JP2007154867A - 省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置を提供する。
【解決手段】本発明の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置は、恒圧条件下で、大量、且つ、フレキシブルに、必要な気体と水を各生産単位に供給することができる。本装置は、周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械、パワーメーター、圧力計、流量計、コントローラーからなる。機械並列配置の性能曲線は、負荷側のシステムインピーダンス曲線等のデータの理論分析結果とメーカーが提供する等価曲線データと一緒にコントローラーに内建する。運転時、内建するデータと装着された圧力計、パワーメーター、及び、流量計が得る実測データを比較することにより、最適省エネ条件を得て、この条件により、本装置の操作ルールとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置に関するものであって、特に、複数台並列配置操作の安全、迅速、省エネの要求を達成し、作業基準を統一格式化して、建築コストを減少する省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置に関するものである。

近年、工芸技術の急速な発展により、製品も日ごとに精密、微小化、多様化している。大量、且つ、低コストで、精密で多様な製品を生産するために、現在のハイテク技術工場に対する要求も厳しく、規模も拡大している。これは、ハイテク工場の人員やハイテク工場を建造する建築会社にとっても大きな挑戦で、相関する人員は、全力でその目的に邁進する必要がある。

流体輸送機械を使用し、充分な流量と安定した圧力の水と空気を各単位に供給するのは、現在のハイテク工場にとって、達成必須の基本要求である。工場規模が小さい時、一台の流体輸送機械でその必要な流量が満たされ、一台使用の運転なので、圧力の安定度の制御は比較的容易で、流体輸送機械製造メーカーの操作説明書により実行すれば、流体圧力は安定を維持することができる。しかし、生産コストを抑制し、製品を多様化するとなると、工場は、規模を大型化し、生産工程をフレキシブルにするので、一台の作業では、要求を満たすことができず、複数台の並列方式を採用し、充分な流量と安定した圧力の水と空気を各単位に供給しなければならない。同時に、生産工程の変更を要求される時、迅速に水と空気の流量と圧力を、新しい工程の要求に符合させなければならず、並列使用時、その操作方式は、一台の操作方式と比べて複雑、且つ、危険で、不慎の場合、機械の損壊を招く。機械製造メーカーも、複数台並列の操作工程を提供することができない。工場建築会社、或いは、工場責任者も、個人の経験にのみ頼って、複数台並列の操作基準を求めなければならない。この種の方式の作業基準は、様式が繁多で、規格が複雑、また、学理分析、或いは、実験認証を経ないので、設定する作業基準が安全かどうか、迅速かどうかを知ることができない。この他、複数台並列システムのエネルギー消耗の観点から、効果的に省エネできるかが、生産コストの抑制によって絶対的な条件である。

ポンプ、換気扇、送風機等の遠心式流体輸送機械を購入すると、メーカーにより、図１で示されるような機械性能相関データが提供される。縦横座標は、それぞれ、圧力と流量を示す。最大適用回転速度の性能曲線は、縦座標から開始し、図中のある位置で終了する。この位置は、臨界使用点を示す。座標はこの位置の右の領域にあり、使用に適さない領域で、流体輸送機械の相似定理により、回転速度（N）と流量（Q）、圧力（P）、及び、パワー（HP）間の関係式を得て、下のように示される。
最大適用回転速度の性能曲線のデータを利用し、本発明は、学理分析と計算により、圧力（P）と回転速度（N）間の関係方程式を求めることができる。

公式２と公式３を利用し、本発明は、最大適用回転速度より遅い各回転速度の性能曲線を図中に示すことができ、点線で示される。その他の等価曲線、パワー曲線は、通常、図１で示されるように、データ図形中に示される。

