特許 7450374 ポンプ装置、インバータ及び制御方法

(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】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】ポンプ装置、インバータ及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20240308BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20240308BHJP

【ＦＩ】

F04B49/06 341G

F04D15/00 D

F04D15/00 A

F04D15/00 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019213886

(22)【出願日】2019-11-27

(65)【公開番号】P2021085345

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-08-22

(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】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】小澤 孝英

(72)【発明者】

【氏名】原田 陽介

(72)【発明者】

【氏名】西村 和馬

(72)【発明者】

【氏名】片山 直輝

【審査官】丹治 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０２９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７２１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５１２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４３８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／００－５１／００

Ｆ０４Ｄ １５／００－１５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプと、
前記ポンプを駆動する電動機と、
前記電動機の回転周波数を制御するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、
を備えるポンプ装置であって、
前記インバータは、前記制御部から運転周波数の指令信号を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定し、
前記プロセッサは、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する
ポンプ装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数のうち最大の運転周波数を前記新たな運転周波数に決定する
請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数を前記新たな運転周波数に決定する
請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項4】

複数のポンプと、
前記複数のポンプを駆動する複数の電動機と、
前記電動機の回転周波数を制御する複数のインバータと、
前記複数のインバータを制御する制御部と、
を備えるポンプ装置であって、
前記インバータは、前記制御部から運転周波数の指令信号と並列に運転する他の電動機の運転周波数を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数と前記受信した他の電動機の運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定し、
前記プロセッサは、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する
ポンプ装置。

【請求項5】

前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最大のものを前記新たな運転周波数に決定する
請求項４に記載のポンプ装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最も頻度の高い周波数を前記新たな運転周波数に決定する
請求項５に記載のポンプ装置。

【請求項7】

前記電動機と前記インバータとが一体となって接続された一体型であり、
前記インバータは操作部を有していない
請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプ装置。

【請求項8】

ポンプ装置に含まれるポンプを駆動する電動機の回転周波数を制御するインバータであって、
当該インバータを制御する制御部から運転周波数の指令信号を受信する通信部と、
記憶部と、
前記受信した指令信号に含まれる運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定し、
前記プロセッサは、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する
インバータ。

【請求項9】

ポンプ装置に含まれるポンプを駆動する電動機の回転周波数を制御するインバータであって、
制御部から運転周波数の指令信号と並列に運転する他の電動機の運転周波数を受信する通信部と、
記憶部と、
前記受信した指令信号に含まれる運転周波数と前記受信した他の電動機の運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定し、
前記プロセッサは、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する
インバータ。

【請求項10】

電動機の回転周波数を制御するインバータが実行する制御方法であって、当該インバータは、ポンプと、前記ポンプを駆動する電動機と、前記インバータを制御する制御部と、を備えるポンプ装置に含まれており、前記制御部から運転周波数の指令信号を受信するか、または当該運転周波数の指令信号と並列に運転する他の電動機の運転周波数を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数を前記記憶部に蓄積するか、または当該受信した指令信号に含まれる運転周波数と前記受信した他の電動機の運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定するか、または
当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定し、
前記プロセッサは、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動するステップを有する
制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体を加圧して移送するポンプ装置は、集合住宅などの建物の蛇口等に生活用水を供給する給水装置や、火災時にスプリンクラー等の消火設備に水を供給する消火ポンプ装置、汚水や雑排水を排水する汚水ポンプなどに広く適用されている。ポンプ装置は、一般に、制御盤に制御部を備えている。この制御部は、インバータや操作パネルに通信線で接続されている。制御部は、操作パネル等を介して操作者から指示された運転モードで動作し、インバータを制御することによって電動機およびポンプの運転を制御する。

【0003】

制御部または操作パネルは消耗部品であって、ポンプ装置のメンテナンス時に定期的に交換される。交換やメンテナンスのために制御部または操作パネルをポンプ装置から取り外した場合は、インバータの運転は制御されず、ポンプ装置はその運転を行うことができない。そこで、制御部または操作パネルをポンプ装置から取り外す場合は、インバータに備え付けられている操作部（例えばスイッチ等）を操作して、インバータによって電動機を強制的に駆動してポンプ装置の運転を継続できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１８８９４３号公報

