JP2003201989A - Feed pump equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータによっ
て速度制御される電動機により可変速駆動されるポンプ
を用いて給水を行なう方式の給水ポンプ制御装置に係
り、特に需要量が時刻により大きく変動する給水システ
ムに好適な給水ポンプ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water supply pump controller for supplying water using a pump which is driven at a variable speed by an electric motor whose speed is controlled by an inverter, and more particularly to a water supply pump whose demand amount greatly changes with time. The present invention relates to a water supply pump control device suitable for a system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】集合住宅や各種のビルでは、給水システ
ムとしてポンプが必要であるが、このような場合、昼間
と夜間、あるいは出勤日と休日等、給水需要量が日時に
応じて大きく変動する。例えば、図１０は、或る給水シ
ステムにおける１日間での給水需要量の変化を示したも
のであり、これから明らかなように、給水需要量は数十
倍にも亘って変化する。2. Description of the Related Art A pump is required as a water supply system in an apartment house or various buildings. In such a case, the demand for water supply varies greatly depending on the time of day, such as daytime and nighttime, work days and holidays, etc. . For example, FIG. 10 shows a change in the water supply demand in one water supply system in one day, and as is clear from this, the water supply demand changes tens of times.
【０００３】そこで、このような場合には、従来からイ
ンバータによって速度制御される電動機により可変速駆
動されるポンプを用い、このとき、インバータや電動
機、それにポンプなどからなる給水装置の定格として
は、給水負荷が最大となる時間帯の需要量に合わせて選
定しておき、需要量の低下に伴ってインバ−タにより電
動機の回転数を定格値から低下させ、需要量にあった給
水を行なうようにしていた。Therefore, in such a case, a pump that is conventionally driven at a variable speed by an electric motor whose speed is controlled by an inverter is used. At this time, the rating of the water supply device including the inverter, the electric motor, and the pump is Make a selection according to the demand amount during the time when the water supply load becomes maximum, and reduce the rotation speed of the electric motor from the rated value by the inverter as the demand amount decreases, and supply water according to the demand amount. I was doing.
【０００４】即ち、図１１に示すように、ポンプの給水
量Ｑは、その回転数Ｎをパラメータとして変化するが、
上記した従来の給水装置では、定格回転数ＮＲでの給水
量Ｑ Ｒが最大給水需要量ＱＭになるように、換言すれ
ば、ＱＲ＝ＱＭとなるように電動機の定格出力を選定
し、常にこの定格回転数ＮＲ以下の領域で運転するよう
にしていた。That is, as shown in FIG. 11, the water supply of the pump
The quantity Q changes with its rotation speed N as a parameter,
In the conventional water supply device described above, the rated speed NRWater supply in
Quantity Q RIs the maximum water demand QMIn other words,
If QR= QMSelect the rated output of the motor so that
However, this rated speed N is alwaysRTo drive in the following areas
I was doing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、多くの
時間帯で給水装置が最大給水負荷以下で運転されてしま
う点について配慮がされておらず、給水装置の効率的な
運転の面で問題があった。すなわち、従来技術では、例
えば図１０に示すように、給水需要量が大きく変動する
給水システムの場合、給水装置の定格を給水負荷が最大
となる時間帯の需要量、例えば図１０のａに示す給水量
（＝最大給水需要量ＱＭ）に合わせて選定している。In the prior art, no consideration is given to the fact that the water supply device is operated below the maximum water supply load in many time zones, and there is a problem in terms of efficient operation of the water supply device. was there. That is, in the prior art, for example, in the case of a water supply system in which the water supply demand fluctuates greatly as shown in FIG. 10, the rating of the water supply device is shown in the demand during the time period when the water supply load is maximum, for example, a in FIG. It is selected according to the water supply volume (= maximum water supply demand Q M ).
【０００６】しかるに、この図１０から明らかなよう
に、多くの時間帯では、それよりも大幅に少ない使用水
量にあり、従って平均給水量は、給水量ａよりもかなり
低く、この結果、従来技術のように、給水需要量が最大
の時間帯に合わせて電動機の容量を選定したとすると、
多くの時間帯で電動機やポンプが最大効率点から外れて
運転されてしまうので、無駄なエネルギ−消費となって
しまう上、設備費も割高になってしまうという問題が生
じているのが実情である。However, as is clear from FIG. 10, the water consumption is much smaller than that in many time zones, and therefore the average water supply amount is considerably lower than the water supply amount a. If the capacity of the electric motor is selected according to the time when the demand for water supply is maximum,
In many situations, electric motors and pumps are operated outside of the maximum efficiency point, resulting in wasted energy consumption, and the cost of equipment is also high. is there.
【０００７】本発明の目的は、多くの時間帯で効率良く
運転でき、無駄なエネルギ−消費や設備費の増大が充分
に抑えられるようにした給水ポンプ制御装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a water supply pump control device which can be efficiently operated in many time zones and can sufficiently suppress wasteful energy consumption and increase in equipment cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、インバータ
の出力周波数を電動機の定格よりも高くするインバータ
制御手段と、インバータの出力周波数を電動機の定格よ
りも高くしたときの時間を計測する計時手段を設け、計
測した時間が所定時間を越えたらインバータの出力を定
格値に戻すようにして達成される。[Means for Solving the Problems] The above object is to provide an inverter control means for increasing the output frequency of the inverter higher than the rating of the electric motor, and a timer means for measuring the time when the output frequency of the inverter is higher than the rating of the electric motor. Is provided and the output of the inverter is returned to the rated value when the measured time exceeds a predetermined time.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明による給水ポンプ制
御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例で、１はポンプ、２はポンプ
１を駆動する電動機、３は入力された三相電力を任意の
周波数の三相交流電力に変換して電動機２を可変速駆動
制御するインバ−タ、４はポンプ吐出し側の圧力を測定
する圧力センサ、５はポンプ吸込み側の圧力を測定する
圧力センサ、６は給水運転の制御を行う制御装置、７は
コントローラ、８は電動機１の温度を検出する温度セン
サ、そして９は電動機２が推定耐用限度（寿命）に達し
たことを報知する警告装置（ランプ、ブザ−等）であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The water supply pump control device according to the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is a pump, 2 is an electric motor for driving the pump 1, 3 is input three-phase electric power to three-phase AC electric power of an arbitrary frequency, and the electric motor 2 is enabled. Inverter for variable speed drive control, 4 a pressure sensor for measuring the pressure on the pump discharge side, 5 a pressure sensor for measuring the pressure on the pump suction side, 6 a control device for controlling the water supply operation, 7 a controller, Reference numeral 8 is a temperature sensor for detecting the temperature of the electric motor 1, and 9 is a warning device (lamp, buzzer, etc.) for notifying that the electric motor 2 has reached the estimated service life (life).
【００１０】電動機２は、定格回転数ＮＲでの出力が、
この給水装置に要求されている最大給水需要量ＱＭ、例
えば図１０のａで示す給水量の７０％の給水量であるｂ
で示す給水需要量を定格給水量ＱＲ（＝０．７×ＱＭ）
として、この定格給水量ＱＲに対応して選定されている
もので、インバータ３により可変速制御され、ポンプ１
を回転駆動させ、水道本管１２に連接された吸込み側の
配管１３から供給される水を加圧し、吐出し側の配管１
４を介して給水管路１５に送出するようになっている。The output of the electric motor 2 at the rated speed N R is
The maximum water supply demand Q M required for this water supply device, for example, 70% of the water supply shown in a of FIG.
Rated water supply feed water demand indicated by Q R (= 0.7 × Q M )
As this one that is selected to correspond to the rated water amount Q R, is variable speed controlled by an inverter 3, the pump 1
Is rotated to pressurize the water supplied from the suction side pipe 13 connected to the water mains 12, and the discharge side pipe 1
It is designed to be delivered to the water supply pipe line 15 via 4.
【００１１】インバータ３は、コントローラ７から供給
される回転速度（周波数）信号Ｎにより制御され、これ
に対応した周波数の交流電力を電動機２に供給して、可
変速運転させる働きをする。The inverter 3 is controlled by the rotation speed (frequency) signal N supplied from the controller 7, and supplies AC electric power having a frequency corresponding to the rotation speed signal N to the electric motor 2 to operate at a variable speed.
