JPH0373888B2

JPH0373888B2 -

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Publication number: JPH0373888B2
Application number: JP9007882A
Authority: JP
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1991-11-25
Also published as: JPS58207115A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は例えば水道計装システム等に適用して
有用な薬品注入制御装置の改良に関する。

［発明の背景技術及びその問題点］一般に、計装システムでは種々の薬品を取り扱
つている。例えば凝集材として硫酸バン土、PH調
節材としてか性ソーダあるいは消石灰、凝集補助
材として活性けい酸やアルギン酸ソーダ、更には
微生物の殺菌と悪臭・悪味の除去を目的として注
入する塩素などがある。そして、現在一般に用い
られている薬品注入制御方式は、原水に対する比
例注入制御方式であつて、その薬品注入率は比率
設定器上で手動で設定するものである。

以下、水道計装システムの浄水場において塩素
を注入する場合の薬品注入制御装置について第１
図を参照して説明する。一般に、浄水場において
塩素を注入する場合、原水流量計１で測定した原
水流量Ｑと手動によつて設定した比率設定器２の
比率ｙとを乗算部３で乗算して塩素注入量ｘ（ｘ
＝ｙ・Ｑ）を求めた後、調節計４にてその塩素注
入量と実際の塩素ガス量との偏差に対応する制御
量を求めて注入機５のバルブ５ａを操作すること
により、必要な塩素ガスを得ている。そして、こ
の塩素ガスを圧力水に注入して塩素水を得た後、
この塩素水を原水に注入し原水の浄化を行つてい
る。

ところで、一般に、塩素の注入機５と原水に塩
素水を注入する塩素水注入点Ａとは相当の距離が
離れている。従つて、上記装置を用いて塩素注入
率、即ち塩素水濃度を変えることはできるが、注
入機５から塩素水注入点Ａまでの配管６が長いと
塩素水が塩素水注入点Ａに達するまでに相当の時
間がかかる。このため、一定の原水流量の下で塩
素注入を変えた場合、或いは原水流量の変化に伴
つて塩素注入率を変えた場合、その効果が塩素水
注入点Ａに現われるまでに相当の時間がかかり、
これが制御性の悪化を招いていた。特に、大きな
浄水場や配水場では30分〜40分の時間遅れが生じ
るために到底適切な浄化を望めなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、注入機から実際の薬品注入点
までの距離が長くても迅速に制御して所定の薬品
濃度の原水を得る薬水注入制御装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明による薬品注入制御装置は、第２図で示
すように、圧力水に薬品を注入した薬品水を原水
に対して供給し、原水の薬品濃度を設定値Clに制
御するもので、流量計１１によつて求まる前記原
水流量測定値Q₁に対し、原水の薬品濃度設定値
Cl及び薬品水濃度設定値ρによつて定まる比率信
号αを乗算して薬品水流量ｑを求める第１の演算
部１３と、この薬品水流量ｑを目標値として、流
量計１５によつて求まる前記圧力水流量測定値
Q₂との偏差が零となるようにバルブ１６等によ
り圧力水の流量を制御する第１の調節計１４と、
上記圧力水流量測定値Q₂に対し、前記薬品水濃
度設定値ρに対応する比率信号βを乗算して圧力
水に注入すべき薬品量を求める第２の演算部１７
と、この薬品量を目標値として圧力水への薬品注
入量をバルブ１８ｂ等により制御する第２の調節
計１９を備えている。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明装置の一実施例として原水に塩
素水を注入する場合の構成例を示す図である。同
図において１１は原水流通配管１２に設けられた
流量計であつて、これには例えば電磁流量計や超
音波流量計等が使用される。この流量計１１の出
力は第１の演算部１３に送られ、ここで原水に対
する塩素濃度Cl（設定値）及び後述する塩素水の
濃度ρ（設定値）で定まる一定の比率信号αを乗
じ、この乗算により得られた信号ｑを第１の調節
計１４に供給している。

この第１の調節計１４は第１の演算部１３の出
力ｑを目標値とし、この値ｑと圧力水量流計１５
で測定した圧力水（前述の塩素水の基になる）の
流量Q₂（測定値）との偏差を零にする操作量を求
め、この操作量を流量制御バルブ１６に与えて圧
力水の流量（流速）Q₂を制御する。

