JPH0619673B2 - 配水管網圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、配水管網に流体を供給する配水管網圧力制
御装置に関する。

（従来の技術） 従来、配水管網１に配水を供給する配水管網圧力制御装
置の構成は第４図に示す如くである。この配水管網圧力
制御装置は、配水管網１に配水管を介してポンプ所５１
が設けられこのポンプ所５１に複数のポンプ３a ，３b
…を有し、そのポンプ所５１に対して配水管網１に対称
の位置にポンプ所５３が設けられこのポンプ所５３が複
数のポンプ３３a ，３３b …を有してポンプ所５１およ
び５３より配水管を介して配水管網１に配水を供給する
ものである。

具体的には、配水管網１とポンプ所５１およびポンプ所
５３との間にポンプの吐出圧力を測定する圧力伝送器
５，３５が設けられ、この圧力伝送器５，３５で測定し
た吐出圧力を圧力調節計１３，４３に出力し、この圧力
調節計１３，４３で吐出圧力が一定になる様に所謂圧力
制御する圧力制御信号をポンプ速度制御装置１１，４１
に出力する。また、配水管網１と圧力伝送器５，３５と
の間の配水管に流量計７，３７が設けられ、この流量計
７，３７で計測した流量をポンプ運転台数調整計９，３
９に出力してポンプの稼動台数を算出した後にポンプ速
度制御装置１１，４１に出力する。圧力調節計１３，４
３からの圧力制御信号およびポンプ運転台数調節計９，
３９からの稼動台数信号が入力されるとポンプ速度制御
装置１１，４１は、ポンプ所５１およびポンプ所５３そ
れぞれのポンプの稼動台数および吐出圧力を制御して配
水管網１に配水を供給するのである。この装置において
は、配水管網１に配水を安定供給することが容易ではな
かった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の装置は、配水管網１にポンプ所５１，５３に設け
てある複数のポンプ３a ，３b …および３３a ，３３b
…を圧力制御により配水を供給するものであった。

しかしながら、配水管網１にポンプ所５１，５３それぞ
れの複数のポンプ３a ，３b …および３３a ，３３b …
から配水を供給する場合は、ポンプ所５１，５３におい
て、各ポンプの据付位置の違い、ポンプ自体の揚程の違
いおよび可変速・固定速ポンプの設置台数の違い等の条
件により各ポンプの吐出圧力を一定に制御するのが容易
でなく、一方、配水管網１において、配水管網１内の標
高差、配水の需要量の変化および配水管網１の接続状況
等の条件により配水管網１内の圧力が変化することにな
る。

このことは、配水管網１内での圧力の押合いになること
によりポンプ所５１，５３のポンプ３a ，３b …，３３
a ，３３b …の吐出圧力がハンチング（乱調）を発生
し、各ポンプが停止、起動を繰り返すことによって、ポ
ンプ所５１，５３から配水管網１に配水を安定供給する
ことが困難になる問題が生じる。この対策としては、例
えばポンプ所５１を圧力制御にし、ポンプ所５３のポン
プ３３a ，３３b …を手動操作で稼働させて配水管網１
に配水を供給するのであるが、夜間において各ポンプの
圧力設定値の相違から配水管に亀裂があると漏水の発生
要因になることにより配水管網１に配水を安定供給する
ことができない事態を招来するおそれがあった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目
的としては、配水管網に流体を安定供給するとともに、
供給装置間の供給制御をバックアップすることができる
配水管網圧力制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、複数のポンプ所から配水管網に流体を供給す
る配水管網圧力制御装置に関するもので、前記各ポンプ
所に設けられ、それぞれ対応するポンプ所から吐出され
る流体を、目標流量に制御する流量制御装置および、目
標圧力に制御する圧力制御装置と、前記各ポンプ所毎
に、前記流量制御装置および圧力制御装置のいずれかを
選択して動作させる切換回路と、前記各ポンプ所毎に、
流量制御装置又は圧力制御装置による制御不可をそれぞ
れ検知する制御不可検知手段と、前記複数のポンプ所の
うち、いずれか１個所を圧力制御状態とし、他のポンプ
所を流量制御状態とするべく制御状態を選択させると共
に、いずれかのポンプ所において制御不可を検知する
と、そのポンプ所における制御状態を現制御状態から別
の制御状態に切換え、かつ上記別の制御状態と同じ制御
状態で運転されていた他のポンプ所の制御状態を上記現
制御状態と同じ制御状態に切換えるべく切換信号を生じ
る制御切換手段と、を備えたことを特徴とする。

