(57)【要約】      （修正有）【課題】作業員の目視判断や圧力センサ等の流水を検知するためのセンサによらず、ポンプ故障等の不良事態が発生しない適正なタイミングで上流側に設置されたポンプから順次下流側に設置されたポンプを定格運転させて排水することができ、また、ポンプ運転状況の変化に対応する回転数調整やポンプ故障等が発生した場合の運転停止を的確かつ容易に行なうことができる、信頼性の高い揚排水設備の運転制御装置、揚排水設備及び揚排水設備の運転方法を提供する。【解決手段】運転制御装置は、上流側の排水ポンプ２０を起動後に順次下流側の排水ポンプ３０を定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側の排水ポンプ３０の負荷状態が所定の運転開始閾値を超えると当該下流側の排水ポンプ３０を定格に運転切替し、定格運転時に上限閾値を超え、または下限閾値を下回ると運転を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータを備えた複数台のポンプが複数本の配管を介して直列に接続されるとともに、各駆動モータが給電線を介して電源装置に接続されている揚排水設備に設けられた揚排水設備の運転制御装置であって、
上流側のポンプの起動と同時または前後して下流側のポンプを定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側のポンプの負荷状態が所定の定格運転開始閾値を超えたことを検出すると当該下流側のポンプを定格に運転切替する揚排水設備の運転制御装置。
【請求項２】
下流側のポンプを起動後の所定時間以内に、当該下流側のポンプの負荷状態が前記所定の定格運転開始閾値を超えないときに異常が発生していると判断する異常検出部を備えている請求項１記載の揚排水設備の運転制御装置。
【請求項３】
各駆動モータの駆動電流を計測する電流計測部を備え、各ポンプの負荷状態を各電流計測部により計測される駆動電流値に基づいて検出する請求項１または２記載の揚排水設備の運転制御装置。
【請求項４】
前記電流計測部により計測される定格運転されているポンプの駆動電流値が上限閾値を超え、または下限閾値を下回ったときに異常が発生していると判断する異常検出部を備えている請求項３記載の揚排水設備の運転制御装置。
【請求項５】
前記電源装置がインバータ回路で構成され、前記ポンプの負荷率が前記駆動モータに対する印加周波数で制御される請求項１から４の何れかに記載の揚排水設備の運転制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の運転制御装置を備えた揚排水設備であって、前記複数本の配管が可とう性を持った排水ホースであり、揚排水設備が排水ポンプ車であることを特徴とする揚排水設備。
【請求項７】
駆動モータが組み込まれた複数台のポンプが複数本の配管を介して直列に接続されるとともに、各駆動モータが給電線を介して電源装置に接続されている揚排水設備の運転方法であって、
上流側のポンプの起動と同時または前後して下流側のポンプを定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側のポンプの負荷状態が所定の運転開始閾値を超えたことを検出すると当該下流側のポンプを定格に運転切替する揚排水設備の運転方法。
【請求項８】
各ポンプの負荷状態を各駆動モータの駆動電流値に基づいて検出する請求項７記載の揚排水設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動モータが組み込まれた複数台のポンプが複数本の配管を介して直列に接続されるとともに、各駆動モータが給電線を介して電源装置に接続されている揚排水設備の運転制御装置、揚排水設備及び揚排水設備の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水災害時の緊急排水、渇水時の緊急取水あるいは農業用水の灌漑設備や排水機場等の揚排水設備で複数台の排水ポンプを複数本のホースを介して直列に接続する場合、前記それぞれの排水ポンプに備えられた駆動モータの焼付けの防止や排水ホースの破損の防止のため、上流側に設置された排水ポンプから順次下流側に設置された排水ポンプを立ち上げることが行われている。
