JPH0286993A - 可変速ポンプの流量検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は可変速ポンプの吐出流量をポンプの回転数と実
揚程とから演算によって間接的に検出する可変速ポンプ
の流量検出方法に関する。

（従来の技術） 一般に、ポンプの吐出流量の測定には、各種流量計が用
いられているが、特に大容量のポンプの場合には、設置
場所や圧力損失などの理由で直接に流量を測定すること
ができないことが多く、この場合には演算によって間接
的に流量を測定する必要がある。

その−例として例えば特願昭６１−５０２８号（特開昭
６２−１６５５９７号）があり、ポンプの回転数Ｎと揚
程Ｈから比較的簡単な演算によって吐出流量Ｑを算出し
ている。

第８図はその概略構成図を示すもので、１は可変速ポン
プ、２は吸込弁２０の水位計、３は吐出弁３０の水位計
、４はポンプ１の回転数計、５は電子計算機を用いた流
量演算制御装置、７は吐出弁である。

この場合、第９図の実線であたえられる揚程Ｈと吐出流
量Ｑの関係を破線で示す様な二次関数２本で近似して下
記方程式（１）で表わす。

Ｈ＝ａＱ”　＋　ｂＱ　（ｔｏｏ）　十〇　（ｔＷ”）
　　　・・ｌυこの（１）式に基づいて演算を行い吐出
流量Ｑを算出している。なお、揚程Ｈは吐出弁３０の水
位Ｈ２と吸込弁２０の水位Ｈ１との差Ｈ２−Ｈ１として
求め、２本の二次関数の切換点とは、可変速ポンプ１の
回転数Ｎによって異なるたる下記■式によって切換揚程
点Ｈｒを求める。

Ｈｒ＝　　χＮ−７ ・・・■ 工、″ｌ／；係数 ここでＨ＜　Ｈｒの時、近似曲線２にて演算した吐出流
量とし、　Ｈ≧Ｈｒの時、近似曲線１にて演算した吐出
流量とする。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のポンプ吐出流量検出方法では吐出
弁開度が全開状態時のポンプ吐出流量しか演算できず、
また、配管損失抵抗を考慮していないため演算結果の誤
差が大きくなり正しい吐出流量を検出できないという問
題があった。

本発明は上記情報に鑑みてなされたもので、その目的は
吐出弁開度状態による損失抵抗に影響されずに簡単な演
算によって吐出流量の全範囲にわたる演算を精度よく検
出可能な可変速ポンプの流量検出方法を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用）上記目的を達成
するために、本発明は、可変速ポンプの回転数と吐出弁
開度、実揚程とから所定の演算によってポンプの吐出流
量を間接的に検出する可変速ポンプの流量検出方法すこ
おいて、配管損失抵抗、吐出弁開度による損失抵抗と、
実揚程。

回転数、流量の関係を２つの二次関数を組み合せて近似
させ実揚程と回転数から乗算、除算、加減算および開平
演算のみの組み合せによって流量を演算することにより
可変速ポンプの流量を検出することを特徴とするもので
ある。

上述したように、本発明によると、基本的な演算の組合
せによって可変速ポンプの吐出流量を算出できるので、
従来のような特別な関数発生器を必要とせず、したがっ
て、記憶容量の小さい簡易な計算機で迅速でかつ正確な
流量を検出するとと一 ができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図を示すもので、
１は可変速ポンプ、２は吸込弁２０の水位計、３は吐出
弁３０の水位計、４はポンプ１の回転数計、５は電子計
算機を用いた流量演算制御装置、７は吐出弁、６は吐出
弁７の吐出弁開度計である。

そして第８図の従来例とは、吐出弁開度計６による吐出
弁７の開度が演算制御装置５に入力され、この開度入力
を演算要素とする点が相異するのみである。

次に、第２図および第３図に示すポンプの特性図を参照
して本発明における演算内容について説明する。

ポンプの運転点は第２図に示す様にポンプのＱ−Ｈ特性
曲線、実揚程及び配管損失抵抗により決定できる。

従って第２図のポンプのＱ−Ｈ特性曲線は次の０式の二
次関数で近似できる。

Ｎ　　　　　　　　Ｎ” Ｈ＝　ａＱ２＋　ｂＱ　（−）＋　ｃ　（−）　　　　
　・・・■ここで　　　Ｈ；揚程 Ｑ；流量 Ｎ；回転数 ａ、ｂ、ｃ；係数 吐出弁開度による吐出弁損失抵抗は、第３図の吐出弁開
度・損失抵抗曲線より演算で求め、また第２図の配管損
失抵抗曲線は、次のに）式の二次関数で近似できる。

