(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効液位変動幅内で断面積が一定の液槽と、該液槽内の液を排出する１台若しくは複数台のポンプと、液槽内の液位を検出するアナログ液位計と、該アナログ液位計の液位出力信号を単位時間毎に取得・保存するデータ保存機能を有する演算装置で構成され、
前記ポンプの運転前若しくは運転台数追加前の液流入量と、該ポンプの運転台数追加前のポンプ排液量と、運転若しくは運転追加した該ポンプの設定排液量より、該ポンプの運転後若しくは運転台数追加後で任意に設定した所定の判定時間経過後の液位を想定し、該想定液位と該判定時間経過後の前記アナログ液位計の計測液位とを比較して、該運転若しくは運転追加したポンプの液吐出量低下からエアロック／吸い込み閉塞判定をすることを特徴とするポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定装置。
【請求項２】
有効液位変動幅内で断面積が一定の液槽と、該液槽内の液を排出する１台若しくは複数台のポンプを具備するポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定方法であって、
前記液槽内の液位を検出するアナログ液位計を設け、
前記ポンプの運転前若しくは運転台数追加前の液流入量と、該ポンプの運転台数追加前のポンプ排液量と、運転若しくは運転追加した該ポンプの設定排液量より、該ポンプの運転後若しくは運転台数追加後で任意に設定した所定の判定時間経過後の液位を想定し、該想定液位と該判定時間経過後の前記アナログ液位計の計測液位とを比較して、該運転若しくは運転追加したポンプの液吐出量低下からエアロック／吸い込み閉塞判定をすることを特徴とするポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有効液位変動幅内で液槽断面が一定の水槽を用いた排液ポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排水ポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定装置としては下記のようなものがある。即ち、水槽のＨ（上限）水位で排水を開始し、Ｌ（下限）水位で排水を完了する排水ポンプ設備で、ポンプ吐出量（設定値）と、Ｈ（上限）水位とＬ（下限）水位間の水槽容積と、ポンプ停止中に演算した流入量（ポンプ運転中も継続するものと仮定）より、排水完了時刻（Ｌ水位到達時刻）を予想し、この予測時刻における水位判定（各設定水位信号のＯＮ／ＯＦＦ検出）より、ポンプ排水量低下からエアロック又は吸い込み閉塞を判定している。
【０００３】
上記従来の技術では、演算による排水完了予想時刻における水位判定を行うため、ポンプ排水量低下により排水完了予想到達時刻以前の異常高水位検出後にポンプ排水量低下を判定するケースが生じるなど、排水完了時刻に到達しないと、ポンプ排水量低下を判定できないという問題がある。
【０００４】
また、上記従来の技術では、複数台のポンプが運転されている場合、複数台のポンプ運転中に排水量低下が判定されても、排水量が低下しているポンプを特定できないという問題もあった。
【０００５】
また、上記従来の技術では、ポンプ吐出量（設定値）と、Ｈ（上限）水位とＬ（下限）水位間の水槽容積と、ポンプ停止中に演算した流入量より、排水完了時刻（Ｌ水位到達時刻）を予想し、この予測時刻における水位判定より、ポンプ排水量低下を判定するため、Ｈ（上限）水位又はＬ（下限）水位を変更すると、Ｈ（上限）水位とＬ（下限）水位間の水槽容積も変更する必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、排液完了時刻に到達しない任意の液位でポンプの排液量低下を判定でき、複数台のポンプが運転されている場合でも排液量が低下しているポンプを特定でき、且つＨ（上限）液位又はＬ（下限）液位を変更してもＨ液位とＬ液位間の液槽容積の変更も必要のないポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、有効液位変動幅内で断面積が一定の液槽と、該液槽内の液を排出する１台若しくは複数台のポンプと、液槽内の液位を検出するアナログ液位計と、該アナログ液位計の液位出力信号を単位時間毎に取得・保存するデータ保