消火ポンプ装置
【課題】インバータを用いて省エネを図った消火ポンプ装置を提供する。
【解決手段】水源1からの水を消火設備に対して送水するポンプ3と、ポンプを駆動する電動機4と、電動機の速度制御を行うインバータと、ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段8と、インバータを制御する制御手段16と、を備え、制御手段は、圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第1の設定値よりも高い第2の設定値となるようにインバータを制御し、検出圧力が第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第3の設定値よりも高く第1の設定値よりも低い第4の設定値になるようにインバータを制御する消火ポンプ装置であることを特徴とする。
【解決手段】水源1からの水を消火設備に対して送水するポンプ3と、ポンプを駆動する電動機4と、電動機の速度制御を行うインバータと、ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段8と、インバータを制御する制御手段16と、を備え、制御手段は、圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第1の設定値よりも高い第2の設定値となるようにインバータを制御し、検出圧力が第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第3の設定値よりも高く第1の設定値よりも低い第4の設定値になるようにインバータを制御する消火ポンプ装置であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は消火ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、インバータにより駆動される電動式ポンプを備えた消火ポンプ装置について開示されている。そして、起動用圧力タンクの圧力低下によるスプリンクラー作動したとの誤判断を避けるため、加圧専用ポンプ(ジョッキーポンプ)を備えることが示されている。また、インバータを用いればジョッキーポンプを省略して、待機時の配管系の圧力を管理できることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−14126
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1には、ジョッキーポンプを省略できることが開示されているが、インバータを用いて具体的にどのような制御を行うのか何ら開示されていない。特にジョッキーポンプは頻繁に運転するものであるため、このジョッキーポンプの運転方法が消火ポンプ装置の省エネを図るうえで大事であるが、この点について特許文献1には何ら開示されていない。そこで、本発明はインバータを用いて消火ポンプ装置の省エネを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。 本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、 水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機の速度制御を行うインバータと、ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、インバータを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第1の設定値よりも高い第2の設定値となるようにインバータを制御し、検出圧力が第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第3の設定値よりも高く第1の設定値よりも低い第4の設定値になるようにインバータを制御する消火ポンプ装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によればインバータを用いて消火ポンプ装置の省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】スプリンクラー消火ポンプと補助加圧ポンプを備えた消火ポンプシステムの系統を説明する図。
【図2】スプリンクラー消火ポンプと補助加圧ポンプの運転特性図。
【図3】補助加圧ポンプ20を省略した消火ポンプシステムの系統を説明する図。
【図4】可変速モータ4によって駆動される消火ポンプ装置の運転特性図。
【図5】消火ポンプ装置の制御回路図。
【図6】消火ポンプ装置のプログラム処理手順を示したフローチャート。
【図7】圧力一定制御のフローチャート。
【図8】実施例2のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図。
【図9】実施例2のポンプの運転特性図。
【図10】実施例2の消火ポンプ装置の制御回路図。
【図11】実施例3の補助加圧ポンプとスプリンクラー消火ポンプの運転特性図。
【図12】実施例3の消火ポンプ装置の制御回路図。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0008】
以下、本発明の実施例を図1〜図7により説明する。
スプリンクラーにより作動する消火ポンプ装置は火災時に送水管途中に取り付けているスプリンクラーが開放されると水圧の低下によって圧力検出手段がこれを検出するか、あるいは外部からの始動指令(始動リレー)、あるいは人為的な運転操作によって、速やかに運転され給水されなければならない。
【0009】
図1はスプリンクラー消火ポンプ3と補助加圧ポンプ20の双方を備え、双方が商用電源で作動する場合の消火ポンプシステムの系統図である。1は水源であり例えば消火水槽、2はフート弁、3はモータ4により駆動されるスプリンクラー消火ポンプ、7は送水管、9a,9b,9cはこの送水管に設けられたスプリンクラーであり、火災時はこれが開放され散水し消火用水として供給される。また、これらスプリンクラー9a、9b、9cには、開放時に信号S1、S2、S3を発するスイッチが備わっており、火災報知器17がこれらの信号を受信し収集する。16はスプリンクラー消火ポンプ3を運転制御する制御部であり、火災報知器17からの始動指令信号S4を受信する。
【0010】
10は内部に空気溜まりを有しスプリンクラー消火ポンプ3の吐き出し側近くの送水管7に接続される圧力タンクである。8はスプリンクラー消火ポンプ3の吐き出し側近くの送水管7に取り付けられ、ここの圧力を検出する圧力検出手段(圧力スイッチ)である。圧力検出手段8は検出圧力が設定圧力以下になるとスイッチが入り、このとき信号が制御部16に送られる。圧力検出手段8からの信号を受信した制御部16はスプリンクラー消火ポンプを始動する信号を送信する。13は注水手段14(例えばボールタップ)を備え、これにより水道水を注水する呼水槽であり、呼び水配管11、逆止め弁12を介してスプリンクラー消火ポンプ3へ補水して吸込管内の空気を除去し、常に満水状態にしスプリンクラー消火ポンプ3が始動できる準備をしておく。また、呼水槽13は水位検出手段15を備えこれにより水位の監視制御がされる。
【0011】
22は注水手段23(例えばボールタップ)を備えこれにより水道水を注水する貯水槽であり、水位検出手段31を備えこれにより水位の監視制御がされる。20はモータ21により駆動される補助加圧ポンプ(ジョッキーポンプとも呼ぶ)であり、貯水槽22の水を吸い込み管24、仕切り弁25を介して吸い込み、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29を通して、送水管7を加圧する。28は送水管29に取り付けられ、ここの圧力を検出する圧力検出手段(圧力スイッチ)である。圧力検出手段28は検出圧力が設定圧力以下になるとスイッチが入り、このとき信号が補助加圧ポンプ20を運転制御する制御部30に送られる。圧力検出手段28からの信号を受信した制御部30は補助加圧ポンプ20を始動する信号を送る。後に詳述するが、圧力検出手段28の設定圧力は、圧力検出手段8の設定圧力より高い圧力が設定されている。
【0012】
ところで、送水管7は漏水により水圧低下を起こし、圧力検出手段8が作動して火災が発生していないにも係わらずスプリンクラー消火ポンプ3を運転させてしまうことがある。そこで、これを防止するためにスプリンクラー消火ポンプ3が運転する前に、補助加圧ポンプ20を運転させ、送水管7及び29を加圧しておくのである。
【0013】
図2はスプリンクラー消火ポンプ3及び補助加圧ポンプ20の運転特性図であり、横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはスプリンクラー消火ポンプのQ−H性能曲線であり、商用電源(周波数f0)における運転で仕様点O1(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bは補助加圧ポンプのQ−H性能曲線であり、商用電源(周波数f0)における運転で仕様点O2(水量Qmin、全揚程HTJ)を満足するものが選ばれる。
【0014】
SPONはスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力であり、圧力検出手段8のON圧力として設定される。また、SPOFFはこれの復帰圧力である。同様にJPONは補助加圧ポンプ20の始動圧力、JPOFFは同じく停止圧力であり。圧力検出手段28にて設定される。即ち、送水管7、29の系統で漏水が生じた場合、圧力検出手段28は圧力検出手段8より高い圧力で設定されているので、送水管圧力がJPON以下に低下すると補助加圧ポンプ20が、スプリンクラー消火ポンプ3の始動する前に始動し、送水管圧力がJPOFFを越えると停止する。
【0015】
ここで、本実施例においては、頻繁に動作するのはスプリンクラー消火ポンプ3ではなく補助加圧ポンプ20であることに着目し、この補助加圧ポンプの省エネを図る。つまり、以下で説明するように補助加圧ポンプ20をインバータで駆動されるポンプで代用することで省エネを図るようにしている。さらに本実施例においては、インバータ駆動のポンプで補助加圧ポンプ20及びスプリンクラー消火ポンプ3との双方の動作を行うようにするため、補助加圧ポンプ20を省略して消火ポンプ装置を構成することができる。これにより、補助加圧ポンプ20を省略でき、配管系統、制御系統を簡素化することができるので、装置の小型化が図れる。また、補助加圧ポンプ20及びこれの送水系統、付帯の電気設備を省略することができ、低コスト化が図れるものである。
【0016】
図3は補助加圧ポンプ20を省略した場合のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図を示す。図1から補助加圧ポンプ20、同駆動モータ21、貯水槽22、注水手段(ボールタップ)23、吸い込み管24、仕切り弁25、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29、水位検出手段31、制御部30を削除したものである。モータ4は図示していないインバータ40により駆動される可変速モータに変更している。圧力検出手段8は圧力スイッチではなく、圧力センサを用いて説明する。圧力センサを用いると、圧力を常時検出することが可能となる。図1と同じ記号のデバイスは同じものであるから説明を省く。
【0017】
