JP2016160768A - Pump system, pump system operation method and pump system modification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプシステム、ポンプシステムの運転方法、およびポンプシステムの改修方法に関する。 The present invention relates to a pump system, a method for operating the pump system, and a method for repairing the pump system.
吸水槽に貯留した排水区内の雨水を揚水し、河川または海などに排水するために、立軸ポンプなどのポンプが用いられている。 Pumps such as a vertical shaft pump are used to pump rainwater stored in a water absorption tank and drain it into a river or the sea.
ポンプは、吸水槽の水位が上昇して運転水位以上となったときに起動し、水位が低下して停止水位以下となったときに停止する。ポンプを停止すると、再び起動させるのに時間を要し、ポンプ停止後に急な豪雨があった場合にポンプの起動が間に合わず、吸水槽から水が溢れるおそれがある。そのため、ポンプの起動・停止頻度が少ないことが望ましい。 The pump starts when the water level in the water absorption tank rises and becomes equal to or higher than the operating water level, and stops when the water level decreases and falls below the stop water level. When the pump is stopped, it takes time to start it again. If there is a sudden heavy rain after the pump stops, the pump may not start in time, and water may overflow from the water absorption tank. Therefore, it is desirable that the frequency of starting and stopping the pump is low.
そこで、従来、ポンプの回転数を制御し、水位が低いときには回転数を抑えてポンプの吐出量を低減することにより、吸水槽の水位の急激な低下を抑制する技術が知られている。しかしながら、回転数を制御するための機構や機器が必要となり、ポンプシステムの製造コストが増大する。 Therefore, conventionally, there is known a technique for controlling a rapid decrease in the water level of the water absorption tank by controlling the rotational speed of the pump and suppressing the rotational speed when the water level is low to reduce the discharge amount of the pump. However, a mechanism and equipment for controlling the number of rotations are required, and the manufacturing cost of the pump system increases.
また、吸水槽の水位が低いときには気中で待機運転する先行待機型のポンプが知られている。先行待機型のポンプは、吸水槽の水位が低いときでもポンプは停止しないため、吸水槽の水位の急な上昇にも対応することができる。しかしながら、先行待機型のポンプは、気水混合運転および気中運転をする構造であるためポンプ効率が低く、また、運転切換機構を有することから製造コストが高い。 A prior standby type pump that performs standby operation in the air when the water level of the water absorption tank is low is known. Since the preceding standby type pump does not stop even when the water level of the water absorption tank is low, it can cope with a sudden rise in the water level of the water absorption tank. However, the preceding standby type pump has a structure in which the air-water mixing operation and the air operation are performed, so that the pump efficiency is low, and since the operation switching mechanism is provided, the manufacturing cost is high.
さらに、特許文献1には、吐出水槽への吐出水路の途中に水槽を設け、水槽内に越流せきを設け、越流せきの下流側を吸水槽側に導くバイパス水路を備えているポンプ吐出流量制御装置が記載されている。 Furthermore, in Patent Document 1, a water tank is provided in the middle of the discharge water channel to the discharge water tank, an overflow basin is provided in the water tank, and a pump discharge provided with a bypass water channel that guides the downstream side of the overflow basin to the water absorption tank side. A flow controller is described.
特許文献1のポンプ吐出流量制御装置によれば、吐出水槽の水位に従って水槽の水位が上昇すると、ポンプで揚水した水の一部が越流せきを越え、バイパス水路を介して吸水槽に戻る。これにより、吐出水槽の水位の上昇を抑えることができる。 According to the pump discharge flow control device of Patent Document 1, when the water level of the water tank rises according to the water level of the discharge water tank, a part of the water pumped up by the pump returns to the water absorption tank via the bypass water channel. Thereby, the raise of the water level of a discharge water tank can be suppressed.
また、特許文献2には、バイパス管を開閉するための切替弁を備えており、切替弁を開くことによってポンプで揚水した水を吸水槽に戻す管理運転ができるポンプ設備が記載されている。
Further,
しかしながら、特許文献1のポンプ吐出流量制御装置は、吐出水槽の水位に応じて、吸水槽から吸水した水の一部を、バイパス水路を介して吸水槽に戻すものであって、吸水槽の水位の低下に応じて水を吸水槽に戻すものではない。そのため、吸水槽の水位の低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができるものではない。 However, the pump discharge flow rate control device of Patent Document 1 returns a part of the water absorbed from the water absorption tank to the water absorption tank via the bypass water channel according to the water level of the discharge water tank. The water is not returned to the water absorption tank in accordance with the decrease in the temperature. Therefore, it is not possible to suppress a decrease in the water level of the water absorption tank and reduce the frequency of stopping the pump.
また、特許文献2のポンプ設備のバイパス管は、管理運転時に用いられるものであり、管理運転時に作業者が切替弁を開くことによって、吸水槽に水を戻すものである。そのため、特許文献2のポンプ設備では、作業者が切替弁を操作しない限り吸水槽に水を戻すことができず、通常運転時に吸水槽の水位の低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができるものではない。
Moreover, the bypass pipe of the pump equipment of
本発明は、上記の課題を鑑みなされたものであって、その目的は、低コストかつ簡素な構成または方法により、吸水槽の水位の急激な低下を抑制することによってポンプの停止頻度を低減させたポンプシステム、ポンプシステムの運転方法、およびポンプシステムの改修方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce the frequency of stopping the pump by suppressing a rapid drop in the water level of the water absorption tank with a low-cost and simple configuration or method. Another object of the present invention is to provide a pump system, a method for operating the pump system, and a method for repairing the pump system.
