JP2019011692A - 給水装置、給水装置を制御する方法、および給水装置に圧力センサを取り付ける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温の搬送液を圧送する場合にも搬送液の圧力を圧力センサにて測定することができる給水装置、給水装置を制御する方法、および給水装置に圧力センサを取り付ける方法を提供する。【解決手段】給水装置は、過熱された搬送液を給水対象に供給するための給水装置において、搬送液を圧送するポンプと、搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部と、分岐部と連通する分岐管と、分岐管に取り付けられて搬送液の圧力を測定する圧力センサと、圧力センサにより測定される圧力に基づいてポンプを制御する制御部と、を備える。そして、分岐管は、搬送流路を流れる搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、給水装置、給水装置を制御する方法、および給水装置に圧力センサを取り付ける方法に関する。

従来、水道水などの生活用水を給水対象へ圧送するポンプを備えた給水設備の一例として、熱源器によって加熱して得られるお湯を貯湯槽に一旦貯え、貯えたお湯を給水栓またはシャワー等の給水対象に供給する給湯設備が知られている。例えば、圧損の大きな特殊なシャワーヘッドや２階３階程度の高低差のある給水対象への給湯など、貯湯槽に貯えられたお湯よりも高い給湯圧力を要求する給水対象においては、所望の給湯圧力が得られない場合があった。こうした事情などから、従来、熱源器または給湯器の下流側（二次側）にポンプを備えた給水装置によって、お湯を加圧して給水対象に供給できる給水設備が知られている。特許文献１，２では、ポンプと、ポンプを駆動するモータと、モータの回転速度を制御するインバータと、ポンプの吐出し圧を測定する圧力センサとを備えた給水装置が記載されている。この給水装置では、吸込み口から吸い込まれた貯湯槽内のお湯がポンプによって昇圧されて吐出口から吐出され給水対象へ圧送される。

特開２００７−３２７４４１号公報 特開２０１１−２１３８１号公報

上記した給水装置では、ポンプの吐出し圧力が所定の目標圧力となるようにポンプ回転速度の制御が行われる場合がある。圧力センサは、気体や液体の圧力を、受圧部であるダイヤフラム（ステンレスダイヤフラム、シリコンダイヤフラムなど）を介して、感圧素子で計測し、電気信号に変換する（例えば０〜１．００ＭＰａをＤＣ１から５Ｖに変換する）ための電子回路を備えている。ここで、一般に圧力センサ、インバータ、及び制御装置などの電子部品はポンプなどの機械部品に比べて耐熱温度が低い。このうちインバータや制御装置等の搬送液との接液部を持たない電子部品については、高温の搬送液の流路である配管から遠ざけたり、自身の発熱部に放熱フィンまたはファンなどの放熱機構を採用することによって温度の上昇を抑制することができる。一方、圧力センサは、搬送液の圧力を測定するためにポンプの搬送液の流路に接続されるので、搬送液の温度変化が大きく影響する。給水装置が備える電子部品のうち搬送液と接する接液部を持つ電子部品は圧力センサのみであり、このため、給水装置で利用可能な搬送液の上限温度が、圧力センサの耐熱温度に基づいて制限される場合があった。つまり、従来知られている圧力センサの耐熱温度が約６０℃とすると、給水装置の搬送液として利用可能な搬送液の上限温度も約６０℃に設定されていた。ここで、寒冷地などで、周囲温度が低温となる現場では、搬送液の温度が給水対象にたどりつくまでに低下してしまうため、給水対象にて所望される給湯温度を確保するために、ポンプでは高温の搬送液が取り扱われなければならない。このような現場では、圧力センサに代えて圧力スイッチが使用されている。圧力スイッチは、所定の圧力以上であるか否かをバネ等の機械的な接点を用いて検出するので、上記したような圧力を測定するために電子回路を内蔵している圧力センサに比べて、耐熱温度が高い（一般的に９０℃以上）ものも知られている。しかし、こうした圧力スイッチを用いた場合、ポンプの搬送液の上限温度を高くすることができるものの、公知の吐出圧力一定制御また
は推定末端圧力一定制御などの給水対象の使用水量に応じた制御を実行することはできず、エネルギーロスにつながる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ポンプにて高温の搬送液を圧送する場合にも、搬送液の圧力を圧力センサにて測定することができる給水装置、給水装置を制御する方法、および給水装置に圧力センサを設ける方法を提供することを目的の１つとする。

［形態１］形態１によれば、過熱された搬送液を給水対象に供給するための給水装置が提案される。かかる給水装置は、搬送液を圧送するポンプと、搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部と、分岐部と連通する分岐管と、分岐管に取り付けられて搬送液の圧力を測定する圧力センサと、圧力センサにより測定される圧力に基づいてポンプを制御する制御部と、を備える。そして、分岐管は、搬送流路を流れる搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を備える。
かかる構成により、形態１の給水装置では、搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部が形成され、この分岐部と連通する分岐管に圧力センサが設けられる。これにより、給水装置の使用時には移動することなく水が分岐管内に留まる。そして、分岐管は、搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を有する。このため、搬送流路を流れる搬送液の温度変化が圧力センサに影響するのを抑制することができ、高温の搬送液が取り扱われる場合にも圧力センサの温度が耐熱温度に至ることを抑制できる。

［形態２］形態２によれば、形態１の給水装置において、断熱部は、分岐管に備えられた分岐管本体および分岐部との接続箇所に備えられた断熱体のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
こうすれば、搬送液の温度変化が分岐管を通じて圧力センサに影響することを防止することができる。

