JP2017150210A - 給水装置、紫外線照射ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高い給水装置および紫外線照射を提供する。【解決手段】給水装置は、給水対象よりも高位に設置された高置水槽に水を貯留し、高置水槽を介して給水対象に給水する。給水装置は、高置水槽へ液体を移送するポンプを備える。また、給水装置は、高置水槽の流出口と給水対象との間に設置され高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部と、発電部により発電される電力を用いて高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、給水装置、紫外線照射ユニットに関する。

従来、給水装置は、建物に水を供給するために広く使用されている。給水装置の給水方式としては、高置水槽方式から受水槽方式に移り、現在では、都市部における中規模マンションやビルにおいては直結給水方式が主流となっている。現在、高置水槽方式が採用されている建物は築３０年を超える建物が多い。

近年、都市部においては、建物の電気設備および給排水設備を更新したりメンテナンスしたりしながら、建物自体を建て替えることなく使い続けていたり、古いマンションビルをリノベーションし付加価値をつけて再販したりしている場合がある。このように建物が取り壊されずに長期間にわたり使用される中で、寿命に達した給水装置は定期的に更新される。このときには、給水方式も建物が竣工された当初の高置水槽方式から現在主流の直結給水方式に更新することが好ましい。しかしながら、給水方式を直結給水に更新すると、ポンプにて加圧された水が流れるため、古い建物における竣工当時の配管およびバルブでは、耐圧不足のため建物内の水道配管をすべて取り換えなければならない場合も多い。そのため、直結給水方式に対応可能な最新型の給水装置を設置しても、建物の配管工事のコストおよび構造上、高置水槽方式を選択せざるをえない建物もある。

高置水槽方式の場合、長時間にわたり屋上の水槽内に水が停留するため、水道水の残留塩素が抜けてしまい、高置水槽内が不衛生な環境となるおそれがある。そこで、高置水槽を出た水に薬液（例えば、塩素）を注入して殺菌する方法が考えられている。しかしながら、高置水槽を出た水は直ぐに使用されるため、水の使用者は薬液が残留した水（例えば、残留塩素によるカルキ臭のする水）を使用することとなる。また、薬液にて水を殺菌する場合、殺菌する水に対して常に正しい割合の薬液を注入する必要がある。そのため、定期的に薬液を補充する必要があるのと同時に正しい量の薬液が注入できるように頻繁に薬液注入機器をメンテナンスする必要がある。

高置水槽方式にて、直結給水方式と同等の安全さらにはおいしい水を確保するためには、カルキ臭を取り除き、水を浄化する浄水器を備えることが有効である。現在は家庭内の給水栓に浄水器を取り付けたり、セントラル浄水器を量水器（水道メータ）の２次側に取り付けて水を浄化している。また、水を浄化する方法としては、異物をフィルタにて濾過したり、塩素などの薬剤、加熱、または、紫外線などを用いるものが知られている。そのうち、水に紫外線を放射する方法では、水に含まれる細菌などを殺菌することができ、塩素にて殺菌したときのように水中にカルキ臭が残留しないという利点がある。そして、近年、ＬＥＤを使用する紫外線殺菌方法が提案されている。

特開２０１１−１６０７４号公報

家庭内に設置する浄水器では、浄化できる水量に限界がある。高置水槽方式では先に述べたように高置水槽内にて残留塩素が抜けて水質が悪化する可能性が高いため、高置水槽の出口側に浄水ユニットを取り付けると、建物に給水する水の水質を維持しやすい。しか
しながら、高置水槽方式は、高置水槽からの自然落下の圧力のみで階下への給水を行うため、フィルタタイプの浄水ユニットを用いると、異物によりフィルタが詰まった場合にフィルタでの圧損が大きくなり、各給水栓に十分な給水量が確保できなくなるおそれがある。

さらには、高置水槽方式では、水槽の水位による自然落下にて給水を行うため、既存の高置水槽の設置場所である屋上には予備の電源が存在しない場合もある。また、水を浄化するため薬液注入機器または紫外線殺菌装置を用いるには、装置を駆動する電源を確保する必要がある。このため、既存の高置水槽にこれらの浄水ユニットを追加しようとした場合、屋上に屋外用の電気配線を新設したり、既存の電気設備の電気容量を増やす電気工事が必要となる。

建物に水を供給する給水装置では、建物で使用される水量に応じて水を供給するため、供給する水量は時間ごとに異なる。供給する水量が大きいときに十分な浄水効果を得るためには紫外線の照射量を大きくすることが求められるが、常に紫外線の照射量を大きくするとエネルギ効率が悪くなりＬＥＤの寿命も短くなる。これに対して、水量を検出するセンサ及びコンピュータを用いて、水の供給量に応じて紫外線の照射量を増減させることも考えられるが、給水装置の部品点数が増加するとともに制御が煩雑になってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高く、電源設備のない高置水槽方式にも対応可能な給水装置および紫外線照射ユニットを提供することを目的とする。