上記の課題を解決するために、本発明の態様1に係るポンプシステムは、吸水槽内の水を揚水するポンプと、上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管とを備えたポンプシステムであって、上記吸水槽には、水位計が設けられており、上記返水管には、返水バルブが設けられており、上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a pump system according to aspect 1 of the present invention includes a pump for pumping water in a water absorption tank, a discharge pipe for discharging water pumped by the pump to a discharge water tank, and the discharge pipe. And a water return pipe provided so that at least a portion of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank, wherein the water absorption tank is provided with a water level gauge. The water return pipe is provided with a water return valve, and includes a valve control unit that controls the water return valve in accordance with the water level of the water absorption tank.
上記の構成によれば、吸水槽の水位に応じて返水バルブを制御することによって、吸水槽から吸水した水の少なくとも一部を吸水槽に返水することができる。これにより、返水バルブが設けられた返水管およびバルブ制御部という低コストかつ簡素な構成によって吸水槽の水位の急激な低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができる。 According to said structure, at least one part of the water absorbed from the water absorption tank can be returned to a water absorption tank by controlling a water return valve according to the water level of a water absorption tank. Thereby, the rapid fall of the water level of a water absorption tank can be suppressed by the low-cost and simple structure of the water return pipe provided with the water return valve, and a valve control part, and the stop frequency of a pump can be reduced.
本発明の態様2に係るポンプシステムは、上記態様1において、上記吐出管には吐出弁が設けられており、上記返水管は、上記吐出弁よりも上流側で上記吐出管から分岐しており、上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記吐出弁を制御する構成であってもよい。
The pump system according to
上記の構成によれば、吸水槽の水位に応じて吐出弁を制御することによって、吸水槽から揚水した水のうち、吐出水槽に送水する水の量を制御することができる。これにより、吐出水槽への送水量を制御することによって吸水槽の水位の急激な低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができる。 According to said structure, the quantity of the water sent to a discharge water tank among the water pumped up from the water absorption tank can be controlled by controlling a discharge valve according to the water level of a water absorption tank. Thereby, the rapid fall of the water level of a water absorption tank can be suppressed by controlling the amount of water supplied to a discharge water tank, and the stop frequency of a pump can be reduced.
本発明の態様3に係るポンプシステムは、上記態様1または2において、上記吐出管または上記返水管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吐出水槽に吐出する追加送水管を備えており、上記追加送水管には、追加送水バルブが設けられており、上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記追加送水バルブを制御する構成であってもよい。
The pump system according to
上記の構成によれば、吐出管に加えて追加送水管を用いて吸水槽内の水を吐出水槽へ送水することができる。これにより、吸水槽への水の流入量が多い場合に吐出水槽への送水量を増加させることができ、吸水槽の水位の上昇を抑制することができる。 According to said structure, the water in a water absorption tank can be supplied to a discharge water tank using an additional water supply pipe in addition to a discharge pipe. Thereby, when there is much inflow amount of the water to a water absorption tank, the water supply amount to a discharge water tank can be increased, and the raise of the water level of a water absorption tank can be suppressed.
本発明の態様4に係るポンプシステムは、上記態様3において、上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位が予め定められた第1水位未満のとき、上記返水バルブを開状態とするとともに上記追加送水バルブを全閉状態とし、上記吸水槽の水位が上記第1水位以上であり予め定められた第2水位未満のとき、上記返水バルブおよび上記追加送水バルブを全閉状態とし、上記吸水槽の水位が上記第2水位以上のとき、上記返水バルブを全閉状態とするとともに上記追加送水バルブを開状態とする構成であってもよい。
In the pump system according to aspect 4 of the present invention, in the
上記の構成によれば、吸水槽の水位が第1水位未満のとき、吐出水槽への送水量を減らし、吸水槽の水位が第1水位以上第2水位未満のとき、吐出管を用いて吐出水槽へ送水することによって通常運転し、吸水槽の水位が第2水位以上のとき、吐出管に加えて追加送水管を用いて吐出水槽へ送水することができる。これにより、吸水槽の水位に応じて適切な量の水を吐出水槽に送水することができる。そのため、吸水槽の水位の上昇を抑制するとともに、吸水槽の水位の急激な低下を抑制してポンプの停止頻度を低減することができる。 According to said structure, when the water level of a water absorption tank is less than a 1st water level, the amount of water feeding to a discharge water tank is reduced, and when the water level of a water absorption tank is more than 1st water level and less than 2nd water level, it discharges using a discharge pipe. When the water tank is operated normally by feeding water to the water tank and the water level of the water absorption tank is equal to or higher than the second water level, water can be fed to the discharge water tank using an additional water pipe in addition to the discharge pipe. Thereby, according to the water level of a water absorption tank, an appropriate quantity of water can be sent to a discharge water tank. Therefore, while suppressing the raise of the water level of a water absorption tank, the rapid fall of the water level of a water absorption tank can be suppressed, and the stop frequency of a pump can be reduced.
また、上記の課題を解決するために、本発明の態様5に係るポンプシステムの運転方法は、吸水槽内の水を揚水するポンプと、上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムの運転方法であって、上記吸水槽の水位を検出する検出ステップと、上記吸水槽の水位に応じて、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記返水管を介して上記吸水槽に返水する返水ステップと、を含んでいることを特徴とする。 Moreover, in order to solve said subject, the operating method of the pump system which concerns on aspect 5 of this invention is the pump which pumps the water in a water absorption tank, and the discharge pipe which discharges the water pumped up by the said pump to a discharge water tank And a water return pipe that is branched from the discharge pipe and is provided so that at least a part of the water pumped up by the pump can be returned to the water absorption tank. And a water return step of returning at least a part of the water pumped up by the pump to the water absorption tank through the water return pipe according to the water level of the water absorption tank. It is characterized by being.
