JP6100912B2 - 給水装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のインバータにより、それぞれ速度制御される電動機によって駆動する複数のポンプを用いた給水装置において、電動機またはインバータが高温になった場合に好適な給水制御に関する。

複数のインバータにより、それぞれ速度制御される電動機によって駆動する複数のポンプを用いた給水装置として、特開２０１２−１１２３６２号公報（特許文献１）がある。

特許文献１では、ポンプ１台では供給できない大流量の水量を供給する必要が発生した場合、運転中の１台目のポンプの負荷電流値が定格電流値以上であれば、２台目のポンプを投入し、定格電流値を超えないように制御することで、電動機の過負荷状態を防ぎ、電動機が高温になることを防いでいる。

特開２０１２−１１２３６２号公報

しかしながら、特許文献１では、電動機の周囲温度が高い場合には、定格電流値に達していなくても電動機が定格温度に達してしまう可能性がある。取扱説明書などには仕様として周囲温度の記載などもあるが、屋外設置における直射日光による温度上昇などにより、意図せず電動機周囲温度が高温になることもありうる。逆に、屋外設置における直射日光の影響など、各種要因を考慮して定格電流値（温度上昇）を定めた場合、多くの設置環境に於いて十分な能力を発揮できないことになる。

さらには、電動機が定格温度を超えないよう、ポンプの最高回転速度は定格電流値を超えないような範囲で設定される。ここで、過大流量が流れた場合などには定格電流値を超えて運転が行なわれることがある。しかし、この一時的な定格電流値の超過は電動機が定格温度を超えるようなものではないにも関わらず、ポンプの性能を制限してしまっているのでポンプ運転台数を増やすなどの対応を取ることになってしまい、給水装置全体の効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、高温状態にある電動機を保護し、さらには安定した給水を継続することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、運転を行なっている電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出す。

本発明により、高温状態にある電動機を冷却し、故障を防ぐとともに、安定した給水を行なうことが出来る。

ポンプ駆動用の電動機とインバータが一体となった外観図を示した図である。 図１の回転電機部分とインバータの展開図である。 本実施例１から３の給水装置の全体構成を示す図である。 本実施例１から３のインバータの記憶部のデータ内容を示す図である。 本実施例１から３の制御装置の記憶部のデータ内容を示す図である。 本実施例１から３のインバータから制御装置への通信データの内容を示す図である。 本実施例１から３の制御装置からインバータへの通信データの内容を示す図である。 本実施例１から３のメイン制御フローの前半部分を示す図である。 本実施例１から３のメイン制御フローの後半部分を示す図である。 本実施例１と３のポンプ１台運転開始確認処理の詳細制御フローである。 本実施例１から３の圧力制御処理の詳細制御フローである。 本実施例１と３の並列運転開始確認処理の詳細制御フローの前半部分である。 本実施例１と３の並列運転開始確認処理の詳細制御フローの後半部分である。 本実施例１と２のポンプ１台運転停止確認処理の詳細制御フローである。 本実施例１と２の並列運転停止確認処理の詳細制御フローである。 本実施例２のポンプ１台運転開始確認処理の詳細制御フローである。 本実施例２の並列運転開始確認処理の詳細制御フローの前半部分である。 本実施例２の並列運転開始確認処理の詳細制御フローの後半部分である。 本実施例３のポンプ１台運転停止確認処理の詳細制御フローである。 本実施例３の並列運転停止確認処理の詳細制御フローの前半部分である。 本実施例３の並列運転停止確認処理の詳細制御フローの後半部分である。 本実施例１から３のインバータ停止判断処理の詳細制御フローである。 本実施例４の給水水量と給水圧力とポンプ運転範囲の説明図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

実施例１は、インバータにより速度制御される電動機によって駆動するポンプを用いた給水装置において、該インバータは、前記電動機の電機子の外周を構成するハウジングの一部に取り付けられており、また該インバータ内に設けられた温度検出器を利用して該ハウジングの温度を検出するように構成されている。そして、該温度検出器を使用してハウジング温度を検出し、運転を行なっている電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合に、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出すものである。さらに、停止している電動機が所定の温度を超えている場合に、その電動機を制御するインバータに運転の指示を出すものである。

すなわち、電動機またはインバータが、所定の温度を超えている場合には、給水圧力の低下が発生していない、または定格電流値を超える負荷電流値ではない場合であっても、制御装置がポンプを追加運転させることで負荷分散を図るものである。

まず、本実施例の前提である、電動機とインバータの関係につき図面用いて説明する。図１は、ポンプ駆動用の電動機とインバータが一体となった外観図を示した図である。
図１において、１は同期電動機本体の外周を覆うカバー、２は、後にも説明する、冷却ファン２５を内蔵する冷却カバー２、３は、カバー１の外周面に取り付けられた、後に説明するインバータを収納したケース、４はノイズフィルタを内蔵した端子箱、５はエンドブラケット、６は電動機の回転子と一体に形成された回転軸である。

また、図２に、上記したカバー１の内部に収納する回転電機部分とインバータの各部の展開図を示す。図２において、９は回転電機のハウジングであり、その外周表面の一部には冷却フィン２２が形成されている。また、ハウジング９の内部には、図では見えないが、回転電機の固定子と回転子が挿入されており、２４は、上記したエンドブラケット５とは反対側において、ハウジング９の端部に取り付けられたエンドブラケット、２５は、エンドブラケット２４の外側で上記回転軸６に取り付けられる冷却ファンである。また、ハウジング９の平面２３には、カバー１の一部に設けられた開口部２１を介して、インバータ７が取り付けられ、その後、その保護のためのカバー３が外側から取り付けられている。

また、インバータは、発熱素子であるパワースイッチング素子等を有しているので、それらの発熱状況を監視し保護をかける目的で温度検出器が設けられている。２６は制御＆I/F基板用ケース、２７は平滑コンデンサ用ケースである。そして、ハウジング９の他の端部（図の左端）には、上述した冷却カバー２が取り付けられる。また、図中の符号８は、当該冷却カバー２の壁面の略中央部に、メッシュ状に形成した、外部の空気を取り入れるために小孔を示している。

すなわち、インバータ７は、回転電機のハウジング９の一部の平面２３に直接的に取付けられており、インバータ７は、伝熱性に優れた材料で構成されたハウジングと熱的に一体となり、インバータ内部にある温度検出器でインバータとハウジングの温度を一体管理することが出来る。

次に、本実施例の給水装置の全体構成について説明する。
図３において、１０−１、１０−２、１０−３はポンプを示し、２０−１、２０−２、２０−３で示す電動機で駆動されている。ここでは便宜上番号の小さい方より１号機ポンプ、２号機ポンプ、３号機ポンプ、および１号機電動機、２号機電動機、３号機電動機、と称する。これらのポンプの吸込み側は、１１で示す吸込み管を介して水源側と接続される。水源側は、直結方式では図示していない水道本管からの水の供給を受け、受水槽方式では図示していない受水槽から水の供給を受ける。１２−１、１２−２、１２−３、１４−１、１４−２、１４−３はそれぞれ仕切り弁、１３−１、１３−２、１３−３はそれぞれ逆止め弁、１５は給水管を示し、１７は、給水管１５に備わり、ここの圧力に応じて電気信号を発する圧力検出手段である。この圧力検出手段の検出値を基にポンプの吐き出し圧力を制御（例えば吐き出し圧一定制御、推定末端圧一定制御）する。更に、需要側として、給水管１５の端末の先が直送式の場合には、需要側給水管と接続して、例えば集合住宅等の水栓に給水する。高置水槽式の場合には、この需要側給水管と接続して高置水槽へ給水する。１８は給水管１５に備わり、急激な圧力変動を抑えるための圧力タンクである。