【０００３】
排水方向の上流側に位置する排水ポンプから下流側の排水ポンプを順次起動させるにあたって、作業員が排水方向の上流側に位置する排水ポンプの運転に伴い当該上流側の排水ポンプから排水ホースに吐出される流水状態を目視し、流水が前記下流側の排水ポンプに到達したと判断したとき、当該排水ポンプを起動させるといったように、複数台の水中ポンプの起動タイミング及び起動操作という一連の排水ポンプの運転制御作業を全て手動操作で行なっていた。
【０００４】
上述のような、手動操作による排水ポンプの運転制御では、排水ポンプの起動に熟練が必要であった。例えば、上流側の排水ポンプの吐出側と下流側の吸込側の間に接続された排水ホースが満水になる前に、下流側の排水ポンプを起動すると、当該下流側の排水ポンプがいわゆる空運転状態となって、当該ポンプに組み込まれている駆動モータが異常過熱し焼き付いたり、当該下流側の排水ポンプの吸込圧によって排水ホースの吸込側の排水ホースが潰れてしまい、上流側の排水ホースに過剰な負荷がかかり故障を引き起こすことがあった。
【０００５】
通常の運転時に直列接続された複数台の排水ポンプの何れかが故障し、或は異物が絡みついて送水不能あるいは送水不足になった場合、当該排水ポンプの下流側に設置された排水ポンプの運転をできるだけ早く停止しなければ、下流側に設置された排水ポンプの吸込負圧によって排水ホースが潰れて所定の排水を継続できず、さらには当該下流側に設置された排水ポンプ自体が故障等してしまう虞があるが、従来の作業員による手動操作による排水ポンプ運転制御では、そのような事態に即座に対応することが非常に困難であった。
【０００６】
そこで本願出願人により出願された特許文献１では、上述の問題を解決すべく、複数台の排水ポンプそれぞれの所定の吸込みまたは吐出し位置に圧力センサもしくは流水センサを設置し、当該圧力センサもしくは流水センサによって、先行排水ポンプから排水ホースに吐出される流水が当該後続ポンプの所定吸込み位置に達したか否かの流水検知情報を取り込み、当該流水検知情報で前記後続排水ポンプの起動条件が成立したときに、当該後続排水ポンプを起動する、排水ポンプ車におけるポンプ運転制御システムが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載された、複数台の排水ポンプの夫々の所定の吸込みまたは吐出し位置に圧力センサもしくは流水センサを設置し、水の到達を検知する構成では、当該圧力センサもしくは流水センサ及び制御盤との配線の取り回しが煩雑であり、製造段階から圧力センサもしくは流水センサが設置されていない既存の排水ポンプに、当該センサを組み込むのは困難であり、圧力センサもしくは流水センサ自体のコストが掛かかり、さらに、排水ポンプ車が出動し緊急排水を要する環境下では、排水作業を確実に行なわなければならないにもかかわらず、排水ポンプが吸込んだ異物等により当該センサが破損し、下流側の排水ポンプが適切に起動されない虞があり信頼性に欠け実用性が低かった。
【０００９】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、作業員の目視判断や圧力センサ等の流水を検知するためのセンサによらず、ポンプ故障等の不良事態が発生しない適正なタイミングで上流側に設置されたポンプから順次下流側に設置されたポンプを定格運転させて排水することができ、また、ポンプ運転状況の変化に対応する回転数調整やポンプ故障等が発生した場合の運転停止を的確かつ容易に行なうことができる、信頼性の高い揚排水設備の運転制御装置、揚排水設備及び揚排水設備の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】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明による揚排水設備の運転制御装置の第一の特徴構成は、同請求項１に記載した通り、駆動モータを備えた複数台のポンプが複数本の配管を介して直列に接続されるとともに、各駆動モータが給電線を介して電源装置に接続されている揚排水設備に設けられた揚排水設備の運転制御装置であって、上流側のポンプの起動と同時または前後して下流側のポンプを定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側のポンプの負荷状態が所定の定格運転開始閾値を超えたことを検出すると当該下流側のポンプを定格に運転切替する点にある。