［形態３］形態３によれば、形態２の給水装置において、分岐管本体は、全長が予め定めた所定の長さ以上であることを特徴とする。
こうすれば、分岐管本体に留まる水で搬送液の熱が圧力センサに伝わるのを抑制できるので、搬送液の温度変化が分岐管を通じて圧力センサに影響することを防止することができる。

［形態４］形態４によれば、形態１から３の何れか１つの給水装置において、断熱部は、搬送液よりも熱伝導性の低い素材で構成されることにより形成されていることを特徴とする。
こうすれば、分岐管を伝わる搬送液の熱を抑制できるので、搬送液の温度変化が分岐管を通じて圧力センサに影響することを防止することができる。

［形態５］形態５によれば、形態４の給水装置において、断熱部の少なくとも一部は、合成樹脂で構成されていることを特徴とする。

［形態６］形態６によれば、形態１から５の何れか１つの給水装置において、給水装置は、ポンプを制御するための制御部を備えている。そして、制御部には、放熱フィンが設けられており、分岐管と圧力センサとの少なくとも一方は、放熱フィンに接触するように配置される。
こうすれば、制御部に設けられている放熱フィンを用いて分岐管または圧力センサを放熱させることができ、圧力センサの温度上昇を抑制できる。

［形態７］形態７によれば、形態１から６の何れか１つの給水装置において、給水装置は、ポンプを制御するための制御部と、ポンプの回転に伴って回転する冷却ファンと、を備えている。そして、分岐管と圧力センサとの少なくとも一方は、冷却ファンにて冷却されるように配置される。
こうすれば、冷却ファンを用いて分岐管または圧力センサを放熱させることができ、圧力センサの温度上昇を抑制できる。

［形態８］形態８によれば、形態１から７の何れか１つの給水装置が、ポンプの上流側に搬送液を加熱する加熱部を備えた給水設備に用いられる。
こうすれば、加熱された搬送液を給水対象に圧送することができる。

［形態９］形態９によれば、過熱された搬送液を圧送するポンプと、搬送液の圧力を測定する圧力センサと、を備えた給水装置を制御する方法が提案される。かかる方法は、搬送液の搬送流路に対して垂直に接する管路を画定する分岐部と連通する分岐管であって、搬送流路を流れる搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を有する分岐管を介して、圧力センサにより搬送液の圧力を測定するステップと、圧力センサにより測定される圧力に基づいてポンプを制御するステップと、を含む。
かかる給水装置を制御する方法によれば、上記した給水装置と同様の効果を奏することができる。

［形態１０］形態１０によれば、過熱された搬送液を圧送するポンプを備える給水装置に圧力センサを取り付ける方法が提案される。かかる方法は、搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部に連通する分岐管を設けるステップと、液で満たすことにより分岐管内の空気を抜くステップと、分岐管に圧力センサを取り付けるステップと、を備える。そして、分岐管は、搬送流路を流れる搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を有する。
かかる圧力センサを設ける方法によれば、分岐路から空気を除去して圧力センサを分岐管に取り付けることができる。

実施形態に係る給水設備の概略構成を示す図である。 実施形態に係る給水装置の構成を示す上面図である。 実施形態に係る給水装置の構成を示す正面図（一部断面図）である。 実施形態の分岐部周辺を拡大して示す図である。 変形例の分岐部周辺を拡大して示す図である。 変形例の分岐部周辺を拡大して示す図である。 変形例に係る給水装置の構成を示す平面図である。 実施形態並びに変形例に係る分岐管の変形例であり、分岐管周辺を拡大して示す図である。 給水装置に圧力センサを取り付ける方法の一例を示すフローチャートである。 別の変形例に係る分岐管周辺を拡大して示す図である。 別の変形例に係る分岐管の接続を説明する図である。

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、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設備の概略構成を示す模式図である。この給水設備は主にマンション、オフィスビル、商業施設、又は、学校等の建物の給水対象に搬送液である水道水等の生活用水を給水するための設備である。図示するように、本実施形態の
給水設備１０は、後述する給湯器１８によって加熱された搬送液を圧送する給水装置３０を備えている。この給水装置３０は、給湯器１８やポンプ装置３０の騒音や振動が使用者の生活に影響を与えないように、主に生活空間とは隔てられたポンプ室等の屋内に設置される。本実施形態では、１つの給水装置３０を備える給水設備１０について説明するが、こうした例に限らない。例えば、給水設備１０における給水装置３０は、建物の各戸または各室に設けられてもよいし、各階または複数階ごとに設けられてもよいし、建物の棟ごとに設けられてよい。なお、給水設備１０が複数の給水装置３０を備える場合、複数の給水装置３０を一括して制御するコントローラが備えられてもよい。

図１に示すように、給水設備１０は、水道管（水道本管）１４に給水元栓１５及び減圧弁１６を介して接続される給湯器（加熱部）１８を備えている。給湯器１８は、水道管１４からの搬送液である水道水を加熱する公知の加熱源と、過熱した水道水を貯めるための貯湯槽を有する（図示せず）。なお、給湯器１８は、水道管１４に図示しない受水槽を介して接続されてもよい。また、水道管１４から給湯器１８まで搬送液を圧送するポンプなどの圧送機構が更に備えられていてもよい。