図4は本発明実施例の可変速モータ4によって駆動される消火ポンプ装置の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはインバータ周波数f0でポンプ3を運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O0(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bはインバータ周波数f1で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Cはインバータ周波数f2で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Dはインバータ周波数f3で運転した場合のQ−H性能曲線である。
【0018】
さらに、曲線Eはインバータ周波数f01でポンプ3が運転したときのQ−H性能であり、図1及び図2で説明した補助加圧ポンプと代替しこれの性能に対応し、仕様点O11(水量Q00、全揚程HTJ)を満足する前述の周波数f01が選ばれる。同様に曲線Fはインバータ周波数f02で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Gはインバータ周波数f03で運転した場合のQ−H性能曲線である。
【0019】
Iは図1における補助加圧ポンプ20が担う運転領域を示しており、送水管増圧運転領域と呼ぶ。また、JPONは送水管増圧領域Iにおける始動圧力であり、JPOFFは送水管増圧領域Iにおける目標圧力である。圧力検出手段8の検出圧力の信号は制御部16に送られ、この検出圧力に基づいて制御部16から図3においては図示していないインバータ40に対して制御指令が行われる。送水管が漏水し圧力検出手段8の検出圧力が始動圧力JPON以下になると、制御部から制御指令が行われインバータ40によってポンプ4が始動する。この場合、ポンプ3は送水管増圧領域Iで目標圧力をJPOFFとして運転する。送水管の圧力は通常時はJPOFFを保持するように運転されるため、この運転領域Iで運転されることが多い。したがって、この送水管増圧運転領域Iにおいてインバータ40によりポンプを駆動することで特に消火ポンプ装置の省エネを図ることが可能である。
【0020】
具体的には、漏水量がQ00では運転点はO11(周波数f01でQ−H性能曲線Eと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q01では運転点はO12(周波数f02でQ−H性能曲線Fと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q02では運転点はO13(周波数f03でQ−H性能曲線Gと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)となる。
【0021】
なお、JPONは図2における補助加圧ポンプ20の始動圧力に対応し、JPOFFは同じく図2における補助加圧ポンプ20の停止圧力に対応する。そして、ポンプ起動後に、圧力センサ8により検出された検出圧力が目標圧力JPOFF一定なる運転(吐出圧一定制御)を行い、送水管を増圧するのに十分な保持時間、即ち所定時間が経過したら、制御部16からインバータ40に対してポンプを停止するように制御指令を行う。別の停止方法としては、前述の周波数f03を締め切り運転付近(水量0付近)で目標圧力JPOFFを上回るように、例えば数m高く設定しておく。そうすれば、圧力センサ8の検出された検出圧力が目標圧力JPOFF以上となり、補助加圧ポンプ20は停止する。
【0022】
Rは図1におけるスプリンクラー消火ポンプ3が担う運転領域を示しており、本実施例においてはスプリンクラー運転領域と呼ぶ。また、SPONはスプリンクラー運転領域Rで運転する際のスプリンクラー領域始動圧力、SPOFFは同じくスプリンクラー領域目標圧力である。なお、実際には圧力検出手段8の検出圧力がJPON以下になると、インバータ40によりポンプ3を始動するため、検出圧力がSPONになったときには既にポンプ3は始動している。さらに送水管圧力が低下して、つまり、圧力検出手段8の検出圧力が低下して、SPON以下となると、制御部16からインバータ40に対してポンプ4をスプリンクラー運転領域Rで運転するように制御指令がなされる。
【0023】
スプリンクラー運転領域Rにおいては、圧力検出手段8の検出圧力をSPOFF一定に保つように、インバータ40によりポンプ3が運転する。具体的には、圧力検出手段8の検出圧力が低下して、SPON以下となると、この圧力検出手段8からの信号を受信した制御部ポンプ3からインバータ40に対して目標圧力をSPOFFとしてポンプ3を制御するように制御指令がなされる。スプリンクラー運転領域Rにおいて、送水管のスプリンクラーが開放され使用水量Q0では運転点はO0(周波数f0でQ−H性能曲線Aと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q1では運転点はO1(周波数f1でQ−H性能曲線Bと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q2では運転点はO2(周波数f2でQ−H性能曲線Cと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q3では運転点はO3(周波数f3でQ−H性能曲線Dと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)となる。これらは、便宜上段階の周波数で示したが、スプリンクラーの数、散水量によって変化するものであり、理論的には無段階である。
【0024】
なお、後で説明するが、スプリンクラー運転領域Rにおいては、送水管増圧運転領域Iと異なり圧力検出手段8の検出圧力が目標圧力(SPOFF)以上になったとしてもインバータ40はポンプ3の運転を継続する。スプリンクラー運転領域Rで運転するということは火災発生によりスプリンクラーが作動した信号を受信してポンプ3が運転すると考えられるため、消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に押されない限り止めないようにしたものである。これにより、たしかに消火が完了した、あるいは、スプリンクラーを作動させる必要がないことを確認してから消火ポンプ装置を止めることになるので、火災が発生しているにも関わらず消火ポンプ装置の作動が止まらないようにすることができる。
【0025】
図5は本実施例の消火ポンプ装置の制御回路図である。R、S、Tは電源、ELBは漏電遮断器でありこれ以降の主回路の漏電及短絡保護を行う。R、Sは制御電源、INVは可変速モータIMを変速運転制御する可変速制御手段(一般に使用されるインバータ40で例示)であり、端子COM、FWにRUNa及び端子O,Lに周波数指令信号fが入力されると始動し指令周波数fによる周波数及びこれに対応した電圧を可変速モータに出力する。SSは制御装置CTLの運転、停止スイッチ、TRはトランス、CUは制御基板である。
【0026】
Zは安定化電源であり前記トランスTRより電源の供給を受け直流電源を生成して、制御基板CUに供給する。CPUはマイクロプロセッサー、OPはタッチースイッチ、表示部を有するデジタルオペレータ、Mはメモリー(記憶部)であり、プログラム(制御手順)及び各種データが記憶されている。また、メモリーには、送水管増圧運転領域Iとこの運転機能及び圧力パラメータJPON(始動圧力)、JPOFF(目標圧力)、JPOFF(目標圧力)の保持時間が記憶され、さらにスプリンクラー運転領域Rとこの運転機能及び圧力パラメータSPON(始動圧力)、SPOFF(目標圧力)、さらには圧力センサーの検出データが記憶されている。
【0027】
なお、ここで、始動圧力及び目標圧力をそれぞれ、JPON、SPONとして、JPOFF、SPOFFを適宜省略しても良い。RUNはリレー、RUNaはその接点であり始動条件が成立すると、CPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。合わせて、周波数指令信号fをアナログ信号出力回路D/A、端子台TB3を介してINV端子O,Lに出力する。この周波数信号fは送水管加圧運転の場合は目標圧力JPOFFを一定に保つためのf01〜f03(図4参照)、スプリンクラー運転の場合は目標圧力SPOFFを一定に保つためのf0〜f3(図4参照)である。GRQUは外部運転指令信号(例えば始動リレー)のスイッチ部であり、これらは端子台TB2、入力回路I/O2を介してCPUに読み込まれ記憶部Mに記憶される。また、圧力検出手段8(例えば圧力センサ)からの信号は、端子台TB4、入力回路I/O3を介してCPUに読み込み圧力データとして記憶部Mに記憶しておく。
【0028】
図6、図7は前記CPUのプログラム処理手順を示したフローチャートである。本実施例におけるスプリンクラー消火ポンプシステムは、通常は据付初期時の試運転等によって、送水管圧力は同保持圧力JPOFF以上に加圧されてこの圧力を保持している。図6の400ステップでは外部運転指令信号GRQUにより運転要求があったか否かを判定する。あれば、411、412ステップにより始動する。始動後は後で、408ステップに進み図7に示す目標圧力SPOFFとする送水管圧力一定制御(吐き出し圧力一定制御と同意)実行する。なお、411ステップで既に運転中であれば、408ステップへ進み前述と同様の処理を行う。
【0029】
400ステップで運転要求がなかった場合には、401ステップで記憶部に記憶している圧力データHを読み出す。402ステップではこの圧力データH(ここでは便宜上Hとして示す。)と、送水管増圧運転領域Iにおける始動圧力JPONと比較する。この結果、H<=JPONであれば403ステップ以降に処理を進め、ここで始動指令処理を実行する。H>JPONであれば413ステップへ抜ける。即ち、送水管で漏水が生じて送水管圧力が始動圧力JPON以下に低下すると、圧力検出手段8からの信号を制御部CUで受信して、CPUから可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号fが出力される。
【0030】
インバータ40からの周波数信号fが送られてポンプ3は送水管増圧運転領域Iにおいて運転を開始する。始動後は404ステップで前述の408ステップと同様に図7に示す目標圧力JPOFFとする送水管圧力一定制御(吐き出し圧力一定制御と同意)実行する。目標圧力は送水管増圧運転領域Iでの運転の際はJPOFF、スプリンクラー運転領域Rでの運転の際はSPOFFである。ここで、図7の圧力一定制御アルゴリズムについて説明する。便宜上目標圧力をH0(実際には前述のように送水管増圧運転領域IにおいてはJPOFF、スプリンクラー運転領域RにおいてはSPOFFである。)として示す。
【0031】
図7の500ステップで圧力センサによって検出され記憶部に記憶されている送水管圧力データH(説明の便宜上圧力データをHとする)を、501ステップで記憶部に記憶している目標圧力H0をそれぞれ読み出す。502ステップ゜ではこれらを比較し次のように処理する。
【0032】
(1) H0>H ∧ H0−H>a ならば 増速処理を実行(503ステップ)して次の505ステップへ進む。
(2) |H0−H| <=a ならば 増速及び減速処理を実行せず次の505ステップへ進む。
