JP2001107873A - 給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 たとえ給水装置に備えた小水量停止機能が働
かない場合においても、ポンプを焼損事故から未然に防
止できる給水装置を提供する。 【解決手段】 ポンプ１１，１２と、該ポンプの吐出側
に設けられた逆止弁１５，１６と、該吐出弁の下流側に
設けられた圧力タンク１７と、該圧力タンクの下流側に
設けられた吐出管１４と、ポンプの運転を制御する制御
装置１９とを備えた給水装置において、ポンプの温度を
検知する温度センサ２３，２４と、該温度センサの検出
温度が第１の所定値以上に到達したときにポンプを小水
量停止する制御装置１９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水装置に係り、
特にポンプを使用して、集合住宅、ビル等に水道水等の
給水を行う給水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、一般的な給水装置の構成例を示
す。この給水装置は、２台のポンプ１１，１２を備え、
受水槽１３に蓄えられた水を吐出集合管１４から末端の
需要家の給水栓に給水を行う。ポンプ１１，１２の吐出
側にはそれぞれ逆止弁１５，１６が配設され、又圧力タ
ンク１７を備え、ポンプ１１，１２で加圧された水を蓄
圧することで、ポンプの頻繁な起動停止を避けるように
している。又、吐出集合管１４の圧力タンクの近傍には
圧力センサ１８を備え、ここで検出された圧力信号は制
御盤１９に伝達され、ポンプの運転制御に用いられる。
制御盤１９には、２台のインバータ装置１９ａ，１９ｂ
を備え、２台のポンプ１１，１２に可変周波数・電圧を
供給することで、それぞれのポンプの回転速度を任意に
制御する。従って、ポンプ吐出側の圧力を圧力センサ１
８で検出し、このポンプ吐出側圧力が一定となるように
ポンプの回転速度を変化させることで、ポンプ吐出側の
圧力を目標圧力値に制御する。又、制御盤１９は運転対
象ポンプの選択及び起動停止、２台運転及び１台のポン
プの解列制御等を行う。

【０００３】そして、この給水装置には極小水量を検出
するフロースイッチ２０を備え、この信号が制御盤１９
に伝達される。そして、フロースイッチが極小水量を検
知すると、制御盤１９はその信号を受けてポンプを一定
時間運転することで圧力タンク１７に蓄圧し、その後ポ
ンプの運転を停止するいわゆる小水量停止機能を備えて
いる。この機能により、ポンプの頻繁な起動停止が防止
され、又ポンプの空運転を防止することができる。この
ような小水量停止動作としては、極小水量検出時のその
ままの圧力で停止し、停止した後に吐出側圧力が目標圧
力−３ｍ程度に低下したときに、再びポンプを始動する
か、小水量停止前に一旦ポンプの吐出圧力を＋３ｍ程度
加圧して圧力タンクに蓄圧した後にポンプを停止し、吐
出側の圧力が目標圧力−３ｍ程度に低下したときにポン
プを再始動する。

【０００４】このような小水量停止機能を実施するため
の極小水量の検出方法としては、上述したフロースイッ
チを用いる他に、図５及び図６に示すようにポンプの回
転速度から検知する方法が知られている。ポンプを回転
速度制御せずに定速で給水するタイプの給水装置で、ポ
ンプ吐出側に減圧弁２１を設けた給水装置おいては、図
６に実線で示すように極小水量時に減圧弁の特性から著
しくポンプ吐出圧力が上昇する。このポンプ吐出圧力の
上昇を検出することで極小水量状態であると判定するこ
とができるので、これによりポンプの運転を停止すれ
ば、小水量停止機能を持たせることができる。しかしな
がら、この方法では流入圧力の著しい変化等により吐出
圧力と検出圧力との間に、図中点線で示すようにズレが
生じるという問題がある。このため、流入圧力が変化す
る状態においては、正確に極小水量状態であるか否かを
検出することが難しい。

【０００５】上述したような極小水量状態となった場合
に、例えば図４に示す方法でフロースイッチが故障した
り、図５に示す方法で流入圧力の変動により小水量停止
動作に入らずに、ポンプの運転を継続すると、ポンプが
いわゆる締切運転となり、過熱状態になりポンプ焼損事
故に至る場合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、たとえ給水装置に備えた小水
量停止機能が働かない場合においても、ポンプを焼損事
故から未然に防止できる給水装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の給水装置は、ポ
ンプと、該ポンプの吐出側に設けられた逆止弁と、該吐
出弁の下流側に設けられた圧力タンクと、該圧力タンク
の下流側に設けられた吐出管と、前記ポンプの運転を制
御する制御装置とを備えた給水装置において、前記ポン
プの温度を検知する温度センサと、該温度センサの検出
温度が第１の所定値以上に到達したときに前記ポンプを
小水量停止する制御装置とを備えたことを特徴とする。