【００１１】
複数本の配管に直列に接続された複数台のポンプのうち、上流側のポンプの起動と同時または前後して下流側のポンプを定格より低い所定の負荷率で起動するため、当該上流側に設置されたポンプから下流側に設置されたポンプに向けて排水が開始しても、当該下流側に設置されたポンプ内に当該排水が到達してないときは、当該下流側のポンプは低い負荷率で運転されているので、空運転による駆動モータや配管の損傷が防止される。そして、下流側のポンプに送水されて負荷状態が所定の定格運転開始閾値を超えたことを検出すると、作業員の目視判断に頼ることなく、定格に運転切替し、複数台のポンプを所定の排水方向の上流側に設置されたものから下流側に設置されたものにかけて正常かつ順調に最適なタイミングで順次定格運転させ、所定の排水運転を確実に行なわせることができる。
【００１２】
本発明による揚排水設備の運転制御装置の第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加え、下流側のポンプを起動後の所定時間以内に、当該下流側のポンプの負荷状態が前記所定の定格運転開始閾値を超えないときに異常が発生していると判断する異常検出部を備えている点にある。
【００１３】
下流側のポンプの負荷状態が、下流側のポンプを起動後の所定時間内に、当該下流側のポンプの負荷状態が所定の定格運転開始閾値を超えない場合は、異常検出部が異常が発生していると判断するので、当該下流側のポンプの空運転による駆動モータや配管の損傷の虞を低減できる。
【００１４】
本発明による揚排水設備の運転制御装置の第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述した第一または第二特徴構成に加えて、各駆動モータの駆動電流を計測する電流計測部を備え、各ポンプの負荷状態を各電流計測部により計測される駆動電流値に基づいて検出する点にある。
【００１５】
電流計測部により計測された各駆動モータの駆動電流値を計測し、各ポンプの負荷状態を検出するので、別途ポンプ内に排水が到達したことを検出する圧力センサや通水センサを備える必要がなくなり、前記圧力センサや前記通水センサが吸込んだ異物により破損する虞がなくなるためポンプの信頼性が向上する。
【００１６】
本発明による揚排水設備の運転制御装置の第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述した第三の特徴構成に加えて、前記電流計測部により計測される定格運転されているポンプの駆動電流値が上限閾値を超え、または下限閾値を下回ったときに異常が発生していると判断する異常検出部を備えている点にある。
【００１７】
異常検出部は、電流計測部により計測される定格運転されているポンプの駆動電流値が上限閾値を超えた場合は、ポンプに異物が絡み付いくことによる負荷率の上昇や、前記駆動電流値が下限閾値を下回ったときには、配管の破損等による排水の吸込不足等の異常が発生していると判断するので、ポンプ及び配管の損傷の虞を低減することができる。
【００１８】
本発明による揚排水設備の運転制御装置の第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記電源装置がインバータ回路で構成され、前記ポンプの負荷率が前記駆動モータに対する印加周波数で制御される点にある。
【００１９】
電源装置がインバータ回路で構成されているので、起動時にソフトスタートが可能となり、ラッシュ電流による、当該揚排水設備及び揚排水設備の運転制御装置の損傷の虞を低減することができる。
【００２０】
本発明による揚排水設備の第一の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述した第一から第五の何れかの特徴構成を備えた運転制御装置を備えた揚排水設備であって、前記複数本の配管が可とう性を持った排水ホースであり、揚排水設備が排水ポンプ車であることを特徴とする点にある。
