JP2600073Y2

JP2600073Y2 - 自動給水装置

Info

Publication number: JP2600073Y2
Application number: JP1991016036U
Authority: JP
Inventors: 哲則坂谷
Original assignee: 株式会社川本製作所
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2006-02-26
Also published as: JPH04105996U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は水源と水需要源と間に並
列接続されたＮ台の給水ポンプを水需要源の需要状態に
応じて自動的に増減台するようにした自動給水装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動給水装置について図８及び図
９を参照して説明する。

【０００３】図８に示すように、水源と水需要源との間
には４台のポンプａが配設されている。これら４台のポ
ンプの吐出側には１個の始動用の圧力スイッチｂ及び４
組の開閉部を有する変台用流量スイッチｃが設けられて
いる。そして、第９図に示すように圧力スイッチｂのＯ
Ｎ信号（Ｈ≦Ｈ₁ ）によって先発ポンプが駆動され、流
量の増大に伴って流量スイッチｃの第２乃至第４の開閉
部のＯＮ信号（Ｑ≧Ｑ₂ ，Ｑ ₄ ，Ｑ₆ ）により順次増台
されると共に、流量の減少に伴って流量スイッチｃの第
４乃至第２の開閉部のＯＦＦ信号（Ｑ≦Ｑ₅ ，Ｑ₃ ，Ｑ
₁ ）により順次減台され、流量スイッチｃの第１の開閉
部のＯＦＦ信号（Ｑ≦Ｑ₀ ）によって最後のポンプが停
止されるようになっていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、図８に示す
ような自動給水装置を一般のマンションのような集合住
宅に採用した場合における特定の現象について説明す
る。つまり、夜間の給水量Ｑは極めて少なくかつ常時給
水が継続しているような場合において、「Ｑ₀＜Ｑ＜Ｑ
₂」の給水状態（給水レベルが低い状態）が継続される
結果、一台のポンプの運転が継続して行われ、残りのポ
ンプは停止した状態が保持されていた。

【０００５】従って、ポンプの運転時間に偏りが生じて
しまうという問題点があった。また、停止ポンプ内に滞
留した水を給水することになるため飲料水として適した
給水が行われていないという問題点もあった。

【０００６】本考案は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は水源と水需要源との間に並列接続された
Ｎ台の給水ポンプを水需要源の需要状態に応じて自動的
に増減台するようにした装置において、ポンプの運転時
間に偏りが発生せず、停止ポンプの滞留水を給水しない
ようにした自動給水装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】水源と、この水源と水需
要源との間に並列接続されたＮ台の給水ポンプと、上記
水需要源の水の需要状態に応じて自動的に給水ポンプを
増台、減台する自動給水装置において、上記Ｎ台の給水
ポンプの吐出側の圧力が下限圧力かを検出する圧力検出
手段と、上記Ｎ台の給水ポンプの吐出側の流量を検出す
る流量検出手段と、上記圧力検出手段あるいは流量検出
手段からの信号に基づいて運転すべきポンプ台数を設定
するポンプ台数設定手段と、実際に運転されているポン
プ台数を計数するポンプ台数計数手段と、上記ポンプ台
数設定手段で設定された運転すべきポンプ台数と上記ポ
ンプ台数計数手段で計数された実際に運転されているポ
ンプ台数とを比較し、ポンプ台数を増やす増台信号ある
いはポンプ台数を減らす減台信号を出力する増減台決定
手段と、この増減台決定手段から出力される増減台信号
に基づいて上記ポンプに起動あるいは停止信号を出力す
るロータリ運転制御手段と、ポンプ運転台数が変化しな
い連続時間を計数する計数手段とを具備し、この計数手
段により所定時間が計数された時点で上記増減台決定手
段に強制的な増台信号を出力することにより、待機して
いた停止ポンプを増台し、ポンプ運転台数をポンプ台数
設定手段で設定された運転すべきポンプ台数より多くし
た後、増減台決定手段から減台信号を出力させ、それま
でに運転中であったポンプを停止することにより、運転
ポンプを切り換えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】増減台決定手段から増台／減台信号が出力され
てからの時間を計数し、所定時間（例えば、１時間）内
に増減台が行われなかった場合には、増減台決定手段に
強制的に増台信号を出力するようにしている。従って、
増減台信号が入力されない、すなわちポンプの運転台数
が変化しない連続時間を検出して、運転ポンプの切換え
を行うものである。また、ポンプを切り換えるために
は、運転ポンプを強制的に減台してもよいのであるが、
急激に圧力低下を招くなど給水に必要な運転台数を確保
する意味から、行なってはならないことである。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本考案の一実施例に係わ
る自動給水装置について説明する。図１は本自動給水装
置の制御システムを示すブロック図、図２は４台並列に
接続されたポンプ及び圧力スイッチ，流量スイッチの設
置位置を示す図、図３は本自動給水装置が採用されたマ
ンションの給水システムを示す概念図、図４は流量スイ
ッチを示す図、図５はパドル式の流量スイッチを示す
図、図６は圧力スイッチを示す図、図７は同実施例の給
水特性図であるまず、図３において、１１は受水槽であ
る。この受水槽１１の上端部には水道管１２が接続さ
れ、その下端部にはポンプ１３が接続されている。この
ポンプ１３は図２を参照して説明を後述するように４台
のポンプが並列に接続されている。そして、このポンブ
１３の吐出側は配管１４を介してマンション１５の各階
の水需要源（蛇口）に接続されている。