過去に、流体輸送機械並列配置に相関する特許案件は少なく、台湾特許第５０６６８３号「並列式ファン」で、一体成型のフレームを開示し、フレーム内に、複数のファンを並列配置して、並列式ファンの目的を達成している。いかにして各ファンの回転を制御するかには触れておらず、それに相関する技術も書かれていない。流体輸送機械を制御する相関案件では、第I２２５９０８号「ポンプシステムの制御方法」で、遠心式ポンプに相関する操作パラメータを自動制御する方法を開示し、流体を排出口に圧送している。本発明は、一台の遠心式ポンプ制御に制限され、ポンプに装着された各センサーにより、吸排出圧力、差圧、ポンプ回転速度、及び、水温等のデータを量測し、予め保存しておいた各項のデータと比較し、両者の差異により調整するものである。もう一つの特許第M２５３６９９号「ポンプシステムの制御装置」では、一台の遠心式ポンプを制御する各種装置を開示し、操作方式は前案と類似している。上述の案例の予め保存しておいた各データの獲得は、クレームで示されるように、大量のデータ整理を利用してなり、学理推導により知るものではない。この方式の長所は、簡単、迅速にポンプ各式状態を知り、制御根拠とできることである。しかし、二つの制限条件があり、一つは、一台の作業に適用できるが、複数台には適用できないこと、もう一つは、制御範囲が予め保存しておいた各項データに限られることである。操作過程が省エネできるかどうかは、完全に知ることができない。

学理分析と検証により、本発明は、省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置と操作方法を提供し、複数台並列操作の安全、迅速、省エネの要求を達成し、作業基準を統一格式化して、建築コストを減少することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の装置は、周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械、パワーメーター、圧力計、流量計、コントローラーからなる。

本発明の「省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置」は、学理分析公式から推導して、流体輸送機械が、並列配置時の各種必需データを計算して、このデータにより、コントローラーが各並列の機械を制御して、安全、且つ、迅速な操作の目的を達成する。この工程中で、異なる機械を並列して得られる異なる効果に対し、最適な省エネ機械台数を探し出すという利点がある。

本発明の「省エネ型恒圧式流体輸送機器並列配置」に関連する詳細内容は、以下の学理分析公式により推導し、実施例で順に紹介する。複数台の遠心式流体輸送機器の並列時、負荷側の管路システムの流量と密接な関係があり、よって、まず、負荷側の管路システム流量の分配状況を計算する。

図２の流体輸送機器並列配置の負荷側の管路システムにより説明する。全部で９本の管段(1)〜(9)と１０個のノード（１〜１０、流体出入口と合流点、即ち、全ての管段の両端点を含む）を有する。ノード１、２、５、６は、支管入り口で、ノード９と１０は、総出口である。管８、９上に、一つの流体輸送機械があり、図中の矢印（←）は、プログラム内定計算により仮説される方向であり、実際の流体流動方向を示すものではない。システム全体が求めるのは、各管段流量Q_nで、nは管段記号で、異なる管段の流量を示す。９個の管段があるので、９個の未知数(Ｑ_１，Ｑ_２，・・・，Ｑ_９)を有し、９個の線形独立方程式で求める。例えば、ノード３等、ノードでの流量維持連続方程式により、管３の流量は、管１と管２の流量の和に等しい。
同様に、ノード４、７、８は、式（５）、式（６）と式（７）の三つの流量維持方程式が求められ、
その他のノード（ノード１、２、５、６、９、及び、１０）は、流量維持方程式の関係がないので、方程式はない。

もう５つの方程式は、エネルギー維持の概念により求められる。管３の両端のノード３、ノード４において、もし流量が３から４に流れる場合、ノード３はノード４より大きい全圧値を有することを示し、流体が管３を流れると、摩擦、或いは、管路構造で、全圧が損失し、ΔP₃と表示される。ノード３とノード４の全圧は、それぞれ、P₃とP₄で示され、
管３の全圧損失ΔP₃は、また、K₃Q₃ ²とも表示され（後で説明）、K₃は、管３の全圧損失係数なので、式（８）は、以下のように示す。
各管路は、異なる構造と装置を有するので、異なる全圧損失係数k値を有し、領域により、異なる管段の全圧損失係数を分ける。式（９）の等号の左側は、未知数Q₃を有し、等号の右側の未知数は、P₃とP₄で、よって、一つの方程式が増えるが、二つの未知数が増える。全ての進出入口の全圧条件がすでに知られている場合（ノード１、２、５、６、９、１０）、流体は、ノード１から流入し、管１、管３、管５、管７を経て、最後に、ノード１０から流出し、式（８）を利用して、
ΔPは、各管段の全圧損失と流体輸送機械が変更する全圧総合で、数式では、
ΔP_S9が管９を流れる時の流体輸送機械が変更する全圧値で、ΔP_S9をいかに処理するかは後で説明する。式１１を式１０に代入し、整理後、
P₁₀とP₁はすでに分かっていて、通常、外界の大気条件で、よって、C₁は常数である。最後に、ΔPをKQ²の形式に変換し、以下の式が得られる。