【００１２】圧力センサ４は、吐出し側の配管１４内の
水の圧力を検出し、吐出圧力Ｈｏｕｔをコントローラ７
に入力する働きをし、圧力センサ５は、吸込み側の配管
１３内の水の圧力を検出し、流入（吸込）圧力Ｈｉｎを
コントローラ７に入力する働きをする。一方、温度セン
サ８は電動機１の温度を検出してコントローラ７に入力
する働きをする。The pressure sensor 4 detects the pressure of water in the discharge side pipe 14 and controls the discharge pressure Hout by the controller 7
The pressure sensor 5 detects the pressure of the water in the suction side pipe 13 and inputs the inflow (suction) pressure Hin to the controller 7. On the other hand, the temperature sensor 8 functions to detect the temperature of the electric motor 1 and input it to the controller 7.
【００１３】図２はコントローラ７の詳細図で、７１は
中央演算処理装置（ＣＰＵ）、７２はバックアップ電源
を有する記憶装置（ＳＲＡＭ）、７３は入出力回路（Ｉ
／Ｏ）であり、圧力センサ４、５から送られた信号は、
入出力回路７３を介して、中央演算処理装置７１に吐出
圧力Ｈｏｕｔと流入圧力Ｈｉｎを表わすデ−タとして取
り込まれ、また、温度センサ８から供給される信号は電
動機１の温度ｔを表わすデータとして中央演算処理装置
７１に取り込まれる。FIG. 2 is a detailed view of the controller 7. Reference numeral 71 is a central processing unit (CPU), 72 is a storage device (SRAM) having a backup power source, and 73 is an input / output circuit (I).
/ O), and the signals sent from the pressure sensors 4 and 5 are
Through the input / output circuit 73, the central processing unit 71 takes in the data representing the discharge pressure Hout and the inflow pressure Hin, and the signal supplied from the temperature sensor 8 is data representing the temperature t of the electric motor 1. It is taken into the central processing unit 71.
【００１４】中央演算処理装置７１は、これら各種のデ
−タに基づいて演算処理を行ない、回転速度信号Ｎを出
力して電動機２の回転数を制御すると共に、運転時間の
計測や積算（累積加算）などの処理を行なう。そして、
運転時間の積算時間を表わすデ−タは、システムの電源
が切られても消滅しないように、バックアップ電源を有
する記憶装置７２に記憶される。さらに、中央演算処理
装置７１は、運転時間の積算時間が推定寿命に達したと
判断したら、警告装置９により警告をだす処理も実行す
るようになっている。The central processing unit 71 performs arithmetic processing based on these various kinds of data, outputs the rotation speed signal N to control the rotation speed of the electric motor 2, and measures and accumulates (accumulates) the operating time. Processing such as addition). And
The data representing the cumulative operating time is stored in the storage device 72 having a backup power source so that it will not disappear even when the system power is turned off. Further, when the central processing unit 71 determines that the cumulative operating time has reached the estimated life, it also causes the warning device 9 to issue a warning.
【００１５】次に、この実施例の動作について、図３〜
図９に示す流れ図により説明する。まず、図３は、メイ
ンの処理３０で、電源がオンにされた後、ポンプ吐出し
側圧力Ｈｏｕｔが始動圧力Ｈ３以下で、ポンプ流入圧力
Ｈｉｎが吸込み目標圧力ＳＨ０を越えれていれば吐出側
制御４０を実行し、ポンプ流入圧力Ｈｉｎが吸込み目標
圧力ＳＨ０以下であれば吸込側制御５０を実行するよう
になっている。また、電源がオンされたあとは、逐次時
間演算処理９０を実行するようになっている。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in FIG. 3, in the main process 30, after the power is turned on, if the pump discharge side pressure Hout is below the starting pressure H3 and the pump inflow pressure Hin exceeds the suction target pressure SH0, the discharge side control is performed. 40, and if the pump inflow pressure Hin is equal to or lower than the suction target pressure SH0, the suction side control 50 is executed. Further, after the power is turned on, the time calculation processing 90 is sequentially executed.
【００１６】図４は吐出側制御４０の詳細で、この処理
は、吐出し側圧力Ｈｏｕｔを調べ、それが吐出目標圧力
Ｈ０以下である場合には増速制御６０を実行し、吐出し
側圧力Ｈｏｕｔが吐出目標圧力Ｈ０を越えた場合には減
速制御７０を実行するようになっている。FIG. 4 shows the details of the discharge side control 40. In this process, the discharge side pressure Hout is checked, and if it is equal to or less than the discharge target pressure H0, the acceleration control 60 is executed to discharge the discharge side pressure Hout. When Hout exceeds the target discharge pressure H0, the deceleration control 70 is executed.
【００１７】図５は吸込側制御５０の詳細で、この処理
は、ポンプ流入圧力Ｈｉｎがポンプ非常停止圧力Ｈｓｐ
を越えてる場合で、ポンプ流入圧力Ｈｉｎが吸込目標圧
力ＳＨ０を越えていれば増速制御６０を実行し、ポンプ
流入圧力Ｈｉｎが吸込み目標圧力ＳＨ０以下であれば減
速制御７０を実行するようになっている。尤も、ポンプ
流入圧力Ｈｉｎが非常に小さく、ポンプ非常停止圧力Ｈ
ｓｐ以下である場合には、水道本管１２内水圧の異常低
下が防止されるべく、ポンプ１は非常停止されるものと
なっている。FIG. 5 shows the details of the suction side control 50. In this process, the pump inflow pressure Hin is the pump emergency stop pressure Hsp.
When the pump inflow pressure Hin exceeds the suction target pressure SH0, the acceleration control 60 is executed, and when the pump inflow pressure Hin is the suction target pressure SH0 or less, the deceleration control 70 is executed. ing. However, the pump inflow pressure Hin is very small and the pump emergency stop pressure H
If it is equal to or lower than sp, the pump 1 is stopped in an emergency in order to prevent an abnormal decrease in water pressure in the water mains 12.
【００１８】図６は増速制御６０の詳細で、この処理
は、電動機２とポンプ１が停止中であれば、最小回転数
からソフトスタ−トさせる処理を実行し、その後、電動
機２とポンプ１の回転数を増加させる処理を実行するよ
うになっている。そして、このとき、中央演算処理装置
７１は、吐出し側圧力Ｈｏｕｔが吐出目標圧力Ｈ０より
小さくなっている限りは、電動機２の回転数を定格回転
数ＮＲ以上の、例えば図１１に示す高速回転数ＮＨにも
なるように周波数信号Ｎを制御し、定格以上の給水能力
を発揮させ、これにより上記したように、必要量の７０
％の定格回転数ＮＲの電動機１を用いているにもかかわ
らず、図１０に示す最大給水需要量ＱＭが要求される時
間帯でも、充分に対応できるようにする。FIG. 6 shows the details of the speed-up control 60. In this process, if the electric motor 2 and the pump 1 are stopped, a soft start process is executed from the minimum speed, and then the electric motor 2 and the pump 1 are pumped. Processing for increasing the number of rotations of 1 is executed. Then, at this time, as long as the discharge side pressure Hout is smaller than the discharge target pressure H0, the central processing unit 71 sets the rotation speed of the electric motor 2 to be equal to or higher than the rated rotation speed N R , for example, at a high speed shown in FIG. The frequency signal N is controlled so that the number of revolutions is also NH, and the water supply capacity above the rated value is exerted. As a result, as described above, the required amount of 70
Even though the electric motor 1 having the rated rotation speed N R of 100% is used, it is possible to sufficiently cope with the time period when the maximum water supply demand amount Q M shown in FIG. 10 is required.
