JP6726031B2 - ポンプユニット - Google Patents

Description

本発明は、ポンプユニットに関する。

ビルまたはマンションなどの建物に水を給水する給水装置では、ポンプが高温となり故障するのを防止するために、逃がし配管を設け一定量の水を常にポンプ外へ排出している場合がある。逃がし配管からポンプ外へ排出される水は、その水量の多さ（例えば、ポンプ１台あたり数１０Ｌ／ｍｉｎ）から、受水槽に戻され再利用されることが多い。しかしながら、水源汚染の観点からポンプを通過した水を受水槽に戻すことが禁止されている場合もあり、そのような場合には逃がし配管にてポンプ外へ排出された水はすべて廃水となる。上記のように過熱防止を目的とする逃がし配管の場合、ポンプがある程度の流量で正常に運転されている場合にはポンプ内の水が過熱する可能性がないため、逃がし配管から常時水を排出するのは無駄である。

そこで、水温に応じて逃がし配管を開閉制御することが提案されている。例えば、特許文献１では、逃がし配管に形状記憶合金を用いた流路開閉装置を設け、逃がし配管内の流体温度が所定値以上になった場合に流路開閉装置が逃がし配管を開放し、それ以外の場合には流路開閉装置が逃がし配管を閉塞するように構成する技術が記載されている。特許文献１によれば、このような構成は温度センサ等を使用するものに比べて簡単かつ安価であり、防爆対策等が不要である点で有利である。

特開平４−５０４９７号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された技術では、逃がし配管を開放するための温度設定値を給水装置の設置後に調節することは困難である。給水装置は、例えば屋外で直射日光が当たる場所に設置されることもありうる。そういった場所では、設置後に、逃がし配管を開放するための温度設定値を高くする調整が必要になる。

また、上記の特許文献１に記載された技術では、ポンプを停止することは考慮されていない。例えば、ビルまたはマンションなどに給水する給水装置では、使用者の水の使用がない場合には小水量検知によってポンプが停止される。昨今は省エネ要求が高く、小水量を検知したらポンプを直ちに停止する（従来は様子見運転を行っていた）ため、小水量停止および再始動が頻繁に（例えば数回／日程度）発生している。

上記の場合、ポンプが停止されると自然冷却されるため、一旦開いた弁が閉じられることになるため、特許文献１に記載された流路開閉装置では弁の開閉回数が上限を超え、機械的な故障が発生する可能性がある。また、熱による形状記憶合金を用いた流路開閉装置は形状の変化に時間がかかり、逃がし配管の開放が遅れてポンプの過熱を防止できない可能性があり、またポンプ内の水の温度と形状記憶合金の反応温度とが近いと開閉が繰り返されて機械的な故障が発生する可能性がある。

さらに、特許文献１では、流路開閉装置が故障した場合のポンプの保護については考慮されていない。具体的には、流路開閉装置が逃がし配管を閉塞した状態で故障した場合、
締切運転が継続されても逃がし配管から水を排出してポンプ内の水の温度の上昇を抑制することができず、過熱によるポンプの故障、更には断水につながる可能性がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一つは、ポンプの小水量運転時におけるポンプ過熱を防止しつつ、逃がし配管における排水量を最小限に抑えることが可能な給水ユニットを提供することにある。

本発明のある観点によれば、ポンプと、ポンプに接続された逃がし配管と、逃がし配管に設置される逃がし弁と、ポンプ内の流体の温度に応じて逃がし弁を開閉制御する制御装置とを備え、ポンプは、温度が第１の閾値まで上昇した場合に停止され、制御装置は、温度が第１の閾値よりも低い第２の閾値まで上昇した場合に逃がし弁を開く、ポンプユニットが提供される。

上記の構成では、ポンプ内の流体の温度に応じて逃がし弁を開閉制御することによって、ポンプの小水量運転時におけるポンプ過熱を防止しつつ、逃がし配管における排水量を最小限に抑えることが可能になる。

制御装置は、温度が第２の閾値よりも低い第４の閾値まで低下した場合に逃がし弁を閉じてもよい。

ポンプは、温度が第１の閾値まで上昇したことによって停止された後、温度が第３の閾値まで低下すると再起動可能になり、第３の閾値は、第１の閾値と第２の閾値との間にあってもよい。この場合、制御装置は、ポンプが再起動可能になった場合に逃がし弁を閉じてもよい。

ポンプは、複数のポンプを含み、逃がし配管は、複数のポンプのそれぞれに接続された複数の個別配管を含み、逃がし弁は、複数の個別配管にそれぞれ設置された逃がし弁を含み、制御装置は、複数の個別配管にそれぞれ設置される逃がし弁を個別に制御し、温度が第１の閾値に到達したことによって停止されたポンプに接続された個別配管に設置された逃がし弁を閉じてもよい。

