JPS59200096A - ポンプの運転台数制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はモータにより駆動されるポンプの運転台数制御
方法に係り、特に送配水管内の圧力とモータの回転数を
検出して複数のポンプの運転台数の選択を行うポンプの
運ぎ台数制御方法に関する。

し発明の技術的背景とその問題点コ 一般に、送配水ポンプは、その規模により数台を設置し
て、送配水流量に応じた台数を選んで運転を行う。ポン
プは、その吐出ｍの８０〜９０％が最も効率が高いので
、ある吐出量を得るのに３台のポンプを７０％で運転す
るよりも、２台を９０％で運転した方が最も経湾的であ
る。この選択を行うポンプの運転台数制御方法の従来例
を、第１図と第２図を参照して説明する。第１図はポン
プの運転台数制御方法の構成を示すプロ′ツク図、第２
図は配水流量とポンプ運転台数の関係を示す図である。

送配水管に設けられた流量計よりの流量信号Ｑを受けた
警報設定器１〜４は、夫々の設定値に応じてポンプのＯ
Ｎ、ＯＦＦの信号を運転順序設定器５に出力する。運転
順序設定器５は流量が次第に増加していった時〔、運転
に入ってゆくポンプの順序を決める為のものであり、流
量がＯ−”Ｑ＋間では１台、Ｑ１→Ｑ２までは２台とい
う様に順次ふえてゆき、流ｍが減少した時は０１　′、
０２′、Ｑ３−の点で運転台数を減らず。なお、ポンプ
の起動と停止の設定値（Ｑ＋　どＱｌ　′）の間は、通
常数％ぐらい離し、ヒステリシス特性を持たせて設定値
イ」近において起動停止が頻繋に繰り返されるのを防止
している。

しかし乍ら、これら従来の運転台数制御方法では、流用
検出器を用いる為、この流量検出器は、非常に精密度の
高い別器であり、コスト的にも高価である。また、需要
の変動や送配水管の口径、ポンプの特性等によって警報
設定器の設定値を変える煩雑さがあった。また、制御回
路自体も複雑になる等の欠点があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、高価な流ｍ検出器を使用Ｊ゛ることな
く、また省エネルギーで、しかも送配水管内の圧力とポ
ンプのモータの回転数を検出して複数のポンプの運転台
数の選択を行うポンプの運転台数制御方法を提供するこ
とにある。

［発明の概要］ 本発明のポンプの運転１台数制御方法は、圧力検出手段
から流用の相対的変化を圧力変化信号として検出し、こ
の信号と圧ノ〕設定器からの信号を入力するＰＩ制御部
と、このＰＩ制御部よりの出力信号で、例えば２台のポ
ンプを制御する場合は、まず第１のポンプのモータの回
転数が、全速回転数（１００％回転数）と低速回転数（
通常全速回転数の数１０％位）内にある場合は、運転回
路を介して、この第１のポンプのモータを可変速制御し
、取水流量が増加して、第１のポンプのモータの回転数
が全速回転数に達すると、この′第１のポンプのモータ
を固定速運転（全速回転数のままでの運転）に変え、第
２のポンプのモータが可変速運転となる。次いで、取水
流量が減少し、可変速運転をしｐいる第２のポンプのモ
ータが予め設定した低速回転数まで低下すると、第２の
ポンプのモータは停止し、第１のポンプのモータは再度
可変速運転となり、上記の運転制御を繰り返すことによ
り、流量に応じたポンプ台数の制御を行うものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第３図は、本発明を用いたポンプ（ここでは同
一特性のモータを用いた場合を示す）を１台〜３台運転
させた時の、各速度における流ｆｆ１Ｑと全揚程ｌ」ど
の関係を示づ特性図である。

同図において、曲線Ａ−Ｃ，，Ｄ−Ｆ、Ｇ〜■は、ポン
プが１台、２台、３台の場合に夫々１ｏｏ％、８０％、
６０％の速度で運転させた場合のＨ−Ｑ特性を、またｌ
−１１は圧力設定器で設定する設定圧力を示している。

第４図は、本発明を用い１＝一実施例（ポンプが２台の
場合）の構成を示すブロック図である。

同図において、送配水管１ｏの一方の送配水管１０ａは
夫々弁Ｖを介して第１のポンプ１１ａ及び第２のポンプ
１１ｂの吐出側に接続されており、他方の送配水管１０
ｂは第１のポンプｌｌａ及び第２のポンプ１１ｂの吸水
側に夫々接続されている。そして、第１のポンプ１１ａ
はこのポンプを駆動させる為の第１のモータ１２ａと直
結されており、同様に第２のボン、７１１ｂも第２のモ
ータ１２ｂと直結されている。ＰＩ制御部１３は、圧力
検出器１５がらの圧力変化に応じた信号と、圧−力設定
器１６よりの設定信号とを入力して、第１及び第２のモ
ータ１２ａ、１２ｂの回転数を制御する為に設けられた
もので、第１及び第２のモータ１２ａ、１２ｂに付設さ
れた第１及び第２の制御装置１４．ａ、１４ｂと、全速
回転数検出器１７と低速回転数検出器１８に信号を出力
づる。全速回転数検出器１７ど低速回転数検出器１８の
出力信号は運転回路１９に出力される。運転回路１９は
、これら検出器からの出力信号３で作動し、第一第二回
制御装置１４ａ、１４ｂを介してモータ１２ａ　、　１
２ｂ　ヲ制ｍｔル。

