JP2016151153A - 給水システム - Google Patents

Abstract

【課題】直結給水システムを利用しながらも断水時に水を建物に供給することができる給水システムを提供する。
【解決手段】給水システムは、建物に水を供給するポンプ２と、ポンプ２の流入側圧力を測定する圧力センサ１６と、第１入口ポート５ａまたは第２入口ポート５ｂのいずれかを選択的に出口ポート５ｃに接続可能な流路切替装置５と、水道管９に連結され、通気口３９を有した受水槽６と、第１入口ポート５ａを水道管９に連結する第１給水管１５と、第２入口ポート５ｂを受水槽６に連結する第２給水管１３と、出口ポート５ｃをポンプ２の吸込口に連結する流入管１９と、流路切替装置５の動作を制御するコントローラ３５とを備える。コントローラ３５は、流入側圧力が設定値以上であるときに、流路切替装置５を操作して第１入口ポート５ａおよび第２入口ポート５ｂを交互に出口ポート５ｃに接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オフィスビルやマンションなどの建物に水を供給するための給水システムに関する。

従来、３階建て以上の建物（例えば、オフィスビルまたはマンション）に、水道管から水を供給する給水システムとして、水道管からの水を一旦受水槽に貯める受水槽給水システムが知られている。受水槽は、該受水槽の内部を受水槽の外部と常時連通する通気口を有しているのが一般的であり、受水槽給水システムは、この受水槽に貯められた水をポンプで昇圧して、建物内の給水器具（例えば、蛇口）に供給する。この受水槽給水システムでは、工事や災害などに起因して水道管からの水の供給が停止した（すなわち、断水が発生した）ときに、受水槽内に貯留されている水を建物に供給することができる。

受水槽給水システムでは、受水槽の運転管理や保守管理を徹底しないと、該受水槽内に貯められた水に衛生面の問題（例えば、水の腐食など）が発生する。また、受水槽のメンテナンスの間は、水を建物に供給することができない。このため、近年、受水槽を介さずに水道管から直接水を建物内に供給する直結給水システムが普及し始めている。直結給水システムは、水道管からの水をポンプで昇圧し、この昇圧された水を直接建物内に供給する。直結給水システムのポンプと水道管の間には逆流防止装置が設けられ、この逆流防止装置によって、一旦建物に供給された水が水道管に逆流することが防止される。

直結給水システムは、受水槽を必要としないため、建物に供給される水が劣化しない。したがって、新鮮な水を建物に供給することができる。さらに、直結給水システムは、受水槽の設置に必要なスペースを確保する必要がない。さらに、直結給水システムは、受水槽のメンテナンス（例えば、清掃や点検）が不要であるので、保守管理が容易である。さらに、直結給水システムのポンプは、水道管を流れる水の圧力では不足する圧力分だけを昇圧すればよいので、直結給水システムは、受水槽給水システムと比較して省エネルギーである。直結給水システムは、これらの利点を有するため、今後さらに普及していくことが想定される。

しかしながら、直結給水システムを用いた場合、工事や災害などに起因して水道管からの水の供給が停止したときに、建物に水を直ちに供給することができなくなる。また、既設の受水槽給水システムを直結給水システムに置き換える場合、受水槽の撤去工事が必要であり、工事費用が増大してしまう。

特許第３５６７０６０号公報

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、多くの利点を有する直結給水システムを利用する一方で、水道管からの水の供給が停止した時に建物に水を供給することができる給水システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、建物に水を供給するポンプと、前記ポンプの流入側圧力を測定する圧力センサと、第１入口ポート、第２入口ポート、および出口ポートを有し、前記第１入口ポートまたは前記第２入口ポートのいずれかを選択的に前記出口ポートに接続可能な流路切替装置と、水道管に連結され、通気口を有した受水槽と、前記第１入口ポートを前記水道管に連結する第１給水管と、前記第２入口ポートを前記受水槽に連結する第２給水管と、前記出口ポートを前記ポンプの吸込口に連結する流入管と、前記流路切替装置の動作を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記流入側圧力が設定値以上であるときに、前記流路切替装置を操作して前記第１入口ポートおよび前記第２入口ポートを交互に前記出口ポートに接続することを特徴とする給水システムである。