第１〜第４の閾値は、変更可能であってもよい。

前記制御装置は、前記逃がし弁の開閉状態または前記温度に関する情報を表示する表示部を含んでもよい。

前記制御装置は、前記逃がし弁の開閉状態または前記温度に関する情報を前記外部表示器に送信する通信部を含んでもよい。この場合、前記通信部は、前記外部表示器から電波を受信して該電波を電力に変換する制御装置側アンテナ部であってもよい。前記通信部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器と通信してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る給水ユニットを示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る給水ユニットを示す上面図である。 本発明の第１の実施形態における電磁弁の制御について模式的に示す図である。 給水ユニットにおける制御盤の構成の一例を示す概略ブロック構成図である。 給水ユニットにおける制御盤の他の実施形態を示す図である。 給水ユニットにおける制御盤のさらに他の実施形態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る給水ユニットを示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る給水ユニットを示す上面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る給水ユニットを示す図である。給水ユニットは、ビルまたはマンションなどの建物に水を給水する給水装置であり、本発明に係るポンプユニットの一例である。図示されるように、給水ユニットは、水（水道水）を圧送するための３台の立形ポンプ１と、これらの立形ポンプ１の運転を制御する制御盤（制御装置）２と、それぞれの立形ポンプ１に接続される配管部３と、立形ポンプ１が載置される架台９とを備えている。立形ポンプ１は、複数段の羽根車（図示せず）と、羽根車の上方に配置される軸封部（図示せず）と、これらの羽根車や軸封部を収容するケーシング（図示せず）と、羽根車を回転駆動するモータ７とを備えている。立形ポンプ１の下部には吸込口５および吐出口６が設けられており、これらは同じ高さに位置している。吸込口５は受水槽２５または図示しない水道本管に接続され、吐出口６は配管部３に接続されている。

配管部３は、３本の連結配管１１と１本の吐出配管（吐出ヘッダ）１２と吸込配管（吸込ヘッダ；図示せず）とを備えている。連結配管１１の上流側の端部は各立形ポンプ１の吐出口６にそれぞれ接続されており、各連結配管１１の下流側の端部は吐出配管１２に接続されている。このような構成により、それぞれの立形ポンプ１から吐出された水は各連結配管１１を介して吐出配管１２に移送され、吐出配管１２内で水の流れが合流される。

連結配管１１には、流量が所定量以下である場合に切り替わるフロースイッチ１４と、水の逆流を防止する逆止弁１５と、連結配管１１の開閉を行うスルース弁１６とが設けられている。フロースイッチ１４の信号線は制御盤２に接続されており、フロースイッチ１４から制御盤２に流量が所定量以下の信号(小水量)が送信されるようになっている。連結配管１１に流入した水は、フロースイッチ１４、逆止弁１５、スルース弁１６の順に通過し、吐出配管１２を介して外部に吐出される。なお、吐出配管１２の出口１２ａは、例えば建物に設置されている水供給配管に接続され、水供給配管は建物内の水の需要先(例えば蛇口)に接続される。

各立形ポンプ１の吐出側には図示しない圧力センサが設けられており、立形ポンプ１から吐出された水の圧力（以下、吐出圧力ともいう）を検出する。圧力センサは制御盤２に接続されており、圧力センサから制御盤２に圧力センサの検出値が送信されるようになっている。

制御盤２はインバータ（図示せず）を備えており、このインバータによって立形ポンプ１のモータ７の回転速度が加減速されるようになっている。そして、制御盤２は、立形ポンプ１のモータ７の回転速度を制御する。

本実施形態に係る給水ユニットは自動モードを備える。自動モードでは、需要先にて水が使用(例えば、建物内の蛇口を開ける)されると立形ポンプ１を小停再始動して給水を行い、水の使用が終了(例えば、建物内の蛇口を全て閉める)すると立形ポンプ１を小水量停止する。具体的には制御盤２は、全ての立形ポンプ１が停止中に吐出圧力が任意の値(始動圧)を下回ったら、需要先にて水の使用があったと認識して立形ポンプ１を始動する。そして、圧力センサから送られてきた検出値（水の吐出圧力）に基づき、該知の推定末端圧一定制御もしくは吐出圧力一定制御にて立形ポンプ１のモータ７の回転速度を制御する
。需要先での使用水量が増加すると必要に応じて停止中の立形ポンプ１を追加する。逆に需要先での使用水量が減少すると、並列運転中の立形ポンプ１を解列する。ポンプ運転台数が１台となり、運転中の立形ポンプ１におけるフロースイッチ１４が小水量の検知を行うと立形ポンプ１を停止する。停止する前に必要に応じて圧力タンク（不図示）へ昇圧してもよい。この全ての立形ポンプ１が小水量にて停止した状態を小水量停止とする。小水量停止中に上述したように吐出圧力が始動圧を下回ったら、立形ポンプ１を小停再始動する。通常は、このような自動運転モードのポンプ制御により、吸込口５から吸い込まれた水は、立形ポンプ１によって所定の圧力に昇圧され、配管部３を介して需要先にて必要な水量の搬送液が供給される。