【００１９】図７は減速制御７０の詳細で、この処理
は、吐出し水量が少なくフロ−スイッチＦｓ（図１で
は、図示省略）がＯＮ状態であればポンプ停止処理を実
行し、そうでなければ電動機２とポンプ１の回転数を減
少させる処理を実行するようになっている。図８はポン
プ停止処理の詳細で、この処理は、ポンプ停止判断速度
Ｎｓ内の運転を約２分間継続した後に、運転速度をＮｓ
ｔまで上昇させ、圧力タンクに十分水が貯えられるよう
にした後、電動機２とポンプ１をソフトストップさせる
処理を実行するようになっている。FIG. 7 shows the details of the deceleration control 70. In this processing, if the discharge water amount is small and the flow switch Fs (not shown in FIG. 1) is in the ON state, the pump stop processing is executed. For example, processing for reducing the rotation speeds of the electric motor 2 and the pump 1 is executed. FIG. 8 shows the details of the pump stop process. In this process, the operation speed is set to Ns after the operation within the pump stop determination speed Ns is continued for about 2 minutes.
After the temperature is raised to t so that sufficient water can be stored in the pressure tank, a process of soft-stopping the electric motor 2 and the pump 1 is executed.
【００２０】図９は、時間演算処理９０の詳細で、この
処理は、回転速度信号Ｎを常時監視し、電動機２が定格
回転数ＮＲを越えて運転される状態になる毎に、その都
度、定格回転数ＮＲを越えた時点からの運転時間（経過
時間）Ｔの計測を開始する。そして、このとき、温度セ
ンサ８で検出した電動機２の温度ｔを、予め設定してあ
る許容最大温度ｔｍａｘと比較し、その偏差に応じて運
転時間Ｔに加算される係数ｎ（ｎ＝１，２，４，８…
… …）・ΔＴを変え、積算時間ＴＣ（≧Ｔ）を演算す
るようになっている。FIG. 9 shows the details of the time calculation processing 90. This processing constantly monitors the rotation speed signal N, and each time the electric motor 2 is in a state in which it exceeds the rated speed N R , it is operated. The measurement of the operating time (elapsed time) T from the time when the rated speed NR is exceeded is started. Then, at this time, the temperature t of the electric motor 2 detected by the temperature sensor 8 is compared with a preset allowable maximum temperature tmax, and a coefficient n (n = 1, n = 1, which is added to the operating time T according to the deviation thereof. 2, 4, 8 ...
... ...) · ΔT changed, adapted to calculate a cumulative time T C (≧ T).
【００２１】ここで、この許容最大温度ｔｍａｘは、電
動機２の絶縁仕様によって設定するようになっており、
例えばＥ種の絶縁材を使った電動機の場合では、許容最
大温度ｔｍａｘはｔｍａｘ＝１２０℃として設定される
ものとなっている。そして、電動機２の温度ｔが、許容
最大温度ｔｍａｘ＋３０℃以上となったら、直ちに電動
機２を停止しポンプ１の運転を中止させるようにし、こ
れにより過負荷運転による異常温度上昇の発生が未然に
防止されるようになっている。The maximum allowable temperature tmax is set according to the insulation specification of the electric motor 2.
For example, in the case of an electric motor using an E-type insulating material, the maximum allowable temperature tmax is set as tmax = 120 ° C. Then, when the temperature t of the electric motor 2 becomes equal to or higher than the maximum allowable temperature tmax + 30 ° C., the electric motor 2 is immediately stopped and the operation of the pump 1 is stopped, thereby preventing occurrence of abnormal temperature rise due to overload operation. It is supposed to be done.
【００２２】一方、これと並行して、中央演算処理装置
７１は積算時間ＴＣを常時監視し、これが予め設定して
ある基準時間ＴＳに達したら（ＴＣ≧ＴＳ）、これも予
め設定してある所定時間Ｔ０が経過するまで、そのとき
要求されている給水量とは無関係に、電動機２の回転数
が定格回転数ＮＲ以下となるように、周波数信号Ｎを出
力する。ここで、この基準時間ＴＳとしては、電動機２
の温度ｔが許容最大温度ｔｍａｘ以下に低下するのに充
分な時間が与えられるように設定すれば良い。On the other hand, in parallel with this, the central processing unit 71 constantly monitors the integrated time T C , and when it reaches a preset reference time T S (T C ≧ T S ), this is also pre-set. Until the set predetermined time T 0 elapses, the frequency signal N is output so that the rotation speed of the electric motor 2 becomes equal to or less than the rated rotation speed N R regardless of the water supply amount requested at that time. Here, as the reference time T S , the electric motor 2
The temperature t may be set so as to allow sufficient time for the temperature t to fall below the allowable maximum temperature tmax.
【００２３】次に、中央演算処理装置７１は、積算時間
ＴＣが得られる度に、それを記憶装置７２にそれまでに
格納されている累積時間ＴA、即ち、それまでに累積加
算された積算時間ＴＣに加算することによって、新たな
累積時間ＴAを求め、これを監視して、それが電動機２
の耐用限度に達するまでの時間、例えば２×１０４時間
に達したら、警告装置９に信号を送出し、それを報知す
る処理を実行する。Next, each time the central processing unit 71 obtains the cumulative time T C , the central processing unit 71 accumulates the cumulative time TA stored in the storage device 72, that is, the cumulative total accumulated until then. A new cumulative time TA is obtained by adding it to the time T C , and this is monitored, and this is monitored by the motor 2
When the time to reach the service limit of, for example, 2 × 10 4 hours is reached, a signal is sent to the warning device 9 and a process of notifying it is executed.
【００２４】従って、この実施例によれば、必要な回転
数（出力）の７０％の定格の電動機２を使用しているに
もかかわらず、充分に最大給水需要量ＱＭに対応し、要
求を満たした給水量を確保でき、この結果、平均的に定
格出力に近い運転が得られることになり、効率が大幅に
改善されるので電力消費が少なくて済み、且つ設備費も
充分に少なくすることができる。Therefore, according to this embodiment, even though the electric motor 2 having a rating of 70% of the required rotation speed (output) is used, the maximum supply demand Q M of the water supply can be sufficiently met and the demand can be satisfied. It is possible to secure a water supply that satisfies the above conditions, and as a result, an operation that is close to the rated output can be obtained on average, and efficiency is greatly improved, so power consumption is low and equipment costs are also sufficiently low. be able to.
【００２５】そして、このとき、何らかの事情で、電動
機２が定格回転数を越えて運転されている時間が長びい
た場合には、その経過時間と電動機２の温度に応じて電
動機２が定格運転に戻されてしまうから、電動機２に異
常が発生するのを未然に防止でき、且つ、このときで
も、給水動作が停止されるのではなく、給水量は低下す
るにしろ、給水動作が継続されるので、信頼性を充分に
保持することができる。At this time, if for some reason the electric motor 2 has been operating for longer than the rated speed, the electric motor 2 will operate at the rated operation according to the elapsed time and the temperature of the electric motor 2. Therefore, it is possible to prevent an abnormality from occurring in the electric motor 2 in advance, and even at this time, the water supply operation is not stopped but the water supply operation is continued even if the water supply amount is reduced. Therefore, the reliability can be sufficiently maintained.
【００２６】また、この実施例によれば、電動機２が定
格回転数以上で運転された時間の累積により警報が発せ
られるようになっている。このとき、この累積された時
間は、電動機２が過負荷運転された時間の長さであり、
従って、この時間の長さにより電動機２が耐用限度（寿
命）に達したか否かを推定できるから、上記した警報に
より所定のメンテナンスが可能になり、装置が故障して
給水が停止してしまうなどの事態の発生を未然に防止す
ることができるようになり、さらに信頼性の向上を得る
ことができる。Further, according to this embodiment, the alarm is issued by accumulating the time when the electric motor 2 is operated at the rated speed or more. At this time, this accumulated time is the length of time that the electric motor 2 has been overloaded,
Therefore, it is possible to estimate whether or not the electric motor 2 has reached the end of its service life (life) based on the length of this time. Therefore, the above-mentioned alarm enables predetermined maintenance, and the device breaks down and water supply stops. It is possible to prevent the occurrence of such a situation in advance, and further improve the reliability.
