(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送水・配水場に設置される複数の送水・配水ポンプの、送水・配水圧力を一定値に保ちながら送水・配水流量の変化に従い運転台数を増加させるポンプ台数制御方法において、１台運転から２台目運転追加に際しては、１台目ポンプを定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（１）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ１より、本来１台目ポンプが持つ実際の特性曲線あるいはポンプ経年変化による特性曲線と、前記代表特性曲線（１）との差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ１を差し引いた値（Ｑ１−ΔＱ１）に送水・配水量が達した時に行い、また、２台運転から３台目追加運転に際しては、１台目および２台目ポンプを共に定格回転数で運転した場合の総合的な送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（２）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ２より、本来１台目・２台目ポンプが持つ各々の実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による該特性曲線と代表特性曲線（２）との差異の合計に相当する差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ２を差し引いた値（Ｑ２−ΔＱ２）に送水・配水量が達した時に行い、同様の方法により、４台目、５台目、・・・、ｎ台目と追加運転させて行く事を特徴とするポンプ台数制御方法。
【請求項２】
送水・配水場に設置される複数の送水・配水ポンプの、送水・配水圧力を一定値に保ちながら送水・配水流量の変化に従い運転台数を増加させるポンプ台数制御方法において、１台運転から２台目運転追加に際しては、１台目ポンプを定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（１）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ１より、本来１台目ポンプが持つ実際の特性曲線あるいはポンプ経年変化による特性曲線と、前記代表特性曲線（１）との差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ１を差し引いた値（Ｑ１−ΔＱ１）に送水・配水量が達した時に行い、また、２台運転から３台目追加運転に際しては、１台目および２台目ポンプを共に定格回転数で運転した場合の総合的な送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（２）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ２より、本来１台目・２台目ポンプが持つ各々の実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による該特性曲線と代表特性曲線（２）との差異の合計に相当する差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ２を差し引いた値（Ｑ２−ΔＱ２）に送水・配水量が達した時に行い、同様の方法により、４台目、５台目、・・・、ｎ台目と追加運転させて行くに際し、各ポンプの定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線と、本来各ポンプが持つ実際の特性曲線或はポンプ経年変化による特性曲線との差異に相当する送水・配水量、或は該送水・配水量より大きい値をあらかじめ設定しておき、台数制御するポンプの自由な組み合わせに応じ、運転中ポンプの前記あらかじめ設定されている送水・配水量を加算し、これをその時の組み合わせられたポンプが持つ実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による前記特性曲線と代表特性曲線との差異とする事を特徴とするポンプ台数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送水・配水場の複数台の送水・配水用ポンプにおける台数制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
送水あるいは配水場に設置される送水・配水ポンプは、通常複数台である。
これは、配水する水の圧力（以下単に配水圧という）はほぼ一定に保たれる必要があり、且つ要求される水の流量（以下単に配水量という）は、広範囲に変化する為、配水圧を維持しつつ少ない配水量の時には１台のポンプを運転し、配水量が増加するにつれ運転ポンプの台数を増やして行くことで効率的な運転を行なう為である。
【０００３】
今、配水圧を維持しつつ少ない配水量を供給すべくポンプが１台のみ回転数制御されている（通常は配水圧一定にする為圧力制御するが、その結果としての回転数を制御するという事から、以降回転数制御という）とする。この状態で配水量が増加して行けば２台目のポンプが追加運転され、１台目のポンプと共に必要配水量を供給する為回転数が制御される。更に配水量が増えれば、３台目のポンプが追加運転され、１台目・２台目・3台目のポンプにより必要配水量を供給する為回転数が制御される。
【０００４】
このように、複数台のポンプにより必要配水量に応じた必要最小限のポンプ運転をする事により効率的な運転が可能となる。