本実施形態では、逃がし配管は、３台の立形ポンプ１のそれぞれに接続された３本の個別配管２２、および３本の個別配管２２が合流する集合配管２３を含む。また、個別配管２２は、各立形ポンプ１の羽根車より上部のケーシング部分に設けられる。各個別配管２２は、他のポンプからの逆流を防ぐための逆止弁２７とメンテナンス等に使用する仕切弁２４（ボール弁、グローブ弁等も可）で構成され、集合配管２３に接続される。集合配管２３は、受水槽２５または排水経路（図示せず）に通じる。さらに、集合配管２３には逃がし弁２６が設置される。制御盤２は、以下で説明する例のように、温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度に応じて逃がし弁２６を開閉制御する。逃がし弁２６は電磁弁、電動弁等の電気信号にて開閉できる流路開閉器が用いられる。また、逃がし弁２６が開にて逃がし配管に水が流れ、立形ポンプ１外へ排水される。

温度センサ２０は、締切運転や小水量運転した際に最も水温が上昇する部分に取付けるのが最も効果的である。締切運転や小水量運転の時には、羽根車の回転エネルギーが熱エネルギーに変換され水温が上昇するため、立形ポンプ１において最も水温が上昇する部分は羽根車最終段近辺であり、ケーシング上部になる。温度センサ２０は最上段羽根車近傍に埋め込んでも良いし、ケーシングの外面に貼り付けても良い。ケーシングの外側に温度センサ２０を取り付けることにより、ポンプを分解しなくても温度センサ２０を取り付け又は取り外しすることができメンテナンス性が向上するとともに、温度センサ２０を非防水とすることができ、更には温度センサ２０の制御盤２への信号線の配線も容易に行うことができるという効果がある。また、上述したように立形ポンプ１のケーシング内には、羽根車の上部に軸封部が設けられている。軸封部は摺動するため発熱しやすい。温度センサ２０を立形ポンプ１の羽根車より上部に取り付けることにより、軸封部の発熱をより正確に検知することが出来るため、より効果的に逃がし弁２６の制御を行うことが出来る。

ここで、例えば制御盤２の故障などによって逃がし弁２６が制御できない場合には、常時逃がし配管にて排水するように、逃がし弁２６は通電時閉となる流路開閉器を使用することが好ましい。制御盤２からの信号線が断線等にて故障した場合には、立形ポンプ１の温度に関わらず逃がし弁２６が開かれることで、水の無駄は発生するものの、立形ポンプ１が高温となり立形ポンプ１が運転不可となるのを防止して給水を継続することができる。

図２は、本発明の第１の実施形態における逃がし弁２６の制御について模式的に示す図である。図示された例において、制御盤２は、例えば締切運転のために運転中のポンプの温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇した場合には、需要先にて水の使用中であっても該当する立形ポンプ１を停止させる。一方、制御盤２は、温度Ｔが第１の閾値Ｔ１よりも低い第２の閾値Ｔ２（５０℃）まで上昇した場合に逃がし弁２６を開く。図では、逃がし弁２６を開いたことによって温度Ｔが低下した場合（実線）と、温度Ｔがさらに上昇した場合（破線）との温度変化が、時刻ｔに沿って模式的に示されている。なお、以下の説明において、「逃がし弁２６を開く」ことは、逃がし弁２６が閉じられている場合には逃がし弁２６を開き、逃がし弁２６が既に開かれている場合にはその状態を維持すること
を意味する。同様に、「逃がし弁２６を閉じる」ことは、逃がし弁２６が開かれている場合には逃がし弁２６を閉じ、逃がし弁２６が既に閉じられている場合にはその状態を維持することを意味する。

ここで、立形ポンプ１は高温で運転継続するとケーシングが熱変形したり、例えば軸封部などの摺動部にて接触回転し焼き付きを招いたりして故障する虞がある。第１の閾値Ｔ１は、第１の閾値Ｔ１にて長時間運転すると立形ポンプ１が故障する虞がある温度とする。また、本実施形態の給水ユニットは搬送液として水道水や井戸水、工業用水等であり、立形ポンプ１を通過する前の搬送液の水温Ｔｗは０℃〜４０℃程度である。立形ポンプ１の運転中は、ケーシング内で軸動力が熱に変わるため立形ポンプ１内の搬送液の水温は上昇する。そのため第２の閾値Ｔ２は搬送液の水温Ｔｗよりも高い温度とする。

