JPH06193584A - 排水ポンプの運転方法 - Google Patents

排水ポンプの運転方法

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JPH06193584A
JPH06193584A JP4345821A JP34582192A JPH06193584A JP H06193584 A JPH06193584 A JP H06193584A JP 4345821 A JP4345821 A JP 4345821A JP 34582192 A JP34582192 A JP 34582192A JP H06193584 A JPH06193584 A JP H06193584A
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JP
Japan
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pump
drainage
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stop
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JP4345821A
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English (en)
Inventor
Kunio Takada
国雄 高田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment

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  • Sewage (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流入水量の大幅な変動に対応させて、ポンプ
場の冠水を避けるとともに、ハンチング運転を防止でき
る排水ポンプの運転方法を提供すること。 【構成】 ポンプ井7の水位の上昇速度Vupを求め、
ポンプ井水位の上昇速度が大きいときは排水ポンプの起
動水位LWLを低く変更し、早めに排水ポンプ8を起動
してポンプ場の冠水を防止する。また、ポンプ井水位の
上昇速度が小さいときは排水ポンプの起動水位LWLを
高く変更して、流入量の少ないときのハンチング運転を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排水ポンプの運転方法
に係り、特に排水ポンプの起動・停止の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】都市等においては、河川、管渠、放水路
等に流入した雨水等の排水を排水主管路に集め、その集
めた排水を下流の排水ポンプ場のポンプ井に導き、その
ポンプ井の排水を1又は複数の排水ポンプにより揚水
し、その揚水した排水を他の河川等に放流する排水施設
が設けられている。
【0003】従来、排水ポンプの運転は、起動・停止の
ハンチング現象を防止するため、ポンプ井の水位が起動
水位(LWL)に達したときに排水ポンプを起動し、停
止水位(LLWL)に低下したときに排水ポンプを停止
する自動運転が行われている。停止水位(LLWL)は
排水ポンプがうずを巻き込まない水位に設定される。一
方、起動水位(LWL)は排水ポンプが頻繁に繰返し起
動・停止(ハンチング)しないような水位に設定され
る。つまり、排水ポンプの起動によりポンプ井の水位が
停止水位まで低下した後、再びポンプ井の水位が起動水
位まで上昇するまでの時間が、排水ポンプを駆動するモ
ータのホットスタートの許容時間以上になるように設定
される。このような排水ポンプの運転方法に関連する従
来技術としては、特開平2−115584号公報に記載
されているものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の排水ポンプの運転方法は、起動水位と停止水位が予め
定められた値に固定されていることから、次のような問
題がある。
【0005】まず、鉄砲水のように急激でかつ多量の排
水がポンプ井に流入した場合、ポンプ井の水位上昇が速
く、設定された起動水位で排水ポンプを起動すると、排
水ポンプの排水が間にあわずにポンプ場が冠水する恐れ
がある。
【0006】このような問題を回避するために、起動水
