JP4602588B2 - 直結式自動給水装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道本管に接続された吸込管を有し、この吸込管に流入する水道水をポンプで増圧して給水末端に供給する直結式自動給水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばマンションのような集合住宅においては、受水槽の衛生管理問題を解消したり、給水サービスの向上を図ることを目的として、全戸の給水末端に水道水を直接増圧して供給する直結式自動給水装置が用いられている。
【0003】
この種の直結式自動給水装置は、架台と、この架台に支持されたポンプユニット、アキュームレータおよびポンプ制御盤のような各種の構成要素とを備えている。ポンプユニットは、水道本管に接続される吸込管と、蛇口のような給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から吸込管に流入する水道水を増圧して吐出管に供給する複数台のタービンポンプとで構成されている。
【0004】
そして、この直結式自動給水装置では、給水末端が直接水道本管に連なるために、ポンプユニットから水道本管への異物等の混入を防ぐ逆流防止装置の装着が義務づけられている。逆流防止装置は、吸込管の上流端に接続されており、吸込管から水道本管に向かう水道水の逆流を遮断する一対の逆止弁を内蔵している。
【0005】
逆止弁は、弁体を弁座に密接させることで水道水の流れ経路を遮断するものであるため、この弁体と弁座との間にごみや砂粒のような不純物が噛み込まれてしまうと、閉止性能が低下したり、誤作動の原因となる虞があり得る。そのため、従来では、逆流防止装置のさらに上流側にストレーナを設置し、水道水に含まれる不純物を逆流防止装置の上流で除去することで、逆流防止装置の故障や誤作動を防いでいる。
【0006】
一方、直結式自動給水装置においては、水道本管の圧力低下に伴い吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に、水道本管の圧力を一定レベル以上に維持するため、タービンポンプの運転を停止しなくてはならない。
【0007】
このため、従来のポンプユニットは、水道水の吸込圧力を検出するための圧力検出部と、この圧力検出部から出力された信号を受けるポンプ制御盤とを備えている。ポンプ制御盤は、吸込圧力が予め設定された値よりも低下した時に、タービンポンプの運転を停止するとともに、ブザーを作動させたり表示灯を点灯させる等して外部に吸込圧力の低下を表示する。
【0008】
この場合、吸込管の上流端に連なる逆流防止装置は、その構成上、水道水の流れを妨げようとする大きな損失抵抗が生じるのを避けられない。このため、従来の直結式自動給水装置においては、逆流防止装置およびこの逆流防止装置を不純物から保護するストレーナよりもさらに上流に上記圧力検出部を設置している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、直結式自動給水装置の据え付けが完了した後の最初の通水時には、施工中に給水用配管内に残ったごみや砂粒等の不純物が水道水に混じり合っていることが多い。この不純物は、水道水と共に吸込管に向けて流れる過程でストレーナにより捕捉されるために、ストレーナが早期のうちに目詰まりを起こすといった初期不良が発生し易い。ストレーナが詰まると、吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力が低下するので、このことを外部に表示したり、タービンポンプの運転を停止する必要が生じてくる。
【0010】
しかしながら、従来の直結式自動給水装置によると、吸込圧力を検出するための圧力検出部は、ストレーナのさらに上流に位置するため、ストレーナの目詰まりに起因する吸込圧力の低下を検出することができない。このため、吸込圧力の低下を表示できなくなるとともに、ポンプが運転しているにも拘わらず断水するといった不具合が生じてくる。
【0011】
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、水道本管の圧力低下に起因する吸込圧力の低下は勿論のこと、ストレーナの目詰まりによる吸込圧力の低下を確実に検出することができる直結式自動給水装置の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る直結式自動給水装置は、