３０−１、３０−２、３０−３で示す１号機インバータ、２号機インバータ、３号機インバータは、電源側より電源の供給を受け、各々が３２−１、３２−２、３２−３で示す電力変換装置により出力電流の周波数を変化させることで、電動機２０−１、２０−２、２０−３の回転速度を変化させ駆動する。３１−１、３１−２、３１−３は演算処理部であり、３３−１、３３−２、３３−３で示す記憶部に記憶された制御パラメータに従い、３４−１、３４−２、３４−３で示す信号入力部から入力された信号に応じて、電動機２０−１、２０−２、２０−３の運転／停止および回転速度変化を行なう。

４０は制御装置であり、インバータ３０−１、３０−２、３０−３を通じてポンプの運転台数を管理する。４１は演算処理部であり、４３で示す記憶部に記憶された制御パラメータに従い、４４で示す信号入力部から入力された信号に応じて、ポンプの運転台数を管理する。制御装置４０とインバータ３０−１、３０−２、３０−３はそれぞれ５０−１、５０−２、５０−３で示す通信／制御線で接続され、制御装置４０およびインバータ３０−１、３０−２、３０−３の制御に必要な信号をやり取りする。

次に、インバータ３０−１、３０−２、３０−３の記憶部３３−１、３３−２、３３−３に記憶する、揮発性メモリの内容と不揮発性メモリの内容について説明する。
図４（ａ）に揮発性メモリの内容、図４（ｂ）に不揮発性メモリの内容を示す。なお、インバータ内部に記憶部を持たず、インバータ外部に記憶装置を取り付けて代用しても差し支えない。

図４（ａ）において、揮発性メモリの１０００番地には給水装置の現在の吐出側圧力ＤＰＮを記憶する。
１００１番地には制御している電動機の現在の回転速度ＨｚＮを記憶する。
１００２番地には制御している電動機の現在の負荷電流値ＡＭＮを記憶する。
１００８番地には現在の温度状態ＳＲＮを記憶しておく。電動機温度およびインバータ温度が正常である場合にはＳＲＮに０を記憶し、電動機温度またはインバータ温度のいずれかが高温である場合にはＳＲＮに１を記憶する。

また、図４（ｂ）において、不揮発性メモリの３０００番地にはポンプの号機番号ＮＯを予め記憶しておく。制御装置とインバータとが１：多のマルチ接続で通信を行なう場合、制御装置がインバータを区別するのに用いる。制御装置とインバータとをそれぞれ１：１で接続する場合には不要である。
３００１番地には給水装置の目標吐出側圧力ＨＳを予め記憶しておく。
３００２番地には電動機の最高回転速度ＮＭＡＸを、３００３番地には電動機の最低回転速度ＮＭＩＮを予め記憶しておく。
３０１２番地には給水装置が運転を停止する際の目標圧力Ｐｏｆｆを予め記憶しておく。
３０１３番地には締切状態における目標圧力Ｐ０を、３０１４番地にはポンプ１台で供給できる最大水量における目標圧力Ｐ１を予め記憶しておく。ポンプ１台で推定末端圧一定制御運転をする場合には、水量の変化に応じて給水圧力をこのＰ０からＰ１の範囲で変化させる。
３０１５番地にはポンプ２台で供給できる最大水量における目標圧力Ｐ２を予め記憶しておく。ポンプ１台で推定末端圧一定制御運転をする場合には、水量の変化に応じて給水圧力を先のＰ１から、Ｐ２の範囲で変化させる。
３０１６番地にはポンプ３台で供給できる最大水量における目標圧力Ｐ３を予め記憶しておく。ポンプ３台で推定末端圧一定制御運転をする場合には、水量の変化に応じて給水圧力を先のＰ２から、Ｐ３の範囲で変化させる。
尚、吐出圧力一定制御を行なう場合にはＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をＨＳと同じ値にすれば良い。

３０３０番地にはポンプ１台で運転する場合の最低運転速度Ｎ１Ｄを予め記憶しておく。ポンプ１台で締切状態において運転する場合には目標圧力Ｐ０、運転速度をＮ１Ｄとする。
３０３１番地には、ポンプ１台で運転している際に２台並列運転を開始し、ポンプの運転台数を２台とする際の運転速度Ｎ１Ａを予め記憶しておく。ポンプ１台で供給できる最大水量においては目標圧力Ｐ１、運転速度をＮ１Ａとする。
３０３２番地には、ポンプ２台で運転している際に２台並列運転を停止し、ポンプの運転台数を１台とする際の運転速度Ｎ２Ｄを予め記憶しておく。ポンプ２台で供給する最小水量においては目標圧力Ｐ１、１台のポンプの運転速度をＮ２Ｄ、もう１台のポンプの運転速度をＮ１Ａとする。
３０３３番地には、ポンプ２台で運転している際に３台並列運転を開始し、ポンプの運転台数を３台とする際の運転速度Ｎ２Ａを予め記憶しておく。ポンプ２台で供給できる最大水量においては目標圧力Ｐ２、運転速度をＮ２Ａとする。
３０３４番地には、ポンプ３台で運転している際に３台並列運転を停止し、ポンプの運転台数を２台とする際の運転速度Ｎ３Ｄを予め記憶しておく。ポンプ３台で供給する最小水量においては目標圧力Ｐ２、１台のポンプの運転速度をＮ３Ｄ、残り２台のポンプの運転速度をＮ２Ａとする。
３０３５番地には、ポンプ３台で運転する場合の最高運転速度Ｎ３Ａを予め記憶しておく。ポンプ３台で供給できる最大水量においては目標圧力Ｐ３、運転速度をＮ３Ａとする。

次に、制御装置４０の記憶部４３に記憶する、揮発性メモリの内容と不揮発性メモリの内容について説明する。
図５（ａ）に揮発性メモリの内容、図５（ｂ）に不揮発性メモリの内容を示す。なお、御装置内部に記憶部を持たず、制御装置外部に記憶装置を取り付けて代用しても差し支えない。

図５（ａ）において、揮発性メモリの１０００番地にはインバータの記憶部と同じく、給水装置の現在の吐出側圧力ＤＰＮを記憶する。
１００４番地には現在運転中のポンプ番号ＲＮＯを記憶しておく。１つの変数で各々の号機のポンプが運転中であるか否かを記憶するため、例えばＲＮＯの変数の各ビットをそれぞれの号機に割り当て、１ビット目がＨｉｇｈで１号ポンプが運転中、２ビット目がＨｉｇｈで２号機ポンプが運転中、というように記憶すると良い。これによりＲＮＯが１であれば１号機ポンプが運転中、ＲＮＯが３であれば１号機ポンプと２号機ポンプが運転中、ＳＲＰが５であれば１号機ポンプと３号機ポンプが運転中、であると判断できる。
１００５番地には変速運転中のポンプ番号ＶＮＯを記憶する。１００６番地には次に変速運転を行なうポンプ番号ＰＮＯを記憶する。
１００７番地には高温状態の電動機／インバータＳＲＰを記憶しておく。１つの変数で各々の号機の電動機またはインバータが高温状態であるか否かを記憶するため、例えばＳＲＰの変数の各ビットをそれぞれの号機に割り当て、１ビット目がＨｉｇｈで１号機電動機または１号機インバータが高温状態、２ビット目がＨｉｇｈで２号機電動機、または２号機インバータが高温状態、というように記憶すると良い。これによりＳＲＰが１であれば１号機電動機または１号機インバータが高温状態、ＳＲＰが３であれば１号機電動機または１号機インバータと２号機電動機または２号機インバータが高温状態、ＳＲＰが５であれば１号機電動機または１号機インバータと３号機電動機または３号機インバータが高温状態、であると判断できる。
１０１０番地には給水ユニットで現在運転しているポンプの台数ＲＰＮを記憶する。
１１０１番地には運転しているポンプの中で速度制御を行なっている（変速運転の）ポンプの現在の回転速度ＨｚＶを記憶する。
１１０２番地には運転しているポンプの中で速度制御を行なっている（変速運転の）ポンプの現在の負荷電流値ＡＭＶを記憶する。
１２０１番地には並列運転の開始条件成立の確認時間を設定するタイマの残り時間ＴＮ１を記憶し、１２０２番地には並列運転の停止条件成立の確認時間を設定するためのタイマの残り時間ＴＮ２を記憶し、１２０３番地にはポンプ１台の停止条件成立の確認時間を設定するためのタイマの残り時間ＴＮ３を記憶する。

