JP4804747B2 - ポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法および給水装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法および給水装置に係り、特に集合住宅などの建物に給水を行うためのポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法およびポンプの始動頻度異常検知機能を有する給水装置に関するものである。

集合住宅やオフィスビルなどの中層または高層の建物では、水道本管からの水道水をポンプにより加圧して需要先の給水末端（給水栓や給湯器など）に供給する給水装置が用いられている。通常、給水装置が供給すべき水量は需要先の水の使用量に依存して大きく変動し、例えば、夜間などの水の使用量が少ない時間帯においては供給水量が大幅に減少する。このため、省エネルギーの観点から、水の使用量が一定以下に低下したときはフロースイッチがこれを検知し、ポンプを停止させるようにしている。このとき、ポンプを直ちに停止させず、一時的にポンプの運転速度を上げて給水装置内に設けられた圧力タンク内に水を保持させる。このようにすることで、ポンプを再び始動しなくても、しばらくの間は圧力タンクから水が需要先に供給される。

水が使用されるにつれて圧力タンク内の水は少なくなり、建物内部の給水配管内の水圧（すなわちポンプの吐出側の圧力）が低下する。そして、この吐出側圧力がポンプの始動圧力以下にまで低下すると、圧力センサがこれを検知し、ポンプが再始動される。その後、再び、水の使用量が少なくなると、ポンプを加速させて圧力タンクに蓄圧した後、ポンプが停止される。このようして、水の使用量とポンプの吐出側圧力とに基づいてポンプの停止と再始動とが繰り返される。

しかしながら、圧力タンクやフロースイッチなどが故障すると、ポンプの始動回数が多くなり、ポンプの寿命を早めてしまう。従って、ポンプの始動頻度に異常が生じた場合には速やかにこれを検知し、必要に応じて給水装置の補修を行うことが必要となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、給水装置に組み込まれたポンプの始動頻度の異常を精度よく検知することができる給水装置の運転方法およびポンプの始動頻度異常検知機能を有する給水装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、ポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法であって、所定の測定期間内において前記ポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、前記回数と、前記給水装置が正常に機能しているときの前記測定期間内における前記ポンプの始動回数または停止回数に基づいて決定された所定の基準値とを比較し、前記回数が前記基準値を上回った場合に、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断して、警報を発しつつ前記給水装置の運転をそのまま継続することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、タイマに示される経過時間が前記測定期間に達すると、前記カウントを停止するとともに再び前記タイマを０からスタートし、前記ポンプの始動頻度異常の検知を再開することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記給水装置の運転モードが自動運転である場合には、前記測定期間内において前記ポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、前記給水装置の運転モードが試験運転である場合には、前記カウントをしないことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記比較において前記回数が前記基準値を上回った場合は、前記比較の結果を異常検知結果として記録し、前記異常検知結果が複数回記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記異常検知結果が連続して複数回記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、所定の監視期間内において前記異常検知結果が所定回数記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする。

本発明の他の態様は、ポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記ポンプの吐出側に設けられた吐出管と、前記吐出管内の圧力を検出する圧力検出器と、前記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水量検出器と、前記ポンプの吐出し圧力が所定の圧力に維持されるように前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記ポンプの回転速度を検出する回転速度検出器と、を備え、前記制御部は、前記吐出管の水量が前記所定の過小水量に達したときに、前記ポンプの吐出し圧力を所定の停止圧力まで上昇させて前記ポンプを停止させ、前記吐出管内の圧力が前記停止圧力から所定の始動圧力にまで低下したときに前記ポンプを始動させ、所定の測定期間内において前記ポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、前記回数と所定の基準値とを比較し、前記回数が前記基準値を上回った場合に、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断して、警報を発しつつ給水装置の運転をそのまま継続させるように構成されていることを特徴とする給水装置である。

本発明によれば、ポンプの始動頻度の異常を精度よく検知することができるので、始動頻度の上昇に起因してポンプが故障する前に給水装置を補修することができ、ポンプの長寿命化を図ることができる。

以下、本発明に係るポンプの始動頻度異常検知方法の実施形態について図１から図８を参照して詳細に説明する。なお、図１から図８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号および／または名称を付して重複した説明を省略する。

