(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-18
(45)【発行日】2022-04-26
(54)【発明の名称】ポンプ装置
(51)【国際特許分類】
F04D 15/00 20060101AFI20220419BHJP
【ＦＩ】
F04D15/00 J
F04D15/00 F
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018008438
(22)【出願日】2018-01-22
(65)【公開番号】P2019127847
(43)【公開日】2019-08-01
【審査請求日】2020-12-01
(73)【特許権者】
【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】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100167553
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 久典
(72)【発明者】
【氏名】小澤 孝英
(72)【発明者】
【氏名】駒井 正和
【審査官】岸 智章
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０２９１４７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０５－０２６１７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１４７１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２５６８６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２５８０７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｄ １５／００
Ｆ０４Ｂ ４９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
給水先へ水を搬送するポンプと、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インバータ装置と、
前記インバータ装置に前記ポンプの制御信号を出力する制御装置と、を備えるポンプ装置であって、
前記制御装置は、前記電動機の駆動制御に関連する少なくともひとつの制御パラメータの値を記憶する記憶部を備え、
前記ポンプを始動させる条件は、
前記給水先にて水の使用が開始されたときに前記ポンプを始動させる第１始動条件と、
前記ポンプ装置の保護として前記第１始動条件にて始動した前記ポンプを停止状態にて待機させる保護停止の後に、前記ポンプを再始動させる第２始動条件と、を有し、
前記制御パラメータの値は、
前記第１始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第１制御パラメータ値と、
前記第１制御パラメータ値と異なり、且つ、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第２制御パラメータ値と、を含み、
前記制御装置は、前記第２始動条件が満たされて前記ポンプが始動したと判断した後に所定の復帰条件を満たしたら、前記制御パラメータの値を前記第２制御パラメータ値から前記第１制御パラメータ値に変更し、
前記復帰条件は、前記インバータ装置の電流が所定の電流制限レベル以下で前記ポンプが所定の時間以上運転している条件を含む、ことを特徴とするポンプ装置。
【請求項2】
前記制御パラメータは、前記ポンプの始動時に前記電動機に印加するトルクブースト電圧、過電流トリップの閾値である過電流保護レベル、および、前記電動機の回転速度の増加率であるソフトスタート時間、のうち少なくともひとつを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項3】
前記電流制限レベルは、前記電動機の定格電流以下の値に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
【請求項4】
前記復帰条件は、前記ポンプに流れる水量が過少水量以上である条件を含む、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記第１始動条件は、前記吐出し圧力が所定の始動圧力より高い圧力から、当該始動圧力以下にまで低下した小停再始動の始動条件である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記制御装置は、
前記第１始動条件にて前記ポンプの始動した後の前記吐出し圧力の最低値を推定し、当該最低値に応じて前記第１制御パラメータ値を設定し、
前記第１始動条件が満たされたとき、前記第１制御パラメータ値に基づいて前記ポンプを始動させる、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記第２始動条件は、前記ポンプ装置の保護として前記ポンプを停止状態にて待機させる保護停止を解除した後に、前記吐出し圧力が所定の始動圧力以下であるリトライ動作の始動条件である、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記第２始動条件にて前記ポンプを再始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、
前記リトライ回数に応じて前記第２制御パラメータ値を変更し、
前記第２始動条件が満たされたとき、前記リトライ回数に応じて変更した前記第２制御パラメータ値に基づいて前記ポンプを始動させる、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項9】
前記制御装置は、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、
前記ポンプの保護停止を解除したときから前記ポンプを再始動させるまでの間隔時間を、前記リトライ回数に応じて変更し、
前記第２始動条件が満たされたとき、前記リトライ回数に応じて変更した前記間隔時間に基づいて前記ポンプを始動させる、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項10】
給水先へ水を搬送するポンプと、
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インバータ装置と、
前記インバータ装置に前記ポンプの制御信号を出力する制御装置と、を備えるポンプ装置であって、
前記制御装置は、前記電動機の駆動制御に関連する少なくともひとつの制御パラメータの値を記憶する記憶部を備え、
前記ポンプを始動させる条件は、
前記給水先にて水の使用が開始されたときに前記ポンプを始動させる第１始動条件と、
前記ポンプ装置の保護として前記第１始動条件にて始動した前記ポンプを停止状態にて待機させる保護停止の後に、前記ポンプを再始動させる第２始動条件と、を有し、
前記制御パラメータの値は、
前記第１始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第１制御パラメータ値と、
前記第１制御パラメータ値と異なり、且つ、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第２制御パラメータ値と、を含み、
前記制御装置は、
前記第２始動条件にて前記ポンプを始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、
前記ポンプの保護停止を解除したときから前記ポンプを再始動させるまでの間隔時間を、前記リトライ回数に応じて変更し、
前記第２始動条件が満たされたとき、前記リトライ回数に応じて変更した前記間隔時間に基づいて前記ポンプを始動させ、
前記第２始動条件が満たされて前記ポンプが始動したと判断した後に所定の復帰条件を満たしたら、前記制御パラメータの値を前記第２制御パラメータ値から前記第１制御パラメータ値に変更する、ことを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来からポンプ装置として、例えば、特許文献１に記載された可変速ポンプを用いた給水装置が知られている。従来の可変速ポンプを使用した給水装置は、需要水量の変動に伴い、インバータ装置によってポンプを駆動する電動機の運転速度を変え、ポンプの吐出し圧力を一定の関係に保って給水を続けるようになっている。
【0003】
このようにインバータ装置を組み込んだ給水装置においては、インバータ装置自身を保護するために各種の保護回路が組み込まれている。インバータ装置が保護回路の働きによって停止すると、断水してしまうため、従来の給水装置は、インバータ装置が保護回路の働きにより停止した場合に、該インバータ装置を再度運転する再運転手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１－１９０９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記従来の給水装置は、再運転回数ｍとして定めた運転回数の範囲内でインバータ装置の再始動が試されるようになっており、再運転カウンタの値ｎが再運転回数ｍに達した場合、インバータ装置の再始動が困難となっていると判断し、ポンプの故障を確定させ、インターフェース回路を介して必要な警報を発し、給水装置の保守管理者への緊急連絡などを行うようになっている。
【0006】
このように、インバータ装置に再運転指令が与えられた時点で、インバータ装置の保護停止の原因が解消されている場合は、インバータ装置が再度運転されることになり、インバータ装置が完全に停止してしまう確率を小さくすることができる。しかしながら、インバータ装置に再運転指令が与えられた時点で、インバータ装置の保護停止の原因が解消されていないと、ポンプの故障が確定してしまう。
【0007】
ここで、給水装置の設置環境や使われ方によっては、ポンプの始動時の不安定な状況下の過渡的な現象によってインバータ装置の保護回路が働いてしまうことがある。この場合、上記従来の給水装置では、ポンプが一定以上の回転速度となり規定揚程となれば正常に運転できるにも関わらず、保護停止の原因が解消されていないと判断してポンプの故障を確定してしまう虞がある。建物に水道水を供給するポンプ装置はライフラインであるため、ポンプ始動時の過渡的な状態による故障の確定は極力回避して、断水を避けることが望まれる。
【0008】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプの始動時に保護停止に至るのを抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置の提供を目的とする。また、ポンプが正常に給水できるようになった場合に、自動で元の運転状態に戻すことができるポンプ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）本発明の一態様に係るポンプ装置は、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インバータ装置と、前記インバータ装置に前記ポンプの制御信号を出力する制御装置と、を備えるポンプ装置であって、前記制御装置は、前記電動機の駆動制御に関連する少なくともひとつの制御パラメータの値を記憶する記憶部を備え、前記ポンプを始動させる条件は、前記給水先にて水の使用が開始されたときに前記ポンプを始動させる第１始動条件と、前記ポンプ装置の保護として前記第１始動条件にて始動した前記ポンプを停止状態にて待機させる保護停止の後に、前記ポンプ再始動させる第２始動条件と、を有し、前記制御パラメータの値は、前記第１始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第１制御パラメータ値と、前記第１制御パラメータ値と異なり、且つ、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動するときに用いる第２制御パラメータ値と、を含み、前記制御装置は、前記第２始動条件が満たされて前記ポンプが始動したと判断した後に所定の復帰条件を満たしたら、前記制御パラメータの値を前記第２制御パラメータ値から前記第１制御パラメータ値に変更する。
この構成によれば、給水先にて水の使用が開始されたときにポンプを始動させる第１始動条件と、ポンプ装置の保護としてポンプを停止状態にて待機させる保護停止を解除した後に、ポンプを再始動させる第２始動条件とで、それぞれの条件に対応した制御パラメータの値でポンプが始動するため、ポンプが保護停止に至るのを抑制でき、また、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増え、断水を極力避けることができる。また、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、所定の復帰条件が満たされた場合には、制御パラメータの値が第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更されるので、ポンプが停止するタイミングを待たずに、第２始動条件で変更した各種制御パラメータの値を自動的に第１制御パラメータ値に戻すことができる。
この構成によれば、給水先にて水の使用が開始されたときにポンプを始動させる第１始動条件と、ポンプ装置の保護としてポンプを停止状態にて待機させる保護停止を解除した後に、ポンプを再始動させる第２始動条件とで、それぞれの条件に対応した制御パラメータの値でポンプが始動するため、ポンプが保護停止に至るのを抑制でき、また、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増え、断水を極力避けることができる。また、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、所定の復帰条件が満たされた場合には、制御パラメータの値が第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更されるので、ポンプが停止するタイミングを待たずに、第２始動条件で変更した各種制御パラメータの値を自動的に第１制御パラメータ値に戻すことができる。
【0010】
（２）上記（１）に記載されたポンプ装置であって、前記制御パラメータは、前記ポンプの始動時に前記電動機に印加するトルクブースト電圧、過電流トリップの閾値である過電流保護レベル、および、前記電動機の回転速度の増加率であるソフトスタート時間、のうち少なくともひとつを含んでもよい。
この場合には、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、トルクブースト電圧、過電流保護レベル、および、ソフトスタート時間、のうち少なくとも一つの制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更することができる。
この場合には、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、トルクブースト電圧、過電流保護レベル、および、ソフトスタート時間、のうち少なくとも一つの制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更することができる。
【0011】
（３）上記（１）または（２）に記載されたポンプ装置であって、前記復帰条件は、前記インバータ装置の電流が所定の電流制限レベル以下で前記ポンプが所定の時間以上運転している条件を含んでもよい。
この場合には、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、電流が所定の電流制限レベル以下に一定時間収まっている場合に、制御装置は、ポンプが正常に揚水を行えていると判断して、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更する。
この場合には、第２始動条件が満たされてポンプが始動した後のポンプ運転中に、電流が所定の電流制限レベル以下に一定時間収まっている場合に、制御装置は、ポンプが正常に揚水を行えていると判断して、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更する。
【0012】
（４）上記（３）に記載されたポンプ装置であって、前記電流制限レベルは、過電流トリップの閾値である過電流保護レベル以下の値に設定されていてもよい。
例えば、ポンプに異物が挟まってロックしたりして電動機の負荷が正常範囲より大きくなった場合には、インバータ装置に流れる電流が上昇するため、制御装置は、インバータ装置に流れる電流が所定の過電流保護レベル以下である場合に、電動機の負荷が正常範囲内であると判断して、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更する。
例えば、ポンプに異物が挟まってロックしたりして電動機の負荷が正常範囲より大きくなった場合には、インバータ装置に流れる電流が上昇するため、制御装置は、インバータ装置に流れる電流が所定の過電流保護レベル以下である場合に、電動機の負荷が正常範囲内であると判断して、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更する。
【0013】
（５）上記（３）または（４）に記載されたポンプ装置であって、前記復帰条件は、前記ポンプに流れる水量が過少水量以上である条件を含んでもよい。
例えば、ポンプに流れる水量が少ない場合は、インバータ装置に流れる電流が少なく該電流が電流制限レベル以下であっても正常に揚水を行えているか否かの判断が困難となるため、制御装置は、ポンプに流れる水量を確認した上で、ポンプが始動したと判断する。
例えば、ポンプに流れる水量が少ない場合は、インバータ装置に流れる電流が少なく該電流が電流制限レベル以下であっても正常に揚水を行えているか否かの判断が困難となるため、制御装置は、ポンプに流れる水量を確認した上で、ポンプが始動したと判断する。
【0014】
（６）上記（１）～（５）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記第１始動条件は、前記吐出し圧力が所定の始動圧力より高い圧力から、当該始動圧力以下にまで低下した小停再始動の始動条件であってもよい。
この場合には、ポンプの吐出し圧力が所定の始動圧力より高い圧力から、当該始動圧力以下にまで低下したときに、第１始動条件が満たされポンプが始動する。
この場合には、ポンプの吐出し圧力が所定の始動圧力より高い圧力から、当該始動圧力以下にまで低下したときに、第１始動条件が満たされポンプが始動する。
【0015】
（７）上記（１）～（６）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記制御装置は、前記第１始動条件にて前記ポンプの始動した後の前記吐出し圧力の最低値を推定し、当該最低値に応じて前記第１制御パラメータ値を設定し、前記第１始動条件が満たされたとき、前記第１制御パラメータ値に基づいて前記ポンプを始動させてもよい。
この場合には、第１始動条件にてポンプの始動した後の吐出し圧力の最低値を推定し、当該最低値に応じて第１制御パラメータ値を設定した後、当該第１制御パラメータ値に基づいてポンプを始動させるので、ポンプの始動時の不安定な状況下において、ポンプが保護停止に至るのを抑制でき、断水を極力避けることができる。
この場合には、第１始動条件にてポンプの始動した後の吐出し圧力の最低値を推定し、当該最低値に応じて第１制御パラメータ値を設定した後、当該第１制御パラメータ値に基づいてポンプを始動させるので、ポンプの始動時の不安定な状況下において、ポンプが保護停止に至るのを抑制でき、断水を極力避けることができる。
【0016】
（８）上記（１）～（７）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記ポンプの吐出し圧力を入力する入力部を備えており、前記第２始動条件は、前記ポンプ装置の保護として前記ポンプを停止状態にて待機させる保護停止を解除した後に、前記吐出し圧力が所定の始動圧力以下であるリトライ動作の始動条件であってもよい。
この場合には、保護停止したポンプを第２始動条件によって再始動（リトライ）させることで、断水を極力回避することができる。
この場合には、保護停止したポンプを第２始動条件によって再始動（リトライ）させることで、断水を極力回避することができる。
【0017】
（９）上記（１）～（８）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記第２始動条件にて前記ポンプを再始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、前記リトライ回数に応じて前記第２制御パラメータ値を変更し、前記第２始動条件が満たされたとき、前記リトライ回数に応じて変更した前記第２制御パラメータ値に基づいて前記ポンプを始動させてもよい。
この場合には、保護停止したポンプを再始動（リトライ）させる第２始動条件にて、リトライ回数に応じて第２制御パラメータ値を変更するので、ポンプの始動時に保護停止に至るのを抑制でき、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
この場合には、保護停止したポンプを再始動（リトライ）させる第２始動条件にて、リトライ回数に応じて第２制御パラメータ値を変更するので、ポンプの始動時に保護停止に至るのを抑制でき、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