図２の実線にて示された例において、需要先にてある程度の水量を使用されている場合、立形ポンプ１は搬送液にて冷却されるので温度Ｔは閾値Ｔ２以下である。そのため、制御盤２は逃がし弁２６を閉じた状態で、３台の立形ポンプ１の全部または一部を運転している。例えば、需要先にてごく少量の水しか使われていない場合、小水量運転（締切運転含む）となる。小水量運転の場合、立形ポンプ１内に搬送液が長時間滞留し搬送液の水温が上昇し、更には立形ポンプ１の温度Ｔが上昇する。いずれかの立形ポンプ１で温度Ｔが第２の閾値Ｔ２（５０℃）まで上昇した場合に制御盤２は逃がし弁２６を開く。小水量運転の場合、逃がし配管から滞っていた高温の搬送液が排出され代わりに水温がＴｗの搬送液が吸込口５より立形ポンプ１内に入ることによって、温度Ｔは低下する。その場合、制御盤２は、すべての立形ポンプ１で温度Ｔが第４の閾値Ｔ４（４５℃）まで低下した場合に逃がし弁２６を閉じてもよい。第４の閾値Ｔ４は、第２の閾値Ｔ２よりも低く、搬送液の水温Ｔｗ以上である。

また、本実施例の給水ユニットでは先述したように、需要先にてごく少量の水しか使われていない小水量運転の場合、フロースイッチ１４が小水量の検知を行う。フロースイッチ１４が小水量の検知が任意の時間継続した場合、小水量運転として温度Ｔの検出値に関わらず逃がし弁２６を開いてもよい。この場合、フロースイッチ１４が小水量の検知がない且つ温度Ｔが第４の閾値Ｔ４（４５℃）以下のタイミングにて逃がし弁２６を閉じてもよい。こうすれば、小水量運転にて温度Ｔが上昇するのを防ぐことが出来る。また、温度センサ２０が故障した場合でも小水量運転時に逃がし弁２６を開くことができるため、図２の実線のように温度Ｔを下げることが可能となる。

一方、例えば、異物の噛みこみ等により立形ポンプ１の羽根車がロックした場合はモータ７に過電流が発生し高温となり、その熱がポンプ１に伝わり温度Ｔが上昇する。この場合、図２の破線にて示すように、逃がし弁２６を開いても温度Ｔが上昇し続ける。制御盤２は、いずれかの立形ポンプ１で温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇した時点で、当該立形ポンプ１を強制的に停止させる。当該立形ポンプ１が停止したことにより吐出圧力が低下した場合には、起動可能な他の立形ポンプ１を起動(ポンプローテーション)して給水を継続するが、起動可能な他の立形ポンプ１が存在しない場合は断水する。その後、該当する立形ポンプ１で温度Ｔが第３の閾値Ｔ３（５５℃）まで低下した時点で、該当する立形ポンプ１が再起動可能になる。

なお、制御盤２は、立形ポンプ１で温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇した時点で、該当ポンプの過熱警報を出力しても良い。更には、該当ポンプを停止することにより異物の噛みこみが取れて正常に運転できる可能性もあるため、ポンプ過熱警報を出力するまでに複数回リトライを行っても良い。具体的には、制御盤２は、温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇し該当ポンプを停止させ、温度Ｔが第３の閾値Ｔ３（５５℃）まで低下するまで運転不可とする。これを任意の回数繰り返し再度立形ポンプ１の運転中に
温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇したらポンプ過熱警報としてオペレータへの警報を出力してもよい。

つまり、本実施形態では、温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）よりも低い第２の閾値Ｔ２（５０℃）まで上昇した時点で逃がし弁２６を開き、逃がし配管から水を排出しながら立形ポンプ１の運転を継続することによって、立形ポンプ１を搬送液にて冷却でき効果的に温度Ｔを低下させることができる可能性が高くなる。それにより、小水量運転によるポンプ過熱を回避し、更には供給先にて水を使用中にポンプ停止することを回避することができる。これは、需要先にて水の使用中に意図せぬポンプローテションによる圧力変動や断水を回避することとなる。

ここで、上述したように自動モードにて立形ポンプ１が小停再起動するタイミングは需要先にて水の使用が確認されたときであり、立形ポンプ１の起動によって逃がし配管から排水せずとも温度Ｔを低下させることができる可能性がある。従って、制御盤２は、温度Ｔが第２の閾値Ｔ２（５０℃）に達したときに逃がし弁２６を開いたにもかかわらず温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇した場合、立形ポンプ１を停止させた後、温度Ｔが第３の閾値Ｔ３（５５℃）まで下降して立形ポンプ１が再起動可能になった場合に逃がし弁２６を閉じてもよい。あるいは、制御盤２は、いずれかの立形ポンプ１で温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（６０℃）まで上昇しこの時点で該当する立形ポンプ１を停止させるとともに、他に運転中の立形ポンプ１がなければ、逃がし弁２６を閉じてもよい。例えば立形ポンプ１の吸込口５に水道本管の圧力がかかるような場合、立形ポンプ１の停止中にも逃がし配管を通じて立形ポンプ１内の水が排出される。従って、すべての立形ポンプ１が停止されるのであれば、節水のために逃がし弁２６を閉じることが有効である。