図１は給水装置を示す模式図であり、図２は図１に示す給水装置におけるポンプの運転特性曲線を示すグラフである。図２において、横軸が水量、縦軸が圧力（ヘッドまたは揚程）を表している。図１に示すように、給水装置１０は、水道本管１２に接続されるポンプ１４と、ポンプ１４を駆動するモータ１６と、モータ１６の回転周波数を制御するインバータ１８と、インバータ１８をはじめとする各種機器を制御する制御部２０とを備えている。モータ１６は制御部２０に接続されており、モータ１６に設けた光学式または磁気式のロータリーエンコーダ（回転速度検出器）１５からの出力信号によりモータ１６またはポンプ１４の回転速度が制御部２０でモニタされるようになっている。

給水装置１０のポンプ１４は、水道本管１２から延びる上流給水管２２に接続され、ポンプ１４の吐出側には吐出管２６が接続されている。吐出管２６には、ポンプ１４が停止した場合に吐出側から吸込側に水が逆流することを防止し、吐出管２６内の圧力を維持するための逆止弁２８と、吐出管２６内の水量が少なくなったことを検出するフロースイッチ（水量検出器）３０とが設けられている。このフロースイッチ３０は、ポンプ１４から吐出管２６に吐出される水量が設定量（所定の過小水量）Ｑ_ｍｉｎよりも少なくなると動作し、過少水量検出信号を発する。フロースイッチ３０は制御部２０に接続されており、フロースイッチ３０の出力信号により吐出管２６内の過少水量が制御部２０でモニタされるようになっている。なお、ポンプの数は１台に限られず、複数のポンプを給水装置１０に配置してもよい。

図１に示すように、吐出管２６には、吐出管２６内の水圧（ポンプ１４の吐出側圧力）を検知する圧力センサ（圧力検出器）３４と、吐出管２６中の水を蓄えておく圧力タンク３６とが、それぞれ枝管３８，３９を介して取り付けられている。圧力センサ３４は制御部２０に接続されており、圧力センサ３４の出力信号により吐出管２６内の水圧が制御部２０でモニタされるようになっている。

給水装置１０の吐出管２６は、ビルやマンションなどの需要家の給水末端４０に延びる下流給水管４２に接続されており、上述した給水装置１０により水道本管１２の水が需要家に供給されるようになっている。これらの給水末端４０は、例えば、分岐した下流給水管４２のそれぞれに設けられる給湯器や給水栓、トイレ洗浄用のフラッシュバルブなどである。

ここで、図１に示すように、制御部２０には、液晶画面等の表示部と数値入力用のテンキーまたは増減ボタンとを有する入力パネル４４が取り付けられている。この入力パネル４４を介して、操作者は、目標圧力の上限値（上限圧力）Ｐ_Ｕや下限値（下限圧力）Ｐ_Ｌ、過少水量時の停止圧力Ｐ_０、上限圧力Ｐ_Ｕと下限圧力Ｐ_Ｌとの差圧Ｐ_Ｄ、その他制御に必要な情報を入力できるようになっている。例えば、入力パネル４４の液晶画面のタッチパネルやボタンを押すことにより上記制御に必要な情報を入力できるようになっている。また、上限圧力Ｐ_Ｕおよび下限圧力Ｐ_Ｌは、例えば、ポンプ１４を設置するときの条件、すなわち、給水を行う建物の高さや、給水栓までの配管の長さ、配管抵抗、保証すべき吐出管内の圧力などを考慮して、入力パネル４４を介して設定および変更できるようになっている。

図１に示すように、制御部２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４６と内部メモリ４８とタイマ４９とを備えており、入力パネル４４から入力された情報は、ＣＰＵ４６を介して内部メモリ４８に記憶される。制御部２０の内部では、モータ１６のゲート制御信号が演算され、このゲート制御信号がインバータ１８に送られてインバータ１８内部のゲートトランジスタが駆動される。インバータ１８は、電気的に接続されたモータ１６に速度制御信号を送り、所定の回転速度でポンプ１４を駆動させる。なお、ポンプ１４の駆動にあたっては、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）やパルス振幅変調（ＰＡＭ）により交流電圧を無段階に制御することにより、効率良く高速でポンプ１４を運転することができる。

制御部２０は、入力パネル４４から入力された情報および圧力センサ３４からの出力信号等に基づいて、インバータ１８を介してポンプ１４の回転速度（回転周波数）を可変速制御する。すなわち、制御部２０は、インバータ１８を制御して所定の交流電圧もしくは直流電圧をモータ１６に印加し、モータ１６を増減速させる。モータ１６の回転が高速になるのに伴って、ポンプ１４の吐出量が増大する。このとき、吐出管２６内の水圧は上昇するが、この吐出側圧力は圧力センサ３４により逐次検出されており、制御部２０は、圧力センサ３４により検出される圧力が目標圧力に一致するように、ポンプ１４の回転速度をフィードバック制御する。