【0018】
（１０）上記（１）～（９）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、前記ポンプの保護停止を解除したときから前記ポンプを再始動させるまでの間隔時間を、前記リトライ回数に応じて変更し、前記第２始動条件が満たされたとき、前記リトライ回数に応じて変更した前記間隔時間に基づいて前記ポンプを始動させてもよい。
この場合には、間隔時間が長い程、ポンプの吐出し圧力が低下し、電動機の始動トルクが低減されるので、当該間隔時間をリトライ回数に応じて変更することで、リトライ回数が増える度に、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
この場合には、間隔時間が長い程、ポンプの吐出し圧力が低下し、電動機の始動トルクが低減されるので、当該間隔時間をリトライ回数に応じて変更することで、リトライ回数が増える度に、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
【0019】
（１１）上記（１）～（１０）に記載されたポンプ装置であって、前記第２始動条件は、前記保護停止を解除した後に、前記吐出し圧力が前記始動圧力未満に設定されたリトライ開始圧力以下である条件を含んでもよい。
この場合には、第２始動条件の追加条件にてポンプの吐出し圧力がリトライ開始圧力以下に低下しているので、ポンプの始動時のトルク不足による保護停止を抑制することができる。
この場合には、第２始動条件の追加条件にてポンプの吐出し圧力がリトライ開始圧力以下に低下しているので、ポンプの始動時のトルク不足による保護停止を抑制することができる。
【0020】
（１２）上記（１）～（１１）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記第２始動条件にて前記ポンプを始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、前記リトライ回数に応じて、前記電動機を通常の回転方向とは逆の方向に回転させてもよい。
この場合には、通常の回転方向では、異常の原因（例えば、羽根車の固着や異物の噛み込み等）が取り除かれなくても、通常の回転方向とは逆方向に電動機を回転させることにより、異常の原因が取り除かれるケースがある。これにより、ポンプの保護停止を抑制できる。
この場合には、通常の回転方向では、異常の原因（例えば、羽根車の固着や異物の噛み込み等）が取り除かれなくても、通常の回転方向とは逆方向に電動機を回転させることにより、異常の原因が取り除かれるケースがある。これにより、ポンプの保護停止を抑制できる。
【0021】
（１３）上記（１）～（１２）に記載されたポンプ装置であって、前記制御装置は、前記第２始動条件が満たされたとき、前記第１制御パラメータ値を、前記第２始動条件が満たされたときの前記吐出し圧力に応じて変更した前記第２制御パラメータ値に基づいて前記ポンプを始動させてもよい。
この場合には、第１制御パラメータ値を第２始動条件が満たされたときの吐出し圧力に応じて変更するので、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
この場合には、第１制御パラメータ値を第２始動条件が満たされたときの吐出し圧力に応じて変更するので、ポンプが保護停止の状態から復帰できる確率が増える。
【発明の効果】
【0022】
上記本発明の態様によれば、ポンプの始動時に保護停止に至るのを抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施形態に係るポンプ装置１の一例を示す正面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るポンプケーシング３０の内部構造の一例を示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るポンプ装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係る制御ユニット４の構成の一例を示すブロック図である。
【図5A】本発明の実施形態に係る制御装置６０の構成の一例を示すブロック図である。
【図5B】本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行される自動制御の一例を示す制御フローである。
【図6】本発明の実施形態に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、電動機３に印加する電圧との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図7】本発明の実施形態に係るに係る制御装置６０により実行されるポンプ始動動作の一例を示す制御フローである。
【図8】本発明の実施形態に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、電動機３に印加する電圧と、インバータ装置７０に流れる電流との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図9A】本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
【図10】本発明の実施形態の第１の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
【図11】本発明の実施形態の第２の変形例に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、制御装置６０のインバータ制御部６０ｂによる指令周波数との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図12A】本発明の実施形態の第２の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
【図13A】本発明の実施形態の第３の変形例に係る制御装置６０により実行される第３始動条件の確認の一例を示す制御フローである。
【図14】本発明の実施形態の第４の変形例に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、制御装置６０からインバータ制御部６０ｂへの指令周波数との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図15A】本発明の実施形態の第４の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
【図15C】本発明の実施形態の第４の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
【図16】本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行される制御パラメータ初期化の一例を示す制御フローである。
【図17】本開示のポンプ装置１の第１使用例を示す模式図である。
【図18】本開示のポンプ装置１の第２使用例を示す模式図である。
【図19】本開示のポンプ装置１の第３使用例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、ポンプ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【0025】
図１は、本発明の実施形態に係るポンプ装置１の一例を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態に係るポンプケーシング３０の内部構造の一例を示す縦断面図である。
図１に示すように、ポンプ装置１は、水を汲み上げるポンプ２と、ポンプ２の背面側に設けられ、ポンプ２を駆動する電動機３（後述する図３及び図４参照）と、ポンプ２の動作を制御する制御ユニット４と、ポンプ２の吐出し圧力を検出する圧力センサ４２（後述する図２及び図３参照）と、ポンプ２の吐出し圧力を保持する圧力タンク４３（後述する図３参照）と、を有する。ポンプ２、電動機３、制御ユニット４は、ユニットベース５に支持され、ユニットカバー６によって略全体を覆われている。
図１に示すように、ポンプ装置１は、水を汲み上げるポンプ２と、ポンプ２の背面側に設けられ、ポンプ２を駆動する電動機３（後述する図３及び図４参照）と、ポンプ２の動作を制御する制御ユニット４と、ポンプ２の吐出し圧力を検出する圧力センサ４２（後述する図２及び図３参照）と、ポンプ２の吐出し圧力を保持する圧力タンク４３（後述する図３参照）と、を有する。ポンプ２、電動機３、制御ユニット４は、ユニットベース５に支持され、ユニットカバー６によって略全体を覆われている。
【0026】
ポンプ２は、摩擦ポンプとも称されるカスケードポンプであって、図２に示すように、羽根車２０と、羽根車２０を収納するポンプ室３１を形成するポンプケーシング３０と、を有する。ポンプケーシング３０の正面側には、図１に示すように、ポンプケーシングカバー５０が取り付けられており、これを取り外すと羽根車２０にアクセスすることができる。羽根車２０は、図２に示すように、周縁部に多数の溝２１が切られた円板状に形成されており、その周縁部によって、ポンプ室３１に存在する水を、ほぼ１回転させながら昇圧させるものである。
【0027】
このポンプ２は小型であるが、１個の羽根車２０で数段の渦巻ポンプに匹敵する揚程を得られ、小容量高揚程の目的に適している。また、カスケードポンプは、自吸性を有するので、ポンプ２よりも低い位置に設置された受水槽に蓄えた水や井戸水を汲み上げるのに適している。
【0028】
図１に示すように、ポンプ装置１の正面には、ユニットカバー６から露出する吸込口７と、吐出し口８とが設けられている。吸込口７は、図２に示すポンプケーシング３０の内部に形成された内部流路３２の一端部３２ａと連通し、吐出し口８は、この内部流路３２の他端部３２ｂと連通している。内部流路３２には、ポンプ室３１と、気水分離室３３とが形成されている。
【0029】
内部流路３２のうち、一端部３２ａからポンプ室３１までの吸込流路３４には、フローチェッキ弁３５が設けられている。フローチェッキ弁３５は、ポンプ室３１よりも高い位置に設けられ、ポンプ２の駆動に先立ち、ポンプ室３１の内部を満水させて自吸に必要な水位を確保すると共に、ポンプ２の停止時の水の逆流を防止し、常にポンプ室３１を満水にする役割を有する。すなわち、フローチェッキ弁３５は、ポンプ２の停止時、自重によって吸込流路３４を閉じ、ポンプ２の駆動時には、吸込流路３４を上ってくる水（始動時は空気を含む）によって押し上げられて吸込流路３４を開く。
【0030】
ポンプ室３１の下流側には、気水分離室３３が配置されている。内部流路３２のうち、ポンプ室３１と気水分離室３３との間の接続流路３６には、ポンプ室３１から吐出された液体が衝突するバッフル３７が配置されている。気水分離室３３の底部には、ポンプ室３１に連通する孔部３３ａが形成されている。孔部３３ａは、ポンプ２の始動時の自吸運転時に、気水分離室３３で空気と分離した水を、ポンプ室３１に再び戻すものであり、これによりポンプ室３１における負圧を発生させ、吸込流路３４内の空気をなくし、水を吸い上げる。
【0031】
気水分離室３３の上方には、呼び水口３８が形成されている。呼び水口３８は、呼び水栓３９によって閉止されている。呼び水栓３９は、ポンプ２の設置時等でポンプケーシング３０内に水が満たされていない状態で、且つ、ポンプ２の始動前に開けられ、呼び水口３８から呼び水を注水することにより、気水分離室３３は呼び水時水位４０まで満水となる。上述したポンプ２の駆動によって、自吸運転が行われ、吸込流路３４内の空気がなくなり、水が上がってくると、自吸運転は終わり、気水分離室３３及び気水分離室３３より下流側が水で満たされた後は、ポンプ２の駆動によって揚液運転がなされる。
【0032】
内部流路３２のうち、気水分離室３３から他端部３２ｂまでの吐出流路４１には、圧力センサ４２が設けられている。圧力センサ４２は、呼び水時水位４０よりも上方に配置され、自吸運転が完了し、水で満たされた吐出流路４１の圧力（吐出し圧力）を検出する。
【0033】
また、吐出流路４１には、圧力タンク４３が設けられている。圧力タンク４３は、耐圧容器内にゴム製のブラダが内蔵されており、吐出流路４１の圧力が上昇するとブラダの外側の空気を圧縮し水が加圧状態で貯留される。また、例えば、水の使用に伴い、吐出流路４１内の圧力が低下するにつれて、圧縮された空気が膨張し、貯留された水を吐出流路４１に押し出す。このようにして、ポンプ２の始動直後で、給水に十分な回転速度まで上昇していなくても、しばらくの間は圧力タンク４３から吐出流路４１に水を供給することができる。
【0034】
図３は、本発明の実施形態に係るポンプ装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係る制御ユニット４の構成の一例を示すブロック図である。図５Ａは、本発明の実施形態に係る制御装置６０の構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、制御ユニット４は、電動機３に電力を供給するインバータ装置７０と、インバータ装置７０に制御信号を出力してポンプ２の動作を制御する制御装置６０と、を有する。インバータ装置７０には商用電源１００が接続されており、当該商用電源１００から供給される交流電力は、インバータ装置７０によって所望の周波数を持つ交流電力に変換されて電動機３に供給される。なお、上述したフローチェッキ弁３５は、図３に示すように、水の逆流を防止するチェッキ弁３５ａと、ポンプ２に流れる水の流量の低下（過少水量Ｑｍｉｎ以下）を検出するフローセンサ３５ｂと、を有する。
図３に示すように、制御ユニット４は、電動機３に電力を供給するインバータ装置７０と、インバータ装置７０に制御信号を出力してポンプ２の動作を制御する制御装置６０と、を有する。インバータ装置７０には商用電源１００が接続されており、当該商用電源１００から供給される交流電力は、インバータ装置７０によって所望の周波数を持つ交流電力に変換されて電動機３に供給される。なお、上述したフローチェッキ弁３５は、図３に示すように、水の逆流を防止するチェッキ弁３５ａと、ポンプ２に流れる水の流量の低下（過少水量Ｑｍｉｎ以下）を検出するフローセンサ３５ｂと、を有する。
【0035】
制御装置６０は、図５Ａに示すように、Ｉ／Ｏ部６１、演算部６２並びに記憶部６３（制御用メモリ）を備える。Ｉ／Ｏ部６１は、圧力センサ４２、フローセンサ３５ｂ、電圧センサ７１、電流センサ７２並びに温度センサ８０，８１，８２等の各種センサと接続されており、各種センサの検出結果を入力する入力部６１ａを備え、入力部６１ａにて入力した検出結果は演算部６２に出力する。また、Ｉ／Ｏ部６１は出力部６１ｂを備え、制御装置６０は、演算部６２からの指令信号（例えば、ポンプ２の回転速度）を、出力部６１ｂを介してインバータ装置７０へ出力する。また、Ｉ／Ｏ部６１は、ポンプ装置１の状態を接点信号や通信を用いて、外部へ出力する不図示の外部出力端子を備えてもよいし、ユーザーがポンプ装置１の運転不可を選択もしくは解除することが可能な接点入力を備えてもよい。制御装置６０の演算部６２は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）によって実現され、ポンプ装置１の各種制御プログラムが実行される。演算部６２は、例えば、Ｉ／Ｏ部６１を介して入力される各種センサ等の検出結果に基づいて、インバータ装置７０へ出力する指令信号を演算し、その指令信号をＩ／Ｏ部６１に出力する。なお、Ｉ／Ｏ部６１は、接点信号もしくはアナログ信号にて入出力を行ってもよいし、無線または有線の通信にて入出力を行ってもよい。
【0036】
制御装置６０の演算部６２では、Ｉ／Ｏ部６１より入力された情報や記憶部６３の情報に基づいて、記憶部６３に記憶された各種制御プログラムが実行される。演算部６２で実行される制御プログラムの例としては、吐出し圧力ＰＶとフローセンサ３５ｂの過少水量Ｑｍｉｎの信号にてポンプ２の運転停止を指令したり、吐出し圧力ＰＶをうけて設定圧力ＰＡに対して該知の吐出圧力一定制御または推定末端圧力一定制御の演算を行い、目標圧力ＳＶを算出して、現在の吐出し圧力ＰＶが目標圧力ＳＶとなるように、ポンプ２の回転速度を制御する。また、演算部６２は、ポンプ装置１の状態を示す情報（吐出し圧力、回転速度、積算運転時間、積算運転回数等）を求めて記憶部６３に記憶させる。記憶部６３は、Ｉ／Ｏ部６１の情報、演算部６２で実行される各種制御プログラム、演算部６２で用いられる各種情報、及び演算部６２で求められた各種情報等を記憶する各種メモリを備える。なお、上述した制御装置６０のＩ／Ｏ部６１、演算部６２並びに記憶部６３は、ポンプ制御部６０ａとインバータ制御部６０ｂのそれぞれに備えても、併用してもよい。
【0037】
更に、制御装置６０は、運転パネル６４および通信部６５を備えてもよい。運転パネル６４は設定部６４ａと表示部６４ｂとを備える。設定部６４ａは、例えば、操作ボタン、スイッチ及びタッチパネル等にて構成され、ポンプ装置１のユーザーは設定部６４ａを介してポンプ装置１の運転不可の選択解除や設定圧力の変更等のポンプ装置１の記憶部６３に記憶される各種情報を設定変更することができる。表示部６４ｂは、例えば、７セグメントＬＥＤ、表示灯および液晶表示器等によって構成され、ポンプ装置１のユーザーは表示部６４ｂを介して記憶部６３に記憶されたポンプ装置１の各種情報を視認することができる。
【0038】
通信部６５は、有線（ＲＳ４８５，ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）または無線通信（ＮＦＣ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ等）の任意の通信方式にて外部端末６６等の外部機器との通信を行う。通信部６５にて送受信する情報の一例としては、ポンプ装置１を制御するための制御プログラム及びポンプ装置１の装置情報、設定値情報、メンテナンス情報、履歴情報、異常情報、運転情報等である。なお、運転パネル６４並びに通信部６５は、ポンプ制御部６０ａとインバータ制御部６０ｂのそれぞれに備えても、併用してもよい。また、制御装置６０は、複数の通信部６５を備えてもよい。例えば、演算部６２と運転パネル６４を別々の基板で構成し、運転パネル６４はＣＰＵ並びに通信部を備え、演算部６２とは通信部６５を介して接続されてもよい。演算部６２と通信部６５は、別々の基板で構成されてもよい。
【0039】
外部端末６６は、例えば、ＰＤＡ等の汎用機器であっても、遠方監視器等の専用端末であってもよい。外部端末６６は、通信部６５との通信にて記憶部６３に記憶されたポンプ装置１に関する各種情報を取得するとともに表示操作部６７に表示する。また、外部端末６６は、ユーザーの表示操作部６７の操作によりポンプ装置１の記憶部６３に記憶された各種情報の変更要求を通信部６５へ送信する。
【0040】
ここで、記憶部６３に記憶される各種情報には、少なくとも、ポンプ２を制御する情報（停止圧力Ｐ１、設定圧力ＰＡ、目標圧力ＳＶ、始動圧力Ｐ０等）と、後述する電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータと、を含む。また、記憶部６３をポンプ制御部６０ａとインバータ制御部６０ｂのそれぞれに備えている場合は、ポンプ制御部６０ａの記憶部には、少なくともポンプ２を制御する情報を設定値として記憶し、インバータ制御部６０ｂの記憶部には、少なくとも当該駆動制御に関連する制御パラメータを記憶するとよい。なお、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータには、詳細を後述するトルクブースト電圧、過電流保護レベル、ソフトスタート時間が含まれ、更には、最高周波数、基底周波数、加速時間、減速時間、電子サーマル動作レベルや電子サーマルのリトライ回数、ストール防止動作レベル、インバータ定格電流値および運転開始周波数等が含まれるとよい。
【0041】
図４に示すように、制御装置６０は、ポンプ制御部６０ａと、インバータ制御部６０ｂと、を有する。ポンプ制御部６０ａと、インバータ制御部６０ｂとには、上述したＩ／Ｏ部６１、演算部６２、記憶部６３（制御用メモリ）、運転パネル６４および通信部６５をそれぞれに備えてもよいし、一部あるいは全てを併用してもよい。ポンプ制御部６０ａとインバータ制御部６０ｂは、通信や信号線によって接続されてもよいし、共通の記憶部を介して各種情報を共有してもよい。
【0042】
ポンプ制御部６０ａには、上述したように、フローセンサ３５ｂの信号および圧力センサ４２の測定値が入力されるようになっており、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが目標圧力ＳＶとなるように、インバータ制御部６０ｂにポンプ２の運転、停止並びに目標回転速度の指令を発する。また、後述する電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータを算出し、当該制御パラメータをインバータ制御部６０ｂへ送るとよい。具体的には、インバータ制御部６０ｂは、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータ等に基づいてポンプ２を始動し、更に、ポンプ制御部６０ａから送られるポンプ２の目標回転速度に基づいて指令周波数を算出し、この指令周波数と電動機３の実際の周波数との差分を最小とするためのＰＷＭ信号を生成する。
【0043】
