JPH04116291A - 配水ポンプ運転制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は配水施設における複数台の可変速の配水ポンプ
を、供給配水流量に従って台数制御運転する配水ポンプ
運転制御装置に係り、特に配水ポンプの能力に合９た経
済的な運用を行ない得るようにした配水ポンプ運転制御
装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、配水施設における配水ポンプの運転・停止点は
、第４図に示すように、配水ポンプの吐出流量−揚程曲
線（以下、Ｑ−Ｈ曲線と称する）の揚程−吐出圧力を固
定して決めている。一方、配水ポンプの揚程は、配水ポ
ンプの吸込側の圧力によって変化する。吸込側は、各機
場によって異なるが、ここでは例として吸込側を吸込圧
力と仮定して、以下に説明する。

すなわち、上述した配水ポンプのＱ−Ｈ曲線は、吸込側
の吸込圧力が一定の場合を想定して作成したものである
。よって、配水ポンプの吸込側が配水池の場合には、水
位変動による吸込圧力の変動があり、配水ポンプの吸込
側が送・配水管直接である場合には、その吸込圧力その
ものによる変動がある。そして、この吸込圧力の変動に
よって本来のＱ−Ｈ曲線が変動してしまい、配水ポンプ
の吐出流量も変動してしまうことは、周知の事実である
。

しかしながら、１台当りの配水ポンプの吐出流量が変動
してしまうと、複数台の配水ポンプを運用する場合に、
最適ポンプ運転点を固定できなくなってしまう。また逆
に、最適ポンプ運転点を固定してしまうと、最も条件の
悪い流量値に（配水ポンプ１台当りの吐出流量を少なく
するように）設定しなければならない。さらに、配水ポ
ンプ１台当りの吐出流量を多く設定してしまうと、キャ
ビテーションが発生したりすることがある。よって、配
水ポンプの能力に合った経済的な運用を行なうことがで
きなかった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来では、配水ポンプの能力に合った経済
的な運用が行なえないという問題があった。

本発明の目的は、配水ポンプの複数台運転を容易に実現
でき、かつ配水ポンプの能力に合った無理のない経済的
な運用を行なうことが可能な極めて信頼性の高い配水ポ
ンプ運転制御装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、配水施設にお
ける複数台の配水ポンプの吸込側の吸込圧力を検出する
吸込圧力検出手段と、配水ポンプの吐出流量−揚程曲線
の基準吸込圧力と、吸込圧力検出手段による吸込圧力と
を比較する比較手段と、比較手段による比較結果に基づ
いて、配水ポンプの最適ポンプ運転点を移動するように
、配水ポンプの吐出流量−揚程曲線を補正する吐出流量
−掲程曲線補正手段と、吐出流量−掲程曲線補正手段で
補正された最適ポンプ運転点で運転を行なうように、配
水ポンプに対するポンプ運転指令を出力するポンプ運転
指令手段とを備えて構成している。

（作用） 従って、本発明の配水ポンプ運転制御装置においては、
配水ポンプの吐出流量−揚程曲線作成時の吸込圧力を基
準とし、現状の吸込圧力と比較して両者の差が求められ
る。そして、この比較結果である差分に応じて、配水ポ
ンプの吐出流量−揚程曲線を補正することにより、配水
ポンプの吸込側の圧力変動による最適ポンプ運転点の変
動を補正することが可能となり、配水ポンプの能力を十
分に活用した経済的な運用を行なうことができる。

ことができる。

（実施例） 本発明では、配水ポンプのＱ−Ｈ曲線作成時の吸込圧力
を基準として、現状の吸込圧力との差を求め、この差分
に応じて、本来の配水ポンプのＱ−Ｈ曲線を、Ｑ−Ｈ曲
線のＨ軸の上・下方向に移動して、配水ポンプの最適ポ
ンプ運転点を補正するものである。すなわち、Ｑ−Ｈ曲
線作成時の基準吸込圧力に対して、現状の吸込圧力がプ
ラス側の場合にはＱ−Ｈ曲線をそのプラス分だけ、現状
の吸込圧力がマイナス側の場合にはＱ−Ｈ曲線をそのマ
イナス分だけ、Ｑ−Ｈ曲線のＨ軸上に移動するものであ
る。

以下、上記のような考え方に基づいた本発明の一実施例
について、図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明による配水ポンプ運転制御装置を配水
施設に適用した場合の全体構成例を示す図である。

第１図において、配水施設の配水供給ライン１の途中に
は、複数（ｎ）台の配水ポンプ２１〜２ｎ、および弁３
１〜３ｎを設けている。また、配水供給ライン１上の配
水ポンプ２１〜２ｎの吸込側には、その吸込圧力を検出
する吸込圧力検出手段である吸込側圧力計４を設け、同
じく配水供給ライン１上の配水ポンプ２１〜２ｎの吐出
側には、配水供給流量を検出する配水流量計、５を設け
ている。さらに、各配水ポンプ２１〜２ｎを駆動するた
めのポンプ駆動回路６を設けている。

