JP2019152178A - 給水装置および給水装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数台のポンプの各部品の消耗度を平準化する給水装置を提供する。【解決手段】給水装置１０は、複数台のポンプ３０と、各ポンプ３０の給水量を検出する流量センサ５０と、吐出し圧力を検出する圧力センサ９０と、各流量センサ５０と圧力センサ９０の検出情報に基づいてポンプ３０を制御する制御部１１２とを備えている。制御部１１２は、通常時は、ロータリー運転によって、吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、ポンプ３０を順次起動し、運転中のポンプ３０の給水量が停止流量を下回った場合、運転中のポンプ３０を停止する。制御部１１２は、積算給水量が最も多いポンプ３０の積算給水量に対する積算給水量が最も少ないポンプ３０の積算給水量の比率が設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプ３０を優先的に起動し、優先的に起動したポンプ３０の積算給水量比が１００％に到達した場合に、通常時のロータリー運転に復帰する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数台のポンプを備えた給水装置に関する。

複数台のポンプを備えた給水装置では、複数台のポンプを順次起動するロータリー運転を実施することによって、複数台のポンプの起動回数を同じにし、ポンプの各部品の消耗度の平準化を図ることが行なわれている。

しかし、給水需要の多い時間帯にいずれかのポンプの運転が継続して、運転時間に偏りが出るとこともある。この場合、複数台のポンプの各部品の消耗度は平準化されない。

特開２０００−４５９８２号公報は、複数台のポンプの運転時間を均一化する制御方法を開示している。この制御方法は、複数の可変速ポンプを備えた給水装置において、全てのポンプを停止した時に、先発ポンプをポンプ号機順にローテーションさせるが、それまで先発していたポンプの積算運転時間が、ポンプ各号の積算運転時間の平均値に対して、１以下の一定割合を掛けた値より少ない場合に、次回起動の時にローテーションを行なわないで、もう一度そのポンプを先発させる、というものである。

特開２０００−４５９８２号公報

しかし、代表的な消耗部品であるモータの軸受の疲労は、フレーム温度と回転速度の積算値に依存すると考えられる。このため、インバータによってモータの回転速度を制御している場合、給水量によって回転速度が異なり、同じ運転時間でも、回転速度の積算値、ひいては軸受の寿命が異なってくる。

同様に、消耗部品であるメカニカルシールの回転環の摩耗も、回転速度の積算値に依存すると考えられる。このため、積算運転時間を平準化しても、各ポンプのメカニカルシールの摩耗度合いを同等にすることはできない。

一方、モータコイルの絶縁劣化は、湿度及び、通電電流の積算値との相関があると考えられる。また、ポンプのインペラの摩耗は、通過する水流の流速と相関があると考えられる。

従って、単に積算運転時間を平準化するだけでは、給水装置の複数台のポンプの各部品の消耗度を平準化することは難しい。

本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、複数台のポンプの各部品の消耗度を平準化する給水装置および制御方法を提供することである。

本発明による給水装置は、送水する複数台のポンプと、各ポンプの給水量を検出する流量センサと、複数台のポンプによって供給される水の吐出し圧力を検出する圧力センサと、各流量センサと圧力センサの検出情報に基づいて複数台のポンプを制御する制御部とを備えている。制御部は、通常時は、ロータリー運転によって、圧力センサによって検出される吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、複数台のポンプを順次起動し、流量センサによって検出される運転中のポンプの給水量が停止流量を下回った場合には、運転中のポンプを停止する。制御部はまた、積算給水量が最も多いポンプの積算給水量に対する積算給水量が最も少ないポンプの積算給水量の比率である積算給水量比が、あらかじめ定めた第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを優先的に起動し、優先的に起動したポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合に、通常時のロータリー運転に復帰する。

本発明による制御方法は、複数台のポンプを備えた給水装置の制御方法である。制御方法は、通常時は、ロータリー運転によって、吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、前記複数台のポンプを順次起動し、運転中のポンプの給水量が停止流量を下回った場合には、運転中のポンプを停止する。制御方法はまた、積算給水量が最も多いポンプの積算給水量に対する積算給水量が最も少ないポンプの積算給水量の比率である積算給水量比が、あらかじめ定めた第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを優先的に起動し、優先的に起動したポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合に、通常時のロータリー運転に復帰する。

