JP3291007B2 - 可変速給水装置 - Google Patents
可変速給水装置Info
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 80
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、給水ポンプと該給水ポ
ンプを駆動する可変速電動機を具備する可変速給水装置
に関するものである。
ンプを駆動する可変速電動機を具備する可変速給水装置
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、ポンプの回転速度より適切な目標圧
力を逐一演算しながらポンプの速度制御をすることによ
り、高価な流量計を用いなくてもポンプ二次側の圧力を
制御する可変速給水装置が知られている。図２は、従来
のこの種の可変速給水装置の構成を示すブロック図であ
る。
力を逐一演算しながらポンプの速度制御をすることによ
り、高価な流量計を用いなくてもポンプ二次側の圧力を
制御する可変速給水装置が知られている。図２は、従来
のこの種の可変速給水装置の構成を示すブロック図であ
る。
【０００３】従来の可変速給水装置は図２に示すよう
に、給水ポンプ３と、該ポンプ３を駆動するインバータ
とモータからなる可変速電動機２と、該可変速電動機２
の回転速度を検出して、該回転速度Ｈｚｘの信号を出力
する回転速度検出手段５と、給水ポンプ３の吐出管８に
設けられ該吐出管８の吐出水圧Ｐｏを検出して該吐出水
圧Ｐｏの信号を出力する圧力検出手段９と、上限設定圧
力ＰＡを設定する圧力設定手段１０１と、下限設定圧力
ＰＢを設定する圧力設定手段１０２と、最高回転速度Ｈ
ｚ０でのポンプ締めきり圧力Ｐ０を設定する圧力設定１
０３と、目標圧力演算手段６と、回転制御手段７を具備
する構成である。
に、給水ポンプ３と、該ポンプ３を駆動するインバータ
とモータからなる可変速電動機２と、該可変速電動機２
の回転速度を検出して、該回転速度Ｈｚｘの信号を出力
する回転速度検出手段５と、給水ポンプ３の吐出管８に
設けられ該吐出管８の吐出水圧Ｐｏを検出して該吐出水
圧Ｐｏの信号を出力する圧力検出手段９と、上限設定圧
力ＰＡを設定する圧力設定手段１０１と、下限設定圧力
ＰＢを設定する圧力設定手段１０２と、最高回転速度Ｈ
ｚ０でのポンプ締めきり圧力Ｐ０を設定する圧力設定１
０３と、目標圧力演算手段６と、回転制御手段７を具備
する構成である。
【０００４】上記構成の可変速給水装置において、目標
圧力演算手段６は回転速度Ｈｚｘに対応する目標圧力Ｐ
Ｖを、回転速度Ｈｚｘの関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝に
より算出し、該目標圧力を表す目標圧力ＰＶの信号を出
力する。また、回転速度制御手段７は目標圧力ＰＶと吐
出水圧Ｐｏとに応答して、該吐出水圧Ｐｏが目標圧力Ｐ
Ｖに一致するように、可変速電動機２を速度制御する。
圧力演算手段６は回転速度Ｈｚｘに対応する目標圧力Ｐ
Ｖを、回転速度Ｈｚｘの関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝に
より算出し、該目標圧力を表す目標圧力ＰＶの信号を出
力する。また、回転速度制御手段７は目標圧力ＰＶと吐
出水圧Ｐｏとに応答して、該吐出水圧Ｐｏが目標圧力Ｐ
Ｖに一致するように、可変速電動機２を速度制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の可変速
給水装置においては、給水ポンプ３の吸込側（一次側）
に受水槽等を持つ押込水圧Ｐｐがあまり変化しない配管
系では有効である。しかし、配管途中に給水ポンプ３を
直結して加圧するような配管系、言い換えればポンプ一
次側の圧力が水の使用状態によって著しく変化するよう
な配管系ではポンプ二次側の圧力を末端圧力一定に制御
することが困難であった。このことを図３及び図４を用
いて説明する。
給水装置においては、給水ポンプ３の吸込側（一次側）
に受水槽等を持つ押込水圧Ｐｐがあまり変化しない配管
系では有効である。しかし、配管途中に給水ポンプ３を
直結して加圧するような配管系、言い換えればポンプ一
次側の圧力が水の使用状態によって著しく変化するよう
な配管系ではポンプ二次側の圧力を末端圧力一定に制御
することが困難であった。このことを図３及び図４を用
いて説明する。
【０００６】図３は押込水圧Ｐｐがない場合のポンプ流
量と圧力の関係を示す図であり、図４は押込水圧Ｐｐが
かかった場合のポンプ流量と圧力の関係を示す図であ
る。図３及び図４においてポンプ性能Ａ、Ｂはポンプの
回転速度が最高回転速度Ｈｚ０であるときのポンプ性能
を示す。
量と圧力の関係を示す図であり、図４は押込水圧Ｐｐが
かかった場合のポンプ流量と圧力の関係を示す図であ
る。図３及び図４においてポンプ性能Ａ、Ｂはポンプの
回転速度が最高回転速度Ｈｚ０であるときのポンプ性能
を示す。
【０００７】図３において、目標圧力演算手段６におい