位を低く設定すると、停止水位との差が小さくなるた
め、流入水量が少ないときに起動停止がハンチング的に
頻繁に行われることになり、ポンプ及びモータにとって
好ましくない。
【0007】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
すること、言い換えれば、流入水量の大幅な変動に対応
させて、ポンプ場の冠水を避けるとともに、ハンチング
運転を防止できる排水ポンプの運転方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプ井の水
位の上昇速度を求め、ポンプ井水位の上昇速度が大きい
ときは排水ポンプの起動水位を低く、ポンプ井水位の上
昇速度が小さいときは排水ポンプの起動水位を高く変更
することにより、流入量の急激な増加に起因するポンプ
場の冠水を回避するとともに、流入量の少ないときのハ
ンチング運転を防止するものである。
【0009】また、ポンプ井の水位の下降速度を求め、
該下降速度が大きいときは前記停止水位を高く、前記下
降速度が小さいときは前記停止水位を低く変更すること
が好ましい。
【0010】
【作用】このように構成することにより、本発明によれ
ば、次の作用により上記目的が達成できる。
【0011】ポンプ井水位の上昇速度が大きい場合に
は、起動水位が低い値に変更され、排水開始時期が早ま
ることになる。したがって、少なくとも起動水位の低下
分だけ、ポンプ井の最高水位を低く抑えることができる
から、それに応じてポンプ場の冠水を回避できる。。
【0012】一方、ポンプ井水位の上昇速度が小さい場
合に、低水位で起動すると、河川又は管渠からの流入水
量が少ないため、ポンプ井水位の低下速度が大きくな
り、短時間で停止水位に低下してハンチング現象が起こ
り、システムの安定運用が計れなくなるが、本発明によ
れば、起動水位を高く変更するようにしているから、そ
の分だけ起動・停止の間隔が長くなり、ハンチング現象
を防止できる。
【0013】また、ポンプ水位の下降速度についても同
様のことがいえ、下降速度が大きい場合は、高い水位で
停止、下降速度が小さい場合は、低い水位で停止するこ
とにより、ポンプ井水位の変動を小さくすることがで
き、ハンチングの防止ができ、システムの安定運用が可
能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の排水ポンプの運転方法を適用
した好適な一実施例を図1乃至図3を参照して説明す
る。図1は排水ポンプ運転制御装置の主要部構成図、図
2は排水施設全体の概念構成図、図3は動作説明図であ
る。
【0015】図2に示すように、放水路1、河川2、又
は管渠3に流入した雨水等の排水は、立坑4を介して排
水主管路5に集められ、下流に設けられたポンプ場6の
ポンプ井7に導かれ、排水ポンプ(P1、P2、P3)8
によって揚水され、放流先の大河川9に放流されるよう
になっている。排水ポンプ8の原動機は、図示していな
いが、電動機、エンジン、ガスタービン等が適用され
る。また、排水主管路5には空気孔10が適宜連通して
設けられている。
【0016】図1に示すように、ポンプ井7に水位セン
サ21が設けられている。水位センサ7により検出され
たポンプ井水位hは水位変化速度演算手段22に入力さ
れ、ここでポンプ水位hの水位変化速度V(水位上昇速
度Vup又は水位下降速度Vdn)が求められる。この
水位変化速度Vは次式により求める。
【0017】V=Δ(Qi−Qd)/A ここで、Qiはポンプ井7への流入量、Qdは排水ポン
プ8の合計排水量、Aはポンプ井7の断面積であり、V
が正のときは水位上昇速度Vup、負のときは水位下降
速度Vdnになる。
【0018】水位変化速度演算手段22により求められ
た水位上昇速度Vup又は水位下降速度Vdnは、それ
ぞれ起動水位変更手段23又は停止水位変更手段24に
入力される。
【0019】起動水位変更手段23は関数発生器を備え
て構成され、図3に示す予め設定された負の傾きを有す
る関数(LWL1,LWL2,LWL3)に従って、入力
される水位上昇速度Vupに対応する各排水ポンプ
1,P2,P3の起動水位LWL1〜LWL3の値を出力
するように構成されている。同図中、Vupoは基準と
する水位上昇速度を示す。
【0020】停止水位変更手段24も同様に関数発生器
を備えてなり、図4に示すように、予め設定された正の
傾きを有する関数(LLWL1,LLWL2,LLW