また、図５（ｂ）において、不揮発性メモリの２００１番地には給水装置のポンプ台数ＰＮＵＭを予め記憶しておく。
２００２番地には給水装置の並列運転する最大台数ＰＭＡＸを予め記憶しておく。
２１０１番地には並列運転の開始条件成立の確認時間ＴＭ１を予め記憶しておく。
２１０２番地には並列運転の停止条件成立の確認時間ＴＭ２を予め記憶しておく。
３０００番地にはポンプの号機番号ＮＯを予め記憶しておく。制御装置の号機番号は０とする。インバータとが１：多のマルチ接続で通信を行なう場合、制御装置がインバータを区別するのに用いる。制御装置とインバータとをそれぞれ１：１で接続する場合には不要である。
３０１１番地には給水装置が運転を開始する吐出側圧力Ｐｏｎを予め記憶しておく。
３０１３番地には締切状態における目標圧力Ｐ０を予め記憶しておく。
３０２１番地には、ポンプ１台で運転している際に２台並列運転を開始する、２台目並列開始圧力Ｐ１Ａを予め記憶しておく。ポンプ１台が運転速度Ｎ１Ａ以上で運転している際に、吐出側圧力がＰ１Ａ未満である状態が、タイマ１（ＴＭ１）設定時間以上経過した場合に、２台目のポンプを起動し、ポンプ２台を同時運転させる。
３０２２番地には、ポンプ２台で運転している際に２台並列運転を停止する、２台目並列停止圧力Ｐ２Ｄを予め記憶しておく。ポンプのうち１台が運転速度Ｎ２Ｄ以下で運転している際に、吐出側圧力がＰ２Ｄ以上である状態が、タイマ２（ＴＭ２）設定時間以上経過した場合に、最初に起動したポンプ（１台目のポンプ）の運転を停止し、ポンプ１台のみの運転とする。
３０２３番地には、ポンプ２台で運転している際に３台並列運転を開始する、３台目並列開始圧力Ｐ２Ａを予め記憶しておく。ポンプ２台が運転速度Ｎ２Ａ以上で運転している際に、吐出側圧力がＰ２Ａ未満である状態が、タイマ１（ＴＭ１）設定時間以上経過した場合に、３台目のポンプを起動し、ポンプ３台を同時運転させる。
３０２４番地には、ポンプ３台で運転している際に３台並列運転を停止する、３台目並列停止圧力Ｐ３Ｄを予め記憶しておく。ポンプのうち１台が運転速度Ｎ３Ｄ以下で運転している際に、吐出側圧力がＰ３Ｄ以上である状態が、タイマ２（ＴＭ２）設定時間以上経過した場合に、最初に起動したポンプ（１台目のポンプ）の運転を停止し、ポンプ２台での運転とする。
３０３０番地から３０３４番地にはインバータの記憶部と同様の内容を予め記憶しておく。ここでは説明を割愛する。
３０４１番地には、ポンプ１台で運転している際に２台並列運転を開始する、２台目並列開始負荷電流値Ａ１Ａを予め記憶しておく。ポンプ１台の負荷電流値がＡ１Ａ以上である状態が、タイマ１（ＴＭ１）設定時間以上経過した場合に、２台目のポンプを起動し、ポンプ２台を同時運転させる。
３０４２番地には、ポンプ３台で運転している際に３台並列運転を停止する、３台目並列停止負荷電流値Ａ２Ｄを予め記憶しておく。ポンプのうち１台の負荷電流値がＡ２Ｄ未満で運転している際に、タイマ２（ＴＭ２）設定時間以上経過した場合に、最初に起動したポンプ（１台目のポンプ）の運転を停止し、ポンプ１台のみの運転とする。
３０４３番地には、ポンプ２台で運転している際に３台並列運転を開始する、３台目並列開始負荷電流値Ａ２Ａを予め記憶しておく。ポンプのうち１台の負荷電流値がＡ２Ａ以上である状態が、タイマ１（ＴＭ１）設定時間以上経過した場合に、３台目のポンプを起動し、ポンプ３台を同時運転させる。
３０４４番地には、ポンプ３台で運転している際に３台並列運転を停止する、３台目並列停止負荷電流値Ａ３Ｄを予め記憶しておく。ポンプのうち１台の負荷電流値がＡ３Ｄ未満で運転している際に、タイマ２（ＴＭ２）設定時間以上経過した場合に、最初に起動したポンプ（１台目のポンプ）の運転を停止し、ポンプ２台での運転とする。

次に、通信データについて説明する。

図６にはインバータから制御装置に対し、通信／制御線５０−１、５０−２、５０−３を介して送信する通信データの例を示す。なお、通信ではなく、データ数と同じ数のアナログ信号線、またはデジタル信号線を用意し、アナログ信号線の電圧または電流、あるいはデジタル信号線のＨｉｇｈ／Ｌｏｗでデータのやり取りを行なうのでも良い。

図６において、インバータからはまず通信開始のビット列ＳＴAを送信する。続けて送信元の号機番号（自機のポンプ号機番号）ＮＯ、送信先の号機番号（制御装置を示す「０」）ＴＯ、現在の運転速度ＨｚＮ、現在の負荷電流値ＡＭＮ、現在の温度状態ＳＲＮを送信し、これらのデータが正しく送信されていることを確認するための特定の計算式を用いて計算したデータのチェックサムＣＲＣの値を送信し、最後に通信終了のビット列ＳＴＰを送信する。制御装置は受信したデータから特定の計算式を用いて計算したチェックサムの値と、受信したチェックサム値の比較を行なうことで、データが正しく受信できたか否かを判断できる。制御装置は揮発性メモリ１００５番地に変速運転ポンプとして記憶されている番号のインバータから送られてきた運転速度ＨｚＮを変速運転ポンプの現在の運転速度ＨｚＶとして揮発性メモリ１１０１番地に、負荷電流値ＡＭＮを変速運転ポンプの現在の負荷電流値ＡＭＶとして揮発性メモリ１１０２番地に、それぞれ記憶しておく。

図７に、制御装置からインバータに対し、通信／制御線５０−１、５０−２、５０−３を介して送信する通信データの例を示す。

制御装置からはまず通信開始のビット列ＳＴＡを送信する。続けて送信元の号機番号（制御装置を示す「０」）ＮＯ、送信先の号機番号（ポンプ号機番号）ＴＯ、運転／停止指示ＤＲＣを送信し、これらのデータが正しく送信されていることを確認するための特定の計算式を用いて計算したデータのチェックサムＣＲＣの値を送信し、最後に通信終了のビット列ＳＴＰを送信する。インバータは受信したデータから特定の計算式を用いて計算したチェックサムの値と、受信したチェックサム値の比較を行なうことで、データが正しく受信できたか否かを判断できる。

