7262742 給水装置

(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】2023-04-14

(45)【発行日】2023-04-24

(54)【発明の名称】給水装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 15/00 20060101AFI20230417BHJP

   F04D 15/02 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

F04D15/00 J

F04D15/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018238552

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020101107

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】坂谷 哲則

(72)【発明者】

【氏名】柳川 英明

(72)【発明者】

【氏名】山下 英吾

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 智大

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 章太

【審査官】田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１６３７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０９７７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６６８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８０６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８８３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１２０２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７８８３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｆ０４Ｄ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、
前記モータの駆動を制御するインバータと、
前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する複数の羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、
前記羽根車が正常であるときの前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率の閾値を記憶する記憶部と、
前記パルス信号の前記ＯＮ信号の出力時間及び前記ＯＦＦ信号の出力時間を計測し、前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率が前記閾値と異なると、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する給水装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記流量検出器による流量の検出値が停止流量以下であると、前記パルス信号の前記ＯＮ信号の出力時間及び前記ＯＦＦ信号の出力時間を計測する請求項１に記載の給水装置。

【請求項3】

外部に情報を報知する報知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記報知手段により前記流量検出器の故障を報知する請求項１に記載の給水装置。

【請求項4】

ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、
前記モータの駆動を制御するインバータと、
前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、
前記流量検出器の二次側に設けられる蓄圧装置と、
前記ポンプ装置の起動直後に前記ＯＮ信号及び前記ＯＦＦ信号が検出されないと、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する給水装置。

【請求項5】

外部に情報を報知する報知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記報知手段により前記流量検出器の故障を報知する請求項４に記載の給水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建造物に給水を行う給水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

集合住宅等の建造物に給水を行う給水装置として、ポンプの吐出し側に設けられた圧力検出器により検出した圧力に基づき、インバータによってポンプの駆動を制御するものが知られている。

【0003】

また、このような給水装置として、流量検出器によってポンプの吐出し側の流量を検出し、検出した流量が予め定めた停止流量以下になると、ポンプを停止するものも知られている。

【0004】

しかしながら、このような給水装置は、流量検出器が故障すると、停止流量によるポンプ停止の判断が適切にできなくなり、ポンプが締切運転に陥る虞がある。

【0005】

例えば、上述した流量検出器として、磁石を内蔵し、水流によって回転するパドルと、スイッチタイプのホールＩＣと、を備えるパドル式流量センサが設けられた給水装置においては、衝撃流等によってパドルが破壊され流出すると、出力信号がＯＮとなる。このため、パドル式流量センサを備える給水装置においては、実際には小水量状態であっても、制御盤では小水量状態ではないと判断され、ポンプを停止する制御が行われず、締切運転に陥る虞があった。

【0006】

そこで、上述したパドル式流量センサのような、小水量状態を検出しているＯＦＦ信号と小水量状態を検出していないＯＮ信号の２値信号を出力する形式の流量検出器の故障を検出する給水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような給水装置は、ポンプの温度を測定し、測定温度が、ポンプを非常停止させる第１の閾値よりも低い第２の閾値以上であり、且つ、大水量状態ではない時はポンプ停止し、その後、小水量状態が検出されず、ポンプの吐出圧力が検出されていると、流量検出器の異常カウント値を加算し、異常カウント値が設定値に到達すると、流量検出器の故障の警報を出力する。

【0007】

一方、上述した流量検出器として、回転軸と、回転軸に固定され、水流を受けることで回転する磁石が設けられた羽根車と、磁石の回転を検知する検出部と、を備える流量検出器が設けられた給水装置においては、衝撃流等によって羽根車が破壊され流出すると、流量検出器が出力するパルス信号がゼロとなる。このため、このような流量検出器を備える給水装置においては、流量検出器の故障時に、制御盤では常に小水量状態と判断されるため、ポンプは停止され、締切運転を回避することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１７－１３７７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、このような給水装置は、上述した故障によって流量検出器が出力するパルス信号がゼロとなった場合と、給水量が低下することによって流量検出器が出力するパルス信号がゼロとなった場合と、を区別することができず、即ち、給水量の変化と区別して流量検出器の故障を検出することが困難であった。