て、ポンプ回転速度Ｈｚｘの入力により、 Ｈｚｘ＜ＨｚＢのとき ＰＶ＝ＰＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） ＨｚＢ≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０では ＰＶ＝｛（ＰＡ−ＰＢ）／（Ｈｚ０−ＨｚＢ）｝×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ）＋ ＰＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） Ｈｚ０＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） にて、逐次目標圧力ＰＶを演算しているとする。
て、ポンプ回転速度Ｈｚｘの入力により、 Ｈｚｘ＜ＨｚＢのとき ＰＶ＝ＰＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） ＨｚＢ≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０では ＰＶ＝｛（ＰＡ−ＰＢ）／（Ｈｚ０−ＨｚＢ）｝×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ）＋ ＰＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） Ｈｚ０＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） にて、逐次目標圧力ＰＶを演算しているとする。
【０００８】ただし、 Ｈｚｘ；ポンプ回転速度値（回転速度検出手段５より） Ｈｚ０；最高回転速度（通常５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ） ＨｚＢ；下限設定圧力ＰＢを締めきり（流量０）で出す
ためのポンプの回転数で、ポンプ特性上一般にＨｚＢ＝
（ＰＢ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０ ＰＡ；上限設定圧力（設定手段１０１） ＰＢ；下限設定圧力（設定手段１０２）
ためのポンプの回転数で、ポンプ特性上一般にＨｚＢ＝
（ＰＢ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０ ＰＡ；上限設定圧力（設定手段１０１） ＰＢ；下限設定圧力（設定手段１０２）
【０００９】上式（１）は、目標圧力の下限を設けてお
り、仮にポンプ速度が下限速度ＨｚＢを下回ってきても
目標圧力を下限値ＰＢに保つためのものである。式
（３）は、目標圧力の上限を設けており、仮にポンプ速
度が上限速度Ｈｚ０を上回ってきても目標圧力を上限値
ＰＡ以上に上げないためのものである。
り、仮にポンプ速度が下限速度ＨｚＢを下回ってきても
目標圧力を下限値ＰＢに保つためのものである。式
（３）は、目標圧力の上限を設けており、仮にポンプ速
度が上限速度Ｈｚ０を上回ってきても目標圧力を上限値
ＰＡ以上に上げないためのものである。
【００１０】上式（２）はポンプ速度がＨｚＢからＨｚ
０の間でポンプ目標圧力を下限設定圧力ＰＢから上限設
定圧力ＰＡへ変化させるためのものである。概略Ｈｚｘ
＝Ｈｚ０を入力するとＰＶ＝ＰＡ（上限設定圧力）を出
力し、Ｈｚｘ＝ＨｚＢを入力するとＰＶ＝ＰＢ（下限設
定圧力）を出力し、ＨｚｘにＨｚ０とＨｚＢの間の任意
の値を入力するとＰＢとＰＡの間の適切な値を出力する
ようになっている（図中線ｘ）。例えば、流量Ｑでポン
プ速度がＨｚＢ＋ΔＨｚになると、目標圧力ＰＶはＰＢ
＋ΔＰとなる（図中一点鎖線；点ｋ）。
０の間でポンプ目標圧力を下限設定圧力ＰＢから上限設
定圧力ＰＡへ変化させるためのものである。概略Ｈｚｘ
＝Ｈｚ０を入力するとＰＶ＝ＰＡ（上限設定圧力）を出
力し、Ｈｚｘ＝ＨｚＢを入力するとＰＶ＝ＰＢ（下限設
定圧力）を出力し、ＨｚｘにＨｚ０とＨｚＢの間の任意
の値を入力するとＰＢとＰＡの間の適切な値を出力する
ようになっている（図中線ｘ）。例えば、流量Ｑでポン
プ速度がＨｚＢ＋ΔＨｚになると、目標圧力ＰＶはＰＢ
＋ΔＰとなる（図中一点鎖線；点ｋ）。
【００１１】ここで、押込水圧Ｐｐがかかると、図３に
点線で表したポンプ性能曲線Ａは押込水圧Ｐｐによって
同一流量での圧力が押込水圧Ｐｐだけ上昇し、図４の点
線で表されるようなポンプ性能曲線Ｂとなる。
点線で表したポンプ性能曲線Ａは押込水圧Ｐｐによって
同一流量での圧力が押込水圧Ｐｐだけ上昇し、図４の点
線で表されるようなポンプ性能曲線Ｂとなる。
【００１２】この状態で押込水圧Ｐｐを考慮しない従来
の制御方法を用いた場合を、図３の点ｋとの比較で考え
ると、回転速度ＨｚＢ＋ΔＨｚでの実際圧力は同一水量
Ｑにおいて、押込水圧Ｐｐだけ高くなる（図４；点
ｋ’）。これは目標圧力ＰＢ＋ΔＰよりも高いため、速
度制御が働いて、制御系はポンプ回転速度を下げてい
く。回転速度が下がると目標圧力演算手段はＰＢ＋ΔＰ
よりも低い目標圧力ＰＶ値を出力し、制御系は目標圧力
ＰＶを下げながら回転速度Ｈｚｘを下げ、結局ＨｚＢ以
下まで下げていく（図４中の斜線部）。最終的には演算
式（１）が適用され、ＰＢにて系が安定し流量Ｑにおい
て使用者側の期待する適正圧力ＰＢ＋ΔＰよりも圧力が
