JPH10274151A - 直送式給水システムにおけるポンプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 直送式給水システムのポンプユニットに於い
て、給水系の適正な水圧設定と、ポンプ制御動作のため
の制御点の設定を制御盤内において簡便に達成する。 【解決手段】 水道管に接続される配水管に並列に接続
されたポンプから、給水管１８へ吐出される水道水を直
接、端末給水器具へ直送給水するシステムで、給水管に
おける水圧を検出し、ポンプを給水負荷の需要に応じて
単独交互運転と並列運転とを切り換え可能に行うように
構成してなるポンプユニットにおいて、給水管１８の一
部に対し水圧を検出する圧力発信器２６を設け、前記圧
力発信器により得られる水圧に比例した電気信号を搬送
する信号ライン２７に、前記配水管に並列接続されたポ
ンプを予め所定の水圧に対応して制御動作させる制御点
においてそれぞれスイッチ動作するよう電気信号レベル
を設定したモニタスイッチ３４ａ、３４ｂを接続配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中高層の建物等に
おける給水システムに関し、水道用配水管に直結してコ
ンパクトな構成とすると共に、完全密閉システムを実現
して衛生管理の容易な直送式給水システムにおけるポン
プユニットの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、公共上水道において、３階建以
上（２０ｍ以上）の建物内に設けられる端末給水器具に
対して、給水を行う場合は、水圧が不足するため、配水
管から引き込んだ水道水を、一旦受水槽に貯水し、次い
で加圧ポンプにより増圧して端末給水器具に給水する方
式、または配水管からの水道水を受水槽に受け、次いで
これを揚水ポンプにより建物の屋上等に設置した給水槽
に汲み上げて貯水し、ここから自然流下（落差）により
各端末給水器具に給水する方式等が採用されている。

【０００３】しかしながら、前記いずれの給水方式にお
いても、配水管からの水道水を受水槽に一旦貯水する
と、残留塩素が次第に減少していくため、受水槽の有効
容積が一定以上を越えるものについては、簡易水道法の
規制対象となって安全衛生管理が義務付けられ、特に受
水槽の維持管理は非常に面倒となる難点があった。

【０００４】また、小規模の受水槽においては、前記法
規制の対象とはならないものの、この場合には衛生管理
上の問題が生じ易くなる。

【０００５】そこで、前記上水道の配水管に給水ポンプ
を直結して、給水ポンプによる加圧した水道水を、直接
端末給水器具へ給水するという直送式給水システムが種
々提案されている。

【０００６】すなわち、この直送式給水システムは、配
水管と端末給水器具への給水管との間に、給水ポンプと
圧力貯水タンクとを順に接続して、圧力貯水タンク側を
端末給水器具に連結すると共に、給水ポンプを運転して
加圧し、適正な給水を行うように構成したものである。

【０００７】従って、このように構成される直送式給水
システムを採用すれば、受水槽を省略して完全密閉シス
テムとすることができるため、受水槽における衛生管理
上の問題を生じない利点が得られる。

【０００８】しかるに、従来より提案されている直送式
給水システムのポンプユニットは、例えば図４に示すよ
うに構成されている。すなわち、図４において、参照符
号１０は水道管を示し、この水道管１０より適宜導出さ
れる配水管１２ａ、１２ｂにそれぞれモータ駆動ポンプ
１４Ａ、１４Ｂを接続配置すると共に、これらポンプ１
４Ａ、１４Ｂの吐出側にウォータハンマを防止し得るフ
ローリレー付き緩衝形逆止弁１６ａ、１６ｂを接続した
後、これら配水管１２ａ、１２ｂを共通の給水管１８に
連通接続した構成からなる。