図３は給水ユニットにおける制御盤２の概略ブロック構成図である。本実施形態に係る給水ユニットにおける制御装置である制御盤２は、設定部４６、記憶部４７、演算部４８、表示器４９、Ｉ／Ｏ部５０、および運転パネル５１を備えている。インバータ、フロースイッチ、圧力センサ、温度センサ２０、逃がし弁２６は、Ｉ／Ｏ部５０と信号線を介して接続されている。設定部４６には、給水ユニットの運転制御に関する各種設定値が入力され、リセットボタン５２、クリアボタン５３を備える。設定部４６および表示器４９は、運転パネル５１に設けられている。表示器４９は、ユーザーインターフェースとして機能し、逃がし弁２６の開閉状態、温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度、立形ポンプ１の運転状況（運転情報）、警報等を表示する。表示器４９は液晶パネルであり、設定部４６は操作入力のための各種スイッチまたはタッチパネルなどを含む操作部である。また、表示器４９は制御盤２に取り付けられてもよいし、表示器４９は制御盤２から離れて配置されてもよい。また、表示器４９は液晶パネルと７セグメントＬＥＤや表示灯を組み合わせた構成でもよい。

図４は給水ユニットにおける制御盤２の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、表示器４９に加えて、外部表示器６１がさらに設けられている。図４に示すように、制御盤２は通信部６０をさらに備えている。制御盤２は有線通信または無線通信によって外部表示器６１に接続されている。外部表示器６１として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレットの汎用端末機器または遠隔監視器などの専用端末機器が採用される。本実施形態では、表示器４９は７セグメントＬＥＤや表示灯などの簡易な表示器であり、外部表示器６１は液晶画面と液晶画面のタッチ入力方式や押圧ボタン方式を用いた高機能表示器である。簡易な表示器４９に比べて外部表示器６１は表示できる情報量が格段に多いため、外部表示器６１に逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示することによって、給水ユニットに不慣れなユーザーは誤解することなく、逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を認識することが出来る。また、給水ユニットは外部表示器６
１による各種設定変更を可能としてもよい。

給水ユニットは機械室やポンプ室などの電気的なノイズの多い環境に設置されることがある。本実施形態によれば、給水ユニットに組み込まれる表示器４９として、液晶表示やタッチパネルよりも電気的ノイズに強い７セグメントＬＥＤや表示灯、機械的な押圧ボタンなどにて構成された表示器を使用することにより、外部環境から発生される電気的なノイズにより外部表示器６１の液晶表示やタッチパネル操作に異常が発生した場合でも、表示器４９により給水ユニットの運転に必要な最低限度の表示や操作を行うことが可能なため、給水ユニットを電気的ノイズの多い環境下にも設置することができる。さらに、外部表示器６１として、スマートフォン、携帯電話、パソコン、タブレットなどの汎用端末機器を使用すると、ユーザーは専用のアプリケーションソフトウエアを用いて、逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示させることができるため、専用のアプリケーションソフトウエアを複数用意し使い分けることによりユーザーのレベルに沿った逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度の表示を提供することが可能である。

ここで、制御盤２に表示器４９は設けられておらず、代わりに外部表示器（高機能表示器）６１のみが設けられてもよい。給水ユニットには表示器自体を設ける必要がなくなるので、給水ユニット全体のコストを更に下げることが可能である。また、制御盤２は、クリアボタン５３を備えておらず、代わりに、外部表示器６１に、クリアボタン(不図示)を備えていてもよい。ユーザーが外部表示器６１上のクリアボタンを押すと、外部表示器６１上に表示されている逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度の表示が消去される。

また、図４において、通信部６０は公衆回線やネットワーク、専用回線等を介して保守管理会社または管理人室に設けられた遠隔監視装置(例えば、パソコンやスマートフォン、専用モニター)に接続され、給水ユニットにおける逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示する。遠隔監視装置は給水ユニットや立形ポンプ１の故障情報や運転情報等、その他の情報も表示してもよい。

図５は給水ユニットにおける制御盤２のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態の制御盤２の基本的構成は図３に示す実施形態の制御盤２の構成と同じであるが、制御盤２が通信部６０に代えて、制御盤側アンテナ部６７を備えている点、および制御盤側アンテナ部６７に接続された集積回路６８を備えている点で異なっている。集積回路６８は、不揮発性値記憶領域、揮発性記憶領域を有する記憶部４７に電気的に接続されている。なお、本実施形態の制御盤２は表示器４９を備えていないが、制御盤２に表示器４９を設けてもよい。また、給水ユニットは、外部表示器７０による各種設定変更を可能としてもよい。