給水設備１０は、給湯器１８の下流側（二次側）に、安全弁２２、及び、空気分離器２４を介して給水装置３０を備えている。この給水装置３０は、シャワー６または給水栓７などの給水対象まで搬送液を圧送するために設けられている。給水装置３０の吸込側と吐出し側とのそれぞれには流路を開閉するための仕切弁２５，２６が設けられており、吐出し側の仕切弁２６の更に下流側には給水対象への流量を調節可能な流量調節弁２９が設けられているとよい。また、吸込側の仕切弁２５の上流側（一次側）と吐出し側の仕切弁２６の下流側（二次側）とにはバイパス管２７が接続されており、バイパス管２７には仕切弁２８が設けられている。こうした構成により、給湯器１８からの搬送液は、仕切弁２５，２６，２８の開閉に応じて給水装置３０またはバイパス管２７を通って給水対象に供給される。なお、仕切弁２５，２６，２８の開閉は、手動により行われるものとしてもよいし、給水設備１０を制御する図示しない制御部によって行われるものとしてもよい。

図２，３は、本実施形態に係る給水装置３０の構成を示す図である。図２は給水装置３０を上からみた平面図である。給水装置３０は、ポンプ３２と、ポンプ３２の吸込口３３ａに接続する吸込管３３ａ−１と、ポンプ３２の吐出し口３３ｂに接続する吐出し管３３ｂ−１と、吐出し管３３ｂ−１における吐出し圧力を測定する圧力センサ４４と、ポンプ３２を駆動するモータ３６と、ポンプ３２の回転速度を可変速制御するための制御部５０と、ポンプ３２の回転に伴って回転する冷却ファン５６と、を備えている。ポンプ３２、吸込管３３ａ−１、吐出し管３３ｂ−１、圧力センサ４４、モータ３６および制御部５０は、ベース３１の上に搭載されている。図３は、給水装置３０の正面図であって、図３の一部は、ポンプ３２とモータ３６の軸芯Ａ−Ａ’を通る水平面より上部且つ軸芯Ａ−Ａ’を通る垂直面の断面図となっている。主として図３に示されるように、ポンプ３２は、搬送液（水およびお湯）の搬送流路を画定するケーシング３３と、ケーシング３３内に配置されたインペラ３４とを備えている。また、ケーシング３３は、吸込口３３ａと吐出し口３３ｂとを有する。モータ３６は、モータケース３７に固定されたステータ３８と、ステータ３８の内側に回転可能に配置されたロータ３９とを備えている。ロータ３９は、ポンプ３２のインペラ３４に回転軸５５を介して連結されており、ロータ３９が回転することによりポンプ３２のインペラ３４が回転するようになっている。また、ケーシング３３の吸込口３３ａに接続された吸込管３３ａ−１には搬送液の逆流を防止するための逆止弁４１が設けられており、吐出し口３３ｂに接続された吐出し管３３ｂ−１には小水量を検知するためのフロースイッチ４０が設けられている。さらに、制御部５０は、ポンプ３２の回転速度の可変速手段である不図示のインバータを有し、放熱のためのフィン５１を有している。なお、本実施形態では、制御部５０は、給水装置３０を制御する制御盤と可変速手段であるインバータとを一体に設けられるものとしたが、制御盤とインバータとは別々
に設けられてもよいし、制御部５０は可変速手段を有しなくてもよい。

冷却ファン５６は、モータ３６の回転軸５５を制御部５０の方向に延伸して冷却ファン５６の回転軸と同一とし、なお且つモータケース３７内に収めることによってモータ３６と一体的となるように設けるとよい。モータ３６が回転すると、制御部５０のフィン５１に向けて送風する。これによって、モータ３６や制御部５０の冷却も兼ねることができる。ただし、冷却ファン５６は、モータ３６と一体的に設けることなく、単体でベース３１上に設置してもよい。

図２，３に示すように、ポンプ３２のケーシング３３の吐出し口３３ｂには、搬送液の流路である搬送流路Ｆを画定する吐出し管３３ｂ−１が接続されている。吐出し管３３ｂ−１には、ポンプ３２による搬送液の流れに平行な面に及ぼす圧力を圧力センサ４４によって測定するため、搬送流路Ｆに垂直に接する管路を画定する分岐部３３ｂ−２が設けられ、更に、分岐部３３ｂ−２には、圧力センサ４４が分岐管４６を介して設けられている。また、分岐管４６は、搬送流路Ｆを流れる搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する断熱部である断熱体４８並びに分岐管本体４７を備えている。具体的には、分岐部３３ｂ−２は、搬送流路Ｆに対して垂直に吐出し管３３ｂ−１より分岐されて形成されている管継手である。分岐管本体４７は、断熱体４８を介して分岐部３３ｂ−２に連結されている管であり、分岐管４６は、分岐部３３ｂ−２と共に吐出し管３３ｂ−１の管路から分岐した管路である分岐路を画定する。そして、分岐管本体４７は、分岐部３３ｂ−２と連結された第１端部４７−１を備え、第１端部４７−１の他端である第２端部４７−２には、圧力センサ４４が取り付けられている。分岐部３３ｂ−２、断熱体４８並びに分岐管本体４７が確定する分岐路は、液で満たされており、この分岐路内の液が搬送流路Ｆの流れに垂直な面に及ぼす圧力の影響を受けないように、分岐部３３ｂ−２並びに分岐管４６の内径は、吐出し管３３ｂ−１の内径より小さい。なお、分岐部３３ｂ−２、断熱体４８並びに分岐管本体４７には、空気抜き弁と仕切弁との少なくとも一方が設けられてもよい。これにより、分岐部３３ｂ−２、断熱体４８並びに分岐管本体４７内の空気を外部に出したり、圧力センサ４４のメンテナンス及び交換を容易にすることができる。なお、本実施形態では、図４に示すように、分岐部３３ｂ−２は、吐出し管３３ｂ−１が下流側に向けて約９０度曲がるエルボ部の近傍に連結されるものとした。しかしながら、分岐部３３ｂ−２が画定する分岐路が搬送流路Ｆと垂直になるように連結されればよく、管分岐部３３ｂ−２は、図５に示すようにポンプ３２の主軸に対して略垂直に延伸する吐出し管３３ｂ−１に接続されてもよいし、図６に示すようにポンプ３２の主軸と略平行に延伸する吐出し管３３ｂ−１に連結されてもよい。また、図２、３では、分岐管４６を強調して前面に示しているが、分岐管４６の配置は図２、３に示すものに限定されるものではない。