本発明の好ましい態様は、前記流入側圧力が前記設定値よりも小さいときは、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第２入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記受水槽を前記水道管に連結する導入管と、前記導入管に設けられた開閉弁とをさらに備え、前記コントローラは、前記第１入口ポートが前記出口ポートに接続されている間、前記受水槽の水位が所定の標準範囲内に保たれるように前記開閉弁を操作することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記コントローラは、前記流入側圧力が前記設定値以上であるときに、前記流路切替装置を操作して、予め設定された時間間隔で前記第１入口ポートおよび前記第２入口ポートを交互に前記出口ポートに接続することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記コントローラは、前記流入側圧力が前記設定値以上であり、かつ前記第２入口ポートが前記出口ポートに接続されているときに前記受水槽から排出された水の流量の積算値を算出し、前記流量の積算値が所定のしきい値に達した場合は、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第１入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記コントローラは、前記ポンプの回転速度と運転時間とから前記流量の積算値を算出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記所定のしきい値は、前記受水槽の標準貯水量に相当する値であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１入口ポートが前記出口ポートに接続されたときから所定の時間が経過したときに、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第２入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記ポンプ、前記流路切替装置、前記圧力センサ、および前記コントローラは、１つのキャビネット内に収容されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記流路切替装置および前記圧力センサは、１つの組立体として構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記受水槽は、前記建物に既に設置されている受水槽であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記流路切替装置は、三方弁であることを特徴とする。

上記給水システムによれば、水道管からの給水と、受水槽からの給水が交互に行われる。水道管からの給水は、水道管内の水の圧力を利用して行うことができるので、受水槽からの給水に比べて所要エネルギーを削減することができる。断水が発生した場合は、受水槽に貯められた水を建物に供給することができる。受水槽に貯められた水は、定期的に入れ替えられるので、受水槽内の水の腐敗を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る給水システムを示す模式図である。 本発明の別の実施形態に係る給水システムを示す模式図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る給水システムを示す模式図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る給水システムを示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る給水システムを示す模式図である。図１に示されるように、この給水システムは、図示しない建物に水を供給するポンプ２と、第１入口ポート５ａ、第２入口ポート５ｂ、および出口ポート５ｃを有する三方弁５と、水道管９から延びる取水管１１と、取水管１１を三方弁５の第１入口ポート５ａに接続する第１接続管１４と、第１接続管１４に設けられた圧力センサ１６と、水道管９から供給される水を貯める受水槽６と、取水管１１を受水槽６に接続する第２接続管１２と、を備える。

取水管１１は、分岐点１８で第１接続管１４と第２接続管１２に分岐する。第２接続管１２は、受水槽６の上部に接続され、第２接続管１２には開閉弁１７が設けられている。受水槽６の底部から延びる第２給水管１３は、三方弁５の第２入口ポート５ｂに接続されている。受水槽６と第２入口ポート５ｂは、第２給水管１３を通じて互いに連結されている。第１接続管１４は、三方弁５の第１入口ポート５ａに接続されている。

第１入口ポート５ａは、第１接続管１４および取水管１１によって水道管９に連結されており、受水槽６は、第２接続管１２および取水管１１によって水道管９に連結されている。本実施形態では、第１入口ポート５ａを水道管９に連結する第１給水管１５は、第１接続管１４および取水管１１から構成されており、受水槽６を水道管９に連結する導入管１０は、第２接続管１２および取水管１１から構成されている。水道管９を流れる水は、導入管１０を通って受水槽６に移送される。

