JPH0115760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、配水管路の破裂事故を検出する装置
の改良に関する。

（従来の技術） 水道配管等にあつては、破裂事故が発生するお
それがあり、事故発生後速やかに送水を止める必
要がある。特に大都市にあつては、道路工事等に
より破裂事故発生の頻度が高く、又配管の配水量
も多いため速やかな対応が必要である。

第１図は、従来のこの種装置の一例を示すブロ
ツク図である。配管路１の適宜の箇所に流量検出
器２を設ける。３は流量検出器２の検出量を電気
信号に変換増幅する流量変換器であり、４は流量
変換器３の出力をサンプリングするサンプリング
器、５はサンプリングした数値を次のサンプリン
グまで保持する記憶部である。６は比較判別器
で、流量変換器３の出力と記憶部５の数値とを比
較する。

８は圧力信号発生器で、配管路１の圧力を検出
して、電気信号を発信する。９はサンプリング
器、１０は記憶部、１１は比較判別器である。

以上の構成において、所定時間前の流量及び流
体圧力に比例した信号と現在の流量及び流体圧力
に比例した信号とをそれぞれ比較判別器６及び１
１で比較し、その偏差がある設定値を同時に越え
たときに接点６ａ及び１１ａが閉路し、配管路の
破裂警報を出力する。

かかる従来の装置では設定値が固定であるた
め、通常は流量あるいは圧力の最大値を基準とし
た値を設定値とせざるを得ない。そのため、流量
並びに圧力が少量である時、破裂の程度が小さい
場合その検知が遅れるかもしくは検出できないお
それがある。また逆に流量あるいは圧力の常用値
を基準とした値を設定値とした場合は、配管破裂
以外のたとえば火災等により通常よりも消費量が
多いときに誤警報を発してしまう欠点がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
設定値を現状流量あるいは現状圧力の関数（たと
えば比例とか２乗比例）とすることにより、警報
不発あるいは誤警報を防止せんとするものであ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 配水管路の送水流量を検出する流量検出器と、
この検出器からの流量データを所定のサンプリン
グ周期でサンプリングする流量サンプリング手段
と、このサンプリング手段からの出力を次のサン
プリング周期まで記憶する流量データ記憶保持手
段と、この記憶保持手段に記憶されている前回の
サンプリング周期の流量データと、現時点での前
記流量検出器の流量データとを比較し、設定値を
越えたとき警報信号を発生する流量データ比較判
別手段と、前記配水管路内の流体圧力を検出する
圧力発信器と、この発信器から圧力データを所定
のサンプリング周期でサンプリングする圧力サン
プリング手段と、このサンプリング手段からの出
力を次のサンプリング周期まで記憶する圧力デー
タ記憶保持手段と、この記憶保持手段に記憶され
ている前回のサンプリング周期の圧力データと、
現時点での前記圧力発信器の圧力データとを比較
し、設定値を越えたとき警報信号を発生する圧力
データ比較判別手段と、前記流量データ比較判別
手段の設定値を前記現時点での流量データの増減
に従い増減、或いは、前記圧力データ比較判別手
段の設定値を前記現時点での流量データの増減に
従い増減させる設定値演算手段とを備えるもので
ある。

（作用） 前記流量データ比較判別手段及び前記圧力デー
タ比較判別手段から共に警報信号が出力されたと
き前記配水管路の破裂警報を発生するようにな
る。

（実施例） 以下図面により詳細に説明する。

第２図は本発明に係る装置を示すブロツク図で
あり、１３は設定値演算器、１４，１５は並列に
設置されたポンプ、１６は流体貯留槽（たとえ
ば、水道事業の場合は配水池）である。

配管路１の適宜箇所に設けた流量検出器２は、
流体の流量を検出し、これに比例した電気信号を
発生する。この流量検出器２の出力を変換増幅す
る流量変換器３の出力をサンプリング装置４に入
力し、その出力を記憶保持器５に印加する。前記
サンプリング装置４は、流量変換器３より得られ
る値をサンプリング周期に基いて一定時間ごとに
前記記憶保持器５に送給し、記憶保持器５はサン
プリング装置４より与えられた信号を次のサンプ
リング時刻まで記憶保持する。この記憶保持器５
の出力と前記流量変換器３の出力を比較判別装置
６に加え、現時点における流量変換器３の出力か
ら記憶保持器５よりの所定時間の保持出力を減算
する。

