JP2001117953A - 流体管路網の機器選定方法及び流体管路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
流体管路網の機器選定方法及び流体管路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体Info
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
- F15B19/007—Simulation or modelling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
- F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体管路網の機器選定方法において、機器の
データ、演算に必要な計算式を予め記憶させておき、記
憶された機器のデータを用いて機器の仮選定を行い、次
いで演算を行うことにより容易に機器の選定ができるこ
とを課題とする。 【解決手段】 流体源、流入部、分岐点、流出部のそれ
ぞれの間の区間を区間機器で接続して流体管路網の回路
構成が作成され、流体源の圧力、流出部の流量が与えら
れ、流体源から流入・流出部までの許容圧力損失値を目
標値にするための流体管路網の機器選定方法である。各
機器のデータベースに機器（配管、管継手、弁）のデー
タが記憶され、演算に用いる計算式が記憶され、各機器
のデータベースから区間機器が選択され、区間機器が選
択された流体管路網について分岐点・流出部の圧力が演
算される。
データ、演算に必要な計算式を予め記憶させておき、記
憶された機器のデータを用いて機器の仮選定を行い、次
いで演算を行うことにより容易に機器の選定ができるこ
とを課題とする。 【解決手段】 流体源、流入部、分岐点、流出部のそれ
ぞれの間の区間を区間機器で接続して流体管路網の回路
構成が作成され、流体源の圧力、流出部の流量が与えら
れ、流体源から流入・流出部までの許容圧力損失値を目
標値にするための流体管路網の機器選定方法である。各
機器のデータベースに機器（配管、管継手、弁）のデー
タが記憶され、演算に用いる計算式が記憶され、各機器
のデータベースから区間機器が選択され、区間機器が選
択された流体管路網について分岐点・流出部の圧力が演
算される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の加工機器等
に圧力空気、冷却水等を供給するための、空気圧管、ク
ーラント管等の流体管路網に用いる機器の選定方法に関
する。
に圧力空気、冷却水等を供給するための、空気圧管、ク
ーラント管等の流体管路網に用いる機器の選定方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】流体管路網に用いる配管、管継手、弁
（止め弁）を選定する場合、まず流体管路網の構成図を
作成する。構成図にはユーザーの指定する区間の長さや
流体源の圧力・流量、流入部・流出部の流量を記入し、
設計者の直感により配管・管継手・弁の大きさを仮に選
定しておく。流体管路網の各分岐点（合流点）における
流量の式を作成し、また各区間の圧力と流量の式を作成
する。これらの式を連立して、流体管路網の圧力降下と
流量を求め、ユーザーの希望値と計算結果による値との
差を求める。この差を考慮して前記の機器の大きさを変
更して、前記と同様の計算を行い、こうした計算と機器
変更を繰り返して、ユーザーの希望を満たす機器を選定
する。以上の選定方法については、財団法人・省エネル
ギーセンター、１９９８年３月発行「省エネルギー」誌
Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．３の８１〜８４頁に記載されてい
る。
（止め弁）を選定する場合、まず流体管路網の構成図を
作成する。構成図にはユーザーの指定する区間の長さや
流体源の圧力・流量、流入部・流出部の流量を記入し、
設計者の直感により配管・管継手・弁の大きさを仮に選
定しておく。流体管路網の各分岐点（合流点）における
流量の式を作成し、また各区間の圧力と流量の式を作成
する。これらの式を連立して、流体管路網の圧力降下と
流量を求め、ユーザーの希望値と計算結果による値との
差を求める。この差を考慮して前記の機器の大きさを変
更して、前記と同様の計算を行い、こうした計算と機器
変更を繰り返して、ユーザーの希望を満たす機器を選定
する。以上の選定方法については、財団法人・省エネル
ギーセンター、１９９８年３月発行「省エネルギー」誌
Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．３の８１〜８４頁に記載されてい
る。
【０００３】従来例では紙面上で流体管路網の構成図を
作成し、その構成図に入力条件を記入し、前記の機器を
仮に選定し、適宜の方法により計算して、流体管路網の
圧力降下と流量を求める。そして、計算された圧力降下
と流量が目標を達成するまで何回も機器の仮選定と計算
を繰り返さなければならないので、機器を選定するまで
に多くの手数を要する。
作成し、その構成図に入力条件を記入し、前記の機器を
仮に選定し、適宜の方法により計算して、流体管路網の
圧力降下と流量を求める。そして、計算された圧力降下
と流量が目標を達成するまで何回も機器の仮選定と計算
を繰り返さなければならないので、機器を選定するまで
に多くの手数を要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、流体管路網
の機器選定方法において、機器のデータ、演算に用いる
計算式を予め記憶させておき、記憶された機器のデータ
を用いて機器の仮選定を行い、次いで演算を行うことに
より容易に機器の選定ができることを第１課題とし、画