三方弁５の出口ポート５ｃは、流入管１９を介してポンプ２の吸込口に連結されている。ポンプ２の吐出口に接続された吐出管３２は、送水管７に接続され、この送水管７は、建物内の給水器具（例えば蛇口）に連通している。第１給水管１５に設けられた圧力センサ１６は、ポンプ２の流入側圧力を測定するための水圧測定器である。

ポンプ２、三方弁５、圧力センサ１６、および後述するコントローラ３５は、給水ユニット１の１つのキャビネット３０に収容されている。給水ユニット１は、さらに、ポンプ２を駆動する駆動源としてのモータ３と、モータ３を可変速駆動する駆動装置としてのインバータ２０と、ポンプ２の吸込側に配置された逆流防止装置２５と、ポンプ２の吐出側に配置された逆止弁２２と、逆止弁２２の吐出側に配置された圧力センサ２６、フロースイッチ２４、および圧力タンク２８とを備えている。本実施形態では、逆止弁２２、フロースイッチ２４、圧力センサ２６、および圧力タンク２８が、この順に、吐出管３２に配置されている。これら構成要素は、キャビネット３０内に収容されている。

図１に示した実施形態では、逆流防止装置２５は、圧力センサ１６と三方弁５の間に配置されているが、圧力センサ１６の上流側に設置してもよい。この場合、逆流防止装置２５をキャビネット３０の内部に配置してもよいし、キャビネット３０の外部に配置してもよい。なお、キャビネット３０を備えていないタイプの給水ユニットもある。

給水ユニット１は、水道管９を流れる水の圧力のみで水を建物に供給するためのバイパス管８をさらに備えている。このバイパス管８は、ポンプ２、逆止弁２２、およびフロースイッチ２４を迂回し、流入管１９から送水管７まで延びている。バイパス管８には逆止弁２３が設けられている。本実施形態では、ポンプ２、モータ３、逆止弁２２、およびフロースイッチ２４が２組設けられ、これらは並列に設けられている。なお、１組、または３組以上のポンプ、モータ、逆止弁、およびフロースイッチを設けてもよい。

逆止弁２２は、ポンプ２の吐出口に接続された吐出管３２に設けられており、ポンプ２が停止したときの水の逆流を防止するための弁である。フロースイッチ２４は吐出管３２を流れる水の流量が所定の値にまで低下したことを検出する流量検出器である。圧力センサ２６は、吐出側圧力（すなわち、給水ユニット１に加わる背圧）を測定するための水圧測定器である。圧力タンク２８は、ポンプ２が停止している間の吐出側圧力を保持するための圧力保持器である。

給水システムは、給水動作を制御するコントローラ３５をさらに備えており、このコントローラ３５は、給水ユニット１内に配置されている。コントローラ３５には、三方弁５のアクチュエータ５ｄが接続されており、アクチュエータ５ｄはコントローラ３５によって操作される。三方弁５は、第１入口ポート５ａまたは第２入口ポート５ｂのいずれか一方を選択的に出口ポート５ｃに接続できるように構成されている。すなわち、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されているときは、第２入口ポート５ｂは出口ポート５ｃから切り離されており、第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているときは、第１入口ポート５ａは出口ポート５ｃから切り離される。このような構成を有する三方弁５は、水の流路を切り替えることができる流路切替装置である。三方弁に代えて、複数の電動弁と複数の流路管との組み合わせから流路切替装置を構成してもよい。

三方弁５の動作はコントローラ３５によって制御される。第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されているときは、水道管９を流れる水が、第１給水管１５（取水管１１および第１接続管１４）、三方弁５、流入管１９、ポンプ２、吐出管３２、および送水管７をこの順に通って、建物内の給水器具に供給される。第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているときは、受水槽６に貯められた水が、第２給水管１３、三方弁５、流入管１９、ポンプ２、吐出管３２、および送水管７をこの順に通って、建物内の給水器具に供給される。