【0010】

また、上述した流量検出器は、例えば、羽根車の内、一部の羽根が欠損すると、パルス信号の出力特性が低下する虞がある。上述した給水装置では、このような故障による流量検出器の出力特性の低下と、給水量の減少による流量検出器の出力の低下と、を区別することができない虞があった。

【0011】

即ち、上述した給水装置は、給水量の変化と区別して流量検出器の故障を検出することが困難であった。

【0012】

そこで、本発明は、給水量の変化と区別して流量検出器の故障を検出することができる給水装置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】

【0013】

本発明の一実施形態に係る給水装置は、ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、前記モータの駆動を制御するインバータと、前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する複数の羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、前記羽根車が正常であるときの前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率の閾値を記憶する記憶部と、前記パルス信号の前記ＯＮ信号の出力時間及び前記ＯＦＦ信号の出力時間を計測し、前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率が前記閾値と異なると、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する。

【0014】

本発明の一実施形態に係る給水装置は、ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、前記モータの駆動を制御するインバータと、前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、前記流量検出器の二次側に設けられる蓄圧装置と、前記ポンプ装置の起動直後に前記ＯＮ信号及び前記ＯＦＦ信号が検出されないと、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、給水量の変化と区別して流量検出器の故障を検出することができる給水装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を示す正面図。

【図2】同給水装置の構成を一部断面で示す側面図。

【図3】同給水装置の流量検出器の要部構成を一部断面で示す平面図。

【図4】同流量検出器の羽根車の構成を一部断面で示す正面図。

【図5】同流量検出器に設けられる磁石の構成を模式的に示す説明図。

【図6】実験例に用いる流量検出器の要部構成を一部断面で示す平面図。

【図7】同実験例に用いる他の流量検出器の要部構成を一部断面で示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態に係る給水装置１を、図１乃至図７を用いて説明する。図１は、給水装置１の構成を示す正面図であり、図２は、給水装置１の構成を一部断面で示す側面図であり、図３は、給水装置１の流量検出器１９の要部構成であって、特に羽根車４２の構成を示す平面図であり、図４は、流量検出器１９の羽根車４２の構成を一部断面で示す正面図であり、図５は、流量検出器１９の羽根車４２に設けられる磁石４２ｂの構成を模式的に示す説明図である。また、図６は、実験例に用いる流量検出器１９Ａの要部構成を一部断面で示す平面図であり、図７は、同実験例に用いる流量検出器１９Ｂの構成一部断面で示す平面図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置１１と、各ポンプ装置１１の二次側にそれぞれ接続される複数の吐出管１２と、各吐出管１２に設けられる複数の逆止弁１３と、各吐出管１２に設けられる複数の開閉弁１４と、複数の吐出管１２を連結する連結管１５と、連結管１５に設けられる接続管１６と、接続管１６に設けられる複数の蓄圧装置１７と、複数のポンプ装置１１に接続される逃がし管１８と、各ポンプ装置１１の二次側の流量をそれぞれ検出する複数の流量検出器１９と、連結管１５内の圧力を検出する圧力検出器２０と、各ポンプ装置１１の動作を制御する制御盤２１と、を備える。給水装置１は、ポンプ装置１１により水源の水を圧送し、吐出管１２及び連結管１５を介して給水先に給水する。

【0019】

図１及び図２に示すように、ポンプ装置１１は、モータ３１と、ポンプ３２と、を備える。ポンプ装置１１は、一次側が水源に接続される。ポンプ装置１１は、回転軸が重力方向に沿って延設され、モータ３１がポンプ３２の上部に配置された、所謂縦型多段タービンポンプである。ポンプ装置１１は、例えば３台設けられる。

【0020】

モータ３１は、回転軸を介してポンプ３２と接続される。モータ３１は、制御盤２１に電気的に接続される。

【0021】

ポンプ３２は、モータ３１により駆動される。ポンプ３２は、例えば、ポンプ３２の下端側の側面に設けられ、水平方向に向かって開口する吸込口３２ａ及び吐出口３２ｂを有する。ポンプ３２は、吸込口３２ａが水源に接続され、吐出口３２ｂが吐出管１２に接続される。