ここで、需要家の給水末端４０において水が使用され、圧力センサ３４により検出される検出圧力が予め設定された始動圧力Ｐ_１以下に低下すると、給水装置１０のポンプ１４が始動される。ポンプ１４がモータ１６により駆動されると、水道本管１２の水が上流給水管２２を介してポンプ１４に吸い込まれ、所定の圧力で吐出管２６に吐出される。吐出管２６に吐出された水は、下流給水管４２を通って需要側の給水末端４０に給水される。ポンプ１４により揚水される水は、中層住宅や高層住宅、商業用ビルなどの最も高い位置に設けられる給水末端４０ａにも十分給水できる圧力に加圧される。

ポンプ１４の運転中に、給水末端４０における水の使用量が少なくなり、水量が設定量Ｑ_ｍｉｎよりも少なくなってフロースイッチ３０が動作すると、ポンプ１４の運転が停止される。このポンプ１４の停止にあたっては、一時的にポンプ１４の運転速度を上げて吐出し圧力を上げることによって、圧力タンク３６内に十分な水を蓄圧する。最終的には、圧力タンク３６内の水が所定の停止圧力Ｐ_０に昇圧された状態でポンプ１４が停止される。

その後、給水末端４０において水が使用されると、しばらくは圧力タンク３６から水が供給されるが、圧力タンク３６の水が少なくなり、圧力センサ３４の検出圧力が上述した始動圧力Ｐ_１以下に低下すると、ポンプ１４が再び起動される。

なお、ポンプ１４の始動開始後一定の時間においては、フロースイッチ３０からの過少水量検出信号をキャンセルするようにしてもよい。このようにすることで、給水設備の諸条件により、ポンプ１４が始動してからしばらくの間は水が流れないような場合であっても、過少水量の検出によってポンプ１４が停止されることを防止することができる。また、ポンプ１４の吐出し圧力が所定の値よりも低い場合には、フロースイッチ３０から過少水量検知信号が送られてもポンプ１４の停止処理を行わないように制御部２０をプログラムしてもよい。このようにすることで、ポンプ１４の運転中の吐出し圧力を常に所定の値よりも低くならないようにすることができ、過少水量による停止処理の頻度を低くすることができる。

ここで、上述したように、制御部２０は、圧力センサ３４により検出された圧力が目標圧力に一致するように、ポンプ１４の回転速度を制御するが、このときの制御としては、ポンプ１４の吐出し圧力が一定になるようにポンプ１４の回転速度を制御する吐出圧力一定制御や、配管の末端圧力が一定となるようにポンプ１４の吐出し圧力の目標値を逐次演算し、この目標値にポンプ１４の吐出し圧力が一致するようにポンプ１４の回転速度を制御する推定末端圧力一定制御などがなされる。これらの制御方法のうち、推定末端圧力一定制御について説明する。

推定末端圧力は、最高所および／または最長配管の末端４０ａにおける圧力を推定したものであり、この末端４０ａがポンプ１４の目標吐出圧力を支配する。この末端における圧力を一定にするようなポンプ１４の吐出し圧力が目標圧力として演算され、ポンプ１４の吐出し圧力が目標圧力となるようにポンプ１４の回転速度が制御される。

図２において、曲線Ｎ_１〜Ｎ_４は、各回転速度におけるポンプ１４の運転特性を示しており、Ｎ_１は、ポンプ１４の最高回転速度における特性曲線である。ここで、抵抗曲線Ｒは、ポンプ１４から給水末端４０までの使用水量に応じた管路損失であり、水量が０の点を原点として使用水量Ｑの略二乗に比例する曲線となっている。

推定末端圧力一定制御においては、使用水量に応じた（抵抗曲線Ｒで示される）管路損失を見込んだ制御がなされるため、抵抗曲線Ｒに沿って目標圧力が逐次演算される。この演算された目標圧力は制御部２０の内部メモリ４８に一時的に記憶される。制御部２０は、ポンプ１４の吐出し圧力が、演算された目標圧力となるようにポンプ１４の回転速度を制御する。

図２において、最高回転速度における運転点は点Ａ_１であり、この点Ａ_１における圧力は上限圧力Ｐ_Ｕ、水量はＱ_１となっている。ポンプ１４の回転速度を下げることにより、運転点は、点Ａ_１から点Ａ_２、点Ａ_３を通る抵抗曲線Ｒ上を移動する。例えば、図２に示すように、水量Ｑｘのときの目標圧力Ｐｘが抵抗曲線Ｒに沿って演算され、ポンプ１４の吐出し圧力がこの目標圧力Ｐｘになるようにポンプ１４の回転速度が設定される。