コントローラ３５には、さらに、インバータ２０、フロースイッチ２４、圧力センサ１６、および圧力センサ２６が信号線を介して接続される。フロースイッチ２４により水の流量が所定の値にまで低下したことが検出されると、コントローラ３５はポンプ２の運転速度を一時的に上げるようインバータ２０に指令を出し、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ２の運転を停止させる。吐出側圧力（吐出管３２内の水圧）が所定の始動圧力まで低下すると、コントローラ３５はポンプ２の運転を開始するようインバータ２０に指令を出す。コントローラ３５には、ポンプ２を始動させるトリガーとなる始動圧力が予め記憶されている。

ポンプ２が停止している状態で建物内で水が使用されると、ポンプ２の吐出側圧力が低下する。この吐出側圧力、すなわち圧力センサ２６の出力値が上記所定の始動圧力にまで低下すると、コントローラ３５はポンプ２を始動させる。ポンプ２の運転中は、圧力センサ２６の出力値に基づいて、末端の給水器具における供給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御、またはポンプ２の吐出し圧力を一定に制御する吐出圧力一定制御などが行われる。

建物での水の使用が停止されると、ポンプ２から吐き出される水の流量が低下する。フロースイッチ２４は、ポンプ２からの水の流量が所定の値まで低下したことを検出すると、その検出信号をコントローラ３５に送る。コントローラ３５はこの検出信号を受け、インバータ２０に指令を出して吐出側圧力が所定の停止圧力に達するまでポンプ２の回転速度を増加させ、その後ポンプ２を停止させる。

コントローラ３５には、さらに、第２接続管１２に配置された開閉弁１７のアクチュエータ１７ａと、受水槽６内の水位を検知するための水位検知器３８が信号線を介して接続される。本実施形態の水位検知器３８は、水位検出用電極棒３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを有する電極棒式水位検知器である。水位検知器３８として、フロートスイッチ式水位検知器、または超音波式水位検知器などを用いてもよい。フロートスイッチ式水位検知器は、受水槽６の水位に応じて上下動する浮子を用いてｏｎ／ｏｆｆ信号を発するフロートスイッチにより水位を検知する。超音波式水位検知器は、受水槽６の水面に向けて超音波を発射し、かつ水面からの反射波を受信するセンサを有する。超音波式水位検知器は、センサが超音波を発射してから反射波を受信するまでの反射時間を測定しており、この反射時間に基づいて水位を検知する。

図示した電極棒式水位検知器の場合、コントローラ３５は、最も長い電極棒３８ａとその他の電極棒３８ｂ〜３８ｄとの間に電流が流れるか否かで、水の存在を検知する。すなわち、最も長い電極棒３８ａをコモン電極棒として、この電極棒３８ａとその他の電極棒３８ｂ〜３８ｄとの間に水が存在すると、電極棒３８ａとその他の電極棒３８ｂ〜３８ｄのうちの少なくとも１つとが導通する。コントローラ３５は、電極棒３８ａと電極棒３８ｂ〜３８ｄとの導通状態から受水槽６内の水位を検知するように構成される。

２番目に長い電極棒３８ｂは、渇水警報用の電極棒である。受水槽６内の水位が電極棒３８ｂよりも低下した場合には、電極棒３８ａと電極棒３８ｂとの間の導通が途切れ、コントローラ３５は、渇水警報信号を生成する。３番目に長い電極棒３８ｃは、開閉弁１７を開動作させるための電極棒である。最も短い電極棒３８ｄは、開閉弁１７を閉動作させるための電極棒である。すなわち、コントローラ３５は、電極棒３８ａと電極棒３８ｃとの間の導通が途切れたことによって、水位が電極棒３８ｃよりも低下したことを検知し、開閉弁１７を開動作させる。開閉弁１７が開くことにより、受水槽６に水道管９から水が供給される。さらに、コントローラ３５は、電極棒３８ａと電極棒３８ｄが導通したことによって、電極棒３８ｄまで水位が上昇したことを検知し、開閉弁１７を閉動作させる。開閉弁１７が閉じることにより、受水槽６への水の供給が停止する。開閉弁１７の開閉動作と、三方弁５の切替動作は、コントローラ３５により独立して行われる。例えば、コントローラ３５は、三方弁５の第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されているときに、開閉弁１７を開動作させることができる。

