特開 2024-118370 流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、及び、流体供給装置のメンテナンス方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118370

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、及び、流体供給装置のメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/08 20060101AFI20240823BHJP

   F04B 49/10 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

F04B49/08 311

F04B49/10 331M

F04B49/10 331C

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024746

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100214248

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 純

(74)【代理人】

【識別番号】100214260

【弁理士】

【氏名又は名称】相羽 昌孝

(72)【発明者】

【氏名】岡本 茂

(72)【発明者】

【氏名】北出 哲史

(72)【発明者】

【氏名】原田 陽介

(72)【発明者】

【氏名】伏見 航

【テーマコード（参考）】

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H145AA23

3H145AA26

3H145BA03

3H145BA22

3H145BA31

3H145CA04

3H145CA12

3H145DA01

3H145DA15

3H145EA13

(57)【要約】

【課題】保全員の作業なく、圧力タンクの点検及び保守を行うことができる流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、及び、流体供給装置のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】流体供給システム１は、電動機１３を駆動源として流体を移送するポンプ１２と、ポンプ１２の吐出側に設けられ流体の圧力を保持する圧力タンク２０と、圧力タンク２０に気体を供給する気体供給部２１と、圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の作動を制御する制御部３０，５０と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機を駆動源として流体を移送するポンプと、
前記ポンプの吐出側に設けられ前記流体の圧力を保持する圧力タンクと、
前記圧力タンクに気体を供給する気体供給部と、
前記圧力タンク内の圧力情報に基づいて前記気体供給部の作動を制御する制御部と、
を備える
流体供給システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記圧力情報によって前記圧力タンク内の圧力が低下していると判定した場合、前記気体供給部を作動させて前記圧力タンクに前記気体を供給させる
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項3】

前記気体供給部は、
前記気体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した前記気体を前記圧力タンクへ供給する気体流路と、
前記気体流路を開閉する自動制御弁と、
を有し、
前記制御部は、前記圧縮機及び前記自動制御弁を制御する、
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記圧力情報として予め定めた期間の前記ポンプの始動発停回数を用いて前記圧力タンク内の圧力低下を判定する
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項5】

前記圧力タンク内の圧力を検出する物理量計測装置を備え、
前記制御部は、前記圧力情報として前記物理量計測装置の検出値を用いて前記圧力タンク内の圧力低下を判定する
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項6】

前記制御部は、
前記圧力タンク内の圧力が低下した場合、前記気体供給部によって前記圧力タンクに前記気体を供給し、予め定めた時間経過した後、前記気体供給部による前記気体の供給を停止させる供給動作を繰り返し、
前記供給動作の回数が予め定めた回数に到達した場合、前記供給動作を停止させる
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項7】

前記制御部は、
前記圧力タンク内の圧力が低下した場合、前記気体供給部によって前記圧力タンクに前記気体を供給し、予め定めた時間経過した後、前記気体供給部による前記気体の供給を停止させる供給動作を繰り返し、
前記供給動作が予め定めた時間又は回数に到達した場合、前記供給動作を停止させ、異常有りと判定する
請求項１に記載の流体供給システム。

【請求項8】

電動機を駆動源として流体を移送するポンプ、前記ポンプの吐出側に設けられ前記流体の圧力を保持する圧力タンク、及び、前記圧力タンクに気体を供給する気体供給部、前記圧力タンク内の圧力情報を通知する供給通信部を有する流体供給装置と、
前記供給通信部から前記圧力情報を受信する管理通信部、及び、前記管理通信部が受信した前記圧力情報に基づいて前記気体供給部の作動を制御する管理制御部を有するデータ管理装置と、
を備え、
前記管理制御部は、前記圧力情報によって前記圧力タンク内の圧力が低下していると判定した場合、前記気体供給部を作動させて前記圧力タンクに前記気体を供給させる
流体供給システム。

【請求項9】

電動機を駆動源として流体を移送するポンプと、
前記ポンプの吐出側に設けられ前記流体の圧力を保持する圧力タンクと、
前記圧力タンクに気体を供給する気体供給部と、
前記圧力タンク内の圧力情報に基づいて前記気体供給部の作動を制御する供給制御部と、
を備え、
前記供給制御部は、前記圧力タンク内の圧力が低下した場合、前記気体供給部を作動させて前記圧力タンクに前記気体を供給させる
流体供給装置。

【請求項10】

電動機を駆動源としてポンプの吐出側に流体を移送する流体供給装置をデータ管理装置が管理する流体供給システムにおいて、前記流体供給装置の気体供給部が気体を供給することによって圧力タンクが前記ポンプの吐出側の前記流体の圧力を保持する流体供給システムのメンテナンス方法であって、
前記流体供給装置が前記圧力タンク内の圧力情報を取得する工程と、
取得した前記圧力情報を前記流体供給装置が前記データ管理装置へ送信する工程と、
前記データ管理装置が前記圧力情報を受信する工程と、
前記データ管理装置が、前記圧力情報に基づいて前記圧力タンク内の圧力が低下していると判定した場合、前記気体供給部から前記圧力タンクに前記気体を供給するように指示する工程と、
指示された前記流体供給装置が前記気体供給部から前記圧力タンクに前記気体を供給する工程と、
を備える、
流体供給システムのメンテナンス方法。

