの指令周波数の演算結果は０Ｈｚとなり、実質的に停止状態になる。一方、固定速ポンプとして運転される先発ポンプは、ＨｚＭａｘ３×０．９５＞０Ｈｚであるため、運転は継続している。このとき、給水はバイパス管を通しても行われている。そして、更に吸込圧力がＰｉｎ４まで上がると、ＨｚＭａｘ４＝０となるので、先発ポンプへの指令周波数も０Ｈｚとなり、実質的な停止状態となる。この例で吸込圧力がＰｉｎ３以上で後発ポンプが停止した状態では、後発ポンプへの水の流れが小さくなるため、後発ポンプのフロースイッチは少水量状態を検知することになる。
【００２４】
本実施形態では、吸込圧力が上昇してポンプが停止状態になったときに、並列運転を解除して後発ポンプを解列停止しないように、可変速運転しているポンプへの周波数指令値が０Ｈｚである場合、もしくは、吸込圧力がＰＡ以上ある場合、もしくは、ＨｚＢ（その時の吸込圧力での締切圧力が給水系の最低必要圧力ＰＢ以上となる周波数）が０である場合には、解列動作を行わないという制御が行われる。つまり、本実施形態では、ポンプの解列停止条件として、可変速運転しているポンプが少水量状態になったことに加えて、そのポンプへの周波数指令が０Ｈｚより大きいこと、もしくは、吸込圧力がＰＡ以下であること、もしくは、ＨｚＢ＞０Ｈｚであることが追加される。
この制御により、本実施形態では、流入圧力がＰｉｎ４の状態で先発ポンプ、後発ポンプ共に周波数指令が０Ｈｚで停止状態にはあるが、並列運転は解除されていない。ここから吸込圧力が下がっていき、Ｐｍａｘ以下になると、ＨｚＭａｘが０Ｈｚより大きくなるので、まず固定速ポンプとして運転される先発ポンプが再始動し、更に吸込圧力が下がってＰＡより小さくなると変速運転される後発ポンプも再始動する。
【００２５】
従来のように並列運転が解除されてしまっていると、吸込圧力がＰＡより小さくなるまでポンプは再始動しないが、本実施形態の場合、それ以前に固定速ポンプとして運転される先発ポンプが再始動しているため、需要水量が大きく、吸込圧力のＰＡ以下への低下が急だった場合にも圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。このように、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
【００２６】
［第２の実施形態］
上述の第１実施形態では、吸込圧力の上昇時にポンプへの周波数指令値を０Ｈｚまで低下させて、実質的な停止状態にするように制御したが、吸込圧力が所定値以上になったことを条件にポンプを停止させる制御が行われることがある。
図５を参照して説明すると、吸込圧力が給水系の最大目標圧力であるＰＡ以上の所定値を超えると、駆動しているポンプを停止させるという制御が行われるが、複数のポンプが並列運転されている状態で全てのポンプを停止させてしまうと、吸込圧力が急に低下したときに複数台のポンプを再始動させなければならないため、圧力変動を生じさせやすい。
本実施形態では、変速運転されているポンプを停止させる第一の圧力設定値と、固定速ポンプとして運転されているポンプを停止させる第二の圧力設定値とを設定しておく。第一の圧力設定値は上述と同じく、ＰＡ以上となる所定の値であり、第二の圧力設定値は第一の圧力設定値より高い値であり、図５で言えば、Ｐｍａｘかその近傍の圧力値が望ましい。
【００２７】
制御装置１５は、ポンプの並列運転中に吸込圧力が上昇して第一の圧力設定値以上になると、変速運転している後発ポンプを停止させるが、固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの運転は継続させる。吸込圧力が低下し、吐出圧力が目標圧力以下になると後発ポンプを再始動させるが、吸込圧力が更に上昇して第二の圧力設定値を超えると先発ポンプも停止させる。全てのポンプが停止した状態から、吸込圧力が低下して第二の圧力設定値を下回ると、先発ポンプを再始動し、その後吐出圧力が目標圧力を下回ると後発ポンプが変速運転で再始動される。
本実施形態でも、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】給水端へ水を供給する給水装置の従来例を示す図である。
【図２】給水端へ水を供給する給水装置の推定末端圧力一定制御を行う際のＱＨ線図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る直結式給水装置の概略構成図である。
【図４】給水端へ水を供給する給水装置の推定末端圧力一定制御のフローチャートである。
【図５】吸込圧力が変動したときの制御において、ポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１ モータポンプ