本発明によれば、複数台のポンプの各部品の消耗度を平準化する給水装置および制御方法を提供する。

図１は、実施形態に係る給水装置の正面図である。 図２は、図１に示された給水装置の上面図である。 図３は、図１と図２に示された給水装置の側面図である。 図４は、ロータリー運転におけるポンプの起動と停止の制御の一例を示す流れ図である。 図５は、最少積算給水量ポンプを優先的に起動する別の制御の一例を示す流れ図である。 図６は、単独ロータリー運転におけるポンプの起動と停止の制御の一例を示す流れ図である。

以下、図面を参照しながら、複数台のポンプを備えた給水装置の一実施形態について説明する。ここでは、３台のポンプを備えた給水装置を例にあげて説明する。３台のポンプは単なる例示であり、給水装置が備えるポンプの台数は３台に限定されるものではない。

〔装置構成〕
図１は、本実施形態に係る給水装置１０の正面図であり、図２は、図１に示された給水装置１０の上面図であり、図３は、図１と図２に示された給水装置１０の側面図である。

図１〜図３に示されるように、給水装置１０は、送水する３台のポンプ３０と、各ポンプ３０の給水量を検出する流量センサ５０と、３台のポンプ３０によって供給される水の吐出し圧力を検出する圧力センサ９０と、３台のポンプ３０を制御する制御盤１１０とを備えている。

３台のポンプ３０はベース２０上に固定されている。各ポンプ３０は、例えばタービンポンプで構成されている。各ポンプ３０は、インペラを回転させるモータ３２を有している。モータ３２のケーブルは制御盤１１０に接続されている。各ポンプ３０の吸込口３４は、例えば受水槽に接続される。これに限らず、各ポンプ３０の吸込口３４は、配水管に接続されてもよい。各ポンプ３０の吐出し口は、連結管４０を介して、各ポンプ３０から供給される水を合流させる合流管８０に接続されている。

連結管４０には、ポンプ３０の側から順に、流量センサ５０と逆止弁６０とボール弁７０が設けられている。

流量センサ５０は、例えば、羽根車式の流量センサで構成されている。羽根車式の流量センサ５０は、羽根車に取り付けられた磁石の回転を検出することによって、各ポンプ３０の給水量をパルス数として検出する。流量センサ５０の信号線は制御盤１１０に接続されており、流量センサ５０は検出情報を制御盤１１０へ供給する。

合流管８０には、圧力センサ９０が設けられている。圧力センサ９０の信号線は制御盤１１０に接続されており、圧力センサ９０は検出情報を制御盤１１０へ供給する。合流管８０にはまた、アキュムレータ１００が接続されている。合流管８０の吐出し口８６は、蛇口等の給水用具に接続される。

制御盤１１０は、架台１２０によってベース２０に固定されている。制御盤１１０は、各流量センサ５０と圧力センサ９０の検出情報に基づいて３台のポンプ３０を制御する制御部１１２を備えている。

制御部１１２は、例えば、マイコン基板によって構成される。つまり、制御部１１２は、予めプログラムされたソフトウェアに従って動作するプロセッサと、ソフトウェアや必要な情報を記憶しておく記憶素子とを含んでいる。あるいは、制御部１１２は、専用の回路や複数の汎用の回路を組み合わせて構成されてもよい。

制御部１１２は、各ポンプ３０のモータ３２の回転速度を制御するインバータ１１４を備えている。制御部１１２は、各ポンプ３０の積算給水量を算出する機能を有している。積算給水量は、流量センサ５０によって検出される各ポンプ３０の給水量を時間積分することによって算出される。制御部１１２はまた、算出した各ポンプ３０の積算給水量を記憶しておく記憶素子１１６を備えている。

インバータ１１４は、吐出し圧力が目標圧力になるように、各ポンプ３０のモータ３２への出力周波数を制御して、各ポンプ３０のモータ３２の回転速度を制御する。

〔ポンプの各部品の消耗度の平準化〕
ポンプ３０のモータ３２の軸受の疲労やメカニカルシールの回転環の摩耗を平均化するには、回転速度の積算値を平準化すべきである。モータコイルの絶縁劣化を平均化するには、通電電流の積算値を平準化すべきである。ポンプ３０のインペラの摩耗を平均化するには、積算給水量を平準化すべきである。

