JP3260488B2 - 可変速給水装置 - Google Patents

可変速給水装置

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JP3260488B2
JP3260488B2 JP15115693A JP15115693A JP3260488B2 JP 3260488 B2 JP3260488 B2 JP 3260488B2 JP 15115693 A JP15115693 A JP 15115693A JP 15115693 A JP15115693 A JP 15115693A JP 3260488 B2 JP3260488 B2 JP 3260488B2
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water supply
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変速給水装置に係わ
り、特に負荷が少水量時の場合に給水ポンプを停止させ
る少水量停止機能を有する可変速給水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】可変速給水装置は、給水を行う給水ポン
プの回転数を負荷に応じて変化させて流量及び吐出圧力
を調整する。図3は従来の可変速給水装置の全体構成を
示すブロック図、図4は図3に示す給水装置の動作を示
すグラフである。図3に示すように、給水ポンプ1はイ
ンバータ等の可変速手段2で駆動することにより負荷2
0の必要水量等に応じて回転数を可変速させることがで
きる。給水ポンプ1の吐出側には少水量検出手段3と逆
止弁4とが設けられ、逆止弁4の下流側には蓄圧可能な
圧力タンク5と、圧力タンク5の圧力を検出する圧力検
出手段6とが設けられている。
【0003】ポンプ制御手段7は、マイクロコンピュー
タを含む制御回路であり、給水ポンプ1の始動、停止及
び回転数を制御する。負荷20の使用水量が減少し、少
水量検出手段3が少水量検知信号を発生すると、一定の
少水量検知時間のあいだ回転数をそのまま保持してか
ら、圧力タンク5に一定時間、給水ポンプ1の回転数を
上昇させ、即ち一定加圧周波数または加圧圧力値で蓄圧
したのち給水ポンプ1を停止させる信号を出力する機能
を有している。また、ポンプ制御手段7は、ポンプ始動
圧力設定値を記憶しており、給水ポンプ1が停止中に圧
力検出手段6からの圧力信号の値がポンプ始動圧力設定
値以下になったとき給水ポンプ1を始動させる信号を出
力する機能を有している。
【0004】従って、係るポンプ制御手段7によれば、
負荷20の使用水量が減少すると、一旦給水ポンプ1の
回転数を上昇させ圧力タンク5に蓄圧しその後給水ポン
プを停止する。そして、負荷への水量の供給により圧力
タンク5の圧力が減少し、ポンプ始動圧力設定値以下と
なるとポンプを始動し、定常的な運転に入る。少水量時
に給水ポンプ1を停止する前に圧力タンク5に蓄圧する
のは、圧力タンクの圧力を高めることにより給水ポンプ
1の停止時間を確保して、少水量時の給水ポンプ1の始
動回数と運転時間とを減らすことができるからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の可変速給水装置における圧力タンク5への蓄圧動作
は、ポンプ制御手段7から可変速手段2に出力するポン
プの回転数または吐出圧力を図4に示すように加圧周波
数値(50Hz)または加圧圧力値(31mH2O)ま
で一気に上昇させて行っているので、流量や吐出圧力が
急激に変動するという課題があった。この急激な流量変
動や圧力変動が起こると、例えば負荷が多数のシャワー
等の場合にはそれぞれのシャワーで流水状態が変動して
使い勝手が良くないだけでなく、瞬時に起こる圧力上昇
の度合いによっては、流路を構成するシャワー等の機器
類や配管などの劣化を招くという課題あった。更に、
蓄圧時に従来のように急激に圧力を上昇させると、少水
量負荷状態であっても、少水量検出手段、例えばフロー
スイッチのバタツキが確認されていた。又、ポンプ内水
温はポンプ回転数が高くなるほど、上昇する傾向にあ
る。したがって、急激に回転数を上げると水温が上昇す
るという課題があった。
【0006】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
で、少水量停止時の急激な流量変動及び吐出圧力変動を
緩和して、機器類や配管などの流路構成物の劣化を少な
くすると共に、滑らかな水量の変化が得られる負荷の使
い勝手の良好な可変速給水装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の可変速給水装置は、給水ポンプと、該給水
ポンプの回転数を可変速に駆動する可変速手段と、該給
水ポンプの流路に設けられた少水量検出手段及び逆止弁
と、該逆止弁の下流側に設けられた圧力タンクと、該圧
力タンクの圧力を検出する圧力検出手段と、前記給水ポ
ンプの始動、停止及び回転数を制御するポンプ制御手段
とを具備し、該ポンプ制御手段は、前記少水量検出手段
が少水量検知信号を発生して、前記圧力タンクに一定時
間、一定回転数で蓄圧した後、前記給水ポンプを停止す
る機能と、ポンプ始動圧力設定値を持ち、前記給水ポン