ΔＰだけ不足するという不具合が生じる（図４；点
ｌ）。
の制御方法を用いた場合を、図３の点ｋとの比較で考え
ると、回転速度ＨｚＢ＋ΔＨｚでの実際圧力は同一水量
Ｑにおいて、押込水圧Ｐｐだけ高くなる（図４；点
ｋ’）。これは目標圧力ＰＢ＋ΔＰよりも高いため、速
度制御が働いて、制御系はポンプ回転速度を下げてい
く。回転速度が下がると目標圧力演算手段はＰＢ＋ΔＰ
よりも低い目標圧力ＰＶ値を出力し、制御系は目標圧力
ＰＶを下げながら回転速度Ｈｚｘを下げ、結局ＨｚＢ以
下まで下げていく（図４中の斜線部）。最終的には演算
式（１）が適用され、ＰＢにて系が安定し流量Ｑにおい
て使用者側の期待する適正圧力ＰＢ＋ΔＰよりも圧力が
ΔＰだけ不足するという不具合が生じる（図４；点
ｌ）。
【００１３】また、別の例としてＨｚＢ以下にポンプ速
度を下げない制御をしていた場合は、ＨｚＢのポンプ性
能曲線に沿った点１’で運転してしまい使用者側の期待
する適正圧力ＰＢ＋ΔＰよりも圧力が高くなってしまう
（図４；点ｌ’）。各流量において、同一のことを考え
ると、結局図３のポンプ運転曲線ｘは押込水圧Ｐｐを受
けたことにより、図４の線ｘ’になり、使用者側の期待
する適正圧力である図３のポンプ運転曲線ｘから逸脱し
てしまうことになる。
度を下げない制御をしていた場合は、ＨｚＢのポンプ性
能曲線に沿った点１’で運転してしまい使用者側の期待
する適正圧力ＰＢ＋ΔＰよりも圧力が高くなってしまう
（図４；点ｌ’）。各流量において、同一のことを考え
ると、結局図３のポンプ運転曲線ｘは押込水圧Ｐｐを受
けたことにより、図４の線ｘ’になり、使用者側の期待
する適正圧力である図３のポンプ運転曲線ｘから逸脱し
てしまうことになる。
【００１４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記課題を解決し、水の使用状態によってポンプ一
次側圧力が変化してもポンプ二次側の圧力を末端圧力一
定に制御することができる可変速給水装置を提供するこ
とを目的とする。
で、上記課題を解決し、水の使用状態によってポンプ一
次側圧力が変化してもポンプ二次側の圧力を末端圧力一
定に制御することができる可変速給水装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、吸込側に受水槽を持たず吐出
側の水の使用状態によって吸込側の圧力が著しく変化す
る配管の途中に直結した給水ポンプ３と、該給水ポンプ
３を駆動する可変速電動機２と、ポンプ回転速度の次元
をもつ予め定められた１つ又は複数個の定数Ｈｚｉを用
いて目標圧力を求めポンプ吐出圧力が該目標圧力になる
ように給水ポンプ３を可変速制御する制御手段を具備す
る可変速給水装置において、給水ポンプ３の吸込側の押
込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手段９Ｘを設けると共
に、可変速電動機２の回転速度Ｈｚｘを検出する回転速
度検出手段５を設け、制御手段は給水ポンプ３の目標圧
力ＰＶ算出関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝にポンプ回転速
度の次元を持つ定数Ｈｚｉが一つ又は複数含まれる目標
圧力演算手段を具備し、目標圧力演算手段は吸込側の押
込水圧Ｐｐによって、前記定数Ｈｚｉを遂次 Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０ 又は、Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐｉ｝ 1/2 ×Ｈｚ
ｉ ｛但し、ＰｉはＨｚｉに対応するポンプ圧力、Ｐ０はＨ
ｚ０（ポンプ最高回転速度）に対応するポンプ締めきり
圧力｝ と変換し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’（Ｈｚ
ｘ）によって、前記目標圧力ＰＶを演算するようにした
ことを特徴とする。
請求項１に記載の発明は、吸込側に受水槽を持たず吐出
側の水の使用状態によって吸込側の圧力が著しく変化す
る配管の途中に直結した給水ポンプ３と、該給水ポンプ
３を駆動する可変速電動機２と、ポンプ回転速度の次元
をもつ予め定められた１つ又は複数個の定数Ｈｚｉを用
いて目標圧力を求めポンプ吐出圧力が該目標圧力になる
ように給水ポンプ３を可変速制御する制御手段を具備す
る可変速給水装置において、給水ポンプ３の吸込側の押
込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手段９Ｘを設けると共
に、可変速電動機２の回転速度Ｈｚｘを検出する回転速
度検出手段５を設け、制御手段は給水ポンプ３の目標圧
力ＰＶ算出関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝にポンプ回転速
度の次元を持つ定数Ｈｚｉが一つ又は複数含まれる目標
圧力演算手段を具備し、目標圧力演算手段は吸込側の押
込水圧Ｐｐによって、前記定数Ｈｚｉを遂次 Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０ 又は、Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐｉ｝ 1/2 ×Ｈｚ