インバータ装置７０は、インバータ制御部６０ｂからのＰＷＭ信号に基づいて交流電圧を生成し、この交流電圧を電動機３に印加するインバータ回路であり、コンバータ部７０ａと、直流電圧平滑回路７０ｂと、インバータ部７０ｃと、ゲートドライバ７０ｄと、を備えている。コンバータ部７０ａは、商用電源１００から供給される３相の交流電圧を直流電圧に変換するために、ダイオードなどにより構成される整流回路を有する。直流電圧平滑回路７０ｂは、コンデンサを備えており、コンバータ部７０ａにより変換された直流電圧を平滑化する。
【0044】
インバータ部７０ｃは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワー素子、およびパワー素子に並列に接続されるダイオードを複数有しており、直流電圧平滑回路７０ｂによって平滑化された直流電圧から３相の交流電圧を生成するように構成されている。ゲートドライバ７０ｄは、インバータ制御部６０ｂからのＰＷＭ信号に基づいて、インバータ部７０ｃの各パワー素子をスイッチング動作させるためのゲートドライブ信号を生成する。
【0045】
インバータ制御部６０ｂには、インバータ回路の二次側に配置された電圧センサ７１と、電流センサ７２とが接続されている。電圧センサ７１および電流センサ７２で得られた電圧および電流の測定値は、インバータ制御部６０ｂに入力される。インバータ制御部６０ｂは、フィードバックされた電流の測定値から電動機３（およびポンプ２）の実際の回転速度を推定し、この推定された回転速度と目標回転速度との差分を最小とするためのＰＷＭ信号を生成する。なお、制御装置６０にてインバータ回路の二次側の電圧と電流が予測できるのであれば、電圧センサ７１並びに電流センサ７２はなくてもよい。
【0046】
また、以降の説明にて用いるインバータ装置７０に流れる電流とは、インバータ回路の二次側の電流を示すが、これに代えて、電動機３を流れる電流を用いてもよい。また、本実施形態では、インバータ制御部６０ｂから電動機３に出力する電圧と周波数が、ほぼ正比例関係となる「Ｖｆ制御」を行ってもよい。ここで、出力周波数が低くなると、電圧降下の影響が大きくなることからトルクが低下するので、それを補償するため低周波数領域では出力電圧を上げるため、制御装置６０は、ポンプ制御部６０ａおよび外部入力にて設定変更可能な制御パラメータの一つとしてトルクブースト電圧を有する。
【0047】
なお、図４では、ポンプ２、電動機３、インバータ装置７０に、これらの温度を測定する温度センサ８０，８１，８２がそれぞれ取り付けられている。ポンプ制御部６０ａは、温度センサ８０，８１，８２のうちの少なくとも１つの温度の測定値が所定の上限に達したときは、ポンプ２の回転速度を定常運転時よりも低下させる若しくはポンプを加熱保護として停止させるようにインバータ制御部６０ｂに指令を発してもよい。
【0048】
上述した制御装置６０は、ポンプ装置１の運転不可が選択されていない時に、自動制御にてポンプの運転停止を行う。具体的には、制御装置６０は、ポンプ２を始動するための所定の始動条件を有し、該始動条件が満たされたときに、インバータ装置７０に制御信号を出力してポンプ２を始動させ、ポンプ２の運転を制御し、停止条件が満たされたときにポンプ２を停止させる。
【0049】
図５Ｂは、本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行される自動制御の一例を示す制御フローである。
図５Ｂの制御フローは、ポンプ装置１が設置された後、異常が解除された後、もしくは使用者にてポンプ装置１の運転不可が解除された後等に、ポンプ２が運転された等でポンプ２の吐出し圧力ＰＶ（後述する図６参照）が所定の停止圧力Ｐ１（後述する図６参照）となった後に開始されるとよい。また、図５Ｂの制御フローが開始されるときは、ポンプ２は停止している。
図５Ｂの制御フローは、ポンプ装置１が設置された後、異常が解除された後、もしくは使用者にてポンプ装置１の運転不可が解除された後等に、ポンプ２が運転された等でポンプ２の吐出し圧力ＰＶ（後述する図６参照）が所定の停止圧力Ｐ１（後述する図６参照）となった後に開始されるとよい。また、図５Ｂの制御フローが開始されるときは、ポンプ２は停止している。
【0050】
先ず、制御装置６０は、第１始動条件が満たされているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。以下では一例として、第１始動条件は、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが所定の始動圧力Ｐ０（後述する図６参照）より高い圧力から、当該始動圧力Ｐ０以下にまで低下した小停再始動時のポンプ２の始動条件として説明をするが、例えば、給水先の蛇口が開く等で給水先にて水の使用が開始されたときに第１始動条件が満たされればよい。制御装置６０は、第１始動条件が満たされた信号を受け、該信号にて第１始動条件が満たされたと判断してもよいし、運転パネル６４の操作によって第１始動条件が満たされたと判断してもよい。始動圧力Ｐ０は、ユーザーによって設定変更が可能な設定値であるとよい。
【0051】
制御装置６０は、第１始動条件が満たされない場合（ステップＳ１０１が「ＮＯ」の場合）、第１始動条件が満たされるまで待機する。一方、第１始動条件が満たされた場合（ステップＳ１０１が「ＹＥＳ」の場合）、ポンプ２を小停再始動として始動させる（ステップＳ１０２）。具体的には、ステップＳ１０２の小停再始動では、制御装置６０は、後述する電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの値を設定し、当該制御パラメータの値に基づいてポンプ２を始動させる。ポンプ２を小停再始動するとき、制御装置６０の電子部品の性能のバラツキ、ポンプ２の使用状況及び設置環境等によって電動機３側で始動時に必要なトルクが異なる。そのため、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータを変更してポンプ２を小停再始動するとよい。ポンプ２を始動してから停止するまでの間、制御装置６０は運転指令をインバータ装置７０へ出力する。
【0052】
ステップＳ１０２においてポンプ２を始動した後、ポンプ２が揚水運転を行い、正常に始動したと判断した場合（ステップＳ１０３が「ＹＥＳ」の場合）、制御装置６０は、吐出し圧力一定制御によりポンプ２を運転させる（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０４におけるポンプ２の回転速度の制御方法の例としては、目標圧力ＳＶを所定の設定圧力ＰＡとし、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶを設定圧力ＰＡとするようにポンプ２を制御する吐出し圧力一定制御、給水先の末端の圧力が所定の設定圧力ＰＡとなるように目標圧力ＳＶを算出しポンプ２の吐出し圧力ＰＶを算出した目標圧力ＳＶとするようにポンプ２を制御する推定末端圧力一定制御、電流センサ７２の値が所定の値となるようにポンプ２を制御する電流一定制御、不図示の流量計を用いてポンプ２の吐出し流量が所定の値となるようにポンプ２を制御する流量一定制御、電動機３の回転速度が所定の値となるようにポンプ２を制御する回転数一定制御等が挙げられる。以下の説明では、一例として、ステップＳ１０４にて吐出し圧力一定制御を行うとして説明する。
【0053】
次に、制御装置６０は、ポンプ２に流れる水の流量が過少水量以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。具体的には、給水先にて水の使用量が少なくなり、フローセンサ３５ｂにて過少水量Ｑｍｉｎ以下を検知した場合、ポンプ２に流れる水の流量が過少水量以下である（ステップＳ１０５が「ＹＥＳ」）と判断する。ステップＳ１０５が「ＹＥＳ」の場合、ポンプ２に流れる水の流量が過少水量以下であるポンプ２を小水量停止させる（ステップＳ１０６）。
【0054】
すなわち、ポンプ２の停止条件には、ポンプ２に流れる水の流量が過少水量以下であるケース（小水量停止：ステップＳ１０６）を含む。例えば、給水先の蛇口が閉じられる等して給水先にて水の使用量が少なくなり、フローセンサ３５ｂにて過少水量Ｑｍｉｎ以下を検知（ステップＳ１０５が「ＹＥＳ」の場合）すると、ポンプ２の停止条件を満たしたとしてポンプ２は停止する。
【0055】
ここで、ステップＳ１０６における小水量停止について説明する。ステップＳ１０６において、制御装置６０は、所定時間で吐出し圧力ＰＶが停止圧力Ｐ１に達するようにポンプ２の回転数を制御する蓄圧運転を行い、吐出し圧力ＰＶが停止圧力Ｐ１以上に達したら、圧力タンク４３に蓄圧できたと判断して蓄圧運転を終了し、ポンプ２の運転を停止する。小水量停止時の目標圧力ＳＶである停止圧力Ｐ１は、ユーザーによって設定変更が可能な設定値であり、始動圧力Ｐ０及び設定圧力ＰＡよりも高い値に設定されている。そして、ステップＳ１０６にてポンプ２を小水量停止させた後は、ステップＳ１０１に戻る。
【0056】
そして、ポンプ２が小水量停止した後に、再び供給先の建物内で水が使用されると、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下に低下し、第１始動条件が満たされ（ステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）、ポンプ２が始動する小停再始動を行う（ステップＳ１０２）。小停再始動のとき、ポンプ２が給水可能な回転速度まで上昇するまでの間は、圧力タンク４３に貯留された水で給水されることで、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶを保持することができる。また、ステップＳ１０５の過少水量を検知する方法としては、フローセンサ３５ｂの過少水量Ｑｍｉｎ以下の検知を用いずに、電動機３の電流値による低負荷や締切揚程等その他の手段を用いてもよい。
【0057】
ステップＳ１０５にて、ポンプ２に流れる水の流量が過少水量以下でない場合（ステップＳ１０５が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、給水先にて水の使用が継続されているとして、ステップＳ１０５－１にて保護停止条件か否かを判断する。保護停止条件が肯定の判断（ステップＳ１０５－１が「ＹＥＳ」）の場合、制御装置６０はポンプ２を保護停止させる（ステップＳ１０７）。具体的には、所定の過電流保護レベル以上の電流がインバータ装置７０に流れた場合（過電流トリップ）やポンプ２の温度が所定の値以上になった場合（ポンプ過熱保護）等のポンプ２が所定の規定揚程での運転を継続できない何らかの不具合が発生したと判断したとき、保護停止条件の肯定の判断を行う。また、保護停止条件が否定の判断（ステップＳ１０５－１が「ＮＯ」）の場合は、ステップＳ１０４に戻り給水を継続する。
【0058】
ここで、ステップＳ１０３に説明を戻す。ステップＳ１０３にてポンプ２の始動時に、ポンプ２が始動できないと判断した場合（ステップＳ１０３が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、保護停止（ステップＳ１０７）としてポンプ２を停止する。具体的には、過電流トリップやポンプ過熱保護等の何らかの不具合にて、所定の規定揚程で揚水できる回転速度まで羽根車２０が回転できない場合に、制御装置６０は、ポンプ２が始動できないと判断（ステップＳ１０３が「ＮＯ」）し、ステップＳ１０７の保護停止に移行する。
【0059】
ステップＳ１０７の保護停止では、電動機３、インバータ装置７０、ポンプ２等のポンプ装置１内の各機器を保護するためにポンプ２を停止状態にて待機させる。具体的には、ポンプ２の羽根車２０が回転しているか否かに関わらず、制御装置６０は、保護停止となったインバータ装置７０に対して運転指令を中止し停止指令を出力し、所定の解除条件を満たすまでは停止指令の出力を継続する。なお、保護停止の解除条件は、所定時間でもよいし、保護停止に至った不具合によってもよい。たとえば、過電流トリップにて保護停止となった場合は、所定時間だけ保護停止を継続し、ポンプ過熱保護にて保護停止となった場合は、ポンプ２の温度が所定の値以下となるまで保護停止を継続する等、不具合の原因が解消されたと判断するまでは、制御装置６０はポンプ２を停止する。以降、ポンプ装置１の保護として、制御装置６０がポンプ２を停止状態にて待機させる動作を「保護停止」と記す。
【0060】
ステップＳ１０７にて一定時間が経過する等して保護停止が解除されると、次に、制御装置６０は、第２始動条件が満たされるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。第２始動条件が満たされるまで（ステップＳ１０８が「ＮＯ」）は、ステップＳ１０７に戻り保護停止の状態で待機する（ステップＳ１０７）。一方、第２始動条件が満たされた場合（ステップＳ１０８が「ＹＥＳ」の場合）、制御装置６０は、ポンプ２を再始動させるリトライ動作を実行させる（ステップＳ１０９）。このように、保護停止したポンプ２を第２始動条件によって再始動（リトライ動作）させることで、ポンプ装置１は断水を極力避けることができる。
【0061】
具体的には、ステップＳ１０８の第２始動条件は、ポンプ２の保護停止を解除した後に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下であるポンプ２の始動条件である。制御装置６０は、保護停止を解除した後、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが所定の始動圧力Ｐ０以下であれば、第２始動条件を満たした（ステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）として、ポンプ２を再始動させるリトライ動作（ステップＳ１０９）を行う。詳細は後述するが、ステップＳ１０９のリトライ動作では、制御装置６０は、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの値をリトライ回数や吐出し圧力ＰＶ等に応じて設定した後に、当該設定した制御パラメータの値に基づいてポンプ２を始動する信号をインバータ装置７０に出力する。リトライ動作にてポンプ２を始動するときも、制御装置６０の電子部品の性能のバラツキやポンプ２の使用状況（環境）により電動機３側で必要なトルクが異なる。よって、制御パラメータを変更してポンプ２を始動すればポンプ２の保護停止を抑制できる。なお、ステップＳ１０９におけるリトライ動作中は、運転パネル６４及び外部端末６６の少なくともいずれか一方に、リトライ中である旨を示す表示を行ってもよい。
【0062】
次に、制御装置６０は、リトライ動作によってポンプ２が正常に始動したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。具体的には、揚水できる回転速度まで羽根車２０が回転してポンプ２が揚水運転を行ったら、制御装置６０は、ポンプ２が正常に始動していると判断（ステップＳ１１０が「ＹＥＳ」）し、過電流トリップやポンプ過熱保護等の何らかの不具合にて、揚水できる回転速度まで羽根車２０が回転できないと判断した場合には、ポンプ２が正常始動しないと判断（ステップＳ１１０が「ＮＯ」）する。制御装置６０は、リトライ動作によってポンプ２が正常に規定揚程で揚水運転を行い、始動したと判断した場合（ステップＳ１１０が「ＹＥＳ」の場合）は、ポンプ２を運転させる（ステップＳ１０４）。
【0063】
一方、リトライ動作によってポンプ２が正常に始動しなかった場合（ステップＳ１１０が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、リトライ終了であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。詳細を後述するリトライ動作では、連続してリトライ動作（ステップＳ１０９）を行う回数をリトライ回数としてカウントし、該リトライ回数が所定のＮ回に至ったときリトライ終了を確定する。制御装置６０は、リトライ回数がＮ回未満の場合（ステップＳ１１１が「ＮＯ」）は、ステップＳ１０７の保護停止に戻る。また、ステップＳ１１１にてリトライ終了（リトライ回数がＮ回）の場合（ステップＳ１１１が「ＹＥＳ」の場合）は、ポンプ２の故障確定（ステップＳ１１２）とし、図５Ｂの制御フローを終了する。ここで、ポンプ２の故障確定の後は、制御装置６０は、運転パネル６４及び外部端末６６の少なくともいずれか一方に故障表示を行うとよい。故障確定のポンプ２は、ユーザーがリセットボタンを押すか電源再始動等の故障リセット操作がなされるまで運転不可となるとよい。
【0064】
ここで、ポンプ２の停止条件には、上述したステップＳ１０６の小水量停止やステップＳ１０７の保護停止に至る条件に加えてユーザーの操作による運転不可の選択がなされ、制御装置６０が図５Ｂの制御フローを中断したケースを含むとよい。すなわち、ポンプ２が運転中（ステップＳ１０４）、リトライ動作（ステップＳ１０９）、小水量停止（ステップＳ１０６）の蓄圧運転中のいずれかにてポンプ２が運転中にもかかわらず、ユーザーが運転パネル６４若しくはＩ／Ｏ部６１を介して運転不可の選択を行った場合には、制御装置６０は、蓄圧運転を行わずに直ちにポンプ２を停止させる。そして、制御装置６０は、ユーザーによるポンプ装置１の運転不可の解除がなされるまで、ポンプ２を停止状態にて待機させる。
【0065】
以下の実施形態並びに変形例では、上記のように構成されたポンプ装置１の動作（ポンプ装置１の制御方法）のうち、具体的には、電動機３の始動時のトルク不足等によりポンプ２の保護停止（ステップＳ１０７）に至るのを抑制し、ステップＳ１１２における異常確定による断水を極力回避するための制御装置６０の制御フローについて詳しく説明する。
【0066】
図６は、本発明の実施形態に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、電動機３に印加する電圧との関係の一例を示すタイムチャートである。図６の（Ａ）に示すタイムチャートは、縦軸は圧力、横軸は経過時間であり、経過時間による吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図６の（Ｂ）に示すタイムチャートは、縦軸は電圧、横軸は経過時間であり、時間経過による制御装置６０が電動機３に印加する電圧の変化を示す。また、図６の実線、点線は、小停再始動時に給水先にて水が使用されて吐出し圧力ＰＶが低下（ステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）し、更に、ポンプ２の始動（ステップＳ１０３が「ＹＥＳ」）し、ポンプの揚水運転によって給水を行う（ステップＳ１０４）場合の吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図７は、制御装置６０により実行されるポンプ始動動作の一例を示す制御フローであり、図５Ｂの制御フローのステップＳ１０１からＳ１０３に至るまでの詳細を示す制御フローである。
【0067】
図６では、前回、ポンプ２が小水量停止（ステップＳ１０６）した際に、停止圧力Ｐ１まで加圧されたポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０より高い圧力から始動圧力Ｐ０以下にまで低下（ステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）し、ポンプ２を小停再始動（ステップＳ１０２）した後に、ポンプ運転（ステップＳ１０４）に至ったケースを例示する。図７に示すように、制御装置６０は、先ず、圧力センサ４２の測定値に基づいて、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが所定の閾値である圧力レベルＰＬ０にまで低下するか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、圧力レベルＰＬ０は、停止圧力Ｐ１よりも低い圧力値とし、始動圧力Ｐ０よりも高い圧力値であるとよい。
【0068】
制御装置６０は、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０にまで低下しない場合（ステップＳ１が「ＮＯ」の場合）、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０に低下するまで待機する。ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０に低下すると（ステップＳ１が「ＹＥＳ」の場合）、制御装置６０は、時間ΔＴの計測を開始する（ステップＳ２）。時間ΔＴは、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０から始動圧力Ｐ０に低下するまでの時間である。制御装置６０は、次のステップＳ３において、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０にまで低下するか否かを判断しており、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０にまで低下しない場合（ステップＳ３が「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２に戻り時間ΔＴの計測を継続すると共に、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０に低下するまで待機する。すなわち、ステップＳ１からＳ３の工程は、ポンプ２の始動条件が満たされる（図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）まで待機する小水量停止の状態である。
【0069】
ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０にまで低下することで、ポンプ２の第１始動条件が満たされる（ステップＳ３が「ＹＥＳ」）と、図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」となり、制御装置６０は、ポンプ２が始動した後の吐出し圧力ＰＶの最低値を推定する（ステップＳ４）。そして、推定した吐出し圧力ＰＶの最低値である始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルを判断する（ステップＳ４－１～Ｓ４－２）。
【0070】
ここで、図６の実線にて示す例では、ステップＳ１の「ＹＥＳ」のタイミングからポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下となるまでの時間ΔＴはΔＴ１であって、始動時吐出し圧力ＰＳはＰＳ１であり、圧力レベルＰＬ０からΔＴ１だけ遅れて電動機３に電力が供給される。また、図６の破線にて示す例では、時間ΔＴはΔＴ２であり始動時吐出し圧力ＰＳはＰＳ２である。そして、揚水できる回転速度まで羽根車２０の回転速度が上昇すると、吐出し圧力ＰＶが下降から上昇する。この吐出し圧力ＰＶが下降から上昇するタイミングにおけるポンプ２の吐出し圧力ＰＶが、ポンプ２が始動した後の吐出し圧力ＰＶの最低値であり、始動時吐出し圧力ＰＳである。すなわち、ステップＳ３のタイミングで推定した最低値が、始動時吐出し圧力ＰＳとなる。
【0071】
この始動時吐出し圧力ＰＳは、時間ΔＴと、圧力レベルＰＬ０と始動圧力Ｐ０との差分から算出した、吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０から始動圧力Ｐ０にまで低下する傾きに基づいて推定することが可能であり、この傾きは給水先の高さや管路抵抗、もしくは、水の使用水量に依る。なお、第１始動条件が満たされたときに算出された始動時吐出し圧力ＰＳは、記憶部６３に記憶され、ポンプ２が正常に給水するか、もしくは後述するリトライ動作が完了し故障が確定するまで保持されるとよい。
【0072】
なお、本実施形態では、制御装置６０は、始動時吐出し圧力ＰＳは、吐出し圧力ＰＶが圧力レベルＰＬ０から始動圧力Ｐ０にまで低下する傾きに基づいて推定したが、圧力レベルＰＬ０に代えて、任意の圧力ＰＺ（ＰＬ０＞ＰＺ＞Ｐ０）まで低下する傾きに基づいて推定してもよい。その場合、ステップＳ４におけるＰＳの推定は、ステップＳ３「ＹＥＳ」の条件に依らず、吐出し圧力ＰＶが圧力ＰＺ以下且つ始動圧力Ｐ０以上（始動圧力Ｐ０≦吐出し圧力ＰＶ≦圧力ＰＺ）の任意のタイミングで実施されればよい。このように、始動時吐出し圧力ＰＳは、第１始動条件にて吐出し圧力ＰＶが低下した傾きに基づいて推定されるとよい。
【0073】
次に、制御装置６０は、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、ポンプ２の始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧を設定する（ステップＳ５－１～Ｓ５－２）。具体的には、ステップＳ４－１にて始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の範囲内である（ステップＳ４－１が「ＹＥＳ」）と判断すれば、トルクブースト電圧をＶ１に設定し、ステップＳ４－１にて始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の範囲外（ステップＳ４－１が「ＮＯ」）であり、且つ、ステップＳ４－２にてＰＬ２の範囲内（ステップＳ４－２が「ＹＥＳ」）であれば、トルクブースト電圧をＶ１より大きい値であるＶ２に設定する。トルクブースト電圧は、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの一つであり、トルクブースト電圧が大きい程、電動機３は始動トルクが大きくなる。制御装置６０は、トルクブースト電圧を、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた値に設定する。
【0074】
図６の実線で示すように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１の範囲内と算出された場合、制御装置６０は、トルクブースト電圧をＶ１に設定する。また、図６の点線で示すように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１よりも高い圧力値である圧力レベルＰＬ２の範囲内と算出された場合、制御装置６０は、トルクブースト電圧をＶ１よりも大きい値であるＶ２に設定する。なお、圧力レベルＰＬ１，ＰＬ２は、始動圧力Ｐ０以下の圧力値であって、所定の幅を持つ圧力値であってもよい。
【0075】
次に、制御装置６０は、設定したトルクブースト電圧に基づき、ポンプ２を小停再始動させる（ステップＳ６）。言い換えれば、制御装置６０は、第１始動条件にてポンプ２の吐出し圧力ＰＶに応じて第１制御パラメータ値となるトルクブースト電圧を設定し、第１始動条件が満たされたとき、第１制御パラメータ値に基づいてポンプ２を始動させる。ステップＳ５－１～Ｓ５－２において、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、ポンプ２の始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧が設定されているため、電動機３は適切な始動トルクを得ることができる。すなわち、図６に示す例では、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが高い状態の方が、羽根車２０の回転が開始し難く始動トルクを要する。そのため、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＳ２の時に、トルクブースト電圧がＰＳ１の時に用いるＶ１であると、一時的にトルクが不足して許容電流よりも大きい電流が流れ、制御装置６０は、ポンプ２を過電流トリップやポンプ過熱保護で保護停止してしまうおそれがあるので、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＳ２のときには、トルクブースト電圧をＶ１より大きいＶ２に設定している。このように、トルクブースト電圧をポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた値に設定し、ポンプ２を小停再始動させることで、始動時の過渡的なトルク不足によるポンプ２の保護停止を抑制することができる。
【0076】
また、トルクブースト電圧を増加させると、ポンプ２の始動時にインバータ装置７０に流れる電流も増加するため、トルクブースト電圧に応じた過電流保護レベルを設定してもよい。具体的には、制御装置６０は、トルクブースト電圧に比例した過電流保護レベルを設定するとよい。これにより、第１始動条件にて始動したポンプ２の過電流トリップによる保護停止を抑制することができる。
【0077】
このように、上述した形態によれば、ポンプ２と、ポンプ２を駆動する電動機３と、電動機３に電力を供給するインバータ装置７０と、インバータ装置７０にポンプ２の制御信号を出力する制御装置６０と、を備えるポンプ装置１であって、制御装置６０は、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶを入力する入力部６１ａと、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの値を記憶する記憶部６３と、を備えており、制御装置６０は、ポンプ２を始動させる条件として、吐出し圧力ＰＶが所定の始動圧力Ｐ０より高い圧力から、当該始動圧力Ｐ０以下にまで低下した第１始動条件を有すると共に、当該第１始動条件にてポンプ２の始動した後の吐出し圧力ＰＶの最低値である始動時吐出し圧力ＰＳを推定し、当該始動時吐出し圧力ＰＳに応じて制御パラメータの値の一つであるトルクブースト電圧を設定し、第１始動条件が満たされたとき、当該設定したトルクブースト電圧に基づいてポンプ２を始動させる、という構成を採用することによって、ポンプ２の始動時に過渡的に発生するトルク不足を解消して、ポンプ２の始動時に保護停止に至るのを抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１が得られる。
【0078】
なお、図６では、始動時吐出し圧力ＰＳ１が始動時吐出し圧力ＰＳ２よりも小さい値であるときに、トルクブースト電圧Ｖ１をＶ２より小さい値としたが、これに依らず、始動時吐出し圧力ＰＳに応じてトルクブースト電圧が決定されればよい。ポンプ装置１の設置環境や負荷の状態によっては、始動時吐出し圧力ＰＳ１が始動時吐出し圧力ＰＳ２よりも小さい値であるにも関わらず、Ｖ２よりもＶ１を大きい値とすることで、始動時の保護停止を回避できる場合がある。
【0079】
そのため、演算部６２にて実行されるプログラムとして、始動時吐出し圧力ＰＳから適切なトルクブースト電圧を算出するための関数を、少なくともひとつ記憶部６３に記憶するとよい。更に、複数の関数のうち何れの関数を用いるかは、変更可能な設定値として記憶部６３に記憶してもよい。例えば、設定変更可能な引数を用いて、始動時吐出し圧力ＰＳに応じて、設定した引数を用いて加算、減算、乗算および除算等の少なくともひとつを行い、起動時に設定するトルクブースト電圧を決定してもよい。
【0080】
ここで、図６の実線で示すグラフは、例えば、給水先でフラッシュ弁などが設置されていて小停再始動時に大量の水が使用される場合であり、点線で示す吐出し圧力ＰＶは、実線に比べて水量が少ない場合（給水先に蛇口等が接続されている）の吐出し圧力ＰＶの変化を示していると考えられる。図６の実線で示すグラフは、小停再始動時に大量の水が使用される場合のグラフであり、点線で示す吐出し圧力ＰＶは、実線に比べて水量が少ない場合の吐出し圧力ＰＶの変化を示す。実線で示すグラフは、小停再始動時に大量の水が使用されるため、ステップＳ６にてポンプ２を始動させ吐出し圧力ＰＶが目標圧力ＳＶの近傍に到達するまでにトルク不足となる場合が考えられる。
【0081】
具体的には、電動機３はトルクブースト電圧Ｖ１にて適切な始動トルクを得て羽根車２０が一旦回転しても、その後の電動機３の加速にてトルク不足となると、ポンプ２の羽根車２０が揚水できる回転速度まで上昇する前に保護停止してしまう。すなわち、ポンプ装置１が設置される環境、ポンプ２の性能および電動機３の出力や効率等によっては、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが低い状態の方が始動時に過渡的にトルクが不足となって、ポンプ２が保護停止する場合がある。
【0082】
このような環境において、始動時吐出し圧力ＰＳが例えばＰＬ１と推測された場合のトルクブースト電圧を例えばＶ１１とし、始動時吐出し圧力ＰＳが例えばＰＬ１よりも大きい値であるＰＬ２と推測された場合のトルクブースト電圧を例えばＶ１２とし、Ｖ１２より大きい値をＶ１１の値とするとよい。インバータ制御部６０ｂは「Ｖｆ制御」を行っているので、電動機３はトルクブースト電圧Ｖ１１を上げることで羽根車２０が一旦回転した後のトルク不足も防止することができる。このように、始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた値とすることで、始動時の過渡的なトルク不足によるポンプ２の保護停止を抑制し、所定の規定揚程で揚水できる回転速度まで羽根車２０の回転速度を上昇することが可能となる。
【0083】
このように、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０にまで低下した傾きに基づいて始動時吐出し圧力ＰＳを推定することで、ポンプ２の始動後に電動機３に必要なトルクを推定することができるため、ポンプ２の始動後の電動機３に必要なトルクに応じた制御パラメータの値を設定することができる。
【0084】
なお、ステップＳ６は、図５ＢのステップＳ１０２に相当し、図７の制御フローが終了した後に、制御装置６０は、図５ＢのステップＳ１０３を実行する。本実施形態で示したように、トルクブースト電圧Ｖ１１を始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた値とすることで、始動時の過渡的なトルク不足によるポンプ２の保護停止を抑制することができる。
【0085】
図８は、本発明の実施形態に係るポンプ２の吐出し圧力と、電動機３に印加する電圧と、インバータ装置７０に流れる電流との関係の一例を示すタイムチャートである。図８の（Ａ）に示すタイムチャートでは、縦軸は圧力値、横軸は経過時間であり、時間経過による吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図８の（Ｂ）に示すタイムチャートでは、縦軸は電圧、横軸は経過時間であり、経過時間による制御装置６０が電動機３に印加する電圧の変化を示す。図８の（Ｃ）に示すタイムチャートでは、縦軸は電流値、横軸には経過時間であり、経過時間によるインバータ装置７０に流れる電流の変化を示す。図９Ａは、本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローであり、図５Ｂの制御フローにおけるステップＳ１０９におけるリトライ動作の詳細である。
【0086】
図８では、上述した実施形態にて、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが停止圧力Ｐ１から始動圧力Ｐ０以下にまで下がり（図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）、ポンプ２を始動（図５ＢのステップＳ１０２）しようとしたときに、始動時のトルク不足等によって、所定の規定揚程で揚水できる回転速度まで羽根車２０の回転速度を上昇できず（図５ＢのステップＳ１０３が「ＮＯ」）、ポンプ２は保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）され、その後、ポンプ２を再始動させるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）を行うケースを例示する。
【0087】
具体的には、制御装置６０は、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下となったタイミング（ｔｒ１、図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）で電動機３にトルクブースト電圧ＶＬ０で電力を供給したが、ポンプ２の羽根車２０が正常に回転できずに、インバータ装置７０に流れる電流が過電流保護レベルＡＬ０（保護レベル）に達した（ｔｒ２、図５ＢのステップＳ１０３が「ＮＯ」）ため過電流トリップにて、ポンプ２をｔｒ２からｔｒ３の間、保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）させた。その後、制御装置６０は、ポンプ２の保護停止を解除した（ｔｒ３）後に、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である第２始動条件を満たして（図５ＢのステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）おり、ポンプ２を再始動させるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）を行った。その結果、１回目のリトライ動作（ｔｒ３～ｔｒ４）では、再度、ポンプ２の羽根車２０が正常に回転できずに、インバータ装置７０に流れる電流が過電流保護レベルＡＬ１（保護レベル）に達し（ｔｒ４、図５ＢのステップＳ１１０が「ＮＯ」）過電流トリップにて、ポンプ２をｔｒ４からｔｒ５の間、保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）させたが、２回目のリトライ動作（ｔｒ５、図５ＢのステップＳ１０９）にて、ポンプ２が正常始動（ｔｒ６、図５ＢのステップＳ１１０が「ＹＥＳ」）して規定揚程である設定圧力ＰＡで給水を行えた（ｔｒ７、図５ＢのステップＳ１０４）ケースを例示している。
【0088】
図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）のタイムチャートに示すように、制御装置６０は、リトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）が連続した回数に応じて、トルクブースト電圧および／または過電流保護レベルを増加させる。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、リトライ回数が０回目（ｔｒ１）、すなわち小停再始動の場合、トルクブースト電圧は基準値であるＶＬ０である。このＶＬ０は、上述した実施形態においてポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、ポンプ２の小停始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧（例えばＶ１またはＶ２）であってもよい。リトライ回数が１回目（ｔｒ３）の場合、制御装置６０は、トルクブースト電圧をＶＬ０よりも大きいＶＬ１に設定する。また、制御装置６０は、リトライ回数が２回目（ｔｒ５）の場合、トルクブースト電圧をＶＬ１よりも大きいＶＬ２に設定する。なお、リトライ回数に応じて、ＶＬ１、ＶＬ２はＶＬ０に所定の値を加算もしくは乗算して求めてもよい。リトライ回数が増えるごとにトルクブースト電圧を大きくすることで、第２始動条件にて始動したポンプ２のトルク不足による保護停止を抑制し、更には異常確定による断水を極力回避することができる。
【0089】
また、図８（Ｃ）のタイムチャートに示すように、リトライ動作の度に増加するトルクブースト電圧に対応するため、過電流保護レベルを増加させる。具体的には、制御装置６０は、トルクブースト電圧ＶＬ０、ＶＬ１、ＶＬ２（ＶＬ０＜ＶＬ１＜ＶＬ２）にそれぞれ対応した過電流保護レベルであるＡＬ０、ＡＬ１、ＡＬ２（ＡＬ０＜ＡＬ１＜ＡＬ２）を設定する。トルクブースト電圧を増加させると、ポンプ２の始動時にインバータ装置７０に流れる電流も増加するため、トルクブースト電圧に対応した過電流保護レベルを設定することで、第２始動条件にて始動したポンプ２の過電流トリップによる保護停止を抑制し、更には異常確定による断水を極力回避することができる。また、過電流保護レベルであるＡＬ０、ＡＬ１、ＡＬ２（ＡＬ０＜ＡＬ１＜ＡＬ２）は、トルクブースト電圧に依らずに、リトライ回数に応じて設定してもよい。
【0090】
次に、図８におけるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）について、図９Ａにて詳細に説明する。具体的には、図９Ａに示すリトライ動作の制御フローにおいて、図８に示す例のｔｒ３からｔｒ４およびｔｒ５からｔｒ６のリトライ動作について詳細に説明する。図９Ａに示すリトライ動作は、ポンプ２の保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）を解除した後に、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である第２始動条件を満たした（ｔｒ３、ｔｒ５、図５ＢのステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）ときに実行される。図８に示すリトライ動作では、制御装置６０は、先ず、リトライ回数をカウントする（ステップＳ１１）。リトライ回数は、連続して保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）が発生しリトライ動作を行う回数であって、例えば、ポンプ２の小停再始動（図５ＢのステップＳ１０２）、ポンプ２の正常始動（図５ＢのステップＳ１１０）、および、ポンプ装置１の電源断等にてリセットするとよい。
【0091】
制御装置６０は、現在のリトライ回数を判断する（ステップＳ１２－１～Ｓ１２－Ｎ）。そして、制御装置６０は、現在のリトライ回数に応じて、ポンプ２の始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧を設定する（ステップＳ１３－１～Ｓ１３－Ｎ）。具体的には、リトライ回数が１回目（ステップＳ１２－１が「ＹＥＳ」）であれば、基準値ＶＬ０よりも大きな値であるＶＬ１をトルクブースト電圧に設定する（ステップＳ１３－１）。リトライ回数が２回目（ステップＳ１２－２が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ１３－１にてリトライ回数が１回目に設定したＶＬ１よりも大きな値であるＶＬ２を設定する（ステップＳ１３－２）。もしくは、リトライ回数の何回かに１回だけトルクブースト電圧を増加させてもよい。トルクブースト電圧は、上述したように電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの一つであり、トルクブースト電圧が大きい程、電動機３は始動トルクが大きくなる。そのため、リトライ回数に応じてトルクブースト電圧を増加することで、トルク不足による保護停止を抑制できる。
【0092】