【文献】特開２０１７－１０６３６３号公報

【文献】特開２０１７－０７２１１７号公報

【文献】国際公開２０１９／１５１１８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

インバータに備え付けられている操作部（例えばスイッチ等）を操作して、インバータによって電動機を強制的に駆動してポンプ装置の運転を行う際は、吐出圧力信号が入力されている制御盤を使用する事ができないので、吐出配管の圧力を確認することができない。そのため、適切な周波数よりも運転周波数が低いと、給水が行えない。また、適切な周波数よりも運転周波数が高過ぎると、給水時に水が出過ぎる、配管等の破損につながる恐れがある。このように、インバータだけで適切な周波数で運転することができないという問題がある。

【0006】

ここで従来技術として、特許文献１ではＣＰＵを使わずに特定アルゴリズムで固定速運転させることが開示されている。特許文献２では、圧力センサ異常時に記憶しておいた速度の固定速運転を行うことが開示されている。特許文献３では、制御部異常時に操作表示部の第２制御部から固定速運転を指示することが開示されている。
しかしながら、特許文献２では、制御部内蔵のメモリ、特許文献３は操作パネルの第２制御部内蔵のメモリに記憶した固定速で運転し、特許文献１も制御部内のメモリに記憶したアルゴリズムで固定速運転するので、上記いずれの特許文献の技術であっても、制御部または操作パネルをポンプ装置から外した場合に、インバータだけで適切な周波数で運転することができないという問題がある。以下、操作パネルは第２制御部を内蔵するから、操作パネルについても制御部の一つとみなして扱う。

【0007】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、制御部が停止もしくは制御部がポンプ装置から外された場合に、インバータだけで適切な周波数で運転することを可能とするポンプ装置及び制御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】

【0008】

本発明の第１の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、前記電動機の回転周波数を制御するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を備えるポンプ装置であって、前記インバータは、前記制御部から運転周波数の指令信号を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、前記インバータの前記プロセッサは、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する。

【0009】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0010】

本発明の第２の態様に係るポンプ装置は、第１の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数のうち最大の運転周波数を前記新たな運転周波数に決定する。

【0011】

この構成によれば、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。

【0012】

本発明の第３の態様に係るポンプ装置は、第１の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数を前記新たな運転周波数に決定する。

【0013】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0014】

本発明の第４の態様に係るポンプ装置は、第１の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定する。

【0015】

この構成によれば、ポンプ装置の稼働後所定期間内は定格周波数で運転するので、強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。またメモリに蓄積されている運転周波数のデータの信頼性が確保できた時点で、強制運転時において、メモリに蓄積されている運転周波数の最大の運転周波数を新たな運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0016】

本発明の第５の態様に係るポンプ装置は、複数のポンプと、前記複数のポンプを駆動する複数の電動機と、前記電動機の回転周波数を制御する複数のインバータと、前記複数のインバータを制御する制御部と、を備えるポンプ装置であって、前記インバータは、前記制御部から運転周波数の指令信号と並列に運転する他の電動機の運転周波数を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数と前記受信した他の電動機の運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する。

【0017】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0018】

本発明の第６の態様に係るポンプ装置は、第５の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最大のものを前記新たな運転周波数に決定する。

【0019】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。 また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0020】

本発明の第７の態様に係るポンプ装置は、第５の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最も頻度の高い周波数を前記新たな運転周波数に決定する。

【0021】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、メモリに蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0022】

本発明の第８の態様に係るポンプ装置は、第５の態様に係るポンプ装置であって、前記プロセッサは、当該ポンプ装置の稼働後所定期間内において、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、定格周波数を前記新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、前記制御部が停止もしくは前記制御部が当該ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定する。

【0023】

この構成によれば、ポンプ装置の稼働後所定期間内は定格周波数で運転するので、強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。またメモリに蓄積されている運転周波数のデータの信頼性が確保できた時点で、強制運転時において、メモリに蓄積されている自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0024】