【0022】

図２に示すように、吐出管１２は、一端が各ポンプ３２の吐出口３２ｂに連結され、他端が連結管１５にされる。吐出管１２は、吐出口３２ｂに連結される一端側が水平方向に沿って延設され、中途部が重力方向に沿う上方に曲折することで他端側にかけて重力方向に沿って延設される。吐出管１２は、吐出管１２の一端側に設けられ、主面が水平方向に沿って配置される整流フィン１２ａを有する。整流フィン１２ａは、吐出口３２ｂより吐出管１２に流入した水を整流する。

【0023】

図２に示すように、逆止弁１３は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。逆止弁１３は、吐出管１２内の水の逆流を防止する。

【0024】

図２に示すように、開閉弁１４は、ポンプ３２の二次側であって、且つ、連結管１５の一次側に、例えば、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。開閉弁１４は、例えば、吐出管１２と連結管１５との接続部に隣接する位置に設けられる。開閉弁１４は、吐出管１２から連結管１５に連続する流路を開放又は閉塞する。

【0025】

図１及び図２に示すように、連結管１５は、複数の吐出管１２の他端を連結する。また、連結管１５は、連結された複数の吐出管１２の二次側に２つの開口端を有し、一端に閉止フランジが連結され、他端に給水先に連通する配管が連結される。連結管１５は、各吐出管１２を通過した水を合流させ、接続された配管に連通する二次側への流路を形成する。

【0026】

図１及び図２に示すように、接続管１６は、連結管１５に設けられ、吐出管１２が連結される位置よりも二次側に配置される。また、接続管１６は、複数の蓄圧装置１７が設けられる。接続管１６は、複数の蓄圧装置１７と連結管１５とを流体的に連続する。

【0027】

図１及び図２に示すように、蓄圧装置１７は、接続管１６に複数設けられる。蓄圧装置１７は、例えば２台設けられる。蓄圧装置１７は、接続管１６を介して、連結管１５と流体的に連続する。

【0028】

図１及び図２に示すように、逃がし管１８は、複数のポンプ３２の二次側を水源に流体的に接続する。逃がし管１８は、ポンプ３２内で増圧された水の一部を水源に逃がし、各ポンプ３２内の温度上昇を防止する。

【0029】

流量検出器１９は、各ポンプ３２の一次側の流量、または、二次側の流量を検出可能に構成される。具体例として、図２に示すように、流量検出器１９は、各ポンプ３２の二次側の流量を検出可能に、各吐出管１２にそれぞれ設けられる。流量検出器１９は、例えば、吐出管１２に設けられた整流フィン１２ａの二次側であって、且つ、吐出管１２に設けられた逆止弁１３の一次側に設けられる。流量検出器１９は、流量に対応した信号を出力する流量計である。流量検出器１９は、信号を制御盤２１に送信する。流量検出器１９は、例えば、回転軸４１と、羽根車４２と、羽根車４２の回転を検出する検出部４３と、を備える羽根車式流量検出器である。

【0030】

回転軸４１は、軸方向が水の流れ方向に対して直交する向きに、吐出管１２内に配置される。

【0031】

羽根車４２は、回転軸４１に固定される。図３及び図４に示すように、羽根車４２は、回転軸の周方向に沿って等間隔に設けられる複数の羽根４２ａと、回転軸４１周りに円環状に設けられる磁石４２ｂと、を有する。羽根車４２は、羽根４２ａが吐出管１２内を通過する水流を受けることで、磁石４２ｂを回転軸４１周りに回転する。

【0032】

図５に示すように、磁石４２ｂは、例えば、回転軸４１を中心としてＮ極またはＳ極が等間隔で交互に６極着磁される。換言すると、磁石４２ｂは、回転軸４１を中心として６０度毎にＮ極またはＳ極が着磁される。

【0033】

検出部４３は、磁石４２ｂの回転を検出するセンサと、当該センサと電気的に接続される検出基板と、を備える。検出部４３は、羽根車４２の回転に伴う磁石４２ｂの回転をパルス信号に変換する。具体例として、センサは、磁気検出素子である交番検知タイプのホールＩＣである。ホールＩＣは、磁石４２ｂのＮ極が近接する毎にＯＮ信号を出力し、磁石４２ｂのＮ極が離隔しＳ極が近接する場合等、Ｎ極が近接しないときはＯＦＦ信号を出力する。即ち、ホールＩＣは、ＯＮ信号及びＯＦＦ信号の２値信号によるパルス信号を出力する。検出部４３は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続され、ホールＩＣが出力するパルス信号を制御盤２１に送信する。