存機能を有する演算装置で構成され、ポンプの運転前若しくは運転台数追加前の液流入量と、該ポンプの運転台数追加前のポンプ排液量と、運転若しくは運転追加した該ポンプの設定排液量より、該ポンプの運転後若しくは運転台数追加後で任意に設定した所定の判定時間経過後の液位を想定し、該想定液位と該判定時間経過後のアナログ液位計の計測液位とを比較して、該運転若しくは運転追加したポンプの液吐出量低下からエアロック／吸い込み閉塞判定をすることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、有効液位変動幅内で断面積が一定の液槽と、該液槽内の液を排出する１台若しくは複数台のポンプを具備するポンプ設備のエアロック／吸い込み閉塞判定方法であって、液槽内の液位を検出するアナログ液位計を設け、ポンプの運転前若しくは運転台数追加前の液流入量と、該ポンプの運転台数追加前のポンプ排液量と、運転若しくは運転追加した該ポンプの設定排液量より、該ポンプの運転後若しくは運転台数追加後で任意に設定した所定の判定時間経過後の液位を想定し、該想定液位と該判定時間経過後のアナログ液位計の計測液位とを比較して、該運転若しくは運転追加したポンプの液吐出量低下からエアロック／吸い込み閉塞判定をすることを特徴とする。
【０００９】
上記のようにポンプの運転前若しくは運転台数追加前の液流入量と、該ポンプの運転台数追加前のポンプ排液量と、運転若しくは運転を追加した該ポンプの設定排液量より、該ポンプの運転後若しくは運転台数追加後で任意に設定した所定の判定時間経過後の液位を想定し、該想定液位と該判定時間経過後のアナログ液位計の計測液位とを比較して、該運転若しくは運転追加したポンプの液吐出量低下からエアロック／吸い込み閉塞判定を行うので、判定時刻をポンプの運転時刻若しくは運転台数追加時刻から任意時間経過後、若しくは運転状態の変化時（ポンプ運転台数の増減・上限液位・下限液位など）とすることで、判定タイミングの遅延が生じることを減少させることができる。
【００１０】
また、複数台のポンプが運転する場合でも、ポンプを追加運転する毎に判定を繰り返すことで、判定時に追加されたポンプの排液量状態を判定することができる。
【００１１】
また、従来技術では、Ｈ（上限）液位又はＬ（下限）液位を変更すると、Ｈ（上限）液位とＬ（下限）液位間の液槽容積も変更する必要があったが、本発明ではアナログ液位計の計測液位を演算することで，任意液位でのポンプ運転に対しても、ポンプ排液量の低下を判定することが可能で、ポンプのエアロック／吸い込み閉塞判定が可能となる。
【００１２】
また、判定前の運転ポンプに排液量低下現象が有っても、その状態の相対排液量を以降の判定に用いることで、その後の追加運転ポンプ吐出量の判定を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。本実施形態ではポンプ設備として汚水が流入するマンホールを具備するマンホール排水ポンプ設備を例に説明する。図１は本発明に係るマンホール排水ポンプ設備の構成を示す図である。図１において、１０は汚水Ｑが流入するマンホールであり、該マンホール１０の底部に排水ポンプ１１−１、１１−２が配置されている。マンホール１０内には流入管１２から汚水Ｑが流入するようになっている。該マンホール１０内の汚水Ｑの水位１３がＨ（上限）水位となったら排水ポンプ１１−１又は１１−２を起動することにより、汚水Ｑは吐出管１４を通って排出される。汚水Ｑの水位１３がＬ（下限）水位となったら、排水ポンプ１１を停止する。
【００１４】
なお、上記例では排水ポンプ１１を１１−１と１１−２の２台を具備する例を示したが、排水ポンプの台数は２台に限定されるものではなく、１台若しくは３台以上とする場合もある。
【００１５】
１５はマンホール１０のＬ（下限）水位以下の任意の位置に配置され汚水Ｑの水位１３を検知するアナログ水位計であり、該アナログ水位計１５は、例えば圧力センサ（図示せず）を具備し、該圧力センサが受ける水圧により水位を測定するものである。該アナログ水位計１５の水位出力信号は演算装置１６に入力され、演算装置１６の出力信号は制御装置１７に入力される。制御装置１７は排水ポンプ１１−１、１１−２を制御する。該演算装置１６は後に詳述するように、アナログ水位計１５の水位出力信号を所定時間毎に取得（サンプリング）・保存するデータ保存機能と、保存されている水位データより排水ポンプ１１の運転状態における水位変化の演算を行うと共に、後述の排水ポンプ１１のエアロック／吸い込み閉塞判定を行うものである。