【０００９】前記給水管１８の一部には、圧力タンク２
０を分岐管２１を介して分岐接続し、また前記給水管１
８の一部に対し、分岐管２２およびバルブ２３を介して
圧力計２４を接続する。この場合、前記圧力計２４の接
続される分岐管２２の一部には、さらに分岐導管２５を
介して圧力発信器２６および一対の圧力スイッチ２８
ａ、２８ｂがそれぞれ接続配置される。なお、図４にお
いて、参照符号３０は制御盤を示し、前記給水管１８に
対して並列に接続配置した一対のポンプ１４Ａ、１４Ｂ
を、給水負荷の需要に応じて、適宜インバータ制御方式
等を採用して、それぞれ単独交互運転ないしは並列運転
を行うように設定される。

【００１０】そして、このような一対のポンプ１４Ａ、
１４Ｂの運転制御を行うに際しては、給水負荷の需要に
比例して変化する給水管１８内における水圧の変化等を
検知して、前記各運転制御の選択を行うことができる。
このため、図４に示す従来技術においては、圧力計２４
と共に併設した圧力発信器２６および一対の圧力スイッ
チ２８ａ、２８ｂにより、所要の制御信号を得ると共
に、前記フローリレー付き逆止弁１６ａ、１６ｂに併設
した流量検出器１７ａ、１７ｂ等を利用することができ
る。

【００１１】なお、前記圧力タンク２０は、常時給水系
統が一定圧力を保持し得るように、所要量の水道水が高
圧に加圧された状態で貯水しておき、給水系の端末給水
器具が開かれて比較的少流量の水道水の利用に際して、
この圧力タンク２０内に貯水されている水道水を、その
加圧力により給水管１８へ導出するのみで、必要な給水
を達成し得るものである。そして、この圧力タンク２０
内の貯水量が減って、給水系の水圧が低下すると、この
状態を圧力スイッチ２８ａ、２８ｂにより検知して、ポ
ンプ１４Ａ、１４Ｂを起動させて、給水系への給水と共
に圧力タンク２０内へ所要の水圧になるまで給水を行
う。従って、このような圧力タンク２０を設けることに
より、ポンプ１４Ａ、１４Ｂの頻繁な起動および停止操
作を防止して、ポンプ寿命を高めることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前述した構
成からなる従来の直送式給水システムにおけるポンプユ
ニットにおいて、安定した給水を行うためには、並列に
接続配置したポンプ１４Ａ、１４Ｂを適正に制御するこ
とが必要である。このため、給水系における水圧の変化
を検出することは重要であり、この圧力検出手段とし
て、圧力計２４、圧力発信器２６および圧力スイッチ２
８ａ、２８ｂを設ける必要がある。

【００１３】すなわち、前記圧力検出手段として、特に
圧力スイッチ２８ａ、２８ｂは、給水系の水圧の変動に
対し、その上限値および下限値の設定並びに並列に接続
配置したポンプ１４Ａ、１４Ｂの起動および停止を行う
ポンプ制御動作の制御点の設定のために、重要である。

【００１４】しかしながら、これら圧力スイッチ２８
ａ、２８ｂは、そのケーシング内に水圧を直接導入する
ため、圧力計２４等と同様に、給水管１８に連通接続さ
れる分岐導管２５を接続配置する必要がある。なお、こ
の圧力スイッチとしては、受圧部に金属の曲管（ブルド
ン管）、ダイアフラム、ベロー、ピストン等の弾性体を
使用して受圧部の変形量から圧力を測定する弾性圧力計
を応用したものと、圧力による金属の電気抵抗変化を利
用した抵抗線ひずみ計式、チタン酸バリウム磁器等の切
片に圧力を加えると圧力に比例した起電力を生じること
を利用した圧電式あるいは半導体ひずみゲージを利用し
た半導体式等の電気式圧力計を応用したもの等が、一般
的に採用されている。因みに、圧力発信器としては、後
者の電気式圧力計を基本構成とするものが、好適に採用
されている。

【００１５】従って、前記圧力スイッチは、複数の制御
点の設定のためには、制御点数に応じてそれぞれ個別の
圧力スイッチを設ける必要があることから、これらの圧
力スイッチの設置に際して、分岐導管２５の設置距離が
長くなり、配管の接続構成が複雑になると共に、これら
配管内における死水の発生量も多くなり、この死水から
雑菌が発生し易くなって、衛生管理上好ましくない状態
となる難点がある。

