(57)【要約】【課題】ポンプ設備の容量を有効に利用して、ポンプの起動、停止を制御して運転することにより消費電力量を効果的に抑制することが可能なポンプ制御装置及びポンプ運転方法を提供する。【解決手段】  貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、前記停止水位として、第１停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、前記貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、前記第１停止水位と前記第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、
前記停止水位として、第１停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、
前記貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、前記第１停止水位と前記第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されているポンプ制御装置。
【請求項２】
前記水位計により計測された直近の水位変動に基づいて、または前記ポンプの直近の運転時間を加味して、前記指標を算出するように構成されている請求項１記載のポンプ制御装置。
【請求項３】
貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、
前記停止水位として、第１停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、
前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第１停止水位と前記第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されているポンプ制御装置。
【請求項４】
予め設定された日時情報を加味して前記指標が算出されている請求項１から３の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項５】
前記第２停止水位が前記指標に基づいて可変設定可能に構成されている請求項１から５の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項６】
前記起動水位として、第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位とは反対側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、
前記指標に基づいて、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されている請求項１から５の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項７】
前記第２起動水位が前記指標に基づいて可変設定可能に構成されている請求項６記載のポンプ制御装置。
【請求項８】
前記貯水設備がマンホール設備であり、前記第２停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位よりも高位置に設定されるように構成されている請求項１から７の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項９】
前記第１停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、前記第２停止水位が前記停止水位に設定された状態で前記ポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は前記第１停止水位を前記停止水位に設定して前記ポンプを運転するように構成されている請求項１から８の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項１０】
予め設定された前記ポンプの最小起動時間間隔を満たすように前記起動水位と前記第２停止水位が設定されている請求項９記載のポンプ制御装置。
【請求項１１】
前記貯水設備が配水池設備である請求項１から７の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項１２】
前記ポンプは、単位時間あたりの吐出量が増加するにつれ単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を有するポンプである請求項１から１１の何れかに記載のポンプ制御装置。
【請求項１３】
貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、
前記起動水位として、第１起動水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、
前記貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されているポンプ制御装置。
【請求項１４】
貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、
前記起動水位として、第１起動水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、
前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されているポンプ制御装置。
【請求項１５】
貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、
前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、
前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位との間で前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されているポンプ運転方法。
【請求項１６】
前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１停止水位と前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、
前記第２停止水位を前記停止水位とし、前記第１停止水位を前記停止水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている請求項１５記載のポンプ運転方法。
【請求項１７】
前記水位計により計測された直近の水位変動に基づいて、または前記ポンプの直近の運転時間に基づいて、前記第２停止水位を設定するように構成されている請求項１６記載のポンプ運転方法。
