JPS60263771A - 複数台ポンプの運転制御装置 - Google Patents

複数台ポンプの運転制御装置

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JPS60263771A
JPS60263771A JP12146684A JP12146684A JPS60263771A JP S60263771 A JPS60263771 A JP S60263771A JP 12146684 A JP12146684 A JP 12146684A JP 12146684 A JP12146684 A JP 12146684A JP S60263771 A JPS60263771 A JP S60263771A
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JP
Japan
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pumps
pump
combination
pressure
flow rate
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Pending
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JP12146684A
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English (en)
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Hiroshi Inada
博史 稲田
Yozo Ito
陽三 伊藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/448Control circuits for tandem pumps or motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

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】 [産業上利用分野] 本発明は複数台ポンプの運転!II III K li
t、特に定速運転と変速運転とを組合せた腹数台ポンプ
の運転制御装置に関するものである。
[従来技術] 水、あるいはその他の流体を例えば低い所から高い所へ
輸送させるためのポンプの運転は、流量が変動する際の
消費電力を節減するための定速ポンプと変速ポンプを組
合せた複数台のポンプの駆勅にて行われる。該複数台ポ
ンプは定速運転ポンプのみにて構成される場合、定速運
転ポンプど変速運転ポンプの相合Vで構成される場合、
又I3L変速ポンプ運転のみにて構成される場合があり
、流量の増減に応じでポンプの追加、削減がなされる。
この場合に、動力と回転数との間には、動力■(回転数
)3という関係があり、電源周波数を変換して回転数を
小さくして運転可能な変速駆動を使用した方が遥かに小
さい動力ぐポンプを駆動づることができる。
従つ−C1複数台ポンプのほとんど全てを変速運転で構
成し、流量に合せて電源周波数を変換しくt1λIJ極
めて少ないW’i ′l!’?電力による複数台ポンプ
の運転がiiJ能どなる。
しかしながら、従来は、定速・変速運転にかかわ13 
f、流量変化に応じて作動ポンプの100%負夕i I
I″Iにポンプ台数を追加駆動し、あるいは作動ボン7
′の0%負荷時にポンプ台数を減らして運転がなされて
いる。この場合に、変速運転ポンプの全負荷時(定格容
量)近傍での駆動のための1flJ費電力は、インバー
タ効率が悪いため定速運転ポンプの消費電力J、り人さ
くなるという事実が確認され、変速運転のみでは効率の
良い複数台ポンプの運転制御がでさないという問題があ
った。
また、定速運転のみにて複数台ポンプの運転を行うどす
れば、前述した動力と回転数の関係から流量が少ない峙
にはその動力が無駄になるという欠点があった、。
[発明の目的1 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的、定速運転と変速運転の種々の組合せにて構成さ
れた複数台ポンプの消費電力を最少に覆る複数台ポンプ
の運転制御装置を提供りることにある。
[発明の構成] 前記目的を達成Jるために、本発明は、水等の流体の実
際の流量を検出し該流量の変化に対して複数台ポンプの
消費電力が最少となる定速ポンプど変速ポンプの絹合せ
を記憶されている種々の組合μの運転特性/p +ら選
択するボン1組合せ選択器と、前記ボンゾ絹合けに従っ
て定速運転と変速運転の切替を行)切替器とを含み、最
少の消費電力で駆動するように選択された複数台ポンプ
にて運転を行うことを特徴する。
[実施例] 以上図面に′基づいて本発明の好適な実施例を説明する
第1図には、本発明に係る複数台ポンプの運転制御装置
を空調機に適用した第1実施例が示され、水槽10から
複数台ポンプによって汲み上げられた水【J、送水管1
4を圧送され空調機16に送られる。