本発明の給水装置は、給水対象よりも高位に設置された高置水槽に水を貯留し、高置水槽を介して給水対象に給水する。給水装置は、高置水槽へ水を移送するポンプを備える。また、給水装置は、高置水槽の流出口と給水対象との間に設置され高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部と、発電部により発電される電力を用いて高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える。
かかる構成により、本発明の給水装置では、高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部を備えているので、給水対象に供給される水の水質を向上できる。しかも、紫外線照射部は、高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部からの電力を用いて紫外線を照射する。このため、高置水槽から流出される水の流量に応じて紫外線照射部から紫外線を照射することができ、水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高い給水装置を実現できる。さらには、電源設備のない高置水槽であっても紫外線照射部によって水を浄化することができる。

また、ポンプの吐出し量と紫外線照射部の紫外線照射量とが比例することが好ましい。こうすれば、更に水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高い給水装置を実現できる。

また、給水装置は、発電部から紫外線照射部に供給される電力量の積算値を算出する電力積算値算出部と、電力積算値算出部により算出された積算値が閾値以上に至ったときに報知する報知部と、を備えてもよい。
こうすれば、紫外線照射部に供給される電力量の積算値が大きくなったときに報知して、紫外線照射部の交換などを促すことができる。

また、紫外線照射部は、紫外線ＬＥＤを有するものでもよい。
こうすれば、紫外線照射部により消費される電力を小さくできる。

また、ポンプの制御に関する情報を表示する表示部を更に備えてもよい。

また、ポンプの制御に関する情報を外部表示器に送信するように構成された通信部を更に備えてもよい。

また、通信部は、外部表示器から電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部であってもよい。

また、通信部は、情報を近距離無線通信（ＮＦＣ）によって外部表示器に送信してもよい。

また、給水装置は、高置水槽を更に備えてもよい。

本発明の紫外線照射ユニットは、発電部と、紫外線照射部と、を備える。発電部は、給水対象よりも高位に設置された高置水槽の流出口と給水対象との間に設置され、高置水槽から流出される水流を利用して発電する。紫外線照射部は、発電部により発電される電力を用いて高置水槽から流出される水に紫外線を照射する。
かかる構成により、本発明の紫外線照射ユニットでは、高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部を備えているので、給水対象に供給される水の水質を向上できる。しかも、紫外線照射部は、高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部からの電力を用いて紫外線を照射する。このため、高置水槽から流出される水の流量に応じて紫外線照射部から紫外線を照射することができ、水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高い紫外線照射ユニットを実現できる。さらには、電源設備のない高置水槽であっても紫外線照射部によって水を浄化することができる。

本発明の実施形態に係る給水装置を示す模式図である。 実施形態に係る紫外線照射ユニットの構成を示す図である。 実施形態に係る紫外線照射ユニットを通過する水の流量と紫外線照射ユニットから照射される紫外線の照射量との関係を示す図である。 実施形態に係る紫外線照射部耐用判定処理を示すフローチャートである。 第１変形例の制御部および外部表示器を示す図である。 第２変形例の制御部および外部表示器を示す図である。

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。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、各実施形態を構成する構成要素は任意に組み合わせることが可能であり、以下に説明する組み合わせに限定されるものではない。また、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る給水装置を示す模式図である。この給水装置は主に戸建て、マンション、オフィスビル、商業施設、又は、学校等の建物に水道水を給水するための装置である。図１に示すように、給水装置１００の吸込口は、導入管５を介して水道管（水道本管）４または図示しない受水槽に接続されている。給水装置１００は、建物の屋上など、最上階の給水対象（例えば蛇口）１０にて給水に十分な水圧が得られる高さに設置された高置水槽７０を備える。給水装置１００は、水道管４または受水槽からの水を増圧して高置水槽７０に一旦貯留し、高置水槽７０からの落水にて各階の給水対象１０に水を供給する。

給水装置１００は、ポンプ２と、このポンプ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、を備えている。また、給水装置１００は、ポンプ２の吸込側（上流側）に、逆流防止装置２５と、圧力センサ２１と、を備える。さらに、給水装置１００は、ポンプ２の吐出側（下流側）に、逆止弁２２と、フロースイッチ２４と、圧力センサ２６と、圧力タンク２８と、を備え、その下流側に、高置水槽７０と連通する給水管７が設けられている。これら構成要素は、給水装置１００のキャビネット３０内に収容されている。なお、キャビネット３０を備えていないタイプの給水装置もある。

導入管５と給水管７との間には、水道管４の圧力のみで給水を行うためのバイパス管８が設けられており、バイパス管８には逆止弁２３が設けられている。図１に示す例では、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２、モータ３、逆止弁２２、およびフロースイッチ２４を設けてもよい。複数台のポンプ２を設けることにより、一部のポンプ２が運転不可となった場合には、運転可能な他のポンプ２にて給水を継続し極力断水を避けるようになっている。

逆流防止装置２５は、給水装置１００の吸込口に接続された導入管５に設けられており、給水装置１００から水道管４への水の逆流を防止する。逆流防止装置２５の上流側には、圧力センサ２１が設けられている。圧力センサ２１は、ポンプ２の吸込側圧力を測定するための水圧測定器である。