【００２７】なお、以上の実施例では、本発明を給水装
置に適用した場合について説明したが、本発明は電動機
を用いた圧縮機及び送風機にも適用できる。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the water supply device has been described, but the present invention can also be applied to a compressor and a blower using an electric motor.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、インバ−タにより回転
数を上げて増速運転を行うため、最大給水需要量より少
ない給水量（最大需要量の７０％程度）に対応した定格
出力の電動機を選定できるので、設備費を充分に抑える
ことができ、電源設備等の容量も小さく出来る。According to the present invention, since the rotational speed is increased by the inverter to perform the speed-up operation, the rated output corresponding to the water supply amount smaller than the maximum water supply demand (about 70% of the maximum demand) is obtained. Since the motor can be selected, the equipment cost can be sufficiently suppressed and the capacity of the power supply equipment can be reduced.
【００２９】また、本発明によれば、平均して最大効率
状態での運転が長く得られるため、効率が大幅に改善さ
れ、省エネルギーが得られるので、低いランニングコス
トで済むという効果がある。Further, according to the present invention, since the operation in the maximum efficiency state can be obtained for a long time on average, the efficiency can be greatly improved and the energy saving can be obtained, so that the running cost can be reduced.
【００３０】さらに本発明によれば、要求される出力よ
り小さい定格出力の電動機を用い、最大需要量に対して
は、定格以上の回転数で対応するようにしているため、
このときの運転時間が長くなると異常発生の虞れがある
が、本発明では、定格を越えて運転されている時間を積
算し、この積算時間が所定値になったら定格運転状態以
下に戻されるので、異常発生の虞れがなく、充分な信頼
性を得ることができる。Further, according to the present invention, since the electric motor having the rated output smaller than the required output is used and the maximum demand is met at the rotational speed higher than the rated,
If the operating time at this time becomes longer, an abnormality may occur, but in the present invention, the operating time exceeding the rating is integrated, and when the integrated time reaches a predetermined value, it is returned to the rated operating state or lower. Therefore, there is no fear of occurrence of abnormality, and sufficient reliability can be obtained.
【００３１】さらにまた、本発明によれば、電動機自体
の温度が許容最大温度を越えたときには、ポンプが運転
停止状態におかれ得るばかりか、電動機が耐用限度（寿
命）に達したことが推定できるので、未然に警告を与え
ることができ、これによりメンテナンス時期を知ること
ができ、的確な処置により運転停止を確実に回避できる
ので、さらに信頼性を高めることができる。Furthermore, according to the present invention, when the temperature of the electric motor itself exceeds the maximum allowable temperature, it is estimated that not only the pump can be stopped but also the electric motor has reached the service life (life). Therefore, it is possible to give a warning in advance, thereby making it possible to know the maintenance time, and it is possible to surely avoid the operation stop by an appropriate measure, so that the reliability can be further enhanced.
【図１】本発明による給水ポンプ制御装置の一実施例を
示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a water supply pump control device according to the present invention.
【図２】本発明の一実施例におけるコントローラの説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a controller according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例におけるメイン処理を示す流
れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing a main process in an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例における吐出側制御を示す流
れ図である。FIG. 4 is a flow chart showing discharge side control in one embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例における吸込側制御を示す流
れ図である。FIG. 5 is a flow chart showing suction side control in one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例における増速制御を示す流れ
図である。FIG. 6 is a flow chart showing speed-up control in one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例における減速制御を示す流れ
図である。FIG. 7 is a flowchart showing deceleration control in one embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例におけるポンプ停止制御を示
す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart showing pump stop control in one embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例における時間演算処理を示す
流れ図である。FIG. 9 is a flowchart showing a time calculation process in an embodiment of the present invention.
【図１０】給水需要量の変化を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in water supply demand.
【図１１】ポンプの特性曲線図である。FIG. 11 is a characteristic curve diagram of a pump.
１…ポンプ、２…電動機、３…インバータ、４，５…圧
力センサ、６…制御装置、７…コントローラ、８…温度
センサ、９…警告装置、１２…水道本管、１３…吸込み
側の配管、１４…吐出し側の配管、１５…給水管路。1 ... Pump, 2 ... Electric motor, 3 ... Inverter, 4, 5 ... Pressure sensor, 6 ... Control device, 7 ... Controller, 8 ... Temperature sensor, 9 ... Warning device, 12 ... Water main, 13 ... Suction side piping , 14 ... Discharge side piping, 15 ... Water supply pipeline.
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１５年２月１７日（２００３．２．１
７）[Submission date] February 17, 2003 (2003.2.1
7)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 給水ポンプ装置[Title of Invention] Water supply pump device
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータによっ
て速度制御される電動機により、可変速駆動されるポン
プを用い需要側に給水を行う方式の給水ポンプ装置に係
り、特に水道本管に直結された状態として使用される場
合に好適とされた給水ポンプ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water supply pump device of a type that supplies water to a demand side by using a pump driven at a variable speed by an electric motor whose speed is controlled by an inverter, and is particularly directly connected to a water main. The present invention relates to a water supply pump device suitable for use as a state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、水道用の給水ポンプは、逆流によ
る水の汚染防止や、ウオータハンマの影響による量水計
（水道メータ）の誤計測防止の観点から、水道本管に直
結して使用することが規制されていた。このため、例え
ば特開昭５９−１８８０９６号公報に記載の様に、水道
本管から受水槽に水を一旦注入し、この受水槽の水を給
水ポンプにより揚水して各需要家に送水しているのが現
状である。2. Description of the Related Art Conventionally, a water supply pump for water supply is directly connected to a water supply main pipe from the viewpoint of preventing water pollution due to backflow and preventing erroneous measurement of a water meter (water meter) due to the influence of a water hammer. It was regulated to do. For this reason, for example, as described in JP-A-59-188096, water is once injected from a water main into a water receiving tank, and the water in the water receiving tank is pumped by a water supply pump and sent to each consumer. It is the current situation.
【０００３】最近、水道本管の圧力を利用すると共に、
不衛生な受水槽を排除するために、給水ポンプを水道本
管に直結して給水する方法の検討が始められている。こ
れには、次の点で、インバータを用いた給水装置が有効
であると考えられている。Recently, while utilizing the pressure of the water mains,
In order to eliminate unsanitary water receiving tanks, studies have begun on a method of directly connecting a water supply pump to a water main to supply water. To this end, a water supply device using an inverter is considered to be effective in the following points.
【０００４】１）水道本管の圧力が高くなれば、ポンプ
吐き出し側の圧力を一定に保つためにポンプの運転速度
を下げることができ、節電となる。
２）ポンプを始動する時に、低速で始動できるので、水
道本管の圧力を瞬間的にも低下させることがない。
３）水道本管の圧力が低下した場合、インバータにより
ポンプ運転速度を下げることで、需要家への給水調整が
できる。1) If the pressure of the water mains becomes high, the operating speed of the pump can be reduced in order to keep the pressure on the discharge side of the pump constant, resulting in power saving. 2) Since the pump can be started at a low speed when it is started, the pressure of the water mains will not be momentarily decreased. 3) When the pressure of the mains of the water supply decreases, the water supply to the customers can be adjusted by lowering the pump operating speed with the inverter.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】給水ポンプを水道本管
に直結して使用する場合、上述した利点を得ることがで
きる。しかし、水道本管にポンプを直結した給水装置を
用いるのは３階以上の高層建築物の住人であり、一般の
需要家は、ポンプ設備を持たずに水道本管の圧力を直接
利用して給水端末から給水を受けるようになっている。
このため、災害等で水道本管圧力が低下したときにポン
プ設備を持つ需要家が水道本管内の水を多量に使用する
と、一般の需要家には水が供給されないという事態が起
こり得る。このような不平等は好ましくないため、水道
本管に直結して使用する給水装置には、給水平等を図る
ことができる機能を設ける必要がある。給水平等を図る
本管直結用の給水装置としては、例えば特開平２−２８
６８８８号公報に記載の技術がある。この従来技術で
は、圧力タンク内の圧力に応じてポンプをオンオフする
第１の制御系に加え、水道本管の圧力に応じてポンプ出
側に設けた圧力調整弁を調整する第２の制御系を設け、
本管圧力が低下したときには、この第２の制御系の機能
により本管内の水が多量にポンプに吸い込まれないよう
にしている。When the water supply pump is directly connected to the water mains for use, the above-mentioned advantages can be obtained. However, it is the residents of high-rise buildings on the 3rd floor and above who use the water supply system with a pump directly connected to the water main, and general consumers directly use the pressure of the water main without having a pump facility. Water is supplied from the water supply terminal.