この様な構成を有する本実施例においては、まず、圧力
設定器１６に設定圧１」１を設定し、次いで、第１のポ
ンプのモータ１２ａを起動させ、圧力検出器１５がらの
信号と圧力設定器１６よりの信号をＰＩ制御部１３へ出
力する。ＰＩ制御部１３は、両膜定器からの信号を入力
して両信号が等しくなる様に、制御装置１４ａを介して
七−タ１２ａを制御りる。１この場合、第１のポンプの
モータ１２ａの回転数が全速回転数（１００％回転数）
と低速回転数（全速回転数の数１０％位）内にある場合
は、運転回路を介して、この第１のポンプの七−夕１２
ａを可変速制御する。取水流かが増加して第１のポンプ
のモータ１２ａの回転数が全速回転に達すると、全速回
転検出器１７よりの信号で運転回路１つを介してこのモ
ータ１２ａを固定速運転（全速回転数のままの運転）に
し、第２のポンプのモータ１２ｂが起動され可変速運転
される。次いで、取水流量が＋１ｇｉ少し、第１のポン
プと第２のポンプの回転数が低速回転数まで低下すると
、低速回転数検出器１８よりの信号で運転回路１９を介
して第２のポンプのモータ１２１）を停止させて、第１
のポンプのモータ１２ａを再疫可変速運転にする。

この様に一ヒ記運転制御を繰り返づ−ことににす、流量
に応じたポンプ台数の制御を行う。

上記の実施例において、設置ポンプの台数を２台とした
が、３台以上設【プてもよい。

この３台の場合は、第５図□′に示す様に第１のポンプ
のモータが全速回転数になった時点ＱＡで第１のポンプ
を可変速運転から固定速運転（全速回転数のままの運転
）にし、第２のポンプのモータを可変速達転覆る。並列
運転された２台のポンプの流量がＱ△→ＱＢになった時
点で第１、第２のポンプのモータを固定速運転（全速回
転数のままの回転）にし、第３のポンプのモータを可変
速運転する。この様に順次ポンプの運転台数を増加して
行き、流用が減少し運転しているいずれか１台の回転数
が低速回転になった時点、即ち流量がＱＡ−１ＱＢ′、
ＱＣ′の点で運転台数を順次減らしで行く。なお、１台
から２台運転、２台から１台運転への切換点ＱＡ、ＱＡ
′はＰＩ制御器の遅れ時間を省くと原理的には同一点Ｑ
Ａである為、ポンプの起動停止が頻繁に繰り返されるこ
とにな　　　　　　、。

るので、実施例にＪ３いては、これを防止する為に、運
転回路に限時１８電器等を設りで切換デッドタイムをも
たせる様にしている。

また、第６図に示すト１−Ｑ特性図より明らかな様に、
２台以」二のポンプを可変速にすることにＪ：り起動、
停止の点（ＱＡ、ＱΔ′）が明確に定まり、数％のヒス
プリシスをもたせて起動、停止を行わせることができる
。

なお、複数台のポンプの可変速運転、固定速運転（全速
回転数のままの運転）の組合せは、全部のポンプが可変
速か、または少なとくも１台のポンプが可変速運転であ
ればよい。また、回転数を検出する為の手段として、上
記実施例ではＰ■制御部からの出力信号を用いｌζが、
例えば速痕検出器をモータに内蔵させて直接回転数を検
出づる様に構成づ′ることも可能である。

［発明の効果］ 以上述べてきた様に、本発明は、複数台のポンプにより
一定の吐出圧制御を行いながらも、流量が減少してきた
時はそれに応じた台数のポンプを停止ざぜることが可能
である為、省エネルギー効果に優れている。また、流量
を流量検出器を用いて検出するのではなく、流用変化に
相関した圧力変化を検出してポンプの駆動力制御を行う
ので、椙造が簡単でＨつ安価で取扱いに便利な圧力検出
器の使用が可能となる。また、各ポンプごとに設定器を
設けて起動、停止を制御する必要がないので、制御回路
が複雑にならない等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられていたポンプの運転台数制御方法
の構成を示すブロック図、第２図は配水流用とポンプ運
転台数の関係を示す図、第３図は本発明の運転台数制御
方法にお（プる１」−Ｑ特性図、第４図は本発明を用い
た一実施例の構成を示すブロック図、第５図は本発明の
配水流量とポンプ運転台数の関係を示す図、第６図は２
台以上のポンプを可変速にした場合の（」−〇特性図で
ある。 Ｑ・・・流量信号、１〜４・・・警報設定器、５・・・
運転順序設定器、１０・・・配水管、１１ａ、Ｉｌｂ・
・・ポンプ、１２ａ、１２ｂ・・・水中モータ、１３・
・・ＰＩ制御部、１４ａ、１４ｂ−第１．第２制御装置
、１５・・・圧力検出器、１６・・・圧力設定器、１７
・・・全速回転数検出器、１８・・・低速回転数検出器
、１９・・・運転回路。 出願人　　株式会社芝浦製作所 と 代理人　　弁理士　水内　売春Ｊ゛、 第１図 ＃１２　図 第３図 流量Ｑ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力検出器により送配水管内の流量の変化を検出し、こ
   の圧力検出器から出力信号と、圧力設定器からの信号を
   入力し、両信号が等しくなる様に各ポンプのモータの制
   御装置に信号を出力するＰ■制御部と、このＰＩ制御部
   の出力信号を入力し、ポンプのモータの回転数が全速回
   転数になった事を検出して順次運転するポンプの台数を
   増加させ、一方散水流量が減少して、運転しているポン
   プのモータのいずれか１台の回転数が低速になった点を
   検出して、順次運転台数を減少させてゆくことを特徴と
   するポンプの運転台数制御方法。