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。逆止弁２２の下流側（二次側）には、フロースイッチ２４が設けられている。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、すなわち過少水量を検出する流量検出器である。フロースイッチ２４のさらに下流側には、圧力センサ２６と圧力タンク２８が設けられている。圧力センサ２６は、ポンプ２の吐出側圧力（以降、吐出側圧力とは、圧力センサ２６にて測定した圧力値を示す。）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。

高置水槽７０は、圧力タンク２８の更に下流側に設けられており、ポンプ２から吐出された水を一旦貯留する。高置水槽７０は、建物の屋上など、給水対象（例えば蛇口）１０よりも高い位置に配置されており、高低差を利用して給水対象１０に水を供給できるように構成されている。高置水槽７０は、電極棒等の水位センサ７０ａを備え、高置水槽７０内に貯留された水の水位が検出される。また、高置水槽７０の流出口に接続された接続管７１には、高置水槽７０から流出される水を浄化するための紫外線照射ユニット６０が設けられている。紫外線照射ユニット６０は、高置水槽７０から給水対象１０に供給される水を浄化するために設けられている。

図２は、実施形態に係る紫外線照射ユニットの構成を示す図である。紫外線照射ユニット６０は、高置水槽７０と同様に建物の屋上などの高位に配置されることが好ましい。紫外線照射ユニット６０は、水力発電部６１と、紫外線照射部６２と、電流調整装置６３と、を有する。これら構成要素は、紫外線照射ユニット６０内に収容されていてもよい。

水力発電部６１は、高置水槽７０から給水対象１０に向けて流出される水流を利用して発電を行う。水力発電部６１としては、公知の水力発電機を用いることができる。水力発電部６１では、高置水槽７０から流出される水量に応じた電力量の発電がなされる。本実施形態では水力発電部６１によって直流電力が発電され、この発電電力は、電流調整装置６３を介して紫外線照射部６２に供給される。紫外線照射部６２は、高置水槽７０から流
出される水に紫外線を照射して水を浄化する。紫外線照射部６２としては、電力を用いて紫外線を照射することにより水を浄化できるものであればよく、低圧水銀灯などの殺菌灯、または、紫外線ＬＥＤなどを用いることができる。電流調整装置６３は、水力発電部６１から紫外線照射部６２への電力ラインに介在し、紫外線照射部６２に流れる電流を調整する。本実施形態では、電流調整装置６３は、主に紫外線照射部６２に過大な電流が流れるのを防止するために設けられている。ただし、例えば、水力発電部６１で発電される電力が交流電力である場合などには、紫外線照射部６２に直流電力が供給されるように電流調整装置６３によって電力変換がなされてもよい。

図３は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを通過する水の流量と紫外線照射ユニットから照射される紫外線の照射量との関係を示す図である。本実施形態では、紫外線照射ユニット６０を通過する水流を利用して水力発電部６１が発電し、その発電電力が紫外線照射部６２に供給されて紫外線照射部６２から紫外線が照射される。このため、図３に示すように、紫外線照射部６２からの紫外線の照射量は、紫外線照射ユニットを通過する水の流量に比例して増減する。つまり、本実施形態の紫外線照射ユニット６０では、高置水槽７０から流出する水量が大きいときには、紫外線照射部６２から大きい照射量の紫外線が照射されて水を十分に浄化することができる。また、高置水槽７０から流出する水量が小さいときには、紫外線照射部６２から小さい照射量の紫外線が照射される。したがって、紫外線照射ユニット６０では、紫外線照射部６２から効果的に紫外線を照射して水質を良くすることができるとともに、常に大きな電力を紫外線照射部６２に供給する場合に比べて、紫外線照射部６２の劣化を抑制し長寿命化を図ることができる。

説明を図１に戻す。給水装置１００は、給水動作を制御する制御部４０を備えている。図１に示すように、制御部４０は、記憶部４７と、演算部４８と、Ｉ／Ｏ部５０と、設定部４６と、表示部４９と、を備えている。設定部４６及び表示部４９は、給水装置１００の運転パネル５１に備えられている。

設定部４６は、外部操作により、給水を行うのに必要な各種設定値を設定するのに使用される。設定部４６において設定された各種設定値は、記憶部４７に記憶される。一例として、ユーザーは、設定部４６を介して、停止圧力、始動圧力、及び、その他制御に必要な情報を入力できるようになっている。

表示部４９は、ユーザーインターフェースとして機能し、記憶部４７に格納されている設定値等の各種データや、現在のポンプ２の運転状況（運転状態）、例えばポンプ２の運転または停止、運転周波数、電流、吸込側圧力、吐出側圧力、紫外線照射部６２の交換の必要性、及び、受水槽警報等を表示する。

記憶部４７としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリが使用される。記憶部４７には、各種データ、例えば演算部４８における演算結果のデータ（運転時間、積算値等）、圧力値（吸込側圧力、吐出側圧力）、設定部４６を通じて入力されたデータ、及びＩ／Ｏ部５０を通じて入力される、またはＩ／Ｏ部５０を通じて出力されるデータ等が格納される。

