CN204919688U - 供水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的供水装置，在一个封装壳体内收纳有：从自来水主管吸入水的吸入管；设置于吸入管的止回阀；从吸入管分支的多个分支管；在各分支管的出口侧合流并连接于所需侧的供水管；与分支管对应的多台泵，针对各个分支管设置并将经过吸入管吸入的水向供水管侧排出；分别在泵的排出侧的分支管设置的止回阀；检测泵排出侧的供水管内压力的压力检测单元；检测泵吸入侧的供水管内压力的压力检测单元；多台变换器，针对每个泵设置，将来自电源的接受电力转换成与来自压力检测单元的检测压力对应的电力并输出；多台电动机，利用来自各对应的变换器的接受电力，对所对应的泵进行速度控制，压力检测单元设置于从供水管延伸的管上，在管与压力检测单元之间设置过滤器。

Description

供水装置

技术领域

本实用新型涉及并列地具备由变换器驱动的多台泵，且直接连结于自来水主管的供水装置，特别是涉及适于操作的供水装置。

背景技术

以往的使用了变换器的供水装置，由于变换器价格高，因此采用图17所示的备用方式。即，在借助变换器驱动来使泵8运转的情况下，首先，接通电磁接触器1、3，向变换器INV输出运转指令信号以及速度指令信号，使泵8运转。然后，在使泵9运转的情况下，断开电磁接触器3，并且使运转指令信号以及速度指令信号复位，接通电磁接触器4，输出运转指令信号以及速度指令信号。

然而，变换器有时由于电源的变动保护、过载保护而发生跳闸的情况。在变换器跳闸的情况下，如日本特开昭59-188096号公报所记载的那样，接通图17的电磁接触器2(或者电磁接触器5)，切换成工业电源而使泵运转，从而进行供水。

另外，在为了增多供水量而使两台泵同时运转的情况下，例如在利用变换器使泵8变速运转时，且在使泵9并列运转的情况下，接通电磁接触器5并利用工业电源启动泵9，使其以定速并列运转。此外，在使并列运转的泵分离的情况下，使追随的定速泵停止。作为与此相关的现有技术，存在日本特开昭59-51193号公报记载的技术。

在上述的现有技术中，在夜间时等使用水量较少时，暂时使泵停止。但是在泵停止的情况下，在图18所示的排出压力恒定控制方式的例子中，通常由于压力恒定，因而在压力箱中未充满水。因此，在判定为使用水量较少而应该使控制系统(省略图示)停止时，为了在压力箱充满水，而在使泵的运转速度从图18表示的Nmin提高到NST之后使泵停止，因此导致供水压力在最差条件下升压到H4。此外，在使第二台定速运转的泵启动/停止时，由于将并列启动压力设为H2，将并列停止压力设为H1，因此产生压力变动，从而存在对使用器具带来不良影响的情况。

在将供水装置直接连结于自来水主管而进行运转的情况下，需要极力抑制自来水主管的压力变动。因此与以往相比，需要进一步抑制使多台泵并列运转时的压力变动。另外，若在变换器跳闸时，利用工业电源使泵运转，则无法对自来水主管的压力变动进行控制，因此也需要应对该情况的对策。为了实施这样的对策，必须使自来水主管直接连结用的供水装置的操作变得容易，并且安全可靠地进行维护检查，并极力排除对自来水主管侧的不良影响。

在上述的供水装置中，存在在自来水主管的水中含有垃圾等异物的区域使用的情况。

在供水装置中，使用压力值作为控制参数的情况很多，但当在自来水主管的水中含有垃圾等异物的区域，将供水装置直接连结于自来水主管的情况下，考虑有压力检测单元因垃圾等异物而无法正常工作的情况。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述的情况所做出的，目的在于提供一种即便在自来水主管的水中含有垃圾等异物的情况下，也能够使供水装置正常地运转，并且维护容易的供水装置。