さらに、第２図の装置は、圧力水の流量Q₂か
ら塩素注入量を決定する制御系が設けられてい
る。つまり、この制御系は、圧力水の流量Q₂に
ある比率信号βを乗ずる機能を持つた第２の演算
部１７と、この演算部１７の出力と注入機１８の
塩素ガス流量計１８ａの出力とから、これらの偏
差を零にするためのバルブ１８ｂの操作量を得る
第２の調節計１９とで構成されている。この制御
系により、圧力水の流量Q₂が変つても所定の塩
素水濃度ρを得ることがてきる。

なお、図中、Q₁は原水流量、Q₂は圧力水流量、
C₁は塩素水注入点の塩素量、C₂は注入機１８か
らの塩素量、ｑは塩素水注入点の塩素水流量を表
わしている。

次に、以上のように構成された装置の作用を説
明する。先ず、塩素水注入点における原水の塩素
濃度（注入率）Cl（PPM）及び注入される塩素水
の濃度ρ（PPM）は、次の式で表わすことができ
る。

Ｃ＝C₁／Q₁ ……(1) ρ＝C₂／Q₂ ……(2) なお、上記(1)式の分母は厳密にはQ₁＋ｑとな
るが、原水流量Q₁に対する塩素水流量ｑの割合
が極めて小さく無視できる値であるため、上記(1)
式とした。これらCl、ρを前述のように第１の演
算部１３に、またρを第２の演算部１７にそれぞ
れ設定項目として設定し、第１の演算部１３でα
＝１／ρ・Ｃなる比率信号、また第２の演算部１７でβ＝ρなる比率信号を得ている。

上記演算部１３の比率信号αを、α＝１／ρ・Cl として設定するのは次の理由による。演算部１３
は、後述するように、圧力水の流量Q₂に対する
目標値、すなわち最終的な塩素水流量ｑを得るも
のである。ここで、濃度ρの塩素水を流量ｑで供
給することにより原水に対してC₁の塩素量を注
入するとすれば、C₁＝qρとなる。これを前記(1)
式に代入すればｑ＝１／ρ・Cl・Q₁となる。このように、塩素水流量ｑは、原水流量Q₁、に、１／ρ・ Clを乗算すれば得ることが出来るので、演算部１
３の比率信号αをα＝１／ρ・Clとした。

この状態において流量計１１で測定された原水
流量Q₁は第１の演算部１３に送られる。この第
１の演算部１３では、流量計１１からの原水流量
Q₁に対し、α＝１／ρ・Clなる比率信号を乗じて乗算信号１／ρ・Cl・Q₁＝ｑを得、これを第１の調節計１４に目標値として供給する。第１の調節計１
４は第１の演算部１３から目標値信号ｑを受ける
と、圧力水の流量Q₂との偏差を零にする操作量
を求め、これをバルブ１６に与える。この結果、
バルブ１６の操作により、原水流量Q₁に対応し
た塩素水流量ｑ＝１／ρ・Cl・Q₁が塩素水注入点に与えられる。つまり、原水流量Q₁が増加すると、
それに応じて圧力水、すなわち、塩素水の流速を
高めるように制御するものである。

このとき、流量計１５は圧力水の変化流量Q₂
を測定しているので、第２の演算部１７ではその
流量Q₂と予め設定している比率信号β＝ρとを
乗算してρ・Q₂の乗算信号を得、これを目標値
として第２の調節計１９に供給する。第２の調節
計１９は第２の演算部１７から供給された目標値
信号ρ・Q₂と流量計１８ａからの塩素ガス量と
の偏差を零にするための操作量を求め、これをバ
ルブ１８ｂに与える。従つて、バルブ１８ｂの操
作により、上述した(2)式を変形して得られる塩素
量C₂＝ρ・Q₂が圧力水に注入され、塩素水とな
る。つまり、圧力水流量Q₂の変化に対し、所要
の塩素水濃度ρとなるべき塩素量C₂を得る。