２ インバータ（周波数変換器）
３ 圧力タンク
４ 吐出側圧力センサ
６ フロースイッチ（流量検出手段）
７，１４ 逆止弁
８ 吸込側配管
９ 水道本管
１０ 吸込側圧力センサ
１１ 逆流防止装置
１２ バイパス管
１３ 吐出側配管
１５ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直結式給水装置に係り、特に水道本管に接続される複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅やビルなどに設置され、各給水端へ水を供給する装置として給水装置がある。図１はそのような給水装置の典型例を示すもので、給水装置は２台のモータポンプ１と、２台のモータポンプ１を駆動するための電力を供給するインバータ（周波数変換器）２を備えている。給水装置は、ポンプ１の吐出側に、圧力タンク３と吐出側圧力センサ４を備え、夫々のポンプ毎にフロースイッチ（流量検出手段）６と逆止弁７を備えている。また、ポンプの吸込側配管８は水道本管９に接続され、この吸込側配管８に吸込側圧力センサ１０と逆流防止装置１１とが設けられている。さらに、水道本管の圧力のみで給水を行うためのバイパス管１２がポンプ１の吸込側配管８と吐出側配管１３との間に設けられている。そして、バイパス管１２の途中には逆止弁１４が設けられている。モータポンプ１の制御を行う制御装置１５は、これらのセンサ類からの信号に基づき、状況に応じたポンプ１の回転数制御及び台数制御を行う。
【０００３】
図２はこのような給水装置の推定末端圧力一定制御を行う際のＱＨ線図であり、横軸が流量Ｑを示し、縦軸が圧力（ヘッド）Ｈを示す。給水系の最低必要圧力ＰＢと最大需要水量での必要圧力ＰＡとは流量に依存する管路の抵抗曲線Ｒにより結ばれ、各流量における抵抗曲線Ｒの示す圧力が給水装置で供給すべき目標圧力となる。前記給水系の最低必要圧力ＰＢおよび最大需要水量での必要圧力ＰＡは、設定手段により予め制御装置１５に設定され、記憶されている。制御装置１５は、締切状態で圧力がＰＢとなるポンプ回転数ＨｚＢとポンプ最高回転数ＨｚＭａｘとの間でインバータ２への回転数指令を行うが、現在のポンプ回転数指令値から流量を推定してその時点での目標圧力を決定し、吐出側圧力センサ４の検出圧力がその目標圧力に一致するようにインバータ２へ回転数指令を行う。
【０００４】
上述のように構成された給水装置において、ポンプ停止中に需要側で水が使用され、吐出側圧力センサ４の検出圧力が始動圧力（最低必要圧力）ＰＢを下回ると、制御装置１５はポンプ１を１台起動させる。この場合、ポンプ１はポンプ回転数ＨｚＢで運転される。需要水量が増えると、ポンプ１はポンプ回転数ＨｚＢから、Ｈｚ１、Ｈｚ２・・・と回転数を上げていくが、流量がＱ１以上になると、ポンプ回転数が最高回転数であるＨｚＭａｘに達しているので、目標圧力を満足することができなくなる。そこで、ポンプ回転数指令が最高回転数ＨｚＭａｘに達すると、ポンプをもう１台追加で起動する。このとき、先に起動していたポンプ（先発ポンプ）は、運転速度が最高回転数ＨｚＭａｘよりも若干低い所定の回転数ＨｚＭａｘ’に固定され固定速ポンプとなり、追加されたポンプ（後発ポンプ）が需要水量によって可変速制御される変速ポンプとなり目標圧力を満たす。固定速ポンプは、吐出圧力の変動に拘らず、予め決められた所定の回転数で運転される。
【０００５】
２台のポンプが運転しているときに需要水量が減ると、後発ポンプの回転数が下げられていくが、Ｑ１以下の水量であればポンプ１台で需要を満たすことができるため、後発ポンプを停止させる。制御装置１５は、後発ポンプのフロースイッチ６により後発ポンプの送水水量が少水量であることを検知して、後発ポンプを解列停止し、先発ポンプを再び可変速制御する。
更に需要水量が減少すると先発ポンプの回転数が下げられていくが、先発ポンプのフロースイッチ６により水量が少水量であることを検知すると、制御装置１５は先発ポンプも停止させ、再び水が使用されて吐出側圧力センサ４の検出圧力が始動圧力（最低必要圧力）ＰＢ以下になるまで待機状態となる。
【０００６】
また、直結式給水装置では、ポンプ吸込側に水道本管の圧力がかかっており、その圧力も変動する。吸込圧力が高くなると、より低いポンプ回転数で同じ圧力、流量を賄うことができるため、上述のＰＢとＨｚＢの関係などが変化する。このため、吸込圧力に応じて目標圧力とポンプ回転数指令との関係を適宜補正して、適切な推定末端圧力一定制御を行うようになっている。吸込圧力が更に高くなり、目標圧力を超えるとポンプを駆動しなくとも給水が可能になるため、制御装置１５はポンプを停止状態にする。吸込圧力が低下して目標圧力以下になると、再びポンプが駆動される。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６８９７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１０６９号公報
