JP2021195937A - 給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停止時に吐出圧力を上昇させるとともに、吐出圧力の上昇開始から停止までの時間を増加できる給水装置の提供。【解決手段】給水装置１は、モータ３１の回転を制御するインバータ５１と、ポンプ停止流量Ｑ０、並びに、定格流量Ｑ１、定格圧力Ｐ１、末端圧設定流量Ｑ２及び末端圧力Ｐ２を記憶する記憶部５３と、インバータ５１によるモータ３１の回転速度の制御で、流量に応じて目標圧力を変化させる推定末端圧一定制御を行う制御部５４とを備え、制御部５４は、定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である係数ｋ、末端圧力Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１として、推定末端圧一定制御による流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（Ｑ−Ｑ２）／（Ｑ１−Ｑ２））２）、流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２からポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０）とする。【選択図】図１

Description

本発明は、推定末端圧力一定制御を行う給水装置に関する。

集合住宅等の建造物に給水を行う給水装置として、圧力検出器によりポンプ装置の吐出圧力を検出し、検出した圧力に基づいて、インバータを内蔵した制御盤によってポンプ装置の駆動を制御するものが知られている。

このような給水装置として、省エネ運転を目的とし、ポンプ装置の吐出量が定格流量であるときの設定圧力と停止流量であるときの推定末端圧力との間で、流量に比例する配管損失を加味した目標圧力を定め、圧力検出器により検出される圧力が目標圧力となるようインバータを制御する、所謂推定末端圧力一定制御を行うものも知られている。

例えば、図３に示す揚水性能のポンプを有する従来のインバータの出力周波数に比例した推定末端圧一定制御を行う給水装置は、最高周波数ｆｍａｘが予め定められており、最初の試運転時に、小水量停止した時点で検出された出力周波数を最低周波数ｆｍｉｎとし、出力周波数が最低周波数ｆｍｉｎになる運転点で最低値である末端圧力となり、出力周波数が最高周波数ｆｍａｘになる運転点で最高値である設定圧力となる。

また、例えば、特許文献１には、ポンプの吐出し側の圧力を所定の末端圧力の目標圧力としてモータの速度を可変制御する給水装置が開示されている。特許文献１の給水装置は、吐出管の水量が所定の過小水量に達したことを検出する過小水量検出手段と、推定末端圧力を逐次演算するパラメータとしての上限圧力ＰＡと下限圧力ＰＢとを外部から任意に設定する圧力設定手段と、上限圧力ＰＡ及び下限圧力ＰＢに基づいてポンプの停止圧力を演算するとともに、停止圧力に基づいてポンプの始動圧力を演算する圧力演算手段とを備える。そして、該給水装置の制御手段は、過小水量に達した段階で、過小水量検出手段から検出信号を受信し、ポンプの吐出圧力を目標圧力から停止圧力に一時的に置き換えてから、所定時間後に、モータを停止させる。

また、例えば、特許文献２には、吐出管の水量が所定の過小水量に達したことを検出する過小水量検出手段と、過小水量時の停止圧力を所定の推定末端圧力の上限圧力及び下限圧力とを別個に外部から設定する圧力設定手段と、停止圧力に基づいてポンプの始動圧力演算する圧力演算手段と、を備える給水装置が開示されている。そして、該給水装置の制御手段は、過小水量検出手段の出力信号に応答し、ポンプの吐出圧力を停止圧力になるようにモータの回転速度を制御し、所定時間後にモータを停止させる。

また、例えば、特許文献３には、吐出管の水量が所定の過小水量に達したことを検出する過小水量検出手段と、過小水量検出手段の出力信号に応答し、過小水量時のモータ回転速度に基づく増速回転数を演算し、モータを増速回転数に上昇させてから所定時間経過後にモータを停止させる給水装置が開示されている。

特開２００４−８４５８２号公報 特開２００３−３４３４７７号公報 特開２００３−３４３４７６号公報

しかしながら、上述した給水装置では、小水量停止動作の直前に、吐出圧力の上昇を伴う。このように、停止直前の短時間に吐出圧力が上昇すると、建造物の住民の使用感が快適でない虞がある。