【請求項１８】
貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、
前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、
前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１停止水位と前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、
前記第２停止水位を前記停止水位とし、前記第１停止水位を前記停止水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ないつつ、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たすように構成されているポンプ運転方法。
【請求項１９】
予め設定された日時情報で前記第２停止水位を設定するように構成されている請求項１６から１８の何れかに記載のポンプ運転方法。
【請求項２０】
前記貯水設備がマンホール設備であり、前記第１停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、前記第２停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位よりも高位置に設定され、前記第２停止水位が前記停止水位に設定された状態で前記ポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は前記第１停止水位を前記停止水位に設定して前記ポンプを運転するように構成されている請求項１６から１９の何れかに記載のポンプ運転方法。
【請求項２１】
予め設定された前記ポンプの最小起動時間間隔を満たすように前記起動水位と前記第２停止水位が設定されている請求項２０記載のポンプ運転方法。
【請求項２２】
前記起動水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、
前記第２起動水位を前記起動水位とし、前記第１起動水位を前記起動水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている請求項１５記載のポンプ運転方法。
【請求項２３】
貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、
前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、
前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、
前記第２起動水位を前記起動水位とし、前記第１起動水位を前記起動水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ないつつ、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たすように構成されているポンプ運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ制御装置及びポンプ運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水中継ポンプ場に備えたマンホールポンプ装置は、汚水搬送管の端部の流入管から流入した汚水を貯留するマンホールと、マンホールに貯留された汚水を流出管に圧送する水中ポンプと、マンホールに貯留された汚水の水位を計測する水位センサを備えている。
【０００３】
このようなマンホールポンプ装置には、水位センサで計測された水位が所定のポンプ起動水位に達すると水中ポンプを起動し、ポンプ起動水位より低位のポンプ停止水位に達すると水中ポンプを停止する制御部を備えている。
【０００４】
マンホールに設置される水中ポンプは、汚水の最大流入量を排水することを目的とするため、容量の大きな型式のものが選定されるため、ポンプ性能曲線上で高揚程且つ小水量で運転される場合もある。
【０００５】
ポンプ起動水位で起動された水中ポンプにより、汚水が流出管に圧送されて水位が低下するにつれて圧送する揚程が高くなり、圧送される水量が低下する。つまり、一定に定まったポンプ停止水位に近づくにつれ、次第に効率が悪く高揚程かつ小水量の領域での運転に移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０５７５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マンホールポンプ装置等の排水設備は、予め設定された計画排水量等に基づいて設計されているため、人口密度等が予め想定された規模に到るまでの中途段階では、実際の排水量が計画排水量よりも少ない状況が生じ、そのような状況で常に一定に定まったポンプ停止水位まで圧送すると、効率が悪く揚程の高い領域を含めた運転となり、単位送水量当たりの消費電力量が嵩むという問題があった。
【０００８】
また、人口密度等が予め想定された規模に到った後に、人口減少等によって実際の排水量が計画排水量よりも少ない状況が生じる場合もあり、そのような場合にも常に一定に定まったポンプ停止水位まで圧送すると、単位送水量当たりの消費電力量が嵩むという問題があった。
【０００９】
このような問題はマンホールポンプ装置に限るものではなく、配水地（配水タンク）へ送水するポンプ設備や、灌漑用水に備えたポンプ設備、さらには下水処理場等で水槽から水槽へ被処理水を移送するポンプ設備でも同様であった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、ポンプ設備の容量を有効に利用して、ポンプの起動、停止を制御して運転することにより消費電力量を効果的に抑制することが可能なポンプ制御装置及びポンプ運転方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明によるポンプ制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、前記停止水位として、第１停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、前記貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、前記第１停止水位と前記第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されている点にある。
【００１２】
