JPS59720B2 - 圧力タンク式給水装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力タンクと複数台のポンプとを組み合わせた
給水装置の改良に関するものである。

圧力タンク式給水装置を小型化するだめには圧力タンク
を小型化する必要がある。

このとき圧力タンクを小形化するにあたってはポンプの
始動頻度を軽減する手段を合わせて検討しなければなら
ない。

この方法として、各種のタイマー回路を設け、ポンプを
一旦始動したらある一定時間以上連続して運転すること
が考えられている。

一方、市場ニ於いては、比較的大水量の給水装置の小形
化が要請されてきている。

給水装置を小形化するには、前述の通り圧力タンクを小
形化するえとが不可欠である。

比較的大水量を給水するにはその水量を２台あるいは３
台に分割して給水するように計画しても、ポンプ１台当
りの揚水量は相当に大きくなる。

この比較的大容量ポンプと小形の圧力タンクとを組合せ
ると次のような問題が起こる。

この問題を次の第１図と第２図により説明する。

第１図は給水装置の構成図で、１，２はそれぞれ１号ポ
ンプ及び２号ポンプ、３，４は逆止め弁、５は１号ポン
プ１の吐き出し側の給水管６に連通し、先行ポンプの運
転を指令する圧力検出器７、同様に、追従ポンプの運転
を指令する圧力検出器８を備える圧力タンク、９，１０
は仕切弁、１１゜、１２はフート弁を示す。

第２図は縦軸に圧力Ｈ１横軸に水量Ｑを取ったポンプの
運転特性図を示し、曲線Ａは１号ポンプ１，２号ポンプ
２各々の単独運転時の性能を示す。

曲線Ｂは１号ポンプ１と２号ポンプ２の並列運転時の合
成性能を示す。

まだ前述した圧力検出器７は圧力タンク５内の第１の圧
力Ｈ１にて閉路し、第２の圧力Ｈ２にて開路し、同様に
圧力検出器８は第１の圧力より若干低い第３の圧力Ｈ３
にて閉路し、第２の圧力より若干低い第４の圧力Ｈ４に
て開路する。

このように構成したものに於いて、使用水量が少ない場
合には、圧力タンク内圧力Ｈ１とＨ２の間で、１号ポン
プと２号ポンプとが交互に運転を行ない、使用水量が増
大した場合には圧力タンク５内圧力がＨ３へ低下し、休
止中のポンプが追加始動して並列運動を行ない、使用水
量が少なくなると、圧力タンク５内圧力が上昇して圧力
Ｈ４に達し、追従ポンプが停止し、更に使用水量が少な
くなると圧力タンク５内圧力が更に上昇し、やがては圧
力Ｈ２へ達し先行ポンプも停止する。

ところで、１号ポンプ１と２号ポンプ２とが停止してい
る状態から、使用水量が増加し、末端での使用水量がＱ
ｌ となると、圧力タンク５内圧力は圧力Ｈ１へ低下
し、先行ポンプが１号ポンプ１であれば先行ポンプ運転
指令用の圧力検出器７が閉路し、１号ポンプ１の始動指
令が出る。

このとき１号ポンプ１は始動するが、始動後、１号ポン
プ１は瞬時に、吐き出し水量Ｑ１ を出し得ないことと
、圧力タンク容量が比較的に小さく有効水量も小さいた
め、末端の使用水量がＱｌであることから、瞬時に圧力
タンク５内圧力は、先行ペンプ始動圧力Ｈ１より追従ポ
ンプの始動圧力Ｈ３以下に低下してしまう。

このだめ、追従ポンプ運転指令用圧力検出器８が圧力タ
ンク５内異常降下圧力Ｈ３を、検出して閉路し、使用水
量Ｑ１に対して始動させる必要のない追従ポンプを誤始
動させる。

