JP2006307682A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流量計や圧力計を用いることなく、ポンプの運転状態における流量や圧力を計測することができ、ポンプの運転制御に利用することができるポンプ装置を提供する。
【解決手段】 ポンプ１１と、該ポンプの可変速駆動装置１３と、該ポンプの電力計測装置１７と、該ポンプの制御装置１８とを備えたポンプ装置であって、前記制御装置には、前記ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データとを備え、前記ポンプの回転数と電力とから、前記流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、前記流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データとに基づいて、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とを測定する手段を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送液または揚液するポンプの流量や揚程を、流量計や圧力計を用いることなく計測することができるポンプ装置に関するものである。

従来は、送液または揚液するポンプの流量を計測する流量計として、電磁式流量計、超音波式流量計などが一般に用いられている。また、ポンプには圧力計を備え、吐出圧力等が計測され、これに基づいて、例えばポンプ吐出圧力一定制御等が行われている。

また、流量計を用いず、ポンプに供給する電力からポンプに流れる液体の流量を制御するポンプ流量制御装置が知られている。例えば、モータ回転数とモータ電流または電力を測定して、回転数と電流または電力との関係式から流量を演算して求め、演算結果の流量が設定値と比較して差分値が所定値を越えた場合にモータ回転数を変化して、流量を一定に制御するものがある（特許文献１）。

また、同様に流量計を用いず、モータの回転数の情報と、実揚程検出手段を用いて検出した実揚程とから、ポンプの回転数を調整し、ポンプの吐出流量を一定に制御する定流量ポンプ装置が知られている（特許文献２）。
特開２００３−２１０９１号公報 特開平８−２１０２９１号公報

しかしながら、流量計として、電磁式流量計、超音波式流量計などを用いると高精度の流量計測が可能であるが、これらの流量計は高価であり、ポンプの流量制御システムに用いるにはコスト面と実装スペースという点で問題がある。また、圧力計も送液対象の液体が空気を含む渦流である場合などでは、正確な圧力の検出が難しく、圧力計を用いることなく、正確な圧力を検出し、例えば圧力一定制御運転を行いたい場合もある。

上述したように、流量計を用いることなく、ポンプ流量を一定に制御する技術も知られているが、一般にこれらのシステムにおいては、ポンプ固有の特性を演算式で近似したものであり、汎用性に欠けるという問題がある。また、圧力計を用いることなく、ポンプの運転中の圧力を検出することは知られていない。

本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、流量計や圧力計を用いることなく、ポンプの運転状態における流量や圧力を計測することができ、ポンプの運転制御に利用することができるポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明のポンプ装置は、ポンプと、該ポンプの可変速駆動装置と、該ポンプの電力計測装置と、該ポンプの制御装置とを備えたポンプ装置であって、前記制御装置には、前記ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データとを備え、前記ポンプの回転数と電力とから、前記流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、前記流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データとに基づいて、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とを測定する手段を備えたことを特徴とするものである。

ここで、前記制御装置には、抵抗曲線データを演算・記録できる機能を備え、抵抗曲線データと前記ポンプの運転状態における流量と揚程とから、抵抗曲線に沿って目標流量となる回転数を演算により特定する手段と、特定された回転数に前記ポンプの運転速度を変更し、前記ポンプの流量を一定に制御する手段とを備えることが好ましい。

また、前記制御装置には、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とから、抵抗曲線に沿って目標揚程となる回転数を演算により特定する手段と、特定された回転数に前記ポンプの運転速度を変更し、前記ポンプの揚程を一定に制御する手段とを備えるようにしてもよい。

また、本発明のポンプ装置の製造では、ポンプの流量を変化させ、計測したポンプの電力とポンプの流量とから、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データを取得し、計測したポンプの流量と揚程とから、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データを取得し、前記ポンプの回転数を変化させ、計測したポンプの流量と揚程とから、抵抗曲線データを取得し、それぞれのデータを制御装置に記憶させる工程を含む。

本発明によれば、流量計や圧力計を用いることなく、ポンプの運転状態における流量と揚程を良好な精度で汎用的に計測することができる。そして、計測した流量や揚程に基づいて、ポンプの流量一定制御運転や圧力一定制御運転が行える。従って、部品点数を削減した、低製造コストのポンプシステムを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態のポンプ装置を示す。このポンプ装置は、インバータ装置等の可変速駆動装置により駆動されるポンプにおいて、流量計や圧力計を用いることなく、渦巻ポンプの流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性および流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性より流量および揚程を測定し、且つその情報を基に渦巻ポンプの最適制御を行うものである。基本的にポンプ回転数と電力値のみで流量・揚程測定および流量・圧力一定制御運転を行えるポンプ装置である。

