JPH02173372A - ポンプ配管の詰まり及び破損の検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 」−水道の圧送、下水道の圧送その他に使用されるポン
プ配管の詰まり及び破損の検出方法及び装置に関する。

（従来の技術） 下水中継ポンプ場などの長距離圧送管（数１０〜数１０
０　ｍ　）で地中に埋設されているものでは、従来は、
送る側の水位低下に時間がかかること（詰まり）、或い
は受ける側で水があまり流れてこないこと（漏れ及び詰
まり）で、詰まり、漏れを知ったり、或いは配管の圧力
や流量を検出して、単にその増減により配管の詰まりゃ
破損（漏れ）を判断していた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の場合配管の詰まりゃ破損（漏れ）を知る
のに相当の時間を要し、また、圧力の増減や流量の増減
を比較してその変化をとらえたとしても、それば詰まり
、破損のばかポンプの性能低下（ポンプ内の詰まり、ポ
ンプの羽根の欠損など）の場合も考えられ、配管の詰ま
り及び破損を確実に判断することができなかった。

本発明は上記問題点に鑑み、配管の詰まりゃ漏れを迅速
かつ確実に判断し得るようにしたものである。

（課題を解決するための手段） この技術的課題を解決する本発明の第１の技術的手段は
、ポンプ１により配管３を通して送水先４に送水するよ
うにしたポンプ配管において、圧力センサ６及び流量セ
ンサ７により、配管　３内の圧力及び流量を検出し、こ
れらセンサ６．７の検出信号によって損失係数ｆを算出
し、この損失係数ｆの変動により配管３の詰まり及び破
損を判断する点にある。

第２の技術的手段は、ポンプ１により配管３を通して実
揚程Ｈ１の送水先４に送水するようにしたポンプ配管に
おいて、圧力センサ６及び流量センサ７により、配管３
内の圧力及び流量を検出し、これらセンサ６．７の検出
信号と、予め記憶した実揚程ＨＡとから、 −ＨＡ 一 ｆ：損失係数 Ｈ：検出圧力 ＨＡ　：実揚程 Ｑ：検出流量 なる式によって損失係数ｆを算出し、この算出した損失
係数ｆと予め設定した正常時の損失係数ｆ。

とを比較して、配管３の詰まり及び破損を判断する点に
ある。

第３の技術的手段は、ポンプ１により配管３を通して送
水先４に送水するようにしたポンプ配管において、配管
３内の圧力を検出する圧力センサ６と、配管３内の流量
を検出する流量センサ７とが設けられ、前記圧力センサ
６及び流量センサ７の検出信号によって損失係数ｆを算
出する損失係数演算手段１２が設けられ、この算出した
損失係数ｆの変動から配管３の詰まり及び破損を判断す
る原因判定手段１３が設けられている点にある。

第４の技術的手段は、ポンプ１により配管３を通して実
揚程ＨＡの送水先４に送水するようにしたポンプ配管に
おいて、配管３内の圧力を検出する圧力センサ６と、配
管３内の流量を検出する流量センサ７とが設けられ、 前記圧力センサ６及び流量センサ７の検出信号と、予め
記憶した実揚程ＨＡとから、 Ｑ′ ｆ：損失係数 Ｈ：検出圧力 ＨＡ　；実揚程 Ｑ：検出流量 なる式によって損失係数ｆを算出する損失係数演算手段
１２が設けられ、この算出した損失係数ｆと予め設定し
た正常時の損失係数ｆ。とを比較して、配管３の詰まり
及び破損を判断する原因判定手段１３が設けられている
点にある。

（作　　用） 圧力センサ（６）及び流量センサ（７）により検出した
検出信号から、損失係数演算手段（１２）が損失係数ｆ
を算出し、この損失係数ｆと正常時の損失係数Ｆ。とを
比較することによって、損失係数ｆの変動をとらえ、こ
の損失係数ｆの変動から、ポンプ１の性能低下の如何に
拘らず、配管３の詰まり、破損を迅速かつ確実に判断す
る。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に従って説明すると、第３
図は汚水中継ポンプ場の概略構成図を示し、同図におい
て、１は水中ポンプで、ポンプピット２に複数台（回倒
では３台）設置され、各水中ポンプ１の吐出管は合流さ
れ、配管３によって次の中継ポンプ場、下水道本管、マ
ンホールなどの送水先４につながっている。配管３の吐
出側端部は送水先４で開放されている。

６は配管３の中途部に設けた圧力センサで、配管３の圧
力を検出して、その検出圧力Ｉ＋を電流値によって示す
検出信号を出力するように構成されている。７は配管３
の中途部に設けた流量センサで、その検出流量Ｑを電流
値によって示す検出信号を出力するように構成されてい
る。前記圧力センサ６の設置位置と配管３の送水先４側
端部との間の実揚程はＨＡである。

第４図は配管圧力Ｈと配管を流れる流量Ｑとの関係を示
すグラフで、詰まりの場合の抵抗曲線は、正常の場合の
抵抗曲線に比べて流量Ｑに対する配管圧力１１が大きく
なり、これにより詰りの場合の後述する損失係数ｆは正
常の場合の損失係数ｆ。よりも大になることがわかる。

