JPH0281977A - ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は一般工業用ボ゛ノブの運転制御装置に関するも
のでおる。

（従来の技術） 工業用プラントにおいては流体の吸上圧送用として多く
のポンプが使用されている。この種のポンプにおいては
、一般に流量が少なくなると内部の羽根車付近でキャビ
テーション現象が発生するという問題があった。このキ
ャビテーション現象とは、羽根車の入口付近では羽根の
厚み、入射角等により流体の圧力が低くなる部分が生ず
る。この時圧力が流体の飽和蒸気圧力にまで低下すると
、流体が気化して気泡が発生する。しかしこの気泡は高
速で回転している羽根車により押しつぶされて、その際
に高い衝撃圧力が生じ、これにより羽根のＭＥ３とポン
プに振動が発生してポンプの運転継続を困難にする。こ
のような現家は流体の′ａ量が一定値以下の場合に発生
するので、ポンプの流量が一定値以下とならぬようにポ
ンプを常時監視する必要があった。

第３図は従来のポンプ制御装置の全体構成図で、ポンプ
１には駆動源であるモータ２が結合されていて、ざらに
吸込ライン３及び吐出ライン４が接続してあり、流体は
吸込ライン３から吐出ライン４に流される。七〜り２に
は速度検出器５が設置されていて、この出力である速度
信号Ｓ１はポンプトリップ流量設定器６に入力され、ポ
ンプトリップ流量設定器６は速度信号＄１に応じたポン
プトリップ流量設定信号Ｓ２を出力する。また吸込ライ
ン３には流量検出器７が設置しである。この流量検出器
７の出力でおる吸込流量信号Ｓ３と前記ポンプトリップ
流量設定器６からのポンプトリップ流量設定信号Ｓ２は
、比較器８にて比較して吸込流量信号８３がポンプトリ
ップ流量設定信号Ｓ２を下回った時には、キャビテーシ
ョン現象が発生しポンプ１の運転継続に支障ありと判断
して、ポンプトリップ信号Ｓ４をインターロック回路９
に出力する。インターロック回路９においてはポンプト
リップ信号Ｓ４を入力すると、図示しない警報器にて運
転員に警報すると共に、モータ２を停止する信号を出力
してポンプトリップを行ない、ポンプ１の保護をする。

なおポンプ１は、一般にその回転速度が上昇するとキャ
ビデージョン現象が発生し易くなるため、ポンプトリッ
プ流量設定器６は、速度検出器５／））らの速度信号Ｓ
１の上昇に応じてポンプトリップ流ＦｊｋＢ２定信号Ｓ
２が大きくなるように設定している。しかしながらこの
キャビテーション坦象は、前記したようにポンプ１の吸
込圧力とも関連しており、吸込圧力が低下して行くと流
体が気化し易くなるためキャビデージョン現象は発生し
易くなる。従って従来はキャビ１−ジョン現象を回避す
るために、ポンプ固有の特性で、吸込圧力で最も低い値
に対づ゛るポンプ流量をポンプトリップ流聞設定器６の
設定１１ａとしでいた。

（発明が解決しようとする課題） ポンプトリップ流量の設定値を当該ポンプの吸込最低圧
力に対する値に設定しておくと、例えポンプの特性上吸
込圧力が高い場合にはキャビデージョン現象が発生しな
いにもかかわらず、吸込流量が低下するとポンプトリッ
プが行こなわれるため、これにより実際には何等ポンプ
に支障がなく安全であるのにポンプを停市することにな
り、ポンプの稼働率が低下するという問題があった。こ
の対策としてはバイパス路等を設けてポンプの最少流量
を確保する等があるが、装置とその操作が繁雑となる欠
点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、ポンプトリップ流量の設定に、ポンプの回転
速度と吸込流量信号の外に吸込圧力信号を付加して、キ
ャビテーション現象を発生させず、しかもポンプの運転
特性と稼動率を向上するポンプ制御装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） ポンプの回転速度に基づいて基準吸込流量を設定する基
準吸込流量設定手段と前記ポンプの吸込流量検出手段と
前記基準吸込流量と吸込流量との比較手段を描えて吸込
流量が前記基準吸込流量を下回らぬようにポンプの運転
制御をするポンプ制ａ装置に、ポンプの吸込圧力検出手
段と、この吸込圧力信号による前記基準吸込流量の補正
手段を具備する。