Ｉ／Ｏ部５０としては、ポート等が使用される。Ｉ／Ｏ部５０は、圧力センサ２６の出力値、フロースイッチ２４の信号、水位センサ７０ａの出力値、及び、定水位弁７２の信号を受け入れて演算部４８に送る。また、本実施形態では、モータ３の回転数を検出する図示しない回転数センサがインバータ２０（またはモータ３）に備えられている。Ｉ／Ｏ部５０は、インバータ２０を介して回転数センサの検出値（ポンプ２の回転数Ｎｐ）を受け入れて演算部４８に送る。ただし、回転数センサは、インバータ２０に設けられるものに限定されない。また、回転数センサレスにて回転数制御を行うインバータ２０を使用する場合には、回転数センサは存在せず仮想的なものとする。Ｉ／Ｏ部５０は、通信におけ
る信号の入出力も行う。本実施形態では、ポンプ２とモータ３とは同期しており、ポンプ２の回転数Ｎｐとモータ３の回転数とは同一である。ポンプ２とモータ３とに変速器が介在する場合には、変速器の変速比（可変である場合には現在の変速比）とモータ３の回転数とに基づいて、ポンプ２の回転数Ｎｐを取得してもよい。また、ポンプ２の回転数Ｎｐは、制御部４０がインバータ２０へ送信する回転数指令値（周波数指令値）を用いてもよいし、ポンプ２の回転数Ｎｐを直接に検出する回転数センサから取得してもよい。

演算部４８としては、ＣＰＵが使用される。演算部４８は、記憶部４７に格納されているプログラム及び各種データ、並びにＩ／Ｏ部５０から入力される信号に基づいて、ポンプ２を運転するための各種データの設定、計時、及び、演算等を行う。演算部４８からの出力は、Ｉ／Ｏ部５０に入力される。

また、Ｉ／Ｏ部５０とインバータ２０は、ＲＳ４２２，２３２Ｃ，４８５等の通信手段により互いに接続される。Ｉ／Ｏ部５０からインバータ２０へは、各種設定値や周波数指令値、発停信号（運転・停止信号）などの制御信号が送られ、インバータ２０からＩ／Ｏ部５０へは、実際の周波数値や電流値等の運転状況（運転状態）が逐次送られる。

なお、Ｉ／Ｏ部５０とインバータ２０との間で送受信される制御信号としては、アナログ信号および／またはデジタル信号を用いることができる。例えば、回転周波数等にはアナログ信号を用い、運転停止指令等にはデジタル信号を用いることができる。

制御部４０には、インバータ２０、フロースイッチ２４、圧力センサ２１、圧力センサ２６、水位センサ７０ａが信号線を介して接続されている。

ポンプ２が停止している状態で高置水槽７０内の水位が所定の始動水位にまで低下すると、制御部４０は、水位センサ７０ａからの信号に基づいて定水位弁７２を開く。ただし、定位水弁７２は、高置水槽７０内の水位に応じて機械的に開閉するものでもよい。定水位弁７２が開くことにより吐出側圧力が所定の始動圧以下に低下するため、制御部４０はポンプ２を始動させる。具体的には、制御部４０はモータ３の駆動を開始するようにインバータ２０に指令を出す。ポンプ２の運転中は、設定された圧力（設定圧）により推定末端圧力一定制御もしくは目標圧力一定制御が行われる。具体的には推定末端圧制御にて算出した目標圧力制御カーブ上の目標圧（ＳＶ）または圧力一定制御の場合は設定圧を目標圧（ＳＶ）とし、吐出側圧力を現在圧（ＰＶ）とする。ＳＶとＰＶの偏差にてＰＩＤ演算を行いポンプ２の回転数Ｎｐが設定される。なお、複数台のポンプ２がある場合は、同時に起動可能なポンプ台数にて水量に応じたポンプの台数制御も行われる。また、制御部４０は、目標圧（ＳＶ）に代えて、高置水槽７０の水位に基づいてポンプ２の回転数Ｎｐを設定してもよい。

ポンプ２の運転中に高置水槽の水位が所定の水位まで復帰すると、制御部４０は、水位センサ７０ａからの信号に基づいて定水位弁７２が閉じる。定位水弁７２が閉じることにより、フロースイッチ２４は、過少水量を検出し、その検出信号を制御部４０に送る。制御部４０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停止圧に達するまでポンプ２の回転数Ｎｐを増加させ、圧力タンク２８に蓄圧した後にポンプ２を停止（小水量停止）させる。ポンプ２が小水量停止した後に、再び建物内で水が使用されて高置水槽７０の水位が低下すると、定水位弁７２が開き吐出側圧力が所定の始動圧まで低下して、ポンプ２が始動する。なお、複数台のポンプ２がある場合には、始動するポンプ２をローテーションさせ、ポンプ２内に水が滞留するのを防ぐことが好ましい。また、小水量を検知する方法としては、フロースイッチ２４を用いずに、モータ３の電流値による低負荷や締切圧力等その他の手段を用いてもよい。

また、本実施形態の給水装置１００では、ポンプ２の運転とは別に、吐出側圧力（Ｐｍ）とポンプ２の回転数Ｎｐとに基づいて紫外線照射部６２の消耗度を判定する紫外線照射部耐用判定処理を実行する。図４は、実施形態に係る紫外線照射部耐用判定処理を示すフローチャートである。この処理は、給水装置１００の運転中に制御部４０により実行される。