すなわち、このポンプ装置は、渦巻ポンプ１１がモータ１２により駆動され、モータ１２は、インバータ装置（可変速駆動装置）１３により可変周波数の電力が供給され、可変速駆動される。これにより、吸込管１４から吸い込まれた水等の流体がポンプ１１により加圧され、吐出管１５より吐出される。

モータ１２に供給される電力は、電源線１６に設けられたＣＴ・ＰＴ１６Ａにより電流・電圧が検出され、電力計１７により電力Ｐが計測される。計測された電力Ｐは、制御装置１８の演算制御装置（ＣＰＵ）１９に入力される。制御装置１８は、上記演算制御装置（ＣＰＵ）１９とメモリ２０を備え、メモリ２０には、ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データとを含んでいる。そして、これらのデータを参照して、以下に詳述するように、ポンプの流量・揚程測定手段および流量・圧力一定制御手段等を備え、流量計や圧力計を用いることなく、流量・圧力一定制御運転等を行える。

図２は、メモリ２０に内蔵した、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データの一例を示す。図示のデータは、商用電源周波数である５０Ｈｚを基準特性曲線（図中点線で示す）として、２．５Ｈｚきざみで、８段階の流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と、同じく８段階の流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線と、５段階の抵抗曲線例を示している。しかしながら、８段階或いは５段階等の段階数はこれに限定されるものではなく、計測必要精度等に応じて決められるべきものである。なお、これらの特性曲線データは、後述するように、実測データに基づいて最小二乗法等の手法により関数化したものである。

次に、上記ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データとを備えたポンプ装置における、ポンプ流量および揚程の測定手段について、図３を参照して説明する。

ポンプ流量および揚程の測定手段は、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線群において、ポンプ回転数Ｎ_０と、ポンプ電力Ｐ_０とが、それぞれインバータ装置１３の出力および電力計１７の出力とから既知であるので（図１参照）、まず回転数Ｎと電力ＰとをＣＰＵ１９により読み込む。そして、回転数Ｎにおける流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性より、流量Ｑを測定し、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性より、揚程Ｈを測定する。

ここで、読み込まれた回転数がＮ_０であり、電力がＰ_０であったとする。図２に示すように、回転数Ｎ_０の流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線と電力Ｐ_０の交点Ａから、その時の流体流量Ｑ_０が測定される。そして、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群において、ポンプ回転数Ｎ_０の流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と流体流量Ｑ_０の交点Ｂから、その時のポンプ揚程Ｈ_０が測定される。

従って、本発明のポンプ装置によれば、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線群と流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群の関数データを制御装置１８の内部に備えることで、ポンプ回転数Ｎ_０と電力Ｐ_０とが既知であることから、流量計や圧力計を備えずとも、ポンプのその時点の運転状態での流量および揚程を上記関数データから測定することができる。

次に、回転数可変による流量一定のポンプ運転制御手段について、図４を参照して説明する。このポンプ運転制御手段では、まずその運転状態におけるポンプ流量Ｑおよび揚程Ｈを測定する。このポンプ流量Ｑおよび揚程Ｈの測定は、上述したように回転数Ｎと電力Ｐとを読み込むことで、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線より、流量Ｑを測定し、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線より、揚程Ｈを測定することで、行うことができる。

測定された流量Ｑが目標流量Ｑ_Ｔと相違する場合は、まず現在の流量Ｑおよび揚程Ｈが位置する抵抗曲線Ｒを特定する。そして、その特性曲線Ｒ上の流量Ｑが目標流量Ｑ_Ｔとなる回転数Ｎ_Ｔを検索する。検索により、上記抵抗曲線上の目標流量Ｑ_Ｔとなる回転数Ｎ_Ｔを見いだせたら、その回転数にインバータ装置の回転数指令を設定する。これにより、流量が目標流量からずれた場合に、配管抵抗等で決まる同一抵抗曲線上で、目標流量Ｑ_Ｔとなる回転数Ｎ_Ｔに単に回転数をジャンプすることで、流量Ｑを目標流量Ｑ_Ｔに戻す流量一定制御運転を行うことができる。