【請求項11】

電動機を駆動源としてポンプの吐出側に流体を移送する流体供給装置において、気体供給部が気体を供給することによって圧力タンクが前記ポンプの吐出側の前記流体の圧力を保持する流体供給装置のメンテナンス方法であって、
前記圧力タンク内の圧力情報を取得する工程と、
取得した前記圧力情報が前記圧力タンク内の圧力が低下していることを示している場合、前記気体供給部から前記圧力タンクに前記気体を供給する工程と、
を備える、
流体供給装置のメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、供給先に流体を供給するための流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、及び、流体供給装置のメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

オフィスビルまたはマンションなどの給水対象に水（水道水）を供給するための装置として給水装置が広く使用されている。給水装置は、一般に、水を圧送するためのポンプと、ポンプを駆動するためのモータと、ポンプの運転を制御する制御部と、ポンプの下流に接続される圧力タンクと、を備えている。

【0003】

給水装置は、モータにより駆動されるポンプが水を圧送することにより、供給先に水を供給する。ポンプとポンプの下流に設けられる圧力タンクとの間には逆止弁が配置されており、この逆止弁と圧力タンクとにより、ポンプが停止した後においても給水配管内の水圧が適切に維持され、供給先に水が送られる。

【0004】

このような給水装置は、長年のポンプの作動又は供給先への給水によって、徐々に劣化する。したがって、給水装置は、定期的なメンテナンスを行い、劣化を遅らせることが必要である。

【0005】

従来、給水装置の圧力タンクの異常を精度良く検知し、異常が検知された圧力タンクを速やかに補修又は交換できるようにして、メンテナンス費用の増大、及び、ポンプの寿命悪化などの不具合を解消する給水装置が開示されている（例えば特許文献１乃至４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許４７４５６５４号公報

【特許文献2】特許５１８９６０８号公報

【特許文献3】特許５３９６５０３号公報

【特許文献4】特許５３９６５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の給水装置は、圧力タンクの点検又は保守を行う場合に、専門的な熟練の保全員が給水装置を停止させ、圧力タンクを給水系統から切り離した後、タンク内の水を排水し、圧力タンク内の空気圧力の計測及び空気補給を行っていた。このような保全員の作業によって、圧力タンク内の空気圧を正確に計測することができ、圧力タンク内に空気を補充することができた。

【0008】

しかしながら、給水装置の圧力タンクは、運転時間が長くなり電力消費量及び始動発停回数が増加することによる各種異常の発生を抑制するため、１年から半年に１回以上の点検及び空気補充が推奨されている。また、専門的な保全員の人数は限られており、このような頻度で多数の現場の点検を少ない保全員が行うことは困難であり負担が大きかった。

【0009】

本発明は、上述した課題に鑑み、保全員の作業なく、圧力タンクの点検及び保守を行うことができる流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、
及び、流体供給装置のメンテナンス方法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】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の態様に係る流体供給システムは、
電動機を駆動源として流体を移送するポンプと、
前記ポンプの吐出側に設けられ前記流体の圧力を保持する圧力タンクと、
前記圧力タンクに気体を供給する気体供給部と、
前記圧力タンク内の圧力情報に基づいて前記気体供給部の作動を制御する制御部と、
を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明の流体供給システム、流体供給装置、流体供給システムのメンテナンス方法、及び、流体供給装置のメンテナンス方法によれば、保全員の作業なく、圧力タンクの点検及び保守を行うことができる。

【0012】

上記以外の課題、構成及び効果は、後述する発明を実施するための形態にて明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態の流体供給システムの一例を示す全体構成図である。

【図2】本実施形態のデータ管理装置の一例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係る流体供給装置が適用された一例を示す全体構成図である。

【図4】流体供給システムの制御部を構成するコンピュータの一例を示すハードウエア構成図である。

【図5】本実施形態に係る流体供給システム又は流体供給装置による圧力タンクメンテナンス方法の第１例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態に係る流体供給システム又は流体供給装置による圧力タンクメンテナンス方法の第２例を示すフローチャートである。

【図7】本実施形態の流体供給システムの管理制御部又は流体供給装置の供給制御部における圧力タンク内の圧力低下の判定方法に用いられるポンプの発停回数データを示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明を実施するための実施形態について説明する。以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

【0015】

（流体供給システム）
図１は、本実施形態の流体供給システム１の一例を示す全体構成図である。流体供給システム１は、流体供給装置１０を管理するためのシステムとして機能する。例えば、本実施形態の流体供給システム１は、電動機１３を駆動源としてポンプ１２の吐出側に流体を移送する流体供給装置１０をデータ管理装置５が管理する。特に、本実施形態の流体供給システム１は、流体供給装置１０の気体供給部２１が気体を供給することによって圧力タンク２０がポンプ１２の吐出側の流体の圧力を保持する。なお、図１の流体供給装置１０は、２台のポンプ１２を２台の電動機１３で駆動する構成であるが、ポンプ１２は何台でもよく、それに応じて電動機１３を設置すればよい。