例えば、貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が多い場合には、第１停止水位を停止水位に設定してポンプを駆動することにより、頻繁なポンプ起動の発生を回避することができ、貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が少ない場合には、第１停止水位を基準にして起動水位側に設定された第２停止水位を停止水位に設定してポンプを駆動し、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより消費電力を抑制することができるようになる。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記水位計により計測された直近の水位変動に基づいて、または前記ポンプの直近の運転時間に基づいて、前記指標を算出するように構成されている点にある。
【００１４】
直近の水位変動またはポンプの直近の運転時間をモニタすることにより、その時点のポンプによる必要送水量が分かるので、そのような情報に基づいて学習して適切な停止水位に設定することで、十分な送水能力を維持しながらも消費電力量を低減可能な運転が可能になる。
【００１５】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、前記停止水位として、第１停止水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第１停止水位と前記第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されている点にある。
【００１６】
貯水設備に設けられるポンプは、所定時間における最大起動頻度が定められている。しかし、貯水槽に対する流入水量あるいは流出水量が最大となる場合以外は起動頻度に余裕がある。そこで、所定時間当たりの起動頻度に基づいて、第１停止水位を基準にして起動水位側に設定された第２停止水位を停止水位に設定してポンプを駆動し、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより消費電力を抑制することができるようになる。
【００１７】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、予め設定された日時情報を加味して前記指標が算出されている点にある。
【００１８】
例えば、住宅地であれば朝方や夕刻に水の使用量が増し、工場地帯であれば昼間に水の使用量が増す、というように一日の時間帯により、或いは１週間の曜日により特徴的なパターンが見られる。そのような特徴的なパターンを加味して指標が算出されると、より現実に即した電力消費量の低減が可能になる。
【００１９】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記第２停止水位が前記指標に基づいて可変設定可能に構成されている点にある。
【００２０】
第１停止水位を基準にして起動水位側に設定される第２停止水位の水位が固定ではなく、指標に基づいて可変に設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になる。
【００２１】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記起動水位として、第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位とは反対側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、前記指標に基づいて、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されている点にある。
【００２２】
起動水位として、第１起動水位と、第１起動水位を基準にして停止水位とは反対側に設定された第２起動水位とを切替可能に構成することにより、さらに単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転が可能になり、さらに効果的に電力消費量を低減することが可能になる。
【００２３】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第六の特徴構成に加えて、前記第２起動水位が前記指標に基づいて可変設定可能に構成されている点にある。
【００２４】
第１起動水位を基準にして停止水位とは反対側に設定される第２起動水位が固定ではなく、指標に基づいて可変に設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になる。
【００２５】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記貯水設備がマンホール設備であり、前記第２停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位よりも高位置に設定されるように構成されている点にある。
【００２６】
マンホール設備では、マンホールの有効貯留水深の下端水位が第１停止水位にとされることが多く、有効貯留水深下端水位よりも高位置に第２停止水位を設定することにより、単位送水量当たりの消費電力量の少ない運転が確保されるようになる。
【００２７】
同第九の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成に加えて、前記第１停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、前記第２停止水位が前記停止水位に設定された状態で前記ポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は前記第１停止水位を前記停止水位に設定して前記ポンプを運転するように構成されている点にある。
【００２８】
貯水槽がマンホール等の排水槽である場合、流入水に混入する厨芥や油脂等の有機物が水面に浮遊して膜状に形成されるスカムが発生し、これにより内部に異臭が発生する。そのような場合でも、第１停止水位がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、第２停止水位が停止水位に設定された状態でポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過したときに、停止水位を第１停止水位に設定してポンプを運転すると、排水槽に蓄積されたスカムがポンプにより排水されて、槽内の浄化が行なわれるようになる。
【００２９】
同第十の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述の第九の特徴構成に加えて、予め設定された前記ポンプの最小起動時間間隔を満たすように前記起動水位と前記第２停止水位が設定されている点にある。
【００３０】
ポンプの起動時間間隔が短い場合には、頻繁な起動によるポンプの電動機の発熱をもたらし、ポンプの寿命を損なう虞がある。しかし、起動水位と第２停止水位を適切に設定することにより、必要とされるポンプの最小起動時間間隔を満たすことができ、上述した不都合な事態の発生を回避できるようになる。
