CN205153038U - 自来水管用供液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供自来水管用供液装置，在形成为多台泵相对于自来水管主管并列地直接连结的状态而进行运转的情况下，不仅能够极力抑制自来水管主管的压力变动、而且能够对来自自来水管主管的水进行清洁化、能够容易地进行上述操作、维护检查。该自来水管用供液装置将吸入管、逆止阀、过滤器、多个分支管、供水管、供水分支管、第2开闭阀、多台泵、逆止阀、笫1监视构件、多台变频器以及多台电动机收纳在1个封装内。

Description

自来水管用供液装置

技术领域

本实用新型涉及与并列地具备多台由变频器驱动的泵的自来水管主管直接连结的自来水管用供液装置，特别是涉及容易处理的自来水管用供液装置。

背景技术

对于现有的使用变频器的供水装置，由于变频器昂贵，因此采用如图17所示那样的后备方式。即，在借助变频器驱动使泵8运转的情况下，首先，接通电磁接触器1、3，对变频器INV输出运转指令信号以及速度指令信号而进行运转。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，存在为了相对于电源的变动、过载保护变频器而变频器跳闸的情况。在变频器跳闸的情况下，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)而切换至商用电源进行运转，并进行供水。

并且，在为了增多供水量而使2台同时运转的情况下，例如当在正借助变频器使泵8变速运转之际使泵9并列运转的情况下，接通电磁接触器5而利用商用电源启动泵9并使其以定速并列运转。此外，在将并列运转的泵断开的情况下，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号公报所记载的技术。

在上述的现有技术中，当在夜间时等使用水量少时，暂时使泵停止。但是，在使泵停止的情况下，在如图18所示的排出压力恒定控制方式的例子中，由于通常压力是恒定的因此压力罐中并未充满水。因此，当使用水量少而控制系统(省略图示)判定为应当停止时，为了使压力罐中充满水，将泵的旋转速度从图18所示的NMIN提高到NST而后使其停止，因此，供水压力在最恶条件下升压至H4。此外，在使第2台定速运转的泵启动/停止之际，由于将并列启动压力设为H2、将并列停止压力设为H1，因此存在产生压力变动而对使用器具造成不良影响的情况。

当将自来水管用供液装置直接连结于自来水管主管而进行运转的情况下，需要极力抑制自来水管主管的压力变动。因而，与现有相比需要进一步抑制使多台泵并列运转时的压力变动。并且，若在变频器跳闸时利用商用电源使泵运转，则无法控制自来水管主管的压力变动，因此也需要针对这种情况的对策。为了实施这样的对策，必须使自来水管主管直接连结用的供液装置的操作容易、使其维护检查安全可靠，极力排除对自来水管主管侧的不良影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自来水管用供液装置，在形成为多台泵相对于自来水管主管并列地直接连结的状态而进行运转的情况下，不仅能够极力抑制自来水管主管的压力变动、而且能够对来自自来水管主管的水进行清洁化、能够容易地进行上述操作、维护检查。

本实用新型的技术方案1提供一种自来水管用供液装置，其特征在于，上述自来水管用供液装置将下述部件收纳在1个封装内：吸入管，水从自来水管主管流入上述吸入管；设置于上述吸入管的逆止阀；设置于上述吸入管并对水进行净化的过滤器；从上述吸入管分支的多个分支管；供水管，该供水管使各分支管的出口侧汇合，且与需要侧连接；供水分支管，该供水分支管从上述供水管分支且在上述过滤器的上游侧汇合，且具有第1开闭阀；第2开闭阀，该第2开闭阀设置在上述过滤器的下游、且设置在上述多个分支管的上游的吸入管；与分支管对应的多台泵，这些泵针对每个分支管设置，将通过上述吸入管流入的水朝上述供水管侧排出；在上述泵的排出侧的上述分支管分别设置的逆止阀；在上述逆止阀的下游侧设置的第1监视构件；多台变频器，这些变频器针对上述泵的每个设置，将来自电源的受电电力转换成与来自上述监视构件的检测值相对应的电力并输出；以及多台电动机，这些电动机利用来自各对应的变频器的受电电力对对应的泵进行旋转控制。

技术方案2所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案1所述的自来水管用供液装置中，在上述过滤器的下游设置有第2监视构件。

技术方案3所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案1所述的自来水管用供液装置中，上述第1监视构件是流体的压力检测构件或流体的流量检测构件。