第１接続管１４に配置された圧力センサ１６は、ポンプ２に流入する水の圧力、すなわちポンプ２の流入側圧力を測定している。コントローラ３５は、圧力センサ１６によって測定された流入側圧力に基づいて、水道管９からの水の供給が可能か否か（すなわち、断水が発生しているか否か）を判断する。コントローラ３５は、流入側圧力と比較される所定の設定値を記憶している。流入側圧力の測定値がこの所定の設定値以上であるときに、コントローラ３５は、水道管９を流れる水の圧力は正常である（すなわち、断水は発生していない）と判断する。一方で、流入側圧力の測定値がこの所定の設定値よりも小さいときは、コントローラ３５は、断水が発生していると判断する。

流入側圧力の測定値が上記所定の設定値以上であるとき（すなわち、断水が発生していないとき）は、コントローラ３５は、三方弁５を操作して第１入口ポート５ａおよび第２入口ポート５ｂを交互に出口ポート５ｃに接続する。図１に示した実施形態では、第１入口ポート５ａおよび第２入口ポート５ｂは、予め設定された時間間隔で交互に出口ポート５ｃに接続される。したがって、水道管９からの給水と、受水槽６からの給水は、上記時間間隔で交互に実行される。

コントローラ３５にはタイマー４０が接続されており、タイマー４０によってカウントされた時間が予め設定された時間に達するたびに、コントローラ３５は三方弁５を操作して、三方弁５への水の入口を第１入口ポート５ａから第２入口ポート５ｂに、または第２入口ポート５ｂから第１入口ポート５ａに切り替える。図１に示した実施形態では、タイマー４０は、コントローラ３５に内に配置されているが、コントローラ３５の外に配置されてもよい。

上述した時間間隔は、例えば、８時間である。受水槽６の標準貯水量は、建物の一日当たりの水の消費量の３０％程度に設計されることが多い。したがって、第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているとき、すなわち受水槽６からの給水が行われるとき、上述した時間間隔を８時間に設定した場合、受水槽６に貯められた水の全量が新しい水に置換されることが想定される。

第１入口ポート５ａと第２入口ポート５ｂとを切り替える上記時間間隔は、８時間よりも長くてもよいし、短くてもよい。例えば、時間間隔を４時間または２４時間に設定してもよい。第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されている時間は、第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されている時間と同じであってもよいし、異なってもよい。例えば、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されている時間を１２時間に設定する一方で、第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されている時間を８時間に設定してもよい。電気料金の安い夜間には、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに接続して受水槽６からの給水を行うようにしてもよい。

上述した時間間隔に代えて、流入側圧力の測定値が上記所定の設定値以上であり、かつ第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているときに受水槽６から排出された水の流量の積算値に基づいて、コントローラ３５は、第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続するタイミングを決定してもよい。コントローラ３５は、ポンプ２の運転中、ポンプ２の回転速度と運転時間を常に監視している。コントローラ３５は、ポンプ２の回転速度と運転時間から、第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているときに（つまり、受水槽６からの給水が行われているときに）受水槽６から排出された水の流量の積算値を算出し、この流量の積算値を所定のしきい値と比較する。流量の積算値が所定のしきい値に到達したときに、コントローラ３５は、三方弁５を操作して、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離すとともに、第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続する。