For this reason, when a customer with a pump facility uses a large amount of water in the water main when the pressure of the water main falls due to a disaster or the like, a situation may occur in which water is not supplied to general customers. Since such inequality is not preferable, it is necessary to provide a water supply device directly connected to the water mains with a function capable of achieving horizontal water supply. As a water supply device for directly connecting the main pipe for leveling the water supply, for example, JP-A-2-28
There is a technique described in Japanese Patent No. 6888. In this conventional technique, in addition to the first control system that turns on / off the pump according to the pressure in the pressure tank, the second control system that adjusts the pressure adjustment valve provided on the pump outlet side according to the pressure of the water mains. Is provided
When the main pipe pressure drops, a large amount of water in the main pipe is prevented from being sucked into the pump by the function of the second control system.
【０００６】上述した従来技術によれば、本管圧力が低
下したときの給水平等を図ることができる。しかし、こ
の従来技術では、第１の制御系と第２の制御系とが両方
並存して機能するため、ポンプ性能を劣化させ、しか
も、エネルギーロスが大きくなるという問題がある。即
ち、水道本管の圧力が低下すると、ポンプの給水が少な
くなるため圧力タンク内の圧力が低下し、第１の制御系
はポンプをオンさせる一方、本管圧力の低下により第２
の制御系によりポンプの出口側が圧力調整弁で絞られ、
極端な場合、ポンプは締切運転を余儀なくされる。これ
では、ポンプ性能が低下して破損に至る虞が高く、ま
た、エネルギーロスが大きくなってしまう。According to the above-mentioned conventional technique, it is possible to level the feed when the main pipe pressure drops. However, in this conventional technique, since both the first control system and the second control system function in parallel, there is a problem that pump performance is deteriorated and energy loss is increased. That is, when the pressure of the water main decreases, the pressure in the pressure tank decreases because the amount of water supplied to the pump decreases, and the first control system turns on the pump while the main pressure decreases to the second pressure.
By the control system of, the outlet side of the pump is throttled by the pressure adjustment valve,
In extreme cases, the pump is forced to shut off. With this, there is a high possibility that the pump performance will be deteriorated to cause damage, and the energy loss will be large.
【０００７】本発明の目的は、給水平等が容易に実現さ
れ得、しかも、ポンプ性能が劣化されることなく、省エ
ネルギー運転が図れるばかりか、ポンプが運転停止され
た状態でそのポンプに対し保守作業が行われる場合であ
っても、需要側に対し継続的に給水を行い得る、水道本
管直結用の給水ポンプ装置を供するにある。The object of the present invention is to easily realize horizontal feeding and the like, and not only to perform the energy saving operation without degrading the pump performance, but also to perform the maintenance work on the pump in the stopped state. Even if the above is performed, there is a need to provide a water supply pump device for direct connection to a water main that can continuously supply water to the demand side.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明による給水ポンプ装置は、可変
周波数の交流電力を発生するインバータと、該インバー
タからの交流電力により可変速に速度制御される電動機
と、該電動機により回転駆動されるポンプとを備え、該
ポンプにより水道本管から水を吸込んだ上、加圧された
状態として需要側に給水する給水ポンプ装置において、
水道本管から水を吸込む吸込管と、該吸込管から分岐さ
れた第１，第２の配管と、該第１，第２の配管各々から
の水を合流せしめた上、需要側に供給する給水管と、上
記第１の配管に設けられたポンプと、該ポンプの吸込側
であって、上記第１の配管に設けられた第１の仕切弁
と、該ポンプの吐出側であって、上記第１の配管に設け
られた第２の仕切弁と、上記第１，第２の配管にそれぞ
れ設けられた逆止弁とを備えていることを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, a feed water pump apparatus according to the invention according to claim 1 has an inverter for generating AC power of variable frequency, and a speed variable at a variable speed by the AC power from the inverter. A water supply pump device that includes a controlled electric motor and a pump that is rotationally driven by the electric motor, sucks water from a water main by the pump, and supplies water to the demand side in a pressurized state,
A suction pipe that sucks water from the water mains, first and second pipes branched from the suction pipe, and water from the first and second pipes are merged and supplied to the demand side. A water supply pipe, a pump provided in the first pipe, a suction side of the pump, a first gate valve provided in the first pipe, and a discharge side of the pump, A second sluice valve provided in the first pipe and a check valve provided in each of the first and second pipes are provided.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明による給水ポンプ装
置について、図示の実施例により詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例で、１はポンプ、２はポンプ１を
駆動する電動機、３は入力された三相電力を任意の周波
数の三相交流電力に変換して電動機２を可変速駆動制御
するインバ−タ、４はポンプ吐出し側の圧力を測定する
圧力センサ、５はポンプ吸込み側の圧力を測定する圧力
センサ、６は給水運転の制御を行う制御装置、７はコン
トローラ、８は電動機２の温度を検出する温度センサ、
そして９は電動機２が推定耐用限度(寿命)に達したこと
を報知する警告装置（ランプ、ブザ−等）である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The water supply pump device according to the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. Figure 1
In the embodiment of the present invention, 1 is a pump, 2 is an electric motor for driving the pump 1, 3 is input three-phase power to three-phase AC power having an arbitrary frequency, and the electric motor 2 is driven at a variable speed. Inverter for control, 4 is a pressure sensor for measuring the pressure on the pump discharge side, 5 is a pressure sensor for measuring the pressure on the pump suction side, 6 is a control device for controlling the water supply operation, 7 is a controller, and 8 is A temperature sensor for detecting the temperature of the electric motor 2,
Reference numeral 9 is a warning device (lamp, buzzer, etc.) for notifying that the electric motor 2 has reached the estimated service life (life).
【００１０】電動機２は、定格回転数ＮＲでの出力が、
この給水装置に要求されている最大給水需要量ＱＭ、例
えば図１０のａで示す給水量の７０％の給水量であるｂ
で示す給水需要量を定格給水量ＱＲ（＝０．７×ＱＭ）
として、この定格給水量ＱＲに対応して選定されている
もので、インバータ３により可変速制御され、ポンプ１
を回転駆動させ、水道本管１２に連接された吸込み側の
第１の配管１３から供給される水を加圧し、吐出し側の
配管１４を介して給水管路１５に送出するようになって
いる。The output of the electric motor 2 at the rated speed N R is
The maximum water supply demand Q M required for this water supply device, for example, 70% of the water supply shown in a of FIG.
Rated water supply feed water demand indicated by Q R (= 0.7 × Q M )
As this one that is selected to correspond to the rated water amount Q R, is variable speed controlled by an inverter 3, the pump 1
Is rotated to pressurize the water supplied from the suction-side first pipe 13 connected to the water main 12 and send it to the water supply pipe 15 through the discharge-side pipe 14. There is.
【００１１】インバータ３は、コントローラ７から供給
される回転速度（周波数）信号Ｎにより制御され、これ
に対応した周波数の交流電力を電動機２に供給して、可
変速運転させる働きをする。The inverter 3 is controlled by the rotation speed (frequency) signal N supplied from the controller 7, and supplies AC electric power having a frequency corresponding to the rotation speed signal N to the electric motor 2 to operate at a variable speed.