【特許文献３】特開平５−１１８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
推定末端圧力一定制御では、上述のようにポンプの回転数指令値に基づいてそのときの目標圧力を決定する。ポンプが２台運転されている状況では、吸込圧力に変動がなければ固定速で運転される先発ポンプの性能曲線に変動は生じないが、直結式給水装置では吸込圧力が変動するため、先発ポンプにも吸込圧力の変動を考慮しないと安定した末端圧力一定制御は行うことができない。
【０００９】
また、水道本管の圧力が上昇して、水道本管の圧力だけで給水できるようになるとポンプを停止状態にするが、このとき水は主にバイパス管を流れ、ポンプなどがあり流路抵抗の大きい、ポンプの設置された配管に流れる水量は小さい。このため、需要水量が大きくポンプが２台運転している最中でも、水道本管の圧力が上昇して水道本管の圧力だけでの給水が行われるようになると、後発ポンプのフロースイッチが少水量を検知して、ポンプ１台のみの運転に移行してしまう。その後、水道本管の圧力が低下して吐出側圧力センサの検出圧力が目標圧力を下回ると、ポンプが再び回転を始めるが、吸込圧力の低下が急であって、需要水量が大きなままであった場合、ポンプ１台の運転では賄いきれず後発ポンプを追加しなければならなくなる。この結果、吐出圧力に変動をきたしてしまい、需要家に不快な思いをさせてしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、並列運転される複数台の可変速モータポンプを備え、並列運転中の吸込圧力の変動によっても圧力変動の少ない安定した制御を行うことができる直結式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】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、前記変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、前記変速ポンプが少水量状態である場合に、前記変速ポンプを解列停止することを特徴とする。
ここで固定速ポンプとは、吐出圧力の変動には関係しない、所定の回転数で運転されるポンプを指し、所定の回転数が吐出圧力の変動以外の要因により変更されることは妨げない。
【００１２】
本発明の第２の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプを停止させる場合に、前記変速ポンプと前記固定速ポンプとの停止条件に差を持たせて前記変速ポンプを先に停止させ、吸込圧力の低下によりポンプを再始動させる際に前記変速ポンプを再始動させる前に予め前記固定速ポンプを先に再始動させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、第一の圧力設定値と、該第一の圧力設定値より高い第二の圧力設定値とを有し、並列運転中に前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第一の圧力設定値を上回ると前記変速ポンプを停止させ、前記第二の圧力設定値を上回ると前記固定速ポンプを停止すると共に、吸込圧力が低下して前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第二の圧力設定値を下回ると前記固定速ポンプを再始動することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の態様は、水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、前記制御装置は、並列運転中に、１台の変速ポンプを前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転すると共に、他の固定速ポンプを前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度にて運転することを特徴とする。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度を、該速度での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、並列運転される複数台の可変速モータポンプを備え、並列運転中の吸込圧力の変動によっても圧力変動の少ない安定した制御を行うことができる。