一方、設定値演算装置１３は前記流量変換器３
より得られる現時点での流量（現状流量）に基い
て設定値を演算し、比較判別装置６へ出力する。
この設定値の演算式としては、ポンプ台数配管路
の状態によつて異なるが少なくとも現状流量が大
きい時は設定値も大きく、現状流量が小さい時は
設定値も小さくなるような演算式とし、非線形な
式とすることもある。

そして、比較判別装置６は、前記減算した値
が、設定値演算装置１３からの設定値を越えたと
き、比較判別装置６は、警報信号を発生して常開
接点６ａを閉路する。

一方圧力発信器８は配管路１に流れる流体の圧
力を検出し、これに比例した電気信号を発生す
る。

この発信器８からの圧力データ出力を、前述同
様にサンプリング装置９で所定のサンプリング周
期に基いて記憶保持器１０に供給する。そして、
この記憶保持器１０に記憶されている前回のサン
プリング周期での圧力データと、前記圧力発信器
８からの現時点における圧力データとが比較判別
装置１１に供給され、比較判別装置１１は、現時
点での圧力データから前回のサンプリング周期の
圧力データを減算し、この減算値が予じめ設定さ
れた設定値を越えたとき、警報信号を発生して常
開接点１１ａを閉路する。配管破裂警報は、常開
接点６ａと１１ａとが同時に閉路したときに出さ
れる。

第２図に示す装置の動作を更に詳しく説明す
る。前述のごとく、配管路１の流量は、流量検出
器２により検出され、流量変換器３を介してサン
プリング装置４に入力する。このサンプリング歎
置４からのサンプリング値は記憶保持器５により
サンプリング時間の間保持し、出力Q₂として比
較判別装置６に入力する。さらにこの時点で、現
時点の流量信号Q₁を比較判別装置６に入力し
（Q₁−Q₂）を演算し、設定値演算装置１３から出
力された設定値を越えているかどうか判別する。

一方流量検出器２が流量を検出していると同時
に圧力発信器８も流体圧力を検出しており、前述
と同様の経路を経て、１周期前の記憶保持信号
P₂及び現時点の信号P₁を比較判別装置１１に入
力する。比較判別装置１１では（P₁−P₂）を演
算し、所定の設定値を越えているかどうか判別す
る。

配管路１が定常状態にある場合は比較判別装置
６又は１１の偏差出力（Q₁−Q₂）又は（P₁−P₂）
は、サンプリング時間を短かく選んでおけば、設
定値を越えることなく、常開接点６ａあるいは１
１ａは閉路しない。

次にポンプの起動または流体供給側のバルブ操
作等により配管路１に流れる流体の流量が急増
し、比較判別装置６の偏差（Q₁−Q₂）が設定値
演算装置１３からの設定値を越えて、常開接点６
ａが閉路したとしても、この場合には流体の圧力
は増大する方向に作用するので、比較判別装置１
１の偏差（P₁−P₂）は所定の設定値を越えるこ
とはなく、、常開接点１１ａは閉路せず、誤警報
は出力されない。

また前述とは逆にポンプの停止または流体供給
側のバルブ操作等により配管路１の流体の圧力が
低下したとしても、この場合は流量が急増するこ
とはないので常開接点１１が閉路しても、常開接
点６ａは閉路せず、誤警報は出力されない。

次に流体需要側でバルブ等を急激に開方向に操
作した場合、流体の流量は急増し、またその圧力
は低下する。この場合比較判別装置１１の偏差
（P₁−P₂）は負のある一定値を越えて常開接点１
１ａが閉路するが、流量が急増したことにより設
定値演算装置１３からの設定値も大きい値となる
ため、比較判別装置６の偏差（Q₁−Ｑ）は前記
設定値を越えることなく、常開接点６ａは閉路せ
ず、誤警報は出力されない。

ところが配管路１のある地点で破裂事故を起し
た場合には、前述と同様に流量は急増し、圧力は
低下する。この場合、比較判別装置１１の偏差
（P₁−P₂）は所定の設定値を越えて、常開接点１
１ａが閉路し、比較判別装置６の偏差（Q₁−Q₂）
は、その程度が大きいため、流量増加に伴なつて
増加した設定値演算装置１３からの設定値を越え
て、常開接点６ａが閉路するため、警報が出され
る。