水量が設定量Ｑ_ｍｉｎよりも少なくなってフロースイッチ３０が動作すると、ポンプ１４の停止処理が開始される。このポンプ停止処理においては、ポンプ１４の吐出し圧力の目標値を上述した抵抗曲線Ｒに沿った目標圧力から、予め設定された停止圧力Ｐ_０に一時的に変更する。これにより、ポンプ１４の回転速度が上げられ、最終的にはポンプ１４の吐出し圧力は停止圧力Ｐ_０に達し、ポンプ１４が停止される。なお、フロースイッチ３０が動作した後、過少水量の状態が一定時間継続してはじめてポンプ１４の停止処理を開始することが好ましい。この過少水量の状態の継続時間は、例えば、直前のポンプ１４の運転状態により逐次変化させることができる。このようにすることで、ポンプ１４の停止処理およびそれに続くポンプ１４の起動処理の頻度を減らし、装置の耐久性の向上および長寿命化を図ることができる。

制御部２０は、内部メモリ４８に記憶された上限圧力Ｐ_Ｕおよび下限圧力Ｐ_Ｌに基づいて上記停止圧力Ｐ_０を演算できるようになっている。例えば、停止圧力Ｐ_０が上限圧力Ｐ_Ｕまたはこれ以上の値となるように演算される。また、制御部２０は、ポンプ１４の始動圧力Ｐ_１も演算できるようになっており、例えば、下限圧力Ｐ_Ｌと同等の圧力または下限圧力Ｐ_Ｌより若干低い圧力となるように始動圧力Ｐ_１が演算される。

また、入力された上限圧力Ｐ_Ｕから下限圧力Ｐ_Ｌを演算してもよい。例えば、給水末端４０の最高位置がビルの５階である場合には、上限圧力Ｐ_Ｕを１４ｍとし、上限圧力Ｐ_Ｕから約１５％低い１２ｍを下限圧力Ｐ_Ｌとしてもよい。このように、下限圧力Ｐ_Ｌを上限圧力Ｐ_Ｕよりも約１５％低く設定するのは、配管抵抗分がおよそ１５％程度と見積もられるからである。

例えば、上述した制御部２０の入力パネル４４を介して上限圧力Ｐ_Ｕと割合Ｄ％とを入力し、下限圧力Ｐ_ＬをＰ_Ｌ＝Ｐ_Ｕ−（Ｐ_Ｕ×Ｄ％）により求めてもよい。あるいは、上限圧力Ｐ_Ｕと差圧Ｐ_Ｄとを入力し、下限圧力Ｐ_ＬをＰ_Ｌ＝Ｐ_Ｕ−Ｐ_Ｄにより求めてもよい。なお、上限圧力Ｐ_Ｕと下限圧力Ｐ_Ｌとを同一の値に設定すれば、吐出圧力一定制御を行うことができる。この場合には、停止圧力Ｐ_０はＰ_Ｕ（＝Ｐ_Ｌ）となり、始動圧力はＰ_Ｕ−Ｐ_Ｄとなるため、ポンプ１４による過剰な加圧は行われない。

給水装置１０の操作パネル（図示せず）には、ポンプ１４の運転状態を切り替えるための運転切替スイッチ（図示せず）が設けられている。この運転切替スイッチを操作することによりインバータ１８の設定（例えば加速時間や減速時間等の設定）や表示部に表示する内容を変更する（切り替える）ことができるようになっている。具体的には、運転切替スイッチを「自動」にすると、給水装置１０は自動運転モードとなり、制御部２０からの指令に従ってポンプ１４が可変速制御される。運転切替スイッチを「停止」にすると、インバータ１８は制御部２０の指令にかかわらずポンプ１４の駆動を停止する。また、運転切替スイッチを「試験」にすると、給水装置１０は試験運転モードとなり、インバータ１８、モータ１６、およびポンプ１４を手動で試験運転（試運転）することができる。この給水装置１０においては、装置の据付時やポンプ１４やモータ１６のメンテナンスを行った際などに、ポンプ１４の試験運転を行う。この試験運転では、装置が動くかどうか、あるいはポンプ１４の回転方向が正しいかどうかなどがチェックされる。