しかし、このように３種類の積算値を平準化することは非常に困難であり、アルゴリズムも複雑となってしまう。

タービンポンプは、給水量が多くなるほど、モータ電流値が高くなり、モータフレームの温度も高くなっていくため、積算電流値の代わりに積算給水量を平準化しても問題ない。インバータ１１４によって吐出し圧力一定制御を行なっている場合、給水量が少ないと回転速度は低く、定格給水量以上では一定の最高回転速度となるため、回転速度の積算値の代わりに、積算給水量を平準化しても問題ない。

従って、積算給水量を平準化することによって、モータ電流値、回転速度の積算値も同等レベルとなる。

〔ロータリー運転における制御〕
次に、制御部１１２によるポンプ３０の起動と停止の制御について説明する。制御部１１２による制御は、３台のポンプ３０の積算給水量を平準化する制御である。ここで、便宜上、積算給水量が最も多いポンプ３０を最多積算給水量ポンプ３０ｍと称し、積算給水量が最も少ないポンプ３０を最少積算給水量ポンプ３０ｓと称する。また、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍに対する最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓの比率を、積算給水量比Ｒ（＝Ｑｓ／Ｑｍ）と称する。さらに、積算給水量比Ｒが、あらかじめ定めた設定値Ｒ１（例えば９０％）を下回っていない場合を通常時とし、積算給水量比Ｒが、あらかじめ定めた設定値Ｒ１を下回っている場合を非通常時とする。

図４は、制御部１１２によるポンプ３０の起動と停止の制御の一例を示す流れ図である。ここでは、制御部１１２は、３台のポンプ３０のうち、少なくとも２台のポンプ３０を並列運転するように構成されている。制御部１１２は、例えば３台のポンプ３０を並列運転するように構成されている。以下、図４を参照しつつ、ロータリー運転における制御部１１２によるポンプ３０の起動と停止の制御について説明する。

制御部１１２は、通常時は、ステップＳ１１において、ロータリー運転によって、次のように、ポンプ３０の起動と停止を制御する。制御部１１２は、３台のポンプ３０の停止時に、圧力センサ９０によって検出される吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、３台のポンプ３０を順次起動する。また、制御部１１２は、１台のポンプ３０の運転中に、流量センサ５０によって検出される運転中のポンプ３０の給水量が停止流量Ｑ０（例えば１０Ｌ／ｍｉｎ）を下回った場合には、運転中のポンプ３０を停止する。

詳しくは、例えば、次のようになる。ここでは、便宜上、３台のポンプ３０を、第１のポンプ３０、第２のポンプ３０、第３のポンプ３０と称する。まず、吐出し圧力が起動圧力を下回ったならば、第１のポンプ３０を起動する。第１のポンプ３０の運転中に、給水量が停止流量Ｑ０を下回ったならば、第１のポンプ３０を停止する。次に、吐出し圧力が起動圧力を下回ったならば、第２のポンプ３０を起動する。第２のポンプ３０の運転中に、給水量が停止流量Ｑ０を下回ったならば、第２のポンプ３０を停止する。

その次は、第３のポンプ３０の起動と停止を行なう。それ以降は、第１のポンプ３０の起動と停止、第２のポンプ３０の起動と停止、第３のポンプ３０の起動と停止といった具合に、ポンプ３０の起動と停止を繰り返す。

また、圧力センサ９０によって検出される吐出し圧力に基づいて運転中のポンプ３０のモータ３２の回転速度が最高回転速度に到達したと判断する都度、ポンプ３０を追加起動して複数台のポンプ３０を並列運転する。また、流量センサ５０によって検出される運転中のポンプ３０の給水量が、あらかじめ定めた複数の減台流量を下回る都度、運転中の複数台のポンプ３０のうちの１台を停止する。

詳しくは、例えば、次のようになる。まず、１台のポンプ３０の運転中に、圧力センサ９０によって検出される吐出し圧力に基づいてモータ３２の回転速度が最高回転速度に到達したと判断したならば、別の１台のポンプ３０を追加起動して２台のポンプ３０を並列運転する。２台のポンプ３０の運転中に、圧力センサ９０によって検出される吐出し圧力に基づいて２台のモータ３２の回転速度がともに最高回転速度に到達したと判断したならば、残りの１台のポンプ３０を追加起動して３台のポンプ３０を並列運転する。また、２台のポンプ３０の運転中に、各流量センサ５０によって検出される給水量の合計が第１の減台流量を下回ったならば、運転中の２台のポンプ３０の一方を停止する。３台のポンプ３０の運転中に、各流量センサ５０によって検出される給水量の合計が第２の減台流量を下回ったならば、運転中の３台のポンプ３０のうちの１台を停止する。