【0034】

図１に示すように、圧力検出器２０は、連結管１５に設けられる。圧力検出器２０は、連結管１５内の圧力を検出可能に構成される。圧力検出器２０は、信号線等を介して制御盤２１に電気的に接続され、アナログ信号を制御盤２１に出力する。

【0035】

図１に示すように、制御盤２１は、インバータ５１と、記憶部５２と、制御部５３と、報知手段５４と、を備える。

【0036】

インバータ５１は、信号線を介してモータ３１及び制御部５３に電気的に接続される。インバータ５１は、例えば、モータ３１と同数設けられる。本実施形態では、インバータ５１は、３つ設けられる。インバータ５１は、周波数が可変することで、モータ３１の回転数を可変させる。

【0037】

記憶部５２は、停止流量と、正常な羽根車４２を有する流量検出器１９により出力されるパルス信号のＯＮ信号の出力時間とＯＦＦ信号の出力時間との比率の閾値と、を記憶する。ここで、正常な羽根車４２とは、複数の羽根４２ａに欠損がない羽根車４２であり、換言すると、複数の羽根４２ａが回転方向で等間隔に配置された羽根車４２である。

【0038】

停止流量は、ポンプ装置１１の駆動を停止する流量である。停止流量は、例えば、流量検出器１９の設置箇所を通過する流量が停止流量であるときに流量検出器１９が出力するパルス信号のパルス数であり、当該パルス数として記憶部５２に記憶される。

【0039】

閾値は、例えば、正常な羽根車４２を有する流量検出器１９により出力され得るパルス信号のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率に定められる。ここで、ＯＮ時間とは、ＯＮ信号の出力時間であり、ＯＦＦ時間とは、ＯＦＦ信号の出力時間である。閾値は、例えば、第１閾値と、第２閾値と、を含む。

【0040】

第１閾値は、正常な流量検出器１９により出力され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の下限値に設定される。第２閾値は、正常な流量検出器１９により出力され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の上限値に設定される。

【0041】

制御部５３は、流量検出器１９による流量の検出値として、流量検出器１９より受信したパルス信号のパルス数を用いて流量を算出する。また、制御部５３は、圧力検出器２０による圧力の検出値として、圧力検出器２０より受信した信号を圧力値に変換する。制御部５３は流量検出器１９及び圧力検出器２０による流量及び圧力の各検出値、並びに、記憶部５２が記憶する情報に基づいて、各インバータ５１を制御する。

【0042】

また、制御部５３は、流量検出器１９の故障を判断する機能を有する。制御部５３は、流量検出器１９の故障を判断する機能として、羽根車４２の内、一部の羽根４２ａが欠損したことによる流量検出器１９の故障を判断する第１の機能と、羽根車４２の全損、または、検出部４３の異常による流量検出器１９の故障を判断する第２の機能と、の２つの機能を有する。以下、第１の機能及び第２の機能についてそれぞれ具体的に説明する。

【0043】

まず、制御部５３が第１の機能によって流量検出器１９の故障を判断する手順について説明する。制御部５３は、流量検出器１９より受信したパルス信号のＯＮ時間及びＯＦＦ時間を計測する。制御部５３は、計測したＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を算出する。制御部５３は、算出したＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が、記憶部５２に記憶された第１閾値以下であるか、または、第２閾値以上であると、流量検出器１９が故障していると判断する。制御部５３は、流量検出器１９が故障していると判断すると、当該流量検出器１９に対応するポンプ装置１１を停止する。

【0044】

また、制御部５３は、例えば、流量検出器１９により検出する流量が停止流量以下になると、第１の機能による流量検出器１９の故障の判断を開始する。換言すると、制御部５３は、流量検出器１９により停止流量よりも大きい流量を検出している間は、第１の機能による流量検出器１９の故障の判断を行わない。

