JPS5840764B2 - 可変速流体継手による遠心ポンプの末端圧一定運転速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は長い管路を有する遠心ポンプによる給水装置に
おいて、其の末端における給水圧力が給水量の如何にか
かわらず常に一定となる様に流体継手によりポンプの回
転速度を制御する速度制御装置に関するものである。

流体継手による可変速遠心ポンプ装置においては通常ポ
ンプの吐出圧力を導管により流体継手の制御装置に導き
、吐出圧力が常に一定となる様に遠心ポンプの回転速度
を制御して運転が行われる。

一般にポンプによる給水装置においては管路延長が長く
なると管路内の流水抵抗によりポンプ吐出圧と末端にお
ける圧力との差が大きくなりこの差は給水量（即ち、ポ
ンプの吐出量）の増減により大きく増減する。

従って、この様な場合末端における圧力を一定に保つ様
にポンプの回転速度を制御する為には、末端における圧
力を長い導管により流体継手まで導く必要がある。

この様な長い導管内には空気が残留する恐れが多く空気
の残留により正しい末端圧力を敏感に流体継手に伝達す
る事が困難となり、誤動作をする恐れが多く、又導管内
の水は殆んど動かないので冬期等寒冷時には凍結して圧
力の伝達が不可能となったり、導管内の水が腐敗し、給
水内に混入する等積々のトラブルの原因となるばかりで
なく、其の工事費等も無視出来ない。

この発明は上記従来の欠点に鑑み、これを改良除去した
ものであり、即ち、ポンプ吐出口付近の吐出管路に設け
た流量検出用絞り装置と流体継手に付属して設けた末端
圧検出装置とを用いて遠心ポンプの末端圧一定制御運転
を簡易に、確実に、衛生的に、且つ、経済的に行い得る
様にした装置を提供せんとするものである。

以下、本発明の構成を図面に示す実施例について説明す
ると次の通りである。

第１図において、１は遠心ポンプ、２は可変速流体継手
、３は原動機、４は遠心ポンプ１の吐出管、５は吐出管
路に設けた流量検出用絞り装置、６は本発明に係る末端
圧検出装置、７，８．８’は夫々流量検出絞り装置５の
後側の圧力、流量検出用絞り装置５の前側の圧力（ポン
プ吐出圧に等しい）及びポンプ吐出圧力を末端圧検出装
置６に導く為の導管、９は末端圧検出装置６により検出
された末端圧を流体継手２の制御装置部に導く導管であ
る。

第２図及び第３図において、１０及び１２は夫夫等しい
有効面積をもつ第１の一対のダイヤフラム、１１及び１
３は夫々ダイヤフラム１０及び１２に対応するダイヤフ
ラム室で、ダイヤフラム室１１には導管７により吐出管
路に設けられた流量検出用絞り装置５の直後の圧力が導
かれ、又ダイヤフラム室１３には導管８により上記絞り
装置５の直前の圧力が導かれている。

１４．１５は夫々ダイヤフラム１０及び１２の作動スピ
ンドルで第１の天秤式レバー１６の両端ａ点及びｂ点に
作用を及ぼす。

１７はレバー１６の支点である。２８及び３０は夫々等
しい有効面積をもつ第２の一対のダイヤフラム、２９及
び３１は夫々ダイヤフラム２８及び３０に対応するダイ
ヤフラム室で、ダイヤフラム室２９には導管８により上
記絞り装置５の直前の圧力（即ち、ポンプ吐出圧力）が
導かれ、又ダイヤフラム室３１には水又は油等の作動液
体を充満せしめ導管９により流体継手２の速度制御機構
の圧力感知部（図示せず）と接続されている。

２６及び２７は夫々ダイヤフラム２８及び３０の作動ス
ピンドルで第２の天秤式レバー２４の両端ｆ点及びｇ点
に作用を及ぼす様に構成されている。

２５はレバー２４の支点である。

１９は連動レバー、２０は連動レバー１９の支点でネジ
２１により左右に移動可能な如く構成され、連動レバー
１９のレバー比を調節する事が出来る。

ネジ２１の一端はこの末端圧検出装置６の筐体６ａの外
部に延長され、ハンドル２２により外部より回転させる
事が出来る。

連動レバー１９の両端ｄ点及びｅ点には夫々連動スピン
ドル１８及び２３が作用する如く設けられ連動スピンド
ル１８の軸は第１の一対のダイヤフラム１０，１２の作
動スピンドル１４゜１５と平行に設けられ、第１の天秤
式レバー１６の支点１７とｂ点との中間位置のＣ点にお
いてレバー１６の下面に作用する。