（作　用） ポンプの回転速度に基づいて設定したポンプトリップ流
量設定信号に、圧力検出器からの吸込圧力信号を圧力の
増加に対して出力が減少する特性の圧力補償器を介して
加算器にて加算してポンプトリップ流量補正設定信号と
し、この信号と流量検出器からの吸込流量信号とを比較
器において比較して、ポンプの吸込圧力が高く、例え吸
込流量が少なくてもキャビテーション現象が生じないポ
ンプ特性の範囲内では、ポンプトリップ信号を発せず通
常の運転を行わせる。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は全体構成図で、ポンプ１には駆動源で必るモー
タ２が結合されていて、ざらに吸込ライン３及び吐出ラ
イン４が接続してあり、流体は吸込ライン３から吐出ラ
イン４に流される。モータ２には速度検出器５が設置さ
れていて、この出力である速度信号Ｓ１は基準吸込流量
設定手段であるポンプトリップ流ｆｆｉｇＵ定器６に入
力され、ポンプトリップ流量設定器６は速度信号Ｓ１に
応じたポンプトリップ流量設定信号Ｓ２を出力する。ま
た吸込ライン３には吸込流量検出手段である流量検出器
７と、吸込圧力検出手段である圧力検出器１０が設置し
である。このうち圧力検出器１０の出力である吸込圧力
信号Ｓ５は吸込圧力の増加に対して出力信号が減少する
特性の基準吸込流量の補正手段である圧力補償器１１に
入力され、圧力補償器１１はその補正信号Ｓ６を加算器
１２に出力する。加算器１２では前記ポンプトリップ流
量設定器６からのポンプトリップ流量設定信号Ｓ２と加
算して、ポンプトリップ流量補正設定信号Ｓ７を基準吸
込流量と吸込流量との比較手段である比較器８へ出力す
る。比較器８ではこのポンプトリップ流量補正設定信号
Ｓ７と前記流量検出器７の出力である吸込流量信号Ｓ３
とを比較して、この吸込流量信号Ｓ３がポンプトリップ
流量補正設定信号Ｓ７より小さい時には、ポンプトリッ
プ信号Ｓ４をインターロック回路９に出力する。インタ
ーロック回路９においてはポンプトリップ信号Ｓ４を入
力すると、図示しない警報器を作動すると共に、モータ
２を停止する信号を出力する構成としている。

次にＦ記構酸による作用について説明する。モータ２を
運転すると、流体はポンプ１により吸込ライン３から吐
出ライン４に流れる。ポンプトリップ流量設定器６は速
度検出器５からの速度信号Ｓ１を入力して、この速度信
号Ｓ１に基づいて当該ポンプの特性からキャビテーショ
ン現象を生じない流量を篩出し、ポンプトリップ流量設
定信号Ｓ２として加算器１２へ出力する。ポンプ１の回
・転速度が増加すると、それだけキャビテーション現象
が発生し易くなるので、ポンプトリップ流量設定器６に
おいては速度信号Ｓ１が大きくなると、ポンプトリップ
流量設定信号Ｓ２も増加するように設定しである。