H0<H ∧ H−H0>a ならば 減速処理を実行(504ステップ)して次の505ステップへ進む。ここで、aは目標圧力の不感滞であり例えば数bit、1〜2mである。以下、これらの処理を繰り返せば目標圧力H0が保持される。又、増速及び減速処理によってインバータ40へ指令する周波数fが決定される。なお、505ステップにおいては、停止処理となっているが、実際には図6の405ステップ又は409ステップの処理を介して停止処理が行われる。
【0033】
404ステップにおいて送水管圧力一定制御(目標圧力JPOFF)を行った後、405ステップで目標圧力保持時間が設定時間経過したか判定する。判定の結果、YESであれば、406ステップで停止処理を実行して413ステップへ抜ける。即ち、JPOFF一定制御で、送水管を加圧するのに必要十分な時間だけ(前記所定時間)送水管加圧運転を行い、送水管圧力の保持圧力JPOFFに保持する。そして、所定時間が過ぎると停止し次の送水管加圧運転に備える。別の方法として、前述したように、周波数f03を締め切り運転付近(水量0付近)で目標圧力JPOFFを上回るように、例えば数m高く設定しておく。そして、405ステップの処理を、目標圧力JPOFFを越えたかどうかの判定処理とする。YESであれば、406ステップで停止処理を実行することになる。更に、これらを適宜組み合わせて処理してもよい。このようにすると、補助加圧ポンプの始動頻度を抑制することができる。
【0034】
405ステップでNOと判定されると407ステップへ進む。つまり、送水管増圧運転領域Iにおいて運転したが、目標圧力JPOFFを保持できなかった場合である。ここで、記憶部に記憶している圧力データHを読出し、スプリンクラー運転領域における始動圧力SPONと比較する。この結果、H<=SPONであれば408ステップ以降に処理を進める。詳しい説明は404の圧力一定制御と同様なので省略するが、図7に示す圧力一定制御処理(目標圧力SPOFF)を実行する。
【0035】
即ち、火災時に送水管途中に取り付けられたスプリンクラーが開放されると送水管圧力はJPONを超えてさらにSPON以下に低下する。この圧力を検出した圧力検出手段8からの信号が制御部CUに入力され、CPUは可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号f0〜f3を出力する。インバータ40からの信号を受けたモータ4によりポンプ3が駆動され、目標圧力をSPOFFとして圧力一定制御運転する。つまり、送水管増圧運転領域Iからスプリンクラー運転領域Rに移行する。
【0036】
ここで、スプリンクラー運転領域においては、408ステップで圧力一定制御が行われた後、409ステップで人為的な停止操作がなされないと停止処理が行われない(410ステップ)。つまり、本実施例の消火ポンプ装置は、停止スイッチを備えており、この停止スイッチが人為的に押されることで図5の停止スイッチSSがONとなる。停止スイッチSSからの信号を受信した制御部CUは停止処理を行う。つまり、送水管増圧運転領域Iと異なり、目標圧力を超えたからといって停止処理は行わない。これにより確かに消火が完了した、あるいはスプリンクラー作動が不要であることを確認したうえで消火ポンプ装置の停止を行うことができる。なお、停止処理後は、413ステップへ抜ける。以下、前述の処理を繰り返し実行する。
【実施例2】
【0037】
本発明の実施例2について図面を用いて説明する。実施例1においては、圧力検出手段として圧力センサを用いて常時圧力を検出し、この検出圧力に基づいてインバータを制御する。しかしながら、圧力センサは高価なものである。そこで本実施例においては低コスト化を図るために圧力センサに代わって圧力スイッチで代用する。
【0038】
図8は本実施例のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図を示し、図1から補助加圧ポンプ20、同駆動モータ21、貯水槽22、注水手段(ボールタップ)23、吸い込み管24、仕切り弁25、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29、水位検出手段31、制御部30を削除したものである。また、モータ4は可変速モータに変更し、圧力検出手段28を送水管7に取り付け圧力検出手段8の近くとする。本実施例において、これらの圧力検出手段は圧力スイッチを用いる。その他の図1と同じ記号のデバイスは同じものであるから説明を省く。
【0039】
図9は本実施例の可変速モータ4によって駆動されるポンプ3の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはインバータ周波数f0でスプリンクラー消火ポンプを運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O1(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bはインバータ周波数f1で運転した場合のQ−H性能曲線であり、図1の補助加圧ポンプ20と代替しこれの性能に対応する。さらに曲線Bは、送水管の漏水量Qminと次に述べる送水管保持圧力JPOFFをキープして交点O2を形成するよう周波数f1が決定される。
【0040】
JPONは送水管増圧運転領域Iにおけるポンプ3の始動圧力であり、図2における補助加圧ポンプ20の始動圧力に対応する。なお、本実施例においては、圧力検出手段28は圧力スイッチであり、JPONでON信号を出力するように設定されている。このON信号は制御部16に送られて制御部16からインバータ40に周波数f1で始動指令が送られる。JPOFFは送水管保持圧力であり、図2における補助加圧ポンプ20の停止圧力に対応する。圧力検出手段28はJPOFF以上になるOFF信号を出力するように設定されている。ポンプ始動後に、送水管圧力がJPOFF以上となると、圧力検出手段28からOFF信号が制御部CUに送られる。制御部CUで圧力検出手段28からのOFF信号を受信すると、ポンプ3を停止するようにインバータ40に対して指令がなされる。又は、JPOFF以上となり送水管を増圧するのに十分な保持時間が経過したら停止指令を発するようにしてもよい。このようにすると送水管を十分に増圧するばかりでなく、補助加圧ポンプの始動頻度を抑制することができる。
【0041】
一方でSPONはスプリンクラー運転領域におけるポンプ3の始動圧力であり、図2におけるスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力に対応する。送水管圧力がSPON以下になると、圧力検出手段8からON信号が出力されるように設定される。圧力検出手段8からのON信号を制御部16にて受信すると、制御部16はインバータ40に対して周波数f0で始動するように、制御指令を行う。なお、実際には送水管圧力がJPON以下になった時点でポンプ3は始動しているため、SPONになったときには、ポンプは既に始動している。
【0042】
また、SPOFFは復帰圧力であり、図2におけるスプリンクラー消火ポンプ3の復帰圧力に対応する。周波数f0でポンプ3が運転した後に、送水管圧力がSPOFF以上になると、圧力検出手段8はOFF信号を制御部16に送る。このOFF信号を受信した制御部16は、ポンプを停止することなく運転を継続するようにインバータ40を制御する。この場合には消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に押されないと、ポンプは停止しないようになっている。これにより、たしかに消火が完了したことを確認してから消火ポンプ装置が停止するようにしたものである。
【0043】
図10は本発明実施例のスプリンクラー消火ポンプシステム制御系の制御回路図である。図5と同様の構成があるので適宜省略して説明する。上記した停止スイッチが押されると、停止スイッチSSがONとなり、このON信号を制御部16で受信して受信部はポンプ3を停止するようにインバータ40に制御指令を行う。
【0044】
RUNはリレー、RUNaはその接点であり始動条件が成立すると、CPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。合わせて、周波数指令信号fをアナログ信号出力回路D/A、端子台TB3を介してINV端子O,Lに出力する。この周波数信号fは送水管増圧運転領域Iの場合はf1、スプリンクラー運転領域の場合はf0である。PS1は圧力検出手段8のスイッチ部、PS2は圧力検出手段28のスイッチ部、SS1は、送水管加圧運転選択スイッチ、SS2はスプリンクラー運転選択スイッチであり、これらは端子台TB2、入力回路I/O2を介してCPUに読み込まれ記憶部Mに記憶される。
【0045】
またR1は送水管増圧運転領域で運転していることを示す送水管増圧運転表示ランプ、同様にR2はスプリンクラー領域運転で運転していることを示すスプリンクラー運転表示ランプである。この表示を見ることでどちらの領域で運転しているか確認することができる。またK1は送水管増圧運転警報ブザー(又は外部警報出力端子)、同様にK2はスプリンクラー運転警報ブザー(又は外部警報出力端子)でありCPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。送水管増圧領域で運転していることが分かれば、安全上の措置をとる必要がないことが確認できる。
【実施例3】
【0046】
本発明の実施例3を図面を用いて説明する。本実施例は図1において補助加圧ポンプ20がインバータ40で駆動され、スプリンクラー消火ポンプ3は定速モータで駆動される。このように本実施例においては、図1において頻繁に運転する補助加圧ポンプ20に着目し、この補助加圧ポンプ20の省エネを図ることにより、消火ポンプ装置としての省エネを図ろうとしたものである。ここでは図1を用いて説明する。
【0047】
本実施例において圧力検出手段28は圧力センサであり、この圧力センサ28の信号は制御部30に入力される。この圧力センサ28からの信号に基づいて制御部30から補助加圧ポンプ20を駆動するインバータ40に対して制御指令が行われる。一方で本実施例において圧力検出手段8は圧力スイッチであり、設定された圧力でON・OFFするように設定されている。圧力検出手段8からのON信号(又はOFF信号)は制御部16に入力され、この信号を受信した制御部16から定速モータ4に対して始動指令が行われる。
【0048】
なお、圧力検出手段8は省略して双方のポンプを圧力検出手段28(圧力センサ)で行うようにしてもよい。また、ここでは、補助加圧ポンプ20の制御部30とスプリンクラー消火ポンプ3の制御部16とを別に示しているが、共通の制御部で制御するようにしてもよい。本実施例の電気回路図は図12に示す。同図は、前述の図5にスプリンクラーポンプの駆動回路を追加したものであり、これとほぼ同様であるので、説明を省略する。
【0049】
図11は本実施例の補助加圧ポンプ20とスプリンクラー消火ポンプ3の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量、縦軸に全揚程を取って示し、同じ符号で示しているものは同じ意味であるから説明を省く。曲線Bはインバータ周波数f1で補助加圧ポンプ20を運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O2(設計漏水量Q00、全揚程JPOFF)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Cはインバータ周波数f2で運転した場合の補助加圧ポンプ20のQ−H性能曲線であり、送水管の想定漏水量Q1に対応する。同様に曲線Dはインバータ周波数f3で運転した場合の補助加圧ポンプ20のQ−H性能曲線であり、送水管の想定漏水量Q2に対応する。