外部表示器７０は、電波を送受信する表示器側アンテナ部７１と、表示器側アンテナ部７１で受信したデータを読み取るデータリーダー７４と、データリーダー７４によって読み取られたデータ（例えば、逃がし弁２６の開閉状態、温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度、立形ポンプ１の運転状態、吐出圧力など）を表示する表示部７２と、データリーダー７４、表示器側アンテナ部７１、および表示部７２に電力を供給するバッテリー７３とを備えている。外部表示器７０として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレット等の汎用端末機器でもよく、遠隔監視器などの専用の端末機器でもよい。特に、スマートフォンなどの汎用端末機器を外部表示器として使用すれば、専用の表示器を制作するコストが削減できるので、給水ユニットのコストを下げることができる。また、複数のユーザーが個々の汎用端末機器に逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示させることができるので、マ
ンションやビルの管理人のような給水ユニットに関する専門知識のないユーザーに対しても、立形ポンプ１の運転情報や逃がし弁２６の開閉状態、更には温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を分かり易く知らせることができる給水ユニットを安価に提供することができる。

外部表示器７０は、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）の技術によって制御盤２と接続される。より具体的には、外部表示器７０を制御盤２に近づけた状態で、表示器側アンテナ部７１が電波を発生すると、その電波を制御盤側アンテナ部６７が受け取り、制御盤側アンテナ部６７は電波を電力に変換する。この電力は集積回路６８および記憶部４７に供給されてこれら集積回路６８および記憶部４７を駆動する。集積回路６８は記憶部４７に記憶されている上記データを読み取り、制御盤側アンテナ部６７にデータを送る。制御盤側アンテナ部６７は、データとともに電波を表示器側アンテナ部７１に送信する。データリーダー７４は、表示器側アンテナ部７１が受信したデータを読み取り、そのデータを表示部７２に表示させる。

外部表示器７０は、逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度の表示を消去するためのクリアボタン６６を備えている。ユーザーがこのクリアボタン６６を押すと、表示部７２に表示されている逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度の表示が消去される。本実施形態のクリアボタン６６は、表示部７２の画面上に現れる仮想的なボタンであるが、クリアボタン６６は表示部７２の外に設けられた機械的なボタンであってもよい。本実施形態の制御盤２はクリアボタンを備えていないが、制御盤２にクリアボタンを設けてもよい。なお、これらの操作には、操作制限を設けてもよい。具体的には、ユーザーが主に使用する外部表示器７０にクリアボタン６６を設け、メンテナンス員が主に使用する制御盤２にリセットボタン５２を設ける。このように制御盤２にのみリセットボタン５２を設けることで、ユーザーのリセットボタン５２の誤操作を防ぐことができる。パスワード等の複雑な使用制限の解除方法ではなく、外部表示器７０を設けることで、ユーザーの誤操作を防止することができる。

本実施形態では、外部表示器７０と制御盤２との間で無線通信が行われ、記憶部４７に記憶されている逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度などを含むデータは、制御盤２から外部表示器７０に送られる。本実施形態によれば、給水ユニットの電源が入っていない場合でも、制御盤側アンテナ部６７は外部表示器７０から発せられる電波から電力を発生し、集積回路６８および記憶部４７を駆動することができる。したがって、給水ユニットのメンテンナンス中などにおいて制御盤２に電力が供給されていないときでも、外部表示器７０は、制御盤２の記憶部４７から逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を含むデータを取得し、該データを表示することができる。

本実施形態で採用される近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）は、数ｃｍの近距離でのみ相互通信が可能な技術である。したがって、外部表示器７０に逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度やその他の各種情報を表示させるためには、ユーザーやメンテナンス員は外部表示器７０を制御盤２に近づける必要がある。このことは、外部表示器７０を操作するときは、ユーザーやメンテナンス員は給水ユニットの近くにいることを意味する。したがって、ユーザーやメンテナンス員は給水ユニットを目視しながら外部表示器７０を操作することになり、誤操作に起因した給水ユニットの予期しない動作を防止することに繋がる。また、複数の給水ユニットが設置された現場では、逃がし弁２６の開閉状態、または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示したい給水ユニットの近距離でのみ通信可能となる為、無線通信にてよくある意図しない別の給水ユニットの逃がし弁２６の開閉状態、
または温度センサ２０によって測定される立形ポンプ１の温度を表示してしまうという誤表示を防止することが出来る。