水の使用量が低下して吐出管２６を流れる水量が設定量（最小流量）Ｑ_ｍｉｎに達すると、制御部２０の制御動作は吐出圧力一定制御または推定末端圧力一定制御からポンプ停止制御に移行する。すなわち、水量が設定量Ｑ_ｍｉｎにまで低下したことをフロースイッチ３０が検知すると、制御部２０はインバータ１８にポンプ１４の回転速度（運転速度）を上昇させるように指令を出し、ポンプ１４の吐出し圧力を上昇させて圧力タンク３６内に水を送り込む。ポンプ１４の吐出し圧力が停止圧力Ｐ_０に達したところで、制御部２０はインバータ１８にポンプ停止指令を送信し、ポンプ１４を停止させる。

ポンプ１４が停止している状態で水が使用されると、圧力タンク３６内に貯留された水が需要家に送水され、これにより吐出管２６内の圧力（圧力センサ３４によって検出されるポンプ１４の吐出側の圧力）が低下する。水の使用が継続されると、吐出側圧力はさらに低下していき、やがてポンプ１４の始動圧力Ｐ_１に達する。吐出側圧力が始動圧力Ｐ_１にまで低下したことが圧力センサ３４によって検知されると、制御部２０はインバータ１８にポンプ始動指令を発し、これによりポンプ１４が再始動される。このように、給水装置１０が自動運転モードで運転されている間は、吐出側圧力と水量とに基づいてポンプ１４の停止と再始動が繰り返される。

ところで、給水装置１０が故障すると、ポンプ１４の始動頻度が多くなることがある。始動頻度が多くなる原因としては、圧力タンク３６の故障、漏水、フロースイッチ３０の故障、逆止弁２８の故障による逆流、制御部２０の故障などが挙げられる。ポンプ１４の始動頻度が多くなると、ポンプ１４の寿命を縮めてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、次の方法にしたがってポンプ１４の始動頻度の異常を検知し、異常発生表示や警報音（ブザー）などの警報を発して給水装置１０の補修を促すようにしている。

図３を参照して本発明の第１の実施形態に係るポンプ１４の始動頻度異常検知方法について説明する。図３は本発明の第１の実施形態に係るポンプの始動頻度異常検知方法を示すフローチャートである。図３に示すように、操作者が給水装置１０の運転ボタン（図示せず）を押すと、給水装置１０の運転が開始され、同時に制御部２０のタイマ４９が作動する（ステップ１）。次に、制御部２０は、給水装置１０の運転モードが自動運転であるか否かを判断する（ステップ２）。給水装置１０の運転モードが自動運転である場合は、制御部２０はポンプ１４の始動回数（再始動回数）のカウントを開始する。一方、給水装置１０の運転モードが試験運転である場合は、ポンプ１４の始動回数はカウントされない。

制御部２０には所定の測定期間（例えば２４時間）が入力パネル４４を介して予め入力されており、制御部２０は、タイマ４９によって示される経過時間が測定期間に達したか否かを判断する（ステップ３）。そして、この経過時間が測定期間に達したときに、制御部２０はポンプ１４の始動回数のカウントを終了する（ステップ４）。

次いで、制御部２０は、上記測定期間内にカウントされた始動回数（カウント値）と所定の基準値とを比較し、始動回数が基準値を上回っているか否かを判断する（ステップ５）。この基準値は、給水装置１０が正常に機能しているときに測定期間内にカウントされたポンプ１４の始動回数（インチング回数）に基づいて決定される。この基準値は、入力パネル４４を介して制御部２０の内部メモリ４８に予め入力されている。そして、始動回数が基準値を上回っている場合は、ポンプ１４の始動頻度が異常であると制御部２０によって判断される（ステップ６）。なお、経過時間が測定期間に達すると、再びタイマ４９は０からスタートし、ステップ２からの制御フローが再開される。

本実施形態では、制御部２０によってポンプ１４の始動頻度の異常が検知されると、給水装置１０から警報が発せられ、ポンプ１４の始動頻度に異常があることを知らせるようになっている。警報の態様としては、表示部による警報表示や警報音（ブザー）の発生などが挙げられる。また、無線通信、有線通信、または電話回線などの通信手段を使用して、ポンプ１４の始動頻度が異常であることを遠隔地に知らせるようにしてもよい。なお、ポンプ１４の始動頻度の異常が検知された場合でも、断水を避ける観点から給水装置１０の運転は継続される。