上記の運転方法によれば、吸水槽の水位に応じて、ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、返水管を介して吸水槽に返水するという簡素な方法によって吸水槽の水位の急激な低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができる。 According to the above operation method, depending on the water level of the water absorption tank, at least a part of the water pumped up by the pump is returned to the water absorption tank via the water return pipe, and the water level of the water absorption tank is rapidly increased. The decrease can be suppressed and the pump stop frequency can be reduced.
本発明の態様6に係るポンプシステムの運転方法は、上記態様5において、上記ポンプシステムは、上記吐出管または上記返水管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吐出水槽に吐出可能に設けられた追加送水管を備えており、上記吸水槽の水位に応じて、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記追加送水管を介して上記吐出水槽に吐出する追加送水ステップを含んでおり、上記返水ステップでは、上記吸水槽の水位の低下に伴って返水量を増加させ、上記追加送水ステップでは、上記吸水槽の水位の上昇に伴って吐出量を増加させる運転方法であってもよい。 In the operation method of the pump system according to aspect 6 of the present invention, in the aspect 5, the pump system branches from the discharge pipe or the water return pipe, and at least a part of the water pumped by the pump is supplied to the discharge water tank. An additional water supply pipe provided so as to be able to discharge, and according to the water level of the water absorption tank, at least part of the water pumped up by the pump is discharged to the discharge water tank via the additional water supply pipe In the water return step, the water return amount is increased as the water level of the water absorption tank is decreased, and in the additional water supply step, the discharge amount is increased as the water level of the water absorption tank is increased. It may be a method.
上記の運転方法によれば、吐出管に加えて追加送水管を用いて吸水槽内の水を吐出水槽へ送水することができる。これにより、吸水槽の水位に応じて吐出水槽への送水量を増加させることができ、吸水槽の水位の上昇を抑制することができる。 According to said operating method, the water in a water absorption tank can be supplied to a discharge water tank using an additional water supply pipe in addition to a discharge pipe. Thereby, according to the water level of a water absorption tank, the amount of water supply to a discharge water tank can be increased, and the raise of the water level of a water absorption tank can be suppressed.
さらに、吸水槽の水位の低下に伴って返水量を増加させることができる。これにより、吸水槽の水位の低下を抑制することができる。 Furthermore, the amount of returned water can be increased as the water level in the water absorption tank decreases. Thereby, the fall of the water level of a water absorption tank can be suppressed.
この2つの動作により、吸水槽の水位を安定させることができる。 By these two operations, the water level of the water absorption tank can be stabilized.
また、上記の課題を解決するために、本発明の態様7に係るポンプシステムの改修方法は、吸水槽内の水を揚水するポンプと、上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、を備えたポンプシステムの改修方法であって、上記吐出管に、上記吐出管を分岐させて上記吸水槽に導くとともに返水バルブを備えた返水管を設ける工程と、上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を設置する工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, in order to solve said subject, the improvement method of the pump system which concerns on aspect 7 of this invention is the pump which pumps the water in a water absorption tank, and the discharge pipe which discharges the water pumped up by the said pump to a discharge water tank And a method of revising the pump system comprising: a step of branching the discharge pipe into the discharge pipe and introducing the return pipe to the water absorption tank and having a water return valve; and a water level of the water absorption tank. And a step of installing a valve control unit for controlling the water return valve according to the method.
上記の改修方法によれば、既設のポンプシステムを改修することによって、返水バルブが設けられた返水管およびバルブ制御部という低コストかつ簡素な構成によって吸水槽の水位の急激な低下を抑制し、ポンプの停止頻度を低減可能なポンプシステムとすることができる。 According to the above modification method, by renovating the existing pump system, a rapid reduction in the water level of the water absorption tank is suppressed by a low-cost and simple configuration of a water return pipe provided with a water return valve and a valve control unit. The pump system can reduce the frequency of stopping the pump.
本発明の態様8に係るポンプシステムの改修方法は、上記態様7において、上記吐出管または上記返水管を分岐させて上記吐出水槽に導くとともに上記バルブ制御部によって制御可能な追加送水バルブを備えた追加送水管を設ける工程を含んでいてもよい。 A method for refurbishing a pump system according to aspect 8 of the present invention includes the additional water supply valve that is branched in the discharge pipe or the water return pipe and led to the discharge water tank and can be controlled by the valve control unit. A step of providing an additional water pipe may be included.
上記の改修方法によれば、既設のポンプシステムを改修することによって、吸水槽への水の流入量が多い場合に吐出水槽への送水量を増加させることができ、吸水槽の水位の上昇を抑制可能なポンプシステムとすることができる。 According to the above modification method, the existing pump system can be modified to increase the amount of water supplied to the discharge water tank when the amount of water flowing into the water absorption tank is large, thereby increasing the water level of the water absorption tank. It can be set as the pump system which can be controlled.
本発明によれば、低コストかつ簡素な構成または方法により、吸水槽の水位の急激な低下を抑制することによってポンプの停止頻度を低減させたポンプシステム、ポンプシステムの運転方法、およびポンプシステムの改修方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pump system which reduced the stop frequency of the pump by suppressing the rapid fall of the water level of a water absorption tank by a low-cost and simple structure or method, the operating method of a pump system, and a pump system Refurbishment methods can be provided.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、図1〜3に基づいて詳細に説明する。
Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
<ポンプシステムの構成>
図1は、本実施形態のポンプシステムの要部の構成を示す側面図である。
<Configuration of pump system>
FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of a main part of the pump system according to the present embodiment.
