給水装置
【課題】複数台使用する給水システムにおいて、各ポンプの運転時間均一化を図る場合にシステムを構成する複数台のポンプが同時に寿命を迎えてしまう危険を未然に防止する。
【解決手段】複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択する。各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することもできる。積算運転時間が予め設定された分布となるように次回運転するポンプを選択する処理は、一定期間Ta内においてTa以下の期間であるTbのみ行う。
【解決手段】複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択する。各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することもできる。積算運転時間が予め設定された分布となるように次回運転するポンプを選択する処理は、一定期間Ta内においてTa以下の期間であるTbのみ行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポンプを複数台使用して給水を行うシステムに関する。
【従来の技術】
【０００２】
ポンプを複数台使用して給水を行うシステムは従来より多く使用されている。これらの多くは、無負荷時にポンプを停止する小流量停止機能を装備しており、ポンプ停止ごとに次回運転するポンプを切換える方式を採用している。これは、停止ポンプ内の水が腐敗することを防止するとともに各ポンプの運転時間を均等にして、システムの全体寿命を長くすることを目的としたものである。また、特開2000-45982のように、各ポンプの運転時間を均一にするように制御するシステムも提案されている。
【特許文献１】特開2000−45982
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ポンプを複数台使用する給水システムでは、システムの信頼性を高めるために、いずれかのポンプが故障した場合でも給水を継続できることを目的として複数台のポンプを使用している。従来の技術では、各ポンプの運転時間均一化を図ることでシステム全体の寿命を延長させることを目的としているが、この場合システムを構成する複数台のポンプが同時に寿命を迎えてしまう危険がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこでこの発明では、図１に例示するような複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた、図２に示したような積算運転時間分布指令に基づき階段状に分布するように各ポンプの運転を制御することで、各ポンプの寿命までの期間をずらし、システム全体の信頼性を向上するようにしたものである。
【０００５】
またこの発明は、複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することにより、前項で示したものと同様の目的を達成しようとするものである。
【０００６】
例えば、10000時間で設計寿命を迎える部品を搭載するポンプを4台使用するシステムにおいて、1台目のポンプが10000時間に到達した時点で、他ポンプの運転時間がそれぞれ9000時間、8000時間、7000時間という具合に調整できていれば、複数台のポンプが同時に設計寿命となることが無い。また、システム内のポンプ台数が多い場合には、複数のポンプごとにグループを構成し、図6に示したようにグループごとに積算運転時間を分布させることも有効である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるポンプの運転制御方法を用いた場合、ポンプシステムを構成する各ポンプの寿命を段階的にずらすことができ、システム全体の信頼性を向上することができる。さらに、各ポンプ間の運転時間間隔を調整することでポンプが設計寿命に到達するまでの期間を設定することができ、設備改修時期の計画にも有効であるほか、複数年に渡り段階的に改修することが可能となるため、改修予算調達面においても有効である。
【実施例１】
【０００８】
以下に図１に示した4台のポンプを有するシステムでの実施例を示す。先ずは基本動作について説明する。ポンプ停止中は、圧力タンクにより保圧されている。水が使用され、吐出圧力が低下するとポンプを1台起動する。使用水量が増え、ポンプ1台では給水量が足らなくなると、次のポンプを追従起動する。使用水量が減り、ポンプを1台停止しても十分な流量となると、ポンプを1台停止する。このように、使用水量に応じて同時運転ポンプを増減させながら給水を行う。使用水量が減り、ポンプ1台で運転中に小流量状態を検出すると、最後に運転しているポンプが停止して、システムは待機状態となる。
