JPH07224787A - 給水ポンプ制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給水設備における給水配管末端の使用水量変
動が大きい場合でも、配管系におけるウォ−タハンマ等
の発生を防止し、圧力変動を低減しうる給水ポンプ制御
装置および制御方法を提供する。 【構成】 給水ポンプ１の吐出し圧力を検知する検知部
２と、この検知部２からの圧力信号ａを元に給水ポンプ
の運転回転数を演算する演算部３と、その回転数設定信
号ｃによりポンプ１の回転速度を変速する変速部４とを
備え、吐出し圧力の急変から一定時間は回転数を給水上
問題のない程度まで下げる減速運転を行い、この間に吐
出し圧力が急変以前の値に回復しない場合には、変速部
４の回転数変更の立上り時間を短く設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水設備に用いられる
給水ポンプ制御装置および制御方法に係り、特に、負荷
側末端での使用水量変動が大きい場合の圧力変動を防止
した給水ポンプ制御装置および制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】給水設備に用いられる給水ポンプシステ
ムでは、ポンプがトリップしたり、ポンプ台数を切り替
えたり、さらに、弁を急に閉鎖したときに、配管系でウ
ォ−タハンマや急激な圧力変動を発生する可能性があ
る。特に、配管末端での使用水量が大きい場合や、配管
が長いときに圧力変動が著しい。

【０００３】給水ポンプシステムでは、吐出し圧力の検
知部からの圧力信号により配管末端での使用水量を評価
して、負荷変動に応じてインバ−タ等によりポンプモー
タの回転数を変更して供給水量を調整するようにしてい
る。したがって、配管系におけるウォ−タハンマ等の発
生による圧力変動は、インバ−タによる供給水量の調整
に対して誤操作の原因となる。このため、配管の耐圧と
いった設備上の問題や、騒音、振動といった使用上の問
題だけでなく、供給水量の安定という制御性の点からも
前記ウォ−タハンマ等の発生による圧力変動は避けなけ
ればならない。

【０００４】ポンプ制御やポンプ保護の点で、このよう
な使用水量とは無関係の圧力変動が吐出し圧力検知部に
及ばないよう、急激な圧力変動を吸収し、かつ、ポンプ
の吐出し圧力変動を小さくするために、一般に、給水ポ
ンプシステムの吸込，吐出し配管には、空気室となる圧
力タンクを設けている。しかし、ウォ−タハンマ等の発
生による圧力変動や、これに伴うポンプの吐出し圧力変
動を完全に吸収するには、非常に容量の大きい圧力タン
クが必要であり、給水ポンプ設備の小形化，簡素化の点
から前記圧力タンクだけで対応することは難しい。

【０００５】この対策として、予めポンプを停止する場
合の圧力変動低減法として、例えば、特公昭４８−６４
１号公報、特開昭５８−１８０７９６号公報記載の技術
が知られている。上記特公昭４８−６４１号公報には、
直列ポンプと並列ポンプの緊急停止方法に関するもの
で、上流側のポンプの緊急停止と同時に下流側ポンプを
停止し、下流側の並列ポンプはある時間遅らせて停止さ
せることが開示されている。

【０００６】また、上記特開昭５８−１８０７９６号公
報には、ポンプが予め定めた最低運転速度で運転を続け
ていて、過小需要水量検出センサーの信号を受け、需要
水量が少なくなったと判断したとき、ポンプを予め定め
た一定時間運転したのち、再度過小需要水量検出センサ
ーの信号を取り込み、需要水量が少ない状態が続いてい
ると判断されるとき、ポンプの停止操作を行うことが開
示されている。

