JP2021193301A - Manhole pump system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マンホールポンプシステムに関する。 The present invention relates to a manhole pump system.
汚水を下水処理施設に搬送するマンホールポンプシステムは、汚水搬送経路に沿って複数のマンホールポンプ装置が設置されている。マンホールポンプ装置は、汚水搬送管の端部の流入管から流入した汚水を貯留するマンホールと、マンホールに貯留された汚水を流出管に圧送する水中ポンプと、マンホールに貯留された汚水の水位を計測する水位センサを備えている。 In the manhole pump system that transports sewage to a sewage treatment facility, a plurality of manhole pump devices are installed along the sewage transport path. The manhole pump device measures the water level of the manhole that stores the sewage that has flowed in from the inflow pipe at the end of the sewage transport pipe, the submersible pump that pumps the sewage stored in the manhole to the outflow pipe, and the sewage stored in the manhole. It is equipped with a water level sensor.
このようなマンホールポンプ装置には、水位センサで計測された水位が所定のポンプ起動水位に達すると水中ポンプを起動し、ポンプ起動水位より低位のポンプ停止水位に達すると水中ポンプを停止する制御部を備えている。 In such a manhole pump device, a control unit that starts the submersible pump when the water level measured by the water level sensor reaches a predetermined pump start water level and stops the submersible pump when the pump stop water level lower than the pump start water level is reached. Is equipped with.
マンホールに設置される水中ポンプは、汚水の最大流入量を排水することを目的とするため、容量の大きな型式のものが選定されるため、ポンプ性能曲線上で高揚程且つ小水量で運転される場合もある。 Since the submersible pump installed in the manhole aims to drain the maximum inflow of sewage, a model with a large capacity is selected, so it is operated with a high lift and a small amount of water on the pump performance curve. In some cases.
ポンプ起動水位で起動された水中ポンプにより、汚水が流出管に圧送されて水位が低下するにつれて圧送する揚程が高くなり、圧送される水量が低下する。つまり、一定に定まったポンプ停止水位に近づくにつれ、次第に効率が悪く高揚程かつ小水量の領域での運転に移行する。 The submersible pump started at the pump start water level pumps sewage into the outflow pipe, and as the water level drops, the pumping head increases and the amount of pumped water decreases. In other words, as the pump stop water level approaches a certain level, the efficiency gradually deteriorates, and the operation shifts to the region of high lift and small amount of water.
マンホールポンプ装置等の排水設備は、予め設定された計画排水量等に基づいて設計されているため、人口密度等が予め想定された規模に到るまでの中途段階では、実際の排水量が計画排水量よりも少ない状況が生じ、そのような状況で常に一定に定まったポンプ停止水位まで圧送すると、効率が悪く揚程の高い領域を含めた運転となり、単位送水量当たりの消費電力量が嵩むという問題があった。 Since drainage facilities such as manhole pumps are designed based on the planned drainage amount set in advance, the actual drainage amount will be higher than the planned drainage amount in the middle stage until the population density etc. reaches the presumed scale. In such a situation, if the pump is pumped to a constant pump stop water level, the operation will be inefficient and include areas with high heads, and there is a problem that the power consumption per unit water displacement will increase. rice field.
また、人口密度等が予め想定された規模に到った後に、人口減少等によって実際の排水量が計画排水量よりも少ない状況が生じる場合もあり、そのような場合にも常に一定に定まったポンプ停止水位まで圧送すると、単位送水量当たりの消費電力量が嵩むという問題があった。 In addition, after the population density reaches a pre-estimated scale, the actual amount of wastewater may be less than the planned amount of wastewater due to population decline, etc., and even in such a case, the pump is always stopped. When pumping to the water level, there is a problem that the amount of power consumption per unit amount of water is increased.
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、ポンプ設備の容量を有効に利用して、ポンプの起動、停止を制御して運転することにより消費電力量を効果的に抑制することが可能なマンホールポンプシステムを提供する点にある。 In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is a manhole capable of effectively suppressing power consumption by effectively utilizing the capacity of the pump equipment and controlling the start and stop of the pump for operation. The point is to provide a pump system.
上述の目的を達成するため、本発明によるマンホールポンプシステムの第一の特徴構成は、貯水槽の水位が起動水位になるとポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置を備えたマンホールポンプシステムであって、前記ポンプ制御装置は、前記停止水位として、有効貯留水深下端水位となる第1停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第1停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第2停止水位が設定可能に構成され、前記貯水槽に対する所定時間内の平均水位の上昇速度を指標にして、前記第1停止水位と前記第2停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されている点にある。 To achieve the above object, a first characteristic feature of the manhole pump system according to the present invention is to start the pump when the water level of savings aquarium is activated water level, the pump controller to stop the pump and then come to a halt water level a manhole pump system wherein the pump control device, the as a stop level, the effective reservoir depth lower first and stop level serving as the water level, the first based on the power consumption amount per unit water amount of the pump second stop level, which is set to the start water level side with respect to the stop level is configured to be set, using as an index the average level rise rate in a predetermined time for said reservoir, the said first stop level The point is that any one of the second stop water levels is configured to be set to the stop water level.
汚水を下水処理施設に搬送する経路に沿って配された各マンホールへの流入水量または流出水量の増減には相関があり、上流側で生じる汚水の増減傾向が下流側に伝達される。例えば、各貯水槽に対する所定時間内の平均水位の上昇速度が高い場合には、第1停止水位を停止水位に設定して各ポンプを駆動することにより、頻繁なポンプ起動の発生を回避することができ、各貯水槽に対する所定時間内の平均水位の上昇速度が低い場合には、第1停止水位を基準にして起動水位側に設定された第2停止水位を停止水位に設定して各ポンプを駆動し、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することができる。このようにしてシステム全体として消費電力を効果的に抑制することができるようになる。 There is a correlation between the increase / decrease in the amount of inflow or outflow to each manhole arranged along the route for transporting sewage to the sewage treatment facility, and the tendency of increase / decrease in sewage generated on the upstream side is transmitted to the downstream side. For example, when the rising speed of the average water level within a predetermined time for each water storage tank is high, the first stop water level is set to the stop water level and each pump is driven to avoid frequent pump start-ups. If the average water level rise rate for each water tank within a predetermined time is low, the second stop water level set on the start water level side based on the first stop water level is set as the stop water level for each pump. Can be operated in a region where the amount of power consumption per unit water supply is low. In this way, the power consumption of the entire system can be effectively suppressed.
同第二の特徴構成は、貯水槽の水位が起動水位になるとポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止し、所定時間における最大起動頻度が定められているポンプ制御装置を備えたマンホールポンプシステムであって、前記ポンプ制御装置は、前記停止水位として、有効貯留水深下端水位となる第1停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第1停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第2停止水位が設定可能に構成され、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第1停止水位と前記第2停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されている点にある。 The second feature structure, start the pump when the water level of savings aquarium is activated water, then stop the pump to be a stop level, provided with a pump control device a maximum start frequency is defined at a given time a manhole pump system, the pump controller, as the stop level, the effective reservoir depth lower first and stop level serving as the water level, the first stop level based on the power consumption amount per unit water amount of the pump The second stop water level set on the start water level side can be set with reference to, and either the first stop water level or the second stop water level is set using the start frequency of the pump per predetermined time as an index. One of them is configured to be set to the stop water level.
貯水設備に設けられるポンプは、所定時間における最大起動頻度が定められている。しかし、貯水槽に対する流入水量あるいは流出水量が最大となる場合以外は起動頻度に余裕がある。そこで、所定時間当たりの起動頻度に基づいて、第1停止水位を基準にして起動水位側に設定された第2停止水位を停止水位に設定してポンプを駆動し、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより消費電力を抑制することができるようになる。 The maximum starting frequency of the pump installed in the water storage facility is set in a predetermined time. However, there is a margin in the activation frequency except when the amount of inflow or outflow to the water tank is maximum. Therefore, based on the start frequency per predetermined time, the second stop water level set on the start water level side based on the first stop water level is set to the stop water level to drive the pump, and the power consumption per unit water supply amount is increased. Power consumption can be suppressed by operating in a region where the amount is low.
