JPS61224014A - 圧送給水装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ポンプを変速運転し圧送給水する圧送給水
装置に関するものである。

［従来の技術」 ・第３図は従来装置を示すもので、ポンプ回りの主配管
およびポンプを回転数制御して圧力制御を行う制御系統
を構成するものである。図において、（１）はポンプを
駆動する可変速運転が可能な電動機、（２）は電動ａ（
１）の駆動力を受けて回転するポンプ、（３）はポンプ
（２）で加圧された水を目的地まで配水する配管であり
、配管中の圧力をプロセス圧力と称する。（４）は配管
（３）中のプロセス圧力を４−２０　［ｍＡ］等の電気
信号に変換する圧力伝送器、（５）は圧力伝送器（０の
信号と設定した圧力信号とを比較後、比例制御、積分制
御、微分制御の全て、またはいくつかを組合わせた自動
制御を行い、その結果を操作量として出力する圧力調節
計、（８）は可変速電動機（１）に所要の動力（電源）
を供給する可変速制御装置で、可変電圧可変周波数イン
バータや一次電圧制御電動機用制御機器等でなる。

しかして、（７）は可変速制御装置（６）の出力を開閉
する変速運転用開閉器、（８）可変速制御装置（６）を
停止、バイパスして電動ａ（１）を駆動するための定速
運転用開閉器、（９）は開閉器（７）や（８）の開閉を
指令する制御器、（１０）は開閉器（７）や（８）から
電動機（１）へ電力を供給する配線、（１１）は圧力伝
送器（４）の出力信号、（１２）は圧力低下警報の設定
圧力ＰＬであり、出力信号（１１）と同一レベルの電気
信号、（１３）は信号（１１）と（１２）を比較する比
較器、（１４）は信号（１１）が信号（１２）により小
さい場合に設定時限後警報を発し、ポンプを停止する等
の制御を行う警報回路、（１５）は本装置の電源である
。

上記構成において、吐出圧カ一定制御では、使用流量が
変化しても圧力伝送器（４）を取り付けた配管（３）部
の圧力が一定になるようにポンプ（２）の回転速度を調
整する。

今、設定圧力と圧力伝送器（４）で検知した圧力が同一
であり、ポンプ（２）はある回転速度で運転していたと
する。

その後、使用流量が増加すると、圧力伝送器（４）の受
圧圧力が低下するのでこの圧力に比例する電気信号（１
１）も低下し、圧力調節計（５）では比例制御（Ｐ）、
積分制御（Ｉ）、微分制御（Ｄ）等を行った後、出力信
号を今までより大きくして操作量として可変速制御装置
（６）へ送る。

しかして、可変速制御装置（６）が可変電圧可変周波数
インバータ（以下、インバータと略する）で構成されて
いるらば、上記圧力調節計（５）の出力信号に見合った
周波数を出力するので、この場合は周波数と電圧が増加
し、開閉器（７）、配線（１０）を経由して電動機（１
）へ給電する。該電動機（１）は誘導電動機であるので
、周波数に比例した回転となり、そこで、周波数が増加
すれば電動機（１）の回転速度は増加し、その出力がポ
ンプ（２）へ伝達されてポンプ（２）の回転速度が上昇
し、圧力が上昇する。

そして、圧力が上昇すれば、同じく配管（３）→圧力伝
送器（４）の経路で圧力が電気信号として伝達されて圧
力調節計（５）で操作量の制御を行い、圧力が一定にな
る。

また、使用流量が減少して圧力が上昇した場合も同様の
閉ループ、圧力伝送器（４）→圧力調節計（５）→可変
速制御装置（６）→開閉器（７）→電動機（１）→ポン
プ（２）→圧力伝送器（４）の経路において、圧力調節
計（５）が減速信号となり、可変速制御装置（６）の出
力周波数と電圧が低下するのでポンプ（２）の回転速度
が低下し、そして圧力が一定になるように制御する。