【0016】

流体供給システム１は、その主要な構成として、監視対象の流体供給装置１０と、流体供給装置１０と通信可能に構成されたデータ収集装置４と、データ収集装置４と通信可能
に構成されたデータ管理装置５と、データ管理装置５と通信可能に構成された端末装置６とを備える。各装置４～６は、例えば、汎用又は専用のコンピュータ（後述の図４参照）で構成されるとともに、ネットワーク７を介して各種のデータを相互に送受信可能に構成される。なお、各装置４～６の数は、図１の例に限らず、１つでもよいし、複数でもよい。

【0017】

流体供給装置１０は、任意の流体を移送する装置であり、例えば、インフラ設備（上水道、下水道等）やプラント設備（石油精製、発電、製造、化学プロセス等）に設置されて使用される。流体供給装置１０は、吸込管１１から吐出管１８へ流体を移送するポンプ１２と、ポンプ１２の駆動源となる電動機１３と、ポンプ１２の吐出管１８側の流体の圧力を保持する圧力タンク２０と、圧縮機２２によって圧縮された高圧の気体を圧力タンク２０に供給する気体供給部２１と、ポンプ１２及び気体供給部２１の動作を制御する供給制御部３０とを備える。

【0018】

ポンプ１２は、例えば、羽根車、回転軸、軸受、メカニカルシール、グランドパッキン、ケーシング、配管等で構成される。電動機１３は、例えば、インバータモータ等の任意の形式のモータで構成される。供給制御部３０は、例えば、組込型コンピュータで構成され、ユーザ（ポンプ装置２の設置作業者や管理者等）により運転条件が設定された設定値と、ポンプ１２及び電動機１３の各部に設けられたセンサ類（不図示）の検出値とに基づいて、電動機１３の回転動作を制御する。なお、ポンプ１２及び電動機１３の各部に設けられたセンサ類、並びに、供給制御部３０は、各装置４～６と通信可能に構成されていてもよい。

【0019】

流体供給装置１０は、図示しない物理量計測装置３を設置してもよい。物理量計測装置３は、ポンプ１２に起因する物理量を計測する装置であり、例えば、ポンプ１２、又は、電動機１３の任意の位置に取り付けられる。物理量計測装置３は、計測対象の物理量を計測し、計測したときの物理量データを処理する。

【0020】

物理量計測装置３による計測対象の物理量は、例えば、加速度（振動）、速度、変位、環境音等である。物理量計測装置は、例えば、加速度を計測可能な加速度センサ、速度を計測可能な速度センサ、変位を計測可能な変位センサ、環境音を計測可能なマイクロホン等で構成される。なお、計測対象の物理量は、上記の例に限られず、例えば、圧力、荷重、温度、電流値、電圧値等の物理量でもよく、その場合には、圧力センサ、荷重センサ、温度センサ、電流センサ、電圧センサ等の物理量センサが用いられる。また、物理量計測装置３は、複数の物理量をそれぞれ計測するため、複数のセンサを含むものでもよい。物理量計測装置３は、計測された物理量を示すアナログ信号がデジタル信号に変換された物理量データを処理する。処理された物理量データは、供給制御部３０、又はデータ管理装置５によって使用される。

【0021】

データ収集装置４は、物理量計測装置３又は供給制御部３０から処理データを収集する装置であり、例えば、ゲートウェイ等の中継器、サーバ、スマートフォンやタブレット等の携帯型コンピュータ等で構成される。データ収集装置４は、物理量計測装置３又は供給制御部３０との間で通信が確立されることで、物理量計測装置３から処理データを収集する。また、データ収集装置４は、アプリケーションやブラウザ等のプログラムがインストールされて、各種の入力操作を受け付けるとともに、処理データをデータ管理装置５に送信する。さらに、データ収集装置４は、異なるネットワークプロトコル技術を用いたネットワークに対して、プロトコルを変換することによって相互接続することもできる。

【0022】

データ管理装置５は、データ収集装置４により収集された処理データを管理するための管理制御部５０を備え、例えば、サーバ型コンピュータやクラウド型コンピュータで構成
される。後述するように、データ管理装置５は、データ収集装置４から受信した処理データを管理記憶部５２に格納したり、その処理データが所定の通知条件を満たすときに、管理通信部５１から通知情報を端末装置６に送信したり、管理記憶部５２に格納した処理データの参照要求を端末装置６から受け付けたときに、管理記憶部５２の参照情報を端末装置６に送信したりする。

【0023】

端末装置６は、流体供給装置１０の設置場所から離れた遠隔地に所在するユーザ（流体供給装置１０の管理者や点検・修理作業者等）により使用される装置であり、例えば、据置型コンピュータや携帯型コンピュータで構成される。端末装置６は、アプリケーションやブラウザ等のプログラムがインストールされて、各種の入力操作を受け付けるとともに、各種の情報（通知情報や管理記憶部５２の参照情報）を表示画面に表示する。なお、端末装置６は、データ収集装置４を兼用するものでもよい。

【0024】

ネットワーク７は、任意の通信規格に従って有線通信又は無線通信、あるいは、有線通信と無線通信の組合せにより構成される。具体的には、例えば、インターネット等の標準化された通信網、又はローカルネットワーク等の建物内で管理される通信網、あるいは、これらの通信網の組合せを利用することができる。また、無線通信の通信規格としては、典型的には国際規格が用いられる。国際規格の通信手段として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＩＥＥＥ８０２．１５．１、ＩＥＥＥ８０２．１５．１１ａ、１１ｂ、１１ｇ、１１ｎ、１１ａｃ、１１ａｄ、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４５１３－３－１０、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ等の方式がある。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬｏｗＥｎｅｒｇｙ、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｓｕｂ－ＧＨｚ、ＥｎＯｃｅａｎ（登録商標）、ＬＴＥ等の方式を用いることもできる。