そこで本発明は、停止直前に吐出圧力を急激に上昇させることなく、停止圧力を高くして、停止動作から再始動までの時間を増加できる給水装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、給水装置は、モータ及びポンプを含む単数又は複数のポンプ装置と、前記ポンプの二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ポンプの二次側に設けられ、流量に比例した信号を出力する流量センサと、前記モータの回転速度を制御するインバータと、定格流量Ｑ１、前記定格流量Ｑ１時の定格圧力Ｐ１、末端圧設定流量Ｑ２、及び、前記定格圧力Ｐ１以下となる末端圧力Ｐ２を設定可能な設定手段と、一定値である前記ポンプの停止流量Ｑ０、並びに、前記設定手段で設定された前記定格流量Ｑ１、前記定格圧力Ｐ１、前記末端圧設定流量Ｑ２及び前記末端圧力Ｐ２を記憶する記憶部と、前記インバータを制御し、前記モータの回転速度を制御することで、流量変化に応じて目標圧力を変化させる推定末端圧一定制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である係数ｋ、前記末端圧力Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１としたときに、前記推定末端圧一定制御による流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、
ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（Ｑ−Ｑ２）／（Ｑ１−Ｑ２））^２）
前記流量Ｑが前記定格流量Ｑ１のときの目標圧力ＰＡを、
ＰＡ＝Ｐ１
前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２のときの目標圧力ＰＡを、
ＰＡ＝Ｐ１―ｋ・Ｐ１＝Ｐ２
とするとともに、前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、
ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０）
前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２のときの目標圧力ＰＢを、
ＰＢ＝Ｐ１―ｋ・Ｐ１＝Ｐ２
前記流量Ｑが前記停止流量Ｑ０であるときの目標圧力を、
ＰＢ＝Ｐ１
とする。

本発明の一態様によれば、給水装置は、モータ及びポンプを含む単数又は複数のポンプ装置と、前記ポンプの二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ポンプの二次側に設けられ、ポンプ停止流量Ｑ０から末端圧設定流量Ｑ２までの狭い範囲で、流量に比例した信号を出力する流量センサと、前記モータの回転速度を制御するインバータと、定格流量Ｑ１時の定格圧力Ｐ１、及び、前記定格圧力Ｐ１以下となる前記末端圧設定流量Ｑ２時の末端圧力Ｐ２を設定可能な設定手段と、一定値であるポンプ停止流量Ｑ０、並びに、前記設定手段で設定された前記定格圧力Ｐ１及び前記末端圧力Ｐ２を記憶する記憶部と、前記インバータを制御するとともに、前記インバータの出力周波数の変化に応じて目標圧力を変化させる推定末端圧一定制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である係数ｋ、前記末端圧力Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１とし、前記定格流量Ｑ１時の出力周波数を最高周波数ｆｍａｘとし、前記末端圧設定流量Ｑ２まで減少したときの出力周波数を最低周波数ｆｍｉｎとしたときに、前記推定末端圧一定制御による流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、
ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（ｆ−ｆｍｉｎ）／（ｆｍａｘ−ｆｍｉｎ））^２）
とするとともに、前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記ポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、
ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０）
とする。

本発明によれば、停止直前に吐出圧力を急激に上昇させることなく、停止圧力を高くして、停止動作から再始動までの時間を増加できる給水装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を示す正面図。 同給水装置の構成を一部断面で示す側面図。 同給水装置及び従来の給水装置の全揚程と流量の関係を示すグラフ。 同給水装置及び従来の給水装置の停止流量に対する停止時間の例を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態に係る給水装置１を、図１乃至図４を用いて説明する。

図１は、給水装置１の構成を示す正面図であり、図２は、給水装置１の構成を一部断面で示す側面図である。図３は、給水装置１及び従来の給水装置の推定末端圧力一定制御による全揚程と流量の関係を示すグラフであり、図４は、給水装置１及び従来の給水装置の停止流量に対する停止時間の例を示す説明図である。

図１及び図２に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置１１と、複数のポンプ装置１１の二次側にそれぞれ接続される複数の吐出管１２と、各吐出管１２に設けられる複数の逆止弁１３と、各吐出管１２に設けられる複数の開閉弁１４と、複数の吐出管１２を連結する連結管１５と、連結管１５に設けられる接続管１６と、接続管１６に設けられる蓄圧装置１７と、複数のポンプ装置１１に接続される逃がし管１８と、各ポンプ装置１１の流量を検出する複数の流量検出器１９と、連結管１５内の圧力を検出する圧力検出器２０と、各ポンプ装置１１の動作を制御する制御盤２１と、を備える。給水装置１は、ポンプ装置１１により水源の水を圧送し、吐出管１２及び連結管１５を介して給水先に給水する。

