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公開番号2025164552
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068594
出願日2024-04-19
発明の名称多段式流体機械
出願人株式会社酉島製作所
代理人個人,個人
主分類F03B 15/02 20060101AFI20251023BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】機場の状況と仕様に応じた運転が可能な多段式流体機械を提供する。
【解決手段】多段式流体機械1は、配管5,6が接続された第1流体機械2A、配管7,8が接続された第2流体機械2B、流体機械2A,2Bを作動させる回転軸3、配管6,7を接続するための接続管10、配管5,7を接続する接続管11、配管6,8を接続するための接続管12、配管6に対する接続管10の接続状態と接続管12の接続状態を切換可能な三方弁14、及び配管7と接続管11の連通状態を切換可能な開閉弁18を備える。三方弁14及び開閉弁18の切り換えによって、第1流体機械2と第2流体機械2を、直列に接続した直列接続運転と並列に接続した並列接続運転とを実行可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通液用の第１配管と第２配管が接続された第１流体機械と、
通液用の第３配管と第４配管が接続された第２流体機械と、
前記第１流体機械及び前記第２流体機械を一体に作動させる回転軸と、
前記第２配管と前記第３配管を接続するための第１接続管と、
前記第３配管のうち前記第１接続管の接続部位に対して前記第２流体機械とは反対側の端部と、前記第１配管とを接続する第２接続管と、
前記第２配管と前記第４配管を接続するための第３接続管と、
前記第２配管に対し、前記第１接続管を連通させて前記第３接続管との連通を遮断した直列接続位置、及び前記第１接続管との連通を遮断して前記第３接続管を連通させた並列接続位置に切換可能な三方弁と、
前記第３配管のうち前記接続部位よりも前記第２接続管側、又は前記第２接続管に介設され、前記第３配管と前記第２接続管を連通させた全開位置、及び前記第３配管と前記第２接続管の連通を遮断した全閉位置に切換可能な開閉弁と
を備え、
前記三方弁及び前記開閉弁の切り換えによって、
前記第１配管、前記第２配管、前記第１接続管、前記第３配管、及び前記第４配管を連通させ、前記第１流体機械と前記第２流体機械を直列に接続した直列接続運転と、
前記第１配管、前記第２接続管、及び前記第３配管を連通させるとともに、前記第２配管、前記第３接続管、及び前記第４配管を連通させ、前記第１流体機械と前記第２流体機械を並列に接続した並列接続運転と
を実行可能である、多段式流体機械。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１配管内と前記第４配管内の圧力差に基づいて前記三方弁及び前記開閉弁を制御する制御部を更に備える、請求項１に記載の多段式流体機械。
【請求項３】
前記回転軸に発電機が接続され、
液体が前記第４配管に供給されて前記第１配管から流出し、前記第１流体機械及び前記第２流体機械への前記液体の流動によって前記回転軸を回転させて前記発電機が発電する構成であり、
前記三方弁は、前記直列接続位置と前記並列接続位置の間において、前記第２配管に対する前記第１接続管と前記第３接続管の連通割合を段階的に調整可能であり、
前記開閉弁は、前記全開位置と前記全閉位置の間において開度を段階的に調整可能であり、
前記制御部は、
前記圧力差である落差が定格落差を下回るとき、前記三方弁を前記直列接続位置側へ切り換えるとともに、前記開閉弁を前記全閉位置側へ切り換え、
前記落差が前記定格落差を上回るとき、前記三方弁を前記並列接続位置側へ切り換えるとともに、前記開閉弁を前記全開位置側へ切り換える、請求項２に記載の多段式流体機械。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第４配管内を流れる流量が定格流量を下回るとき、前記開閉弁を前記全閉位置側へ切り換え、
前記流量が前記定格流量を上回るとき、前記開閉弁を前記全開位置側へ切り換える、請求項３に記載の多段式流体機械。
【請求項５】
前記回転軸に駆動機が接続され、
前記駆動機による前記回転軸の回転によって、液体を前記第１配管から吸い込んで前記第４配管から吐出する構成であり、
前記三方弁は、前記直列接続位置と前記並列接続位置の間において、前記第２配管に対する前記第１接続管と前記第３接続管の連通割合を段階的に調整可能であり、
前記開閉弁は、前記全開位置と前記全閉位置の間において開度を段階的に調整可能であり、
前記制御部は、
前記圧力差である揚程が定格揚程を下回るとき、前記三方弁を前記直列接続位置側へ切り換えるとともに、前記開閉弁を前記全閉位置側へ切り換え、