しかも、使用水量がＱｌであるため瞬時に、圧力タンク
５内圧力が圧力Ｈ２へ上昇し、１号ポンプ１と２号ポン
プ２とが停止し、チャタリングを起す。

更に、使用水量が０１〜０３間であれば、先行ポンプは
連続運転で追従ポンプのみが始動、停止を繰り返え１追
従ポンプのみの運転頻度が激しくなってしまう。

そこで本発明はポンプのチャタリングを防ぎ、しかも始
動頻度の少ない圧力タンク式給水装置の制御装置を提供
するものである。

すなわち本発明は比較的大きな給水能力を有するポンプ
と小形の圧力タンクとを組合せた給水装置に於いて、先
行ポンプ及び追従ポンプの始動頻度を抑制するために、
ポンプの始動後一定時間だけポンプを運転させるタイマ
ーと、ポンプ停止直前の使用水量が規定水量より多けれ
ば継続運転、少々ければ停止させることを指令する圧力
検出器を備え、この圧力検出器が先行、追従いずれにも
作用するようにし、比較的大容量のポンプと比較的小形
の圧力タンクとを組合せた場合のポンプ始動時に発生す
るチャタリング（誤始動）を防止するものである。

また、他の目的はポンプが並列運動となった際に、先行
ポンプの方を先に停止させるように構成するものである
。

以下、本発明の実施例を第３図、第４図、第５図、第６
図を使用して詳細に説明する。

第３図は本発明給水装置の構成図で、第１図と同一番号
で示す部品は同一部品を示す。

１３は単独で運転しているポンプの運転続行あるいは停
止を指令する圧力検出器でポンプも（先行、追従いずれ
も）が停止する直前の使用水量が規定流量（Ｑ６、後に
説明）であるか判定するために設けである。

第４図は本給水装置の運転特性図で、第２図に示す運転
特性図に対して、第３図に示す単独ポンプ運転指令用の
圧力検出器１３の動作点を追加しており、水量Ｑ、に対
応する圧力タンク５内圧力Ｈ６にて閉路し、水量Ｑ６に
対応する圧力タンク５内圧力Ｈ６にて開路する。

前述の問題点で述べたように、ポンプが停止している状
態から、圧力タンク５内圧力がＨｌへ達するとポンプは
始動するが、始動後ただちに吐出し水量Ｑ、を出し得な
いことと、小形圧力タンクであることから瞬時に、圧力
タンク内圧力がＨ１以下へ低下する。

圧力タンク５内圧力がＨ１以下へ低下する最小降下圧力
はポンプ停止直前の使用流量の程度により異なる。

ポンプ停止直前の使用水量と圧力タンク内の最小降下圧
力の関係を、実験より求めたのが第５図である。

第５図に於いて縦軸は圧力タンク内の最小降下圧力ＨＭ
ＩＮ、横軸はポンプ停止直前の使用水量Ｑを示している
。

たとえば、ポンプ停止直前の使用水量がＱ２（停止直前
の圧力タンク５内圧力はＨ２に対応している。

）であれば、ポンプが停止して、圧力タンク５内圧力が
Ｈ７へ低下し、ポンプが始動するが、（第５図に示す通
り）、ポンプ始動後、圧力タンク５内圧力は最小降下圧
カイ、へ低下する。

但し、この低下は瞬時に行なわれ、その後、圧力タンク
５内圧力はＨ１以上へ復帰し、需給がバランスした点の
流量に対応する圧力タンク内圧力となる。

すなわち、追従ポンプの始動指令圧力はＨ３であり、こ
れより低下しなければポンプのチャタリング（追従ポン
プの誤動作）は生じない。

同時に、ポンプ停止直前の使用水量がＱ、（停止直前の
圧力タンク５内圧力はＨ５に対応している。

）であれば、ポンプ始動後、圧力タンク５内圧力は最小
降下圧力「となり、追従ポンプ始動圧力Ｈ３より高く、
追従ポンプは誤動作を起さないことを示している。

しかし、ポンプ停止直前の使用水量がへより大水量であ
れば、ポンプ停止後、圧力タンク５内圧力はＨ３以下へ
低下してしまうため、追従ポンプが誤始動する。

以上から本発明の実施例ではポンプ停止直前の使用水量
を規定するため圧力検出器１３の設定は使用水量Ｑ、に
対応した閉路圧力Ｈ３としている。

第６図は本発明の図示しない制御装置の制御回路を示す
。

但し、操作回路のみを示す□Ｐｓ −１、Ｐｓ ２
、Ｐｓ ３はそれぞれ第３図に示す先行ポンプ運転
指令用の圧力検出器７．追従ポンプ運転指令用の圧力検
出器８、単独ポンプ運転指令用の圧力検出器１３の接点
、Ｐｌｘ、Ｐ２Ｘはそれぞれ１号ポンプ１，２号ポンプ
２の運転開閉器でＰｌｘｂ、Ｐ２Ｘｂはそのｂ接点を示
す。

