JP2594224B2

JP2594224B2 - 給水量加減算式給水比例薬注装置

Info

Publication number: JP2594224B2
Application number: JP5304526A
Authority: JP
Inventors: 申一関口
Original assignee: 株式会社関口
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH07119916A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ボイラ及び冷却水系統の薬液注入
設備において、特に給水量加減算式比例薬注装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、水処理装置において薬液注入を補
給水量に応じて注入することにより、適正な薬品濃度を
維持し機器の信頼性を高めるため、比例薬注装置の需要
が増えつつある。しかし、従来の比例薬注装置は、パル
ス信号を受け取ることにより１ストロークの吐出を行う
パルス受信式薬注ポンプと、パルス発信式流量計を用
い、流量計からのパルス信号に応じて、薬注ポンプを駆
動することにより、比例制御を実現していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】薬注ポンプの吐出管に
は、図４のようにサイホン止めチャッキ（４）と呼ばれ
るクラッキング弁が使用されている。この弁はバネ（４
ｃ）により弁ボール（４ａ）が弁座（４ｂ）に押されて
いて、そのクラッキング圧力は１０Ｍｐａ程度である。
従って、ポンプの吐出圧力が、このクラッキング圧力以
上に上昇しないと薬液は吐出出来ない。

【０００４】従来方法の薬注方法では、少ない吐出量の
場合数十秒に１ストロークの薬注動作が行われるため、
次の薬注動作が行われるまでの時間に薬注ポンプ（２）
の弁ボール（２ａ）と逆止弁（２ｂ）の間の僅かな隙間
からの逆流により、薬液が薬注タンク側に徐々に戻って
吐出管（２１）圧力が低下してしまった。薬注ポンプの
吐出管は、ナイロン等の伸縮性のある材料で作られてい
ることや、流量が少ないため空気が完全に排出されない
等の理由により、圧縮流体のような特性を持つため、次
のストロークで薬液を吐出管に供給しても、吐出管内の
圧力が低下していると、その全量がサイホン止めチャッ
キ（４）から給水配管（２０）側に供給されず、ポンプ
の理論吐出量と実際に供給される薬液量に誤差が生じる
傾向があった。

【０００５】従って、薬注ポンプ（２）の動作間隔が開
くほど吐出量が不足する可能性が高かった。また、図６
のように従来方法では発信流量計と薬注ポンプの組み合
わせによって、設定出来る薬注濃度が決定してしまうた
め、既存の設備を利用して比例注入方式に改善すること
が困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ポンプ等の流体を移送す
る装置は、定格状態で連続して運転している場合には、
ポンプ内部の逆流による影響は極めて少なくなり、良好
な吐出性能が長期に渡り維持出来ることは良く知られて
いる。

【０００７】本発明の方式は、発信式給水流量計（１）
と加減算演算器（３）と薬注装置から構成され、加減算
演算器で給水量を積算し、その値即ち加減算値が予め設
定した上限値に達した時点で、式）制御時間の吐出量÷注入濃度で求められる、減算値を加減算値より減算し、その値
が、予め設定した下限値に達するまで、薬注装置に運転
指令を出力する事により、少ない要求吐出量に於いて
も、薬注ポンプの連続運動が可能な、給水量に比例した
薬液注入が実現される。（図２参照のこと）

【０００８】

【作用】本発明の方式においては、単位時間当たりの給
水流量が少ない場合には給水量の積算値が上限に達する
まで薬注は実施されず、一度注入を開始すると下限に成
るまで連続して薬注が実施される。このため、薬注ポン
プの吐出能力は、連続して運転した場合とほぼ同様の結
果となり、注入精度が大幅に向上する。

【０００９】図３は次のような条件で計測した本方式と
従来方式を比較した吐出精度表である。１薬注ポンプの吐出量２０ｃｃ／分（１ストローク
０．１６６７ｃｃ）２薬注ポンプの平均逆流量０．６ｃｃ／分（ａｔ Δ
Ｐ１０Ｍｐａ）３本方式の上限値１０ｍ^３下限値０ｍ^３４薬注ポンプの出口とサイホン止めチャッキ間の配管は
圧力０から圧力１０Ｍｐａまでの昇圧に６ｃｃの吐出を必要とする。

