JP5491657B1 - ポンプ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポンプ部10を駆動する原動機20の負荷が大きくなるとその回転速度が遅くなり、負荷が小さくなると回転速度が速くなり、かつ、負荷が所定の上限を超えないように、原動機20の回転速度が制御される。そのため、原動機の回転速度を一定に保つ従来の方式に比べて、低圧・大流量の運転領域から高圧・小流量の運転領域までの広い動作範囲で性能を向上できる。
【選択図】図3
Description
例えば、前記目標回転速度調節部は、前記所定の回転速度から前記設定中の目標回転速度までの範囲における中間の回転速度を、前記新たな目標回転速度として前記回転速度制御部に設定する。
図3の例において、ポンプ装置は、原動機20の回転速度を検出する回転速度検出部30と、原動機20の負荷(回転軸21の駆動に必要な動力)を検出する負荷検出部40と、制御部50を有する。
回転速度制御部51は、回転速度検出部30において検出される回転速度が目標回転速度Rtへ近づくように原動機20の回転速度を制御する。
目標回転速度調節部52は、原動機20の負荷と回転速度との関係が、予め定められた関係(図4)に近づくように、負荷検出部40における負荷の検出値(スロットル開度S)に応じて目標回転速度Rtを調節する。
目標回転速度調節部52は、スロットル開度Sに対応する回転速度Raの値を、例えば所定の計算式に基づいて算出してもよいし、あるいは、スロットル開度Sと回転速度Raとを対応づけて記憶装置に格納したデータテーブルから読みだしてもよい。
ポンプ部10の始動を指示する図示しないスイッチ等からの信号が制御部50に入力されると(ST105)、目標回転速度調節部52は、自吸動作用の高速な目標回転速度Rtを回転速度制御部51に設定する(ST125)。これにより、ポンプ装置は、自吸動作用の高速な回転速度で運転を開始する(自吸運転モード)。
他方、ポンプの始動ではない場合(例えば再起動などの場合)、目標回転速度調節部52は、後述するステップST140に移行する。
目標回転速度調節部52は、負荷検出部40からスロットル開度Sを取得し(ST205)、スロットル開度Sが上限値(80)より大きいか否か判定する(ST210)。スロットル開度Sが上限値(80)より大きい場合、目標回転速度調節部52は、後述するステップST305(図8)に移行する。また、回転速度制御部51に現在設定している目標回転速度Rtが図4に示すグラフにおける最低の回転速度(3600rpm)より遅いか否か判定し、最低の回転速度より遅い場合は、後述するステップST405(図9)に移行する。
ステップST210(図6)においてスロットル開度Sが上限値(80)より大きいと判定された場合、目標回転速度調節部52は、回転速度制御部51に設定中の目標回転速度Rtが3600rpm(図4に示すグラフにおける最低の回転速度)より速いか否か判定する(ST305)。目標回転速度Rtが3600rpmより遅い場合、目標回転速度調節部52は、目標回転速度Rtを所定の変化分だけ減速させた新たな目標回転速度Rtを回転速度制御部51に設定する(ST325)。
なお、図8のフローチャートに示す処理では、図4に示すグラフにおける最低の回転速度(3600rpm)よりも速い回転速度において負荷(スロットル開度S)が上限値(80)を超える場合、目標回転速度Rtが直ちに最低の回転速度(3600rpm)まで減速される。これにより、原動機20に過大な負荷がかかる時間を短くすることができる。
この場合、目標回転速度調節部52は、負荷検出部40で検出されたスロットル開度Sと上限値(80)との差DSを算出し(ST405)、この差DSが所定のしきい値より大きいか否かを判定する(ST410)。差DSが所定のしきい値より大きい場合、目標回転速度調節部52は、目標回転速度Rtを所定の変化分だけ増速させた新たな目標回転速度Rtを回転速度制御部51に設定する(ST415)。目標回転速度Rtの増速は、例えば、元の速度に一定の速度を加算することにより行ってもよいし、あるいは、全体の速度を一定の割合ずつ増速させることにより行ってもよい。
点線で示す曲線CV1は、原動機の回転速度を定格速度(3600rpm)に保った場合の特性を表し、実線で示す曲線CV2は、負荷(スロットル開度S)と目標回転速度Rtとの関係が図4に示す関係に近づくように上述した制御を行った場合の特性を表す。
曲線CV1とCV2を比較して分かるように、目標回転速度Rtの制御を行うことによって、同じ吐出し水量Qにおける揚程Hが高くなっている。また、吐出し水量Qが300[リットル/min]より大きい運転領域において、負荷(スロットル開度S)が上限値(80)を超えないように制限される。
図11に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートにおけるステップST105とステップST125の間に、ステップST110〜ST120を追加したものである。
この場合、目標回転速度調節部52は、ポンプの始動信号の入力を受けて目標回転速度Rtを自吸動作用の高速な回転速度(例えば4000rpm)に設定する前に、これよりも遅い回転速度(例えば3600rpm)を初期値の目標回転速度Rtとして回転速度制御部51に設定する(ST110)。そして、目標回転速度調節部52は、この初期値の回転速度において負荷検出部40のスロットル開度Sを取得し(ST115)、スロットル開度Sが所定の下限値より小さいか否か判定する(ST120)。スロットル開度Sが下限値よりも小さい場合、目標回転速度調節部52は、目標回転速度Rtを自吸動作用の高速な回転速度に設定する(ST125)。
このように、図11のフローチャートの処理によれば、比較的低い回転速度において自吸動作が確認されてから高速な回転速度に変更されるため、原動機20とポンプ部10に過大な負荷がかかることを効果的に防止できる。