本实用新型的一个方式的供水装置，其特征在于，在一个封装壳体内收纳有：吸入管，其从自来水主管将水吸入；止回阀，其设置于所述吸入管；多个分支管，它们从所述吸入管分支；供水管，其在各分支管的出口侧合流并连接于所需侧；与分支管对应的多台泵，它们针对各个分支管设置，并将经过所述吸入管所吸入的水向所述供水管侧排出；分别在所述泵的排出侧的所述分支管设置的止回阀；检测泵排出侧的供水管内压力的压力检测单元；检测泵吸入侧的供水管内压力的压力检测单元；多台变换器，它们针对每个所述泵设置，将来自电源的接受电力转换成与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力并输出；以及多台电动机，它们利用来自各对应的变换器的接受电力，对所对应的泵进行速度控制，所述压力检测单元设置于从所述供水管延伸的管上，在所述管与所述压力检测单元之间设置有过滤器。

本实用新型的另一方式的供水装置，其特征在于，在一个封装壳体内收纳有：吸入管，其从自来水主管将水吸入；止回阀，其设置于所述吸入管；多个分支管，它们从所述吸入管分支；供水管，其在各分支管的出口侧合流并连接于所需侧；与分支管对应的多台泵，它们针对各个分支管设置，将经过所述吸入管所吸入的水向所述供水管侧排出；分别在所述泵的排出侧的所述分支管设置的止回阀；检测泵排出侧的供水管内压力的压力检测单元；检测泵吸入侧的供水管内压力的压力检测单元；多台变换器，它们针对每个所述泵设置，将来自电源的接受电力转换为与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力并输出；多台电动机，它们利用来自各对应的变换器的接受电力，对所对应的泵进行速度控制；以及控制单元，其对所述变换器分别输出控制信号，该控制信号用于转换成与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力，所述压力检测单元设置于从所述供水管延伸的管上，在所述管与所述压力检测单元之间设置有过滤器。

优选地，设置有多个所述过滤器。

优选地，在所述过滤器的前后设置有阀。

优选地，所述阀为手动阀。

优选地，所述阀为三通阀。

根据本实用新型，通过在供水管与压力检测单元之间设置过滤器(过滤网)，从而压力检测单元难以堵塞，因此能够正确地检测出压力值，从而对供水装置进行正常地控制。通过设置多个过滤器(过滤网)，并在其前后设置有阀，从而不使供水装置停止，就能够进行过滤器的维护作业(检查、清扫)、更换。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施例的供水装置的简要构成图。

图2是使用了本实施例的供水装置的供水系统的构成图。

图3是图1表示的控制装置的动力电路图。

图4是图1表示的控制装置的控制电路图。

图5是利用图1表示的供水装置进行末端压力恒定控制运转的情况下的运转特性图。

图6是表示第一实施例的增速以及增加台数时的动作的运转特性图。

图7是表示第一实施例的运转顺序的流程图。

图8是表示第一实施例的运转顺序的流程图。

图9(a)、图9(b)是表示第一实施例的运转顺序的流程图。

图10(a)、图10(b)是说明第一实施例的压力变动抑制效果的特性图。

图11是表示第一实施例的节能效果的图。

图12是第一实施例的供水装置的外观图。

图13是本实用新型的第二实施例的供水装置的动力电路图。

图14是本实用新型的第三实施例的供水装置的控制装置的动力电路图。

图15是第三实施例的控制电路图。

图16是本实用新型的第四实施例的供水装置的简要构成图。

图17是以往的供水装置的控制装置的动力电路图。

图18是以往的供水装置的运转特性图。

图19(a)是设置有一个过滤器的压力检测单元的详细图，图19(b)是设置有两个过滤器和手动阀的压力检测单元的详细图，图19(c)是设置有两个过滤器和三通阀的压力检测单元的详细图。

附图标记说明：202、206、207…止回阀；208、209…闸门阀；8、9…泵；IM1、IM2…电动机；210…压力箱；211…压力传感器；214…控制装置；401…布线用断路器；402、403…电磁接触器；INV1、INV2…变换器；N1、N2…速度指令信号；406a、407a…运转指令信号；501、518、519…开关；SW1、SW2…双列直插开关；502…稳定化电源；508…微型计算机(微机)；514…存储器；513…中央运算处理装置；406、407…继电器；530…控制电路(控制器)。