本実施形態によれば、ポンプ１４の始動頻度の異常を精度よく検知することができるので、速やかに給水装置１０の補修を行うことができ、ポンプ１４の長寿命化を図ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るポンプ１４の始動頻度異常検知方法について図４を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係るポンプの始動頻度異常検知方法を示すフローチャートである。なお、特に説明しない本実施形態の動作は上述した第１の実施形態と同様であり、図１に示す給水装置１０の構成および図２に示すポンプ１４の運転特性曲線を示すグラフは本実施形態にも適用される。また、本実施形態におけるステップ１からステップ４までの制御フローは、上述した第１の実施形態のステップ１からステップ４までの制御フローと同じであるので、その重複する説明を省略する。

本実施形態は、ポンプ１４の始動回数が基準値を上回っていることが複数回検知されたときに初めてポンプ１４の始動頻度が異常であると判断する点で第１の実施形態と異なっている。すなわち、制御部２０は、上記測定期間内に計測されたポンプ１４の始動回数と上記基準値とを比較し（ステップ５）、始動回数が基準値を上回っている場合は、この比較の結果を、ポンプ１４の始動頻度の異常を示す１つの異常検知結果として内部メモリ４８に記録する（ステップ６）。一方、始動回数が基準値以下の場合は、異常検知結果は記録されず、始動回数が内部メモリ４８に保存される。

次に、制御部２０は、異常検知結果が複数回（所定回数）記録されているか否かを判断する（ステップ７）。異常検知結果の記録回数が所定回数以上である場合には、ポンプ１４の始動頻度が異常であると判断される（ステップ８）。このとき、始動回数が内部メモリ４８に保存される。一方、異常検知結果が記録された回数が所定回数を下回る場合には、ポンプ１４の始動頻度が異常であるとは判断されずに、始動回数が内部メモリ４８に保存される。このように、本実施形態では、ポンプ１４の始動回数は測定時間毎に保存され、一定の保存期間経過後に消去される。この場合、新たな始動回数が保存されたときに、最も古い始動回数を消去して、保存データを更新することが好ましい。

なお、上述した異常検知結果が連続して複数回（所定回数）記録された場合にポンプ１４の始動頻度が異常であると判断するようにしてもよい。また、所定の監視期間内（例えば、１週間、１０日間、１ヵ月間）において異常検知結果が所定回数記録された場合に、ポンプ１４の始動頻度が異常であると判断するようにしてもよい。この場合は、異常検知結果が記録されたときの始動回数のみを上記監視期間の間内部メモリ４８に保存してもよい。このようにすることで、保存された始動回数を始動頻度異常の判断を行う際のデータとして用いることができる。

このように、本実施形態によれば、ポンプ１４の始動回数が基準値を上回っていることが複数回確認されたときに始動頻度が異常であると判断されるので、始動頻度異常の検知精度を高めることができる。

なお、本実施形態においても、ポンプ１４の始動頻度の異常が制御部２０によって検知されると、給水装置１０は警報を発し、ポンプ１４の始動頻度に異常があることを上述した通信手段によって知らせるようになっている。また、本実施形態においても、ポンプ１４の始動頻度が異常と検知された場合でも、断水を避ける観点から給水装置１０の運転は継続される。

上述した第１及び第２の実施形態では、測定期間内でのポンプ１４の始動回数をカウントしているが、測定期間内でのポンプ１４の停止回数をカウントするようにしてもよい。この場合は、上述した基準値は給水装置１０が正常に機能しているときに測定期間内にカウントされたポンプ１４の停止回数に基づいて決定される。また、タイマ４９に代えて時計機構を用いてもよい。時計機構を用いる場合は、毎日同じ時間帯におけるポンプ１４の始動回数（または停止回数）をカウントすることができる。

上述の例では、１台のポンプ１４を備えた給水装置１０について説明したが、第１及び第２の実施形態は、複数のポンプ１４を備えた給水装置１０にも適用可能である。複数のポンプ１４の始動頻度の異常を検知する場合は、上記測定期間内においてポンプ１４ごとの始動回数（または停止回数）をカウントし、測定期間ごとに各ポンプ１４の始動回数を個別に保存することが好ましい。この場合、各ポンプ１４の始動回数の合計と基準値（インチング回数）とを比較してもよく、ポンプ１４ごとの始動回数とポンプ１４ごとに設定された基準値とを比較するようにしてもよい。

また、測定期間またはある特定の時間帯に計測された始動回数または停止回数から、始動頻度異常の原因を推定するようにしてもよい。例えば、測定期間における複数のポンプ１４の始動回数の合計が所定の数値（例えば、７００回）を超えた場合には、制御部２０が故障していると判断する。このように、始動回数（または停止回数）を始動頻度異常の原因を特定するための目安として利用することもできる。

