JPS5847268Y2 - タンクレスジドウキユウスイケイトウノ アツリヨクセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はタンクレス自動給水系統の圧力制御装置に係る
。

従来、高層ビルやアパート等の給水設備としては、建屋
屋上に高架水槽や屋外給水塔等所謂高架タンク方式が採
用されていた。

しかし、近来、高架タンクの建設費及び設置スペースが
問題とされ、高架タンクを要しないタンクレス直送給水
方式が提案されている。

特に、最近ではポンプの回転数制御が比較的簡単にでき
るようになったのでタンクレス方式では望ましい給水方
式とされている。

しかし、タンクレス方式は高架タンク方式に比べて運転
動力を無駄にする要素が多く運転費が相対的に高いもの
となっていた。

すなわち、第１図に示す如く、従来方式の定圧力制御で
設定圧力をＨｓ Ｋ定めたとすると、流量Ｑの減少につ
れて電動機の回転数Ｎは減する（Ｎ。

からＮ２に向って）が、動作点はＡ−Ｈｓ直線上を移動
し揚程量は流量に無関係であるため、回転数を制御して
も動力節約の効果は少なかった。

特に、Ｈ−Ｑ特性が平坦な場合に動力の無駄は著しかっ
た。

本考案は上記欠点を除去せんがために成されたものであ
り、運転動力の節減を図り安価な給水運転を期待し得る
タンクレス自動給水系統の圧力制御装置を提供すること
を目的とする。

本考案の目的は、ポンプの吐出圧力と設定圧力とを比較
してその偏差が小さくなるようにポンプの駆動電動機を
制御する給水系統の圧力制御装置において、給水系統の
各枝管の流量から夫々の枝管に釦ける必要揚程を演算し
、その必要揚程のうち最大のものを設定圧力とするよう
にすることで達成される。

すなわち、本考案は、流量減少につれて設定圧力を低下
せしめ、ポンプのＨ−Ｑ％性が平坦であっても、動力を
積極的に節約しうるものである。

以下、添付図面に従って本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の原理を説明するための特性図である。

同図に釦いて、曲線ｈ１＋Ｒ１，ｈ２＋Ｒ２は、代表的
な抵抗曲線を示したものであり、給水系統の夫々の枝管
における要求実揚程（吐出残圧を含む）ｈｌ、ｈ２に、
管路の損失水頭Ｒ１，Ｒ２を加えたものであり必要揚程
を示す。

一般に、タンクレス給水方式では、要求実揚程は例えば
ビルの階床によって夫々異なり、配管損失も夫々異なる
。

ここで、曲線ｈ１＋Ｒ１，ｈ２＋Ｒ２は代表特性を示す
ものとするためｈ２〉ｈｌ でも、Ｂ点に関して定めら
れる成る流量以上ではｈ１＋Ｒ１がｈ２＋Ｒ２より大き
くなる場合を示している。

また、配管損失水頭は（定数ｋ）×（流量 ）２で示さ
れることが知られており、配管設備が定玄れば流量を知
ることができ配管損水頭は求められる。

更に、各枝管の要求水量ｑ１．ｑ２．・・・・・・、ｑ
ｎの合計水量Ｑが流れる主管は、ビル等の場合将来の要
求水量の増加を見越して、配管損失が極めて小さくなる
よう太めの配管で計画され、主管の配管損失は無視し得
る。

従って、各枝管における必要揚程は、 ｈ１＋Ｒ１，、＝ｈ１＋に１（ｑｌ）２ ｈ２＋Ｒ２：ｈ２＋に２（ｑ２）２８１００１．（１）
ｈｎ＋Ｒｎ＝ｈｎ十ｋｎ（ｑｎ）２ と近似することができる。

ここで、これら必要揚程のうち最大のものをポンプ吐出
圧力の設定値に対応させれば、各階の要求水量を満足し
、且つポンプ吐出圧力を著しく低下させることができる
。

例えば、時刻ｔａに釦ける２つの枝管の流量が夫々ｑ１
＋４２で、ｑ１＋ｑｚ＝ＱａＸｆた、時刻ｔｂにおける
同じ枝管の流量が夫々ｑ）、ｑＡで、（１１＋９２
Ｑｂ＝Ｑｂであるとすると、各時刻において合計流量に
変動がなくても設定圧力はＨｌ、１又はＨ８２に切換わ
り満足すべき運転状態とすることができる。

すなわち、流量ｑ１に対応する曲線（ｈ ｘ＋Ｒｘ ）
上の点ａと、流量ｑ２に対応する曲線（ｈ ２＋Ｒ２）
上の点すとを比べれば、ｂ点における方が大きな揚程値
を与え、設定値はＨｇ ２ となる。

また、流量ｑ １１に対応する曲線（ｈｉ＋Ｒｉ）上の
点ａ１と、流量ｑ２に対応する曲線（ｈ２＋Ｒ２）上の
点ｂ１とを比べれば、８１点に釦ける方が大きな揚程値
を与え、設定値はＨ８，となる。