【０００９】
一般的なシステムでは、ポンプの起動優先順位は、ポンプ停止時に最下位になるように制御される。これにより、各ポンプの運転時間が比較的均一に保たれる。今回発明したシステムでは、図４に示した次回運転ポンプ管理配列により次回運転するポンプを管理する。
起動優先順位は前記配列内の上位に行くほど高くなる。
【００１０】
配列に関する基本動作を説明する。吐出圧力が低下してポンプ起動要求が成立すると、起動優先順位が1位＝次回運転ポンプ管理配列先頭のポンプを起動する。このとき、前記配列の内容は１つずつ前方にシフトし、起動優先順位2位であったポンプが次回の起動優先順位1位となる。尚、運転中のポンプはこの配列には格納されない。ポンプ停止時には、この配列の最後尾に停止したポンプを追加する。
【００１１】
以下にこの発明の処理について説明する。この発明では、ポンプ停止などにより次回運転ポンプ管理行列にポンプが追加された際に、図３に示したフローに従い次回運転ポンプ管理配列を並び替えることにより、各ポンプの積算運転時間を積算運転時間分布指令に基づき調整する。
【００１２】
上記処理を詳しく説明すると、先ずSTEP1では、次回運転ポンプ管理行列に格納されている全てのポンプについて、基準号機（ここでは1号）の積算運転時間T1×自号機の割合Rnと自号機の積算運転時間Tnとの差ΔTnを ΔTn＝T1・Rn ＿ Tn により計算する。ここでTnは各ポンプの積算運転時間（添字nはポンプ番号）、Rnは積算運転時間分布指令に基づく各ポンプの積算運転時間の基準号機に対する割合である。
【００１３】
STEP2では、ΔTnが大きい順に次回運転ポンプ管理行列を並び替える。STEP3で、次回運転ポンプ管理配列内に基準号機が格納されているか評価を行う。次回運転ポンプ管理配列内に基準号機が格納されている場合には、STEP4でΔTnの最大値ΔTmaxと基準時間Ts（例えば10時間、100時間など）とを比較する。ΔTn≦Tsの場合、STEP5で基準号機を次回運転ポンプ管理行列の先頭に格納する。
【００１４】
上記処理により、常に積算運転時間分布指令に従い積算運転時間を推移させることができる。なお、上記処理のみでは、優先順位の高いポンプが頻繁に運転し、優先順位が低いポンプはあまり運転しないこととなるため、優先順位が低いポンプ内の水が腐敗する危険がある。そこで、上記処理による運転時間の調整は1日の内の一定期間、例えば18時間のみ行い、残りの時間、例えば6時間は通常にポンプローテーションを行うなど、ある期間内の一定期間のみ実施するようにすることが望ましい。
【実施例２】
【００１５】
この発明の別の実施例として、ΔTmaxと比較する基準時間を、固定値ではなく設定により可変できるようにしたり、基準号機の積算運転時間に対する比率（例えば3%）などとしてもよい。具体的な数値を用い、図３に示したフローに従い次回運転ポンプ配列の並び替え処理を実施した例を図5、図６に示した。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は以上のように構成したので、商業用建造物、高層集合住宅等水道の需要が絶えず変化する場所において、複数台のポンプを運転制御するシステムが、ポンプ稼動及び衛生上良好な状態に保つことが出来るようにしたものであって、システムの長期間連続使用時の信頼性を高めるのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明を実施する複数台のポンプを有するシステムの概略図である。
【図２】図１の実施例において、この発明による積算運転時間分布指令を示す。
【図３】この発明において、次回運転ポンプ管理配列にポンプが追加された時の処理工程を示す。
【図４】次回運転ポンプ管理配列を示す。
【図５】配列格納の推移例を示す。
【図６】図5の処理に関する各種条件例を示す。
【図７】この発令の実施例２における積算運転時間分布指令を示す。
【符号の説明】
【００１８】
CTRL 制御部
P1〜P4 ポンプ
PT 圧力センサ
HD 吐出合流配管
HS 吸込合流配管
AT 圧力タンク
GVT、GV11〜GV42 仕切弁
CV1〜CV4 逆止弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポンプを複数台使用して給水を行うシステムに関する。
【従来の技術】
【０００２】
ポンプを複数台使用して給水を行うシステムは従来より多く使用されている。これらの多くは、無負荷時にポンプを停止する小流量停止機能を装備しており、ポンプ停止ごとに次回運転するポンプを切換える方式を採用している。これは、停止ポンプ内の水が腐敗することを防止するとともに各ポンプの運転時間を均等にして、システムの全体寿命を長くすることを目的としたものである。また、特開2000-45982のように、各ポンプの運転時間を均一にするように制御するシステムも提案されている。