【００２１】
これによると、排水ポンプ車に使用する収納運搬に便利な可とう性を持った排水ホースを用いても、作業員の目視判断に頼ることなく、排水ホースの潰れに起因する圧送不能やポンプ故障等の不良事態が発生しない適正なタイミングで、複数台のポンプを所定の排水方向の上流側に設置されたものから下流側に設置されたものにかけて正常かつ順調に最適なタイミングで順次定格運転させ、所定の排水運転を確実に行なわせることができる。
【００２２】
本発明による揚排水設備の運転方法の第一の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、駆動モータが組み込まれた複数台のポンプが複数本の配管を介して直列に接続されるとともに、各駆動モータが給電線を介して電源装置に接続されている揚排水設備の運転方法であって、上流側のポンプの起動と同時または前後して下流側のポンプを定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側のポンプの負荷状態が所定の運転開始閾値を超えたことを検出すると当該下流側のポンプを定格に運転切替する点にある。
【００２３】
本発明による揚排水設備の運転方法の第二の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加え、各ポンプの負荷状態を各駆動モータの駆動電流値に基づいて検出する点にある。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した通り、本発明によれば、作業員の目視判断や圧力センサ等の流水を検知するためのセンサによらず、ポンプ故障等の不良事態が発生しない適正なタイミングで上流側に設置されたポンプから順次下流側に設置されたポンプを定格運転させて排水することができ、また、ポンプ運転状況の変化に対応する回転数調整やポンプ故障等が発生した場合の運転停止を的確かつ容易に行なうことができる、信頼性の高い揚排水設備の運転制御装置、揚排水設備及び揚排水設備の運転方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による揚排水設備の運転制御装置、揚排水設備及び揚排水設備の運転方法を、揚排水設備として複数台の排水ポンプを備えた排水ポンプ車に適用した場合の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、大雨により河川１の水位が上昇し支流２での自然排水が困難で浸水被害が生じる場合に、排水ポンプ車１０が出動し、支流２の水際付近に停車し、排水ポンプ２０，３０を配管の一実施例である排水ホース１１，１２を介して直列に接続するとともに、図３及び図４に示す排水ポンプ２０，３０の駆動モータ２１，３１と運転制御盤４０とを給電線２５，３５介して電気的に接続し、排水ポンプ２０は排水対象である支流２に投入し、排水ポンプ３０は堤防３の中腹部に設置し、支流２の水を河川１へと排水している様子を示している。
【００２７】
このように、河川１と支流２の距離と堤防３の高さから、フロート４によって支流２の水面付近に浮かされた排水ポンプ２０のみでは揚程が足りない場合は、排水ポンプ２０の下流側に排水ホース１１を介して直列に接続された排水ポンプ３０により、排水ポンプ２０で吸込まれた支流２の水を、さらに排水ポンプ３０で圧送して、排水ホース１２の端部１２ａから排水する。
【００２８】
図２に示すように、排水ポンプ車１０は、本体内部に備えられた図示しないエンジンの出力が駆動伝達機構を介して駆動輪１０Ａに伝達され走行可能に構成されている。排水ポンプ車１０の荷台１０Ｂには、排水ポンプ２０，３０と、排水ポンプ２０，３０を接続する排水ホース１１，１２と、排水ホース１１，１２を収容する排水ホース収容箱１３と、図３及び図４に示す排水ポンプ２０，３０に配設されている駆動モータ２１，３１に駆動用電力を供給するジェネレータ１４と、ジェネレータ１４に電気的に接続されている運転制御盤４０とが積載されている。
【００２９】
排水ポンプ車１０の走行停止時にはトランスミッションを切り替えることで、排水ポンプ車１０のエンジンの出力が、パワー・テイク・オフ（以下、「ＰＴＯ」と記す）１５を介してジェネレータ１４に伝達される発電するように構成されている。なお、電源装置としては、その他エンジンの動力を利用するもの、燃料による自家発電等の公知の技術を適用することが可能である。
