JPH06306896A - 圧力タンクを備えた送水系の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送水ポンプ１の運転動力費を節減するととも
に、容量の小さい圧力タンクの使用を可能にして、タン
ク設備費を節減する。 【構成】 送水管２下流側の使用水量の低下により流量
が減少して、圧力検知手段３によって検知された圧力タ
ンク４内の圧力が所定の値まで上昇するかあるいは流量
検知手段６によって検知した流量が所定の値まで低下し
たならば、それ以後は、送水管２下流側の使用水量の変
化に対応して送水ポンプ１の回転数を増減速制御するこ
とにより吐出圧力を一定に保持し、送水ポンプ１の回転
数が運転停止点に相当するレベルに低下した時点もしく
は流量が送水ポンプの運転停止点に相当するレベルに減
少した時点で、一旦、ポンプの回転数を上昇させたのち
運転を停止するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上水道設備や灌漑設備
に使用される圧力タンクを備えた送水系の制御方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば図３に示すように、
送水ポンプ１の吐出口に送水管２を接続し、この送水管
２に圧力検知手段３を設けた圧力タンク４が備えられて
いる送水系５では、送水管２下流側の使用水量の低下に
より流量が減少して、圧力検知手段３によって検知され
た圧力タンク４内の圧力が送水ポンプ１の使用限界点に
相当するレベルに移行した時点でポンプ１の運転を停止
し、送水管２下流側の使用水量の増加により流量が大き
くなって、圧力検知手段３によって検知された圧力タン
ク４内の圧力が送水ポンプ１の運転点に相当するレベル
に達した時点でポンプ１の運転を開始するように制御さ
れている。

【０００３】すなわち、図３および図４において、送水
管２下流側の使用水量の低下により、送水管２の通水量
が管路抵抗Ｒ２とＱーＨカーブＣ１との交点（運転停止
点）Ｂに対応するレベルＱ１まで減少して、圧力検知手
段３によって検知されている圧力タンク４内の圧力が運
転停止点Ｂに対応するレベルＰ２まで上昇した時点でポ
ンプ１の運転を停止し、送水管２下流側の使用水量の増
加により、送水管２の送水量が管路抵抗Ｒ１とＱーＨカ
ーブＣ１との交点（運転点）Ａに対応するレベルＱ２ま
で増加して、圧力検知手段３によって検知されている圧
力タンク４内の圧力が運転点Ａに対応するレベルＰ１ま
で低下した時点でポンプ１の運転を開始するように制御
されている。しかし、この種の送水制御方法では、運転
点Ａから運転停止点Ｂの間は、送水ポンプ１が一定の回
転数（Ｎｍａｘ）で高速回転数され続けることになるの
で、運転動力費が増大するとともに、送水ポンプ１の吐
出圧力変動が大きいなどの問題点を有している。

【０００４】そこで、可変速送水ポンプ１の使用によっ
て回転数制御を行うことで、運転動力費の節減を図ると
ともに、送水ポンプ１の吐出圧力変動を小さく抑えるよ
うにした送水系の制御方法が実施されている。この種の
制御方法によれば、図３の送水系５において、送水ポン
プ１が高速回転している送水管２下流側の使用水量の低
下により流量が減少して、圧力検知手段３によって検知
された圧力タンク４内の圧力が所定の値まで上昇したな
らば、それ以後は、送水管２下流側の使用水量の低下に
対応して送水ポンプ１の回転数を減速制御することによ
り吐出圧力を一定に保持し、回転数が送水ポンプ１の運
転停止点に相当するレベルに低下した時点でポンプ１の
運転を停止する。そして、送水管２下流側の使用水量の
増加により流量が大きくなって、圧力検知手段３によっ
て検知された圧力タンク４内の圧力が送水ポンプ１の運
転点に相当するレベルに達した時点でポンプ１の運転を
開始するように制御されている。