図１及び図２に示すように、ポンプ装置１１は、モータ３１と、ポンプ３２と、を備える。ポンプ装置１１は、一次側が水源に接続される。ここで、水源は、例えば受水槽である。また、給水先は、例えば、建造物に設置された蛇口やシャワーヘッド等の末端器具である。ポンプ装置１１は、例えば、回転軸が重力方向に沿って延設され、モータ３１がポンプ３２の上部に配置された、所謂縦型多段タービンポンプである。ポンプ装置１１は、例えば３台設けられる。

モータ３１は、回転軸を介してポンプ３２と接続される。モータ３１は、制御盤２１に電気的に接続される。

ポンプ３２は、モータ３１により駆動される。ポンプ３２は、例えば、下端側に吸込口３２ａ及び吐出口３２ｂを有する。ポンプ３２は、吸込口３２ａが受水槽に接続され、吐出口３２ｂが吐出管１２に接続される。ポンプ３２は、例えば、吸込口３２ａの口径と吐出口３２ｂの口径とが同等に形成される。

図２に示すように、吐出管１２は、一端が各ポンプ３２の吐出口３２ｂに、他端が連結管１５に、それぞれ接続される。吐出管１２は、例えば、吐出口３２ｂに連結される一端側が水平方向に沿って延設され、中途部が重力方向に沿う上方に曲折することで他端側にかけて重力方向に沿って延設される。

図２に示すように、逆止弁１３は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。逆止弁１３は、吐出管１２内でポンプ３２へ向かう水の逆流を防止する。

図２に示すように、開閉弁１４は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。開閉弁１４は、例えば、吐出管１２と連結管１５との接続部に隣接する位置に設けられる。開閉弁１４は、吐出管１２から連結管１５に連続する流路を開放又は閉塞する。

図１及び図２に示すように、連結管１５は、複数の吐出管１２の他端を連結する。また、連結管１５は、連結された複数の吐出管１２の二次側に２つの開口端を有し、一端に閉止フランジが接続され、他端に給水先に連通する配管が接続される。連結管１５は、各吐出管１２を通過した水を合流させ、接続された配管に連通する二次側への流路を形成する。

図１及び図２に示すように、接続管１６は、連結管１５に設けられ、吐出管１２が連結される位置よりも二次側に配置される。また、接続管１６は、複数の蓄圧装置１７が設けられる。接続管１６は、複数の蓄圧装置１７と連結管１５とを流体的に連続する。

図１及び図２に示すように、蓄圧装置１７は、接続管１６に複数設けられる。本実施形態では、蓄圧装置１７は、２台設けられる。蓄圧装置１７は、接続管１６を介して、連結管１５と流体的に連続する。蓄圧装置１７は、アキュムレータである。

図１及び図２に示すように、逃がし管１８は、複数のポンプ３２の二次側を受水槽に流体的に接続する。逃がし管１８は、ポンプ３２内で増圧された水の一部を受水槽に逃がし、各ポンプ３２内の温度上昇を防止する。

図２に示すように、流量検出器１９は、各吐出管１２に設けられる。流量検出器１９は、例えば、ポンプ３２の二次側であって、且つ、吐出管１２に設けられた逆止弁１３の一次側に設けられる。即ち、流量検出器１９は、各ポンプ３２の流量を検出可能に構成される。流量検出器１９は、流量に対応した信号を出力する流量計である。流量検出器１９は、信号を制御盤２１に送信する。流量検出器１９は、例えば、回転軸４１と、羽根車４２と、羽根車４２の回転を検出する検出部４３と、を備える羽根車式流量計である。