【００３１】
同第十一の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記貯水設備が配水池設備である点にある。
【００３２】
貯水設備が配水池設備である場合でも同様に単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００３３】
同第十二の特徴構成は、同請求項１２に記載した通り、上述の第一から第十一の何れかの特徴構成に加えて、前記ポンプは、使用する範囲において単位時間あたりの吐出量が増加するにつれ単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を示すポンプである点にある。
【００３４】
このような特性を示すポンプに対して、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００３５】
同第十三の特徴構成は、同請求項１３に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、前記起動水位として、第１起動水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、前記貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されている点にある。
【００３６】
例えば締切運転に近づくほど軸動力が上昇する軸流ポンプのようなポンプであっても、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００３７】
同第十四の特徴構成は、同請求項１４に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽の水位を計測する水位計と、前記貯水槽の水位を調整するポンプと、を備えた貯水設備に設けられ、前記水位計で計測された貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ制御装置であって、前記起動水位として、第１起動水位と、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を指標にして、前記第１起動水位と前記第２起動水位の何れか一方を前記起動水位に設定するように構成されている点にある。
【００３８】
同第十三の特徴構成と同様、例えば締切運転に近づくほど軸動力が上昇する軸流ポンプのようなポンプであっても、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００３９】
本発明によるポンプ運転方法の第一の特徴構成は、同請求項１５に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位との間で前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている点にある。
【００４０】
貯水槽内に配置したポンプについて、当該貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位との間で、ポンプの単位送水量当たりの消費電力量が低い領域の停止水位と起動水位を選択して、有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位でポンプを運転する場合の運転回数よりも多くの運転回数を設定することで、貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量に対する消費電力量を低減することができるようになる。
【００４１】
同第二の特徴構成は、同請求項１６に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１停止水位と前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、前記第２停止水位を前記停止水位とし、前記第１停止水位を前記停止水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている点にある。
【００４２】
貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たしながら、第１停止水位を停止水位としてポンプを運転する場合の運転回数よりも、第２停止水位を停止水位としてポンプを運転する場合の運転回数を多く設定することで、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００４３】
同第三の特徴構成は、同請求項１７に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、前記水位計により計測された直近の水位変動に基づいて、または前記ポンプの直近の運転時間に基づいて、前記第２停止水位を設定するように構成されている点にある。
【００４４】
同第四の特徴構成は、同請求項１８に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１停止水位と前記第１停止水位を基準にして前記起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、前記第２停止水位を前記停止水位とし、前記第１停止水位を前記停止水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ないつつ、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たすように構成されている点にある。
【００４５】
ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たしながら、第１停止水位を停止水位としてポンプを運転する場合の運転回数よりも、第２停止水位を停止水位としてポンプを運転する場合の運転回数を多く設定することで、ポンプの消費電力量を低減できるようになる。
【００４６】
同第五の特徴構成は、同請求項１９に記載した通り、上述の第二から第四の何れかの特徴構成に加えて、予め設定された日時情報で前記第２停止水位を設定するように構成されている点にある。
【００４７】
同第六の特徴構成は、同請求項２０に記載した通り、上述の第二から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記貯水設備がマンホール設備であり、前記第１停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、前記第２停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位よりも高位置に設定され、前記第２停止水位が前記停止水位に設定された状態で前記ポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は前記第１停止水位を前記停止水位に設定して前記ポンプを運転するように構成されている点にある。