より具体的には、以下に列挙する効果を奏する。
（１）本発明の１態様によれば、吸込圧力が上昇してポンプが停止状態になったときに、並列運転を解除して後発ポンプを解列停止しないように、可変速運転しているポンプへの周波数指令値が０Ｈｚである場合、もしくは、吸込圧力がＰＡ以上ある場合、もしくは、ＨｚＢ（その時の吸込圧力での締切圧力が給水系の最低必要圧力ＰＢ以上となる周波数）が０である場合には、解列動作を行わないという制御が行われる。
（２）本発明の１態様によれば、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
（３）本発明の１態様によれば、ポンプの並列運転中に吸込圧力が上昇して第一の圧力設定値以上になると、変速運転している後発ポンプを停止させるが、固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの運転は継続させる。吸込圧力が低下し、吐出圧力が目標圧力以下になると後発ポンプを再始動させるが、吸込圧力が更に上昇して第二の圧力設定値を超えると先発ポンプも停止させる。全てのポンプが停止した状態から、吸込圧力が低下して第二の圧力設定値を下回ると、先発ポンプを再始動し、その後吐出圧力が目標圧力を下回ると後発ポンプが変速運転で再始動される。したがって、複数台のポンプを再始動させる際に、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
（４）本発明の１態様によれば、並列運転中に、変速ポンプを変速運転するとともに、固定速ポンプを吸込圧力に応じて設定される速度で運転するため、固定速ポンプも吸込圧力の変動を考慮した安定した末端圧力一定制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態に係る直結式給水装置の概略構成図である。図３において図１と同一の構成については同一符号を付している。図３に示す直結式給水装置では、ポンプ１は３台備えられており、それぞれが並列に接続されている。また各ポンプ１に対応して、各ポンプ１を駆動するための電力を供給するインバータ（周波数変換器）２が設けられている。給水装置は、ポンプの吐出側に、圧力タンク３と吐出側圧力センサ４を備え、夫々のポンプ毎にフロースイッチ（流量検出手段）６と逆止弁７を備えている。また、ポンプの吸込側配管８は水道本管９に接続され、この吸込側配管８に吸込側圧力センサ１０と逆流防止装置１１とが設けられている。さらに、水道本管の圧力のみで給水を行うためのバイパス管１２がポンプ１の吸込側配管８と吐出側配管１３との間に設けられている。そして、バイパス管１２の途中には逆止弁１４が設けられている。
【００１８】
制御装置１５には、外部操作により給水系の最低必要圧力ＰＢや最大需要水量での必要圧力ＰＡ等が設定され、記憶される。制御装置１５と各インバータ２とはＲＳ４８５等の通信手段により接続され、制御装置１５からインバータ２へは、各種設定値や周波数指令値、発停信号（起動・停止信号）などの制御信号が送られ、インバータ２から制御装置１５へは、実際の周波数値や電流値等の運転状況が逐次送られる。また、制御装置１５は、吐出側圧力センサ４、吸込側圧力センサ１０やフロースイッチ６等のセンサ類の信号を受け取り、それぞれのインバータの発停（起動・停止）の判断、周波数指令値の演算を行う。
【００１９】
図４は、このような給水装置の推定末端圧力一定制御のフローチャートである。まず、制御装置１５に、吐出側圧力センサ４の検出圧力を取り込み、吸込側圧力センサ１０の検出圧力を取り込む。次いで、その時の吸込圧力において、締切状態で給水系の最低必要圧力ＰＢとなるポンプ回転数ＨｚＢを算出する。制御装置１５は、吸込圧力とポンプの締切圧力とポンプ回転数との関係をテーブルデータや関数として記憶しており、この関係を用いてポンプ回転数ＨｚＢを算出する。また、その時の吸込圧力における最高運転周波数（ポンプ最高回転数）ＨｚＭａｘを算出する。この最高運転周波数ＨｚＭａｘはその時の吸込圧力で締切運転をして、吸込圧力が０の時にポンプの最高回転数で締切運転したときの圧力Ｐｍａｘ（図５参照）となる回転数である。上述した、その時の吸込圧力における最高運転周波数ＨｚＭａｘも、制御装置１５に記憶された吸込圧力とポンプの締切圧力と回転数との関係を示すテーブルデータや関数を用いて算出される。
【００２０】
次に、制御装置１５は、算出したＨｚＢや現在の周波数指令値に基づいて、推定末端圧力一定制御の目標圧力を算出する。そして、この算出された目標圧力と現在の吐出圧力とを比較して、ＰＩ演算により変速運転されているポンプの周波数指令値を演算し、この周波数指令値がＨｚＢよりも小さければ周波数指令値をＨｚＢとし、大きければ演算された値をそのまま周波数指令値とする。