受水槽６から排出された水の流量の積算値は、受水槽６から排出された水の総量に相当する。上記所定のしきい値は、例えば、受水槽６の標準貯水量に相当する値である。所定のしきい値は、受水槽６の標準貯水量よりも大きくてもよいし、少なくてもよい。例えば、所定のしきい値を、受水槽６の標準貯水量の８０％または１２０％に設定してもよい。しきい値を受水槽６の標準貯水量以上に設定した場合、受水槽６に貯められた水の全量を新しい水に置換することができる。したがって、受水槽６に貯められた水の腐敗を確実に防止することができる。

上述のように、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続するタイミングは、受水槽６から排出された水の流量の積算値に基づいて決定されるが、第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃから切り離して第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに接続するタイミングは、経過時間に基づいて決定される。具体的には、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されてから所定の時間が経過したときに、コントローラ３５は三方弁５を操作して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃから切り離し、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに接続する。経過時間は上記したタイマー４０によってカウントされる。

上記したように、圧力センサ１６によって測定される流入側圧力が所定の設定値以上であるときは、コントローラ３５は、三方弁５を操作して第１入口ポート５ａおよび第２入口ポート５ｂを交互に出口ポート５ｃに接続する。第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されているとき、水は受水槽６を通らずに水道管９から直接建物に供給される。すなわち、省エネルギーであり、新鮮な水を供給することができる直結給水システムを利用して、水が建物に供給される。本実施形態によれば、水道管９からの給水と受水槽６からの給水は交互に行われる。第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているとき、受水槽６に貯められた水は新しい水に入れ替えられる。その結果、受水槽６に貯められた水の腐敗を防止することができる。

圧力センサ１６によって測定される流入側圧力が所定の設定値よりも小さいとき（すなわち、断水発生時）は、コントローラ３５は、三方弁５を操作して、第２入口ポート５ｂを強制的に出口ポート５ｃに接続する。したがって、断水発生時には、受水槽６に貯められた水が建物に供給される。

水道管９からの給水が行われているときに断水が発生した場合に十分な量の水を確保するために、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されている間（すなわち、水道管９からの給水が行われている間）、コントローラ３５は、導入管１０に設けられた開閉弁１７を操作して受水槽６の水位を所定の標準範囲内に保つように動作する。具体的には、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されている間、受水槽６の水位は、電極棒３８ｃの下端から電極棒３８ｄの下端までの範囲内に維持される。

受水槽６の底部には、受水槽６の内部に連通するドレイン管４１が接続されており、このドレイン管４１には手動弁４３が設けられている。地震などの災害時に、停電が発生することがある。停電時には、ポンプ２を駆動することができないので、建物に水を供給できなくなる。このような場合でも、手動弁４３を開くことにより、受水槽６に貯められた水を入手することができる。

給水システムは、第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃから切り離して第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに強制的に接続する、または第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに強制的に接続するスイッチ４５をさらに備えてもよい。例えば、スイッチ４５を操作して三方弁５の第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに強制的に接続することにより、受水槽６の点検や清掃などのメンテナンスを行いながら、水道管９から建物に水を供給することができる。

受水槽６は、該受水槽６の内部を受水槽６の外部と常時連通する通気口３９を有している。このような通気口３９を有する受水槽は、最も一般的な（すなわち、最も普及している）受水槽である。したがって、既設の受水槽給水システムを本実施形態の給水システムに置き換える場合に、建物に既に設置されている受水槽を再利用することができる。既設の受水槽を撤去するコスト、および新たな受水槽を設置するコストが不要であるので、給水システムの設置工事費用を低減させることができる。

図２は、本発明の別の実施形態に係る給水システムを示す模式図である。図２に示される給水システムは、受水槽６から排出された水の流量を計測する流量計４７をさらに備えている。この流量計４７は、第２給水管１３に設けられている。流量計４７をポンプ２の吐出側に配置してもよい。流量計４７は、コントローラ３５に信号線を介して接続され、水の流量の測定値はコントローラ３５に送られる。流量計４７以外の本実施形態の構成は、図１に示す実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。