【０００７】その他、例えば、実開昭６２−１０２８８
５号公報には、上水道の配水系末端より配水池へ送水す
る複数台のポンプを用いた加圧ポンプ装置において、ポ
ンプの運転台数を変更した場合に、配水系の圧力変動を
最小にするような回転数制御による送水流量の調節を実
現する技術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、いず
れも配管系におけるウォ−タハンマが、ポンプ側の要因
で発生する場合についてのみ有効であり、負荷側である
配管末端の弁の急閉鎖が原因となるウォ−タハンマ圧力
変動については、配慮されていなかった。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、給水設備における給水配管末
端の使用水量変動が大きい場合でも、配管系におけるウ
ォ−タハンマ等の発生を防止し、圧力変動を低減しうる
給水ポンプ制御装置および制御方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の給水ポンプ制御装置に係る第一の発明の構
成は、給水ポンプの吐出し圧力を検知する検知部と、こ
の検知部からの圧力信号を元に前記給水ポンプの回転数
を可変する変速部とを備えた給水ポンプ制御装置におい
て、前記検知部の圧力信号を入力し、吐出し圧力の単位
時間当りの低下量が許容値を越えたとき、前記給水ポン
プの回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に相当す
る値まで下げる運転回転数を算出し、前記変速部に出力
する演算制御回路を構成したものである。

【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
の給水ポンプ制御装置に係る第二の発明の構成は、水道
本管または枝管に直結された給水ポンプの吐出し圧力を
検知する検知部と、該ポンプの吸込圧力を検知する検知
部と、これら各検知部からの圧力信号を元に前記給水ポ
ンプの回転数を可変する変速部とを備えた給水ポンプ制
御装置において、前記各検知部の圧力信号を入力し、吐
出し圧力の単位時間当りの低下量が許容値を越え、かつ
吐出し圧力の変化量が吸込圧力の変化量より大きい場合
にのみ、前記給水ポンプの回転数を吐出し圧力急低下以
前の吐出し量に相当する値まで下げる運転回転数を算出
し、前記変速部に出力する演算制御回路を構成したもの
である。

【００１２】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の給水ポンプ制御装置に係る第三の発明の構成は、少
なくとも給水ポンプの吐出し圧力を検知する検知部と、
この検知部からの圧力信号を元に前記給水ポンプの回転
数を可変する変速部とを備えた給水ポンプ制御装置にお
いて、吐出し圧力または吸込圧力のいずれかあるいはそ
の両者の履歴デ−タを格納する記憶部と、運転状況の履
歴と現在の状態とを比較する判定部とを有し、判定結果
に従つて所要の運転回転数を算出し、前記変速部に出力
する演算制御回路を構成したものである。

【００１３】上記目的を達成するために、本発明の給水
ポンプ制御方法に係る第一の発明の構成は、吐出し圧力
の検知部を備え、負荷変動に応じてインバ−タにより回
転数を変更して供給水量を調整する給水ポンプ制御方法
において、吐出し圧力の単位時間当りの低下量が許容値
を越えたとき、回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し
量に相当する値まで下げる減速制御を行なうようにした
ものである。

【００１４】また、上記目的を達成するために、本発明
の給水ポンプ制御方法に係る第二の発明の構成は、水道
本管または枝管に直結された給水ポンプに、吐出し圧力
および吸込圧力の検知部を備え、負荷変動に応じてイン
バ−タにより回転数を変更して供給水量を調整する給水
ポンプ制御方法において、吐出し圧力の単位時間当りの
低下量が許容値を越え、かつ吐出し圧力の変化量が吸込
圧力の変化量より大きい場合にのみ、回転数を吐出し圧
力急低下以前の吐出し量に相当する値まで下げる減速制
御を行なうようにしたものである。

【００１５】より詳しくは、上記第一，第二の発明にお
いて、インバ−タの回転数変更の立上り時間を変更する
機能を有し、減速制御後の規定時間内に吐出し圧力が圧
力急低下以前の値に復帰しない場合には、インバ−タの
回転数変更の立上り時間を短く設定するようにしたもの
である。