運転／停止指示ＤＲＣが０の場合は、インバータは電動機を停止させる。運転／停止指示ＤＲＣが１、３のような変速運転（速度制御）の指示を受けた場合は、インバータは現在の吐出側圧力ＤＰＮが目標吐出側圧力ＨＳと一致するよう電動機の回転速度を変化させる。運転／停止指示ＤＲＣが２、４のような一定速度運転の指示を受けた場合は、インバータは運転台数に応じた最高の運転速度Ｎ２Ａ、Ｎ３Ａで電動機を運転させる。

次に、本実施例の制御フローについて図８を用いて説明する。
図８は本実施例のメイン制御フローである。図８は紙面の都合上、図８Ａと図８Ｂに分割しているが、符号Ａ、Ｂで連続している。以下の説明は、図８Ａと図８Ｂをまとめて図８として説明する。図８において、１００ステップにおいて初期化処理として各制御パラメータの読み出し／書き込みを行なう。１０１ステップで制御装置から各々のインバータに対して通信を行なう。インバータはその通信内容を受け、運転／停止の状態を変更する。１０２ステップで各々のインバータは制御装置に対して通信を行なう。制御装置はその通信内容を受け、各々のインバータの現在の運転速度、負荷電流値、温度状態を把握し、揮発性メモリの該当番号に記憶する。１０３ステップでポンプの運転台数が０台である場合には、１２０ステップのポンプ１台運転開始確認処理を行なう。１２１ステップで１台運転開始条件が成立しているか否かを確認し、成立している場合には１２２ステップで制御装置は現在のポンプ運転台数を１台とし、揮発性メモリ１０１０番地に記憶し、１０１ステップに戻る。１２１ステップで１台運転開始条件が成立していない場合には、何もせずに１０１ステップに戻る。

１０３ステップでポンプの運転台数が０台でない場合（既に運転しているポンプがある場合）には、１３０ステップで圧力制御処理を行ない、１４０ステップで並列運転開始処理を行なう。１４１ステップで並列運転開始条件が成立しているか否かを確認し、成立している場合には１４２ステップで現在のポンプ運転台数を１増やし、揮発性メモリ１０１０番地に記憶し、１０１ステップに戻る。

１４１ステップで運転開始条件が成立していない場合には、１４３ステップでポンプの運転台数を確認し、運転台数が１台である場合には、１５０ステップのポンプ１台運転停止確認処理を行なう。１５１ステップで１台運転停止条件が成立しているか否かを確認し、成立している場合には１５２ステップで制御装置は現在のポンプ運転台数を０台とし、揮発性メモリ１０１０番地に記憶し、１０１ステップに戻る。１５１ステップで１台停止開始条件が成立していない場合には、何もせずに１０１ステップに戻る。

１４３ステップでポンプの運転台数が１台でない場合には、１６０ステップで並列運転停止確認処理を行なう。１６１ステップで運転停止条件が成立しているか否かを確認し、成立している場合には１６２ステップで現在のポンプ運転台数を１減らし、揮発性メモリ１０１０番地に記憶し、１０１ステップに戻る。１６１ステップで運転開始条件が成立していない場合には、何もせずに１０１ステップに戻る。

次に、図８の１２０ステップのポンプ１台運転開始確認処理の詳細を図９を用いて説明する。
図９において、２００ステップで制御装置は揮発性メモリ１００７番地に記憶されている高温状態の電動機／インバータＳＲＰを確認する。ＳＲＰが０であれば高温状態の電動機あるいはインバータはない状態である。ＳＲＰが０である場合には２１０ステップに進み、２１０ステップで揮発性メモリ１０００番地に記憶されている給水装置の現在の吐出側圧力ＤＰＮを確認し、ＤＰＮと不揮発性メモリ３０１１番地に予め記憶されている給水装置が運転を開始する吐出側圧力Ｐｏｎとを比較する。

ＤＰＮがＰｏｎ以上である場合には、２２１ステップで１台運転開始条件を不成立とし、図８の１２１ステップに進む。ＤＰＮがＰｏｎ未満である場合には、２１２ステップで揮発性メモリ１００６番地に記憶されている次に運転するポンプ番号ＰＮＯを変速運転するポンプＶＮＯとして揮発性メモリ１００５番地に記憶した後、２２２ステップに進む。

２００ステップでＳＲＰが０ではない（高温状態の電動機あるいはインバータがある）場合には、２０１ステップで給水装置内に設けた電動機やインバータの運転と独立して動作する冷却ファンが停止中であるか否かを確認し、冷却ファンが停止中である場合には２０２ステップで冷却ファンの運転を開始し、２０３ステップに進む。２０１ステップで冷却ファンが運転中である場合には、２０３ステップに進む。２０３ステップでＳＲＰの値より高温状態になっているポンプ番号を判断し、高温状態になっているポンプ番号を変速運転するポンプＶＮＯとして揮発性メモリ１００５番地に記憶した後、２２２ステップに進む。

２２２ステップで１台運転開始条件を成立とし、２２３ステップでＶＮＯに記憶されている変速運転するポンプの運転を開始し、２２４ステップで揮発性メモリ１００６番地の次に運転を行なうポンプ番号を、変速運転しているポンプの次の番号のポンプに更新し、図８の１２１ステップに進む。

次に、図８の１３０ステップの圧力制御処理の詳細を図１０を用いて説明する。
図１０において、３００ステップでＤＰＮと揮発性メモリ１００９番地に記憶されている給水装置の現在の水量に対する目標圧力ＨｓＮとを比較する。ＤＰＮがＨｓＮより高い場合には、３０１ステップでインバータの演算処理部は電力変換部に減速を指示し、３０２ステップで電力変換装置は電動機への指令周波数を低下させ、運転速度を減速し、図８の１４０ステップに進む。ＤＰＮがＨｓＮ以下の場合には３０３ステップでインバータの演算処理部は電力変換部に加速を指示し、３０４ステップで電力変換装置は電動機への指令周波数を増加させ、運転速度を加速し、図８の１４０ステップに進む。

次に、図８の１４０ステップの並列運転開始確認処理の詳細を図１１を用いて説明する。
図１１は紙面の都合上、図１１Ａと図１１Ｂに分割しているが、符号Ａ、Ｂ、Ｃで連続している。以下の説明は、図１１Ａと図１１Ｂをまとめて図１１として説明する。図１１において、４００ステップで制御装置は揮発性メモリ１００４番地に記憶されている変速／定速運転中のポンプ番号ＲＮＯから停止中のポンプ番号を確認し、さらにＳＲＰから高温状態の電動機あるいはインバータを確認する。停止中のポンプで高温状態の電動機あるいはインバータがない場合には、４１０ステップで揮発性メモリ１１０２番地に記憶されている変速運転ポンプの現在の負荷電流値ＡＭＶと、不揮発性メモリに予め記憶されている並列運転を開始する負荷電流値とを比較する。運転台数が１台の場合には３０４１番地の２台並列運転を開始する際の負荷電流値Ａ１Ａと、運転台数が２台の場合には３０４３番地の３台並列運転を開始する際の負荷電流値Ａ２Ａと、を比較する。ＡＭＶが並列開始負荷電流値未満である場合には、４１１ステップでＤＰＮと不揮発性メモリに予め記憶されている並列運転開始圧力とを比較する。運転台数が１台の場合には３０２１番地の２台並列運転を開始する際の吐出側圧力Ｐ１Ａと、運転台数が２台の場合には３０２３番地の３台並列運転を開始する際の吐出側圧力Ｐ２Ａと、を比較する。ＤＰＮが並列開始圧力以上である場合には４１３ステップに進み、後述する並列開始タイマ（タイマ１）を停止状態とし、４２１ステップに進む。４２１ステップで並列運転開始条件を不成立とし、図８の１４１ステップに進む。

