JPS6011697A - 可変速ポンプの制御方法 - 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１（・ｉ分野］ 本発明【ま、１■変速ポンプの制御方法に係り、特に、
可変速ポンプの速度信号またはこの速度信号に相当する
信号でポンプのモータを停止または再起動等の制御をさ
せることにより省エネルギーを実現ゴる可変速ポンプの
ル制御方法に関する。

［発明の技術的費用］ 水道用水の需要水量は、昼夜等の時間的変り１を伴うも
のであるが、各需要者に対しては、この様な需要水量の
大小にかかわりなく一定の圧力で給水Ｊることが、地域
的な断水や水圧低下を防１にで−る」で！ｒｉ要な課題
である。このため、給水ポンプの能力を可変どして、需
要水量の増減に応じて管路内の圧力が予め設定しておい
た給水圧力値から変動した場合には、この変動圧力値に
応じて給水＝　３　− ポンプを制御（Ｊ、管路内の圧力、ＩＩ（ｔｌもポンプ
の吐出圧力が常に一定に４する様な方法が採用されてい
る。

従来、上記の様なポンプの吐出圧力一定制御方法として
は、一般に第１図に示すようなものがある。

即ち、モータ２の回転によってポンプ１を駆動し、給水
する場合は、ポンプ１の給水側の吐出部での吐出圧を予
め一定に制御することが必要どなる。従って、需要家が
使用する使用水墨が増加した場合には、給水管に取付け
られた圧力検出器で流量の増加による圧力の減少を検出
して、この検出信号をＰｒ制御部４に出力する。Ｐｒ制
御部４は、係る検出信号と、圧力設定器５で設定された
設定信号とを入力し、両信号が等しくなる様に信号を速
度制御装置６へ出力づ−る。速度制御装置６（ｊ、この
Ｐｒ制御部４よりの信号でモータ２の回転数を増加方向
に速度制御して、給水部に一定の吐出圧を維持させてい
る。また、使用水量が減少した場合にも圧ノｊ検出器３
は、流量の減少による−　４　− 圧力の増加を検出（ノて検出信号をＰｒ制御部４へ出力
し、次にＰｒ制御部１は係る検出信号と１「力設定器５
よりの設定器８とを入力して、両信号が等しく９６様に
信号を速度制御装置６へ出ツノする。

制御装置６は、このＰ１制御部４よりの信号でモータ２
の回転数を減少方向に速度制御して所定の吐出圧を維持
するようにｌｆ４成していた。

［背理技術の四ｋＩｉｉ　Ｈ註１ 以」：の様に、従来では使用水墨がいくら少なくなって
らモータの回転数をそれに応じて低下させるだ（〕でモ
ータを停止することはないので、それだけ■−タの駆動
時間が長くなり、Ｔネルギー二１スｈが高いという欠点
があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の如ぎ従来技術の問題点を解消μんとして
提案されたもので、その目的は、使用水墨の変Ｖｈに応
じてポンプのモータを停止、再起動してモータの駆動時
間を削減し、省エネルギーを削ることができる可変速ポ
ンプの１１制御方法を提供づることにある。

−！３　− 「発明の概要１ 本出願の第１の発明ににる可変速ポンプの制御方法は、
流量の変化を給水管側の圧力検出器、或は（−タの速度
検出器にて検出づるので、従来流量を検出づるのに使用
していた流量検出器を不要とし、使用水量が減少して吐
出圧或はモータの速度信号〈モータの制御が一次電圧制
御の場合は一次電圧、インバータ制御の場合は周波数等
）が所定の設定値に達した時はポンプを停止させ、ポン
プ停止後、給水側の圧力がある設定値まで低下Ｊ゛ると
ポンプを再起動させるものである。

また、第２の発明による可変速ポンプの制御方法は、前
記第１の発明に加え給水側に加圧タンクを設【Ｊること
で、ポンプ再起動までの時間を延長させる様にしたもの
である。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第２図は、本発明を用いた可変速ポンプの制御方法にお
いて、ポンプの回転速度をかえた場合の−〇　− 流量Ｑと全揚程１−１の関係を示すＩ−１−Ｑ特性図で
ある。

同図において、曲線Ｊｌ乃至（１は大々ポンプと接続づ
るｔ−タの全速回転ＶＩ（１００％の回転数）、８０％
の回転数、６０％の回転数、４０％の回転数での流量Ｑ
と全揚程Ｈの関係を示し、まｌ、：破線Ｏはポンプの用
出圧の設定値１−１１のレベルを、破線ｆはポンプのモ
ータを再起動する圧力１−１２のレベルを承り、。