【0050】
補助加圧ポンプ20の目標圧力は図中のJPOFFであり、始動圧力はJPONである。補助加圧ポンプ20は図11の送水管増圧運転領域Iで運転する。すなわち、送水管が漏水して送水圧力がJPON以下となると始動する。そして漏水量がQ00→Q1→Q2と変化すると目標圧力JPOFFを保持して交点O2(周波数f0、ポンプ性能はB)→O3(周波数f1、ポンプ性能はC)→O4(周波数f2、ポンプ性能はD)と周波数を変えて運転する。このように送水管増圧運転領域Iにおいてインバータ制御を行うことにより特に省エネを図ることが可能となる。
【0051】
なお、スプリンクラー送水系統は、通常は据付初期時の試運転等によって、送水管圧力は同保持圧力JPOFF以上に加圧されてこの圧力を保持している。この状態より、送水管で漏水が生じると送水管圧力が低下する。そして送水管加圧運転開始圧力JPON以下に低下すると、圧力検出手段28からの信号を受信した制御部30からインバータ40に対して制御指令がなされる。具体的には図12において、CPUが可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号fを出力する。
【0052】
これによって、補助加圧ポンプは曲線Bで運転し送水管圧力を目標圧力JPOFFに保持する。更に、加圧するのに必要十分な時間を予め求めておきこの時間だけ運転を行うと送水管圧力の保持がより顕著となる。目標圧力JPOFF以上となると、圧力検出手段28からの圧力信号を受けた制御部30からインバータ40に対して補助加圧ポンプ20を停止するように制御指令が送られる。なお、目標圧力JPOFFの圧力一定制御のフローについては図7と同様であるため、説明を省略する。
【0053】
火災発生時には、送水管途中に取り付けられたスプリンクラーが開放され、送水管圧力がSPON以下に低下する。すると、圧力検出手段8がこれを検出して、スプリンクラー消火ポンプを始動しQ−H性能曲線Aで運転する。より具体的には圧力検出手段8からON信号が制御部16に送られ、この制御部16から一定速モータ4に対して始動指令がなされる。このように本実施例において、スプリンクラー消火ポンプ3は一定速で運転する。更に、外部から始動指令(火災報知器等からの始動指令)が入力された場合も、前述同様にスプリンクラーポンプが運転を行うことは言うまでもない。
【0054】
SPONはスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力であり、圧力検出手段8のON圧力として設定される。又、SPOFFはこれの復帰圧力である。ここで復帰圧力としているのは、このSPOFF以上となって、制御部16に信号が送られたとしても、スプリンクラー消火ポンプ3に停止指令を送ることはなく、運転を継続することによる。スプリンクラー消火ポンプ3は消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に入らなければ停止することがないように設定されている。具体的には図12のスイッチSSが閉じられた場合に停止する。これにより確実に消火動作を行うことを可能とすることができる。
【0055】
以上本実施例によれば以下のような効果を奏することができる。
(1)補助加圧ポンプは吐き出し量10〜50L/min、全揚程〜200m程度のものが採用されており、この補助加圧ポンプは始動圧力で始動し、停止圧力で停止するシステムとなっていることから、送水系の漏水10L/min程度に対して補助加圧ポンプの吐き出し量が大きく上回ると、始動後送水管圧力が急峻に上昇して停止してこれを繰り返すため、この補助加圧ポンプがインチングする。これを対策するには、従来技術では説明を省いているが補助加圧ポンプの吐き出し側に流量調整弁を設置する等が必要となるが、本実施例によればこれを省略することができる。
(2)インチング防止として、停止圧力となっても一定時間(インチング防止に必要な時間)強制運転させる電気的な手段を講ずることも考えられる。しかし、この方法ではポンプが締め切り付近(漏水量と補助加圧ポンプQ−H性能で決まる)での運転となる。そのため、送水圧力が高くなるため配管耐圧をアップする等の対応が必要となるが、本実施例によればこれを不要とすることができる。
(3)インチングすることによって送水配管圧力が変動したり、送水配管が振動することもあるが、本実施例によればこの問題を解消することができる。
つまり、本実施例によれば補助加圧ポンプをインバータ駆動して流量調整弁や、配管耐圧をアップさせることなくインチング防止を図ると共に送水管送水圧力の安定化を図ることができる。
【0056】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0057】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい
【符号の説明】
【0058】
3…スプリンクラー消火ポンプ、4…モータ、7…送水管、9a,9b,9c…スプリンクラー、16…スプリンクラー消火ポンプの制御部、8・28…圧力制御手段、20…補助加圧ポンプ、30…補助加圧ポンプの制御部、40…インバータ。
【技術分野】
【0001】
本発明は消火ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、インバータにより駆動される電動式ポンプを備えた消火ポンプ装置について開示されている。そして、起動用圧力タンクの圧力低下によるスプリンクラー作動したとの誤判断を避けるため、加圧専用ポンプ(ジョッキーポンプ)を備えることが示されている。また、インバータを用いればジョッキーポンプを省略して、待機時の配管系の圧力を管理できることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−14126
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1には、ジョッキーポンプを省略できることが開示されているが、インバータを用いて具体的にどのような制御を行うのか何ら開示されていない。特にジョッキーポンプは頻繁に運転するものであるため、このジョッキーポンプの運転方法が消火ポンプ装置の省エネを図るうえで大事であるが、この点について特許文献1には何ら開示されていない。そこで、本発明はインバータを用いて消火ポンプ装置の省エネを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。 本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、 水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機の速度制御を行うインバータと、ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、インバータを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第1の設定値よりも高い第2の設定値となるようにインバータを制御し、検出圧力が第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、検出圧力が、第3の設定値よりも高く第1の設定値よりも低い第4の設定値になるようにインバータを制御する消火ポンプ装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によればインバータを用いて消火ポンプ装置の省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】スプリンクラー消火ポンプと補助加圧ポンプを備えた消火ポンプシステムの系統を説明する図。
【図2】スプリンクラー消火ポンプと補助加圧ポンプの運転特性図。
【図3】補助加圧ポンプ20を省略した消火ポンプシステムの系統を説明する図。
【図4】可変速モータ4によって駆動される消火ポンプ装置の運転特性図。
【図5】消火ポンプ装置の制御回路図。
【図6】消火ポンプ装置のプログラム処理手順を示したフローチャート。
【図7】圧力一定制御のフローチャート。
【図8】実施例2のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図。
【図9】実施例2のポンプの運転特性図。
【図10】実施例2の消火ポンプ装置の制御回路図。
【図11】実施例3の補助加圧ポンプとスプリンクラー消火ポンプの運転特性図。
【図12】実施例3の消火ポンプ装置の制御回路図。
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0008】
以下、本発明の実施例を図1〜図7により説明する。
スプリンクラーにより作動する消火ポンプ装置は火災時に送水管途中に取り付けているスプリンクラーが開放されると水圧の低下によって圧力検出手段がこれを検出するか、あるいは外部からの始動指令(始動リレー)、あるいは人為的な運転操作によって、速やかに運転され給水されなければならない。
【0009】
図1はスプリンクラー消火ポンプ3と補助加圧ポンプ20の双方を備え、双方が商用電源で作動する場合の消火ポンプシステムの系統図である。1は水源であり例えば消火水槽、2はフート弁、3はモータ4により駆動されるスプリンクラー消火ポンプ、7は送水管、9a,9b,9cはこの送水管に設けられたスプリンクラーであり、火災時はこれが開放され散水し消火用水として供給される。また、これらスプリンクラー9a、9b、9cには、開放時に信号S1、S2、S3を発するスイッチが備わっており、火災報知器17がこれらの信号を受信し収集する。16はスプリンクラー消火ポンプ3を運転制御する制御部であり、火災報知器17からの始動指令信号S4を受信する。
【0010】
10は内部に空気溜まりを有しスプリンクラー消火ポンプ3の吐き出し側近くの送水管7に接続される圧力タンクである。8はスプリンクラー消火ポンプ3の吐き出し側近くの送水管7に取り付けられ、ここの圧力を検出する圧力検出手段(圧力スイッチ)である。圧力検出手段8は検出圧力が設定圧力以下になるとスイッチが入り、このとき信号が制御部16に送られる。圧力検出手段8からの信号を受信した制御部16はスプリンクラー消火ポンプを始動する信号を送信する。13は注水手段14(例えばボールタップ)を備え、これにより水道水を注水する呼水槽であり、呼び水配管11、逆止め弁12を介してスプリンクラー消火ポンプ3へ補水して吸込管内の空気を除去し、常に満水状態にしスプリンクラー消火ポンプ3が始動できる準備をしておく。また、呼水槽13は水位検出手段15を備えこれにより水位の監視制御がされる。
【0011】
22は注水手段23(例えばボールタップ)を備えこれにより水道水を注水する貯水槽であり、水位検出手段31を備えこれにより水位の監視制御がされる。20はモータ21により駆動される補助加圧ポンプ(ジョッキーポンプとも呼ぶ)であり、貯水槽22の水を吸い込み管24、仕切り弁25を介して吸い込み、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29を通して、送水管7を加圧する。28は送水管29に取り付けられ、ここの圧力を検出する圧力検出手段(圧力スイッチ)である。圧力検出手段28は検出圧力が設定圧力以下になるとスイッチが入り、このとき信号が補助加圧ポンプ20を運転制御する制御部30に送られる。圧力検出手段28からの信号を受信した制御部30は補助加圧ポンプ20を始動する信号を送る。後に詳述するが、圧力検出手段28の設定圧力は、圧力検出手段8の設定圧力より高い圧力が設定されている。