水道本管に接続される吸込管と、給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から上記吸込管に流入する水道水を増圧して上記吐出管に供給する少なくとも一つのポンプとを有するポンプユニットと、
上記吸込管の上流に設置され、上記吸込管から水道本管に逆流する水道水の流れを遮断する逆流防止装置と、
上記逆流防止装置よりも上流に設置され、水道水に含まれる不純物を除去することで上記逆流防止装置を保護するストレーナと、
上記吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力を検出する圧力検出部とを備えており、この圧力検出部を上記ストレーナと上記逆流防止装置との間に設置したことを特徴としている。
【0013】
このような構成によると、水道本管から送られる水道水は、ストレーナを通過した後、圧力検出部に導かれるので、水道本管の圧力低下ばかりでなく、ストレーナの目詰まりに起因する吸込圧力の低下を精度良く検出することができる。このため、圧力検出部の検出結果に基づいてポンプの運転を停止し、異常を表示する処理に速やかに移行することができる。
【0014】
請求項2によれば、圧力検出部からの信号を受けるポンプ制御盤は、水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に上記ポンプの運転を停止するとともに、上記吸込圧力の低下を表示することを特徴としている。
【0015】
この構成によると、圧力検出部からの信号に応じて自動的にポンプを停止させ、水道水の給水経路に異常が生じたことをオペレータに知らせることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図1〜図6にもとづいて説明する。
【0017】
図1ないし図4は、例えば集合住宅用の直結式自動給水装置1を開示している。この給水装置1は、据え付け面2に据え付けられる第1の架台3を備えている。第1の架台3は、底板4と、この底板4の後端から垂直に起立する背面板5と、底板4の前方から左右側方を取り囲む支持板6とを有している。
【0018】
底板4は、第1の架台3の幅方向に延びる長方形状をなしており、この底板4の幅方向に沿う両端部に、夫々アンカー用支持板7a,7bが固定されている。アンカー用支持板7a,7bは、図示しないアンカーボルトを介して据え付け面2に固定されるようになっている。
【0019】
図2〜図4に示すように、第1の架台3の底板4の上には、複数の防振体8を介して第2の架台9が支持されている。第2の架台9は、第1の架台3よりも小さな縦長の箱状をなしており、この第1の架台3の幅方向に沿う中央部よりも右側に位置されている。第2の架台9は、水平な天板10を有し、この天板10は、第2の架台9の高さ寸法に相当する分だけ据え付け面2の上方に位置されている。
【0020】
第1および第2の架台3,9は、ポンプユニット11を支持している。ポンプユニット11は、図2に示す吸込管12、図3に示す吐出管13および二台の縦形の多段タービンポンプ14とを備えている。
【0021】
吸込管12は、第1の架台3の幅方向に沿って水平に配置されており、この第1の架台3の背面板5の直前に位置されている。吸込管12は、その上面の二個所に上向きに開口されたポンプ取り付けフランジ15a,15bを有している。これらポンプ取り付けフランジ15a,15bは、吸込管12の軸方向に互いに離間して配置されている。
【0022】
吐出管13は、吸込管12の前方において、この吸込管12と平行に配置されている。吐出管13は、その上面の二個所に上向きに開口された接続口16a,16bを有している。接続口16a,16bは、吐出管13の軸方向に互いに離間して配置されているとともに、上記ポンプ取り付けフランジ15a,15bの前方に位置されている。
【0023】
二台のタービンポンプ14は、第1の架台3の幅方向に並べて配置されている。これらタービンポンプ14は、複数のインペラ(図示せず)を収容した円筒状のポンプケーシング17を有している。ポンプケーシング17は、第1の架台3の高さ方向に沿う縦置きの姿勢で配置されている。ポンプケーシング17の下端部には、下向きに開口された吸込口18が形成されており、この吸込口18は、ボール弁19を介して吸込管12のポンプ取り付けフランジ15a,15bに接続されている。