次に、２台以上のポンプが並列で運転中かどうかを確認し、並列運転中であれば固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの周波数指令として、上記ステップで算出したＨｚＭａｘの９５％の周波数を指定する。そして、この周波数指令値もＨｚＢを下回らないか否かが確認されて最終的に確定する。なお、ここではＨｚＭａｘの９５％としたが、ＨｚＭａｘを下回る周波数であれば、ＨｚＭａｘに所定比率（９５％に限らない）をかけた周波数でも、ＨｚＭａｘから所定値を差し引いた周波数でも構わない。
【００２１】
以上により、運転されているポンプ１の周波数指令値が決定し、制御装置１５は各インバータ２にそれぞれの周波数指令値を送信する。ＨｚＭａｘが吸込圧力によって変動するため、先発ポンプは固定速ポンプとはいえ、実際には吸込圧力の変動に応じてその運転周波数を変化させることになる。つまり、ここでいう固定速ポンプとは、吐出圧力と目標圧力との比較演算とは無関係であり、吸込圧力の変動に対応してのみ運転周波数を変化させるポンプである。そして、この運転周波数の変化により、その周波数での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となり、つまり、先発ポンプの性能曲線が吸込圧力に拘らず一定になるため、推定末端圧力一定制御の目標圧力の算出が安定する。
【００２２】
次に、吸込圧力が変動したときの制御を図５を参照して説明する。図５では横軸がポンプの運転周波数を表し、縦軸が圧力を表している。ＰＢ、ＰＡは、図２と同様に、それぞれ給水系の最低必要圧力、最大需要水量での必要圧力である。曲線Ｃ０は吸込圧力が０の時のポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表している。圧力ＰＢ一定の直線と曲線Ｃ０との交点の周波数がＨｚＢとなり、ポンプ最高回転数ＨｚＭａｘでの圧力がＰｍａｘとなる。
曲線Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれは、吸込圧力がＰｉｎ１〜Ｐｉｎ４となったときのポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表している。図４で説明したように、ＨｚＢ、ＨｚＭａｘは吸込圧力の変動によって更新されるが、その値は、図５中の曲線と圧力がＰＢ一定，Ｐｍａｘ一定となる直線との交点によって表されており、吸込圧力がＰｉｎ１のとき、ＨｚＢ１、ＨｚＭａｘ１となる。吸込圧力がＰｉｎ２まで上がると、曲線Ｃ２と圧力ＰＢ一定の直線とは交差しなくなるが、このときのＨｚＢはＨｚＢ２＝０として設定される。更に吸込圧力が上がりＰｍａｘよりも高いＰｉｎ４になると、曲線Ｃ４は圧力Ｐｍａｘ一定の直線とも交わらなくなるが、このときのＨｚＭａｘはＨｚＭａｘ４＝０として設定される。
【００２３】
今、ポンプ２台が並列運転されており、吸込圧力がＰｉｎ１だとすると、先発ポンプはＨｚＭａｘ１×０．９５の周波数で固定速ポンプとして運転されており、後発ポンプはＨｚＢ１以上の周波数で可変速運転されている。この状態で吸込圧力がＰｉｎ３まで高まると、推定末端圧力一定制御における目標圧力の最大値ＰＡを超えることになるので、変速運転されている後発ポンプへの指令周波数の演算結果は０Ｈｚとなり、実質的に停止状態になる。一方、固定速ポンプとして運転される先発ポンプは、ＨｚＭａｘ３×０．９５＞０Ｈｚであるため、運転は継続している。このとき、給水はバイパス管を通しても行われている。そして、更に吸込圧力がＰｉｎ４まで上がると、ＨｚＭａｘ４＝０となるので、先発ポンプへの指令周波数も０Ｈｚとなり、実質的な停止状態となる。この例で吸込圧力がＰｉｎ３以上で後発ポンプが停止した状態では、後発ポンプへの水の流れが小さくなるため、後発ポンプのフロースイッチは少水量状態を検知することになる。
【００２４】
本実施形態では、吸込圧力が上昇してポンプが停止状態になったときに、並列運転を解除して後発ポンプを解列停止しないように、可変速運転しているポンプへの周波数指令値が０Ｈｚである場合、もしくは、吸込圧力がＰＡ以上ある場合、もしくは、ＨｚＢ（その時の吸込圧力での締切圧力が給水系の最低必要圧力ＰＢ以上となる周波数）が０である場合には、解列動作を行わないという制御が行われる。つまり、本実施形態では、ポンプの解列停止条件として、可変速運転しているポンプが少水量状態になったことに加えて、そのポンプへの周波数指令が０Ｈｚより大きいこと、もしくは、吸込圧力がＰＡ以下であること、もしくは、ＨｚＢ＞０Ｈｚであることが追加される。