同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記指標は、予め設定された日時情報を加味して算出される点にある。The third feature configuration is that, in addition to the first or second feature configuration described above, the index is calculated by adding preset date and time information.
例えば、住宅地であれば朝方や夕刻に水の使用量が増し、工場地帯であれば昼間に水の使用量が増す、というように一日の時間帯により、或いは1週間の曜日(平日か週末か)により特徴的なパターンが見られる。そのような特徴的なパターンを加味して指標が算出されると、より現実に即した電力消費量の低減が可能になる。For example, in a residential area, water usage increases in the morning and evening, and in a factory area, water usage increases in the daytime, depending on the time of day, or on a weekday (weekdays). A characteristic pattern can be seen depending on the weekend. If the index is calculated in consideration of such a characteristic pattern, it becomes possible to reduce the power consumption more realistically.
同第四の特徴構成は、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、搬送経路に沿って配置されたマンホールポンプ装置間で、下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位と起動水位との間の貯水容量が、上流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位と起動水位との間の貯水容量以下となるように、下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位が設定されている点にある。 The fourth characterizing feature of, in addition from the first described above in the third one characteristic feature of the, between manholes pump device which is placed along the conveyance path, a second downstream manhole pump device The second stop water level of the downstream manhole pump device so that the water storage capacity between the stop water level and the start water level is equal to or less than the water storage capacity between the second stop water level and the start water level of the upstream manhole pump device. Is set.
第2停止水位が停止水位に設定された場合に、上流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位と起動水位との間の貯水容量が上流側のポンプにより一度に下流側のマンホールポンプ装置に流入する水量となる。そのような場合に、当該水量よりも下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位と起動水位との間の貯水容量が同等以下となるように流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位が設定されていれば、下流側のマンホールポンプほど単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することができるようになる。例えば、隣接配置されたマンホールポンプ装置の各貯水槽の断面積が同一であれば、下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位を、上流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位と同等かそれ以上の高位に設定すればよい。 When the second stop water level is set to the stop water level, the water storage capacity between the second stop water level and the start water level of the upstream manhole pump device flows into the downstream manhole pump device at once by the upstream pump. It becomes the amount of water to be pumped. In such a case, the second stop water level of the manhole pump device on the flow side is set so that the water storage capacity between the second stop water level and the start water level of the manhole pump device on the downstream side of the water volume is equal to or less than the same level. If so, the manhole pump on the downstream side can be operated in a region where the power consumption per unit water supply amount is low. For example, if the cross-sectional area of each water tank of the adjacent manhole pump device is the same, the second stop water level of the downstream manhole pump device is equal to or equal to the second stop water level of the upstream manhole pump device. It may be set to the above high level.
同第五の特徴構成は、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記ポンプ制御装置は、ポンプの起動頻度が予め設定された起動頻度よりも高くなると、前記第2停止水位を低位に変更設定するように構成されている点にある。 The fifth characterizing feature of the from the first upper mentioned in addition to the fourth one of characteristic structure of the pump control device becomes higher than the start frequency of start frequency of the pump is set in advance, the second 2 The point is that it is configured to change and set the stop water level to a low level.
ポンプの所定時間当たりの起動頻度によっては、固定された値の第2停止水位で運転を続けることが困難となる場合が生じるが、その時に設定される第2停止水位が第1停止水位を基準にして指標に基づいて第1停止水位側に可変設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になる。 Depending on the starting frequency of the pump per predetermined time, it may be difficult to continue operation at the fixed value of the second stop water level, but the second stop water level set at that time is based on the first stop water level. If it is variably set to the first stop water level side based on the index, it becomes possible to reduce the power consumption more flexibly.
同第六の特徴構成は、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置のポンプ制御装置は、前記貯水槽の水位が起動水位になると上流側のマンホールポンプ装置のポンプ制御装置に起動指令を出力し、上流側のマンホールポンプ装置のポンプが起動されたことを確認した後にポンプを起動するように構成されている点にある。 The sixth characterizing feature of from the first upper mentioned in addition to the fifth one of characteristic structure of the pump control apparatus of the manhole a pump device installed in the downstream side along the conveyance path, the reservoir When the water level reaches the starting water level, a start command is output to the pump control device of the upstream manhole pump device, and the pump is started after confirming that the pump of the upstream manhole pump device has been started. There is a point.
下流側のマンホールポンプ装置の貯水槽の水位が起動水位になると、ポンプを起動する前に上流側のマンホールポンプ装置のポンプ制御装置に起動指令を出力し、上流側のマンホールポンプ装置から汚水が流入するのを待ってポンプを起動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転時間を稼ぐことができるようになる。 When the water level in the water tank of the downstream manhole pump device reaches the starting water level, a start command is output to the pump control device of the upstream manhole pump device before starting the pump, and sewage flows in from the upstream manhole pump device. By starting the pump after waiting for it to be done, it becomes possible to earn operating time in a region where the amount of power consumption per unit amount of water is low.
同第七の特徴構成は、上述の第六の特徴構成に加えて、搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置のポンプ制御装置は、上流側のマンホールポンプ装置のポンプ制御装置に起動指令を出力した後、所定時間が経過すると上流側のマンホールポンプ装置のポンプの起動を確認することなくポンプを起動するように構成されている点にある。 The seventh characterizing feature of, in addition to the sixth characteristic feature of the above mentioned, the pump control apparatus of the manhole a pump device installed in the downstream side along the conveyance path, the pump control of the upstream manhole pump device The point is that the pump is started without confirming the start of the pump of the manhole pump device on the upstream side when a predetermined time elapses after the start command is output to the device.
上流側のマンホールポンプ装置からの汚水の流入を待つ間に、下流側のマンホールポンプ装置の貯水槽の水位が上昇すると汚水が溢流する虞がある。上流側のマンホールポンプ装置のポンプ制御装置に起動指令を出力した後、所定時間が経過するとポンプを起動することで、そのような事態を回避することができる。 If the water level in the water tank of the downstream manhole pump device rises while waiting for the inflow of sewage from the upstream manhole pump device, the sewage may overflow. Such a situation can be avoided by starting the pump after a predetermined time elapses after outputting the start command to the pump control device of the manhole pump device on the upstream side.
同第八の特徴構成は、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置のポンプ制御装置は、前記貯水槽の水位が起動水位になると所定時間が経過した後にポンプを起動するように構成されている点にある。 The eighth characterizing feature of from the first upper mentioned in addition to the fifth one of characteristic structure of the pump control apparatus of the manhole a pump device installed in the downstream side along the conveyance path, the reservoir The point is that the pump is configured to start after a predetermined time has elapsed when the water level reaches the starting water level.
貯水槽の水位が起動水位になっても汚水が貯水槽から直ちに溢流する異常高水位になるようなことはなく、通常はある程度の余裕がある。そこで、貯水槽の水位が起動水位になっても所定時間待機した後にポンプを起動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転時間を稼ぐことができるようになる。 Even if the water level of the water tank reaches the starting water level, the sewage does not immediately overflow from the water tank to an abnormally high water level, and there is usually some margin. Therefore, even if the water level of the water tank reaches the starting water level, by starting the pump after waiting for a predetermined time, it becomes possible to earn an operating time in a region where the power consumption per unit water supply amount is low.
同第九の特徴構成は、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記ポンプ制御装置は、前記貯水槽の水位が起動水位になり、前記指標に基づいて前記停止水位を前記第2停止水位に設定されていても所定の条件を満たすと、前記指標にかかわらず前記停止水位を前記第1停止水位に設定するスカム排出制御を実行するように構成されている点にある。 The ninth characterizing feature of from the first upper mentioned in addition to the eighth one feature structure of the pump control device, the water level of the reservoir is to start water level, the stop on the basis of the index Even if the water level is set to the second stop water level, if a predetermined condition is satisfied, the scum discharge control for setting the stop water level to the first stop water level is executed regardless of the index. It is in.
