(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ可変速運転手段により可変速運転制御される複数のポンプを水の需要に応じて運転する台数を増加させる増台運転あるいは運転台数を減少させる減台運転を行なっている可変速ポンプの運転方法において、
複数のポンプを並列運転する場合には、先に運転する先発機を可変速運転手段により可変速運転し、他の後から運転する後発機を最高速度で運転させ、運転するポンプの台数を増加させる増台時には増台するポンプの回転数を所定以下の変化速度で最高速度に達するまでゆっくりと増速させた後最高速度で運転させ、減台時には、可変速運転している先発機を停止し、後発機の中で最も先に起動したポンプを最高速度での運転から可変速運転に切替え、新しい先発機とするようにしたことを特徴とする可変速ポンプの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のポンプをそれぞれインバータにより可変速駆動する可変速ポンプ装置において、運転するポンプの台数を増加させる増台運転あるいは運転するポンプの台数を減少させる減台運転時の圧力変動を少なくするとともに、各ポンプの運転時間を平準化させることができる可変速ポンプの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
それぞれインバータ（可変速運転手段）により可変速運転制御される複数のポンプを水の需要に応じて運転する台数を増加させる増台運転あるいは運転台数を減少させる減台運転を行なっている可変速ポンプの運転方法が知られている。
【０００３】
この従来の可変速ポンプの運転方法は、増台時には、先発機を最高速運転にして増台するポンプを起動させた後、可変速運転される。
さらに、減台時には、可変速運転している最後発機を停止し、最も最後に起動した後発機を最高速運転から可変速運転に切り替えるようにしている。
【０００４】
図３は１号機から４号機までのポンプを並列に運転可能なポンプ装置についての説明である。
図３はその可変速ポンプの運転方法が採用された運転状況を示すグラフである。図３において、縦軸は流量、横軸は時間である。数字はポンプ番号と時間経過を表している。さらに、図３中で、四角で表される部分は最高速で運転しており、常に最大流量である。また、三角で表される部分は、インバータにより可変速している部分である。
【０００５】
まず、時刻ｔｏにおいて１号ポンプが起動され、この１号ポンプがインバータにより可変速運転される。そして、時刻ｔ１において、先発機である１号機が最高速で運転され、２号機が増台運転されてインバータにより可変速運転される。さらに、時刻ｔ２において、先発機である１号機及び２号機が最高速で運転され、３号機が増台運転されてインバータにより可変速運転される。
【０００６】
さらに、時刻ｔ３からｔ４まではその状態を保ち、時刻ｔ４において減台動作が行なわれる。
つまり、時刻ｔ４において、最後に起動された最後発機である３号機が停止される。そして、最も最後に起動した後発機である２号機をインバータにより可変速運転している。
【０００７】
そして、さらに減台をする場合には、時刻ｔ５において最後に起動された最後発機である２号機が停止され、最も最後に起動して後発機である１号機をインバータにより可変速運転している。
【０００８】
このような可変速ポンプの運転方法において、一番初めに起動した先発機である１号機は少水量となって停止されるまでは、その運転が継続して行なわれる。従って、このような可変速ポンプの運転方法が、世帯数の多いマンションや工場などで用いられた場合には、少水量となって停止することはほとんどないため、一度起動されたポンプが長時間運転され続ける。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このため、複数台のインバータにより制御されるポンプにより給水を行なっている可変速ポンプの運転方法においては、特定のポンプのみが長時間運転され続けるために、各ポンプ間に寿命にばらつきが発生してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数台のポンプをそれぞれインバータにより可変速駆動する可変速ポンプ装置において、運転するポンプの台数を増加させる増台運転あるいは運転するポンプの台数を減少させる減台運転時の圧力変動を少なくするとともに、各ポンプの運転時間を平準化させることができる可変速ポンプの運転方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の可変速ポンプの運転方法は、それぞれ可変速運転手段により可変速運転制御される複数のポンプを水の需要に応じて運転する台数を増加させる増台運転あるいは運転台数