本実施形態では、逃がし弁２６の制御における第１の閾値Ｔ１、第２の閾値Ｔ２、第３の閾値Ｔ３、および第４の閾値Ｔ４は、運転パネル５１、外部表示６１、外部表示器７０にて変更が可能としてもよい。例えば、給水ユニットが給湯器の二次側に設置される場合、立形ポンプ１に吸い込まれる水の温度Ｔｗが既に高いため、第２の閾値Ｔ２（５０℃）とこの水の温度との差が小さいような場合には逃がし弁２６が開かれている時間が長くなってしまう。このような場合には、運転パネル５１を用いて第２の閾値Ｔ２を変更し、より高い温度にすることができる。なお、上記の例における温度Ｔの閾値（第１の閾値Ｔ１が６０℃、第２の閾値Ｔ２が５０℃、第３の閾値Ｔ３が５５℃、第４の閾値Ｔ４が４５℃）は一例にすぎない。例えば、各閾値の初期設定値がこれとは異なる値であってもよく、またそれらの値が上述のように運転パネル５１を用いて任意に変更可能であってもよい。

また、逃がし弁２６が正常に動作するかを試験するために逃がし弁２６の開閉を設定部４６および/または外部表示６１および/または外部表示器７０から指令することも可能であり、逃がし弁２６の開閉状態は運転パネル５１および/または外部表示６１および/または外部表示器７０に表示されてもよい。更には、運転パネル５１および/または外部表示６１および/または外部表示器７０を用いて試験運転中には、上記の温度Ｔの閾値に基づく逃がし弁２６の制御を中止させることができる。

以上で説明したような本実施形態における逃がし弁２６の制御では、制御盤２が、立形ポンプ１が停止される水の温度Ｔの閾値（第１の閾値Ｔ１）よりも低い閾値（第２の閾値Ｔ２）で逃がし弁２６を開く。立形ポンプ１が停止される前に逃がし弁２６を開くことによって、搬送液の液温によって温度Ｔを低下させ、運転を継続することができる。温度Ｔがさらに低い閾値（第４の閾値Ｔ４）まで低下したとき、逃がし弁２６が閉じられる。このような制御によって、立形ポンプ１の小水量運転時における過熱を防止しつつ、逃がし配管における排水量を最小限に抑えることができる。

図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る給水ユニットを示す図である。図示されるように、給水ユニットは、水（水道水）を圧送するための３台の立形ポンプ１と、これらの立形ポンプ１の運転を制御する制御盤（制御装置）２とを備えている。なお、配管部３、吸込口５、吐出口６、モータ７、架台９、連結配管１１、吐出配管１２、フロースイッチ１４、逆止弁１５、およびスルース弁１６を含む給水ユニットの構成、並びにポンプの運転制御方法である自動運転モードについては、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した第１の実施形態と同様であり、制御盤（制御装置）２については図３〜５を参照して説明した実施形態と同様であるため、重複した詳細な説明は省略する。

本実施形態では、立形ポンプ１に接続された逃がし配管３１が集合配管とはされず、個別に受水槽２５または排水経路（図示せず）に通じる。この場合、逃がし配管３１を経由した立形ポンプ１同士の間での水の逆流は発生しないため、逃がし配管３１に逆止弁は設けられなくてよい。３本の逃がし配管３１には、それぞれ逃がし弁３２が設置される。制御盤２は、以下で説明するように、温度センサ２０によって測定される各立形ポンプ１内の水の温度Ｔに応じてそれぞれの逃がし弁３２を個別に開閉制御する。

ここで、第１の実施形態と同様に、制御盤２の故障などによって逃がし弁３２が制御できない場合には、常時逃がし配管３１にて排水するように、逃がし弁３２は通電時閉となる流路開閉器を使用することが好ましい。制御盤２からの信号線が断線等にて故障した場合には、立形ポンプ１の温度に関わらず逃がし弁３２が開かれることで、水の無駄は発生するものの、立形ポンプ１が高温となり立形ポンプ１が運転不可となるのを防止して給水
を継続することができる。

既に述べたように、本実施形態では各立形ポンプ１に逃がし配管３１が接続され、制御盤２が各逃がし配管３１に設置された逃がし弁３２を個別に制御する。従って、本実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の逃がし弁３２の制御が、それぞれの逃がし弁３２について独立して実行される。つまり、制御盤２は、各立形ポンプ１における水の温度Ｔを個別に管理し、それぞれの温度Ｔが第１〜第４の閾値Ｔ１〜Ｔ４に達した場合に逃がし弁３２の開閉、または立形ポンプ１の停止もしくは再起動の制御を実行する。第１の実施形態と同様に、第１〜第４の閾値Ｔ１〜Ｔ４は、制御盤２に設けられる運転パネルにおいて変更可能であってもよい。

本実施形態において、制御盤２は、温度Ｔが第２の閾値Ｔ２（例えば５０℃）に達したときに逃がし弁３２を開いたにもかかわらず温度Ｔが第１の閾値Ｔ１（例えば６０℃）まで上昇した場合、立形ポンプ１を停止させるとともに逃がし弁３２を閉じてもよい。上記の第１の実施形態とは異なり、ある立形ポンプ１に設置された逃がし弁３２の開閉は別の立形ポンプ１に影響を与えない。従って、例えば立形ポンプ１の吸込口５に水道本管の圧力がかかるような場合、制御盤２は制御対象の逃がし弁３２が設置された立形ポンプ１が停止された時点で、節水のために逃がし弁３２を閉じることができる。