【0045】

制御部５３は、流量検出器１９により検出する流量が停止流量以下になると、所定の確認時間の間、停止流量以下の流量を検出した流量検出器１９に対応するポンプ装置１１の運転を継続する。制御部５３は、この所定の確認時間の間に、第１の機能による流量検出器１９の故障の判断を行う。制御部５３は、所定の確認時間が経過した後、対応するポンプ装置１１を停止する。

【0046】

次に、制御部５３が第２の機能によって流量検出器１９の故障を判断する手順について説明する。制御部５３は、ポンプ装置１１の起動直後に、当該ポンプ装置１１に対応する流量検出器１９からＯＮ信号及びＯＦＦ信号が検出されないと、当該流量検出器１９が故障していると判断する。換言すると、制御部５３は、ポンプ装置１１の起動直後に、当該ポンプ装置１１に対応する流量検出器１９が出力するパルス信号からＯＮ信号もしくはＯＦＦ信号のいずれか一方のみが検出されるか、または、流量検出器１９がパルス信号を出力せずＯＮ信号及びＯＦＦ信号のいずれも検出されないと、当該流量検出器１９が故障していると判断する。

【0047】

ここで、ポンプ装置１１の起動直後とは、ポンプ装置１１が起動し、ポンプ装置１１により圧送された水が正常な流量検出器１９の設置箇所に到達し、羽根車４２が回転することで出力されたパルス信号が制御部５３により検出されるときを意味する。このため、制御部５３は、ポンプ装置１１の起動直後にパルス信号を検出し、流量検出器１９の故障を判断してもよく、また、ポンプ装置１１の起動直後からパルス信号を充分に検出し得る所定の時間を加えた期間中パルス信号を検出し、流量検出器１９の故障を判断してもよい。

【0048】

制御部５３は、上述した機能により流量検出器１９が故障していると判断すると、当該流量検出器１９に対応するポンプ装置１１を停止する。

【0049】

また、制御部５３は、いずれかの流量検出器１９が故障していると判断すると、以後のポンプ装置１１起動時のモータ３１の加速時間を、予め設定された加速時間から一定比率延長する。

【0050】

また、制御部５３は、流量検出器１９が故障していると判断すると、報知手段５４に警報信号を送出する。

【0051】

報知手段５４は、制御部５３による流量検出器１９の故障の判断を、使用者に報知可能に構成される。報知手段５４は、例えば、警告音を発するブザーや、故障を検出した流量検出器１９の情報を表示する表示部等を備える。報知手段５４は、制御部５３より警報信号を受信することで作動する。

【0052】

このように構成された給水装置１によれば、流量検出器１９が出力するパルス信号より流量検出器１９の故障を判断できることから、給水量の変化と区別して流量検出器１９の故障を検出することができる。

【0053】

具体的には、給水装置１は、ポンプ装置１１が運転することで給水が行われていると、流量検出器１９が設けられた吐出管１２に水が流れることから、羽根車４２が回転し、流量検出器１９がＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する。ここで、流量検出器１９は、羽根車４２が正常であれば、水流を受ける複数の羽根４２ａが回転方向で等間隔に配置されていることから、ＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が略同等のパルス信号を出力する。一方、例えば、流量検出器１９において羽根車４２の一部の羽根４２ａが欠損していると、正常な羽根車４２と比較して、羽根車４２に水流を受けない部位が生じることから、流量検出器１９が出力するパルス信号のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が変化する。

【0054】

よって、制御部５３は、第１の機能により、各流量検出器１９が出力するパルス信号のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を算出し、記憶部５２に記憶された第１閾値及び第２閾値と比較することで、算出したＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が正常な流量検出器１９により検出される範囲内であるか否かを判断する。これにより、制御部５３は、各流量検出器１９の故障を判断することができる。

【0055】

このように、給水装置１は、給水が行われていれば、その給水量の多少にかかわらず、流量検出器１９が出力するパルス信号に基づいて流量検出器１９の故障が判断できることから、給水量の変化と区別して流量検出器１９の故障を判断することができる。

