JPH08284841A

JPH08284841A - ポンプ装置

Info

Publication number: JPH08284841A
Application number: JP10897495A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takada; 勉高田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】吸込側に圧力発信器を設けることなく、吸込
側の圧力を検出し、吸込圧力保護を行うことのできるコ
ンパクトな構造のポンプ装置を提供する。【構成】ポンプ１０の吐出圧力検出手段と、消費動力
検出手段と、回転数の検出手段と、ポンプ１０の消費動
力と全揚程との関係を回転数別に記憶したテーブルとを
備え、回転数と消費動力との関係を記憶したテーブルか
らポンプ全揚程を算定し、全楊程と吐出圧力との関係に
基づいてポンプ吸込圧力を算定する手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ装置に係り、特
にポンプの吐出側に圧力検出器を備え、吐出圧力を一定
に保つようにポンプの運転速度を可変速制御するポンプ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、係る従来のポンプ装置のシステ
ム構成の一例を示す。吸込側には水道の配水本管に接続
される給水管１２を備えており、ポンプ１０の吐出側に
は、末端給水機器に接続される吐出管１３を備えてい
る。ポンプ１０の吐出側には逆止弁１８が挿入され、ポ
ンプ１０が停止している際に、吐出側から吸込側に水が
逆流しないようになっている。又、ポンプ１０の吸込側
と吐出側は連結管１９でバイパスされ、配水本管の圧力
が上昇し、ポンプの目標吐出圧力を超えた場合には、ポ
ンプ１０を介さずに直接吐出管１３側に給水するように
なっている。尚、連結管１９にも前述と同様の理由によ
り逆止弁１８が備えられている。圧力タンク１４，１５
は、ポンプの吸込側及び吐出側の圧力の変動を緩やかに
するために設けられたものであり、配水本管及び末端給
水機器側に対してバッファとしての役割を果たしてい
る。

【０００３】ポンプ１０の吐出側には圧力発信器１７を
備え、ポンプ１０の吐出圧力を検出するようになってい
る。圧力発信器１７により検出されたポンプの吐出圧力
信号は、制御装置２２に伝達され、ポンプ１０を駆動す
るモータ１１を、インバータ２１により可変速運転制御
する。即ち、制御装置２２はポンプ１０の吸込側の圧力
が変動しても、常に一定の水圧を吐出側に接続された末
端給水機器に供給するようにモータ１１を可変速制御す
る。

【０００４】ポンプ１０の吸込側にも圧力発信器１６を
備え、ポンプ１０の吸込側の圧力を常に監視している。
そして吸込側圧力が低下した場合には、ポンプ１０を停
止して配水本管の圧力の低下を防止する、或いは外部に
警報信号を出して必要な措置をとる。

【０００５】一般に水道等の配水本管は多数の給水管に
分岐し、そこから多数の末端給水機器に給水を行ってい
る。このため配水本管の水圧が低下すると、多数の給水
管の水圧の低下に通じ、末端給水機器で水の出方が十分
でなくなる等の問題が生じる。このため、配水本管の圧
力が低下した場合には、ポンプの運転を継続すると更に
ポンプの吸込側の水圧が低下することになる。又、ポン
プ吸込側がポンプの運転により負圧になる場合には、外
部より給水管１２に排水、雨水等が浸入する恐れがあ
る。これらの事情からポンプの吸込側の圧力が一定値以
下に低下した場合には、まずこの圧力の低下を検出し、
ポンプを停止する等の吸込圧力保護が行なわれている。

【０００６】図４は、従来の吸込圧力保護のフロー図を
示す。まず吸込圧力を検出して、次に吸込圧力と設定値
の比較を行う。吸込圧力が設定値よりも高い場合には、
吸込圧力が保護されるべきレベルでないので、そのまま
運転を継続する。吸込圧力が設定値よりも低い場合に
は、吸込圧力保護のレベルであるので、警報信号を出力
してポンプを停止する。

【０００７】図５は、吸込圧力の検出と設定値を比較す
るためのハード的な構成を示す。圧力発信器１６は、例
えば半導体圧力センサであり、給水管１２内の水圧の変
化を抵抗の変化としてとらえる。このため、圧力発信器
１６を直流電源装置（例えばＤＣ２４Ｖ）に接続し、こ
の抵抗の両端の電圧を測定することにより、水圧を計測
している。そして圧力測定用抵抗器２６の一端を比較器
２８に入力し、また設定値可変抵抗器２７がＤＣ５Ｖの
直流電源に接続されており、ボリュームで設定される電
圧が比較器２８の他の一端に入力される。従って、設定
値可変抵抗器２７で設定された水圧と圧力発信器１６で
検出された水圧とが比較され、吸込圧力が設定値よりも
低い場合には、出力信号が比較器２８より出力され、警
報信号を出力しポンプを停止する等の措置がとられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る吸
込圧力保護を行うためには、上述したように吸込側に圧
力発信器が必要となり、これに付随して電源、比較器、
圧力測定用抵抗器、圧力設定用可変抵抗器及びこれらを
接続した配線板及び接続工事が必要となる。

