JPS5826131A - 配水塔の水位制御装置 - Google Patents
配水塔の水位制御装置Info
- Publication number
- JPS5826131A JPS5826131A JP12403681A JP12403681A JPS5826131A JP S5826131 A JPS5826131 A JP S5826131A JP 12403681 A JP12403681 A JP 12403681A JP 12403681 A JP12403681 A JP 12403681A JP S5826131 A JPS5826131 A JP S5826131A
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- Japan
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- water
- flow rate
- water level
- water distribution
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポンプにより揚水された水を配水管路を介し
て需要家側へ供給する配水量の水位制御装置に関するも
のであり、更に詳しくは、配水量の設定水位を配水流量
に依存して自動的に変えることにより、配水管末端需要
家側における水圧が常に必要最小限の一定圧になるよ５
に制御する水位制御装置に関するものである。
て需要家側へ供給する配水量の水位制御装置に関するも
のであり、更に詳しくは、配水量の設定水位を配水流量
に依存して自動的に変えることにより、配水管末端需要
家側における水圧が常に必要最小限の一定圧になるよ５
に制御する水位制御装置に関するものである。
さて配水量の役割は、停電等の緊急時における配水量の
確保、逆流の防止、平常時の配水圧の均圧化、配水流量
の変動の吸収等である。そのためには配水量の水位は常
に、適切な範囲内にある事が望まれる。配水量へは普通
、ボレブで揚水される。この種の配水量の水位制御を従
来は一般に、次のように行なっている。ポンプ３台を台
数制御して、水位制御を行なう場合を例にとって説明す
る。
確保、逆流の防止、平常時の配水圧の均圧化、配水流量
の変動の吸収等である。そのためには配水量の水位は常
に、適切な範囲内にある事が望まれる。配水量へは普通
、ボレブで揚水される。この種の配水量の水位制御を従
来は一般に、次のように行なっている。ポンプ３台を台
数制御して、水位制御を行なう場合を例にとって説明す
る。
ｊＩ１図はその場合の説桐図であるが、同図に示すよう
にポンプ１台運転時に水位Ｈがｈｌを越えると、運転台
数をゼロとする。同じくポンプ１台運転時に水位Ｈがｔ
２以下となったら、もう１台起動して２台運転とする。
にポンプ１台運転時に水位Ｈがｈｌを越えると、運転台
数をゼロとする。同じくポンプ１台運転時に水位Ｈがｔ
２以下となったら、もう１台起動して２台運転とする。
２台運転時に、水位Ｈがｈ２を越えたら、１台を停止し
て１台運転とする。水位Ｈがｔ３以下となったら、１台
起動して８台運転とする。３台運転時に、水位Ｈがｈｌ
を越えたら、１台を停止して２台運転とする。全台停止
時に、水位Ｈが１．以下となったら１台を起動する。こ
のような制御方法では、水位は少なくとも４からｈｌま
で変動する可能性がある。ひんばんなポンプの煽動、停
止を避けるためには、この水位の幅はかなり大きくとる
必要がある。配水管末端需要家側で必簀水舅を確保する
ためＫは、最大計画水量時の管路損失分を見込んで、許
容最低限水位４を設定しなければならない。このため、
配水管の圧力は大部分の時間帯で必要以上の圧力となり
、漏水量の増大、ポンプの消費エネルギー過多となる。
て１台運転とする。水位Ｈがｔ３以下となったら、１台
起動して８台運転とする。３台運転時に、水位Ｈがｈｌ
を越えたら、１台を停止して２台運転とする。全台停止
時に、水位Ｈが１．以下となったら１台を起動する。こ
のような制御方法では、水位は少なくとも４からｈｌま
で変動する可能性がある。ひんばんなポンプの煽動、停
止を避けるためには、この水位の幅はかなり大きくとる