本発明の第９の態様に係るポンプ装置は、第１から８のいずれかの態様に係るポンプ装置であって、前記電動機と前記インバータとが一体となって接続された一体型であり、前記インバータは操作部を有していない。

【0025】

この構成によれば、インバータが操作部を有していなくても、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができ、強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0026】

本発明の第１０の態様に係る制御方法は、インバータが実行する制御方法であって、インバータは、ポンプと、前記ポンプを駆動する電動機と、前記インバータを制御する制御部と、を備えるポンプ装置に含まれており、前記電動機の回転周波数を制御し、制御部から運転周波数の指令信号を受信する通信部と、記憶部と、前記受信した指令信号に含まれる運転周波数を前記記憶部に蓄積するプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記制御部が停止もしくは前記制御部が前記ポンプ装置から外された場合、前記記憶部に蓄積された過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動するステップを有する。

【0027】

この構成によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明の一態様によれば、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１の実施形態に係るポンプ装置の概略ブロック図である。

【図2】各実施形態に共通するインバータ一体型モータの概略分解斜視図の一例である。

【図3】第２の実施形態に係るポンプ装置の概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0031】

本実施形態では、一例として、電動機とインバータとが一体となって接続された一体型であって、インバータが操作部を有していないポンプ装置について説明する。このようにインバータが操作部を有していないポンプ装置の場合には、当該操作部を介して人手で運転周波数を適切な周波数に変更することができないという問題がある。しかし、本実施形態では、インバータが記憶部の一例であるメモリとプロセッサを有し、このプロセッサが、制御部が停止もしくは制御部が当該ポンプ装置から外された場合、メモリに蓄積された過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で電動機を駆動する。この構成により、インバータが操作部を有していなくても、インバータのプロセッサが適切な運転周波数で電動機を駆動させることができるので、上記問題も解決することができる。

【0032】

図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置の概略ブロック図である。図１に示すように、ポンプ装置１は、受水槽（図示せず）に連通する配管１０を介して当該受水槽に接続されているポンプ３と、電動機とインバータとが一体となって接続されたインバータ一体型モータ８とを備える。インバータ一体型モータ８は、ポンプ３を駆動する電動機４と、電動機４の回転周波数を制御し電動機４を駆動するインバータ５と、電動機４によって駆動されるファン６とを備える。ポンプ装置１は更にインバータ５を制御する制御部７を備える。

【0033】

ポンプ３の吐出側には、吐出管２０が接続されており、ポンプ３により受水槽２内の水道水が住宅等の末端の需要先に供給されるようになっている。吐出管２０にはチェッキ弁２２およびフロースイッチ２４がそれぞれ設けられており、フロースイッチ２４の出力は制御部７に入力される。なお、チェッキ弁２２はポンプ３が停止した場合に吐出側から吸込側に水が逆流することを防止するための逆流防止弁であり、フロースイッチ２４は吐出管２０内の水量が少なくなったことを検出するためのものである。

【0034】

吐出管２０には、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサ２６が設置されており、この圧力センサ２６の出力信号は制御部７に入力されている。また、吐出管２０には圧力タンク２８が接続されており、フロースイッチ２４により水量が少なくなったことが検出された場合には、ポンプ３の締切運転を防止するために、ポンプ３を停止する。このポンプ３を停止する前に、一度ポンプ３を加速して、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ３の運転を停止してもよい。

【0035】

このポンプ装置１において、フロースイッチ２４や圧力センサ２６などの出力信号に基づいて、ポンプ３の回転速度（回転周波数）がインバータ５を用いて可変速制御される。一般的には、圧力センサ２６により検出された圧力信号が設定された目標圧力と一致するようにポンプ３の回転速度を制御してポンプ３の吐出圧力が一定になるように制御する吐出圧力一定制御や、ポンプ３の吐出圧力の目標値を適切に変化させることにより末端の需要先における供給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御などが行われる。これらの制御によれば、その時々の需要水量に見合った回転速度でポンプ３が駆動されるので、省エネルギーを達成することができる。