【0025】

（データ管理装置（クラウド））
図２は、本実施形態のデータ管理装置５の一例を示すブロック図である。データ管理装置５は、その主要な構成要素として、管理制御部５０、管理通信部５１、管理記憶部５２、管理入力部５３及び管理出力部５４を備える。

【0026】

管理制御部５０は、例えば、管理記憶部５２に記憶されたデータ管理プログラム５２０を実行することにより、管理処理部５００として機能する。管理通信部５１は、ネットワーク７を介して、例えば、データ収集装置４との間で各種のデータを送受信する通信インターフェースとして機能する。管理記憶部５２は、処理データ、データ管理装置５の動作で使用される各種のプログラム（データ管理プログラム５２０等）及びデータタイプ（管理設定情報５２１等）等を記憶する。管理設定情報５２１は、例えば、データ管理装置５が動作する際に管理制御部５０により参照される設定パラメータを含む。管理入力部５３及び管理出力部５４は、ユーザの入力操作を受け付けるとともに、各種の情報を表示画面や音声を介して出力することでユーザインターフェースとして機能する。

【0027】

管理処理部５００は、端末又は管理入力部５３等から登録された物理量計測装置３又は供給制御部３０のデータアドレス及びデータタイプ等をデータ収集装置４にダウンロードする動作を行う。また、データ収集装置４が監視周期に基づいて収集した処理データを管理記憶部５２で記憶する動作を行う。例えば、データ収集装置４が、管理処理部５００との通信を開始し、物理量計測装置３から取得した処理データを送信すると、管理処理部５００は、処理データを管理記憶部５２に記憶させる管理処理を実行する。管理処理は、監視周期に従って繰り返し実行することにより、管理データを記憶する。

【0028】

本実施形態の流体供給システム１は、物理量計測装置３又は供給制御部３０から取得したデータに基づいて、データ管理装置５において、圧力タンク２０の点検及び保守を行う。例えば、管理制御部５０は、圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の
作動を制御する。具体的には、管理制御部５０は、圧力情報によって圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定した場合、気体供給部２１を作動させて圧力タンク２０に気体を供給させる。

【0029】

（流体供給装置）
図３は、本実施形態に係る流体供給装置が適用された一例を示す全体構成図である。

【0030】

流体供給装置１０は、例えば、マンション、オフィスビル、公共施設、商業施設、工場等の建物や施設に水（流体）を供給する。なお、本実施形態では、流体供給装置１０は、流体として水を供給する場合を例にして説明するが、流体供給装置１０は、燃料及び薬品等の水以外の液体、並びに、ガス、水素及び酸素等の気体を含む流体を供給するものでもよい。

【0031】

流体供給装置１０は、流体供給源４１から導入管４２を介して吸込管１１から水を導入する。なお、流体供給源４１は、受水槽を用いた受水槽方式でもよい。流体供給装置１０の吐出管１８には供給管４３が接続されている。供給管４３は、各建物の蛇口等の流体供給先４４に接続している。流体供給装置１０は、流体供給源４１からの流体を増圧し、建物等の各流体供給先４４に水を供給する。流体供給先４４は、例えば、給湯器、給水栓、又は、フラッシュバルブ等である。

【0032】

流体供給装置１０は、流体を移送するポンプ１２と、ポンプ１２の吸込側（上流側）に接続された吸込管１１と、ポンプ１２の吐出側（下流側）に接続された吐出管１８と、ポンプ１２を駆動する電動機１３と、電動機１３の回転速度を制御するインバータ１４と、吐出管１８内の流体量が少なくなったことを検出するフロースイッチ１５と、流体の逆流を防止する流体逆止弁１６と、吐出管１８内の流体圧を検知する圧力センサ１７と、ポンプ１２の吐出側に設けられ吐出管１８内の流体の圧力を保持する圧力タンク２０と、圧力タンク２０に気体を供給する気体供給部２１と、圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の作動を制御する供給制御部３０と、を備える。なお、フロースイッチ１５及び圧力センサ１７は、物理量計測装置３を構成する。

【0033】

本実施形態に係る圧力タンク２０は、容器内部を気体室２０ａと流体室２０ｂとに分ける隔膜２０ｃを有する。気体室２０ａの内部には予め空気、窒素等の気体が封入されており、ポンプ１２から流体室２０ｂに流入した流体は隔膜２０ｃを介して気体室２０ａの気体を圧縮する。圧力タンク２０とポンプ１２との間には流体逆止弁１６が配置されており、この流体逆止弁１６と圧力タンク２０とにより、ポンプ１２が停止した後においても供給管４３内の流体圧が適切に維持される。流体供給先４４の給水栓等が開かれると、吐出管１８内の圧力により流体が吐き出される。隔膜２０ｃは、空気室２０ａ側から流体室２０ｂ側へ戻る。