（作用） 本発明では、複数のポンプ所から配水管網に流体を供給
するに当たり、いずれか１個所を圧力制御で運転し、他
を流量制御としたので配水管網に対する流体の安定供給
が可能になる。また、いずれかのポンプ所において、制
御不可が検知された場合は、そのポンプ所における制御
状態を、現制御状態（例えば流量制御状態）から別の制
御状態（例えば圧力制御状態）に切換え、かつ上記別の
制御状態（上記例では圧力制御状態）で運転中であった
他のポンプ所の制御状態を上記現制御状態（上記例では
流量制御状態）に切換えるので、相互のバックアップが
行われることになり、この面からも安定供給が可能とな
る。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。

第１図は、この発明の配水管網圧力制御装置の一実施例
を示す構成図である。

その特徴としては、例えばポンプ所５１が圧力制御で、
ポンプ所５３が流量制御の場合、ポンプ所５１の圧力制
御が制御不可ならば圧力調節計１３から制御不可信号が
制御切換装置２１の制御不可検知部２７に出力し、この
制御不可検知部２７でポンプ所５１の圧力制御不可を検
出して制御装置２１の制御切換部２９に制御信号を出力
する。制御信号が出力されると制御切換部２９は、切換
回路１５にポンプ所５１の圧力制御を流量制御に切換え
る制御切換信号２５a を出力するとともに、切換回路４
５にポンプ所５３の流量制御を圧力制御に切換える制御
切換信号２５b を出力することにある。

このことは従来の装置に比べて、ポンプ所５１および５
３に圧力制御の他に流量制御を行なう流量調節計１７，
４７を設けて、ポンプ所５１および５３の制御状況によ
りこのポンプ所５１および５３を圧力制御または流量制
御に切換制御を行なう制御切換装置２１を設けたことに
差異がある。

本実施例の構成は、配水管網１と、この配水管網１に配
水を供給するポンプ所５１，５３と、このポンプ所５
１，５３の制御不可を検知して制御を切換える制御切換
装置２１と、制御選択器２３とを有するものである。

配水管網１はポンプ所５１，５３に設けてあるポンプ３
a ，３b …，３３a ，３３b …から配水管を介して各ポ
ンプより配水が供給されるものである。

ポンプ所５１，５３は、複数のポンプ３a ，３b ，３３
a ，３３b …と、圧力伝送器５，３５，と，流量計７，
３７と、ポンプ運転台数調節計９，３９と，ポンプ速度
制御装置１１，４１と，圧力調節計１３，４３と，流量
調節計１７，４７および切換回路１５，４５とを有する
ものである。ポンプ３a ，３b …，３３a ，３b …は可
変速・固定速等のポンプで、配水を回転速度により配水
管網１に配水管を介して供給するものである。

圧力伝送器５，３５は、配水管網１とポンプ所５１，５
３とを結ぶ配水管上に設けられ、ポンプ所５１，５３の
ポンプ３a ，３b …，３３a ，３b …の吐出圧力を測定
して圧力調節計１３，４３に圧力信号を出力するもので
ある。

流量計７，３７は、配水管網１と圧力伝送器５，３５と
を結ぶ配水管に設けられ、配水管の流量を測定して流量
調節計１７，４７およびポンプ運転台数調節計９，３９
に流量信号を出力するものである。

ポンプ運転台数調節計９，３９は、流量計７，３７から
の流量信号の入力によりポンプの運転台数を指示する信
号をポンプ速度制御装置１１，４１に出力するものであ
る。

圧力調節計１３，４３は、圧力伝送器５，３５から入力
される圧力信号により各ポンプの吐出圧力が一定になる
ように圧力制御信号を切換回路１５，４５を介してポン
プ速度制御装置１１，４１に出力する。また、ポンプ３
a ，３b …，３３a ，３３b …が圧力制御不可ならば制
御切換装置２１に制御不可信号１９b ，４９b を出力す
るものである。

流量調節計１７，４７は、流量計７，３７から入力され
る流量信号により配水管網１に供給する配水量を指示す
る流量制御信号を切換回路１５，４５を介してポンプ速
度制御装置１１，４１に出力する。また、ポンプ３a ，
３b …，３３a ，３３b …が流量制御不可ならば制御切
換装置２１に制御不可信号１９a ，４９a を出力するも
のである。