【0036】

また、フロースイッチ２４がＯＮになると、水の使用のない、あるいは水量が少ない小水量状態と判断され、ポンプ３の運転が停止される。吐出圧力の低下などにより水の使用が検知されると、ポンプが再起動される。小水量状態のときにポンプ３を停止する場合には、一度ポンプ３を加速して、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ３を停止する蓄圧運転を行ってもよい。

【0037】

図１に示すように、インバータ５は、制御部７から運転周波数の指令信号を受信する通信部５１と、記憶部の一例であるメモリ５２と、当該受信した指令信号に含まれる運転周波数をメモリ５２に蓄積するプロセッサ５３とを有する。

【0038】

プロセッサ５３は、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合（以下、強制運転時ともいう）、メモリ５２に蓄積された過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で前記電動機を駆動する。その際、例えば、プロセッサ５３は、メモリ５２に蓄積された過去の運転周波数のうち最大の運転周波数を新たな運転周波数に決定する。この構成により、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。

【0039】

ポンプ装置１の稼働直後は、最大周波数の値が信頼できないので、プロセッサ５３は、ポンプ装置１の稼働後所定期間（例えば、１週間または１ヶ月）内は、強制運転時において、定格周波数を新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、強制運転時において、メモリ５２に蓄積された過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定してもよい（例えばメモリ５２に蓄積されている運転周波数の最大の運転周波数を新たな運転周波数に決定してもよい）。

【0040】

この構成により、ポンプ装置１の稼働後所定期間内は定格周波数で運転するので、強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。またメモリ５２に蓄積されている運転周波数のデータの信頼性が確保できた時点で、強制運転時において、メモリ５２に蓄積されている運転周波数の最大の運転周波数を新たな運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0041】

なお、本実施形態では、メモリ５２に蓄積された過去の運転周波数のうち最大の運転周波数を新たな運転周波数に決定したがこれに限ったものではない。例えば、プロセッサ５３は、メモリに蓄積された過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数を強制運転時の新たな運転周波数に決定してもよい。この構成により、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0042】

なお、強制運転時の運転周波数は、過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数ではなく、過去の運転周波数の平均値、中央値、代表値であってもよい。

【0043】

図２は、各実施形態に共通するインバータ一体型モータの概略分解斜視図の一例である。図２に示すように、回転する主軸４１が設けられた電動機４と、インバータ５と、インバータ５を内部に収容するインバータフレーム５４と、主軸４１と連結されるファンシャフト（図示なし）と、ファンシャフトに連結するファン６と、ファン６を収容するファンカバー６１とを備える。電動機４の主軸４１が回転すると、それに伴ってファンシャフトも回転し、それに伴ってファン６が回転する。なお、主軸４１とファンシャフトは、一体成型した一本軸としてもよい。本実施形態に係るインバータ一体型モータ８として例えば特許文献４に記載のものを使用することができる。

【0044】

以上、第１の実施形態に係るポンプ装置１は、ポンプ３と、ポンプ３を駆動する電動機４と、電動機４の回転周波数を制御するインバータ５と、インバータ５を制御する制御部７と、を備え、インバータ５は、制御部７から運転周波数の指令信号を受信する通信部５１と、メモリ５２と、受信した指令信号に含まれる運転周波数をメモリ５２に蓄積するプロセッサ５３と、を有する。インバータ５のプロセッサ５３は、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、メモリ５２に蓄積された過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定し、当該決定した新たな運転周波数で電動機４を駆動する。

【0045】

この構成によれば、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機４を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0046】

＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、インバータ一体型モータ８が一台の場合について説明した。それに対して第２の実施形態では、インバータ一体型モータ８が複数の場合（ここでは一例として二つの場合）について説明する。

【0047】

図３は、第２の実施形態に係るポンプ装置の概略ブロック図である。図１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態に係るポンプ装置１ｂは、配管１０を介して各受水槽（図示せず）に接続される２つのポンプ３を備える。第２の実施形態に係るポンプ装置１ｂは、二つのインバータ一体型モータ８を備える。