必要がある。配水管末端需要家側で必簀水舅を確保する
ためＫは、最大計画水量時の管路損失分を見込んで、許
容最低限水位４を設定しなければならない。このため、
配水管の圧力は大部分の時間帯で必要以上の圧力となり
、漏水量の増大、ポンプの消費エネルギー過多となる。
つまり、圧力の管路損失分は皺管路の流量が大きいとき
は大きく、小さいときは小さい。末端需要家１１におい
て必要量・１＼限の水頭を得るためには、（＃水頭＋管
路損失分）の圧力を配水量で維持すれば曳いわけである
から、最大流量時の管路損失分を見込んで配水量で維持
する圧力を定めると、流量が少ないときには管路損失分
が減る分だけ末燗需要家側では過大水頭な得ることにな
る。
は大きく、小さいときは小さい。末端需要家１１におい
て必要量・１＼限の水頭を得るためには、（＃水頭＋管
路損失分）の圧力を配水量で維持すれば曳いわけである
から、最大流量時の管路損失分を見込んで配水量で維持
する圧力を定めると、流量が少ないときには管路損失分
が減る分だけ末燗需要家側では過大水頭な得ることにな
る。
更に前述の如き理由で、第１図においてｔ３からｈｌま
での水位変動幅を成る程度大きくとる必要があるので、
益々１ｌｌｌ家側では過大水頭な得る。このことは配水
管路内の圧力も必要以上の圧力となり、しかも必要以上
の圧力となるのは大部分の時間帯においてである。何故
ならば丁度最大計画水量が配水管路を流れしかも配水量
水位Ｈが許容最低限の水位１３に丁度ある時間というの
は統計的に偏手であると考えられるからである。このよ
うに配水管路内圧力が大部分の時間帯にお〜・て過大で
あるということは、その間管路からの漏水量の増大を招
き、揚水ポンプの消費エネルギーも過多となるので、経
済的損失が大きいという欠点につながる。
での水位変動幅を成る程度大きくとる必要があるので、
益々１ｌｌｌ家側では過大水頭な得る。このことは配水
管路内の圧力も必要以上の圧力となり、しかも必要以上
の圧力となるのは大部分の時間帯においてである。何故
ならば丁度最大計画水量が配水管路を流れしかも配水量
水位Ｈが許容最低限の水位１３に丁度ある時間というの
は統計的に偏手であると考えられるからである。このよ
うに配水管路内圧力が大部分の時間帯にお〜・て過大で
あるということは、その間管路からの漏水量の増大を招
き、揚水ポンプの消費エネルギーも過多となるので、経
済的損失が大きいという欠点につながる。
そのはか、ポンプ吐出弁制御や回転数制御を行なって配
水量水位を一定に制御する場合もある。
水量水位を一定に制御する場合もある。
しかし、この場合でも、目標水位は最大計画水量時の管
路損失分を見込んで、設定しなければならないので配水
量の少ない、したがって、損失水頭の少ないときには圧
力過大となり、同様の欠点を招くことは明らかである。
路損失分を見込んで、設定しなければならないので配水
量の少ない、したがって、損失水頭の少ないときには圧
力過大となり、同様の欠点を招くことは明らかである。
この発明は上述の如き従来技術の欠点を除去するために
なされたものであり、従って本発明の目的は配水量が計
画最大水量を大巾に下まわる場合的 等でも経済損失が少なくてすむような配水量の水位制御
装置を提供することにある。
なされたものであり、従って本発明の目的は配水量が計
画最大水量を大巾に下まわる場合的 等でも経済損失が少なくてすむような配水量の水位制御
装置を提供することにある。
この発明の構成の要点は、配水量におけろ水位制御にお
いて、配水量の少ないときには設定水位を低く、配水量
の多いときには設定水位を高くして、常に配水量水位を
必要最低限の水位に保つようにした点にある。
いて、配水量の少ないときには設定水位を低く、配水量
の多いときには設定水位を高くして、常に配水量水位を
必要最低限の水位に保つようにした点にある。
次に図を参照して本発明の一実施例を説明する０第２図
は本発明の一実施例な示すブロック図である。同１ｇ１
Ｋお〜・て、複数台のポンプ１（図では１台しか図示し
てない）を並列に運転しポンプ井２から配水量３へ揚水
され、ポンプは回転数制御または吐出弁制御を受けて任
意流量に揚水流量を設定できるものとする。流量によっ