その他の方程式も同様に得られ、それぞれ、

式４〜式７、及び、式１３〜式１７は、全部で９個の線形独立方程式を有し、これらの方程式組中、９個の流量未知数を含む以外に、ΔP_S8とΔP_S9の二つの未知数があり、この未知数は、流体輸送機器の性能曲線中から求められなければならない。

式３で、二次多項式により、充分に符合することが示され、これにより、流体輸送機器のある回転速度下での性能曲線は、以下のように書かれる。
C_S1、C_S2、C_S3、C_S1‘、C_S2’、C_S3‘はどれも常数で、Ｓは流体輸送機械を示す。式１３〜１７の等号の左側の各項（ΔP_S8，ΔP_S9以外）は、全圧損失係数に管路流体の二乗を掛けたものである。よって、ΔP_S8とΔP_S9を方程式に併入して計算するため、式１８と式１９は、以下のようである。
式２１を式１３に代入し、整理後、以下の式が得られる。

同様に、式１４〜式１７も、式２０と式２１を代入することができ、等号の左側は、流量が未知数である以外に、G₈とG₉の二つの未知数もあり、よって、二組の方程式の追加が必要であり、つまり、一つの流体輸送機械を増加すれば、一つの未知数が増える。この過程で、G₈とG₉と管流量の関係式は、以下のようである。
よって、現在のシステムは、計１１個の方程式と１１個の未知数を有し、全ての管路流量を導き出すことができる。式１３〜式１７のK_n(n=1、2、…、9)は、既知数で、管路の全圧損失係数である。これは、二つの部分を含み、一つは、流体が管路を流れるのは、摩擦により損失を生じ、二つは、管路システム中に装着された各設備と部品が生じる小損害（minor loss）で、よって、各損失係数k値は、管路損失係数を調べることにより知ることができる。

同様の型番号の流体輸送機械は並列され、性能曲線の流量は、並列にされる流体輸送機械の数目の増加により倍数で増加する。図３は、ある流体輸送機械の固定回転速度時の、異なる数目の流体輸送機械の並列の性能曲線を示す。図面上の、一台と二台の流体輸送機械並列の性能曲線を比較して、相同の圧力条件下で、二台の流体輸送機械並列で提供される流量は、一台の時の二倍である。同様に、三台の場合、三倍の流量を提供する。言い換えると、異なる数目の流体輸送機械を並列後、性能曲線全体もそれに伴って変化する。一台の流体輸送機械の性能曲線は、
C_S1、C_S2、C_S3は常数で、Q_n(n=1、2、3、…、n)は、並列流体輸送機械を一台に合成する流量を示し、Nは、流体輸送機械の台数を示す。ｎ台の流体輸送機械並列時、相同の圧力条件下で、流量は、ｎ倍に変化し、つまり、Q_n=n・Q，式２５を代入し、
式２６は、一台の流体輸送機械時の性能曲線に等しい。
一つの複雑な管路システムは、システム設計が不変の場合、システムの全圧損失と総流量の平方は比例し、P-Q図は曲線で、システムインピーダンス曲線と称される。
K_SYSは固定常数で、Q_SYSはシステムの総流量、ΔP_SYSはシステムの全圧損失である。これにより、システム不変の条件下で、既知のシステムのある流量時の圧力は、システムのインピーダンス曲線を求めることができる。図４は、システムインピーダンス曲線と一台の流体輸送機械の交差点で、この点が対応する流量と圧力は、システムの総流量とシステムの全圧損失で、よって、操作点と称される。一台の流体輸送機械の管路システム中、流体輸送機械の性能曲線とシステムインピーダンス曲線がすでに分かっている場合、システムの全圧損失は、流体輸送機械の提供する圧力と等しいので、システムの総流量は、流体輸送機械の流量に等しく、式２７を性能曲線方程式に代入すると、
公式法により、二曲線の交点（操作点）流量Q_SYSが求められ、