【００１６】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の給水ポンプ制御方法に係る第三の発明の構成は、少
なくとも吐出し圧力の検知部を備え、負荷変動に応じて
インバ−タにより回転数を変更して供給水量を調整する
給水ポンプ制御方法において、吐出し圧力または吸込圧
力のいずれかあるいはその両者の履歴デ−タを記憶部に
格納しておき、前記記憶部に格納した運転状況の履歴と
現在の状態とを判定部で比較し、その判定結果に従つて
減速制御を行なうようにしたものである。より詳しく
は、インバ−タの回転数変更の立上り時間を変更する機
能を有し、吐出し圧力が急低下したのち規定時間内に、
吐出し圧力が圧力急低下以前の値に復帰しない場合に
は、運転状況の履歴と現在の状態との判定結果に従って
インバ−タの回転数変更の立上り時間を短く設定するよ
うにしたものである。

【００１７】なお付記すると、本発明では、吐出し圧力
を検知する検知部と、検知部からの圧力信号を元にポン
プの回転速度を変速する変速部とを備え、この変速部の
回転数変更の立上り時間を可変に構成するものである。
また、吐出し圧力信号と吸込圧力信号との比較によりポ
ンプの回転速度を変速する変速部を備え、この変速部の
回転数変更の立上り時間を可変に構成するものである。
さらに、運転状況の履歴を保存する記憶部と現在の状態
とを比較する判定部と、吐出し圧力信号と過去の運転状
況の履歴との比較によりポンプの回転速度を変速する変
速部とを備え、この変速部の回転数変更の立上り時間を
可変に構成するものである。

【００１８】

【作用】上記技術的手段による働きを次に説明する。一
般に、弁の閉鎖によって生じるウォ−タハンマの強さ
は、管内流速の変化割合で決まり、急閉鎖の場合には、
ウォ−タハンマによるヘッド上昇ΔＨ（ｍ）は式（１）
で表される。 ΔＨ＝ａΔＶ／ｇ …………（１） ここで、ａ（ｍ／ｓ）は、配管中での圧力波の伝播速
度、ΔＶ（ｍ／ｓ）は、管内流速の変化割合、ｇ（ｍ／
ｓ²）は重力加速度である。

【００１９】すなわち、給水配管末端の１個所で集中的
に使用量が増加している場合には、この負荷が使用を終
わり弁を急閉鎖した場合に、ウォ−タハンマを生じる可
能性が大きいことになる。したがって、配管中の特定の
負荷による使用水量の急激な増加を予測できれば、配管
末端の弁の急閉鎖が原因のウォ−タハンマ等の発生を予
め防止した運転制御が可能となる。

【００２０】負荷変動に応じて、インバ−タ等によりポ
ンプモータの回転数を変更して供給水量を調整する給水
ポンプシステムでは、ポンプの吐出し圧力の検知部を持
っているため、吐出し圧力の変化から給水配管全体の使
用水量の変化を把握することはできる。しかし、給水配
管系は多数の負荷から構成されているため、単に圧力の
変化を捕らえただけでは、給水配管末端の各負荷の個々
の使用状況まで把握することはできない。

【００２１】通常、給水配管に使用される弁の開閉時間
は数秒程度である。このような配管系で数秒程度の間に
圧力が急変化した場合には、この圧力の急変化の原因は
１個所の弁操作による可能性が大きい。したがって、吐
出し圧力のサンプリング時間を、この弁の開閉に必要な
時間間隔以下として、時々刻々の圧力変化を比較し、こ
れに対応する単位時間当たりの使用水量の変化から、給
水配管末端の各負荷の個々の使用状況を推定することが
できる。以下その手順を述べる。

【００２２】まず、吐出し圧力変化を監視し、吐出し圧
力が圧力サンプリング最小時間内に大幅に低下した場合
には、吐出し側負荷が集中的に増加しているとみなす。
次に、上記吐出し圧力の変化から、この負荷変動に対応
するポンプ吐出し量変化、すなわち、弁が急閉鎖された
場合の管内流速変化を求め、式（１）で表わされるウォ
−タハンマによるヘッド上昇が許容値を超える場合に
は、ウォ−タハンマ等による圧力脈動を低減させるた
め、回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に相当す
る値まで下げる減速制御運転を行う。