停止水位を第1停止水位よりも起動水位側の第2停止水位に設定された状態で運転が継続されると、貯水槽に継続的に汚水が滞留してスカムが発生し成長し、悪臭の発生や送水管の詰りなど貯水槽の環境を悪化させる虞がある。そのような場合に備えて、指標に基づいて停止水位を第2停止水位に設定されていても強制的に第1停止水位に設定することにより汚水とともにスカムが下流側に搬送され、環境の悪化を防止することができる。 If the operation is continued with the stop water level set to the second stop water level on the start water level side of the first stop water level, sewage continuously stays in the water tank, scum is generated and grows, and a foul odor is generated. There is a risk of deteriorating the environment of the water tank, such as occurrence or clogging of the water pipe. In preparation for such a case, even if the stop water level is set to the second stop water level based on the index, by forcibly setting the stop water level to the first stop water level, the scum is transported to the downstream side together with the sewage, and the environment deteriorates. Can be prevented.
同第十の特徴構成は、上述の第九の特徴構成に加えて、前記所定の条件が時刻情報であり、搬送経路に沿って下流側のマンホールポンプ装置ほど遅い時刻に設定されている点にある。 Wherein configuration of the tenth, in addition to the ninth characterizing feature described above, the a predetermined condition is time information, that is set to a time later as a manhole pump device on the downstream side along the conveyance path It is in.
指標に基づいて停止水位を第2停止水位に設定されていても所定時刻になると強制的に第1停止水位に設定することで、汚水とともにスカムが下流側に搬送される。所定時刻が下流側のマンホールポンプ装置ほど遅い時刻に設定されることにより、汚水搬送経路に沿って上流側から下流側にスカムが滞ることなく搬送されるようになる。 Even if the stop water level is set to the second stop water level based on the index, the scum is transported to the downstream side together with the sewage by forcibly setting the stop water level to the first stop water level at a predetermined time. By setting the predetermined time to a later time as the manhole pump device on the downstream side is set, the scum can be transported from the upstream side to the downstream side along the sewage transport path without delay.
同第十一の特徴構成は、上述の第九の特徴構成に加えて、前記所定の条件が上流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置から送信されるスカム排出指令の確認である点にある。 The eleventh characterizing feature, in addition to the ninth characterizing feature of the above mentioned, lies in the predetermined condition is confirmed scum discharge command transmitted from the pump controller manhole pump equipment on the upstream side ..
上流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置からスカム排出指令を受信した下流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置が停止水位を第1停止水位に設定するスカム排出制御を実行する上流側から下流側の順にスカム排出制御が実行され、汚水搬送経路に沿って上流側から下流側にスカムが滞ることなく搬送されるようになる。 The pump control device of the manhole pump equipment on the downstream side that received the scum discharge command from the pump control device of the manhole pump equipment on the upstream side executes the scum discharge control that sets the stop water level to the first stop water level. The scum discharge control is executed in order, and the scum is transported from the upstream side to the downstream side along the sewage transport path without stagnation.
同第十二の特徴構成は、上述の第第一から第十一の何れかの特徴構成に加えて、前記ポンプ制御装置は、前記起動水位として、第1起動水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第1起動水位を基準にして前記停止水位とは反対側に設定された第2起動水位が設定可能に構成され、前記指標に基づいて、前記第1起動水位と前記第2起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されている点にある。In the twelfth characteristic configuration, in addition to any of the above-mentioned first to eleventh characteristic configurations, the pump control device has the first starting water level and the unit feed of the pump as the starting water level. The second start water level set on the side opposite to the stop water level is configured to be configurable based on the power consumption per water amount with respect to the first start water level, and the first start water level is set based on the index. The point is that either the water level or the second starting water level is configured to be set to the starting water level.
起動水位を上述のように設定すれば、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転が可能になり、さらに効果的に電力消費量を低減することが可能になる。If the starting water level is set as described above, it is possible to operate in a region where the power consumption per unit water supply amount is low, and it is possible to further effectively reduce the power consumption.
以上説明した通り、本発明によれば、ポンプ設備の容量を有効に利用して、ポンプの起動、停止を制御して運転することにより消費電力量を効果的に抑制することが可能なマンホールポンプシステムを提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, according to the present invention, a manhole pump capable of effectively suppressing power consumption by effectively utilizing the capacity of the pump equipment and controlling the start and stop of the pump for operation. It became possible to provide a system.
以下に、本発明によるマンホールポンプシステムと当該マンホールポンプシステムに組み込まれるポンプ制御装置並びにポンプ運転方法を説明する。 The manhole pump system according to the present invention, the pump control device incorporated in the manhole pump system, and the pump operation method will be described below.
図1及び図2に示すように、地中に埋設された汚水配管に沿って所定の間隔で配置された複数台のマンホールポンプ装置10(10−1〜10−n)により本発明によるマンホールポンプシステム100が構成されている。nは設備数であり、十数施設から数十施設で一つのグループが構成されている。そして、汚水処理場に向けて配される汚水配管の経路に沿って複数のグループが構築されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a manhole pump according to the present invention is provided by a plurality of manhole pump devices 10 (10-1 to 10-n) arranged at predetermined intervals along a sewage pipe buried in the ground. The system 100 is configured. n is the number of facilities, and one group is composed of a dozen to dozens of facilities. Then, a plurality of groups are constructed along the route of the sewage pipe arranged toward the sewage treatment plant.
各マンホールポンプ装置10は、流入管12から流入した汚水を貯留する貯水槽としてのマンホール11と、マンホール11に貯留された汚水を立上り配管13を介して流出管14に圧送する2台の水中ポンプ20と、マンホール11に貯留された汚水の水位を計測する水位センサ15を備えている。
Each
水位センサ15として投込圧力式や気泡式の水位センサが用いられ、マンホール11の底部に設置されて、マンホール11に貯留される汚水の水位を連続的に検出するように構成されている。更に、水位センサ15の故障に備えてバックアップ用のフロート式の水位センサ16が異常高水位となる高さに設置され、水位センサ15及び水位センサ16で異常高水位HHWLを検出するように構成されている。尚、水位センサとして浮子式の水位センサを用いて、所定の水位となる毎に水位を検知する等、その他公知の水位センサによって水位を計測するように構成してもよい。
An injection pressure type or bubble type water level sensor is used as the
各マンホールポンプ装置10の地上近傍には水中ポンプ20の起動・停止を制御する制御装置51を備えた制御盤50が設けられている。制御装置51と水中ポンプ20の間に水中ポンプ20に組み込まれた電動機30に給電するための給電線57が配線され、制御装置51と水位センサ15の間に、水位検知信号線58が配線されている。
A
図3に示すように、制御装置51には、制御部として機能するマイクロコンピュータ52(以下、「制御部52」とも記す。)と、マイクロコンピュータ52で実行される制御プログラムが格納されるとともにワーキング領域として利用されるメモリ53と、マイクロコンピュータ52により制御されるポンプ駆動回路54が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
さらに、マイクロコンピュータ52から出力されるモニタ信号を入力してマンホールポンプ装置10の状態を外部の遠隔管理装置56や他のマンホールポンプ装置10にWi-Fiや携帯電話回線網を介してインターネット接続可能な通信部55等を備えている。
Further, by inputting a monitor signal output from the
具体的には、制御部52で把握されるポンプの起動時刻や1日の起動回数、異常高水位の発生の有無、さらにはポンプに備えたセンサで検知される異常加熱のような異常状態に関する情報、さらには以下に示すポンプ起動水位やポンプ停止水位の設定情報及びその時刻情報等が通信部55を介して遠隔管理装置56に送信される。
Specifically, it relates to the start time of the pump, the number of start times per day, the presence or absence of an abnormally high water level, and an abnormal state such as abnormal heating detected by a sensor provided in the pump, which is grasped by the
制御部52は、水位センサ15により計測された水位に基づいてポンプ駆動回路54を制御して水中ポンプ20の電動機30を起動制御する。例えば、ポンプ駆動回路54がインバータ回路で構成される場合には、電動機30の回転数が制御され、ポンプ駆動回路54が給電用のリレー回路で構成される場合には、電動機30への給電状態が制御される。
The
制御部52は、水位センサ15により貯水量がポンプ起動水位HWLになったと検知されると電動機30を起動(以下、「水中ポンプを起動」とも記す。)して水中ポンプ20による汚水の下流側への圧送を開始し、ポンプ停止水位LWLが計測されると、所定時間経過後、つまり、停止水位LWLから吸込口24近傍までの水位に相当する水量を圧送するのに要する時間の経過後に電動機30を停止して水中ポンプ20による汚水の排出を停止する。
When the
図2に示すように、制御部52は、停止水位LWLとして、マンホール設備の有効貯留水深下端水位に設定された第1停止水位LWL1と第1停止水位LWL1を基準にして起動水位HWL側、つまり高水位側に設定された第2停止水位LWL2が設定可能に構成され、マンホール11に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、第1停止水位LWL1と第2停止水位LWL2の何れか一方を停止水位LWLに設定するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
さらに、制御部52は、起動水位HWLとして、第1起動水位HWL1と第1起動水位HWL1を基準にして停止水位LWLとは反対側、つまり高水位側に設定された第2起動水位HWL2が設定可能に構成され、前記指標に基づいて、第1起動水位HWL1と第2起動水位HWL2の何れか一方を起動水位HWLに設定するように構成されている。
Further, the
例えば、マンホール11に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が多い場合には、第1停止水位LWL1を停止水位LWLに設定して水中ポンプ20を駆動することにより、頻繁なポンプ起動を回避することができ、マンホール11に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が少ない場合には、第1停止水位LWL1を基準にして起動水位HWL側に設定された第2停止水位LWL2を停止水位LWLに設定して水中ポンプ20を駆動する。後者の制御によって、単位送水量当たりの消費電力量の高い領域での運転を回避して消費電力量を抑制することができるようになる。
For example, when the amount of inflow or outflow to the
起動水位HWLとして、上述した第1起動水位HWL1と、第1起動水位HWL1を基準にして停止水位LWLとは反対側に設定された第2起動水位HWL2とを切替可能に構成することにより、さらに単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転が可能になり、さらに効果的に電力消費量を低減することが可能になる。尚、少なくとも、停止水位が切替可能に構成されていればよい。 By configuring the start water level HWL to be switchable between the above-mentioned first start water level HWL1 and the second start water level HWL2 set on the opposite side of the stop water level LWL with reference to the first start water level HWL1. It is possible to operate in a region where the power consumption per unit water supply amount is low, and it is possible to further effectively reduce the power consumption. At least, the stop water level may be switchable.
