JP2002257026A - 水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法 - Google Patents
水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法Info
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- Y02E10/20—Hydro energy
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- Control Of Water Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次側圧力及び需要水量の変動にかかわらず
給水施設への送水量、送水圧を安定よくほぼ一定に維持
しつつ、最大の残圧回収効率を発揮できるとともに、給
水施設に必要最低限の送水量を確保できるようにする。 【解決手段】 送水管路の二次側圧力が設定値に保持さ
れるようにポンプ逆転水車の回転数を制御して二次圧一
定制御と同時に、発電出力が予め設定された最小出力設
定値よりも低い時にポンプ逆転水車に対する通過水量が
最大となるようにポンプ逆転水車の回転を制御する最小
回転数制御、及び、発電出力が予め設定された最大出力
設定値よりも高い時に発電出力が最大となるようにポン
プ逆転水車の回転数を制御する最大発電出力制御を併行
する。
給水施設への送水量、送水圧を安定よくほぼ一定に維持
しつつ、最大の残圧回収効率を発揮できるとともに、給
水施設に必要最低限の送水量を確保できるようにする。 【解決手段】 送水管路の二次側圧力が設定値に保持さ
れるようにポンプ逆転水車の回転数を制御して二次圧一
定制御と同時に、発電出力が予め設定された最小出力設
定値よりも低い時にポンプ逆転水車に対する通過水量が
最大となるようにポンプ逆転水車の回転を制御する最小
回転数制御、及び、発電出力が予め設定された最大出力
設定値よりも高い時に発電出力が最大となるようにポン
プ逆転水車の回転数を制御する最大発電出力制御を併行
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道施設における
残圧回収発電装置の運転制御方法に関する。詳しくは、
水道用水の送水管路の途中に、該送水管路の残圧により
発電を行なうように発電機駆動用のポンプ逆転水車を介
設してなる水道施設における残圧回収発電装置の運転制
御方法に関するものである。
残圧回収発電装置の運転制御方法に関する。詳しくは、
水道用水の送水管路の途中に、該送水管路の残圧により
発電を行なうように発電機駆動用のポンプ逆転水車を介
設してなる水道施設における残圧回収発電装置の運転制
御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的な水道施設は、落差の異なる複数
地域の給水施設に水道用水を分配配水するように構成さ
れており、かかる水道施設では、落差の大きい給水施設
に対しても落差の小さい給水施設と同等な水量、水圧で
送水が行なえるようにするために、送水管路の一次圧力
は落差の大きい給水施設への送水量、送水圧を基準にし
て大きな値に設定されている。そのため、落差の小さい
給水施設への送水管路では、その管路途中に圧力調整弁
を介在させて減圧することで、所定の送水圧を確保する
手段が採られていたが、この場合は送水管路に多くの残
圧（エネルギー）を発生し、これを浪費することにな
る。
地域の給水施設に水道用水を分配配水するように構成さ
れており、かかる水道施設では、落差の大きい給水施設
に対しても落差の小さい給水施設と同等な水量、水圧で
送水が行なえるようにするために、送水管路の一次圧力
は落差の大きい給水施設への送水量、送水圧を基準にし
て大きな値に設定されている。そのため、落差の小さい
給水施設への送水管路では、その管路途中に圧力調整弁
を介在させて減圧することで、所定の送水圧を確保する
手段が採られていたが、この場合は送水管路に多くの残
圧（エネルギー）を発生し、これを浪費することにな
る。
【０００３】このような送水管路の残圧の浪費を避ける
ために、送水管路の途中に発電機駆動用のポンプ逆転水
車を介設し、残圧によりポンプ逆転水車を回転させて発
電機を駆動し電力を取り出すように構成した水道施設に
おける残圧回収発電装置が従来より開発されている。
ために、送水管路の途中に発電機駆動用のポンプ逆転水
車を介設し、残圧によりポンプ逆転水車を回転させて発
電機を駆動し電力を取り出すように構成した水道施設に
おける残圧回収発電装置が従来より開発されている。
【０００４】ところが、従来より開発されている一般的
な水道施設における残圧回収発電装置では、送水管路の
一次側圧力及び流量によってポンプ逆転水車を回転させ