ある固定回転速度の流体輸送機器が、管路システム中に設置され、流量は、式２９から求められる。求められた流量が期待値でない場合、流体輸送機械の回転速度を変化させて調整する。流体輸送機械の回転速度が異なる時、流体輸送機械の性能曲線も異なり、操作点も変化する。流体輸送機械の性能曲線は、相似定理（Affinity Law）により計算され、その流量と回転速度、圧力と回転速度、パワーと回転速度の関係は、式１で示される。

図５は、ある流体輸送機械が、１７５０rpmと２２７５rpmであるときの性能曲線を例とし、図中のAとB点は、それぞれ、固定のシステム下での異なる回転速度時の操作点である。式２７は、A、B二点の関係式を求めることができる。
式１により、１７５０rpm性能曲線状のA点は、２２７５rpm性能曲線上のC点を経過し、二点の関係は、
で示される。式３１を式３２に代入すると、
である。

式３０と式３３を比較し、B点がC点、つまり、既知の操作点Ａであることが分かり、相似定理により、異なる回転速度の性能曲線とシステムインピーダンス曲線の操作点Ｂを計算することができる。Ｂ点がシステムの目標流量と圧力で、流体輸送機械が必要な回転速度がどのくらいか知らない場合、式２７により、パラメータK_SYSが計算され、
流体輸送機械１７５０rpm時の性能曲線は、図２５で示されるように、式２５と式３７が必要な係数を、式２９に代入し、システム流量Q_Aを求める。更に、式１を利用して、N_SYSを求める。
元の流体輸送機械の回転速度がN_SYSに調節され、必要な流量を得る。式１により、流体輸送機械の回転速度調整後の方程式は、
係数を整理後、
以上の原理により、あるメーカーの管路配置は図６で示され、図７は相関データ、図８は、一台の性能曲線で、性能曲線方程式は、
この例は、三台の流体輸送機械並列状況で、各台の流体輸送機械の型番号と回転速度は相同である。三台の流体輸送機械は、一台の流体輸送機械に等しい効果である。式２６から、並列の性能曲線は、
式２７から、K_SYSを求め、
式(39)と式(40)を式(29)に代入すると、

しかし、システムが必要な総流量は、たった４０cfsで、計算される総流量は、図９で示されるように、４１．９cfsである。これにより、流体輸送機械の回転速度を低下させなければならない。仮に、式３８の回転速度が１７５０rpmであるとき、式３５から、以下の式が得られる。
式３７から、一台の流体輸送機械の回転速度が１６７０rpm時に低下する時の方程式は、

流体輸送機械を式３７に改め、再度計算した後得られる総流量は４０cfsで、総裁データは、図１０の三機並列で示され、各出口流量はほぼ等しく、且つ、圧力は一致する。同様に、二機並列時の必要回転速度が求められ、その回転速度は、１８５０rpmに調整されないと、システムの要求を満たすことができない。図１０の二機並列結果で示されるように、各出口流量もほぼ同じで、圧力誤差値とシステム需要も、わずかに２％以内である。

等価曲線は、図１で示されるように、メーカーによる実際の性能測定により得られ、理論から知ることはできない。よって、メーカーが提供するデータを直接使用する。

〔実施方式〕
実際の状況に応用する時、操作の時間を短くし、上述の理論で得られる公式に計算を加えて必要な結果を得ることができず、上述の公式により得られる結果を直接、実際の状況に使用しなければならず、以下で紹介する実施例は、上述の公式により得られる結果を直接実際状況に使用するものである。

システムが必要な流量はQ_T、圧力は恒圧P_T、あるメーカーのポンプを使用し（複数のポンプを使用するとき、原則上、同一メーカーの同一型を使用）、一台のポンプは、最大流量Q₁、最大圧力P₁を提供する。基本データは、Q_T＞Q₁ならば、一台のポンプは、流量の需要を達成することはできず、P₁＞P_T圧力が要求に符合する。