具体实施方式

以下，参照图1～图16对本实用新型的一个实施例进行说明。

图1～图12是表示本实用新型的第一实施例的图。如图1、图2所示，最近开始实施将供水装置直接连结于自来水主管来使用。在该情况下，由于将多个供水装置直接连结于自来水主管，因此由各供水装置的泵启动/停止产生的压力变动的影响有可能涉及到自来水主管。因此，直接连结于自来水主管而使用的供水装置，需要使由泵的启动/停止产生的压力变动极小，在以下叙述的本实用新型的实施例的供水装置，提供使该压力变动极小的技术。

图1是本实用新型的第一实施例的供水装置的整体简要构成图。该供水装置的两台泵8、9分别安装于经由止回阀202而直接连接于自来水主管的不锈钢制造的吸入管，即在止回阀202的下游分支成两根的分支管部分。在泵8、9的下游，分别连接有止回阀206、207以及闸门阀208、209，配管在它们的下游合流而成为导入所需家庭的供水管213。而且，在该供水管213连接有：在内部具有储气部的压力箱(也可以为隔膜箱)210、以及根据供水管213内的压力而发出压力信号的压力传感器211。

泵8、9由控制装置214控制，在控制装置214内置有：两台变换器，它们对驱动泵8、9的马达IM1、IM2的各旋转速度进行控制；控制电路(控制器)，其具有控制上述变换器的微型计算机。

图12是上述的实施例的供水装置的外观图。该供水装置构成为收纳于小型的封装壳体，且容易操作。

图3是表示图1表示的控制装置的动力电路部分的图，PW为电源，401为布线用断路器，402a、403a分别为1号机泵8、2号机泵9用的各自的电磁接触器的主电路触点，404、405同样为对各泵8、9进行驱动控制的变换器，N1、N2将在后面进行说明，但是为对各变换器404、405指示速度的信号，406a、407a是针对各变换器404、405的运转指令信号。

图4表示内置于图1表示的控制装置214内的控制电路530，501是进行电源接通/断开的开关，502是由变压器、二极管电桥、调节器等构成的稳定化电源，509是用于对微型计算机(以下，简称为微机)508供给上述电源的电源端子，503是用于对电磁接触器(的线圈)402、403以及继电器(的线圈)406、407进行开闭控制的接口。

若接通电磁接触器402、403，则其主电路触点，即图3表示的主电路触点402a、403a关闭。同样，若继电器406、407励磁，则其继电器触点406a、407a关闭。

510、511是接口，用于根据来自中央运算处理装置(CPU)513的指令而对变换器404、405输出例如速度指令N1、N2，由D/A变换器等构成。

518将在后面进行说明，但如图5所示，是用于设定以预先设定的关系进行压力控制时的目标值例如H0、H1、H3的开关，这些目标值经由接口512而被CPU513获取。同样，519是用于设定预先设定的指令速度亦即例如从变速指令切换成固定速度指令，或者进行相反切换的速度点N1、N2的开关，这些速度点N1、N2经由接口516而被CPU513获取。此外，520是用于获取压力传感器211检测出的供水管213的压力信号的接口，该压力信号经由端口517而被CPU513获取。如上所述构成控制器530。

图5是对进行末端压力恒定控制的情况下泵的运转特性进行例示的线图，用与图18相同的附图标记表示的部件，具有相同的意思。605是配管等的阻力曲线。601～604表示使用水量变化时，分别将运转速度假想为最高速度Nmax、N1、Nmin、…时Q-H性能曲线与上述阻力曲线的交点。

参照图7对以上述方式构成的装置的动作进行说明。当前在图1、图5中，供水管213内(压力箱210也成为大致相同的压力)的压力高于H3(在此，成为启动压力)，泵8、9均停止。另外，此时图3的布线用断路器401接通，图4的开关501关闭，使控制装置214工作，并处于待机状态。当然，H0、H1、H3、N1、N2等数据，预先从开关518、519读取，并保存于存储器(步骤701)。

若打开未图示的需要端的水龙头，则供水压力降低。由压力传感器211对此进行检测(步骤702)。若该压力传感器211检测出的压力比启动压力H3降低，则CPU513经由端口515，例如将打开电磁接触器402、继电器406的信号输出至接口503，并且从接口510输出速度指令信号N1。由此一个泵8被启动。