て発電を行なうといったように、ポンプ逆転水車の回転
が一次側圧力及び流量に全面的に依存する非制御式の運
転方法が採用されていたに過ぎず、一次側圧力及び流量
の変動によっては発電機の容量オーバーを招くとか、水
車の回転のために大きな圧力損失を招いて水道施設にお
いて最も重要な給水施設への送水量、送水圧が安定しな
い等といった致命的な難点があり、水道施設における残
圧回収発電装置としては実用に供し得ない。
な水道施設における残圧回収発電装置では、送水管路の
一次側圧力及び流量によってポンプ逆転水車を回転させ
て発電を行なうといったように、ポンプ逆転水車の回転
が一次側圧力及び流量に全面的に依存する非制御式の運
転方法が採用されていたに過ぎず、一次側圧力及び流量
の変動によっては発電機の容量オーバーを招くとか、水
車の回転のために大きな圧力損失を招いて水道施設にお
いて最も重要な給水施設への送水量、送水圧が安定しな
い等といった致命的な難点があり、水道施設における残
圧回収発電装置としては実用に供し得ない。
【０００５】また、上記のような難点を解消するものと
して、送水管路におけるポンプ逆転水車の入口側、すな
わち、一次側に弁を介設し、この弁の開度調整によりポ
ンプ逆転水車に流入する水圧、水量を制御するようにし
た水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法も
従来、提案されている。
して、送水管路におけるポンプ逆転水車の入口側、すな
わち、一次側に弁を介設し、この弁の開度調整によりポ
ンプ逆転水車に流入する水圧、水量を制御するようにし
た水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法も
従来、提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき弁を用い
た従来の運転制御方法による場合は、非制御式の運転方
法の場合に比べて発電機の容量オーバーの発生防止や給
水施設への送水量、送水圧の安定化を図りやすいもの
の、送水管路の途中に介設した弁の通水抵抗による損失
が大きい。そのため、一次側圧力が高い場合では、弁を
大きく閉弁させる必要があることからポンプ逆転水車に
流入する水圧は非常に低くなり、残圧回収による発電効
率を十分に発揮させることができない。また、一次側圧
力が大きく低下した時は弁を大きく開弁させるが、この
場合でも弁による通水抵抗が非常に大きいために、給水
施設への送水量を所定通りに保持することができない。
た従来の運転制御方法による場合は、非制御式の運転方
法の場合に比べて発電機の容量オーバーの発生防止や給
水施設への送水量、送水圧の安定化を図りやすいもの
の、送水管路の途中に介設した弁の通水抵抗による損失
が大きい。そのため、一次側圧力が高い場合では、弁を
大きく閉弁させる必要があることからポンプ逆転水車に
流入する水圧は非常に低くなり、残圧回収による発電効
率を十分に発揮させることができない。また、一次側圧
力が大きく低下した時は弁を大きく開弁させるが、この
場合でも弁による通水抵抗が非常に大きいために、給水
施設への送水量を所定通りに保持することができない。
【０００７】ところで、残圧回収を図る目的で送水管路
の途中にポンプ逆転水車を介設してなる水道施設におけ
る残圧回収発電装置としては、一次側圧力の変動及び給
水施設側での需要水量の変動にかかわらず、給水施設側
への送水量、送水圧を一定に維持することが第一義的に
要請される一方、残圧が発生する条件下ではその残圧回
収による発電効率を高く発揮させること、及び、一次側
圧力が大きく低下変動した場合でも断水を生じることな
く給水施設へ必要最低限の送水量を確保することが要求
される。しかしながら、上記した従来の水道施設におけ
る残圧回収発電装置の運転制御方法は、そのような要請
及び要求を満たすことができないものであった。
の途中にポンプ逆転水車を介設してなる水道施設におけ
る残圧回収発電装置としては、一次側圧力の変動及び給
水施設側での需要水量の変動にかかわらず、給水施設側
への送水量、送水圧を一定に維持することが第一義的に
要請される一方、残圧が発生する条件下ではその残圧回
収による発電効率を高く発揮させること、及び、一次側
圧力が大きく低下変動した場合でも断水を生じることな
く給水施設へ必要最低限の送水量を確保することが要求
される。しかしながら、上記した従来の水道施設におけ
る残圧回収発電装置の運転制御方法は、そのような要請
及び要求を満たすことができないものであった。
【０００８】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、一次側圧力及び需要水量の変動にかかわらず
給水施設への送水量、送水圧を安定よくほぼ一定に維持
しつつ、最大の残圧回収効率を発揮させることができる
とともに、一次側圧力の極端な低下時にも給水施設に必