ポンプ速度制御装置１１，４１は、ポンプ運転台数調節
計９，３９から入力されるポンプの運転台数を指示する
信号および圧力調節計１３，４３または流量調節計１
７，４７から入力される圧力制御信号または流量制御信
号に基づいてポンプ所５１，５３のポンプ３a ，３b
…，３３a ，３３b …のポンプを駆動させるものであ
る。

切換回路１５，４５は、制御切換装置２１からの制御切
換信号２５a ，２５b によりポンプ所５１および５３を
圧力制御を行なう圧力調節計１３，４３または流量制御
を行なう流量調節計１７，４７に切換えるものである。

制御切換装置２１は、制御不可検知部２７と制御切換部
２９とを有している。この制御不可検知部２７は、ポン
プ所５１，５３の圧力調節計１３，４３から入力される
制御不可信号１９b ，４９b または流量調節計１７，４
７から入力される制御不可信号１９a ，４９a によりポ
ンプ所５１，５３の制御が不可であるか否かを検知し
て、例えばポンプ所５１の圧力制御が制御不可の制御不
可信号１９b が入力されるとポンプ所５１の圧力制御不
可を検知して制御切換部２９に制御信号を出力するもの
である。制御切換部２９は、制御不可検知部２７から制
御信号が入力されると例えばポンプ所５１の圧力制御が
制御不可ならば切換回路１５に制御切換信号２５a を出
力するとともに、ポンプ所５３の流量制御を圧力制御に
切換えるために切換回路４５に制御切換信号２５b を出
力するものである。

制御選択器２３は、制御切換装置２１の制御を自動制御
または手動制御に選択するものである。

第２図はポンプ３a ，３b …，３３a ，３３b の圧力一
定における一日の配水管網１に供給する配水量の想定を
示す配水量曲線である。一日に配水管網１に供給する配
水量曲線２７は、流量制御による流量値３１と、圧力制
御による流量値３３とから成るものである。すなわち、
一日の配水量（これは過去の実績等により相定される）
２７のうち、その一部３１を一方のポンプ所（例えば５
３）で流量制御により供給し、残り３３を他方のポンプ
所（例えば５１）における圧力制御によって補なうもの
であり、これによってハンチングやポンプ停止等の不具
合を防止できる。

次にこの実施例の作用を第３図の処理フローチャートを
用いて説明する。

まず、ポンプ所５１，５３に電源投入後、ポンプ３a ，
３b …およびポンプ３３a ，３３b …が駆動する。この
駆動時には例えばポンプ所５１が圧力制御にまた、ポン
プ所５３が流量制御に制御されて配水管網１に配水が供
給される（ステップ１００，１４０）。

駆動後、ポンプ所５１において、圧力伝送器５から圧力
調節計１３に圧力信号が出力されてこの圧力信号により
圧力調節計１３は、ポンプ速度制御装置１１に信号を出
力し、またポンプ３a ，３b …が圧力制御不可ならば制
御切換装置２１の制御不可検知部２７に制御不可信号１
９b を出力する（ステップ１１０〜１２０）。

制御切換装置２１の制御不可検知部２７は、圧力調節計
１３から制御不可信号１９b が入力されなければポンプ
所５１の圧力制御が制御可能であるのでステップ１１０
に戻り圧力制御を継続し、制御不可信号が入力されたな
らば圧力制御が制御不可であるのでステップ１８０に進
む（ステップ１３０）。

一方、ポンプ所５３においては、流量計３７から流量調
節計４７に流量信号が出力されてこの流量信号により流
量調節計４７は、ポンプ速度制御装置４１に信号を出力
し、またポンプ３３a ，３３b …が流量制御不可ならば
制御切換装置２１の制御不可検知部２７に制御不可信号
４９a を出力する。（ステップ１５０〜１６０）。

制御切換装置２１の制御不可検知部２７は、流量調節計
４７から制御不可信号４９a が入力されなければステッ
プ１５０に戻り流量制御を継続し、入力されたならばス
テップ１８０に進む（ステップ１７０）。

ステップ１８０に進むと制御切換装置２１の制御不可検
知部２７から制御切換部２９に制御信号を出力し、制御
切換部２９は切換回路４５に制御切換信号２５ｂを出力
してポンプ所５３を流量制御から圧力制御に切換えを行
なう。このとき、ポンプ３３ａ，３３ｂが圧力制御に制
御切換が可能ならばステップ２００に進み、制御切換が
不可能ならばステップ２２０に進む（ステップ１８０〜
１９０）。