さて、この２台目・３台目の追加運転はどうして決定されるかを図２に示す特性図で説明する。
【０００５】
図２は、ポンプを定格回転数で運転した時の配水圧と配水量の関係を表わす代表特性（以下単に代表Ｑ−Ｈ特性という）であり、（１）はポンプ１台のみの定格回転数運転時、（２）はポンプ２台の定格回転数運転時、（３）はポンプ３台の定格回転数運転時の代表Ｑ−Ｈ特性である。また、Ｐは維持したい配水圧を表わす。一般的に２台目、３台目の運転は、１台目のポンプ運転時に配水圧Ｐを維持しつつ配水量が増加して行き、代表Ｑ−Ｈ特性（１）と配水圧Ｐとの交点の配水量Ｑ１よりΔＱだけ小さい（Ｑ１−ΔＱ）に配水量が達した時２台目が追加運転される。更に配水量が増加して行き、代表Ｑ−Ｈ特性（２）と配水圧Ｐとの交点の配水量Ｑ２よりΔＱだけ小さい（Ｑ２−ΔＱ）に配水量が達した時３台目が追加運転される。以降同様に４台目、５台目と追加運転されて行く。
【０００６】
［発明が解決しようとする課題］さて、上述の配水量ΔＱを何故設定するかであるが、主に次の理由があげられる。図３の特性図に示すように、ポンプ自体の実際のＱ−Ｈ特性やあるいはポンプ経年変化などで、代表Ｑ−Ｈ特性（１）（図２の（１）と同じ）の左側に実際Ｑ−Ｈ特性（１）’があり、ΔＱを設けずＱ１にて２台目運転が入るよう設定されていれば、Ｑ１に達するまでに配水圧Ｐが実際特性（１）’に沿って低下する事になり、追加運転直前に配水圧Ｐの維持が不可能になる。（図３のＡ点で運転される）
この為、ポンプの実際特性が（１）’であっても、配水圧Ｐの維持が可能な配水量（Ｑ１−ΔＱ）の配水量に達した時２台目追加運転に入るようΔＱが設定されている。つまりΔＱが配水量の制御余裕代となっている。しかしながら、３台目・４台目とポンプ台数が増えてもΔＱが一定値であるなら、上述の余裕代は、１／（追加ポンプ台数）に等価的に減少した事になる。この為、配水量増加による追加運転直前の配水圧低下が発生するという課題を有していた。本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、これらの課題を解消するポンプの台数制御方法を提供することにある。
【０００７】
［課題を解決するための手段］つまり、その目的を達成するための手段は、１．請求項１について、送水・配水場に設置される複数の送水・配水ポンプの、送水・配水圧力を一定値に保ちながら送水・配水流量の変化に従い運転台数を増加させるポンプ台数制御方法であり、１台運転から２台目運転追加に際しては、１台目ポンプを定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（１）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ１より、本来１台目ポンプが持つ実際の特性曲線あるいはポンプ経年変化による特性曲線と、前記代表特性曲線（１）との差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ１を差し引いた値（Ｑ１−ΔＱ１）に送水・配水量が達した時に行い、また、２台運転から３台目追加運転に際しては、１台目および２台目ポンプを共に定格回転数で運転した場合の総合的な送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（２）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ２より、本来１台目・２台目ポンプが持つ各々の実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による該特性曲線と代表特性曲線（２）との差異の合計に相当する差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ２を差し引いた値（Ｑ２−ΔＱ２）に送水・配水量が達した時に行い、同様の方法により、４台目、５台目、・・・、ｎ台目と追加運転させて行く事を特徴とするポンプ台数制御方法である。
【０００８】
２．請求項２について、送水・配水場に設置される複数の送水・配水ポンプの、送水・配水圧力を一定値に保ちながら送水・配水流量の変化に従い運転台数を増加させるポンプ台数制御方法であり、１台運転から２台目運転追加に際しては、１台目ポンプを定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（１）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ１より、本来１台目ポンプが持つ実際の特性曲線あるいはポンプ経年変化による特性曲線と、前記代表特性曲線（１）との差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ１を差し引いた値（Ｑ１−ΔＱ１）に送水・配水量が達した時に行い、また、２台運転から３台目追加運転に際しては、１台目および２台目ポンプを共に定格回転数で運転した場合の総合的な送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線（２）上の一定送水・配水圧力Ｐに相当する送水・配水流量Ｑ２より、本来１台目・２台目ポンプが持つ各々の実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による該特性曲線と代表特性曲線（２）との差異の合計に相当する差異量或は該差異量より大きい値ΔＱ２を差し引いた値（Ｑ２−ΔＱ２）に送水・配水量が達した時に行い、同様の方法により、４台目、５台目、・・・、ｎ台目と追加運転させて行くに際し、各ポンプの定格回転数で運転した場合の送水・配水圧力と送水・配水流量の関係を表わす代表特性曲線と、本来各ポンプが持つ実際の特性曲線或はポンプ経年変化による特性曲線との差異に相当する送水・配水量、或は該送水・配水量より大きい値をあらかじめ設定しておき、台数制御するポンプの自由な組み合わせに応じ、運転中ポンプの前記あらかじめ設定されている送水・配水量を加算し、これをその時の組み合わせられたポンプが持つ実際の特性曲線、或はポンプ経年変化による前記特性曲線と代表特性曲線との差異とする事を特徴とするポンプ台数制御方法である。