要最低限の送水量を確保することができる水道施設にお
ける残圧回収発電装置の運転制御方法を提供することを
目的としている。
たもので、一次側圧力及び需要水量の変動にかかわらず
給水施設への送水量、送水圧を安定よくほぼ一定に維持
しつつ、最大の残圧回収効率を発揮させることができる
とともに、一次側圧力の極端な低下時にも給水施設に必
要最低限の送水量を確保することができる水道施設にお
ける残圧回収発電装置の運転制御方法を提供することを
目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る水道施設における残圧回収発電装置の
運転制御方法は、水道用水の送水管路の途中に発電機駆
動用のポンプ逆転水車を介設してなる水道施設における
残圧回収発電装置の運転制御方法であって、上記送水管
路の二次側圧力が設定値に保持されるようにポンプ逆転
水車の回転数を制御して二次圧一定制御を行なうととも
に、その二次圧一定制御による回転数低下に伴い減少す
る発電出力が予め設定された最小出力設定値よりも低い
時は上記ポンプ逆転水車に対する通過水量が最大となる
ようにポンプ逆転水車の回転を制御する最小回転数制御
を行ない、かつ、二次圧一定制御による回転数上昇に伴
い増大する発電出力が予め設定された最大出力設定値よ
りも高い時は発電出力が最大となるようにポンプ逆転水
車の回転数を制御する最大発電出力制御を行なうことを
特徴とするものである。
に、本発明に係る水道施設における残圧回収発電装置の
運転制御方法は、水道用水の送水管路の途中に発電機駆
動用のポンプ逆転水車を介設してなる水道施設における
残圧回収発電装置の運転制御方法であって、上記送水管
路の二次側圧力が設定値に保持されるようにポンプ逆転
水車の回転数を制御して二次圧一定制御を行なうととも
に、その二次圧一定制御による回転数低下に伴い減少す
る発電出力が予め設定された最小出力設定値よりも低い
時は上記ポンプ逆転水車に対する通過水量が最大となる
ようにポンプ逆転水車の回転を制御する最小回転数制御
を行ない、かつ、二次圧一定制御による回転数上昇に伴
い増大する発電出力が予め設定された最大出力設定値よ
りも高い時は発電出力が最大となるようにポンプ逆転水
車の回転数を制御する最大発電出力制御を行なうことを
特徴とするものである。
【００１０】上記のような特徴構成を有する本発明によ
れば、二次圧一定制御によって一次側圧力の変動及び給
水施設側の需要量の変動にかかわらず、給水施設への送
水量及び送水圧をほぼ一定に安定よく維持することが可
能である。また、二次圧一定制御に伴って発電出力が最
小出力設定値よりも低下したときは、ポンプ逆転水車の
回転を通過水量が最大となるような最小回転数制御を行
なうことによって、ポンプ逆転水車の介設による通水抵
抗を最少限に止めて給水施設に必要最低限の送水量を確
保し、かつ、二次圧一定制御に伴って発電出力が最大出
力設定値よりも上昇したときは、ポンプ逆転水車の回転
を発電出力が最大となるような回転数に制御する最大発
電出力制御を行なうことによって送水管路の残圧回収に
よる発電能力を最大限に発揮させるといったように、装
置全体を常に最適運転することが可能である。
れば、二次圧一定制御によって一次側圧力の変動及び給
水施設側の需要量の変動にかかわらず、給水施設への送
水量及び送水圧をほぼ一定に安定よく維持することが可
能である。また、二次圧一定制御に伴って発電出力が最
小出力設定値よりも低下したときは、ポンプ逆転水車の
回転を通過水量が最大となるような最小回転数制御を行
なうことによって、ポンプ逆転水車の介設による通水抵
抗を最少限に止めて給水施設に必要最低限の送水量を確
保し、かつ、二次圧一定制御に伴って発電出力が最大出
力設定値よりも上昇したときは、ポンプ逆転水車の回転
を発電出力が最大となるような回転数に制御する最大発
電出力制御を行なうことによって送水管路の残圧回収に
よる発電能力を最大限に発揮させるといったように、装
置全体を常に最適運転することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る水道施設に
おける残圧回収発電装置の一例を示す概略構成図であ
り、水道施設は、図示省略した水源から取り入れ、か
つ、浄水施設（図示省略する）で水質が改良浄化された
後、送水されてくる水道用水を貯水する配水施設Ａから
ポンプＰ及び共通配水管Ｂ並びにこの共通配水管Ｂから
複数に分岐された送水管Ｃ…を経て複数の給水施設Ｄ…
に水道用水を分配配水するように構成されている。かか
る水道施設において、上記複数の給水施設Ｄ…のうちで
落差が小さくて他の施設に比べて一次送水圧が高くなる
給水施設Ｄ１（図面上では１つで示すが、複数であって
もよい）への送水管Ｃ１の途中には、図外の発電機駆動
用のポンプ逆転水車ＰＴが介設され、このポンプ逆転水