て、運転台数の変更も可能であるとする。制御装置は、
低域フィルター４、水位設定器５、水位調節器６、流量
調節器７、ポンプ台数調節器８から成り、配水量水位検
出器９、配水流量検出ａ１０、ポンプ吐出量検出器１１
からの信号を入力として、ポンプ回転数または吐出弁開
度の指令値をポンプ１へ向けて出力する。低域フィルタ
４は、配水流量検出器ｌＯで検出した配水流量Ｑａの短
周期の変動分を除去（フィルター）し、比較的長周期の
ゆっくりとした変動成分をとり出して水位設定器５とポ
ンプ台数調節器８へ送る。水位設定器５は、配水流１ｔ
Ｑｄに応じて設定水位Ｈな決める演算器をもち、フィル
ター４でフィルターされた流量信号Ｑを入力として、設
定水位信号Ｈ（設定水位を決める演算式については後述
）を出力する。水位調節器６は、Ｐ Ｉ Ｄｌｌｌ１節
器であって、設定水位信号Ｈと水位検出ｌ！９からの水
位信号りを差し引きした信号を入力としてポンプ流量の
設定信号を出力する。流量調節器７は、Ｐ Ｉ Ｄｌｌ
ｉ１節器であって、水位調節器６の出力である設定流量
信号Ｑ８と、流量検出器１１の流量信号Ｑ・を差し引き
した信号を入力として、ポンプ回転数制御の場合には設
定回転数を、吐出弁制御の場合には、弁の設定開度また
は弁の開。
は本発明の一実施例な示すブロック図である。同１ｇ１
Ｋお〜・て、複数台のポンプ１（図では１台しか図示し
てない）を並列に運転しポンプ井２から配水量３へ揚水
され、ポンプは回転数制御または吐出弁制御を受けて任
意流量に揚水流量を設定できるものとする。流量によっ
て、運転台数の変更も可能であるとする。制御装置は、
低域フィルター４、水位設定器５、水位調節器６、流量
調節器７、ポンプ台数調節器８から成り、配水量水位検
出器９、配水流量検出ａ１０、ポンプ吐出量検出器１１
からの信号を入力として、ポンプ回転数または吐出弁開
度の指令値をポンプ１へ向けて出力する。低域フィルタ
４は、配水流量検出器ｌＯで検出した配水流量Ｑａの短
周期の変動分を除去（フィルター）し、比較的長周期の
ゆっくりとした変動成分をとり出して水位設定器５とポ
ンプ台数調節器８へ送る。水位設定器５は、配水流１ｔ
Ｑｄに応じて設定水位Ｈな決める演算器をもち、フィル
ター４でフィルターされた流量信号Ｑを入力として、設
定水位信号Ｈ（設定水位を決める演算式については後述
）を出力する。水位調節器６は、Ｐ Ｉ Ｄｌｌｌ１節
器であって、設定水位信号Ｈと水位検出ｌ！９からの水
位信号りを差し引きした信号を入力としてポンプ流量の
設定信号を出力する。流量調節器７は、Ｐ Ｉ Ｄｌｌ
ｉ１節器であって、水位調節器６の出力である設定流量
信号Ｑ８と、流量検出器１１の流量信号Ｑ・を差し引き
した信号を入力として、ポンプ回転数制御の場合には設
定回転数を、吐出弁制御の場合には、弁の設定開度また
は弁の開。
閉、停の信号を出力する。設定流量信号には更に配水流
量検出器ｌＯからの配水流量信号Ｑａを加え会わせる。
量検出器ｌＯからの配水流量信号Ｑａを加え会わせる。
台数調節器８は、フィルター４でフィルターされた配水
流量信号Ｑで、運転台数の選択をして、ポンプ起動、停
止の指令を出す。
流量信号Ｑで、運転台数の選択をして、ポンプ起動、停
止の指令を出す。
次に水位設定器５における演算式について説明する。
管路における損失水頭は、Ｈａｚｅｎ ＆Ｗムｌｌｉａ
ｍｓの式％式％（１） で表わされる。ただし、ΔＨ：損失水頭−１Ｌ：区間長
さ−、Ｄ：管ロｑ４−１Ｃ：流速係数、Ｑ：ｆｉ量（Ｉ
ＩＩ’／Ｓ）である。今、配水塔からＬ４ｎ）先の標高
Ｅａの地点ａで、Ｈ＆の残存水頭が必要とする。流量Ｑ
のとき、配水塔水位Ｈは、 α Ｈ＝ Ｅａ 十Ｈａ 十に−Ｑ 曲・・四・曲
・・・（２）あれば良い。ただし、 一〇γ −ｖ■ に＝１０．６６６ｘＬｘＤ ｘＣ曲、四囲、、、、、
＜３＞である、水位設定器５には、（２）式で表わされ
る関数を演算させるか、または、（２）式で計算される
曲線を記憶させる。７αは一般には、（１）式より１．
８５であるが任意の数を用いることが可能である。
ｍｓの式％式％（１） で表わされる。ただし、ΔＨ：損失水頭−１Ｌ：区間長
さ−、Ｄ：管ロｑ４−１Ｃ：流速係数、Ｑ：ｆｉ量（Ｉ
