JPS61175298A - 斜流ポンプ設備 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、可変速駆動される斜流ボンプヶ備えたポンプ
設備に係り、特に、始動時に吐出し弁な閉じておく方式
の斜流ポンプ設備に関する。

〔発明の背景〕

インバータによる電動機の可変速制御が普及するにつね
、各種のポンプ設備においても、ポンプを可変速制御し
て吐出し圧力を一定に保つ方式のものが広く用いろねる
ようになってきた。そして、このようなポンプ設備では
、ポンプの吐出し弁として電動様や油圧サーボなどのア
クチュエータによる操作機構な備えた弁を用い、吐出し
弁の操作を含むポンプの始動操作も含めてポンプの運転
ケ全て自動化する方向にある。

しかして、このようなポンプ設備では、ポンプの運転を
停止するときには、必ず吐出し弁を閉じた状態にし、ポ
ンプ始動に際してもそのまま吐出し弁を閉じたままで始
動を行ない、ポンプが定常運転状態に達したあとで吐出
し弁ケ開くようにすろのが一般的であり、従って、この
ようなポンプ設備では従来から第２図に示すような手順
でポンプの始動操作が行なわねていた。すなわち、イン
バータの出力周波数を始動時での最低周波数から所定の
早さで上昇させることによりポンプ駆動用のメインモー
ドルな始動させ、インバータθ）出力周波数が定格値に
達してメインモードルの回転数が定格値に対して１００
チになった時点でパルプ用モードルを作動させ、吐出し
弁を開き始めるのである。

ところで、このようなポンプ設備に広く使用さねている
ポンプの一形式に斜流ポンプと呼ばねているものがあり
、この斜流ポンプでは、その吐出し側を締切ったまま定
格回転数近傍で運転すると、その駆動に必要な軸動力が
定格値よりも著しく大きくなるという特性がある。

第３図はこのような斜流ポンプな一般的なうず巻ポンプ
と比較して示したもので、横軸に回転数と吐出し量、そ
して縦軸にトルク？取ってあり、開繊Ａが斜流ポンプ、
そしてＢがうず巻ポンプの特性である。なお、この第３
図では、中央から左側は吐出し弁（パルプといっている
）を閉じて吐出し量がゼロになっている状態？、そして
右側は回転数を１００チに一定に保ったまま吐出し弁を
開いていって吐出し量をゼロから１００’％−！で増加
させていった状態乞そねぞね表わしである。

この第３図から明らかなように、斜流ポンプでは、始動
時などで締切り運転χ行なったまま回転数馨定格値近傍
にまで上昇させるとそのトルクが定格値を太きく超えた
状態になり、このため、上記したように大きな軸動力を
必要とするのである。

従って、従来の斜流ポンプを用いたポンプ設備では、始
動時におけろポンプの駆動に定格値以上の軸動力を必要
とし、メインモードルが過負荷になってモードル焼損や
インバータのトリップなどの虞４を生じ、これ乞防止す
るためには、定格以上にメインモードルやインバータ、
そわに受電設備の容量アップを要し、著しくコストアッ
プを招いてしまうという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点な除き、斜流
ポンプを用いているにもかかわらず、ポンプの駆動に定
格値以上の出力のメインモードルを用いる必要のないポ
ンプ設備に提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、斜流ポンプの始動
に際して、ポンプに入力さねている軸動力な調べ、それ
が定格値に対して所定の値にまで達した時点で吐出し弁
の開放操作を開始させるようにした点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による斜流ポンプ設備について、図示の実
施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、１はインバータ、２はメ
インモードル、３は斜流ポンプ、４は逆止め弁、５は吐
出し弁、６は吐出し弁５の開閉操作を行なうモードル、
７は送水管、８は圧力伝送器、９は電源、１０はしゃ断
器、１１は電磁スイッチ、１２は田カスインチである。

インバータ１はマイクロコンピュータなどからなる制御
装置を含み、こねによる制御のもとで動作し、電源９か
らしゃ断器１０、電磁スイッチ１１を介して供給される
三相交流電力な可変周波数、可変電圧の三相交流電力に
変換してメインモードル２に供給し、斜流ポンプ３を駆
１させると共に、圧力伝送器８から与えらねる圧力信号
と圧力スイッチ１２から与えられる圧力検知信号を取込
み、ポンプの運転に必要なメインモードル２０回転数制
御や操作用モードル６を介しての吐出し弁５の開閉制御
を行なう。なお、この実施例が従来の斜流ポンプ設備と
異なる点は、圧力検知スイッチ１２から入力される圧力
検知信号を用いて遂行さｔ’＋る、ポンプ始動時での吐
出し弁５の操作タイミングだけなので、一般的な動作に
ついての説明は省略する。