【００３０】
排水ホース１１，１２は、例えばポリマーアロイで被覆されたポリエステル繊維製の可とう管であり、未使用時には排水ホース収容箱１３に収容され、使用時にはその夫々の両端が排水ポンプ１１，１２の吸込口，吐出口に接続可能となっている。
【００３１】
図３に示すように、排水ポンプ２０は本体ケーシング２２内部に駆動モータ２１が配設され、駆動モータ２１の主軸の一端には羽根車２３が固着され、駆動モータ２１の外面と本体ケーシング２２の内面の間には整流するための複数の案内羽根２４が備えられている。ジェネレータ１４で発電された電力は、運転制御盤４０及び給電線２５を介して駆動モータ２１に給電される。
【００３２】
駆動モータ２１の主軸の一端に固着された羽根車２３が、前記給電された駆動電流に応じて回転し、吸込部２６に固着されたストレーナ２７を介して水を吸い込み、前記吸い込まれた水が案内羽根２４で整流され、吐出口２８から吐出される。吐出口２８には排水ホース接続部材２９を介して排水ホース１１が接続され、下流側の排水ポンプ３０へ水を圧送することとなる。駆動モータ２１は、いわゆる同期電動機であり後述するインバータ回路による印加周波数に応じて回転数を可変に構成されている。
【００３３】
図４に示すように、排水ポンプ３０は本体ケーシング３２内部に駆動モータ３１が配設され、駆動モータ３１の主軸の一端には羽根車３３が固着され、駆動モータ３１の外面と本体ケーシング３２の内面の間には整流するための複数の案内羽根３４が備えられている。ジェネレータ１４で発電された電力は、運転制御盤４０及び給電線３５を介して駆動モータ３１に給電される。
【００３４】
駆動モータ３１の主軸の一端に固着された羽根車３３が、前記給電された駆動電流に応じて回転し、吸込部３６に固着された排水ホース接続部材３７を介して接続された排水ホース１１から上流側の排水ポンプ２０により圧送された水を吸い込み、前記吸い込まれた水が案内羽根３４で整流され、吐出口３８から吐出される。吐出口３８には排水ホース接続部材３９を介して排水ホース１２が接続され、さらに下流へと水を圧送することとなる。駆動モータ３１は、いわゆる同期電動機であり後述するインバータ回路による印加周波数に応じて回転数を可変に構成されている。
【００３５】
図５に示すように、運転制御盤４０は、電源装置５０と、駆動モータ２１，３１の駆動電流を計測する電流計測部５２，５３と、電流計測部５２，５３で計測された駆動電流Ｉ２０，Ｉ３０を基に異常を検出する異常検出部５１と、運転制御盤４０を統括制御する運転制御装置５４と、異常検出部５１が異常を検出すると、運転制御装置５４からの指令に基づいて当該異常を報知する報知部５６と、運転制御盤４０に入力操作を行なう操作部５５を備えている。
【００３６】
電源装置５０は、ジェネレータ１４からの電力を整流するコンバータ４１と、コンバータ４１で整流された電力を排水ポンプ２０，３０の夫々の駆動モータ２１，３１に給電するインバータ回路４２，４３で構成されている。インバータ回路４２，４３によって駆動モータ２１，３１はソフトスタートが可能となり、起動時に発生するラッシュ電流による、ジェネレータ１４や運転制御盤４０内のスイッチ接点の溶着、ヒューズの溶断、ブレーカの切断、整流回路などへの悪影響、電源電圧の不安定化及びそれに伴なう電源を共有する機器等への影響及び急な通水による排水ホースの暴れを防止することができる。
【００３７】
異常検出部５１は、排水ポンプ３０の起動時にあっては、電流計測部５３で計測される駆動モータ３１の駆動電流Ｉ３０を基に排水ポンプ３０を起動後の所定時間Ｔ１以内に排水ポンプ３０の負荷状態が所定の運転開始閾値Ｉｔｈ１を超えない場合に、排水ポンプの定常運転時にあっては、電流計測部５２，５３より計測される定格運転されている排水ポンプ２０，３０の駆動電流値Ｉ２０，Ｉ３０が上限閾値Ｉｔｈ２を超え、または下限閾値Ｉｔｈ３を下回った場合に異常が発生していると判断する。
【００３８】