本実施形態では、断熱体４８並びに分岐管本体４７は、合成樹脂で形成されており、搬送液（例えば、９０℃に加熱された水道水）に比して熱伝導性が低くなっている。ポンプ３２の搬送液の静圧を測定するため、分岐部３３ｂ−２は、搬送流路Ｆに対して垂直に接する管路を画定する必要があり、搬送液の流動による衝撃や分岐路内の圧力の影響で変形しない剛性が必要であるため、ケーシング３３と同じ材料の管が用いられる。その一方で、分岐管４６（分岐管本体４７）は、分岐部３３ｂ−２に比べて可撓性があることが好ましく、更には、伸縮性が小さいことが好ましい。この分岐管本体４７は、第１端部４７−１から第２端部４７−２までの長さ（以下、全長Ｌとする）が、給水装置３０（給水設備１０）の使用時に圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１に至らないように、予め定めた所定の長さＬ１以上となっている。分岐管４６（分岐管本体４７）は、可撓性を有するので、分岐管本体４７の全長Ｌが給水装置３０の長手方向の長さより長くても、湾曲させて給水装置３０内に配置できるとともに、圧力センサ４４の温度が高くなるのを防ぐ位置に配置することができる。なお、分岐管本体４７の全長Ｌは、分岐管本体４７が画定する分岐路の長さと言い換えることもできる。所定温度Ｔ１は、圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａ
ｘに基づく温度であり、例えば耐熱温度Ｔｍａｘから所定のマージンを減じたり、所定の安全係数を乗じることにより定めることができる。ここで、本実施形態では、断熱体４８、および、全長Ｌが予め定めた所定の長さＬ１以上である分岐管本体４７が、搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する「断熱部」に当たる。

分岐管４６内の分岐路は、分岐管本体４７の第１端部４７−１が搬送液の搬送流路Ｆに垂直に接する管路を画定する分岐部３３ｂ−２に連通されており、搬送流路Ｆの静圧は、分岐部３３ｂ−２並びに分岐管４６にて画定された分岐路内に満たされた液を介して圧力センサ４４によって検出される。分岐管４６内が、一旦、液にて満たされれば、分岐管本体４７の第２端部４７−２は圧力センサ４４によって閉止されているので、ポンプ３２の運転・停止にかかわらず、分岐路内の液は移動することなく分岐管４６内に滞留する。このため、分岐管本体４７の全長Ｌを長くすることで、分岐管本体４７に留まる水の厚さ（全長Ｌ）をもって搬送液の熱が圧力センサ４４に伝わるのを抑制できるので、搬送流路Ｆにおける搬送液の温度変化が圧力センサ４４まで伝わることを抑制することができる。通常、給水設備１０では、ポンプ３２の運転中に常に、圧力センサ４４の所定温度Ｔ１以上の温度の搬送液が使用されるわけではなく、所定温度Ｔ１よりも温度の低い搬送液が使用されたり、ポンプ３２の運転が停止されている時間があったりする。特に、一般家庭において、圧力センサ４４の耐熱温度（例えば６０℃など）よりも高温のお湯が使用される時間は限られる。このため、分岐管本体４７の全長Ｌを十分に長くすることで、ポンプ３２によって高温（例えば９０℃など）のお湯が圧送されている間に圧力センサ４４が所定温度Ｔ１に至ることを防止できる。

分岐管本体４７の全長Ｌは、所定の長さＬ１以上であればよい。所定の長さＬ１は、圧力センサ４４の温度が耐熱温度Ｔｍａｘに基づく所定温度Ｔ１に至らないように、例えば給水設備１０を実際に運転させる実験などにより定めることができる。つまり、例えば高温（例えば９０℃など）のお湯が連続して最も長く使用される推定時間（例えば１０分など）にわたって高温のお湯を使用し、このときに圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１に至らないように分岐管４６の長さＬ１を定めることができる。また、分岐管４６の長さＬ１は、実験に代えて、または加えて、シャワー６及び給水栓７などの給水対象の数、給湯器１８およびポンプ３２の性能、もしくは、分岐管４６の材質などに基づいて計算などにより定められてもよい。ここで、本実施形態のように分岐管４６が熱伝導性の低い素材で構成されている場合には、ケーシング３３から分岐管４６へ伝わる熱を考慮する必要がなくなるので、分岐管４６の長さＬ１は比較的短くすることができると考えられる。一例として、分岐管４６の長さＬ１は、２０ｃｍ（センチメートル）、３０ｃｍ、５０ｃｍ、７０ｃｍ、または、１００ｃｍ以上などとすることができる。また、分岐管４６の長さＬ１は、分岐管４６の内径または外径に対して、２０倍、３０倍、５０倍、７０倍、または、１００倍以上などとしてもよい。なお、分岐管４６が可撓性を有する素材で構成されていれば、例えば図２、３に示されるように分岐管４６を圧損がでない程度にらせん状に撓ませて配置することにより、給水装置３０の省スペース化を図ることができる。さらに、搬送液の温度や周囲温度が高くて圧力センサ４４の温度が耐熱温度Ｔｍａｘまで上昇する虞があれば、全長Ｌを設置現場にて更に延長してもよい。その際、分岐管４６が可撓性を有する素材で構成されていれば、給水装置３０内に配置することが容易となる。なお、分岐管４６には、放熱のためのフィン（図示しない）が設けられてもよい。