【００２３】上記制御中またはその後、吐出し圧力が急
激に低下した以前の状態に徐々に復帰した場合には、吐
出し圧力の急低下の原因は小規模の吐出し側負荷が偶然
同時に集中したためと考えられる。したがって、この場
合には吐出し圧力を検知する検知部からの圧力信号を監
視しながら、最適な給水状態まで回転数を徐々に増加す
る。

【００２４】一方、上記制御後も、吐出し圧力が急激に
低下した以前の状態に復帰しない場合には、吐出し側負
荷が１個所で増加している可能性が高い。したがって、
この場合には、ウォ−タハンマを生じる可能性が大きい
ため、ウォ−タハンマによる衝撃圧力を打ち消す高速制
御運転を準備する。すなわち、インバ−タのブレ−キ立
上り時間を短くして回転数を制御する。これにより、ポ
ンプ回転数急減によって生じる負の圧力波で、負荷側の
弁の急閉鎖から生じる正の圧力波をキャンセルすること
ができる。

【００２５】なお、水道本管または枝管に直結される給
水ポンプシステムでは、水道本管元圧がポンプの吸込圧
力となる。このため、給水配管末端の使用水量変動だけ
でなく、水道本管元圧によっても吐出し圧力に変化を生
じ、吐出し圧力を監視するだけでは給水配管末端の使用
水量変動を知ることはできない。したがって、水道本管
または枝管に直結される給水ポンプシステムでは、吐出
し圧力と同時に吸込圧力の変化も監視し、吐出し圧力変
化量が吸込圧力変化量より大きい場合にのみ減速運転、
さらには高速制御運転を準備する。吐出し圧力変化量と
吸込圧力変化量とが同程度の場合は、水道本管圧力の変
化であるから、通常の制御を行なう。

【００２６】さらに、一般に給水設備の使用水量は、１
日のうちの時間帯によっても、季節によっても変動があ
り、しかもそれは給水設備毎に特徴のあるパタ−ンを持
つ。したがって、給水設備毎の特徴的なパタ−ンを運転
状況の履歴デ−タとして記憶部に格納し、運転状況の履
歴と現在の状態とを比較し、判定結果に従ってインバ−
タ回転数制御を行なうことにより、さらに精度良くウォ
−タハンマ等の発生を防止し、圧力脈動を低減させるこ
とができる。すなわち、吐出し圧力または吸込圧力のい
ずれか、あるいはその両者の圧力低下モ−ドが、過去の
運転状況の履歴デ−タのいずれかと一致した場合には、
負荷側弁急閉鎖後の変動圧力は履歴デ−タと同じパタ−
ンをとる確率が高い。したがって、この場合にはまず減
速運転に移行し、さらに過去の運転状況の履歴デ−タの
詳細との比較から、予想される変動圧力が許容値以上の
ときにのみ、高速制御運転を準備する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図６を
参照して説明する。 〔実施例 １〕まず、図１および図５を参照して第一の
発明の実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例に
係る、ポンプ吸込側が受水槽の場合の給水ポンプ制御装
置の系統図、図５は、吐出し側負荷の急変によるポンプ
運転点の変化を示す特性線図である。

【００２８】図１において、１は給水ポンプ（以下単に
ポンプという）、２は、給水配管系に設けた吐出し圧力
検知手段に係る吐出し圧力検知部、３は、検知部２から
の圧力信号ａを元にポンプ運転状態を算出する演算部、
４は、演算部３で得られた運転回転数設定信号ｃを元に
ポンプの回転速度を変速する変速部で、例えば、ポンプ
駆動モータに係るインバータである。

【００２９】９は受水槽、１０は水道本管を示す。水道
本管１０からの水は、給水弁１２によって受水槽９に貯
溜される。１１はレベルスイッチで、このレベルスイッ
チ１１の給水信号ｄにより給水弁１２が制御される。１
３は、給水配管系に設けた圧力タンクで、この圧力タン
ク１３は、ポンプ１の吐出し圧力変動を多少とも吸収す
るためのものである。１４はポンプ吸込仕切弁、１５は
ポンプ吐出し仕切弁、１６は漏電遮断器を示す。