通过该启动，泵8在图5的点604运转。若使用量增大，则沿着阻力曲线605继续运转，另一方面，若使用量减少，则逐渐减速并继续低速度Nmin运转(步骤703)。

若使该状态继续一定时间，则转到步骤704的极低速度Nmin的备用状态。然后，在步骤705取得一定时间时机后，在步骤706中确认压力是否为H0以下，若成为H0以下，则将速度更新为Nmin(步骤707)，并从步骤703再次执行。

若处于H0以上的状态，则通过CPU513，这次将接通电磁接触器403、继电器407的信号输出至接口503，并且输出极低速度信号(比Nmin小的速度)作为对变换器405的速度指令信号N2。在该状态下，泵的运转特性曲线位于比曲线608靠下方，因此泵不工作而成为怠速运转，从而供水压力保持规定的压力(曲线605上的压力)。在一定时间后，输出使先行运转的泵8停止的信号，使泵8停止，而之后运转的泵9进行低速备用运转，使其待机。

若使用量增大而使供水压力开始下降到H0以下，则使泵增速来应对该情况。若使用量进一步增加，则进一步使泵增速。若当前运转过程中的泵为泵8，则在该泵8的运转速度达到预先设定的速度N1时，输出用于使暂停的泵9进行极低速度运转的信号402、406、510。

接下来，使用图6对增速以及增加台数时的动作进行说明。

1)若先行机的运转速度从Nmin向N1增速，并且供水压力比规定值Hi降低(为了可靠地进行，在此取得一定时间的时机，在确认真正为规定值以下的基础上，转向接下来的动作即可)，则朝向100％N开始增速，并且使追随机在Nmin以下启动。

2)然后，伴随着供水压力比规定值降低，先行机继续增速，但追随机维持Nmin的速度。在此，将追随机设为Nmin是因为供水压力不会比作为目标值的规定压力上升。

3)这样，即使先行机达到100％N，并且经过一定时间，若供水压力处于比规定值H3低的状态，则进行使追随机从Nmin朝向100％N增速的指令，也使供水压力成为规定值。

接下来，对减速以及减少台数时的动作进行说明。

1)在双方泵均达到100％N的情况下，将追随机的运转速度固定为100％N。

2)伴随着使用水量的减少，若供水压力变为比规定值高，则指示先行机的速度从100％N朝向Nmin减速。

3)此外，若使用量较少，即使先行机的速度达到Nmin，并且经过一定时间，供水压力也成为高于规定值H4的状态，则使先行机的速度为极低速，此后使先行机停止。这是为了排除停止时因过渡电流对变换器带来的不良影响。

通过图8、图9(a)、图9(b)的流程图，对以上的动作进一步详细地进行说明。

首先，在步骤801中对供水压力进行检测，并判定供水压力是否为规定压力以下(步骤802)。在高于规定压力时，进入减速处理，在为规定压力以下时，使先行机增速(步骤803)，在接下来的步骤804中，判定先行机运转速度是否达到N1。若先行机运转速度为N1以下，则返回步骤801，若为N1以上，则进入接下来的步骤805，使追随机以Nmin以下的速度启动。而且维持该速度。

接下来，在步骤806中进行Δt的等待时间处理之后，对供水压力进行检测(步骤807)，并判定该检测压力是否为规定值以下(步骤808)。在为规定值以下的情况下，进入步骤815，对先行机的运转速度进行检测，在步骤816中，判定先行机的运转速度是否达到最高速度Nmax。若达到Nmax，则从该时刻解除追随机的速度锁定，再次开始速度控制，并且将先行机固定为最高速度Nmax(步骤818)。在该状态下，泵的运转点处于图5的点602，因此不产生压力变动。在未达到Nmax的情况下，保持对追随机的速度进行锁定的状态，进行先行机的增速(步骤817)，并返回步骤806。

当在步骤808中判定为不是规定值以下的情况下，由于使用量通过一台运转进行供给，因此在步骤809中检测先行机的运转速度，并判定该运转速度是否为最低速度Nmin(步骤810)。若为Nmin以下，则处于图5的点604附近的状态，因此在步骤811中进行Δt的等待时间处理后，在步骤813中判定压力是否为规定压力以上，在为规定压力以上时，进入步骤814，使先行机停止，并解除追随机的速度锁定而返回步骤801，从此处再次执行。当在步骤810中判定为不是Nmin的情况下，使先行机减速(步骤812)，并返回步骤806。