ｉ ｛但し、ＰｉはＨｚｉに対応するポンプ圧力、Ｐ０はＨ
ｚ０（ポンプ最高回転速度）に対応するポンプ締めきり
圧力｝ と変換し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’（Ｈｚ
ｘ）によって、前記目標圧力ＰＶを演算するようにした
ことを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本可変速給水装置は上記のように、給水ポンプ
３の吸込側の押込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手段９Ｘ
を設け、制御手段においてポンプ回転速度の次元をもつ
予め定められた１つ又は複数個の定数を押込水圧Ｐｐに
よって遂一変換し変換後の定数を用いて目標圧力を求め
給水ポンプ３を可変制御するので、水の使用状態によっ
て後に詳述するようにポンプ吸込側（一次側）の押込水
圧Ｐｐが変化して もポンプ吐出側（二次側）圧力を一定
になるようにポンプ３を制御することが可能となる。
３の吸込側の押込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手段９Ｘ
を設け、制御手段においてポンプ回転速度の次元をもつ
予め定められた１つ又は複数個の定数を押込水圧Ｐｐに
よって遂一変換し変換後の定数を用いて目標圧力を求め
給水ポンプ３を可変制御するので、水の使用状態によっ
て後に詳述するようにポンプ吸込側（一次側）の押込水
圧Ｐｐが変化して もポンプ吐出側（二次側）圧力を一定
になるようにポンプ３を制御することが可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は可変速給水装置の構成を示すブロック図
である。同図において、図２と同一符号を付した部分は
同一又は相当部分を示す。本可変速給水装置が図２に示
す可変速給水装置と異なる点は、本可変速給水装置は、
給水ポンプ３の吸込側に設けられ吸込側の押込水圧Ｐｐ
を検出する圧力検出手段９Ｘを設け、この検出した押込
水圧Ｐｐ値を目標圧力演算手段６に出力している。そし
て、目標圧力演算手段６は下記のようにして目標圧力Ｐ
Ｖを演算して回転速度制御手段７に出力する。
明する。図１は可変速給水装置の構成を示すブロック図
である。同図において、図２と同一符号を付した部分は
同一又は相当部分を示す。本可変速給水装置が図２に示
す可変速給水装置と異なる点は、本可変速給水装置は、
給水ポンプ３の吸込側に設けられ吸込側の押込水圧Ｐｐ
を検出する圧力検出手段９Ｘを設け、この検出した押込
水圧Ｐｐ値を目標圧力演算手段６に出力している。そし
て、目標圧力演算手段６は下記のようにして目標圧力Ｐ
Ｖを演算して回転速度制御手段７に出力する。
【００１８】目標圧力演算手段６の目標圧力ＰＶ算出関
数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝はポンプ回転速度の次元を持
つ定数Ｈｚｉ（ＨｚＢ又はＨｚ０或いはそれ以外のポン
プ回転速度の次元を持つ定数）が一つ以上含まれている
ものであって、押込水圧Ｐｐによって、該定数Ｈｚｉを
逐次 Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０ 又は、Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐｉ｝ 1/2 ×Ｈｚ
ｉ （Ｐｉは回転速度Ｈｚｉに対応するポンプ圧力）と変換
し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’（Ｈｚｘ）に
よって、目標圧力ＰＶを演算する。
数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝はポンプ回転速度の次元を持
つ定数Ｈｚｉ（ＨｚＢ又はＨｚ０或いはそれ以外のポン
プ回転速度の次元を持つ定数）が一つ以上含まれている
ものであって、押込水圧Ｐｐによって、該定数Ｈｚｉを
逐次 Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０ 又は、Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐｉ｝ 1/2 ×Ｈｚ
ｉ （Ｐｉは回転速度Ｈｚｉに対応するポンプ圧力）と変換
し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’（Ｈｚｘ）に
よって、目標圧力ＰＶを演算する。
【００１９】本可変速給水装置は押込水圧Ｐｐに応じて
目標圧力演算関数中のポンプ回転速度の次元を持つ定数
Ｈｚ０をＨｚ０’に、ＨｚＢをＨｚＢ’に変換し、上式
（１）〜（３）を下式（１）’〜（３）’に逐次変換す
れば、図４中の実線（線ｙ）で示すように押込水圧Ｐｐ
によらず、図３の線ｘと同様の目標圧力ＰＶに系を速度