【００３０】図１に示す給水ポンプ制御装置では、吐出
し圧力検知部２で検知した圧力信号ａを元に、演算部３
で得られた運転回転数設定信号ｃによってポンプの回転
速度を変速し、変速部４からの操作信号ｂによりポンプ
を運転制御する。検知部２からの圧力信号ａは１秒程度
の周期でサンプリングされ、演算部３で逐次ポンプの運
転状態に換算される。したがって、吐出し圧力の検知部
２からの圧力信号ａにより供給水量の時々刻々の変化を
知り、負荷変動に応じて変速部４、例えばインバ−タ等
により回転数を変更して供給水量を調整することができ
るだけでなく、本実施例では、さらに吐出し圧力の単位
時間当りの低下量が許容値を越えたとき、以下のように
変速部４により回転数を給水上問題のない程度まで下げ
る減速制御を行なうことができる。

【００３１】通常、給水配管に使用される弁（図示せ
ず）の開閉時間は数秒程度であり、圧力の監視に用いら
れるセンサの応答時間より十分長い。このような配管系
で数秒程度の間に圧力が急変化した場合には、この圧力
の急変化の原因は１個所の弁操作による可能性が大き
い。すなわち、吐出し圧力が圧力サンプリング最小時間
内に大幅に低下した場合には、１個所の負荷が集中的に
増加したとみなし、上記吐出し圧力の変化からこれに対
応する吐出し量変化、すなわち、弁が急閉鎖された場合
の管内流速変化を求める。この管内流速変化から予測さ
れるウォ−タハンマによるヘッド上昇が許容値を超える
場合には、ウォ−タハンマ等の発生を防止し圧力脈動を
低減させ、かつ急激な水量制限により使用上問題を生じ
ないように、回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量
に相当する値に徐々に低下させる。

【００３２】さらに、上記制御中またはその後も、吐出
し圧力検知部２からの圧力信号ａを監視する。吐出し圧
力が急激に低下した以前の状態に徐々に復帰した場合に
は、吐出し圧力の急低下の原因は、小規模の吐出し側負
荷が偶然同時に集中したためと考えられるので、この場
合には吐出し圧力検知部２からの圧力信号ａを監視しな
がら、最適な給水状態まで回転数を徐々に増加させる。

【００３３】図５は以上一連の操作を、ポンプの運転特
性曲線に示したものである。図５は、横軸に吐出し量、
縦軸に全揚程をとり、負荷変動による作動点の変化、減
速運転によるポンプ特性変化を示している。負荷変動に
より作動点がＡからＢへ変化するときの全揚程の変化を
ΔＨ、吐出し量の変化をΔＱ₁に示す。まず吐出し圧力
検知部２の検知信号による吐出し圧力の低下量を、演算
部３でポンプの全揚程変化ΔＨ、さらに吐出し量変化Δ
Ｑに換算し、この管内流速変化から予測されるウォ−タ
ハンマによるヘッド上昇が許容値を超える場合には、給
水上問題のない程度まで回転数を徐々に低下させる。

【００３４】この結果、ポンプの運転点はＡ→Ｂ→Ｃの
順に変化し、万一配管末端の弁が急閉鎖され、ＣからＤ
に運転点が急変した場合でも、以上の操作により供給水
量を制限しているため、図５に示すように吐出し量の変
動はΔＱ₁からΔＱ₂に減少し、過大な圧力上昇を防止す
ることができる。

【００３５】本実施例によれば、配管末端の弁の急閉鎖
等、給水配管末端の使用水量変動が大きい場合でも、給
水ポンプシステムの吐出し配管に容量の大きい圧力タン
クを設けなくても、配管系におけるウォ−タハンマ等の
発生を防止し、圧力変動を低減することができる。した
がって、騒音，振動といった使用上の問題や使用水量と
は無関係の圧力信号による給水水量の制御への悪影響は
生じない。