これに対して吸込ライン３に設置した圧力検出器１０は
、ポンプ１の吸込圧力を検出して、この吸込圧力信号Ｓ
５を圧力補償器１１に出力する。これはポンプ１を運転
中に吸込圧力を減じて行くと、所定の圧力以下ではポン
プ１内において流体の気化が始まり、キャビテーション
現象が発生し易くなる。これは言いも直さず、吸込圧力
が高くなれば気化し難くキャビテーション現象が発生し
難くなることから、圧力補償器１１を吸込圧力信号Ｓ５
の上昇に対して出力である補正信号Ｓ６が減少する特性
を与えている。即ち第２図の特性図に示すように、従来
はポンプ吸込圧力が×２におけるポンプトリップ流ｆｆ
１ｉＵ定値がＹｌであったものが、本発明によればポン
プ吸込圧力がＸ２以下で×１の間を補正信号Ｓ６により
、ポンプトリップ流量設定値をＹｌからＹｌの間とする
ように補正される。これにより吸込圧力が低く、キャビ
テーション現象が発生し易いポンプ吸込圧力×１におい
ては、従来と同様のポンプトリップ流量設定値Ｙ２以下
でポンプトリップを行うが、吸込圧力が高くキャビテー
ション現象が発生し難いポンプ吸込圧力×２では、ポン
プトリップ流ｆｆ１ｇ２定値をＹｌまで低く許容させる
。この補正信号Ｓ６は加算器１２において、前記ポンプ
トリップ流量設定器６がらのポンプトリップ流量設定信
号Ｓ２に加算するので、若しも吸込圧力が上昇すると加
算器１２の出力であるポンプトリップ流量補正設定信号
Ｓ７は減少する。これはポンプトリップ流量設定値を降
下させたことで、比較器８においては、この吸込圧力を
考慮したポンプトリップ流量補正設定信号Ｓ７と前記吸
込流量信号Ｓ３を比較して、吸込流量信号Ｓ３がポンプ
トリップ流量補正設定信号Ｓ７より大ならば、出力はな
く、そのままポンプ１の運転を継続する。若し吸込流量
信＠Ｓ３の方が小さくなった時には、ポンプトリップ信
号Ｓ４をインターロック回路９に出力し、インターロッ
ク回路９においては図示しない警報器を作動させて、運
転員に異常を報知すると共に、モータ２停止の信号を発
してポンプ１の保護を行う。

これにより第２図に示すように、従来のポンプの運転領
域がシー〕７Ａのみであり、ゾーンＢ及びゾーンＣにお
いては吸込流量に関係なくポンプトリップさせていたが
、本発明では、運転領域がゾーンＡ及びゾーンＢに広が
り、ポンプトリップはゾーンＣのみで行われる。しかも
キャどテーション現象の発生し難い吸込圧力の高い場合
には、小流量域でもポンプ運転を可能として、ポンプの
特性を十分に活用することができる。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、ポンプの吸込圧力に対して、最適
なポンプトリップ流量補正設定信号の設定と、これによ
り吸込流量を監視、制御することにより、ポンプ固有の
キャビテーション現象の発生を適切に防止して、ポンプ
の運転効率と稼働率を向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は運転
特性図、第３図は従来のポンプ制御装置の全体構成図で
ある。 １・・・ポンプ、　　　　　　２・・・モータ、３・・
・吸込ライン、　　　４・・・吐出ライン、５・・・速
度検出器、 ６・・・ポンプトリップ流量設定器、 ７・・・流量検出器、　　　８・・・比較器、９・・・
インターロック回路、 １０・・・圧力検出器、 １２・・・加算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体を吸込み加圧して吐出するポンプの回転速度に基づ
   いて基準吸込流量を設定する基準吸込流量設定手段と前
   記ポンプの吸込流量を検出する吸込流量検出手段と前記
   基準吸込流量と吸込流量を比較する比較手段を備えて前
   記ポンプの吸込流量が前記基準吸込流量を下回らぬよう
   にポンプの運転制御をするポンプ制御装置において、ポ
   ンプの吸込圧力を検出する吸込圧力検出手段と、この出
   力である吸込圧力信号により前記基準吸込流量を補正す
   る補正手段を具備したことを特徴とするポンプ制御装置
   。