JPS6245440B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6245440B2 JPS6245440B2 JP13547181A JP13547181A JPS6245440B2 JP S6245440 B2 JPS6245440 B2 JP S6245440B2 JP 13547181 A JP13547181 A JP 13547181A JP 13547181 A JP13547181 A JP 13547181A JP S6245440 B2 JPS6245440 B2 JP S6245440B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- valve
- surge tank
- point
- pipe
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/20—Arrangements or systems of devices for influencing or altering dynamic characteristics of the systems, e.g. for damping pulsations caused by opening or closing of valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はポンプで液体を吐出管路を介して輸送
する場合に、停電時等によつてポンプが非常停止
した際、吐出管路内の流速の低下に伴う圧力低下
を防止する方法に関する。
する場合に、停電時等によつてポンプが非常停止
した際、吐出管路内の流速の低下に伴う圧力低下
を防止する方法に関する。
［従来技術とその問題点］
ポンプによる流体の輸送管路において、停電時
等によつてポンプが停止すると、圧力が低下し、
その圧力の低下が輸送液体の蒸気圧まで低下する
と、液柱分離が発生し、その分離した液柱が再結
合するときに、圧力が上昇して管路や付属機械が
破壊されることがある。したがつてかかる圧力低
下を防止するために従来よりサージタンクが広く
用いられている。周知の如くサージタンクは管路
内の圧力が低下すると、管路内に液体を流入さ
せ、以て管路内の圧力をほぼサージタンク内の水
面のレベル付近に保持する働きをするので、管路
の適正地点にサージタンクを設置すれば、管路全
体にわたつて圧力を液体の蒸気圧以上に保ち、以
て液柱分離の発生を防止している。
等によつてポンプが停止すると、圧力が低下し、
その圧力の低下が輸送液体の蒸気圧まで低下する
と、液柱分離が発生し、その分離した液柱が再結
合するときに、圧力が上昇して管路や付属機械が
破壊されることがある。したがつてかかる圧力低
下を防止するために従来よりサージタンクが広く
用いられている。周知の如くサージタンクは管路
内の圧力が低下すると、管路内に液体を流入さ
せ、以て管路内の圧力をほぼサージタンク内の水
面のレベル付近に保持する働きをするので、管路
の適正地点にサージタンクを設置すれば、管路全
体にわたつて圧力を液体の蒸気圧以上に保ち、以
て液柱分離の発生を防止している。
しかしながら、サージタンクを設置すると、比
較的に広い設置面積が必要となり、地理的に制約
されて、必ずしも理論上設置すべき管路の位置に
設けることができない。
較的に広い設置面積が必要となり、地理的に制約
されて、必ずしも理論上設置すべき管路の位置に
設けることができない。
例えば第１図には横軸に距離を縦軸に標高をと
つて、管路の布設高さを実線Ａで最低圧力線を点
線Ｂで示しており、点ａはポンプ場位置を、点ｂ
はサージタンクの希望設置位置を、点ｃはサージ
タンク４の設置位置を、そして点ｄは送水管の末
端すなわち水槽Ｔの接続位置をそれぞれ示してい
る。このように本来は点ｂにサージタンクを設置
すべきものであるが、地理的制約から点ｃにサー
ジタンク４を設置すると、ポンプ停止時の最低圧
力線Ｂはサージタンク４の上流側できわめて低く
なつてしまう。すなわち点ａにあるポンプ場とサ
ージタンク４の設置点ｃまでの管路距離が長いた
め、低圧力波が点ｃに達し、サージタンク４が動