Ｔ１．Ｔ２はそれぞれ先行ポンプ側および追従ポンプ側
タイマー、Ｔｌａ、Ｔ２ ａはそれぞれ先行ポンプ側
および追従ポンプ側タイマーの瞬時接点、同様にＴ１
ｂ、Ｔ２ｂはそれぞれ付勢後一定時間で開路する先行ポ
ンプ側および追従ポンプ側タイマーＴ１．Ｔ２の限時接
点を示す。

Ｒはラチェツ） ＋７レーでＲｃはその接点を示し、付
勢するたびに図示のａ側からｂ側、ｂ側からａ側へ切替
わる。

ＸはリレーでＸａはその接点を示す。

ＴＲ−１、ＴＲ−２はサーマルリレーの接点を示す。

また、第６図に４２０で示す通りポンプ制御回路は次の
ように構成する。

すなわち、先行側のポンプ制御回路イの先行ポンプ側タ
イマーＴ、の入力は圧力検出器７の接点ＰＳ−ｔ と先
行ポンプ側タイマーＴ１の接点’１４ ａと圧力検出
器１３の接点Ｐｓ〜３と連動して働くリレーＸの接点Ｘ
ａとを並列に結線する。

まれ追従側のポンプ制御回路口も同様に結線する。

以上のように構成したものの作動について説明する。

今、便宜上、圧力タンク５内圧力は第４図に示す運転特
性図の圧力Ｈ２より高く１号ポンプ１，２号ポンプ２は
停止しているものとし、制御装置は第６図の図示位置で
保持しているものとする。

この状態から圧力タンク５内圧力がＨ５まで低下すると
、単独ポンプ運転指令用の圧力検出器１３の接点Ｐｓ
３が閉路してリレーＸが付勢し、その接点Ｘａが閉路
する。

しかし、この状態では変化は起らない。更け、圧力タン
ク５内圧力が低下し、圧力Ｈ１へ達すると先行ポンプ運
転指令用の圧力検出器７の接点Ｐｓ １が閉路し、１
号ポンプ１の運転開閉器Ｐ、 ｘとタイマーＴ１が付勢
し、１号ポンプ１が始動する。

同時に、前記１号ポンプ１の運転開閉器Ｐ、Ｘの接点Ｐ
１ｘｂば開路し、タイマーＬの瞬時接点Ｔ１ ａが閉路
し、また接点Ｔ、ｂは一定時間後に開路するように働く
。

１号ポンプ１始動後、使用水量が減少すると圧力タンク
５内圧力は徐々に上昇し、圧力Ｈ６に達すると、単独ポ
ンプ運転指令用の圧力検出器１３の接点Ｐｓ ３は開
路し、リレーＸの接点Ｘａも開路する。

更に使用水量が減少すると圧力タンク５内圧力は、やが
て圧力Ｈ２に達し、先行ポンプ運転指令用の圧力検出器
７の接点Ｐｓ−１も開路する。

１号ポンプ１はタイマーＴ１の接点Ｔ１ ｂが開路する
まで運転を継続する。

ところで、前述したように、タイマーＴ１の設定が切れ
て１号ポンプ１が停止する直前の使用水量がＱ、より多
ければ、第５図に示す通り圧力タンク５内圧力がＨ３以
下に低下して追従ポンプが誤始動（チャタリング）して
しまうことが分っている。

さて、今、先行ポンプ運転指令用の圧力検出器７の接点
Ｐｓｉが開路して、タイマーＴ、の設定が切れる直前に
使用水量がＱ、より多ければ圧力タンク５内圧力は低下
して圧力Ｈ５以下へ達するので、再び単独ポンプ運転指
令用の圧力検出器１３の接点Ｐｓ３が閉路して、リレー
Ｘの接点Ｘａも閉路するので、タイマーＴ、の接続Ｔ１
ｂが切れても先行側のポンプ御御回路イは運転指令を
出し続けるので１号ポンプ１は停止せず継続運転を行な
う。

