JP2010261338A - 増圧給水ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】２段目以降の直結型増圧給水装置に用いられ、ポンプの焼き付きを防止した増圧給水ユニットを提供すること。
【解決手段】増圧給水ユニットは、加圧ポンプと、チェック弁と、アキュムレータなどの圧力タンクと、圧力センサなどから構成されている。加圧ポンプの一次側に、加圧ポンプの圧送方向に開くチェック弁を配置する。チェック弁の一次側に、アキュムレータなどの圧力タンク、および加圧ポンプの一次側の圧力を検出する圧力センサを設ける。増圧給水ユニットは、増圧給水装置を直列に接続した場合の２段目以降の増圧給水装置の増圧給水ユニットとした。これにより、ポンプの焼き付きを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプの焼き付きを防止した、直結型増圧給水装置の増圧給水ユニットに関する。

近年、増圧給水装置に増圧給水装置を直列に連結し、高層階に水道水を直接給水する直結給水方法が行われるようになっている。具体的には、建物の地上部分と中間階にそれぞれ増圧給水装置を設置し、地上付近に設置した増圧給水装置（以下、「地上増圧給水装置」とする。）と中間階に設置した増圧給水装置（以下、「中間増圧給水装置」とする。）とを直列に連結し、地上増圧給水装置で給水されてきた水道水を中間増圧給水装置で加圧し、中間階より上層階に直接給水する方法である。かかる直結型の給水方法は、建物の最上階に大きな貯水槽を必要とせず、建物の構造を簡易化し、かつ直接給水することから水道水の水質の面からも好ましいものとなっている。

また高層住宅には、水道管の最上部に吸排気弁が設けてあり、吸排気弁を通して空気が水道管内に出入可能に設定してある。これは、停電などで増圧給水装置が停止した状態でいずれかの給水口が開けられ、開けられた給水口からそれより上層階の水道水が流出しても、他の給水口から溜まり水などを水道管内に引き込まないようにするためである。

一方増圧給水装置には、水道本管との間に所定の様式の逆流防止装置を設置することが義務付けられており、増圧給水装置側から水道本管に水が絶対に逆流しないように設定されている。

地上増圧給水装置は、上述したように一次側に逆流防止装置が設けられているので、停電時に、給水口から水が流出しても、ポンプ内に空気が充満することはほとんどないと考えられる。ところが逆流防止装置は、高価であり、また定期的な点検が義務付けられているため、維持にもコストがかかる。しかも点検の際に断水を生じさせないためには、並列に逆流防止装置を設ける必要があり、より高いコストがかかっていた。そこで逆流防止装置は、水道本管と増圧給水装置との間において設置すればよく、増圧給水装置を直列に連結させたときの増圧給水装置間では、設置が義務付けられていない。

また、少量の流量を計測する流量検出器を内部に備えた直結給水式給水装置が知られている。

特開２００１−５０１７０号公報

しかしながら、増圧給水装置間に逆流防止装置が設けられていないと、水道管内に空気が流入して水位が低下した場合、中間増圧給水装置では、ポンプ内部にまで空気が流入することが考えられる。例えば縦型ポンプでは、ポンプ内部に空気が流入すると、メカニカルシールから水面がかなり低下することが考えられる。そしてポンプ内部に空気が流入した状態で、ポンプを駆動させると、メカニカルシールが水で潤滑される以前に、焼き付きを起こすことが考えられる。

また中間増圧給水装置は、起動し水道水を吸引したとき、中間増圧給水装置を設置した階より下層階での給水圧力や流量を大きく変動させることがあった。

また、上記特許文献１に記載の直結給水式の給水装置は、増圧給水装置を並列に配置し万一の故障に備えた例であり、増圧給水装置を直列に連結したものではなかった。

本発明は、上記課題を解決し、コストが低く、簡易な構成でポンプの焼き付きを防止できる直結型増圧給水装置の増圧給水ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、増圧給水装置の増圧給水ユニットを、次のように構成した。まず、増圧給水ユニットは、増圧給水装置を直列に接続した場合の２段目以降の増圧給水装置の増圧給水ユニットである。

増圧給水ユニットは、加圧ポンプと、チェック弁と、アキュムレータなどの圧力タンクと、圧力センサなどから構成されている。そして、加圧ポンプの一次側に、加圧ポンプの圧送方向に開くチェック弁が配置されている。更にチェック弁の一次側に、アキュムレータなどの圧力タンク、および加圧ポンプの一次側の圧力を検出する圧力センサを設けることとした。