【０００９】
すなわち、請求項１において、配水量の制御余裕代ΔＱを変化させる事にある。例えば３台目の追加運転は、図２の代表Ｑ−Ｈ特性（２）に対して、１台目ポンプの余裕代分と２台目ポンプの余裕代分を加算した配水量の余裕代をＱ２から差し引いた配水量に配水量が達した時に行なう。４台目の追加運転は、図２の（３）に対して、１台目、２台目、３台目ポンプの余裕代分を加算した余裕代分をＱ３から差し引いた流量に配水量が達した時に行なう。
【００１０】
また、請求項２においては、台数制御されるポンプの組み合わせは自由に選択される事があり、運転中ポンプの余裕代を加算した値を固定する事には問題がある。
この時は、各ポンプの余裕代をあらかじめ設定しておき、自由な組み合わせの運転中ポンプ余裕代を加算した値を上記のようにＱ２やＱ３などから差し引くようにし、追加運転に移行させる方法である。
【００１１】
その作用は次のごとくである。
このように、課題であった配水量制御余裕代が等価的に１／（追加ポンプ台数）になる事なく、それぞれのポンプの配水量制御余裕代を確保する事が可能となる。
また、ポンプの自由な組み合わせによる台数制御の対応にも可能となる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す特性図であり、図中、図２と同一記号のものは同一の内容である。
今、配水圧Ｐを維持しつつ小配水量を供給する為ポンプが1台運転されているとする。これが、さらに配水量が増加し、やがて（Ｑ１−ΔＱ１）に配水量が達した時２台目ポンプの追加運転を開始する。この時のΔＱ１と図２のΔＱは同じものであり、１台目ポンプの配水量制御余裕代である。
更に配水量が増加し、やがて（Ｑ２−ΔＱ２）に配水量が達した時３台目の追加運転が開始されるが、この時の配水量制御余裕代はΔＱ２であり、これは１台目と２台目の制御余裕代の合計となっている。
同様に４台目運転は（Ｑ３−ΔＱ３）となり、配水量制御余裕代ΔＱ３は1台目・２台目・３台目の各余裕代の合計に設定されている。
【００１３】
つまり、この場合ΔＱ１、ΔＱ２、ΔＱ３の内訳は
ΔＱ１：１台目ポンプの配水量制御余裕代
ΔＱ２：１台目ポンプの配水量制御余裕代＋２台目ポンプの配水量制御余裕代
ΔＱ３：１台目ポンプの配水量制御余裕代＋２台目ポンプの配水量制御余裕代
＋３台目ポンプの配水量制御余裕代
となっている。
しかしながら、ポンプ台数制御においては運転するポンプの組み合わせを自由に選択する場合があり、ΔＱ１，２，３を固定値とする事には問題が発生する。そこで請求項２で示すように、各ポンプの配水量制御余裕代をあらかじめ設定しておき、自由な組み合わせによる運転中ポンプの各配水量制御余裕代を加算する事で上述の問題を回避できる。
【００１４】
例えば、上述でいう１台目と３台目ポンプが運転されており、２台目ポンプを追加運転する場合には、その総合余裕代をΔＱ２’とすれば
ΔＱ２’＝１台目ポンプの配水量制御余裕代＋３台目ポンプの配水量制御余裕代として加算すれば良く、ポンプの自由な組み合わせによる台数制御の対応にも可能となる。
【００１５】
［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、ポンプ追加運転が、現在運転中のそれぞれの流量制御余裕代を合計した総合的な余裕代を差し引いた配水量に達した時に行われるため、図３の（１）’のようにポンプ自体が元々持つ実際Ｑ−Ｈ特性の違いや、経年変化による実際Ｑ−Ｈ特性の違いが存在しても、配水量増加による追加運転直前の配水圧低下を招くことは無くなる。また、ポンプの自由な組み合わせによる台数制御の対応にも可能となり、実用上、極めて有用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１および２記載の一実施例を示す特性図である。
【図２】従来技術の一例を示す特性図である。
【図３】図２のポンプが元々持つ特性や経年変化による特性の差異の説明図である。
【符号の説明】
（１） １台目ポンプの定格速度運転時における、配水圧と配水量の代表特性曲線
（２） １台目と２台目ポンプの定格速度運転時における、配水圧と配水量の代表特性曲線
（３） １台目と２台目と３台目ポンプの定格速度運転時における、配水圧と配水量の代表特性曲線
（１）’ １台目ポンプの定格速度運転時における、配水圧と配水量の実際特性曲線
Ｐ 維持すべき配水圧
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ 代表Ｑ−Ｈ特性（１）（２）（３）と維持すべき配水圧Ｐとの交点の配水量（Ｑ１−ΔＱ１）、（Ｑ２−ΔＱ２）、（Ｑ３−ΔＱ３）、（Ｑ１−ΔＱ）、（Ｑ２−ΔＱ）、（Ｑ３−ΔＱ）
ポンプ追加運転させる配水量
Ａ 実際特性（１）’に従い流量がＱ１時において配水圧が低下して運転する動作点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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