制御できる。 Ｈｚｘ＜ＨｚＢ’のとき ＰＶ＝ＰＢ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１）’ ＨｚＢ’≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０’では ＰＶ＝｛（ＰＡ−ＰＢ）／（Ｈｚ０’−ＨｚＢ’）｝ ×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ’）＋ＰＢ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２）’ Ｈｚ０’＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （３）’
目標圧力演算関数中のポンプ回転速度の次元を持つ定数
Ｈｚ０をＨｚ０’に、ＨｚＢをＨｚＢ’に変換し、上式
（１）〜（３）を下式（１）’〜（３）’に逐次変換す
れば、図４中の実線（線ｙ）で示すように押込水圧Ｐｐ
によらず、図３の線ｘと同様の目標圧力ＰＶに系を速度
制御できる。 Ｈｚｘ＜ＨｚＢ’のとき ＰＶ＝ＰＢ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （１）’ ＨｚＢ’≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０’では ＰＶ＝｛（ＰＡ−ＰＢ）／（Ｈｚ０’−ＨｚＢ’）｝ ×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ’）＋ＰＢ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２）’ Ｈｚ０’＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （３）’
【００２０】 ただし、 Ｈｚ０’＝｛（Ｐ０−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０（本
発明による変換） ＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０（本
発明による変換でＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／ＰＢ｝
1/2 ×ＨｚＢ でもよい。） Ｈｚｘ；ポンプ回転速度値（回転速度検出手段５より） Ｈｚ０；最高回転速度（通常５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ） ＨｚＢ；ＨｚＢはポンプ特性上一般にＨｚＢ＝（ＰＢ／
Ｐ０）1/2×Ｈｚ０ ＰＡ；上限設定圧力（設定手段１０１の出力） ＰＢ；下限設定圧力（設定手段１０２の出力）
発明による変換） ＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０（本
発明による変換でＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／ＰＢ｝
1/2 ×ＨｚＢ でもよい。） Ｈｚｘ；ポンプ回転速度値（回転速度検出手段５より） Ｈｚ０；最高回転速度（通常５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ） ＨｚＢ；ＨｚＢはポンプ特性上一般にＨｚＢ＝（ＰＢ／
Ｐ０）1/2×Ｈｚ０ ＰＡ；上限設定圧力（設定手段１０１の出力） ＰＢ；下限設定圧力（設定手段１０２の出力）
【００２１】 また、ポンプ運転点が実際の配管抵抗に一
致するように、ＨｚＢとＨｚ０の間にある任意の回転速
度ＨｚＭで関数を二つに分けて、目標圧力ＰＶを演算す
る場合もある。以下、回転速度ＨｚＭで関数を二つに分
けて目標圧力ＰＶを演算する場合を図２の従来の可変速
給水装置の動作と図１の本発明の可変速給水装置の動作
とを比較しながら説明する。
致するように、ＨｚＢとＨｚ０の間にある任意の回転速
度ＨｚＭで関数を二つに分けて、目標圧力ＰＶを演算す
る場合もある。以下、回転速度ＨｚＭで関数を二つに分
けて目標圧力ＰＶを演算する場合を図２の従来の可変速
給水装置の動作と図１の本発明の可変速給水装置の動作
とを比較しながら説明する。
【００２２】 図２の目標圧力演算手段６における算出方
法では、上限設定圧力ＰＡを締めきりで出すための回転
速度ＨｚＡ、下限設定圧力ＰＢを締めきりで出すための
回転速度ＨｚＢは、 ＨｚＢ＝（ＰＢ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＡ＝（ＰＡ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０となり、最高回転速度Ｈｚ０と回転速度ＨｚＡの速度差
ＤＨｚ及び上限設定圧力ＰＡと下限設定圧力ＰＢの圧力
差ＤＰは、 ＤＨｚ＝Ｈｚ０−ＨｚＡ ＤＰ＝ＰＡ−ＰＢとなるから、ＰＡとＰＢの間の任意の点の圧力ＰＭは、 ＰＭ＝ＤＰ×ＡＬＰ＋ＰＢとなり、圧力ＰＭを締めきりで出すための回転速度Ｈｚ
ＰＭは、 ＨｚＰＭ＝（ＰＭ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０となり、ＨｚＢとＨｚ０の間の任意の点の回転速度Ｈｚ