技术方案4所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案2所述的自来水管用供液装置中，上述第2监视构件是流体的压力检测构件或流体的流量检测构件。

技术方案5所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案2所述的自来水管用供液装置中，当上述第2监视构件的信号值从预先设定的范围偏离的情况下，在规定时间以内从控制装置发送过滤器清洗动作的开始信号。

技术方案6所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案5所述的自来水管用供液装置中，在上述吸入管的上述过滤器的下游具有能够根据上述开始信号开闭的过滤器污物排出孔。

技术方案7所涉及的自来水管用供液装置的特征在于，在技术方案6所述的自来水管用供液装置中，当发出了上述开始信号的情况下，使上述第1开闭阀动作而成为打开状态，使上述第2开闭阀动作而成为关闭状态，并且使上述排出孔动作而成为打开状态。

在本实用新型的自来水管用供液装置中，不仅机械部分、而且包含变频器、控制构件之类的控制装置部分也被收纳在1个封装内，因此其操作变得容易、并且维护检查也变得容易。

附图说明

图1是本实用新型的第1实施例所涉及的供水装置的概要结构图。

图2是使用了本实施例的供水装置的供水系统的结构图。

图3是图1所示的控制装置的动力电路图。

图4是图1所示的控制装置的控制电路图。

图5是利用图1所示的供水装置进行末端压力恒定控制的运转的情况下的运转特性图。

图6是示出第1实施例中的增速以及增加台数时的动作的运转特性图。

图7是示出第1实施例中的运转步骤的流程图。

图8是示出第1实施例中的运转步骤的流程图。

图9(a)、图9(b)是示出第1实施例中的运转步骤的流程图。

图10是对第1实施例中的压力变动抑制效果进行说明的特性图，图10(a)是示出利用第1实施例所涉及的供水装置对各泵进行变频器控制时的压力变动得到抑制的样子的图，图10(b)是示出组合了变频器运转的泵和额定运转的泵的例子的图。

图11是示出第1实施例中的节能效果的图。

图12是第1实施例的供水装置的外观图。

图13是本实用新型的第2实施例所涉及的供水装置的动力电路图。

图14是本实用新型的第3实施例所涉及的供水装置的控制装置的动力电路图。

图15是第3实施例中的控制电路图。

图16是本实用新型的第4实施例所涉及的供水装置的概要结构图。

图17是现有的供水装置中的控制装置的动力电路图。

图18是现有的供水装置的运转特性图。

标号说明：

202、206、207：逆止阀；208、209：分隔阀；8、9：泵；IM1、IM2：电动机；210：压力罐；211：压力传感器；211a：监视器；214：控制装置；215：过滤器(粗滤器)；216a、216b、217：开闭阀；401：配线用切断器；402、403：电磁接触器；INV1、INV2：变频器；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：稳压电源；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是示出本实用新型的第1实施例的图。最近，如图1、图2所示，开始进行将自来水管用供液装置(以下称为供水装置)直接连结于自来水管主管而进行使用的做法。在该情况下，由于在自来水管主管直接连结有多个供水装置，因此，担忧因各供水装置的泵启动/停止而导致的压力变动的影响波及到自来水管主管。因此，对于与自来水管主管直接连结而进行使用的供水装置，需要使因泵的启动/停止而导致的压力变动极小，以下所述的本实用新型的实施例所涉及的供水装置提供一种使该压力变动极小的技术。

图1是本实用新型的第1实施例所涉及的供水装置的整体概要结构图。该供水装置的2台泵8、9是经由逆止阀202与自来水管主管直接连接的不锈钢制的吸入管，分别安装于在逆止阀202下游分支成2条的分支管部分。在泵8、9的下游分别连接有逆止阀206、207以及分隔阀208、209，配管在它们的下游汇合而构成被朝需求者引导的供水管213。而且，在该供水管213连接有在内部具有空气积存部的压力罐(也可以是隔膜式贮箱)210和与供水管213内的压力相对应地产生压力信号的压力传感器211。并且，在供水管213连接有具有开闭阀的分支管，该分支管连接在逆止阀202的下游侧、且是过滤器215的上游侧。

泵8、9由控制装置214控制，在控制装置214内置有对驱动泵8、9的马达IM1、IM2的各旋转速度进行控制的2台变频器和具有控制这些变频器的微型计算机的控制电路(控制器)。