制御部４０は、紫外線照射部耐用判定処理を開始すると、まず、電力量の積算値Ｓｗをリセットする（ステップＳ１００）。このステップＳ１００の処理は、紫外線照射部６２の新設時または交換時などに行われればよい。続いて、制御部４０は、圧力センサ２６からの吐出側圧力Ｐｍとポンプ２の回転数Ｎｐを取得し（ステップＳ１１０）、次式（１）を用いて紫外線照射ユニット６０の水力発電部６１で発電される電力量Ｗｖを推定する（ステップＳ１２０）。式（１）では、吐出側圧力Ｐｍとポンプ２の回転数Ｎｐとに基づいて、ポンプ２から吐出される水の動力を算出し、総合発電効率係数ｋ２を乗じることにより、電力量Ｗｖを推定している。式（１）中、ｋ１は、ポンプ２の回転数Ｎｐを吐出流量に換算するための換算係数であり、ポンプ２の規格およびステップＳ１１０の処理の繰り返し時間などに基づいて予め定めた値を用いることができる。また、式（１）中、総合発電効率係数ｋ２は、水力発電部６１の発電効率などに基づいて予め定めた値を用いることができる。

Ｗｖ＝（ｋ１・Ｎｐ）・Ｐｍ・ｋ２ （１）

ここで、本実施形態では紫外線照射ユニット６０は高置水槽７０の下流側に設けられており、ポンプ２から吐出される水の動力と、紫外線照射ユニット６０を通過する水の動力は異なる。ただし、ポンプ２は、高置水槽７０から流出される水量に応じてその吐出量が制御されるので、長期間で考えると、ポンプ２から吐出される水の動力と、紫外線照射ユニット６０を通過する水の動力は近い値となる。このため、本実施形態では、ポンプ２から吐出される水の動力に基づいて紫外線照射ユニット６０の水力発電部６１で発電される電力量を推定している。これにより、水力発電部６１に電流センサなどが備えられない場合にも、水力発電部６１での発電電力量を推定することができる。

水力発電部６１による発電電力量Ｗｖを算出すると、続いて制御部４０は、算出した発電電力量Ｗｖを積算値Ｓｗに積算し（ステップＳ１３０）、積算値Ｓｗを第１閾値Ｓｒ１と比較する（ステップＳ１４０）。このステップＳ１４０の処理は、これまで紫外線照射部６２に供給された電力量を第１閾値Ｓｒ１と比較する処理である。第１閾値Ｓｒ１は、紫外線照射部６２を交換すべきか否かを判定するための閾値であり、紫外線照射部６２の規格に基づいて予め定めた値を用いることができる。ここで、本実施形態では、第１閾値Ｓｒ１は、紫外線照射部６２は完全には消耗していないが、紫外線照射部６２による浄水効果の低下が見込まれる、または、まもなく紫外線照射部６２が完全に消耗すると予想されるなどの理由により交換すべきことを判定する値とした。そして、積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１未満のときには（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、制御部４０は、紫外線照射部６２は交換が必要なほど消耗していないと判断して、ステップＳ１１０の処理に戻る。

積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１以上のときには（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、制御部４０は、紫外線照射部６２は消耗しており交換が必要であると判断して、表示部４９で表示することによりその旨を報知する（ステップＳ１５０）。これにより、ユーザーに紫外線照射部６２の交換を促すことができ、給水装置１００による給水の水質を確保することができる。

制御部４０は、表示部４９での表示後に、積算値Ｓｗを第２閾値Ｓｒ２と比較する（ステップＳ１６０）。第２閾値Ｓｒ２は、紫外線照射部６２による浄水効果が十分でなくな
ることを判定するための閾値であり、紫外線照射部６２の規格に基づいて予め定めた第１閾値Ｓｒ１より大きい値を用いることができる。積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２未満のときには（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、制御部４０は、ステップＳ１１０の処理に戻る。これにより、積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１以上で第２閾値Ｓｒ２未満のときには、紫外線照射部６２を交換すべきことが表示部４９で継続的に報知されることになる。

そして、積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２以上のときには（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、制御部４０は、紫外線照射部６２による浄水効果が十分でなく、給水装置１００から供給する水の水質が確保できないおそれがあると判断する。この場合には、制御部４０は、ポンプ２を停止して（ステップＳ１７０）、紫外線照射部耐用判定処理を終了する。

以上説明した本実施形態の給水装置１００は、高置水槽７０の流出口と給水対象１０との間に設置された水力発電部６１と、水力発電部６１からの電力を用いて紫外線を照射する紫外線照射部６２とを備える。このため、高置水槽７０から流出される水の流量に応じて紫外線照射部６２から紫外線が照射され、水質の良い水を供給できるとともにエネルギ効率が高い給水装置１００を実現できる。