ポンプシステム1は、吸水槽2内の水を外部に排水するためのものである。以下の説明では、吸水槽2内の水を吐出水槽3に送水するポンプシステム1について説明する。
The pump system 1 is for draining the water in the
ポンプシステム1は、ベルマウス11を介して吸水槽2内の水を揚水するポンプ10と、ポンプ10が揚水した水を吐出水槽3に吐出する吐出管20と、吐出管20から分岐した返水管30と、バルブ制御部40と、吸水槽2の水位を検出するための水位計50と、を備えている。
The pump system 1 includes a
ポンプ10として、例えば立軸ポンプを用いることができる。
For example, a vertical shaft pump can be used as the
返水管30の先端は吸水槽2に開放されており、これにより、返水管30は、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を吸水槽2に返水可能である。なお、管理運転時に用いられる管理運転用配管が設けられている場合は、管理運転用配管を返水管30として兼用してもよい。
The tip of the
吐出管20には吐出弁21が設けられている。また、返水管30には返水バルブ31が設けられている。吐出弁21および返水バルブ31は、それぞれ、吐出管20および返水管30の流量を調整可能とするものであればよく、従来公知の様々な形式のものを用いることができる。返水管30は、吐出弁21よりも上流側にある分岐部32において、吐出管20から分岐している。
A
バルブ制御部40は、水位計50を用いて検出された吸水槽2の水位に応じて返水バルブ31を制御する。また、バルブ制御部40は、吸水槽2の水位に応じて吐出弁21を制御するものであってもよい。なお、バルブ制御部40がポンプ10を制御する構成であってもよいし、図示しない他の制御部がポンプ10を制御する構成であってもよい。
The
水位計50の具体的構成は特に限定されず、フリクト式水位計、電極式水位計、および圧力式水位計など、如何なる形式の水位計であってもよいし、連続計測式の水位計および不連続計測式の水位計の何れであってもよいが、一般的な水位計である連続計測式の投込式水位計を好適に用いることができる。
The specific configuration of the
<ポンプシステムの運転>
図2は、本実施形態のポンプシステムの運転方法を示す図であり、(a)は、吸水槽の水位と返水バルブの制御との関係を示す図であり、(b)は、各水位におけるバルブの開閉状態を示す表である。
<Operation of pump system>
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation method of the pump system of the present embodiment, (a) is a diagram illustrating a relationship between the water level of the water absorption tank and the control of the water return valve, and (b) is a diagram illustrating each water level. It is a table | surface which shows the open / close state of the valve | bulb in.
吸水槽2への水の流入量よりも吐出水槽3への送水量の方が多い場合、吸水槽2の水位は低下する。
When the amount of water supplied to the
ポンプシステム1は、吸水槽2の水位が低くなったときにバルブ制御部40が返水バルブ31を開状態とし、返水管30を介して吸水槽2に返水する。
In the pump system 1, the
以下、ポンプシステム1の運転方法について具体的に説明する。 Hereinafter, the operation method of the pump system 1 will be specifically described.
ポンプシステム1の運転方法は、第一に、水位計50を用いて吸水槽2の水位を検出する(検出ステップ)。そして、検出された水位に応じて、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を、返水管30を介して吸水槽2に返水する(返水ステップ)。
The operation method of the pump system 1 first detects the water level of the
具体的には、図2に示すように、バルブ制御部40は、水位h1以下では返水バルブ31を開状態とし、水位h2以上では返水バルブ31を閉状態とする。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
また、バルブ制御部40は、吸水槽2の水位が水位h2以上から低下してCの範囲に入った場合、返水バルブ31を閉状態に維持するとともに、吸水槽2の水位が水位h1以下から上昇してCの範囲に入った場合、返水バルブ31を開状態に維持する。すなわち、水位h1から水位h2の間のC範囲内では、水位の上昇時と下降時とで返水バルブ31の開閉状態が異なる。
Further, the
ポンプシステム1は、このように返水バルブ31を制御することによって、吸水槽2の水位に応じて、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を吸水槽2に返水する。
By controlling the
返水バルブ31を開状態とすることにより、ポンプ10が吸水槽2から揚水した水の少なくとも一部が返水管30を介して吸水槽2に返水されるため、ポンプ10の回転数を制御することなく、低コストかつ簡素な構成によって、吸水槽2から吐出水槽3への送水量を低下させることができる。そのため、吸水槽2の水位の急激な低下を抑制することができ、吸水槽2の水位がポンプ停止水位を下回ることを抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができる。
By opening the
これにより、水位が安定するので、ポンプの起動停止が頻繁に生じるハンチング現象が起きず、ポンプ10がエンジン駆動である場合には、起動・停止時の冷却水および潤滑油の準備に要する時間を省くことができ、ポンプ10がモータ駆動である場合には、モータの起動・停止回数を減らしてモータの寿命を長くすることができるとともに、モータの過熱による起動失敗を防ぐことができる。また、頻繁なポンプ停止による起動遅れも防ぐことができる。
As a result, the water level is stabilized, so that the hunting phenomenon that frequently starts and stops the pump does not occur, and when the
また、図2に示すように、吸水槽2の水位が水位h2まで上昇したときに返水バルブ31を閉状態とすることにより、吸水槽2から吐出水槽3への送水量を多くし、吸水槽2内の水位の急激な上昇を抑制することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the water level of the
なお、バルブ制御部40は、返水バルブ31の開閉状態を開状態および閉状態の2段階で制御可能な構成に限定されない。例えば、バルブ制御部40は、返水バルブ31の開度を調整可能な構成であってもよい。さらに、水位や流量に連動して各バルブの開閉を制御可能な構成であってもよい。
The
これにより、吸水槽2の水位に応じて返水量を調整し、吸水槽2の水位の低下に伴って返水量を増加させることができ、吸水槽2の水位をより安定させた状態でポンプシステム1を運転することができる。
Thereby, the amount of returned water can be adjusted according to the water level of the
また、図2の(b)に示すように、ポンプシステム1は、同じ水位範囲内の水位であっても、水位上昇時と水位下降時とで合計送水量を異ならせることができる。これにより、ポンプの流量を変化させる頻度を抑えて安定した運転をすることができるとともに、各バルブの開閉の頻度を抑えてバルブ用モータの故障を防ぐことができる。 Further, as shown in FIG. 2B, the pump system 1 can vary the total water supply amount when the water level is rising and when the water level is falling, even if the water level is within the same water level range. Thereby, the frequency of changing the flow rate of the pump can be suppressed and a stable operation can be performed, and the frequency of opening and closing each valve can be suppressed to prevent a failure of the valve motor.