【００１６】そこで、本発明の目的は、ポンプユニット
を制御するために給水系の水圧を検出する圧力検出手段
として、従来圧力計と共に併設していた圧力スイッチを
省略除去し配管構成を簡略化して死水の発生を防止する
と共に、圧力発信器から取り出される水圧に比例した電
気信号を利用して、給水系の適正な水圧設定とポンプ制
御動作のための制御点の設定とを制御盤内において簡便
に達成することができる直送式給水システムにおけるポ
ンプユニットを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る直送式給水システムにおけるポンプユ
ニットは、水道管に接続される配水管にポンプを並列に
接続し、このポンプから給水管へ吐出される水道水を直
接端末給水器具へ給水する直送式給水システムからな
り、前記給水管における水圧を検出し配水管に並列接続
されたポンプを給水負荷の需要に応じて単独交互運転と
並列運転とを切り換え可能に行うように構成してなるポ
ンプユニットにおいて、給水管の一部に対し水圧を検出
する圧力発信器を設け、前記圧力発信器により得られる
水圧に比例した電気信号を搬送する信号ラインに、前記
配水管に並列接続されたポンプを予め所定の水圧に対応
して制御動作させる制御点においてそれぞれスイッチ動
作するよう電気信号レベルを設定したモニタスイッチを
接続配置することを特徴とする。

【００１８】なお、この場合、前記圧力発信器により得
られる水圧に比例した電気信号を搬送する信号ライン
を、配水管に並列接続したポンプの駆動制御を行う制御
盤に導入し、この制御盤においてモニタスイッチを接続
配置するよう構成することにより、本発明の直送式給水
システムにおけるポンプユニットの監視を簡便に行うこ
とができる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明に係る直送式給水システムにお
けるポンプユニットの実施例につき、添付図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。

【００２０】第１図は、本発明に係る直送式給水システ
ムにおけるポンプユニットの一実施例の要部を示すもの
である。なお、本実施例に係るポンプユニットは、その
主要構成において、前記図４に示すポンプユニットの構
成と同じであるので、その主要構成については図示を省
略した。

【００２１】すなわち、本実施例のポンプユニットにお
いては、水道管１０より導出される配水管１２ａ、１２
ｂにそれぞれモータ駆動ポンプ１４Ａ、１４Ｂを接続す
ると共に、フローリレー付き緩衝形逆止弁１６ａ、１６
ｂを接続して、これらを給水管１８に接続し、さらにこ
の給水管１８に圧力タンク２０を接続配置した構成にお
いて、従来の圧力計２４およびこれと併設していた圧力
スイッチ２８ａ、２８ｂの設置（図４において、１点鎖
線で囲んだ部分を示す）を省略したものである。

【００２２】そこで、本実施例においては、図１に示す
ように、給水管１８に対し圧力検出手段を連通接続する
ために導出した分岐管２２の一部に、バルブ２３を介し
て圧力発信器２６を直接設け、この発信器２６から得ら
れる水圧に比例した電気信号を搬送する信号ライン２７
を、前記モータ駆動ポンプ１４Ａ、１４Ｂ（図４）を制
御するための制御盤３０内に導入し、この制御盤３０内
において、前記信号ライン２７に適宜フィルタ３２を接
続してノイズを除去した後、前記電気信号レベルに応じ
てスイッチ動作を行う複数のモニタスイッチ３４ａ、３
４ｂを接続した構成からなる。

【００２３】すなわち、前記圧力発信器２６は、前述し
たような電気式圧力計を基本構成とするものを使用し、
この圧力発信器２６から出力される給水管１８の水圧に
比例した電気信号を、予め所定の水圧に対応して前記配
水管に並列接続されたポンプ（１４Ａ、１４Ｂ）を制御
動作させるための制御点において、それぞれスイッチ動
作するように電気信号レベルを設定したモニタスイッチ
３４ａ、３４ｂへ転送するよう構成したものである。な
お、この種のモニタスイッチとしては、例えば株式会社
エム・システム技研の製造販売に係るプラグイン形ＦＡ
用変換器Ｋ・ＵＮＩＴシリーズの「アラームセッタ（形
式ＫＳ）」の商品名からなるものを使用することができ
る。