しかも、紫外線照射ユニット６０は、高置水槽７０の下流側に設けられているので、給水対象１０のより近い場所で水を浄化することができ、給水装置１００から水質の良い水を供給できる。また、紫外線照射ユニット６０は、紫外線照射部６２に電力を供給する水力発電部６１を備えているので、配電設計を考慮することなく、建物の屋上などに容易に設置することができる。

本実施形態では、電力量の積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きいときに表示部４９への表示を行い、積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きいときにポンプ２を停止するものとした。しかし、こうした例に限定されず、たとえば積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きいときにポンプ２を停止してもよい。また、積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きいときにポンプ２を停止しなくてもよい。また、本実施形態では、ポンプ２の回転数Ｎｐと吐出側圧力Ｐｍとに基づいて水力発電部６１での発電電力用を推定するものとしたが、電流センサなどにより発電電力量を検出・算出してもよい。さらに、制御部４０は、電力量の積算値Ｓｗにかかわらず、例えば紫外線照射部６２の新設または交換から所定時間（数か月、数年など）が経過したときにも、表示部４９に紫外線照射部６２を交換すべきことを表示してもよい。

（第１変形例）
図５は、第１変形例の制御部および外部表示器を示す図である。図示するように、第１変形例では、制御部４０Ａの表示部４９に加えて、外部表示器１７０がさらに設けられている。この外部表示器１７０は、給水装置１００の一部として構成されてもよいし、外部装置として構成されてもよい。外部表示器１７０では、上述した運転パネル５１と同等か、もしくはより詳細な情報を表示したり、複雑な操作を行ったりすることができる外部表示器としてもよい。

また、第１変形例では、制御部４０Ａは、通信部１６０をさらに備え、有線通信または無線通信によって外部表示器１７０に接続されている。さらに、第１変形例では、運転パネル５１に、リセットボタン５２、および、クリアボタン５３が備えられている。クリアボタン５３の押下により、制御部４０Ａは、表示部４９の表示のみをクリアする。また、リセットボタン５２の押下により、制御部４０Ａは、『電力量の積算値Ｓｗ、電力量の積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きくなり紫外線照射部６２の交換時期であること、更には電力量の積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きくなりポンプ２を停止したこと、及び、他のメンテナンス情報（例えば、運転時間、始動回数、消耗部品の使用期間、故障履歴）
などのデータ』をリセットする。

外部表示器１７０として、例えばスマートフォン、携帯電話、パソコン、タブレットの汎用端末機器、または遠隔監視器などの専用端末機器が採用される。第１変形例では、表示部４９として、７セグメントＬＥＤ及び表示灯などの簡易な表示器を採用することができる。また、外部表示器１７０として、タッチ入力方式または押圧ボタン方式用いた液晶画面での高機能表示器を採用することができる。この場合、表示部４９には簡易な情報を表示でき、外部表示器１７０には大きな情報量の情報を表示できる。こうした構成により、外部表示器１７０に、制御部４０Ａによるポンプ２の制御に関した情報（例えば、吐出側圧力Ｐｍ、ポンプ２の回転数Ｎｐなど）、および、紫外線照射ユニット６０に関する情報（例えば、電力量Ｗｖ、電力量の積算値Ｓｗ、電力量の積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きくなり紫外線照射部６２の交換時期であること、更には電力量の積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きくなりポンプ２を停止したこと）を表示することによって、給水装置に不慣れなユーザーも誤解することなく、給水装置１００の状態を認識することができる。また、給水装置１００は、機械室またはポンプ室などの電気的なノイズの多い環境に設置されることがある。こうした場合に備えて、表示部４９として、液晶表示やタッチパネルよりも電気的ノイズに強い７セグメントＬＥＤや表示灯、機械的な押圧ボタンなどにて構成された表示器が使用されてもよい。これにより、外部環境から発生される電気的なノイズによって外部表示器１７０の液晶表示やタッチパネル操作に異常が発生した場合でも、表示部４９により給水装置１００の運転に必要な最低限度の表示および操作を行うことができる。したがって、給水装置１００を電気的ノイズの多い環境下にも設置することができる。

さらに、外部表示器１７０として、スマートフォン、携帯電話、パソコン、又は、タブレットなどの汎用端末機器を採用した場合には、これらの機器に、外部表示器１７０として作用するための専用のアプリケーションソフトウエアをインストールさせてもよい。この場合には、専用のアプリケーションソフトウエアを複数用意して使い分けることにより、ユーザーのレベル又は目的に沿った表示操作を提供することが可能である。

ここで、制御部４０Ａに運転パネル５１（表示部４９）は設けられていなく、代わりに外部表示器（高機能表示器）１７０のみが設けられてもよい。この場合、上述した運転パネル５１の機能は外部表示器１７０にて全て実施可能とする。給水装置１００には表示器自体を設ける必要がなくなるので、給水装置１００全体のコストを更に下げることが可能である。また、運転パネル５１の設定部４６にリセットボタン５２及びクリアボタン５３が備えられず、代わりに、外部表示器１７０にリセットボタン(不図示)又はクリアボタン(不図示)が備えられてもよい。外部表示器１７０上のクリアボタンを押すと、外部表示器１７０上に表示されている表示が消去される。