【0012】
ところで、送水管7は漏水により水圧低下を起こし、圧力検出手段8が作動して火災が発生していないにも係わらずスプリンクラー消火ポンプ3を運転させてしまうことがある。そこで、これを防止するためにスプリンクラー消火ポンプ3が運転する前に、補助加圧ポンプ20を運転させ、送水管7及び29を加圧しておくのである。
【0013】
図2はスプリンクラー消火ポンプ3及び補助加圧ポンプ20の運転特性図であり、横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはスプリンクラー消火ポンプのQ−H性能曲線であり、商用電源(周波数f0)における運転で仕様点O1(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bは補助加圧ポンプのQ−H性能曲線であり、商用電源(周波数f0)における運転で仕様点O2(水量Qmin、全揚程HTJ)を満足するものが選ばれる。
【0014】
SPONはスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力であり、圧力検出手段8のON圧力として設定される。また、SPOFFはこれの復帰圧力である。同様にJPONは補助加圧ポンプ20の始動圧力、JPOFFは同じく停止圧力であり。圧力検出手段28にて設定される。即ち、送水管7、29の系統で漏水が生じた場合、圧力検出手段28は圧力検出手段8より高い圧力で設定されているので、送水管圧力がJPON以下に低下すると補助加圧ポンプ20が、スプリンクラー消火ポンプ3の始動する前に始動し、送水管圧力がJPOFFを越えると停止する。
【0015】
ここで、本実施例においては、頻繁に動作するのはスプリンクラー消火ポンプ3ではなく補助加圧ポンプ20であることに着目し、この補助加圧ポンプの省エネを図る。つまり、以下で説明するように補助加圧ポンプ20をインバータで駆動されるポンプで代用することで省エネを図るようにしている。さらに本実施例においては、インバータ駆動のポンプで補助加圧ポンプ20及びスプリンクラー消火ポンプ3との双方の動作を行うようにするため、補助加圧ポンプ20を省略して消火ポンプ装置を構成することができる。これにより、補助加圧ポンプ20を省略でき、配管系統、制御系統を簡素化することができるので、装置の小型化が図れる。また、補助加圧ポンプ20及びこれの送水系統、付帯の電気設備を省略することができ、低コスト化が図れるものである。
【0016】
図3は補助加圧ポンプ20を省略した場合のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図を示す。図1から補助加圧ポンプ20、同駆動モータ21、貯水槽22、注水手段(ボールタップ)23、吸い込み管24、仕切り弁25、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29、水位検出手段31、制御部30を削除したものである。モータ4は図示していないインバータ40により駆動される可変速モータに変更している。圧力検出手段8は圧力スイッチではなく、圧力センサを用いて説明する。圧力センサを用いると、圧力を常時検出することが可能となる。図1と同じ記号のデバイスは同じものであるから説明を省く。
【0017】
図4は本発明実施例の可変速モータ4によって駆動される消火ポンプ装置の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはインバータ周波数f0でポンプ3を運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O0(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bはインバータ周波数f1で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Cはインバータ周波数f2で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Dはインバータ周波数f3で運転した場合のQ−H性能曲線である。
【0018】
さらに、曲線Eはインバータ周波数f01でポンプ3が運転したときのQ−H性能であり、図1及び図2で説明した補助加圧ポンプと代替しこれの性能に対応し、仕様点O11(水量Q00、全揚程HTJ)を満足する前述の周波数f01が選ばれる。同様に曲線Fはインバータ周波数f02で運転した場合のQ−H性能曲線であり、曲線Gはインバータ周波数f03で運転した場合のQ−H性能曲線である。
【0019】
Iは図1における補助加圧ポンプ20が担う運転領域を示しており、送水管増圧運転領域と呼ぶ。また、JPONは送水管増圧領域Iにおける始動圧力であり、JPOFFは送水管増圧領域Iにおける目標圧力である。圧力検出手段8の検出圧力の信号は制御部16に送られ、この検出圧力に基づいて制御部16から図3においては図示していないインバータ40に対して制御指令が行われる。送水管が漏水し圧力検出手段8の検出圧力が始動圧力JPON以下になると、制御部から制御指令が行われインバータ40によってポンプ4が始動する。この場合、ポンプ3は送水管増圧領域Iで目標圧力をJPOFFとして運転する。送水管の圧力は通常時はJPOFFを保持するように運転されるため、この運転領域Iで運転されることが多い。したがって、この送水管増圧運転領域Iにおいてインバータ40によりポンプを駆動することで特に消火ポンプ装置の省エネを図ることが可能である。
【0020】
具体的には、漏水量がQ00では運転点はO11(周波数f01でQ−H性能曲線Eと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q01では運転点はO12(周波数f02でQ−H性能曲線Fと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q02では運転点はO13(周波数f03でQ−H性能曲線Gと目標圧力JPOFF線分とで交わる。)となる。
【0021】
なお、JPONは図2における補助加圧ポンプ20の始動圧力に対応し、JPOFFは同じく図2における補助加圧ポンプ20の停止圧力に対応する。そして、ポンプ起動後に、圧力センサ8により検出された検出圧力が目標圧力JPOFF一定なる運転(吐出圧一定制御)を行い、送水管を増圧するのに十分な保持時間、即ち所定時間が経過したら、制御部16からインバータ40に対してポンプを停止するように制御指令を行う。別の停止方法としては、前述の周波数f03を締め切り運転付近(水量0付近)で目標圧力JPOFFを上回るように、例えば数m高く設定しておく。そうすれば、圧力センサ8の検出された検出圧力が目標圧力JPOFF以上となり、補助加圧ポンプ20は停止する。
【0022】
Rは図1におけるスプリンクラー消火ポンプ3が担う運転領域を示しており、本実施例においてはスプリンクラー運転領域と呼ぶ。また、SPONはスプリンクラー運転領域Rで運転する際のスプリンクラー領域始動圧力、SPOFFは同じくスプリンクラー領域目標圧力である。なお、実際には圧力検出手段8の検出圧力がJPON以下になると、インバータ40によりポンプ3を始動するため、検出圧力がSPONになったときには既にポンプ3は始動している。さらに送水管圧力が低下して、つまり、圧力検出手段8の検出圧力が低下して、SPON以下となると、制御部16からインバータ40に対してポンプ4をスプリンクラー運転領域Rで運転するように制御指令がなされる。
【0023】
スプリンクラー運転領域Rにおいては、圧力検出手段8の検出圧力をSPOFF一定に保つように、インバータ40によりポンプ3が運転する。具体的には、圧力検出手段8の検出圧力が低下して、SPON以下となると、この圧力検出手段8からの信号を受信した制御部ポンプ3からインバータ40に対して目標圧力をSPOFFとしてポンプ3を制御するように制御指令がなされる。スプリンクラー運転領域Rにおいて、送水管のスプリンクラーが開放され使用水量Q0では運転点はO0(周波数f0でQ−H性能曲線Aと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q1では運転点はO1(周波数f1でQ−H性能曲線Bと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q2では運転点はO2(周波数f2でQ−H性能曲線Cと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)、使用水量Q3では運転点はO3(周波数f3でQ−H性能曲線Dと目標圧力SPOFF線分とで交わる。)となる。これらは、便宜上段階の周波数で示したが、スプリンクラーの数、散水量によって変化するものであり、理論的には無段階である。
【0024】
なお、後で説明するが、スプリンクラー運転領域Rにおいては、送水管増圧運転領域Iと異なり圧力検出手段8の検出圧力が目標圧力(SPOFF)以上になったとしてもインバータ40はポンプ3の運転を継続する。スプリンクラー運転領域Rで運転するということは火災発生によりスプリンクラーが作動した信号を受信してポンプ3が運転すると考えられるため、消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に押されない限り止めないようにしたものである。これにより、たしかに消火が完了した、あるいは、スプリンクラーを作動させる必要がないことを確認してから消火ポンプ装置を止めることになるので、火災が発生しているにも関わらず消火ポンプ装置の作動が止まらないようにすることができる。
【0025】
図5は本実施例の消火ポンプ装置の制御回路図である。R、S、Tは電源、ELBは漏電遮断器でありこれ以降の主回路の漏電及短絡保護を行う。R、Sは制御電源、INVは可変速モータIMを変速運転制御する可変速制御手段(一般に使用されるインバータ40で例示)であり、端子COM、FWにRUNa及び端子O,Lに周波数指令信号fが入力されると始動し指令周波数fによる周波数及びこれに対応した電圧を可変速モータに出力する。SSは制御装置CTLの運転、停止スイッチ、TRはトランス、CUは制御基板である。
【0026】
Zは安定化電源であり前記トランスTRより電源の供給を受け直流電源を生成して、制御基板CUに供給する。CPUはマイクロプロセッサー、OPはタッチースイッチ、表示部を有するデジタルオペレータ、Mはメモリー(記憶部)であり、プログラム(制御手順)及び各種データが記憶されている。また、メモリーには、送水管増圧運転領域Iとこの運転機能及び圧力パラメータJPON(始動圧力)、JPOFF(目標圧力)、JPOFF(目標圧力)の保持時間が記憶され、さらにスプリンクラー運転領域Rとこの運転機能及び圧力パラメータSPON(始動圧力)、SPOFF(目標圧力)、さらには圧力センサーの検出データが記憶されている。
【0027】