車ＰＴの回転により送水管Ｃ１の残圧を回収して発電機
を駆動し発電可能に構成されている。
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る水道施設に
おける残圧回収発電装置の一例を示す概略構成図であ
り、水道施設は、図示省略した水源から取り入れ、か
つ、浄水施設（図示省略する）で水質が改良浄化された
後、送水されてくる水道用水を貯水する配水施設Ａから
ポンプＰ及び共通配水管Ｂ並びにこの共通配水管Ｂから
複数に分岐された送水管Ｃ…を経て複数の給水施設Ｄ…
に水道用水を分配配水するように構成されている。かか
る水道施設において、上記複数の給水施設Ｄ…のうちで
落差が小さくて他の施設に比べて一次送水圧が高くなる
給水施設Ｄ１（図面上では１つで示すが、複数であって
もよい）への送水管Ｃ１の途中には、図外の発電機駆動
用のポンプ逆転水車ＰＴが介設され、このポンプ逆転水
車ＰＴの回転により送水管Ｃ１の残圧を回収して発電機
を駆動し発電可能に構成されている。
【００１２】上記ポンプ逆転水車ＰＴとしては、例えば
図２に示すような構成を有し、送水管Ｃ１の直管部に直
列状に介設することが可能なインライン型ポンプ逆転水
車が使用される。このインライン型逆転水車ＰＴは、筒
状アウターケーシング１と、断面環状の第１水路２を介
してアウターケーシング１の内部に同芯状に配置された
筒状の電動機フレーム３と、この電動機フレーム３に収
容された電動機４と、電動機フレーム３の軸方向両端部
で軸受ボックス５０内の軸受５Ａ及び軸受ボックス５１
内の軸受５Ｂによって回転自在に支持されて電動機フレ
ーム３の軸方向一端側から導出され電動機４のロータ４
Ａと一体回転するポンプ主軸６と、アウターケーシング
１と電動機フレーム３の軸方向一端に取付けられて外周
部に断面環状の第１水路２に連通する断面環状の第２水
路７が設けられている吐出しケーシング部９と、出口を
断面環状の第２水路７に臨ませて吐出しケーシング部９
の先端に取付けられているとともに、内部にポンプ主軸
６に取り付けられて該ポンプ主軸６と一体に回転する斜
流羽根車（ランナ）１０を回転自在に収容したランナケ
ーシング（吸込みベル）１１と、アウターケーシング１
と電動機フレーム３の軸方向他端に取り付けられて外周
部の入口を断面環状の第１水路２に連通させ、出口を一
箇所に合流させた吐出通路１２が設けられている吐出側
ケーシング１３とを備えている。
図２に示すような構成を有し、送水管Ｃ１の直管部に直
列状に介設することが可能なインライン型ポンプ逆転水
車が使用される。このインライン型逆転水車ＰＴは、筒
状アウターケーシング１と、断面環状の第１水路２を介
してアウターケーシング１の内部に同芯状に配置された
筒状の電動機フレーム３と、この電動機フレーム３に収
容された電動機４と、電動機フレーム３の軸方向両端部
で軸受ボックス５０内の軸受５Ａ及び軸受ボックス５１
内の軸受５Ｂによって回転自在に支持されて電動機フレ
ーム３の軸方向一端側から導出され電動機４のロータ４
Ａと一体回転するポンプ主軸６と、アウターケーシング
１と電動機フレーム３の軸方向一端に取付けられて外周
部に断面環状の第１水路２に連通する断面環状の第２水
路７が設けられている吐出しケーシング部９と、出口を
断面環状の第２水路７に臨ませて吐出しケーシング部９
の先端に取付けられているとともに、内部にポンプ主軸
６に取り付けられて該ポンプ主軸６と一体に回転する斜
流羽根車（ランナ）１０を回転自在に収容したランナケ
ーシング（吸込みベル）１１と、アウターケーシング１
と電動機フレーム３の軸方向他端に取り付けられて外周
部の入口を断面環状の第１水路２に連通させ、出口を一
箇所に合流させた吐出通路１２が設けられている吐出側
ケーシング１３とを備えている。
【００１３】上記吐出しケーシング部９における断面環
状の第２水路７の内周部には、ランナケーシング１１側
に片寄った位置に大きい中心孔１５Ａを設けた第１隔壁
１５が軸方向に直交して設けられ、この第１隔壁１５か
らランナケーシング１１より離れる方向、つまり、電動
機フレーム３に近付く方向に所定の間隔を隔ててポンプ
主軸６を回転自在に挿通可能な中心孔１６Ａを設けた第
２隔壁１６が軸方向に直交して設けられている。第１隔
壁１５の中心孔１５Ａは、ポンプ主軸６を回転自在に挿
通可能な中心孔のある環状シールカバー１７がボルト締
結によって第１隔壁１５に着脱可能に取り付けられるこ
とによって塞がれており、第１隔壁１５、第２隔壁１
６、シールカバー１７及び断面環状の第２水路７の内周
面で囲まれて構成されたメカニカルシール室１８にはメ
カニカルシール８が収容されている。また、メカニカル
シール室１８の軸方向で電動機フレーム３側に隣接する
箇所には中空部１９が設けられ、この中空部１９は、円
周方向で所定の間隔を隔てて設けた複数の通路２０を介
して大気に開放され、その開口部はカバー２１によって