また、図５において、通信部１６０は、公衆回線やネットワーク、専用回線等を介して、保守管理会社または管理人室に設けられた遠隔監視装置(例えば、パソコン、スマートフォン、又は、専用モニター)と通信してもよい。この場合、例えば給水装置１００におけるポンプ２の制御に関する情報等が、通信部１６０から遠隔監視装置に送信される。遠隔監視装置は、給水装置１００のポンプ運転情報（給水圧力、ポンプの回転数Ｎｐなど）、メンテナンス情報（運転時間、始動回数、消耗部品の使用期間、故障履歴など）、機器情報（製品番号、部品交換履歴、部品リストなど）など、他の情報も表示してもよい。

図６は、第２変形例の制御部および外部表示器を示す図である。第２変形例の制御部４０Ｂは、通信部１６０に代えて、制御部側アンテナ部１６７を備えている点、および制御部側アンテナ部１６７に接続された集積回路１６８を備えている点で、第１変形例の制御部４０Ａと異なっている。集積回路１６８は、不揮発性値記憶領域、および、揮発性記憶
領域を有する記憶部４７に電気的に接続されている。なお、図６に示す制御部４０Ｂは表示部４９を備えていないが、表示部４９を備えてもよい。また、第２変形例の外部表示器１７０は、給水装置１００の一部として構成されてもよいし、外部装置として構成されてもよい。

第２変形例の外部表示器１７０は、電波を送受信する表示器側アンテナ部１７１と、表示部１７２と、バッテリー１７３と、データリーダー１７４と、を備えている。この外部表示器１７０では、表示器側アンテナ部１７１で受信したデータがデータリーダー１７４で読み取られる。そして、データリーダー１７４で読み取られたデータ（例えば、吐出側圧力Ｐｍ、ポンプ２の回転数Ｎｐ、電力量Ｗｖ、電力量の積算値Ｓｗ、電力量の積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きくなり紫外線照射部６２の交換時期であること、更には電力量の積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きくなりポンプ２を停止したことなど）が表示部１７２で表示される。バッテリー１７３は、表示器側アンテナ部１７１、データリーダー１７４、および表示部１７２に電力を供給する。

外部表示器１７０として、例えばスマートフォン、携帯電話、パソコン、タブレット等の汎用端末機器を用いてもよく、遠隔監視器などの専用の端末機器を用いてもよい。特に、スマートフォンなどの汎用端末機器を外部表示器として使用すれば、専用の表示器を制作するコストが削減できるので、給水装置のコストを下げることができる。また、複数のユーザーが個々の汎用端末機器に給水装置１００の状態を表示させることができるので、ユーザーのレベル又は目的に沿った表示操作を提供することが可能である。たとえば、マンションまたはビルの管理人のような給水装置に関する専門知識のないユーザーに対して、ポンプ２の制御に関する情報などを分かり易く知らせることができる給水装置を安価に提供することができる。

外部表示器１７０は、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）の技術によって制御部４０Ｂと接続される。より具体的には、外部表示器１７０を制御部４０Ｂに近づけた状態で、表示器側アンテナ部１７１が電波を発生すると、その電波を制御部側アンテナ部１６７が受け取り、制御部側アンテナ部１６７は電波を電力に変換する。この電力は集積回路１６８および記憶部４７に供給されてこれら集積回路１６８および記憶部４７を駆動する。集積回路１６８は、記憶部４７に記憶されている上記データを読み取り、制御部側アンテナ部１６７にデータを送る。制御部側アンテナ部１６７は、データとともに電波を表示器側アンテナ部１７１に送信する。データリーダー１７４は、表示器側アンテナ部１７１が受信したデータを読み取り、そのデータを表示部１７２に表示させる。

外部表示器１７０は、表示を消去するためのクリアボタン１７６と、データをリセットするためのリセットボタン（不図示）を備えていてもよい。ユーザーがクリアボタン１７６を押すと、表示部１７２に表示されている情報表示（例えば、吐出側圧力Ｐｍ、ポンプ２の回転数Ｎｐ、電力量Ｗｖ、電力量の積算値Ｓｗ、電力量の積算値Ｓｗが第１閾値Ｓｒ１より大きくなり紫外線照射部６２の交換時期であること、更には電力量の積算値Ｓｗが第２閾値Ｓｒ２より大きくなりポンプ２を停止したことなど）が消去される。また、リセットボタンを押すと、リセット信号が制御部４０Ｂに送信され、リセット信号を受信した制御部４０Ｂは、紫外線照射ユニット６０の交換などの判定、及び、他のメンテナンス情報などのデータをリセットする。本実施形態のクリアボタン１７６は、表示部１７２の画面上に現れる仮想的なボタンであるが、クリアボタン１７６は表示部１７２の外に設けられた機械的なボタンであってもよい。第２変形例の制御部４０Ｂは、クリアボタンを備えていないが、制御部４０Ｂにクリアボタン、リセットボタンを設けてもよい。