【００３６】次に、第二の発明の実施例、すなわち、水
道本管または枝管に直結された他の給水ポンプシステム
の実施例を図２を参照して説明する。 〔実施例 ２〕図２は、本発明の他の実施例に係る水道
直結給水ポンプ制御装置の系統図である。図中、図１と
同一符号のものは先の第一の実施例と同等部であるか
ら、その説明を省略する。図２に示す実施例では、吐出
し圧力の検知部２の他、吸込圧力の検知部５を備え、吐
出し圧力の圧力信号ａと吸込圧力の圧力信号ａ´との比
較により負荷変動を評価して、負荷変動に応じてインバ
−タにより回転数を変更して供給水量を調整する。

【００３７】すなわち、水道本管または枝管（図２の例
では水道本管１０）に直結される給水ポンプシステムで
は、水道本管１０の元圧がポンプの吸込圧力となる。こ
のため、給水配管末端の使用水量変動だけでなく、水道
本管元圧によっても吐出し圧力に変化を生じ、吐出し圧
力を監視するだけでは給水配管末端の使用水量変動を知
ることはできない。したがって、水道本管１０に直結さ
れる給水ポンプシステムでは、吐出し圧力と同時に吸込
圧力の変化も監視し、吐出し圧力変化量が吸込圧力変化
量より大きい場合にのみ減速制御を行う。吐出し圧力変
化量と吸込圧力変化量とがほぼ同程度の場合は、水道本
管圧力の変化であるから、通常の制御を行なう。

【００３８】図２の実施例によれば、配管末端の弁の急
閉鎖等、給水配管末端の使用水量変動が大きい場合で
も、給水ポンプシステムの吸込，吐出し配管に容量の大
きい圧力タンクを設けなくても、配管系におけるウォ−
タハンマ等の発生を防止し、圧力変動を低減することが
できる。したがって、騒音，振動といった使用上の問題
や使用水量とは無関係の圧力信号による給水水量の制御
への悪影響は生じない。

【００３９】次に、第二の発明の他の実施例を図３およ
び図６を参照して説明する。 〔実施例 ３〕図３は、本発明のさらに他の実施例に係
る水道直結給水ポンプ制御装置の系統図、図６は、ポン
プブレーキ運転によるウォータハンマ圧力上昇の防止方
法を示す説明図である。図３において、図１および図２
と同一符号のものは先の各実施例と同等部であるから、
その説明を省略する。図３において、６は、変速部４の
回転数変更の立上り時間を変更する設定部、ｅは、回転
数変更立上り時間設定信号である。

【００４０】図３に示す実施例は、ポンプの回転速度を
変速する変速部４に、さらに変速部４の回転数変更の立
上り時間を変更する設定部６を備えたものである。減速
制御を行ったのち、規定時間内に吐出し圧力が圧力急低
下以前の値に復帰しない場合には、変速部４、例えばイ
ンバ−タの回転数変更の立上り時間、すなわち、ブレ−
キ停止時間を短く設定し、ポンプおよびモ−タの慣性に
より持続する回転に対してブレ−キをかけて、回転数急
減で生じる負の圧力波で、負荷側の弁急閉鎖で生じる正
の圧力波をキャンセルするようにしている。

【００４１】したがって、図３の実施例では、図１に示
した実施例の場合よりさらに圧力変動防止効果が得られ
る。すなわち、図６に示すように、負荷側弁１８の急閉
鎖によりウォ−タハンマを生じた場合（ａ）、ウォ−タ
ハンマによる上昇圧力は図に示す導水勾配より高い圧力
となる。この圧力上昇を、吐出し圧力検知部２で検知し
（ｂ）、この上昇圧力が破線に示す導水勾配に沿ってポ
ンプ１に到達する時間に合わせて、ポンプを高速制御運
転してポンプにブレ−キをかけて負の圧力波を発生させ
る（ｃ）。この結果、負荷側弁１８の急閉鎖で発生した
ウォ−タハンマによる上昇圧力はポンプ１部分でほぼ消
滅し、ウォ−タハンマ上昇圧力の往復による圧力変動を
確実に低減することができる（ｄ）。