【００２４】次に、前記モニタスイッチを使用した場合
のモータ駆動ポンプの制御動作について、図２に示す２
台のポンプの運転状態による水圧Ｐおよび流量Ｑ特性を
参照しながら説明する。

【００２５】まず、第１のポンプおよび第２のポンプ
が、共に停止している状態において、給水系の水圧が始
動圧力Ｐ1 （例えば、３．４５Kg／cm² ）まで低下する
と、この状態を第１のモニタスイッチ３４ａで検出して
単独ポンプ起動信号を出力し、例えば第１のポンプを起
動する。この時のポンプ起動流量は、Ｑ1 （例えば２４
０ L／min ）で示される。これにより、第１のポンプは
単独運転特性Ｉに基づいてポンプ運転が行われる。

【００２６】この場合、使用給水量（給水管１８の水
量）が低下すると、給水系の水圧が上昇し、単独運転上
限水圧Ｐ2 （例えば３．７５Kg／cm² ）に至り、この時
のポンプ流量が下限流量Ｑ2 （例えば１０ L／min ）に
至ると、この状態を流量検出器１７ａで検出してポンプ
駆動停止信号を出力し、第１のポンプの駆動を停止す
る。

【００２７】このように、第１のポンプの駆動が停止さ
れ、再び給水系の水圧が始動圧力Ｐ1 まで低下すると、
今度は第２のポンプが起動して、前記と同様に単独運転
特性Ｉに基づいてポンプ運転が行われる。

【００２８】従って、前記給水系の水圧が、始動圧力Ｐ
1 以上の場合は、前述したように第１のポンプと第２の
ポンプとが、交互に運転される単独交互運転モードとな
る。

【００２９】一方、前記第１のポンプあるいは第２のポ
ンプが、単独運転特性Ｉに基づいてポンプ運転が行われ
ている場合、給水系の水圧が低下して、下限水圧Ｐ3
（例えば３．３５Kg／cm² ）まで低下すると、この状態
を第２のモニタスイッチ３４ｂで検出して並列ポンプ起
動信号を出力し、停止していた他のポンプを起動する。
この時のポンプ起動流量は、Ｑ3 （例えば７５０ L／mi
n ）で示される。これにより、第１のポンプと第２のポ
ンプとは、並列運転特性IIに基づいてポンプ並列運転が
行われる。

【００３０】そして、この場合、使用給水量が低下する
と、給水系の水圧が上昇して、並列運転上限水圧Ｐ4
（例えば３．５０Kg／cm² ）に至ると、この状態を前記
モニタスイッチ３４ｂで検出して並列運転されている一
方のポンプに対してポンプ駆動停止信号を出力し、一方
のポンプの駆動を停止して、他方のポンプによる単独運
転特性Ｉに基づくポンプ運転が行われる。

【００３１】このようにして、本発明によれば、従来の
ポンプユニットにおいて設けられていた圧力スイッチ等
を省略除去し、この圧力スイッチに代えて圧力発信器２
６の出力信号を利用して同様のスイッチ機能を有するモ
ニタスイッチ３４ａ、３４ｂを使用すると共に、このモ
ニタスイッチを制御盤３０内に組み込むことが可能とな
り、ポンプユニットの周辺における配管並びに配線構成
を簡略・短小化することができ、しかも配管の簡略化に
伴って死水の発生量を著しく低減することができ、さら
にはポンプユニットの設備全体の構成をコンパクトにし
て、低コストに製造することができるばかりでなく、そ
の制御性能を向上し得る等、多くの優れた利点が得られ
る。