を減少させる減台運転を行なっている可変速ポンプの運転方法において、複数のポンプを並列運転する場合には、先に運転する先発機を可変速運転手段により可変速運転し、他の後から運転する後発機を最高速度で運転させ、運転するポンプの台数を増加させる増台時には増台するポンプの回転数を所定以下の変化速度で最高速度に達するまでゆっくりと増速させた後最高速度で運転させ、減台時には、可変速運転している先発機を停止し、後発機の中で最も先に起動したポンプを最高速度での運転から可変速運転に切替え、新しい先発機とするようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１は本発明に係わる可変速ポンプの運転方法が採用された可変速ポンプ装置のシステム構成図である。
【００１４】
図１において、１１は本可変速ポンプ装置を統括的に制御するＣＰＵ（中央処理装置）である。このＣＰＵ１１は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路により構成されている。このＣＰＵ１１はＤ／Ａ変換器１１ｄを１つ内蔵している。
【００１５】
この１つのＣＰＵ１１により４つのポンプｐ１〜ｐ４の運転を制御可能とされる。
また、各ポンプｐ１〜ｐ４の運転はモータｍ１〜ｍ４により制御される。
【００１６】
さらに、モータｍ１〜ｍ４の運転周波数は可変速運転手段であるインバータｉ１〜ｉ４によりそれぞれ制御される。
ところで、ＣＰＵ１１には各インバータｉ１〜ｉ４の動作を開始／停止させるオン／オン信号を出力する４つの増減台信号を出力するＯＮ端子がそれぞれ設けられている。
【００１７】
つまり、４つのＯＮ端子からインバータｉ１〜ｉ４にＯＮ１〜ＯＮ４信号がし出力される。つまり、ＯＮ１〜ＯＮ４信号は初期状態で“０”を出力しており、ポンプを増加させる増台運転を行なう場合には、“１”信号が出力され、ポンプを減少させる減台運転を行なう場合には、“０”信号が出力される。
【００１８】
また、ＣＰＵ１１には４つのＯＵＴ端子を有する。これらＯＵＴ端子はポンプｐ１〜ｐ４を駆動する場合に、対応するＯＵＴ端子をオンさせる。
４つのＯＵＴ端子から出力されるＱ１〜Ｑ４信号は、それぞれ積分器１２ａ〜１２ｄを介して加算器１３ａ〜１３ｄの一方の入力端子にそれぞれ入力される。
【００１９】
ところで、Ｄ／Ａ変換器１１ｄから出力されるインバータｉ１〜ｉ４の運転周波数に比例したアナログ値は加算器１３ａ〜１３ｄのそれぞれの他方の入力端子に入力される。このＤ／Ａ変換器１１ｄの入力はＣＰＵ１１の制御により決定されている。つまり、Ｄ／Ａ変換器１１ｄの入力は需要される給水量に応じてその大きさが決定されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された本発明の一実施の形態について説明する。
まず、図１に示した可変速ポンプ装置は４台のポンプｐ１〜ｐ４を並列に運転することができる。
【００２１】
ＣＰＵ１１は図示しない給水配管に設けられた圧力センサで検出される圧力が始動圧力より小さくなると、ポンプを起動し、ポンプの吐出圧力が目標圧力となるように先発機をインバータ制御する。そして、先発機をインバータ制御しても目標圧力に到達しない場合には、ポンプを駆動する台数を増加させる増台運転が行なわれる。つまり、増台運転時には増台するポンプの回転数を所定以下の変化速度で最高速度に達するまでゆっくりと増速させた後最高速度で運転させている。
【００２２】
一方、水の需要が減少していった場合に、運転するポンプの台数を減少させる減台運転が行なわれる。つまり、減台運転時には、可変速運転している先発機を停止し、後発機の中で最も先に起動したポンプを最高速度での運転から可変速運転に切替え、新しい先発機とするようにしている。
【００２３】
まず、初期状態でＯＮ１〜ＯＮ４信号及びＱ１〜Ｑ４信号はオフ状態である。
まず、ポンプｐ１〜ｐ４が全く駆動されていない状態からポンプを順次起動していく場合について説明する。
【００２４】
まず、ポンプの吐出圧力が始動圧力以下となると、ポンプｐ１が図２の時刻ｔｏで起動される。これは、ＣＰＵ１１のＯＮ１出力を“１”レベルとすることにより、インバータｉ１を駆動することにより行なわれる。
【００２５】
そして、ポンプｐ１のみをインバータｉ１で運転することにより、給水量Ｑを制御している。
ここで、インバータｉ１には、Ｄ／Ａ変換器１１ｄの出力が入力されている。このＤ／Ａ変換器１１ｄはポンプの吐出圧力が目標圧力となるように、インバータ１１ｄの運転周波数に比例するアナログ値を出力する。
【００２６】
そして、ポンプｐ１を運転してもポンプの吐出圧力が目標圧力に達しない場合には、ポンプｐ２を時刻ｔ１で増台運転する。