上記流量一定制御運転について、図５を参照して説明する。ここで、目標流量をＱ_Ｔとする。そして、当初の運転状態では、回転数Ｎ_０で抵抗曲線Ｒ_０上に位置していて、運転点（Ｑ_０＝Ｑ_Ｔ，Ｈ_０）であったとする。しかしながら、管路抵抗が減少し、運転点が（Ｑ_１＞Ｑ_Ｔ，Ｈ_１）にずれてしまったとする。この時、運転点が（Ｑ_１，Ｈ_１）を通る抵抗曲線Ｒ_１を特定する。この抵抗曲線Ｒ_１を特定することは、抵抗曲線は、
Ｙ＝ａＸ^２＋ｂ
の二乗関数で表されるので、運転点（Ｑ_１，Ｈ_１）に最も近い抵抗曲線Ｒ_１を選択することによって行われる。

そして、抵抗曲線Ｒ_１上を、この抵抗曲線Ｒ_１に沿って目標流量Ｑ_Ｔとの交点となる回転数Ｎ_Ｔを検索する。この回転数Ｎ_Ｔの検索は、例えば図６に示す演算手段により行われる。 具体的には、離散的な回転数Ｎに対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群において、回転数を１段階ずつ下げて、その時の該抵抗曲線上の流量−揚程（Ｑ−Ｈ）値を求め、流量Ｑと目標流量Ｑ_Ｔとを比較する。
Ｑ＞Ｑ_Ｔ
であれば、さらに回転数Ｎを１段階下げて、その流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と該抵抗曲線との交点である流量Ｑと目標流量Ｑ_Ｔとを比較する。

そして、 Ｑ＜Ｑ_Ｔ
の関係が得られたならば、その回転数Ｎではその抵抗曲線Ｒ_１上において、流量Ｑは目標流量Ｑ_Ｔ以下になるので、その回転数Ｎをインバータ装置に指令し、その回転数にジャンプすることで、ポンプ流量を目標流量以下に直ちに戻すことができる。

なお、流量を常に目標流量以上に保持しつつ流量一定制御を行いたい場合には、回転数Ｎが
Ｑ＜Ｑ_Ｔ
となる１段階前の回転数に設定すればよい。これにより、
Ｑ＞Ｑ_Ｔ
の関係を保ちつつ、流量Ｑを最も目標流量Ｑ_Ｔに近づけることができる。

次に、回転数可変による揚程一定のポンプ運転制御について、図７および図８を参照して説明する。ここで、目標揚程をＨ_Ｔとする。そして、当初の運転状態では、回転数Ｎ_０で運転点（Ｑ_０，Ｈ_０＝Ｈ_Ｔ）であるとする。しかしながら、管路抵抗が増大し、運転点が（Ｑ_１，Ｈ_１＞Ｈ_Ｔ）にずれてしまったとする。この時、揚程一定制御運転では、以下のように動作する。

まず、流量一定制御運転と同様に、その運転状態におけるポンプ流量Ｑおよび揚程Ｈを測定する。この場合は、運転点が（Ｑ_１，Ｈ_１）であることが測定される。次に、運転点（Ｑ_１，Ｈ_１）に最も近い抵抗曲線Ｒ_１を特定する。この抵抗曲線Ｒ_１の特定は、上述したように離散的に設けられた多数の抵抗曲線から、運転点（Ｑ_１，Ｈ_１）に最も近い抵抗曲線Ｒ_１を選択することによって行われる。

そして、抵抗曲線Ｒ_１上を、この抵抗曲線Ｒ_１に沿って目標揚程Ｈ_Ｔとの交点となる回転数Ｎ_Ｔを検索する。この回転数Ｎ_Ｔの検索は、上述したように例えば図６に示す演算手段により行われる。具体的には、離散的な回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群において、回転数を１段階ずつ下げて、その時の該抵抗曲線上の流量−揚程（Ｑ−Ｈ）値を求め、揚程Ｈと目標揚程Ｈ_Ｔとを比較する。このサイクルを繰り返し、回転数Ｎの揚程Ｈが目標揚程Ｈ_Ｔ以下となる点まで回転数Ｎを下げることで、ポンプの揚程Ｈを目標揚程Ｈ_Ｔとすることができる回転数Ｎ_Ｔを求めることができる。そして、ポンプ回転数可変手段であるインバータ装置に回転数Ｎ_Ｔを指令することで、直ちにポンプの運転状態の揚程を目標揚程Ｈ_Ｔに戻すことができる。