公知の操作方式：（システムインピーダンスは、管路配置図、及び、各管路を流れる流量により計算を加え、各流量下のシステムインピーダンスを求めると共に、システムインピーダンス曲線を提供する）。
（１）第一ポンプを開き、図１１で示されるように、要求を満たさず、一台の性能曲線（実線）は、システムインピーダンス曲線と操作点Ｏで交差し、P=P_T，Q=Q_Tである。
（２）第一ポンプは相同条件で、第二ポンプを開き、この時、二台の並列の性能曲線（- - -）は、システムインピーダンス曲線と操作点Ｏ上方のＸ点で交差し、システム需要より大きく、適時に、二台の回転速度が低下し、性能曲線（− ・ −）を下降して、操作点Ｏで交差すればいい。
（３）第三ポンプを開き、操作方式と二台並列の操作方式は相似で、適時に、各台の回転速度を調整し、３台並列のシステムインピーダンス曲線とシステムインピーダンス曲線は、図１２で示されるように、操作点Ｏで交差する。
（４）同様に、ポンプの台数を増加し、適当に、ポンプの回転速度を調整し、並列された複数台の性能曲線とシステムインピーダンス曲線は、操作点Ｏで交差する。
（５）システム中、二台以上のポンプを並列し、システムの流量と圧力の要求を満足させる。但し、省エネの観点から、何台並列して、省エネの目的を達成するのか、システム流量は変更が必要で、システムインピーダンスを変更する時、いかにして並列台数を調整すれば、最適状態を達成できるのかが、本発明の解決すべき重要課題である。

ポンプ理論から分かるように、複数台を並列する時、各台の出力流量Ｑが相同である時、省エネの状態を容易に達成することができる。例えば、Q₁=Q₂=Q₃の状態は、Q₁≠Q₂≠Q₃の状態より省エネである。よって、各台のポンプの出力流量Ｑを相同にするのが重要である。

各ポンプの流量を相同にするため、パワーメーターを各ポンプに設置し、パワーメーターにより測量されたデータにより、各ポンプの流量Ｑを推算することができ、使用する公式は以下のようである。
Ｐはシステム圧力で、不変でなければならず、常数は、単位換算値とポンプ効率の乗数で、各台状態は相同で、効率も同じである。パワーＨＰを知るのに、流量Ｑを求める。つまり、各台ポンプのパワーが相同である場合、HP₁=HP₂=HP₃で、Q₁=Q₂=Q₃である。

流量計を各ポンプに設置する場合、直接流量Ｑを得ることができる。しかし、この時、例えば、Q₁=Q₂=Q₃がいいのか、Q₁=Q₂がいいのか、何台のポンプを並列使用すればいいのか判定できない。

システムは、二台のポンプ並列時を例とし、二台並列の性能曲線とこの状態での各台それぞれの性能曲線（この時、前のパワーメーターにより
に調整し、且つ、恒圧需要はP₁=P₂=P_T）は、図１２で示されるような圧力―流量表で示される。

点線は、二台のポンプ並列の性能曲線で、各ポンプの回転速度を適当に調整し、システムインピーダンス曲線と操作点Ｏで交差し、実線は、各台の性能曲線で、曲線上のO₂点は、流量
で、圧力はP_Tの点である。三台並列時、三台並列の性能曲線とこの状態のそれぞれの台の性能曲線（この時、前のパワーメーターにより
に調整し、且つ、恒圧需要P₁=P₂=P₃=P_Tに符合する）は、図１２で示される。点線（− ・ −）は、三台並列の性能曲線で、同様に、適当に各ポンプの回転速度を調整し、システム曲と操作点Ｏで交差する。O₃点は、流量が
で、圧力は、P_Tの位置である。二台並列と三台並列の時、どちらも、システムP_T、Q_Tの要求を達成するが、二つの並列中が使用する各ポンプは、圧力がP_Tであるが、供給する流量は、それぞれ、
で、二つの並列システムの回転速度は異なり、O₂とO₃も異なる。

前述のように、各ポンプは、メーカーは等価図を提供する。等価図は、図１２内で示され、図１３を得る。

図中の二つの曲線の点線は、それぞれ、等価率(η)、７０％，６０％，５０の曲線を示し、機械メーカーにより提供されるデータを直接書き入れる。点線の直線は、各等価曲線の最低箇所を結んだもので、恒圧P_Tの制限を達成しなければならないので、O₂とO₃とO点は、同一のP_Tの水平線上に位置する。図を例とすると、O₂点は、６０％の効率で、O₃点は、６５％の効率で、並列総出力パワー(HP)_Tは、一台の出力パワー(HP_一台)に並列台数ｎを掛けて得られる。
式４５と式４６から分かるように、(HP)_T3は(HP)_T2より小さく、三台並列の総出力パワーは、二台並列の総出力パワーより小さく、つまり、この状態の三台並列は、二台並列よりも更に省エネである。