【0034】

（気体供給部）
気体供給部２１は、圧縮した気体を作るコンプレッサ等の圧縮機２２と、圧縮機２２が圧縮した空気を一時的に貯留する調整タンク２３と、調整タンク２３内の気体の圧力を調整する圧力調整機２４と、調整タンク２３から圧力タンク２０へ接続する気体流路２５を開閉する自動制御弁２６と、圧力タンク２０から調整タンク２３側への気体の流れを防止する気体逆止弁２７と、を有する。なお、気体供給部２１は、流体供給装置１０の外部に後付けで設置してもよい。

【0035】

圧縮機２２は、気体を圧縮し、圧力を高めて、調整タンク２３に送り出す。圧縮機２２としてのコンプレッサの方式は、往復式、回転式、遠心式、又は、軸流式等でよい。気体は、空気に限らず、窒素等でもよい。なお、気体供給部２１は、圧縮機２２としてコンプ
レッサに代えて、ブロア等の送風機を用いてもよい。

【0036】

調整タンク２３は、圧縮機２２が圧縮した空気を一時的に貯留する。圧縮機２２と調整タンク２３は、圧力調整機２４を介して接続されると好ましい。調整タンク２３は、圧縮機２２の脈動を平準化するとともに、圧力タンク２０内の圧力の降下を防止し、非常時の気体の供給を迅速に行うことができる。そして、圧力調整機２４は、調整タンク２３内を一定の圧力に調整することができる。自動制御弁２６は、調整タンク２３から圧力タンク２０へ接続する気体流路２５を開閉する。気体逆止弁２７は、圧力タンク２０から調整タンク２３側への気体の流れを防止する。なお、自動制御弁２６は、電磁弁や電動弁でよい。

【0037】

したがって、圧縮機２２で圧縮された気体は、圧力調整機２４によって一定の圧力に調整された状態で調整タンク２３に貯留される。圧力タンク２０の気体の圧力が低下した場合、自動制御弁２６が開き、調整タンク２３の気体は、圧力タンク２０に流入し、圧力タンク２０内の圧力が増加する。

【0038】

なお、圧力調整機２４を設置せず、圧縮機２２のオン／オフ又は圧縮機２２から排出する気体の量を調整することによって、調整タンク２３の気体を一定の圧力に調整してもよい。また、圧力調整機２４、調整タンク２３、及び、気体逆止弁２７のうち、少なくとも１つを設置せず、圧縮機２２のオン／オフ、圧縮機２２から排出する気体の量の調整、及び、自動制御弁２６の開閉等によって、圧力タンク２０の気体の圧力を調整してもよい。

【0039】

（供給制御部）
供給制御部３０は、流体供給装置１０を制御する。流体供給装置１０は、図示しない入力部を有し、操作者が入力部から供給制御部３０に、上限圧力や下限圧力、過少水量時の停止圧力等、制御に必要な情報を入力できるようになっている。供給制御部３０は、入力部から入力された情報及び物理量計測装置３等の計測値に基づいて、インバータ１４を介して電動機１３に制御信号を送信し、所定の回転速度でポンプ１２を駆動させる。

【0040】

ポンプ１２は、電動機１３の回転が高速になるのに伴って、吐出量が増大する。このとき、吐出管１８内の水圧は上昇するが、この吐出側圧力は圧力センサ１７により逐次検出されており、供給制御部３０は、圧力センサ１７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１２の回転速度をフィードバック制御する。

【0041】

ここで、流体供給先４４において流体が使用され、圧力センサ１７により検出される検出圧力が予め設定された始動圧力以下に低下すると、ポンプ１２が始動される。ポンプ１２が電動機１３により駆動されると、導入管４２の流体が吸込管１１を介してポンプ１２に吸い込まれ、所定の圧力で吐出管１８に吐出される。吐出管１８に吐出された流体は、供給管４３を通って需要側の流体供給先４４に給水される。流体は、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流体供給先４４にも十分に供給できる圧力に加圧される。

【0042】

ポンプ１２の運転中に、流体供給先４４における流体の使用量が少なくなり、流体量が設定量よりも少なくなってフロースイッチ１５が動作すると、ポンプ１２の運転が停止される。このポンプ１２の停止にあたっては、一時的にポンプ１２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２０内に十分な流体を蓄圧する。最終的には、圧力タンク２０内の流体が所定の停止圧力に昇圧された状態でポンプ１２が停止される。

【0043】

その後、流体供給先４４において流体が使用されると、しばらくは圧力タンク２０から流体が供給されるが、圧力タンク２０の水が少なくなり、圧力センサ１７の検出圧力が上
述した始動圧力以下に低下すると、ポンプ１２が再び起動される。

【0044】

なお、ポンプ１２の始動開始後一定の時間においては、フロースイッチ１５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、流体供給設備の諸条件により、ポンプ１２が始動してからしばらくの間は流体が流れないような場合であっても、過少流体量の検出によってポンプ１２が停止されることを防止することができる。また、ポンプ１２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１５から過少流体量検知信号が送られてもポンプ１２の停止処理を行わないように供給制御部３０をプログラムしてもよい。このようにすることで、ポンプ１２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。

【0045】

ここで、上述したように、供給制御部３０は、圧力センサ１７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１２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１２の吐出圧力が一定になるようにポンプ１２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１２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１２の吐出し圧力が一致するようにポンプ１２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。