４１０ステップでＡＭＶが並列開始負荷電流値以上である場合、または４１１ステップでＤＰＮが並列開始圧力未満である場合、４１２ステップでＨｚＶと不揮発性メモリに予め記憶されている並列開始速度とを比較する。運転台数が１台の場合には３０３１番地の２台並列運転を開始する際の運転速度Ｎ１Ａと、運転台数が２台の場合には３０３３番地の３台並列運転を開始する際の運転速度Ｎ２Ａと、比較する。ＨｚＶが並列開始運転速度未満である場合には４１３ステップに進み、後述する並列開始タイマ（タイマ１）を停止状態とし、４２１ステップに進む。４２１ステップで並列運転開始条件を不成立とし、図８の１４１ステップに進む。

ＨｚＶが並列開始運転速度以上である場合には、４１４ステップで並列開始タイマ（タイマ１）の状態を確認し、並列開始タイマが停止中であれば並列開始タイマをカウント中とし、不揮発性メモリ２１０１番地に記憶されている並列開始までの時間ＴＭ１を、タイマ１の残り時間ＴＮ１として揮発性メモリ１２０１番地に記憶する。４１５ステップでタイマ１の残り時間ＴＮ１のカウントダウンを開始し、４２１ステップに進む。４２１ステップで並列運転開始条件を不成立とし、図８の１４１ステップに進む。

４１４ステップで並列開始タイマが停止中でない場合には、４１６ステップでタイマ１がカウント中であるか確認し、カウント中である場合には４２１ステップに進む。４２１ステップで並列運転開始条件を不成立とし、図８の１４１ステップに進む。カウントが終了しタイムアップ状態である場合には、４２２ステップに進む。

４００ステップで、停止中のポンプで高温状態の電動機あるいはインバータがある場合には、４０１ステップで給水装置内に設けた電動機やインバータの運転と独立して動作する冷却ファンが停止中であるか否かを確認し、冷却ファンが停止中である場合には４０２ステップで冷却ファンの運転を開始し、４０３ステップに進む。４０１ステップで冷却ファンが運転中である場合には、４０３ステップに進む。４０３ステップでＲＮＯとＳＲＰの値より停止中で高温状態になっているポンプ番号を判断し、高温状態になっている停止中ポンプ番号を次に運転するポンプＰＮＯとして揮発性メモリ１００６番地に記憶した後、４２２ステップに進む。

４２２ステップで並列運転開始条件を成立とし、４２３ステップでＰＮＯに記憶されている次に運転するポンプの一定速度（定速）運転を開始し、４２４ステップで揮発性メモリ１００６番地の次に運転を行なうポンプ番号を、停止中のポンプ番号より選択し、その番号に更新し、図８の１４１ステップに進む。

次に、図８の１５０ステップのポンプ１台運転停止確認処理の詳細を図１２を用いて説明する。
図１２において、５００ステップでＳＲＰを確認する。ＳＲＰが１以上である（高温状態の電動機あるいはインバータがある）場合には、５１１ステップに進む。５００ステップでＳＲＰが０である（高温状態の電動機あるいはインバータがない）場合には、５０１ステップで給水装置内に設けた電動機やインバータの運転と独立して動作する冷却ファンが運転中であるか否かを確認し、冷却ファンが運転中である場合には５０２ステップで冷却ファンの運転を停止し、５１１ステップに進む。すなわち、複数の電動機またはインバータのいずれもが高温状態でない場合には冷却ファンの運転を停止し、省エネを図る。

５１１ステップでＤＰＮと不揮発性メモリ３０１３番地に予め記憶されている締切状態における目標圧力Ｐ０とを比較する。ＤＰＮがＰ０未満である場合には５１３ステップに進み、後述する１台停止タイマ（タイマ３）を停止状態とし、５２１ステップに進む。ＤＰＮがＰ０以上である場合には、５１２ステップに進み、ＨｚＶと不揮発性メモリ３０３０番地に記憶されている１台で運転する場合の最低運転速度Ｎ１Ｄとを比較する。ＨｚＶがＮ１Ｄ以上である場合には５１３ステップに進み、後述する１台停止タイマ（タイマ３）を停止状態とし、５２１ステップに進む。５２１ステップで１台運転停止条件を不成立とし、図８の１５１ステップに進む。

ＨｚＶがＮ１Ｄ未満である場合には、５１４ステップで１台停止タイマ（タイマ３）の状態を確認し、１台停止タイマが停止中であれば１台停止タイマをカウント中とし、不揮発性メモリ２１０３番地に記憶されている１台停止までの時間ＴＭ３を、タイマ３の残り時間ＴＮ３として揮発性メモリ１２０３番地に記憶する。５１５ステップでタイマ３の残り時間ＴＮ３のカウントダウンを開始し、５２１ステップに進む。５２１ステップで並列運転開始条件を不成立とし、図８の１５１ステップに進む。

５１４ステップで１台停止タイマが停止中でない場合には、５１６ステップでタイマ３がカウント中であるか確認し、カウント中である場合には５２１ステップに進む。５２１ステップで１台運転停止条件を不成立とし、図８の１５１ステップに進む。カウントが終了しタイムアップ状態である場合には、５２２ステップに進む。

５２２ステップで１台運転停止条件を成立とし、５２３ステップでＶＮＯに記憶されている変速運転中のポンプの運転を停止し、図８の１５１ステップに進む。
次に、図８の１６０ステップの並列運転停止確認処理の詳細を図１３を用いて説明する。
図１３において、６００ステップでＳＲＰを確認する。ＳＲＰが１以上である場合には、６１０ステップに進む。６００ステップでＳＲＰが０である場合には、６０１ステップで給水装置内に設けた電動機やインバータの運転と独立して動作する冷却ファンが運転中であるか否かを確認し、冷却ファンが運転中である場合には６０２ステップで冷却ファンの運転を停止し、６１０ステップに進む。

６１０ステップでＡＭＶと、不揮発性メモリに予め記憶されている並列運転を停止する負荷電流値とを比較する。運転台数が２台の場合には３０４２番地の２台並列運転を停止する際の負荷電流値Ａ２Ｄと、運転台数が３台の場合には３０４４番地の３台並列運転を停止する際の負荷電流値Ａ３Ｄと、を比較する。ＡＭＶが並列停止負荷電流値以上である場合には、６１１ステップでＤＰＮと不揮発性メモリに予め記憶されている並列運転停止圧力とを比較する。運転台数が２台の場合には３０２２番地の２台並列運転を停止する際の吐出側圧力Ｐ２Ｄと、運転台数が３台の場合には３０２４番地の３台並列運転を停止する際の吐出側圧力Ｐ３Ｄと、比較する。ＤＰＮが並列開始圧力未満である場合には６１３ステップに進み、後述する並列停止タイマ（タイマ２）を停止状態とし、６２１ステップに進む。６２１ステップで並列運転停止条件を不成立とし、図８の１６１ステップに進む。

６１０ステップでＡＭＶが並列停止負荷電流値未満である場合、または６１１ステップでＤＰＮが並列停止圧力以上である場合、６１２ステップでＨｚＶと不揮発性メモリに予め記憶されている並列停止速度とを比較する。運転台数が２台の場合には３０３２番地の２台並列運転を停止する際の運転速度Ｎ２Ｄと、運転台数が３台の場合には３０３４番地の３台並列運転を停止する際の運転速度Ｎ３Ｄと、を比較する。ＨｚＶが並列開始停止速度以上である場合には６１３ステップに進み、後述する並列開始タイマ（タイマ１）を停止状態とし、６２１ステップに進む。６２１ステップで並列運転停止条件を不成立とし、図８の１６１ステップに進む。