【００１０】本発明方式による薬注装置は、従来の発信
式流量計と薬注ポンプを利用し、加減算演算器を追加す
るのみで、高精度な比例薬注が実現でき、薬液不足によ
る水処理の障害や、過剰注入による薬液の浪費等を防止
することが出来る。また、内部演算で流量計の信号やポ
ンプの吐出量を実際の水量として計算するため、パルス
レートや薬注ポンプの吐出量に影響されずに、設定濃度（ｐｐｍ）≦（薬注ポンプの吐出量）÷（平均
給水量）×１００万の範囲で、どのような流量計やポンプでも使用出来るほ
か、瞬時流量を出力するアナログ流量指示型の流量計で
も、制御時間毎にアナログ値を積分するという方法で同
様に処理出来る。

【００１１】

【実施例】実施例１図１において本発明方式によるフローシートを示す。発
信流量計の出力は１ｌ／Ｐのパルス発信である。薬注ポ
ンプ（２）は２０ｃｃ／分の吐出能力を持つダイヤフラ
ムポンプである。加減算演算器（３）には、予め発信流
量計のパルスレートと薬注ポンプの吐出量及び注入濃度
４０ｐｐｍの各パラメータと加減算値の上限１０００ｌ
下限０ｌの値が設定されている。発信流量計に３．６ｍ
^３／時の水が流れると、１秒間に平均１パルス出力され
る。現在の加減算値が０と仮定すると、１０００ｌ（上限）÷１ｌ／Ｐ秒＝１０００秒１０００秒÷６０秒／分＝１６．６６分より約１６．７分後に１０００ｌの上限値に達する。薬注ポ
ンプの運転監視を１秒毎に行うとすると、制御時間は１
秒に成るため、減算値は（２０ｃｃ／分÷６０）÷４０ｐｐｍ＝０．００８３ｍ^３／秒と成る。

【００１２】従って、薬注が開始されその時点で給水が
流れなければ１２０秒後に４０ｃｃの薬品を注入しポン
プが停止する。実際には、その間に給水が止まることは
無いので約１２０Ｌ程度の給水が行われる。このためさ
らに１５秒程度薬注ポンプの運転は延長される。

【００１３】同様に０．３６ｍ^３／時の水が流れた場合
には、１６７分後に上限値に達し、１２０秒間の薬注ポ
ンプ運転と１秒前後の延長運転が実施される。

【００１４】また３６ｍ^３／時の水が流れた場合には、
加減算値は、１．６７分後に上限値に達する。しかし、
この場合には制御時間（１秒間）の加算値が１０ｌに対
し減算値が８．３ｌであるため、薬注装置が運転して
も、加減算値は増えつづける。本方式によれば、加減算
演算器の積算用のレジスタに桁数の大きな（上限値の１
００倍程度）ものを用いれば、このような状態が一時的
に発生しても、給水量が減少した時点で不足分を補うこ
とが出来る。

【００１５】単位減算値について説明する。・制御時間
の吐出量とは実施例１の場合においては、薬注ポンプ
の運転監視時間（１秒毎）における、薬注ポンプの吐出
量の事である。・注入濃度給水１ｍ^３当たりに必要な薬
品の設定濃度である。この二つのパラメーターを、実施例１の様に計算する
と、薬注ポンプ１秒間の運転につき薬注を実施した給水
量が求められる（単位減算値）。尚、各パラメーターの
単位を詳細に計算するとｐｐｍ＝ｃｃ／ｍ^３のこと及び
ｃｃ／分を６０秒で割れば、ｃｃ／秒になるため

【００１６】今まで積算した給水積算量（薬注未実施
分、給水流量計からの信号により加算されていく）か
ら、薬注ポンプが運転している場合に、この単位減算値
を、制御時間毎に引く（実施例１の場合には１秒）こと
により、次第に給水積算量の値が少なくなっていく。例
えば、給水積算量が０に成った時点で、薬注ポンプを停
止する様に設定すれば、給水量が０になり次第、薬注ポ
ンプが停止する。このため一次的に、現在給水している
量が多く、一秒毎の単位減算値より、一秒毎の給水積算
値が多くなっても、（薬注ポンプが運転されていて、単
位時間毎に減算を実施しても給水積算値）その様な状態
が解消した時点で（ピーク時を過ぎた）、給水積算値が
減少し、例えば１日トータルにおいては正確な薬注が実
現出来る。

【００１７】実施例２図５は、流量計にアナログ指示計（６）を使用した実施
例を示す。本装置は、既設のアナログ発信流量計（オリ
フィス前後の差圧の平方根から瞬時流量を出力するも
の）を利用し、薬注ポンプも既設のダイヤフラム式ポン
プを使用した。