開放可能に閉塞されている。
状の第２水路７の内周部には、ランナケーシング１１側
に片寄った位置に大きい中心孔１５Ａを設けた第１隔壁
１５が軸方向に直交して設けられ、この第１隔壁１５か
らランナケーシング１１より離れる方向、つまり、電動
機フレーム３に近付く方向に所定の間隔を隔ててポンプ
主軸６を回転自在に挿通可能な中心孔１６Ａを設けた第
２隔壁１６が軸方向に直交して設けられている。第１隔
壁１５の中心孔１５Ａは、ポンプ主軸６を回転自在に挿
通可能な中心孔のある環状シールカバー１７がボルト締
結によって第１隔壁１５に着脱可能に取り付けられるこ
とによって塞がれており、第１隔壁１５、第２隔壁１
６、シールカバー１７及び断面環状の第２水路７の内周
面で囲まれて構成されたメカニカルシール室１８にはメ
カニカルシール８が収容されている。また、メカニカル
シール室１８の軸方向で電動機フレーム３側に隣接する
箇所には中空部１９が設けられ、この中空部１９は、円
周方向で所定の間隔を隔てて設けた複数の通路２０を介
して大気に開放され、その開口部はカバー２１によって
開放可能に閉塞されている。
【００１４】上記メカニカルシール室１８には、密封潤
滑液供給系２２によって清水または液状パラフィンなど
の無害潤滑液が密封されて、メカニカルシール８を潤滑
するように構成されているとともに、このメカニカルシ
ール室１８は密封潤滑液排出系２６を介して大気に連通
している。また、軸受５Ａ，５Ｂには、潤滑油供給系２
３によってグリースを供給して潤滑するように構成され
ている。さらに、軸受ボックス５０及び５１には、ポン
プ主軸６の外周に対応する軸シール５Ｃ及び軸シール５
Ｃと閉塞板５Ｄが設けられている。なお、図中、２９は
導電ケーブル、２８は保護ケーブルを示し、導電ケーブ
ル２９は電動機４に電気的に接続されている。
滑液供給系２２によって清水または液状パラフィンなど
の無害潤滑液が密封されて、メカニカルシール８を潤滑
するように構成されているとともに、このメカニカルシ
ール室１８は密封潤滑液排出系２６を介して大気に連通
している。また、軸受５Ａ，５Ｂには、潤滑油供給系２
３によってグリースを供給して潤滑するように構成され
ている。さらに、軸受ボックス５０及び５１には、ポン
プ主軸６の外周に対応する軸シール５Ｃ及び軸シール５
Ｃと閉塞板５Ｄが設けられている。なお、図中、２９は
導電ケーブル、２８は保護ケーブルを示し、導電ケーブ
ル２９は電動機４に電気的に接続されている。
【００１５】上記構成のインライン型ポンプ逆転水車Ｐ
Ｔにおいては、図２の矢印Ｆで示すように、送水管路Ｃ
１内を圧送される水道用水が吐出側ケーシング１３の吐
出通路１２に流入した後、第１水路２から第２水路７を
経てランナケーシング１１内に流入し、ここでランナ１
０を逆回転させたのち、送水管路Ｃ１の下流側に送水さ
れる。このとき、ランナ１０の回転によって、ポンプ主
軸６と電動機４のロータ４Ａとが逆回転され、電動機４
に発電機能を与えて発電し電力を取り出すことになる。
つまり、送水管路Ｃ１の残圧によりインライン型ポンプ
逆転水車ＰＴを回転させることによって、残圧を回収し
て発電を行なうことができる。
Ｔにおいては、図２の矢印Ｆで示すように、送水管路Ｃ
１内を圧送される水道用水が吐出側ケーシング１３の吐
出通路１２に流入した後、第１水路２から第２水路７を
経てランナケーシング１１内に流入し、ここでランナ１
０を逆回転させたのち、送水管路Ｃ１の下流側に送水さ
れる。このとき、ランナ１０の回転によって、ポンプ主
軸６と電動機４のロータ４Ａとが逆回転され、電動機４
に発電機能を与えて発電し電力を取り出すことになる。
つまり、送水管路Ｃ１の残圧によりインライン型ポンプ
逆転水車ＰＴを回転させることによって、残圧を回収し
て発電を行なうことができる。
【００１６】ところで、上記のような発電機駆動用のイ
ンライン型ポンプ逆転水車ＰＴを送水管路Ｃ１の途中に
介設してなる水道施設における残圧回収発電装置には、
次のような運転制御機能を持ったコントローラ３０が設
けられている。
ンライン型ポンプ逆転水車ＰＴを送水管路Ｃ１の途中に
介設してなる水道施設における残圧回収発電装置には、
次のような運転制御機能を持ったコントローラ３０が設
けられている。
【００１７】図３は上記コントローラ３０による運転制
御機能の概要を示すフローチャートであり、送水管路Ｃ
１の二次側圧力が、給水施設Ｄ１で必要な送水圧力とし
て予め設定された二次圧力設定値に保持されるように、
インライン型ポンプ逆転水車ＰＴの回転数をフィードバ
ック式にインバータ調整してポンプ逆転水車ＰＴの出口
圧、つまり、二次圧を一定とする制御を行なう（Ｃ１０
０）。
御機能の概要を示すフローチャートであり、送水管路Ｃ
１の二次側圧力が、給水施設Ｄ１で必要な送水圧力とし
て予め設定された二次圧力設定値に保持されるように、
インライン型ポンプ逆転水車ＰＴの回転数をフィードバ