本発明にかかる増圧給水ユニットは、次の効果を有している。

２段目に設置した直結型増圧給水装置において、法定の逆流防止装置を設置することなく、増圧給水装置における水道水の逆流を防止し、ポンプの焼き付きを防止できる。圧力タンクにより、増圧給水装置の一次側で生じる水道水の圧力変動や流量の変化を抑制できる。また圧力センサにより、チェック弁の影響を受けることなく、正確に一次側の圧力を検出することができる。

本発明にかかる増圧給水ユニットを備えた増圧給水装置の一実施形態を示すブロック図である。 直結型増圧給水装置の一実施形態を示す正面断面図である。 直結型増圧給水装置の一実施形態を示す断面図である。 直結型増圧給水装置の一実施形態を示す側面断面図である。 直結型増圧給水装置の配置状態を示す構成図である。 増圧給水ユニットを備えた増圧給水装置の他の例を示すブロック図である。 縦型ポンプを示す断面図である。

本発明にかかる増圧給水ユニットの一実施形態について説明する。

図２に、増圧給水ユニット２を具えた直結型増圧給水装置１０を示す。直結型増圧給水装置１０は、架台本体１２内に、一次側配管１４と、二次側配管１８（図３参照。）と、増圧給水ユニット２等を具えて構成されている。以下、増圧給水ユニット２について、直結型増圧給水装置１０による水道水の圧送方向に従って上流と下流を定めて説明する。またある位置を基準としたとき、その基準位置に対して上流側を一次側、下流側を二次側ともいう。

架台本体１２は、縦長で、前面に開閉自在な扉２２（図４参照。）が設けられている。架台本体１２の上部には収納室２４が形成してあり、収納室２４内部に制御装置３０、電源装置３２などが収納されている。増圧給水ユニット２は、第１圧力センサ３、加圧ポンプ１６、チェック弁３９、アキュムレータ２０等からなり、収納室２４の下部に設けられている。

加圧ポンプ１６は、所定の給水性能を具えた電動ポンプで、３台同一の形式のポンプが架台本体１２内に設けられている。加圧ポンプ１６は、図７に示す駆動ポンプ１７を有している。駆動ポンプ１７は、回転軸１９を縦方向に具えた縦型ポンプであり、回転軸１９の周囲にインペラ２３が、また上部にメカニカルシール７が設けられている。また駆動ポンプ１７の上部には、図示しない電動機が設けられ、回転軸１９に連結している。

各加圧ポンプ１６の電動機には、図１に示すように電源装置３２からの動力線３３が駆動ユニット３４を介して接続されており、制御装置３０からの指示に従い、個別に、かつ任意の駆動力で駆動可能となっている。

各加圧ポンプ１６の吸込口２７（図７参照。）には連結管３６が連結している。各連結管３６の他端側は、それぞれ一次側配管１４に連結している。また、加圧ポンプ１６の各吐出口２９（図７参照。）には連結管３８が連結している。各連結管３８の他端側は、それぞれ二次側配管１８に連結している。

各連結管３６には、それぞれ止水弁３７とチェック弁３９が設けられている。また、各連結管３８には、それぞれチェック弁４１と、流量計４９と、止水弁４５が設けられている。止水弁３７等は、ハンドル操作で通路を開閉させる弁である。チェック弁３９等は、一方向にのみ水道水を流通させる弁である。チェック弁３９およびチェック弁４１は、加圧ポンプ１６の流通方向に沿って流通させるように取り付けられている。

一次側配管１４は、図２に示すように架台本体１２の内部にステー１２０（図４参照。）を介してほぼ水平に取り付けられている。一次側配管１４の左右両端には、フランジ４０、４２がそれぞれ設けてあり、いずれの側のフランジ４０、４２を介しても、給水管が接続可能となっている。直結型増圧給水装置１０では図２に示すように、一次側配管１４の左端に流入口２８が形成されている。流入口２８には、後述する給水管１０２が接続される。また一次側配管１４には、第１圧力センサ３が取り付けられている。第１圧力センサ３は、一次側配管１４内の圧力を計測し、計測結果を制御装置３０に送出する。

また一次側配管１４には、圧力タンクとしてのアキュムレータ２０が取り付けられている。アキュムレータ２０は、内部にゴムベローズとバネ等の弾性体（いずれも図示せず。）を具えた蓄圧器であり、圧力に応じて内部に水道水を貯留するようになっている。アキュムレータ２０は、２台設けられ、それぞれ連結管４６で連結されている。連結管４６には接続管４８が連結してあり、連結管４６は接続管４８を介して一次側配管１４に連結している。