回転軸４１は、軸方向が水の流れ方向に対して直交する向きに、吐出管１２内に配置される。

羽根車４２は、例えば、回転軸４１に固定される。羽根車４２は、吐出管１２内を通過する水流を受けることで回転軸４１を回転させる。

検出部４３は、例えば、回転軸４１に設けられた磁石と、磁石の回転を検出するセンサと、当該センサと電気的に接続される検出基板と、を備える。具体例として、センサは、磁気検出素子である交番検知タイプのホールＩＣである。検出部４３は、回転軸４１の回転に伴う磁石の回転をパルス信号に変換する。検出部４３は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続される。検出部４３は、パルス信号を制御盤２１に送信する。

図１に示すように、圧力検出器２０は、連結管１５に設けられる。圧力検出器２０は、連結管１５内の圧力を検出可能に構成される。換言すると、圧力検出器２０は、複数のポンプ装置１１の二次側の圧力を検出可能に構成される。圧力検出器２０は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続され、吐出し圧力に比例したアナログ信号を制御盤２１に出力する。

図１に示すように、制御盤２１は、インバータ５１と、入力部５２と、記憶部５３と、制御部５４と、を備える。

インバータ５１は、信号線を介してモータ３１及び制御部５４に電気的に接続される。インバータ５１は、例えば、モータ３１と同数設けられる。本実施形態では、インバータ５１は、３台設けられる。インバータ５１は、出力周波数が可変することで、モータ３１の回転数を可変させる。

入力部５２は、指令や給水装置１の制御用の設定値を入力し、設定可能な設定手段であり、典型的には、テンキー、操作釦、キーボード等のである。なお、入力部５２は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末と無線又は有線によって通信することで指令や設定値を入力可能なコネクタや無線用アンテナ等の通信手段を含んでいても良い。

入力部５２は、定格流量Ｑ１、定格圧力Ｐ１、末端圧設定流量Ｑ２、末端圧力Ｐ２を入力可能に構成される。入力部５２により入力された各値は、記憶部５３に記憶される。

定格流量Ｑ１は、ポンプ装置１１を最高運転周波数で運転し、且つ、ポンプ装置１１の吐出圧力が設定圧力であるときのポンプ装置１１の吐出量である。定格圧力Ｐ１は、定格流量Ｑ１時の圧力である。末端圧設定流量Ｑ２は、定格流量Ｑ１の５％乃至２０％の範囲に設定される。例えば、末端圧設定流量Ｑ２を、定格流量Ｑ１の１０％とすると、高圧側圧力１２０ｍで、定格流量Ｑ１は０．９ｍ^３／ｍｉｎ、末端圧設定流量Ｑ２は０．０９ｍ^３／ｍｉｎとなる。なお、末端圧力Ｐ２は、定格圧力Ｐ１以下である。

記憶部５３は、例えばプログラムメモリ、ＲＡＭ及び／又はＲＯＭを含む。記憶部５３は、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラム、算出式、データテーブル、基準値、閾値等が記憶されている。

記憶部５３は、停止流量Ｑ０と、定格流量Ｑ１、定格圧力Ｐ１、末端圧設定流量Ｑ２、末端圧力Ｐ２と、係数ｋと、を記憶する。記憶部５３は、入力部５２で入力された各設定値を新たな設定値として記憶し、設定する。

停止流量Ｑ０は、一定値であり、ポンプ装置１１の運転を停止するポンプ装置１１の吐出量である。末端圧力Ｐ２は、Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１である。係数ｋは、定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である。係数ｋは、０＜ｋ＜１の範囲で設定される。係数ｋは、例えば、ポンプ装置１１の定格流量Ｑ１時の配管損失が定格圧力Ｐ１の１０％であるとした場合には、ｋ＝０．１に設定される。

また、記憶部５３は、ポンプ装置１１の圧力・流量関数を記憶する。圧力・流量関数は、１台のポンプ装置１１の性能曲線を基に定められ、ポンプ装置１１の全揚程と流量との関係を示す関数である。

制御部５４は、プロセッサを含む。制御部５４は、ポンプ装置１１の動作を制御する。具体的には、制御部５４は、インバータ５１に制御信号を送信し、インバータ５１を制御することで、モータ３１の回転速度を制御する。

制御部５４は、例えば、流量検出器１９による流量の検出値として、流量検出器１９より受信したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を計測する。制御部５４は、計測したパルス数に所定の係数を乗算することで、流量検出器１９が設置された箇所を通過する瞬時流量Ｑを算出する。