【０００９】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、吸込側に圧力発信器を設けることなく、吸込側の
圧力を検出し、吸込圧力保護を行うことができるコンパ
クトな構造のポンプ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様のポ
ンプ装置は、ポンプの吐出圧力検出手段と、消費動力検
出手段と、回転数検出手段と、該ポンプの消費動力と全
揚程との関係を回転数別に記憶したテーブルとを備え、
前記検出された回転数のテーブルから、前記消費動力に
対応したポンプ全揚程を算定し、該全楊程と吐出圧力と
の関係に基づいてポンプ吸込圧力を算定する手段を備え
たことを特徴とする。

【００１１】又、本発明の第２の態様のポンプ装置は、
ポンプ吸込側に接続された給水管と、ポンプ吐出側に逆
止弁を介して接続された吐出管と、該吐出管に接続され
た吐出圧力検出器と、吐出圧力タンクと、該ポンプの吐
出圧力を一定とするように該ポンプを可変速運転する制
御手段とを備え、該制御手段は前記吐出圧力検出器の信
号を用いて算出されたポンプの吐出圧力と、その時の消
費動力と回転数とを入力とし、前記回転数別の消費動力
とポンプ全揚程の関係を記憶したテーブルから、ポンプ
全揚程を算定し、該ポンプ全揚程から前記ポンプ吐出圧
力を減算することにより該ポンプの吸込圧力を算定する
手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】又、本発明の第３の態様のポンプ装置は、
前記算定された吸込圧力を、予め設定された吸込圧力と
比較し、前記算定された吸込圧力が該設定された吸込圧
力よりも低い場合にポンプを停止し、又は外部に警報信
号を送出する手段を更に備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の第１の態様によれば、ポンプの吐出圧
力と消費動力と回転数とからポンプ吸込圧力が算定され
るので、ポンプの吸込側に圧力検出器を設けることな
く、ポンプの吸込圧力を測定することができる。

【００１４】又、本発明の第２の態様によれば、運転速
度を可変速する手段を備え、ポンプの吐出圧力を一定に
制御するポンプ装置において、吸込圧力検出用の発信器
等をポンプ吸込側に設けることなく、吸込側の圧力を検
出することができる。このため、ポンプ装置の構造をコ
ンパクトなものとし、また製造コストを低減することが
できる。

【００１５】又、本発明の第３の態様によれば、上述し
たポンプ装置において測定された吸込圧力が所定値より
も低い場合にポンプを停止し、または外部に警報信号を
送出することができるので、ポンプ吸込側の圧力の低下
を防止するポンプ吸込圧力保護を行うことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。尚、各図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００１７】図１は、本発明の一実施例のポンプ装置の
説明図である。本実施例においても図３の従来のポンプ
装置と同様に、ポンプ１０はインバータ２１とモータ１
１により可変速制御され、任意の速度で可変速運転され
る。そして、吐出側には圧力発信器１７を備え、通常
は、制御装置２２の信号によりポンプ吐出側の圧力が一
定となるように制御される。また、吸込側圧力タンク１
４、吐出側圧力タンク１５、逆止弁１８等を備えること
も従来の技術と同じである。

【００１８】従来の装置と異なる点は、吸込側に圧力発
信器を備えておらず、制御装置２２のソフト的な構成に
より、吐出側の圧力発信器１７からの信号により、ポン
プ吸込側の圧力を測定できるようにした点である。即
ち、インバータ２１の出力電流が、電流変換器２３によ
り検出されて制御装置２２に送られる。制御装置２２で
は、消費動力の算定手段を備え、インバータ２１の出力
電圧と出力電流からポンプ１０の消費動力を算定する。
そしてポンプの回転数は、インバータ２１がモータに供
給する交流電流の周波数から算定される。ポンプの吐出
圧力は、吐出側圧力発信器１７からの信号をそのまま用
いればよい。