在步骤818后，进入步骤819，在执行Δt的等待时间处理之后，检测供水压力(步骤820)，并在接下来的步骤821中判定该压力检测值是否为规定值以下。在规定值以下的情况下，进入图9(a)的步骤822，检测追随机的运转速度，并判定该运转速度是否为最低速度Nmin(步骤823)。若达到最低速度Nmin，则在执行步骤825的Δt的等待时间处理后，在826步骤中判定是否为规定压力H4以上。判定的结果，若为图5的H4以上，则在步骤827中关闭先行机，并且解除追随机的运转速度锁定，返回801步骤，从此处再次执行。当在步骤823中判定为未达到Nmin时，在步骤824中进行减速处理，返回步骤819。

当在步骤821中判定为规定值以下的情况下，进入图9(b)的步骤828，检测追随机的运转速度，在通过步骤829的判定而判定为该运转速度达到最高速度Nmax时，不进行速度变更(步骤831)，在未达到最高速度Nmax时，在进行增速处理(步骤830)后，返回步骤819。

若进行以上说明的泵控制，则在使泵停止时，能够使越先行运转的泵越先停止，因此能够实现多台泵的运转负担的等分化。

图10(a)是表示利用上述的本实施例的供水装置，抑制对各泵进行变频控制时的压力变动的状态的图。另外，用于比较的图10(b)是将变换器运转的泵与额定运转的泵组合的例子，但示出在切换时若额定运转的泵运转，则产生急剧的压力变动。

在本实施例中，如图11所示，与使用接水槽的现状的方式相比，能够利用自来水主管的压力，因此该部分可以相应地减少泵的压力，从而能够实现节能化。

图13是本实用新型的第二实施例的供水装置的控制电路的构成图。在本实施例中，将对变换器的速度指令信号作为1点。当前使用水量较少，泵8以图5表示的极低速Nmin在特性曲线609的下方运转。

在该状态下，若检测出使用水量较少的状态，则接通对另一个泵进行驱动的变换器405的运转指令信号407a，输出与先行的变换器相同的速度指令信号N，并使两泵均以极低速度运转。然后，在一定时间后，使先行的泵停止。即使在这样的情况下，也使泵旋转一圈而切换泵的运转，因此不言而喻不产生压力变动，此外速度指令信号为1点即可，因此具有能够廉价地构成控制装置214的效果。

接下来，利用图14、图15来说明本实用新型的第三实施例。在本实施例中，在变换器或泵发生故障的情况下，以进行备用的方式构成供水装置。图14除了图3的结构之外，增加在备用时用于切换的电磁接触器触点，为了进行图14的电磁接触器的切换，在图4的基础上，图15增加了马达的过载保护用的热敏式继电器触点522、523以及变换器跳闸信号用触点524、525作为切换电路。另外，为了输入上述故障信号，而在微型计算机508设置输入端口521。

在这样构成的装置中，例如在变换器INV1和IM2发生故障的情况下，断开电磁接触器52P1、52P4，并接通电磁接触器52P2，从而微型计算机508对INV2发出运转指令，利用该变换器INV2使IM1运转，从而进行备用。

与以上同样，在INV2与IM1发生故障的情况下，断开电磁接触器52P1、52P4，接通电磁接触器52P3，从而微型计算机508对INV1发出运转指令，使IM2运转，进行备用。

这样，在故障时，不进行断水，能够提高可靠性。而且利用备用的泵的变换器进行速度控制，因此能够抑制自来水主管压力的压力变动。

图16是本实用新型的第四实施例的供水装置的简要构成图。

本实施例，在第一实施例的自来水主管与供水装置之间设置有接水槽，其他结构与第一实施例相同。在图16中，201是接水槽，203、204、208、209、212是闸门阀，8、9分别是由变换器、电动机驱动的泵，206、207是止回阀，210是在内部具有储气部的压力箱(也可以为隔膜箱)，211是设置于供水管213并根据此处的压力发出压力信号的压力传感器。