ロータリー運転の最中、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ１２において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、算出した積算給水量比Ｒが設定値Ｒ１（例えば９０％）を下回っているか否かを、言い換えれば、通常時であるか否かを判定する。判定の結果、積算給水量比Ｒが設定値Ｒ１を下回っていない場合、すなわち、通常時である場合には、ステップＳ１１に戻って、ロータリー運転を継続する。

ステップＳ１２の判定の結果、積算給水量比Ｒが設定値Ｒ１を下回っていた場合には、ステップＳ１３において、制御部１１２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓを優先的に起動する。例えば、制御部１１２は、次回のポンプ３０起動時、例えば、次回の先発起動時または並列起動時に、最少積算給水量ポンプ３０ｓを優先的に起動する。

最少積算給水量ポンプ３０ｓの運転中、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ１４において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、算出した積算給水量比Ｒが１００％に到達したか否か、言い換えれば、Ｒ≧１００％になったか否かを判定する。

ステップＳ１４の判定の結果、積算給水量比Ｒが１００％に到達していない場合には、制御部１１２は、ステップＳ１５において、最少積算給水量ポンプ３０ｓの優先運転を継続するとともに、ステップＳ１４に戻って、積算給水量比Ｒの算出と判定を継続する。ここで、最少積算給水量ポンプ３０ｓの優先運転を継続するとは、最少積算給水量ポンプ３０ｓの運転をそのまま継続することに加えて、最少積算給水量ポンプ３０ｓの停止した後に再び優先的に起動を継続することも含むことを意味している。すなわち、積算給水量比Ｒが１００％に到達するまでは、制御部１１２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓの起動と停止を繰り返す。

ステップＳ１４の判定の結果、積算給水量比Ｒが１００％に到達した場合には、制御部１１２は、ステップＳ１１に戻って、通常時のロータリー運転に復帰する。

なお、図４の流れ図には描かれていないが、制御部１１２は、上述した制御中に給水装置１０の停止指示を受けた場合にはポンプ３０の制御を終了する。

このような制御によって、給水装置１０は、各ポンプ３０の積算給水量を平準化することによって、モータ軸受、メカニカルシール、インペラなど、複数台のポンプ３０の消耗部品の消耗度を平準化することが可能となる。

〔別の優先起動〕
図５は、ステップＳ１３に代わる、最少積算給水量ポンプ３０ｓを優先的に起動する別の制御の一例を示す流れ図である。

ステップＳ２１において、制御部１１２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓを強制的に起動する。

続いて、ステップＳ２２において、制御部１１２は、最多積算給水量ポンプ３０ｍを停止する。

ステップＳ１３は、次回のポンプ３０起動時に最少積算給水量ポンプ３０ｓを起動する制御であったが、一連のステップＳ２１とステップＳ２２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓを強制的に起動し、その後に、最多積算給水量ポンプ３０ｍを停止する制御である。

このような制御によって、給水装置１０は、各ポンプ３０の積算給水量を平準化することによって、モータ軸受、メカニカルシール、インペラなど、複数台のポンプ３０の消耗部品の消耗度を平準化することが可能となる。

また、最少積算給水量ポンプ３０ｓを強制的に並列起動した後に、最多積算給水量ポンプ３０ｍを停止するため、運転中のポンプ３０が同時に停止することがないため、吐出し圧力の低下を招くことはない。

〔単独ロータリー運転における制御〕
以下、単独ロータリー運転におけるポンプの起動と停止の制御について説明する。以下の説明では、各部材に対して図１〜図３に示された参照符号を流用する。また、先の説明の中で定義した呼称もそのまま流用する。

図６は、制御部１１２によるポンプ３０の起動と停止の制御の一例を示す流れ図である。ここでは、制御部１１２は、３台のポンプ３０を単独でロータリー運転するように構成されている。以下、図６を参照しつつ、単独ロータリー運転における制御部１１２によるポンプ３０の起動と停止の制御について説明する。