【0024】
ポンプケーシング17の上端部には、前向きに開口された吐出口20が形成されており、この吐出口20に下向きに延びる連結管21が連結されている。連結管21の下端部は、ボール弁22を介して吐出管13の接続口16a,16bに連結されている。この連結管21の下端部には、吐出口20から吐出管13に向かう流れのみを許容する逆止弁23が収容されている。
【0025】
ポンプケーシング17の上端部には、円筒状のDCブラシレスモータ25が連結されている。DCブラシレスモータ25は、インペラを駆動するためのものであり、このインペラの回転により吸込管12に送り込まれた水道水が増圧されて吐出管13に吐出されるようになっている。
【0026】
また、モータ25の上端部には、ファンカバー26によって覆われた冷却ファン27が配置されている。冷却ファン27は、DCブラシレスモータ25によって駆動されるようになっている。このため、冷却ファン27が回転されると、ファンカバー26の上面の通気孔28(図6に示す)から空気が吸い込まれるとともに、この空気はファンカバー26の下端からDCブラシレスモータ25に向けて送風される。
【0027】
二台のタービンポンプ14は、吸込管12および吐出管13の上に載置されており、主に吸込管12がDCブラシレスモータ25や冷却ファン27を含むタービンポンプ14の荷重の大部分を受け止めている。そして、吸込管12および吐出管13は、複数の防振体30を介して第2の架台9の天板10に支持されている。
【0028】
また、タービンポンプ14のポンプケーシング17の上部には、支持ステー32が連結されている。支持ステー32は、ポンプケーシング17の後方の背面板5に向けて延びており、この支持ステー32の先端がゴム製のクッション33を介して背面板5に連結されている。このため、ポンプユニット11は、タービンポンプ14を縦置きとした姿勢で第1の架台3に組み込まれている。
【0029】
図2や図5に示すように、吸込管12の上流端となる左端部には、逆流防止装置35が接続されている。逆流防止装置35は、筒状のハウジング36を有し、このハウジング36の内部に図示しない一対の逆止弁が収容されている。ハウジング36は、吸込管12と同軸状に位置されており、第2の架台9やポンプユニット11の左側に向けて水平に張り出している。
【0030】
ハウジング36の上流端となる左端部には、吸込部37が接続されている。吸込部37は、下向きに開口されたエルボにて構成され、この吸込部37の開口端に保守点検用のボール弁38が接続されている。ボール弁38は、据え付け面2の上方に位置されており、このボール弁38と据え付け面2との間に吸い込み側配管スペースX1が確保されている。
【0031】
現場施工の一例として、上記ボール弁38には、下向きに延びる可撓管継手39が接続される。可撓管継手39は、吸い込み側配管スペースX1に収められており、その下端が据え付け面2から上向きに突出する水道本管40に接続されている。水道本管40は、第1の架台3の底板4を貫通して吸い込み側配管スペースX1に導入されている。
【0032】
このため、水道本管40から供給される水道水は、可撓管継手39、吸込部37および逆流防止装置35を通じて吸込管12に導かれる。この際、水道水にごみや砂粒等の不純物が含まれていると、この不純物が水道水と共に逆流防止装置35に導かれてしまう。この不純物が逆流防止装置35の逆止弁に付着すると、この逆止弁の閉止性能が低下したり、誤作動の原因となる虞があり得る。
【0033】
このことから、本実施の形態では、逆流防止装置35よりも上流に位置するボール弁38の内部に、不純物を除去するためのストレーナ41が組み込まれている。したがって、水道本管40からの水道水は、ストレーナ41で濾過された後に、逆流防止装置35に導かれるようになっており、不純物による逆流防止装置35の性能低下や誤作動を防いでいる。
【0034】
図3に見られるように、吐出管13の下流端となる左端部には、保守点検用のボール43を介して吐出部44が接続されている。吐出部44は、下向きに開口されたエルボにて構成されている。吐出部44は、据え付け面2の上方に位置されており、この吐出部44と据え付け面2との間に吐出側配管スペースX2が確保されている。