这样，上述的各实施例的供水装置构成为用于直接连结于自来水主管而使用，但也能够适用于具备接水槽的装置。

图19(a)、图19(b)、图19(c)表示压力检测单元的详细情况。

图19(a)是在供水管与压力检测单元之间设置有一个过滤器的图。在从供水管延伸的管上按顺序设置手动阀、过滤器、手动阀、压力检测单元。通过在压力检测单元的上游侧设置有过滤器(过滤网)，从而压力检测单元难以堵塞，能够对压力值进行正确地检测。

压力传感器、压力开关等压力检测单元，对作为检测对象的流体的压力进行检测的受压部形成为细管状，若因异物等的混入而阻塞，则难以通过清扫等恢复，为了使供水装置恢复，若不更换压力检测单元本身则无法恢复。

图19(b)是设置有两个过滤器，将从供水管延伸的管形成分支管，在各个分支管设置手动阀、过滤器、手动阀，在分支管的前端设置压力检测单元的例子。在通常运转时，为了除去水中含有的异物，使两个过滤器均通水，但在维护作业时，仅使一侧的分支管通水，从而即便在供水装置动作过程中，也能够进行另一侧的过滤器的维护。或者在通常运转时，仅使一侧通水，另一侧可以作为维护作业时的备用。

图19(c)为图19(b)的变形例，是代替手动阀而设置三通阀的例子。与图19(b)同样设置有两个过滤器，从而即便在过滤器的维护作业时，也能够不使供水装置停止而继续运转。

记载上述实施方式的目的在于，使具有本实用新型所属的技术领域的通常的知识的人能够实施本实用新型。上述实施方式的各种变形例，若为本领域技术人员，则当然能够实施，且本实用新型的技术的思想也能够应用于其他实施方式。因此本实用新型不限定于所记载的实施方式，而是能够解释为依据权利要求书定义的技术思想的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种供水装置，其特征在于，在一个封装壳体内收纳有：

吸入管，其从自来水主管将水吸入；

止回阀，其设置于所述吸入管；

多个分支管，它们从所述吸入管分支；

供水管，其在各分支管的出口侧合流并连接于所需侧；

与分支管对应的多台泵，它们针对各个分支管设置，并将经过所述吸入管所吸入的水向所述供水管侧排出；

分别在所述泵的排出侧的所述分支管设置的止回阀；

检测泵排出侧的供水管内压力的压力检测单元；

检测泵吸入侧的供水管内压力的压力检测单元；

多台变换器，它们针对每个所述泵设置，将来自电源的接受电力转换成与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力并输出；以及

多台电动机，它们利用来自各对应的变换器的接受电力，对所对应的泵进行速度控制，

所述压力检测单元设置于从所述供水管延伸的管上，

在所述管与所述压力检测单元之间设置有过滤器。

2.一种供水装置，其特征在于，在一个封装壳体内收纳有：

吸入管，其从自来水主管将水吸入；

止回阀，其设置于所述吸入管；

多个分支管，它们从所述吸入管分支；

供水管，其在各分支管的出口侧合流并连接于所需侧；

与分支管对应的多台泵，它们针对各个分支管设置，将经过所述吸入管所吸入的水向所述供水管侧排出；

分别在所述泵的排出侧的所述分支管设置的止回阀；

检测泵排出侧的供水管内压力的压力检测单元；

检测泵吸入侧的供水管内压力的压力检测单元；

多台变换器，它们针对每个所述泵设置，将来自电源的接受电力转换为与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力并输出；

多台电动机，它们利用来自各对应的变换器的接受电力，对所对应的泵进行速度控制；以及

控制单元，其对所述变换器分别输出控制信号，该控制信号用于转换成与来自所述压力检测单元的检测压力对应的电力，

所述压力检测单元设置于从所述供水管延伸的管上，

在所述管与所述压力检测单元之间设置有过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的供水装置，其特征在于，

设置有多个所述过滤器。

4.根据权利要求1或2所述的供水装置，其特征在于，

在所述过滤器的前后设置有阀。

5.根据权利要求1或2所述的供水装置，其特征在于，

所述阀为手动阀。

6.根据权利要求1或2所述的供水装置，其特征在于，

所述阀为三通阀。