また、制御部５４は、圧力検出器２０による圧力の検出値として、圧力検出器２０より受信した信号を圧力値に変換する。

制御部５４は、流量検出器１９、圧力検出器２０による流量及び圧力の各検出値、並びに、記憶部５３が記憶する情報に基づいて、推定末端圧力一定制御により各インバータ５１の出力周波数を制御する。ここで、推定末端圧一定制御方式は、配管損失が流量の二乗に比例することに対応して、末端圧力と定格圧力を定めて、その差圧に流量の二乗比を乗じて目標圧力Ｐを演算する。

また、制御部５４は、推定末端圧一定制御による流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、以下の式（１）から求める。

ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（Ｑ−Ｑ２）／（Ｑ１−Ｑ２））^２） （１）
これにより、制御部５４は、流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１となるまでの間、目標圧力ＰＡに基づいて、推定末端圧一定制御を行う。なお、流量Ｑが定格流量Ｑ１のときの目標圧力ＰＡを、ＰＡ＝Ｐ１とし、流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２のときの目標圧力ＰＡを、ＰＡ＝Ｐ１―ｋ・Ｐ１＝Ｐ２とする。

また、制御部５４は、流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記ポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、以下の式（２）から求める。なお、目標圧力ＰＢは、ポンプ装置１１の停止動作開始から停止までの間の目標圧力である。

ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０） （２）
これにより、制御部５４は、流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２から停止流量Ｑ０までの間、目標圧力ＰＢに基づいて、末端圧上昇制御を行う。すなわち、流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２から前記停止流量Ｑ０までの間は、吐出し圧力を上昇することが目的のため、流量の減少に伴い、吐出し圧力が上昇するよう、式（２）を逆比例の１次式としている。なお、流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２のときの目標圧力ＰＢを、ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１＝Ｐ２とし、流量Ｑが停止流量Ｑ０であるときの目標圧力を、ＰＢ＝Ｐ１とする。

制御部５４は、末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１までの間、上述した式（１）から求めた目標圧力ＰＡによって推定末端圧一定制御を行うとともに、末端圧設定流量からポンプ停止流量Ｑ０までの間、上述した式（２）から求めた目標圧力ＰＢによって、末端圧上昇制御を行う。

なお、給水装置１を用いた、ポンプ一台の揚水性能と推定末端圧一定制御における目標圧力の推移を図３に示す。なお、給水装置１は、例えば、高圧側の定格圧力Ｐ１Ｈと、低圧側定格圧力Ｐ１Ｌが設定される例を、図３に示す。

このように構成された給水装置１によれば、ポンプ装置１１の停止時における圧力を増加することにより、ポンプ装置１１の停止動作から再始動までの停止時間を増加することができる。

例えば、図４に示すように、目標圧力ＰＢを設定しない従来の推定末端圧一定制御方式の給水装置においては、停止時の吐出圧力（停止圧力）が１０．８ｋｇ／ｃｍ^２であり、停止流量が２０Ｌ／ｍｉｎであるときに、吐出圧力の上昇開始（停止動作開始）から停止までの時間である停止時間が３．２秒であった。これに対し、本実施形態の給水装置１によれば、停止時の吐出圧力（停止圧力）が１２．０ｋｇ／ｃｍ^２であり、停止流量が２０Ｌ／ｍｉｎであるときに、停止時間が１１．６秒であった。なお、本実施形態の給水装置１は、停止流量が４０Ｌ／ｍｉｎのときでも、５．８秒と、停止時間が従来よりも長時間確保できることが明らかである。このため、給水装置１によれば、停止時の吐出圧力を上昇させることにより、停止時間を増加することができる。なお、停止直前に吐出し圧力を、急激に末端圧力Ｐ２から定格圧力Ｐ１に上昇しないため、給水装置１を設置した建造物において、快適な使用感を与えることができる。

なお、図４中、蓄圧装置１７は、２０Ｌ、ガス圧８ｋｇ／ｃｍ^２のアキュムレータを用いたときの停止時の蓄水量は、従来の給水量は１．０７Ｌであるのに対し、実施形態の給水装置１は、３．８８Ｌとなり、給水装置１は、蓄圧装置１７の蓄水量の増加が可能となる。