ック式にインバータ調整してポンプ逆転水車ＰＴの出口
圧、つまり、二次圧を一定とする制御を行なう（Ｃ１０
０）。
【００１８】すなわち、給水施設Ｄ１での需要量が大き
い場合は、上述の二次圧一定制御によりポンプ逆転水車
ＰＴの回転数が低下されて該ポンプ逆転水車ＰＴの負荷
が小さくなって、送水抵抗による損失が減少し給水施設
Ｄ１に所定の水圧、水量での送水を確保することが可能
である。このとき、ポンプ逆転水車ＰＴの回転数低下に
伴い発電出力は減少するが、ここで、その減少した発電
出力と予め設定されている最小出力設定値（これは通
常、定格出力の５〜１０％に設定される）とが比較さ
れ、発電出力が最小出力設定値よりも低い時は上記ポン
プ逆転水車ＰＴに対する通過水量が最大となるようにポ
ンプ逆転水車ＰＴを無拘束回転で運転する最小回転数制
御を行なう（Ｃ１０１）。これによって、給水施設Ｄ１
での需要量が大きい場合は、ポンプ逆転水車ＰＴの介設
による通水抵抗を最少限に止めて給水施設に必要最低限
の送水量を確保することが可能である。
い場合は、上述の二次圧一定制御によりポンプ逆転水車
ＰＴの回転数が低下されて該ポンプ逆転水車ＰＴの負荷
が小さくなって、送水抵抗による損失が減少し給水施設
Ｄ１に所定の水圧、水量での送水を確保することが可能
である。このとき、ポンプ逆転水車ＰＴの回転数低下に
伴い発電出力は減少するが、ここで、その減少した発電
出力と予め設定されている最小出力設定値（これは通
常、定格出力の５〜１０％に設定される）とが比較さ
れ、発電出力が最小出力設定値よりも低い時は上記ポン
プ逆転水車ＰＴに対する通過水量が最大となるようにポ
ンプ逆転水車ＰＴを無拘束回転で運転する最小回転数制
御を行なう（Ｃ１０１）。これによって、給水施設Ｄ１
での需要量が大きい場合は、ポンプ逆転水車ＰＴの介設
による通水抵抗を最少限に止めて給水施設に必要最低限
の送水量を確保することが可能である。
【００１９】一方、給水施設Ｄ１での需要量が小さい場
合は、上述の二次圧一定制御によりポンプ逆転水車ＰＴ
の回転数が上昇されて該ポンプ逆転水車ＰＴの負荷が大
きくなって、送水管路Ｃ１に残圧が発生する。ここで、
上昇した発電出力と発電機容量に対応して予め設定され
ている最大出力設定値（これは通常、定格出力の９０〜
９５％に設定される）とが比較され、発電出力が最大出
力設定値よりも高い時は、発電出力が最大となるよう
に、つまり、発電機の能力一杯の発電出力となるよう
に、上記ポンプ逆転水車ＰＴを最高回転数で運転する最
大発電出力制御を行なう（Ｃ１０２）。これによって、
給水施設Ｄ１での需要量が小さくて残圧が大きい場合
は、その残圧を効率よく回収して発電能力を最大限に発
揮させることが可能である。
合は、上述の二次圧一定制御によりポンプ逆転水車ＰＴ
の回転数が上昇されて該ポンプ逆転水車ＰＴの負荷が大
きくなって、送水管路Ｃ１に残圧が発生する。ここで、
上昇した発電出力と発電機容量に対応して予め設定され
ている最大出力設定値（これは通常、定格出力の９０〜
９５％に設定される）とが比較され、発電出力が最大出
力設定値よりも高い時は、発電出力が最大となるよう
に、つまり、発電機の能力一杯の発電出力となるよう
に、上記ポンプ逆転水車ＰＴを最高回転数で運転する最
大発電出力制御を行なう（Ｃ１０２）。これによって、
給水施設Ｄ１での需要量が小さくて残圧が大きい場合
は、その残圧を効率よく回収して発電能力を最大限に発
揮させることが可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一次側
圧力及び需要水量の変動に対応して二次圧一定制御を行
なうと同時に、最小回転数制御及び最大発電出力制御を
併行する最適運転制御によって、一次側圧力及び需要水
量の変動にかかわらず給水施設への送水量、送水圧を安
定よくほぼ一定に維持することができるものでありなが
ら、常に最大の残圧回収効率を発揮させることができる
ととともに、一次側圧力が極端に低下した場合でも給水
施設に必要最低限の送水量を確保することができるとい
う効果を奏する。
圧力及び需要水量の変動に対応して二次圧一定制御を行
なうと同時に、最小回転数制御及び最大発電出力制御を
併行する最適運転制御によって、一次側圧力及び需要水
量の変動にかかわらず給水施設への送水量、送水圧を安
定よくほぼ一定に維持することができるものでありなが
ら、常に最大の残圧回収効率を発揮させることができる
ととともに、一次側圧力が極端に低下した場合でも給水
施設に必要最低限の送水量を確保することができるとい
う効果を奏する。
【図１】本発明に係る水道施設における残圧回収発電装
置の一例を示す概略構成図である。
置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の運転制御方法に適用されるポンプ逆転
水車の構造の一例を示す縦断面図である。