また、配管３が破損した場合の抵抗曲線は、正常の場合
の抵抗曲線に比べて流量Ｑに対する配管圧力が小になり
、これにより破損した場合の後述する損失係数ｆは、正
常の場合の損失係数ｆ０よりも小になることがわかる。

第５図は配管上の圧力勾配を示し、このグラフでわかる
ように圧力センサ６で測定される圧力Ｈは、 Ｈ＝　ＨＡ＋　Ｈｔ　　　・旧・・・・・■ここで、Ｈ
−検出圧力 ＨＡ−実揚程 ＨＬ−損失水頭 である、実揚程ＨＡは、固定した配管３で吐出端が開放
されているものでは一定である。また、損失水頭■は、 ＨＬ−ｆｘＱ２　・・・・・・・・・■ここで、ｆ−損
失係数 Ｑ−検出流量 で近似することができる。

上記■式を変形すると、 Ｑ、　　　　　　　Ｑ′ となる。

そこで、予め正常な状態の実揚程ＨＡ、損失係数ｆを測
定しておき、そのときの損失係数ｆをｆｏとすると、正
常な場合ｆ　＝ｆ、となる。配管３が詰まると、抵抗が
大となり、ｆ　＞ｆ、　　となる。破損（漏水）すると
、抵抗が小さくなりｆ＜ｆｏ　となる。この演算を、検
出圧力１（、検出流量０を後述するようにコンピプ、−
夕に取りこみ、演算を行わせ、配管３の詰まり及び破損
を自動的に判断させるのである。

第１図は検出装置のブロック図を示し、同図において、
９はＡ／Ｄ変換器で、圧力センサ６及び流量センサ７か
ら検出圧力Ｈ１検出流量０を示すアナログの検出信号を
入力し、これをデジタル信号に変換してＣＰＵｌ０に出
力する。

ＣＰＵｌ０は、圧力、流量入力手段１１と、損失係数演
算手段１２と、原因判定手段１３と、実揚程、損失係数
記憶手段１４と、表示信号出力手段１５とを備える。

圧力、流量入力手段１１は、Ａ／Ｄ変換器９を介して圧
力センサ６及び流量センサ７の検出信号を入力し、検出
圧力１（及び検出流量０をデジタル信号として記憶する
。この記憶は所定時間おきに順次新たな検出圧力■、検
出流量Ｏに書き換えられる。

実揚程、損失係数記憶手段１４は、予め測定して得た正
常状態の実揚程ＨＡ及び正常状態の損失係数ｆ。をキー
ボード等による入力によって記憶する。

損失係数演算手段１２ば、圧力、流量入力手段１１から
検出圧〕月１、検出流量０を示す検出信男を入力すると
共に、実揚程、損失係数記憶手段１４から実揚程ＨＡを
示す信号を入力し、 ｆ：損失係数 Ｈ：検出圧力 ＨＡ　：実揚程 Ｑ：検出流量 なる式によって損失係数ｆを算出する。

原因判定手段１３は、損失係数演算手段１２から算出し
た損失係数ｆを示す信号を入力すると共に、実揚程、損
失係数記憶手段１４から正常状態の損失係数ｆ。を示す
信号を入力し、 ｆ：ｆ、十設定値１ の大小を比較すると共に、 ｆ：ｒｏ−設定値２ の大小を比較する。そして、−１−記比較の結果からｆ
＞ｆｏ＋設定値１であれば配管３の詰まりと判定すると
共に、ｆ＜ｆｏ−設定値２であれば配管３の破損と判定
し、その他の場合は詰まりゃ破損がなく正常であると判
定する。

表示信号出力手段１５は、原因判定手段１３から判定結
果を示す信号を入力し、ＣＲＴデイスプレィ等の表示装
置１６に、詰まり、破損又は正常等の判定結果を示す画
面表示をさせる。

次に、第２図に示すフローチャー１・を参照しながら詰
まり及び破損の検出動作を説明する。まず圧力センサ６
及び流量センサ７により検出した検出圧力１１、検出流
量０を示す信号が圧力、流量入力手段１１に入力され、
ここで、デジタル信号として記憶される。次に損失係数
演算手段１２により損失係数ｒが算出され、原因判定手
段１３によりｆとＬ４−設定値１との比較が行われ、ｆ
　＞ｆ、十設定値１であれば、詰まりと判定し、表示信
号出力手段１５により表示装置１６に詰まりの文字が画
面表示される。

一方ｆ　＞ｆｏ＋設定値１でなければ、さらに原因判定
手段１３によりｆとｆ。−設定値２との比較が行われ、
ｆ　＜ｆｏ−設定値２であれば、配管３の破損と判断し
、表示信号出力手段１５により表示装置１６に破損の文
字が画面表示される。

