JPH0133720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は送液管内の水槌防止装置に関するもの
である。

（従来の技術） 下水の送液管のように流体が管路を充満して流
れる場合に、該管路を急速に全開するか、又は部
分的に閉鎖すると、管内の液流は急激に減速若し
くは遮断されるため、閉鎖部の前方及び後方の圧
力もまた急にそれぞれ著しく上昇あるいは下降し
て、いわゆる水槌が発生し、送液管その他周辺設
備が破損せしめられたり、騒音や振動等がひき起
される。

従来、かかる水槌を防止する一つの手段とし
て、密閉した圧力容器の上部に空気を封入し、か
つ下部を水溜りとなした水槌防止用空気槽を直立
して送液管の圧送部に取付け、送液管内の圧力の
高低に従つて空気槽内に送液の一部が入出して平
衡を保たしめることによつて、水槌を防止する方
法が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の従来の水槌防止方法は、
常に水槌防止用密閉型空気槽内に液と空気を共存
させるものであるために、特に圧力下において
は、空気が液中に溶解する割合が大きくなり、空
気の溶解により空気槽内の水位が上昇して空気が
少なくなると、空気槽内の液を排出できなくな
り、送液管内の急激な圧力低下を防止できなくな
る、すなわち水槌を防止できなくなるという欠点
があつた。従来は、これに対し、小規模なもので
は、液と空気を接触せしめないように隔膜等によ
り遮断する方法が採用され、大規模なものでは、
溶解して減少した空気を補充する方法が採用され
ている。

そして、後者の方法による場合、とくに自動化
を行うときには、空気槽内の水位及び圧力を調べ
て制御することが必要になつてくる。しかし、通
常の場合、下水送液管の送液量や圧力等はそれぞ
れ常に変化しており、その変化に対応して直ちに
空気槽内の貯溜液の圧力や水位を調整すること
は、困難であるという問題点があつた。

従来は、これに対し、単極の水位検出器を用い
て制御することが試みられているが、これによる
ときは、検出器のセンサー部に流液による汚染が
発生するために、大きな変動範囲で大まかに制御
できるのみであつた。また、空気槽内における空
気の溶解量をあらかじめ予側して、送液中に空気
を混入して空気槽に送つたり、あるいは時限運転
により空気を空気槽内に送入することも行われて
いるが、この場合も送液管の送液量や圧力の変動
幅が比較的大きいときは適正な制御が不可能であ
つた。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので
あつて、水槌防止用空気槽内の水位を自動的に水
槌防止に最適な位置に保つことのできる送液管内
の水槌防止装置の提供を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 第１発明は、前記の目的を達成するために、送
液管の途中に配設せられ、かつ圧力計と差圧式水
位計と空気補給用制御弁付き空気補給管と空気放
出用制御弁付き空気放出管とが装着せられた水槌
防止用密閉型空気槽と、前記圧力計によつて検出
して送られる空気槽内の圧力のアナログ信号値に
基いて水槌防止に最適の水位を計算し、この計算
結果の値と前記差圧式水位計によつて検出して送
られる空気槽内の水位のアナログ信号値とを比較
し、前記計算結果の値が水位のアナログ信号値よ
りも小さいときにはその出力信号によつて前記空
気補給用制御弁を開いて空気槽内に空気を補給せ
しめ、計算結果の値が水位のアナログ信号値より
も大きいときにはその出力信号によつて前記空気
放出用制御弁を開いて空気槽内の空気を放出せし
めるようになした演算器とからなり、前記空気槽
内の水位を水槌防止に最適な位置に保つようにな
したことを特徴とする送液管内の水槌防止装置で
ある。

第２発明は、前記の目的を達成するために、送
液側の水位によつてポンプの運転台数をポンプ運
転制御器によつて制御するようになした複数台の
ポンプが各個別々に連結された一本の送液管の途
中に配設せられ、かつ差圧式水位計と空気補給用
制御弁付き空気補給管とが装着せられた水槌防止
用密閉型空気槽と、前記ポンプの性能及び運転台
数と送液管等の設計条件に基いてあらかじめ計算
して求めたポンプ運転台数ごとの水槌防止に最適
の水位を各別に記憶せしめ、各記憶水位のうち前
記ポンプ運転制御器から送られるポンプ運転台数
のデジタル信号によつて選択された設定水位置と
前記差圧式水位計によつて検出して送られる空気
槽内の水位のアナログ信号値とを比較し、前記設
定水位値が水位のアナログ信号値よりも小さいと
きにはその出力信号によつて前記空気補給用制御
弁を開いて空気槽内に空気を補給せしめるように
なした水位制御用演算器とからなり、前記空気槽
内の水位を水槌防止に最適な位置に保つようにな
したことを特徴とする送液管内の水槌防止装置で
ある。