面上に節位置及び枝位置が表示され、節位置から選んで
流入部、流出部を選定して、枝位置・節点位置から区間
を選定することにより容易に流体管路網の構成図を作成
できるようにすることを第２課題とする。
の機器選定方法において、機器のデータ、演算に用いる
計算式を予め記憶させておき、記憶された機器のデータ
を用いて機器の仮選定を行い、次いで演算を行うことに
より容易に機器の選定ができることを第１課題とし、画
面上に節位置及び枝位置が表示され、節位置から選んで
流入部、流出部を選定して、枝位置・節点位置から区間
を選定することにより容易に流体管路網の構成図を作成
できるようにすることを第２課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体源、流入
部、分岐点（合流点を含む）、流出部のそれぞれの間の
区間を区間機器（分岐点の分岐配管を含む）で接続して
流体管路網の回路構成が作成され、流体源の圧力、流出
部の流量が与えられ、流体源から流入・流出部までの許
容圧力損失値を目標値にするための流体管路網の機器選
定方法において、配管データベース、管継手データベー
ス、弁データベースにそれぞれ配管、管継手、弁のデー
タが記憶され、演算に用いる計算式が記憶され、配管デ
ータベース、管継手データベース、弁データベースから
それぞれ配管、管継手、弁の区間機器が選択され、区間
機器が選択された流体管路網について分岐点・流出部の
圧力が記憶された計算式により演算されることを第１構
成とする。本発明は、第１構成において、許容圧力損失
値、流体源の圧力、流入部・流出部の流量が入力され、
節点解析法によって演算された全区間について許容圧力
損失の条件を満たさない区間があるときには、流入・流
出部の流量変更又は区間機器の変更が行われ、節点解析
法により再び演算して許容圧力損失の条件を満たさない
区間があるか否かについて判定され、許容圧力損失の条
件を満たさない区間がなくなるまで、流入・流出部の流
量変更又は区間機器の変更及び演算が繰り返されること
を第２構成とする。発明は、第１構成又は第２構成にお
いて、画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が表示さ
れ、流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から選定さ
れ、区間機器の接続される区間が、枝位置・節点位置か
ら選定されて回路構成が作成されることを第３構成とす
る。本発明は、第２構成において、画面に碁盤目状の節
点位置及び枝位置が表示され、流入部、分岐点、流出部
が節点位置の中から選定され、区間機器の接続される区
間が、枝位置・節点位置から選定されて回路構成が作成
され、節点解析法による演算の結果として、各分岐点に
圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流量が表示さ
れることを第４構成とする。
部、分岐点（合流点を含む）、流出部のそれぞれの間の
区間を区間機器（分岐点の分岐配管を含む）で接続して
流体管路網の回路構成が作成され、流体源の圧力、流出
部の流量が与えられ、流体源から流入・流出部までの許
容圧力損失値を目標値にするための流体管路網の機器選
定方法において、配管データベース、管継手データベー
ス、弁データベースにそれぞれ配管、管継手、弁のデー
タが記憶され、演算に用いる計算式が記憶され、配管デ
ータベース、管継手データベース、弁データベースから
それぞれ配管、管継手、弁の区間機器が選択され、区間
機器が選択された流体管路網について分岐点・流出部の
圧力が記憶された計算式により演算されることを第１構
成とする。本発明は、第１構成において、許容圧力損失
値、流体源の圧力、流入部・流出部の流量が入力され、
節点解析法によって演算された全区間について許容圧力
損失の条件を満たさない区間があるときには、流入・流
出部の流量変更又は区間機器の変更が行われ、節点解析
法により再び演算して許容圧力損失の条件を満たさない
区間があるか否かについて判定され、許容圧力損失の条
件を満たさない区間がなくなるまで、流入・流出部の流
量変更又は区間機器の変更及び演算が繰り返されること
を第２構成とする。発明は、第１構成又は第２構成にお
いて、画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が表示さ
れ、流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から選定さ
れ、区間機器の接続される区間が、枝位置・節点位置か
ら選定されて回路構成が作成されることを第３構成とす
る。本発明は、第２構成において、画面に碁盤目状の節
点位置及び枝位置が表示され、流入部、分岐点、流出部
が節点位置の中から選定され、区間機器の接続される区
間が、枝位置・節点位置から選定されて回路構成が作成
され、節点解析法による演算の結果として、各分岐点に
圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流量が表示さ
れることを第４構成とする。
【０００６】本発明は、流入部、分岐点、流出部のそれ
ぞれの間の区間を区間機器で接続して流体管路網の回路
構成が作成され、流出部の圧力・流量が与えられ、流入
部から流出部までの許容圧力損失値を目標値にするため
の流体管路網の機器選定方法において、配管データベー
ス、管継手データベース、弁データベースにそれぞれ配
管、管継手、弁のデータが記憶され、演算に用いる計算
式が記憶され、配管データベース、管継手データベー
ス、弁データベースからそれぞれ配管、管継手、弁の区
間機器が選択され、区間機器が選択された流体管路網に
ついて分岐点・流出部の圧力が記憶された計算式により
演算されることを第５構成とすることができる。本発明
は、第５構成において、許容圧力損失値、流入部の圧