【０００５】すなわち、図３および図５において、管路
抵抗Ｒ１とＱーＨカーブＣ１が交差する運転点Ａで送水
ポンプ１が高速回転（Ｎｍａｘ）している状態におい
て、送水管２下流側の使用水量の低下により流量が減少
して、圧力検知手段３によって検知された圧力タンク４
内の圧力が管路抵抗Ｒ３とＱーＨカーブＣが交差する運
転点Ｃに相当する値ＰＣまで上昇したならば、それ以後
は送水管２下流側の使用水量がさらに低下して流量が減
少するのに対応して、送水ポンプ１の回転数を小さくし
て圧力タンク４内の圧力、つまり送水ポンプ１の吐出圧
力を一定値ＰＣに保持する。そして、送水ポンプ１の回
転数が管路抵抗Ｒ２とＱーＨカーブＣ２が交差する運転
停止点Ｄに相当するレベル（Ｎｍｉｎ）に低下した時点
でポンプ１の運転を停止させる。さらに、送水管２下流
側の使用水量の増加により流量が大きくなって、圧力検
知手段３によって検知された圧力タンク４内の圧力が送
水ポンプ１の運転点Ａに相当するレベルＰ１まで下降し
た時点でポンプ１の運転を開始するように制御されてい
る。この種の送水制御方法では、ポンプ１の連続高速運
転を回避できるので、運転動力費を節減できる。しか
し、運転停止点Ｄに対応する圧力ＰＣは、図４および図
５の圧力Ｐ２よりも小さいので、圧力タンク４の容量が
図４および図５において同じであれば、ＰＣのレベルか
らＰ１までの圧力低下時間が短くなって、ポンプ１の起
動頻度が高くなる問題を生じる。したがって、ポンプ１
の延命を図るために容量の大きい圧力タンク４を使用し
てポンプ１の起動頻度を必要最小限に抑えるように考慮
しなければならず、圧力タンク４の設備費が増大する欠
点を有している。そのために、運転動力費を節減できる
とともに、容量の小さい圧力タンク４を使用してタンク
設備費を節減することのできる送水制御方法の開発が要
求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、運転動力費が増大するとともに、運転動力費の節
減を図るように制御すると容量の大きい圧力タンクが必
要になって、タンク設備費が増大する点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、送水ポンプの
吐出口に送水管が接続され、この送水管に圧力検知手段
を設けた圧力タンクが備えられた送水系において、高速
運転送水中に前記圧力検知手段によって検知された圧力
タンク内の圧力が所定の値まで上昇するか、あるいは送
水管に介設した流量検知手段によって検知した流量が所
定の値まで低下したならば、それ以後は、送水管下流側
の使用水量の変化に対応して送水ポンプの回転数を増減
速制御することにより吐出圧力を一定に保持し、回転数
が送水ポンプの運転停止点に相当するレベルに低下した
時点もしくは流量が送水ポンプの運転停止点に相当する
レベルに減少した時点で、一旦、ポンプの回転数を上昇
させたのち運転を停止するように制御することを特徴と
し、運転動力費を節減できるとともに、容量の小さい圧
力タンクの使用を可能にしてタンク設備費も節減する目
的を達成した。

【０００８】

【作用】本発明によれば、送水ポンプが高速回転してい
る送水管下流側の使用水量の低下により流量が減少し
て、圧力検知手段によって検知された圧力タンク内の圧
力が所定の値まで上昇するかあるいは流量検知手段によ
って検知した流量が所定の値まで低下したならば、それ
以後は、送水管下流側の使用水量の変化に対応して送水
ポンプの回転数を増減速制御することにより吐出圧力を
一定に保持し、回転数が送水ポンプの運転停止点に相当
するレベルに低下した時点もしくは流量が送水ポンプの
運転停止点に相当するレベルに減少した時点で、一旦、
ポンプの回転数を上昇させたのち運転を停止する。そし
て、送水管下流側の使用水量の増加により流量が大きく
なって、圧力検知手段によって検知された圧力タンク内
の圧力が送水ポンプの運転点に相当するレベルまで低下
した時点でポンプの運転を開始する。

【０００９】

【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は本発明が適用される送水系の概略構成図
を示す。なお、前記従来例と同一もしくは相当部分には
同一符号を付して説明する。図１において、送水系５
は、可変速送水ポンプ１と、この送水ポンプ１の吐出口
に接続された送水管２と、送水管２介設された流量検知
手段６および圧力検知手段３を設けた圧力タンク４を具
備した構造になっている。また、流量検知手段３によっ
て検知した送水管２の流量は制御手段７に入力され、圧
力検知手段３によって検知した圧力、つまり送水ポンプ
１の吐出圧力も制御手段７に入力される。そして、制御
手段７から送水ポンプ１の原動機（図示省略）に起動信
号と停止信号および変速信号が出力されるとともに、送
水ポンプ１の回転数が制御手段７に入力されるようにな
っている。

【００１０】本発明は、送水ポンプ１が高速回転してい
る送水管２下流側の使用水量の低下により流量が減少し
て、圧力検知手段３によって検知された圧力タンク４内
の圧力が所定の値まで上昇するかあるいは流量検知手段
によって検知した流量が所定の値まで低下したならば、
それ以後は、送水管２下流側の使用水量の低下に対応し
て送水ポンプ１の回転数を減速制御することにより吐出
圧力を一定に保持し、回転数が送水ポンプ１の運転停止
点に相当するレベルに低下した時点もしくは流量が送水
ポンプ１の運転停止点に相当するレベルに低下した時点
で、ポンプ１の回転数を上昇させたのち運転を停止す
る。そして、送水管２下流側の使用水量の増加により流
量が大きくなって、圧力検知手段３によって検知された
圧力タンク４内の圧力が送水ポンプ１の運転点に相当す
るレベルまで低下した時点でポンプ１の運転を開始す
る。