（作用） 第１発明は上述のように構成されているので、
空気槽内の水位と圧力が変動すると、演算器は圧
力計から送られる空気槽内の圧力のアナログ信号
値に基いて水槌防止に最適の水位を計算し、この
計算結果の値と差圧式水位計によつて検出して送
られる空気槽内の水位のアナログ信号値とを比較
し、前記計算結果の値が水位のアナログ信号値よ
りも小さいときにはその出力信号によつて空気補
給用制御弁を開いて空気槽内に空気を補給せし
め、計算の結果の値が水位のアナログ信号値より
も大きいときにはその出力信号によつて空気放出
用制御弁を開いて空気槽内から空気を放出せしめ
ることによつて、空気槽内の水位は水槌防止に最
適な位置に自動的に保たれるのである。

また、第２発明は上述のように構成されている
ので、送液側の水位が変動すると、ポンプ運転転
制御器によつてポンプの運転台数が制御され、送
液管内の送液量が変わわる。以上のように送液管
内の送液量が変わると、水位制御用演算器はポン
プ運転制御器から送られるポンプ運転台数のデジ
タル信号によつて該ポンプの運転台数に対する最
適の水位を選別して設定し、この設定水位値と差
圧式水位計によつて検出して送られる空気槽内の
水位のアナログ信号値とを比較し、設定水位値が
水位のアナログ信号値よりも小さいときにはその
出力信号によつて空気補給用制御弁を開いて空気
槽内に空気を補給せしめることによつて、空気槽
内の水位は設定水位すなわちあらかじめ計算して
求めたポンプの運転台数ごとの水槌防止に最適な
位置に自動的に保たれるのである。

（実施例） 以下、第１発明と第２発明の実施例を図面によ
つて詳細に説明する。

まず、第１発明の実施例を示す第１図におい
て、１は耐圧容器型の水槌防止用密閉型空気槽で
あつて、接続管２にて送液管３に倒立状に接続さ
れていて、該空気槽１内に流入する液体によつて
空気を空気槽１内に封入し、送液管３内の圧力の
変動に応じて水位４が平衡するようになつてい
る。

５は差圧式水位計であつて、該水位計５の両側
の圧力感知部はそれぞれ通気管６と通液管７とに
よつて空気槽１の上部と下部に接続されている。
空気槽１の上部と下部とにおける圧力差は水位４
となり、通液管７内の液の流動は微少なので、液
中の汚物等による閉塞は少なく、誤測定は少な
い。また、差圧による水位測定なので、空気槽１
内の空気圧の変動には影響されない。該差圧式水
位計５によつて空気槽１内の水位４を常時アナロ
グ値として検出し、これをアナログ信号に転換し
て入力配線１３を介して後記する演算器１２に送
るようになつている。

１０は圧力計であつて、連絡管１１によつて空
気槽１の頂壁に取付けてある。該圧力計１０によ
つて空気槽１内の圧力を常時アナログ値として検
出し、これをアナログ信号に転換して入力配線１
５を介して後記する演算器１２に送るようになつ
ている。なお、圧力計１０の取付け位置を空気槽
１の下部または送液管３に変更しても同様であ
る。また、送液管３内に流量計を設けて、所定の
水頭計算から算出した圧力値も空気槽１内の圧力
値として使用できる。

１２は演算器であつて、該演算器１２は入力配
線１５を介して圧力計１０から送られる圧力のア
ナログ信号値に基いてボイル・シヤルルの法則に
従つて、この信号値に対する水槌防止に最適の水
位を計算し、この計算結果の値と入力配線１３を
介して差圧式水位計５から送られる空気槽１内の
水位４のアナログ信号値を比較し、計算結果の値
が水位４のアナログ信号値よりも小さいときに
は、出力して出力配線１６を介して空気補給用制
御弁１７を開き、計算結果の値が水位４のアナロ
グ信号値よりも大きいときは、出力して出力配線
１６と１８を介して空気放出用制御弁１９を開く
ようになつている。演算器１２の作動例を示す
と、第３図のブロツク図のとおりである。

２０は空気補給用制御弁１７と空気槽１の上部
とを連絡する空気補給管であり、２１は空気放出
用制御弁１９と空気槽１の上部とを連絡する空気
放出管であり、２２は放出口で大気に開放してい
る。