Ｍは、 ＨｚＭ＝ＤＨｚ×ＢＥＴ＋ＨｚＰＭとなり、目標圧力演算式の係数Ｋ１、Ｋ２は、 Ｋ１＝（ＰＭ−ＰＢ）／（ＨｚＭ−ＨｚＢ） Ｋ２＝（ＰＡ−ＰＭ）／（ＨｚＯ−ＨｚＭ）となる。 但し、ＡＬＰ、ＢＥＴ；０以上１以下の定数
（設定する、又は固定例えばＡＬＰ＝ＢＥＴ＝０．
５）。
法では、上限設定圧力ＰＡを締めきりで出すための回転
速度ＨｚＡ、下限設定圧力ＰＢを締めきりで出すための
回転速度ＨｚＢは、 ＨｚＢ＝（ＰＢ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＡ＝（ＰＡ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０となり、最高回転速度Ｈｚ０と回転速度ＨｚＡの速度差
ＤＨｚ及び上限設定圧力ＰＡと下限設定圧力ＰＢの圧力
差ＤＰは、 ＤＨｚ＝Ｈｚ０−ＨｚＡ ＤＰ＝ＰＡ−ＰＢとなるから、ＰＡとＰＢの間の任意の点の圧力ＰＭは、 ＰＭ＝ＤＰ×ＡＬＰ＋ＰＢとなり、圧力ＰＭを締めきりで出すための回転速度Ｈｚ
ＰＭは、 ＨｚＰＭ＝（ＰＭ／Ｐ０）1/2 ×Ｈｚ０となり、ＨｚＢとＨｚ０の間の任意の点の回転速度Ｈｚ
Ｍは、 ＨｚＭ＝ＤＨｚ×ＢＥＴ＋ＨｚＰＭとなり、目標圧力演算式の係数Ｋ１、Ｋ２は、 Ｋ１＝（ＰＭ−ＰＢ）／（ＨｚＭ−ＨｚＢ） Ｋ２＝（ＰＡ−ＰＭ）／（ＨｚＯ−ＨｚＭ）となる。 但し、ＡＬＰ、ＢＥＴ；０以上１以下の定数
（設定する、又は固定例えばＡＬＰ＝ＢＥＴ＝０．
５）。
【００２３】ここで回転速度検出手段５で検出されたポ
ンプ３の回転速度Ｈｚｘが入ったときの目標圧力ＰＶを Ｈｚｘ＜ＨｚＢのとき ＰＶ＝ＰＢ ＨｚＢ≦Ｈｚｘ≦ＨｚＭでは ＰＶ＝Ｋ１×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ）＋ＰＢ ＨｚＭ≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０では ＰＶ＝Ｋ２×（Ｈｚｘ−ＨｚＭ）＋ＰＭ Ｈｚ０＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ にて逐次演算する。その目標圧力ＰＶに吐出圧力Ｐｏが
一致するように回転速度制御手段７でＰＩ制御する。
ンプ３の回転速度Ｈｚｘが入ったときの目標圧力ＰＶを Ｈｚｘ＜ＨｚＢのとき ＰＶ＝ＰＢ ＨｚＢ≦Ｈｚｘ≦ＨｚＭでは ＰＶ＝Ｋ１×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ）＋ＰＢ ＨｚＭ≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０では ＰＶ＝Ｋ２×（Ｈｚｘ−ＨｚＭ）＋ＰＭ Ｈｚ０＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ にて逐次演算する。その目標圧力ＰＶに吐出圧力Ｐｏが
一致するように回転速度制御手段７でＰＩ制御する。
【００２４】図１の目標圧力演算手段６における算出方
法は、 Ｈｚ０’＝｛（Ｐ０−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／Ｐｐ｝1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＡ’＝｛（ＰＡ−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０であり、回転速度Ｈｚ０’と回転速度ＨｚＡ’の回転速
度差ＤＨｚ、上限設定圧力ＰＡと下限設定圧力ＰＢの圧
力差は、 ＤＨｚ＝Ｈｚ０’−ＨｚＡ’ ＤＰ＝ＰＡ−ＰＢとなるから、ＰＡとＰＢの間の任意の点の圧力ＰＭは、 ＰＭ＝ＤＰ×ＡＬＰ＋ＰＢとなり、圧力ＰＭを締めきりで出すための回転速度Ｈｚ
ＰＭ’は、 ＨｚＰＭ’＝｛（ＰＭ−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０となり、ＨｚＢ’とＨｚ０’の間の任意の点回転速度Ｈ
ｚＭ’は、 ＨｚＭ’＝ＤＨｚ×ＢＥＴ＋ＨｚＰＭ’となり、目標圧力演算式の係数Ｋ１’、Ｋ２’は、 Ｋ１’＝（ＰＭ−ＰＢ）／（ＨｚＭ’−ＨｚＢ’） Ｋ２’＝（ＰＡ−ＰＭ）／（Ｈｚ０’−ＨｚＭ’）となる。 但し；ＡＬＰ、ＢＥＴ；０以上１以下の定数
（設定する、又は固定例えばＡＬＰ＝ＢＥＴ＝０．
５）、Ｐｐ；押込水圧（圧力検出手段９Ｘの出力）。
法は、 Ｈｚ０’＝｛（Ｐ０−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＢ’＝｛（ＰＢ−Ｐｐ）／Ｐｐ｝1/2 ×Ｈｚ０ ＨｚＡ’＝｛（ＰＡ−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０であり、回転速度Ｈｚ０’と回転速度ＨｚＡ’の回転速
度差ＤＨｚ、上限設定圧力ＰＡと下限設定圧力ＰＢの圧
力差は、 ＤＨｚ＝Ｈｚ０’−ＨｚＡ’ ＤＰ＝ＰＡ−ＰＢとなるから、ＰＡとＰＢの間の任意の点の圧力ＰＭは、 ＰＭ＝ＤＰ×ＡＬＰ＋ＰＢとなり、圧力ＰＭを締めきりで出すための回転速度Ｈｚ
ＰＭ’は、 ＨｚＰＭ’＝｛（ＰＭ−Ｐｐ）／Ｐ０｝1/2 ×Ｈｚ０となり、ＨｚＢ’とＨｚ０’の間の任意の点回転速度Ｈ