プ停止中に前記圧力検出手段により前記圧力タンクの圧
力がポンプ始動圧力設定値以下になった時、前記給水ポ
ンプを始動させる機能とを有する可変速給水装置におい
て、前記少水量検出手段が少水量検知信号を発生して前
記圧力タンクに一定時間、一定回転数で蓄圧する際に、
ある一定の時間をかけて徐々に回転数を上昇させる加圧
信号出力遅延手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0008】
【作用】本発明においては、少水量が検出されたポンプ
停止前に圧力タンクに蓄圧する時は、加圧信号出力遅延
手段が、ポンプ制御手段から出力される一定の回転数
(加圧周波数値、加圧圧力値)に所定の時間をかけて徐
々に上昇させるように制御を行い、その回転数を可変速
手段に出力するので、可変速手段により駆動される給水
ポンプはその回転数を所定の時間をかけて徐々に増加さ
せる。これにより、給水ポンプ吐出側の流量及び圧力は
所定の時間をかけて徐々に上昇しながら、圧力タンク5
に水量が蓄圧される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2を参
照して説明する。図1は可変速給水装置の全体構成を示
すブロック図、図2は図1の可変速給水装置における動
作を示すグラフである。図1に示すように、流路10は
各種機器類や配管などの流路構成物から構成されてお
り、例えば多数のシャワー等からなる負荷20に可変量
の水流を供給する。流路10に設けられた給水ポンプ1
は吸込口11から水を吸込んで吐出側に送水するための
ものであり、可変速手段2により回転数が可変で駆動さ
れる。可変速手段2は例えばインバータ等であり、ある
信号が入力すると、この入力信号に比例した周波数の交
流電圧 を直流電源から出力して、給水ポンプ1の駆動
用モータの回転数を増減させ、ポンプ1の回転数を増減
させる。
【0010】給水ポンプ1の吐出側流路12には、例え
ばフロースイッチである少水量状態を検出するための少
水量検出手段3が設けられている。吐出側流路12に
は、水の逆流を防止するための逆止弁4が、少水量検出
手段3の下流側に位置して設けられている。
【0011】逆止弁4の下流側流路13には、蓄圧可能
な圧力タンク5が設けられている。下流側流路13と圧
力タンク5とを連結する連結管14には、圧力を検出す
る圧力センサからなる圧力検出手段6が設けられてい
る。
【0012】可変速手段2を介して給水ポンプ1を制御
するポンプ制御手段7は、少水量検出手段3からの一定
量以下の少水量検知信号S2 と吐出圧力検出手段6から
の圧力信号S1 とに基づいて、ポンプの回転数及び始
動、停止を制御する。ポンプ制御手段7は、シャワー等
の負荷20の必要水量が大きいときは、必要水量を供給
できるように圧力検出手段6の信号S1 に基づいてポン
プ1の回転数を制御する。シャワー等の負荷20の必要
水量が小さくなると、ポンプ1の頻繁な起動停止を避け
るために、いったん圧力タンク5の圧力を上昇させある
程度の水量を確保するようにポンプの回転数を上昇させ
た後にポンプ1を停止する。圧力タンク5に蓄圧された
水量が減り、一定圧力(ポンプ始動圧力設定値)以下と
なると、圧力検出手段6の信号S1 により再びポンプ1
を始動する。
【0013】加圧信号出力遅延手段15は、少水量検出
時のポンプの回転数上昇を緩やかに行うためのものであ
る。加圧信号出力遅延手段15は、給水ポンプ1の停止
前に圧力タンク5を蓄圧する時には、ポンプの回転数を
所定の時間をかけて所定の加圧値(または周波数)にま
で徐々に上昇させるようにポンプの回転数を制御する手
段であり、マイクロコンピュータを含む制御回路のソフ
トウエアにより形成される。
【0014】図2において、同図(C)は加圧信号出力
遅延手段15から出力される可変運転周波数(回転数)
を、同図(B)は流路12を流れる水の流量を、同図
(A)は圧力検出手段6により検出された吐出圧力をそ
れぞれ示している。例えば、図示するように時間T1
至T2 の間の運転周波数、流量及び吐出圧力がそれぞれ
39Hz、15.3l/min 及び18mH2 Oの場合に
おいて、時間T2 の時に少水量検出手段3が少水量検知
信号S2 を出力したとする。少水量検知信号S2がポン
プ制御手段7に出力されると、ポンプ制御手段7は可変
運転周波数の信号を加圧信号出力遅延手段15に出力す
る。加圧信号出力遅延手段15は、可変運転周波数をT
2 からT3 の間(約10秒間)で徐々に直線的に上昇さ
せ加圧周波数値を39Hzから最大値の50Hzに増加
させる。
【0015】こうして徐々に上昇する可変運転周波数は
加圧信号出力遅延手段15から可変速手段2に出力さ
れ、可変速手段2はこれに比例した電源電圧を給水ポン
プ1の駆動モータに出力してモータ回転数を徐々に増加
させるので、給水ポンプ1による給水量は徐々に増加す
る。従って、図2(B),(A)に示すように流量及び
吐出圧力も徐々に緩やかに増加する。
【0016】約10秒間で最大値(50Hz)に到達し
た運転周波数は、時間T3 からT4までの間の約10秒
間さらに最大値のままで維持され、従って、加圧信号出
力遅延手段15は給水ポンプ1の運転を継続して圧力タ
ンク5に蓄圧したのち給水ポンプ1を停止させる信号を
出力して運転周波数を0とする。これにより、時間T3