ここで、　Ｈ； Ｑ　； ｈｏ； ｒｏ； 揚程　　　　Ｓ２ 流量　　　　グ 実揚程 配管損失抵抗 吐出弁損失抵抗 ；配管断面積 ；重力加速度 前記（３）式とに）式より第２図に示すポンプ運転点は
、下記０式で算出できる。

この（ハ）式より実揚程り。と吐出弁開度Ｚ、回転数Ｎ
に対応する流量が次の（０式で算出できる。

従って回転数Ｎ　＝　１００％のときＱ−Ｈ特性曲線が
分れば０式を用いてＱ−Ｈ特性を近似し、係数ａ、ｂ、
ｃを求めることができる。

実揚程り。は、第４図に示す吐出弁３０の水位と吸込弁
２０の水位差であるが、吐出弁３０側のポンプ吐出管中
心位置に対して水位が上下どの位置にあるかによって異
なるため下記０式と（８）式によって判断する。

Ｈ４≧Ｈ５の時 り、＝　Ｈ４−Ｈ３ ・・・■ Ｈ４＜　Ｈ５の時 ｈｏ　＝　Ｈ５−Ｈ３ ・・・（８） ここで、　Ｈ５；ポンプ吐出管中心位置Ｈ４；吐出井水
位 Ｈ３；吸込井水位 ０式において、係数ａ、ｂ、Ｑを求める時、第５図に示
すように、Ｑ−Ｈ特性曲線を２本の二次曲線で近似すれ
ば、近似の精度を向上することが可能であり、２本の二
次曲線に対応する係数ａｌｌｂ１．ｃ１、ａ２．ｂ２．
ｃ２を求め、　２本の二次曲線が交わる揚程点にで２組
の係数を切換えれば良い。

従って、０式の演算プログラム及び係数（ａ、。

ｂｌｌｃｌＬ）、（ａ　２　＋　ｂ　２　ｊ　Ｑ　２　
）を電子計算機の中に格納しておくと、複雑なプログラ
ムを用いることなく、減算９乗算、除算、開平等の基本
的な演算機能だけでポンプの吐出流量を正確に算出する
ことができる。

なお、上記演算の過程で２組の係数（ａｌ、ｂｌｌｃｍ
）と（８２１ｂ　２１０２　）は、下記演算によって切
換えられる。すなわち第６図に示すように２つの二次曲
線の切換え点は、可変速ポンプの回転数Ｎによって異な
るので下記０式によって切換揚程点Ｈｒを求める。

Ｈｒ＝　　αＮ２ ・・・０ ここでαは係数であり２組の二次曲線から求めた流量Ｑ
、、　Ｑ２に対応する全揚程、Ｈ□、Ｈ２は次の（１０
）式および（１１）式より となる。

Ｈ工、Ｈ２と０式で求めたＨｒを比較してＨ１≧Ｈｒの
時Ｑ＝Ｑ、とし、　Ｈ２≦Ｈｒの時Ｑ＝Ｑ、とする。

第７図は、上記した流量算出方法をまとめて示したフロ
ーチャートであり、その説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の可変速ポンプの流量検出
方法によれば、ポンプのＱ−Ｈ特性を２本の二次曲線で
組合せて近似し、乗算、除算、減算、加算、開平などの
基本的演算の組合せによって可変速ポンプの吐出流量を
吐出弁開度９回転数および揚程から間接的に算出し、こ
れによってプログラマブルコントローラ等簡単で記憶容
量の小さい電子計算機を利用することができ、しかも吐
出弁開度状態が中間開度位置であっても吐出流量の演算
を正確でかつ迅速に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図、第３
図は本発明の演算根拠を示すポンプ、吐出弁の特性図、
第４図は揚程算出を説明するための構成図、第５図は本
発明における近似曲線の一例を示す特性図、第６図は係
数切換点を示す特性図、第７図は本発明における動作を
示すフローチャート、第８図は従来の吐出流量を演算す
る概略構成図、第９図は第８図における近似曲線の一例
を示す特性図である。 １・・・可変速ポンプ　　　　２，３・・・水位計４・
・・回転数計　　　　　　５・・・流量演算装置６・・
・開度計　　　　　　　７・・・吐出弁２０・・・吸込
弁　　　　　　　３０・・・吐出弁（８７３３）代理人
弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名）第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変速ポンプの回転数と実揚程とから所定の演算によっ
   てポンプの吐出流量を間接的に検出する可変速ポンプの
   流量検出方法において、配管損失抵抗、吐出弁開度によ
   る損失抵抗と、実揚程、回転数、流量の関係を２つの二
   次関数を組み合せ近似させ、乗算、除算、加減算および
   開平演算のみの組み合せによる演算で可変速ポンプの吐
   出流量を検出することを特徴とする可変速ポンプの流量
   検出方法。