【００１６】
図２は排水ポンプ運転状態によるマンホール１０内の汚水Ｑの水位変化を示す図である。図２において、ポンプ運転（運転台数増加）時刻Ｔ1の水位をｈ1（ｍ）、時刻Ｔ1の相対流入量（即ち時刻Ｔ1の直前の水位変化量ΔＬ（ｍ）から求めた流入量）をΣＱin1＝ΔＬ×Ａ（Ａはマンホール１０の断面積）、時刻Ｔ1における追加運転ポンプの定格容量をＱPn（ｍ3／ｍｉｎ）、ポンプのエアロック判定係数Ｋ1、ポンプの吸込閉塞判定係数Ｋ2とした場合、時刻Ｔ1でポンプ運転（運転台数追加）した場合、所定時間経過後の判定時刻Ｔ2の水位ｈ2は、ポンプの状態（エアロック状態、吸込閉塞状態、正常状態）によりｈ2（0）〜ｈ2（3）となる。
【００１７】
運転されている排水ポンプ１１が完全エアロック状態、即ち排水量＝“０”の状態である場合の理論水位ｈ2（0）は、
ｈ2（0）＝（ΣＱin1−ＱPn×０．０）×（Ｔ2−Ｔ1）÷Ａ＋ｈ1    （１）
となる。
【００１８】
運転されている排水ポンプ１１がエアロック下限状態、即ち排水量≒“０”の状態である場合の理論水位ｈ2（1）は、
ｈ2（1）＝（ΣＱin1−ＱPn×Ｋ1）×（Ｔ2−Ｔ1）÷Ａ＋ｈ1        （２）
となる。
【００１９】
運転されている排水ポンプ１１が吸込閉塞下限状態、即ちポンプ排水量＜定格吐出量の状態である場合の理論水位ｈ2（2）は、
ｈ2（2）＝（ΣＱin1−ＱPn×Ｋ2）×（Ｔ2−Ｔ1）÷Ａ＋ｈ1        （３）
となる。
【００２０】
運転されている排水ポンプ１１が正常運転の状態、即ちポンプ排水量≒定格吐出量の状態である場合の理論水位ｈ2（3）は、
ｈ2（3）＝（ΣＱin1−ＱPn×１．０）×（Ｔ2−Ｔ1）÷Ａ＋ｈ1      （４）
となる。
【００２１】
また、時刻Ｔ1〜時刻Ｔ2間の相対流入量ΣＱin2は、
ΣＱin2＝（ｈ2−ｈ1）×Ａ÷（Ｔ2−Ｔ1）
となる。
【００２２】
判定時刻Ｔ2の上記理論水位ｈ2（0）〜ｈ2（3）と、判定時刻Ｔ2にアナログ水位計１５で測定した計測水位ｈ2（ｍ）の関係により、下記のように追加運転ポンプの吐出量状況を判定する。
ｈ2≧ｈ2（1）：追加運転ポンプにエアロック状態発生
ｈ2（1）＞ｈ2≧ｈ2（2）：追加運転ポンプに吸込閉塞状態発生
ｈ2（2）＞ｈ2：追加運転ポンプの吐出量正常
【００２３】
上記追加運転ポンプの吐出量の判定以降は、上記（１）〜（４）の相対流入量ΣＱin1の値を時刻Ｔ1〜時刻Ｔ2間の相対流入量ΣＱin2に代えて判定を行う。
【００２４】
なお、上記実施形態例では、ポンプ設備として汚水が流入するマンホール排水設備を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、有効液位変動幅内で断面積が一定の液槽と、１台若しくは複数台のポンプを具備するポンプ設備で利用できることは当然である。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
従来技術では、Ｈ（上限）液位又はＬ（下限）液位を変更すると、Ｈ（上限）液位とＬ（下限）液位間の液槽容積も変更する必要があったが、本発明では、アナログ液位計の計測液位を演算することで、任意液位でのポンプ運転に対しても、ポンプ排液量の低下を判定することが可能で、ポンプのエアロック／吸い込み閉塞判定が可能となる。
【００２６】
また、判定前の運転ポンプに排液量低下現象が有っても、その状態を相対排液量を以降の判定に用いることで、その後の追加運転ポンプ吐出量の判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエアロック／吸い込み閉塞判定装置を用いる排水ポンプ設備の構成例を示す図である。
【図２】ポンプ運転状態によるマンホール内の水位の変化の状態を示す図である。
【符号の説明】
１０            マンホール
１１            排水ポンプ
１２            流入管
１３            水位
１４            吐出管
１５            アナログ水位計
１６            演算装置
１７            制御装置
【図１】
0004108947.tif 000002
【図２】
0004108947.tif 000003