【０００８】これにより、通常給水装置に備えている温
度センサを用いることで、ポンプが過熱した場合に小水
量停止動作に入り、これによりポンプの焼損が未然に防
止される。そして、高価なフロースイッチ等を用いるこ
となく小水量停止動作を行えるので、給水装置を低コス
トで製造することができる。

【０００９】又、前記給水装置は複数のポンプを備えた
場合には、前記運転中の１台のポンプの温度が前記第１
の所定値以上であることを検出することにより該１台の
ポンプの運転を小水量停止した場合に、運転対象のポン
プを他のポンプに切替えることが好ましい。

【００１０】又、前記ポンプの運転を制御する制御装置
は、前記ポンプの温度が第２の所定値以上に達した場合
に、前記ポンプの運転を停止すると共に、警報を発生さ
せることが好ましい。

【００１１】又、前記給水装置は複数のポンプを備えた
場合には、前記運転中の１台のポンプの温度が第２の所
定値以上に達した場合に、前記ポンプの運転を停止する
と共に、警報を発生させ、更に運転対象のポンプを他の
ポンプに切替えることが好ましい。

【００１２】又、前記第１の所定値の温度は、前記第２
の所定値の温度よりも低いことが好ましい。通常の水温
の上限よりも少し高い温度（例えば４５℃）を第１の所
定値とし、ポンプの焼損の可能性の有る温度よりも少し
近い温度（例えば８０℃）を第２の所定値とすること
で、ポンプ温度の検出により小水量停止動作を行えると
共に、ポンプの過熱保護動作を行える。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の給水装置の構成
例を模式的に示す。図４又は図５に示す従来の構成例と
比較して、ポンプ１１，１２に温度センサであるサーミ
スタ２３，２４を備え、その信号を制御盤１９に伝達し
ている。尚、このようなポンプに設けた温度センサは、
通常のポンプの過熱を検出するための温度センサをその
まま用いても良い。そして、ポンプの温度上昇はポンプ
が空運転に近い状態であることを示すものであるので、
これを検出して小水量停止動作にはいる。この温度は、
通常の水温よりも高く、且つ焼損の危険性のある温度よ
りも、はるかに低い温度であり、小水量停止動作に用い
る第１の所定温度（例えば４５℃）として選択される。

【００１４】例えば通常の水道水等の給水では、夏場の
暑い日でも水温が４５℃以上となることはない。ポンプ
の過熱焼損が発生する可能性のある温度を８０℃とする
と、この間の温度は明らかにポンプの締切運転による過
熱状態であるが、まだポンプの焼損にいたらない比較的
安全な領域として認識することができる。従って、この
ような温度帯を利用してポンプを正常に小水量停止動作
させる。

【００１５】小水量停止動作は、第１の所定温度の検出
により、ポンプをそのまま停止するか、ポンプを目標吐
出圧力よりも少し高い圧力（例えば＋３ｍ）に目標圧力
を設定し、当該圧力で圧力タンクに蓄圧してから停止す
る。そして、目標圧力より少し低い圧力（例えば−３
ｍ）に到達した時にポンプを再始動させる。そして、例
えばポンプ１１が運転中と、次に小水量停止状態に入ら
せる運転対象のポンプをポンプ１２に切り替え、所定圧
力迄低下するとポンプ１２を始動させて運転を継続させ
る。

【００１６】小水量停止動作は、負荷水量が殆どゼロで
ある場合にポンプを停止させることによる省エネルギー
とポンプを焼損事故から守る保護機能とがある。この場
合に省エネルギーという観点を無視してポンプを焼損事
故から守る保護機能について考えれば、上述した温度セ
ンサによる小水量停止機能があればそれで十分である。
しかしながら、省エネルギー性を考慮するとポンプがあ
る程度過熱状態に至るまで運転を継続することは得策で
はない。この意味から、従来のフロースイッチによる小
水量停止動作、又は例えば吐出圧力の上昇から小水量停
止動作に入る従来の方法と併用することが好ましい。

【００１７】これにより特に設備的な負担をかけること
なく、例えば通常の小水量停止動作を行いつつ、且つフ
ロースイッチの異常等の故障時においても安全に小水量
停止動作にはいることができる。又、給水装置に例えば
２台のポンプを備え、そのポンプを交互運転する場合に
は、ポンプの温度上昇により小水量停止動作をさせた後
に、予備機により給水を継続すれば、前回温度上昇した
ポンプの温度が下がり、再び安定に運転できる可能性が
大きい。これによりポンプを故障させない範囲で運転を
継続できる。