ＩＩ’／Ｓ）である。今、配水塔からＬ４ｎ）先の標高
Ｅａの地点ａで、Ｈ＆の残存水頭が必要とする。流量Ｑ
のとき、配水塔水位Ｈは、 α Ｈ＝ Ｅａ 十Ｈａ 十に−Ｑ 曲・・四・曲
・・・（２）あれば良い。ただし、 一〇γ −ｖ■ に＝１０．６６６ｘＬｘＤ ｘＣ曲、四囲、、、、、
＜３＞である、水位設定器５には、（２）式で表わされ
る関数を演算させるか、または、（２）式で計算される
曲線を記憶させる。７αは一般には、（１）式より１．
８５であるが任意の数を用いることが可能である。
これに対し、従来のように設定水位を一定とする場合、
最大計画水量Ｑ−とすると設定水位ＨＩ！は８５ 馬−Ｆｉａ＋Ｈａ＋ｋ −Ｑｍ ・・曲曲曲・・
・・（４）としなければならない。＃Ｉ３図に示すよう
に（２）式で演算して配水流量Ｑに応じて設定水位を求
める本発明の方式により、配水流量Ｑが小のとき、設定
水位Ｈが従来より小で済み、ポンプ動力の削減につなが
ると共に、配水管路の不必要な高圧を防ぐ事ができる。
最大計画水量Ｑ−とすると設定水位ＨＩ！は８５ 馬−Ｆｉａ＋Ｈａ＋ｋ −Ｑｍ ・・曲曲曲・・
・・（４）としなければならない。＃Ｉ３図に示すよう
に（２）式で演算して配水流量Ｑに応じて設定水位を求
める本発明の方式により、配水流量Ｑが小のとき、設定
水位Ｈが従来より小で済み、ポンプ動力の削減につなが
ると共に、配水管路の不必要な高圧を防ぐ事ができる。
フィルター４によって、配水流量の短周期の変動で、設
定水位が影響を受ける事なく安定に制御され、台数のひ
んばんな切替も防止される。配水塔などの水位制御は一
般に、制御対象の時定数が太きいために迅速な制御が行
ない難く、配水流量の賢動時の水位変動も大きくなるも
のであるが、本発明によれば、水位調節器と流量調節器
を直列にし、かつ、外乱要素である配水流量の信号を流
量調節器にとり入れる事で、水位制御に圧力制御なみの
連応性を持たせる事ができる。
定水位が影響を受ける事なく安定に制御され、台数のひ
んばんな切替も防止される。配水塔などの水位制御は一
般に、制御対象の時定数が太きいために迅速な制御が行
ない難く、配水流量の賢動時の水位変動も大きくなるも
のであるが、本発明によれば、水位調節器と流量調節器
を直列にし、かつ、外乱要素である配水流量の信号を流
量調節器にとり入れる事で、水位制御に圧力制御なみの
連応性を持たせる事ができる。
以上説明したとおりであるから、本発明によれば、配水
塔の水位制御において、末端需要家側の水圧を常に必要
最小限の値に保持することが可能になるので、漏水量、
揚水ポンプの消費エネルギー等の低減をもたらし、従来
化じていた多大の経済的損失を最小限にとどめ５るとい
う利点がある。
塔の水位制御において、末端需要家側の水圧を常に必要
最小限の値に保持することが可能になるので、漏水量、
揚水ポンプの消費エネルギー等の低減をもたらし、従来
化じていた多大の経済的損失を最小限にとどめ５るとい
う利点がある。
第１図はポンプ３台の台数制御による水位制御方式の説
明図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
３図は従来の設定水位と本発明による設定水位を比較し
て示すグラフ、である。 符号説明 １・・・ポンプ、２・・・ポンプ井、３・・・配水塔、
４・・・低低域フィルタ、５・・・水位設定器、６・・
・水位調節器、７・・・流量調節器、８・・・台数調節
器、９・・・水位検出器、１０・・・配水流量検出器、
１１・・・ポンプ吐出流量検出器、Ｑ・ｔＱｄ・・・ポ
ンプ吐出、配水流量代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
明図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
３図は従来の設定水位と本発明による設定水位を比較し
て示すグラフ、である。 符号説明 １・・・ポンプ、２・・・ポンプ井、３・・・配水塔、
４・・・低低域フィルタ、５・・・水位設定器、６・・
・水位調節器、７・・・流量調節器、８・・・台数調節
器、９・・・水位検出器、１０・・・配水流量検出器、
１１・・・ポンプ吐出流量検出器、Ｑ・ｔＱｄ・・・ポ