第３図は、本発明に用いられた可変速ポンプの制御方法
の４１４成を示す１１１９９図である。図において１１
はポンプであり、このポンプ１１は、給水管１２に接続
されており、口つモータ１／Ｉに直結されている。１３
はＰＩ制御部であり、需要者に対づ゛る所定の給水ｎ力
１（１を予め設定しておく圧力設定器１５と、給水管１
２内の圧力を検出器る圧力検出器１Ｇの信号を入力して
、差がＯになる様に可変速装置１７を介して１−り１４
の速度を制御する。第１信号検知器１８　ｉ；Ｌ、Ｐ■
制御部１３にりの仏弓か或はモータ１／Ｉに接続された
迭−７− 痕検用益１つよりのイハ弓を入力して、白身に内蔵され
た設定器に設定された流量減検知の為の設定値（例えば
速度６０％での流量がＱｌより減少した時の値）になる
と、可変速装置１７に信号を出力してモータ１４を停止
１させる。第２信号検知器２０は、ポンプ１１が停止す
ると給水側は使用流用が少ない為、徐々に圧力が低下し
、圧力検出器１６による給水管１２の検出圧力が、自身
に内蔵されＩＣ設定器に設定された一定値日２　（設定
値１−）Ｉにり低い値）まで低下すると、これを検出し
て可変速装置１７に信号を出力しモータ１４を再起動さ
せる。

この様な構成を有する本実施例の作用は次の通りである
。まず、圧力設定器１５に設定値１」１を設定する。次
いで、モータを駆動しポンプを駆動すると給水管１２を
流れる流量が徐々に増加する。

流量の増加にｊ：る給水管１２内の圧力の増加を圧力検
出器１６によって検出し、この信号をＰＩ制御部１３へ
出力する。、ｐｒ制御部１３は、圧力設定器１５に設定
された設定圧力１」１　と圧力検出器−８− １６の検出信号を入力し、その差が０にイする様に可変
ｉｎｊ　’Ａ　Ｂ　１７へ信号を出力し、この可変速装
置１７によりモータ１４の回転数を制御してポンプ１の
０１出圧を設定（ｉｆｆ　Ｈ＋に維持する。

ところで、使用水量が減少し、給水管１２内の圧力が」
−芳し、それに応じてポンプの回転数が下がり、［−タ
１４の速度検出器１９の速度信号またはこれに相当覆る
（Ｃ号が、第１信号検知器１８に内蔵された設定器に設
定された流量減検知の為の設定値（例えば６０％の回転
数での流用Ｑ１に相当）まで低下すると、第１信号検知
器１８は、ポンプ停止信号を可変速装置１７へ出力Ｊ−
る。そして、この可変速装置１７を介してモータ１４を
停止するのでポンプ１１もＩ幾能を停止Ｊる。

ポンプ１１の停止状態が続くと、給水側は使用流用が少
ない為、徐々に圧力が低下し、圧力検出器１６の検出圧
力が第２信号検知器に内蔵された設定器に設定された一
定値Ｉ」２（設定圧力ＨＩＪ：り低い値）まで低下する
と、第２信号検知器２゜は、ポンプ再起動信号を可変速
装置１７へ出力す−９− る。このポンプ再起動信号を入力し１＝可変速装置１７
は、再びポンプ１１を駆動する為、モータ１４を再起動
させる。従って、給水側の流量が第１信号検知器１８の
設定器に設定した設定値まで減少した場合はモータを停
止し、給水側の圧力が第２信号検知器２０の設定器に設
定した一定値１」２まで低下するとモータを再起動させ
るので、常時モータを駆動してお（必要がないので電力
節減を計れる。

なお、木出願の第２の発明においては、第４図の如く、
ポンプ１１の給水側に圧力タンク２１を設けて、予め設
定された設定圧１−１１　とこの設定値１」１より低い
設定１ｍ　Ｈｒ間での圧力低下に要する時間をなるべく
長く維持するように構成することにより、ポンプ停止か
らポンプ再起動までのポンプ停止時間が長くとれる為、
更に電力節減に寄り可能となる。