なお、表示のクリアおよびデータのリセットの操作は、操作制限を設けてもよい。具体的には、ユーザーが主に使用する外部表示器１７０にクリアボタン１７６を設け、メンテ
ナンス員が主に使用する制御部４０Ｂにリセットボタンを設ける。このように制御部４０Ｂにのみリセットボタンを設けることで、外部表示器１７０を操作するユーザーによるリセットボタンの誤操作を防ぐことができる。パスワード等の複雑な使用制限の解除方法ではなく、外部表示器１７０を設けることで、ユーザーの誤操作によるリセットを防止することができる。

第２変形例では、制御部４０Ｂの記憶部４７に記憶されているデータ（例えば、目標圧ＳＶ、現在圧ＰＶ、電力量の積算値Ｓｗ、紫外線照射部６２を交換すべきことを示す情報など）は、無線通信により制御部４０Ｂから外部表示器１７０に送られる。第２変形例によれば、給水装置１００の電源が入っていない場合でも、制御部側アンテナ部１６７は外部表示器１７０から発せられる電波から電力を発生し、集積回路１６８および記憶部４７を駆動することができる。したがって、給水装置１００のメンテンナンス中などにおいて制御部４０Ｂに電力が供給されていないときでも、外部表示器１７０は、制御部４０Ｂの記憶部４７からデータを取得して表示することができる。

ＮＦＣは、数ｃｍの近距離にて相互通信する技術である。したがって、外部表示器１７０に各種情報を表示するときには、ユーザー及びメンテナンス員は、相互通信可能な距離まで外部表示器１７０を制御部４０Ｂに近づけることになる。このことは、外部表示器１７０を操作するときは、ユーザーおよびメンテナンス員は給水装置１００の近くにいることを意味する。このため、例えば消耗品の交換作業中にリセットボタンが押されてポンプが起動するといった誤操作に起因した給水装置１００の予期しない動作を防止することに繋がる。また、複数の給水装置１００が設置された現場では、表示したい給水装置１００の近距離で相互通信が可能となる為、意図しない別の給水装置の状態を表示してしまうという誤表示を防止することができる。

なお、上記の例では、制御部４０Ｂと外部表示器１７０との無線通信方式の例としてＮＦＣを挙げたが、他にも、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＷｉ−Ｆｉなど、任意の方式の無線通信を利用可能である。ただし、ＮＦＣは、制御部４０Ｂと外部表示器１７０とを近づけるだけで通信を完了させることができる点で有利である。また、制御部４０Ｂと外部表示器１７０とが有線通信してもよい。例えば、制御部４０Ｂには、制御部側アンテナ部１６７の代わりに、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）のような外部接続端子が設けられ、ここに外部表示器１７０が接続されることによって通信が可能になってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

２ ポンプ
３ モータ
８ バイパス管
１０ 給水対象
２０ インバータ
２０ａ 回転数センサ
２１ 圧力センサ
２２，２３ 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
４０、４０Ａ、４０Ｂ 制御部
４６ 設定部
４７ 記憶部
４８ 演算部
４９ 表示部
５０ Ｉ／Ｏ部
５１ 運転パネル
５２ リセットボタン ５３ クリアボタン
６０ 紫外線照射ユニット
６１ 水力発電部
６２ 紫外線照射部
６３ 電流調整装置
７０ 高置水槽
７１ 接続管
７２ 定水位弁
１００ 給水装置
１６０ 通信部
１６７ 制御部側アンテナ部
１６８ 集積回路
１７０ 外部表示器
１７１ 表示器側アンテナ部
１７２ 表示部
１７３ バッテリー
１７４ データリーダー

Claims (10)

1. 給水対象よりも高位に設置された高置水槽に水を貯留し、前記高置水槽を介して前記給水対象に給水する給水装置であって、
   前記高置水槽へ水を移送するポンプと、
   前記高置水槽の流出口と前記給水対象との間に設置され、前記高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部と、
   前記発電部により発電される電力を用いて前記高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部と、
   を備える給水装置。
2. 前記ポンプの吐出し量と前記紫外線照射部の紫外線照射量とが比例す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１または２に記載の給水装置であって、
   前記発電部から前記紫外線照射部に供給される電力量の積算値を算出する電力積算値算出部と、
   前記電力積算値算出部により算出された積算値が閾値以上に至ったときに報知する報知部と、
   を更に備える給水装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の給水装置であって、
   前記紫外線照射部は、紫外線ＬＥＤを有する、
   給水装置。
5. 前記ポンプの制御に関する情報を表示する表示部を更に備える請求項１から４の何れか１項に記載の給水装置。
6. 前記ポンプの制御に関する情報を外部表示器に送信するように構成された通信部を更に備える、請求項１から５の何れか１項に記載の給水装置。
7. 前記通信部は、前記外部表示器から電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部である、請求項６に記載の給水装置。
8. 前記通信部は、前記情報を近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器に送信する、請求項６または７に記載の給水装置。
9. 前記高置水槽を更に備える、請求項１から８の何れか１項に記載の給水装置。
10. 給水対象よりも高位に設置された高置水槽の流出口と前記給水対象との間に設置され、前記高置水槽から流出される水流を利用して発電する発電部と、
    前記発電部により発電される電力を用いて前記高置水槽から流出される水に紫外線を照射する紫外線照射部と、
    を備える紫外線照射ユニット。

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