一方、７は吸込側圧力計４、および配水流量計５からの
出力信号を入力とする制御装置であり、最適ポンプ運転
点決定回路７１と、ポンプ運転指令回路７２とから構成
している。また、最適ポンプ運転点決定回路７１は、第
１の比較器７１Ａと、第２の比較器７１Ｂと、Ｑ−Ｈ曲
線補正回路７１Ｃとから成っている。

ここで、第１の比較器７１Ａは、配水ポンプ２１〜２ｎ
のＱ−８曲線作成時の吸込圧力である基準吸込圧力Ａと
、吸込側圧力計４からの出力信号である吸込圧力Ｂとを
比較し、両者の差分Ｃ（−Ｂ−Ａ）を出力するものであ
る。また、第２の比較器７１Ｂは、基準吸込圧力Ａによ
る吐出側設定圧力りと、第１の比較器７１Ａからの差分
Ｃとを比較し、両者の差分Ｅ　（−Ｄ−Ｃ）を出力する
ものである。さらに、Ｑ−Ｈ曲線補正回路７１Ｃは、第
２の比較器７１Ｂからの差分Ｅに基づいて、配水ポンプ
２１〜２ｎの最適ポンプ運転点を移動するように配水ポ
ンプ２１〜２ｎのＱ−８曲線を補正するものである。さ
らにまた、ポンプ運転指令回路７２は、Ｑ−Ｈ曲線補正
回路７１Ｃで補正された最適ポンプ運転点で運転を行な
うように、配水ポンプ２１〜２ｎに対するポンプ運転指
令を上記ポンプ駆動回路６へ出力するものである。

次に、以上のように構成した本実施例の作用について、
第２図および第３図に示すＱ−Ｈ曲線図を用いて説明す
る。

第１図において、吸込側圧力計４および配水流量計５か
らの出力信号は、制御装置７にそれぞれ入力される。こ
れにより、制御装置７では、その第１の比較器７１Ａに
おいて、配水ポンプ２１〜２ｎのＱ−８曲線作成時の基
準吸込圧力Ａと、吸込側圧力計４からの吸込圧力Ｂとが
比較され、両者の差分Ｃが得られる。また、この差分Ｃ
は、第２の比較器７１Ｂに入力されて、基準吸込圧力Ａ
による吐出側設定圧力りと比較され、両者の差分Ｅが得
られる。さらに、この差分Ｅは、Ｑ−Ｈ曲線補正回路７
１Ｃに入力され、この差分Ｅに基づいて配水ポンプ２１
〜２ｎの最適ポンプ運転点を移動するように、配水ポン
プ２１〜２ｎのＱ−８曲線が補正される。

これを具体的に説明すると、吸込側圧力計４からの吸込
圧力Ｂは、配水ポンプ２１〜２ｎのＱ−８曲線作成時の
基準吸込圧力Ａと比較され、その差分Ｃ（仮にΔＨとす
る）がプラス側である場合には、吐出側設定圧力りに対
して減算され、Ｑ−Ｈ曲線補正回路７１Ｃに入力される
。

第２図に示すＱ−８曲線において、基準吸込圧力Ａによ
る吐出側設定圧力りをＨ８とすると、このＨ８からΔＨ
を差し引いた値Ｈ１が、実際の配水ポンプ吐出流量とな
る。これは、第３図のＱ−８曲線に示すように、Ｑ−８
曲線がΔＨだけ高くなることであるが、Ｑ−８曲線を固
定して考えると、第２図のＱ−８曲線に示すように、Ｈ
ｏからΔＨを差し引いた値Ｈ１の吐出側設定圧力りが変
動したと等価と考えることができる。

ここで、第２図および第３図においても明らかなように
、配水ポンプ２１〜２ｎの吸込側の圧力変動ΔＨにより
、最適ポンプ運転点は、２台目がＱ　ｏ＋からＱ＋＋へ
、３台目がＱ。２から０２２へ移動していることがわか
る。以上のようにして、配水ポンプ２１〜２ｎの吸込側
の圧力変動ΔＨによるポンプ運転点の変動を補正するこ
とができる。

そして、ポンプ運転指令回路７２では、このようにして
Ｑ−Ｈ曲線補正回路７１Ｃで補正された最適ポンプ運転
点で運転を行なうように、配水ポンプ２１〜２ｎに対す
るポンプ運転指令がポンプ駆動回路６へ出力され、配水
ポンプ２１〜２ｎを駆動して最適ポンプ運転点で運転が
行なわれることになる。