この制御により、本実施形態では、流入圧力がＰｉｎ４の状態で先発ポンプ、後発ポンプ共に周波数指令が０Ｈｚで停止状態にはあるが、並列運転は解除されていない。ここから吸込圧力が下がっていき、Ｐｍａｘ以下になると、ＨｚＭａｘが０Ｈｚより大きくなるので、まず固定速ポンプとして運転される先発ポンプが再始動し、更に吸込圧力が下がってＰＡより小さくなると変速運転される後発ポンプも再始動する。
【００２５】
従来のように並列運転が解除されてしまっていると、吸込圧力がＰＡより小さくなるまでポンプは再始動しないが、本実施形態の場合、それ以前に固定速ポンプとして運転される先発ポンプが再始動しているため、需要水量が大きく、吸込圧力のＰＡ以下への低下が急だった場合にも圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。このように、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
【００２６】
［第２の実施形態］
上述の第１実施形態では、吸込圧力の上昇時にポンプへの周波数指令値を０Ｈｚまで低下させて、実質的な停止状態にするように制御したが、吸込圧力が所定値以上になったことを条件にポンプを停止させる制御が行われることがある。
図５を参照して説明すると、吸込圧力が給水系の最大目標圧力であるＰＡ以上の所定値を超えると、駆動しているポンプを停止させるという制御が行われるが、複数のポンプが並列運転されている状態で全てのポンプを停止させてしまうと、吸込圧力が急に低下したときに複数台のポンプを再始動させなければならないため、圧力変動を生じさせやすい。
本実施形態では、変速運転されているポンプを停止させる第一の圧力設定値と、固定速ポンプとして運転されているポンプを停止させる第二の圧力設定値とを設定しておく。第一の圧力設定値は上述と同じく、ＰＡ以上となる所定の値であり、第二の圧力設定値は第一の圧力設定値より高い値であり、図５で言えば、Ｐｍａｘかその近傍の圧力値が望ましい。
【００２７】
制御装置１５は、ポンプの並列運転中に吸込圧力が上昇して第一の圧力設定値以上になると、変速運転している後発ポンプを停止させるが、固定速ポンプとして運転されている先発ポンプの運転は継続させる。吸込圧力が低下し、吐出圧力が目標圧力以下になると後発ポンプを再始動させるが、吸込圧力が更に上昇して第二の圧力設定値を超えると先発ポンプも停止させる。全てのポンプが停止した状態から、吸込圧力が低下して第二の圧力設定値を下回ると、先発ポンプを再始動し、その後吐出圧力が目標圧力を下回ると後発ポンプが変速運転で再始動される。
本実施形態でも、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプが停止する場合に、可変速運転中のポンプと固定速運転中のポンプとの停止条件に差を持たせて可変速運転中のポンプを先に停止させるようにし、吸込圧力の低下によりポンプが再始動する際にも吐出圧力が目標圧力を下回る前に固定速ポンプが予め始動するため、圧力変動を抑制した安定した給水が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】給水端へ水を供給する給水装置の従来例を示す図である。
【図２】給水端へ水を供給する給水装置の推定末端圧力一定制御を行う際のＱＨ線図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る直結式給水装置の概略構成図である。
【図４】給水端へ水を供給する給水装置の推定末端圧力一定制御のフローチャートである。
【図５】吸込圧力が変動したときの制御において、ポンプの運転周波数とその時の締切圧力との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１ モータポンプ
２ インバータ（周波数変換器）
３ 圧力タンク
４ 吐出側圧力センサ
６ フロースイッチ（流量検出手段）
７，１４ 逆止弁
８ 吸込側配管
９ 水道本管
１０ 吸込側圧力センサ
１１ 逆流防止装置
１２ バイパス管
１３ 吐出側配管
１５ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、前記変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、前記変速ポンプが少水量状態である場合に、前記変速ポンプを解列停止することを特徴とする直結式給水装置。
【請求項２】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプを停止させる場合に、前記変速ポンプと前記固定速ポンプとの停止条件に差を持たせて前記変速ポンプを先に停止させ、吸込圧力の低下によりポンプを再始動させる際に前記変速ポンプを再始動させる前に予め前記固定速ポンプを先に再始動させることを特徴とする直結式給水装置。