【００１９】図２は、本発明の一実施例のポンプ吸込側
圧力の算定のフローを示す。まず、ポンプの吐出圧力を
読込む。次に、消費動力を前述した消費動力算定手段に
より算定した結果を読込む。そしてポンプの運転速度に
対応したインバータの出力周波数（又は指令周波数）を
読込む。そして周波数別のテーブルを選択する。周波数
別のテーブルには、消費動力とポンプ全揚程との関係が
記憶されている。従って、例えば周波数が４７Ｈzであ
る場合の消費動力が特定されると、そのときの全揚程が
特定される。このようにして特定されたポンプ全揚程か
ら吐出圧力を減算すると、ポンプの吸込圧力が求められ
る。

【００２０】このとき、例えば周波数のテーブルが４５
Ｈz、４６Ｈz、４７Ｈz、４８Ｈz等と１Ｈz刻みであ
り、該当する周波数のテーブルがない場合、例えば周波
数が４７．４Ｈzのときには、テーブルとして周波数４
８Ｈzと周波数４７Ｈzを読み込み、補間法等で周波数４
７．４Ｈzの時の値を算定すればよい。同様に、該当す
る消費動力のデータがない場合には、前後の消費動力の
データから補間法により求めることができる。例えば消
費動力が１２５０Ｗのとき、消費動力が１３００Ｗと１
２００Ｗのデータがあれば、補間法によりそのデータか
ら消費動力に相当する全揚程を求めることができる。

【００２１】そして、制御装置２２内には、測定された
吸込圧力を、吸込保護のための予め設定された圧力と比
較する。そして測定された吸込圧力が設定された吸込圧
力よりも低い場合に、ポンプを停止する信号、または外
部に警報信号を送出するルーチンを備えている。ポンプ
の停止は、制御装置２２内のインバータに停止指令を出
すことによって行うことができる。また、警報信号は、
ブザー等で制御装置２２から警報音を発すると共に、制
御盤の所定のランプが点灯或いは点滅する。又、集中管
理室に信号を伝送し、そこで警報するようにしても良
い。また、場合によっては警報とモータ停止とを同時に
行うようにしても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ポンプ吐出側圧力と、消費動力と、ポンプの回転数とか
ら、ポンプ吸込側の圧力を測定することができる。従っ
て、吸込側の圧力発信器が不要になり、それに付随した
電源、比較器、圧力測定用抵抗器、設定値用可変抵抗
器、及びこれに付随した配線取付加工等が不要となり、
ポンプ装置をコンパクトな構造にし、その製造コストを
低減することができる。さらに、吐出側の圧力信号は、
吐出圧力を一定とする可変速制御のために既にデジタル
化されているので、新たに高価なＡ／Ｄコンバータを必
要とすることなく、すべてをソフト的に処理することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のポンプ装置の説明図。

【図２】本発明の一実施例の吸込側圧力検出のフロー
図。

【図３】従来のポンプ装置の説明図。

【図４】従来の吸込圧力保護のフロー図。

【図５】従来の吸込圧力保護のためのハード構成の説明
図。

【符号の説明】

１０ポンプ１１モータ１７圧力発信器２１インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプの吐出圧力検出手段と、消費動力
検出手段と、回転数検出手段と、該ポンプの消費動力と
全揚程との関係を回転数別に記憶したテーブルとを備
え、前記検出された回転数のテーブルから、前記消費動
力に対応したポンプ全揚程を算定し、該全楊程と吐出圧
力との関係に基づいてポンプ吸込圧力を算定する手段を
備えたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】ポンプ吸込側に接続された給水管と、ポ
ンプ吐出側に逆止弁を介して接続された吐出管と、該吐
出管に接続された吐出圧力検出器と、吐出圧力タンク
と、該ポンプの吐出圧力を一定とするように該ポンプを
可変速運転する制御手段とを備え、該制御手段は前記吐
出圧力検出器の信号を用いて算出されたポンプの吐出圧
力と、その時の消費動力と回転数とを入力とし、前記回
転数別の消費動力とポンプ全揚程の関係を記憶したテー
ブルから、ポンプ全揚程を算定し、該ポンプ全揚程から
前記ポンプ吐出圧力を減算することにより該ポンプの吸
込圧力を算定する手段を備えたことを特徴とする請求項
１記載のポンプ装置。
【請求項３】前記算定された吸込圧力を、予め設定さ
れた吸込圧力と比較し、前記算定された吸込圧力が該設
定された吸込圧力よりも低い場合にポンプを停止し、又
は外部に警報信号を送出する手段を更に備えたことを特
徴とする請求項１又は２記載のポンプ装置。