なお、ここで、始動圧力及び目標圧力をそれぞれ、JPON、SPONとして、JPOFF、SPOFFを適宜省略しても良い。RUNはリレー、RUNaはその接点であり始動条件が成立すると、CPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。合わせて、周波数指令信号fをアナログ信号出力回路D/A、端子台TB3を介してINV端子O,Lに出力する。この周波数信号fは送水管加圧運転の場合は目標圧力JPOFFを一定に保つためのf01〜f03(図4参照)、スプリンクラー運転の場合は目標圧力SPOFFを一定に保つためのf0〜f3(図4参照)である。GRQUは外部運転指令信号(例えば始動リレー)のスイッチ部であり、これらは端子台TB2、入力回路I/O2を介してCPUに読み込まれ記憶部Mに記憶される。また、圧力検出手段8(例えば圧力センサ)からの信号は、端子台TB4、入力回路I/O3を介してCPUに読み込み圧力データとして記憶部Mに記憶しておく。
【0028】
図6、図7は前記CPUのプログラム処理手順を示したフローチャートである。本実施例におけるスプリンクラー消火ポンプシステムは、通常は据付初期時の試運転等によって、送水管圧力は同保持圧力JPOFF以上に加圧されてこの圧力を保持している。図6の400ステップでは外部運転指令信号GRQUにより運転要求があったか否かを判定する。あれば、411、412ステップにより始動する。始動後は後で、408ステップに進み図7に示す目標圧力SPOFFとする送水管圧力一定制御(吐き出し圧力一定制御と同意)実行する。なお、411ステップで既に運転中であれば、408ステップへ進み前述と同様の処理を行う。
【0029】
400ステップで運転要求がなかった場合には、401ステップで記憶部に記憶している圧力データHを読み出す。402ステップではこの圧力データH(ここでは便宜上Hとして示す。)と、送水管増圧運転領域Iにおける始動圧力JPONと比較する。この結果、H<=JPONであれば403ステップ以降に処理を進め、ここで始動指令処理を実行する。H>JPONであれば413ステップへ抜ける。即ち、送水管で漏水が生じて送水管圧力が始動圧力JPON以下に低下すると、圧力検出手段8からの信号を制御部CUで受信して、CPUから可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号fが出力される。
【0030】
インバータ40からの周波数信号fが送られてポンプ3は送水管増圧運転領域Iにおいて運転を開始する。始動後は404ステップで前述の408ステップと同様に図7に示す目標圧力JPOFFとする送水管圧力一定制御(吐き出し圧力一定制御と同意)実行する。目標圧力は送水管増圧運転領域Iでの運転の際はJPOFF、スプリンクラー運転領域Rでの運転の際はSPOFFである。ここで、図7の圧力一定制御アルゴリズムについて説明する。便宜上目標圧力をH0(実際には前述のように送水管増圧運転領域IにおいてはJPOFF、スプリンクラー運転領域RにおいてはSPOFFである。)として示す。
【0031】
図7の500ステップで圧力センサによって検出され記憶部に記憶されている送水管圧力データH(説明の便宜上圧力データをHとする)を、501ステップで記憶部に記憶している目標圧力H0をそれぞれ読み出す。502ステップ゜ではこれらを比較し次のように処理する。
【0032】
(1) H0>H ∧ H0−H>a ならば 増速処理を実行(503ステップ)して次の505ステップへ進む。
(2) |H0−H| <=a ならば 増速及び減速処理を実行せず次の505ステップへ進む。
H0<H ∧ H−H0>a ならば 減速処理を実行(504ステップ)して次の505ステップへ進む。ここで、aは目標圧力の不感滞であり例えば数bit、1〜2mである。以下、これらの処理を繰り返せば目標圧力H0が保持される。又、増速及び減速処理によってインバータ40へ指令する周波数fが決定される。なお、505ステップにおいては、停止処理となっているが、実際には図6の405ステップ又は409ステップの処理を介して停止処理が行われる。
【0033】
404ステップにおいて送水管圧力一定制御(目標圧力JPOFF)を行った後、405ステップで目標圧力保持時間が設定時間経過したか判定する。判定の結果、YESであれば、406ステップで停止処理を実行して413ステップへ抜ける。即ち、JPOFF一定制御で、送水管を加圧するのに必要十分な時間だけ(前記所定時間)送水管加圧運転を行い、送水管圧力の保持圧力JPOFFに保持する。そして、所定時間が過ぎると停止し次の送水管加圧運転に備える。別の方法として、前述したように、周波数f03を締め切り運転付近(水量0付近)で目標圧力JPOFFを上回るように、例えば数m高く設定しておく。そして、405ステップの処理を、目標圧力JPOFFを越えたかどうかの判定処理とする。YESであれば、406ステップで停止処理を実行することになる。更に、これらを適宜組み合わせて処理してもよい。このようにすると、補助加圧ポンプの始動頻度を抑制することができる。
【0034】
405ステップでNOと判定されると407ステップへ進む。つまり、送水管増圧運転領域Iにおいて運転したが、目標圧力JPOFFを保持できなかった場合である。ここで、記憶部に記憶している圧力データHを読出し、スプリンクラー運転領域における始動圧力SPONと比較する。この結果、H<=SPONであれば408ステップ以降に処理を進める。詳しい説明は404の圧力一定制御と同様なので省略するが、図7に示す圧力一定制御処理(目標圧力SPOFF)を実行する。
【0035】
即ち、火災時に送水管途中に取り付けられたスプリンクラーが開放されると送水管圧力はJPONを超えてさらにSPON以下に低下する。この圧力を検出した圧力検出手段8からの信号が制御部CUに入力され、CPUは可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号f0〜f3を出力する。インバータ40からの信号を受けたモータ4によりポンプ3が駆動され、目標圧力をSPOFFとして圧力一定制御運転する。つまり、送水管増圧運転領域Iからスプリンクラー運転領域Rに移行する。
【0036】
ここで、スプリンクラー運転領域においては、408ステップで圧力一定制御が行われた後、409ステップで人為的な停止操作がなされないと停止処理が行われない(410ステップ)。つまり、本実施例の消火ポンプ装置は、停止スイッチを備えており、この停止スイッチが人為的に押されることで図5の停止スイッチSSがONとなる。停止スイッチSSからの信号を受信した制御部CUは停止処理を行う。つまり、送水管増圧運転領域Iと異なり、目標圧力を超えたからといって停止処理は行わない。これにより確かに消火が完了した、あるいはスプリンクラー作動が不要であることを確認したうえで消火ポンプ装置の停止を行うことができる。なお、停止処理後は、413ステップへ抜ける。以下、前述の処理を繰り返し実行する。
【実施例2】
【0037】
本発明の実施例2について図面を用いて説明する。実施例1においては、圧力検出手段として圧力センサを用いて常時圧力を検出し、この検出圧力に基づいてインバータを制御する。しかしながら、圧力センサは高価なものである。そこで本実施例においては低コスト化を図るために圧力センサに代わって圧力スイッチで代用する。
【0038】
図8は本実施例のスプリンクラー消火ポンプシステムの配管系統図を示し、図1から補助加圧ポンプ20、同駆動モータ21、貯水槽22、注水手段(ボールタップ)23、吸い込み管24、仕切り弁25、逆止め弁26、仕切り弁27、送水管29、水位検出手段31、制御部30を削除したものである。また、モータ4は可変速モータに変更し、圧力検出手段28を送水管7に取り付け圧力検出手段8の近くとする。本実施例において、これらの圧力検出手段は圧力スイッチを用いる。その他の図1と同じ記号のデバイスは同じものであるから説明を省く。
【0039】
図9は本実施例の可変速モータ4によって駆動されるポンプ3の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量Q、縦軸に全揚程Hを取って示す。曲線Aはインバータ周波数f0でスプリンクラー消火ポンプを運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O1(水量Q0、全揚程HTS)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Bはインバータ周波数f1で運転した場合のQ−H性能曲線であり、図1の補助加圧ポンプ20と代替しこれの性能に対応する。さらに曲線Bは、送水管の漏水量Qminと次に述べる送水管保持圧力JPOFFをキープして交点O2を形成するよう周波数f1が決定される。
【0040】
JPONは送水管増圧運転領域Iにおけるポンプ3の始動圧力であり、図2における補助加圧ポンプ20の始動圧力に対応する。なお、本実施例においては、圧力検出手段28は圧力スイッチであり、JPONでON信号を出力するように設定されている。このON信号は制御部16に送られて制御部16からインバータ40に周波数f1で始動指令が送られる。JPOFFは送水管保持圧力であり、図2における補助加圧ポンプ20の停止圧力に対応する。圧力検出手段28はJPOFF以上になるOFF信号を出力するように設定されている。ポンプ始動後に、送水管圧力がJPOFF以上となると、圧力検出手段28からOFF信号が制御部CUに送られる。制御部CUで圧力検出手段28からのOFF信号を受信すると、ポンプ3を停止するようにインバータ40に対して指令がなされる。又は、JPOFF以上となり送水管を増圧するのに十分な保持時間が経過したら停止指令を発するようにしてもよい。このようにすると送水管を十分に増圧するばかりでなく、補助加圧ポンプの始動頻度を抑制することができる。
【0041】
一方でSPONはスプリンクラー運転領域におけるポンプ3の始動圧力であり、図2におけるスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力に対応する。送水管圧力がSPON以下になると、圧力検出手段8からON信号が出力されるように設定される。圧力検出手段8からのON信号を制御部16にて受信すると、制御部16はインバータ40に対して周波数f0で始動するように、制御指令を行う。なお、実際には送水管圧力がJPON以下になった時点でポンプ3は始動しているため、SPONになったときには、ポンプは既に始動している。
【0042】
また、SPOFFは復帰圧力であり、図2におけるスプリンクラー消火ポンプ3の復帰圧力に対応する。周波数f0でポンプ3が運転した後に、送水管圧力がSPOFF以上になると、圧力検出手段8はOFF信号を制御部16に送る。このOFF信号を受信した制御部16は、ポンプを停止することなく運転を継続するようにインバータ40を制御する。この場合には消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に押されないと、ポンプは停止しないようになっている。これにより、たしかに消火が完了したことを確認してから消火ポンプ装置が停止するようにしたものである。
【0043】
図10は本発明実施例のスプリンクラー消火ポンプシステム制御系の制御回路図である。図5と同様の構成があるので適宜省略して説明する。上記した停止スイッチが押されると、停止スイッチSSがONとなり、このON信号を制御部16で受信して受信部はポンプ3を停止するようにインバータ40に制御指令を行う。
【0044】
RUNはリレー、RUNaはその接点であり始動条件が成立すると、CPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。合わせて、周波数指令信号fをアナログ信号出力回路D/A、端子台TB3を介してINV端子O,Lに出力する。この周波数信号fは送水管増圧運転領域Iの場合はf1、スプリンクラー運転領域の場合はf0である。PS1は圧力検出手段8のスイッチ部、PS2は圧力検出手段28のスイッチ部、SS1は、送水管加圧運転選択スイッチ、SS2はスプリンクラー運転選択スイッチであり、これらは端子台TB2、入力回路I/O2を介してCPUに読み込まれ記憶部Mに記憶される。