アキュムレータ２０は、一次側配管１４内の圧力変動を吸収するとともに、内部に水を貯留したり、貯留した水を排出し、一次側配管１４内を流通する水道水の流量調整も行なう。接続管４８には、止水弁４７が取り付けられている。

二次側配管１８は、図３に示すように架台本体１２の内部に一次側配管１４と同様ステー１２０を介してほぼ水平に取り付けられている。二次側配管１８の左右両端には、フランジ４３、４４がそれぞれ設けてあり、いずれの側のフランジ４３、４４を介しても、給水管が接続可能となっている。直結型増圧給水装置１０では図３に示すように、二次側配管１８の右端に吐出口２６が形成されている。吐出口２６には、後述する給水管１０４が接続される。吐出口２６の上流には、二次側配管１８を開閉させる止水弁３５（図１参照。）が設けられている。

また二次側配管１８には、第２圧力センサ５４、およびアキュムレータ２１が取り付けられている。第２圧力センサ５４は、二次側配管１８内の圧力を計測し、計測結果を制御装置３０に送出する。アキュムレータ２１は、アキュムレータ２０と同様の構成で、二次側配管１８内の圧力や流量を調整する機能を具えている。

また一次側配管１４と二次側配管１８の間にはバイパス管６０が設けられている。バイパス管６０には、チェック弁６２が取り付けてある。チェック弁６２は、一次側配管１４から二次側配管１８に向けて開放されるチェック弁であり、一次側配管１４と二次側配管１８とがチェック弁６２を介して連結されている。

図５に、直結型増圧給水装置１０の設置状態を示す。図５に示す建物１１０は、３０階程度の建物であり、地上部分には、増圧給水装置１００が設置されている。建物１１０内には、給水管１０２および給水管１０４が全体に敷設されている。

増圧給水装置１００は、地上１５階以上の給水能力がある機種で、水道本管１１２に直接連結しており、水道本管１１２の水道水を所定の圧力に加圧し、給水管１０２を介して、建物１１０内の１階から１５階まで給水する。また増圧給水装置１００と水道本管１１２の間には逆流防止装置１１４が設けられている。逆流防止装置１１４は、設置が義務付けられた所定の形式の逆流防止装置である。

直結型増圧給水装置１０は、建物１１０の１５階に設置されている。直結型増圧給水装置１０は、給水管１０２を通して増圧給水装置１００と直列に連結し、給水管１０２の水道水を取り入れ、加圧し、給水管１０４を介して建物１１０の最上階まで給水する。更に、給水管１０２と給水管１０４のそれぞれ最上部には、吸排気弁１１６、１１８が設けられている。

尚、増圧給水装置１００は、直結型増圧給水装置１０と同一の増圧給水装置であっても、異なる形式の増圧給水装置であってもよい。また、建物１１０の階数や直結型増圧給水装置１０の設置階数等は特に限定しない。

このように、増圧給水装置１００と直結型増圧給水装置１０とを直列に連結して構成したことにより、給水管１０２の部分、つまり地上から１５階までは増圧給水装置１００により給水され、１５階より上の階は、増圧給水装置１００で圧送された水道水を直結型増圧給水装置１０が加圧し、給水する。

そして例えば増圧給水装置１００と直結型増圧給水装置１０が停止している状態で、１７階で水が使用されたとする。すると直結型増圧給水装置１０の二次側配管１８内の圧力が低下するので、第２圧力センサ５４が圧力低下を感知し、加圧ポンプ１６が作動し加圧、給水する。また直結型増圧給水装置１０が作動することにより、給水管１０２から水道水を吸水して給水管１０２内の圧力が低下する。

その圧力低下を増圧給水装置１００の圧力センサ（図示せず。）が感知して増圧給水装置１００が作動する。直結型増圧給水装置１０が起動した後増圧給水装置１００が起動するまでの間は、圧力タンクとしてのアキュムレータ２０内に貯留されている水道水が一次側配管１４内に供給されるので、直結型増圧給水装置１０の一次側での流量低下や圧力低下が防止される。

そして万一停電になり、加圧ポンプ１６の作動が停止したとする。そして、例えば１８階の給水口が開かれると、水圧により１８階の給水口から水道水が流出する。また、それと同時に、吸排気弁１１８が開き、吸排気弁１１８から、空気が給水管１０４内に流入する。これにより、１８階の給水口から水道水が流出しても、溜まり水などが他の給水口から給水管１０４内に流入されることがない。