【0035】
現場施工の一例として、吐出部44の開口端には、下向きに延びる可撓管継手45が接続される。可撓管継手45は、吐出側配管スペースX2に収められており、その下端が据え付け面2から上向きに突出する給水配管46に接続されている。給水配管46は、第1の架台3の底板4を貫通して吐出側配管スペースX2に導入されているとともに、その下流端が給水末端として蛇口に接続されている。
【0036】
図5に示すように、吸込管12の下流端となる右端部と、吐出管13の上流端となる右端部は、互いに並んで第1の架台3の右側に向けて開口されている。これら吸込管12の下流端と吐出管13の上流端とは、バイパス管48を介して接続されている。
【0037】
バイパス管48は、逆流防止装置35に対し吸込管12および吐出管13を間に挟んだ反対側に位置されており、その吸込管12との接続端と吐出管13との接続端とが同方向に向けて開口された平面視略U字状をなしている。そして、このバイパス管48は、吐出管13から吸込管12に向かう水の流れを遮断する逆止弁49を内蔵している。
【0038】
また、直結式自動給水装置1は、自動運転用のアキュームレータ51を備えている。アキュームレータ51は、第2の架台9の内側に収められている。アキュームレータ51の底部は、圧力配管52を介してバイパス管48に接続されており、この圧力配管52を通じてタービンポンプ14で増圧された水道水の圧力がアキュームレータ51に導かれるようになっている。
【0039】
図2や図5に示すように、逆流防止装置35とボール弁38とを結ぶ吸込部37には、第1の圧力検出部53が設置されている。第1の圧力検出部53は、吸込管12内に生じる吸込圧力、つまり水道本管40から逆流防止装置35を介して吸込管12に流入する水道水の圧力を検出するためのものであり、ストレーナ41よりも水道水の流れ方向に沿う下流側に位置されている。そして、この第1の圧力検出部53は、吸込管12に流入する水道水の吸込圧力に比例したアナログ信号S1を出力するようになっている。
【0040】
また、図3や図5に示すように、吐出管13の下流端に連なる吐出部44には、第2の圧力検出部54が設置されている。第2の圧力検出部54は、吐出管13内に生じる水道水の吐出圧力を検出するためのものであり、この吐出圧力に比例したアナログ信号S2を出力するようになっている。
【0041】
第1の架台3の上部には、タービンポンプ14の運転を制御するポンプ制御盤56が配置されている。ポンプ制御盤56は、第1の架台3の背面板5に支持されており、DCブラシレスモータ25の左隣に位置されている。ポンプ制御盤56は、マイクロプロセッサを有する制御部57を内蔵しており、この制御部57に第1および第2の圧力検出部53,54からのアナログ信号S1,S2が入力されるようになっている。
【0042】
すなわち、ポンプ制御盤56の制御部57は、第1の圧力検出部53からのアナログ信号S1に基づいて吸込管12に流れ込む水道水の吸込圧力が設定値よりも低下したことを認識した場合に、タービンポンプ14の運転を直ちに停止させる処理を実行するとともに、ポンプ制御盤56に組み込まれたブザーを作動させたり、表示ランプを点灯させる処理を実行する。
【0043】
また、制御部57は、第2の圧力検出部54からのアナログ信号S2に基づいて吐出圧力を目標圧力に保つようにタービンポンプ14の運転を制御するための処理を実行する。
【0044】
図4や図6に見られるように、第1の架台3にはポンプカバー60が取り外し可能に支持されている。ポンプカバー60は、第1の架台3の背面板5と協働して第2の架台9、ポンプユニット11、アキュームレータ51およびポンプ制御盤56のような各種の構成要素を覆い隠している。このポンプカバー60の内面や背面板5には、ポンプユニット11の作動音が外部に漏れるのを防止する吸音材61が貼り付けられている。
【0045】
このような構成の直結式自動給水装置1において、ポンプユニット11の運転中に、何らかの理由により水道本管40の給水圧力が低下すると、ボール弁38から吸込部37および逆流防止装置35を介して吸込管12に流入する水道水の吸込圧力が低下する。すると、制御部57は、第1の圧力検出部53からポンプ制御盤56の制御部57に送出されるアナログ信号S1に基づき、水道水の吸込圧力が設定値を下回った時点でタービンポンプ14を自動的に停止させ、さらにポンプ制御盤56のブザーを作動させたり、表示ランプを点灯させる。これにより、オペレータは、吸込圧力に異常が生じたことを直ちに知ることができる。