水車の構造の一例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の運転制御方法による動作概要を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
Ｃ１ 送水管路 Ｄ１ 給水施設 ＰＴ 発電機駆動用のポンプ逆転水車 ３０ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H072 AA17 BB08 BB33 BB40 CC72 CC99 3H073 AA13 BB04 BB16 BB25 BB33 CC02 CC05 CC12 CC17 CD02 CD18 CE30 CE34 3H074 AA01 AA12 BB10 BB19 CC17 CC43
Claims (2)
- 【請求項１】 水道用水の送水管路の途中に発電機駆動
用のポンプ逆転水車を介設してなる水道施設における残
圧回収発電装置の運転制御方法であって、 上記送水管路の二次側圧力が設定値に保持されるように
ポンプ逆転水車の回転数を制御して二次圧一定制御を行
なうとともに、 その二次圧一定制御による回転数低下に伴い減少する発
電出力が予め設定された最小出力設定値よりも低い時は
上記ポンプ逆転水車に対する通過水量が最大となるよう
にポンプ逆転水車の回転を制御する最小回転数制御を行
ない、 かつ、二次圧一定制御による回転数上昇に伴い増大する
発電出力が予め設定された最大出力設定値よりも高い時
は発電出力が最大となるようにポンプ逆転水車の回転数
を制御する最大発電出力制御を行なうことを特徴とする
水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法。 - 【請求項２】 上記最小出力設定値は定格出力の９０〜
９５％に設定され、かつ、最大出力設定値は定格出力の
５〜１０％に設定されている請求項１に記載の水道施設
における残圧回収発電装置の運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059890A JP4099319B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059890A JP4099319B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257026A true JP2002257026A (ja) | 2002-09-11 |
| JP2002257026A5 JP2002257026A5 (ja) | 2006-03-09 |
| JP4099319B2 JP4099319B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=18919388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001059890A Expired - Lifetime JP4099319B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 水道施設における残圧回収発電装置の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4099319B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012241659A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Yokohama City | 水道施設の残圧利用発電装置 |
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| US11738641B1 (en) | 2022-03-09 | 2023-08-29 | Anthony Macaluso | Flexible arm generator |
| US11757332B2 (en) | 2019-06-07 | 2023-09-12 | Anthony Macaluso | Power generation from vehicle wheel rotation |
| US11837411B2 (en) | 2021-03-22 | 2023-12-05 | Anthony Macaluso | Hypercapacitor switch for controlling energy flow between energy storage devices |
| US11850963B2 (en) | 2022-03-09 | 2023-12-26 | Anthony Macaluso | Electric vehicle charging station |