このだめ、前述した圧力タンク５内の異常な圧力降下は
起らず、追従ポンプの誤始動（チャタリング）は生じな
い。

寸だ同様に１号ポンプ１の停止直前の使用水量が少なく
Ｑ６以下であれば、単独ポンプ運転指令用の圧力検出器
１３の接点Ｐ ｓ−３が開路状態にあるのでタイマーＴ
１が切れると１号ポンプ１は停止する。

しかし、この場合も前述した通り圧力タンク５内の圧力
はＨ３以下には低下しないので、追従ポンプの誤始動は
起らない。

１号ポンプ１が停止したことにより、ラチェットリレー
Ｒが付勢１その接点Ｒｃはａ側よりｂ側に切替わる。

今度は２号ポンプ２が前述と全く同様な作動を行なう。

次に、１号ポンプ１が先行して運転している状態から、
使用水量が更に増大すると圧力タンク５内圧力は低下し
圧力Ｈ３へ達し、追従ポンプ運転指令用の圧力検出器８
の接点Ｐｓ ２が閉路する。

同時に、２号ポンプ２の運転開閉器Ｒ２ｘとタイマーＴ
２が付勢し、２号ポンプ２が追従始動する。

これに伴い２号ポンプ２の運転開閉器Ｐ２ｘの接点Ｐ２
ｘｂが開路し、タイマーＴ２の瞬時接点Ｔ２ ａは閉路
し、接点Ｔ２ｂは限時がかかる。

１号ポンプ１と２号ポンプ２は並列運転しているが、や
がて、先行した１号ポンプ１側のタイマーＴ１が切れ、
接点Ｔ１ ｂは開路する。

この状態で使用水量が急に少なくなると、圧力タンク容
量に対してポンプの給水量の方が大きいので、ただちに
圧力タンク５内圧力は圧力Ｈ２以上に上昇し、先行ポン
プ運転指令用の圧力検出器７．追従ポンプ運転指令用の
圧力検出器８．単独ポンプ運転指令用の圧力検出器１３
の接点Ｐｓ１．Ｐｓ−２゜ＰＳ〕は開路する。

このだめ、先行した１号ポンプ１の運転開閉器Ｐ１ Ｘ
の付勢が解け、１号ポンプ１は停止する。

従って、先行した方のポンプが先に停止することになる
。

１号ポンプ１が停止したことにより、２号ポンプ２の運
転曲線は第４図の曲線Ａとなる０そして、２号ポンプ２
はタイマーＴ２が切れるまで運転を継続する。

各種圧力検出器７，８，１３の接点Ｐｓ １ 、Ｐ
ｓ ２ 。

Ｐｓ−３が切れてタイマーＴ２が切れる直前（２号ポン
プ２の停止直前）の使用水量が０６以上に増大すると、
圧力タンク５内圧力が低下し再び圧力Ｈ５へ達して、単
独ポンプ運転指令用の圧力検出１３の接点Ｐｓ−５が閉
路し、リレーＸの接点Ｘａが閉路する。

この後、タイマーＴ２が切れ、その接点Ｔ２ｂが開路し
ても追従側のポンプの制御回路口は働き続けるため、単
独ポンプ運転指令用の圧力検出器１３の接点Ｐｓ３が開
路す″るまで２号ポンプ２は運転を継続するので、前述
の通り圧力タンク内の異常な圧力降下及び追従ポンプの
誤始動（チャタリング）は生じない。

また、前記、２号ポンプ２の停止直前の使用水量がＱ６
より少ない場合には、単独ポンプ運転指令用の圧力検出
器１３の接点ＰＳ−３が開路状態にあるので、２号ポン
プ２は停止する。

しかし、この場合にも、圧力タンク５内圧力はＨ３以下
へ低下することは々く、追従ポンプが誤始動しないこと
はもちろんである。

前記の説明では、先行ポンプ運転指令用の圧力検出器７
が開く第２の圧力Ｈ２より追従ポンプ運転指令用の圧力
検出器８が開く第４の圧力Ｈ４を若干低く設定したもの
について説明した７５ζ第４の圧力Ｈ４を第２の圧力Ｈ
２より若干高く設定すると、２台のポンプが並列運転し
た後は、必ず先行して運転を始めたポンプから先に停止
してゆくことができる。