さらに、異常検出部５１は、排水ポンプ２０，３０の起動後、排水ポンプ２０，３０の駆動電流値Ｉ２０，Ｉ３０が、定格運転に達する前に上限閾値Ｉｔｈ２を超えたり、下限閾値Ｉｔｈ３に達しない場合も異常が発生していると判断する。このように、異常検出部５１が排水ポンプ２０，３０の異常を検出すると、報知部５６は、運転制御装置５４からの指令に基づいて例えばアラームの鳴動等によって当該異常を報知するので、作業者は排水ポンプの排水経路に異常が発生していることを認識できる。
【００３９】
運転制御装置５４は、ＣＰＵが組み込まれたマイクロコンピュータで構成され、操作部５５での入力操作を基に、インバータ回路４２を制御し上流側の排水ポンプ２０を起動し、同時にインバータ回路４３を制御し、駆動モータ３０に対する印加周波数を制御することで、下流側の排水ポンプ３０を定格より低い所定の負荷率で起動し、下流側の排水ポンプ３０の負荷状態が所定の時間Ｔ１内に所定の運転開始閾値Ｉｔｈ１を超えたことを検出すると下流側の排水ポンプ３０を定格に運転切替するように構成されている。なお、上述の異常検出部５１により異常が検出されるとインバータ回路４２，４３を介して排水ポンプ２０，３０の運転を停止制御するとともに、報知部５６によって異常が報知されるように構成されている。
【００４０】
以下、図６（ａ）〜（ｂ）及び図７に基づいて、排水ポンプ２０，３０の運転制御動作について説明する。
【００４１】
図６（ａ）、図６（ｃ）に示すように、まず、運転制御部４０の操作部５５に操作入力されると、運転制御装置５４により排水ポンプ２０及び排水ポンプ３０が起動される。このとき排水ポンプ２０は、ソフトスタート制御される（図７のＳ１）。このときの正常な運転状況での負荷率Ｌ２０の変動は、図６（ａ）の実線で示され、電流計測部５２で計測される駆動電流値Ｉ２０は、図６（ｂ）の実線で示される。
【００４２】
排水ポンプ３０は、排水ポンプ２０と同時にソフトスタート制御され低速運転される（図７のＳ２）。このときの正常な運転状況での負荷率Ｌ３０の変動は、図６（ｃ）の実線で示され、電流計測部５３で計測される駆動流値Ｉ３０は、図６（ｄ）の実線で示される。排水ポンプ３０の内部に排水が到達してない間は、排水ポンプ３０は負荷率５０％で低速運転されているので、駆動電流値Ｉ３０も運転開始閾値Ｉｔｈ１より小さい値となっている。
【００４３】
なお、排水ポンプ３０の起動は、排水ポンプ２０の起動と同時でなくても、例えば１０秒早く、または、５秒遅くてもよく、上流側の排水ポンプの起動と所定時間前後して起動させればよい。具体的な時間は適宜選択される。
【００４４】
排水ポンプ２０の起動により、排水ポンプ２０の吸込口２６に接続されたストレーナ２７から水が吸い込まれ、吐出口２８から吐出される。吐出された水は排水ホース１１内を流れ、排水ポンプ３０の吸込口３６に到達する。
【００４５】
その結果、排水ポンプ３０内の羽根車３３に負荷がかかり、電流計測部５３で計測される駆動電流値Ｉ３０が上昇する。これが定格運転開始閾値Ｉｔｈ１を超えると（図７のＳ３でＹＥＳ）、運転制御装置５４はインバータ回路４３に印加する周波数を定格周波数に切替え、排水ポンプ３０も負荷率１００％で運転制御されることとなる（図７のＳ３）。
【００４６】
なお、排水ポンプ３０の低速運転から定格運転への印加周波数の切り替えは、負荷率５０％から負荷率１００％へとなるように急激に切り替えてもよく、例えば負荷率７５％で所定時間運転し、その後負荷率１００％となるように段階的に切り替える構成であってもよい。具体的な数値は適宜選択される。
【００４７】
このとき、異常検出部５１は、図６（ｃ）の破線矢印で示されるように、排水ポンプ３０の負荷率Ｌ３１に変動なく、図６（ｄ）の破線矢印で示されるように、電流計測部５３で検出される駆動電流値Ｉ３１が、排水ポンプ３０の起動開始から、運転開始閾値Ｉｔｈ１を超えないまま（図７のＳ３でＮＯ）、所定の時間Ｔ３１を経過すると（図７でＳ１０）、排水ポンプ２０の吸込側での異物の絡みつきや、排水ホース１１の破損やねじれ等、揚程が足りないため排水ポンプ３０に水が到達しないので異常運転であると判断し、運転制御装置５４は、排水ポンプ３０を停止し（図７でＳ１１）、排水ポンプ２０を停止し（図７でＳ１２）、報知部５５は異常を報知する（図７でＳ１３）。
【００４８】