【００１２】圧力センサ４は、吐出し側の配管１４内の
水の圧力を検出し、吐出圧力Ｈｏｕｔをコントローラ７
に入力する働きをし、圧力センサ５は、吸込み側の第１
の配管１３内の水の圧力を検出し、流入（吸込）圧力Ｈ
ｉｎをコントローラ７に入力する働きをする。一方、温
度センサ８は電動機２の温度を検出してコントローラ７
に入力する働きをする。なお、図１中、符号１６，１
８，２０は逆止弁を、また、符号１７，１９は仕切弁
を、更に、符号２１は吸込み側の第２の配管を示す。The pressure sensor 4 detects the pressure of water in the discharge side pipe 14 and controls the discharge pressure Hout by the controller 7
The pressure sensor 5 is the first side of the suction side.
Inflow (suction) pressure H
It serves to input in to the controller 7. On the other hand, the temperature sensor 8 detects the temperature of the electric motor 2 and detects the temperature of the electric motor 2.
Works to type into. In FIG. 1, reference numerals 16 and 1
Reference numerals 8 and 20 are check valves, reference numerals 17 and 19 are gate valves, and reference numeral 21 is a second pipe on the suction side.
【００１３】図２はコントローラ７の詳細図で、７１は
中央演算処理装置（ＣＰＵ）、７２はバックアップ電源
を有する記憶装置（ＳＲＡＭ）、７３は入出力回路（Ｉ
／Ｏ）であり、圧力センサ４、５から送られた信号は、
入出力回路７３を介して、中央演算処理装置７１に吐出
圧力Ｈｏｕｔと流入圧力Ｈｉｎを表わすデ−タとして取
り込まれ、また、温度センサ８から供給される信号は電
動機１の温度ｔを表わすデータとして中央演算処理装置
７１に取り込まれる。FIG. 2 is a detailed view of the controller 7. Reference numeral 71 is a central processing unit (CPU), 72 is a storage device (SRAM) having a backup power source, and 73 is an input / output circuit (I).
/ O), and the signals sent from the pressure sensors 4 and 5 are
Through the input / output circuit 73, the central processing unit 71 takes in the data representing the discharge pressure Hout and the inflow pressure Hin, and the signal supplied from the temperature sensor 8 is data representing the temperature t of the electric motor 1. It is taken into the central processing unit 71.
【００１４】中央演算処理装置７１は、これら各種のデ
−タに基づいて演算処理を行ない、回転速度信号Ｎを出
力して電動機２の回転数を制御すると共に、運転時間の
計測や積算（累積加算）などの処理を行なう。そして、
運転時間の積算時間を表わすデ−タは、システムの電源
が切られても消滅しないように、バックアップ電源を有
する記憶装置７２に記憶される。さらに、中央演算処理
装置７１は、運転時間の積算時間が推定寿命に達したと
判断したら、警告装置９により警告をだす処理も実行す
るようになっている。The central processing unit 71 performs arithmetic processing based on these various kinds of data, outputs the rotation speed signal N to control the rotation speed of the electric motor 2, and measures and accumulates (accumulates) the operating time. Processing such as addition). And
The data representing the cumulative operating time is stored in the storage device 72 having a backup power source so that it will not disappear even when the system power is turned off. Further, when the central processing unit 71 determines that the cumulative operating time has reached the estimated life, it also causes the warning device 9 to issue a warning.
【００１５】次に、この実施例の動作について、図３〜
図９に示す流れ図により説明する。まず、図３は、メイ
ンの処理３０で、電源がオンにされた後、ポンプ吐出し
側圧力Ｈｏｕｔが始動圧力Ｈ３以下で、ポンプ流入圧力
Ｈｉｎが吸込み目標圧力ＳＨ０を越えれていれば吐出側
制御４０を実行し、ポンプ流入圧力Ｈｉｎが吸込み目標
圧力ＳＨ０以下であれば吸込側制御５０を実行するよう
になっている。また、電源がオンされたあとは、逐次時
間演算処理９０を実行するようになっている。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in FIG. 3, in the main process 30, after the power is turned on, if the pump discharge side pressure Hout is below the starting pressure H3 and the pump inflow pressure Hin exceeds the suction target pressure SH0, the discharge side control is performed. 40, and if the pump inflow pressure Hin is equal to or lower than the suction target pressure SH0, the suction side control 50 is executed. Further, after the power is turned on, the time calculation processing 90 is sequentially executed.
【００１６】図４は吐出側制御４０の詳細で、この処理
は、吐出し側圧力Ｈｏｕｔを調べ、それが吐出目標圧力
Ｈ０以下である場合には増速制御６０を実行し、吐出し
側圧力Ｈｏｕｔが吐出目標圧力Ｈ０を越えた場合には減
速制御７０を実行するようになっている。FIG. 4 shows the details of the discharge side control 40. In this process, the discharge side pressure Hout is checked, and if it is equal to or less than the discharge target pressure H0, the acceleration control 60 is executed to discharge the discharge side pressure Hout. When Hout exceeds the target discharge pressure H0, the deceleration control 70 is executed.
【００１７】図５は吸込側制御５０の詳細で、この処理
は、ポンプ流入圧力Ｈｉｎがポンプ非常停止圧力Ｈｓｐ
を越えてる場合で、ポンプ流入圧力Ｈｉｎが吸込目標圧
力ＳＨ０を越えていれば増速制御６０を実行し、ポンプ
流入圧力Ｈｉｎが吸込み目標圧力ＳＨ０以下であれば減
速制御７０を実行するようになっている。尤も、ポンプ
流入圧力Ｈｉｎが非常に小さく、ポンプ非常停止圧力Ｈ
ｓｐ以下である場合には、水道本管１２内水圧の異常低
下が防止されるべく、ポンプ１は非常停止されるものと
なっている。FIG. 5 shows the details of the suction side control 50. In this process, the pump inflow pressure Hin is the pump emergency stop pressure Hsp.
When the pump inflow pressure Hin exceeds the suction target pressure SH0, the acceleration control 60 is executed, and when the pump inflow pressure Hin is the suction target pressure SH0 or less, the deceleration control 70 is executed. ing. However, the pump inflow pressure Hin is very small and the pump emergency stop pressure H
If it is equal to or lower than sp, the pump 1 is stopped in an emergency in order to prevent an abnormal decrease in water pressure in the water mains 12.
【００１８】図６は増速制御６０の詳細で、この処理
は、電動機２とポンプ１が停止中であれば、最小回転数
からソフトスタ−トさせる処理を実行し、その後、電動
機２とポンプ１の回転数を増加させる処理を実行するよ
うになっている。そして、このとき、中央演算処理装置
７１は、吐出し側圧力Ｈｏｕｔが吐出目標圧力Ｈ０より
小さくなっている限りは、電動機２の回転数を定格回転
数ＮＲ以上の、例えば図１１に示す高速回転数ＮＨにも
なるように周波数信号Ｎを制御し、定格以上の給水能力
を発揮させ、これにより上記したように、必要量の７０
％の定格回転数ＮＲの電動機１を用いているにもかかわ
らず、図１０に示す最大給水需要量ＱＭが要求される時
間帯でも、充分に対応できるようにする。FIG. 6 shows the details of the speed-up control 60. In this process, if the electric motor 2 and the pump 1 are stopped, a soft start process is executed from the minimum speed, and then the electric motor 2 and the pump 1 are pumped. Processing for increasing the number of rotations of 1 is executed. Then, at this time, as long as the discharge side pressure Hout is smaller than the discharge target pressure H0, the central processing unit 71 sets the rotation speed of the electric motor 2 to be equal to or higher than the rated rotation speed N R , for example, at a high speed shown in FIG. The frequency signal N is controlled so that the number of revolutions is also NH, and the water supply capacity above the rated value is exerted. As a result, as described above, the required amount of 70
Even though the electric motor 1 having the rated rotation speed N R of 100% is used, it is possible to sufficiently cope with the time period when the maximum water supply demand amount Q M shown in FIG. 10 is required.