<ポンプシステムカーブ>
図3は、本実施形態のポンプシステムの運転特性を説明するためのポンプシステムカーブである。図3において、横軸は流量を示し、縦軸は揚程を示す。
<Pump system curve>
FIG. 3 is a pump system curve for explaining the operating characteristics of the pump system of the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the flow rate, and the vertical axis indicates the head.
図3中、Hはポンプシステム1の全揚程曲線を示し、N1は吐出管20の管路抵抗曲線を示し、N2は吐出弁21を絞ったときの吐出管20の管路抵抗曲線を示し、N3は返水管30の管路抵抗曲線を示し、N4は吐出管20と返水管30の合成管路抵抗曲線を示す。
In FIG. 3, H represents the total head curve of the pump system 1, N <b> 1 represents the pipe resistance curve of the
従来のポンプシステムでは、吸水槽2の水位の急激な低下を抑制するために、吐出弁21を絞ることが考えられる。吐出弁21を絞った状態におけるポンプシステムの運転点は、全揚程曲線Hと管路抵抗曲線N2との交点であるP1となる。また、このときの吐出水槽3への送水量は、Q’となる。
In the conventional pump system, it is conceivable to throttle the
これに対して、本実施形態のポンプシステム1の運転点は、全揚程曲線Hと合成管路抵抗曲線N4との交点であるP2となる。また、本実施形態のポンプシステム1の吸水槽2への返水量はQ1となり、吐出水槽3への送水量はQ2となる。
On the other hand, the operating point of the pump system 1 of the present embodiment is P2 that is the intersection of the total head curve H and the combined pipeline resistance curve N4. Moreover, the amount of water returned to the
以上のように、従来のポンプシステムでは、吸水槽2の水位の急激な低下を抑制するために吐出弁21を絞った場合、流量が例えば定格の40%以下に至り、ポンプシステム1は過少流量での運転となってしまう。
As described above, in the conventional pump system, when the
これに対して、本実施形態のポンプシステム1のように、返水管30を用いて吸水槽2に返水した場合、ポンプシステム1は過少流量とならず、例えば定格より少し大水量の良好な運転点P2で運転することができる。
On the other hand, when the water is returned to the
<ポンプシステムの改修>
本実施形態のポンプシステム1は、ポンプ10および吐出管20を備えた既設のポンプシステムを改修することによって構成してもよい。
<Renovation of pump system>
The pump system 1 of the present embodiment may be configured by modifying an existing pump system including the
このようなポンプシステムの改修(改修方法)は、吐出管20を分岐させて吸水槽2に導くとともに返水バルブ31を備えた返水管30を設ける工程と、返水バルブ31を制御するバルブ制御部40を設置する工程と、を含む。既設のポンプシステムに対して返水管30およびバルブ制御部40を設けるという低コストかつ簡素な改修方法によって、既設のポンプシステムを本実施形態のポンプシステム1とすることができる。
Such a modification (renovation method) of the pump system includes a step of branching the
また、このようなポンプシステムの改修では、返水管30およびバルブ制御部40を設ける工程のみを行ってもよいし、ポンプ10を更新する工程をさらに含んでいてもよい。
Further, in such a modification of the pump system, only the process of providing the
バルブ制御部40を設置する工程では、既設のポンプシステムのバルブ制御部40に返水バルブ31を制御する機能を追加してもよいし、既設のポンプシステムのバルブ制御部を、返水バルブ31を制御する機能を有するバルブ制御部40に交換してもよい。
In the step of installing the
なお、既設のポンプシステムに管理運転用配管が設けられている場合には、新たに返水管30を設ける必要はなく、管理運転用配管を返水管30として兼用してもよい。これにより、改修に必要な費用を抑えることができる。
In addition, when the management operation piping is provided in the existing pump system, it is not necessary to newly provide the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図4〜図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図4は、本実施形態のポンプシステムの要部の構成を示す側面図である。 FIG. 4 is a side view showing a configuration of a main part of the pump system of the present embodiment.
図4に示すように、ポンプシステム101は、追加送水管60を備えているとともに、バルブ制御部40に代えてバルブ制御部140を備えている点を除けば、実施形態1のポンプシステム1と同じ構成を有している。
As shown in FIG. 4, the
追加送水管60は、分岐部32において吐出管20から分岐し、その先端は吐出水槽3に開放されている。追加送水管60には、追加送水バルブ61が設けられている。これにより、追加送水管60は、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を吐出水槽3に吐出可能である。
The additional
バルブ制御部140は、水位計50を用いて検出された吸水槽2の水位に応じて返水バルブ31および追加送水バルブ61を制御する。また、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位に応じて吐出弁21を制御するものであってもよい。
The
<ポンプシステムの運転>
図5は本実施形態のポンプシステムの運転方法を示す図であり、(a)は、吸水槽の水位と返水バルブの制御との関係を示す図であり、(b)は、各水位におけるバルブの開閉状態を示す表である。
<Operation of pump system>
FIG. 5 is a diagram showing an operation method of the pump system of the present embodiment, (a) is a diagram showing the relationship between the water level of the water absorption tank and the control of the water return valve, and (b) is a diagram at each water level. It is a table | surface which shows the open / close state of a valve | bulb.