力、流入部・流出部の流量が入力され、節点解析法によ
って演算された全区間について許容圧力損失の条件を満
たさない区間があるときには、流入・流出部の流量変更
又は区間機器の変更が行われ、節点解析法により再び演
算して許容圧力損失の条件を満たさない区間があるか否
かについて判定され、許容圧力損失の条件を満たさない
区間がなくなるまで、流入・流出部の流量変更又は区間
機器の変更及び演算が繰り返されることを第６構成とす
ることができる。発明は、第５構成又は第６構成におい
て、画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が表示され、
流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から選定され、
区間機器の接続される区間が、枝位置・節点位置から選
定されて回路構成が作成されることを第７構成とするこ
とができる。本発明は、第６構成において、画面に碁盤
目状の節点位置及び枝位置が表示され、流入部、分岐
点、流出部が節点位置の中から選定され、区間機器の接
続される区間が、枝位置・節点位置から選定されて回路
構成が作成され、節点解析法による演算の結果として、
各分岐点に圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流
量が表示されることを第８構成とすることができる。
ぞれの間の区間を区間機器で接続して流体管路網の回路
構成が作成され、流出部の圧力・流量が与えられ、流入
部から流出部までの許容圧力損失値を目標値にするため
の流体管路網の機器選定方法において、配管データベー
ス、管継手データベース、弁データベースにそれぞれ配
管、管継手、弁のデータが記憶され、演算に用いる計算
式が記憶され、配管データベース、管継手データベー
ス、弁データベースからそれぞれ配管、管継手、弁の区
間機器が選択され、区間機器が選択された流体管路網に
ついて分岐点・流出部の圧力が記憶された計算式により
演算されることを第５構成とすることができる。本発明
は、第５構成において、許容圧力損失値、流入部の圧
力、流入部・流出部の流量が入力され、節点解析法によ
って演算された全区間について許容圧力損失の条件を満
たさない区間があるときには、流入・流出部の流量変更
又は区間機器の変更が行われ、節点解析法により再び演
算して許容圧力損失の条件を満たさない区間があるか否
かについて判定され、許容圧力損失の条件を満たさない
区間がなくなるまで、流入・流出部の流量変更又は区間
機器の変更及び演算が繰り返されることを第６構成とす
ることができる。発明は、第５構成又は第６構成におい
て、画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が表示され、
流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から選定され、
区間機器の接続される区間が、枝位置・節点位置から選
定されて回路構成が作成されることを第７構成とするこ
とができる。本発明は、第６構成において、画面に碁盤
目状の節点位置及び枝位置が表示され、流入部、分岐
点、流出部が節点位置の中から選定され、区間機器の接
続される区間が、枝位置・節点位置から選定されて回路
構成が作成され、節点解析法による演算の結果として、
各分岐点に圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流
量が表示されることを第８構成とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１〜図５は、本発明の流体管路
網の機器選定方法の実施の形態を示す。図１は本発明の
実施の形態のフローを示すフローチャートであり、図２
は図１中のステップＳ７の演算（節点解析法）のフロー
を示すフローチャートである。図１中の各機器のデータ
ベースは、配管データベース、管継手データベース、弁
データベースからなり、ここに選定される機器すなわち
配管、管継手及び弁（止め弁）のデータが予め記憶され
ている。記憶するデータは、配管・弁についてはＩＤナ
ンバー、名称、内径、管摩擦係数等のデータであり、管
継手についてはＩＤナンバー、名称、配管接続ＩＤナン
バー、直管相当長さ等のデータである。図３はパソコン
の画面を示し、操作者がこの画面をみながら図１，図２
のフローに従って機器を選定する。
網の機器選定方法の実施の形態を示す。図１は本発明の
実施の形態のフローを示すフローチャートであり、図２
は図１中のステップＳ７の演算（節点解析法）のフロー
を示すフローチャートである。図１中の各機器のデータ
ベースは、配管データベース、管継手データベース、弁
データベースからなり、ここに選定される機器すなわち
配管、管継手及び弁（止め弁）のデータが予め記憶され
ている。記憶するデータは、配管・弁についてはＩＤナ
ンバー、名称、内径、管摩擦係数等のデータであり、管
継手についてはＩＤナンバー、名称、配管接続ＩＤナン
バー、直管相当長さ等のデータである。図３はパソコン
の画面を示し、操作者がこの画面をみながら図１，図２
のフローに従って機器を選定する。
【０００８】本発明の実施の形態において、ユーザーか
ら入力条件として与えられるのは、回路構成、区間の長
さ、配管径、流入・流出部の流量、流体源の圧力・流量
であり、ユーザーから与えられる目標値は流体源から流
入・流出部までの許容圧力損失値である。
ら入力条件として与えられるのは、回路構成、区間の長
さ、配管径、流入・流出部の流量、流体源の圧力・流量
であり、ユーザーから与えられる目標値は流体源から流
入・流出部までの許容圧力損失値である。
【０００９】図１のフローチャートのプログラムがスタ
ートすると、ステップＳ１で初期化が行われる。このと
