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公開番号2025041345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148577
出願日2023-09-13
発明の名称給水装置および給水装置の制御方法
出願人株式会社日立産機システム
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類E03B 5/00 20060101AFI20250318BHJP(上水;下水)
要約【課題】災害の発生などにより主電源が失われた場合において、非常用電源からの電力供給によって、より多くの水を供給するための技術を提供する。
【解決手段】管路に設けられるポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機に電力を供給するための電力変換装置と、管路内の水の流通状態を制御する制御装置と、を有し、水源から対象施設に水を供給する給水装置であって、制御装置は、電力変換装置の単位電流値あたりの給水量が最大となるように、管路を流通する水の単位時間あたりの流量を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
管路に設けられるポンプと、
前記ポンプを駆動する電動機と、
前記電動機に電力を供給するための電力変換装置と、
前記管路内の水の流通状態を制御する制御装置と、を有し、
水源から対象施設に水を供給する給水装置であって、
前記制御装置は、前記電力変換装置の単位電流値あたりの給水量が最大となるように、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を制御する、
給水装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記電力変換装置の一次側電流値に基づいて前記単位時間あたりの給水量を算出する、
給水装置。
【請求項３】
請求項２に記載の給水装置において、
前記ポンプの吐き出し圧力を検出する圧力検出部と、
少なくとも前記ポンプの吐き出し圧力と、前記電動機の回転数と、前記電力変換装置の一次電流値との関係性を含む制御パラメータを記憶する記憶部と、を有し、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶されている前記制御パラメータに基づいて、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を推定する、
給水装置。
【請求項４】
請求項１に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記電動機の回転数を調整することで、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を制御する、
給水装置。
【請求項５】
請求項４に記載の給水装置において、
前記ポンプの吐き出し圧力を検出する圧力検出部と、
前記ポンプの駆動中に、前記ポンプの吐き出し圧力と、前記電動機の回転数と、前記電力変換装置の二次電流値との関係性を含む制御パラメータを記憶する記憶部と、を有し、
前記制御装置は、前記ポンプの駆動中に前記記憶部に記憶される前記制御パラメータに基づいて、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を推定する、
給水装置。
【請求項６】
請求項１に記載の給水装置において、
前記ポンプを複数備えると共に、各ポンプをそれぞれ駆動する複数の電動機を備え、
前記制御装置は、前記複数の電動機のうち、駆動させる前記電動機の台数を変化させることで、前記電力変換装置の各々の単位電流値あたりの給水量の和が最大となるように制御する、
給水装置。
【請求項７】
請求項１に記載の給水装置において、
前記管路が接続される前記対象施設の給水路には、前記制御装置から送信される信号に基づいて開閉する複数の開閉部材が設けられ、
前記制御装置は、前記複数の開閉部材の開閉状態を切り替えることで、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を制御する、
給水装置。
【請求項８】
請求項７に記載の給水装置において、
前記ポンプの吐き出し圧力を検出する圧力検出部、を有し、
前記制御装置は、前記開閉部材のうち、開状態にある前記開閉部材の位置に応じて、前記ポンプが駆動する際の目標となる目標圧力を変更する、
給水装置。
【請求項９】
請求項７に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記複数の開閉部材のうち予め決定された数の開閉部材について開状態とすることを許可し、開状態とすることを許可する開閉部材を所定期間毎に変更する、
給水装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の給水装置において、
前記対象施設の給水路は、幹流路と、前記幹流路から分岐して設けられて前記複数の開閉部材が配置される複数の分岐流路と、を含み、
前記複数の開閉部材には、各分岐流路の前記幹流路側に配置されて前記分岐流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁よりも二次側に配置される複数の止水栓と、が含まれ、
前記制御装置は、前記複数の止水栓のうち開状態にあるものの数が予め設定された設定数よりも少ない場合に、全ての前記開閉弁を閉弁させる、
給水装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機によって駆動するポンプを備える給水装置および給水装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
給水装置は、水を送るための重要な設備であり、電源系統（例えば、商用電源）に接続された主電源を持ち通常は常に水を供給しているが、例えば、災害の発生などにより主電源が失われると水の供給ができなくなってしまう。そこで、給水装置としては、電源系統に接続された主電源を喪失したときのために、発電機や蓄電池などの非常用電源を備え、例えば、災害時等には、この非常用電源からの電力供給によって給水を行うものがある（特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１には、平常時に用いられる第１電源と、非常時に用いられる第２電源とを備える給水装置であるポンプ装置において、第２電源による運転時の優先項目として第２電源寿命が選択された場合に、例えば、吐出し圧および給水量を減らしたり、加速時間を変更したりすることで、第２電源が電源供給可能な時間を長時間確保すること記載されている。
【０００４】
特許文献２には、複数の制御用揚程曲線を備え、使用者の選択に応じて使用する制御用揚程曲線を変更することで、電力の消費レベル（ＥＣＯレベル）を調整できる給水装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１４７７６７号公報
特開２０１９－２１０８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら特許文献１，２では、電流値の抑制において目標とすべき加速時間や目標圧力の値は明示されておらず、より多くの水を供給するために、発電機や蓄電池等の非常用電源の電力を効率よく使用する方法について考察されていない。
【０００７】
本開示の技術は、このような事情に鑑みてなされたものであり、災害の発生などにより主電源が失われた場合において、非常用電源からの電力供給によって、より多くの水を供給するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本開示の技術は、その一例を挙げるならば、管路に設けられるポンプと、前記ポンプを駆動する電動機と、前記電動機に電力を供給するための電力変換装置と、前記管路内の水の流通状態を制御する制御装置と、を有し、水源から対象施設に水を供給する給水装置であって、前記制御装置は、前記電力変換装置の単位電流値あたりの給水量が最大となるように、前記管路を流通する水の単位時間あたりの流量を制御するように構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によれば、発電機や蓄電池等の非常用電源の電力を効率よく使用することができ、同じ電源容量に対して、より多くの水を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態１に係る給水装置の全体構成を示す図である。
実施形態１に係る給水装置の電源との接続を説明する図である。
実施形態１に係る給水装置が備える制御装置の構成を示す図である。
ポンプ流量と単位電流値あたりの給水量との関係を示す図である。
実施形態１に係る給水装置におけるポンプ流量の制御方法の一例を示すフローチャートである。
ポンプ流量とポンプ全揚程の関係と、ポンプ流量とインバータ負荷電流の関係を示す図である。
実施形態２に係る最高効率流量の算出手順の一例を示すフローチャートである。
対象施設の給水経路の一例を示す図である。
実施形態３に係る給水装置におけるポンプ流量の制御方法の一例を示すフローチャートである。
実施形態３に係る給水装置におけるポンプ流量の制御方法の一例を示すフローチャートである。
実施形態４に係る給水装置おける目標圧力の調整手順の一例を示すフローチャートである。
実施形態５に係る給水装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
実施形態６に係る給水装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
実施形態７における対象施設の給水経路の一例を示す図である。
実施形態８に係る給水装置の全体構成を示す図である。
実施形態８に係る給水装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
実施形態８に係る給水装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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