つまり、時刻ｔ１において、ＣＰＵ１１はＱ２出力を“１”レベルに変化させる。この信号は、積分器１２ｂを介して加算器１３ｂの一方の入力端子に入力されるため、信号が滑らかに変化する。
【００２７】
ここで、加算器１３ｂの他方の入力端子には、Ｄ／Ａ変換器１１ｄの出力が入力されているため、インバータ１３ｄによりポンプｐ２は最高速度で運転される。
【００２８】
なお、ポンプｐ２が起動されてもＱ２信号は積分器１２ｂを介して出力されているため、インバータｉ２に入力される信号はなめらかに変化する。
従って、インバータｉ２により運転されるポンプｐ２の回転数は所定以下の変化速度で変化して最高速度まで変化するので、ポンプｐ２を増台したときの切り替えによるポンプの吐出圧力の変動は少なく抑えることができる。
【００２９】
さらに、ポンプｐ２を増台運転しても、ポンプの吐出圧力が目標圧力に達しない場合には、時刻ｔ２においてＱ３信号が“１”レベルに変化される。
これにより、ポンプｐ３がすでに起動されているポンプｐ２と同様に最高速で運転される。
【００３０】
ポンプｐ３の増台運転により、ポンプの吐出圧力が目標圧力に達した場合には、３台のポンプｐ１〜ｐ３を継続して運転する状態が継続する。
この状態が時刻ｔ３を過ぎても維持され、時刻ｔ４において、ポンプの需要が減ったことにより、ポンプの吐出圧力が目標圧力を大きく上回った場合には、運転するポンプの台数を減少させる減台運転が行なわれる。
【００３１】
この減台運転は、インバータ制御している先発機、つまりポンプｐ１を停止する動作が行なわれる。
つまり、ポンプｐ１に対応したインバータｉ１に出力されているＯＮ１信号をオフさせる。これにより、インバータｉ１を停止させる。
【００３２】
また、Ｑ２信号を“０”する。この結果、それまで最高速度で運転されていたポンプｐ２は、インバータｉ２によりインバータ制御される。ここで、インバータｉ２にはＤ／Ａ変換器１１ｄから出力されるアナログ値に応じて運転周波数が制御される。
【００３３】
このようにして、時刻ｔ４からはポンプｐ２、ｐ３が並列に運転され、ポンプｐ１は停止される。
さらに、ポンプの水の需要量が減少した場合には、時刻ｔ５において、ポンプｐ２を停止させる処理が行なわれる。
【００３４】
つまり、ポンプｐ２に対応したインバータｉ２に出力されているＯＮ２信号をオフさせる。これにより、インバータｉ１を停止させる。
また、Ｑ３信号を“０”する。この結果、それまで最高速度で運転されていたポンプｐ３は、インバータｉ３によりインバータ制御される。ここで、インバータｉ３にはＤ／Ａ変換器１１ｄから出力されるアナログ値に応じて運転周波数が制御される。
【００３５】
以上のように、複数のポンプを並列運転する場合には、先に運転する先発機をインバータｉ１〜ｉ４により可変速運転し、他の後から運転する後発機を最高速度で運転させ、運転するポンプの台数を増加させる増台時には増台するポンプの回転数を所定以下の変化速度で最高速度に達するまでゆっくりと増速させた後最高速度で運転させ、減台時には、インバータ運転している先発機を停止し、後発機の中で最も先に起動したポンプを最高速度での運転から可変速運転に切替え、新しい先発機とするようにしたので、先発機が長く駆動されることはなくなり、各ポンプの運転時間を平準化することができる。
【００３６】
また，Ｄ／Ａ変換器１１ｄを１つだけで４つのインバータｉ１〜ｉ４の運転を制御するようにしたので、ＣＰＵ１１を安価にすることができる。
さらに、増台運転時にＱ１〜Ｑ４出力を“１”に切り替えるが、その信号は積分器１３ａ〜１３ｄを介してインバータｉ１〜ｉ４に入力されるので、インバータｉ２に入力される信号はなめらかに変化する。
【００３７】
従って、インバータｉ１〜ｉ４により運転されるポンプの回転数は所定以下の変化速度で変化して最高速度まで変化するので、ポンプを増台したときの切り替えによるポンプの吐出圧力の変動は少なく抑えることができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数台のポンプをそれぞれインバータにより可変速駆動する可変速ポンプ装置において、運転するポンプの台数を増加させる増台運転あるいは運転するポンプの台数を減少させる減台運転時の圧力変動を少なくするとともに、各ポンプの運転時間を平準化させることができる可変速ポンプの運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる可変速ポンプ装置のシステム構成を示す図。
【図２】同実施の形態の動作を説明するための状態図。
【図３】従来の可変速ポンプ装置の動作を説明するための状態図。
【符号の説明】
１１…ＣＰＵ（中央処理装置）、
１２ａ〜１２ｄ…積分器。
【図１】
0003614665.tif 000002
【図２】
0003614665.tif 000003
【図３】
0003614665.tif 000004