きの初期化によりプログラム（演算に用いる計算式を含
む）が読み込まれ、入力画面の表示、各機器のデータベ
ースとの接続等が行われる。初期化直後の図３の画面に
は、碁盤目状の節点位置が白四角で表示され、また節点
位置間の枝位置が二重線で表示されている。ステップＳ
２でユーザーが指定した、流体源から流入・流出部まで
の目標の許容圧力損失値が入力される。
ートすると、ステップＳ１で初期化が行われる。このと
きの初期化によりプログラム（演算に用いる計算式を含
む）が読み込まれ、入力画面の表示、各機器のデータベ
ースとの接続等が行われる。初期化直後の図３の画面に
は、碁盤目状の節点位置が白四角で表示され、また節点
位置間の枝位置が二重線で表示されている。ステップＳ
２でユーザーが指定した、流体源から流入・流出部まで
の目標の許容圧力損失値が入力される。
【００１０】ステップＳ３では、流体管路網の回路構成
が入力される。入力は、図３の二重線の枝位置を順次に
選定してクリックし（クリックされると二重線が黒の太
線になる）、流入・流出部は回路の末端部から選定する
（流入部又は流出部と決められた末端部の白四角の節点
位置は黒四角に変わる）。回路構成の作成は、流入部、
分岐点、流出部が節点位置の中から選定され、区間機器
の接続される区間が、枝位置・節点位置から選定される
ことにより行われる。なお、分岐点には分岐配管が用い
られ、区間中となる節点位置には直列配管や管継手が用
いられる。また、ここでは、流体源は左上端の節点位置
の左隣に指定されている。
が入力される。入力は、図３の二重線の枝位置を順次に
選定してクリックし（クリックされると二重線が黒の太
線になる）、流入・流出部は回路の末端部から選定する
（流入部又は流出部と決められた末端部の白四角の節点
位置は黒四角に変わる）。回路構成の作成は、流入部、
分岐点、流出部が節点位置の中から選定され、区間機器
の接続される区間が、枝位置・節点位置から選定される
ことにより行われる。なお、分岐点には分岐配管が用い
られ、区間中となる節点位置には直列配管や管継手が用
いられる。また、ここでは、流体源は左上端の節点位置
の左隣に指定されている。
【００１１】ステップＳ３で選ばれた流入部、分岐点、
流出部のそれぞれの間の区間は、節点と節点の間の黒太
線の枝で表示されており、この区間長さは配管長と管継
手（節点の管継手を含む）、弁の直管相当長さの和であ
る。ステップＳ４で、各区間の配管の長さ、管継手・弁
の数を入力し、配管の径、管継手・弁の種類を各機器の
データベースから選択することにより、入力される。な
お、配管の径・長さ、管継手・弁の種類・数は、ユーザ
ーの希望する前記入力条件を考慮して仮に選定すること
となる。ステップＳ５で流体源の供給圧力値が入力され
る（流体源圧力は空気圧管路網では通常０．４〜０．８
ＭＰａであり、クーラント管路網では通常０．０５〜２
ＭＰａである）。
流出部のそれぞれの間の区間は、節点と節点の間の黒太
線の枝で表示されており、この区間長さは配管長と管継
手（節点の管継手を含む）、弁の直管相当長さの和であ
る。ステップＳ４で、各区間の配管の長さ、管継手・弁
の数を入力し、配管の径、管継手・弁の種類を各機器の
データベースから選択することにより、入力される。な
お、配管の径・長さ、管継手・弁の種類・数は、ユーザ
ーの希望する前記入力条件を考慮して仮に選定すること
となる。ステップＳ５で流体源の供給圧力値が入力され
る（流体源圧力は空気圧管路網では通常０．４〜０．８
ＭＰａであり、クーラント管路網では通常０．０５〜２
ＭＰａである）。
【００１２】ステップＳ６で、クーラント管路網以外の
一般（例えば空気圧管路網）の場合には、末端部の流入
部・流出部（黒四角）の流量値が入力される。ただし、
クーラント管路網の場合には、流出部にノズルからクー
ラント（冷却水）が噴出していることを想定し、流出部
の流量値に代えてノズル径、ノズル個数及び吹出し圧が
入力される。そして、ステップＳ７でノズル径、ノズル
個数及び吹出し圧から流量値を計算し、この流量値によ
ってステップＳ６で流出部の流量値が入力された場合と
同様に進められる。
一般（例えば空気圧管路網）の場合には、末端部の流入
部・流出部（黒四角）の流量値が入力される。ただし、
クーラント管路網の場合には、流出部にノズルからクー
ラント（冷却水）が噴出していることを想定し、流出部
の流量値に代えてノズル径、ノズル個数及び吹出し圧が
入力される。そして、ステップＳ７でノズル径、ノズル
個数及び吹出し圧から流量値を計算し、この流量値によ
ってステップＳ６で流出部の流量値が入力された場合と
同様に進められる。
【００１３】図１のフローチャートのステップＳ７で、
入力したパラメータをもとに節点解析法により流体回路
網の各節点の圧力が求められ、その演算は図２のフロー
チャートに従って行われる。節点解析法によれば、図４
に示す計算式(1) 〜(7) が成立し（記号の意味は図５の
とおり）、記憶させておく。なお、式(3) は式(1) と式
(2) とから導かれ、式(6) は気体の場合の管路のアドミ
ッタンスを示し、式(7) は液体の場合の管路のアドミッ
タンスを示す。
入力したパラメータをもとに節点解析法により流体回路
網の各節点の圧力が求められ、その演算は図２のフロー
チャートに従って行われる。節点解析法によれば、図４
に示す計算式(1) 〜(7) が成立し（記号の意味は図５の
とおり）、記憶させておく。なお、式(3) は式(1) と式
(2) とから導かれ、式(6) は気体の場合の管路のアドミ
ッタンスを示し、式(7) は液体の場合の管路のアドミッ
タンスを示す。
【００１４】図２のステップＳ７−１で入力した回路構
成から入出行列（図４の式(1) のＡ）が作成される。な
お、入出行列は横に枝、縦に節点をとり、枝や節点での
流れの有無及び流れの方向を示している。ステップＳ７
−２で流体管路網の枝の径・長さ、アドミッタンスを計