２３は空気圧縮機であつて、常時空気を補給で
きる状態になつている。該空気圧縮機２３は導管
２４と空気補給用制御弁１７と空気補給管２０を
介して空気槽１内に空気を補給するようになつて
いる。２５は空気槽１の頂壁に取付けた安全弁で
ある。

第１発明は以上のように構成されているので、
常時、空気槽１内の水位４は差圧式水位計５によ
つて水位のアナログ信号として入力配線１３を介
して演算器１２に送られるとともに、空気槽１内
の圧力は圧力計１０によつて圧力のアナログ信号
として入力配線１５を介して演算器１２に送られ
る。

そして、空気槽１内の圧力と水位が変動する
と、演算器１２は圧力計１０から送られる圧力の
アナログ信号値に基いて、ボイル・シヤルルの法
則に従つてこの信号値に対する水槌防止に最適の
水位を計算し、この計算結果の値と入力配線１３
を介して差圧式水位計５から送られる空気槽１内
の水位４のアナログ信号値を比較する。

この計算結果の値が水位４のアナログ信号値よ
りも小さいときには、演算器１２は出力し、出力
配線１６を介して空気補給用制御弁１７を開い
て、空気圧縮機２３から導管２４と空気補給用制
御弁１７と空気補給管２０を介して空気槽１内に
空気を補給せしめ、計算結果の値と水位４のアナ
ログ信号値が一致するに及んで、演算器１２の出
力が停止し、空気補給用制御弁１７は閉じ、空気
槽１内への空気の補給は停止せしめられる。ま
た、計算結果の値が水位４のアナログ信号値より
も大きいときには、演算器１２は出力し、出力配
線１６と１８を介して空気放出用制御弁１９を開
いて、空気槽１から空気放出管２１と空気放出用
制御弁１９と放出口２２を介して大気に空気を放
出せしめ、計算結果の値と水位４のアナログ信号
値が一致するに及んで、演算器１２の出力が停止
し、空気放出用制御弁１９は閉じ、空気槽１内か
らの空気の放出は停止せしめられる。

なお、空気の放出については、送液中の混合空
気が少なく、空気の過剰供給の可能性が小さいと
予想される場合には、空気の放出を省略できる。
また、外界の温度によつて空気槽１内の空気が収
縮または膨張せしめられて、空気槽１内の水位４
が変化せしめられる場合には、空気槽１の頂壁に
連絡管を介して温度計を設け、空気槽１内の空気
の温度を、常時アナログ値として検出し、これを
アナログ信号に転換して入力配線を介して演算器
１２に送り、水位の制御を温度要素によつて補正
せしめるようにしてもよい。

以上のようにして、水槌防止用空気槽１内の水
位４は水槌防止に最適な位置に自動的に保たれる
のである。

次に、第２発明の実施例を示す第２図におい
て、第１図と共通の部分には同じ符号を記入して
あるので、その説明を省略する。

２７，…はポンプ槽２６内に並設した複数台の
ポンプであつて、各ポンプ２７，…はそれぞれの
弁２８と共通のヘツダ２９とを介して一本の送液
管３に連結されている。

３０はポンプ運転制御器であつて、該ポンプ運
転制御器３０はポンプ槽２６に流入する液量を計
量する流入量感知部３３からの信号によりポンプ
２７，…の運転、起動を制御し、運転台数をデジ
タル値として検出し、これをデジタル信号に転換
して入力配線１５を介して水位制御用演算器３４
に記憶せしめてある後記する記憶水位を選択して
設定水位となすようになつている。３１は送液管
３の適所に配置した弁であり、３２は安全弁であ
る。

一方、前記の演算器１２による計算に替えて、
ポンプ２７の吐出量、吐出圧力等のポンプ性能及
び運転台数と、送液管３の内径、長さ、揚程等の
設計条件に基いてあらかじめポンプ２７の運転台
数ごとの水槌防止に最適な水位を計算によつて求
め、この計算によつて求めた水位を水位制御用演
算器３４に各別に記憶せしめてある。

第２発明は以上のように構成されているので、
常時、空気槽１内の水位４は差圧式水位計５によ
つてアナログ信号として入力配線１３を介して水
位制御用演算器３４に送られるとともに、ポンプ
２７の運転台数はポンプ運転制御器３０によつて
デジタル信号として入力配線１５を介して水位制
御用演算器３４に送られ、水位制御用演算器３４
にポンプの運転台数による水位を設定せしめる。