安装于过滤器215的下游侧的监视器211a是计测过滤器215下游的配管压力或配管流量的构件。若过滤器215从清洁状态起因污物堆积等而变为堵塞状态，则稳态状态的压力值、流量值从预先设定的规定范围(正常范围)脱离。若从监视器211a朝控制装置214以适当的时机发送的信号值从上述预先设定的规定范围偏离则控制装置214在规定时机开始过滤器清洁动作。对于进行过滤器清洁动作的时机，可以一旦监视器211a的信号值从正常范围偏离就立刻进行，也可以在需求者的水使用量少的时机(例如深夜)进行。若过滤器清洁动作开始，则使设置于来自供水管的分支管的开闭阀成为打开状态，使位于监视器211a的下游侧的开闭阀216a或216b成为关闭状态。进一步，通过使用于从过滤器215排出污物的开闭阀217成为打开状态而对过滤器215进行清洁化。为了提高清洁化的效率，可以提高朝过滤器215的液体的供给压力，也可以在液体供给中采用大致脉冲供给或脉动供给。

图12是上述实施例所涉及的供水装置的外观图。该供水装置构成为被收纳于小型的封装，操作容易。

图3是示出图1所示的控制装置的动力电路部分的图，PW是电源，401是配线用切断器，402a、403a分别是1号机泵8、2号机泵9用的各自的电磁接触器的主电路接点，404、405是同样对各泵8、9进行驱动控制的变频器，N1、N2将在后面说明，是对各变频器404、405指令速度的信号，406a、407a是朝各变频器404、405的运转指令信号。

图4示出内置于图1所示的控制装置214内的控制电路530，501是进行电源的接通/切断的开关，502是由变压器、二极管电桥、调节器等构成的稳压电源，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。

若电磁接触器402、403接通，则其主电路接点即图3所示的主电路接点402a、403a闭合。同样，若继电器406、407被励磁，则其继电器接点406a、407a闭合。

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

518将在后面说明，如图5所示，是用于在预先决定的关系中设定进行压力控制之际的目标值例如H0、H1、H3的开关，这些目标值经由接口512由CPU513获取。同样，519是用于设定预先决定的指令速度、即例如用于从变速指令切换为固定速指令或者相反地进行切换的速度点N1、N2的开关，这些速度点N1、N2经由接口516由CPU513获取。此外，520是用于获取压力传感器211所检测到的供水管213的压力信号的接口，该压力信号经由端口517由CPU513获取。以上述方式构成控制器530。

图5是举例示出进行末端压力恒定控制的情况下的泵的运转特性的线图，与图18以相同标号表示的部分具有相同的意思。605是配管等的阻力曲线。601～604示出当使用水量变化时，分别假想运转速度为最高速度Nmax、N1、Nmin、……时的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部分的工作进行说明。目前，在图1、图5中，假设供水管213内(压力罐210也大致为相同压力)的压力比H3(这里设为启动压力)高，泵8、9均停止。并且，此时，图3的配线用切断器401接通，图4的开关501闭合而控制装置214工作，假设处于待机状态。当然，H0、H1、H3、N1、N2等数据预先从开关518、519读入，并被储存于存储器(701步骤)。

若打开未图示的需要端的水龙头，则供水压力降低。利用压力传感器211检测该情况(702步骤)。若该压力传感器211所检测到的压力比启动压力H3低，则CPU513经由端口515朝接口503输出例如使电磁接触器402、继电器406导通(ON)的信号，并且从接口510输出速度指令信号N1。由此，一方的泵8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上继续运转，但另一方面，若使用量变少，则逐渐减速而继续进行低速度NMIN运转(703步骤)。

若该状态持续一定时间，则过渡至704步骤的极低速度NMIN的备用状态。然后，当在705步骤达到一定时间点后，在706步骤确认压力是否为H0以下，若变为H0以下则将速度更新为NMIN(707步骤)而从703步骤起再次执行。

若为H0以上的状态，则利用CPU513此次朝接口503输出使电磁接触器403、继电器407导通(ON)的信号，并且，作为速度指令信号N2，朝变频器405输出极低速度信号(比NMIN小的速度)。在该状态下，若泵的运转特性曲线相比曲线608靠下方，则泵不做功而进行怠速运转，供水压力保持规定的压力(曲线605上的压力)。在一定时间后，输出使先发运转的泵8停止的信号而使泵8停止，进行后运转的泵9的低速备用运转而使其待机。