ＨｚＶが並列開始停止速度未満である場合には、６１４ステップで並列停止タイマ（タイマ２）の状態を確認し、並列停止タイマが停止中であれば並列停止タイマをカウント中とし、不揮発性メモリ２１０２番地に記憶されている並列停止までの時間ＴＭ２を、タイマ２の残り時間ＴＮ２として揮発性メモリ１２０２番地に記憶する。６１５ステップでタイマ２の残り時間ＴＮ２のカウントダウンを開始し、６２１ステップに進む。６２１ステップで並列運転停止条件を不成立とし、図８の１６１ステップに進む。

６１４ステップで並列停止タイマが停止中でない場合には、６１６ステップでタイマ２がカウント中であるか確認し、カウント中である場合には６２１ステップに進む。６２１ステップで並列運転停止条件を不成立とし、図８の１６１ステップに進む。カウントが終了しタイムアップ状態である場合には、６２２ステップに進む。

６２２ステップで並列運転停止条件を成立とし、６２３ステップでＶＮＯに記憶されている変速運転中のポンプの運転を停止し、６２４ステップで停止させるポンプ番号の次のポンプ（定速運転中のポンプ）を変速運転するポンプとして記憶し、６２５ステップで定速運転中の変速運転させるポンプを変速運転として運転を開始し、図８の１６１ステップに進む。

以上のように、本実施例では、インバータが、電動機のハウジングの一部に取り付けられており、インバータ内に設けられた温度検出器を使用して、複数の電動機のハウジング温度または複数のインバータの温度を検出し、運転を行なっている電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出す。さらに、停止している電動機が所定の温度を超えている場合に、その電動機を制御するインバータに運転の指示を出すものである。これにより、電動機またはインバータが、所定の温度を超えている場合には、給水圧力の低下が発生していない、または定格電流値を超える負荷電流値ではない場合であっても、制御装置がポンプを追加運転させることで負荷分散を図ることが出来る。

実施例１では、停止している電動機が高温状態にある際には、所定の温度を超えている停止中の電動機を制御するインバータに運転の指示を出し、電動機を回転させることで電動機と連動して動作する冷却ファンで、電動機の冷却を図るものであった。それに対し、本実施例２では、停止している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合には、所定の温度を超えている電動機またはインバータに運転の指示を出さないことを特徴としている。その理由は、冷却ファンを持たない電動機の場合、運転時に高温になった電動機に対し運転の指示を出すことは、電動機の温度をさらに高めてしまう恐れがあるためである。また、冷却ファンの運転が電動機への運転／停止の指示と連動しないインバータにおいて、同様に、運転の指示を出すことは、インバータの温度をさらに高めてしまう恐れがあるためである。

以下、実施例２を図面を用いて説明する。
まず、構造、記憶部のデータ内容、通信データ内容に関しては、実施例１と同じく図１から図７であるので、説明は省略する。なお、本実施例では、電動機を回転させることで電動機と連動して動作する冷却ファン（図２の冷却ファン２５）はない場合を想定している。

また、実施例２の制御フローにおいて、メイン制御フローである図８、圧力制御処理の詳細を説明する図１０、ポンプ１台運転停止確認処理の詳細を説明する図１２、並列運転停止確認処理の詳細を説明する図１３は実施例１と同であるので説明は省略する。

まず、実施例２における、メイン制御フロー図８の１２０ステップのポンプ１台運転開始確認処理の詳細を図１４を用いて説明する。
図１４において、２１０−２ステップで揮発性メモリ１０００番地に記憶されている給水装置の現在の吐出側圧力ＤＰＮを確認し、ＤＰＮと不揮発性メモリ３０１１番地に予め記憶されている給水装置が運転を開始する吐出側圧力Ｐｏｎとを比較する。

ＤＰＮがＰｏｎ以上である場合には、２２１−２ステップで１台運転開始条件を不成立とし、１２１ステップに進む。ＤＰＮがＰｏｎ未満である場合には、２１１−２ステップで、次に運転するポンプが高温状態であるか否かを確認し、高温状態でない場合には２１２−２ステップで揮発性メモリ１００６番地に記憶されている次に運転するポンプ番号ＰＮＯを変速運転するポンプＶＮＯとして揮発性メモリ１００５番地に記憶した後、２２２−２ステップに進む。

２１１−２ステップで次に運転するポンプが高温状態である場合には、２１３−３ステップで変速運転するポンプ番号を、高温状態でないポンプより選択し、その番号に更新し、２２２−２ステップに進む。

２２２−２ステップで１台運転開始条件を成立とし、２２３−２ステップでＶＮＯに記憶されている変速運転するポンプの運転を開始し、２２４−２ステップで揮発性メモリ１００６番地の次に運転を行なうポンプ番号を、変速運転しているポンプの次の番号のポンプに更新し、図８の１２１ステップに進む。

次に、実施例２における、メイン制御フロー図８の１４０ステップの並列運転開始確認処理の詳細を図１５を用いて説明する。

図１５は紙面の都合上、図１５Ａと図１５Ｂに分割しているが、符号Ａ、Ｂで連続している。以下の説明は、図１５Ａと図１５Ｂをまとめて図１５として説明する。図１５において、実施例１での並列運転開始確認処理の詳細を説明する図１１と相違する点が、４１７−２ステップと４１８−２ステップであり、その他は、同じであるので、相違点のみ以下説明する。

４１６−２ステップでタイマがカウント中であるか確認し、カウントが終了しタイムアップ状態である場合には、４１７−２ステップへ進み、４１７−２ステップで次に運転するポンプが高温状態でない場合には４２２−２ステップに進む。次に運転するポンプが高温状態である場合には、４１８−２ステップで変速運転するポンプ番号を、高温状態でないポンプより選択し、その番号に更新し、４２２−２ステップに進む。他のステップは、図１１と同様である。

以上のように、本実施例では、停止している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合には、所定の温度を超えている電動機またはインバータに運転の指示を出さないことで、冷却ファンを持たない電動機の場合、運転時に高温になった電動機に対し運転の指示を出して電動機やインバータの温度をさらに高めてしまうことを防止することが出来、停止中の電動機やインバータの保護を実現できる。

本実施例３は、運転している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合には、所定の温度を超えている電動機またはインバータに停止の指示を出さないことを特徴とする。それにより、高温状態である電動機を停止させることで電動機と連動して動作する冷却ファンが停止し、電動機内の温度が上昇するのを防ぐものである。さらに圧力制御を行なうための変速運転するポンプと、高温状態において冷却のために運転するポンプを区別し制御することで、負荷を分散しつつ、安定した圧力制御を行なうものである。

以下、本実施例３を図面を用いて説明する。
まず、構造、記憶部のデータ内容、通信データ内容に関しては、実施例１と同じく図１から図７であるので、説明は省略する。

また、本実施例３の制御フローにおいて、メイン制御フローである図８、ポンプ１台運転開始確認処理の詳細を説明する図９、圧力制御処理の詳細を説明する図１０、並列運転開始確認処理の詳細を説明する図１１は実施例１と同であるので説明は省略する。

まず、実施例３における、メイン制御フロー図８の１５０ステップのポンプ１台運転停止確認処理の詳細を図１６を用いて説明する。
図１６において、実施例１でのポンプ１台運転停止確認処理の詳細を説明する図１２と相違する点が、５３０−２ステップと５３２−２ステップと、５３３−２ステップであり、その他は、同じであるので、相違点のみ以下説明する。