【００１０】図２を参照してポンプ１３の構成について
説明する。図において、Ｐ１〜Ｐ４はそれぞれ同一の特
性を有するポンプである。これらポンプＰ１〜Ｐ４の吸
込口Ｉ１〜Ｉ４は１つの配管に合流されて上記受水槽１
１の吐出口１１Ｏに接続される。また、上記ポンプＰ１
〜Ｐ４の吐出口Ｏ１〜Ｏ４は鉛直上方を向いており、各
吐出口Ｏ１〜Ｏ４は連結管２１を介して連結されてい
る。そして、この連結管２１の一端は圧力タンク２２に
接続されている。また、この連結管２１の一端と圧力タ
ンク２２の連結部分には圧力スイッチ２３が配設されて
いる。この圧力スイッチ２３の構成については図６を参
照して後述する。

【００１１】また、上記連結管２１のポンプＰ３とＰ４
との中間点にはＬ字状の配管２４が接続されている。こ
の配管２４の屈曲部には図４を用いて詳細な構成を後述
する流量スイッチ２５が配設されている。さらに、上記
Ｌ字状配管２４の一端には図５を用いて詳細な構成を後
述するパドル式の流量スイッチ２６が内蔵されている配
管２７が連結されている。この配管２７の開口側は上記
配管１４に接続されている。

【００１２】つまり、上記受水槽１１から供給された水
はポンプＰ１〜Ｐ４のうち駆動されているポンプを介し
て連結管２１に導かれ、さらに配管２４、２７、１４を
介して各階の水需要源（例えば、蛇口）に供給される。

【００１３】次に、図４を参照して流量スイッチ２５の
構造について説明する。この流量スイッチ２５にはリ−
ドスイッチよりなる２つの接点ＦＳ１，ＦＳ２が内蔵さ
れている。そして、流量の増減に応じて磁石が内蔵され
たフロ−ト３１が上下動し、フロ−ト３１が接点ＦＳ１
あるいはＦＳ２の位置まで上がるとリ−ドスイッチが閉
成されて、ＦＳ１ＯＮ信号あるいはＦＳ２ＯＮ信号が得
られる。

【００１４】一方、フロ−ト３１が接点ＦＳ１あるいは
ＦＳ２から外れた位置にくるとリ−ドスイッチが開成さ
れて、ＦＳ１ＯＦＦ信号あるいはＦＳ２ＯＦＦ信号が得
られる。