また、本実施例に用いられるポンプ１１に加圧ポンプ等
を使用することも可能である。その場合は、第８図（ａ
）に示すＪ：う通常加圧ポンプには＝　１０　− 給水側２２に押込圧Ｎ　ｏが！ｒじており、ポンプ１１
の必要とされる能力はｆ−１＋−１−１ｎ分であり、仮
りに前記実施例の如く停Ｊ１点を６０％回転で設定した
場合、押込圧１−１０が低い時はト１＋−！−Ｉｎの値
が大きいため６０％回転の運転では停止点がなくポンプ
が停止することはない。まＩ（、第８図（Ｉ））の如く
、押込圧Ｈｏ−が高い時はト１＋−１−ｌｏの値が小ざ
くポンプ１１の能力は小さくて済み、６０％回転でも停
止１−魚が存イ１づるので、この停」１点でモータ１４
を停止し、ポンプ１１の運転を停止づる。従って、押込
Ｈ１−ｌ　ｏが高くポンプの能力をあｊ：り必要としな
い時に限りポンプを停止させることができる。１ 第５図は、本発明の他の実施例にＪ：る吐出圧を一定値
１−１１に制御し速度をかえＩ、：場合の流ｆｉＱとポ
ンプの仝揚程１１の関係を示寸”　Ｑ　４’Ｊ　１４１
図である。同図において、ａ−乃至Ｃ′はポンプの回転
数が全速時（１００％の回転数）、８０％の回転数、６
０％の回転数を夫々示す。また、Ｈｌは予め設定された
一定用出圧値、１−１３はモータ停］［の＝　１１　− 設定吐出圧値を示す。

第６図は、本発明の第５図の実施例におりる１１４成を
示づブ［］ツク図である。

同図において第３図と同一部分は同−符６を付して重複
説明は省略する。また、この第６図と第３図の相違点は
、信号検知器の態様と接続が相違するのみであるからこ
の点についてのみ説明する。

信号検知器２３は設定圧１−１３を設定する設定器を内
蔵しており、ＰＩ制御部１３よりの信号や圧力検出器１
６の信号を入力して可変速装置１７に玉−夕１＜の停止
・再起動信号を出力し、この可変速装置１７を介してモ
ータ１４の停止・再起動を行う。

この様な構成を右Ｊる第２実施例において、まず所定の
吐出圧１−１１を圧力設定器１５に設定（）ておく。次
いで、ＰＩ制御部１３で圧力設定器１５よりの信号と圧
力検出器１６よりの信号を入力し、両者の差がＯになる
ように可変速装置１７を介してモータ１４の速度を制御
して吐出圧を設定値１＝１１に維持している。ここで、
例えば流量が減少し−１２− てくると回転数がさがり、ついには予め決められた最低
回転数（これ以下の回転数にさがらない例えば６０％回
転数）でポンプの回転は変化しなくなり、この最低回転
数でポンプは回転をつづける。

使用流化がさらに減少づると給水側の圧力が増加する。

この圧力増加を圧力検出器１６で検出し、設定値１１：
Ｌ以上になると信号検知器２３Ｊ、り停止信号を可変速
装置１７に出力し、この可変速装置１７Ｊ：りの信号で
［−夕１／ｌを停Ｊ１する。給水側の圧力が信号検知器
２３の設定器に設定１）た設定圧力１」３より低下し、
例えば圧力１−１１まで低下するとモータを再起ａＪさ
せるので常時モータを駆動しておく必要がないので電力
節減を計れる。

更に、本出願の第２の発明においては、より一層の電力
節減を実現するためポンプ１１の停止時間をなるべく良
く保持する様に、第４図と同様にポンプの給水側に例え
ば圧力タンクを設けて予め設定されｌζ吐出圧１−（＋
まで低下する圧力低下時間を遅延させることも勿論可能
である。また、ポンプ再起動信号を信号検知器２３より
の信号でなく、−１３− ＰＩ制御部１３からの出力信号でポンプ１を再起動させ
る様に構成することも可能である。この場合は、第７図
の様にＰＩ制御部１３から出力されるＰＩ倍信号、ポン
プの回転数が最低値例えば全速回転時の６０％に達した
時点でＯＶ側に減少して行くが、モータが停止しＩＣ後
は、逆に給水側圧力即ち吐出圧が減少し設定圧より低く
なるとＰＩ倍信号増加していくので、このＰＩ倍信号増
加を検出してポンプを再起動させる。