3)に従って、入力される水位下降速度Vdnに対応
する各排水ポンプP1,P2,P3の停止水位LLWL1
LLWL3の値を出力するように構成されている。同図
中、Vdnoは基準とする水位下降速度を示す。
【0021】排水ポンプの起動・停止指令手段25−1
〜25−3は各排水ポンプP1,P2,P3に対応させて
設けられている。それらの起動・停止指令手段25−1
〜25−3は、設定値を除いて同一の構成となっている
ことから、起動・停止指令手段25−2と25−3は簡
略して示している。起動・停止指令手段25−1〜25
−3は、起動水位の比較器26と停止水位の比較器2
7、及び起動水位設定器28と停止水位設定器29と、
指令保持手段30を備えて構成されている。
【0022】比較器26は水位センサ21から入力され
る現在のポンプ井水位hと起動水位設定器28に設定さ
れた起動水位LWL1を比較し、h≧LWL1のとき起動
指令を出力する。この起動指令は指令保持手段30に保
持されるとともに、排水ポンプP1,P2,P3のモータ
制御装置に出力して、各排水ポンプを起動するようにな
っている。
【0023】一方、比較器27は、水位センサ21から
入力される現在のポンプ井水位hと停止水位設定器29
に設定された停止水位LLWL1を比較し、h≦LLW
1のとき停止指令を出力する。この停止指令で指令保
持手段30をリセットすることにより、排水ポンプを停
止するようになっている。
【0024】また、起動水位設定器28と停止水位設定
器29には、起動水位変更手段13と停止水位変更手段
24から出力される各起動水位LWL1〜LWL3の値
と、停止水位LLWL1〜LLWL3の値が、それぞれ各
排水ポンプに対応させて入力されるようになっている。
【0025】このように構成される実施例の動作を、図
5(a)〜(c)を参照して説明する。図5(a)は、
起動・停止水位を固定した場合の起動・停止水位と排水
ポンプP1,P2,P3の運転台数との関係を示したもの
であり、上記実施例の基準とする所定の水位上昇速度及
び下降速度に対応する起動・停止制御のパターンであ
る。
【0026】図5(b)は、水位上昇速度が大きい場合
について示したものであり、1台目の排水ポンプP1
起動水位LWL1は図5(a)に比較してB2低い水位に
変更され、その分早く起動している。また、全台(今回
の例は3台)起動する迄の水位差はA2であり、図5
(a)の場合の水位差A1に対して小さくなっている。
すなわち、水位上昇速度が大きい場合、低い水位で1台
目が起動され、かつ全台起動される水位も低くなって、
急激な水位上昇に対し早く対応できることになる。
【0027】図5(c)は、水位上昇速度が遅い場合の
例であり、1台目の起動水位はB3だけ高く変更してい
る。なお、同図では、停止水位も高く変更している例を
示している。この場合起動と停止の水位差C3は、基準
の場合よりも大きくなるように停止水位の変更量を設定
することが好ましい。これらにより、ポンプ井への排水
の流入量が少なくても、排水ポンプのハンチング現象を
防止して、安定な運用が可能になる。
【0028】図6を用いて、本発明の運転方法による効
果、従来の運転方法と比較して説明する。図6の例は、
排水ポンプ8が5台備えた排水ポンプ場の例である。同
図(a)は流入量Qiの時間変化と、排水ポンプの運転
台数変化による排水量Qdの時間変化を示している。同
図(b)は図(a)の運転方法により変わるポンプ井7
の水位hの時間変化を示している。また、同図(b)に
各排水ポンプの起動水位を合わせて示している。
【0029】流入量Qiは図6(a)に示すように変化
するものとする。各排水ポンプP1〜P5の従来の起動水
位は、図(b)のLWL1〜LWL5に示すように、固定
値で設定されていた。したがって、従来法によれば、ポ
ンプ井7の水位hがそれらの起動水位に達する時刻t1
〜t5において、図(a)の点線で示すように各排水ポ
ンプP1〜P5が起動されることになる。その結果、図
(a)に示したように、流入量Qiの増加に対し、排水
量Qdの増加の追従が遅れ、斑点を付して示した領域に
相当する量の排水がポンプ井7に貯留される。このた
め、図(b)に点線で示したように、水位hが上昇し、
洪水水位を越えてしまう場合がある。
【0030】一方、本発明によれば、水位上昇速度Vu
pに応じて起動水位がLWL1’〜LWL5’のように低
い値に変更されることから、(a)の実線に示したよう