【0056】

以下、流量検出器１９において羽根車４２の一部の羽根４２ａが欠損することによるパルス信号のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の変化を示す一例として、正常な羽根車４２を備える流量検出器１９と、一部の羽根４２ａが折損した羽根車４２を備える流量検出器１９と、をそれぞれ用意して行った実験例及びその実験結果を説明する。

【0057】

図４、図６及び図７に示すように、折損した羽根４２ａがない正常な羽根車４２を備える流量検出器１９、羽根４２ａが１枚折損した羽根車４２Ａを備える流量検出器１９Ａ、及び、羽根４２ａが対称位置で２枚折損した羽根車４２Ｂを備える流量検出器１９Ｂをそれぞれ用意した。そして、これら流量検出器１９、１９Ａ、１９Ｂそれぞれに対して同じ流量の水を通過させ、流量検出器１９、１９Ａ、１９Ｂそれぞれが出力するパルス信号のＯＮ時間及びＯＦＦ時間を計測するとともに、ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の割合をそれぞれ算出した。

【0058】

まず、正常な羽根車４２を備える流量検出器１９に対し、所定の流量の水を通過させると、パルス信号１周期中のＯＮ信号及びＯＦＦ信号より計測されるＯＮ時間及びＯＦＦ時間が、ともに全て７６ｍｓとなった。

【0059】

即ち、正常な羽根車４２を備える流量検出器１９によれば、ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の割合が１００％となるパルス信号を得る結果となった。即ち、羽根車４２が正常な場合、ＯＮ時間とＯＦＦ時間は同一となり、その比率は１００％となった。

【0060】

続いて、羽根４２ａが１枚折損した羽根車４２Ａを備える流量検出器１９Ａに対し、所定の流量の水を通過させると、パルス信号１周期中のＯＮ信号より計測されるＯＮ時間は、全て７６ｍｓであったことに対し、パルス信号１周期中のＯＦＦ信号は、計測されるＯＦＦ時間が１０３ｍｓであるＯＦＦ信号を含んでいた。

【0061】

即ち、羽根４２ａが１枚折損した羽根車４２Ａを備える流量検出器１９Ａによれば、ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の割合が一部７４％となるパルス信号を得る結果となった。

【0062】

続いて、羽根４２ａが２枚折損した羽根車４２Ｂを備える流量検出器１９Ｂに対し、所定の流量の水を通過させると、パルス信号１周期中のＯＮ信号は、計測されるＯＮ時間が６８ｍｓであるＯＮ信号を含み、また、パルス信号１周期中のＯＦＦ信号は、計測されるＯＮ時間が６８ｍｓであるＯＮ信号に続くＯＦＦ信号であって、計測されるＯＦＦ時間が９０ｍｓであるＯＦＦ信号を含んでいた。

【0063】

即ち、羽根４２ａが２枚折損した羽根車４２Ｂを備える流量検出器１９Ｂによれば、ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の割合が一部７６％となるパルス信号を得る結果となった。

【0064】

以上の実験結果より、正常な羽根車４２を備える流量検出器１９は、羽根４２ａが折損することで、出力したパルス信号から計測されるＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が変化するものといえる。

【0065】

したがって、制御部５３は、記憶部５２が、正常な流量検出器１９により検出され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の下限値及び上限値として第１閾値及び第２閾値を記憶し、流量検出器が出力するパルス信号より計測したＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率と、予め定めた第１閾値及び第２閾値と、を比較する構成とすることで、流量検出器１９の故障を判断することができる。

【0066】

一例として、本実験例に使用した流量検出器１９に対しては、例えば、乱流の影響によるＯＮ時間とＯＦＦ時間のばらつきを考慮して、記憶部５２が記憶する第１閾値を８０％、第２閾値を１２５％とすることで、羽根車４２の内、一部の羽根４２ａが折損した場合に、ＯＦＦ時間に対するＯＮ時間の割合が第１閾値以下となり、また、ＯＮ時間に対するＯＦＦ時間の割合が第２閾値以上となる。よって、制御部５３は、パルス信号より計測したＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率が、第１閾値以下または第２閾値以上であれば流量検出器１９が故障したものと判断することで、羽根車４２の羽根４２ａが折損した場合に、流量検出器１９の故障を判断することができる。