又、他の連動スピンドル２３の軸は第２の一対のダイヤ
フラム２８゜３０の作動スピンドル２６．２７と平行で
、第２の天秤式レバー２４の一端ｆ点の下面に作用する
如く設けられている。

第１の一対のダイヤフラム１０．１２の有効面積をＡ１
第２の一対のダイヤフラム２Ｂ、３０の有効面積をＢ１
第１の天秤式レバー１６のレバー長さをｌい支点１７と
連動スピンドル１８の作用点Ｃ１との距離を１２、連動
レバー１９の支点２０と夫々の作用点ｄ及びｅとの距離
を夫々ｍ１、及びｍ２、第２の天秤式レバー２４のレバ
長さをｎとし、ポンプ吐出圧即ち絞り装置５の直前、の
圧力をＦ１絞り装置５の直後の圧力をＰ−△Ｐとし、ダ
イヤフラム室３１に発生する圧力即ち可変速流体継手２
に導かれる圧力をｐとすれば、 となり絞り装置５前後の差圧△Ｐを検出出来る。

Ｆｌは連動スピンドル１８を通じてレバー１９の一端ｄ
点に作用する。

従って、他端ｅ点即ち連動スピンドル２３に作用する力
をＦ２とすれば、となり、この力Ｆ２はｆ点に下方より
上方に向って作用する。

ダイヤフラム２８の作動スピンドル２６に生ずる力はＰ
−Ｂであり、この力はｆ点に下方に向って作用する。

従って、天秤式レバー２４のプ端ｆ点に作用する力をＦ
３とすれば、 となり、この力Ｆ３は天秤式レバー２４の他端ｇ点に生
ずる上向きの力と等しい。

この力は作動スピンドル２７を通じてダイヤフラム３０
を押圧する。

従って、ダイヤフラム室３１に発生する圧力ｐは次の様
に求められる。

一方、一般にポンプの送水管路の末端圧ヴは流量をＱと
すれば次式で表わされる。

（但し、ｋは管路の長さ及び流体摩擦係数によって定ま
る定数） 又、オリフィス等の流量検出用絞り装置の前後の圧力差
△Ｐと流量Ｑとの間には次式の関係がある。

（但し、αは絞り装置の形状寸法により定まる定数） となる様にＡ ｔ Ｂ ｔ １１１ ｔ １３２ ｙ
Ｉｎ１ ’ｔ Ｉｎ２を定めれば となり、ダイヤフラム室３１に発生する圧力は末端圧力
と等しくなる。

これを可変速流体継手２の制御装置に導けば末端圧が一
定となる様ポンプの回転速度を制御する事が出来る。

前述のようにαは絞り装置の形状寸法により定まる定数
であり、絞り装置が選定されれば確定される。

従って、Ａ。Ｂ、１１，１２は流量検出用絞り装置の特
性に合せて予め設計上決定しておく事が出来る。

又、ｋは管路長−さ九び管路の状況に゛より給水装置毎
に異なるが、Ｉｎ、１ ＋ Ｉｎ２の値は調節ネジ２１
によって調節する事が出来るので給水装置の使用状況に
合せて調節すれば良い。

尚、上記は２対のダイヤフラムを使用した場合について
説明を行ったが、ベローズを用いる場合についても同様
であり、又ピストン等ダイヤフラム又はベローズに類似
な圧力感知方法を用いても良く、又上記例ではレバー、
比の調整可能なレバー−個を使用したが複数の゛し゛バ
ーを用いても同様な装置を作り得る事は申すまでもない
。