制御部１１２は、通常時は、ステップＳ３１において、ロータリー運転によって、次のように、ポンプ３０の起動と停止を制御する。制御部１１２は、３台のポンプ３０の停止時に、吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、３台のポンプ３０を順次起動する。また、制御部１１２は、１台のポンプ３０の運転中に、運転中のポンプ３０の給水量が停止流量Ｑ０（例えば１０Ｌ／ｍｉｎ）を下回った場合には、運転中のポンプ３０を停止する。

ロータリー運転の最中、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ３２において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、積算給水量比Ｒが第１の設定値Ｒ１（例えば９０％）を下回っているか否かを判定する。判定の結果、積算給水量比Ｒが第１の設定値Ｒ１を下回っていない場合には、制御部１１２は、ステップＳ３１に戻って、ロータリー運転を継続する。

ステップＳ３２の判定の結果、積算給水量比Ｒが第１の設定値Ｒ１を下回っていた場合には、ステップＳ３３において、制御部１１２は、給水量Ｑが、停止流量Ｑ０（例えば１０Ｌ／ｍｉｎ）よりも多く設定された第１の強制停止流量Ｑ１（例えば３０Ｌ／ｍｉｎ）以下であるか否かを判定する。判定の結果、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下であった場合には、制御部１１２は、ステップＳ４１の処理に移行し、反対に、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下でなかった場合には、ステップＳ５１の処理に移行する。

ステップＳ３３の判定の結果、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下であった場合（Ｑ０＜Ｑ≦Ｑ１）には、制御部１１２は、ステップＳ４１において、最多積算給水量ポンプ３０ｍを強制的に停止し、その後に、最少積算給水量ポンプ３０ｓを優先的に起動する。

ステップＳ４１における最少積算給水量ポンプ３０ｓの起動後、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ４２において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、積算給水量比Ｒが１００％に到達したか否か、言い換えれば、Ｒ≧１００％になったか否かを判定する。

ステップＳ４２の判定の結果、積算給水量比Ｒが１００％に到達していない場合には、制御部１１２は、ステップＳ４３において、最少積算給水量ポンプ３０ｓの優先運転を継続するとともに、ステップＳ４２に戻って、積算給水量比Ｒの算出と判定を継続する。

優先運転の意味は前述した通りである。すなわち、積算給水量比Ｒが１００％に到達するまでは、制御部１１２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓの起動と停止を繰り返す。具体的には、最少積算給水量ポンプ３０ｓの優先起動後、制御部１１２は、給水量が停止流量Ｑ０を下回った場合には、最少積算給水量ポンプ３０ｓを停止し、吐出し圧力が起動圧力を下回った場合には、停止中の最少積算給水量ポンプ３０ｓを起動する。

ステップＳ３３の判定の結果、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下でなかった場合（Ｑ１＜Ｑ）には、ステップＳ５１において、制御部１１２は、最多積算給水量ポンプ３０ｍを継続運転する。

最多積算給水量ポンプ３０ｍの継続運転中、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ５２において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、積算給水量比Ｒが、第１の設定値Ｒ１（例えば９０％）よりも低い第２の設定値Ｒ２（例えば８０％）を下回っているか否かを判定する。判定の結果、積算給水量比Ｒが第２の設定値Ｒ２を下回っていない場合、制御部１１２は、ステップＳ５１に戻って、最多積算給水量ポンプ３０ｍの継続運転を続ける。

ステップＳ５２の判定の結果、積算給水量比Ｒが第２の設定値Ｒ２を下回っていた場合、ステップＳ５３において、制御部１１２は、給水量Ｑが、停止流量Ｑ０（例えば１０Ｌ／ｍｉｎ）よりも多く設定された第１の強制停止流量Ｑ１（例えば３０Ｌ／ｍｉｎ）以下であるか否かを判定する。判定の結果、制御部１１２は、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下であった場合には、ステップＳ４１の処理に移行し、反対に、給水量Ｑが第１の強制停止流量Ｑ１以下でなかった場合には、ステップＳ５１の処理に移行する。

ステップＳ５３において、制御部１１２は、給水量Ｑが、第１の強制停止流量Ｑ１（例えば３０Ｌ／ｍｉｎ）よりも多く設定された第２の強制停止流量Ｑ２（例えば５０Ｌ／ｍｉｎ）以下であるか否かを判定する。判定の結果、給水量Ｑが第２の強制停止流量Ｑ２以下であった場合には、制御部１１２は、ステップＳ５４の処理に移行し、反対に、給水量Ｑが第２の強制停止流量Ｑ２以下でなかった場合には、ステップＳ３１の処理に移行する。