【００１５】なお、例えば上記ＦＳ１ＯＦＦ信号は流量
が１０リットル／min で、上記ＦＳ１ＯＮ信号は流量が
１２リットル／min で、上記ＦＳ２ＯＦＦ信号は流量が
180リットル／min で、上記ＦＳ２ＯＮ信号は流量が200
リットル／min で得られるように、リ−ドスイッチの
取り付け位置及びばね３２の付勢力が調整してある。

【００１６】次に、図５を参照して流量スイッチ２６の
構造について説明する。この流量スイッチ２６は配管２
７内に流れる流量に応じて軸４１を中心に回動するパド
ル４２と、このパドル４２の他端に取り付けられた永久
磁石４３と、この永久磁石が接近すると閉成されるリ−
ドスイッチ４４、４５とにより構成されている。例え
ば、流量が400 リットル/minでリ−ドスイッチ４４が閉
成されてＦＳ３ＯＮ信号が出力され、流量が600 リット
ル/minでリ−ドスイッチ４５が閉成されて、ＦＳ４ＯＮ
信号が出力される。

【００１７】次に、図６を参照して圧力スイッチ２３の
詳細な構成について説明する。この圧力スイッチ２３は
フォトインタ−ラプタを有し、連結管２１と圧力タンク
２２との間の圧力の大きさに応じて上下動するダイヤフ
ラム５１とこのダイヤフラム５１と連動して上下動する
遮光板５２がフォトインタ−ラプラ間に位置しているか
否かによりＰＳ１のＯＮ信号あるいはＯＦＦ信号が得ら
れるようになっている。

【００１８】例えば、水圧が３．０kgｆ／cm²より小さ
くなると遮光板５２がフォトインタ−ラプタの光を遮ら
ない位置まで下がるのでＰＳ１ＯＮ信号が得られ、水圧
が３．１kgｆ／cm²より大きくなると遮光板５２がフォ
トインタ−ラプタの光を遮ぎる位置まで上がるのでＰＳ
１ＯＦＦ信号が得られる。

【００１９】次に、図１を参照して本自動給水装置の構
成について説明する。図１において、２３は圧力検出手
段である。この圧力検出手段２３は図４を用いて前述し
たように圧力スイッチ２３であり、この圧力スイッチ２
３は給水ポンプの吐出側の圧力が３．０kgｆ／cm²に低
下するとＰＳ１ＯＮ信号を出力する。

【００２０】また、２５は図４を用いて前述した流量ス
イッチ、２６は図５を用いて前述した流量スイッチであ
り、接点ＦＳ１及び接点ＦＳ２、接点ＦＳ３及びＦＳ４
から出力される信号は流量レベル計数部６１に入力され
る。この流量レベル計数部６１は接点ＦＳ１〜ＦＳ４の
ＯＮ信号を計数している。よって、流量レベル計数部６
１には給水ポンプの吐出側に流れる流量に応じた計数値
が計数されることになる。

【００２１】この流量レベル計数部６１に計数された計
数値は要求台数設定部６２に出力される。この要求台数
設定部６２は上記圧力検出手段２３から出力されるＯＮ
信号が入力される。

【００２２】この要求台数決定部６２にはポンプＰ１〜
Ｐ４のうち運転されているポンプ台数を計数する運転台
数計数部６３で計数されている現在の運転台数Ｎが入力
される。また、上記運転台数計数部６３は運転台数Ｎを
上記流量レベル計数部６１に出力しているもので、この
流量レベル計数部６１は上記運転台数Ｎ≧１でその計数
処理を実行する。

【００２３】この要求台数設定部６２は上記流量レベル
計数部６１及び運転台数計数部６３から出力されるデ−
タに基づき要求台数を設定する。例えば、運転台数「Ｎ
＝０」でかつＯＮ信号が入力された場合には、要求台数
として「１」が整定台数設定部６４に出力される。この
整定台数設定部６４は現在の自動運転台数を表す整定台
数が設定されている。この整定台数設定部６４は上記要
求台数設定部６２で設定された要求台数と等しくなるよ
うに整定台数を設定している。また、この整定台数設定
部６４には上記受水槽１１の水位を検出し、水位が異常
に低下したことを検出すると渇水信号を出力する液面制
御部６５が接続されている。