従って、上記流量一定制御手段または揚程一定制御手段によれば、ポンプの運転状態における流量と揚程とから、抵抗曲線に沿って目標流量または揚程となる回転数を演算により特定し、特定された回転数に前記ポンプの運転速度を変更し、前記ポンプの流量または揚程を一定に制御するので、従来から制御に必要であった流量計や圧力計を要さず、またＰＩＤコントローラを要さない。このため、部品点数を削減した経済的なポンプシステムとすることができる。

さらに、目標流量または揚程となる回転数を演算により特定し、特定された回転数にポンプの運転速度を変更し、ポンプの流量または揚程を一定に制御するので、簡単で直接的な制御方式により、応答速度を高めた安定した制御が可能となる。また、ＰＩＤコントローラを要さないので、従来のＰＩＤコントローラにおける応答速度を上げようとすると発振しやすくなる等のパラメータの調整が難しいという問題が解決される。

また、上記実施形態では、流量一定制御および揚程一定制御の例について説明したが、小水量の検出も流量計を用いることなく行うことができる。このため、流量が一定値以下の小水量となったときにポンプの運転を停止し、締め切り状態でのポンプの運転を防止することでポンプおよび配管の機械的負荷を低減すると共に、省エネルギ運転を行うことができる。

図９は、例えばポンプ工場の性能試験場等における本発明の流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データ、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データ、および抵抗曲線データを備えたポンプ装置における、上記関数データの取得に好適なポンプ装置の構成例を示す。

このポンプ装置は、モータ１２により駆動されるポンプ１１と、前記ポンプの可変速駆動装置（インバータ装置）１３と、前記ポンプの電力計測装置１６Ａ，１７と、前記ポンプの吸込側および吐出側の圧力計測装置３３，３４と、前記ポンプの流量計測装置３２と、前記ポンプの演算制御装置（ＣＰＵ）１９とメモリ２０とを含む運転制御装置１８とを備えている。そして、前記ポンプ１１の流量を変化させることで、前記電力計測装置１７と、前記流量計測装置３２とから流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データを得る手段と、前記ポンプ１１の流量を変化させることで、前記圧力計測装置３３，３４と、前記流量計測装置３２とから流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データを得る手段とを備えている。さらに、前記ポンプ１１の回転数を変化させることで、前記圧力計測装置３３，３４と、前記流量計測装置３２とから抵抗曲線データを得る手段とを備えている。

すなわち、ポンプ１１はモータ１２により駆動され、ポンプ１１の流量は吐出弁３１により全閉状態から全開状態まで調整が可能である。ポンプ１１の回転数は、インバータ装置１３の指令値により調整が可能である。このシステムでは、ポンプの吐出側と吸込側とにそれぞれ圧力計３３，３４を備え、下部水槽３５から上部水槽３６に揚水するようになっている。従って、ポンプ流量（Ｑ）は流量計３２で計測される。ポンプ１１の実揚程は、両水槽３５，３６の水面の水位差Ｈａに相当するが、全揚程（Ｈ）は上記圧力計３３，３４から計測が可能である。ポンプ１１の軸動力（電力）はモータ１２に供給する電圧および電流をＣＴ・ＰＴ１６Ａにより検出し、電力計１７で演算することで、計測が可能である。

このため、図２に示すように、ポンプ回転数を商用交流電源系統の周波数である５０Ｈｚに固定し、吐出弁３１の開度を全閉から全開まで調整して、運転点が異なる５−１０点の流量を流量計３２で読み取るとともに、圧力計３３，３４からの信号を演算制御装置１９に入力し、全揚程を求めることで、図中点線で示す流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性データが得られる。同様に、吐出弁３１の開度を全閉から全開まで調整して、運転点が異なる点の流量を流量計３２で読み取るとともに、電力（Ｐ）を電力計１７で読み取ることで、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性データが得られる。得られたデータは、最小二乗法等の手法を用いて関数化することで、５０Ｈｚにおける流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線の関数が得られ、演算制御装置１９によりメモリ２０に記憶される。