停止水位LWLや起動水位HWLを設定するための指標は、マンホール11に対する所定時間当たりの流入水量であり、所定時間当たりの流入水量が多い場合には、頻繁なポンプの起動停止を回避すべく第1停止水位LWL1に停止水位LWLが設定され、溢流を回避すべく第1起動水位HWL1に起動水位HWLが設定される。
The index for setting the stop water level LWL and the start water level HWL is the amount of inflow water per predetermined time for the
逆に、所定時間当たりの流入水量が少ない場合には、揚程が大きく低水位の領域、即ち単位送水量当たりの消費電力量が高くなる領域での運転を回避すべく、単位送水量当たりの消費電力量の低い第2停止水位LWL2に停止水位LWLが設定され、第2起動水位HWL1に起動水位HWLが設定される。 On the contrary, when the inflow water amount per predetermined time is small, the consumption per unit water supply amount is avoided in order to avoid the operation in the region where the lift is large and the water level is low, that is, the power consumption amount per unit water supply amount is high. The stop water level LWL is set in the second stop water level LWL2 having a low electric energy amount, and the start water level HWL is set in the second start water level HWL1.
所定時間当たりの流入水量の多少は、水中ポンプ20の停止時に水位センサ15で計測される直近の水位の上昇速度に基づいて判断することができ、精度を上げるために所定時間内の平均水位の上昇速度に基づいて判断することができ、水中ポンプ20の直近の運転時間を加味して、指標を算出するようにしてもよい。
The amount of inflow water per predetermined time can be determined based on the latest rising speed of the water level measured by the
後者の場合、起動水位HWLから停止水位LWLに到るまでの水中ポンプ20の運転時間が長いと、所定時間当たりの流入水量が多いと判断でき、起動水位HWLから停止水位LWLに到るまでの水中ポンプ20の運転時間が短いと、所定時間当たりの流入水量が少ないと判断できる。
In the latter case, if the operating time of the
直近の水位変動またはポンプの直近の運転時間をモニタすることにより、その時点のポンプによる必要送水量が分かるので、そのような情報に基づいて状況を学習して適切な停止水位に設定することで、その時に必要な所定の送水量を維持しながらも電力消費量を低減可能な運転が可能になる。 By monitoring the latest water level fluctuation or the latest operating time of the pump, the required amount of water sent by the pump at that time can be known, so by learning the situation based on such information and setting the appropriate stop water level. At that time, it becomes possible to operate in which the power consumption can be reduced while maintaining the required predetermined amount of water supply.
さらに、マンホール11に対する単位水量の流出に必要な電力量に基づいて、所定時間当たりの流入水量の具体的な数値を算出し、指標とすることが好ましい。このような指標を設定することで、さらに単位水量の流出に必要な電力量が低くなる領域でポンプが運転されるようになる。
Further, it is preferable to calculate a specific numerical value of the inflow water amount per predetermined time and use it as an index based on the amount of electric power required for the outflow of the unit water amount to the
さらに、予め設定された日時情報を加味して指標が算出されるように構成してもよい。例えば、住宅地であれば朝方や夕刻に水の使用量が増し、工場地帯であれば昼間に水の使用量が増す、というように一日の時間帯により、或いは1週間の曜日(平日か週末か)により特徴的なパターンが見られる。そのような特徴的なパターンを加味して指標が算出されると、より現実に即した電力消費量の低減が可能になる。 Further, the index may be calculated by adding the preset date and time information. For example, in a residential area, water usage increases in the morning and evening, and in a factory area, water usage increases in the daytime, depending on the time of day, or on a weekday (weekdays). A characteristic pattern can be seen depending on the weekend. If the index is calculated in consideration of such a characteristic pattern, it becomes possible to reduce the power consumption more realistically.
このような日時情報は地域毎に異なるため、個々の日時情報が遠隔管理装置56から無線で各マンホールポンプ装置10の通信部55に送信され、メモリ53に格納されるように構成されることが好ましい。
Since such date and time information differs depending on the region, the individual date and time information may be wirelessly transmitted from the remote management device 56 to the
第2停止水位LWL2及び/または第2起動水位HWL2が、指標に基づいて可変設定可能に構成されていることが好ましく、流入水量の変動に柔軟に対応して電力消費量を一層低減することが可能になる。例えば、所定時間当たりの流入水量がきわめて少ない場合には、第2停止水位LWL2及び/または第2起動水位HWL2をより上方に設定することで、さらなる消費電力量の低減化を図ることができる。 It is preferable that the second stop water level LWL2 and / or the second start water level HWL2 are configured to be variably set based on the index, and it is possible to flexibly respond to fluctuations in the inflow water amount and further reduce power consumption. It will be possible. For example, when the amount of inflow water per predetermined time is extremely small, the power consumption can be further reduced by setting the second stop water level LWL2 and / or the second start water level HWL2 higher.
さらに、第1停止水位LWL1がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、第2停止水位LWL2が停止水位LWLに設定された状態で水中ポンプ20が所定回数運転され及び/または所定時間経過すると、少なくとも一度は第1停止水位LWL1を停止水位LWLに設定して水中ポンプ20を運転するように構成されていることが好ましい。
Further, the
マンホールポンプ装置10では、貯水槽への流入水に混入する厨芥や油脂等の有機物が水面に浮遊して膜状に形成されるスカムが発生し、これにより内部に異臭が発生する。そのような場合でも、第1停止水位LWL1がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、それより上方の第2停止水位LWL2が停止水位に設定された状態でポンプが所定回数運転され及び/または所定時間経過したときに、停止水位LWLを第1停止水位LWL1に設定してポンプを運転すると、マンホール11に蓄積されたスカムが水中ポンプ20により排水されて、マンホール11内の浄化が行なわれるようになる。
In the
また、予め設定された水中ポンプ20の最小起動時間間隔を満たすように起動水位HWLと第2停止水位LWL2が設定されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the starting water level HWL and the second stop water level LWL2 are set so as to satisfy the preset minimum starting time interval of the
ポンプの起動時間間隔が短い場合には、頻繁な起動による消費電力量の上昇と、ポンプの電動機の発熱をもたらし、電動機、つまりポンプの寿命を損なう虞がある。しかし、起動水位と第2停止水位を適切に設定することにより、予め設定されたポンプの最小起動時間間隔を満たすことができ、上述した不都合な事態の発生を回避できるようになる。 If the start-up time interval of the pump is short, the power consumption increases due to frequent start-up, and the electric motor of the pump generates heat, which may shorten the life of the electric motor, that is, the pump. However, by appropriately setting the starting water level and the second stop water level, it is possible to satisfy the preset minimum starting time interval of the pump, and it becomes possible to avoid the occurrence of the above-mentioned inconvenient situation.