［発明の効果］ 以−にの様に、本発明を用いると、流量の変化を給水管
側の圧力検出器あるいはモータの速度検出器、または１
次電圧制御の場合は１次電圧、インバータ制御の場合は
周波数の変化を信号検知器によって検出し、ＰＩ制御部
及び可変速装置等にＪ：ってポンプの停止及び再起動を
制御するので、消費電力がすこぶる制約でき、省エネル
ギー型の可変速ポンプの制御方法を提供できる。また、
流化を検知するための高価な流量検出器等を使用しなく
てもよい。なお、圧力タンクを使用することに−１／Ｉ
　− 。１、リボンブの停庄から再起動までのポンプの停＋ｌ
一時間を良くとれるので、更に省エネルギーとなる等そ
の９）＋宋１ｊ、人である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられ了いた可変速ポンプシステムの４
１４成を示づブロック図、第２図は本発明を用いた第１
の実施例での可変速ポンプのｔｌ　−Ｑ特１！Ｉを示す
特性図、第３図は本発明の第１の実施例に用いられる可
変速ポンプ制御方法の１１４成を示すブロック図、第４
図は本発明の第１の実施例での一部変形例を示１部分的
概略図、第５図１．Ｊ本発明の第２の実施例での可変速
ポンプの特性を示すＨ−Ｑ特性図、第６図は本発明の第
２の実施例での構成を示づブロック図、第７図は本発明
の第２の実施例の変形例でＰＩ出力信号とポンプ駆動用
モータの回転数との関係を示すグラフ、第８図は給水側
に押込圧が４１じている場合の可変速ポンプの１−１−
Ｑ特性を示すグラフで、（ａ）４；Ｌ押込圧が低い場合
、（１））は押込圧が高い場合を承り−１゜１１・・・
ポンプ、１２・・・給水管、１３・・・ＰＩＩｌｉＩＩ
御−１５〜 部、１４・・・モータ、１５・・・圧力設定器、１Ｇ・
・・圧力検出器、１７・・・可倹速装■、１９・・・速
度検出器、１８．２０・・・第１．第２信号検知器、２
１・・・圧力タンク、２３・・・信号検知器。 出願人　株式会社　２浦製作所 代理人　弁理士　水内　売春 −１６− ６５９− 弔へ１・令敦■ ○ エ　エ工 ぐ１鞍≧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〈１）　給水管内の圧力を圧力検出器を用いて検出１ノ
   、この圧力検出器からの信号と所定の給水圧力を予め設
   定する圧力設定器からの信号とをＰＩ制御部へ入力し、
   このＰ　’Ｉ制御部の指令にＪ−りモータの回転数を制
   御して一定の吐出圧を得る様にした可変速ポンプの制御
   方法において、流量の変化を検出する検出手段を用い、
   使用水量が減少して所定の設定値に達した時ポンプを停
   止させ、ポンプ停止後、給水側の圧力がある設定値まで
   低下するとポンプを再起動させる可変速ポンプの制御方
   法。 〈２）　検出手段が、給水管側の圧力検出器である特許
   請求の範囲第１項記載の可変速ポンプの制御方法。 （３）　検出手段が、モータに接続された速度検出器で
   ある特許請求の範囲第１項記載の可変速ボー　１　− ンプの制御方法。 （４）　ポンプを加圧ポンプにした特許請求の範囲第１
   項記載の可変速ポンプの制御方法。 （５）　給水管内の圧力をＬｌ力検出器を用いて検出し
   、この圧力検出器からの信号と所定の給水圧力を予め設
   定する圧力設定器からの信号とをＰＩ制御部へ入力し、
   このＰＩ制御部の指令によりモータの回転数を制御して
   一定の吐出圧を１奢る様にした可変速ポンプの制御方法
   において、流量の変化を検出する検出手段を用い、使用
   水量が減少して所定の設定値に達した時ポンプを停」１
   させ、ポンプ停止後、給水側の圧力がある設定値まで低
   下するとポンプを再起動させ、更に前記給水側に圧力タ
   ンクを設けて給水側の圧力低下時間を延長させることを
   特徴とする可変速ポンプの制御方法。 （６）　検出手段が、給水管側の圧力検出器である特許
   請求の範囲第５項記載の可変速ポンプの制御方法。 （７）　検出手段が、モータに接続された速度検−２− 用益である特ｉ′Ｅ品求の範囲第１項記載の可変）虫ポ
   ンプの制御方法。（８）　ポンプを加圧ポンプにした’
   １．！ｉ　Ｑ’　請求の範囲第１項記載の可変速ポンプ
   の制御方法。