【００４８】
同第七の特徴構成は、同請求項２１に記載した通り、上述の第六の特徴構成に加えて、予め設定された前記ポンプの最小起動時間間隔を満たすように前記起動水位と前記第２停止水位が設定されている点にある。
【００４９】
同第八の特徴構成は、同請求項２２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記起動水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、前記第２起動水位を前記起動水位とし、前記第１起動水位を前記起動水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、前記貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている点にある。
【００５０】
貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たしながら、第１起動水位を起動水位としてポンプを運転する場合の運転回数よりも、第２起動水位を起動水位としてポンプを運転する場合の運転回数を多く設定することで、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【００５１】
同第九の特徴構成は、同請求項２３に記載した通り、貯水槽と、前記貯水槽から貯留水を排出し、または前記貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、前記貯水槽の水位が起動水位になると前記ポンプを起動し、その後停止水位になると前記ポンプを停止するポンプ運転方法であって、前記停止水位および前記起動水位が、前記ポンプの単位送水量当たりの消費電力量に基づいて設定可能に構成され、前記停止水位として、前記貯水槽の有効貯留容量を排出または流入させるための第１起動水位と前記第１起動水位を基準にして前記停止水位側に設定された第２起動水位が設定可能に構成され、前記第２起動水位を前記起動水位とし、前記第１起動水位を前記起動水位として前記ポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ないつつ、前記ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たすように構成されている点にある。
【００５２】
ポンプの所定時間当たりの起動頻度を満たしながら、第１起動水位を起動水位としてポンプを運転する場合の運転回数よりも、第２起動水位を起動水位としてポンプを運転する場合の運転回数を多く設定することで、効果的に消費電力量を低減できるようになる。
【発明の効果】
【００５３】
以上説明した通り、本発明によれば、ポンプ設備の容量を有効に利用して、ポンプの起動、停止を制御して運転することにより消費電力量を効果的に抑制することが可能なポンプ制御装置及びポンプ運転方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明が適用されるマンホールポンプ装置の説明図
【図２】ポンプ制御装置の説明図
【図３】ポンプ運転方法を示すフローチャート
【図４】シミュレーション結果の説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下に、本発明によるポンプ制御装置及びポンプ運転方法が適用されるマンホールポンプ装置を説明する。
【００５６】
図１に示すように、マンホールポンプ装置１０は、流入管１２から流入した汚水を貯留する貯水槽としてのマンホール１１と、マンホール１１に貯留された汚水を立上り配管１３を介して流出管１４に圧送する水中ポンプ２０と、マンホール１１に貯留された汚水の水位を計測する水位センサ１５を備えている。
【００５７】
マンホールポンプ装置１０の地上近傍には水中ポンプ２０の起動・停止を制御する制御装置５０が設けられている。
【００５８】
制御装置５０と水中ポンプ２０の間に水中ポンプ２０に給電するための給電線５７が配線され、制御装置５０と水位センサ１５の間に、水位検知信号線５８が配線されている。
【００５９】
水位センサ１５として投込圧力式や気泡式の水位センサが用いられ、マンホール１１の底部に設置されて、マンホール１１に貯留される汚水の水位を連続的に検出するように構成されている。更に、水位センサ１５の故障に備えバックアップ用のフロート式の水位センサ１６が異常高水位となる高さに設置され、水位センサ１５及び水位センサ１６で異常高水位ＨＨＷＬを検出するように構成されている。尚、水位センサとして浮子式の水位センサを用いて、所定の水位となる毎に水位を検知する等、その他公知の水位センサによって水位を計測するように構成してもよい。
【００６０】
図２に示すように、制御装置５０には、制御部として機能するマイクロコンピュータ５１（以下、「制御部５１」とも記す。）と、マイクロコンピュータ５１で実行される制御プログラムが格納されるとともにワーキング領域として利用されるメモリ５２と、マイクロコンピュータ５１により制御されるポンプ駆動回路５３が設けられている。
【００６１】
さらに、マイクロコンピュータ５１から出力されるモニタ信号を入力してマンホールの状態を外部の遠隔管理装置５５に無線通信する通信部５４等を備えている。
【００６２】
具体的には、制御部５１で把握されるポンプの起動時刻や１日の起動回数、異常高水位の発生の有無、さらにはポンプに備えたセンサで検知される異常加熱のような異常状態に関する情報、さらには以下に示すポンプ起動水位やポンプ停止水位の設定情報及びその時刻情報等が通信部５４を介して遠隔管理装置５５に送信される。
【００６３】
制御部５１は、水位センサ１５により計測された水位に基づいてポンプ駆動回路５３を制御して水中ポンプ２０の電動機３０を起動制御する。例えば、ポンプ駆動回路５３がインバータ回路で構成される場合には、電動機３０の回転数が制御され、ポンプ駆動回路５３が給電用のリレー回路で構成される場合には、電動機３０への給電状態が制御される。
【００６４】
制御部５１は、水位センサ１５により貯水量がポンプ起動水位ＨＷＬになったと検知されると電動機３０を起動（以下、「水中ポンプを起動」とも記す。）して水中ポンプ２０による汚水の下流側への圧送を開始し、ポンプ停止水位ＬＷＬが計測されると、所定時間経過後、つまり、停止水位ＬＷＬから吸込口２４近傍までの水位に相当する水量を圧送するのに要する時間の経過後に電動機３０を停止して水中ポンプ２０による汚水の排出を停止する。
【００６５】