図5に示すように、ポンプは、使用する範囲において単位時間あたりの吐出量が増加するにつれて単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を示すポンプである必要がある。 As shown in FIG. 5, the pump needs to be a pump having a characteristic that the amount of electric power required to discharge a unit amount of water decreases as the amount of discharge per unit time increases in the range of use.
図4に示すフローチャートに基づいて、図5に類似する特性を持つポンプの制御部52で実行されるポンプ運転方法を説明する。
制御部52は、メモリ53から指標を読み出して(S1)、その値が予め設定された閾値より低い場合、つまり単位時間当たりの流入量が少ないと判断すると(S2)、起動水位をHWL2、停止水位をLWL2に設定し(S3)、単位時間当たりの流入量が多いと判断すると(S2)、起動水位をHWL1、停止水位をLWL1に設定する(S11)。
Based on the flowchart shown in FIG. 4, a pump operation method executed by the
When the
起動水位がHWL2、停止水位がLWL2に設定され(S3)、マンホール11の水位が起動水位HWL2以上になると(S4)、ポンプを起動するとともにポンプ起動カウンタをインクリメントする(S5)。ポンプ起動カウンタの値は初期に0に設定され、起動される度に1加算される。
When the start water level is set to HWL2, the stop water level is set to LWL2 (S3), and the water level of the
ポンプ起動カウンタの値が予め設定された閾値N(本実施形態では、N=6)未満であると(S6)、停止水位LWL2を基準に水位が低下するまで駆動され(S8)、閾値Nになると停止水位LWL1を基準に水位が低下するまで駆動され、水位が停止水位LWL1以下になると(S7)、ポンプ起動カウンタの値が0にリセットされて(S9)、所定時間経過後に水中ポンプ20が停止される(S10)。
When the value of the pump start counter is less than the preset threshold value N (N = 6 in this embodiment) (S6), the pump is driven until the water level drops with reference to the stop water level LWL2 (S8), and the threshold value N is reached. Then, it is driven until the water level drops with reference to the stop water level LWL1. When the water level falls below the stop water level LWL1 (S7), the value of the pump start counter is reset to 0 (S9), and the
つまり、ポンプ起動カウンタの値がN=6になるまでは水位が停止水位LWL2になるとポンプが停止され、ポンプ起動カウンタの値がN=6になると水位が停止水位LWL1になるとポンプが停止される。これにより、マンホール11に蓄積されたスカムが破砕されて下流側に汚水とともに圧送される。
That is, the pump is stopped until the value of the pump start counter reaches N = 6, the pump is stopped when the water level reaches LWL2, the water level stops when the value of the pump start counter reaches N = 6, and the pump is stopped when the water level reaches LWL1. .. As a result, the scum accumulated in the
ステップS11で起動水位がHWL1、停止水位がLWL1に設定されると、マンホール11の水位が起動水位HWL1以上になると(S12)、ポンプを起動して(S13)、水位が停止水位LWL1以下になると(S14)、所定時間経過後に水中ポンプ20が停止される(S15)。
When the start water level is set to HWL1 and the stop water level is set to LWL1 in step S11, when the water level of the
即ち、本発明によるマンホールポンプシステム100は、水位センサ15で検出された貯水槽の水位が起動水位HWLになるとポンプを起動し、その後停止水位LWLになるとポンプ20を停止するポンプ制御装置51を備えた複数のマンホールポンプ装置10により汚水を下水処理施設に搬送するマンホールポンプシステムであって、各ポンプ制御装置51は、停止水位LWLとして、第1停止水位LWL1と、ポンプ20の単位送水量当たりの消費電力量に基づいて第1停止水位LWL1を基準にして起動水位HWL側に設定された第2停止水位LWL2が設定可能に構成され、貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、第1停止水位LWL1と第2停止水位LWL2の何れか一方を停止水位LWLに設定するように構成されている。
That is, the manhole pump system 100 according to the present invention includes a
そして、各ポンプ制御装置51は、水位センサ15により計測された直近の水位変動に基づいて、またはポンプ20の直近の運転時間に基づいて、第2停止水位LWL2を設定するように構成されている。
Each pump controller 5 1, based on the most recent level change measured by the
マンホールポンプシステム100では、汚水を下水処理施設に搬送する経路に沿って配された各マンホールへの流入水量または流出水量の増減には相関があり、上流側のマンホールポンプ装置10で生じる汚水の増減傾向が下流側のマンホールポンプ装置10に伝達されるようになる。
In the manhole pump system 100, there is a correlation between the increase / decrease in the amount of inflow or outflow to each manhole arranged along the route for transporting sewage to the sewage treatment facility, and the increase / decrease in sewage generated in the
そのため、各貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が少ない場合には、マンホールポンプシステム100を構成する複数のマンホールポンプ装置10がともに第1停止水位LWL1を基準にして起動水位側に設定された第2停止水位LWL2を停止水位LWLに設定して各ポンプ20を駆動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することができる。
Therefore, when the inflow water amount or the outflow water amount per predetermined time for each water tank is small, the plurality of
同様に、各貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が少ない場合には、マンホールポンプシステム100を構成する複数のマンホールポンプ装置10がともに第2起動水位HWL2を起動水位HWLに設定して各ポンプ20を駆動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することができる。このようにしてシステム全体として消費電力を効果的に抑制することができるようになる。
Similarly, when the inflow or outflow amount per predetermined time for each water tank is small, the plurality of
また、各貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が多い場合には、マンホールポンプシステム100を構成する複数のマンホールポンプ装置10がともに第1停止水位LWL1を停止水位LWLに設定するとともに、第1起動水位HWL1を起動水位HWLに設定して各ポンプ20を駆動することにより、頻繁なポンプ起動の発生によるポンプの過熱異常の発生を回避することができる。
Further, when the amount of inflow water or the amount of outflow water per predetermined time for each water tank is large, the plurality of
隣接するマンホールポンプ装置10間で貯水槽の容量が等しい場合、つまり貯水槽の断面積が等しい場合には、下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位LWL2が、上流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位LWL2以上となるように設定されていることが好ましく、下流側のマンホールポンプほど単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することができるようになる。
When the capacity of the water tanks is equal between the adjacent
通常、汚水搬送経路に沿って配されたマンホールポンプ装置10の貯水槽の容量は最上流側と比較して最下流側が多くなるように設定されるが、隣接するマンホール装置間で貯水槽の容量が異なる場合でも同様であり、汚水の搬送経路に沿って隣接配置されたマンホールポンプ装置10間で、下流側のマンホールポンプ装置10の第2停止水位LWL2と起動水位HWLとの間の貯水容量が、上流側のマンホールポンプ装置10の第2停止水位LWL2と起動水位HWLとの間の貯水容量以下となるように、下流側のマンホールポンプ装置の第2停止水位LWL2が設定されていることが好ましい。
Normally, the capacity of the water storage tank of the
また、各ポンプ制御装置51の制御部52は、ポンプ20の起動頻度が予め設定された起動頻度よりも高くなると、第2停止水位LWL2を低位に、つまり第1停止水位LWL1側に変更設定するように構成されていることが好ましい。
Further, when the start frequency of the
ポンプの所定時間当たりの起動頻度によっては、固定された値の第2停止水位で運転を続けることが困難となる場合が生じるが、その時に設定される第2停止水位が第1停止水位を基準にして指標に基づいて第1停止水位側に可変設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になる。 Depending on the starting frequency of the pump per predetermined time, it may be difficult to continue operation at the fixed value of the second stop water level, but the second stop water level set at that time is based on the first stop water level. If it is variably set to the first stop water level side based on the index, it becomes possible to reduce the power consumption more flexibly.