以上から分かるように、Ｈｓｌ及びＨ８゜は、従来の方
式による設定値Ｈ８よりかなり小さくなり、動力の節約
が大きいことが知れる。

第２図は、以上に釦いて説明した如く、流量変化に伴っ
て設定圧力を変動させるようにした本考案実施例を説明
する系統図である。

同図は、吸込管Ｌｂを介してポンプＰＫよって汲上げた
水を、吐出管Ｌａを通して各階に配設された枝管Ｌ１ｔ
Ｌ２をもって給水を行う給水系統を示している。

吐出管Ｌａの途中には吐出圧力を検出する検出器り、が
設けられ、比較器ＣＫ吐出圧力に対応する検出出力Ｈｉ
を与える。

渣た、各階の枝管Ｌｉ １ 、Ｌ ２には夫々流量検出
器Ｄ１．Ｄ２が設けられており、設定圧力演算器ＯＰに
流量Ｑ１＋ｑ２＋・・・Ｑｎに対応する信号を出力する
。

演算器ＯＰは前記（１）式における各必要揚程ｈｉ＋Ｒ
ｉ（ｉ＝１．２ ｒ−１ｎ ） を演算し、且つ、そ
の必要揚程のうち最大のものを設定圧力Ｈｓとして比較
器Ｃに入力する。

比較器Ｃは、ポンプの吐出圧力Ｈｉ と設定圧力Ｈｓと
を比較して偏差信号を速度制御器ｖＰに与える。

速度制御器ｖＰは偏差信号に応じてポンプＰの駆動電動
機Ｍを制御し、偏差を零とし吐出圧力を設定圧力を近づ
けるよ５に動作する。

設定圧力演算器ＯＰは、例えば第３図に示すように構成
すればよい。

すなわち、第１の演算器３１について説明すれば、演算
器は、定数に１を与える係数器３１ａ、に１×（ｑｌ）
２を与える２乗関数発生器３ ｌ ｂ 、 ｈｌな与え
る電源ｅ１及び設定器ｒ１．ｈ１＋Ｒ１を与える加算器
３１ｃ１高電圧優先回路を構成するダイオードＤ１、ス
イッチＳ１を具えて成る。

他の演算器３２〜３ｎＫついても同様の構成である。

スイッチＳ１＋・・・、Ｓｎは、全く給水をしない場合
にオフ状態としておく。

これは、ピル等では高層階になるにつれて使用時間が短
くなるのが普通であり、給水不要の階のスイッチを切っ
ておけば、その時間だけ設定圧力を更に低下させること
ができ運転動力を節約することができる。

第４図は主管の損失を考慮した場合における演算器の構
成を例示するものであり、演算器４１〜４ｎは夫々第３
図における演算器３１〜３ｎに対応してむり、各要素４
１ａ〜４１ｃは要素３１ａ〜３１ｃに対応している。

すなわち、この場合には、第２図で示す配管損失水頭ｈ
ｔ１．ｈｔ２を演算し、これを各分岐点の要求揚程に加
える。

第４図に釦いて、演算器４０は水頭ｈｔ１．ｈｔ２を演
算するためのものであり、加算器４０ａ１゜４０ａ２１
、係数器４０ｂ１，４０ｂ２．２乗関数発生器４０ｃｌ
、４０ｃ２を具えている。

演算器４０の出力は、夫々演算器４１，４２．・・・、
４ｎに設けた新たな加算器４１ｄ、４２ｄ、・・・、４
ｎｄに与えられる。

本考案は、以上の如く流量の変化に伴って設定圧力を変
化させるようにしたことにより、運転動力の無駄を無く
し安価な運転を期待し得るタンクレス自動給水系統の圧
力側脚装置を提供することができる。

本考案にかいては、更に、要求圧力の設定変更、経年変
化等を考慮して係数の設定変更等を自動化することもで
き、負荷曲線ｈ１＋Ｒ１等を自動的に修正するような構
成をも含むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理を説明するための特性図。 第２図は本考案実施例の系統図、第３図は本考案実施例
の要部説明図、第４図は本考案実施例の要部変形例の説
明図である。 Ｐ・・・・・・ポンプ、Ｄ、・・・・・・吐出圧力検出
器、Ｄｌ。 Ｄ２・・・・・・流量検出器、ＯＰ・・・・・・設定圧
力演算器、Ｃ・・・・・・比較器、ｖＰ・・・・・・速
度制御器、Ｍ・・・・・・駆動電動機、３１ ａ〜３
ｎ ａ 、 ４１ ａ〜４ｎａ 、 ４０ｂ１゜４０
ｂ ２ ・−−−−・係数器、３１ｂ〜３ｎｂ、４２ｂ
〜４ｎｂ 、４０ｃ１，４０ｃ２−−・−・・２乗関数
発生器、３１ ｃ〜３ｎｃ 、４１ ｃ〜４ｎｃ 、４
１ｄ〜４ｎｄ。 ４０ ａ １ 、４０ ａ ２−−加算器、Ｄ １ ＋
Ｄ ２ 、”・Ｄｎ・・・・・・ダイオード、Ｓｌ、
Ｓ２．・・・、Ｓｎ ・・・・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転数が可変に制御できる電動機と、 この電動機によって駆動され吸込管を介して汲上げた水
   を吐出管を通して各階に配設された枝管に給水するポン
   プと、 そのポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力検出器と、 前記各階に配設された枝管のそれぞれに設けられた流量
   検出器と、 これら流量検出器により検出された流量から各枝管にお
   ける必要揚程を演算しその必要揚程のうち最大のものを
   設定圧力として出力する設定圧力演算器と、 前記吐出圧力と前記設定圧力とを比較して偏差信号を出
   力する比較器と、 前記偏差信号を入力しそれに応じて前記電動機を制御す
   る速度制御器と、 を具えたことを特徴とするタンクレス自動給水系統の圧
   力制御装置。