Claims (8)
- ポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動する原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部において検出される前記回転速度が目標回転速度へ近づくように、前記原動機の回転速度を制御する回転速度制御部と、
前記原動機の負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷が大きくなると前記回転速度が遅くなり、前記負荷が小さくなると前記回転速度が速くなり、かつ、前記負荷の上限値が定められている、前記負荷と前記回転速度との所定の関係に近づくように、前記負荷検出部における前記負荷の検出値に応じて前記目標回転速度を調節する目標回転速度調節部と
を有し、
前記目標回転速度調節部は、前記負荷の検出値に応じた前記目標回転速度の前記調節を行う場合、前記所定の関係において前記負荷の検出値に対応する所定の回転速度と、前記回転速度制御部に設定中の目標回転速度との差を算出し、前記算出した差が所定のしきい値を超えるならば、前記所定の回転速度から前記設定中の目標回転速度までの範囲に含まれ、かつ、前記所定の回転速度との差が前記算出した差より小さい新たな目標回転速度を前記回転速度制御部に設定する、
ポンプ装置。 - 前記目標回転速度調節部は、前記所定の回転速度から前記設定中の目標回転速度までの範囲における中間の回転速度を、前記新たな目標回転速度として前記回転速度制御部に設定する、
請求項1に記載のポンプ装置。 - ポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動する原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部において検出される前記回転速度が目標回転速度へ近づくように、前記原動機の回転速度を制御する回転速度制御部と、
前記原動機の負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷が大きくなると前記回転速度が遅くなり、前記負荷が小さくなると前記回転速度が速くなり、かつ、前記負荷の上限値が定められている、前記負荷と前記回転速度との所定の関係に近づくように、前記負荷検出部における前記負荷の検出値に応じて前記目標回転速度を調節する目標回転速度調節部と
を有し、
前記目標回転速度調節部は、前記負荷の検出値に応じた前記目標回転速度の前記調節を行う場合、前記負荷の検出値が前記上限値を超え、かつ、前記回転速度制御部に設定中の目標回転速度が前記所定の関係において規定される最低の回転速度より速いならば、当該最低の回転速度を前記目標回転速度として前記回転速度制御部に設定し、当該設定後も前記負荷の検出値が前記上限値を超えるならば、前記負荷の検出値が前記上限値より小さくなるまで前記目標回転速度を所定の変化分ずつ減速させる、
ポンプ装置。 - ポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動する原動機と、
前記原動機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部において検出される前記回転速度が目標回転速度へ近づくように、前記原動機の回転速度を制御する回転速度制御部と、
前記原動機の負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷が大きくなると前記回転速度が遅くなり、前記負荷が小さくなると前記回転速度が速くなり、かつ、前記負荷の上限値が定められている、前記負荷と前記回転速度との所定の関係に近づくように、前記負荷検出部における前記負荷の検出値に応じて前記目標回転速度を調節する目標回転速度調節部と
を有し、
前記目標回転速度調節部は、前記負荷の検出値に応じた前記目標回転速度の前記調節を行う場合、前記回転速度制御部に設定中の目標回転速度が前記所定の関係において規定される最低の回転速度より遅く、前記負荷の検出値が前記上限値より小さく、かつ、前記負荷の検出値と前記上限値との差が所定のしきい値を超えるならば、前記負荷の検出値と前記上限値との差が前記しきい値より小さくなるまで前記目標回転速度を増速させる、
ポンプ装置。 - 前記ポンプ部は、自吸式のポンプであり、
前記目標回転速度調節部は、前記ポンプ部の始動を指示する信号を受けた場合、前記所定の関係において規定される最速の回転速度よりも速い自吸動作用の目標回転速度を前記回転速度制御部に設定する、
請求項1乃至4の何れか一項に記載のポンプ装置。 - 前記目標回転速度調節部は、前記自吸動作用の目標回転速度を前記回転速度制御部に設定した後、前記負荷の検出値と所定の下限値とを比較し、前記負荷の検出値が前記下限値を超えたならば、前記負荷の検出値に応じた前記目標回転速度の前記調節を行う、
請求項5に記載のポンプ装置。 - 前記目標回転速度調節部は、前記自吸動作用の目標回転速度を前記回転速度制御部に設定した後、前記負荷の検出値が前記下限値より小さい状態が一定時間続いたならば、前記原動機の回転を停止させる、
請求項6に記載のポンプ装置。 - 前記目標回転速度調節部は、前記ポンプ部の始動を指示する信号を受けた場合、前記自吸動作用の目標回転速度よりも遅い初期目標回転速度を前記回転速度制御部に設定し、当該設定の後、前記負荷の検出値と前記下限値とを比較し、前記負荷の検出値が前記下限値より小さいならば、前記自吸動作用の目標回転速度を前記回転速度制御部に設定する、
請求項6又は7に記載のポンプ装置。
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