以下に、マンホールポンプシステム100の別実施形態を説明する。
汚水の搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)は、貯水槽の水位が起動水位HWLになると上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)に起動指令を出力し、上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ20が起動されたことを確認した後にポンプを起動するように構成されていてもよい。
Hereinafter, another embodiment of the manhole pump system 100 will be described.
The pump control device 51 (52) of the
例えば、上流側と下流側の各マンホールポンプ装置10の通信部55間で相互に交信するように構成すればよい。あるいは、上流側と下流側の各マンホールポンプ装置10が遠隔管理装置56を介して交信してもよい。この場合、例えば遠隔管理装置56が、下流側のマンホールポンプ装置10の起動水位HWLの信号を受け取ると上流側のマンホールポンプ装置10に起動指令を出力し、その後上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ20の起動信号を受け取ると下流側のマンホールポンプ装置10に起動確認信号を送信するように構成すればよい。
For example, the
なお、以上の説明では、通信部55がWi-Fiや携帯電話回線網を介してインターネット接続可能な通信部55である例を説明したが、小電力無線機器などの他の無線通信機器で通信部55が構成されていてもよい。上流側と下流側の各マンホールポンプ装置10とは汚水搬送経路に沿って隣接する二つのマンホールポンプ装置10をいう。
In the above description, an example in which the
このように構成すれば、下流側のマンホールポンプ装置10の貯水槽の水位が起動水位HWLになると、ポンプ20を起動する前に上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)に起動指令を出力し、上流側のマンホールポンプ装置10から汚水が流入するのを待ってポンプを起動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転時間を稼ぐことができるようになる。
With this configuration, when the water level in the water tank of the
また、汚水の搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)は、上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)に起動指令を出力した後、所定時間が経過すると上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)からの起動した旨の応答を確認することなく、自らのポンプ20を起動するように構成してもよい。
Further, the pump control device 51 (52) of the
上流側のマンホールポンプ装置10からの汚水の流入を待つ間に、下流側のマンホールポンプ装置10の貯水槽の水位が上昇すると汚水が溢流する虞がある。上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)に起動指令を出力した後、所定時間が経過するとポンプを起動することで、貯水槽の水位が異常高水位HHWLに到るまでに下流側に送水することができる。この様な構成でも、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転時間を稼ぐことができるようになる。
If the water level in the water tank of the
また、汚水の搬送経路に沿って下流側に設置されたマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)は、貯水槽の水位が起動水位HWLになると、上流側のマンホールポンプ装置10のポンプ制御装置51(52)に起動指令を出力することなく、所定時間が経過した後にポンプを起動するように構成されていてもよい。
Further, the pump control device 51 (52) of the
貯水槽の水位が起動水位HWLになっても汚水が貯水槽から直ちに溢流する異常高水位HHWLになるようなことはなく、通常はある程度の余裕がある。そこで、貯水槽の水位が起動水位になっても所定時間待機した後にポンプを起動することにより、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転時間を稼ぐことができるようになる。 Even if the water level of the water tank becomes the starting water level HWL, the sewage does not immediately overflow from the water tank to the abnormally high water level HHWL, and usually there is some margin. Therefore, even if the water level of the water tank reaches the starting water level, by starting the pump after waiting for a predetermined time, it becomes possible to earn an operating time in a region where the power consumption per unit water supply amount is low.
ところで、停止水位を第1停止水位LWL1よりも起動水位HWL側の第2停止水位LWL2に設定された状態で運転が継続されると、貯水槽に継続的に汚水が滞留してスカムが発生し成長し、悪臭の発生や送水管の詰りなど貯水槽の環境を悪化させる虞がある。そのような場合に備えて、指標(所定時間当たりの流入水量または流出水量)に基づいて停止水位を第2停止水位に設定されていても強制的に第1停止水位に設定することにより汚水とともにスカムが下流側に搬送され、環境の悪化を防止することができる。 By the way, if the operation is continued with the stop water level set to the second stop water level LWL2 on the start water level HWL side of the first stop water level LWL1, sewage continuously stays in the water tank and scum occurs. There is a risk that it will grow and worsen the environment of the water tank, such as the generation of foul odors and clogging of water pipes. In preparation for such a case, even if the stop water level is set to the second stop water level based on the index (inflow water amount or outflow water amount per predetermined time), by forcibly setting it to the first stop water level together with sewage. The scum is transported to the downstream side, and deterioration of the environment can be prevented.
具体的に、ポンプ制御装置51(52)は、貯水槽の水位が起動水位HWLになり、上述した指標に基づいて停止水位を第2停止水位LWL2に設定されていても所定の条件を満たすと、指標にかかわらず停止水位を第1停止水位LWL1に設定するスカム排出制御を実行するように構成されていればよい。 Specifically, in the pump control device 51 (52), even if the water level of the water tank becomes the starting water level HWL and the stop water level is set to the second stop water level LWL2 based on the above-mentioned index, the predetermined condition is satisfied. , Regardless of the index, it may be configured to execute the scum discharge control for setting the stop water level to the first stop water level LWL1.
所定の条件を時刻情報とし、汚水の搬送経路に沿って下流側のマンホールポンプ装置ほど遅い時刻に設定するように構成すればよい。指標に基づいて停止水位を第2停止水位に設定されていても所定時刻になると強制的に第1停止水位に設定することで、汚水とともにスカムが下流側に搬送される。所定時刻が下流側のマンホールポンプ装置ほど遅い時刻に設定されることにより、汚水搬送経路に沿って上流側から下流側にスカムが滞ることなく搬送されるようになる。 Predetermined conditions may be used as time information, and the time may be set later as the manhole pump device on the downstream side along the sewage transport path. Even if the stop water level is set to the second stop water level based on the index, the scum is transported to the downstream side together with the sewage by forcibly setting the stop water level to the first stop water level at a predetermined time. By setting the predetermined time to a later time as the manhole pump device on the downstream side is set, the scum can be transported from the upstream side to the downstream side along the sewage transport path without delay.
また、所定の条件を上流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置から送信されるスカム排出指令の確認としてもよい。上流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置からスカム排出指令を受信した下流側のマンホールポンプ設備のポンプ制御装置が停止水位を第1停止水位に設定するスカム排出制御を実行する上流側から下流側の順にスカム排出制御が実行され、汚水搬送経路に沿って上流側から下流側にスカムが滞ることなく搬送されるようになる。 Further, a predetermined condition may be used as confirmation of a scum discharge command transmitted from a pump control device of a manhole pump facility on the upstream side. The pump control device of the manhole pump equipment on the downstream side that received the scum discharge command from the pump control device of the manhole pump equipment on the upstream side executes the scum discharge control that sets the stop water level to the first stop water level. The scum discharge control is executed in order, and the scum is transported from the upstream side to the downstream side along the sewage transport path without stagnation.
スカム排出指令は、上流側と下流側の各マンホールポンプ装置10の通信部55間で相互に交信するように構成してもよいし、上流側と下流側の各マンホールポンプ装置10が遠隔管理装置56を介して交信するように構成してもよい。
The scum discharge command may be configured to communicate with each other between the
第1停止水位がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定されているとスカム排出運転時に効果的にスカムが排出されるようになる。 If the first stop water level is set to be equal to or lower than the water level at the lower end of the effective storage water depth of the manhole equipment, the scum will be effectively discharged during the scum discharge operation.
図5に基づいて、ポンプの消費電力のシミュレーション結果を説明する。
図5にはマンホールポンプの全揚程、効率、軸動力の各特性線が示されている。全揚程9mから4mの範囲を1m間隔で区間AからEの5区間に区分し、各区間の揚程の中央値を平均揚程とし、その平均揚程に対する吐出し量及び軸動力を表に抽出した。そして、そのときの1m吐出電力量(単位送水量当たりの消費電力量)を算出した。
The simulation result of the power consumption of the pump will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows the characteristic lines of the total head, efficiency, and shaft power of the manhole pump. The range of total head 9m to 4m was divided into 5 sections A to E at 1m intervals, the median head of each section was taken as the average head, and the discharge amount and shaft power for the average head were extracted in the table. Then, the 1 m discharge electric energy (power consumption per unit water supply amount) at that time was calculated.