また、所定の長さＬ１は、圧力センサ４４の温度が耐熱温度Ｔｍａｘに基づく所定温度Ｔ１に至らないように、例えば、分岐部３３ｂの断面積、分岐管４６内の液温、搬送液温並びに、分岐管４６内の液の熱伝導率を基により定めることができる。先述したように給水設備１は、ポンプ室等に設置される。ポンプ室は生活空間とは隔離されているため、暖房設備を備えておらず外気温とほぼ同じ気温であると考えられる。ここで、ユーザーが搬送液を高温（例えば９０℃などの耐熱温度Ｔｍａｘ以上の設定温度）とするのは外気温が
低い冬場（例えばマイナスの気温）である。そのため、供給先での搬送液の使用がなくポンプ３２が停止すると、ポンプ室内の気温によって、給水装置３０内の液は急激に冷却され、分岐管４６内の液や圧力センサ４４も外気温と同等まで冷却される。ここで、吐出し管３３ｂ−１を介して分岐管本体４７に伝わる熱をほぼゼロとすることができるよう断熱部を熱伝導率が低い物質にて構成すれば、分岐管４６内に静止している液の液温が上昇する熱源は、吐出し管３３ｂ−１内を流れるポンプ３２の搬送液のみである。搬送液と分岐部３３ｂ−２内の液が接する面積すなわち分岐部３３ｂの内径より断面積を算出し、更に分岐管４６内の液温（外気温）、搬送液の最高温度（例えば９０℃）並びに分岐管４６内に静止している液の熱伝導率によって、単位時間あたりに分岐管４６内の液が得る熱量Ｑを求め、更にこの熱量Ｑと分岐管本体４７の全長Ｌおよび内径から分岐管４６内の液の体積を求めて熱容量Ｃを導きだし、熱量Ｑと熱容量Ｃの関係にて、分岐管４６内の液温の時間変化を求めることができる。この時間変化と高温（例えば耐熱温度Ｔｍａｘ以上）のお湯が連続して最も長く使用される推定時間（例えば１０分など）を用いて分岐管本体４７の所定の長さＬ１を求めることができる。ここで、所定温度Ｔ１とは、圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａｘ以下であり、その耐熱温度Ｔｍａｘの近傍（例えば、圧力センサ４４の耐熱温度−５℃程度）である。

給水装置３０は、圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１に至ると想定されるときには、ブザーを鳴らしたり、ポンプ３２の運転を停止させてもよい。例えば、給水装置３０は、圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａｘよりも高温のお湯が所定時間（例えば１０分など）を超えて連続して使用されるときに、ブザーを鳴らしたり、ポンプ３２の運転を停止させてもよい。また、給水装置３０は、分岐管４６内の流体の温度または圧力センサ４４の温度を検出する温度センサを備え、圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１に至ったときに、ブザーを鳴らしたり、ポンプ３２の運転を停止させてもよい。

分岐管４６に取り付けられた圧力センサ４４は、ケーシング３３、吸込管３３ａ−１並びに吐出し管３３ｂ−１等の搬送液の流路から離間して配置されることが好ましい。また、圧力センサ４４は、メンテナンス及び交換時に、水がモータ３６及び制御部５０等の電子部品にかからないように、電子部品よりも下方に配置されることが好ましい。一例として、圧力センサ４４は、図３に示すようにポンプ３２等が搭載されたベース３１上の空きスペースに固定される。

こうした給水装置３０では、図示しない外部電源からの電力を用いてモータ３６が駆動されることにより、ロータ３９とポンプ３２のインペラ３４とが一体に回転する。インペラ３４が回転することにより、搬送液が吸込口３３ａから吸い込まれて逆止弁４１を通過し、昇圧されて吐出し口３３ｂから吐出される。そして、ポンプ３２が圧送する搬送液の流量がフロースイッチ４０によって検出されるとともに、搬送液の圧力が圧力センサ４４によって検出される。制御部５０は、圧力センサ４４によって検出された圧力（吐出し側圧力）、及び、フロースイッチ４０による小水量の検出に基づいてポンプ３２を制御する。一例として、制御部５０は、吐出し側圧力が所定の始動圧力より小さくなったときにポンプ３２を始動する。そして、制御部５０は、ポンプ３２の吐出側圧力が該知の目標圧力一定制御もしくは末端圧力一定制御等にて決定される目標圧力となるようにポンプ３２の回転速度を制御することで、ポンプ３２の回転速度を一定の速度に固定して運転するのに比べて省エネルギーとなる。そして、給水対象での搬送液の使用が停止されて、フロースイッチ４０によって小水量が検出されるとポンプ３２の運転が停止される。このときには、ポンプ３２の吐出側圧力が所定の停止圧力に至るまでポンプ３２を運転させてから停止させてもよいし、所定の停止時運転時間にわたってポンプ３２を運転させてから停止させてもよい。

なお、本実施形態において、ポンプ３２の運転中に、圧力センサ４４の温度が所定温度
Ｔ１以下であればよく、断熱部は断熱体４８のみで構成してもよい。また、分岐管本体４７のみで圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１まで至らないのであれば、断熱部に断熱体４８はなくてもよい。さらに分岐管本体４７の素材を搬送液よりも熱伝導性の低い素材で構成することで圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１まで至らないのであれば、分岐管本体４７の全長Ｌは圧力センサ４４を取り付けることが可能な最短の長さで構成すればよいし、分岐管本体４７の全長Ｌが十分に長いのであれば、分岐管本体４７の素材を金属のような搬送液よりも熱伝導性の高い素材で構成してもよい。