制御部５１は、停止水位ＬＷＬとして、マンホール設備の有効貯留水深下端水位に設定された第１停止水位ＬＷＬ１と第１停止水位ＬＷＬ１を基準にして起動水位ＨＷＬ側、つまり高水位側に設定された第２停止水位ＬＷＬ２が設定可能に構成され、マンホール１１に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、第１停止水位ＬＷＬ１と第２停止水位ＬＷＬ２の何れか一方を停止水位ＬＷＬに設定するように構成されている。
【００６６】
さらに、制御部５１は、起動水位ＨＷＬとして、第１起動水位ＨＷＬ１と第１起動水位ＨＷＬ１を基準にして停止水位ＬＷＬとは反対側、つまり高水位側に設定された第２起動水位ＨＷＬ２が設定可能に構成され、前記指標に基づいて、第１起動水位ＨＷＬ１と第２起動水位ＨＷＬ２の何れか一方を起動水位ＨＷＬに設定するように構成されている。
【００６７】
例えば、マンホール１１に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が多い場合には、第１停止水位ＬＷＬ１を停止水位ＬＷＬに設定して水中ポンプ２０を駆動することにより、頻繁なポンプ起動を回避することができ、マンホール１１に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量が少ない場合には、第１停止水位ＬＷＬ１を基準にして起動水位ＨＷＬ側に設定された第２停止水位ＬＷＬ２を停止水位ＬＷＬに設定して水中ポンプ２０を駆動する。後者の制御によって、単位送水量当たりの消費電力量の高い領域での運転を回避して消費電力量を抑制することができるようになる。
【００６８】
起動水位ＨＷＬとして、上述した第１起動水位ＨＷＬ１と、第１起動水位ＨＷＬ１を基準にして停止水位ＬＷＬとは反対側に設定された第２起動水位ＨＷＬ２とを切替可能に構成することにより、さらに単位送水量当たりの消費電力量の低い領域での運転が可能になり、さらに効果的に電力消費量を低減することが可能になる。尚、少なくとも、停止水位が切替可能に構成されていればよい。
【００６９】
停止水位ＬＷＬや起動水位ＨＷＬを設定するための指標は、マンホール１１に対する所定時間当たりの流入水量であり、所定時間当たりの流入水量が多い場合には、頻繁なポンプの起動停止を回避すべく第１停止水位ＬＷＬ１に停止水位ＬＷＬが設定され、溢流を回避すべく第１起動水位ＨＷＬ１に起動水位ＨＷＬが設定される。
【００７０】
逆に、所定時間当たりの流入水量が少ない場合には、揚程が大きく低水位の領域、即ち単位送水量当たりの消費電力量が高くなる領域での運転を回避すべく、単位送水量当たりの消費電力量の低い第２停止水位ＬＷＬ２に停止水位ＬＷＬが設定され、第２起動水位ＨＷＬ１に起動水位ＨＷＬが設定される。
【００７１】
所定時間当たりの流入水量の多少は、水中ポンプ２０の停止時に水位計１５で計測される直近の水位の上昇速度に基づいて判断することができ、精度を上げるために所定時間内の平均水位の上昇速度に基づいて判断することができ、水中ポンプ２０の直近の運転時間を加味して、指標を算出するようにしてもよい。
【００７２】
後者の場合、起動水位ＨＷＬから停止水位ＬＷＬに到るまでの水中ポンプ２０の運転時間が長いと、所定時間当たりの流入水量が多いと判断でき、起動水位ＨＷＬから停止水位ＬＷＬに到るまでの水中ポンプ２０の運転時間が短いと、所定時間当たりの流入水量が少ないと判断できる。
【００７３】
直近の水位変動またはポンプの直近の運転時間をモニタすることにより、その時点のポンプによる必要送水量が分かるので、そのような情報に基づいて状況を学習して適切な停止水位に設定することで、その時に必要な所定の送水量を維持しながらも電力消費量を低減可能な運転が可能になる。
【００７４】
さらに、マンホール１１に対する単位水量の流出に必要な電力量に基づいて、所定時間当たりの流入水量の具体的な数値を算出し、指標とすることが好ましい。このような指標を設定することで、さらに単位水量の流出に必要な電力量が低くなる領域でポンプが運転されるようになる。
【００７５】
さらに、予め設定された日時情報を加味して指標が算出されるように構成してもよい。例えば、住宅地であれば朝方や夕刻に水の使用量が増し、工場地帯であれば昼間に水の資料量が増す、というように一日の時間帯により、或いは１週間の曜日（平日か週末か）により特徴的なパターンが見られる。そのような特徴的なパターンを加味して指標が算出されると、より現実に即した電力消費量の低減が可能になる。
【００７６】
このような日時情報は地域毎に異なるため、個々の日時情報が遠隔管理装置５５から無線で各マンホールポンプ装置１０の通信部５４に送信され、メモリ５２に格納されるように構成されることが好ましい。
【００７７】
第２停止水位ＬＷＬ２及び／または第２起動水位ＨＷＬ２が、指標に基づいて可変設定可能に構成されていることが好ましく、流入水量の変動に柔軟に対応して電力消費量を一層低減することが可能になる。例えば、所定時間当たりの流入水量がきわめて少ない場合には、第２停止水位ＬＷＬ２及び／または第２起動水位ＨＷＬ２をより上方に設定することで、さらなる消費電力量の低減化を図ることができる。
【００７８】
さらに、第１停止水位ＬＷＬ１がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、第２停止水位ＬＷＬ２が停止水位ＬＷＬに設定された状態で水中ポンプ２０が所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は第１停止水位ＬＷＬ１を停止水位ＬＷＬに設定して水中ポンプ２０を運転するように構成されていることが好ましい。
【００７９】
貯水槽がマンホール１１等の排水槽である場合、流入水に混入する厨芥や油脂等の有機物が水面に浮遊して膜状に形成されるスカムが発生し、これにより内部に異臭が発生する。そのような場合でも、第１停止水位ＬＷＬ１がマンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、それより上方の第２停止水位ＬＷＬ２が停止水位に設定された状態でポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過したときに、停止水位ＬＷＬを第１停止水位ＬＷＬ１に設定してポンプを運転すると、マンホール１１に蓄積されたスカムが水中ポンプ２０により排水されて、マンホール１１内の浄化が行なわれるようになる。
【００８０】
また、予め設定された水中ポンプ２０の最小起動時間間隔を満たすように起動水位ＨＷＬと第２停止水位ＬＷＬ２が設定されていることが好ましい。
【００８１】
ポンプの起動時間間隔が短い場合には、頻繁な起動による消費電力量の上昇と、ポンプの電動機の発熱をもたらし、電動機、つまりポンプの寿命を損なう虞がある。しかし、起動水位と第２停止水位を適切に設定することにより、予め設定されたポンプの最小起動時間間隔を満たすことができ、上述した不都合な事態の発生を回避できるようになる。
【００８２】
図４に示すように、ポンプは、使用する範囲において単位時間あたりの吐出量が増加するにつれ単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を示すポンプである必要がある。