【００１９】図７は減速制御７０の詳細で、この処理
は、吐出し水量が少なくフロ−スイッチＦｓ（図１で
は、図示省略）がＯＮ状態であればポンプ停止処理を実
行し、そうでなければ電動機２とポンプ１の回転数を減
少させる処理を実行するようになっている。図８はポン
プ停止処理の詳細で、この処理は、ポンプ停止判断速度
Ｎｓ内の運転を約２分間継続した後に、運転速度をＮｓ
ｔまで上昇させ、圧力タンクに十分水が貯えられるよう
にした後、電動機２とポンプ１をソフトストップさせる
処理を実行するようになっている。FIG. 7 shows the details of the deceleration control 70. In this processing, if the discharge water amount is small and the flow switch Fs (not shown in FIG. 1) is in the ON state, the pump stop processing is executed. For example, processing for reducing the rotation speeds of the electric motor 2 and the pump 1 is executed. FIG. 8 shows the details of the pump stop process. In this process, the operation speed is set to Ns after the operation within the pump stop determination speed Ns is continued for about 2 minutes.
After the temperature is raised to t so that sufficient water can be stored in the pressure tank, a process of soft-stopping the electric motor 2 and the pump 1 is executed.
【００２０】図９は、時間演算処理９０の詳細で、この
処理は、回転速度信号Ｎを常時監視し、電動機２が定格
回転数ＮＲを越えて運転される状態になる毎に、その都
度、定格回転数ＮＲを越えた時点からの運転時間（経過
時間）Ｔの計測を開始する。そして、このとき、温度セ
ンサ８で検出した電動機２の温度ｔを、予め設定してあ
る許容最大温度ｔｍａｘと比較し、その偏差に応じて運
転時間Ｔに加算されるｎ・ΔＴの係数ｎ（ｎ＝１，２，
４，８… … …）を変え、積算時間ＴＣ（≧Ｔ）を演
算するようになっている。FIG. 9 shows the details of the time calculation processing 90. This processing constantly monitors the rotation speed signal N, and each time the electric motor 2 is in a state in which it exceeds the rated speed N R , it is operated. The measurement of the operating time (elapsed time) T from the time when the rated speed NR is exceeded is started. At this time, the temperature t of the electric motor 2 detected by the temperature sensor 8 is compared with a preset maximum allowable temperature tmax, and the coefficient n (ΔT) of n (ΔT) added to the operating time T according to the deviation is compared. n = 1, 2,
4, 8 .........) are changed to calculate the integrated time T C (≧ T).
【００２１】ここで、この許容最大温度ｔｍａｘは、電
動機２の絶縁仕様によって設定するようになっており、
例えばＥ種の絶縁材を使った電動機の場合では、許容最
大温度ｔｍａｘはｔｍａｘ＝１２０℃として設定される
ものとなっている。そして、電動機２の温度ｔが、許容
最大温度ｔｍａｘ＋３０℃以上となったら、直ちに電動
機２を停止しポンプ１の運転を中止させるようにし、こ
れにより過負荷運転による異常温度上昇の発生が未然に
防止されるようになっている。The maximum allowable temperature tmax is set according to the insulation specification of the electric motor 2.
For example, in the case of an electric motor using an E-type insulating material, the maximum allowable temperature tmax is set as tmax = 120 ° C. Then, when the temperature t of the electric motor 2 becomes equal to or higher than the maximum allowable temperature tmax + 30 ° C., the electric motor 2 is immediately stopped and the operation of the pump 1 is stopped, thereby preventing occurrence of abnormal temperature rise due to overload operation. It is supposed to be done.
【００２２】一方、これと並行して、中央演算処理装置
７１は積算時間ＴＣを常時監視し、これが予め設定して
ある基準時間ＴＳに達したら（ＴＣ≧ＴＳ）、これも予
め設定してある所定時間Ｔ０が経過するまで、そのとき
要求されている給水量とは無関係に、電動機２の回転数
が定格回転数ＮＲ以下となるように、周波数信号Ｎを出
力する。ここで、この所定時間Ｔ０としては、電動機２
の温度ｔが許容最大温度ｔｍａｘ以下に低下するのに充
分な時間が与えられるように設定すれば良い。On the other hand, in parallel with this, the central processing unit 71 constantly monitors the integrated time T C , and when it reaches a preset reference time T S (T C ≧ T S ), this is also pre-set. Until the set predetermined time T 0 elapses, the frequency signal N is output so that the rotation speed of the electric motor 2 becomes equal to or less than the rated rotation speed N R regardless of the water supply amount requested at that time. Here, as the predetermined time T 0 , the electric motor 2
The temperature t may be set so as to allow sufficient time for the temperature t to fall below the allowable maximum temperature tmax.
【００２３】次に、中央演算処理装置７１は、積算時間
ＴＣが得られる度に、それを記憶装置７２にそれまでに
格納されている累積時間ＴA、即ち、それまでに累積加
算された積算時間ＴＣに加算することによって、新たな
累積時間ＴAを求め、これを監視して、それが電動機２
の耐用限度に達するまでの時間、例えば２×１０４時間
に達したら、警告装置９に信号を送出し、それを報知す
る処理を実行する。Next, each time the central processing unit 71 obtains the cumulative time T C , the central processing unit 71 accumulates the cumulative time TA stored in the storage device 72, that is, the cumulative total accumulated until then. A new cumulative time TA is obtained by adding it to the time T C , and this is monitored, and this is monitored by the motor 2
When the time to reach the service limit of, for example, 2 × 10 4 hours is reached, a signal is sent to the warning device 9 and a process of notifying it is executed.
【００２４】従って、この実施例によれば、必要な回転
数（出力）の７０％の定格の電動機２を使用しているに
もかかわらず、充分に最大給水需要量ＱＭに対応し、要
求を満たした給水量を確保でき、この結果、平均的に定
格出力に近い運転が得られることになり、効率が大幅に
改善されるので電力消費が少なくて済み、且つ設備費も
充分に少なくすることができる。Therefore, according to this embodiment, even though the electric motor 2 having a rating of 70% of the required rotation speed (output) is used, the maximum supply demand Q M of the water supply can be sufficiently met and the demand can be satisfied. It is possible to secure a water supply that satisfies the above conditions, and as a result, an operation that is close to the rated output can be obtained on average, and efficiency is greatly improved, so power consumption is low and equipment costs are also sufficiently low. be able to.
【００２５】そして、このとき、何らかの事情で、電動
機２が定格回転数を越えて運転されている時間が長びい
た場合には、その経過時間と電動機２の温度に応じて電
動機２が定格運転に戻されてしまうから、電動機２に異
常が発生するのを未然に防止でき、且つ、このときで
も、給水動作が停止されるのではなく、給水量は低下す
るにしろ、給水動作が継続されるので、信頼性を充分に
保持することができる。At this time, if for some reason the electric motor 2 has been operating for longer than the rated speed, the electric motor 2 will operate at the rated operation according to the elapsed time and the temperature of the electric motor 2. Therefore, it is possible to prevent an abnormality from occurring in the electric motor 2 in advance, and even at this time, the water supply operation is not stopped but the water supply operation is continued even if the water supply amount is reduced. Therefore, the reliability can be sufficiently maintained.
【００２６】また、この実施例によれば、電動機２が定
格回転数以上で運転された時間の累積により警報が発せ
られるようになっている。このとき、この累積された時
間は、電動機２が過負荷運転された時間の長さであり、
従って、この時間の長さにより電動機２が耐用限度（寿
命）に達したか否かを推定できるから、上記した警報に
より所定のメンテナンスが可能になり、装置が故障して
給水が停止してしまうなどの事態の発生を未然に防止す
ることができるようになり、さらに信頼性の向上を得る
ことができる。Further, according to this embodiment, the alarm is issued by accumulating the time when the electric motor 2 is operated at the rated speed or more. At this time, this accumulated time is the length of time that the electric motor 2 has been overloaded,
Therefore, it is possible to estimate whether or not the electric motor 2 has reached the end of its service life (life) based on the length of this time. Therefore, the above-mentioned alarm enables predetermined maintenance, and the device breaks down and water supply stops. It is possible to prevent the occurrence of such a situation in advance, and further improve the reliability.