【0046】

なお、供給制御部３０の制御は、管理制御部５０によって行われてもよい。この場合、供給制御部３０は、入力部から入力された情報及び物理量計測装置３等の計測値等のデータを管理制御部５０に対して送受信すればよい。

【0047】

（コンピュータ）
図４は、流体供給システム１の制御部を構成するコンピュータ２００の一例を示すハードウエア構成図である。

【0048】

本実施形態の流体供給システム１の制御部は、流体供給装置１０の供給制御部３０、及び、データ管理装置５の管理制御部５０によって構成される。それぞれは、汎用又は専用のコンピュータ２００により構成される。なお、データ管理装置５自体がコンピュータ２００により構成されてもよい。コンピュータ２００は、図２に示すように、その主要な構成要素として、バス２１０、プロセッサ２１２、メモリ２１４、入力デバイス２１６、表示デバイス２１８、ストレージ装置２２０、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部２２２、外部機器Ｉ／Ｆ部２２４、Ｉ／Ｏ（入出力）デバイスＩ／Ｆ部２２６、及び、メディア入出力部２２８を備える。なお、上記の構成要素は、コンピュータ２００が使用される用途に応じて適宜省略されてもよい。

【0049】

プロセッサ２１２は、１つ又は複数の演算処理装置（ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ等）で構成され、コンピュータ２００全体を統括する制御部として動作する。メモリ２１４は、各種のデータ及びプログラム２３０を記憶し、例えば、メインメモリとして機能する揮発性メモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）と、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）とで構成される。

【0050】

入力デバイス２１６は、例えば、キーボード、マウス、テンキー、電子ペン等で構成される。表示デバイス２１８は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー、プロジェクタ等で構成される。入力デバイス２１６及び表示デバイス２１８は、タッチパネルディスプレイのように、一体的に構成されていてもよい。ストレージ装置２２０は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ等で構成され、オペレーティングシステムやプログラム２３０の実行に必要な各種のデータを記憶する。

【0051】

通信Ｉ／Ｆ部２２２は、インターネットやイントラネット等のネットワーク２４０に有線又は無線により接続され、所定の通信規格に従って他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。外部機器Ｉ／Ｆ部２２４は、プリンタ、スキャナ等の外部機器２５０に有線又は無線により接続され、所定の通信規格に従って外部機器２５０との間でデータの送受信を行う。無線通信の手段は、典型的には国際規格の通信手段が用いられる。国際規格の通信手段として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＩＥＥＥ８０２．１５．１、ＩＥＥＥ８０２．１５．１１ａ、１１ｂ、１１ｇ、１１ｎ、１１ａｃ、１１ａｄ、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４５１３－３－１０、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ等の方式がある。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬｏｗＥｎｅｒｇｙ、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｓｕｂ－ＧＨｚ、ＥｎＯｃｅａｎ（登録商標）等を用いることもできる。

【0052】

Ｉ／ＯデバイスＩ／Ｆ部２２６は、各種のセンサ、アクチュエータ等のＩ／Ｏデバイス２６０に接続され、Ｉ／Ｏデバイス２６０との間で、例えば、センサによる検出信号やアクチュエータへの制御信号等の各種の信号やデータの送受信を行う。メディア入出力部２２８は、例えば、ＤＶＤドライブ、ＣＤドライブ等のドライブ装置で構成され、ＤＶＤ、ＣＤ等のメディア２７０に対してデータの読み書きを行う。

【0053】

上記構成を有するコンピュータ２００において、プロセッサ２１２は、プログラム２３０をメモリ２１４のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス２１０を介してコンピュータ２００の各部を制御する。なお、プログラム２３０は、メモリ２１４の代わりに、ストレージ装置２２０に記憶されていてもよい。プログラム２３０は、インストール可能なファイル形式又は実行可能なファイル形式でＣＤ、ＤＶＤ等の非一時的な記録媒体に記録され、メディア入出力部２２８を介してコンピュータ２００に提供されてもよい。プログラム２３０は、通信Ｉ／Ｆ部２２２を介してネットワーク２４０経由でダウンロードすることによりコンピュータ２００に提供されてもよい。また、コンピュータ２００は、プロセッサ２１２がプログラム２３０を実行することで実現する各種の機能を、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のハードウエアで実現するものでもよい。

【0054】

コンピュータ２００は、例えば、据置型コンピュータや携帯型コンピュータで構成され、任意の形態の電子機器である。コンピュータ２００は、クライアント型コンピュータでもよいし、サーバ型コンピュータやクラウド型コンピュータでもよい。コンピュータ２００は、流体供給装置３及び機械学習装置４以外の他の装置に適用されてもよい。

【0055】

（圧力タンクメンテナンス）
次に、本実施形態の流体供給システム１による圧力タンクメンテナンスについて説明する。

【0056】

本実施形態の流体供給システム１は、圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の作動を制御する。また、データ管理装置５が圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の作動を制御する場合、供給通信部３１及び管理通信部５１を介して、管理制御部５０とデータのやり取りを行う。例えば、管理制御部５０は、圧力情報によって圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定した場合、気体供給部２１を作動させて圧力タンク２０に気体を供給させる。