作するまでの時間が長くかかり、この動作遅れに
伴つて、サージタンク４の上流側の管内圧力が低
下するのである。このようにサージタンクは低圧
力波が設置点まで到達しないと動作しないので、
一般的にサージタンクを設けると、その上流側の
管路内の圧力低下を防止できない場合が多い。
つて、管路の布設高さを実線Ａで最低圧力線を点
線Ｂで示しており、点ａはポンプ場位置を、点ｂ
はサージタンクの希望設置位置を、点ｃはサージ
タンク４の設置位置を、そして点ｄは送水管の末
端すなわち水槽Ｔの接続位置をそれぞれ示してい
る。このように本来は点ｂにサージタンクを設置
すべきものであるが、地理的制約から点ｃにサー
ジタンク４を設置すると、ポンプ停止時の最低圧
力線Ｂはサージタンク４の上流側できわめて低く
なつてしまう。すなわち点ａにあるポンプ場とサ
ージタンク４の設置点ｃまでの管路距離が長いた
め、低圧力波が点ｃに達し、サージタンク４が動
作するまでの時間が長くかかり、この動作遅れに
伴つて、サージタンク４の上流側の管内圧力が低
下するのである。このようにサージタンクは低圧
力波が設置点まで到達しないと動作しないので、
一般的にサージタンクを設けると、その上流側の
管路内の圧力低下を防止できない場合が多い。
［発明が解決しようとする問題点］
したがつて本発明の目的は、サージタンクを設
けた管路でポンプが停止又は弁を閉じた場合にサ
ージタンクの上流側の管内圧力を上昇させると共
に下流側の管内圧力の低下を防止する方法を提供
するにある。
けた管路でポンプが停止又は弁を閉じた場合にサ
ージタンクの上流側の管内圧力を上昇させると共
に下流側の管内圧力の低下を防止する方法を提供
するにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明によればポンプ場に接続したポンプ送水
管路の途中に弁を設け、その弁の下流側の弁に近
接した位置にサージタンクを接続したポンプ送水
管路の圧力低下防止方法において、弁の上流側管
路のポンプ場に近い所の第１の圧力を検出し、弁
に近い弁の上流側の所の第２の圧力を検出し、そ
れらの第１および第２の圧力を制御装置に入力
し、制御装置にあらかじめ第１の圧力を検出する
点の圧力目標値を設定しておき、前記目標値と第
１の圧力との差に等しく第２の圧力が上昇するよ
うに制御装置が弁の開度を制御する。
管路の途中に弁を設け、その弁の下流側の弁に近
接した位置にサージタンクを接続したポンプ送水
管路の圧力低下防止方法において、弁の上流側管
路のポンプ場に近い所の第１の圧力を検出し、弁
に近い弁の上流側の所の第２の圧力を検出し、そ
れらの第１および第２の圧力を制御装置に入力
し、制御装置にあらかじめ第１の圧力を検出する
点の圧力目標値を設定しておき、前記目標値と第
１の圧力との差に等しく第２の圧力が上昇するよ
うに制御装置が弁の開度を制御する。
［発明の作用］
例えばポンプを停止すると、管路内の吐出液は
慣性力によつて下流側に流れようとするので、圧
力波が生じ、第１の圧力および第２の圧力は低下
する。あらかじめ管路の計画時に管路のヘツドや
ポンプ吐出液の圧力から設計上の目標値が定めら
れており、第１の圧力が低下すると、制御装置は
弁に閉信号を与える。弁が閉じると第２の圧力は
上昇するが、弁の開度は第１の圧力の低下と第２
の圧力の上昇とがほぼ同じ値になる。その結果ポ
ンプ場に近い所で発生した第１の圧力は低圧力波
であり、弁に近い所で発生した第２の圧力は高圧
力波である。この低圧力波は上流側がポンプであ
るから下流側に伝播し、また高圧力波は下流側が
弁の閉動作のために上流側に伝播し、ある時間が
経過すると、低圧力波と高圧力波とが相殺し合う
ことになり、弁の上流側管路内の圧力が低下す
る。また弁の閉動作により、弁の下流側の圧力は
低下するが、サージタンク内の水面レベル以下に
圧力が低下すると、サージタンクから液が管路内
に流入され、管路内の圧力をサージタンク内の水
面レベル付近に保持する。したがつてサージタン
クの上流側の圧力の低下を防止できる。
慣性力によつて下流側に流れようとするので、圧
力波が生じ、第１の圧力および第２の圧力は低下