【００２４】この整定台数設定部６４で設定された整定
台数は増減台決定部６６に入力される。

【００２５】この増減台決定部６６は上記整定台数設定
部６４で設定された整定台数と上記運転台数計数部６３
で計数されている現在運転されいる運転台数Ｎとを比較
して、ポンプを運転する台数を増台すべきか減台すべき
かを決定し、増台あるいは減台信号をロ−タリ運転制御
部６７に出力する。

【００２６】このロ−タリ運転制御部６７はポンプＰ１
〜Ｐ４がロ−タリ運転となるように、各ポンプに対応し
たポンプ制御部６９₁〜６９₄に起動、停止信号を出力
する。

【００２７】ポンプ制御部６９₁〜６９₄は上記ポンプ
Ｐ１〜Ｐ４の運転制御をそれぞれ行っている。

【００２８】上記増減台決定部６６から出力される増台
信号あるいは減台信号は運転時間計数部７１に入力され
る。この運転時間計数部７１は増台信号あるいは減台信
号が入力されると、設定時間（例えば、１時間）をリセ
ットした後計数を開始する。この運転時間計数部７１は
１時間を計数すると切換え用増台信号発生部７２に起動
信号を出力する。この切換え用増台信号発生部７２は上
記起動信号が入力されると切換え用増台信号を上記増減
台決定部６６に出力する。

【００２９】次に、上記のように構成された本考案の一
実施例の動作について説明する。この動作においては、
運転されるポンプ台数が０→１→２→３→４と増台され
てから逆に０台まで減台されていく例を一例にとって説
明を行うことにする。

【００３０】まず、マンション１５において水の需要が
増加するとポンプ１３の吐出側の圧力が低下していく。
この結果、水圧が３．０kgｆ／cm²より低下すると圧力
スイッチ２３からＰＳ１ＯＮ信号が要求台数設定部６２
に出力される。この要求台数設定部６２には運転台数計
数部６３から運転台数Ｎ＝０が入力されているので、要
求台数として「１」がセットされる。そして、この要求
台数設定部６２は整定台数設定部６４に要求台数「１」
を出力する。そして、この整定台数設定部６４におい
て、整定台数として「１」が設定される。そして、この
整定台数「１」は増減台決定部６６に送られる。

【００３１】この増減台決定部６６には上記運転台数計
数部６３から運転台数Ｎとして「０」が入力されている
ので、増減台決定部６３は増台信号をロ−タリ運転制御
部６７に出力する。このロ−タリ運転制御部６７はポン
プ制御部６９₁に起動信号を出力する。ポンプ制御部６
９₁はこの起動信号に応答して駆動信号をポンプＰ１に
出力する。これによりポンプＰ１が運転される。これに
より、ポンプ運転台数計数部６３に駆動されているポン
プ台数として「１」が計数される。

【００３２】ところで、上記増減台決定部６６から出力
される増台信号は運転時間計数部７１にも入力される。
これにより、増台信号によりポンプＰ１が起動されてか
らの運転時間が計数される。

【００３３】そして、運転時間として１時間が計数され
ると起動信号が切換え用増台信号発生部７２に出力さ
れ、これに応答して切換え用増台信号が上記増減台決定
部６６に出力される。

【００３４】この結果、増減台決定部６６からロ−タリ
制御部６７に増台信号が出力されて、ポンプＰ２が起動
される。さらに、運転台数計数部６３に「２」が計数さ
れる。

【００３５】ところが、整定台数設定部６４から増減台
決定部６６に出力される整定台数は「１」のままであ
り、この増減台決定部６６に上記運転台数計数部６３か
ら入力される運転台数Ｎは「２」であるので、増減台決
定部６６は減台信号をロ−タリ運転決定部６７に出力す
る。

【００３６】この結果、ポンプ制御部６９₁に停止信号
が出力されてポンプＰ１が停止され、ポンプＰ２だけの
単独運転が継続される。

【００３７】また、このポンプＰ２に対する増台信号が
出力されてから一時間が経過すると、上記した動作と同
様にしてポンプＰ３が起動された後、ポンプＰ２が停止
される。