【００８３】
図３に示すフローチャートに基づいて、図４に類似する特性を持つポンプの制御部５１で実行されるポンプ運転方法を説明する。
制御部５１は、メモリ５２から指標を読み出して（Ｓ１）、その値が予め設定された閾値より低い場合、つまり単位時間当たりの流入量が少ないと判断すると（Ｓ２）、起動水位をＨＷＬ２、停止水位をＬＷＬ２に設定し（Ｓ３）、単位時間当たりの流入量が多いと判断すると（Ｓ２）、起動水位をＨＷＬ１、停止水位をＬＷＬ１に設定する（Ｓ１１）。
【００８４】
起動水位がＨＷＬ２、停止水位がＬＷＬ２に設定され（Ｓ３）、マンホール１１の水位が起動水位ＨＷＬ２以上になると（Ｓ４）、ポンプを起動するとともにポンプ起動カウンタをインクリメントする（Ｓ５）。ポンプ起動カウンタの値は初期に０に設定され、起動される度に１加算される。
【００８５】
ポンプ起動カウンタの値が予め設定された閾値Ｎ（本実施形態では、Ｎ＝６）未満であると（Ｓ６）、停止水位ＬＷＬ２を基準に水位が低下するまで駆動され（Ｓ８）、閾値Ｎになると停止水位ＬＷＬ１を基準に水位が低下するまで駆動され、水位が停止水位ＬＷＬ１以下になると（Ｓ７）、ポンプ起動カウンタの値が０にリセットされて（Ｓ９）、所定時間経過後に水中ポンプ２０が停止される（Ｓ１０）。
【００８６】
つまり、ポンプ起動カウンタの値がＮ＝６になるまでは水位が停止水位ＬＷＬ２になるとポンプが停止され、ポンプ起動カウンタの値がＮ＝６になると水位が停止水位ＬＷＬ１になるとポンプが停止される。これにより、マンホール１１に蓄積されたスカムが破砕されて下流側に汚水とともに圧送される。
【００８７】
ステップＳ１１で起動水位がＨＷＬ１、停止水位がＬＷＬ１に設定されると、マンホール１１の水位が起動水位ＨＷＬ１以上になると（Ｓ１２）、ポンプを起動して（Ｓ１３）、水位が停止水位ＬＷＬ１以下になると（Ｓ１４）、所定時間経過後に水中ポンプ２０が停止される（Ｓ１５）。
【００８８】
即ち、本発明によるポンプ運転方法は、貯水槽と、貯水槽から貯留水を排出し、または貯水槽へ貯留水を流入させるポンプと、を備えた貯水設備に適用され、貯水槽の水位が起動水位になるとポンプを起動し、その後停止水位になるとポンプを停止するポンプ運転方法であって、停止水位として、貯水槽の有効貯留容量を排出させるための第１停止水位と第１停止水位を基準にして起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、第２停止水位を停止水位とし、第１停止水位を停止水位としてポンプを運転する場合の運転回数よりも多数の運転を行ない、貯水槽に対する所定時間当たりの所定の流入水量または流出水量を満たすように構成されている。
【００８９】
また、水位計により計測された直近の水位変動に基づいて、またはポンプの直近の運転時間に基づいて、第２停止水位を設定するように構成されている。
【００９０】
そして、貯水設備がマンホール設備であり、第１停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位以下に設定され、第２停止水位が前記マンホール設備の有効貯留水深下端水位よりも高位置に設定され、第２停止水位が前記停止水位に設定された状態でポンプが所定回数運転され及び／または所定時間経過すると、少なくとも一度は第１停止水位を停止水位に設定してポンプを運転するように構成されている。
【実施例】
【００９１】
図４に基づいて、本発明のシミュレーション結果を説明する。
図４にはマンホールポンプの全揚程、効率、軸動力の各特性線が示されている。全揚程９ｍから４ｍの範囲を１ｍ間隔で区間ＡからＥの５区間に区分し、各区間の揚程の中央値を平均揚程とし、その平均揚程に対する吐出し量及び軸動力を表に抽出した。そして、そのときの１ｍ吐出電力量（単位送水量当たりの消費電力量）を算出した。
【００９２】
ここで、１ｍ吐出電力量とは、同じ断面の水槽を想定し、高さ１ｍ分を吐き出すのに消費する電力量のことである。同じ断面積の水槽なので高さ１ｍ分吐き出す水量は常に同じ量となる。
【００９３】
例えば、揚程１０ｍ分を吐出すとき、区間Ｂ，Ａ（揚程２ｍ）で運転するように設定されている場合、Ｂ，Ａ区間を５回運転すると、（２．５８＋３．３６）×５＝２９．７ｋＷｍｉｎ＝０．４９５ｋＷｈ（１００％）の電力量を要することになる。
【００９４】
区間Ｂ（揚程１ｍ）のみ１０回運転すると、２．５８×１０＝２５．８ｋＷｍｉｎ＝０．４３ｋＷｈ（８６．９％）となり、消費電力量の低減化が達成できることが分かる。
【００９５】
区間Ｂ（揚程１ｍ）のみ８回運転し、その後区間Ａ，Ｂ（揚程２ｍ）を１回運転すると、２．５８×９＋３．３６＝２６．５８ｋＷｍｉｎ＝０．４４３ｋＷｈ（８９．５％）と、低消費電力化を達成しつつ区間Ｂ，Ａの運転によってスカムの除去が可能になる。
【００９６】
区間Ｅ，Ｄに対しても同様のシミュレーションで低消費電力化が達成できることが分かる。
【００９７】
例えば、揚程１５ｍ分を吐出すとき、区間Ｃ，Ｂ，Ａで運転するように設定されている場合、Ｃ，Ｂ，Ａ区間（揚程３ｍ）を５回運転すると、（２．０９＋２．５８＋３．３６）×５＝４０．１５ｋＷｍｉｎ＝０．６６９ｋＷｈ（１００％）に対して、毎回区間Ｃ（揚程１ｍ）を運転すると、２．０９×１５＝３１．３５ｋＷｍｉｎ＝０．５２３ｋＷｈ（７８．２％）となり、消費電力量の低減化が達成できることが分かる。
【００９８】
スカム除去のため、区間Ｃ（揚程１ｍ）を１２回運転し、区間Ｃ，Ｂ，Ａ（揚程３ｍ）を１回運転すると、２．０９×１３＋２．５８＋３．３６＝３３．１１ｋＷｍｉｎ＝０．５５２ｋＷｈ（８２．５％）となり、スカムの除去を可能にしつつも消費電力量の低減化が達成できることが分かる。
【００９９】
他の区間、例えば区間Ｅ，Ｄ，Ｃで運転するような場合にも同様の演算を行なうことにより同様の結果が得らえることが明らかになった。
【０１００】
以下、別実施形態を説明する。
上述した実施形態では、停止水位と起動水位の双方を切替設定する態様を説明したが、少なくとも停止水位を切替設定するように構成すればよい。
【０１０１】
上述した実施形態では、貯水設備がマンホール設備である場合を説明したが、本発明は、上水を供給する配水池（配水タンク）に対しても適用できる。即ち、停止水位として、第１停止水位と第１停止水位を基準にして起動水位側に設定された第２停止水位が設定可能に構成され、貯水槽に対する所定時間当たりの流出水量を指標にして、第１停止水位と第２停止水位の何れか一方を前記停止水位に設定するように構成されていればよい。
【０１０２】
配水池（配水タンク）からの水の単位時間当たりの需要が少ない場合には、第１停止水位よりも低水位の第２停止水位で配水池へのポンプによる送水を停止することによって消費電力量を抑制できるようになる。
【０１０３】
同様に、起動水位ＨＷＬとして、第１起動水位ＨＷＬ１と第１起動水位ＨＷＬ１を基準にして停止水位ＬＷＬとは反対側、つまり低水位側に設定された第２起動水位ＨＷＬ２が設定可能に構成され、前記指標に基づいて、第１起動水位ＨＷＬ１と第２起動水位ＨＷＬ２の何れか一方を起動水位ＨＷＬに設定するように構成されていてもよい。