算するに必要な物理データが読み込まれる。枝の径は配
管のデータベースから選択して読み込み、枝の長さはユ
ーザーが指定した区間長が読み込まれる。密度（流体の
種類によって値が異なる）、重力加速度はプログラム中
に予め用意されている。
成から入出行列（図４の式(1) のＡ）が作成される。な
お、入出行列は横に枝、縦に節点をとり、枝や節点での
流れの有無及び流れの方向を示している。ステップＳ７
−２で流体管路網の枝の径・長さ、アドミッタンスを計
算するに必要な物理データが読み込まれる。枝の径は配
管のデータベースから選択して読み込み、枝の長さはユ
ーザーが指定した区間長が読み込まれる。密度（流体の
種類によって値が異なる）、重力加速度はプログラム中
に予め用意されている。
【００１５】ステップＳ７−３で入力回路構成から入出
行列が作成され、ステップＳ７−４で各枝に枝流量・平
均圧力の初期値が設定される。なお、枝流量の初期値は
０以外の適宜の数値であり、平均圧力（回路内の最高圧
力）も適宜の数値である（空気圧管路網では、枝流量と
して１ｍ3 ／ｍｉｎ（ＡＮＲ）が、平均圧力として空気
圧源圧力（ＭＰａ）が用いられる）。
行列が作成され、ステップＳ７−４で各枝に枝流量・平
均圧力の初期値が設定される。なお、枝流量の初期値は
０以外の適宜の数値であり、平均圧力（回路内の最高圧
力）も適宜の数値である（空気圧管路網では、枝流量と
して１ｍ3 ／ｍｉｎ（ＡＮＲ）が、平均圧力として空気
圧源圧力（ＭＰａ）が用いられる）。
【００１６】ステップＳ７−５でアドミッタンスの計算
が行われる。流体として気体を使用する場合（例えば空
気圧管路網）は図４の式(6) を用いて計算され、流体と
して液体を使用する場合（例えばクーラント管路網）は
図４の式(7) を用いて計算される。ステップＳ７−６で
節点アドミッタンス行列の計算が行われ、この計算には
図４の式(4) が用いられる。ステップＳ７−７で前記式
(3) の連立方程式を解き未知の節点の圧力・流量が計算
される。なお、この計算には予めプログラムに組み込ま
れたガウスの消去法が用いられる。
が行われる。流体として気体を使用する場合（例えば空
気圧管路網）は図４の式(6) を用いて計算され、流体と
して液体を使用する場合（例えばクーラント管路網）は
図４の式(7) を用いて計算される。ステップＳ７−６で
節点アドミッタンス行列の計算が行われ、この計算には
図４の式(4) が用いられる。ステップＳ７−７で前記式
(3) の連立方程式を解き未知の節点の圧力・流量が計算
される。なお、この計算には予めプログラムに組み込ま
れたガウスの消去法が用いられる。
【００１７】ステップＳ７−８で各節点の圧力から図４
の式(5) を用いて各枝の流量が計算される。ステップＳ
７−９で、ステップＳ７−８の計算から得られた枝流量
と、はじめにステップＳ７−４で与えられた枝流量との
差が予め決めた収束判定値以下か否かについて判定され
る。ステップＳ７−９で収束判定値以下であると判定さ
れたときは、図１のステップＳ８へ進む。
の式(5) を用いて各枝の流量が計算される。ステップＳ
７−９で、ステップＳ７−８の計算から得られた枝流量
と、はじめにステップＳ７−４で与えられた枝流量との
差が予め決めた収束判定値以下か否かについて判定され
る。ステップＳ７−９で収束判定値以下であると判定さ
れたときは、図１のステップＳ８へ進む。
【００１８】ステップＳ７−９で収束判定値以下ではな
いと判定されたときは、ステップＳ７−１０で新たに各
枝の枝流量・平均圧力が設定され、ステップＳ７−５へ
進み、ステップＳ７−５〜ステップＳ７−９のフローが
繰り返される。なお、ステップＳ７−１０の平均圧力は
連立方程式を解くことにより得られた節点圧力から各枝
の平均値を計算することによって得られる。
いと判定されたときは、ステップＳ７−１０で新たに各
枝の枝流量・平均圧力が設定され、ステップＳ７−５へ
進み、ステップＳ７−５〜ステップＳ７−９のフローが
繰り返される。なお、ステップＳ７−１０の平均圧力は
連立方程式を解くことにより得られた節点圧力から各枝
の平均値を計算することによって得られる。
【００１９】図１のステップＳ８で演算結果が出力さ
れ、例えば図３の画面では流体管路網の回路構成の分岐
点の圧力が分岐点の節点位置の右下に表示され、流入部
・流出部の圧力（上段）・流量（下段）が流入部・流出
部の節位置の右下に表示される。ステップＳ９で演算結
果が印刷され、またハードディスク（パソコンの磁気記
憶媒体）、フロッピーディスク（磁気記憶媒体）、ＭＯ
（光磁気記憶媒体等）等に保存される。
れ、例えば図３の画面では流体管路網の回路構成の分岐
点の圧力が分岐点の節点位置の右下に表示され、流入部
・流出部の圧力（上段）・流量（下段）が流入部・流出
部の節位置の右下に表示される。ステップＳ９で演算結
果が印刷され、またハードディスク（パソコンの磁気記
憶媒体）、フロッピーディスク（磁気記憶媒体）、ＭＯ
（光磁気記憶媒体等）等に保存される。
【００２０】ステップＳ１０で改善変更をすべきか否か
の判定が行われる。改善変更の判断は、前記の許容圧力
損失値を基準として行われ、流体管路網の流体源から流
入・流出部の間の各区間のうち許容圧力損失の条件を満
たさない区間があるときは、改善変更すべきであるとさ
れる。ステップＳ１０の判断は操作者が図３の画面を見
ながら判定して操作し、ステップＳ１０で改善変更すべ
きでないと判定されたときは、ステップＳ１５へ進む。
の判定が行われる。改善変更の判断は、前記の許容圧力
損失値を基準として行われ、流体管路網の流体源から流
入・流出部の間の各区間のうち許容圧力損失の条件を満
たさない区間があるときは、改善変更すべきであるとさ
れる。ステップＳ１０の判断は操作者が図３の画面を見
ながら判定して操作し、ステップＳ１０で改善変更すべ
きでないと判定されたときは、ステップＳ１５へ進む。