【００１１】すなわち、図１および図２において、管路
抵抗Ｒ１とＱーＨカーブＣ１が交差する運転点Ａで送水
ポンプ１が高速回転（Ｎｍａｘ）している状態におい
て、送水管２下流側の使用水量の低下により流量が減少
して、圧力検知手段３によって検知された圧力タンク４
内の圧力が、管路抵抗Ｒ３とＱーＨカーブＣが交差する
運転点Ｃに相当する値ＰＣまで上昇するかあるいは流量
検知手段６によって検知した流量がＱ３まで低下したな
らば、それ以後は送水管２下流側の使用水量がさらに低
下して流量が減少するのに対応して制御手段７から送水
ポンプ１に減速信号を出力して、送水ポンプ１の回転数
を小さくして圧力タンク４内の圧力、つまり送水ポンプ
１の吐出圧力を一定値ＰＣに保持する。送水ポンプ１の
回転数が管路抵抗Ｒ３とＱーＨカーブＣ２が交差する低
速運転停止点Ｄに相当するレベル（Ｎｍｉｎ）に低下し
た状態を回転数（Ｎｍｉｎ）または流量Ｑ１によって検
出した時点でポンプ１の回転数を上げ、送水ポンプ１を
高速回転（Ｎｍａｘ）させて運転停止点が管路抵抗Ｒ３
とＱーＨカーブＣ１の交点Ｂ、つまり高速運転停止点Ｂ
に移行した時点で制御手段７から停止信号を出力して送
水ポンプ１の運転を停止する。また、送水管２下流側の
使用水量の増加により流量が大きくなって、圧力検知手
段３によって検知された圧力タンク４内の圧力が送水ポ
ンプ１の運転点Ａに相当するレベルＰ１まで下降した時
点でポンプ１の運転を開始するように制御される。

【００１２】このように、本発明の制御方法では、送水
ポンプ１の連続高速運転を回避できるので、運転動力費
を節減できる。しかも、高速運転停止点Ｂに対応する圧
力Ｐ２は、図５の圧力ＰＣよりも大きいから、本発明の
圧力タンク４の容量が図５の圧力タンク４と同じであれ
ば、図５のＰＣのレベルからＰ１のレベルまでの圧力低
下時間よりも本発明のＰ２のレベルからＰ１のレベルま
での圧力低下時間の方が長くなる。したがって、両者に
おける圧力低下時間を等しい値に設定すれば、本発明は
容量の小さい圧力タンクの使用が可能になり、タンク設
備費を節減することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、送水管
下流側の使用水量の変化に対応して送水ポンプの回転数
を増減速制御することにより吐出圧力を一定に保持し、
送水ポンプの回転数が運転停止点に相当するレベルに低
下した時点もしくは流量が送水ポンプの運転停止点に相
当するレベルに減少した時点で、一旦、ポンプの回転数
を上昇させたのち運転を停止するようにしているので、
送水ポンプの連続高速運転が回避され運転動力費を節減
できる。また、容量の小さい圧力タンクの使用が可能に
なりタンク設備費を節減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用される送水系の概略構
成図である。

【図２】本発明の制御説明用のＱーＨグラフである。

【図３】従来例が適用される送水系の概略構成図であ
る。

【図４】従来例の制御説明用のＱーＨグラフである。

【図５】従来の他の例の制御説明用のＱーＨグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 送水ポンプ ２ 送水管 ３ 圧力検知手段 ４ 圧力タンク ５ 送水系 ６ 流量検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送水ポンプの吐出口に送水管が接続さ
   れ、この送水管に圧力検知手段を設けた圧力タンクが備
   えられた送水系において、高速運転送水中に前記圧力検
   知手段によって検知された圧力タンク内の圧力が所定の
   値まで上昇するか、あるいは送水管に介設した流量検知
   手段によって検知した流量が所定の値まで低下したなら
   ば、それ以後は、送水管下流側の使用水量の変化に対応
   して送水ポンプの回転数を増減速制御することにより吐
   出圧力を一定に保持し、回転数が送水ポンプの運転停止
   点に相当するレベルに低下した時点もしくは流量が送水
   ポンプの運転停止点に相当するレベルに減少した時点
   で、一旦、ポンプの回転数を上昇させたのち運転を停止
   するように制御することを特徴とする圧力タンクを備え
   た送水系の制御方法。