また、実施例においては、先行ポンプあるいは追従ポン
プ運転指令用の圧力検出器の接点Ｐｓ １ あるいは
Ｐｓ−２が閉じると同時に先行あるいは追従ポンプ側タ
イマーを附勢するように構成したが、これは、接点Ｐｓ
１ あるいは接点Ｐｓ−２が開いてから（先行ポン
プあるいは追従ポンプの停止圧力Ｈ２およびＨ４に達し
てから）各タイマーを附勢するように構成することもで
きる。

以上の説明から明らかなように、本発明は先行および追
従ポンプ運転指令用の圧力検出器と、ポンプの頻繁な始
動・停止を防ぐためにタイマーを組み合わせだものにお
いて、先行および追従ポンプ運転指令用の圧力検出器が
共に開路した後にポンプがタイマーの働きにより単独で
運転を続ける場合、タイマーが開路すると同時にポンプ
の誤動作が生じないように、単独運転を続けるポンプの
停止直前の吐き出し水量が、タイマーの働きによってポ
ンプが停止したとき、圧力タンク内の圧力が追従ポンプ
の運転を指令する圧力捷でただちに降下しない水量に相
当する圧力で閉じ、この圧力より高く、シかも、先行お
よび追従ポンプの停止が指令される圧力よりも低い圧力
で開き、単独ポンプの運転続行あるいは停止を判断する
だめの単独ポンプ運転指令用の圧力検出器を設けたもの
である。

したがって本発明によればポンプのチャタリングを完全
に防ぐことができ、しかも、ポンプの始動・停止の頻度
も軽減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力タンク式給水装置を説明するだめの
略図、第２図は第１図に示す圧力タンク式給水装置の動
作を説明するだめのポンプの特性曲線図、第３図は本発
明の一つの実施例を説明するだめの略図、第４図は第３
図に示す実施例の動作を説明するだめのポンプの特性曲
線図、第５図は第３図における実施例の単独ポンプ運転
指令用の圧力検出器の設定圧力を検討するだめ横軸にポ
ンプ停止直前の吐き出し水量Ｑ１縦軸にポンプを停止し
たときに生じる圧力タンク内の最小降下圧力Ｈｍｉｎを
取って線図、第６図は第３図に示す実施例の電気的な構
成を説明するだめのシーケンス図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力タンクと複数台のポンプとを組み合わせだ給水
   装置において、前記圧力タンク内の第１の圧力にて閉路
   し第１の圧力より高い第２の圧力にて開路する先行ポン
   プ運転指令用の圧力検出器と、前記第１の圧力より若干
   低い第３の圧力にて閉路し前記第２の圧力と若干具なる
   第４の圧力にて開路する追従ポンプ運転指令用の圧力検
   出器と、前記先行ポンプ運転指令用の圧力検出器が前記
   ポンプの始動あるいは停止のどちらかを指令することに
   より作動し、一定時間後に接点を開路する先行ポンプ側
   タイマーと、前記追従ポンプ運転指令用の圧力検出器が
   前記ポンプの始動あるいは停止のどちらかを指令するこ
   とにより作動し、一定時間後に接点を開路する追従ポン
   プ側タイマーと単独運転を行なっている前記ポンプの停
   止直前の吐き出し水量が前記ポンプを停止したとき前記
   圧力タンク内の圧力を前記第３の圧力までただちに降下
   しない水量に相当する第５の圧力で閉路し、この第５の
   圧力より高く前記第２・第４の圧力より低い第６の圧力
   で開路する単独ポンプ運転指令用の圧力検出器を備え、
   前記各タイマーが開路する直前に前記各圧力検出器が全
   て開路しているとき前記ポンプを停止するポンプ制御回
   路を設けたことを特徴とする圧力タンク式給水装置の制
   御装置。 ２ 前記先行ポンプ運転指令用の圧力検出器と前記先行
   ポンプ側タイマーと前記単独ポンプ運転指令用の圧力検
   出器の開路接点を共に並列に接続し、前記追従ポンプ運
   転指令用の圧力検出器と前記追従ポンプ側タイマーと前
   記単独ポンプ運転指令用の圧力検出器の開閉接点を共に
   並列に接続した前記ポンプ制御回路を設けたことを特徴
   とする特許置の制御装置。 ３ 前記第４の圧力を前記第２の圧力より若干低く取っ
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の圧力タンク式給水装置の制１も ４ 前記第４の圧力を前記第２の圧力より若干高く取っ
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項まだは第
   ２項記載の圧力タンク式給水装置の制御装置。