ステップＳ５３の判定の結果、給水量Ｑが第２の強制停止流量Ｑ２以下であった場合（Ｑ１＜Ｑ≦Ｑ２）には、ステップＳ５４において、制御部１１２は、継続運転中の最多積算給水量ポンプ３０ｍを強制的に停止し、最少積算給水量ポンプ３０ｓを優先的に起動する。

ステップＳ５４における最少積算給水量ポンプ３０ｓの起動後、制御部１１２は、所定のタイミングで継続的に、運転中のポンプ３０の積算給水量を算出し、算出した積算給水量を記憶素子１１６に記憶させる。制御部１１２はまた、ステップＳ５５において、最多積算給水量ポンプ３０ｍの積算給水量Ｑｍと最少積算給水量ポンプ３０ｓの積算給水量Ｑｓを記憶素子１１６から読み出して積算給水量比Ｒを算出し、積算給水量比Ｒが１００％に到達したか否か、言い換えれば、Ｒ≧１００％になったか否かを判定する。

ステップＳ５５の判定の結果、積算給水量比Ｒが１００％に到達していない場合には、制御部１１２は、ステップＳ５６において、最少積算給水量ポンプ３０ｓの優先運転を継続するとともに、ステップＳ５５に戻って、積算給水量比Ｒの算出と判定を継続する。

優先運転の意味は前述した通りである。すなわち、積算給水量比Ｒが１００％に到達するまでは、制御部１１２は、最少積算給水量ポンプ３０ｓの起動と停止を繰り返す。具体的には、制御部１１２は、給水量が停止流量Ｑ０を下回った場合には、最少積算給水量ポンプ３０ｓを停止し、吐出し圧力が起動圧力を下回った場合には、停止中の最少積算給水量ポンプ３０ｓを起動する。

ステップＳ４２またはステップＳ５５の判定の結果、積算給水量比Ｒが１００％に到達した場合には、制御部１１２は、ステップＳ３１に戻って、通常時のロータリー運転に復帰する。

なお、図６の流れ図には描かれていないが、制御部１１２は、上述した制御中に給水装置１０の停止指示を受けた場合にはポンプ３０の制御を終了する。

このような制御によって、例えば、５０Ｌ／ｍｉｎ以下の比較的少ない水量で、運転中のポンプ３０を強制的に停止しても、吐出し圧力の低下を、アキュムレータ１００内に蓄圧された水で補充することができる。また、積算給水量比に応じて、強制停止流量を段階的に設定して、強制的に停止する確率を高め、積算給水量が少ないポンプ３０を優先的に起動することが可能となる。これにより、モータ軸受、メカニカルシール、インペラなど、複数台の各ポンプ３０の消耗部品の消耗度を平準化することが可能となる。

実施形態では、２段階の積算給水量比と強制停止流量に基づいて制御しているが、３段階以上の積算給水量比と強制停止流量に基づいて制御してもよい。例えば、積算給水量比を９０、８０、７０、６０％とし、対応する強制停止流量を２０、３０、４０、５０Ｌ／ｍｉｎとして、４段階の積算給水量比と強制停止流量に基づいて制御してもよい。さらには、さらに多段階の積算給水量比と強制停止流量に基づいて制御してもよい。

実施形態では、インバータ１１４によって各ポンプ３０のモータ３２の回転速度を制御する給水装置１０を説明したが、給水装置１０は、インバータを使用せずに各ポンプ３０のモータ３２をオン／オフ制御する構成であってもよい。

ここでは、一例として、３台のポンプ３０を備えた給水装置１０について説明したが、ここに説明した制御は、２台のポンプを備えた給水装置または３台よりも多い台数のポンプを備えた給水装置に対しても同様に適用可能である。

実施形態は、吐出し圧力を一定に制御する給水装置１０を説明したが、給水装置１０は、推定末端圧を一定に制御する構成であってもよい。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。

１０…給水装置、２０…ベース、３０…ポンプ、３２…モータ、３４…吸込口、４０…連結管、５０…流量センサ、６０…逆止弁、７０…ボール弁、８０…合流管、８６…吐出し口、９０…圧力センサ、１００…アキュムレータ、１１０…制御盤、１１２…制御部、１１４…インバータ、１１６…記憶素子、１２０…架台。