なお、上記において、吸込側圧力計４からの吸込圧力Ｂ
が配水ポンプ２１〜２ｎのＱ−８曲線作成時の基準吸込
圧力Ａと比較され、その差分Ｃ（仮にΔＨとする）がマ
イナス側である場合には、吐出側設定圧力りに対して加
算され、Ｑ−Ｈ曲線補正回路７１Ｃに入力されて同様に
補正が行なわれる。

上述したように、本実施例の配水ポンプ運転制御装置は
、配水施設における複数（ｎ）台の配水ポンプ２１〜２
ｎの吸込側の吸込圧力を検出する吸込側圧力計４と、配
水ポンプ２１〜２ｎのＱＨ曲線作成時の吸込圧力である
基準吸込圧力Ａと、吸込側圧力計４による吸込圧力Ｂと
を比較し、両者の差分Ｃ（−Ｂ−Ａ）を出力する第１の
比較器７１Ａ、基準吸込圧力Ａによる吐出側設定圧力り
と、第１の比較器７１Ａからの差分Ｃとを比較し、両者
の差分Ｅ　（−Ｄ−Ｃ）を出力する第２の比較器７１Ｂ
１および第２の比較器７１Ｂからの差分Ｅに基づいて、
配水ポンプ２１〜２ｎの最適ポンプ運転点を移動するよ
うに、配水ポンプ２１〜２ｎのＱ−Ｈ曲線を補正するＱ
−Ｈ曲線補正回路７１よりなる最適ポンプ運転点決定回
路７１と、Ｑ−Ｈ曲線補正回路７１Ｃで補正された最適
ポンプ運転点で運転を行なうように、配水ポンプ２１〜
２ｎに対するポンプ運転指令を上記ポンプ駆動回路６へ
出力するポンプ運転指令回路７２とから構成したもので
ある。

従って、配水ポンプ２１〜２ｎの吸込側の圧力変動ΔＨ
が発生した場合には、それによる配水ポンプ２１〜２ｎ
の最適ポンプ運転点の変動を補正することが可能となる
。これにより、従来のように、ポンプ運転点を固定する
ために、配水ポンプ１台当りの吐出流量を配水ポンプの
持つ能力より少なく設定しなければならないという必要
がなくなる。また、従来のように、配水ポンプ１台当り
の吐出流量を多く設定する必要もなく、キャビテーショ
ンの発生も防止することができる。

以上により、配水ポンプの複数台運転を容易に実現する
ことが可能となり、しかも配水ポンプ２１〜２ｎの能力
に合った無理のない極めて経済的な運用を行なうことが
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、配水ポンプの吐出
流量−揚程曲線の基準吸込圧力と、現状の吸込圧力とを
比較し、その比較結果に基づいて配水ポンプの最適ポン
プ運転点を移動するように配水ポンプの吐出流量−揚程
曲線を補正するようにしたので、配水ポンプの複数台運
転を容易に実現でき、かつ配水ポンプの能力に合った無
理のない経済的な運用を行なうことが可能な極めて信頼
性の高い配水ポンプ運転制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による配水ポンプ運転制御装置を配水施
設に適用した場合の一実施例を示す構成図、 第２図および第３図は同実施例における作用をそれぞれ
説明するためのＱ−Ｈ曲線図、第４図は従来のＱ−Ｈ曲
線の一例を示す図である。 １・・・配水供給ライン、２１〜２ｎ・・・配水ポンプ
、３１〜３ｎ・・・弁、４・・・吸込側圧力計、５・・
・配水流量計、６・・・ポンプ駆動回路、７・・・制御
装置、７１・・・最適ポンプ運転点決定回路、７１Ａ・
・・第１の比較器、７１Ｂ・・・第２の比較器、７１Ｃ
・・・Ｑ−Ｈ曲線補正回路、７２山ポンプ運転指令回路
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 配水施設における複数台の可変速の配水ポンプを、供給
   配水流量に従って台数制御運転するようにした配水ポン
   プ運転制御装置において、前記配水ポンプの吸込側の吸
   込圧力を検出する吸込圧力検出手段と、 前記配水ポンプの吐出流量−揚程曲線の基準吸込圧力と
   、前記吸込圧力検出手段により検出された吸込圧力とを
   比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に基づいて、前記配水ポン
   プの最適ポンプ運転点を移動するように、前記配水ポン
   プの吐出流量−揚程曲線を補正する吐出流量−掲程曲線
   補正手段と、 前記吐出流量−揚程曲線補正手段で補正された最適ポン
   プ運転点で運転を行なうように、前記配水ポンプに対す
   るポンプ運転指令を出力するポンプ運転指令手段と、 を備えて成ることを特徴とする配水ポンプ運転制御装置
   。