次に、制御装置６０は、リトライ回数に応じて、過電流保護レベルを増加させる（ステップＳ１４－１～Ｓ１４－Ｎ）。例えば、図８に示すように、リトライ回数が０回目、すなわち小停再始動（ｔｒ１、図５ＢのステップＳ１０２）の場合、過電流保護レベルは基準値であるＡＬ０である。リトライ回数が１回目（ｔｒ３、図９ＡのステップＳ１２-１が「ＹＥＳ」）の場合、制御装置６０は、過電流保護レベルをＡＬ０よりも大きいＡＬ１に設定する（ステップＳ１４－１）。また、制御装置６０は、リトライ回数が２回目（ｔｒ５、図９ＡのステップＳ１２-２が「ＹＥＳ」）の場合、過電流保護レベルをＡＬ１よりも大きいＡＬ２に設定する（ステップＳ１４－２）。なお、ＡＬ１、ＡＬ２はＡＬ０に所定の値を加算もしくは乗算して求めてもよい。
【0093】
次に、制御装置６０は、リトライ実行として、設定したトルクブースト電圧の値及び過電流保護レベルの値を用いてポンプ２を始動させる（ステップＳ１５）。具体的には、制御装置６０は、インバータ装置７０に対して、設定したトルクブースト電圧でポンプ２を始動させる運転信号を出力する。次にステップＳ１６にて、制御装置６０は、ポンプ２が始動して規定揚程にて揚水し正常に給水を行うと判断（ステップＳ１６が「ＹＥＳ」）したら、ポンプ２の正常始動として図９Ａの制御フローを終了する。
【0094】
一方、ステップＳ１６にてポンプ２の規定揚程での揚水運転による給水を判断する前に、過電流トリップやポンプ過熱保護等で正常始動が否定の判断となった場合（ステップＳ１６が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、リトライ回数を確認し（ステップＳ１８）、リトライ回数が所定のＮ回未満の場合（ステップＳ１８が「ＮＯ」の場合）であれば、図９Ａの制御フローを終了する。リトライ回数がＮ回以上（ステップＳ１８が「ＹＥＳ」の場合）であれば、リトライ終了を確定させ（ステップＳ１００）、図９Ａの制御フローを終了する。ステップＳ１００におけるリトライ終了が確定した後は、図５ＢのステップＳ１１０にて正常始動が「ＮＯ」と判断され、更に、ステップＳ１１１にてリトライ終了が「ＹＥＳ」と判断され、ステップＳ１１２にてポンプ２の故障が確定する。なお、ポンプ２の故障を確定させるまでのリトライ回数であるＮは、例えば、Ｎ＝５程度であり、ユーザーによって設定変更が可能な設定値であるとよい。
【0095】
ここで、ステップＳ１３－１～Ｓ１３－Ｎにおいて、リトライ回数に応じて、図８に示すようにトルクブースト電圧が高く設定されているため、リトライ回数が増えるほど、始動トルクは大きくなる。また、リトライ回数が増える程、時間が経過するため、吐出し圧力ＰＶは低下している。図８に示すケースでは、１回目のリトライ動作では始動トルク不足によってポンプ２の復帰ができなかったが、２回目のリトライ動作では１回目のリトライ動作のトルクブースト電圧ＶＬ１よりも高いトルクブースト電圧ＶＬ２が設定され、且つ、吐出し圧力ＰＶがＰＶ１よりも低下しているため、インバータ装置７０に流れる電流が設定された過電流保護レベルまで達して保護停止することなくポンプ２による給水を復帰させることができている。このように、リトライ回数に応じて、トルクブースト電圧、および／または、過電流保護レベルを増加させることにより、リトライ回数が増える度に、ステップＳ１５のリトライ実行にてポンプ２が正常始動できる確率が増え、第２始動条件にて始動したポンプの保護停止を抑制し、更には、異常確定による断水を極力回避することができる。なお、本実施形態では、リトライ回数が増えるほどトルクブースト電圧が高く設定されると共に過電流保護レベルを上昇させているが、トルクブースト電圧もしくは過電流保護レベルのどちらか一方のみを上昇させてもよい。
【0096】
また、制御装置６０は、図９Ａに示すように、リトライ回数の何回かに一回（例えばリトライ回数が３×ｍ回目：ｍは自然数）は、ポンプ２を通常の回転方向とは逆方向に回転させてもよい（ステップＳ１７）。すなわち、通常の回転方向では、異常の原因（例えば、羽根車２０の固着や異物の噛み込み等）が取り除かれない場合であっても、通常の回転方向とは逆方向にポンプ２（電動機３）を回転させることにより、異常の原因が取り除かれて正常始動ができ、ステップＳ１６が「ＹＥＳ」となるケースがある。これにより、ポンプ２が保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）や故障確定（図５ＢのＳ１１２）に至るのを抑制できる。なお、ステップＳ１７にてポンプ２を逆回転させる場合、トルクブースト電圧は、上述したようにリトライ回数に応じた値であってもよいし、逆回転用に予め設定された値を使用してもよい。
【0097】
このように、上述した形態によれば、制御装置６０は、ポンプ２を始動させる条件として、ポンプ装置１の保護としてポンプ２を停止状態にて待機させる保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）を解除した後に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である第２始動条件（図５ＢのステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）を有し、制御装置６０は、図９Ａに示すように、第２始動条件にてポンプ２を始動させる回数をリトライ回数としてカウント（ステップＳ１１）すると共に、第１始動条件にて最低値である始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて設定した制御パラメータの値の一つであるトルクブースト電圧をリトライ回数に応じて変更し、第２始動条件が満たされたとき、リトライ回数に応じて変更したトルクブースト電圧に基づいてポンプ２を始動させる、という構成を採用することによって、ポンプ２の保護停止や故障確定を抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１が得られる。
【0098】
ここで、図９ＡのステップＳ１３－１～Ｓ１３－Ｎにおけるトルクブースト電圧の算出方法の一例について、図９Ｂを参照して説明する。なお、図９Ｂに示す制御フローは、図９ＡのステップＳ１３－１のトルクブースト電圧を算出する処理の一例を示している。なお、図９ＡのステップＳ１３－２～Ｓ１３－Ｎにおいても、同様の処理が行われる。
【0099】
制御装置６０の記憶部６３は、リトライ回数に応じてトルクブースト電圧を変更するための係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖを有し、始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖを補正してもよい。始動時吐出し圧力ＰＳは、第１始動条件が満たされたときに推定（図７のステップＳ４）され、その値は記憶部６３に記憶されているとする。
【0100】
図９Ｂに示すように、先ず、制御装置６０は、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルを判断する（ステップＳ１３－１－１～Ｓ１３－１－２）。ここで、本実施形態におけるステップＳ１３－１－１に示す圧力レベルＰＬ１及びステップＳ１３－１－２に示す圧力レベルＰＬ２は、図６（Ａ）に示す圧力レベルＰＬ１、圧力レベルＰＬ２と同じとするが、これに限らず任意の範囲もしくは値としてもよい。但し、ＰＬ２はＰＬ１よりも高い値であるとする。
【0101】
次に、制御装置６０は、始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ１の範囲内であればステップＳ１３－１－３にて、また、始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ２の範囲内であればステップＳ１３－１－４にて、リトライ回数が１回目の始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧であるＶＬ１を算出する。
【0102】
ここで、制御装置６０は、ポンプ２の保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）を解除した後、第２始動条件が満たされた（図５ＢのステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）ときの吐出し圧力ＰＶに応じて、ポンプ２の始動時に印加するトルクブースト電圧（制御パラメータ）を設定してもよい。具体的には、ステップＳ１２－１の判断を行う際の吐出し圧力ＰＶがＰＶ１（図８（Ａ）参照）であるため、ステップＳ１３－１－３では、制御装置６０は、吐出し圧力ＰＶ（ＰＶ１）に応じたトルクブースト電圧ＶＬ１Ｂを設定する。このとき、始動圧力Ｐ０と吐出し圧力ＰＶ（ＰＶ１）の差分に比例してトルクブースト電圧ＶＬ１Ｂを増加させるとよい。また、ステップＳ１２－２～Ｓ１２－Ｎも同様に、ステップＳ１２－２～Ｓ１２－Ｎの判断を行う際の吐出し圧力ＰＶに応じたトルクブースト電圧ＶＬ２Ｂ～ＶＬＮＢを設定するとよい。これにより、ＶＬ０＜ＶＬ１Ｂ＜ＶＬ２Ｂ＜・・・＜ＶＬＮＢとなる。ステップＳ１２－１～Ｓ１２－Ｎの判断を行う際の吐出し圧力ＰＶ（ＰＶ１，ＰＶ２、、、ＰＶＮ）は供給先や設置現場等によって異なってくるため、制御装置６０は、トルクブースト電圧ＶＬ１Ｂは吐出し圧力ＰＶ（ＰＶ１、ＰＶ２、、、ＰＶＮ）に応じた所定の値をＶＬ０に加算もしくは乗算することで算出してもよいし、吐出し圧力ＰＶに加えてリトライ回数に応じた所定の値をＶＬ０に加算もしくは乗算することでトルクブースト電圧ＶＬ１Ｂを算出してもよい。
【0103】
次に、制御装置６０は、リトライ回数に応じてトルクブースト電圧を変更する係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖを、始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正する（ステップＳ１３－１－３～Ｓ１３－１－４）。具体的には、ステップＳ１３－１－１にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ１の範囲内（ステップＳ１３－１－１が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ１３－１－３を実行する。ステップＳ１３－１－３に示すＰＬ１Ｖは、ＶＬ１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ１の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ１３－１－３では、係数ＰＬ１Ｖが、リトライ回数や吐出し圧力ＰＶに応じて設定したトルクブースト電圧であるＶＬ１Ｂ（図９ＡのＶＬ１のベース値）に加算される。なお、係数ＰＬ１Ｖは、ＶＬ１Ｂに乗算してもよい。
【0104】
また、ステップＳ１３－１－２にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ２の範囲内（ステップＳ１３－１－１が「ＮＯ」且つステップＳ１３－１－２が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ１３－１－４を実行する。ステップＳ１３－１－４に示すＰＬ２Ｖは、ＶＬ１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ２の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ１３－１－４では、制御装置６０は、係数ＰＬ２Ｖをリトライ回数に応じて設定したトルクブースト電圧であるＶＬ１Ｂに加算してＶＬ１を算出する。なお、ステップＳ１３－１－４においても、係数ＰＬ２Ｖは、ＶＬ１Ｂに乗算してもよい。これにより、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合よりも高い値であるＰＬ２の場合の方が、ステップＳ１３－１において設定されるトルクブースト電圧ＶＬ１を大きな値とすることができる。
【0105】
なお、係数ＰＬ１Ｖと係数ＰＬ２Ｖは異なる算出式を用いてもよいし、または、リトライ回数が増えるごとに大きな値となるようにしてもよい。また、ＶＬ１Ｂや係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖは、一定の値としてもよいし、先述したように、ポンプ２の始動時の吐出し圧力ＰＶが高い状態の方が、羽根車２０の回転が開始し難く始動トルクを要する場合には、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１のときのよりもＰＬ２のときのトルクブースト電圧を上げるとよい。具体的には、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合のＶＬ１～ＶＬＮ（ＶＬＮはＮ回目のリトライにおけるトルクブースト電圧）よりも、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ２の場合のＶＬ１～ＶＬＮを大きな値となる係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖとすればよい。
【0106】
このように、リトライ回数に応じて制御パラメータであるトルクブーストの値を変更するための係数ＰＬ１Ｖ，ＰＬ２Ｖを、第１始動条件が満たされたときに推定した始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正するとよい。また、本実施形態における始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１と圧力レベルＰＬ２の２通りの算出方法を示したが、これに依らず圧力レベルをＸ（Ｘは１以上の任意の自然数）通りとし、圧力レベルＰＬ１～ＰＬＸに対応する係数としてＰＬ１Ｖ～ＰＬＸＶを算出してもよい。
【0107】
また、本実施形態では、次のような第１の変形例を採用し得る。
図１０は、本発明の実施形態の第１の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
図１０に示す制御フローは、上述した実施形態の図７に示すステップＳ４－１～Ｓ４－２を、ステップＳ２４－１～Ｓ２４－Ｘに拡張し、ステップＳ５－１～Ｓ５－２を、ステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘに置き換えたものである。なお、ここでいうステップＳ２４－Ｘ及びステップＳ２５－Ｘの「Ｘ」は、図６では圧力レベルＰＬ１とＰＬ２の２段階に分けた始動圧力Ｐ０以下の圧力範囲をＸ（Ｘは１以上の任意の自然数）段階に分けたときの、Ｘ段階目を意味する。図７に示すステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４－１～Ｓ４－２，Ｓ６と、図１０に示すステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，ステップＳ２４－１～Ｓ２４－Ｘ，Ｓ２６は、同様の処理であるため、説明は省略する。
図１０は、本発明の実施形態の第１の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作の一例を示す制御フローである。
図１０に示す制御フローは、上述した実施形態の図７に示すステップＳ４－１～Ｓ４－２を、ステップＳ２４－１～Ｓ２４－Ｘに拡張し、ステップＳ５－１～Ｓ５－２を、ステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘに置き換えたものである。なお、ここでいうステップＳ２４－Ｘ及びステップＳ２５－Ｘの「Ｘ」は、図６では圧力レベルＰＬ１とＰＬ２の２段階に分けた始動圧力Ｐ０以下の圧力範囲をＸ（Ｘは１以上の任意の自然数）段階に分けたときの、Ｘ段階目を意味する。図７に示すステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４－１～Ｓ４－２，Ｓ６と、図１０に示すステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，ステップＳ２４－１～Ｓ２４－Ｘ，Ｓ２６は、同様の処理であるため、説明は省略する。
【0108】
ステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘにおいて、制御装置６０は、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、電動機３の回転速度の増加率であるソフトスタート時間を設定する。ソフトスタート時間は、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの一つであり、本実施形態の制御装置６０は、電動機３を加速する際に、このソフトスタート時間に基づいて電動機３の回転速度の増加を制限する。ソフトスタート時間は、例えば、電動機３の回転速度が、０の値から所定の回転速度（例えば、最高出力回転速度）に到達する時間とするとよい。ソフトスタート時間が長い程、電動機３の加速を抑制することができ、加速時にインバータ装置７０に流れる電流を抑えることできる。制御装置６０は、ソフトスタート時間を、始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた値に設定する。
【0109】
制御装置６０は、例えば、図６（Ａ）の実線の例に示すように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１と算出された場合、ソフトスタート時間をＳＴ１に設定する。また、制御装置６０は、図６（Ａ）の実線の例に示すように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１よりも高い圧力値である圧力レベルＰＬ２と算出された場合、制御装置６０は、ソフトスタート時間をＳＴ１よりも長いＳＴ２に設定する。このように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、ソフトスタート時間を設定することで、ポンプ２の始動時にインバータ装置７０に流れる電流が過電流保護レベルまで達することを抑制できるので、ポンプ２が所定の規定揚程に達するまでに保護停止に至るのを抑制することができる。
【0110】
ここで、始動時吐出し圧力ＰＳが、ＰＬ２よりも小さいＰＬ１であるときに、ソフトスタート時間ＳＴ１をＳＴ２より小さい値としたが、これに依らず、上述したトルクブースト電圧Ｖ１またはＶ２と同様に、設置環境等によりソフトスタート時間ＳＴ１をＳＴ２以上の値とする等、始動時吐出し圧力ＰＳに応じたソフトスタート時間が決定されればよい。
【0111】
なお、図１０に示す制御フローと図７に示す制御フローは、並列に実行されてもよい。図１０に示す制御フローは、上述した本発明の実施形態の図７に示すステップＳ４－１～Ｓ４－２を、ステップＳ２４－１～Ｓ２４－Ｘに拡張し、ステップＳ５－１～Ｓ５－２を、ステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘに置き換えたものであるが、図１０に示す制御フローと図７に示す制御フローとが並列に実行されると、図７にステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘの処理を追加した制御フローとなる。具体的には、図７のステップＳ４－１～Ｓ４－２をＳ４－Ｘまで拡張し、それに加えてステップＳ５－１～Ｓ５－２もＳ５－Ｘまで拡張する。そして、ステップＳ５－１～Ｓ５－Ｘの後に、ステップＳ２５－１～Ｓ２５－Ｘを追加して実行してもよい。
【0112】
制御装置６０は、例えば、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１と算出された場合（ステップＳ４－１が「ＹＥＳ」の場合）、トルクブースト電圧をＶ１に設定する（ステップＳ５－１）とともにソフトスタート時間をＳＴ１に設定して（ステップＳ２５－１）、ポンプ２を始動させる（ステップＳ６）。また、制御装置６０は、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１よりも高い圧力値である圧力レベルＰＬ２と算出された場合（ステップＳ４－２が「ＹＥＳ」の場合）、制御装置６０は、トルクブースト電圧をＶ１より高いＶ２に設定する（ステップＳ５－２）とともにソフトスタート時間をＳＴ１よりも長いＳＴ２に設定して（ステップＳ２５－２）、ポンプ２を始動させるとよい（ステップＳ６）。
【0113】
このように、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じた制御パラメータを設定することで、ポンプ２の始動時にインバータ装置７０に流れる電流を抑制し、ポンプ２の保護停止を抑制することが可能となる。なお、上述した実施形態に加えて第１の変形例を実施してもよい。また、トルクブースト電圧の基準値であるＶＬ０は、始動時吐出し圧力ＰＳに依らず一定の値としたり、その値や算出方法を設定部６４ａ等によりユーザーが設定変更できるようにしてもよい。
【0114】
なお、制御装置６０は、設定変更可能な始動圧力Ｐ０がユーザーによって設定変更されたときに、該設定された始動圧力Ｐ０に応じて、上述した制御パラメータ（例えば図８に示すＶＬ０）を設定（例えば制御パラメータの初期値として設定）変更してもよい。
【0115】
また、本実施形態では、次のような第２の変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成及びステップについては同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【0116】