に各排水ポンプP1〜P5の起動開始が従来より早められ
る。その結果、図(a)に示したように、流入量Qiの
増加に対し、排水量Qdの増加の追従遅れが小さくな
り、排水がポンプ井7に貯留される排水量が、斜線を付
して示した領域に相当する量だけ減少する。そのため、
図(b)に実線で示したように、水位hの上昇が抑えら
れ、洪水水位を越えてしまうのを防止できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
起動・停止の水位を水位上昇と下降速度により変更する
ようにしたことから、次の効果がある。 (1)水位上昇速度が高い場合、低水位でポンプを起動
することにより、ポンプ井の水位上昇を抑制しポンプ場
の冠水防止に役立つ。
【0032】(2)水位上昇速度が低い場合は、高水位
で起動、低水位で停止することにより、ポンプの起動・
停止の頻度すなわちハンチングを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排水ポンプの運転方法を適用してなる
一実施例の排水ポンプ運転制御装置の主要部構成図であ
る。
【図2】図1の実施例を適用可能な排水施設の概要構成
図である。
【図3】起動水位変更手段の処理関数を示す線図であ
る。
【図4】停止水位変更手段の処理関数を示す線図であ
る。
【図5】排水ポンプの運転動作を説明する線図であり、
(a)は従来例に相当する基準の動作を示す図、(b)
は水位の上昇速度が高い場合の動作を示す図、(c)は
水位の上昇速度が小さい場合の動作を示す図である。
【図6】本発明の効果を従来例の場合と比較して説明す
るための図であり、同図(a)は流入量Qiの時間変化
と、排水ポンプの運転台数変化による排水量Qdの時間
変化を示し、同図(b)は図(a)の運転方法により変
わるポンプ井の水位hの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
7 ポンプ井 8 排水ポンプ 21 水位センサ 22 水位変化速度演算手段 23 起動水位変更手段 24 停止水位変更手段 25−1〜25−3 起動・停止指令手段 26、27 比較器 28 起動水位設定器 29 停止水位設定器 30 指令保持手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雨水等の排水が流入されるポンプ井の水
    位を検出し、ポンプ井水位が所定の起動水位に達したと
    き排水ポンプを起動させ、ポンプ井水位が所定の停止水
    位に低下したとき前記排水ポンプを停止させることを含
    んでなる排水ポンプの運転方法において、前記ポンプ井
    の水位の上昇速度を求め、該上昇速度が大きいときは前
    記起動水位を低く、前記上昇速度が小さいときは前記起
    動水位を高く変更することを特徴とする排水ポンプの運
    転方法。
  2. 【請求項2】 排水路を介して排水が流入されるポンプ
    井の水位を検出し、ポンプ井水位が所定の起動水位に達
    したとき排水ポンプを起動させ、ポンプ井水位が所定の
    停止水位に低下したとき前記排水ポンプを停止させるこ
    とを含んでなる排水ポンプの運転方法において、前記ポ
    ンプ井の水位の下降速度を求め、該下降速度が大きいと
    きは前記停止水位を高く、前記下降速度が小さいときは
    前記停止水位を低く変更することを特徴とする排水ポン
    プの運転方法。
  3. 【請求項3】 請求項1と2を組み合わせてなる排水ポ
    ンプの運転方法。
  4. 【請求項4】 排水路を介して排水が流入されるポンプ
    井の水位を検出し、ポンプ井水位が所定の起動水位に達
    したとき排水ポンプを起動させ、ポンプ井水位が所定の
    停止水位に低下したとき前記排水ポンプを停止させるこ
    とを含んでなる排水ポンプの運転方法において、前記ポ
    ンプ井の水位の上昇・下降速度を求め、該上昇速度のパ
    ターンに応じて前記起動水位を変更するとともに、下降
    速度のパターンに応じて前記停止水位を変更することを
    特徴とする排水ポンプの運転方法。
JP4345821A 1992-12-25 1992-12-25 排水ポンプの運転方法 Pending JPH06193584A (ja)

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