【請求項３】
前記制御装置は、第一の圧力設定値と、該第一の圧力設定値より高い第二の圧力設定値とを有し、並列運転中に前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第一の圧力設定値を上回ると前記変速ポンプを停止させ、前記第二の圧力設定値を上回ると前記固定速ポンプを停止すると共に、吸込圧力が低下して前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第二の圧力設定値を下回ると前記固定速ポンプを再始動することを特徴とする請求項２記載の直結式給水装置。
【請求項４】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、並列運転中に、１台の変速ポンプを前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転すると共に、他の固定速ポンプを前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度にて運転することを特徴とする直結式給水装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度を、該速度での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となるように設定することを特徴とする請求項４記載の直結式給水装置。
【請求項１】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、前記変速ポンプへの周波数指令値が０Ｈｚではなく、且つ、前記変速ポンプが少水量状態である場合に、前記変速ポンプを解列停止することを特徴とする直結式給水装置。
【請求項２】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転される変速ポンプと所定の速度で運転される固定速ポンプとで並列運転を行い、並列運転中に吸込圧力の上昇によりポンプを停止させる場合に、前記変速ポンプと前記固定速ポンプとの停止条件に差を持たせて前記変速ポンプを先に停止させ、吸込圧力の低下によりポンプを再始動させる際に前記変速ポンプを再始動させる前に予め前記固定速ポンプを先に再始動させることを特徴とする直結式給水装置。
【請求項３】
前記制御装置は、第一の圧力設定値と、該第一の圧力設定値より高い第二の圧力設定値とを有し、並列運転中に前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第一の圧力設定値を上回ると前記変速ポンプを停止させ、前記第二の圧力設定値を上回ると前記固定速ポンプを停止すると共に、吸込圧力が低下して前記吸込側圧力センサの検出圧力が前記第二の圧力設定値を下回ると前記固定速ポンプを再始動することを特徴とする請求項２記載の直結式給水装置。
【請求項４】
水道本管に接続される複数台のポンプと、該ポンプをそれぞれ変速運転する複数の周波数変換器と、吐出側圧力センサと、吸込側圧力センサと、これら機器を制御する制御装置とを備え、複数台のポンプを並列運転する直結式給水装置であって、
前記制御装置は、並列運転中に、１台の変速ポンプを前記吐出側圧力センサの検出圧力に応じて変速運転すると共に、他の固定速ポンプを前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度にて運転することを特徴とする直結式給水装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記吸込側圧力センサの検出圧力に応じて設定される速度を、該速度での締切圧力が吸込圧力の変動に拘らず一定となるように設定することを特徴とする請求項４記載の直結式給水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−８０３４（Ｐ２００９−８０３４Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７１５１７（Ｐ２００７−１７１５１７）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【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２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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