圧力スイッチ１２は斜流ポンプ３の吐出し側に設けられ
、吐出し圧力が所定値に達しているときだけオンになり
、圧力検知信号を発生する働きをする。

第４図は、この実施例によるポンプ始動時での制御の手
順な示したもので、ポンプ始動が指令されると、まずイ
ンバータ１から始動開始時での最低の周波数と電圧の三
相交流電カケ出力させ、こわによりモードル２の始動な
開始させ、以後、インバータ１からモードル２に供給さ
ねる三相交流電力の周波数と電圧ケ定格値まで上昇させ
てゆく始動制御に入る。そして、この過程の中で圧力ス
イッチ１２からの圧力検知信号の監視を行ない、この圧
力検知信号が検出されたタイミングでインバータ１から
出力されている三相交流電力の周波数と電圧の上昇娶タ
イマにより所定の時間だけ停止させると共に、吐出し弁
操作用のモードル６に対する電力供給を開始させ、これ
により吐出し弁５を開いてゆく。

やがて吐出し弁５が全開位置に達ｊろと上記したタイマ
が時間切わとなり、インバータ１の出力周波数と出力′
電圧は再び定格値に回って上昇を開始し、やがてこねら
が定格値に達したら、その時点で始動制御？終了し、圧
力伝送器８からの圧力信号に応じて斜流ポンプ３の回転
数を制御する、定状運転状態での制御ｌｌＩに移行する
。

そこで、いま、圧力スイッチ１２０）動作用カケ第５図
のＡ点の圧力に設定しておいたとする。なお、この第５
図は斜流ポンプ３の回転数Ｎ　７　ハラメータとし、横
軸に吐出し量Ｑ、縦軸に揚程Ｈと軸動力Ｐ、それに効率
η？とったものであり、Ｈｏはポンプによる全揚程（吐
出し圧力）、Ｉ−（ａは送水管７の末端で必要とｆる揚
程（ｒｌＥ力）である。

そうすると、ポンプの始動開始後、斜流ポンプ３の吐出
し側の圧力が上昇してゆき、やがてそれが第５図のＡ点
の圧力に達すると、この時点でタイマによりインバータ
ｌの出力周波数の上昇が停止されるため、斜流ポンプ３
の回転数Ｎも、このときの回転数Ｎ３となる。なお、１
００％Ｎは定格回転数ン表わし、１００チ＞　Ｎ　１＞
　Ｎ２　＞　Ｎ　３となっている。

同時に、このタイミングから吐出し弁５が開かねてゆく
ため、吐出し量Ｑもゼロから増加してゆく。従って、吐
出し圧力はＡ点から回転数Ｎ３の特性にし１こがって矢
印のように変化（減少）してゆく。そして、吐出し弁５
が全開したあとは、回転数Ｎ３の特性と管路抵抗特性と
の交点Ｂで吐出しｔＱの増加は止み、平衡状態となる。

やがて、上記したタイマが時間切ねとなり、再びインバ
ータ１の出力周波数が増加し始めると、斜流ポンプ３の
回転数も再び上昇してＮ３→Ｎ２→Ｎ、→１００％Ｎと
変化し、とわに応じて吐出し量Ｑと圧力Ｈとの関係はＢ
点から管路抵抗特性に沿って０点、Ｄ点。Ｅ点へと変化
してゆく。

−万、斜流ポンプ３の回転数Ｎと吐出しｉ′Ｑに対する
特性は第５図の下のようになっており、回転数Ｎ３で吐
出し量ＱがゼロのとぎＶＣ，は、軸動力Ｐはａ点で示す
値になっており、Ｎ３＜１００チＮの関係から、このａ
点での軸動力Ｐ、は、定格軸動力Ｐ。に対して、Ｐ、〈
Ｐｏとすることができ、以後、回転数Ｎの変化と吐出し
量Ｑの増加に伴なってａ点からｂ点に移ったあとＣ点→
ｄ点→ｅ点と進み、ここで定格軸動力Ｐ。どなって定状
運転に移行ｆる。