さらに、異常検出部５４は、図６（ｂ）及び図６（ｄ）の破線矢印で示されるように、排水ポンプ２０，３０の定格運転中に駆動電流値Ｉ２２，Ｉ３２が上限閾値Ｉｔｈ２を超え（図７のＳ４でＮＯ）、または、駆動電流値Ｉ２３，Ｉ３３が下限閾値Ｉｔｈ３を下回ると（図７のＳ５でＮＯ）、排水ポンプ２０，３０に異物が絡まったり、排水ホース１１に破損やねじれ等の異常が発生したと判断し、運転制御装置５４は、排水ポンプ３０を停止し（図７でＳ１１）、排水ポンプ２０を停止し（図７でＳ１２）、報知部５６によって異常を報知する（図７でＳ１３）。
【００４９】
上述のように、異常検出部５１で異常が検出されない場合は、運転制御盤４０の操作部５５で排水の終了操作をすることで（図７でＳ７でＹＥＳ）、運転制御装置５４は、排水ポンプ３０を停止し（図７でＳ８）、排水ポンプ２０を停止し（図７でＳ９）、一連の排水ポンプの運転制御動作を終了する。
【００５０】
さらに、異常検出部５１は、図６（ｂ），（ｃ）の破線矢印で示される、排水ポンプ２０，３０が定格状態で運転される前に駆動電流値Ｉ２４，Ｉ３４が上限閾値Ｉｔｈ２を超えた場合や、駆動電流値Ｉ２５，Ｉ３５が下限閾値Ｉｔｈ３を超えないような場合も排水ポンプ２０，３０の破損や、排水ホース１１，１２の潰れや破損等が生じていると判断し、排水ポンプ２０，３０の運転を停止し、報知部５６によって異常を報知することが可能である。
【００５１】
上述のように、下流側の排水ポンプ３０の駆動モータ３１の空運転等による破損や、起動タイミングが早すぎることに起因して発生する排水ホース１１の潰れ、さらにはそのような排水ホース１１の潰れに起因する圧送不能やポンプ故障等の不良事態を発生を防止し、排水ポンプ２０，３０を適正タイミングで正常かつ順調に順次起動して所定の排水運転を確実に行なわせることができる。
【００５２】
上述の実施形態では、排水ポンプ２０が上流側に配置され排水ポンプ３０が下流側に設置される場合について説明したが、ストレーナ２７及び排水ホース接続部材２９，３７，３９は、排水ポンプ２０，３０の吸込口２６，３６及び吐出口２８，３８に任意に接続可能でるため、ストレーナ２７及び排水ホース接続部材２９，３７，３９の接続を変更することで、排水ポンプ３０を上流側、排水ポンプ２０を下流側に設置することができる。さらに複数台の排水ポンプをさらに複数本の排水ホースを介して直列に接続することも可能である。
【００５３】
上述の実施形態では、本発明による運転制御装置を揚排水設備として複数台の排水ポンプを備えた排水ポンプ車に適用した場合について説明したが、農業用水の灌漑設備に適用することもできる。
【００５４】
図８に示すように、農業用水の灌漑設備９０は、複数の上屋９５，９６の中に夫々排水ポンプ９３，９４が設置され、排水ポンプ９３，９４は、複数の配水管９７，９８，９９により直列に接続されている。貯水池９１に貯水された農業用水は、配水管９７を介して、上流側に設置された自給式の排水ポンプ９３により吸上げられ、配水管９８介して、排水ポンプ９４に到達し、排水ポンプ９４によってさらに加圧され、配水管９９を介して、貯水池９２に圧送される。貯水池９２に圧送された農業用水は、図示しない水田や畑に供給される。
【００５５】
このような灌漑設備９０の場合、農業用水を移送する配水管９７，９８，９９は、鋳鉄管や鋼管が用いられるため、可とう性の排水ホースのように、作業員が目視によって配水管９８内の水の位置を把握して下流側に設置された排水ポンプ９４を起動することが困難であるため、下流側に設置された排水ポンプの駆動電流値の変化により最適なタイミングで定格運転させることができる。
【００５６】
上述の実施形態では、上流側の排水ポンプを起動後に順次下流側の排水ポンプを定格より低い所定の負荷率で起動し、当該下流側の排水ポンプの負荷状態が所定の運転開始閾値を超えたことを検出すると当該下流側の排水ポンプを定格に運転切替し得る運転制御装置として、ＣＰＵが組み込まれたマイクロコンピュータを例に説明したが、異常検出部や、電流計測部を含んで運転制御装置としたものであってもよい。また、定格運転点は、揚排水設備に応じて設定した運転点であってもよく、必ずしもポンプ固有の定格と一致しなくてもよい。
【００５７】
上述の実施形態において、排水ポンプの種類について特に明示しなかったが、遠心ポンプ、斜流ポンプや、軸流ポンプまたは横軸ポンプや縦軸ポンプ等から適宜選択して構成することが可能である。