ンプ吐出、配水流量代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ポンプにより揚水された水を配水管路を介して需要
家側へ供給する配水量の水位制御装置であって、前記配
水管路を介して需要家側へ供給する配水流量の検出器と
、需要家側で必要とする水圧な艙持するに足る必要最小
限の配水量水位を前記検出手段により検出した配水流量
に依存して算出し設定水位信号として出力する水位設定
器と、配水量の水位検出器と、水位設定器からの設定水
位信号と水位検出器からの配水量水位信号を比較し、両
者が一歇するよ５に調節信号を出力する水位調ｗｅと、
ポンプの吐出流量検出器と、水位関節器からの設定流量
１号として９前記間節信号と前記吐出流量検出器により
検出されたポンプ吐出流量信号との差の信号を入力され
てポンプの吐出流量を調節する調節信号をポンプへ向け
て出力する流量調節器とを有して成ることを特徴とする
配水量の水位制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の配水量の水位制御装
置において、前記配水流量検出器により検出した配水流
量信号をも前記流量調節器へ入力させることにより、配
水流量の変動時における制御の連応性を高めたことを特
徴とする配水量の水位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12403681A JPS5826131A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 配水塔の水位制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12403681A JPS5826131A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 配水塔の水位制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826131A true JPS5826131A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14875431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12403681A Pending JPS5826131A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | 配水塔の水位制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294801B2 (en) | 2005-08-01 | 2007-11-13 | Omron Corporation | Switching device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233118A (en) * | 1975-09-10 | 1977-03-14 | Hitachi Ltd | Flow regulator with water level corrective device |
-
1981
- 1981-08-10 JP JP12403681A patent/JPS5826131A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233118A (en) * | 1975-09-10 | 1977-03-14 | Hitachi Ltd | Flow regulator with water level corrective device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294801B2 (en) | 2005-08-01 | 2007-11-13 | Omron Corporation | Switching device |
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