【０１０４】
そして、貯水槽に対する単位水量の流出に必要な電力量に基づいて、指標を算出するように構成されていればよい。
【０１０５】
上述した実施形態では、貯水槽に対する所定時間当たりの流入水量または流出水量を指標にして、第１停止水位と第２停止水位の何れか一方を停止水位に設定する態様を説明したが、停止水位を設定する指標として、ポンプの所定時間当たりの起動頻度を用いるものであってもよい。
【０１０６】
例えば、マンホールポンプ施設技術マニュアルを参照すると、７．５ｋＷのポンプの最小起動間隔は６分に定められている。マンホールポンプ装置にこの様な２台のポンプが設けられ、２台のポンプを交互運転する場合を想定すると、２台のポンプに対して見掛け上は３分の最小起動間隔となる。
【０１０７】
このようなマンホールポンプ装置において、停止水位を第１停止水位と第２停止水位の何れかに切り替える方法の一つとして、起動水位に達した時に、前回停止水位で停止した時からの経過時間（ポンプの所定時間当たりの起動頻度の一例）を確認して、当該経過時間に基づいて停止水位を決定するように構成してもよい。
【０１０８】
ポンプ設計では槽内への最大流入量を考慮して最小起動間隔を確保しているので、流入水量が通常であれば起動間隔は最小起動間隔より長くなる。そこで、施工初期の段階では停止水位の初期値として第２停止水位を採用し、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が３分以内であれば、停止水位を第１停止水位に切り替え、３分以上であれば停止水位を第２停止水位に維持するように構成すればよい。
【０１０９】
第２停止水位での排出容量（起動水位から第２停止水位までの貯留容量）が、第１停止水位での排出容量（起動水位から第１停止水位の貯留容量）の１／２程度の場合、前回の停止水位が第１停止水位で、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が６分以上であれば停止水位を第２停止水位としても起動間隔は３分以上となることが予測されるので、停止水位を第２停止水位に切り替え、６分以内であれば停止水位を第１停止水位に維持するように構成すればよい。
【０１１０】
なお、１台のポンプが故障した状態で、正常なポンプのみの運転となる場合には、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間の基準値を６分から倍の１２分にすればよい。また、２台のポンプの能力が異なる場合や故障等で運転時間にアンバランスが生じている場合は、当該号機の前回の運転からの時間として上記の基準値を倍にすればよい。
【０１１１】
このように、ポンプの所定時間当たりの起動頻度が少ない場合は、単位送水量当たりの消費電力量の低い領域で運転することにより消費電力を抑制することができるようになる。
【０１１２】
ポンプの所定時間当たりの起動頻度に基づいて停止水位を第１停止水位と第２停止水位の間で切り替える別の方法として、単位時間当たりの起動回数に応じて停止水位を決定する方法を採用してもよい。
【０１１３】
上述の例によるポンプ装置では最小起動間隔が３分なので、過去３０分の起動頻度が１０回に達すると停止水位を第１停止水位に設定し、１０回に満たない場合は停止水位を第２停止水位に設定するように構成すればよい。この場合、起動間隔が最小起動間隔を下回っている可能性も考慮して、停止水位を切り替える起動頻度回数は上記回数の半数程とすることが望ましい。
【０１１４】
上述した例では、第２停止水位と第１停止水位が固定水位に設定され、ポンプの所定時間当たりの起動頻度が閾値以上になると第１停止水位に設定し、起動頻度が閾値を下回ると第２停止水位に切り替える構成を説明したが、起動頻度に応じて第２停止水位を可変設定するように構成してもよい。
【０１１５】
起動頻度が閾値を下回った場合に、その程度が大きければ第２停止水位を起動水位側に設定し、その程度が小さければ第２停止水位を第１停止水位側に設定するのである。つまり、指標に基づいて第２停止水位が第１停止を基準にして起動水位側に可変設定可能に構成されていてもよい。
【０１１６】
上述の停止水位で停止した時からの経過時間を起動頻度にした例において、前回の停止水位が第１停止水位で、ポンプを停止した時から起動水位に達した時間が６分以上であれば、第２停止水位をより起動水位側に設定してもよい。例えば、排出容量が１／３や１／４となるところに第２停止水位を設定する場合は、第２停止水位に切り替える間隔を３倍の９分、４倍の１２分とすればよい。
【０１１７】
ポンプの所定時間当たりの起動頻度によっては、固定された値の第２停止水位で運転を続けることが困難となるが、その時に設定される第２停止水位が第１停止水位を基準にして指標に基づいて起動水位側に可変に設定される、つまり第１停止水位側に設定してもよい。例えば、起動水位に達した時間が６分以下である場合、例えば４分３０秒であれば、第１停止水位と第２停止水位の１／２となる位置を新たな第２停止水位と設定すればよい。なお、水位によって単位時間当たりの流量が変化するが、ここでは一律として記述している。
【０１１８】
このように、ポンプの所定時間当たりの起動頻度によって、その時に設定される第２停止水位起動水位側に可変に設定されると、より柔軟に電力消費量を低減することが可能になり、さらなる消費電力量の低減化を図ることができる。
【０１１９】
上述した実施形態では、ポンプとして、使用する範囲において単位時間あたりの吐出量が増加するにつれ単位水量を吐出するのに必要な電力量が低下する特性を示すポンプを例に本発明を説明したが、締切運転に近づくほど軸動力が上昇する軸流ポンプのようなポンプであっても、ポンプの単位送水量当たりの消費電力量が低い領域の停止水位と起動水位を選択して、有効貯留容量を排出または流入させるための停止水位と起動水位でポンプを運転する場合の運転回数よりも多くの運転回数を設定することで、消費電力量を抑制することができるようになる。
【０１２０】
以上説明したポンプ制御装置及びポンプ運転方法は例示に過ぎず、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２１】
１０：マンホールポンプ装置
１２：流入管
１１：マンホール
１３：立上り配管
１４：流出管
１５，１６：水位センサ
２０：水中ポンプ
５０：制御装置
５１：制御部（マイクロコンピュータ
５２：メモリ
５３：ポンプ駆動回路
５４：通信部
ＬＷＬ：停止水位
ＬＷＬ１：第１停止水位
ＬＷＬ２：第２停止水位
ＨＷＬ：起動水位
ＨＷＬ１：第１起動水位
ＨＷＬ２：第２起動水位
【図１】
2018105303.tif 000003
【図２】
2018105303.tif 000004
【図３】
2018105303.tif 000005
【図４】
2018105303.tif 000006