【特許文献１】特開2000−45982
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ポンプを複数台使用する給水システムでは、システムの信頼性を高めるために、いずれかのポンプが故障した場合でも給水を継続できることを目的として複数台のポンプを使用している。従来の技術では、各ポンプの運転時間均一化を図ることでシステム全体の寿命を延長させることを目的としているが、この場合システムを構成する複数台のポンプが同時に寿命を迎えてしまう危険がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこでこの発明では、図１に例示するような複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた、図２に示したような積算運転時間分布指令に基づき階段状に分布するように各ポンプの運転を制御することで、各ポンプの寿命までの期間をずらし、システム全体の信頼性を向上するようにしたものである。
【０００５】
またこの発明は、複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することにより、前項で示したものと同様の目的を達成しようとするものである。
【０００６】
例えば、10000時間で設計寿命を迎える部品を搭載するポンプを4台使用するシステムにおいて、1台目のポンプが10000時間に到達した時点で、他ポンプの運転時間がそれぞれ9000時間、8000時間、7000時間という具合に調整できていれば、複数台のポンプが同時に設計寿命となることが無い。また、システム内のポンプ台数が多い場合には、複数のポンプごとにグループを構成し、図6に示したようにグループごとに積算運転時間を分布させることも有効である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるポンプの運転制御方法を用いた場合、ポンプシステムを構成する各ポンプの寿命を段階的にずらすことができ、システム全体の信頼性を向上することができる。さらに、各ポンプ間の運転時間間隔を調整することでポンプが設計寿命に到達するまでの期間を設定することができ、設備改修時期の計画にも有効であるほか、複数年に渡り段階的に改修することが可能となるため、改修予算調達面においても有効である。
【実施例１】
【０００８】
以下に図１に示した4台のポンプを有するシステムでの実施例を示す。先ずは基本動作について説明する。ポンプ停止中は、圧力タンクにより保圧されている。水が使用され、吐出圧力が低下するとポンプを1台起動する。使用水量が増え、ポンプ1台では給水量が足らなくなると、次のポンプを追従起動する。使用水量が減り、ポンプを1台停止しても十分な流量となると、ポンプを1台停止する。このように、使用水量に応じて同時運転ポンプを増減させながら給水を行う。使用水量が減り、ポンプ1台で運転中に小流量状態を検出すると、最後に運転しているポンプが停止して、システムは待機状態となる。
【０００９】
一般的なシステムでは、ポンプの起動優先順位は、ポンプ停止時に最下位になるように制御される。これにより、各ポンプの運転時間が比較的均一に保たれる。今回発明したシステムでは、図４に示した次回運転ポンプ管理配列により次回運転するポンプを管理する。
起動優先順位は前記配列内の上位に行くほど高くなる。
【００１０】
配列に関する基本動作を説明する。吐出圧力が低下してポンプ起動要求が成立すると、起動優先順位が1位＝次回運転ポンプ管理配列先頭のポンプを起動する。このとき、前記配列の内容は１つずつ前方にシフトし、起動優先順位2位であったポンプが次回の起動優先順位1位となる。尚、運転中のポンプはこの配列には格納されない。ポンプ停止時には、この配列の最後尾に停止したポンプを追加する。
【００１１】
以下にこの発明の処理について説明する。この発明では、ポンプ停止などにより次回運転ポンプ管理行列にポンプが追加された際に、図３に示したフローに従い次回運転ポンプ管理配列を並び替えることにより、各ポンプの積算運転時間を積算運転時間分布指令に基づき調整する。
【００１２】
上記処理を詳しく説明すると、先ずSTEP1では、次回運転ポンプ管理行列に格納されている全てのポンプについて、基準号機（ここでは1号）の積算運転時間T1×自号機の割合Rnと自号機の積算運転時間Tnとの差ΔTnを ΔTn＝T1・Rn ＿ Tn により計算する。ここでTnは各ポンプの積算運転時間（添字nはポンプ番号）、Rnは積算運転時間分布指令に基づく各ポンプの積算運転時間の基準号機に対する割合である。
【００１３】