ここで、設定値演算装置１３の演算式につい
て、第３図を参照して説明する。演算式の決定に
あたつては、ポンプの台数、配管路１の状態によ
つて異なるが、第３図の如く管路抵抗曲線の変化
による流量の変動が小流量時よりも、大流量時の
方が大きいため、少なくとも流量が大きい時は、
設定値も大きく、流量が小さい時は設定値も小さ
くなる演算式とする。

第３図において、流量がQ₂で管路抵抗曲線１
８の場合のポンプ運転点はポンプ揚程曲線１７′
と管路抵抗曲線１８の交点であるが、配管破裂な
どの原因で管路抵抗曲線が１８′に移つた場合、
ポンプ運転点はポンプ揚程曲線１７′と管路抵抗
曲線１８′の交点となり流量変動は△Q₂になる。
同様に流量がQ₁の場合の流量変動は△Q₁であり、
図から明らかなようにQ₁＜Q₂であれば△Q₁＜△
Q₂である。

本発明の他の実施例を第４図のブロツク図によ
り説明する。第２図の場合と異なる点は、ポンプ
１４，１５が直列に接続されていることと、これ
に伴ない設定値演算器１７を圧力検出系に設けた
ことである。

第５図は第４図の構成における動作特性図であ
つて図から明らかなように、ポンプを直列設置し
た場合の圧力変動は、△P₁＜△P₂で小圧力時よ
りも大圧力時の方が大きいことから、現状圧力に
より設定値を変更するように構成する。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、流量の状態によ
り設定値も変化するために警報不発、誤警報を防
止することができる。因みに従来は設定値を固定
していたため、設定値が大きすぎた場合は、流
量、圧力が小量の時に、程度の小さい配管破裂が
生じても、その検知が遅れるか、もしくは検知で
きないおそれがあつた。また、逆に設定値が小さ
すぎた場合は、配管破裂ではなく、たとえば火
災、等により流量が急増し、圧力低下を生じた場
合にも誤警報してしまう欠点があつたが、本発明
に依ればかかる欠点のない破裂警報装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の装置を示すブロツク図、第２
図は本発明に係る装置のブロツク図、第３図は本
発明の説明のためのポンプ揚程曲線と管路抵抗曲
線を示す特性図、第４図は本発明の他の実施例を
示すブロツク図、第５図は第４図に示す装置の説
明のためのポンプ揚程曲線と管路抵抗曲線を示す
特性図である。 １……配管路、２……流量検出器、３……流量
変換器、４……サンプリング器、５……記憶部、
６……比較判別器、８……圧力信号発信器、９…
…サンプリング器、１０……記憶部、１１……比
較判別器、１３，１７……設定値演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 配水管路の送水流量を検出する流量検出器
   と、この検出器からの流量データを所定のサンプ
   リング周期でサンプリングする流量サンプリング
   手段と、このサンプリング手段からの出力を次の
   サンプリング周期まで記憶する流量データ記憶保
   持手段と、この記憶保持手段に記憶されている前
   回のサンプリング周期の流量データと、現時点で
   の前記流量検出器の流量データとを比較し、設定
   値を越えたとき警報信号を発生する流量データ比
   較判別手段と、前記配水管路内の流体圧力を検出
   する圧力発信器と、この発信器から圧力データを
   所定のサンプリング周期でサンプリングする圧力
   サンプリング手段と、このサンプリング手段から
   の出力を次のサンプリング周期まで記憶する圧力
   データ記憶保持手段と、この記憶保持手段に記憶
   されている前回のサンプリング周期の圧力データ
   と、現時点での前記圧力発信器の圧力データとを
   比較し、設定値を越えたとき警報信号を発生する
   圧力データ比較判別手段と、前記流量データ比較
   判別手段の設定値を前記現時点での流量データの
   増減に従い増減、或いは、前記圧力データ比較判
   別手段の設定値を前記現時点での流量データの増
   減に従い増減させる設定値演算手段とを備え、前
   記流量データ比較判別手段及び前記圧力データ比
   較判別手段から共に警報信号が出力されたとき前
   記配水管路の破裂警報を発生することを特徴とし
   た配水管路の破裂警報装置。