【0048】

各ポンプ３の吐出側には、配管１８および吐出管２０が接続されており、ポンプ３により受水槽（図示せず）内の水道水が住宅等の末端の需要先に供給されるようになっている。配管１８にはチェッキ弁２２およびフロースイッチ２４がそれぞれ設けられており、フロースイッチ２４の出力は各制御部７に入力される。

【0049】

吐出管２０には、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサ２６が設置されており、この圧力センサ２６の出力信号は制御部７に入力されている。また、吐出管２０には圧力タンク２８が接続されており、フロースイッチ２４により水量が少なくなったことが検出された場合には、ポンプ３の締切運転を防止するために、ポンプ３を停止する。このポンプ３を停止する前に、一度ポンプ３を加速して、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ３の運転を停止してもよい。

【0050】

インバータ一体型モータ８の構成は、同様であるので、異なる部分について説明する。インバータ５の通信部５１は、制御部７から並列に運転する他の電動機の運転周波数も受信する。プロセッサ５３は、受信した他の電動機の運転周波数もメモリ５２に蓄積し、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置から外された場合、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定する。その際、例えば、プロセッサ５３は、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最大のものを新たな運転周波数に決定してもよい。この構成により、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0051】

ポンプ装置１ｂの稼働直後は、最大周波数の値の信頼性が低いので、プロセッサ５３は、ポンプ装置１ｂの稼働後所定期間（例えば、１週間または１ヶ月）内は、強制運転時において、定格周波数を新たな運転周波数に決定し、稼働後所定期間後、強制運転時において、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、前記新たな運転周波数を決定してもよい（例えばメモリ５２に蓄積されている自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最大の運転周波数を新たな運転周波数に決定してもよい）。

【0052】

この構成により、ポンプ装置１ｂの稼働後所定期間内は定格周波数で運転するので、強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。またメモリ５２に蓄積されている運転周波数のデータの信頼性が確保できた時点で、強制運転時において、メモリ５２に蓄積されている自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最大の運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0053】

なお、本実施形態では、プロセッサ５３は、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最大のものを前記新たな運転周波数に決定したがこれに限ったものではない。プロセッサ５３は、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち、最も頻度の高い周波数を前記新たな運転周波数に決定してもよい。
この構成により、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数で電動機を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0054】

なお、強制運転時の運転周波数は、過去の運転周波数のうち最も頻度の高い運転周波数ではなく、過去の運転周波数の平均値、中央値、代表値であってもよい。

【0055】

以上、第２の実施形態に係るポンプ装置１ｂは、複数のポンプ３と、複数のポンプ３を駆動する電動機４と、複数の電動機４の回転周波数を制御する複数のインバータ５と、複数のインバータ５を制御する制御部７と、を備える。それぞれのインバータ５は、制御部７から運転周波数の指令信号と並列に運転する他の電動機の運転周波数を受信する通信部５１と、メモリ５２と、受信した指令信号に含まれる運転周波数と当該受信した他の電動機の運転周波数をメモリ５２に蓄積するプロセッサ５３と、を有する。それぞれのインバータ５のプロセッサ５３は、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、メモリ５２に蓄積された自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて、新たな運転周波数を決定する。

【0056】

この構成によれば、制御部７が停止もしくは制御部７が当該ポンプ装置１から外された場合、自電動機の過去の運転周波数と他の電動機の過去の運転周波数を用いて決定された運転周波数で電動機４を駆動するので、運転周波数が高過ぎることを避けることができ、給水時に水が出過ぎることや配管等の破損を防止することができる。また強制運転時の運転周波数が低いがために給水が行えない様なケースに至らず、確実に給水する事ができる。

【0057】

以上、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１、１ｂ ポンプ装置
１０ 配管
１８ 配管
２０ 吐出管
２２ チェッキ弁
２４ フロースイッチ
２６ 圧力センサ
２８ 圧力タンク
３ ポンプ
４ 電動機
４１ 主軸
５ インバータ
５１ 通信部
５２ メモリ
５３ プロセッサ
５４ インバータフレーム
６ ファン
６１ ファンカバー

【図1】

【図2】

【図3】