【００３８】以下同様にして、ポンプＰ３→Ｐ４→Ｐ１
→…と切換え運転が行われる。

【００３９】又、ポンプＰ１〜Ｐ４の吐出側の流量が増
加して、流量スイッチ２５の接点ＦＳ１を閉じられ、流
量レベル計数部６１に「１」が計数され、さらに需要が
大きくなって水量が増加し、流量スイッチ２５の接点Ｆ
Ｓ２が閉じられると、その信号は流量レベル計数部６１
に送られる。この結果、流量レベル計数部６１には
「２」が計数される。そして、流量レベル計数部６１で
計数された「２」は要求台数設定部６２に送られて、要
求台数として「２」が設定される。以下、同様にして整
定台数として「２」が設定され、増減台決定部６６に出
力される。この増減台決定部６６には運転台数計数部６
３から運転台数Ｎとして「１」が設定されているため、
増減台決定部６６は増台信号をロ−タリ運転制御部６７
に出力する。この結果、ロ−タリ運転制御部６７はポン
プ制御部６９₂に起動信号が出力される。これにより、
ポンプＰ２も運転される。

【００４０】このように、ポンプＰ２に対する増台信号
が出力されてから運転台数が変化せずに一時間が経過す
ると、上記したものと同様にして切換え用増台信号発生
部７２から増減台決定部６６に増台信号が出力され、ポ
ンプＰ３が増台運転された後、ポンプＰ１が停止され
て、ポンプＰ２及びＰ３の運転に切換えられる。これに
よって、急激な圧力低下を招くことなく運転ポンプを切
換えることができる。

【００４１】以下、水の需要が更に増えると、流量スイ
ッチ２６の接点ＦＳ３、接点ＦＳ４が順々に閉成されて
いく。これにより、流量レベル計数部６１に「３」、
「４」が順次計数されていく。以下、同様にしてポンプ
Ｐ３、Ｐ４が運転されていく。

【００４２】このようにして、４台のポンプが運転され
た後、水の需要が減少してくると、流量が減少してく
る。この結果、まず流量スイッチ２６の接点ＦＳ４がオ
フする。このＦＳ４ＯＦＦ信号が流量レベル計数部６１
に入力されて、いままで計数されていた「４」が「−
１」されて、「３」とされる。

【００４３】以下、要求台数設定部６２に「３」が設定
され、整定台数設定部６４に「３」が設定される。増減
台決定部６６には整定台数として「３」が、運転台数計
数部６３に計数されている運転台数Ｎ＝「４」が入力さ
れているため、減台信号をロ−タリ運転制御部６７に出
力する。

【００４４】この結果、ロ−タリ運転制御部６７は一番
古くから運転されているポンプＰ１を停止させるため、
ポンプ制御部６９₁に停止信号を出力する。従って、ポ
ンプＰ１が停止される。

【００４５】ところで、上記増減台決定部６６から出力
される減台信号は運転時間計数部７１にも入力される。
これにより、減台信号によりポンプＰ１が停止されてか
らの運転時間が計数される。

【００４６】そして、運転台数が変化せずに１時間が計
数されると起動信号が切換え用増台信号発生部７２に出
力され、これに応答して切換え用増台信号が上記増減台
決定部６６に出力される。

【００４７】この結果、増減台決定部６６からロ−タリ
制御部６７に増台信号が出力されて、ポンプＰ１が起動
される。さらに、運転台数計数部６３に「４」が計数さ
れる。

【００４８】ところが、整定台数設定部６４から増減台
決定部６６に出力される整定台数は「３」のままであ
り、この増減台決定部６６に上記運転台数計数部６３か
ら入力される運転台数Ｎは「４」であるので、増減台決
定部６６は減台信号をロ−タリ運転決定部６７に出力す
る。

【００４９】この結果、ポンプ制御部６９₂ に停止信号
が出力されてポンプＰ２が停止され、ポンプＰ３，Ｐ
４，Ｐ１だけの運転が継続される。これによって急激な
圧力低下を招くことなく運転ポンプを切換えることがで
きる。