ステップ２００に進むと制御切換部２９は、切換回路１
５にポンプ所５１を圧力制御から流量制御に切換える制
御切換信号２５ａを出力して圧力制御に切換えを行な
う。ポンプ３ａ，３ｂ…が流量制御で制御可能ならばス
テップ１１０および１５０に戻り、ポンプ３ａ，３ｂ…
が圧力制御に制御不可能ならばステップ２２０に進む
（ステップ２００〜２１０）。

ステップ２２０に進むと上記のポンプ所５１および５３
のいずれか又は双方が制御切換不可能であるので、表示
装置（図示せず）に「切換不可」のメッセージを表示し
て処理を終了する（ステップ２２０）。

このことにより、従来の圧力制御の他に流量制御を行な
いながら、配水管網１に配水を供給るすので、配水管網
１内での制御のハンチングおよび各ポンプの停止または
起動の繰り返しを防止することができる。また、例えば
圧力調節計１３，４３または流量調節計１７，４７等の
故障の場合にも、上記実施例と同様にして、ポンプ所５
１，５３の圧力制御または流量制御の制御切換えをする
ことにより制御のバックアップを行なうことができる。

更に、ポンプ所５１が圧力制御、ポンプ所５３が流量制
御を行なっている場合、例えばポンプ所５１の圧力制御
が制御不可になると（但し各ポンプ所のポンプは駆動し
ている）圧力調節計１３から制御切換装置２１に制御不
可信号１９b を出力して、前述した如くポンプ所５１，
５３の切換回路１５，４５の制御切換を行なうことによ
りポンプ所５１を流量制御にポンプ所５３を圧力制御に
切換えることにより、ポンプ所５１，５３の制御のバッ
クアップをすることができる。

なお、配水量の少ない夜間の場合でもポンプの吐出圧力
を一定にしたまま配水管網１に配水を供給できるので、
漏水を防止することができる。

ここで、制御選択器２３を手動操作に切換えて、操作員
が任意に制御を選択することも可能である。

次に、本実施例では、ポンプ所５１および５３の二ヵ所
のポンプ所を制御しているがポンプ所が三ヵ所以上の場
合、この三ヵ所のポンプ所のうち少なくとも一ヶ所を圧
力制御にして、他のポンプ所を流量制御にすることによ
り実施例と同様な効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、二以上の供給
装置の配水管網に流体を供給する供給制御を検知して、
検知した供給装置の供給制御が制御不可ならばこの制御
不可の供給装置の供給制御を他の供給制御に切換えると
同時に、他の供給装置の供給制御を他の供給制御を切換
えるので、配水管網に流体を安定供給するとともに、供
給装置間の供給制御をバックアップすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の配水管網圧力制御装置の一実施例を
示す構成図である。第２図は一日の想定配水量曲線を示
す図、第３図はこの発明の動作を示す処理フローチャー
ト，第４図は従来の配水管網圧力制御装置の構成図であ
る。 １……配水管網 ３a ，３b …，３３a ，３３b ……ポンプ １５，４５……切換回路 １７，４７……流量調節計 １９a ，１９b ，４９a ，４９b ……制御不可信号 ２１……制御切換装置 ２３……制御選択器 ２５a ，２５b ……制御切換信号 ２７……制御不可検知部 ２９……制御切換部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のポンプ所から配水管網に流体を供給
   する配水管網圧力制御装置において、 前記各ポンプ所に設けられ、それぞれ対応するポンプ所
   から吐出される流体を、目標流量に制御する流量制御装
   置および、目標圧力に制御する圧力制御装置と、 前記各ポンプ所毎に、前記流量制御装置および圧力制御
   装置のいずれかを選択して動作させる切換回路と、 前記各ポンプ所毎に、流量制御装置又は圧力制御装置に
   よる制御不可をそれぞれ検知する制御不可検知手段と、 前記複数のポンプ所のうち、いずれか１個所を圧力制御
   状態とし、他のポンプ所を流量制御状態とするべく制御
   状態を選択させると共に、いずれかのポンプ所において
   制御不可を検知すると、そのポンプ所における制御状態
   を現制御状態から別の制御状態に切換え、かつ上記別の
   制御状態と同じ制御状態で運転されていた他のポンプ所
   の制御状態を上記現制御状態と同じ制御状態に切換える
   べく切換信号を生じる制御切換手段と、 を備えたことを特徴とする配水管網圧力制御装置。