システムの供給流量が、要求により変更する時、システムインピーダンス曲線も伴って変化し、流量が増大する時、システムインピーダンス曲線は、右にシフトし、他方では、左にシフトする。流量が増大する時、前述の原理のように、二つの方法で解決する。（１）使用するポンプ台数を増加しないで、現在使用するポンプの台数の回転速度を増加し、流量増加の目的を達する。（２）使用するポンプの台数を増加せず、回転速度を増加しないで減少させ、流量増加の目的を達する。どちらが最高の選択かは、前述の原理により、それぞれ、並列総パワーを求め、並列総パワーが低いものを操作原則として選択する。流量が減少する時も、同様に二つの方法があり、（１）使用するポンプ台数を減少しないで、現在使用するポンプの台数の回転速度を減少し、流量減少の目的を達する。（２）使用するポンプの台数を減少せず、回転速度を減少しないで増加させ、流量減少の目的を達する。どちらが最高の選択かは、前述の原理により、並列総パワーが低いものを操作原則として選択する。

上述のシステムインピーダンス曲線が変化する時、ポンプの台数の増加、減少、維持であっても、ポンプの回転速度を変化させる重要な操作動作が衍生する。ハイテクノロジーの精密工場では、基準や操作環境の設定は非常に重視され、操作環境の不当は、製造過程中の製品に大きく影響する。新聞などでも取り上げられるように、電力システムの電圧供給が不安定であると、その領域内のメーカーの膨大な損害を招く。同様に、ポンプの回転速度が変更する時、性能曲線の原理により、流体を供給する圧力の変化を生じ、電力システムの電圧変化等、この流体圧力の変化は、影響が非常に大きい。少しでも不慎があると、工場は莫大な損害が生じる。現在、一般の操作システムで、安定を維持するには、調整時間は短く、回転速度の変化で圧力の変化を生じ、反応時間が必要である。よって、流量増加が必要である時、通常、回転速度を急速に増加し、圧力が恒圧設定を超過したら、速度を低下させ、圧力が恒圧設定以下の場合、回転速度を増加させて、流体圧力を向上させる。これにより、回転速度を繰り返し調整して、一定時間後、恒圧を設定する要求を満たす。その圧力（Ｐ）の時間（Ｔ）に対する変化は、図１４の点線で示される。

流体の圧力Ｐは、駆動力の根源で、システム中の流体圧力値の不当な高低変動は、出口端の供給流量が、突然多くなったり、少なくなったりする現象が生じ、製造工程中の製品に絶対的な欠損が生じる。この状況は、メーカーやメンテナンス者を困らせている。流量需要の低下に至っては、同様に、ポンプの回転速度をいかに低下させるか、或いは、使用台数を減少させるかを知りうることができず、よって、大部分は、臨機応変の処置を採り、システムの運転条件を不変に維持して、余分な流量を戻す。貴重なエネルギーを無駄にし、非常に残念である。

本発明は、流量を増減する工程に対し、快速、且つ、省エネの措置を有する。前述から分かるように、本発明は、システムインピーダンス曲線の変更時（流量変化時）の最適使用ポンプ台数と各ポンプの回転速度を求める方法を提供し、ポンプの回転速度を、直接、最適回転速度より若干遅い状態、即ち、恒圧設定より若干低い状態に調整し、圧力変化を確認して、最適回転速度の調整をする。その変化は、図１４の実線変化状況で示される。この時、システム中の流体圧力は、高低不当の変動を生じず、出口端の供給流量が突然多くなったり、少なくなったりしない。これにより、製造工程中の製品の安定性に莫大な貢献を与える。

以上の実施例のように、本発明の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置は、図１５で示されるように、複数台の周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械６１、パワーメーター６２、圧力計６３、流量計６４、コントローラー６５、負荷測側６６からなり、功能と相互連接関係、制御プログラムは、図１６のシステム制御図で示される。