以上、説明したように、本発明は夫々等しい有効面積を
有する２対のダイヤフラム又はベローズ室を有し、第１
の一対のダイヤフラム又はベローズ室の一方には遠心ポ
ンプの吐出管路に設けた流量検出用絞り装置の前側の圧
力を、他方には前記絞り装置の後側の圧力を導き、上記
一対のダイヤフラム又はベローズ室の作動スピンドルを
夫々第１の天秤式レバーの両端に作用させて前記流量検
出用絞り装置の前後の差圧を検出せしめ、第２の一対の
ダイヤフラム又はベローズ室の一方には遠心ポンプの吐
出圧力を導き、他方には作動液体を充満せしめて導管に
より可変速流体継手の制御装置に導く如くシ、上記ダイ
ヤフラム又はベローズ室の作動スピンドルは夫々第２の
天秤式レバーの両端に作用させ、第１の一対のダイヤフ
ラム又はベローズ室によって検出された流量検出用絞り
装置の前後の差圧による力をレバー比の調節可能なレバ
ー機構を通じて第２の一対のダイヤフラム又はベローズ
室のうち遠心ポンプの吐出圧力を導く如くしたダイヤプ
ラム又はベローズ室の作動スピンドルの先端部に吐出圧
力による力と逆方向になる様に働かせ、上記各ダイヤフ
ラム又はベローズの有効面積及び各レバーの寸法比は流
量検出用絞り装置の特性に合せて適宜選定する如くシ、
上記第２の一対のダイヤフラム又はベローズ室のうち作
動液体を充満せしめたダイヤフラム又はベローズ室に末
端圧と等しい圧力を発生せしめる如くしてなる末端圧検
出装置を使用したから、吐出管路の末端より流体継手の
速度制御装置まで長い導管を導く事なく簡易に、確実に
、衛生的に、且つ、経済的に可変速流体継手による遠心
ポンプの末端圧一定の速度制御運転を行う事が出来、極
めて有用である□。

。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の配置図、第２図は本発明め
一実施例の末端圧検出装置の構造説明図、第３図は本発
明の一実施例の末端圧検出装置の作用説明図である。 １・・・・・・遠心ポンプ、２・・・・・・可変速流体
継手、３・・・・・・原動機、４・・・・・・吐出管、
５・・・・・・流量検出用絞り装置、６・・・・・・本
発明に係る末端圧検出装置、１０゜１２・・・・・・第
１の一対のダイヤフラム、１４．１５・・・・・・作動
スピンドル、２８．３０・・・・・・第２の一対のダイ
ヤフラム、２６．２７・・・・・・作動スピンドル、１
６．２４・・・・・・天秤式レバー、１８，２３・・・
・・・連動スピンドル、１９・・・・・・連動レバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 夫々等しい有効面積を有する２対のダイヤフラム又
   はベローズ室を有し、第１の一対のダイヤフラム又はベ
   ローズ室の一方には遠心ポンプの吐出管路に設けた流量
   検出用絞り装置の前側の圧力を、他方には前記絞り装置
   の後側の圧力を導き、上記一対のダイヤフラム又はベロ
   ーズ室の作動スピンドルを夫々第１の天秤式レバーの両
   端に作用させて前記流量検出用絞り装置の前後の差圧を
   検出せしめ、第２の一対のダイヤフラム又はベローズ室
   の一方には遠心ポンプの吐出圧力を導き、他方には作動
   液体を充満せしめて導管により可変速流体継手の制御装
   置に導く如くシ、上記ダイヤフラム又はベローズ室の作
   動スピンドルは夫々第２の天秤式レバーの両端に作用さ
   せ、第１の一対のダイヤフラム又はベローズ室によって
   検出された流量検出用絞り装置の前後の差圧による力を
   レバー比の調節可能なレバー機構を通じて第２の一対の
   ダイヤフラム又はベローズ室のうち遠心ポンプの吐出圧
   力を導く如くしたダイヤフラム又はベローズ室の作動ス
   ピンドルの先端部に吐出圧力による力と逆方向になる様
   に働かせ、上記各ダイヤフラム又はベローズの有効面積
   及び各レバーの寸法比は流量検出用絞り装置の特性に合
   せて適宜選定する如＜シ、上記第２の一対のダイヤフラ
   ム又はベローズ室のうち作動液体を充満せしめたダイヤ
   フラム又はベローズ室に末端圧と等しい圧力を発生せし
   める如くしてなる末端圧検出装置を使用した可変速流体
   継手による遠心ポンプの末端圧一定運転速度制御装置。