上述したように、本実施形態に係る給水装置１によれば、停止直前に吐出圧力を急激に上昇させることなく、停止圧力を高くして、ポンプ装置１１の停止動作から再始動までの時間を増加することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、給水装置１は、流量検出器１９により検出された流量を用いて目標圧力を算出して推定末端圧一定制御を行う例を説明したがこれに限定されない。

例えば、給水装置１は、インバータ５１の出力周波数に比例した推定末端圧一定制御を行う方式であってもよい。例えば、インバータ５１の速度制御範囲を限定し、ポンプ３２の吐出量がポンプ速度に比例する原理を応用して、ポンプ速度から流量を推定可能であるため、このような給水装置１は、定格圧力Ｐ１及び末端圧力Ｐ２を定めて、その差圧に出力周波数の二乗比を乗じて目標圧力を演算する。そして、制御部５４において、最高周波数ｆｍａｘを予め定めて記憶部５３に記憶し、給水装置１の設置後の最初の試運転時に、流量が末端圧設定流量Ｑ２まで減少した時点の出力周波数を検出し、該出力周波数を最低周波数ｆｍｉｎとして記憶部５３に記憶する。また、制御部５４は、ポンプ装置１１の運転毎に、末端圧設定流量Ｑ２になった時点で、最低周波数ｆｍｉｎを検出し、記憶部５３に記憶することで、最低周波数ｆｍｉｎを更新する。

なお、インバータ５１の出力周波数が最低周波数ｆｍｉｎになる末端圧設定流量Ｑ２で最低値である末端圧力Ｐ２となり、インバータ５１の出力周波数が最高周波数ｆｍａｘになる定格流量Ｑ１時に、最高値である定格圧力Ｐ１となる。

また、このような給水装置１は、入力部５２により、定格流量Ｑ１時の定格圧力Ｐ１と、末端圧設定流量Ｑ２時の末端圧力Ｐ２と、を設定し、記憶部５３に記憶するとともに、記憶部５３に停止流量Ｑ０を記憶する。

そして、制御部５４は、推定末端圧一定制御による流量Ｑが末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、
ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（ｆ−ｆｍｉｎ）／（ｆｍａｘ−ｆｍｉｎ））^２）
から求める。このように、給水装置１は、インバータ５１の出力周波数に比例した推定末端圧一定制御を行う方式とすることができる。
なお、末端圧設定流量Ｑ２から前記ポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢは、上述した式（２）から求める。

一方、上記の給水装置１には、停止流量Ｑ０から末端圧設定流量Ｑ２までの狭い範囲で、流量に比例した信号を出力する流量検出器１９が必要であり、例えば、従来の給水装置に使用されているパドル式の流量センサであってもよい。このようなパドル式の流量センサとしては、例えば、パドルに内蔵された磁石の磁気を検出する磁気検出素子に、アナログ出力タイプのホールＩＣを使用することで、流量に応じて傾斜するパドルの回転角度を検出して、流量に反比例した電圧を出力可能となる。
このように、給水装置１は、末端圧設定流量からポンプ停止流量Ｑ０までの間、上述した式（２）から求めた目標圧力ＰＢによって、末端圧上昇制御を行う。

また、上述した例では、制御部５４の機能を説明したが、制御部５４の機能は上述した内容に限定されない。例えば、制御部５４は、定格流量Ｑ１の５％乃至２０％の範囲に設定された末端圧設定流量Ｑ２から、新しい定格圧力Ｐ１Ｎが入力部５２により入力されたときに、新しい定格圧力Ｐ１Ｎに対応した設定流量Ｑ１Ｎを設定し、定格流量Ｑ１の５％乃至２０％の範囲に設定された末端圧設定流量Ｑ２から、同じ比率の新たな末端圧設定流量Ｑ２Ｎを記憶部５３に記憶する機能を有していてもよい。