ここで、1m吐出電力量とは、同じ断面の水槽を想定し、高さ1m分を吐き出すのに消費する電力量のことである。同じ断面積の水槽なので高さ1m分吐き出す水量は常に同じ量となる。 Here, the amount of 1 m discharge power is the amount of power consumed to discharge 1 m in height, assuming a water tank having the same cross section. Since the tanks have the same cross-sectional area, the amount of water discharged for a height of 1 m is always the same.
例えば、揚程10m分を吐出すとき、区間B,A(揚程2m)で運転するように設定されている場合、B,A区間を5回運転すると、(2.58+3.36)×5=29.7kWmin=0.495kWh(100%)の電力量を要することになる。 For example, when discharging 10 m of lift, if it is set to operate in sections B and A (lift 2 m), if the sections B and A are operated 5 times, (2.58 + 3.36) x 5 = 29. A power amount of .7 kWmin = 0.495 kWh (100%) will be required.
区間B(揚程1m)のみ10回運転すると、2.58×10=25.8kWmin=0.43kWh(86.9%)となり、消費電力量の低減化が達成できることが分かる。 When only the section B (lift 1 m) is operated 10 times, 2.58 × 10 = 25.8 kWmin = 0.43 kWh (86.9%), which shows that the reduction of power consumption can be achieved.
区間B(揚程1m)のみ8回運転し、その後区間A,B(揚程2m)を1回運転すると、2.58×9+3.36=26.58kWmin=0.443kWh(89.5%)と、低消費電力化を達成しつつ区間B,Aの運転によってスカムの除去が可能になる。 When only section B (lift 1 m) is operated eight times and then sections A and B (lift 2 m) are operated once, 2.58 × 9 + 3.36 = 26.58 kWmin = 0.443 kWh (89.5%). Scum can be removed by operating sections B and A while achieving low power consumption.
区間E,Dに対しても同様のシミュレーションで低消費電力化が達成できることが分かる。 It can be seen that low power consumption can be achieved by the same simulation for the sections E and D.
例えば、揚程15m分を吐出すとき、区間C,B,Aで運転するように設定されている場合、C,B,A区間(揚程3m)を5回運転すると、(2.09+2.58+3.36)×5=40.15kWmin=0.669kWh(100%)に対して、毎回区間C(揚程1m)を運転すると、2.09×15=31.35kWmin=0.523kWh(78.2%)となり、消費電力量の低減化が達成できることが分かる。 For example, if it is set to operate in sections C, B, and A when discharging a lift of 15 m, if the sections C, B, and A (lift 3 m) are operated 5 times, (2.09 + 2.58 + 3. 36) × 5 = 40.15kWmin = 0.669kWh (100%), when each section C (lift 1m) is operated, 2.09 × 15 = 31.35kWmin = 0.523kWh (78.2%) It can be seen that the reduction of power consumption can be achieved.
スカム除去のため、区間C(揚程1m)を12回運転し、区間C,B,A(揚程3m)を1回運転すると、2.09×13+2.58+3.36=33.11kWmin=0.552kWh(82.5%)となり、スカムの除去を可能にしつつも消費電力量の低減化が達成できることが分かる。 When section C (lift 1 m) is operated 12 times and sections C, B, A (lift 3 m) are operated once to remove scum, 2.09 × 13 + 2.58 + 3.36 = 33.11 kWmin = 0.552kWh. It becomes (82.5%), and it can be seen that the reduction of power consumption can be achieved while enabling the removal of scum.
他の区間、例えば区間E,D,Cで運転するような場合にも同様の演算を行なうことにより同様の結果が得らえることが明らかになった。 It was clarified that the same result can be obtained by performing the same calculation in the case of driving in other sections, for example, sections E, D, and C.
以下、別実施形態を説明する。
上述した実施形態では、貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、第1停止水位と第2停止水位の何れか一方を停止水位に設定する態様を説明したが、停止水位を設定する指標として、ポンプの所定時間当たりの起動頻度を用いるものであってもよい。
Hereinafter, another embodiment will be described.
In the above-described embodiment, an embodiment in which either the first stop water level or the second stop water level is set as the stop water level by using the inflow water amount or the outflow water amount per predetermined time for the water tank as an index has been described. As an index for setting the above, the starting frequency of the pump per predetermined time may be used.
例えば、マンホールポンプ施設技術マニュアルを参照すると、7.5kWのポンプの最小起動間隔は6分に定められている。マンホールポンプ装置にこの様な2台のポンプが設けられ、2台のポンプを交互運転する場合を想定すると、2台のポンプに対して見掛け上は3分の最小起動間隔となる。 For example, referring to the Manhole Pump Facility Technical Manual, the minimum starting interval for a 7.5 kW pump is set at 6 minutes. Assuming that such two pumps are provided in the manhole pump device and the two pumps are operated alternately, the minimum starting interval is apparently 3 minutes for the two pumps.
このようなマンホールポンプ装置において、停止水位を第1停止水位と第2停止水位の何れかに切り替える方法の一つとして、起動水位に達した時に、前回停止水位で停止した時からの経過時間(ポンプの所定時間当たりの起動頻度の一例)を確認して、当該経過時間に基づいて停止水位を決定するように構成してもよい。 In such a manhole pump device, as one of the methods for switching the stop water level between the first stop water level and the second stop water level, when the start water level is reached, the elapsed time from the previous stop at the stop water level ( An example of the start frequency of the pump per predetermined time) may be confirmed, and the stop water level may be determined based on the elapsed time.
ポンプ設計では槽内への最大流入量を考慮して最小起動間隔を確保しているので、流入水量が通常であれば起動間隔は最小起動間隔より長くなる。そこで、施工初期の段階では停止水位の初期値として第2停止水位を採用し、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が3分以内であれば、停止水位を第1停止水位に切り替え、3分以上であれば停止水位を第2停止水位に維持するように構成すればよい。 In the pump design, the minimum start-up interval is secured in consideration of the maximum inflow amount into the tank, so if the inflow water amount is normal, the start-up interval will be longer than the minimum start-up interval. Therefore, at the initial stage of construction, the second stop water level is adopted as the initial value of the stop water level, and if the time to reach the start water level from the time the pump is stopped is within 3 minutes, the stop water level is switched to the first stop water level. If it is 3 minutes or more, the stop water level may be maintained at the second stop water level.
第2停止水位での排出容量(起動水位から第2停止水位までの貯留容量)が、第1停止水位での排出容量(起動水位から第1停止水位の貯留容量)の1/2程度の場合、前回の停止水位が第1停止水位で、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が6分以上であれば停止水位を第2停止水位としても起動間隔は3分以上となることが予測されるので、停止水位を第2停止水位に切り替え、6分以内であれば停止水位を第1停止水位に維持するように構成すればよい。 When the discharge capacity at the second stop water level (storage capacity from the start water level to the second stop water level) is about 1/2 of the discharge capacity at the first stop water level (storage capacity from the start water level to the first stop water level). If the previous stop water level was the first stop water level and the time to reach the start water level from the time the pump was stopped was 6 minutes or more, the start interval could be 3 minutes or more even if the stop water level was set to the second stop water level. Since it is predicted, the stop water level may be switched to the second stop water level, and the stop water level may be maintained at the first stop water level within 6 minutes.
なお、1台のポンプが故障した状態で、正常なポンプのみの運転となる場合には、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間の基準値を6分から倍の12分にすればよい。また、2台のポンプの能力が異なる場合や故障等で運転時間にアンバランスが生じている場合は、当該号機の前回の運転からの時間として上記の基準値を倍にすればよい。 If one pump is out of order and only the normal pump is operated, the reference value for the time when the starting water level is reached from the time the pump is stopped should be doubled from 6 minutes to 12 minutes. .. If the capacities of the two pumps are different, or if there is an imbalance in the operating time due to a failure or the like, the above reference value may be doubled as the time since the previous operation of the unit.
このように、ポンプの所定時間当たりの起動頻度が少ない場合は、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより消費電力を抑制することができるようになる。 As described above, when the frequency of starting the pump per predetermined time is low, the power consumption can be suppressed by operating in the region where the power consumption per unit water supply amount is low.