各回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線とは、相似則が成立することから、周波数が２．５Ｈｚきざみで変化した場合に、揚程および電力は表１に示すように変化する。

従って、図２において点線で示す５０Ｈｚにおける流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線と流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線から、表１に示す２．５Ｈｚきざみの各周波数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群と、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線群とは、図２において、符号１−８で示されるように演算制御装置１９の演算により求められる。なお、２．５Ｈｚきざみの各周波数における流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線群と、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性曲線群とは、例示的に示したもので、例えば０．５Ｈｚきざみ等のより細かな間隔で設けることが精度良く流量および揚程の測定または制御を行う上で好ましいことは勿論である。

次に、抵抗曲線の形成について説明する。吐出弁３１を全開状態として、管路抵抗を最小とし、周波数５０Ｈｚの時の流量Ｑおよび揚程Ｈを計測し、図２において黒丸で表示する。次に、回転数を２．５Ｈｚきざみで低減し、各周波数における流量Ｑおよび揚程Ｈを計測し、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線上（図２）に白丸で表示する。黒丸と８個の白丸を結び最小二乗法等の手法により関数化すると、図示するような管路抵抗最小時の抵抗曲線が得られる。

抵抗曲線は、
Ｙ＝ａＸ^２＋ｂ
の二乗関数で表されるので、バルブ全開時の図中黒丸印と白丸印とが実測データとして求められると、後は任意の本数の抵抗曲線データを等間隔で上記流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性曲線図上に配置することができる。図２の例の場合は、５本の抵抗曲線を等間隔で配置した例を示しているが、流量および揚程の測定・制御精度を上げるためには、細かな間隔で多数の抵抗曲線を配置することが好ましいことは勿論である。
従来の抵抗曲線の形成は、実揚程を圧力計により測定することで上記式のｂを決定し、任意の運転点からａを導く手法が取られていたが、本発明のポンプ装置は、上述のように演算により得られた二乗関数からＹ軸の交点を求めることにより、実楊程を自動的に取得することができる（図２におけるポンプ停止時で流量がゼロの時の揚程（図中星印で示す）は、配管損失を含まない実揚程に相当するものである）。

実測値に基づいて配置された抵抗曲線、およびその抵抗曲線に基づいて上記二乗関数の係数ａを変えて形成された抵抗曲線の関数データは、演算制御装置１９によりメモリ２０に記憶される。

これにより、図２に例示される、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数群、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数群、および抵抗曲線群が、演算制御装置１９によりメモリ２０に記憶され、これに基づいて、流量計や圧力計を用いることなく、ポンプの流量・揚程の測定・制御が行えるようになることは上述したとおりである。

なお、上記実施形態においては、ポンプ流量および吸込側と吐出側の圧力を実測し、これに基づいて、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データ、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データ、および抵抗曲線データが、演算制御装置１９によりメモリ２０に記憶される例について説明したが、同一形式のポンプにあっては、１台について上記実測およびメモリへの記憶を行い、他のポンプについては、上記１台のポンプについて得られたデータのみをメモリに記憶させるようにしてもよい。
特に、システムごとに各々異なる抵抗曲線データについては、設備の据付時、試運転時等に上述のようにデータを自動取得することにより、各種システムへの対応が可能となり、汎用性のある流量一定ならびに圧力一定制御が可能となる。

また、上記実施形態においては、ポンプ流量および吸込側と吐出側の圧力を実測し、これに基づいて、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データ、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データ、および抵抗曲線データをメモリに記憶させるようにしたが、ポンプ製造時の試験成績書等のデータに基づいて、上記データをメモリに記憶させるようにしてもよい。

しかしながら、上記実測データに基づいて、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データ、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データ、および抵抗曲線データをメモリに記憶させるようにすることで、ポンプ特性が経年変化により劣化したような場合にも、例えばポータブル式流量計などを用いることにより、その状態での上記ポンプ固有の特性関数データの取得が可能である。従って、ポンプの特性関数データの更新を行うことで、その都度データを補正することができ、経年変化への対応が可能である。

また、測定した結果は、必要に応じてディスプレイなどの表示装置に出力してもよく、外部に流量、楊程、制御指令回転数、電力を出力信号として、例えば４ｍＡから２０ｍＡの電流信号、１Ｖから５Ｖの電圧信号、および通信信号等で送出するようにしてもよい。
また、電力、圧力、流量データの取得方法については、上述した実施例の代わりにキースイッチと表示器によるデータの入力であってもよいし、パソコン等と接続しパソコン側でデータを入力してもよい。これら入出力装置を備えることにより、本発明の制御装置を単独機器として構成することで、各システム毎にポンプ制御システムを構築することなく、汎用の機器と本発明の制御器との組合わせにより、安価なシステムを構築することができる。