若使用量增大而供水压力开始下降至H0以下，则使泵增速以应对该情况。若使用量进一步增加，则进一步使泵增速。若目前运转中的是泵8，则当该泵8的运转速度达到预先决定的速度N1时，输出用于使休止的泵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工作进行说明。

1)若先行机的运转速度从Nmin朝N1增速，且供水压力比规定值Hi低(为了可靠地进行，这里，可以进行一定时间的计时，在确认真是规定值以下的基础上，过渡至后面的动作)，则开始朝100％N增速，并且使追随机以Nmin以下的速度启动。

2)然后，伴随着供水压力变得比规定值低，先行机继续增速，但追随机维持Nmin的速度。这里，使追随机的速度为Nmin是为了使得供水压力不会相比作为目标值的规定压力上升。

3)这样，若先行机的速度达到100％N、且即便经过一定时间也不变为供水压力变得比规定值H3低的状态，则对追随机发出使其从Nmin朝100％N增速的增速指令，以使得供水压力变为规定值。

接下来，对减速以及减台时的工作进行说明。

1)在双方的泵均达到100％N后的情况下，将追随机的运转速度固定位100％N。

2)若伴随着使用水量的减少而供水压力变得比规定值高，则对先行机发出指令，以使其速度从100％N朝Nmin减速。

3)此外，若使用量变少，先行机的速度达到Nmin，且经过一定时间供水压力变为比规定值H4高的状态，则使先行机的速度为极低速，在此之后使先行机停止。这是为了排除因停止时的过渡电流导致的对变频器的不良影响。

利用图8、图9的流程图对以上的工作更详细地进行说明。

首先，在步骤801检测供水压力，判定供水压力是否为规定压力以下(步骤802)。在比规定压力高时进入减速处理，当为规定压力以下时使先行机增速(步骤803)，在随后的步骤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以上则前进至随后的805步骤，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进行Δt的等待时间处理，然后计测供水压力(步骤807)，判定该检测压力是否为规定值以下(步骤808)。当为规定值以下的情况下前进至步骤815，检测先行机的运转速度，在816步骤判定先行机的运转速度是否达到最高速度Nmax。若达到Nmax，则在此时刻解除追随机的速度锁定，重新开始速度控制，并且将先行机固定在最高速度Nmax(818步骤)。在该状态下，泵的运转点处于图5的点602，因此不会产生压力变动。在并未达到Nmax的情况下，在将追随机的速度锁定的状态下，进行先行机的增速(步骤817)，返回步骤806。

当在步骤808判定为并非规定值以下的情况下，则通过1台运转就能够维持使用量，因此，在步骤809检测先行机的运转速度，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进行Δt的等待时间处理后，在步骤813判定压力是否处于规定压力以上，当为规定压力以上时前进至814步骤而使先行机停止，解除追随机的速度锁定而返回801步骤，从此开始再次执行。当在步骤810判定为并非Nmin的情况下，使先行机减速(步骤812)，返回步骤806。

在步骤818之后进入步骤819，在执行Δt的等待时间处理后检测供水压力(步骤820)，在随后的步骤821判定该压力检测值是否为规定值以下。当为规定值以下的情况下，前进至图9(a)的步骤822而检测追随机的运转速度，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的等待时间处理之后，在826步骤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使先行机关闭(OFF)，并且解除追随机的运转速度锁定，返回801步骤，从此开始再次执行。当在步骤823判定为并未达到Nmin时，在步骤824进行减速处理，返回步骤819。

当在步骤821判定为处于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，当该运转速度在步骤829的判定中达到最高速度Nmax时不进行速度变更(步骤831)，当未达到最高速度Nmax时进行增速处理(步骤830)，然后返回步骤819。

若进行以上说明了的那样的泵控制，则在使泵停止时，越是先行运转的泵越能够使其先停止，因此能够实现多台泵的运转负担的等分化。

图10(a)是示出利用上述的本实施例所涉及的供水装置对各泵进行变频器控制时的压力变动得到抑制的样子的图。此外，用于比较的图10(b)示出组合了变频器运转的泵和额定运转的泵的例子，但若在切换时额定运转的泵运转，则会产生急剧的压力变动。