【0045】
またR1は送水管増圧運転領域で運転していることを示す送水管増圧運転表示ランプ、同様にR2はスプリンクラー領域運転で運転していることを示すスプリンクラー運転表示ランプである。この表示を見ることでどちらの領域で運転しているか確認することができる。またK1は送水管増圧運転警報ブザー(又は外部警報出力端子)、同様にK2はスプリンクラー運転警報ブザー(又は外部警報出力端子)でありCPUより出力回路I/O1、端子台TB1を介して出力される。送水管増圧領域で運転していることが分かれば、安全上の措置をとる必要がないことが確認できる。
【実施例3】
【0046】
本発明の実施例3を図面を用いて説明する。本実施例は図1において補助加圧ポンプ20がインバータ40で駆動され、スプリンクラー消火ポンプ3は定速モータで駆動される。このように本実施例においては、図1において頻繁に運転する補助加圧ポンプ20に着目し、この補助加圧ポンプ20の省エネを図ることにより、消火ポンプ装置としての省エネを図ろうとしたものである。ここでは図1を用いて説明する。
【0047】
本実施例において圧力検出手段28は圧力センサであり、この圧力センサ28の信号は制御部30に入力される。この圧力センサ28からの信号に基づいて制御部30から補助加圧ポンプ20を駆動するインバータ40に対して制御指令が行われる。一方で本実施例において圧力検出手段8は圧力スイッチであり、設定された圧力でON・OFFするように設定されている。圧力検出手段8からのON信号(又はOFF信号)は制御部16に入力され、この信号を受信した制御部16から定速モータ4に対して始動指令が行われる。
【0048】
なお、圧力検出手段8は省略して双方のポンプを圧力検出手段28(圧力センサ)で行うようにしてもよい。また、ここでは、補助加圧ポンプ20の制御部30とスプリンクラー消火ポンプ3の制御部16とを別に示しているが、共通の制御部で制御するようにしてもよい。本実施例の電気回路図は図12に示す。同図は、前述の図5にスプリンクラーポンプの駆動回路を追加したものであり、これとほぼ同様であるので、説明を省略する。
【0049】
図11は本実施例の補助加圧ポンプ20とスプリンクラー消火ポンプ3の運転特性図であり、図2と同様に横軸に水量、縦軸に全揚程を取って示し、同じ符号で示しているものは同じ意味であるから説明を省く。曲線Bはインバータ周波数f1で補助加圧ポンプ20を運転した時のQ−H性能曲線であり、仕様点O2(設計漏水量Q00、全揚程JPOFF)を満足するものが選ばれる。同様に曲線Cはインバータ周波数f2で運転した場合の補助加圧ポンプ20のQ−H性能曲線であり、送水管の想定漏水量Q1に対応する。同様に曲線Dはインバータ周波数f3で運転した場合の補助加圧ポンプ20のQ−H性能曲線であり、送水管の想定漏水量Q2に対応する。
【0050】
補助加圧ポンプ20の目標圧力は図中のJPOFFであり、始動圧力はJPONである。補助加圧ポンプ20は図11の送水管増圧運転領域Iで運転する。すなわち、送水管が漏水して送水圧力がJPON以下となると始動する。そして漏水量がQ00→Q1→Q2と変化すると目標圧力JPOFFを保持して交点O2(周波数f0、ポンプ性能はB)→O3(周波数f1、ポンプ性能はC)→O4(周波数f2、ポンプ性能はD)と周波数を変えて運転する。このように送水管増圧運転領域Iにおいてインバータ制御を行うことにより特に省エネを図ることが可能となる。
【0051】
なお、スプリンクラー送水系統は、通常は据付初期時の試運転等によって、送水管圧力は同保持圧力JPOFF以上に加圧されてこの圧力を保持している。この状態より、送水管で漏水が生じると送水管圧力が低下する。そして送水管加圧運転開始圧力JPON以下に低下すると、圧力検出手段28からの信号を受信した制御部30からインバータ40に対して制御指令がなされる。具体的には図12において、CPUが可変速制御手段INVにRUNa及び周波数信号fを出力する。
【0052】
これによって、補助加圧ポンプは曲線Bで運転し送水管圧力を目標圧力JPOFFに保持する。更に、加圧するのに必要十分な時間を予め求めておきこの時間だけ運転を行うと送水管圧力の保持がより顕著となる。目標圧力JPOFF以上となると、圧力検出手段28からの圧力信号を受けた制御部30からインバータ40に対して補助加圧ポンプ20を停止するように制御指令が送られる。なお、目標圧力JPOFFの圧力一定制御のフローについては図7と同様であるため、説明を省略する。
【0053】
火災発生時には、送水管途中に取り付けられたスプリンクラーが開放され、送水管圧力がSPON以下に低下する。すると、圧力検出手段8がこれを検出して、スプリンクラー消火ポンプを始動しQ−H性能曲線Aで運転する。より具体的には圧力検出手段8からON信号が制御部16に送られ、この制御部16から一定速モータ4に対して始動指令がなされる。このように本実施例において、スプリンクラー消火ポンプ3は一定速で運転する。更に、外部から始動指令(火災報知器等からの始動指令)が入力された場合も、前述同様にスプリンクラーポンプが運転を行うことは言うまでもない。
【0054】
SPONはスプリンクラー消火ポンプ3の始動圧力であり、圧力検出手段8のON圧力として設定される。又、SPOFFはこれの復帰圧力である。ここで復帰圧力としているのは、このSPOFF以上となって、制御部16に信号が送られたとしても、スプリンクラー消火ポンプ3に停止指令を送ることはなく、運転を継続することによる。スプリンクラー消火ポンプ3は消火ポンプ装置に備えられた停止スイッチが人為的に入らなければ停止することがないように設定されている。具体的には図12のスイッチSSが閉じられた場合に停止する。これにより確実に消火動作を行うことを可能とすることができる。
【0055】
以上本実施例によれば以下のような効果を奏することができる。
(1)補助加圧ポンプは吐き出し量10〜50L/min、全揚程〜200m程度のものが採用されており、この補助加圧ポンプは始動圧力で始動し、停止圧力で停止するシステムとなっていることから、送水系の漏水10L/min程度に対して補助加圧ポンプの吐き出し量が大きく上回ると、始動後送水管圧力が急峻に上昇して停止してこれを繰り返すため、この補助加圧ポンプがインチングする。これを対策するには、従来技術では説明を省いているが補助加圧ポンプの吐き出し側に流量調整弁を設置する等が必要となるが、本実施例によればこれを省略することができる。
(2)インチング防止として、停止圧力となっても一定時間(インチング防止に必要な時間)強制運転させる電気的な手段を講ずることも考えられる。しかし、この方法ではポンプが締め切り付近(漏水量と補助加圧ポンプQ−H性能で決まる)での運転となる。そのため、送水圧力が高くなるため配管耐圧をアップする等の対応が必要となるが、本実施例によればこれを不要とすることができる。
(3)インチングすることによって送水配管圧力が変動したり、送水配管が振動することもあるが、本実施例によればこの問題を解消することができる。
つまり、本実施例によれば補助加圧ポンプをインバータ駆動して流量調整弁や、配管耐圧をアップさせることなくインチング防止を図ると共に送水管送水圧力の安定化を図ることができる。
【0056】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0057】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい
【符号の説明】
【0058】
3…スプリンクラー消火ポンプ、4…モータ、7…送水管、9a,9b,9c…スプリンクラー、16…スプリンクラー消火ポンプの制御部、8・28…圧力制御手段、20…補助加圧ポンプ、30…補助加圧ポンプの制御部、40…インバータ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、
該ポンプを駆動する電動機と、
該電動機の速度制御を行うインバータと、
前記ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、前記検出圧力が、前記第1の設定値よりも高い第2の設定値となるように前記インバータを制御し、
前記検出圧力が前記第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、前記検出圧力が、前記第3の設定値よりも高く前記第1の設定値よりも低い第4の設定値になるように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項2】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第1の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第2の設定値以上になったとき、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項3】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第4の設定値以上になっても、前記ポンプが運転継続するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項4】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記ポンプを停止させるためのスイッチを備え、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合で、前記スイッチからの信号を受信した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項5】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記ポンプを停止させるためのスイッチを備え、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第4の設定値以上になっても、前記ポンプが運転継続するように前記インバータを制御し、
前記スイッチからの信号を受信した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項6】
請求項2に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第2の設定値以上になった場合で、設定時間経過した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項7】
水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、
該ポンプを駆動する電動機と、
該電動機の速度制御を行うインバータと、
前記ポンプの吐出し側の圧力が第1の設定値になると第1の信号を発する第1の圧力検出手段と、
前記ポンプの吐出し側の圧力が前記第1の設定値よりも低い第2の設定値になると第2の信号を発する第2の圧力検出手段と、
前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1の圧力検出手段から発せられた前記第1の信号を受信すると、前記ポンプを第1の設定周波数で駆動するように前記インバータを制御し、