また、流量・電力の計測手段を備えることから、累積流量・累積電力を積算データとして蓄積し、適宜表示するようにしてもよい。これにより、省エネルギ効果等の表示が可能となる。

また、本発明の制御装置に圧力一定制御、流量一定制御のどちらを行うかを選択する
スイッチ等を設けることで、システムに合わせて適切な制御方法を選択できるという効果も奏する。

以上述べたように、本発明のポンプ装置は、ポンプの流量を変化させ、計測したポンプの電力とポンプの流量とから、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データを取得し、計測したポンプの流量と揚程とから、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データを取得し、前記ポンプの回転数を変化させ、計測したポンプの流量と揚程とから、抵抗曲線データを取得し、それぞれのデータを制御装置に記憶させる工程を含むことによって製造される。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

本発明の一実施形態のポンプ装置の概念を示す図である。 流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データの一例を示すポンプ特性線図である。 流量・揚程の測定手段のフロー図である。 流量一定制御手段のフロー図である。 流量一定制御運転の動作を示すポンプ特性線図である。 目標流量・揚程となる回転数を検索するフロー図である。 揚程一定制御手段のフロー図である。 揚程一定制御運転の動作を示すポンプ特性線図である。 本発明の関数データを備えたポンプ装置における、上記関数データの取得に好適なポンプ装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１１ 渦巻ポンプ
１２ モータ
１３ インバータ装置
１４ 吸込管
１５ 吐出管
１６ 電源線
１６Ａ ＣＴ・ＰＴ
１７ 電力計測装置（電力計）
１８ 制御装置（運転制御装置）
１９ 演算制御装置
２０ メモリ
３１ 吐出弁
３２ 流量計（流量計測装置）
３３ 吸込側圧力計（圧力計測装置）
３４ 吐出側圧力計（圧力計測装置）
３５ 下部水槽
３６ 上部水槽

Claims (6)

1. ポンプと、該ポンプの可変速駆動装置と、該ポンプの電力計測装置と、該ポンプの制御装置とを備えたポンプ装置であって、
   前記制御装置には、前記ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データとを備え、
   前記ポンプの回転数と電力とから、前記流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、前記流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データとに基づいて、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とを測定する手段を備えたことを特徴とするポンプ装置。
2. 前記制御装置には、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とから、抵抗曲線に沿って目標流量となる回転数を演算により特定する手段と、特定された回転数に前記ポンプの運転速度を変更し、前記ポンプの流量を一定に制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
3. 前記制御装置には、前記ポンプの運転状態における流量と揚程とから、抵抗曲線に沿って目標揚程となる回転数を演算により特定する手段と、特定された回転数に前記ポンプの運転速度を変更し、前記ポンプの揚程を一定に制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
4. 前記ポンプの回転数に対応した流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データと、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データと、抵抗曲線データとは、個々のポンプの固有の特性を実測値に基づいて、前記制御装置に入力したものであることを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
5. ポンプと、前記ポンプの可変速駆動装置と、前記ポンプの電力計測装置と、前記ポンプの吸込側および吐出側の圧力計測装置と、前記ポンプの流量計測装置と、前記ポンプの制御装置とを備え、
   前記ポンプの流量を変化させることで、前記電力計測装置と、前記流量計測装置とから流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データを得る手段と、
   前記ポンプの流量を変化させることで、前記圧力計測装置と、前記流量計測装置とから流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データを得る手段と、
   前記ポンプの回転数を変化させることで、抵抗曲線データを得る手段とを備えたことを特徴とするポンプ装置。
6. ポンプの流量を変化させ、計測したポンプの電力とポンプの流量とから、流量−電力（Ｑ−Ｐ）特性関数データを取得し、
   計測したポンプの流量と揚程とから、流量−揚程（Ｑ−Ｈ）特性関数データを取得し、
   前記ポンプの回転数を変化させ、計測したポンプの流量と揚程とから、抵抗曲線データを取得することを特徴とするポンプ装置の特性曲線作成方法。

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