在本实施例中，如图11所示，与使用承水槽的现状的方式相比较，能够利用自来水管主管的压力，因此，泵的压力可以减少相应的量，能够实现节能化。

图13是本实用新型的第2实施例所涉及的供水装置的控制电路的结构图。在本实施例中，将朝变频器的速度指令信号作为一个。假设目前使用水量少，泵8以图5所示的极低速Nmin在特性曲线609的下方运转。

若在该状态下检测到使用水量少的状态，则使驱动另一方的泵的变频器405的运转指令信号407a导通(ON)，输出与先行的变频器相同的速度指令信号N而使两个泵均以极低速度运转。而且，在一定时间后，使先行的泵停止。即便在这样的情况下，也使其重叠而切换泵的运转，因此，自不必说不会产生压力变动，进一步，速度指令信号为一个即可，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对本实用新型的第3实施例进行说明。在本实施例中，供水装置构成为在变频器或者泵发生故障的情况下进行后备。图14是针对图3的结构追加了用于在后备时进行切换的电磁接触器接点的结构，图15是为了进行图14的电磁接触器的切换而在图4中作为切换电路追加了电动机的过载保护用的热继电器接点522、523以及变频器跳闸信号用接点524、525的结构。并且，为了输入这些故障信号，在微型计算机508设置输入端口521。

在以这种方式构成的装置中，例如当变频器INV1和IM2发生故障的情况下，断开电磁接触器52P1、52P4，接通电磁接触器52P2，微型计算机508对INV2发出运转指令，利用该变频器INV2使IM1运转而进行后备。

与以上相同，当INV2和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，微型计算机508对INV1发出运转指令而使IM2运转以进行后备。

这样，在故障时不会断水，可靠性提高。并且，由于利用后备的泵的变频器进行速度控制，因此能够抑制自来水管主管压力的压力变动。

图16是本实用新型的第4实施例所涉及的供水装置的概要结构图。

本实施例是在第1实施例的自来水管主管和供水装置之间设置承水槽的实施例，其他的结构与第1实施例相同。在图16中，201为承水槽，203、204、208、209、212为分隔阀，8、9分别为由变频器/电动机驱动的泵，206、207为逆止阀，210为在内部具有空气积存部的压力罐(也可以是隔膜式贮箱)，211设置于供水管213，是与此处的压力相对应地产生压力信号的压力传感器。

这样，虽然上述的各实施例所涉及的供水装置是为了与自来水管主管直接连结并使用而构成的，但也能够用于具备承水槽的供水装置。

如以上说明了的那样，根据本实用新型，在形成为相对于自来水管主管并列地以直接连结的方式连接有多台泵的状态而进行运转的情况下，不仅能够极力抑制自来水管主管的压力变动，而且能够容易地进行操作、维护检查、设置。

Claims (5)

1.一种自来水管用供液装置，其特征在于，

所述自来水管用供液装置将下述部件收纳在1个封装内：吸入管，水从自来水管主管流入所述吸入管；设置于所述吸入管的逆止阀；设置于所述吸入管并对水进行净化的过滤器；从所述吸入管分支的多个分支管；供水管，该供水管使各分支管的出口侧汇合，且与需要侧连接；供水分支管，该供水分支管从所述供水管分支且在所述过滤器的上游侧汇合，且具有第1开闭阀；第2开闭阀，该第2开闭阀设置在所述过滤器的下游、且设置在所述多个分支管的上游的吸入管；与分支管对应的多台泵，这些泵针对每个分支管设置，将通过所述吸入管流入的水朝所述供水管侧排出；在所述泵的排出侧的所述分支管分别设置的逆止阀；在所述逆止阀的下游侧设置的第1监视构件；多台变频器，这些变频器针对所述泵的每个设置，将来自电源的受电电力转换成与来自所述监视构件的检测值相对应的电力并输出；以及多台电动机，这些电动机利用来自各对应的变频器的受电电力对对应的泵进行旋转控制。

2.根据权利要求1所述的自来水管用供液装置，其特征在于，

在所述过滤器的下游设置有第2监视构件。

3.根据权利要求1所述的自来水管用供液装置，其特征在于，

所述第1监视构件是流体的压力检测构件或流体的流量检测构件。

4.根据权利要求2所述的自来水管用供液装置，其特征在于，

所述第2监视构件是流体的压力检测构件或流体的流量检测构件。

5.根据权利要求1所述的自来水管用供液装置，其特征在于，

在所述吸入管的所述过滤器的下游具有能够根据开始信号开闭的过滤器污物排出孔。