【００４２】なお、この高速制御運転は、時々刻々監視
している検知部からの圧力信号が吐出し圧力の急低下以
前の値に復帰した場合には、直ちに通常の制御運転に切
り替えるため、ポンプの回転数変更が原因となるウォ−
タハンマを生じることはない。なお、ここでは、水道本
管１０に直結した給水ポンプ制御装置を説明したが、本
発明はこれに限らず、ポンプ吸込側が受水槽の場合の給
水ポンプ制御装置にも適用される。

【００４３】次に、第三の発明の実施例を図４を参照し
て説明する。 〔実施例 ４〕図４は、本発明のさらに他の実施例に係
る水道直結給水ポンプ制御装置の系統図である。図中、
図１ないし図３と同一符号のものは先の各実施例と同等
部分であるから、その説明を省略する。図４において、
７は、演算部３に接続する記憶部、８は、記憶部７およ
び演算部３に接続する判定部８である。

【００４４】図４に示す実施例では、吐出し圧力または
吸込圧力のいずれか、あるいはその両者の履歴デ−タを
格納する記憶部７、および運転状況の履歴と現在の状態
とを比較する判定部８を有しており、判定結果に従って
変速部４のインバ−タ回転数制御を行なうようにしたも
のである。

【００４５】一般に、給水設備の使用水量は、１日のう
ちの時間帯によっても、季節によっても変動があり、し
かもそれは給水設備毎に特徴のあるパタ−ンを持つもの
である。したがって、給水設備毎の特徴的なパタ−ンを
運転状況の履歴デ−タとして記憶部７に格納し、運転状
況の履歴と現在の状態とを比較し、判定結果に従ってイ
ンバ−タ回転数制御を行なうことにより、さらに精度良
くウォ−タハンマ等の発生を防止し、圧力脈動を低減さ
せることができる。

【００４６】すなわち、吐出し圧力または吸込圧力のい
ずれか、あるいはその両者の圧力低下モ−ドが、過去の
運転状況の履歴デ−タのいずれかと一致した場合には、
吐出し側弁急閉鎖後の変動圧力は履歴デ−タと同じパタ
−ンをとる確率が高い。したがって、この場合には過去
の運転状況の履歴デ−タの詳細と比較し、予想される変
動圧力が許容値以上のときにのみ、高速制御運転を準備
すればよい。なお、ここでは、水道本管１０に直結した
給水ポンプ制御装置を説明したが、本発明はこれに限ら
ず、ポンプ吸込側が受水槽の場合の給水ポンプ制御装置
にも適用される。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、給水設備における給水配管末端の使用水量変動が
大きい場合でも、配管系におけるウォ−タハンマ等の発
生を防止し、圧力変動を低減しうる給水ポンプ制御装置
および制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る、ポンプ吸込側が受水
槽の場合の給水ポンプ制御装置の系統図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る水道直結給水ポンプ
制御装置の系統図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例に係る水道直結給水
ポンプ制御装置の系統図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例に係る水道直結給水
ポンプ制御装置の系統図である。