からT4 までの間では、流量は例えば20.4l/min
、吐出圧力は31mH2 Oとなる。このように、少水
量停止前の圧力タンク5への蓄圧動作の時だけ、加圧信
号出力遅延手段15により、可変速手段2への可変運転
周波数を約10秒間かけて徐々に上昇させて最大値に到
達するように制御し、更に約10秒間最大値で運転を継
続したのち給水ポンプ1を停止させるように制御してい
る。
【0017】従って、少水量検出時の流量や吐出圧力が
瞬間的に増加することはなく、流量変動及び圧力変動が
大幅に緩和される。例えば流路10の下流側流路13
に、少水量の水を排出させるためのシャワー20が負荷
として設けられている場合には、シャワー20からは急
激な流量変動や圧力変動のない安定した水が排出され
る。従って、シャワー20の流水状態に変化がなくなっ
て使用感がよくなり、給水装置としての快適性を向上さ
せることができる。
【0018】また、逆止弁4が給水ポンプ1の吐出側流
路12に設けられているので、給水ポンプ1の停止時に
は、圧力タンク5に蓄圧された圧力により下流側流路1
3の水は給水ポンプ1側に逆流することはなく常にシャ
ワー20の方向に流れる。
【0019】なお、前記実施例では可変運転周波数を最
大値まで上昇させる時間を約10秒間とし、また最大値
で運転をする時間を約10秒間としたが、これらの時間
は流量変動幅などの運転状況に合わせてそれぞれ可変設
定できるようになっている。
【0020】このように、本発明によれば少水量停止前
の圧力タンク5への蓄圧動作時において、急激な流量変
動や圧力変動がなくなるので、流路に設けられた機器類
や配管などの流路構成物の劣化を少なくできると共に、
使用者にとってシャワー等の負荷の使い勝手がよくな
る。そのため、給水装置としての快適性及び経済性を向
上させることができ、また、シャワー等の負荷設備、給
水ポンプ及び配管などの寿命を延ばすことができる。
に、圧力を所定の時間かけて徐々に上昇させることによ
り、フロースイッチのバタツキを防止できる。又、徐々
にポンプ回転数を上げることによって、急激に回転数を
上げる場合より、ポンプ内の水温の上昇を抑えることが
できる。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、急
激な流量変動及び吐出圧力変動を緩和することができる
こととなり、機器類や配管などの流路構成物の劣化を防
止して負荷設備に快適な給水を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる可変速給水装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図2】図1の可変速給水装置における動作を示すグラ
フである。
【図3】従来の可変速給水装置の全体構成を示すブロッ
ク図で、図1相当図である。
【図4】図3の可変速給水装置における動作を示すグラ
フで、図2相当図である。
【符号の説明】
1 給水ポンプ 2 可変速手段 3 少水量検出手段 4 逆止弁 5 圧力タンク 6 吐出圧力検出手段 7 ポンプ制御手段 10 流路 12 吐出側流路 13 下流側流路 15 加圧信号出力遅延手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03B 5/00 - 5/02 E03B 11/16 E03B 11/10 - 11/12 E03B 11/00 E03B 7/00 E03B 7/04 F04B 49/06 321

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給水ポンプと、該給水ポンプの回転数を
    可変速に駆動する可変速手段と、該給水ポンプの少水量
    検出手段及び逆止弁と、該逆止弁の下流側に設けられた
    圧力タンクと、該圧力タンクの圧力を検出する圧力検出
    手段と、前記給水ポンプの始動、停止及び回転数を制御
    するポンプ制御手段とを具備し、 該ポンプ制御手段は、前記少水量検出手段が少水量検知
    信号を発生して、前記圧力タンクに一定時間、一定回転
    数で蓄圧した後、前記給水ポンプを停止する機能と、ポ
    ンプ始動圧力設定値を持ち、前記給水ポンプ停止中に前
    記圧力検出手段により前記圧力タンクの圧力がポンプ始
    動圧力設定値以下になった時、前記給水ポンプを始動さ
    せる機能とを有する可変速給水装置において、 前記少水量検出手段が少水量検知信号を発生して前記圧
    力タンクに一定時間、一定回転数で蓄圧する際に、ある
    一定の時間をかけて徐々に回転数を上昇させる加圧信号
    出力遅延手段を設けたことを特徴とする可変速給水装
    置。
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JP3411137B2 (ja) * 1995-10-02 2003-05-26 株式会社荏原製作所 可変速給水装置
JP2004154910A (ja) * 2002-11-08 2004-06-03 Daikin Ind Ltd クーラント供給装置

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