【００２１】ステップＳ１０で改善変更すべきであると
判定されたときは、ステップＳ１１で流体管路網の流体
源から流入・流出部の間の各区間のうち許容圧力損失の
条件を満たさない区間が表示される。ステップＳ１２
で、前記の許容圧力損失の条件を満たさない区間につい
て、流入・流出部流量変更と区間機器変更とのいずれか
の改善箇所が選択される。ステップＳ１２の選択は、操
作者が現段階の流入・流出流量を変更してもユーザー指
定の条件を満たすと判断したときには流入・流出部流量
変更が選択され、また操作者が区間機器を変更した方が
よいと判断したときには区間機器変更が選択される。
判定されたときは、ステップＳ１１で流体管路網の流体
源から流入・流出部の間の各区間のうち許容圧力損失の
条件を満たさない区間が表示される。ステップＳ１２
で、前記の許容圧力損失の条件を満たさない区間につい
て、流入・流出部流量変更と区間機器変更とのいずれか
の改善箇所が選択される。ステップＳ１２の選択は、操
作者が現段階の流入・流出流量を変更してもユーザー指
定の条件を満たすと判断したときには流入・流出部流量
変更が選択され、また操作者が区間機器を変更した方が
よいと判断したときには区間機器変更が選択される。
【００２２】ステップＳ１２で流入・流出部流量変更が
選択されたときは、ステップＳ１３で、クーラント管路
網以外（例えば空気圧管路網）の場合には、末端部の流
入・流出部の変更後の流量値が入力され、ステップＳ７
へ進められる。ただし、クーラント管路網の場合には、
流量値に代えてノズル径、ノズル個数及び吹出し圧につ
いて変更後の値が入力される（その後はステップＳ５の
ときと同様である）。
選択されたときは、ステップＳ１３で、クーラント管路
網以外（例えば空気圧管路網）の場合には、末端部の流
入・流出部の変更後の流量値が入力され、ステップＳ７
へ進められる。ただし、クーラント管路網の場合には、
流量値に代えてノズル径、ノズル個数及び吹出し圧につ
いて変更後の値が入力される（その後はステップＳ５の
ときと同様である）。
【００２３】ステップＳ１２で区間機器変更が選択され
たときは、ステップＳ１４で変更後の配管の径・長さ、
管継手・弁の種類・数が、各機器のデータベースから選
択することにより、入力され、ステップＳ７へ進められ
る。ステップＳ７からステップＳ１０へのフローは前回
と同様に行われ、ステップＳ１０で改善変更すべきでな
いと判定されるまで、ステップＳ１０〜ステップＳ１１
〜ステップＳ７〜ステップＳ１０のフローが繰り返され
る。
たときは、ステップＳ１４で変更後の配管の径・長さ、
管継手・弁の種類・数が、各機器のデータベースから選
択することにより、入力され、ステップＳ７へ進められ
る。ステップＳ７からステップＳ１０へのフローは前回
と同様に行われ、ステップＳ１０で改善変更すべきでな
いと判定されるまで、ステップＳ１０〜ステップＳ１１
〜ステップＳ７〜ステップＳ１０のフローが繰り返され
る。
【００２４】ステップＳ１０で改善変更すべきでないと
判定されたときは、ステップＳ１５で現状変更をすべき
か否かの判定が行われ、入力ミスなどの間違いが存在し
ないときは現状変更をすべきでないと判定され、ステッ
プＳ１６へ進む。ステップＳ１５で、入力ミスなどの間
違いの存在に気づいたとき、または以前に機器を選定し
て磁気保存された演算結果を読みだしてその一部を変更
するときは、現状変更をすべきであると判定され、ステ
ップＳ３へ戻る。
判定されたときは、ステップＳ１５で現状変更をすべき
か否かの判定が行われ、入力ミスなどの間違いが存在し
ないときは現状変更をすべきでないと判定され、ステッ
プＳ１６へ進む。ステップＳ１５で、入力ミスなどの間
違いの存在に気づいたとき、または以前に機器を選定し
て磁気保存された演算結果を読みだしてその一部を変更
するときは、現状変更をすべきであると判定され、ステ
ップＳ３へ戻る。
【００２５】ステップＳ１６では終了すべきか否かが判
定され、終了すべきであると判定されたときはエンドへ
進む。更に別の流体管路網の機器選定をしたいときは、
ステップＳ１６で終了すべきではないと判定され、ステ
ップＳ１へ戻り、ステップＳ１の初期化により前回の機
器選定の用いられた情報がクリアされ、図３の画面の表
示もクリアされる。
定され、終了すべきであると判定されたときはエンドへ
進む。更に別の流体管路網の機器選定をしたいときは、
ステップＳ１６で終了すべきではないと判定され、ステ
ップＳ１へ戻り、ステップＳ１の初期化により前回の機
器選定の用いられた情報がクリアされ、図３の画面の表
示もクリアされる。
【００２６】本発明の実施の形態では、流体源を図３の
回路構成の左上端の節点位置の左隣に指定したが、回路
の末端部の流入部に流体源を接続し、流入部を流体源と
みなしてもよい。このときは、流入部が流体源を兼用
し、ステップＳ５の流体源圧力として流入部の圧力を入
力することとなる。また、このときはユーザーから与え
られる目標値は流入部から流出部までの許容圧力損失値
である。
回路構成の左上端の節点位置の左隣に指定したが、回路
の末端部の流入部に流体源を接続し、流入部を流体源と
みなしてもよい。このときは、流入部が流体源を兼用
し、ステップＳ５の流体源圧力として流入部の圧力を入
力することとなる。また、このときはユーザーから与え
られる目標値は流入部から流出部までの許容圧力損失値
である。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の方法は、機器のデータを配管
データベース、管継手データベース、弁データベースに
記憶され、演算に用いる計算式が記憶されてあり、記憶
された機器のデータを用いて機器の仮選定を行い、次い
で記憶された計算式により演算を行うので、容易に機器
の選定ができる。請求項２の方法は、許容圧力損失の条