する。あらかじめ管路の計画時に管路のヘツドや
ポンプ吐出液の圧力から設計上の目標値が定めら
れており、第１の圧力が低下すると、制御装置は
弁に閉信号を与える。弁が閉じると第２の圧力は
上昇するが、弁の開度は第１の圧力の低下と第２
の圧力の上昇とがほぼ同じ値になる。その結果ポ
ンプ場に近い所で発生した第１の圧力は低圧力波
であり、弁に近い所で発生した第２の圧力は高圧
力波である。この低圧力波は上流側がポンプであ
るから下流側に伝播し、また高圧力波は下流側が
弁の閉動作のために上流側に伝播し、ある時間が
経過すると、低圧力波と高圧力波とが相殺し合う
ことになり、弁の上流側管路内の圧力が低下す
る。また弁の閉動作により、弁の下流側の圧力は
低下するが、サージタンク内の水面レベル以下に
圧力が低下すると、サージタンクから液が管路内
に流入され、管路内の圧力をサージタンク内の水
面レベル付近に保持する。したがつてサージタン
クの上流側の圧力の低下を防止できる。
［実施例］
以下第２図および第３図を参照して本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
第２図は本発明を実施する装置を示すブロツク
図である。図においてポンプ場１から液は上流側
送水管路２および下流側送水管路３を通つて水槽
Ｔに揚水されるようになつており、その上流側送
水管路２と下流側の送水管路３との間には弁７が
設けられている。そして下流側送水管路３におい
て弁７の付近にはサージタンク４が逆止弁５およ
び連絡管６を介して接続されている。弁７はアク
チユエータ８によつて開閉されるもので、このア
クチユエータ８は制御装置１２からの信号によつ
て制御されるものである。この制御装置１２は上
流側送水管路２の上流側すなわちポンプ場１から
見て比較的に近い下流側の位置に設けた第１の圧
力検出器９と、弁７の付近の上流側送水管路２に
設けた第２の圧力検出器１０と弁７の付近の下流
側送水管路３すなわち弁７およびサージタンク４
の接続部の間に設けた第３の圧力検出器１１から
の圧力信号によつて作動するものである。
図である。図においてポンプ場１から液は上流側
送水管路２および下流側送水管路３を通つて水槽
Ｔに揚水されるようになつており、その上流側送
水管路２と下流側の送水管路３との間には弁７が
設けられている。そして下流側送水管路３におい
て弁７の付近にはサージタンク４が逆止弁５およ
び連絡管６を介して接続されている。弁７はアク
チユエータ８によつて開閉されるもので、このア
クチユエータ８は制御装置１２からの信号によつ
て制御されるものである。この制御装置１２は上
流側送水管路２の上流側すなわちポンプ場１から
見て比較的に近い下流側の位置に設けた第１の圧
力検出器９と、弁７の付近の上流側送水管路２に
設けた第２の圧力検出器１０と弁７の付近の下流
側送水管路３すなわち弁７およびサージタンク４
の接続部の間に設けた第３の圧力検出器１１から
の圧力信号によつて作動するものである。
次ぎに主として第３図を参照して本発明の実施
の態様を説明する。第３図は第１図と同様に横軸
に距離をそして縦軸に標高を取つて示し、実線Ａ
は管路の布設高さをまた点線ｃは管路内の圧力を
示している。実線Ａ上の点ｅ，ｆおよびｇはそれ
ぞれ第１ないし第３の圧力検出器９ないし１１の
取付位置を示している。
の態様を説明する。第３図は第１図と同様に横軸
に距離をそして縦軸に標高を取つて示し、実線Ａ
は管路の布設高さをまた点線ｃは管路内の圧力を
示している。実線Ａ上の点ｅ，ｆおよびｇはそれ
ぞれ第１ないし第３の圧力検出器９ないし１１の
取付位置を示している。
今、制御装置１２にはあらかじめ点ｅにおける
圧力目標値ｈ１′が設定されたものとする。そし
て弁７のすぐ上流側とすぐ下流側に設置した第２
および第３の圧力検出器１０および１１は管内圧
力h2およびh3を制御装置１２に入力し、また第
１の圧力検出器は上流側の送水管内圧力h1を制
御装置１２に入力している。
圧力目標値ｈ１′が設定されたものとする。そし
て弁７のすぐ上流側とすぐ下流側に設置した第２
および第３の圧力検出器１０および１１は管内圧
力h2およびh3を制御装置１２に入力し、また第
１の圧力検出器は上流側の送水管内圧力h1を制