【００２７】なお、以上の実施例では、本発明を給水装
置に適用した場合について説明したが、本発明は電動機
を用いた圧縮機及び送風機にも適用できる。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the water supply device has been described, but the present invention can also be applied to a compressor and a blower using an electric motor.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に係る
発明によれば、給水平等が容易に実現され得、しかも、
ポンプ性能が劣化されることなく、省エネルギー運転が
図れるばかりか、ポンプが運転停止された状態でそのポ
ンプに対し保守作業が行われる場合であっても、需要側
に対し継続的に給水を行い得る給水ポンプ装置が得られ
たものとなっている。As described above, according to the invention of claim 1, horizontal feeding can be easily realized, and
Not only energy saving operation can be achieved without degrading the pump performance, but water can be continuously supplied to the demand side even when maintenance work is performed on the pump with the pump stopped. The water supply pump device has been obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明による給水ポンプ装置の一実施例を示す
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a water supply pump device according to the present invention.
【図２】本発明の一実施例におけるコントローラの説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a controller according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例におけるメイン処理を示す流
れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing a main process in an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例における吐出側制御を示す流
れ図である。FIG. 4 is a flow chart showing discharge side control in one embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例における吸込側制御を示す流
れ図である。FIG. 5 is a flow chart showing suction side control in one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例における増速制御を示す流れ
図である。FIG. 6 is a flow chart showing speed-up control in one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例における減速制御を示す流れ
図である。FIG. 7 is a flowchart showing deceleration control in one embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例におけるポンプ停止制御を示
す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart showing pump stop control in one embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例における時間演算処理を示す
流れ図である。FIG. 9 is a flowchart showing a time calculation process in an embodiment of the present invention.
【図１０】給水需要量の変化を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in water supply demand.
【図１１】ポンプの特性曲線図である。FIG. 11 is a characteristic curve diagram of a pump.
【符号の説明】
１…ポンプ、２…電動機、３…インバータ、４，５…圧
力センサ、６…制御装置、７…コントローラ、８…温度
センサ、９…警告装置、１２…水道本管、１３…吸込み
側の第１の配管、１４…吐出し側の配管、１５…給水管
路、１６，１８，２０…逆止弁、１７，１９…仕切弁、
２１…吸込み側の第２の配管。[Explanation of Codes] 1 ... Pump, 2 ... Electric motor, 3 ... Inverter, 4,5 ... Pressure sensor, 6 ... Control device, 7 ... Controller, 8 ... Temperature sensor, 9 ... Warning device, 12 ... Water main, 13 ... 1st piping on the suction side, 14 ... Piping on the discharge side, 15 ... Water supply line, 16, 18, 20 ... Check valve, 17, 19 ... Gate valve,
21 ... The second pipe on the suction side.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図１[Name of item to be corrected] Figure 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図５[Name of item to be corrected] Figure 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図５】 [Figure 5]
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図７[Name of item to be corrected] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】 [Figure 7]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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習志野工場内 (72)発明者 吉田 政雄 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習志野工場内 Ｆターム(参考） 3H020 AA05 BA04 BA12 BA18 BA22 CA03 CA05 DA03 EA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Koichi Sato Chiba Prefecture Narashino City Higashi Narashino 7-1-1 Narashino Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masao Yoshida Chiba Prefecture Narashino City Higashi Narashino 7-1-1 Narashino Factory, Hitachi, Ltd. F-term (reference) 3H020 AA05 BA04 BA12 BA18 BA22 CA03 CA05 DA03 EA02
Claims (3)
ータと、該インバータからの交流電力により可変速に速
度制御される電動機と、該電動機により回転駆動される
ポンプとを備え、該ポンプにより水道本管から水を吸込
んだ上、加圧された状態として需要側に給水する給水ポ
ンプ装置であって、ポンプ吸込側の水圧が吸込目標圧力
を越えている場合に、ポンプ吐出側の水圧を目標圧力に
一致させるべく増速制御する一方、ポンプ吸込側の水圧
が上記吸込目標圧力以下である場合には、ポンプ吸込側
の水圧を制御すべく減速制御する制御手段が具備されて
なる給水ポンプ装置。1. An inverter for generating AC power of variable frequency, an electric motor whose speed is controlled at a variable speed by the AC power from the inverter, and a pump which is rotationally driven by the electric motor. A water feed pump device that draws water from the pipe and supplies water to the demand side in a pressurized state, and when the water pressure on the pump suction side exceeds the suction target pressure, the water pressure on the pump discharge side is set to the target pressure. The water feed pump device is provided with a control means for controlling the speed to match the pump suction side and controlling the deceleration for controlling the water pressure on the pump suction side when the water pressure on the pump suction side is equal to or lower than the suction target pressure.
ータと、該インバータからの交流電力により可変速に速
度制御される電動機と、該電動機により回転駆動される
ポンプとを備え、該ポンプにより水道本管から水を吸込
んだ上、加圧された状態として需要側に給水する給水ポ
ンプ装置であって、ポンプ吸込側の水圧が吸込側ポンプ
停止圧力を越え、且つ吸込目標圧力を越えている場合
に、ポンプ吐出側の水圧を目標圧力に一致させるべく増
速制御し、ポンプ吸込側の水圧が上記吸込側ポンプ停止
圧力を越え、且つ吸込目標圧力以下である場合には、ポ
ンプ吸込側の水圧を制御すべく減速制御し、ポンプ吸込
側の水圧が上記吸込側ポンプ停止圧力以下である場合
に、ポンプを停止すべく制御する制御手段が具備されて
なる給水ポンプ装置。2. An inverter for generating AC power of variable frequency, an electric motor whose speed is controlled at a variable speed by the AC power from the inverter, and a pump which is rotationally driven by the electric motor. A water feed pump device that draws water from a pipe and supplies water to the demand side in a pressurized state, when the water pressure on the pump suction side exceeds the suction side pump stop pressure and also exceeds the suction target pressure. , If the water pressure on the pump discharge side is controlled to increase so as to match the target pressure, and the water pressure on the pump suction side exceeds the pump stop pressure on the suction side and is below the suction target pressure, the water pressure on the pump suction side is adjusted. A water supply pump device comprising deceleration control for control, and control means for controlling to stop the pump when the water pressure on the suction side of the pump is equal to or lower than the pump stop pressure on the suction side.
ータと、該インバータからの交流電力により可変速に速
度制御される電動機と、該電動機により回転駆動される
ポンプとを備え、該ポンプにより水道本管から水を吸込
んだ上、加圧された状態として需要側に給水する給水ポ
ンプ装置であって、ポンプ吸込側の水圧が吸込目標圧力
を越えている場合に、ポンプ吐出側の水圧を目標圧力に
一致させるべく吐出側制御を行い、ポンプ吸込側の水圧
が吸込側ポンプ停止圧力を越え、且つ上記吸込目標圧力
以下である場合には、ポンプ吸込側の水圧を制御すべく
吸込側制御を行い、ポンプ吸込側の水圧が上記吸込側ポ
ンプ停止圧力以下である場合に、ポンプを停止すべく制
御する制御手段が具備されてなる給水ポンプ装置。3. An inverter that generates AC power of variable frequency, an electric motor whose speed is controlled at a variable speed by AC power from the inverter, and a pump that is rotationally driven by the electric motor. A water feed pump device that draws water from the pipe and supplies water to the demand side in a pressurized state, and when the water pressure on the pump suction side exceeds the suction target pressure, the water pressure on the pump discharge side is set to the target pressure. If the water pressure on the suction side of the pump exceeds the pump stop pressure on the suction side and is less than or equal to the target suction pressure, the suction side is controlled to control the water pressure on the suction side of the pump. A water supply pump device comprising control means for controlling the pump to stop when the water pressure on the suction side of the pump is equal to or lower than the stop pressure of the suction side pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003011413A JP2003201989A (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Feed pump equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003011413A JP2003201989A (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Feed pump equipment |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11210872A Division JP2000034983A (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Water supply pump device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003201989A true JP2003201989A (en) | 2003-07-18 |
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ID=27656094
Family Applications (1)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109253557A (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-22 | 荏原冷热系统株式会社 | Absorption Refrigerator |
-
2003
- 2003-01-20 JP JP2003011413A patent/JP2003201989A/en active Pending
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| A02 | Decision of refusal |
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