上述のデータから分かるように、本発明の「省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置」は、学理分析と公式から推導して、流体輸送機械が、並列配置時の各種必需データを計算して、このデータにより、コントローラーが各並列の機械を制御して、安全、且つ、迅速な操作の目的を達成する。この工程中で、異なる機械を並列して得られる異なる効果に対し、最適な省エネ機械台数を探し出す。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

遠心式流体輸送機械のデータを示す図である。 複数台の遠心式流体輸送機械並列配置と負荷側の管路システムを示す図である。 一台、二台、三台の流体輸送機械の並列の性能曲線を示す図である。 流体輸送機械の性能曲線とシステムインピーダンス曲線である。 流体輸送機械の１７５０と２２７５rpmの性能曲線とシステムインピーダンス曲線を示す図である。 負荷側の管路構造を示す図である。 システムの各管路と操作流体データを示す図である。 流体輸送機械の回転速度が１７５０rpmの性能曲線である。 流体輸送機械の回転速度が１７５０rpmの各出口の流量分配状況を示す図である。 流体輸送機械二台配列で回転速度が１８５０rpmと、三台配列の流体輸送機械で回転速度が１６７０rpmの各出口の流量分配状況を示す図である。 システム流量需要Q_T、圧力需要P_T時、一台と二台並列の性能曲線を示す図である。 二台と三台並列の性能曲線を示す図である。 等価曲線の圧力と流量を含むデータを示す図である。 公知の方式と本発明の方式の圧力操作法を示す図である。 本発明装置の各素子配置を示す図である。 システム制御構造を示す図である。

符号の説明

６１…周波数作用を有する遠心式流体輸送機械
６２…パワーメーター
６３…圧力計
６４…流量計
６５…コントローラー
６６…負荷側

Claims (18)

1. 省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置であって、恒圧式流体輸送機械並列配置の性能曲線と負荷側のシステムインピーダンス曲線と等価曲線等のデータ、及び、多組の分枝システム並列からなり、前記分枝システムは、
   周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械、パワーメーター、圧力計、流量計、コントローラーからなることを特徴とする省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
2. 前記省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置の性能曲線は、並列された流体輸送機械の流量と圧力関係式により計算されて求められることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
3. 前記負荷側のシステムインピーダンス曲線データは、負荷側の管路配置により推導される流量とインピーダンス関係式により計算されて求められることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
4. 前記等価曲線データは、機械メーカーが提供するデータを、流量と圧力関数関係のデータベース方式に変換して保存することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
5. 周波数変換を有する遠心式流体輸送機械は、周波数変換を有する遠心式ポンプからなることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
6. 周波数変換を有する遠心式流体輸送機械は、周波数変換を有する遠心式換気扇からなることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
7. 周波数変換を有する遠心式流体輸送機械は、周波数変換を有する遠心式送風機構からなることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
8. 前記圧力計は、流体輸送管路の流体圧力を検出して、恒圧状態を確保することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
9. 前記パワーメーターは、周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械の出力パワーを量測し、量測したパワーを、流量＝（パワー×常数）／（圧力）の公式に代入して流量を求め、前記常数は単位換算値であることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
10. 前記流量計は、周波数変換作用を有する遠心式流体輸送機械の出力流量を量測して、各機械出力の流量が相同になるのを確保することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
11. 前記コントローラーは、プログラム化可能ロジックコントローラー（PLC）からなり、前記恒圧式流体輸送機械並列配置の性能曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
12. 前記コントローラーは、プログラム化可能ロジックコントローラー（PLC）からなり、前記負荷側のシステムインピーダンス曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
13. 前記コントローラーは、プログラム化可能ロジックコントローラー（PLC）からなり、前記等価曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
14. 前記コントローラーは、コンピュータからなり、恒圧式流体輸送機械並列配置の性能曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
15. 前記コントローラーは、コンピュータからなり、前記負荷側のシステムインピーダンス曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
16. 前記コントローラーは、コンピュータからなり、前記等価曲線データを内建し、演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
17. 前記演算の結果に基づいて、周波数変化を有する遠心式流体輸送機械ポンプ、換気扇、送風機の回転速度を制御することを特徴とする請求項１１に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。
18. 前記演算の結果に基づいて、周波数変化を有する遠心式流体輸送機械ポンプ、換気扇、送風機の回転速度を制御することを特徴とする請求項１４に記載の省エネ型恒圧式流体輸送機械並列配置。