御装置１２に入力している。
そこで、例えばポンプを停止すると、点ｅすな
わち第１の圧力検出器の位置において、圧力がΔ
h1だけ低下し、点ｅの圧力がh1＝h1′−Δh1とな
つたものとする。このように圧力検出位置ｅにお
ける管内圧力が圧力目標値h1′よりも低下した
（低下した場合、Δh1を正とする）場合、制御装
置１２は各圧力検出器９，１０からの圧力入力信
号を演算して、ｈ２−h1′＝Δh2が前記Δh1に等
しくなるようにアクチユエータ８に作動信号を出
力し、弁７の開度を制御する。また圧力検出器１
１からの圧力入力信号を用いると弁７の下流側の
圧力も考慮した値にすることができる。
わち第１の圧力検出器の位置において、圧力がΔ
h1だけ低下し、点ｅの圧力がh1＝h1′−Δh1とな
つたものとする。このように圧力検出位置ｅにお
ける管内圧力が圧力目標値h1′よりも低下した
（低下した場合、Δh1を正とする）場合、制御装
置１２は各圧力検出器９，１０からの圧力入力信
号を演算して、ｈ２−h1′＝Δh2が前記Δh1に等
しくなるようにアクチユエータ８に作動信号を出
力し、弁７の開度を制御する。また圧力検出器１
１からの圧力入力信号を用いると弁７の下流側の
圧力も考慮した値にすることができる。
すなわち、弁７の弁開度を絞ると弁７の上流側
の圧力は圧力波伝播速度に従つて上昇する。した
がつて管路内の流れが上流から下流に向つて流れ
ていて（h2＞h3の場合）、Δh1＞Δh2であれば、
Δh2がΔh1にほぼ等しくなるまで弁７に閉動作
指令を出力し、また逆流していて（h2＜h3の場
合）、Δh1＞Δh2であれば、Δh2がΔh1にほぼ等
しくなるまで弁７に開動作指令を出力する。
の圧力は圧力波伝播速度に従つて上昇する。した
がつて管路内の流れが上流から下流に向つて流れ
ていて（h2＞h3の場合）、Δh1＞Δh2であれば、
Δh2がΔh1にほぼ等しくなるまで弁７に閉動作
指令を出力し、また逆流していて（h2＜h3の場
合）、Δh1＞Δh2であれば、Δh2がΔh1にほぼ等
しくなるまで弁７に開動作指令を出力する。
したがつて点ｅにおいて低圧力波Δh1が発生
すると、点ｆにおいて高圧力波Δh2が発生する
ので点ｅにおいて第１の圧力検出器９で検出され
た低圧力波Δh1と弁７の上流側の点ｆにおいて
発生した高圧力波Δh2が相方向に伝播し、ある
時間経過後例えば数秒後にこの低圧力波と高圧力
波とが相殺しあつて、弁７の上流側の管路内の圧
力低下が防止される。
すると、点ｆにおいて高圧力波Δh2が発生する
ので点ｅにおいて第１の圧力検出器９で検出され
た低圧力波Δh1と弁７の上流側の点ｆにおいて
発生した高圧力波Δh2が相方向に伝播し、ある
時間経過後例えば数秒後にこの低圧力波と高圧力
波とが相殺しあつて、弁７の上流側の管路内の圧
力低下が防止される。
また弁７が閉動作をするに伴つて、弁７の下流
側の管内圧力も低下するけれども、その圧力がサ
ージタンク４の水面レベル以下になると、サージ
タンク４から下流側送水管路３に液体が流入し、
管路３内の圧力はサージタンク４の水面レベルと
実質的に同じ値に保持される。
側の管内圧力も低下するけれども、その圧力がサ
ージタンク４の水面レベル以下になると、サージ
タンク４から下流側送水管路３に液体が流入し、
管路３内の圧力はサージタンク４の水面レベルと
実質的に同じ値に保持される。
又は反対に点ｅの圧力が高いと弁７は開くの
で、点ｆの圧力は低下し、やはり一定時間経過後
に相殺される。
で、点ｆの圧力は低下し、やはり一定時間経過後
に相殺される。
［発明の効果］
本発明によれば、以上の如く低圧力波と高圧力
波とを干渉させるので、従来のサージタンクでは
防止することのできなかつたサージタンク設置点
より上流側の送水管路の圧力低下を防止すると共
に、サージタンク設置点より下流側の送水管路の
圧力低下も従来のサージタンクと同様に防止でき
る。
波とを干渉させるので、従来のサージタンクでは
防止することのできなかつたサージタンク設置点
より上流側の送水管路の圧力低下を防止すると共
に、サージタンク設置点より下流側の送水管路の
圧力低下も従来のサージタンクと同様に防止でき
る。
またサージタンクが地理的制約により期待する