従つて、本装置は、注入機１８の塩素注入点か
ら塩素水注入点までの距離が長くても上述したよ
うに流量変化に応じて迅速に塩素水流量ｑが得ら
れるので、C₁≒C₂と考えることができ、制御性
を大幅に改善することができる。

すなわち、原水流量Q₁に変化があつた場合、
原水の塩素濃度Clを一定に保つべく塩素量を変化
させるが、第１図の従来装置では、注入機５と塩
素注入点Ａとの距離に基づく時間遅れにより、原
水に対する塩素注入量C₁と圧力水への塩素注入
量C₂との値に差が生じる。

これに対し、本発明では原水流量Q₁に変化が
あつた場合、その変化に応じて塩素水の濃度ρを
一定に保つたままその流量ｑを変化させるので、
前記距離にかかわらず注入点の塩素量C₁は、直
ちに注入機１８による供給塩素量C₂に近い値に
変化し、C₁≒C₂と考えられる。例えば、原水流
量が増大し、仮に２倍の塩素注入量C₁が必要で
あると仮定した場合、塩素水の濃度ρを一定に保
つたままその流量ｑを２倍にすれば、流速の増加
により注入点における塩素注入量C₁は直ちにほ
ぼ２倍に変化する。

したがつて、本発明では常にC₁≒C₂の状態に
あると考えられ、従来に比べて制御性が大幅に向
上する。

なお、上記実施例では、設定項目Cl・ρは(1)式
および(2)式に従つて設定しているが、実際の運転
操作のときには原水に対する塩素注入率Clによつ
て管理する。また、設定項目Cl・ρの設定手段と
しては第３図のような構成をとつてもよい。同図
において２１はCl設定部、２２はρ設定部、２３
はρの逆数にClを乗算する演算部、２４は演算部
２３の出力に原水流量Q₁を乗算する演算部であ
る。これら２１〜２４をもつて第２図に示す第１
の演算部１３を構成する。また、図中２５はρ設
定部２２の出力に圧力水又は塩素水流量Q₂を乗
算する演算部であつて、同演算部２５とρ設定部
２２とで第２図に示す第２の演算部１７を構成す
る。即ち、第３図に示す設定項目の設定手段は、
Cl・ρを変えたときのみ手動で行い、その設定項
目の設定後は原水流量Q₁及び圧力水等の流量Q₂
に応じて塩素水流量及び塩素量C₂と自動かつ連
続的に制御するものである。

また、上記実施例は塩素の注入について述べた
が、他の種々の薬品の注入制御にも適用できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、薬品水流
量（流速）を可変とすることにより、従来配管の
長さによつて発生していた薬品水注入遅れを大幅
に減少し得、制御性を大幅に改善できる。また、
従来、制御性の悪さから危険物である薬品を扱う
薬品室を人の出入れ近辺に設置し災害時の安全性
が問題とされていたが、本装置のような制御手段
をとれば災害を考慮して安全な場所に計画的に薬
品室を設けることができる薬品注入制御装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は本発明に
係る薬品注入制御装置の一実施例を示す構成図、
第３図は設定項目の設定手段についての他の例を
示す図である。１１……原水流量計、１３……第１の演算部、
１４……第１の調節計、１５……圧力水又は塩素
水流量計、１６……バルブ、１７……第２の演算
部、１８……注入機、１９……第２の調節計。

Claims

【特許請求の範囲】１圧力水に薬品を注入した薬品水を原水に対し
て供給し、原水の薬品濃度を設定値Clに制御する
薬品注入制御装置において、前記原水流量測定値Q₁に対し、原水の薬品濃
度設定値Cl及び薬品水濃度設定値ρによつて定ま
る比率信号αを乗算して薬品水流量ｑを求める第
１の演算部と、この薬品水流量ｑを目標値として、前記圧力水
流量測定値Q₂との偏差が零となるように圧力水
の流量をバルブにより制御する第１の調節計と、上記圧力水流量測定値Q₂に対し、前記薬品水
濃度設定値ρに対応する比率信号βを乗算して圧
力水に注入すべき薬品量を求める第２の演算部
と、この薬品量を目標値として圧力水への薬品注入
量をバルブにより制御する第２の調節計と、を備えたことを特徴とする薬品注入制御装置。