【００５０】以下、水の需要が減少し、接点ＦＳ３、Ｆ
Ｓ２、ＦＳ１が順番にオフされていった場合、流量レベ
ル計数部６１に「２」、「１」、「０」が順次計数され
ていく。

【００５１】以下、要求台数設定部６２に要求台数とし
て「２」、「１」、「０」が順次計数され、整定台数設
定部６４に「２」、「１」、「０」が順次設定されてい
く。そして、増減台決定部６６から減台信号が逐次ロ−
タリ運転制御部６７に出力され、ポンプ制御部６９₃、
６９₄、６９₁の順に停止信号が出力され、ポンプＰ
３、Ｐ４、Ｐ１の順にポンプが停止される。

【００５２】なお、上記実施例においては４台の給水ポ
ンプを並列運転する場合を例にとったが、それ以上の給
水ポンプにおいても同様に実施することができる。

【００５３】すなわち、ある運転状態［１台ないし（Ｎ
−１）台］において、一定時間変台が行われない場合、
休止中のポンプを１台増台し、かつ運転中のポンプを１
台減台して運転ポンプの切換えを行なうことにより、各
ポンプの運転時間の平準化を図るものである。

【００５４】このため、停止ポンプの滞留水を給水する
ことはなくなり、飲料水として適した水を給水すること
ができる自動給水装置を提供することができる。

【００５５】

【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、水
源と水需要源と間に並列接続されたＮ台の給水ポンプを
水需要源の需要状態に応じて自動的に増減駆動するよう
した装置において、ポンプの運転に偏りが発生しないよ
うにした自動給水装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】考案の一実施例を示すブロック図。

【図２】同実施例のポンプ及び圧力スイッチ，流量スイ
ッチの設置位置を示す図。

【図３】同実施例の給水システムを示す概念図。

【図４】流量スイッチの要部を示す図。

【図５】パドル式の流量スイッチの要部を示す図。

【図６】圧力スイッチの要部を示す図。

【図７】同実施例の給水特性図。

【図８】従来の自動給水装置のシステム構成を示す図。

【図９】図８の従来例の給水特性を示す図。

【符号の説明】

２３…圧力検出手段、２５、２６…流量スイッチ、６１
…流量レベル計数部、６２…要求台数設定部、６３…運
転台数計数部、６４…整定台数設定部、６６…増減台数
決定部、６７…ロ−タリ運転制御部、７１…運転時間計
数部、７２…切換え用増台信号発生部。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】水源と、この水源と水需要源との間に並
列接続されたＮ台の給水ポンプと、上記水需要源の水の
需要状態に応じて自動的に給水ポンプを増台、減台する
自動給水装置において、上記Ｎ台の給水ポンプの吐出側
の圧力が下限圧力かを検出する圧力検出手段と、上記Ｎ
台の給水ポンプの吐出側の流量を検出する流量検出手段
と、上記圧力検出手段あるいは流量検出手段からの信号
に基づいて運転すべきポンプ台数を設定するポンプ台数
設定手段と、実際に運転されているポンプ台数を計数す
るポンプ台数計数手段と、上記ポンプ台数設定手段で設
定された運転すべきポンプ台数と上記ポンプ台数計数手
段で計数された実際に運転されているポンプ台数とを比
較し、ポンプ台数を増やす増台信号あるいはポンプ台数
を減らす減台信号を出力する増減台決定手段と、この増
減台決定手段から出力される増減台信号に基づいて上記
ポンプに起動あるいは停止信号を出力するロータリ運転
制御手段と、ポンプ運転台数が変化しない連続時間を計
数する計数手段とを具備し、この計数手段により所定時
間が計数された時点で上記増減台決定手段に強制的な増
台信号を出力することにより、待機していた停止ポンプ
を増台し、ポンプ運転台数をポンプ台数設定手段で設定
された運転すべきポンプ台数より多くした後、増減台決
定手段から減台信号を出力させ、それまでに運転中であ
ったポンプを停止することにより、運転ポンプを切り換
えることを特徴とする自動給水装置。