ｚＭ’は、 ＨｚＭ’＝ＤＨｚ×ＢＥＴ＋ＨｚＰＭ’となり、目標圧力演算式の係数Ｋ１’、Ｋ２’は、 Ｋ１’＝（ＰＭ−ＰＢ）／（ＨｚＭ’−ＨｚＢ’） Ｋ２’＝（ＰＡ−ＰＭ）／（Ｈｚ０’−ＨｚＭ’）となる。 但し；ＡＬＰ、ＢＥＴ；０以上１以下の定数
（設定する、又は固定例えばＡＬＰ＝ＢＥＴ＝０．
５）、Ｐｐ；押込水圧（圧力検出手段９Ｘの出力）。
【００２５】 ここで、回転速度検出手段５で検出された
ポンプ回転速度Ｈｚｘが入ったときの目標圧力ＰＶを Ｈｚｘ＜ＨｚＢ’のとき ＰＶ＝ＰＢ ＨｚＢ’≦Ｈｚｘ≦ＨｚＭ’では ＰＶ＝Ｋ１’×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ’）＋ＰＢ ＨｚＭ’≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０’では ＰＶ＝Ｋ２’×（Ｈｚｘ−ＨｚＭ’）＋ＰＭ Ｈｚ０’＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ にて逐次演算する。その目標圧力ＰＶに吐出圧力Ｐｏが
一致するように回転速度制御手段７でＰＩ制御する。こ
こで、押込水圧Ｐｐ＝０一定とすると、従来の演算方法
となる。
ポンプ回転速度Ｈｚｘが入ったときの目標圧力ＰＶを Ｈｚｘ＜ＨｚＢ’のとき ＰＶ＝ＰＢ ＨｚＢ’≦Ｈｚｘ≦ＨｚＭ’では ＰＶ＝Ｋ１’×（Ｈｚｘ−ＨｚＢ’）＋ＰＢ ＨｚＭ’≦Ｈｚｘ≦Ｈｚ０’では ＰＶ＝Ｋ２’×（Ｈｚｘ−ＨｚＭ’）＋ＰＭ Ｈｚ０’＜Ｈｚｘのとき ＰＶ＝ＰＡ にて逐次演算する。その目標圧力ＰＶに吐出圧力Ｐｏが
一致するように回転速度制御手段７でＰＩ制御する。こ
こで、押込水圧Ｐｐ＝０一定とすると、従来の演算方法
となる。
【００２６】 可変速給水装置を上記のように運転制御す
ることにより、図４の実線（線ｙ）で示すように押込水
圧Ｐｐによらず、図３の点線（線ｘ）と同様の目標圧力
ＰＶに速度制御できる。
ることにより、図４の実線（線ｙ）で示すように押込水
圧Ｐｐによらず、図３の点線（線ｘ）と同様の目標圧力
ＰＶに速度制御できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、給
水ポンプの吸込側の押込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手
段９Ｘを設けると共に、可変速電動機２の回転速度Ｈｚ
ｘを検出する回転速度検出手段５を設け、制御手段は給
水ポンプ３の目標圧力ＰＶ算出関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚ
ｘ）｝にポンプ回転速度の次元を持つ定数Ｈｚｉが一つ
又は複数含まれる目標圧力演算手段を具備し、該目標圧
力演算手段は吸込側の押込水圧Ｐｐによって、定数Ｈｚ
ｉを遂次変換し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’
（Ｈｚｘ）によって、目標圧力ＰＶを演算し、給水ポン
プの吐出圧力が該目標圧力ＰＶになるように可変速制御
するので、水の使用状態によって給水ポンプの吸込側
（一次側）の押込圧力が変化してもポンプ吐出側（二次
側）の圧力を末端圧力一定に制御することが可能とな
る。
水ポンプの吸込側の押込水圧Ｐｐを検出する圧力検出手
段９Ｘを設けると共に、可変速電動機２の回転速度Ｈｚ
ｘを検出する回転速度検出手段５を設け、制御手段は給
水ポンプ３の目標圧力ＰＶ算出関数｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚ
ｘ）｝にポンプ回転速度の次元を持つ定数Ｈｚｉが一つ
又は複数含まれる目標圧力演算手段を具備し、該目標圧
力演算手段は吸込側の押込水圧Ｐｐによって、定数Ｈｚ
ｉを遂次変換し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’
（Ｈｚｘ）によって、目標圧力ＰＶを演算し、給水ポン
プの吐出圧力が該目標圧力ＰＶになるように可変速制御
するので、水の使用状態によって給水ポンプの吸込側
（一次側）の押込圧力が変化してもポンプ吐出側（二次
側）の圧力を末端圧力一定に制御することが可能とな
る。
【図１】本発明の可変速給水装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】従来の可変速給水装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】ポンプ運転点の説明図である。
【図４】押込水圧がかかったときのポンプ運転点の説明
図である。
図である。
２ 可変速電動機 ３ 給水ポンプ ５ 回転速度検出手段 ６ 目標圧力演算手段 ７ 回転速度制御手段 ９ 吐出圧力検出手段 ９Ｘ 押込水圧検出手段 １０１ 圧力設定手段 １０２ 圧力設定手段 １０３ 圧力設定手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−60951（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280698（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−64295（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−286888（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−57193（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−136868（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 吸込側に受水槽を持たず吐出側の水の使