【００３２】図３は、図１に示す本発明に係る直送式給
水システムにおけるポンプユニットの変形例を示すもの
である。すなわち、図３に示す実施例においては、給水
管１８に対し圧力検出手段を連通接続するために導出し
た分岐管２２の一部に、バルブ２３を介して圧力発信器
２６と共に圧力計２４を連通接続したものである。この
場合にも、配管構成を十分に簡略・短小化することがで
きるので、死水の発生量を著しく低減することができ
る。

【００３３】また、前記実施例における圧力発信器２６
や圧力計２４の設置に代えて、分岐管２２を省略し、給
水管１８に対しその一部にオリフィス等の圧力検出手段
を直接設置することも可能である。

【００３４】なお、本発明において、図４に示す構成に
よれば、圧力タンク２０と給水管１８とを連通接続する
分岐管２１においては、既に述べたように、ポンプの頻
繁な起動および停止操作を防止すべく圧力タンク２０内
の貯留水が、比較的頻繁に出入りするので、死水の発生
は防止される。

【００３５】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る直送
式給水システムにおけるポンプユニットにおいては、水
道管に接続される配水管にポンプを並列に接続し、この
ポンプから給水管へ吐出される水道水を直接端末給水器
具へ給水する直送式給水システムからなり、前記給水管
における水圧を検出し配水管に並列接続されたポンプを
給水負荷の需要に応じて単独交互運転と並列運転とを切
り換え可能に行うように構成してなるポンプユニットに
おいて、給水管の一部に対し水圧を検出する圧力発信器
を設け、前記圧力発信器により得られる水圧に比例した
電気信号を搬送する信号ラインに、前記配水管に並列接
続されたポンプを予め所定の水圧に対応して制御動作さ
せる制御点においてそれぞれスイッチ動作するよう電気
信号レベルを設定したモニタスイッチを接続配置する構
成としたことにより、配管構成を簡略化して死水の発生
を防止すると共に、圧力発信器から取り出される水圧に
比例した電気信号を利用して、給水系の適正な水圧設定
とポンプの制御点の設定とを制御盤内において簡便に達
成することができる。

【００３７】従って、本発明の直送式給水システムにお
けるポンプユニットによれば、設備構成を簡略化して衛
生的に優れた構成とすることができると共に、全体構造
をコンパクト化して設備コストも著しく低減することが
でき、しかも制御性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る直送式給水システムにおけるポン
プユニットの一実施例を示す要部系統図である。

【図２】本発明に係る直送式給水システムにおけるポン
プユニットの運転制御を行う場合の水圧および流量特性
線図である。

【図３】本発明に係る直送式給水システムにおけるポン
プユニットの別の一実施例を示す要部系統図である。

【図４】一般的な直送式給水システムのポンプユニット
の概略構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１０ 水道管 １２ａ、１２ｂ 配水管 １４Ａ、１４Ｂ モータ駆動ポンプ １６ａ、１６ｂ フローリレー付き緩衝形逆止弁 １７ａ、１７ｂ 流量検出器 １８ 給水管 ２０ 圧力タンク ２１ 分岐管 ２２ 分岐管 ２３ バルブ ２４ 圧力計 ２５ 分岐導管 ２６ 圧力発信器 ２７ 信号ライン ２８ａ、２８ｂ 圧力スイッチ ３０ 制御盤 ３２ フィルタ ３４ａ、３４ｂ モニタスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水道管に接続される配水管にポンプを並
   列に接続し、このポンプから給水管へ吐出される水道水
   を直接端末給水器具へ給水する直送式給水システムから
   なり、前記給水管における水圧を検出し配水管に並列接
   続されたポンプを給水負荷の需要に応じて単独交互運転
   と並列運転とを切り換え可能に行うように構成してなる
   ポンプユニットにおいて、 給水管の一部に対し水圧を検出する圧力発信器を設け、
   前記圧力発信器により得られる水圧に比例した電気信号
   を搬送する信号ラインに、前記配水管に並列接続された
   ポンプを予め所定の水圧に対応して制御動作させる制御
   点においてそれぞれスイッチ動作するよう電気信号レベ
   ルを設定したモニタスイッチを接続配置することを特徴
   とする直送式給水システムにおけるポンプユニット。