なお、上記の第１および第２の実施形態では、本発明に係るポンプとして立形ポンプを用いた給水ユニットを例示したが、本発明に係るポンプはこのような立形ポンプには限定されない。本発明に係るポンプは、横形ポンプや羽根車が１段の単段ポンプでも同様の効果が期待できる。また、温度センサの位置はケーシングの上部に限らず、発熱部品の温度上昇が検知できる位置に設置すればよい。一例として、配管部分に取り付けてもよい。逃がし配管は、排水することによりポンプが効果的に冷却される位置に設置されるとよい。第１〜第４の閾値Ｔ１〜Ｔ４を変更可能とすることにより、ポンプの形状や温度センサの位置、更には給水装置の設置環境に関わらず最適な逃がし弁の制御をおこなうことが可能である。更には、給水ユニットのポンプ台数は３台に限定されず、一台または複数台でもよい。

なお、上記の第１および第２の実施形態では、本発明に係るポンプユニットとして給水ユニットを例示したが、本発明に係るポンプユニットはこのような給水ユニットには限定されない。本発明に係るポンプユニットは、例えば消火ポンプユニットをも含む。給水ユニットの自動運転は需要側の水の使用にてポンプを始動し小水量にてポンプ停止するが、消火ポンプユニットの自動運転は、火災発生の信号入力やスプリンクラーの散水による圧力低下をトリガとしてポンプを起動し、その後は水量を制限することなく消火活動が完全に終了して操作盤の停止ボタンを押すまではポンプ運転を継続する。しかしながら、火災発生の誤検知や誤操作にてポンプが起動してしまった場合、もしくは消火完了してバルブを閉めた場合等に、小水量運転や締切運転となりポンプの過熱が生じうる虞がある。同様に、本発明に係るポンプユニットは、例示した給水ユニットおよび消火ポンプユニットに限らず、小水量運転や締切運転によるポンプの過熱が生じうるあらゆる種類のポンプユニットを含みうる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 立形ポンプ
２ 制御盤
１４ フロースイッチ
２２ 個別配管
２３ 集合配管
２４ 逆止弁
２６，３２ 逃がし弁
３１ 逃がし配管
４６ 設定部
４７ 記憶部
４８ 演算部
４９ 表示器
５０ Ｉ／Ｏ部
５１ 運転パネル
５２ リセットボタン
５３ クリアボタン
６０ 通信部
６１，７０ 外部表示器
６７ 制御盤側アンテナ部
６８ 集積回路
７１ 表示器側アンテナ部
７２ 表示部
７３ バッテリー
７４ データリーダー

Claims (9)

1. ポンプと、
   前記ポンプに接続された逃がし配管と、
   前記逃がし配管に設置される逃がし弁と、
   前記ポンプ内の流体の温度に応じて前記逃がし弁を開閉制御する制御装置と
   を備え、
   前記ポンプは、前記温度が第１の閾値まで上昇した場合に停止され、
   前記制御装置は、前記温度が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値まで上昇した場合に前記逃がし弁を開き、
   前記ポンプは、複数のポンプを含み、
   前記逃がし配管は、前記複数のポンプのそれぞれに接続された複数の個別配管を含み、
   前記逃がし弁は、前記複数の個別配管にそれぞれ設置された逃がし弁を含み、
   前記制御装置は、前記複数の個別配管にそれぞれ設置される逃がし弁を個別に制御し、前記温度が前記第１の閾値に到達したことによって停止された前記ポンプに接続された個別配管に設置された前記逃がし弁を閉じる、
   ポンプユニット。
2. 前記制御装置は、前記温度が前記第２の閾値よりも低い第４の閾値まで低下した場合に前記逃がし弁を閉じる、請求項１に記載のポンプユニット。
3. 前記ポンプは、前記温度が前記第１の閾値まで上昇したことによって停止された後、前記温度が第３の閾値まで低下すると再起動可能になり、
   前記第３の閾値は、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にある、請求項１または２に記載のポンプユニット。
4. 前記制御装置は、前記ポンプが再起動可能になった場合に前記逃がし弁を閉じる、請求項３に記載のポンプユニット。
5. 前記第１〜第４の閾値は、変更可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプユニット。
6. 前記制御装置は、前記逃がし弁の開閉状態または/および前記温度に関する情報を表示する表示部を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプユニット。
7. 前記制御装置は、前記逃がし弁の開閉状態または/および前記温度に関する情報を外部表示器に送信する通信部を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプユニット。
8. 前記通信部は、前記外部表示器から電波を受信して該電波を電力に変換する制御装置側アンテナ部である、請求項７に記載のポンプユニット。
9. 前記通信部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器と通信する、請求項８に記載のポンプユニット。

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