件を満たさない区間がなくなるまで、流入・流出部の流
量変更又は区間機器の変更及び節点解析法の演算が繰り
返されるので、ユーザーの希望する機器の選定が正確に
行われる。請求項３の方法は、画面上に節位置及び枝位
置が表示され、節位置から選んで流入部、流出部を選定
して、枝位置・節点位置から区間を選定することにより
容易に流体管路網の構成図を作成することができる。請
求項４の方法は、演算の結果として、画面上に各分岐点
に圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流量が表示
されるので、演算結果を容易に把握することができる。
データベース、管継手データベース、弁データベースに
記憶され、演算に用いる計算式が記憶されてあり、記憶
された機器のデータを用いて機器の仮選定を行い、次い
で記憶された計算式により演算を行うので、容易に機器
の選定ができる。請求項２の方法は、許容圧力損失の条
件を満たさない区間がなくなるまで、流入・流出部の流
量変更又は区間機器の変更及び節点解析法の演算が繰り
返されるので、ユーザーの希望する機器の選定が正確に
行われる。請求項３の方法は、画面上に節位置及び枝位
置が表示され、節位置から選んで流入部、流出部を選定
して、枝位置・節点位置から区間を選定することにより
容易に流体管路網の構成図を作成することができる。請
求項４の方法は、演算の結果として、画面上に各分岐点
に圧力が表示され、流入部・流出部に圧力・流量が表示
されるので、演算結果を容易に把握することができる。
【図１】発明の流体管路網の機器選定方法の実施の形態
のフローを示すフローチャートである。
のフローを示すフローチャートである。
【図２】図１中のステップＳ７の演算（節点解析法）の
フローを示すフローチャートである。
フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に使用するパソコンの画面
を示す。
を示す。
【図４】本発明の実施の形態の演算（節点解析法）に用
いる計算式である。
いる計算式である。
【図５】図４の計算式に用いられる記号の意味を示す図
である。
である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月２８日（２０００．８．２
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 流体管路網の機器選定方法及び流体管
路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体
路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
フロントページの続き (72)発明者 小根山 尚武 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Ｆターム(参考） 5B046 AA02 DA04 GA01 JA08 KA05 5B075 ND03 NK10 UU22
Claims (4)
- 【請求項１】 流体源、流入部、分岐点、流出部のそれ
ぞれの間の区間を区間機器で接続して流体管路網の回路
構成が作成され、流体源の圧力、流出部の流量が与えら
れ、流体源から流入・流出部までの許容圧力損失値を目
標値にするための流体管路網の機器選定方法において、
配管データベース、管継手データベース、弁データベー
スにそれぞれ配管、管継手、弁のデータが記憶され、演
算に用いる計算式が記憶され、配管データベース、管継
手データベース、弁データベースからそれぞれ配管、管
継手、弁の区間機器が選択され、区間機器が選択された
流体管路網について分岐点・流出部の圧力が記憶された
計算式により演算されることを特徴とする流体管路網の
機器選定方法。 - 【請求項２】 許容圧力損失値、流体源の圧力、流入部
・流出部の流量が入力され、節点解析法によって演算さ
れた全区間について許容圧力損失の条件を満たさない区
間があるときには、流入・流出部の流量変更又は区間機
器の変更が行われ、節点解析法により再び演算して許容
圧力損失の条件を満たさない区間があるか否かについて
判定され、許容圧力損失の条件を満たさない区間がなく
なるまで、流入・流出部の流量変更又は区間機器の変更
及び演算が繰り返される請求項１の流体管路網の機器選
定方法。 - 【請求項３】 画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が
表示され、流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から
選定され、区間機器の接続される区間が、枝位置・節点
位置から選定されて回路構成が作成される請求項１又は
２の流体管路網の機器選定方法。 - 【請求項４】 画面に碁盤目状の節点位置及び枝位置が
表示され、流入部、分岐点、流出部が節点位置の中から
選定され、区間機器の接続される区間が、枝位置・節点
位置から選定されて回路構成が作成され、節点解析法に
よる演算の結果として、各分岐点に圧力が表示され、流
入部・流出部に圧力・流量が表示される請求項２の流体
管路網の機器選定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29224599A JP2001117953A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 流体管路網の機器選定方法及び流体管路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体 |
| US09/656,792 US6507792B1 (en) | 1999-10-14 | 2000-09-07 | Method of selecting devices for use in fluid pipeline network |