STEP2では、ΔTnが大きい順に次回運転ポンプ管理行列を並び替える。STEP3で、次回運転ポンプ管理配列内に基準号機が格納されているか評価を行う。次回運転ポンプ管理配列内に基準号機が格納されている場合には、STEP4でΔTnの最大値ΔTmaxと基準時間Ts（例えば10時間、100時間など）とを比較する。ΔTn≦Tsの場合、STEP5で基準号機を次回運転ポンプ管理行列の先頭に格納する。
【００１４】
上記処理により、常に積算運転時間分布指令に従い積算運転時間を推移させることができる。なお、上記処理のみでは、優先順位の高いポンプが頻繁に運転し、優先順位が低いポンプはあまり運転しないこととなるため、優先順位が低いポンプ内の水が腐敗する危険がある。そこで、上記処理による運転時間の調整は1日の内の一定期間、例えば18時間のみ行い、残りの時間、例えば6時間は通常にポンプローテーションを行うなど、ある期間内の一定期間のみ実施するようにすることが望ましい。
【実施例２】
【００１５】
この発明の別の実施例として、ΔTmaxと比較する基準時間を、固定値ではなく設定により可変できるようにしたり、基準号機の積算運転時間に対する比率（例えば3%）などとしてもよい。具体的な数値を用い、図３に示したフローに従い次回運転ポンプ配列の並び替え処理を実施した例を図5、図６に示した。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は以上のように構成したので、商業用建造物、高層集合住宅等水道の需要が絶えず変化する場所において、複数台のポンプを運転制御するシステムが、ポンプ稼動及び衛生上良好な状態に保つことが出来るようにしたものであって、システムの長期間連続使用時の信頼性を高めるのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明を実施する複数台のポンプを有するシステムの概略図である。
【図２】図１の実施例において、この発明による積算運転時間分布指令を示す。
【図３】この発明において、次回運転ポンプ管理配列にポンプが追加された時の処理工程を示す。
【図４】次回運転ポンプ管理配列を示す。
【図５】配列格納の推移例を示す。
【図６】図5の処理に関する各種条件例を示す。
【図７】この発令の実施例２における積算運転時間分布指令を示す。
【符号の説明】
【００１８】
CTRL 制御部
P1〜P4 ポンプ
PT 圧力センサ
HD 吐出合流配管
HS 吸込合流配管
AT 圧力タンク
GVT、GV11〜GV42 仕切弁
CV1〜CV4 逆止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することを特徴とした給水装置。
【請求項２】
複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することを特徴とした給水装置。
【請求項３】
積算運転時間が予め設定された分布となるように次回運転するポンプを選択する処理は、一定期間Ta内においてTa以下の期間であるTbのみ行うことを特徴とする、請求項1または請求項２に記載の給水装置。
【請求項１】
複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、各ポンプの積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することを特徴とした給水装置。
【請求項２】
複数台のポンプと、ポンプの運転を制御する制御装置を具えた給水装置において、各ポンプの積算運転時間を記憶し、1台または複数台のポンプで構成されるポンプグループを複数設定し、各ポンプグループの平均積算運転時間が予め定められた階段状の分布となるように次回運転するポンプを選択することを特徴とした給水装置。
【請求項３】
積算運転時間が予め設定された分布となるように次回運転するポンプを選択する処理は、一定期間Ta内においてTa以下の期間であるTbのみ行うことを特徴とする、請求項1または請求項２に記載の給水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２９７９３６（Ｐ２００７−２９７９３６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２５０２３（Ｐ２００６−１２５０２３）
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００１３３９３９）株式会社テラルキョクトウ (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００１３３９３９）株式会社テラルキョクトウ (48)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]