本実施形態では、流入側圧力の測定値が上記所定の設定値以上であり、かつ受水槽６からの給水が行われているとき、すなわち三方弁５の第２入口ポート５ｂが出口ポート５ｃに接続されているときの水の流量の積算値に基づいて、コントローラ３５は、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続するタイミングを決定する。より具体的には、コントローラ３５は、流量計４７によって測定される水の流量の積算値（すなわち、受水槽６から排出された水の流量の積算値）を算出し、この流量の積算値をコントローラ３５に予め記憶されたしきい値と比較する。流量の積算値がしきい値に到達した場合は、コントローラ３５は、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続する。その結果、受水槽６からの給水が停止され、水道管９からの給水が開始される。

流量の積算値と比較される上記しきい値は、例えば、受水槽６の標準貯水量に相当する値である。所定のしきい値は、受水槽６の標準貯水量よりも大きくてもよいし、少なくてもよい。例えば、所定のしきい値を、受水槽６の標準貯水量の８０％または１２０％に設定してもよい。しきい値を受水槽６の標準貯水量以上に設定した場合、受水槽６に貯められた水の全量を新しい水に置換することができる。したがって、受水槽６に貯められた水の腐敗を確実に防止することができる。

上述のように、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃから切り離して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃに接続するタイミングは、受水槽６から排出された水の流量の積算値に基づいて決定されるが、第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃから切り離して第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに接続するタイミングは、経過時間に基づいて決定される。具体的には、第１入口ポート５ａが出口ポート５ｃに接続されたときから経過した時間が予め設定された時間に達したときに、コントローラ３５は三方弁５を操作して第１入口ポート５ａを出口ポート５ｃから切り離し、第２入口ポート５ｂを出口ポート５ｃに接続する。この経過時間は上記したタイマー４０によってカウントされる。

図３および図４は、それぞれ、本発明のさらに別の実施形態に係る給水システムを示す模式図である。圧力センサ１６と三方弁５は、１つの組立体５０として構成されている。この組立体５０はモジュール化された着脱可能な構成を有しており、既存の直結給水ユニットに組み入れることが可能である。図３に示される実施形態では、組立体５０は、給水ユニット１のキャビネット３０内に配置されている。図４に示される実施形態では、組立体５０は、給水ユニット１のキャビネット３０に隣接して配置されている。図３および図４に示す組立体５０は、圧力センサ１６と三方弁５を囲むキャビネットをさらに有していてもよい。

図３および図４に示される組立体５０内には、逆流防止装置２５がさらに組み込まれているが、逆流防止装置２５を組立体５０の外部に配置してもよい。図３および図４に示される実施形態において、圧力センサ１６と三方弁５が１つの組立体５０としてモジュール化されている以外の構成は、図１に示す実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。

既設の受水槽給水システムとして、通気口を有する受水槽と、ポンプおよびポンプの給水動作を制御するコントローラを有する給水ユニットとを備えている場合がある。このような受水槽給水システムを、本発明の一実施形態に係る給水システムに置き換える場合は、既設の受水槽と給水ユニットを再利用してもよい。より具体的には、図３および図４に示されるような三方弁５および圧力センサ１６を有する１つの組立体５０を準備し、圧力センサ１６が配置されている配管を水道管９に接続し、受水槽６から延びる第２給水管１３を三方弁５の第２入口ポート５ｂに接続する。三方弁５の出口ポート５ｃは、ポンプ２に接続される。さらに、圧力センサ１６と三方弁５のアクチュエータ５ｄをコントローラ３５に接続し、コントローラ３５内のプログラムを本発明の一実施形態に係る給水システム用のプログラムに書き換える。既設のコントローラを、本発明の一実施形態に係る給水システム用のコントローラ３５に置き換えてもよい。このように、既設の受水槽６と給水ユニット１を再利用することにより、本発明の一実施形態に係る給水システムの設置費用を下げることができる。特に、図３に示されるように、組立体５０を給水ユニット１のキャビネット３０の内部に配置した場合、設置面積の増加を防止することができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ 給水ユニット
２ ポンプ
３ モータ
５ 三方弁
５ａ 第１入口ポート
５ｂ 第２入口ポート
５ｃ 出口ポート
５ｄ アクチュエータ
６ 受水槽
７ 送水管
８ バイパス管
９ 水道管
１０ 導入管
１１ 取水管
１２ 第２接続管
１３ 第２給水管
１４ 第１接続管
１５ 第１給水管
１６ 圧力センサ
１７ 開閉弁
１７ａ アクチュエータ
１８ 分岐点
１９ 流入管
２０ インバータ
２１ 圧力センサ
２２ 逆止弁
２３ 逆止弁
２４ フロースイッチ
２５ 逆流防止装置
２６ 圧力センサ
２８ 圧力タンク
３０ キャビネット
３２ 吐出管
３５ コントローラ
３８ 水位検知器
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 電極棒
３９ 通気口
４０ タイマー
４１ ドレイン管
４３ 手動弁
４５ スイッチ
４７ 流量計
５０ 組立体