【0046】
一方、例えば直結式自動給水装置1の据え付けが完了した後の最初の通水時には、施工の過程で水道本管40や可撓管継手45に残留したごみや砂粒等の不純物が水道水と混じり合っていることが多い。この不純物を含む水道水は、ボール弁38に内蔵されているストレーナ41を通過した後、逆流防止装置35に導かれるので、不純物は、逆流防止装置35に達する以前にストレーナ41により捕捉される。
【0047】
この水道水に含まれる不純物が多い場合には、ストレーナ41が早期のうちに目詰まりを起こし、吸込管12よりも上流において通水抵抗が増大する。このため、水道本管40の給水圧力が適正であっても、吸込管12に流入する水道水の吸込圧力が低下し、タービンポンプ14が揚水不能となることがあり得る。
【0048】
上記構成によると、水道水の吸込圧力を検出する第1の圧力検出部53は、ストレーナ41と逆流防止装置35との間に設置され、ストレーナ41よりも水道水の流れ方向に沿う下流側で水道水の吸込圧力を検出している。このため、ストレーナ41が目詰まりを起こしたとしても、この目詰まりに起因する吸込圧力の低下を精度良く検出することができ、ポンプ制御盤56の制御部57に水道本管40の吸込圧力の低下からストレーナ41の圧力損失を減じたアナログ信号S1を出力することができる。
【0049】
したがって、このアナログ信号S1に基づいて吸込圧力の低下を判断し、ブザーを作動させたり表示ランプを点灯させて、吸込圧力に異常が生じたことをオペレータに速やかに知らせることができるとともに、タービンポンプ14の運転を直ちに停止させて保守を促し、断水時間を最小限に抑えることができる。
【0050】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、水道本管の給水圧力が低下した場合およびストレーナが目詰まりを起こした場合のいずれにおいても、吸込管に流れ込む水道水の吸込圧力の低下を精度良く検出することができる。このため、ポンプを停止させたり、吸込圧力に異常が生じたことを外部に知らせる処理を直ちに実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る直結式自動給水装置の正面図。
【図2】ポンプユニットの吸込管、逆流防止装置、圧力検出部およびストレーナとの位置関係を示す直結式自動給水装置の正面図。
【図3】ポンプユニットの吐出管とタービンポンプとの位置関係を示す直結式自動給水装置の正面図。
【図4】直結式自動給水装置の断面図。
【図5】図3のF5−F5線に沿う直結式自動給水装置の断面図。
【図6】ポンプ制御盤とタービンポンプおよびファンカバーの位置関係を示す直結式自動給水装置の断面図。
【符号の説明】
1…直結式自動給水装置
11…ポンプユニット
12…吸込管
13…吐出管
14…ポンプ(タービンポンプ)
35…逆流防止装置
40…水道本管
41…ストレーナ
53…圧力検出部(第1の圧力検出部)
Claims (2)
- 水道本管に接続される吸込管と、給水末端に接続される吐出管と、上記水道本管から上記吸込管に流入する水道水を増圧して上記吐出管に供給する少なくとも一つのポンプとを有するポンプユニットと、
上記吸込管の上流に設置され、上記吸込管から水道本管に逆流する水道水の流れを遮断する逆流防止装置と、
上記逆流防止装置よりも上流に設置され、水道水に含まれる不純物を除去することで上記逆流防止装置を保護するストレーナと、
上記ストレーナと上記逆流防止装置との間に設置され、上記逆流防止装置に流れ込む水道水の吸込圧力を検出する圧力検出部と、を備えていることを特徴とする直結式自動給水装置。 - 請求項1の記載において、上記圧力検出部からの信号を受けるポンプ制御盤は、上記水道水の吸込圧力が予め設定された値を下回った時に上記ポンプの運転を停止するとともに、上記吸込圧力の低下を表示することを特徴とする直結式自動給水装置。
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