【００５８】
上述の実施形態では、排水ポンプの駆動モータとして、同期電動機を用いた構成について説明したが、誘導電動機を用いた構成であってよい。この場合、同期電動機ように脱調することがないため、負荷変動に対して有利である。さらに、インバータ回路によって印加周波数を制御する構成ではなく、スベリ率を制御することで、誘導電動機の回転数を制御する構成であってもよい。
【００５９】
上述の実施形態では、２台の排水ポンプが２本の排水ホースまたは配管を介して直列に接続される構成について説明したが、排水ポンプは３台以上の複数台を複数本排水ホースまたは配管を介して直列接続してもよい。下流側の排水ポンプの起動開始は、最も上流側の排水ポンプと同時であっても、一つ上流側の排水ポンプと同時に起動開始し、下流側の排水ポンプへと順次起動開始する構成であってもよい。
【００６０】
排水ポンプ、電源電圧、駆動電流値や閾値、負荷率、運転開始閾値までの所定時間等は明示しなかったが、排水ポンプ、電源装置その他運転制御装置等の具体的構成に応じた適当な数値が採用される。
【００６１】
上述の実施形態では、電流計測部で計測される駆動電流値に基づき異常を検出する構成について説明したが、消費電力値、モータ軸のひずみ、その他の物理量を計測することで異常を検出する構成であってもよい。
【００６２】
排水時に使用される排水ホースまたは配水管の長さや所要揚程が既知である場合や現場で容易に算出できる場合は、それら排水ホースまたは配水管長さや所要揚程を運転制御盤に入力することにより、下流側に設置した排水ポンプの吸込口への流水到達時間を予め演算し、上流側に設置した排水ポンプの起動とは遅らせて下流側に設置した排水ポンプを起動することで、下流側に設置した排水ポンプの空運転の時間を短くし、より的確なタイミングで起動することができる。
【００６３】
上述の実施形態では、運転制御装置の判断によりインバータ回路を制御し排水ポンプの負荷率を変動させる構成について説明したが、作業員が駆動電流値を読み取り、手動でインバータ回路の印加周波数を変動させる構成であってもよい。
【００６４】
上述の実施形態では何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】排水ポンプによる内水排除の説明図
【図２】（ａ）は排水ポンプ車の平面図、（ｂ）は排水ポンプ車の立面図
【図３】上流側の排水ポンプの構成説明図
【図４】下流側の排水ポンプの構成説明図
【図５】運転制御部のブロック構成図
【図６】（ａ）は上流側の排水ポンプの負荷率の説明図、（ｂ）は上流側の排水ポンプの駆動電流値の説明図、（ｃ）は下流側の排水ポンプの負荷率の説明図、（ｄ）は下流側の排水ポンプの駆動電流値の説明図
【図７】排水ポンプの運転制御のフローチャート
【図８】本発明を揚水機場に適用した場合の概略図
【符号の説明】
【００６６】
１：河川
２：支流
３：堤防
４：フロート
１０：排水ポンプ車
１０Ａ：駆動輪
１０Ｂ：荷台
１１：排水ホース
１２：排水ホース
１２ａ：端部
１３：排水ホース収容箱
１４：電源装置
１５：ＰＴＯ
２０：排水ポンプ
２１：駆動モータ
２２：本体ケーシング
２３：羽根車
２４：案内羽根
２５：給電線
２６：吸込口
２７：ストレーナ
２８：吐出口
２９：排水ホース接続部材
３０：排水ポンプ
３１：駆動モータ
３２：本体ケーシング
３３：羽根車
３４：案内羽根
３５：給電線
３６：吸込口
３７：排水ホース接続部材
３８：吐出口
３９：排水ホース接続部材
４０：運転制御盤
４１：コンバータ
４２：インバータ回路
４３：インバータ回路
５０：電源装置
５１：異常検出部
５２：電流計測部
５３：電流計測部
５４：運転制御装置
５５：操作部
５６：報知部
９０：灌漑設備
９１：貯水池
９２：貯水池
９３：排水ポンプ
９４：排水ポンプ
９５：上屋
９６：上屋
９７：配水管
９８：配水管
９９：配水管
Ｉｔｈ１：運転開始閾値
Ｉｔｈ２：上限閾値
Ｉｔｈ３：下限閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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