図１１は、本発明の実施形態の第２の変形例に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、制御装置６０のインバータ制御部６０ｂによる指令周波数との関係の一例を示すタイムチャートである。図１１の（Ａ）のタイムチャートでは、縦軸は圧力値、横軸は経過時間を示し、経過時間による吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図１１の（Ｂ）に示すタイムチャートでは、縦軸は周波数、横軸は経過時間を示し、経過時間による制御装置６０からインバータ装置７０に出力する指令周波数の変化を示す。図１２Ａは、本発明の実施形態の第２の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）の一例を示す制御フローである。
【0117】
図１１では、小水量停止（ｔｒ１１、図５ＢのステップＳ１０６）後に、停止圧力Ｐ１に加圧された吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下にまで下がり（ｔｒ１２、図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）、ポンプ２を小停再始動しようとしたときに、過電流トリップ等の不具合にて（図５ＢのステップＳ１０３が「ＮＯ」）、ポンプ２が保護停止（ｔｒ１３、図５ＢのステップＳ１０７）を起こし、その後、リトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）にてポンプ２を始動させ（ｔｒ１４）たが、ポンプ２が正常始動できず（図５ＢのステップＳ１１０が「ＮＯ」）、且つ、リトライ終了でない（図５ＢのステップＳ１１１が「ＮＯ」）との判断を経て、再びポンプ２が保護停止（ｔｒ１５、図５ＢのステップＳ１０７）を起こし、その後、２回目のリトライ動作にてポンプ２を始動させ（ｔｒ１６、図５ＢのステップＳ１０９）たときに、ポンプ２が正常に始動（ｔｒ１７、図５ＢのステップＳ１１０が「ＹＥＳ」）したケースを例示している。
【0118】
図１１に示すように、制御装置６０は、リトライ回数が１回目の場合、ポンプ２の保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）が終了してから始動させるまでの間隔時間をＴ１に設定する。また、制御装置６０は、リトライ回数が２回目の場合、ポンプ２を始動させるまでの間隔時間をＴ１よりも長いＴ２に設定する。このように、制御装置６０は、リトライ回数に応じて、間隔時間を増加させる。なお、本実施形態では、説明を容易にするために、図５ＢのステップＳ１０７における保護停止は、ポンプ２が停止したら直ちに解除されるものとする。
【0119】
次に、図１１におけるリトライ動作について図１２Ａにて詳細に説明する。図１２Ａは、図１１に示すｔｒ１３もしくはｔｒ１５にてポンプ２が停止した後で、ポンプ２の保護停止が解除されたタイミングにて実行される制御フローであり、図５ＢのステップＳ１０９のリトライ動作の詳細を説明した制御フローである。図１２Ａに示すリトライ動作の制御フローでは、制御装置６０は、先ず、リトライ回数をカウントする（ステップＳ３１）。次に、制御装置６０は、現在のリトライ回数を判断する（ステップＳ３２－１～Ｓ３２－Ｎ）。そして、制御装置６０は、現在のリトライ回数に応じて、ポンプ２の保護停止を解除したときから、リトライ実行にてポンプ２を再始動させるまでの間隔時間を設定する（ステップＳ３３－１～Ｓ３３－Ｎ）。
【0120】
具体的には、リトライ回数が１回目（ステップＳ３２－１が「ＹＥＳ」）では、間隔時間を初期値であるＴ１に設定（ステップＳ３３－１）し、リトライ回数が２回目（ステップＳ３２－１が「ＮＯ」且つステップＳ３２－２が「ＹＥＳ」）では、間隔時間をＴ１より大きい値であるＴ２を設定（ステップＳ３３－２）する。このように、リトライ回数が増える毎に間隔時間を増加させる（Ｔ１＜Ｔ２＜・・・＜ＴＮ）とよい。なお、Ｔ２からＴＮは、初期値であるＴ１に所定の値を加算もしくは乗算して算出した値でもよいし、記憶部６３にテーブルを持ち、その値を保有してもよい。
【0121】
給水先の管路が解放されている状態（例えば、蛇口が開状態）にてポンプ２が始動できずに（図５ＢのステップＳ１０３が「ＮＯ」）となり、ポンプ２を保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）した後には、蓄圧運転にて加圧されていた吐出し圧力ＰＶが徐々に低下していく。間隔時間を設定してポンプ２を始動するときの吐出し圧力ＰＶが低下していくことで、電動機３の始動トルクが低減される。よって、間隔時間は、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの一つである。
【0122】
次に、制御装置６０は、設定した間隔時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ３４）。制御装置６０は、間隔時間が経過したら（ステップＳ３４が「ＹＥＳ」）、始動条件を確認（ステップＳ３５ａが「ＹＥＳ」）して、リトライ実行を行う（ステップＳ３５）。具体的には、制御装置６０は、ステップＳ３４にて間隔時間の間（ステップＳ３４が「ＮＯ」の間）は運転不可としてポンプ２を停止状態にて待機させる。制御装置６０は、間隔時間が経過したら（ステップＳ３４が「ＹＥＳ」）、運転不可を解除した時点で、始動条件が満たされたか否かを判断する。始動条件が満たされた（ステップＳ３５ａが「ＹＥＳ」の場合）と判断したら、ステップＳ３５のリトライ実行の処理にてポンプ２を始動する。ここで、ステップＳ３５ａでは、ポンプ２を保護停止させた後に吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である第２始動条件、更にはこの第２始動条件の追加条件である後述する第３始動条件が満たされた場合に「ＹＥＳ」とし、第２始動条件、更には第３始動条件が満たされるまではステップＳ３５ａを「ＮＯ」と判断して待機するとよい。次にステップＳ３６にて、制御装置６０は、ポンプ２の揚水運転によって正常始動を確認し、ポンプ２の給水を判断した場合（ステップＳ３６が「ＹＥＳ」の場合）、リトライ動作を終了する。
【0123】
一方、ステップＳ３６にてポンプ２が規定揚程で揚水できる回転速度まで、回転速度が上昇する前に、過電流トリップ等が発生した場合（ステップＳ３６が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、リトライ回数を確認し（ステップＳ３８）、リトライ回数がＮ回未満の場合（ステップＳ３８が「ＮＯ」の場合）であれば、図１２Ａの制御フローを終了する。リトライ回数がＮ回以上（ステップＳ３８が「ＹＥＳ」の場合）であれば、リトライ終了（ステップＳ１００）として、図１２Ａの制御フローを終了し、図５ＢのステップＳ１１０にて正常始動が「ＮＯ」となり、ステップＳ１１１にてリトライ終了が「ＮＯ」の判断がなされ、再びステップＳ１０７の保護停止となる。ステップＳ１００にてリトライ終了となると、図５ＢのステップＳ１１０にて正常始動が「ＮＯ」となり、ステップＳ１１１にて「ＹＥＳ」の判断がなされ、ポンプ２の故障が確定する（ステップＳ１１２）。
【0124】
ここで、ステップＳ３３－１～Ｓ３３－Ｎにおいて、リトライ回数に応じて、間隔時間が長く設定されているため、リトライ回数が増えるほど、リトライ動作が遅れて実行される。図１１に示すように、時間の経過と共にポンプ２の吐出し圧力ＰＶが低下していくため、間隔時間が長ければ長くなるほど、電動機３の始動トルクが小さく済む。このように、リトライ回数に応じて、間隔時間を増加させることにより、ポンプ装置１は、リトライ回数が設定回数（例えばＮ＝５）を超えてポンプ２が故障確定する前に、ポンプ２が規定揚程にて運転できる確率が増える。なお、制御装置６０は、上述した実施形態と同様に、リトライ回数の何回かに一回（例えばリトライ回数が３×ｍ回目：ｍは自然数）は、ポンプ２を通常の回転方向とは逆方向に回転させてもよい（ステップＳ３７）。
【0125】
なお、制御装置６０は、ポンプ２の保護停止の判断後に、所定の間（図１１のｔｒ１３からｔｒ１４及びｔｒ１５からｔｒ１６）はポンプ２を運転不可として、ポンプ２を保護停止の状態にて待機させてもよい。この場合、保護停止による運転不可の時間に加えて間隔時間を設定してもよい。
【0126】
このように、上述した第２の変形例によれば、制御装置６０は、第２始動条件にてポンプ２を始動させる回数をリトライ回数としてカウントすると共に、ポンプ２の保護停止を解除したときからポンプ２を再始動させるまでの間隔時間を、リトライ回数に応じて変更し、第２始動条件が満たされたとき、リトライ回数に応じて変更した間隔時間に基づいてポンプ２を始動させる、という構成を採用することによって、ポンプ２の保護停止を抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１が得られる。
【0127】
また、制御装置６０は、リトライ回数に応じて間隔時間を変更するための係数ＰＬ１Ｔ，ＰＬ２Ｔを、第１始動条件が満たされたときに推定した最低値である始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正してもよい。始動時吐出し圧力ＰＳは、上述したように第１始動条件が満たされたとき推定され（図７のステップＳ４）、記憶部６３に記憶されている。具体的に、この処理は、図１２Ｂに示す制御フローに沿って実行される。なお、図１２Ｂに示す制御フローは、図１２ＡのステップＳ３３－１の間隔時間を算出する処理の一例を示している。なお、図１２ＡのステップＳ３３－２～Ｓ３３－Ｎにおいても、同様の処理が行われる。
【0128】
図１２Ｂに示すように、先ず、制御装置６０は、始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルを判断する（ステップＳ３３－１－１～Ｓ３３－１－２）。ここで、本実施形態におけるステップＳ３３－１－１に示す圧力レベルＰＬ１及びステップＳ３３－１－２に示す圧力レベルＰＬ２は、図６（Ａ）に示す圧力レベルＰＬ１、圧力レベルＰＬ２と同じとするが、これに限らず任意の範囲もしくは値としてもよい。但し、ＰＬ２はＰＬ１よりも高い値であるとする。
【0129】
次に、制御装置６０は、リトライ回数に応じて間隔時間を変更する係数ＰＬ１Ｔ，ＰＬ２Ｔを、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正する（ステップＳ３３－１－３～Ｓ３３－１－４）。具体的には、ステップＳ３３－１－１にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ１の範囲内（ステップＳ３３－１－１が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ３３－１－３を実行する。ステップＳ３３－１－３に示すＰＬ１Ｔは、間隔時間Ｔ１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ１の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ３３－１－３では、係数ＰＬ１Ｔが、リトライ回数に応じて設定した間隔時間であるＴ１Ｂ（図１２ＡのＴ１のベース値）に加算される。なお、係数ＰＬ１Ｔは、Ｔ１Ｂに乗算してもよい。
【0130】
また、ステップＳ３３－１－２にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ２の範囲内（ステップＳ３３－１－１が「ＮＯ」且つステップＳ３３－１－２が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ３３－１－４を実行する。ステップＳ３３－１－４に示すＰＬ２Ｔは、Ｔ１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ２の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ３３－１－４では、係数ＰＬ２Ｔが、リトライ回数に応じて設定した間隔時間であるＴ１Ｂに加算される。なお、ステップＳ３３－１－４においても、係数ＰＬ２Ｔは、Ｔ１Ｂに乗算してもよい。これにより、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合よりも高い値であるＰＬ２の場合の方が、ステップＳ３３－１において設定される間隔時間Ｔ１を大きな値とすることができる。
【0131】
なお、この係数ＰＬ１Ｔと係数ＰＬ２Ｔは異なる算出式を用いてもよいし、または、リトライ回数が増えるごとに大きな値となるようにしてもよい。すなわち、給水先にて水が使用されたにも関わらずポンプ２が運転していないときの吐出し圧力ＰＶの低下の傾きは一定であると推測できるため、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１のときのよりもＰＬ２のときの方が、ポンプ２の保護停止を解除したときの吐出し圧力ＰＶが大きくなるためである。先述したように、ポンプ２の始動時の吐出し圧力ＰＶが高い状態の方が、羽根車２０の回転が開始し難く始動トルクを要する場合には、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１のときのよりもＰＬ２のときの間隔時間を長くするとよい。具体的には、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合のＴ１～ＴＮ（ＴＮはＮ回目のリトライにおける間隔時間）よりも、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ２の場合のＴ１～ＴＮを大きな値となる係数ＰＬ１Ｔ，ＰＬ２Ｔとすればよい。
【0132】
このように、リトライ回数に応じて間隔時間の値を変更するための係数ＰＬ１Ｔ、ＰＬ２Ｔを、第１始動条件が満たされたときに推定した始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正するとよい。また、本実施形態における始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１と圧力レベルＰＬ２の２通りの算出方法を示したが、これに依らず圧力レベルをＸ（Ｘは１以上の任意の自然数）通りとし、圧力レベルＰＬ１～ＰＬＸに対応する係数としてＰＬ１Ｔ～ＰＬＸＴを算出するとよい。
【0133】
また、本実施形態では、次のような第３の変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成及びステップについては同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【0134】
図１３Ａは、本発明の実施形態の第３の変形例に係る制御装置６０により実行される第３始動条件の確認の一例を示す制御フローである。
図１３Ａに示す制御フローは、上述したリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）における第２始動条件の諸条件（ポンプ２の保護停止を解除した後に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である）に、更に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０未満に設定された後述するリトライ開始圧力ＲＰＬ以下である条件（第３始動条件）を満たしたケースを示す。すなわち、この第３始動条件は、第２始動条件の追加条件である。例えば、図１３Ａに示す制御フローは、図１２Ａに示すステップＳ３５ａにて第２始動条件の諸条件の判断後に実行されてもよいし、図５ＢのステップＳ１０８の第２始動条件の諸条件の判断時に実行されてもよい。制御装置６０は、第３始動条件の判断として、吐出し圧力ＰＶが、図１１に示すリトライ開始圧力ＲＰＬにまで低下したか否かを判断する（ステップＳ４１）。
図１３Ａに示す制御フローは、上述したリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）における第２始動条件の諸条件（ポンプ２の保護停止を解除した後に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下である）に、更に、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０未満に設定された後述するリトライ開始圧力ＲＰＬ以下である条件（第３始動条件）を満たしたケースを示す。すなわち、この第３始動条件は、第２始動条件の追加条件である。例えば、図１３Ａに示す制御フローは、図１２Ａに示すステップＳ３５ａにて第２始動条件の諸条件の判断後に実行されてもよいし、図５ＢのステップＳ１０８の第２始動条件の諸条件の判断時に実行されてもよい。制御装置６０は、第３始動条件の判断として、吐出し圧力ＰＶが、図１１に示すリトライ開始圧力ＲＰＬにまで低下したか否かを判断する（ステップＳ４１）。
【0135】
リトライ開始圧力ＲＰＬとは、始動圧力Ｐ０より低い圧力値であり、リトライ動作によって始動トルク不足にならない圧力であることが好ましい。このリトライ開始圧力ＲＰＬは、ユーザーによって設定変更可能な設定値としてもよいし、リトライ回数に応じて制御装置６０にて変更してもよい。また、保護停止時の吐出し圧力ＰＶから所定の値を減算もしくは除算することでリトライ開始圧力ＲＰＬを算出してもよい。制御装置６０が、リトライ開始圧力ＲＰＬをリトライ回数に応じて変更する場合は、リトライ回数が増えるとリトライ開始圧力ＲＰＬは小さい値となるとよい。
【0136】
制御装置６０は、吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬ以下にまで低下していない場合（ステップＳ４１が「ＮＯ」の場合）、吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬ以下に低下するまで待機する。リトライ実行によるポンプ２の始動時の吐出し圧力ＰＶが高い状態の方が、羽根車２０の回転が開始し難く始動トルクを要するので、吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬに下がったタイミングで（ステップＳ４１が「ＹＥＳ」）リトライ動作を行う（ステップＳ４２）ことで、始動圧力Ｐ０にてポンプ２を始動する場合と比べて、ポンプ２の始動時のトルク不足による保護停止を抑制することができる。
【0137】
図１３ＡのステップＳ４２に示す処理を、上述した図５ＢのステップＳ１０９のリトライ動作に適用する例を説明する。この処理は、図１３Ｂに示すフローに沿って実行されるとよい。なお、図１３Ｂに示すフローは、上述した図５ＢのステップＳ１０７（保護停止）からステップＳ１０９（リトライ動作）までに代えて実行される処理を示している。具体的には、上述した第２始動条件（ステップＳ１０８が「ＹＥＳ」）の諸条件に加えて、図１３ＡのステップＳ４１に示す第３始動条件が満たされたとき（ステップＳ１０８－１が「ＹＥＳ」の場合）に、図５ＢのステップＳ１０９のリトライ動作を実行するとよい。これにより、リトライ実行しポンプ２を始動するときに吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬ以下に低下しているので、ポンプ２の始動時のトルク不足による保護停止を抑制することができる。また、第２始動条件の諸条件が否定の判断（ステップＳ１０８が「ＮＯ」）または、図１３ＡのステップＳ４１に示す第３始動条件が否定の判断（ステップＳ１０８－１が「ＮＯ」）の場合には、ステップＳ１０７の保護停止に戻る。
【0138】
また、図１３ＡのステップＳ４２に示す処理を、上述した図１２ＡのステップＳ３５のリトライ実行に適用する例について説明する。具体的には、図１２ＡのステップＳ３５ａでは、図１３ＡのステップＳ４１に示す第３始動条件が満たされたとき（ステップＳ４１が「ＹＥＳ」の場合）に、図１２ＡのステップＳ３５のリトライ実行の処理をするとよい。また、図１３ＡのステップＳ４１において吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬより大きい場合は、第３始動条件が否定の判断（ステップＳ１０８－１が「ＮＯ」）となり、吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬ以下となるまで待機する。
【0139】
このように、ポンプ２の始動条件には、第２始動条件の諸条件に加えて、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０未満に設定されたリトライ開始圧力ＲＰＬ以下である第３始動条件が含まれるとよい。これにより、第３始動条件が満たされてポンプ２を始動する時に吐出し圧力ＰＶがリトライ開始圧力ＲＰＬ以下に低下しているので、ポンプ２の始動時のトルク不足による保護停止を抑制することができる。
【0140】
また、本実施形態では、次のような第４の変形例を採用し得る。
図１４は、本発明の実施形態の第４の変形例に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、制御装置６０からインバータ制御部６０ｂへの指令周波数との関係の一例を示すタイムチャートである。図１４の（Ａ）に示すタイムチャートは、縦軸は圧力、横軸は経過時間であり、経過時間による吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図１４の（Ｂ）に示すタイムチャートは、縦軸は周波数、横軸は経過時間であり、経過時間による制御装置６０からインバータ装置７０に対する指令周波数の変化を示す。図１５Ａは、本発明の実施形態の第４の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）の一例を示す制御フローである。