Claims (6)

1. 送水する複数台のポンプと、
   各ポンプの給水量を検出する流量センサと、
   前記複数台のポンプによって供給される水の吐出し圧力を検出する圧力センサと、
   前記各流量センサと前記圧力センサの検出情報に基づいて前記複数台のポンプを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   通常時は、ロータリー運転によって、前記圧力センサによって検出される吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、前記複数台のポンプを順次起動し、前記流量センサによって検出される運転中のポンプの給水量が停止流量を下回った場合には、運転中のポンプを停止し、
   積算給水量が最も多いポンプの積算給水量に対する積算給水量が最も少ないポンプの積算給水量の比率である積算給水量比が、あらかじめ定めた第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを優先的に起動し、優先的に起動したポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合に、通常時のロータリー運転に復帰する、給水装置。
2. 前記制御部は、
   積算給水量比が、第１の設定値を下回った場合、
   給水量が、停止流量よりも多く設定された第１の強制停止流量以下であれば、積算給水量が最も多い運転中のポンプである第１のポンプを強制的に停止し、その後に、積算給水量が最も少ない停止中のポンプである第２のポンプを優先的に起動し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達するまでは、前記第２のポンプの起動と停止を繰り返し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合には、通常時のロータリー運転に復帰するとともに、
   給水量が強制停止流量以下でなければ、積算給水量が最も多い前記第１のポンプを継続運転し、
   積算給水量が最も少ない前記第２のポンプの積算給水量比が、第１の設定値よりも低い第２の設定値を下回った場合、給水量が、第１の強制停止流量よりも多く設定された第２の強制停止流量以下であれば、継続運転中の前記第１のポンプを強制的に停止し、その後に、停止中の前記第２のポンプを優先的に起動し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達するまでは、前記第２のポンプの起動と停止を繰り返し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合には、通常時のロータリー運転に復帰する、請求項１に記載の給水装置。
3. 前記給水装置は、少なくとも２台のポンプを並列運転可能であり、
   前記制御部は、積算給水量比が第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを強制的に起動した後に、積算給水量が最も多いポンプを停止する、請求項１に記載の給水装置。
4. 複数台のポンプを備えた給水装置の制御方法であって、
   通常時は、ロータリー運転によって、吐出し圧力が起動圧力を下回る都度、前記複数台のポンプを順次起動し、運転中のポンプの給水量が停止流量を下回った場合には、運転中のポンプを停止し、
   積算給水量が最も多いポンプの積算給水量に対する積算給水量が最も少ないポンプの積算給水量の比率である積算給水量比が、あらかじめ定めた第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを優先的に起動し、優先的に起動したポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合に、通常時のロータリー運転に復帰する、給水装置の制御方法。
5. 積算給水量比が、第１の設定値を下回った場合、
   給水量が、停止流量よりも多く設定された第１の強制停止流量以下であれば、積算給水量が最も多い運転中のポンプである第１のポンプを強制的に停止し、その後に、積算給水量が最も少ない停止中のポンプである第２のポンプを優先的に起動し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達するまでは、前記第２のポンプの起動と停止を繰り返し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合には、通常時のロータリー運転に復帰するとともに、
   給水量が強制停止流量以下でなければ、積算給水量が最も多い前記第１のポンプを継続運転し、
   積算給水量が最も少ない前記第２のポンプの積算給水量比が、第１の設定値よりも低い第２の設定値を下回った場合、給水量が、第１の強制停止流量よりも多く設定された第２の強制停止流量以下であれば、継続運転中の前記第１のポンプを強制的に停止し、その後に、停止中の前記第２のポンプを優先的に起動し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達するまでは、前記第２のポンプの起動と停止を繰り返し、
   優先的に起動した前記第２のポンプの積算給水量比が１００％に到達した場合には、通常時のロータリー運転に復帰する、請求項４に記載の制御方法。
6. 前記給水装置は、少なくとも２台のポンプを並列運転可能であり、
   積算給水量比が第１の設定値を下回った場合、積算給水量が最も少ないポンプを強制的に起動した後に、積算給水量が最も多いポンプを停止する、請求項４に記載の制御方法。