| US11904708B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-02-20 | Anthony Macaluso | Methods, systems and apparatus for powering a vehicle |
| US11919413B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-03-05 | Anthony Macaluso | Methods and apparatus for powering a vehicle |
| US11955875B1 (en) | 2023-02-28 | 2024-04-09 | Anthony Macaluso | Vehicle energy generation system |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001059890A patent/JP4099319B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP7158336B2 (ja) | 2019-05-20 | 2022-10-21 | 株式会社クボタ | 流体機器 |
| US11916466B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-02-27 | Anthony Macaluso | Power generation from vehicle wheel rotation |
| US11919413B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-03-05 | Anthony Macaluso | Methods and apparatus for powering a vehicle |
| US11985579B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-05-14 | Anthony Macaluso | Systems and methods for managing a vehicle's energy via a wireless network |
| US11757332B2 (en) | 2019-06-07 | 2023-09-12 | Anthony Macaluso | Power generation from vehicle wheel rotation |
| US11722869B2 (en) | 2019-06-07 | 2023-08-08 | Anthony Macaluso | Systems and methods for managing a vehicle's energy via a wireless network |
| US11970073B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-04-30 | Anthony Macaluso | Vehicle energy generation with flywheel |
| US11919412B2 (en) | 2019-06-07 | 2024-03-05 | Anthony Macaluso | Methods and apparatus for powering a vehicle |
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| JP7434541B2 (ja) | 2019-10-14 | 2024-02-20 | アンソニー・マカルーソ | 移動流体から電気を生成するための方法および装置 |
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| US11837411B2 (en) | 2021-03-22 | 2023-12-05 | Anthony Macaluso | Hypercapacitor switch for controlling energy flow between energy storage devices |
| US11919387B1 (en) | 2022-03-09 | 2024-03-05 | Anthony Macaluso | Flexible arm generator |
| US11897355B2 (en) | 2022-03-09 | 2024-02-13 | Anthony Macaluso | Electric vehicle charging station |
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