前記揚程が前記定格揚程を上回るとき、前記三方弁を前記並列接続位置側へ切り換えるとともに、前記開閉弁を前記全開位置側へ切り換える、請求項２に記載の多段式流体機械。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第４配管内を流れる流量が定格流量を下回るとき、前記開閉弁を前記全閉位置側へ切り換え、
前記流量が前記定格流量を上回るとき、前記開閉弁を前記全開位置側へ切り換える、請求項５に記載の多段式流体機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段式流体機械に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、両吸込渦巻ポンプを用いたポンプ逆転水車型発電装置が開示されている。この発電装置では、ポンプ逆転水車の入口部と出口部を接続するバイパス流路を設け、実流量が定格落差での定格流量を越えるとき、余分の流量をバイパス流路に流すことによって、定格電流を超える電流が流れるというオーバーロードを抑制している。また、特許文献１には、複数のポンプ逆転水車を並列接続した発電装置も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許６４３３２６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発電装置では、落差が定格落差を下回るときの対策について、何ら考慮されていない。よって、引用文献１に開示された流体機械には、実際の機場の状況と仕様に応じた最適な運転について、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、機場の状況と仕様に応じて最適な運転が可能な多段式流体機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、通液用の第１配管と第２配管が接続された第１流体機械と、通液用の第３配管と第４配管が接続された第２流体機械と、前記第１流体機械及び前記第２流体機械を一体に作動させる回転軸と、前記第２配管と前記第３配管を接続するための第１接続管と、前記第３配管のうち前記第１接続管の接続部位に対して前記第２流体機械とは反対側の端部と、前記第１配管とを接続する第２接続管と、前記第２配管と前記第４配管を接続するための第３接続管と、前記第２配管に対し、前記第１接続管を連通させて前記第３接続管との連通を遮断した直列接続位置、及び前記第１接続管との連通を遮断して前記第３接続管を連通させた並列接続位置に切換可能な三方弁と、前記第３配管のうち前記接続部位よりも前記第２接続管側、又は前記第２接続管に介設され、前記第３配管と前記第２接続管を連通させた全開位置、及び前記第３配管と前記第２接続管の連通を遮断した全閉位置に切換可能な開閉弁とを備え、前記三方弁及び前記開閉弁の切り換えによって、前記第１配管、前記第２配管、前記第１接続管、前記第３配管、及び前記第４配管を連通させ、前記第１流体機械と前記第２流体機械を直列に接続した直列接続運転と、前記第１配管、前記第２接続管、及び前記第３配管を連通させるとともに、前記第２配管、前記第３接続管、及び前記第４配管を連通させ、前記第１流体機械と前記第２流体機械を並列に接続した並列接続運転とを実行可能である、多段式流体機械を提供する。
【０００７】
本態様の多段式流体機械は、三方弁及び開閉弁の切り換えによって、第１流体機械と第２流体機械を直列に接続した直列接続運転と、並列に接続した並列接続運転とを実行可能である。この多段式流体機械は、回転軸に発電機を接続し、水が第４配管に供給されて第１配管から流出されることによって、発電装置として用いることができる。一方で、多段式流体機械は、回転軸に駆動機を接続し、水を第１配管から吸い込んで第４配管から吐出させることによって、給液装置として用いることができる。
【０００８】
発電装置として用いる場合、直列接続運転に切り換えることによって、並列接続運転よりも個々の流体機械への流量が増えるため、回転軸の軸動力を増やして発電量を増やすことができる。一方で、並列接続運転に切り換えることによって、直列接続運転よりも個々の流体機械への流量が減るため、回転軸の軸動力を減らして発電量を減らし、オーバーロードを抑制できる。よって、実際の機場の落差と定格落差に応じた最適な発電効率で運転を行うことができる。
【０００９】
給液装置として用いる場合、直列接続運転に切り換えることによって、並列接続運転よりも流体機械の吐出圧を高めて揚程を上げ、流量を減らすことができる。一方で、並列接続運転に切り換えることによって、直列接続運転よりも流体機械の吐出圧を下げて揚程を下げ、流量を増やすことができる。よって、実際の機場での実揚程と実流量に応じて、要求された最適なポンプ効率（定格揚程と定格流量）で運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、機場の状況と仕様に応じた最適な運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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