図１４は、本発明の実施形態の第４の変形例に係るポンプ２の吐出し圧力ＰＶと、制御装置６０からインバータ制御部６０ｂへの指令周波数との関係の一例を示すタイムチャートである。図１４の（Ａ）に示すタイムチャートは、縦軸は圧力、横軸は経過時間であり、経過時間による吐出し圧力ＰＶの変化を示す。図１４の（Ｂ）に示すタイムチャートは、縦軸は周波数、横軸は経過時間であり、経過時間による制御装置６０からインバータ装置７０に対する指令周波数の変化を示す。図１５Ａは、本発明の実施形態の第４の変形例に係る制御装置６０により実行されるリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）の一例を示す制御フローである。
【0141】
図１４では、上述した第２の変形例と同様に、小水量停止（ｔｒ２０、図５ＢのステップＳ１０６）後に、停止圧力Ｐ１に加圧されたポンプ２の吐出し圧力ＰＶが停止圧力Ｐ１から始動圧力Ｐ０にまで下がり（ｔｒ２１、図５ＢのステップＳ１０１が「ＹＥＳ」）、第１始動条件が満たされてポンプ２を小停再始動（図５ＢのステップＳ１０２）しようとしたときに、始動トルク不足によってポンプ２が始動できず（図５ＢのステップＳ１０３が「ＮＯ」）に、ポンプ２が保護停止（ｔｒ２２、図５ＢのステップＳ１０７）を起こし、その後、第２始動条件が満たされ、リトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）にてポンプ２を再始動させるケースを例示する。
【0142】
制御装置６０は、ポンプ２を再始動させるリトライ回数に応じて、ソフトスタート時間を増加させる。例えば、図１４に示すように、リトライ回数が０回目（ｔｒ２１）、すなわち第１始動条件が満たされた小停再始動の場合、ソフトスタート時間は基準値であるＳＴ０である。リトライ回数が１回目（ｔｒ２３）の場合、制御装置６０は、ソフトスタート時間をＳＴ０よりも長いＳＴ１１に設定する。また、制御装置６０は、リトライ回数が２回目（ｔｒ２５）の場合、ソフトスタート時間をＳＴ１１よりも長いＳＴ１２に設定する。なお、ＳＴ１１、ＳＴ１２はＳＴ０に所定の値を加算もしくは乗算して求めてもよいし、上述した図１０にて、ポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳに応じて設定した値（ＳＴ１～ＳＴＮ）をＳＴ０として、このＳＴ０に所定の値を加算もしくは乗算して求めてもよい。
【0143】
ここで、ソフトスタート時間は、上述したように、電動機３の駆動制御に関連する制御パラメータの一つであり、ソフトスタート時間が長い程、電動機３の加速を抑制することができ、加速時に必要なインバータ装置７０に流れる電流を抑えることできる。本実施形態では、一例として、ソフトスタート時間は、図１４に示すように、設定圧力ＰＡとするときのインバータ制御部６０ｂによる指令周波数をＰＡＦとしたときに、初期値（ゼロ）からその指令周波数ＰＡＦに達するまでにかける指令時間の長さ（例えば、ｔｒ２５～ｔｒ２６までのＳＴ１２）に対応している。ただし、ソフトスタート時間は、指令周波数ＰＡＦによらず、例えば、電動機３の回転速度が、０（ゼロ）の値から所定の回転速度（例えば、最高出力回転速度）に到達する時間としてもよい。
【0144】
次に、図１４におけるリトライ動作について図１５Ａにて詳細に説明する。図１５Ａに示すリトライ動作の制御フローは、ポンプ２を保護停止した（ｔｒ２２、ｔｒ２４）後、当該保護停止が解除されたときに（ｔｒ２３、ｔｒ２５）、吐出し圧力ＰＶが始動圧力Ｐ０以下と判断して開始されるフローであり、図５ＢのステップＳ１０９のリトライ動作の詳細を説明した制御フローである。図１５Ａに示すリトライ動作の制御フローでは、制御装置６０は、先ず、リトライ回数をカウントする（ステップＳ５１）。次に、制御装置６０は、現在のリトライ回数を判断する（ステップＳ５２－１～Ｓ５２－Ｎ）。そして、制御装置６０は、現在のリトライ回数に応じて、ソフトスタート時間を設定する（ステップＳ５３－１～Ｓ５３－Ｎ）。
【0145】
次に、制御装置６０は、設定したソフトスタート時間に基づき、リトライ実行を行う（ステップＳ５４）。具体的には、制御装置６０は、ポンプ２を始動し、ソフトスタート時間の増加率によって電動機３を加速し、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶが設定圧力ＰＡとなるよう運転を行う。次にステップＳ５５にて、制御装置６０は、ポンプ２の規定揚程での揚水運転となる正常始動を確認し、ポンプ２の給水を判断した場合（ステップＳ５５が「ＹＥＳ」の場合）、図１５Ａの制御フローを終了する。一方、ステップＳ５５にてポンプ２の規定揚程による給水を判断する前に、過電流トリップ等で正常始動を確認できない場合（ステップＳ５５が「ＮＯ」の場合）、制御装置６０は、リトライ回数を確認し（ステップＳ５７）、リトライ回数がＮ回未満の場合（ステップＳ５７が「ＮＯ」の場合）であれば、図１５Ａの制御フローを終了する。リトライ回数がＮ回以上（ステップＳ５７が「ＹＥＳ」の場合）であれば、ポンプ２の故障を確定させるためリトライ終了（ステップＳ１００）として、図１５Ａの制御フローを終了する。
【0146】
ここで、ステップＳ５３－１～Ｓ５３－Ｎにおいて、リトライ回数に応じて、ソフトスタート時間が長く設定されているため、リトライ回数が増える程、電動機３の加速に伴う電流を抑えることができるので、インバータ装置７０に流れる電流が設定された過電流保護レベルまで達して保護停止することを抑制できる。このように、リトライ回数に応じて、ソフトスタート時間を増加させることにより、リトライ回数が設定回数Ｎを超える前に、ポンプ２が復帰できる確率が増える。なお、制御装置６０は、上述した実施形態と同様に、リトライ回数の何回かに一回（例えばリトライ回数が３×ｍ回目：ｍは自然数）は、ポンプ２を通常の回転方向とは逆方向に回転させてもよい（ステップＳ５６）。
【0147】
このように、上述した第４の変形例によれば、制御装置６０は、図１５Ａに示すように、第２始動条件にてポンプ２を始動させる回数をリトライ回数としてカウント（ステップＳ５１）すると共に、第１始動条件にて最低値である始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて設定した制御パラメータの値の一つであるソフトスタート時間をリトライ回数に応じて変更し、第２始動条件が満たされたとき、リトライ回数に応じて変更したソフトスタート時間に基づいてポンプ２を始動させる、という構成を採用することによって、ポンプ２の保護停止や故障確定を抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１が得られる。
【0148】
また、制御装置６０は、リトライ回数に応じてソフトスタート時間を変更するための係数ＰＬ１ＳＴ，ＰＬ２ＳＴを、第１始動条件が満たされたときに推定した最低値である始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正してもよい。始動時吐出し圧力ＰＳは、上述したように第１始動条件が満たされたとき推定され（図７のステップＳ４）、記憶部６３に記憶されている。具体的に、この処理は、図１５Ｂに示す制御フローに沿って実行される。なお、図１５Ｂに示す制御フローは、図１５ＡのステップＳ５３－１のソフトスタート時間を算出する処理の一例を示している。なお、図１５ＡのステップＳ５３－２～Ｓ５３－Ｎにおいても、同様の処理が行われる。
【0149】
図１５Ｂに示すように、先ず、制御装置６０は、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルを判断する（ステップＳ５３－１－１～Ｓ５３－１－２）。ここで、本実施形態におけるステップＳ５３－１－１に示す圧力レベルＰＬ１及びステップＳ５３－１－２に示す圧力レベルＰＬ２は、図６（Ａ）に示す圧力レベルＰＬ１、圧力レベルＰＬ２と同じとするが、これに限らず任意の範囲もしくは値としてもよい。但し、ＰＬ２はＰＬ１よりも高い値であるとする。
【0150】
次に、制御装置６０は、リトライ回数に応じてソフトスタート時間を変更する係数ＰＬ１ＳＴ，ＰＬ２ＳＴを、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正する（ステップＳ５３－１－３～Ｓ５３－１－４）。具体的には、ステップＳ５３－１－１にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ１の範囲内（ステップＳ５３－１－１が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ５３－１－３を実行する。ステップＳ５３－１－３に示すＰＬ１ＳＴは、ＳＴ１１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ１の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ５３－１－３では、係数ＰＬ１ＳＴが、リトライ回数に応じて設定したソフトスタート時間であるＳＴ１１Ｂ（図１５ＡのＳＴ１１のベース値）に加算される。なお、係数ＰＬ１ＳＴは、ＳＴ１１Ｂに乗算してもよい。
【0151】
また、ステップＳ５３－１－２にて始動時吐出し圧力ＰＳにおける圧力レベルがＰＬ２の範囲内（ステップＳ５３－１－１が「ＮＯ」且つステップＳ５３－１－２が「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ５３－１－４を実行する。ステップＳ５３－１－４に示すＰＬ２ＳＴは、ＳＴ１１を算出するための係数であって、第１始動条件が満たされたときの始動時吐出し圧力ＰＳもしくは圧力レベルＰＬ２の大きさに応じて算出されるとよい。ステップＳ５３－１－４では、係数ＰＬ２ＳＴが、リトライ回数に応じて設定したソフトスタート時間であるＳＴ１１Ｂに加算される。なお、ステップＳ５３－１－４においても、係数ＰＬ２ＳＴは、ＳＴ１１Ｂに乗算してもよい。これにより、ステップＳ５３－１では、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合よりもＰＬ２の場合の方が、ソフトスタート時間ＳＴ１１を大きな値とすることができる。
【0152】
なお、この係数ＰＬ１ＳＴと係数ＰＬ２ＳＴは異なる算出式を用いてもよいし、または、リトライ回数が増えるごとに大きな値となるようにしてもよい。すなわち、給水先にて水が使用されたにも関わらずポンプ２が運転していないときの吐出し圧力ＰＶの低下の傾きは一定であると推測できるため、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１のときのよりもＰＬ２のときの方が、ポンプ２の保護停止を解除したときの吐出し圧力ＰＶが大きくなるためである。先述したように、ポンプ２の始動時の吐出し圧力ＰＶが高い状態の方が、羽根車２０の回転が開始し難く始動トルクを要する場合には、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１のときのよりもＰＬ２のときのソフトスタート時間を長くするとよい。具体的には、制御装置６０は、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ１の場合のＳＴ１１～ＳＴ１Ｎよりも、始動時吐出し圧力ＰＳがＰＬ２の場合のＳＴ１１～ＳＴ１Ｎを大きな値となる係数ＰＬ１ＳＴ，ＰＬ２ＳＴとすればよい。
【0153】
このように、リトライ回数に応じて制御パラメータであるソフトスタート時間の値を変更するための係数ＰＬ１ＳＴ，ＰＬ２ＳＴを、第１始動条件が満たされたときに推定した始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて補正するとよい。また、本実施形態における始動時吐出し圧力ＰＳが圧力レベルＰＬ１と圧力レベルＰＬ２の２通りの算出方法を示したが、これに依らず圧力レベルをＸ（Ｘは１以上の任意の自然数）通りとし、圧力レベルＰＬ１～ＰＬＸに対応する係数としてＰＬ１ＳＴ～ＰＬＸＳＴを算出してもよい。
【0154】
また、上述した図１２Ａの処理に、図１５Ａの処理を追加してもよい。具体的には、図１５Ｃに示すように、ステップＳ３３－１～Ｓ３３－Ｎの後にステップＳ５３－１～Ｓ５３－Ｎを実施してソフトスタート時間にＳＴ１１～ＳＴ１Ｎを設定し、ステップＳ３５ａにて第２始動条件（「ＹＥＳ」の場合）を満たしたら、ステップＳ３５にてリトライ実行を実施するとよい。このように、リトライ回数に応じて間隔時間とソフトスタート時間を変更することによって始動時のポンプ２の保護停止を抑制し、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１が得られる。 さらに、図１５Ｃの処理に、図１３Ａの処理を追加してもよい。具体的には、ステップＳ３５ａにて、上述した第３始動条件が満たされたときに、図１３Ａに示すフローを実行するとよい。
【0155】
図１６は、本発明の実施形態に係る制御装置６０により実行される制御パラメータ初期化の一例を示す制御フローである。つまり、第２始動条件が満たされてポンプ２が始動するときに変更した制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更するための所定の復帰条件の一例を示す。
本実施形態では、上述した実施形態及び各変形例において変更した制御パラメータを、ポンプ２の運転中に小停再始動にて用いた初期の制御パラメータに戻す制御フローについて説明する。上述したリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）にて始動時の過渡的な状態による保護停止を回避（図５ＢのステップＳ１１０が「ＹＥＳ」）でき、その後、継続して給水を行う（図５ＢのステップＳ１０４）ときには、ポンプ２が停止するタイミングを待たずに、リトライ動作にて変更した制御パラメータを初期の制御パラメータ（小停再始動時の制御パラメータ）に戻すことで、適切にポンプ２を運転することができる。
本実施形態では、上述した実施形態及び各変形例において変更した制御パラメータを、ポンプ２の運転中に小停再始動にて用いた初期の制御パラメータに戻す制御フローについて説明する。上述したリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）にて始動時の過渡的な状態による保護停止を回避（図５ＢのステップＳ１１０が「ＹＥＳ」）でき、その後、継続して給水を行う（図５ＢのステップＳ１０４）ときには、ポンプ２が停止するタイミングを待たずに、リトライ動作にて変更した制御パラメータを初期の制御パラメータ（小停再始動時の制御パラメータ）に戻すことで、適切にポンプ２を運転することができる。
【0156】
具体的には、例えば、制御装置６０は、図５ＢのステップＳ１０２にて、第１始動条件にてポンプ２を始動するときに、制御パラメータの値を第１制御パラメータ値として記憶部６３に記憶する。また、制御装置６０は、図５ＢのステップＳ１０９にて、第２始動条件にてポンプ２を始動するときに用いる制御パラメータの値を第２制御パラメータとして記憶部６３に記憶する。このように、制御パラメータの値は、第１始動条件にてポンプ２を始動するときに用いる第１制御パラメータ値と、第２始動条件にてポンプ２を始動するときに用いる第２制御パラメータ値と、を含み、そして、制御装置６０は、第２始動条件が満たされてポンプ２が再始動し、図５ＢのステップＳ１１０にてポンプ２が正常始動したと判断した後に、所定の復帰条件を満たしたら、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更する。
【0157】
図８に示すケースでは、２回目のリトライ動作で設定したトルクブースト電圧ＶＬ２をポンプ２による給水が復帰した後にトルクブースト電圧ＶＬ０に戻す。このように、リトライ時に変更したトルクブースト電圧を小停再始動時のトルクブースト電圧に下げることで、最適な「Ｖｆ制御」で電動機３を駆動することができるので、電動機３の駆動エネルギーの省力化ができる。後述する図１９に示す第３使用例のポンプ装置１は、マンション等の給水装置として用いられ、昨今の生活環境の多様化からポンプ２が小水量停止する機会は少なく、朝等の給水量が多い時間帯以外は低速で運転し続ける。このような使用例では、小水量停止のタイミングを待たずに、リトライ動作時に上げたトルクブースト電圧をＶＬ０に戻すことによる電動機３の駆動エネルギーの省力化の効果は高い。また、図１５Ａに示すリトライ回数に応じて設定したソフトスタート時間ＳＴ１１～ＳＴ１Ｎを、図１４に示すＳＴ０に戻すとよい。ソフトスタート時間が短くなることで、給水先での流量変動に伴う吐出し圧力ＰＶの追従性が向上する。なお、図１６のフローを実行中にポンプ２が小水量停止または保護停止した場合は、図１６のフローを中断する。
【0158】
図１６に示す制御フローは、図５ＢのステップＳ１１０「ＹＥＳ」の判断後に実行され、図５ＢのステップＳ１０４と並行して実施される。図５ＢのステップＳ１１０「ＹＥＳ」の判断は、上述した図９ＡのステップＳ１６「ＹＥＳ」、図１２ＡのステップＳ３６「ＹＥＳ」、図１５ＡのステップＳ５５「ＹＥＳ」などに対応するステップである。制御装置６０は、図５ＢのステップＳ１１０「ＹＥＳ」の判断として、ポンプ２が揚水運転で正常に給水を行っていることを確認するために、吐出し圧力ＰＶが所定の規定揚程の圧力の付近まで達しているかを確認するとよい。また、吐出し圧力ＰＶが下降から上昇に転じて所定時間経過した、もしくは、フローセンサ３５ｂにて過少水量で無い且つ吐出し圧力ＰＶが所定の圧力に達した等を確認するとよい。
【0159】
図１６のステップＳ６２では、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更するための復帰条件の一例を示し、制御装置６０は、電動機３に供給する電流（具体的には、電流センサ７２の測定値）が所定の電流制限レベル以下であるか否かを判断する。図８におけるｔｒ５からｔｒ６に示すように、ポンプ２の始動時には過渡的にインバータ装置７０に流れる電流が上昇する。また、ポンプ２の羽根車２０に異物が挟まってロックしたりして電動機３の負荷が正常範囲より大きくなった場合には、インバータ装置７０に流れる電流が上昇するため、制御装置６０は、インバータ装置７０に流れる電流が所定の電流制限レベル以下である場合（ステップＳ６２が「ＹＥＳ」の場合）に電動機３の負荷が正常範囲内であると判断して、次のステップＳ６３に移行する。一方、ステップＳ６２の判断が「ＮＯ」の場合、制御装置６０は、インバータ装置７０に流れる電流が所定の電流制限レベル以下になるまで待機する。ここで、電流制限レベルは、過電流トリップの閾値である過電流保護レベル（例えば、ＡＬ０、ＡＬ１、ＡＬ２等）より小さい値であり、ポンプ２が規定揚程で給水を行った際にインバータ装置７０に流れる電流にマージンを加えた値とするとよい。
【0160】
次のステップＳ６３では、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更するための復帰条件の他の一例を示し、制御装置６０は、ポンプ２に流れる水量が所定の水量以上であるか否かを判断する。具体的には、制御装置６０は、フローセンサ３５ｂが過少水量Ｑｍｉｎ以下を検知したか否かを判断する。制御装置６０は、フローセンサ３５ｂが過少水量Ｑｍｉｎを検知しておらずポンプ２に流れる水量が過少水量以上である場合（ステップＳ６３が「ＹＥＳ」の場合）は、ポンプ２が揚水運転にて給水していると判断して、次のステップＳ６４に移行する。一方、ステップＳ６３の判断が「ＮＯ」の場合は、ポンプ２が揚水していないか、もしくは、供給先に先にて水の使用がなくなり圧力タンク４３に蓄圧するのみであり、蓄圧運転後はポンプ２が小水量停止され制御フローを抜ける。ステップＳ６３の判断が「ＮＯ」の場合は、制御装置６０は、ステップＳ６２の判断に戻る。ポンプ２に流れる水量が少ない場合は、インバータ装置７０に流れる電流が少なく該電流が電流制限レベル以下であっても正常に揚水を行えているか否かの判断が困難となるため、ステップＳ６３では、制御装置６０は、ポンプ２に流れる水量を確認する。ただし、正常に揚水を行えているか否かの判断ができるのであれば、ステップＳ６３は省略してもよい。
【0161】
次のステップＳ６４では、制御装置６０は、復帰条件であるインバータ装置７０に流れる電流が電流制限レベル以下および／またはフローセンサ３５ｂが過少水量Ｑｍｉｎを検知していない状態（ステップＳ６２および／またはステップＳ６３が「ＹＥＳ」）にて、所定時間経過したか否かを判断する。制御装置６０は、所定時間が経過した場合（ステップＳ６４が「ＹＥＳ」の場合）、次のステップＳ６５に移行する。一方、ステップＳ６４の判断が「ＮＯ」の場合、ステップＳ６２に戻り、制御装置６０は、インバータ装置７０に流れる電流が電流制限レベル以下および／またはフローセンサ３５ｂが過少水量Ｑｍｉｎを検知していない状態になったことを確認しつつ、所定時間が経過するまで待機する。
【0162】
ステップＳ６２～Ｓ６４においていずれも「ＹＥＳ」の場合、制御装置６０は、異常の原因が取り除かれたと判断し、制御パラメータを初期化する（ステップＳ６５）。具体的には、上述したリトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）にて変更した各種制御パラメータを小停再始動（図５ＢのステップＳ１０２）にて用いた制御パラメータに戻す。一方、ステップＳ６２～Ｓ６４においていずれか一つが「ＮＯ」の場合、未だ異常の原因が取り除かれていない可能性があるため、制御装置６０は、リトライ動作時に変更した制御パラメータを継続して用いる。
【0163】