【００１８】更に温度が上昇する場合には、ポンプの過
熱保護という観点から第２の温度（例えば８０℃）を設
定し、この第２の温度以上にポンプが過熱した場合に
は、直ちにポンプの運転を停止すると共に警報を発令す
る。この警報は、給水装置に設けられたブザーを鳴らす
か又はランプを点灯することによって行っても良く、又
ポンプの設置現場が無人である場合には管理人室等に通
報するようにしてもよい。そして、複数のポンプで給水
装置の運転をおこなう場合には、運転中のポンプが第２
の所定温度に到達したら、そのポンプの運転を停止する
と共に、運転対象のポンプを予備のポンプに切り替える
ことが好ましい。これにより、ポンプの過熱焼損の事故
を未然に防止できると共に、他の１台のポンプが運転状
態に入り、この間に過熱したポンプが冷却し、再び運転
できる可能性がある。

【００１９】図２は、本発明の実施の形態の給水装置の
全体構成を示す正面図であり、図３（ａ）はその左側面
図、（ｂ）はその右側面図である。この給水装置は、ポ
ンプ１１，１２を使用して、集合住宅、ビル等に水道水
等の給水を行うためのものである。その吸込口３３が図
示しない水道本管又は受水槽に配管を介して接続され、
送水口３４が同様に図示しない配管を介して集合住宅、
ビル等の末端の需要者の給水栓に接続される。吸込口３
３は、減圧式逆流防止器３６、吸込ヘッダ３５等を介し
てポンプ１１，１２の吸込側フランジに配管により接続
される。一方でポンプ１１，１２の吐出側は吐出集合管
３７に接続され、吐出ヘッダ３８を介して送水口３４か
ら図示しない配管に接続されて、末端需要者に給水を行
う。ここで、ポンプ１１，１２は、ＤＣブラシレスモー
タ１１ａ，１２ａにより駆動される陸上形のポンプが用
いられている。

【００２０】又、吐出集合管３７には分岐管を備え、圧
力タンク３９に接続されている。圧力タンク３９は、ポ
ンプにより加圧された水を蓄圧することで、ポンプの頻
繁な起動停止を防止する。又、吐出ヘッダ３８には水圧
を検出する圧力センサ４３を備え、又、吸込ヘッダ３５
にはポンプ流入側の吸込圧力を検出する圧力センサ４４
を備え、これらの信号を制御盤４２に伝達し、制御盤４
２内に配置された制御回路によりポンプ１１，１２の運
転制御を行う。図示するようにキャビネット１０の略中
央部には水平にサポート板５３が配置されている。サポ
ート板５３はその両端でゴム等の防振材５６を介してキ
ャビネット側板に取り付けられた支持部５５により支持
されている。サポート板５３は、ポンプの吸込口フラン
ジの部分でポンプ及びその配管類に接続固定されてい
る。そして、サポート板５３の上部にはポンプ１１，１
２、吐出集合管３７、圧力タンク３９、制御盤４２、ポ
ンプに可変周波数・電圧を供給するインバータ装置４０
等が配置されている。

【００２１】これらは比較的軽量であり、サポート板５
３の下側には吸込集合管３５及び減圧式逆流弁３６等の
比較的重量の大きい配管類がサポート板５３から吊り下
げられるように配置されている。従って、給水装置のキ
ャビネット内のすべての配管類及びポンプ等がサポート
板５３に接続固定され、その下側分が重量が大きく、上
側分が重量が少ない構造であり、極めて重心が低く安定
性が高い構造となっている。

【００２２】サポート板５３の上部には、２台のポンプ
１１，１２が左右に配置され、その対面する吐出口間に
直線状の吐出集合管３７が接続され、その略中央部から
Ｔ字状に下方に向けて吐出ヘッダ３８が接続され、バイ
パス機能付き弁４５を介して送水口３４にて図示しない
外部の送水管に接続する。この吐出弁４５にはハンドル
４５ａを備え、送水口３４を開閉できるようになってい
る。吐出集合管３７の略中央部には、Ｔ字状に分岐管を
備え、圧力タンク３９に接続している。

【００２３】ポンプの吸込側には、その吸込口に連通し
た吸込集合管３５を備え、給水装置の吸込口３３に配管
が接続されている。吸込集合管３５と吐出ヘッダ３８と
は図示しないが逆止弁を介して接続され、流入側圧力が
所要圧力以上である場合には、ポンプを介さずに直結し
て吐出側に送水が行われる。減圧式逆流防止器３６は、
送水された水が吸込側に接続された水道本管又は受水槽
に逆流することを防止するためのものである。