本発明において特徴的なことは、流量の変化に応じで、
特に作動ポンプの流量°能力 100%(全負荷時)に
おいて、複数台ポンプの全動力が最小となる組合Uをめ
、その組合せに従って複数台ポンプの各々を定速あるい
は変速運転に切替えることである。前記送水ta 1 
/lの送水流量は流星検出器18にて検出され、信号変
換器20を介してポンプ組み合せ選択器22に入力され
ており、流量に応じて全動ノJが最小となるポンプ駆動
組合せが選択され、商用−インバータ切替器24に入力
される。該ポンプ組合t!′選択器22は流量判別機能
を持つマイク1コ]ンピ1−タ(又はリレーシーケンス
)等から成り、予め各ポンプの運転特性、す゛なわち、
1台での定速運転特性、1台での変速運転特性、2台で
の均等負荷配分変速運転特性等を記憶しており、例えば
第4図(A)のa、b、cにて示される運転例に対応し
た複数台ポンプの動力と流量の開光が、第4図(B)に
動力−流m ’!3j性曲線として示されている。
該動カー流量特竹曲線を各ポンプ組合せ角に分析すると
、定速運転のみにて構成される複数台ポンプの場合は(
第4図a)、流量が100%又は200%に達する手前
にてその動力−流部特性曲線がフラットになっており、
流Aが増加しても少ない動力で定速運転が可能である。
一方、流吊100%までを定速運転1台にて行いかつ流
m ioo%から200%まで゛を定速運転と変速運転
どを組合せて1jう場合は(第4図b)、流量100%
に達づ−る手前においてその曲線が急カーブにて上Hし
、また流量200%の手前でもその上昇率は高くなっC
おり、ポンプ駆動動力が大きくなることを示している。
更に、変速ポンプ2台にて構成される場合(2台均等負
伯)の動カー流量特性曲II(第4図C)は、流Φ10
0%まではこれら3種類の組合Uのうら一昌^い動力を
必要としているが、流mが100%から200%の手前
までは、一番低い動力に(ポンプの作動が可能であるこ
とが理解される。
以下のような各組合じによる動カー流量特竹を?I5慮
して最小の動力に−【複数台ポンプの運転制御を行うと
最少の消費電力により良好な檜数台ポンプの運転が可能
となる。すなわち、前記駆動−流量特性曲線aとbの交
点q1と、流量100%の点と、特性曲線すとCの交点
q2とS特性曲線aとbの交点q3とで、それぞれ最小
の動力で運転が可能な組合せを選択しC切り替えると、
第5図に示されるよう【こ、流ff1Q、までは変速ポ
ンプ1台、流量Q1%へ・100%にa3いては定速ポ
ンプ1台、流s、ioo%へ・02%では変速ボン12
台、流が02%〜03%においては定速ポンプ1台と変
速ポンプ1台、流ff103%へ・200%では定速ポ
ンプ2台にて複数台ポンプ12の運転を行えば良いこと
が分る。
本実施例においては、1台のポンプにて定速駆動を変速
駆動の切替が可能であり、ポンプ組合せ選択器22の出
ツノ仁号は商用−インバータ切替器24に入力されてお
り、該切替器24が複数台ポンプの駆動JJ源となる商
用電源とインバータ電源の選択をづることにより定速、
変速駆動の切替が”行われる。
そして、前記ポンプ組合せ選択器22は複数台ポンプ1
2の吐出圧力が流量に応じて一定の関係を右すること(
PIDilJIIl等)を前提としているので、該吐出
圧力を制御する必要がある。このために、複数台ポンプ
出口近傍の送水管14に吐出圧力検出器26が設けられ
ており、該吐出圧力検出器2Gにてめられ1.′:川出
出圧力圧力指示調節器28に入力され、マニJアルにて
設定されIこ制御J]−力値と比較さ机る。そして、該
圧力調節器28の出力仏号はインパーク制御1i30を
介して複数台ポンプ12に人力されており、口の変速ボ
ン10周波数を調整して願望の送水を(うっている、1
従・)て、空調機16が必−要どなる需要流量に対応り
、 k田川L1力により水を空:[16に送ることがi
jJ能とイjる。
り11実施例(、I以下のJ、うな構成からなり、以下
に定速ボン/ど変速ポンプの組合せによる複数台ポンプ
°12の運転動イ1を説明する。
空調は16への送水開始から流IQ1%(第4図13)
までは1台ポンプの変速駆動にで複数台ポンプ12の運
転が(うわれ、インバータ変換器30の周波数変換に基
づいて需要流量の変化に追従して空調機16への送水制
御が行われる。そして、流ff101%に達すると、ポ
ンプ組合せ選択器22が定速ポンプ切替点であることを
判別し商用−インバータ切替器24を作動さu11台の
ポンプは変速駆動から定速駆動へ切り替わる。需要流部
が多くなり流Wが100%どなると変速ポンプ2台の運
転に切り替えられ、流量02%に達づると1台の変速ポ
ンプのみが定速駆動に切り替えられる。
更に、流量が03%に達すると、両ポンプが共に定速駆
動に切り替えられ、動力、流量特性に基づいて選択され
)こポンプ組合けに従った複数台ポンプの運転は、最少
の消費電力で良好な空調機16への送水を実現づること
が可能どなる。
また、流m検出器18、変換器20及びポンプ組合せ選
択器22は前述したように簡単なノロ−スイッチ及びリ
レーシーケンス智から構成することもCき、動ツノー流
量特性曲線により複数台ポンプの定速駆動ど変速駆動の