ポンプの所定時間当たりの起動頻度に基づいて停止水位を第1停止水位と第2停止水位の間で切り替える別の方法として、単位時間当たりの起動回数に応じて停止水位を決定する方法を採用してもよい。 As another method of switching the stop water level between the first stop water level and the second stop water level based on the start frequency of the pump per predetermined time, the method of determining the stop water level according to the number of start times per unit time is adopted. You may.
上述の例によるポンプ装置では最小起動間隔が3分なので、過去30分の起動頻度が10回に達すると停止水位を第1停止水位に設定し、10回に満たない場合は停止水位を第2停止水位に設定するように構成すればよい。この場合、起動間隔が最小起動間隔を下回っている可能性も考慮して、停止水位を切り替える起動頻度回数は上記回数の半数程とすることが望ましい。 Since the minimum start interval is 3 minutes in the pump device according to the above example, the stop water level is set to the first stop water level when the start frequency in the past 30 minutes reaches 10 times, and the stop water level is set to the second stop water level when the start frequency is less than 10 times. It may be configured to be set to the stop water level. In this case, considering the possibility that the start interval is less than the minimum start interval, it is desirable that the start frequency for switching the stop water level is about half of the above number.
上述した例では、第2停止水位と第1停止水位が固定水位に設定され、ポンプの所定時間当たりの起動頻度が閾値以上になると第1停止水位に設定し、起動頻度が閾値を下回ると第2停止水位に切り替える構成を説明したが、起動頻度に応じて第2停止水位を可変設定するように構成してもよい。 In the above example, the second stop water level and the first stop water level are set to the fixed water level, the first stop water level is set when the start frequency of the pump per predetermined time exceeds the threshold value, and the first stop water level is set when the start frequency falls below the threshold value. Although the configuration for switching to the 2 stop water level has been described, the second stop water level may be variably set according to the start frequency.
起動頻度が閾値を下回った場合に、その程度が大きければ第2停止水位を起動水位側に設定し、その程度が小さければ第2停止水位を第1停止水位側に設定するのである。つまり、指標に基づいて第2停止水位が第1停止を基準にして起動水位側に可変設定可能に構成されていてもよい。 When the activation frequency falls below the threshold value, the second stop water level is set to the start water level side if the degree is large, and the second stop water level is set to the first stop water level side if the degree is small. That is, the second stop water level may be variably set to the start water level side with respect to the first stop based on the index.
上述の停止水位で停止した時からの経過時間を起動頻度にした例において、前回の停止水位が第1停止水位で、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が6分以上であれば、第2停止水位をより起動水位側に設定してもよい。例えば、排出容量が1/3や1/4となるところに第2停止水位を設定する場合は、第2停止水位に切り替える間隔を3倍の9分、4倍の12分とすればよい。 In the above-mentioned example in which the elapsed time from the stop water level is used as the start frequency, if the previous stop water level is the first stop water level and the time to reach the start water level from the time the pump is stopped is 6 minutes or more. , The second stop water level may be set closer to the start water level. For example, when the second stop water level is set at a place where the discharge capacity is 1/3 or 1/4, the interval for switching to the second stop water level may be tripled to 9 minutes or quadrupled to 12 minutes.
ポンプの所定時間当たりの起動頻度によっては、固定された値の第2停止水位で運転を続けることが困難となるが、その時に設定される第2停止水位が第1停止水位を基準にして指標に基づいて起動水位側に可変に設定される、つまり第1停止水位側に設定してもよい。例えば、起動水位に達した時間が6分以下である場合、例えば4分30秒であれば、第1停止水位と第2停止水位の1/2となる位置を新たな第2停止水位と設定すればよい。なお、水位によって単位時間当たりの流量が変化するが、ここでは一律として記述している。 Depending on the starting frequency of the pump per predetermined time, it may be difficult to continue operation at the fixed value of the second stop water level, but the second stop water level set at that time is an index based on the first stop water level. It may be set variably on the starting water level side based on the above, that is, it may be set on the first stop water level side. For example, if the time to reach the start water level is 6 minutes or less, for example, 4 minutes and 30 seconds, the position where the first stop water level and the second stop water level are halved is set as the new second stop water level. do it. The flow rate per unit time changes depending on the water level, but it is described here uniformly.
このように、ポンプの所定時間当たりの起動頻度によって、その時に設定される第2停止水位起動水位側に可変に設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になり、さらなる消費電力量の低減化を図ることができる。 In this way, if the pump is variably set to the second stop water level start water level side set at that time depending on the start frequency of the pump per predetermined time, it becomes possible to more flexibly reduce the power consumption, and further. It is possible to reduce the amount of power consumption.
上述した実施形態では、ポンプとして、使用する範囲において単位時間あたりの吐出量が増加するにつれ単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を示すポンプを例に本発明を説明したが、締切運転に近づくほど軸動力が上昇する軸流ポンプのようなポンプであっても、ポンプの単位送水量当たりの消費電力量が低い領域の停止水位と起動水位を選択して、有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位でポンプを運転する場合の運転回数よりも多くの運転回数を設定することで、消費電力量を抑制することができるようになる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described as an example of a pump having a characteristic that the amount of power required to discharge a unit water amount decreases as the discharge amount per unit time increases in the range of use. Even for a pump such as an axial flow pump whose shaft power increases as it approaches the deadline operation, the effective storage capacity can be selected by selecting the stop water level and start water level in the region where the power consumption per unit water supply amount of the pump is low. By setting the number of operations larger than the number of operations when the pump is operated at the stop water level and the start water level for discharging or inflowing the pump, the power consumption can be suppressed.
以上説明した実施形態は本発明の一例に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されることを意図するものではなく、マンホールポンプ装置や制御装置の具体的な構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 The embodiments described above are merely examples of the present invention, and the description is not intended to limit the technical scope of the present invention, and specific configurations of the manhole pump device and the control device are according to the present invention. Needless to say, it is possible to change and design as appropriate within the range in which the action and effect are exhibited.
10:マンホールポンプ装置
12:流入管
11:マンホール
13:立上り配管
14:流出管
15,16:水位センサ
20:水中ポンプ
50:制御盤
51:制御装置
52:制御部(マイクロコンピュータ)
53:メモリ
54:ポンプ駆動回路
55:通信部
LWL:停止水位
LWL1:第1停止水位
LWL2:第2停止水位
HWL:起動水位
HWL1:第1起動水位
HWL2:第2起動水位
10: Manhole pump device 12: Inflow pipe 11: Manhole 13: Rising pipe 14:
53: Memory 54: Pump drive circuit 55: Communication unit LWL: Stop water level LWL1: First stop water level LWL2: Second stop water level HWL: Start water level HWL1: First start water level HWL2: Second start water level
Claims (12)
前記ポンプ制御装置は、前記停止水位として、有効貯留水深下端水位となる第1停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第1停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第2停止水位が設定可能に構成され、
前記貯水槽に対する所定時間内の平均水位の上昇速度を指標にして、前記第1停止水位と前記第2停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されているマンホールポンプシステム。 It is a manhole pump system equipped with a pump control device that starts the pump when the water level of the water tank reaches the start water level and then stops the pump when the water level reaches the stop water level.
The pump control device has the first stop water level as the stop water level, which is the lower end water level of the effective storage water depth, and the start water level based on the first stop water level based on the power consumption per unit water supply amount of the pump. The second stop water level set on the side is configured to be configurable,
A manhole pump system configured to set either one of the first stop water level and the second stop water level to the stop water level by using the rising speed of the average water level within a predetermined time with respect to the water storage tank as an index.
前記ポンプ制御装置は、前記停止水位として、有効貯留水深下端水位となる第1停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第1停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第2停止水位が設定可能に構成され、
前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第1停止水位と前記第2停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されているマンホールポンプシステム。 It is a manhole pump system equipped with a pump control device that starts the pump when the water level of the water tank reaches the start water level, then stops the pump when the water level reaches the stop water level, and the maximum start frequency in a predetermined time is set.
The pump control device has the first stop water level as the stop water level, which is the lower end water level of the effective storage water depth, and the start water level based on the first stop water level based on the power consumption per unit water supply amount of the pump. The second stop water level set on the side is configured to be configurable,
A manhole pump system configured to set either one of the first stop water level and the second stop water level to the stop water level by using the start frequency of the pump per predetermined time as an index.
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