【００２４】圧力センサ４３及び圧力センサ４４の信号
は制御盤４２に伝達され、ポンプの起動停止又は吐出圧
力一定制御運転等に用いられる。ポンプ１１，１２はモ
ータ１１ａ，１２ａにより駆動され、このモータにはイ
ンバータ４０から可変周波数・電圧が供給され、ポンプ
が制御盤４２の指令により可変速運転制御される。又、
必要に応じて需要者側までの管路の配管抵抗を考慮し、
需要者側での水圧が一定となるようにポンプの吐出圧力
の調整を行う推定末端圧力一定制御方式を採用するよう
にしても良い。インバータ４０は冷却板４１に密着して
固定され、これにより良好な放熱特性が得られる。ポン
プ１１，１２には、上述したように温度センサを備え、
この信号は制御盤４２に伝達され、第１の所定温度によ
り小水量停止動作を行い、第２の所定温度によりポンプ
の過熱保護のための運転停止動作を行う。又、この際、
第１のポンプ１１と第２のポンプ１２の運転切り替え制
御を行う。

【００２５】モータ１１ａ，１２ａ及びこれを駆動する
インバータ装置４０は、図示するようにキャビネット１
０内の上部に、ポンプ及び配管よりも上部に配置されて
いる。制御盤４２も、同様にキャビネット内の最上部に
配置され、その制御盤４２の下に各種の配管類が配置さ
れている。従って、これら各種のポンプケーシングおよ
び配管類に冷水が流れた時に表面に生じる結露も、水滴
となって落下したとしても、その上部に位置するモー
タ、インバータ装置、制御盤等の電気関係部品に漏電等
の影響を及ぼすことがない。給水装置は、全体としてキ
ャビネット１０に収納され、架台５７に載せられて固定
され、架台５７の接地面から給水装置の下面迄の所要の
高さが確保される。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価な温度センサをポンプに備えることで、このポンプ
に小水量停止動作を行わせることができると共に、ポン
プの過熱によるトラブルを未然に防止することができ
る。従って、製造コストを低減すると共に安定に運転可
能な給水装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給水装置を模式的に示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の給水装置の正面図であ
る。

【図３】図２の（ａ）左側面図であり、（ｂ）右側面図
である。

【図４】従来の給水装置の一例を模式的に示す図であ
る。

【図５】従来の給水装置の他の例を模式的に示す図であ
る。

【図６】図５における極小水量の検出方法の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１０ キャビネット １１，１２ ポンプ １１ａ，１２ａ モータ １３ 受水槽 １４ 吐出管 １５，１６ 逆止弁 １７，３９ 圧力タンク １８ 圧力センサ １９ 制御盤 ２３，２４ 温度センサ ３３ 吸込口 ３４ 送水口 ３５ 吸込ヘッダ（集合管） ３６ 減圧式逆流防止器 ３７ 吐出集合管 ３８ 吐出ヘッダ ４０ インバータ装置 ４１ 冷却板 ４２ 制御盤 ４３ 吐出圧力センサ ４４ 吸込圧力センサ ５３ サポート板 ５５ 支持部材 ５６ 防振材 ５７ 架台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 薫 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA09 AA16 AA23 BA07 BA23 BA32 BA43 CA02 CA03 CA19 DA07 DA38 DA42 DA47 EA13 EA16 EA26 EA34 EA50

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと、該ポンプの吐出側に設けられ
   た逆止弁と、該吐出弁の下流側に設けられた圧力タンク
   と、該圧力タンクの下流側に設けられた吐出管と、前記
   ポンプの運転を制御する制御装置とを備えた給水装置に
   おいて、前記ポンプの温度を検知する温度センサと、該
   温度センサの検出温度が第１の所定値以上に到達したと
   きに前記ポンプを小水量停止する制御装置とを備えたこ
   とを特徴とする給水装置。
2. 【請求項２】 前記給水装置は複数のポンプを備え、前
   記運転中の１台のポンプの温度が前記第１の所定値以上
   であることを検出することにより該１台のポンプの運転
   を小水量停止した場合に、運転対象のポンプを他のポン
   プに切替えることを特徴とする請求項１に記載の給水装
   置。
3. 【請求項３】 前記ポンプの運転を制御する制御装置
   は、前記ポンプの温度が第２の所定値以上に達した場合
   に、前記ポンプの運転を停止すると共に、警報を発生さ
   せることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
4. 【請求項４】 前記給水装置は複数のポンプを備え、前
   記運転中の１台のポンプの温度が第２の所定値以上に達
   した場合に、前記ポンプの運転を停止すると共に、警報
   を発生させ、更に運転対象のポンプを他のポンプに切替
   えることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
5. 【請求項５】 前記第１の所定値の温度は、前記第２の
   所定値の温度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の給水装置。