Claims (12)

1. 建物に水を供給するポンプと、
   前記ポンプの流入側圧力を測定する圧力センサと、
   第１入口ポート、第２入口ポート、および出口ポートを有し、前記第１入口ポートまたは前記第２入口ポートのいずれかを選択的に前記出口ポートに接続可能な流路切替装置と、
   水道管に連結され、通気口を有した受水槽と、
   前記第１入口ポートを前記水道管に連結する第１給水管と、
   前記第２入口ポートを前記受水槽に連結する第２給水管と、
   前記出口ポートを前記ポンプの吸込口に連結する流入管と、
   前記流路切替装置の動作を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記流入側圧力が設定値以上であるときに、前記流路切替装置を操作して前記第１入口ポートおよび前記第２入口ポートを交互に前記出口ポートに接続することを特徴とする給水システム。
2. 前記流入側圧力が前記設定値よりも小さいときは、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第２入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする請求項１に記載の給水システム。
3. 前記受水槽を前記水道管に連結する導入管と、
   前記導入管に設けられた開閉弁とをさらに備え、
   前記コントローラは、前記第１入口ポートが前記出口ポートに接続されている間、前記受水槽の水位が所定の標準範囲内に保たれるように前記開閉弁を操作することを特徴とする請求項１または２に記載の給水システム。
4. 前記コントローラは、前記流入側圧力が前記設定値以上であるときに、前記流路切替装置を操作して、予め設定された時間間隔で前記第１入口ポートおよび前記第２入口ポートを交互に前記出口ポートに接続することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給水システム。
5. 前記コントローラは、前記流入側圧力が前記設定値以上であり、かつ前記第２入口ポートが前記出口ポートに接続されているときに前記受水槽から排出された水の流量の積算値を算出し、
   前記流量の積算値が所定のしきい値に達した場合は、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第１入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給水システム。
6. 前記コントローラは、前記ポンプの回転速度と運転時間とから前記流量の積算値を算出することを特徴とする請求項５に記載の給水システム。
7. 前記所定のしきい値は、前記受水槽の標準貯水量に相当する値であることを特徴とする請求項５または６に記載の給水システム。
8. 前記第１入口ポートが前記出口ポートに接続されたときから所定の時間が経過したときに、前記コントローラは、前記流路切替装置を操作して前記第２入口ポートを前記出口ポートに接続することを特徴とする請求項６に記載の給水システム。
9. 前記ポンプ、前記流路切替装置、前記圧力センサ、および前記コントローラは、１つのキャビネット内に収容されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の給水システム。
10. 前記流路切替装置および前記圧力センサは、１つの組立体として構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の給水システム。
11. 前記受水槽は、前記建物に既に設置されている受水槽であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の給水システム。
12. 前記流路切替装置は、三方弁であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の給水システム。

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