場所に設置できない場合に、本発明によれば、サ
ージタンクが期待する場所に設置できると仮定し
た場合と同等の圧力低下防止を行うことができ
る。
場所に設置できない場合に、本発明によれば、サ
ージタンクが期待する場所に設置できると仮定し
た場合と同等の圧力低下防止を行うことができ
る。
第１図は従来技術による最低圧力線を示すグラ
フ、第２図は本発明を実施した装置を示す概要説
明図、第３図は本発明による作用効果を説明する
ための第１図と同様なグラフである。 １……ポンプ場、２……上流側送水管路、３…
…下流側送水管路、４……サージタンク、７……
弁、８……アクチユエータ、９，１０，１１……
圧力検出器、１２……制御装置。
フ、第２図は本発明を実施した装置を示す概要説
明図、第３図は本発明による作用効果を説明する
ための第１図と同様なグラフである。 １……ポンプ場、２……上流側送水管路、３…
…下流側送水管路、４……サージタンク、７……
弁、８……アクチユエータ、９，１０，１１……
圧力検出器、１２……制御装置。
Claims (1)
- １ ポンプ場に接続したポンプ送水管路の途中に
弁を設け、その弁の下流側の弁に近接した位置に
サージタンクを接続したポンプ送水管路の圧力低
下防止方法において、弁の上流側管路のポンプ場
に近い所の第１の圧力を検出し、弁に近い弁の上
流側の所の第２の圧力を検出し、それらの第１お
よび第２の圧力を制御装置に入力し、制御装置に
あらかじめ第１の圧力を検出する点の圧力目標値
を設定しておき、前記目標値と第１の圧力との差
に等しく第２の圧力が上昇するように制御装置が
弁の開度を制御することを特徴とするポンプ送水
管路の圧力低下防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13547181A JPS5837400A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | ポンプ送水管路の圧力低下防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13547181A JPS5837400A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | ポンプ送水管路の圧力低下防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837400A JPS5837400A (ja) | 1983-03-04 |
| JPS6245440B2 true JPS6245440B2 (ja) | 1987-09-26 |
Family
ID=15152484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13547181A Granted JPS5837400A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | ポンプ送水管路の圧力低下防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837400A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11209842B1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-12-28 | Saudi Arabian Oil Company | Pressure surge and water hammer mitigation device and method |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13547181A patent/JPS5837400A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5837400A (ja) | 1983-03-04 |
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