ポンプシステム101の運転方法は、第一に、水位計50を用いて吸水槽2の水位を検出する(検出ステップ)。そして、検出された水位に応じて、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を、追加送水管60を介して吐出水槽3に吐出する(追加送水ステップ)。
The operation method of the
図5の(a)に示すように、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が水位h3まで低下したとき、返水バルブ31を開状態とする。その後、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が水位h4まで上昇したとき、返水バルブ31を閉状態とし、さらに吸水槽2の水位が水位h6まで上昇したとき、追加送水バルブ61を開状態とする。その後、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が水位h5まで低下したとき、追加送水バルブ61を閉状態とする。
As shown to (a) of FIG. 5, the valve |
このように、バルブ制御部140は、水位の閾値にヒステリシスを持たせて各バルブを制御する。これにより、バルブ開閉によるチャタリングを防止することができ、また、ポンプの流量が変化する頻度を低減することができる。
In this way, the
図5の(b)に示すように、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が水位h3以下から上昇し、水位h3以上かつ水位h4未満(第1水位未満)である水位範囲Cのとき、返水バルブ31を開状態とするとともに追加送水バルブ61を全閉状態とする。これにより、ポンプ10が揚水した水は、一部が吐出管20を介して吐出水槽3に送水されるが、他の一部は返水管30を介して吸水槽2に返水される。そのため、吸水槽2から吐出水槽3への送水量は少なく抑えられる。
As shown in (b) of FIG. 5, the
また、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が水位h4以上(第1水位以上)かつ水位h5未満(第2水位未満)である水位範囲Bのとき、返水バルブ31および追加送水バルブ61を全閉状態とする。これにより、ポンプ10が揚水した水は、吐出管20を介して全て吐出水槽3に送水される。そのため、吸水槽2から吐出水槽3への送水量は、水位範囲Cのときに比べて多い。なお、吸水槽2の水位が水位範囲Bのときであっても、ポンプ機場の上流で大雨が降るなどして急な雨水流入が予測される場合、または、水位上昇率が高い場合には、追加送水バルブ61を開状態としておいてもよい。
Further, the
また、バルブ制御部140は、水位が水位h5を超えて上昇し水位h6以上となると追加送水バルブ61を開状態とする。これにより、ポンプ10が揚水した水は、吐出管20および追加送水管60を介して吐出水槽3に送水されるため、吸水槽2から吐出水槽3への合計送水量は、水位範囲Bのときに比べて多い。
Further, the
次に、水位が水位h6から下降し、水位h5以上(第2水位以上)かつ水位h6未満である水位範囲Aのとき、返水バルブ31を全閉状態とするとともに追加送水バルブ61を開状態とする。
Next, when the water level falls from the water level h6 and is in the water level range A that is higher than the water level h5 (second water level or higher) and lower than the water level h6, the
本実施形態のポンプシステム101の構成によれば、吸水槽の3段階の水位に応じて、適切な量の水を吐出水槽3に送水することができる。そのため、吸水槽2の水位の上昇を抑制するとともに、吸水槽2の水位の急激な低下を抑制することができ、吸水槽2の水位がポンプ停止水位を下回ることを抑制し、ポンプの停止頻度を低減することができる。
According to the configuration of the
これにより、水位が安定するので、ポンプの起動停止が頻繁に生じるハンチング現象が起きず、ポンプ10がエンジン駆動である場合には、起動・停止時の冷却水および潤滑油の準備に要する時間を省くことができ、ポンプ10がモータ駆動である場合には、モータの起動・停止回数を減らしてモータの寿命を長くすることができるとともに、モータの過熱による起動失敗を防ぐことができる。また、頻繁なポンプ停止による起動遅れも防ぐことができる。
As a result, the water level is stabilized, so that the hunting phenomenon that frequently starts and stops the pump does not occur, and when the
また、図5の(b)に示すように、ポンプシステム101は、同じ水位範囲内の水位であっても、水位上昇時と水位下降時とで合計送水量を異ならせることができる。これにより、ポンプの流量を変化させる頻度を抑えて安定した運転をすることができるとともに、各バルブの開閉の頻度を抑えてバルブ用モータの故障を防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 5B, the
なお、本実施形態のポンプシステム101の運転方法は上述した運転方法に限定されない。例えば、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位が低い場合には、吐出管20の吐出弁21を閉状態とし、追加送水管60および返水管30を用いて送水および返水を行ってもよい。
In addition, the operation method of the
また、バルブ制御部140は、返水管30および追加送水バルブ61の開閉状態を開状態および閉状態の2段階で制御可能な構成に限定されない。例えば、バルブ制御部140は、返水管30および追加送水バルブ61の開度を調整可能な構成であってもよい。
Further, the
これにより、吸水槽2の水位の低下に伴って返水管30を介した返水量を増加させ、吸水槽2の水位の上昇に伴って追加送水管60を介した吐出量を増加させることができる。その結果、吸水槽2の水位に応じて吸水槽2から吐出水槽3への送水量(吐出量)を調整し、吸水槽2の水位をより安定させた状態でポンプシステム1を運転することができる。
Thereby, the amount of water returned through the
また、バルブ制御部140は、水位計50による水位測定時の水位に応じてバルブを制御する構成であってもよいし、水位の変化速度に応じてバルブを制御する構成であってもよい。さらに、これらの方法を組み合わせた構成であってもよい。
Further, the
<ポンプシステムカーブ>
図6は、本実施形態のポンプシステムの運転特性を説明するためのポンプシステムカーブである。図6において、横軸は流量を示し、縦軸は揚程を示す。
<Pump system curve>
FIG. 6 is a pump system curve for explaining the operating characteristics of the pump system of this embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the flow rate, and the vertical axis indicates the head.