次に、上記の如く圧カ一定制御を第４図に示すフローチ
ャートと、第５図に示す使用流量−全揚程曲線（なお、
第５図はポンプ（２）が遠心力を利用したうず巻ポンプ
における使用流量−全揚程曲線であり、この内（１６）
は１００［％１回転、（１７）。

（１８）はポンプの回転速度を低下した場合の流量−全
揚程曲線、（１８）は圧カ一定制御における設定圧力Ｐ
Ｓを示す、）を参照して説明すると、このような圧カ一
定制御を行うことにより（第４図の（Ｓｌ、Ｓ２）、第
５図において、使用流量がＱｌの場合、Ｑｌと設定圧力
Ｐｓ（１９）との交点Ａ、を通る曲線（１７）となる回
転速度でポンプ（２）は運転し、このとき、使用流量が
Ｑ２まで増加しても、何らかの原因でポンプ（２）の回
転速度が増加しなかったとするならば、プロセス圧力Ｐ
ｐは圧力低下警報圧力ｐＬ以下となり（第４図のＳ３）
、この圧力Ｐｐ＜Ｐｔを比較器（１３）内で検知しく第
４図のＳ４）、検知時間ｔ１後警報回路（１４）より圧
力低下警報を行う（第４図の８５）。

また、使用流量が０３まで異常に増加した場合はポンプ
（２）が１００ｒ％１回転してもプロセス圧力ＰＰを圧
力低下警報設定圧力ｐｔ　（１２）まで上げることはで
きず、同様に圧力低下を警報する警報回路（１４）が動
作し、圧力低下警報となる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の圧送給水装置において、圧力低下警報は以上のよ
うに圧力低下の判別装置がないので、圧力低下の原因究
明に時間を要したり、軽微な故障でも圧力低下警報を発
し、ポンプを停止させるので断水するといった問題点が
あった。

この発明では圧力低下の原因を数項目に判別するととも
に、電気接点の接触不良等軽微な故障では電磁リレーを
再投入することにより接触不良の原因を取り除いて運転
を続行することにより、断水の機会を減少させることを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る圧送給水装置は、圧力低下が生じた場合
、−担ポンプを商用電源駆動、すなわち最高速度で運転
し、このときの圧力の変化状態により圧力低下の原因を
判別するようにしたものである。

［作用］ 圧力低下判別手段は新規の機器を必要とせず、従来使用
しているマイコンにプログラムを追加することにより簡
単に構成することができるとともに、圧力低下の原因を
大別するようにして原因究明と復旧を早めることができ
る。

［実施例］ 以下この発明の一実施例を図に基づき説明すると、第１
図において、（１）〜（１３）は従来と同一構成のもの
を示し、（２０）は圧力低下判別回路で、該判別回路（
２０）は、第２図のフローチャートに示す構成でなる。

すなわち、　（２１）は圧力低下の回数を検出する回数
カウント回路、（２２）は圧力低下後定速運転に切り換
える切換手段、　（２３）は定速運転で運転する時間ｔ
２で通常１〜１０分程度、（２４）は定速運転後再度プ
ロセス圧力Ｐｐと圧力低下警報の設定圧力ＰＬ　（１２
）とを比較する第２の比較手段、（２５）は軽微な故障
の場合変速運転に復帰する復帰手段、（２６）は第１の
圧力低下警報（Ａ）を出力する第１の圧力低下警報手段
、　（２？）は第２の圧力低下警報（Ｂ）を出力する第
２の圧力低下警報手段、なお、（１３）は第１図に示す
第１の比較手段を示す。

上記構成において、圧力低下が生じた場合、検知時間ｔ
ｌ後、定速運転切換手段（２２）が動作して変速運転用
開閉器（７）を「開」にするとともに定速運転用開閉器
（８）を「閉」にして電動機（１）を商用電源で駆動、
すなわちポンプ（２）を最高速度で運転制御する。