【0067】

また、給水装置１は、流量検出器１９による流量の検出値が停止流量以下であると、制御部５３が第１の機能により流量検出器１９の故障の判断を行う。これにより、給水装置１は、制御部５３が常に流量検出器１９の故障を判断することを抑制し、制御部５３の計算負荷を低減することができる。さらに、停止流量以下の流量域においては、流量検出器１９により、比較的パルス数が少なく、１パルス毎のＯＮ時間及びＯＦＦ時間がそれぞれ長いパルス信号が出力されることから、制御部５３のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を判定する分解能を向上することができる。

【0068】

一方、給水装置１は、制御部５３が有する第２の機能により、ポンプ装置１１の起動直後に制御部５３が流量検出器１９より受信したパルス信号のパルス数がゼロであると、流量検出器１９が故障していると判断する。換言すると、給水装置１は、ポンプ装置１１の起動直後に制御部５３が流量検出器１９より受信したパルス信号からＯＮ信号及びＯＦＦ信号が検出されないと、流量検出器１９が故障していると判断する。この構成によっても、給水装置１は、給水量の変化と区別して流量検出器１９の故障を検出することができる。

【0069】

具体的に説明すると、ポンプ装置１１の起動直後には、蓄圧装置１７へ蓄水する瞬時流量が生じる。この瞬時流量は、蓄圧装置１７が流量検出器１９の二次側に設けられることで、流量検出器１９により検出される。この瞬時流量は、蓄圧装置１７へ蓄水する流量であることから、給水量の多少にかかわらず生じるものであり、例えば、給水量が配管漏水等の微少流量であっても生じる。したがって、流量検出器１９は、ポンプ装置１１の起動直後に出力するパルス信号からＯＮ信号及びＯＦＦ信号が検出されないと、羽根車４２が全損しているか、または、検出部４３の内部回路が故障しているか、のいずれかの状態にあると判断できる。ここで、検出部４３の内部回路が故障する要因としては、例えば、浸水等による短絡が考えられる。このことから、給水装置１は、流量検出器１９の二次側に蓄圧装置１７を設け、ポンプ装置１１の起動直後に流量検出器１９が出力したパルス信号からＯＮ信号及びＯＦＦ信号が検出されるか判断する構成とすることで、給水量の変化と区別して流量検出器１９の故障を判断することができる。

【0070】

また、給水装置１は、制御部５３が流量検出器１９の故障を判断すると、報知手段５４に警報信号を送出し、報知手段５４を作動する構成としている。これにより、給水装置１は、報知手段５４が発する警告音や情報の表示等によって、使用者に流量検出器１９の故障を報知できる。

【0071】

また、給水装置１は、制御部５３により流量検出器１９の故障を検出すると、全てのポンプ装置１１のモータ３１の加速時間を延長する。給水装置１は、流量検出器１９が故障する原因として、ポンプ装置１１の起動時に生じる突発的な流れによる羽根車４２または一部の羽根４２ａの流出が想定される。よって、給水装置１は、モータ３１の加速時間を延長することで、以後のポンプ装置１１の起動時に、流量検出器１９が故障する程度の突発的な流れが生じることを防止する。これにより、給水装置１は、他の流量検出器１９の羽根車４２の折損及び流出を未然に防止することができる。

【0072】

上述したように、本発明の一実施形態に係る給水装置１によれば、給水量の変化と区別して流量検出器１９の故障を検出することができる。

【0073】

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、流量検出器１９がポンプ装置１１の二次側に設けられる例を説明したが、これに限定されず、流量検出器１９は、ポンプ装置１１の一次側に設けられていてもよい。即ち、流量検出器１９は、ポンプ装置１１により圧送される水の流量を検出可能であれば、設置箇所は適宜設定可能である。

【0074】

また、上述した実験例の実験結果に基づく一例として、記憶部５２が記憶する第１閾値を８０％、第２閾値１２５％に設定する例を説明したが、第１閾値及び第２閾値は、これに限定されず、流量検出器１９の羽根車４２の形状や磁石４２ｂの極数等の着磁条件等に基づき、流量検出器１９の故障を検出可能な値に適宜設定される。即ち、第１閾値及び第２閾値は、流量検出器１９の構成に基づいて、正常な流量検出器１９により検出され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の下限値及び上限値に適宜設定される。