このように、上述した本実施形態によれば、ポンプ２と、ポンプ２を駆動する電動機３と、電動機３に電力を供給するインバータ装置７０と、インバータ装置７０に制御信号を出力してポンプの動作を制御する制御装置６０と、を備えるポンプ装置１であって、制御装置６０は、電動機の駆動制御に関連する制御パラメータを変更する制御パラメータ変更手段と、インバータ装置７０に流れる電流が、設定された電流制限レベル以下に一定時間収まっている場合および／または過少水量Ｑｍｉｎを検知していない状態で一定時間経過した場合に、変更した制御パラメータを小停再始動時の制御パラメータに戻すリセット手段と、を有する、という構成を採用することによって、制御パラメータが変更された後に、メンテナンス作業者がわざわざ現場に行って制御パラメータのリセット作業を行わなくてもよくなり、ポンプ装置１の利便性が高くなる。また、ポンプ２の始動時には、ポンプ２の軸封部の摺動面の摩擦等によりトルク不足が発生するため、ポンプ２が正常始動して運転し、一定時間電流が安定してしまえば、リトライ動作時に変更した各種制御パラメータを小停再始動時の値に戻すことができる。
【0164】
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
【0165】
例えば、上述した各実施形態の制御フローの組み合わせ、置換は適宜可能である。
【0166】
また、例えば、上述した各種の制御パラメータは、制御装置６０の記憶部６３に記憶されるとともにＩ／Ｏ部６１より設定変更が可能とするとよい。なお、リトライ動作時に用いる上述した各種の制御パラメータの値は、第２始動条件を判断する前に算出してもよい。例えば、制御装置６０は、保護停止（図５ＢのステップＳ１０７）やリトライ終了（図５ＢのステップＳ１１１）したとき等の第２始動条件（図５ＢのステップＳ１０８）を判定する前に、制御パラメータの値を算出して記憶部６３に保存し、リトライ動作（図５ＢのステップＳ１０９）には、記憶部６３に保存した制御パラメータの値に基づいてポンプ２を始動させるとよい。
【0167】
また、上記実施形態で説明したポンプ装置１は、１台のポンプを備えるものであったが、ポンプの数は２台以上であっても良い。その場合、電動機３並びにインバータ装置７０は、ポンプの台数に応じた数だけ設ければ良い。更にインバータ装置７０は始動するポンプに接続を切り替えて用いてもよい。また、ポンプ２はカスケードポンプによらずターボポンプであればよい。
【0168】
図１７は、本開示のポンプ装置１の第１使用例を示す模式図である。
図１７に示すポンプ装置１は、水供給源である井戸１０３ａから水を汲み上げ、建物１０１の中の異なる高さの複数の給水先の一例である蛇口１０２に対して給水を行う構成となっている。ポンプ装置１は、地上１０３に設置されており、蛇口１０２ａは地上１０３から高さｈ１で設置され、蛇口１０２ｂは地上１０３から高さｈ２で設置され、蛇口１０２ｃは地上１０３から高さｈ３で設置されている。蛇口１０２の設置高さが高いほど、小停再始動時のポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが高くなり、ポンプ２の保護停止が起こり易くなる。そのため、小停再始動時にどの蛇口１０２ａ～１０２ｃが開かれたかによって最適な制御パラメータが異なるため、このような使用例の場合に、本開示のポンプ装置１を設置すると効果が高い。
図１７に示すポンプ装置１は、水供給源である井戸１０３ａから水を汲み上げ、建物１０１の中の異なる高さの複数の給水先の一例である蛇口１０２に対して給水を行う構成となっている。ポンプ装置１は、地上１０３に設置されており、蛇口１０２ａは地上１０３から高さｈ１で設置され、蛇口１０２ｂは地上１０３から高さｈ２で設置され、蛇口１０２ｃは地上１０３から高さｈ３で設置されている。蛇口１０２の設置高さが高いほど、小停再始動時のポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳが高くなり、ポンプ２の保護停止が起こり易くなる。そのため、小停再始動時にどの蛇口１０２ａ～１０２ｃが開かれたかによって最適な制御パラメータが異なるため、このような使用例の場合に、本開示のポンプ装置１を設置すると効果が高い。
【0169】
また、ポンプ装置１を設置する建物によって、高さｈ１、ｈ２、ｈ３や蛇口１０２ａ～１０２ｃにて所望される圧力は異なる。よって、建物１０１の高さや給水量に適した設定圧Ｐが変更され、設定圧ＰＡに基づいて始動圧力Ｐ０も変更される。第１始動条件が満たされたときのポンプ２の吐出し圧力ＰＶは、始動圧力Ｐ０とほぼ等しく、また、上述したように、ポンプ２を始動するときには、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶによって電動機３側で始動時に必要なトルクが異なる。よって、始動圧力Ｐ０と略同等のポンプ２の吐出し圧力ＰＶによって始動時の制御パラメータの値を変更してもよい。具体的には、図７のステップＳ１～Ｓ４にてポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳを推定するのに代えて、始動圧力Ｐ０、つまり、ポンプ２の第１始動条件が満たされたときの吐出し圧力ＰＶを始動時吐出し圧力ＰＳとし、制御装置６０は、当該始動時吐出し圧力ＰＳの大きさに応じて、ポンプ２の始動時に電動機３に印加するトルクブースト電圧を設定（ステップＳ５－１～Ｓ５－２）してもよい。そして、以降の動作においてもポンプ２の第１始動条件が満たされたときの吐出し圧力ＰＶを始動時吐出し圧力ＰＳをとし、実行するとよい。又、同様に、図１０のステップＳ２１～Ｓ２３にてポンプ２の始動時吐出し圧力ＰＳを推定するのに代えて、ポンプ２の第１始動条件が満たされたときの吐出し圧力ＰＶを始動時吐出し圧力ＰＳをとし、以降の動作を実行するとよい。
【0170】
図１８は、本開示のポンプ装置１の第２使用例を示す模式図である。
図１８に示すポンプ装置１は、地上ユニット１７０と水中モータポンプ１８０とを備えており、これら地上ユニット１７０と水中モータポンプ１８０とが揚水管ＴＢによって接続された構成である。このようなポンプ装置１は、いわば上述したポンプ２及び電動機３を水中モータポンプ１８０としてユニットカバー６の外部に設けたものであり、例えば深井戸ＤＷから水を汲み上げるのに適したものである。水中モータポンプ１８０は、例えば、片吸込遠心形または斜流形の深井戸用水中モータポンプであるポンプ１８１の下部に水中三相誘導電動機である電動機１８２を軸継手によって直結している。
図１８に示すポンプ装置１は、地上ユニット１７０と水中モータポンプ１８０とを備えており、これら地上ユニット１７０と水中モータポンプ１８０とが揚水管ＴＢによって接続された構成である。このようなポンプ装置１は、いわば上述したポンプ２及び電動機３を水中モータポンプ１８０としてユニットカバー６の外部に設けたものであり、例えば深井戸ＤＷから水を汲み上げるのに適したものである。水中モータポンプ１８０は、例えば、片吸込遠心形または斜流形の深井戸用水中モータポンプであるポンプ１８１の下部に水中三相誘導電動機である電動機１８２を軸継手によって直結している。
【0171】
地上ユニット１７０は、概して上述したポンプ装置１からポンプ２及び電動機３を省略した構成である。具体的に、地上ユニット１７０は、ユニットベース５上に固定された制御装置６０及び圧力タンク４３、これらを覆うユニットカバー６、制御装置６０の上部に設けられた表示器制御部１４０、及びユニットカバー６に取り付けられた表示器１５０を備える。尚、図１８では、ユニットカバー６内にて、用水の流路を形成するケーシングや配管及び圧力タンク４３の図示を省略している。このような地上ユニット１７０は、水中モータポンプ１８０から揚水される水を、揚水管ＴＢを介し、更には、吐出し管１１１を介して給水先に給水する。
【0172】
地上ユニット１７０は、表示器制御部１４０と表示器１５０との間で第１近距離通信Ｃ１を行って、ポンプ装置１の状態を示す情報をユニットカバー６に取り付けられた表示器１５０に表示することが可能である。また、地上ユニット１７０は、外部表示器１６０と第２近距離通信Ｃ２を行って、ポンプ装置１の状態を示す情報を外部表示器１６０の表示画面ＤＰに表示することが可能である。
【0173】
水中モータポンプ１８０は、ポンプ１８１及び電動機１８２を備える外径形状が略円柱形状のものであり、水中に没した状態で使用される。ポンプ１８１は、例えばステンレス製のポンプであり、電動機１８２によって駆動される。電動機１８２は、制御装置６０の制御の下で、ポンプ１８１を駆動する。水中モータポンプ１８０は、例えば図１８に示す通り、窪み１０１から下方に掘られた深井戸ＤＷにおいて、水面ＷＬよりも下方に位置する（水中に没する）ように配置され、揚水管ＴＢを介して地上ユニット１７０に水を揚水する。尚、電動機１８２は、揚水管ＴＢと略平行に配線される水中ケーブル（図示省略）を介して地上ユニット１７０に接続される。制御装置６０にて演算された制御信号及び電動機１８２の電力は、この水中ケーブルを介して電動機１８２に入力されるようになっている。また、ポンプ１８１の吐出し流路である揚水管ＴＢまたは吐出し管１１１には、不図示の圧力センサと流量検出器が取り付けられており、ポンプ１８１の吐出し圧力は該圧力センサによって検出され、ポンプ１８１の流量（過少水量Ｑｍｉｎ以下）は該流量検出器によって検出される。これら圧力センサと流量検出器は、制御装置６０のＩ／Ｏ部６１（図５Ａ参照）に電気的に接続されている。
【0174】
以上の通り、図１８に示すポンプ装置１は、第１近距離通信Ｃ１及び第２近距離通信Ｃ２が可能な表示器１５０をユニットカバー６の上面１１５Ｕに取り付け、ポンプ装置１の状態を示す情報を、表示器１５０から外部表示器１６０に第２近距離通信Ｃ２によって送信して外部表示器１６０の表示画面ＤＰに表示するようにしている。これにより、ポンプ装置１が作業性の悪い環境に設置されていたとしても、ユニットカバー６を外すことなく、運転状態や警報等の多様な情報を容易に確認することができる。尚、表示器１５０に代えて、通信器を適用することができ、更には、表示器１５０のために形成されたユニットカバー６の窓部１１５ａを省略し、通信器との間のＮＦＣが可能な部位（視認可能部）である旨を示すマークをユニットカバー６の上面に付すのが望ましい。このような構成であっても、本発明を適用すれば、ポンプ１８１の始動時に保護停止に至るのを抑制できるため、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１となる。
【0175】
図１９は、本開示のポンプ装置１の第３使用例を示す模式図である。
図１９に示すポンプ装置１は、２台のポンプ２を備えている。２台のポンプ２は、２つに分岐した吸込流路３４に並列接続されている。２つに分岐した吸込流路３４の上流側は合流して、水源１１０に接続された吸込口７と連通している。２台のポンプ２の下流側には、それぞれチェッキ弁３５ａ及びフローセンサ３５ｂが配置され、これら２台のフローセンサ３５ｂの下流側で吐出流路４１が合流し、該合流した吐出流路４１には、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶを検出する圧力センサ４２と圧力タンク４３が設けられている。圧力センサ４２にて検出されたポンプ２の吐出し圧力ＰＶは、信号線を介してポンプ制御部６０ａ（図４参照）に入力される。
図１９に示すポンプ装置１は、２台のポンプ２を備えている。２台のポンプ２は、２つに分岐した吸込流路３４に並列接続されている。２つに分岐した吸込流路３４の上流側は合流して、水源１１０に接続された吸込口７と連通している。２台のポンプ２の下流側には、それぞれチェッキ弁３５ａ及びフローセンサ３５ｂが配置され、これら２台のフローセンサ３５ｂの下流側で吐出流路４１が合流し、該合流した吐出流路４１には、ポンプ２の吐出し圧力ＰＶを検出する圧力センサ４２と圧力タンク４３が設けられている。圧力センサ４２にて検出されたポンプ２の吐出し圧力ＰＶは、信号線を介してポンプ制御部６０ａ（図４参照）に入力される。
【0176】
ユニットカバー６の内部には、２台のポンプ２をそれぞれ駆動する２台の電動機３と、２台の電動機３にそれぞれ電力を供給する２台のインバータ装置７０が設けられている。インバータ制御部６０ｂは、２台のインバータ装置７０に対応して２台設けられている。一方、ポンプ制御部６０ａは、１台であり、２台のインバータ制御部６０ｂを統括して制御し、２台のインバータ装置７０に対して、２台のポンプ２の制御信号をそれぞれ出力する。このような構成においては、図５ＢのステップＳ１０２の小停再始動時に１台もしくは複数台のポンプ２が起動されるとよい。また、供給先の使用水量の変化に伴い、ポンプ２の運転台数を追加したり解列したりするとよい。また、このような構成であっても、本発明を適用すれば、ポンプ２が始動時に保護停止に至るのを抑制できるため、断水を極力避けることができる利便性の高いポンプ装置１となる。なお、ユニットカバー６は、インバータ装置７０とポンプ制御部６０ａのみを収容してもよい。
【0177】
ここで、図１８に示すポンプ装置１の表示器１５０並びに外部表示器１６０は、図１並びに図１９のポンプ装置１にも適用可能であって、運転パネル６４、外部端末６６、表示器１５０、および、外部表示器１６０の少なくともひとつには、リトライ回数やリトライ回数に応じて変更した制御パラメータの値、更には、制御パラメータの値を第２制御パラメータ値から第１制御パラメータ値に変更するための復帰条件の時刻やその他ポンプ装置１の状態を、リトライ履歴として表示するとよい。これにより、リトライ終了に至った原因を特定することができる。なお、リトライ履歴には、リトライ動作中のポンプ２の始動停止、圧力センサ４２の値、フローセンサ３５ｂの状態、各フローチャートのステップ等のポンプ装置１の動作に関する履歴を時刻とともに記憶してもよい。
【符号の説明】
【0178】
１ ポンプ装置
２ ポンプ
３ 電動機
４ 制御ユニット
５ ユニットベース
６ ユニットカバー
７ 吸込口
８ 吐出し口
２０ 羽根車
２１ 溝
３０ ポンプケーシング
３１ ポンプ室
３２ 内部流路
３２ａ 一端部
３２ｂ 他端部
３３ 気水分離室
３３ａ 孔部
３４ 吸込流路
３５ フローチェッキ弁
３５ａ チェッキ弁
３５ｂ フローセンサ
３６ 接続流路
３７ バッフル
３８ 呼び水口
３９ 呼び水栓
４０ 呼び水時水位
４１ 吐出流路
４２ 圧力センサ
４３ 圧力タンク
５０ ポンプケーシングカバー
６０ 制御装置
６０ａ ポンプ制御部
６０ｂ インバータ制御部
６１ Ｉ／Ｏ部
６１ａ 入力部
６１ｂ 出力部
６２ 演算部
６３ 記憶部
６４ 運転パネル
６４ａ 設定部
６４ｂ 表示部
６５ 通信部
６６ 外部端末
６７ 表示操作部
７０ インバータ装置
７０ａ コンバータ部
７０ｂ 直流電圧平滑回路
７０ｃ インバータ部
７０ｄ ゲートドライバ
７１ 電圧センサ
７２ 電流センサ
８０ 温度センサ
８１ 温度センサ
８２ 温度センサ
１００ 商用電源
１０１ 建物
１０２ 蛇口
１０２ａ 蛇口
１０２ｂ 蛇口
１０２ｃ 蛇口
１０３ 地上
１０３ａ 井戸
１１０ 水源
１１１ 吐出し管
１１５ａ 窓部
１１５Ｕ 上面
１４０ 表示器制御部
１５０ 表示器
１６０ 外部表示器
１７０ 地上ユニット
１８０ 水中モータポンプ
１８１ ポンプ
１８２ 電動機
ＡＬ０ 過電流保護レベル
ＡＬ１ 過電流保護レベル
Ｃ１ 第１近距離通信
Ｃ２ 第２近距離通信
ＤＰ 表示画面
ＤＷ 深井戸
Ｎ リトライ回数
Ｐ０ 始動圧力
Ｐ１ 停止圧力
ＰＡ 設定圧力
ＰＡＦ 指令周波数
ＰＬ０～ＰＬＮ 圧力レベル
ＰＬ１Ｖ 係数
ＰＬ２Ｖ 係数
ＰＳ 始動時吐出し圧力
ＰＶ 吐出し圧力
Ｑｍｉｎ 過少水量
ＲＰＬ リトライ開始圧力
Ｓ１ ステップ
Ｓ２ ステップ
Ｓ３ ステップ
Ｓ４ ステップ
Ｓ４－１～Ｓ４－Ｎ ステップ
Ｓ５－１～Ｓ５－Ｎ ステップ
Ｓ５ ステップ
Ｓ６ ステップ
Ｓ１１ ステップ
Ｓ１２－１～Ｓ１２－Ｎ ステップ
Ｓ１３－１～Ｓ１３－Ｎ ステップ
Ｓ１３－１－１～Ｓ１３－１－４ ステップ
Ｓ１４－１～Ｓ１４－Ｎ ステップ
Ｓ１５ ステップ
Ｓ１６ ステップ
Ｓ１７ ステップ
Ｓ１８ ステップ
Ｓ２１ ステップ
Ｓ２２ ステップ
Ｓ２３ ステップ
Ｓ２４－１～Ｓ２４－Ｘ ステップ
Ｓ２５－１～Ｓ２５－Ｘ ステップ
Ｓ２５ ステップ
Ｓ２６ ステップ
Ｓ３１ ステップ
Ｓ３２－１～Ｓ３２－Ｎ ステップ
Ｓ３３－１～Ｓ３３－Ｎ ステップ
Ｓ３３－１－１～Ｓ３３－１－４ ステップ
Ｓ３４ ステップ
Ｓ３５ ステップ
Ｓ３５ａ ステップ
Ｓ３６ ステップ
Ｓ３７ ステップ
Ｓ３８ ステップ
Ｓ４１ ステップ
Ｓ４２ ステップ
Ｓ５１ ステップ
Ｓ５２－１～Ｓ５２－Ｎ ステップ
Ｓ５３－１～Ｓ５３－Ｎ ステップ
Ｓ５３－１－１～Ｓ５３－１－４ ステップ
Ｓ５４ ステップ
Ｓ５５ ステップ
Ｓ５６ ステップ
Ｓ５７ ステップ
Ｓ６１ ステップ
Ｓ６２ ステップ
Ｓ６３ ステップ
Ｓ６４ ステップ
Ｓ６５ ステップ
Ｓ１００ ステップ
Ｓ１０１ ステップ
Ｓ１０２ ステップ
Ｓ１０３ ステップ
Ｓ１０４ ステップ
Ｓ１０５ ステップ
Ｓ１０５－１ ステップ
Ｓ１０６ ステップ
Ｓ１０７ ステップ
Ｓ１０８ ステップ
Ｓ１０８－１ ステップ
Ｓ１０９ ステップ
Ｓ１１０ ステップ
Ｓ１１１ ステップ
Ｓ１１２ ステップ
ＳＴ０～ＳＴＮ ソフトスタート時間
ＳＴ１１～ＳＴ１Ｎ ソフトスタート時間
ＳＴ１１Ｂ ソフトスタート時間のベース値
ＰＬ１ＳＴ 係数
ＰＬ２ＳＴ 係数
ＳＶ 目標圧力
Ｔ１～ＴＮ 間隔時間
Ｔ１Ｂ 間隔時間のベース値
ＴＢ 揚水管
ＰＬ１Ｔ 係数
ＰＬ２Ｔ 係数
Ｖ１～Ｖ２ トルクブースト電圧
Ｖ１１～１Ｎ トルクブースト電圧
Ｖ１１Ｂ トルクブースト電圧のベース値
ＶＬ０～ＶＬＮ トルクブースト電圧
ＷＬ 水面
ΔＴ 時間
ΔＴ１ 時間
ΔＴ２ 時間
２ ポンプ
３ 電動機
４ 制御ユニット
５ ユニットベース
６ ユニットカバー
７ 吸込口
８ 吐出し口
２０ 羽根車
２１ 溝
３０ ポンプケーシング
３１ ポンプ室
３２ 内部流路
３２ａ 一端部
３２ｂ 他端部
３３ 気水分離室
３３ａ 孔部
３４ 吸込流路
３５ フローチェッキ弁
３５ａ チェッキ弁
３５ｂ フローセンサ
３６ 接続流路
３７ バッフル
３８ 呼び水口
３９ 呼び水栓
４０ 呼び水時水位
４１ 吐出流路
４２ 圧力センサ
４３ 圧力タンク
５０ ポンプケーシングカバー
６０ 制御装置
６０ａ ポンプ制御部
６０ｂ インバータ制御部
６１ Ｉ／Ｏ部
６１ａ 入力部
６１ｂ 出力部
６２ 演算部
６３ 記憶部
６４ 運転パネル
６４ａ 設定部
６４ｂ 表示部
６５ 通信部
６６ 外部端末
６７ 表示操作部
７０ インバータ装置
７０ａ コンバータ部
７０ｂ 直流電圧平滑回路
７０ｃ インバータ部
７０ｄ ゲートドライバ
７１ 電圧センサ
７２ 電流センサ
８０ 温度センサ
８１ 温度センサ
８２ 温度センサ
１００ 商用電源
１０１ 建物
１０２ 蛇口
１０２ａ 蛇口
１０２ｂ 蛇口
１０２ｃ 蛇口
１０３ 地上
１０３ａ 井戸
１１０ 水源
１１１ 吐出し管
１１５ａ 窓部
１１５Ｕ 上面
１４０ 表示器制御部
１５０ 表示器
１６０ 外部表示器
１７０ 地上ユニット
１８０ 水中モータポンプ
１８１ ポンプ
１８２ 電動機
ＡＬ０ 過電流保護レベル
ＡＬ１ 過電流保護レベル
Ｃ１ 第１近距離通信
Ｃ２ 第２近距離通信
ＤＰ 表示画面
ＤＷ 深井戸
Ｎ リトライ回数
Ｐ０ 始動圧力
Ｐ１ 停止圧力
ＰＡ 設定圧力
ＰＡＦ 指令周波数
ＰＬ０～ＰＬＮ 圧力レベル
ＰＬ１Ｖ 係数
ＰＬ２Ｖ 係数
ＰＳ 始動時吐出し圧力
ＰＶ 吐出し圧力
Ｑｍｉｎ 過少水量
ＲＰＬ リトライ開始圧力
Ｓ１ ステップ
Ｓ２ ステップ
Ｓ３ ステップ
Ｓ４ ステップ
Ｓ４－１～Ｓ４－Ｎ ステップ
Ｓ５－１～Ｓ５－Ｎ ステップ
Ｓ５ ステップ
Ｓ６ ステップ
Ｓ１１ ステップ
Ｓ１２－１～Ｓ１２－Ｎ ステップ
Ｓ１３－１～Ｓ１３－Ｎ ステップ
Ｓ１３－１－１～Ｓ１３－１－４ ステップ
Ｓ１４－１～Ｓ１４－Ｎ ステップ
Ｓ１５ ステップ
Ｓ１６ ステップ
Ｓ１７ ステップ
Ｓ１８ ステップ
Ｓ２１ ステップ
Ｓ２２ ステップ
Ｓ２３ ステップ
Ｓ２４－１～Ｓ２４－Ｘ ステップ
Ｓ２５－１～Ｓ２５－Ｘ ステップ
Ｓ２５ ステップ
Ｓ２６ ステップ
Ｓ３１ ステップ
Ｓ３２－１～Ｓ３２－Ｎ ステップ
Ｓ３３－１～Ｓ３３－Ｎ ステップ
Ｓ３３－１－１～Ｓ３３－１－４ ステップ
Ｓ３４ ステップ
Ｓ３５ ステップ
Ｓ３５ａ ステップ
Ｓ３６ ステップ
Ｓ３７ ステップ
Ｓ３８ ステップ
Ｓ４１ ステップ
Ｓ４２ ステップ
Ｓ５１ ステップ
Ｓ５２－１～Ｓ５２－Ｎ ステップ
Ｓ５３－１～Ｓ５３－Ｎ ステップ
Ｓ５３－１－１～Ｓ５３－１－４ ステップ
Ｓ５４ ステップ
Ｓ５５ ステップ
Ｓ５６ ステップ
Ｓ５７ ステップ
Ｓ６１ ステップ
Ｓ６２ ステップ
Ｓ６３ ステップ
Ｓ６４ ステップ
Ｓ６５ ステップ
Ｓ１００ ステップ
Ｓ１０１ ステップ
Ｓ１０２ ステップ
Ｓ１０３ ステップ
Ｓ１０４ ステップ
Ｓ１０５ ステップ
Ｓ１０５－１ ステップ
Ｓ１０６ ステップ
Ｓ１０７ ステップ
Ｓ１０８ ステップ
Ｓ１０８－１ ステップ
Ｓ１０９ ステップ
Ｓ１１０ ステップ
Ｓ１１１ ステップ
Ｓ１１２ ステップ
ＳＴ０～ＳＴＮ ソフトスタート時間
ＳＴ１１～ＳＴ１Ｎ ソフトスタート時間
ＳＴ１１Ｂ ソフトスタート時間のベース値
ＰＬ１ＳＴ 係数
ＰＬ２ＳＴ 係数
ＳＶ 目標圧力
Ｔ１～ＴＮ 間隔時間
Ｔ１Ｂ 間隔時間のベース値
ＴＢ 揚水管
ＰＬ１Ｔ 係数
ＰＬ２Ｔ 係数
Ｖ１～Ｖ２ トルクブースト電圧
Ｖ１１～１Ｎ トルクブースト電圧
Ｖ１１Ｂ トルクブースト電圧のベース値
ＶＬ０～ＶＬＮ トルクブースト電圧
ＷＬ 水面
ΔＴ 時間
ΔＴ１ 時間
ΔＴ２ 時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】