以上説明した本実施形態の給水装置３０は、ポンプ３２の搬送液の搬送流路Ｆに垂直に接する管路を画定する分岐部３３ｂ−２と、分岐部３３ｂ−２に連通する分岐管４６と、分岐管４６に設けられて搬送液の圧力を測定する圧力センサ４４と、圧力センサ４４により測定される圧力に基づいてポンプ３２を制御する制御部とを備えている。分岐管４６は、搬送流路Ｆを流れる搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する断熱部を備えているので、圧力センサ４４の温度が所定温度Ｔ１に至らず圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａｘ以上の所定温度の搬送液を取り扱うことができる。断熱部は、分岐管４６に備えられた分岐管本体４７および分岐部３３ｂ−２と分岐管４６との接続箇所に備えられた断熱体４８のうちの少なくとも一方を含む。そして、分岐管本体４７の全長Ｌは、給水装置３０（給水設備１０）の使用時に圧力センサ４４の温度が耐熱温度Ｔｍａｘに基づく所定温度Ｔ１に至らないように予め定めた所定の長さＬ１以上である。このため、給水装置３０で高温（例えば、圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａｘ以上）のお湯を使用しても、圧力センサ４４が所定温度Ｔ１に至ることを抑制することができるので、圧力センサ４４が搬送液から伝わる熱で故障するのを防止でき、圧力センサ４４によって検出された圧力に基づいてポンプ３２を制御することができる。したがって、給湯器１８により圧力センサ４４の耐熱温度Ｔｍａｘ以上に加熱された高温の搬送液を取り扱う際にも搬送液の圧力を圧力センサ４４にて測定することができる給水装置３０および給水設備１０を提供することができる。

（変形例１）
図７は、変形例の給水装置３０の構成を示す平面図であり、実施形態の図２に対応している。変形例の給水装置３０は、分岐管４６の構成および圧力センサ４４の配置について実施形態の給水装置３０と異なり、その他の構成は実施形態の給水装置３０と同一である。変形例の給水装置３０では、分岐管４６はステンレス等の金属で構成されている分岐管本体４７を有する。そして、分岐管本体４７及び圧力センサ４４は、制御部５０にある可変速手段であるインバータからの発熱を放熱するためのフィン５１に接続されている。具体的には、変形例の制御部５０は、板面から複数のフィン５１が突出するように構成されており、分岐管４６の一部が制御部５０の板面に沿って配置されて複数のフィン５１と接触している。こうした構成においても、フィン５１によって分岐管本体４７及び圧力センサ４４を放熱させることでき、実施形態の給水装置３０と同様に圧力センサ４４が高温に至ることを抑制できる。しかも、本実施形態および変形例の給水装置３０は、モータ３６の回転に伴ってフィン５１に送風する冷却ファン５６を備えている（図中、風Ｗ参照）。このため、圧力センサ４４および分岐管本体４７が冷却ファン５６によっても冷却され、圧力センサ４４が高温に至ることを好適に抑制できる。また、分岐管本体４７の全長Ｌが長くなると、冷却ファン５６の風Ｗに当たる表面積が増え、より効率的に搬送液から伝わる熱を冷却できる。なお、図７に示す例では、圧力センサ４４および分岐管本体４７が、フィン５１に接触するとともに冷却ファン５６にて冷却されるように配置されるものとした。しかし、圧力センサ４４および分岐管本体４７の少なくともどちらか一方が、フィン５１に接触するとともに冷却ファン５６にて冷却されるように配置されてもよく、この場合にも圧力センサ４４または分岐管本体４７を冷却させることにより、圧力センサ４４が高温に至ることを抑制できる。そのため、本変形例では、冷却ファン５６にて冷却される分岐管本体４７が、搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する「断熱部」に当たる。

（変形例２）
図８Ａは、実施形態並びに変形例に係る分岐管４６の変形例であり、分岐管４６周辺を拡大して示す図である。変形例の分岐管４６は、分岐部３３ｂ−２に対して断熱体４８を介することなく分岐管本体４７のみで構成されている。例えば、分岐管本体４７が合成樹脂で形成されていて分岐管本体４７の熱伝導性が十分に低く、吐出し管３３ｂ−１の熱が分岐管本体４７より圧力センサ４４に伝わらない場合、または、分岐管本体４７の全長Ｌが十分に長い場合には、このように断熱体４８を設けなくても圧力センサ４４が高温に至るのを防止することができる。そのため、本変形例では、分岐管本体４７が、搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する「断熱部」に当たる。