またｆ＞ｆｏ＋設定値１でなくかつｆ＜ｆｏ−設定値２
でもなければ、原因判定手段１３が正常と判断し、表示
装置１６には正常の文字が画面表示される。

なお、前記実施例では配管３の吐出側は開放されている
が、本発明は、配管３の吐出側が開放されていない場合
も適用実施することができ、この場合実揚程Ｈ１が変化
するが、吐出側の水位を測定することにより実揚程を算
出して同様のことができる。

また、前記実施例では、配管３の詰まり及び配管３の破
損（漏水）を判断する際に、正常時の損失係数ｆ。に設
定値１を加え、或いは設定値２を差引いて、わずかな検
出誤差等によって詰まり、破損と誤判定しないように考
慮しているが、設定値１及び設定値２の値は、検出誤差
等によって誤判別を生じないように適当に決定すればよ
い。

（発明の効果） 本発明によれば、圧力センサ６及び流量センサ７の検出
信号から損失係数ｆを算出し、この損失係数ｆの変動に
より配管３の詰まり及び破損を判断するので、配管３の
詰まり及び破損を迅速に判断できるし、またポンプ１の
性能低下があっても損失係数ｆは変動しないため、ポン
プ１の性能低下による誤判断をするような惧れがなく、
配管３の詰まり及び破損を確実に判断し得る。従って、
流量の減少等の原因を明確かつ迅速に識別でき、また現
地に行くことなく表示装置１６等を見るだけで、性能低
下の原因がわかるため、原因を調べる作業がなくなり、
調査の手間を省くことができる。

また配管３の詰まり及び破損等の復旧も早く着手するこ
とが可能になり、その効果は著大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はブロック図、
第２図は動作説明用のフローチャート、第３図は汚水中
継ポンプ場の概略構成図、第４図は配管圧力１１と流量
口との関係を示すグラフ、第５図は配管圧力■と配管長
さとの関係を示すグラフである。 １・・・ポンプ、３・・・配管、４・・・送水先、６・
・・圧力センサ、７・・・流量センサ、１２・・・損失
係数演算手段、１３・・・原因判定手段。 特　許　出　願　人　　　久保田鉄工株式会社仝 ス ミ 仝娯菅敗ス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ（１）により配管（３）を通して送水先（
   ４）に送水するようにしたポンプ配管において、圧力セ
   ンサ（６）及び流量センサ（７）により、配管（３）内
   の圧力及び流量を検出し、これらセンサ（６）（７）の
   検出信号によって損失係数（ｆ）を算出し、この損失係
   数（ｆ）の変動により配管（３）の詰まり及び破損を判
   断することを特徴とするポンプ配管の詰まり及び破損の
   検出方法。
2. （２）ポンプ（１）により配管（３）を通して実揚程Ｈ
   ＿Ａの送水先（４）に送水するようにしたポンプ配管に
   おいて、 圧力センサ（６）及び流量センサ（７）により、配管（
   ３）内の圧力及び流量を検出し、これらセンサ（６）（
   ７）の検出信号と、予め記憶した実揚程Ｈ＿Ａとから、 ｆ＝Ｈ−Ｈ＿Ａ／Ｑ＾２ ｆ：損失係数 Ｈ：検出圧力 Ｈ＿Ａ：実揚程 Ｑ：検出流量 なる式によって損失係数（ｆ）を算出し、この算出した
   損失係数（ｆ）と予め設定した正常時の損失係数（ｆ＿
   ０）とを比較して、配管（３）の詰まり及び破損を判断
   することを特徴とするポンプ配管の詰まり及び破損の検
   出方法。
3. （３）ポンプ（１）により配管（３）を通して送水先（
   ４）に送水するようにしたポンプ配管において、配管（
   ３）内の圧力を検出する圧力センサ（６）と、配管（３
   ）内の流量を検出する流量センサ（７）とが設けられ、 前記圧力センサ（６）及び流量センサ（７）の検出信号
   によって損失係数（ｆ）を算出する損失係数演算手段（
   １２）が設けられ、この算出した損失係数（ｆ）の変動
   から配管（３）の詰まり及び破損を判断する原因判定手
   段（１３）が設けられていることを特徴とするポンプ配
   管の詰まり及び破損の検出装置。
4. （４）ポンプ（１）により配管（３）を通して実揚程Ｈ
   ＿Ａの送水先（４）に送水するようにしたポンプ配管に
   おいて、 配管（３）内の圧力を検出する圧力センサ（６）と、配
   管（３）内の流量を検出する流量センサ（７）とが設け
   られ、 前記圧力センサ（６）及び流量センサ（７）の検出信号
   と、予め記憶した実揚程Ｈ＿Ａとから、ｆ＝Ｈ−Ｈ＿Ａ
   ／Ｑ＾２ ｆ：損失係数 Ｈ：検出圧力 Ｈ＿Ａ：実揚程 Ｑ：検出流量 なる式によって損失係数（ｆ）を算出する損失係数演算
   手段（１２）が設けられ、この算出した損失係数（ｆ）
   と予め設定した正常時の損失係数（ｆ＿０）とを比較し
   て、配管（３）の詰まり及び破損を判断する原因判定手
   段（１３）が設けられていることを特徴とするポンプ配
   管の詰まり及び破損の検出装置。