図6中、Hはポンプシステム1の全揚程曲線を示し、N1は吐出管20の管路抵抗曲線を示し、N5は追加送水管60の管路抵抗曲線を示し、N6は吐出管20と追加送水管60の合成管路抵抗曲線を示す。
In FIG. 6, H shows the total head curve of the pump system 1, N1 shows the pipe resistance curve of the
吐出管20のみを用いて吐出水槽3へ送水する従来のポンプシステムの運転点は、全揚程曲線Hと管路抵抗曲線N1との交点であるP3となる。また、このときの吐出水槽3への送水量は、Q3となる。
The operating point of the conventional pump system that supplies water to the
これに対して、本実施形態のポンプシステム101の運転点は、全揚程曲線Hと合成管路抵抗曲線N6との交点であるP4となる。また、本実施形態のポンプシステム1の吐出水槽3への送水量は、吐出管20の送水量Q4と追加送水管60の送水量Q5の合計となる。
On the other hand, the operating point of the
以上のように、本実施形態のポンプシステム101では、追加送水管60を用いて吐出水槽3へ送水することができるため、従来の吐出管のみのポンプシステムに比べて合計送水量が多い。これにより、吸水槽2への水の流入量が多い場合であっても、吐出水槽3へ多くの水を送水でき、吸水槽2の水位の上昇を抑制することができる。
As described above, in the
<ポンプシステムの改修>
本実施形態のポンプシステム101は、ポンプ10および吐出管20を備えた既設のポンプシステムを改修することによって構成してもよい。
<Renovation of pump system>
The
このようなポンプシステムの改修(改修方法)は、吐出管20を分岐させて吸水槽2に導くとともに返水バルブ31を備えた返水管30を設ける工程と、吐出管20を分岐させて吐出水槽3に導くとともに追加送水バルブ61を備えた追加送水管60を設ける工程と、返水バルブ31および追加送水バルブ61を制御可能なバルブ制御部140を設置する工程と、を含む。
Such a modification (renovation method) of the pump system includes a step of branching the
既設のポンプシステムに対して返水管30、追加送水管60、およびバルブ制御部140を設けるという低コストかつ簡素な改修方法によって、既設のポンプシステムを本実施形態のポンプシステム101とすることができる。
The existing pump system can be used as the
これにより、吸水槽2の水位が、既設のポンプシステムを施工した際に想定していた水位以上の水位になった場合であっても、吸水槽2の最大容量を超えないように吐出水槽3へ排水することができる。
Thereby, even if it is a case where the water level of the
また、このようなポンプシステムの改修では、返水管30およびバルブ制御部140を設ける工程のみを行ってもよいし、ポンプ10を更新する工程をさらに含んでいてもよい。このようなポンプシステムの改修は、ポンプを大容量のポンプに更新する場合に特に有効である。すなわち、ポンプを大容量のポンプに更新することによってポンプが揚水する水の量が増大するが、追加送水管60を設けることによって、送水量を増大することができるため、ポンプの容量を活かして吸水槽2から吐出水槽3への送水を行うことができる。また、返水管30を設けることによって、ポンプの大容量化による吸水槽2の水位の急激な低下を抑制することもできる。
Further, in such a modification of the pump system, only the step of providing the
なお、既設のポンプシステムに管理運転用配管が設けられている場合には、新たに返水管30を設ける必要はなく、管理運転用配管を返水管30として兼用してもよい。これにより、改修に必要な費用を抑えることができる。
In addition, when the management operation piping is provided in the existing pump system, it is not necessary to newly provide the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図7は、ポンプシステムの返水管および追加送水管の分岐部を示す平面図であり、(a)は実施形態2の返水管および追加送水管の分岐部を示す平面図であり、(b)は本実施形態の返水管および追加送水管の分岐部を示す平面図であり、(c)は本実施形態の返水管および追加送水管の分岐部の他の例を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a branch portion of the water return pipe and the additional water supply pipe of the pump system, (a) is a plan view showing a branch portion of the water return pipe and the additional water supply pipe of
図7の(a)に示すように、実施形態2のポンプシステム101では、返水管30および追加送水管60は、分岐部32において吐出管20からT字管として分岐している。すなわち、追加送水管60は返水管30から分岐しているともいえる。
As shown to (a) of FIG. 7, in the
これに対して、図7の(b)に示すように、本実施形態のポンプシステムでは、返水管30は分岐部32において吐出管20から分岐しており、返水管30は分岐部32とは異なる分岐部62において吐出管20から分岐している。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the pump system of the present embodiment, the
このように、返水管30の分岐部と追加送水管60の分岐部とは、異なっていてもよい。また、分岐部32は吐出弁21よりも上流側(吸水槽側)に設けられているが、分岐部62は、吐出弁21よりも上流側であってもよいし、下流側(吐出水槽側)に設けられていてもよい。
Thus, the branch part of the
また、図7の(c)に示すように、追加送水管の数は1に限定されない。ポンプシステムは、追加送水管60に加えて、分岐部72において吐出管20から分岐している他の追加送水管70を備えていてもよい。これにより、合計の送水量をさらに増大させることができる。
Moreover, as shown in (c) of FIG. 7, the number of additional water supply pipes is not limited to one. The pump system may include another additional
また、複数のポンプシステムが設置されているポンプ機場において、各ポンプシステムの追加送水管60を共有してもよい。すなわち、隣り合うポンプシステムの吐出管20から分岐する1つの追加送水管60を設けてもよい。これにより、追加送水管60の設置費用を抑えることができる。
Further, in the pump station where a plurality of pump systems are installed, the additional
なお、上記実施形態2、3では、吐出管20を必ず利用して吐出水槽3へ送水する例を挙げて説明したが、本発明の構成はこれに限られない。吐出管20の吐出弁21を全閉にして、追加送水管60のみで送水することも可能である。通常、追加送水管60の口径は吐出管20の口径よりも小さいため、追加送水管60のみで吐出水槽3へ送水すると、より少ない水量の送水が可能となり、返水管30との組み合わせでより広い範囲での流量調整が可能なポンプシステムとすることができる。
In the second and third embodiments, the example in which the
また、複数のポンプシステムのあるポンプ機場で、老朽化して停止しているポンプシステムがある場合、停止しているポンプシステムを返水管30や追加送水管60として利用し、改修コストを削減することもできる。
In addition, if there is a pump system that has been aged and stopped at a pump station with multiple pump systems, use the stopped pump system as the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、雨水を排水するためのポンプシステムとして利用することができる。 The present invention can be used as a pump system for draining rainwater.