そして、ポンプ槽２６内の水位、すなわち送液
側の水位の変動に応じてポンプ２７の運転台数が
変わると、水位制御用演算器３４は、ポンプ運転
制御器３０から送られるポンプ運転台数のデジタ
ル信号によつて記憶水位を選択して設定水位とな
すとともに、この設定水位値と差圧式水位計５か
ら送られる空気槽１内の水位４のアナログ信号値
を比較し、前記設定水位値が水位４のアナログ信
号値よりも小さいときには、水位制御用演算器３
４は出力し、出力配線１６を介して空気補給用制
御弁１７を開いて、空気圧縮機２３から導管２４
と空気補給用制御弁１７と空気補給管２０を介し
て空気槽１内に空気を補給せしめ、設定水位値と
水位４のアナログ信号値が一致するに及んで、水
位制御用演算器３４の出力が停止し、空気補給用
制御弁１７は閉じ、空気槽１内への空気の補給は
停止せしめられる。

なお、空気槽１内の空気の放出が必要な場合に
は、第１発明と同様に空気の放出を行うのであ
る。

以上のようにして、水槌防止用空気槽１内の水
位は設定水位、すなわちあらかじめ計算して求め
たポンプの運転台数ごとの水槌防止に最適な位置
に自動的に保たれるのである。

（発明の効果） 以上の説明によつて明らかなように、第１発明
と第２発明によると、それぞれ空気槽内の圧力及
び水位の変化とポンプの運転台数及び空気槽内の
水位の変化に対応して、空気槽内の水位を水槌防
止に最適な位置に保つように自動的に精密に制御
できる送液管内の水槌防止装置の提供が可能とな
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例の系統図、第２図は
第２発明の実施例の系統図、第３図は第１発明に
おける演算器の作動例を示すブロツク図である。 １：水槌防止用密閉型空気槽、３：送液管、
４：水位、５：差圧式水位計、１０：圧力計、１
２：演算器、１３，１５：入力配線、１６，１
８：出力配線、１７：空気補給用制御弁、１９：
空気放出用制御弁、２６：ポンプ槽、２７：ポン
プ、３０：ポンプ運転制御器、３３：流入量感知
部、３４：水位制御用演算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送液管の途中に配設せられ、かつ圧力計と差
   圧式水位計と空気補給用制御弁付き空気補給管と
   空気放出用制御弁付き空気放出管とが装着せられ
   た水槌防止用密閉型空気槽と、前記圧力計によつ
   て検出して送られる空気槽内の圧力のアナログ信
   号値に基いて水槌防止に最適の水位を計算し、こ
   の計算結果の値と前記差圧式水位計によつて検出
   して送られる空気槽内の水位のアナログ信号値と
   を比較し、前記計算結果の値が水位のアナログ信
   号値よりも小さいときにはその出力信号によつて
   前記空気補給用制御弁を開らいて空気槽内に空気
   を補給せしめ、計算結果の値が水位のアナログ信
   号値よりも大きいときにはその出力信号によつて
   前記空気放出用制御弁を開らいて空気槽内から空
   気を放出せしめるようになした演算器とからな
   り、前記空気槽内の水位を水槌防止に最適な位置
   に保つようになしたことを特徴とする送液管内の
   水槌防止装置。 ２ 送液側の水位によつてポンプの運転台数をポ
   ンプ運転制御器によつて制御するようになした複
   数台のポンプが各個別々に連結された一本の送液
   管の途中に配設せられ、かつ差圧式水位計と空気
   補給用制御弁付き空気補給管とが装着せられた水
   槌防止用密閉型空気槽と、前記ポンプの性能及び
   運転台数と送液管等の設計条件に基いてあらかじ
   め計算して求めたポンプ運転台数ごとの水槌防止
   に最適の水位を各別に記憶せしめ、各記憶水位の
   うち前記ポンプ運転制御器から送られるポンプ運
   転台数のデジタル信号によつて選択された設定水
   位値と前記差圧式水位計によつて検出して送られ
   る空気槽内の水位のアナログ信号値とを比較し、
   前記設定水位値が水位のアナログ信号値よりも小
   さいときにはその出力信号によつて前記空気補給
   用制御弁を開らいて空気槽内に空気を補給せしめ
   るようになした水位制御用演算器とからなり、前
   記空気槽内の水位を水槌防止に最適な位置に保つ
   ようになしたことを特徴とする送液管内の水槌防
   止装置。