一方増圧給水ユニット２には、チェック弁３９がそれぞれの加圧ポンプ１６の一次側に設けられているので、直結型増圧給水装置１０から一次側に、水道水が流出することはない。したがって、加圧ポンプ１６から水道水が流出して内部が空気で充満されることはなく、停電が復帰し、加圧ポンプ１６を作動させても、メカニカルシールなどに焼き付きを生じさせることはない。

また、第１圧力センサ３は、チェック弁３９の一次側に設けられているので、一次側配管１４内の水圧を、チェック弁３９の影響を受けず、正確に検出し、制御装置３０に送信することができる。

更に、停電中に地上階より上層階で中層階より下の階（例えば、５階等）で給水口が開かれると、水圧により吸排気弁１１６が開き、吸排気弁１１６から、空気が給水管１０４内に流入する。一方直結型増圧給水装置１０には、チェック弁３９がそれぞれの加圧ポンプ１６の一次側に設けられているので、直結型増圧給水装置１０から一次側に、水道水が流出（逆流）することはない。したがって上述したと同様に加圧ポンプ１６から水道水が流出して内部が空気で充満されることはなく、停電が復帰し、加圧ポンプ１６を作動させても、メカニカルシール７などに焼き付きを生じさせることはない。

尚、各チェック弁３９は、各加圧ポンプ１６に個別に設けるのでなく、図６に示すように、一次側配管１４に設置するのみでもよい。このように構成すると、チェック弁３９の設置個数を低減することができ、コストを低下させることができる。尚、かかる場合もチェック弁３９は、加圧ポンプ１６の一次側で、かつ第１圧力センサ３およびアキュムレータ２０の二次側に設けることとする。

本発明の増圧給水ユニットは、増圧給水装置を直列に接続させた、２段目以降の増圧給水装置において、ポンプの焼き付き防止に適用させることができる。

２…増圧給水ユニット
３…第１圧力センサ
１０…直結型増圧給水装置
１６…加圧ポンプ
１７…駆動ポンプ
２０…アキュムレータ
２１…アキュムレータ
２６…吐出口
２７…吸込口
２８…流入口
２９…吐出口
３０…制御装置
３２…電源装置
３４…駆動ユニット
３９…チェック弁
１００…増圧給水装置
１１２…水道本管
１１６、１１８…吸排気弁

Claims (4)

1. 少なくとも２台の増圧給水装置を直列に連結させた場合の２段目以降に設置され、下段の増圧給水装置との間に逆流防止装置を備えていない直結型増圧給水装置において、
   一次側から給水した水を加圧して二次側に吐出する加圧ポンプと、
   前記加圧ポンプの一次側に設けられ、該加圧ポンプの一次側の吸込配管内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記加圧ポンプの一次側に設けられ、該加圧ポンプの一次側の吸込配管内の圧力を調整する圧力タンクと、
   前記圧力センサおよび圧力タンクの二次側で、かつ前記加圧ポンプの一次側の吸込配管に設けられ、該一次側の吸込配管を前記加圧ポンプの吸い込み方向に開くチェック弁と、を備えて構成したことを特徴とする増圧給水ユニット。
2. 少なくとも２台の増圧給水装置を直列に連結させた場合の２段目以降に設置され、下段の増圧給水装置との間に逆流防止装置を備えていない直結型増圧給水装置において、
   一次側から給水した水を加圧して二次側に吐出する複数の加圧ポンプと、
   前記各加圧ポンプの一次側に設けられ、該加圧ポンプの一次側の吸込配管内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサの二次側で、かつ前記各加圧ポンプの一次側にそれぞれ設けられ、該加圧ポンプの各一次側の吸込配管を前記各加圧ポンプの吸い込み方向に開くチェック弁と、を備えて構成したことを特徴とする増圧給水ユニット。
3. 前記加圧ポンプの一次側の吸込配管内の圧力を調整する圧力タンクを、該各加圧ポンプの一次側に具え、
   前記圧力センサおよび前記圧力タンクを、前記各一次側の吸込配管で、前記チェック弁の一次側にそれぞれ設置したことを特徴とする請求項２に記載の増圧給水ユニット。
4. 前記増圧給水ユニットを、１つのパッケージ内に収納したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の増圧給水ユニット。

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