【0075】

また、記憶部５２が、閾値として第１閾値及び第２閾値を記憶する例を説明したが、これに限定されない。例えば、記憶部５２は、上述した第１閾値または第２閾値のいずれか一方のみを閾値として記憶する構成であってもよい。

【0076】

例えば、記憶部５２は、上述した第１閾値のみを閾値として記憶する。ここで、制御部５３は、例えば、ＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率を、計測したＯＮ時間またはＯＦＦ時間の内いずれか大きい一方の値で小さい他方の値を除して算出する構成とすることで、記憶部５２に記憶された閾値と比較して流量検出器１９の故障を判断できる。

【0077】

即ち、記憶部５２に記憶される閾値は、制御部５３により算出されるＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率と比較して流量検出器１９の故障を判断可能であれば、制御部５３によるＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の算出方法と併せて適宜設定可能である。

【0078】

また、上述した例では、第１閾値及び第２閾値が、正常な流量検出器１９により検出され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の下限値及び上限値に設定される例を説明したが、これに限定されない。第１閾値及び第２閾値は、例えば、安全を考慮し、正常な流量検出器１９により検出され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率の下限値及び上限値よりもそれぞれ高い値または低い値に設定されていてもよい。

【0079】

また、給水装置１は、閾値が、異常時の流量検出器１９により検出され得るＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率に設定され、流量検出器１９により検出されたＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率と閾値とが同じ場合に、流量検出器１９が故障していると判断する構成であってもよい。

【0080】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］ ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、
前記モータの駆動を制御するインバータと、
前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する複数の羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、
前記羽根車が正常であるときの前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率の閾値を記憶する記憶部と、
前記パルス信号の前記ＯＮ信号の出力時間及び前記ＯＦＦ信号の出力時間を計測し、前記ＯＮ信号の出力時間と前記ＯＦＦ信号の出力時間との比率が前記閾値と異なると、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、
を備える給水装置。
［２］ 前記制御部は、前記流量検出器による流量の検出値が停止流量以下であると、前記パルス信号の前記ＯＮ信号の出力時間及び前記ＯＦＦ信号の出力時間を計測する［１］に記載の給水装置。
［３］ 外部に情報を報知する報知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記報知手段により前記流量検出器の故障を報知する［１］に記載の給水装置。
［４］ 前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する［１］に記載の給水装置。
［５］ ポンプ及び前記ポンプを駆動するモータを有するポンプ装置と、
前記モータの駆動を制御するインバータと、
前記ポンプの一次側または二次側に設けられ、回転軸、前記回転軸に固定され水流を受けることで回転する羽根及び磁石が設けられた羽根車、並びに、前記磁石の回転を検出してＯＮ信号及びＯＦＦ信号によるパルス信号を出力する検出部を有する流量検出器と、
前記流量検出器の二次側に設けられる蓄圧装置と、
前記ポンプ装置の起動直後に前記ＯＮ信号及び前記ＯＦＦ信号が検出されないと、前記流量検出器が故障していると判断し、前記モータを停止するよう前記インバータを制御する制御部と、
を備える給水装置。
［６］ 外部に情報を報知する報知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記報知手段により前記流量検出器の故障を報知する［５］に記載の給水装置。
［７］ 前記制御部は、前記流量検出器が故障していると判断すると、前記ポンプ装置起動時の前記モータの加速時間を延長する［５］に記載の給水装置。

【符号の説明】

【0081】

１…給水装置、１１…ポンプ装置、１２…吐出管、１２ａ…整流フィン、１３…逆止弁、１４…開閉弁、１５…連結管、１６…接続管、１７…蓄圧装置、１８…逃がし管、１９…流量検出器、１９Ａ…流量検出器、１９Ｂ…流量検出器、２０…圧力検出器、２１…制御盤、３１…モータ、３２…ポンプ、３２ａ…吸込口、３２ｂ…吐出口、４１…回転軸、４２…羽根車、４２Ａ…羽根車、４２Ｂ…羽根車、４２ａ…羽根、４２ｂ…磁石、４３…検出部、５１…インバータ、５２…記憶部、５３…制御部、５４…報知手段。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】