【図５】吐出し側負荷の急変によるポンプ運転点の変化
を示す特性線図である。

【図６】ポンプブレーキ運転によるウォータハンマ圧力
上昇の防止方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ポンプ、２…吐出し圧力検知部、３…演算部、４…
変速部、５…吸込圧力検知部、６…回転数変更立上り時
間設定部、７…記憶部、８…判定部、９…受水槽、１０
…水道本管、ａ…圧力信号、ｂ…操作信号、ｃ…回転数
設定信号、ｅ…回転数変更立上り時間設定信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳澤 清司 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業システム本部習志 野製造本部内 (72)発明者 森永 勉 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業システム本部習志 野製造本部内 (72)発明者 佐藤 幸一 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業システム本部習志 野製造本部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水ポンプの吐出し圧力を検知する検知
   部と、この検知部からの圧力信号を元に前記給水ポンプ
   の回転数を可変する変速部とを備えた給水ポンプ制御装
   置において、 前記検知部の圧力信号を入力し、吐出し圧力の単位時間
   当りの低下量が許容値を越えたとき、前記給水ポンプの
   回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に相当する値
   まで下げる運転回転数を算出し、前記変速部に出力する
   演算制御回路を構成したことを特徴とする給水ポンプ制
   御装置。
2. 【請求項２】 水道本管または枝管に直結された給水ポ
   ンプの吐出し圧力を検知する検知部と、該ポンプの吸込
   圧力を検知する検知部と、これら各検知部からの圧力信
   号を元に前記給水ポンプの回転数を可変する変速部とを
   備えた給水ポンプ制御装置において、 前記各検知部の圧力信号を入力し、吐出し圧力の単位時
   間当りの低下量が許容値を越え、かつ吐出し圧力の変化
   量が吸込圧力の変化量より大きい場合にのみ、前記給水
   ポンプの回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に相
   当する値まで下げる運転回転数を算出し、前記変速部に
   出力する演算制御回路を構成したことを特徴とする給水
   ポンプ制御装置。
3. 【請求項３】 少なくとも給水ポンプの吐出し圧力を検
   知する検知部と、この検知部からの圧力信号を元に前記
   給水ポンプの回転数を可変する変速部とを備えた給水ポ
   ンプ制御装置において、 吐出し圧力または吸込圧力のいずれかあるいはその両者
   の履歴デ−タを格納する記憶部と、運転状況の履歴と現
   在の状態とを比較する判定部とを有し、判定結果に従つ
   て所要の運転回転数を算出し、前記変速部に出力する演
   算制御回路を構成したことを特徴とする給水ポンプ制御
   装置。
4. 【請求項４】 吐出し圧力の検知部を備え、負荷変動に
   応じてインバ−タにより回転数を変更して供給水量を調
   整する給水ポンプ制御方法において、 吐出し圧力の単位時間当りの低下量が許容値を越えたと
   き、回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に相当す
   る値まで下げる減速制御を行なうことを特徴とする給水
   ポンプ制御方法。
5. 【請求項５】 水道本管または枝管に直結された給水ポ
   ンプに、吐出し圧力および吸込圧力の検知部を備え、負
   荷変動に応じてインバ−タにより回転数を変更して供給
   水量を調整する給水ポンプ制御方法において、 吐出し圧力の単位時間当りの低下量が許容値を越え、か
   つ吐出し圧力の変化量が吸込圧力の変化量より大きい場
   合にのみ、回転数を吐出し圧力急低下以前の吐出し量に
   相当する値まで下げる減速制御を行なうことを特徴とす
   る給水ポンプ制御方法。
6. 【請求項６】 インバ−タの回転数変更の立上り時間を
   変更する機能を有し、減速制御後の規定時間内に吐出し
   圧力が圧力急低下以前の値に復帰しない場合には、イン
   バ−タの回転数変更の立上り時間を短く設定することを
   特徴とする請求項４または５記載のいずれかの給水ポン
   プ制御方法。
7. 【請求項７】 少なくとも吐出し圧力の検知部を備え、
   負荷変動に応じてインバ−タにより回転数を変更して供
   給水量を調整する給水ポンプ制御方法において、 吐出し圧力または吸込圧力のいずれかあるいはその両者
   の履歴デ−タを記憶部に格納しておき、前記記憶部に格
   納した運転状況の履歴と現在の状態とを判定部で比較
   し、その判定結果に従つて減速制御を行なうことを特徴
   とする給水ポンプ制御方法。
8. 【請求項８】 インバ−タの回転数変更の立上り時間を
   変更する機能を有し、吐出し圧力が急低下したのち規定
   時間内に、吐出し圧力が圧力急低下以前の値に復帰しな
   い場合には、運転状況の履歴と現在の状態との判定結果
   に従ってインバ−タの回転数変更の立上り時間を短く設
   定することを特徴とする請求項７記載の給水ポンプ制御
   方法。