用状態によって吸込側の圧力が著しく変化する配管の途
中に直結した給水ポンプ３と、該給水ポンプ３を駆動す
る可変速電動機２と、ポンプ回転速度の次元をもつ予め
定められた１つ又は複数個の定数Ｈｚｉを用いて目標圧
力を求めポンプ吐出圧力が該目標圧力になるように前記
給水ポンプ３を可変速制御する制御手段を具備する可変
速給水装置において、 前記給水ポンプ３の吸込側の押込水圧Ｐｐを検出する圧
力検出手段９Ｘを設けると共に、前記可変速電動機２の
回転速度Ｈｚｘを検出する回転速度検出手段５を設け、 前記制御手段は給水ポンプ３の目標圧力ＰＶ算出関数
｛ＰＶ＝ｆ（Ｈｚｘ）｝にポンプ回転速度の次元を持つ
定数Ｈｚｉが一つ又は複数含まれる目標圧力演算手段を
具備し、 前記目標圧力演算手段は前記吸込側の押込水圧Ｐｐによ
って、前記定数Ｈｚｉを遂次 Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐ０｝ 1/2 ×Ｈｚ０ 又は、Ｈｚｉ’＝｛（Ｐｉ−Ｐｐ）／Ｐｉ｝ 1/2 ×Ｈｚ
ｉ ｛但し、ＰｉはＨｚｉに対応するポンプ圧力、Ｐ０はＨ
ｚ０（ポンプ最高回転速度）に対応するポンプ締めきり
圧力｝ と変換し、それによって得られた関数ＰＶ＝ｆ’（Ｈｚ
ｘ）によって、前記目標圧力ＰＶを演算するようにした
ことを特徴とする可変速給水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22846591A JP3291007B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 可変速給水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22846591A JP3291007B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 可変速給水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118280A JPH05118280A (ja) | 1993-05-14 |
| JP3291007B2 true JP3291007B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16876910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22846591A Expired - Lifetime JP3291007B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 可変速給水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291007B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3425294B2 (ja) * | 1995-03-28 | 2003-07-14 | 株式会社荏原製作所 | 可変速給水装置 |
| JP4641594B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2011-03-02 | テラル株式会社 | 可変速給水装置の制御方法 |
| JP5353873B2 (ja) * | 2010-12-25 | 2013-11-27 | マックス株式会社 | 圧縮機の制御装置 |
| JP2013204939A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Miura Co Ltd | ボイラシステム |
| CN105864014B (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-13 | 广东博宇集团有限公司 | 水泵控制方法、装置及系统 |
| CN106870344B (zh) * | 2017-04-27 | 2018-06-05 | 杭州志驱传动技术有限公司 | 一种消除水锤控制方法 |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP22846591A patent/JP3291007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05118280A (ja) | 1993-05-14 |
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