以下、複数のポンプを備えた給水装置の構造について図５乃至図８を参照して説明する。図５は２台のポンプを備えた給水装置１０の構造の一例を示す正面図、図６は図５の平面図である。図５および図６に示すように、給水装置１０は、ベース５０上に設置された２台のポンプ１４と、それぞれのポンプ１４を駆動する２台のモータ１６と、各モータ１６の回転速度を制御する制御部２０とを備えている。

各ポンプ１４には、上流給水管からの水を吸い込む吸込管２４と、加圧した水を吐出する吐出管２６とが取り付けられている。各吐出管２６には、吐出管２６の水量が所定の量よりも少なくなったことを検出するフロースイッチ３０が設けられている。また、これらの吐出管２６は合流管３２に合流されている。２台のポンプ１４の間には、圧力タンク３６がベース５０上に設置されており、この圧力タンク３６は合流管３２に接続されている。また、合流管３２には、吐出される水の圧力を検出する圧力センサ３４が設けられている。

このような構成の給水装置１０において、吸込管２４から吸い込まれた水は、ポンプ１４により加圧された後、合流管３２を通って吐出口５２から吐出され、下流給水管を介して給水末端に供給される。ここで、ポンプ１４の吐出し圧力が所定の目標圧力になるように、各モータ１６の回転速度が可変制御される。

なお、給水装置１０の全体の振動を防止するために、ベース５０の任意の位置に切欠き孔（図示せず）を形成することが好ましい。このような切欠き孔を振動の共振点に形成することにより、防振効果を得ることができ。また、ベース５０にリブ（図示せず）を設けることで、より一層の防振効果を得ることができる。切欠き孔の形状は、別の共振点が生じるような角部を有していなければ、どのようなものであってもよい。例えば、円形や楕円形の切欠き孔を設けることができる。

図７および図８は、５台のポンプを備えた給水装置１１０の例であり、図７は正面図、図８は平面図である。図７および図８に示すように、給水装置１１０は、ベース１５０上に設置された５台のポンプ１１４ａ，１１４ｂと、それぞれのポンプを駆動するモータ１１６と、各モータ１１６の回転速度を制御する制御部１２０とを備えている。

各ポンプ１１４ａ，１１４ｂには、上流給水管からの水を吸い込む吸込管１２４と、加圧した水を吐出する吐出管１２６とが取り付けられている。各吐出管１２６には、吐出管１２６の水量が所定の量よりも少なくなったことを検出するフロースイッチ１３０が設けられている。

図７および図８に示す給水装置１１０は、３台のポンプ１１４ａの吐出管１２６に接続される第１の合流管１３２ａに、ポンプ１１４ｂの吐出管１２６に接続される第２の合流管１３２ｂを２つ接続した構造となっている。このように、３台のポンプ１１４ａから構成されるベースユニット１３３ａに、１台のポンプ１１４ｂから構成される付加ユニット１３３ｂをポンプ１１４ａの並び方向に任意の数だけ接続することで、ユーザの要求に応じたポンプ台数の給水装置を簡単に構成することができる。

また、第１の合流管１３２ａには、吐出される水の圧力を検出する圧力センサ１３４が設けられている。ベース１５０上には、圧力タンク１３６が設置されており、この圧力タンク１３６は第１の合流管１３２ａに接続されている。このように、制御部１２０の下部に圧力タンク１３６をポンプ１１４ａ，１１４ｂと並列に設置することにより、圧力タンク１３６のメンテナンス時および交換時に圧力タンク１３６内の水が制御部１２０にかかることが防止される。

この例では、第１の合流管１３２ａの端部には、ブラインドフランジ１５４を取り付けられており、反対側の第２の合流管１３２ｂの端部に吐出口１５２が形成されている。なお、第２の合流管１３２ｂの端部にブラインドフランジ１５４を取り付け、第１の合流管１３２ａの端部に吐出口１５２を形成してもよい。

このような構成の給水装置１１０において、吸込管１２４から吸い込まれた水は、ポンプ１１４ａ，１１４ｂにより加圧された後、各合流管１３２ａ，１３２ｂを通って吐出口１５２から吐出され、下流給水管を介して給水末端に供給される。ここで、ポンプ１１４ａ，１１４ｂの吐出し圧力が所定の目標圧力になるように、各モータ１１６の回転速度が可変制御される。