【００１８】この設備において薬注を実施する薬液は発
砲性を持つため、薬注ポンプを停止すると停止中にポン
プ室内や薬注配管中にガスが溜り、ポンプ性能が著しく
低下することが判っていたため、薬注電磁弁（７）と本
装置における加減算演算器を付加し給水比例薬注を実現
した。薬注電磁弁は非注入時は、吐出管（２１）と戻り
配管（２３）側が連絡しており、注入時は吐出管と２次
吐出管（２４）が連絡する。このため、非注入時に薬注
ポンプを運転しておくと、薬液はタンクとの間で常に循
環し、ガスが滞留することが無い。

【００１９】アナログ発信機の流量は０から１００Ｌ／
分の流量信号が４〜２０ｍＡのアナログ信号に変換して
出力される。制御時間は２秒であるため、２秒間の平均
出力を最大出力時に３．３３Ｌとなるように変換し、制
御時間毎に加減算演算器で加算する。内部演算処理は実
施例１と同様であるが、薬注実施信号を薬注電磁弁に送
ることにより、比例制御を実現する。

【００２０】但し、この方法の場合、非注入時に吐出管
は常に圧力が大気開放状態になり、薬注電磁弁が注入状
態に成った時間より、実際にサイホン止めチャッキから
薬液から給水配管に供給される時間は少なくなる。この
少ない時間は、吐出管の圧力を薬液の注入に必要な圧力
に上昇させるための薬注ポンプの薬液の供給時間と等し
い。

【００２１】従って、この時間は、本装置のように薬注
ポンプの吐出量を固定して比例制御運転を行う方法の場
合、電磁弁の運転間隔の長短に係らず常に一定であるた
め、遅延リレー（３ａ）を使用し加減算演算器からの運
転指令が停止しても、この時間と同一時間電磁弁の注入
状態を延長する回路を追加することにより解決出来る。
この例のように本方式の薬注装置は、新設ばかりでなく
既存の設備を有効利用し、高精度な薬注装置を安価に実
現することが出来る。

【００２２】

【発明の効果】本発明方式による薬注装置は従来の発信
式流量計と薬注ポンプを利用し、加減算演算器を追加す
るのみで、高精度な比例薬注が実現でき、薬液不足によ
る水処理の障害や、過剰注入による薬液の浪費等を防止
することが出来る。また、内部演算で流量計の信号やポ
ンプの吐出量を実際の水量として計算するため、パルス
レートや薬注ポンプの吐出量に影響されずに、設
定濃度（ｐｐｍ）≦（薬注ポンプの吐出量）÷（平均給
水量）×１００万の範囲で、どのような流量計やポンプ
でも使用出来るほか、瞬時流量を出力するアナログ流量
指示型の流量計でも、制御時間毎にアナログ値を積分す
るという方法で同様に処理できるという効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬注装置フローシート図

【図２】本発明の制御のフローチャート図

【図３】本発明と従来方法の吐出精度の比較グラフ

【図４】薬注ポンプとサイホン止めチャッキの構造図

【図５】実施例２の本発明による薬注装置のフローシー
ト図

【図６】設定濃度の適用図表

【符号の説明】

（２）…薬液ポンプ（２ａ）…薬液ポンプの弁ボール（２ｂ）…薬液ポンプの逆止弁座（２ｄ）…ダイヤフラム（２ｅ）…ダイヤフラム駆動軸（２ｆ）…薬液ポンプのポンプ室（３）…加減算演算器（３ａ）…遅延リレー（４）…サイホン止めチャッキ弁（４ａ）…サイホン止めチャッキの弁ボール（４ｂ）…サイホン止めチャッキの弁座（４ｃ）…サイホン止めチャッキのバネ（５）…薬液タンク（６）…発信式瞬時流量計（７）…薬注電磁弁（８）…逆止弁（１０）…冷却塔（１１）…ボイラー（２０）…給水配管（２１）…薬注吐出管（２３）…薬注戻り配管（２４）…薬注２次吐出管（３０）…水流信号配線（３１）…薬注ポンプ運転信号配線

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発信式給水流量計と加減算演算器と薬注装
置から構成され、加減算演算器で給水量を積算し、その
値即ち加減算値が予め設定した上限値に達した時点で、式）制御時間における薬注装置の吐出量÷注入濃度で求められる、制御時間に薬注の行われた給水量（以
下、減算値という）を制御時間毎に加減算値より減算
し、その値が、予め設定した下限値に達するまで、薬注
装置に運転指令を出力する事により実現される給水量加
減算式比例薬注装置。