また、図８Ｂのフローチャートを用いて、図８Ａの変形例を用いて給水装置３０に分岐管４６を介して圧力センサ４４を取り付ける方法について説明する。なお、分岐管４６（分岐管本体４７）ならびに圧力センサ４４を設けるときには、まず、ポンプ３２を停止させた状態で、分岐部３３ｂ−２に圧力センサ４４が取り付けてあれば、取り外すなどして分岐部３３ｂ−２に何も接続されていない状態にすることで、圧力センサ４４を取り付ける準備を行う（ＳＴＥＰ０）。分岐部３３ｂ−２に分岐管４６（具体的には、分岐管本体４７の第１端部４７−１）を接続する（ＳＴＥＰ１）。一例として分岐管本体４７の第１端部４７−１が有する雄ネジを、分岐部３３ｂ−２に形成されている雌ネジに差し込んで接続させる。このとき、分岐管４６の他方の端部である分岐管本体４７の第２端部４７−２には、圧力センサ４４が接続されておらず、大気に解放された状態である。続いて、吐出し管３３ｂ−１に搬送液を送り、分岐管４６内の空気を抜く（ＳＴＥＰ２）。このときには、吐出し管３３ｂ−１に搬送液を送るため、ポンプ３２を手動にて低速で運転させてもよいし、制御部５０による試験運転によってポンプ３２を低速で運転させてもよい。また、図１に示す仕切弁２５並びに流量調節弁２９を閉じ、仕切弁２６並びに仕切弁２８を開くことによって、バイパス管２７に流れた搬送液を吐出し管３３ｂ−１に送ってもよい。いまは、分岐管４６の圧力センサ４４に接続される側の端部（分岐管本体４７の第２端部４７−２）は大気に開放されているため、吐出し管３３ｂ−１に搬送液が送られて圧力が高くなることにより、吐出し管３３ｂ−１に接続される分岐管４６内の分岐路にも液体が満たされて分岐管４６内の空気が抜ける。このときには、図８に示すように、分岐管４６の末端（分岐管本体４７の第２端部４７−２）を鉛直上方に向けて分岐管４６内から空気を抜くことが好ましい。そして、ポンプ３２の運転が所定時間（例えば数秒〜数十秒など）にわたって継続したこと、または、目視等によって分岐管から空気が抜けたと判断すると、ポンプ３２を運転していれば、ポンプ３２を停止させ、分岐管４６の末端（分岐管本体４７の第２端部４７−２）に圧力センサ４４を取り付ける（ＳＴＥＰ３）。圧力センサ４４が取り付けられることにより、分岐管４６の末端（分岐管本体４７の第２端部４７−２）の管路は閉じられ、分岐管４６内の液体は静止状態となる。更に、仕切弁２５、流量調節弁２９、仕切弁２６並びに仕切弁２８をポンプ３２の運転時に適切となるように操作して圧力センサ４４の取り付け作業を終了（ＳＴＥＰ４）する。このように圧力センサ４４を設けることにより、分岐管４６内の分岐路から空気を除去して圧力センサ４４を分岐管４６に取り付けることができる。なお、こうした圧力センサ４４を設ける方法については、上記した実施形態の構成においても同様に行うことができることはいうまでもない。また、圧力センサ４４を取り付ける方法は、こうした例に限定されず、たとえば、分岐管４６内の分岐路から空気を抜くために、分岐管４６の末端（分岐管本体４７の第２端部）から搬送液と同種の液体を注入してもよい。また、実施形態もしくは、他の変形例のように分岐管４６に断熱体４８が備えられていてもＳＴＥＰ１にて分岐部３３ｂ−２に断熱体４８を取り付け、さらに分岐管本体４７を取り付けることで、同様の方法にて圧力センサ４４を取り付けることができる。

（変形例３）
図９は、別の変形例に係る分岐管４６周辺を拡大して示す図である。変形例の分岐管４６は、分岐管本体４７と、管継手４９ａと、バルブ４９ｂと、を備える。管継手４９ａは、分岐部３３ｂ−２とバルブ４９ｂとを接続するものであり、図９に示す例では、両端が雄ネジとなっている。また、バルブ４９ｂは、手動または制御部５０によって分岐管４６内の分岐路を開閉することができる。これらの管継手４９ａ（フランジ継手４９ａ−１，４９ａ−２が断熱層４９ａ−３の何れかひとつ）とバルブ４９ｂとの少なくとも一方は、搬送液よりも熱伝導性の低い素材（合成樹脂など）で構成されて、実施形態における断熱体４８として機能できるものとしてもよい。また、図９に示す例では、継手４９ａは、１組のフランジ継手４９ａ−１，４９ａ−２が断熱層４９ａ−３を介して連結されることにより構成されている。例えば、フランジ継手４９ａ−１，４９ａ−２継手を金属製とすることで耐久性が向上させるとともに、断熱部である断熱層４９ａ−３にて搬送流路Ｆを流れる搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制するとよい。これにより、搬送流路Ｆを流れる搬送液から圧力センサ４４に搬送液の熱が伝達されるのを抑制することができ、圧力センサ４４が耐熱温度Ｔｍａｘに至ることを抑制できる。このように分岐管本体４７と分岐部３３ｂ−２との間に断熱体４８を設けることにより、変形例１のように分岐管４６が金属などで形成されているような場合にも圧力センサ４４が高温に至るのを好適に防止することができる。本変形例では、継手４９ａもしくはバルブ４９が断熱体４８と同様の機能を果たすので、搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する「断熱部」に当たる。なお、管継手４９ａと、バルブ４９ｂのどちらか一方でもよい。分岐管４６にバルブ４９ａを備えることにより図８−１にて説明した圧力センサ４４の取り付けが容易になる。更に、断熱層４９ａ−３に耐震ゴムやガスケットなど用いて衝撃を吸収すれば、圧力センサ４４にポンプ３２の振動が伝わるのを抑制できる。

（変形例４）
図１０は、別の変形例に係る分岐管４６の接続を説明する図である。図１０に示す分岐管４６は、分岐管本体４７と、管継手（ホースニップル）４９ａと、を有する。分岐管本体４７は、例えば、ポリブテン製のチューブ管であって、管継手４９ａを介して分岐部３３ｂ−２に接続される。また、図１０に示すように、分岐管本体４７と継手４９ａとの接続箇所には、ホースバンド４７ａが設けられて、継手（ホースニップル）４９ａと分岐管本体４７が接続される。本変形例では、継手４９ａと分岐管本体４７の少なくともどちらかが搬送液よりも熱伝導性の低い素材で構成されることにより、搬送液と圧力センサ４４との熱伝達を抑制する「断熱部」に当たる。