比較的高層の集合住宅やビルなど、ポンプによるブーストアップが不可欠な大規模な建物においては、ポンプの異常停止が断水に直結するため、ポンプを複数台備えてバックアップ機能を持たせることが必要不可欠である。上述した第１及び第２の実施形態に係る異常検知方法は、図５乃至図８に示す給水装置のいずれにも適用することが可能である。
なお、上述の実施形態においては、給水装置が水道本管に直接接続される場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、給水装置の上流に水道水をいったん貯留する受水槽を設置し、この受水槽に貯留された水を給水装置により各需要家に供給することとしてもよい。
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

給水装置を示す模式図である。 図１に示す給水装置におけるポンプの運転特性曲線を示すグラフである。 本発明の第１の実施2形態に係るポンプの始動頻度異常検知方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るポンプの始動頻度異常検知方法を示すフローチャートである。 ２台のポンプを備えた給水装置の構造の例を示す正面図である。 図５の平面図である。 ５台のポンプを備えた給水装置の構造の例を示す正面図である。 図７の平面図である。

符号の説明

１０，１１０ 給水装置
１２ 水道本管
１４，１１４ａ，１１４ｂ ポンプ
１５ ロータリーエンコーダ（回転速度検出器）
１６，１１６ モータ
１８ インバータ
２０，１２０ 制御部
２２ 上流給水管
２４，１２４ 吸込管
２６，１２６ 吐出管
２８ 逆止弁
３０，１３０ フロースイッチ（水量検出器）
３２，１３２ａ，１３２ｂ 合流管
３４，１３４ 圧力センサ（圧力検出器）
３６，１３６ 圧力タンク
３８，３９ 枝管
４０ 給水末端
４２ 下流給水管
４４ 入力パネル
４６ ＣＰＵ
４８ 内部メモリ
４９ タイマ
５０，１５０ ベース
５２，１５２ 吐出口

Claims (8)

1. ポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法であって、
   所定の測定期間内において前記ポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、
   前記回数と、前記給水装置が正常に機能しているときの前記測定期間内における前記ポンプの始動回数または停止回数に基づいて決定された所定の基準値とを比較し、
   前記回数が前記基準値を上回った場合に、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断して、警報を発しつつ前記給水装置の運転をそのまま継続することを特徴とする給水装置の運転方法。
2. タイマに示される経過時間が前記測定期間に達すると、前記カウントを停止するとともに再び前記タイマを０からスタートし、前記ポンプの始動頻度異常の検知を再開することを特徴とする請求項１に記載の給水装置の運転方法。
3. 前記給水装置の運転モードが自動運転である場合には、前記測定期間内において前記ポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、前記給水装置の運転モードが試験運転である場合には、前記カウントをしないことを特徴とする請求項１及び２に記載の給水装置の運転方法。
4. 前記比較において前記回数が前記基準値を上回った場合は、前記比較の結果を異常検知結果として記録し、
   前記異常検知結果が複数回記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給水装置の運転方法。
5. 前記異常検知結果が連続して複数回記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする請求項４に記載の給水装置の運転方法。
6. 所定の監視期間内において前記異常検知結果が所定回数記録された場合には、前記ポンプの始動頻度が異常であると判断することを特徴とする請求項４に記載の給水装置の運転方法。
7. 複数のポンプを備え、前記複数のポンプの始動頻度異常を検知する給水装置の運転方法であって、
   所定の測定期間内において前記複数のポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、
   前記回数と、始動頻度異常の原因を特定するための所定の基準値とを比較し、
   前記回数が前記基準値を上回った場合に、始動頻度異常の原因として特定される箇所が故障していると判断し、さらに警報を発しつつ前記給水装置の運転をそのまま継続することを特徴とする給水装置の運転方法。
8. 複数のポンプと、
   前記複数のポンプを駆動する複数のモータと、
   前記複数のポンプの吐出側に設けられた複数の吐出管と、
   前記複数の吐出管が合流する合流管と
   前記合流管内の圧力を検出する圧力検出器と、
   前記各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水量検出器と、
   前記複数のポンプの吐出し圧力が所定の圧力に維持されるように前記複数のモータの回転速度を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   所定の測定期間内において前記複数のポンプが始動した回数または停止した回数をカウントし、
   前記回数と、始動頻度異常の原因を特定するための所定の基準値とを比較し、
   前記回数が前記基準値を上回った場合に、始動頻度異常の原因として特定される箇所が故障していると判断し、さらに警報を発しつつ給水装置の運転をそのまま継続させるように構成されていることを特徴とする給水装置。

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