ここで、圧力低下を生じたときのポンプ使用流量が第５
図に示すＱ２であり、ポンプの使用流量−全揚程曲線が
（１７）であったならば圧力はＡ２からＡ３に上昇する
。

但し、蛇口の開度が一定ならば圧力の上昇により蛇口を
通過する流量は増加するので実際の圧力はＡ４となる。

定速運転時間ｔ２後比較手段（２４）で再度ＰｐとＰＬ
を比較し、ＰＰ＞ＰＬならば、変速運転復帰手段（２５
）により変速運転に復帰させ、正常運転となり、断水は
しないことになる。この場合は圧力低下の警報表示は行
なわない。定速運転を行うことにより圧力が設定圧力Ｐ
Ｌ（１２）以上になる原因としては、可変速制御装置（
６）の運転指令接点の接触不良で電動ａ（１）およびポ
ンプ（２）の回転速度が上昇しなかった場合等のことが
あげられる。

次に、定速運転に切り換えても第２の比較子“段（２４
）の結果ＰＰ＜ＰＬの場合は第１の圧力低下警報手段（
２８）から圧力低下警報（Ａ）を出力することとなり、
ポンプ（２）を停止する。

この原因は次のようになる。

［１１圧力伝送器（４）やその出力信号（１１）の配線
の断線。

【２１使用流驕がＱ３またはそれ以上となり、ポンプ（
２）の供給流量以上の水を使った過大流量。

また、復帰手段（２５）により変速運転に復帰後設定時
間３〜３０分程度以内に再度圧力低下を生じた場合、圧
力低下回数カウント回路（２１）が動作し、回数が２回
目なので、第２の圧力低下警報手段（２７）により、ｒ
Ｅ力低下二報（Ｂ）を出力することなり警報を発し、ポ
ンプ（２）を停止する。

この原因としては次のようになる。

［１１圧力調節計（５）が故障。

［２１可変速制御装置（６）が故障。

なお、接点の接触不良の場合、再度、変速運転の動作を
行う際、接触不良を生じた電磁リレーも動作を行うこと
で、接点がこすり合い接触不良が解消されることになる
。

なお、上記実施例においては、圧力制御では吐出圧カ一
定制御の場合で説明したが、多段階吐出圧カー疋制御、
末端圧カ一定制御等圧力の制御方杖はいずれでもよい。

また、圧力低下の判別はマイコンプログラムで説明した
が、゛市磁リレーとアナログ回路の組合せでもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、 ［１１従来の装置に対してマイコンプログラムの追加の
みであり、ハードウェアの増加はないので安価。

［２１圧力低下の原因が大別できるので、原因究明と復
旧が早くなる。

［３］接点の接触不良等の原因によるものは、自己修復
ができ、無用のポンプ停止や断水が少なくなり、給水の
連続性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体構成を示す構成図、第２図は第
１図の部分詳細構成を示すフローチャート、第３図は従
来の全体構成を示す構成図、第４図は第２図に対応する
従来のフローチャート、第５図はポンプの特性曲線と各
圧力を示す曲線図である。 図において、 （２）はポンプ、　　　（３）は配管、（７）は変速用
開閉器、（８）は定速用開閉器、（８）は制御器、　　
　（１３）は第１の比較手段、（１５〕は電源、　　　
　（２０）は圧力低下判別回路、（２２）は切換手段、
　　（２４）は第２の比較手段、（２５）は復帰手段、 （２６）は第１の圧力低下警報手段、 （２７）は第２の圧力低下警報手段である。 なお１図中同一群号は同−又は相当部分を示すものとす
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプを変速運転制御して配管中のプロセス圧力を圧力
   制御する圧送給水装置において、設定圧力との比較に基
   づいて配管中の圧力低下を検知する第１の比較手段、該
   圧力低下回数が１回目の場合、上記変速運転駆動から商
   用電源駆動による定速駆動に上記ポンプの運転制御を切
   換える切換手段、定速駆動後のプロセス圧力と設定圧力
   とを比較する第２の比較手段、該プロセス圧力が設定圧
   力より高い時は変速運転に復帰させる復帰手段、該プロ
   セス圧力が設定圧力より低い時は第１の警報を出力する
   第１の圧力低下警報手段、上記圧力低下回数が２回目以
   降の場合は第２の警報を出力する第２の圧力低下警報手
   段を備えたことを特徴とする圧送給水装置。