切替点を予め粋出して、ボン51組合せ選択器22に人
出し流量信号によりフロースイップを動作さゼ複数台ポ
ンプを運転制御をすることし可能である。
第1実施例において、複数台ポンプ12の吐出圧力を調
整する圧力指示調整器28は、吐出圧力がマニコアルに
て設定された制御圧力値に合致する」、・うに調整しく
J3す、一般的に田用月−力一定制御というが、送水管
14の末端圧力を流量関数に(111定して行う111
定末端圧一定制御又は送水管11の末端圧力を実際に測
定して行うことによって田用斤力を調整りる末端仕一定
制御が可能であり、前各1.1第2実旅例として第2図
に、後者は第3実施例どじC第3図に示されている。1 第2実旅例(、L、推定末端圧力演算器32か第1実旅
例にお(]るイt:号変挽器20と圧力指示調節器28
どの間に設置ノられており、信号変換器20から出力さ
れた流量検出15月はポンプ組合I!選択器22に人力
されるとjl−に、■定末端圧力演算器321L−人力
され、実際の流量を流量関数にあてはめC)x水管14
の末端圧力を11定する。そして、この111定末端斤
力f八号は圧力指示」1部器28に入力され田川圧力を
調整するので需要流量に追従して送水りることができる
第3実施例は、送水管14の末端に末端圧ノj検出器3
4を設け、この検出信号を圧力指示調節器28に人力し
ているので、実際の末端圧力と吐出圧ツノ信号器26の
出力どを比較して吐出圧力を調整することができ、使用
空調機の需要流量に応じてより正確な送水が行われる。
以上のように、第2.第3実施例【J異なる流量制御p
機構を持つ装置に本発明を適用したもので必り、流量ど
流量に対するポンプの14性をめることができる種々の
装置に適用りることが可能C゛ある。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、定速ポンプと変
速ポンプ種々の組合せ゛による運転特性がポンプ組合は
選択器に入力されているので、複数台ポンプ全体の動力
が最小になるポンプ組合けにて定速運転ど変速運転とを
切り替えることができ、駆動する複数台ポンプの消費電
力の軽減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複数台ポンプの運転制御装置を空
調機に適用し/j好適な第1実施例を示す説明図、 第2図G、L f! 2実旅例を承り説明図、第;3図
(よ第3実施例を示す説明図、第4図は?!7数台ポン
プの組合ゼ例とその動力流量121性を示7I説明図、 第5図は第1実施例の複数台ポンプの運転を示す説明図
である。 10 ・・・ 水槽 12 ・・・ 複数台ポンプ 18 ・・・ 流量検出器 22 ・・・ ポンプ組合せ選択器 24 ・・・ 商用−インバータ切替器26 ・・・ 
吐出圧力検出器 28 ・・・ 圧力指示調節器 30 ・・・ インバータ変換器 32 ・・・ 111定末端11−力演幹器34 ・・
・ 末端圧力検出器。 出願人 1−ヨタ自動車株式会社 第4図 (B) 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)流体を所定の111力、流部特性にて輸送させる
    複数台ポンプの運転制御装置において、流体の流量を検
    出し該流mの変化に対して複数台ポンプ全体の電力が最
    少どなる定速ポンプと変速ポンプの組合Uを選択りるポ
    ンプ組合t!選択器と、前記ポンプ組合Uに従つ(定速
    運転と変速運転の切替を行う切8器どを含み、最少の消
    費電力が駆動、するように選択された複数台ポンプにて
    運転を行うことを特徴とづる複数台ポンプの運転制御装
    rj。 (2、特許請求の範囲(1)記載の装置において、流体
    の吐出仕方を検出し1所定圧力値に調節器る圧力調節器
    と、該圧力調節器から出ノ〕された圧力調節信号に従っ
    て複数台ポンプの変速駆動をするIこめに電源周波数を
    変換Jるインバータ変換器を設Gノ吐出L1[力から流
    体の流Mの調節を行うことを特徴とする複数台ポンプの
    運転制御装置。 (3)特許請求の範囲(2)記載の装置において、圧力
    調節は流路末端圧力を推定づる推定末端圧力演算器の信
    号にて行うことを特徴どづる複数台ポンプの運転制御装
    置。 (4)特許請求の範囲(2)記載の装置において、圧力
    調節は流路末端圧力を測定する末端圧力検出器の信号に
    て行うことを特徴とする複数台ポンプの運転制御装置。
JP12146684A 1984-06-13 1984-06-13 複数台ポンプの運転制御装置 Pending JPS60263771A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5586444A (en) * 1995-04-25 1996-12-24 Tyler Refrigeration Control for commercial refrigeration system
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