５２２ステップで１台運転停止条件を成立としたあと、５３０−２ステップで変速運転しているポンプが高温状態である場合には、５３２−２ステップで変速運転しているポンプ番号の次のポンプを変速運転するポンプとして記憶し、５３３−２ステップで変速運転させるポンプの運転を開始し、メイン制御フロー図８の１５１ステップに進む。５３０−２ステップで変速運転しているポンプが高温状態でない場合には、５３１−２ステップで変速運転中のポンプの運転を停止し、図８の１５１ステップに進む。他のステップは、図１２と同様である。このように、所定の温度を超えている電動機またはインバータと、所定の温度を超えていない電動機またはインバータを分けて制御する。すなわち、圧力制御（台数制御）は正常なポンプだけで行なう。

次に、実施例３における、メイン制御フロー図８の１６０ステップの並列運転停止確認処理の詳細を図１７を用いて説明する。
図１７は紙面の都合上、図１７Ａと図１７Ｂに分割しているが、符号Ａ、Ｂで連続している。以下の説明は、図１７Ａと図１７Ｂをまとめて図１７として説明する。図１７において、実施例１での並列運転停止確認処理の詳細を説明する図１３と相違する点が、６３０−２ステップと６３３−２ステップであり、その他は、同じであるので、相違点のみ以下説明する。

６２２−２ステップで並列運転停止条件を成立としたあと、６３０−２ステップで変速運転しているポンプが高温状態でない場合には、６３３−２ステップで変速運転中のポンプの運転を停止し、６３４−２ステップに進む。他のステップは、図１３と同様である。

本実施例３のように、圧力制御を行なうための変速運転するポンプと、高温状態において冷却のために運転するポンプを区別し制御する場合には、図１８に示すようにインバータの停止判断を行なうと良い。高温状態において電動機の温度を下げるには回転速度を下げるのが望ましく、また、圧力制御を行なうための変速運転するポンプのみで必要な水量を供給できているのであれば、冷却のために運転するポンプは、図１０の圧力制御処理において、３００ステップから３０２ステップを通り、回転速度を徐々に下げていく。

図１８において、７１０ステップで制御装置より停止の指示があった場合には７１２ステップに進む。７１０ステップで制御装置より停止の指示がない場合でも、７１１ステップでＨｚＮが不揮発性メモリ３００３に予め記憶されている電動機の最低回転速度ＮＭＩＮ以下である場合は７１２ステップに進む。７１２ステップで電動機の運転を停止する。７１１ステップでＨｚＮがＮＭＩＮを超過している場合には、７１３ステップで電動機の運転を継続する。

回転速度が低下すると電動機と連動して動作する冷却ファンの冷却効率も下がり、十分な冷却効果が期待できない。そのため高温状態におけるポンプが所定の回転速度を下回った場合には電動機の運転を停止するのが望ましい。このように冷却効果が期待できなくなった場合、または冷却が十分で、かつ給水に必要ではない場合には電動機の運転を停止させる。

以上のように、本実施例では、運転している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合には、所定の温度を超えている電動機またはインバータに停止の指示を出さないことで、高温状態である電動機を停止させることで電動機と連動して動作する冷却ファンが停止し、電動機内の温度が上昇するのを防ぐことが出来る。また、圧力制御を行なうための変速運転するポンプと、高温状態において冷却のために運転するポンプを区別し制御することで、負荷を分散しつつ、安定した圧力制御を行なうことが出来る。

本実施例４は、電動機またはインバータをオーバーロードとならないよう予め定める所定の値を超えて運転し、電動機またはインバータが所定の温度を超えた場合に、停止している電動機を制御するインバータに運転の指示を出し、ポンプを並列運転させることを特徴とする。
すなわち、運転を行なっている電動機の負荷電流値が定格電流値として定める所定の値を超えた場合においても、該運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、該運転を行なっている電動機を制御する前記インバータは回転速度低下の指示を出さない。

また、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出さない。

さらに、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えている場合、圧力制御のための速度制御を行なっている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度未満であり、前記所定の温度を超えている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度以上である場合に、圧力制御のための速度制御を行なっている電動機を制御するインバータに運転を停止する指示を出す。

電動機またはインバータが高温になるまで回転速度の上昇を認めることで、ポンプ１台あたりの供給水量が増え、より高効率な運転を行なうことができる。さらには設置環境によらず最大の能力を発揮することができる。

以下、本実施例４を、図面を用いて説明する。

本実施例４では、インバータは図１０の３０３ステップにおいて、圧力制御を行なうために加速指示を行なう際に、各々の運転台数における運転速度の上限値であるＮ１Ａ、Ｎ２Ａ、Ｎ３Ａを超えて、ポンプ効率や安全性を考慮した不揮発性メモリ３００２番地の電動機の最高回転速度ＮＭＡＸまで加速することを認める。ここで最高回転速度における制限を設けるのは、連続運転時における電動機やインバータの温度上昇を防ぐためではなく、ポンプ毎に有するポンプの性能特性から回転速度を上げても、効率が下がるために出力が上がらなくなる速度があるので、低効率の運転を防止するため、および電動機の回転軸の回転速度に対する負荷を考慮して設けるものである。

回転速度をＮ１Ａ、Ｎ２Ａ、Ｎ３Ａを超えて設定することで図１９に示す通り、ポンプ１台で給水可能な範囲が広がる。一般的にポンプは高速回転を行なっている時に効率が高くなるため、極力少ない運転台数を高い回転速度で運転する方が給水装置全体の効率が良くなり、省エネ化が図れる。

図１９に示す通り、推定末端圧一定制御の場合は、目標圧力Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は給水装置の目標吐出側圧力ＨＳと同じ値であり、吐出圧力一定制御の場合はＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ異なる値であり、ＨＳもＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のいずれかと同じ、または異なる値となる。

本実施例４の場合には、ポンプ１台で給水可能な範囲が変動する為、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が変化する（本実施例４ではこれを区別するためにＰ１’、Ｐ２’、Ｐ３’と記す）。よって並列運転開始圧力および並列運転停止圧力が不揮発性メモリ３０２１番地から３０２４番地に予め記憶されている所定値ではなく、ポンプ１台での給水範囲に応じて変化する。そのため、並列運転停止速度も同様に変化する。

並列運転開始時におけるＰ１’、Ｐ２’、Ｐ３’は、電動機またはインバータが所定の温度を超えた時点の給水装置の吐出側圧力ＤＰＮとする。２台目のポンプを運転させる場合、運転開始時の回転速度Ｎ２Ｄ’は、締切状態においてＤＰＮ（この場合においてＰ１’）を満たす回転速度であることが望ましいので、ポンプ性能は周波数に対して流量は１次関数で比例し、吐出側圧力は２次関数で比例し、電流値は３次関数で比例するポンプ相似則を利用し、以下の式（１）で求める。