| CNB001304976A CN1145108C (zh) | 1999-10-14 | 2000-10-13 | 流体管路网的设备的选择方法 |
| EP00122563A EP1092912B1 (en) | 1999-10-14 | 2000-10-16 | Method of selecting devices for use in fluid pipeline network |
| DE60027981T DE60027981T2 (de) | 1999-10-14 | 2000-10-16 | Verfahren zur Selektion von Geräten im Fluidrohrleitungsnetz |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29224599A JP2001117953A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 流体管路網の機器選定方法及び流体管路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117953A true JP2001117953A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17779340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29224599A Pending JP2001117953A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | 流体管路網の機器選定方法及び流体管路網の機器選定プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6507792B1 (ja) |
| EP (1) | EP1092912B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001117953A (ja) |
| CN (1) | CN1145108C (ja) |
| DE (1) | DE60027981T2 (ja) |
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| WO2006051919A1 (ja) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Smc Kabushiki Kaisha | 空気圧機器選定システム、空気圧機器選定方法、記録媒体及び空気圧機器選定プログラム |
| WO2017169875A1 (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 日本電気株式会社 | 解析装置、解析方法、およびプログラムを記憶した記憶媒体 |
| JP7485404B2 (ja) | 2021-02-01 | 2024-05-16 | 清華大学 | 蒸気熱供給ネットワークの動的運転における水力学的状態の推定方法及びシステム |
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| US10203262B2 (en) | 2014-02-19 | 2019-02-12 | Tata Consultancy Services Limited | Leak localization in water distribution networks |
| JP7214079B2 (ja) * | 2018-06-13 | 2023-01-30 | Smc株式会社 | 流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法 |
| CN112199788B (zh) * | 2020-09-28 | 2024-05-24 | 广州广燃设计有限公司 | 一种埋地燃气管道的设计方法 |
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-
1999
- 1999-10-14 JP JP29224599A patent/JP2001117953A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-07 US US09/656,792 patent/US6507792B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-13 CN CNB001304976A patent/CN1145108C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-16 DE DE60027981T patent/DE60027981T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-16 EP EP00122563A patent/EP1092912B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| US6507792B1 (en) | 2003-01-14 |
| EP1092912A2 (en) | 2001-04-18 |
| EP1092912B1 (en) | 2006-05-17 |
| CN1293332A (zh) | 2001-05-02 |
| DE60027981D1 (de) | 2006-06-22 |
| DE60027981T2 (de) | 2006-09-21 |
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