このような制御部５４の具体例を、末端圧設定流量Ｑ２を定格流量Ｑ１の１０％とした例を用いて説明する。給水装置１の設置現場において、高圧側定格圧力Ｐ１Ｈと低圧側圧力Ｐ１Ｌの定格圧力範囲内にある新しい定格圧力Ｐ１Ｎが入力部５２から入力されると、制御部５４は、新しい定格圧力Ｐ１Ｎに対応した設定流量Ｑ１Ｎを、記憶部５３に記憶された揚水性能より演算する。そして、制御部５４は、記憶部５３に記憶する。そして、制御部５４は、末端圧設定流量Ｑ２が定格流量Ｑ１の１０％である情報から、新たな末端圧設定流量Ｑ２Ｎを演算し、そして、新たな末端圧設定流量Ｑ２Ｎを記憶部５３に記憶する。なお、制御部５４は、他の機能を有していてもよいことは勿論である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…給水装置、１１…ポンプ装置、１２…吐出管、１３…逆止弁、１４…開閉弁、１５…連結管、１６…接続管、１７…蓄圧装置、１８…逃がし管、１９…流量検出器、２０…圧力検出器、２１…制御盤、３１…モータ、３２…ポンプ、３２ａ…吸込口、３２ｂ…吐出口、４１…回転軸、４２…羽根車、４３…検出部、５１…インバータ、５２…入力部、５３…記憶部、５４…制御部。

Claims (3)

1. モータ及びポンプを含む単数又は複数のポンプ装置と、
   前記ポンプの二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、
   前記ポンプの二次側に設けられ、流量に比例した信号を出力する流量センサと、
   前記モータの回転速度を制御するインバータと、
   定格流量Ｑ１、前記定格流量Ｑ１時の定格圧力Ｐ１、末端圧設定流量Ｑ２、及び、前記定格圧力Ｐ１以下となる末端圧力Ｐ２を設定可能な設定手段と、
   一定値であるポンプ停止流量Ｑ０、並びに、前記設定手段で設定された前記定格流量Ｑ１、前記定格圧力Ｐ１、前記末端圧設定流量Ｑ２及び前記末端圧力Ｐ２を記憶する記憶部と、
   前記インバータを制御し、前記モータの回転速度を制御することで、流量変化に応じて目標圧力を変化させる推定末端圧一定制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である係数ｋ、前記末端圧力Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１としたときに、前記推定末端圧一定制御による流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、
   ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（Ｑ−Ｑ２）／（Ｑ１−Ｑ２））^２）
   とするとともに、
   前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記ポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、
   ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０）
   とする、給水装置。
2. モータ及びポンプを含む単数又は複数のポンプ装置と、
   前記ポンプの二次側に接続された連結管内の圧力を検出する圧力検出器と、
   前記ポンプの二次側に設けられ、ポンプ停止流量Ｑ０から末端圧設定流量Ｑ２までの範囲で、流量に比例した信号を出力する流量センサと、
   前記モータの回転速度を制御するインバータと、
   定格流量Ｑ１時の定格圧力Ｐ１、及び、前記定格圧力Ｐ１以下となる前記末端圧設定流量Ｑ２時の末端圧力Ｐ２を設定可能な設定手段と、
   一定値であるポンプ停止流量Ｑ０、並びに、前記設定手段で設定された前記定格圧力Ｐ１及び前記末端圧力Ｐ２を記憶する記憶部と、
   前記インバータを制御するとともに、前記インバータの出力周波数の変化に応じて目標圧力を変化させる推定末端圧一定制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記定格圧力Ｐ１に対する配管抵抗比率である係数ｋ、前記末端圧力Ｐ２＝（１−ｋ）・Ｐ１とし、前記定格流量Ｑ１時の出力周波数を最高周波数ｆｍａｘとし、前記末端圧設定流量Ｑ２まで減少したときの出力周波数を最低周波数ｆｍｉｎとしたときに、前記推定末端圧一定制御による流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から定格流量Ｑ１までの目標圧力ＰＡを、
   ＰＡ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（１−（（ｆ−ｆｍｉｎ）／（ｆｍａｘ−ｆｍｉｎ））^２）
   とするとともに、
   前記流量Ｑが前記末端圧設定流量Ｑ２から前記ポンプ停止流量Ｑ０までの目標圧力ＰＢを、
   ＰＢ＝Ｐ１−ｋ・Ｐ１・（Ｑ−Ｑ０）／（Ｑ２−Ｑ０）
   とする、給水装置。
3. 前記末端圧設定流量Ｑ２は、前記定格流量Ｑ１の５％乃至２０％の範囲に設定される、請求項１又は請求項２に記載の給水装置。

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