従って、この実施例によれば、斜流ポンプの運転中、い
かなるときでもポンプの軸動力を定格値以下に保つこと
ができる。

一万、従来技術においては、斜流ポンプの始動が、吐出
し弁を締切ったままで、とにかく回転数Ｙ１００％Ｎに
まで上昇させ、その後、吐出し弁を開くようにしている
ため、第５図で説明すれば、まず、始動時には吐出し圧
力はＦ点にまで上昇し、ついで吐出し弁を開くにつれ全
揚程Ｈ８に収まり、この結果、従来技術では、ポンプの
駆動に第５図のｆ点で示す値の出力Ｐを必要とすること
になってしまうのである。

ところで、この実施例における吐出し弁５の開放操作開
始のタイミングは、斜流ポンプ３の駆動に必要な軸動力
、つまりメインモードル２の出力Ｐが定格出力Ｐ。に達
するまでの間の領域中なら任意のタイミングに定めるこ
とができるが、吐出し弁５が開放操作中での吐出し圧力
Ｈが定格圧力Ｈｏに収斂するまでの時間を短くｆるとい
う見地からすわば、上記したタイミングは出力Ｐが定格
値Ｐ。になるべく近い値に達したときに選ぶのが望まし
い。勿論、このタイミングを出力Ｐがあまり大きな値に
達しないときに選べば、そわだげポンプ始動に要する軸
動力を少くすることができるのはいうまでもない。

また、上記実施例では、斜流ポンプ３の軸動力Ｐが定格
値Ｐ。に達するまでの所定の点に達したことの検出？、
圧力スイッチ１２によるポンプ３の吐出し圧力Ｈによっ
て行なうようになっており、これにより吐出し弁５な締
切っているときでの軸動力の検出が簡単に、しかも確実
に行なえるようにしているが、第５図り〕特性から明ら
かなように、締切り時での軸動力は回転数からも知るこ
とができるから、上記したタイミングはポンプ３の回転
数が所定値、例えば第５図のＮ３に達したことによって
検出するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によりば、斜流ポンプの吐
出し弁の、始動時での開放操作開始タイミングを所定値
に選定するという簡単な構成で従来技術の欠点を除くこ
とができる上、以下に列挙するような優れた効果を得る
ことができる斜流ポンプ設備をローコストで容易に提供
することができろ。

（１）　　メインモータやインバータを含む電の設備の
容量に定格値以上の余裕をとる必要がない。

（２）　　オーバーロードによるインバータのトリフが
なく、充分に信頼性が保てる。

（３）始動時での電力消費が鴻なく、省エネ化が図れる
。

（４）吐出し弁を開くときの吐出し圧力が低いため、異
音の発生がほとんどない。

（５）始動時での子方変化を少くできろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による斜流ポンプ設備の一実施例を示す
ブロック図、第２図は従来の斜流ポンプ設備の始動手順
の一例ケ示す説明図、第３図は斜流ポンプの始動特性の
一例を示す特性図、第４図は本発明における始動手順の
一実施例ケ示す説明図、第５図は本発明の一実施例の動
作を説明するだめの特性図である。 １・・・・・・インバータ、２・・・・・・メインモー
ドル、３・・・・・・斜流ポンプ、４・・・・・・逆止
め弁、５・・・・・・吐出し弁、６・・・・・・モード
ル、７・・・・・・送水管、８・・・・・・圧力伝送路
、９・・・・・・電源、１０・・・・・・しゃ断器、１
１・・・・・・電磁スイッチ、１２・・・・・・圧力ス
イッチ。 第１　図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変速駆動斜流ポンプと、吐出し弁操作機構とを備
   え、ポンプの始動を吐出し弁が閉じた状態で行なう方式
   の斜流ポンプ設備において、上記斜流ポンプの軸動力を
   検出するための検知手段を設け、上記斜流ポンプ始動後
   の上記吐出し弁の開放操作を、上記斜流ポンプの軸動力
   が定格値に達するまでの間の所定の領域で行なうように
   構成したことを特徴とする斜流ポンプ設備。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記所定の領域が
   、上記斜流ポンプの定格軸動力近傍であることを特徴と
   する斜流ポンプ設備。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記検知手段が、
   上記斜流ポンプの吐出し圧力検出器で構成されているこ
   とを特徴とする斜流ポンプ設備。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記検知手段が、
   上記斜流ポンプの回転速度検出器で構成されていること
   を特徴とする斜流ポンプ設備。