1、101 ポンプシステム
2 吸水槽
3 吐出水槽
10 ポンプ
20 吐出管
21 吐出弁
30 返水管
31 返水バルブ
40、140 バルブ制御部
50 水位計
60、70 追加送水管
h4 水位(第1水位)
h5 水位(第2水位)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101
h5 Water level (second water level)
Claims (8)
上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、
上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管とを備えたポンプシステムであって、
上記吸水槽には、水位計が設けられており、
上記返水管には、返水バルブが設けられており、
上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を備えていることを特徴とするポンプシステム。 A pump for pumping the water in the water absorption tank;
A discharge pipe for discharging water pumped up by the pump to a discharge water tank;
A pump system that includes a return pipe that is branched from the discharge pipe and is provided so that at least a portion of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank,
The water tank is provided with a water level gauge,
The return pipe is provided with a return valve,
A pump system comprising: a valve control unit that controls the water return valve in accordance with a water level of the water absorption tank.
上記返水管は、上記吐出弁よりも上流側で上記吐出管から分岐しており、
上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記吐出弁を制御することを特徴とする請求項1に記載のポンプシステム。 The discharge pipe is provided with a discharge valve,
The return pipe is branched from the discharge pipe upstream of the discharge valve,
The pump system according to claim 1, wherein the valve control unit controls the discharge valve in accordance with a water level of the water absorption tank.
上記追加送水管には、追加送水バルブが設けられており、
上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記追加送水バルブを制御することを特徴とする請求項1または2に記載のポンプシステム。 An additional water supply pipe that branches from the discharge pipe or the water return pipe and discharges at least part of the water pumped by the pump to the discharge water tank;
The additional water supply pipe is provided with an additional water supply valve,
The pump system according to claim 1 or 2, wherein the valve control unit controls the additional water supply valve in accordance with a water level of the water absorption tank.
上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、
上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムの運転方法であって、
上記吸水槽の水位を検出する検出ステップと、
上記吸水槽の水位に応じて、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記返水管を介して上記吸水槽に返水する返水ステップと、を含んでいることを特徴とするポンプシステムの運転方法。 A pump for pumping the water in the water absorption tank;
A discharge pipe for discharging water pumped up by the pump to a discharge water tank;
A return pipe that branches off from the discharge pipe and is provided so that at least a portion of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank, and a method for operating a pump system comprising:
A detection step of detecting the water level of the water absorption tank;
A water return step for returning at least a part of the water pumped by the pump to the water absorption tank through the water return pipe according to the water level of the water absorption tank. Driving method.
上記吸水槽の水位に応じて、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記追加送水管を介して上記吐出水槽に吐出する追加送水ステップを含んでおり、
上記返水ステップでは、上記吸水槽の水位の低下に伴って返水量を増加させ、
上記追加送水ステップでは、上記吸水槽の水位の上昇に伴って吐出量を増加させることを特徴とする請求項5に記載のポンプシステムの運転方法。 The pump system includes an additional water supply pipe that is branched from the discharge pipe or the water return pipe, and is provided so that at least a part of the water pumped by the pump can be discharged to the discharge water tank.
According to the water level of the water absorption tank, including an additional water supply step of discharging at least part of the water pumped by the pump to the discharge water tank via the additional water supply pipe,
In the water return step, the amount of water returned is increased as the water level in the water absorption tank decreases,
6. The operation method of a pump system according to claim 5, wherein in the additional water feeding step, the discharge amount is increased as the water level of the water absorption tank increases.
上記ポンプが揚水した水を吐出水槽に吐出する吐出管と、を備えたポンプシステムの改修方法であって、
上記吐出管に、上記吐出管を分岐させて上記吸水槽に導くとともに返水バルブを備えた返水管を設ける工程と、
上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を設置する工程と、を含むことを特徴とするポンプシステムの改修方法。 A pump for pumping the water in the water absorption tank;
A pump system comprising a discharge pipe for discharging water pumped up by the pump to a discharge water tank,
A step of branching the discharge pipe to the discharge tank and providing a return pipe with a return valve while branching the discharge pipe to the discharge pipe;
And a step of installing a valve control unit for controlling the water return valve in accordance with the water level of the water absorption tank.
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