前記第2の圧力検出手段から発せられた前記第2の信号を受信すると、前記ポンプを前記第1の設定周波数よりも低い第2の設定周波数で駆動するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項8】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1の圧力検出手段及び前記第2の圧力検出手段は圧力スイッチであることを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項9】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1の圧力検出手段は、前記ポンプの吐出し側の圧力が、前記第1の設定値よりも高い第3の設定値になると第3の信号を発し、
前記制御手段は、前記第1の圧力検出手段から発せられた前記第3の信号を受信すると、前記ポンプを停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項10】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第2の圧力検出手段は、前記ポンプの吐出し側の圧力が、前記第2の設定値よりも高く前記第1の設定値よりも低い第4の設定値になると第4の信号を発し、
前記制御手段は、前記第2の圧力検出手段から発せられた前記第4の信号を受信しても、前記ポンプの運転を継続するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項11】
水源からの水を消火設備に対して送水する消火ポンプ装置において、
前記消火設備に送水するための送水管と、
該送水管の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段により検出した検出圧力が第1の規定値以下になると駆動する第1のポンプと、
該第1のポンプを、前記検出圧力に応じて可変速に制御するインバータと、
前記圧力検出手段により検出した圧力が前記第1の規定よりも低い第2の規定値以下になると設定速度で駆動して前記水源からの水を前記消火設備に対して送水する第2のポンプと、を備えたことを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項12】
請求項11に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1のポンプが前記圧力検出手段により検出した圧力が第1の規定値以下になって駆動した場合で、前記第1の規定値より大きい第3の規定値以上になった場合に、前記インバータは前記第1のポンプを停止するように制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項13】
請求項11に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1のポンプが駆動している場合に、前記第1のポンプが駆動していることを表示する表示部を備えたことを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項14】
請求項13に記載の消火ポンプ装置において、
前記表示部は、前記第2のポンプが駆動している場合に、前記第2のポンプが駆動していることを表示することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項15】
請求項1〜14の何れかに記載の消火ポンプ装置において、
前記消火設備はスプリンクラーが作動して放水を行うことを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項1】
水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、
該ポンプを駆動する電動機と、
該電動機の速度制御を行うインバータと、
前記ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された検出圧力が第1の設定値以下になった場合に、前記検出圧力が、前記第1の設定値よりも高い第2の設定値となるように前記インバータを制御し、
前記検出圧力が前記第1の設定値よりも低い第3の設定値以下になった場合に、前記検出圧力が、前記第3の設定値よりも高く前記第1の設定値よりも低い第4の設定値になるように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項2】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第1の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第2の設定値以上になったとき、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項3】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第4の設定値以上になっても、前記ポンプが運転継続するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項4】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記ポンプを停止させるためのスイッチを備え、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合で、前記スイッチからの信号を受信した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項5】
請求項1に記載の消火ポンプ装置において、
前記ポンプを停止させるためのスイッチを備え、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第3の設定値以下になって前記インバータを制御した場合に、前記検出圧力が前記第4の設定値以上になっても、前記ポンプが運転継続するように前記インバータを制御し、
前記スイッチからの信号を受信した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項6】
請求項2に記載の消火ポンプ装置において、
前記制御手段は、前記検出圧力が前記第2の設定値以上になった場合で、設定時間経過した場合に、前記ポンプが停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項7】
水源からの水を消火設備に対して送水するポンプと、
該ポンプを駆動する電動機と、
該電動機の速度制御を行うインバータと、
前記ポンプの吐出し側の圧力が第1の設定値になると第1の信号を発する第1の圧力検出手段と、
前記ポンプの吐出し側の圧力が前記第1の設定値よりも低い第2の設定値になると第2の信号を発する第2の圧力検出手段と、
前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1の圧力検出手段から発せられた前記第1の信号を受信すると、前記ポンプを第1の設定周波数で駆動するように前記インバータを制御し、
前記第2の圧力検出手段から発せられた前記第2の信号を受信すると、前記ポンプを前記第1の設定周波数よりも低い第2の設定周波数で駆動するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項8】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1の圧力検出手段及び前記第2の圧力検出手段は圧力スイッチであることを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項9】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1の圧力検出手段は、前記ポンプの吐出し側の圧力が、前記第1の設定値よりも高い第3の設定値になると第3の信号を発し、
前記制御手段は、前記第1の圧力検出手段から発せられた前記第3の信号を受信すると、前記ポンプを停止するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項10】
請求項7に記載の消火ポンプ装置において、
前記第2の圧力検出手段は、前記ポンプの吐出し側の圧力が、前記第2の設定値よりも高く前記第1の設定値よりも低い第4の設定値になると第4の信号を発し、
前記制御手段は、前記第2の圧力検出手段から発せられた前記第4の信号を受信しても、前記ポンプの運転を継続するように前記インバータを制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項11】
水源からの水を消火設備に対して送水する消火ポンプ装置において、
前記消火設備に送水するための送水管と、
該送水管の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段により検出した検出圧力が第1の規定値以下になると駆動する第1のポンプと、
該第1のポンプを、前記検出圧力に応じて可変速に制御するインバータと、
前記圧力検出手段により検出した圧力が前記第1の規定よりも低い第2の規定値以下になると設定速度で駆動して前記水源からの水を前記消火設備に対して送水する第2のポンプと、を備えたことを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項12】
請求項11に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1のポンプが前記圧力検出手段により検出した圧力が第1の規定値以下になって駆動した場合で、前記第1の規定値より大きい第3の規定値以上になった場合に、前記インバータは前記第1のポンプを停止するように制御することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項13】
請求項11に記載の消火ポンプ装置において、
前記第1のポンプが駆動している場合に、前記第1のポンプが駆動していることを表示する表示部を備えたことを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項14】
請求項13に記載の消火ポンプ装置において、
前記表示部は、前記第2のポンプが駆動している場合に、前記第2のポンプが駆動していることを表示することを特徴とする消火ポンプ装置。
【請求項15】
請求項1〜14の何れかに記載の消火ポンプ装置において、
前記消火設備はスプリンクラーが作動して放水を行うことを特徴とする消火ポンプ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−24504(P2012−24504A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−168806(P2010−168806)
【出願日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【出願人】(502129933)株式会社日立産機システム (1,140)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【出願人】(502129933)株式会社日立産機システム (1,140)
【Fターム(参考)】
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