（変形例５）
上記した給水装置３０は、１台のポンプ３２を備えていたが、２台以上のポンプ３２を備えてもよい。この場合には、運転するポンプ３２をローテーションする制御と、同時に運転するポンプ３２の台数を設定する制御と、の少なくとも一方が行われてもよい。また、この場合には、制御部５０の台数はポンプの３２の台数よりも少なくてもよい。制御部５０の台数がポンプ３２の台数よりも少ない場合には、運転されるポンプ３２に対して制御部５０が優先的に接続されるような切替え機構を有してもよい。さらに、ポンプ３２がＰＷＭ制御などで回転数が制御される場合などには、給水装置３０は制御部５０を備えなくてもよい。

また、上記した給水装置３０では、ポンプ３２の吐出し側に分岐管４６が接続されて圧力センサ４４が設けられるものとしたが、これに代えて、または加えて、ポンプ３２の吸込み側の配管に形成された分岐部に分岐管が接続されて、ポンプ３２の吸込圧を測定する圧力センサが取り付けられてもよい。具体的には、ポンプ３２の吸込管３３ａ−１内を流れる搬送液の流路に垂直に接する管路を画定する分岐部と、当該分岐部と連通する分岐管に圧力センサが取り付けられ、当該分岐管には、吸込管３３ａ−１内を流れる搬送液と圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を備えるとよい。

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。

６…シャワー
７…給水栓
１０…給水設備
１４…水道管
１５…給水元栓
１６…減圧弁
１８…給湯器
２２…安全弁
２４…空気分離器
２５…仕切弁
２６…仕切弁
２７…バイパス管
２８…仕切弁
２９…流量調節弁
３０…給水装置
３１…ベース
３２…ポンプ
３３…ケーシング
３３ａ…吸込口
３３ａ−１…吸込管
３３ｂ…吐出し口
３３ｂ−１…吐出し管
３３ｂ−２…分岐部
３４…インペラ
３６…モータ
３７…モータケース
３８…ステータ
３９…ロータ
４０…フロースイッチ
４１…逆止弁
４４…圧力センサ
４６…分岐管
４７…分岐管本体
４７−１…第1端部
４７−２…第２端部
４８…断熱体
４９ａ…管継手
４９ａ−１…フランジ継手
４９ａ−２…フランジ継手
４９ａ−３…断熱層
４９ｂ…バルブ
５０…制御部
５１…フィン
５５…主軸回転軸
５６…ファン

Claims (10)

1. 加熱された搬送液を給水対象に供給するための給水装置において、
   前記搬送液を圧送するポンプと、
   前記搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部と、
   前記分岐部と連通する分岐管と、
   前記分岐管に取り付けられて前記搬送液の圧力を測定する圧力センサと、
   前記圧力センサにより測定される圧力に基づいて前記ポンプを制御する制御部と、
   を備え、
   前記分岐管は、前記搬送流路を流れる前記搬送液と前記圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を備えることを特徴とする、
   給水装置。
2. 前記断熱部は、
   前記分岐管に備えられた分岐管本体および
   前記分岐部との接続箇所に備えられた断熱体のうちの
   少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
3. 前記分岐管本体は、
   全長が予め定めた所定の長さ以上であることを特徴とする請求項２に記載の給水装置。
4. 前記断熱部は、前記搬送液よりも熱伝導性の低い素材で構成されることにより形成されていることを特徴とする、
   請求項１から３の何れか１つに記載の給水装置。
5. 前記断熱部の少なくとも一部は、合成樹脂で構成されていることを特徴とする、
   請求項１から４の何れか１つに記載の給水装置。
6. 前記給水装置は、前記ポンプを制御するための制御部を備えており、
   前記制御部には、放熱フィンが設けられており、
   前記分岐管と前記圧力センサとの少なくとも一方は、前記放熱フィンに接触するように配置される、
   請求項１から５の何れか１つに記載の給水装置。
7. 前記給水装置は、前記ポンプを制御するための制御部と、
   前記ポンプの回転に伴って回転する冷却ファンと、を備えており、
   前記分岐管と前記圧力センサとの少なくとも一方は、前記冷却ファンにて冷却されるように配置される、
   請求項１から６の何れか１つに記載の給水装置。
8. 前記ポンプの上流側に前記搬送液を加熱する加熱部を備えた給水設備に用いるための請求項１から７の何れか１つに記載の給水装置。
9. 加熱された搬送液を圧送するポンプと、前記搬送液の圧力を測定する圧力センサと、を備えた給水装置を制御する方法であって、
   前記搬送液の搬送流路に対して垂直に接する管路を画定する分岐部と連通する分岐管であって、前記搬送流路を流れる前記搬送液と前記圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を有する分岐管を介して、前記圧力センサにより前記搬送液の圧力を測定するステップと、
   前記圧力センサにより測定される圧力に基づいて前記ポンプを制御するステップと、
   を含む方法。
10. 加熱された搬送液を圧送するポンプを備える給水装置に圧力センサを取り付ける方法であって、
    前記搬送液の搬送流路に垂直に接する管路を画定する分岐部に連通する分岐管であって、前記搬送流路を流れる前記搬送液と前記圧力センサとの熱伝達を抑制する断熱部を有する、分岐管を設けるステップと、
    液で満たすことにより前記分岐管内の空気を抜くステップと、
    前記分岐管に前記圧力センサを取り付けるステップと、
    を備える方法。

Images