Ｎ２Ｄ’＝｛（Ｐ２’÷Ｐ２）×Ｎ２Ｄ｝^０．５ ・・・（１）
同様に３台目のポンプを運転させる場合の運転開始時の回転速度Ｎ３Ｄ’は、以下の式（２）で求める。

Ｎ３Ｄ’＝｛（Ｐ３’÷Ｐ３）×Ｎ３Ｄ｝^０．５ ・・・（２）
高温状態において電動機の温度を下げるには回転速度を下げるのが望ましく、給水中に電動機が回転速度を下げ、縮退運転を行なうことが考えられる。このことも考慮し、並列運転停止時には、次の２つの条件で並列運転停止条件成立とすると良い。
１．電動機が所定の温度を超えていることを示す信号の出力を停止し、図１３に示す並列運転停止条件が成立した場合
２．所定の温度を超えている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度未満である場合
実施例３のように、圧力制御を行なうための変速運転するポンプと、高温状態において冷却のために運転するポンプを区別し制御する場合には、さらに３番目の条件を加える。
３．圧力制御のための速度制御を行なっている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度未満であり、所定の温度を超えている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度以上である場合
すなわち、回転速度（ＨｚＶ）が、締切状態において並列運転停止圧力（運転台数２台の場合はＰ２’、３台の場合はＰ３’）を出力するのに必要な回転速度：並列運転停止速度（運転台数２台の場合はＮ２Ｄ’、３台の場合はＮ３Ｄ’）を下回るということは、そのＨｚＶで運転するポンプは給水に貢献しておらず、仕事をしていない状態である。よって、回転速度が並列運転停止速度を下回った場合に、並列運転を停止させる。

以上のように、本実施例では、電動機またはインバータをオーバーロードとならないよう予め定める所定の値を超えて運転し、電動機またはインバータが所定の温度を超えた場合に、停止している電動機を制御するインバータに運転の指示を出し、ポンプを並列運転させる。すなわち、運転を行なっている電動機の負荷電流値が定格電流値として定める所定の値を超えた場合においても、該運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、該運転を行なっている電動機を制御する前記インバータは回転速度低下の指示を出さない。また、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出さない。さらに、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えている場合、圧力制御のための速度制御を行なっている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度未満であり、前記所定の温度を超えている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度以上である場合に、圧力制御のための速度制御を行なっている電動機を制御するインバータに運転を停止する指示を出す。

これにより、電動機またはインバータが高温になるまで回転速度の上昇を認めることで、電動機を限界まで運転することが出来、ポンプ１台あたりの供給水量が増え、より高効率な運転を行なうことができる。さらには設置環境によらず最大の能力を発揮することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、実施例では、インバータが電動機のハウジングの一部に取り付けられており、インバータ内に設けられた温度検出器を使用して複数の電動機のハウジング温度または複数のインバータの温度を検出するとして説明したが、インバータと電動機が別体でインバータと電動機それぞれの設けられた温度検出器でそれぞれの温度を検出しても良い。また、ポンプ３台を例として説明したが、台数は３台に限らず、２台以上の給水システムにおいて適用できることは自明である。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

９・・・ハウジング、１０−１、１０−２、１０−３・・・ポンプ、
１７・・・圧力検出手段、２０−１、２０−２、２０−３・・・電動機、
２５・・・冷却ファン、７、３０−１、３０−２、３０−３・・・インバータ、
３３−１、３３−２、３３−３、４３・・・記憶部、４０・・・制御装置

Claims (10)

1. 複数のポンプと、
   前記複数のポンプをそれぞれ回転駆動する複数の電動機と、
   前記複数の電動機の回転数をそれぞれ変化させる複数のインバータと、
   前記複数のポンプの吐き出し側に共通に設けられた圧力検出手段と、
   前記複数のインバータの運転／停止を制御する制御装置と、
   を有する給水装置において、
   前記複数のインバータは、
   前記複数の電動機のそれぞれの電機子の外周を構成するハウジングの一部に取り付けられており、該インバータ内に設けられた温度検出器により該ハウジングの温度を検出するように構成され、
   前記制御装置は、前記温度検出器を使用して、前記複数の電動機のハウジング温度または前記複数のインバータの温度を検出し、運転を行なっている電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出すことを特徴とする給水装置。
2. 請求項１に記載の給水装置において、
   前記制御装置は、停止している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合、
   該所定の温度を超えている電動機を制御するインバータには運転の指示を出さないことを特徴とする給水装置。
3. 複数のポンプと、
   前記複数のポンプをそれぞれ回転駆動する複数の電動機と、
   前記複数の電動機の回転数をそれぞれ変化させる複数のインバータと、
   前記複数のポンプの吐き出し側に共通に設けられた圧力検出手段と、
   前記複数のインバータの運転／停止を制御する制御装置と、
   を有する給水装置において、
   前記複数のインバータは、
   前記複数の電動機のそれぞれの電機子の外周を構成するハウジングの一部に取り付けられており、該インバータ内に設けられた温度検出器により該ハウジングの温度を検出するように構成され、
   前記複数の電動機は、該電動機を回転させることで連動して動作する冷却ファンをそれぞれ有しており、
   前記制御装置は、前記温度検出器を使用して、前記複数の電動機のハウジング温度または前記複数のインバータの温度を検出し、停止している電動機またはインバータが所定の温度を超えている場合、前記所定の温度を超えている電動機を制御するインバータに運転の指示を出すことを特徴とする給水装置。
4. 請求項１から３の何れかに記載の給水装置において、
   給水装置内または周辺に前記電動機および前記インバータの運転とは連動せず独立して動作する第２の冷却ファンを備え、
   前記制御装置は、前記温度検出器を使用して、前記複数の電動機のハウジング温度または前記複数のインバータの温度を検出し、前記複数の電動機または前記複数のインバータのいずれかが所定の温度を超えている場合、前記第２の冷却ファンを運転し、前記複数の電動機または前記複数のインバータのいずれも所定の温度を超えていない場合には前記第２の冷却ファンを運転しないことを特徴とする給水装置。
5. 請求項１に記載の給水装置において、
   前記運転を行なっている電動機の運転速度が所定の値を下回った場合、
   前記制御装置は、前記所定の温度を超えている電動機を制御するインバータに運転を停止する指示を出すことを特徴とする給水装置。
6. 請求項３に記載の給水装置において、
   前記制御装置は、運転を行なっている電動機またはインバータが所定の温度を超えている 場合、前記所定の温度を超えている電動機を制御するインバータに停止の指示を出さないことを特徴とする給水装置。
7. 請求項１または６の何れかに記載の給水装置において、
   前記制御装置は、前記所定の温度を超えている電動機またはインバータと、所定の温度を 超えていない電動機またはインバータを分けて制御することを特徴とする給水装置。
8. 複数のポンプと、
   前記複数のポンプをそれぞれ回転駆動する複数の電動機と、
   前記複数の電動機の回転数をそれぞれ変化させる複数のインバータと、
   前記複数のポンプの吐き出し側に共通に設けられた圧力検出手段と、
   前記複数のインバータの運転／停止を制御する制御装置と、
   を有する給水装置において、
   前記複数のインバータは、前記複数の電動機のそれぞれの電機子の外周を構成するハウジングの一部に取り付けられており、該インバータ内に設けられた温度検出器により該ハウジングの温度を検出するように構成され、
   前記制御装置は、前記温度検出器を使用して、前記複数の電動機のハウジング温度を検出し、運転を行なっている電動機の負荷電流値が定格電流値として定める所定の値を超えた場合においても、該運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、該運転を行なっている電動機を制御する前記インバータは回転速度低下の指示を出さないことを特徴とする給水装置。
9. 請求項８に記載の給水装置において、
   前記制御装置は、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えるまでは、運転を行なっていない電動機を制御するインバータに運転の指示を出さないことを特徴とする給水装置。
10. 請求項８に記載の給水装置において、
    前記制御装置は、運転を行なっている電動機が所定の温度を超えている場合、
    圧力制御のための速度制御を行なっている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度未満であり、前記所定の温度を超えている電動機の回転速度が、締切状態における吐き出し揚程を満たす回転速度以上である場合に、圧力制御のための速度制御を行なっている電動機を制御するインバータに運転を停止する指示を出すことを特徴とする給水装置。

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