【0057】

データ管理装置５は、圧力情報として予め定めた期間のポンプ１２の始動発停回数を用いて圧力タンク２０内の圧力低下を判定する。期間は、数時間、数日、数週又は数ヶ月等で、使用者が適宜設定すればよい。ポンプ１２の始動発停回数は、ポンプ１２を始動又は停止した回数である。この回数を用いて圧力情報を作成する。例えば、１週間のポンプ１２の始動発停回数から１日平均値を求め、当日のポンプ１２の始動発停回数の当日平均値
と比較し、変化の割合が閾値に到達した場合に圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定すればよい。

【0058】

また、データ管理装置５は、圧力情報としてフロースイッチ１５又は圧力センサ１７等の物理量計測装置３の検出値を用いて圧力タンク２０内の圧力低下を判定する。物理量計測装置３は、圧力タンク２０内の圧力低下を直接的又は間接的に認識できるものであれば、フロースイッチ１５又は圧力センサ１７以外でもよい。物理量計測装置３の検出値を用いた場合、より適切に圧力タンク２０内の圧力低下を判定することができる。

【0059】

次に、本実施形態の流体供給装置１０による圧力タンクのメンテナンスについて説明する。

【0060】

本実施形態の流体供給装置１０の供給制御部３０は、圧力タンク２０内の圧力情報に基づいて気体供給部２１の作動を制御する。例えば、供給制御部３０は、圧力情報によって圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定した場合、気体供給部２１を作動させて圧力タンク２０に気体を供給させる。

【0061】

供給制御部３０は、圧力情報として予め定めた期間のポンプ１２の始動発停回数を用いて圧力タンク２０内の圧力低下を判定する。期間は、数時間、数日、数週又は数ヶ月等で、使用者が適宜設定すればよい。ポンプ１２の始動発停回数は、ポンプ１２を始動又は停止した回数である。この回数を用いて圧力情報を作成する。例えば、１週間のポンプ１２の始動発停回数から１日平均値を求め、当日のポンプ１２の始動発停回数の当日平均値と比較し、変化の割合が閾値に到達した場合に圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定すればよい。

【0062】

また、供給制御部３０は、圧力情報としてフロースイッチ１５又は圧力センサ１７等の物理量計測装置３の検出値を用いて圧力タンク２０内の圧力低下を判定してもよい。物理量計測装置３は、圧力タンク２０内の圧力低下を直接的又は間接的に認識できるものであれば、フロースイッチ１５又は圧力センサ１７以外でもよい。物理量計測装置３の検出値を用いた場合、より適切に圧力タンク２０内の圧力低下を判定することができる。

【0063】

（第１例の圧力タンクメンテナンス方法）
図５は、本実施形態に係る流体供給システム１又は流体供給装置１０による圧力タンクメンテナンス方法の第１例を示すフローチャートである。なお、本実施形態のフローチャートは、データ管理装置５の管理制御部５０又は流体供給装置１０の供給制御部３０によって実行される。

【0064】

まず、ステップＳ１１において、圧力タンク２０の圧力情報を取得する。圧力情報は、圧力タンク２０の圧力が低下したか否かを判定できるものであればよく、例えば、所定時間内の始動発停回数、圧力タンク２０の圧力値、所定時間内の自動制御弁開の回数等でよい。

【0065】

続いて、ステップＳ１２において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、圧力タンク２０の圧力が低下したか否かを判定する。その結果、管理制御部５０又は供給制御部３０が、圧力タンク２０の圧力が低下したと判定した場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ステップＳ１３に進み、圧力タンク２０の圧力が低下していないと判定した場合には（ステップＳ１２でＮｏ）、制御を終了する。

【0066】

次に、ステップＳ１３において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１を作動する。続いて、ステップＳ１４において、管理制御部５０又は供給制御部３０は
、作動後、予め定めた時間経過したか否かを判定する。その結果、管理制御部５０又は供給制御部３０が、予め定めた時間経過したと判定した場合には（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５に進み、予め定めた時間経過していないと判定した場合には（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１４に戻る。次に、ステップＳ１５において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１を停止する。なお、ステップ１３からステップ１５までの動作を供給動作とする。

【0067】

次に、ステップＳ１６において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、供給動作の回数のカウントiをi+1とする。続いてステップＳ１７において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、新たなiが予め定めた閾値a以上であるか否かを判定する。新たなiがi≧aを
満足しない場合には（ステップＳ１７でＮｏ）、制御を終了する。新たなiがi≧aを満足
する場合には（ステップＳ１７でＹｅｓ）、Ｓ１３に戻る。管理制御部５０又は供給制御部３０は、この制御を予め定めた時間間隔で実行する。

【0068】

すなわち、第１例の流体供給システム１又は流体供給装置１０において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１から圧力タンク２０へ気体を供給する予め定めた時間を１ターンとし、１ターン毎に気体を供給させ、気体供給部２１から気体を供給するターンが予め定めた閾値ａ以上となった場合には、圧力タンク２０内の圧力は十分貯まっていると判定し、制御を終了する。

【0069】

（第２例の圧力タンクメンテナンス方法）
図６は、本実施形態に係る流体供給システム１又は流体供給装置１０による圧力タンクメンテナンス方法の第２例を示すフローチャートである。なお、本実施形態のフローチャートは、データ管理装置５の管理制御部５０又は流体供給装置１０の供給制御部３０によって実行される。

【0070】

まず、ステップＳ２１において、圧力タンク２０の圧力情報を取得する。圧力情報は、圧力タンク２０の圧力が低下したか否かを判定できるものであればよく、例えば、所定時間内の始動発停回数、圧力タンク２０の圧力値、所定時間内の自動制御弁開の回数等でよい。

【0071】

続いて、ステップＳ２２において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、圧力タンク２０の圧力が低下したか否かを判定する。その結果、管理制御部５０又は供給制御部３０が、圧力タンク２０の圧力が低下したと判定した場合には（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２３に進み、圧力タンク２０の圧力が低下していないと判定した場合には（ステップＳ２２でＮｏ）、制御を終了する。

【0072】

次に、ステップＳ２３において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１を作動する。続いて、ステップＳ２４において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、作動後、予め定めた時間経過したか否かを判定する。その結果、管理制御部５０又は供給制御部３０が、予め定めた時間経過したと判定した場合には（ステップＳ２４でＹｅｓ）、ステップＳ２５に進み、予め定めた時間経過していないと判定した場合には（ステップＳ２４でＮｏ）、ステップＳ２４に戻る。次に、ステップＳ２５において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１を停止する。なお、ステップ２３からステップ２５までの動作を供給動作とする。

【0073】

次に、ステップＳ２６において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、供給動作の回数のカウントiをi+1とする。続いてステップＳ２７において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、新たなiが予め定めた閾値a以上であるか否かを判定する。新たなiがi≧aを
満足しない場合には（ステップＳ２７でＮｏ）、Ｓ２１に戻る。新たなiがi≧aを満足す
る場合には（ステップＳ２７でＹｅｓ）、Ｓ２８に進む。次に、ステップＳ２８において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、圧力タンク２０に異常があると判定し、異常を通知する。その後、制御を終了する。管理制御部５０又は供給制御部３０は、この制御を予め定めた間隔で実行する。

【0074】

すなわち、流体供給システム１又は流体供給装置１０において、管理制御部５０又は供給制御部３０は、気体供給部２１から圧力タンク２０へ気体を供給する予め定めた時間を１ターンとし、１ターン毎に気体を供給させ、圧力タンク２０内の圧力を判定する。そして、圧力タンク２０に気体供給部２１から閾値ａ回の供給を行ったにもかかわらず、圧力タンク２０内の圧力が低下していると判定されるのは、圧力タンク２０に異常があるからと判定する。

【0075】

（判定方法）
ここで、本実施形態で用いられるＳ１２又はＳ２２における圧力タンク２０内の圧力低下の判定方法についていくつかの例を説明する。

【0076】

図７は、本実施形態の流体供給システム１の管理制御部５０又は流体供給装置１０の供給制御部３０における圧力タンク２０内の圧力低下の判定方法に用いられるポンプ１２の始動発停回数データを示す。本実施形態の管理制御部５０又は供給制御部３０は、ポンプの始動発停回数から圧力タンクの圧力低下を判定してもよい。例えば、図７に示すような１週間の始動発停回数データから平均値α０を算出する。平均値α０は、１週間の始動発停回数を加算し、７で割ればよい。続いて、当日の始動発停回数αｔと平均値α０との差を計算し、予め定めた閾値Ａ以上の場合、圧力タンクの圧力が低下していると判定すればよい。なお、始動発停回数データは、１週間に限らず、数時間、数日、数ヶ月等、使用者が適宜決定すればよい。また、流体供給システム１は、判定及び機器運転制御に係る必要な設定値を、管理制御部５０から外部通信を介して送信して供給制御部３０に設定することも可能である。

【0077】

また、本実施形態の管理制御部５０又は供給制御部３０は、圧力タンクの圧力低下の判定方法として、圧力タンク２０内の圧力を直接又は間接に検出する圧力センサ１７を用いてもよい。この場合、圧力センサ１７の検出値が予め定めた閾値Ｂ以下となった場合、圧力タンク２０の圧力が低下していると判定すればよい。

【0078】

なお、圧力タンク２０内の圧力低下の判定方法は、これらに限定することなく、如何なる方法でもよい。例えば、特許文献１乃至４に示す方法でよい。

【0079】

以上のように、本実施形態に係る流体供給システム１又は流体供給装置１０によれば、保全員の作業なく、圧力タンク２０の点検及び保守を行うことができる。

【0080】

（他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に制約されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術思想に含まれるものである。

【符号の説明】

【0081】

１…流体供給システム、３…物理量計測装置、４…データ収集装置、６…端末装置、７…ネットワーク、
５…データ管理装置、５０…管理制御部、５００…管理処理部、５１…管理通信部、
５２…管理記憶部、５２０…データ管理プログラム、５２１…管理設定情報５２１、
５３…管理入力部、５４…管理出力部、
１０…流体供給装置、１１…吸込管、１２…ポンプ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…フロースイッチ、１６…流体逆止弁、１７…圧力センサ、１８…吐出管、
２０…圧力タンク、２１…気体供給部、２２…圧縮機、２３…調整タンク、２４…圧力調整機、２５…気体流路、２６…自動制御弁、２７…気体逆止弁、
３０…供給制御部、３１…供給通信部、
３０…測定装置、３１…ポンプ運転状況センサ、３２…使用流量センサ、３３…ポンプ１次圧センサ、３
４１…流体供給源、４２…導入管、４３…供給管、４４…流体供給先、
２００…コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】