JP5215647B2 - ポンプ吐出抵抗検査装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ制御技術に関し、特にポンプの動作特性を示す各種特性値に基づきポンプ吐出抵抗の変化を検査する技術に関する。

オフィスビル、公共施設、ホテルなどに設けられている一般的な空調設備のポンプシステムでは、熱源水を送液するポンプ（２次ポンプ）にインバータを設けてポンプ回転速度を可変制御している。これにより、負荷側で必要な流量だけ熱源水を送液するようポンプを制御でき、ポンプでの消費電力を削減することができる。
このようなポンプシステムでは、ポンプの特性値、すなわち流量、揚程、軸動力、およびポンプ回転速度比を必要に応じて計測し、これら特性値が所望の値を保つようインバータを制御してポンプの回転速度を調整する運転制御を行っている。

従来、このようなポンプシステムにおいて、ポンプ回転速度とポンプ消費電力から、その回転速度に対応した揚程曲線関数データ、軸動力曲線関数データ、抵抗曲線データに基づいて、ポンプ回転速度制御時における流量や揚程を算出するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。これにより、圧力計や流量計を用いることなく、これらポンプ特性値に基づきインバータを制御することにより、流量一定制御や吐出圧一定制御などの運転制御を行うことが可能となる。

特開２００６−３０７６８２号公報

空調設備などのポンプシステムでは、例えば、空調負荷の変動や運用上の何らかの理由により、ポンプの出力段に設けられている吐出弁の弁開度を一時的に操作して、ポンプから負荷側の熱交換器に対する熱源水の供給量を低減させる場合がある。このような吐出弁操作が行われた状態は、ポンプの回転数制御で吐出圧を調整しているのではなく、ポンプの出力段で増大した吐出抵抗により過剰な吐出圧を圧損させていることになり、この圧損分がエネルギーロスとなる。したがって、効率よくポンプを運転するためには、ポンプの吐出抵抗の変化を検査して、適時、オペレータへ報知する必要がある。

また、ポンプ、往ヘッダ、配管の目詰まりにより、熱源水の供給量が低減する場合もある。このようにして熱源水の供給量の低下が発生している状態は、前述のようなエネルギーロスの発生を伴う。したがって、ポンプの吐出抵抗の変化を検査して、ポンプの吐出抵抗に起因するエネルギーロスの発生有無を把握し、必要に応じて適切な対応をとる必要がある。

しかしながら、前述した従来技術では、ポンプ回転速度とポンプ消費電力に基づき演算処理を行うことにより、ポンプ回転速度制御時における流量や揚程など、ポンプの動作状態を示す特性値を得ているものの、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することはできないという問題点があった。
また、圧力計などの計測機器を別途追加して、ポンプの吐出抵抗を監視する方法も考えられるが、設備増大やコストアップの要因となる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することができるポンプ吐出抵抗検査装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるポンプ吐出抵抗検査装置は、回転速度が任意の制御時回転速度で可変制御されるポンプの吐出抵抗を検査するポンプ吐出抵抗検査装置であって、所定の基準回転速度でのポンプに関する流量と揚程の関係を示す基準揚程曲線を記憶する記憶部と、制御時回転速度で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点を示す制御時流量および制御時揚程を演算用入力特性値として取得するとともに、回転速度比または制御時軸動力を比較用入力特性値として取得するデータ取得部と、記憶部の基準揚程曲線とデータ取得部で得られた演算用入力特性値とに基づいて、基準回転速度でポンプを運転した際の基準運転点から特定されるポンプの特性値を基準特性値として算出する特性値算出部と、データ取得部で得られた比較用入力特性値からなる比較特性値と特性値算出部で得られた基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する特性値比較部とを備えている。

この際、データ取得部で、ポンプの回転速度比を比較用入力特性値として取得し、特性値算出部に、基準揚程曲線と演算用入力特性値とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線と記憶部の基準揚程曲線との交点からなる基準運転点を特定する基準運転点特定部と、ポンプの回転速度を制御して、基準運転点特定部で特定された基準運転点から制御時運転点へ運転状態を変化させるために必要な回転速度比を基準特性値として算出する基準特性値算出部とを設け、特性値比較部に、比較用入力特性値として得られた回転速度比からなる比較特性値と特性値算出部で得られた基準回転速度比からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を設けてもよい。

また、記憶部で、制御時軸動力曲線に関する関数形状式を記憶するともとに、データ取得部で、制御時軸動力を比較用入力特性値として取得し、特性値算出部に、基準揚程曲線と演算用入力特性値とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線と記憶部の基準揚程曲線との交点からなる基準運転点を特定する基準運転点特定部と、この基準運転点特定部で特定された基準運転点の基準流量に基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と軸動力の関係を示す制御時軸動力曲線と記憶部の基準軸動力曲線との交点からなる基準動力点を特定する基準動力点特定部と、基準動力点特定部で特定された基準動力点と記憶部の制御時軸動力曲線関数形状式とに基づいて制御時軸動力曲線を特定し、この制御時軸動力曲線と演算用入力特性値として得られた制御時流量とから制御時軸動力を基準特性値として算出する基準特性値算出部とを設け、特性値比較部に、比較用入力特性値として得られた制御時軸動力からなる比較特性値と特性値算出部で得られた制御時軸動力からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を設けてもよい。

また、データ取得部で、ポンプの回転速度比を比較用入力特性値として取得し、特性値算出部で、基準揚程曲線と演算用入力特性値とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線と記憶部の基準揚程曲線との交点からなる基準運転点を特定する基準運転点特定部を有し、特性値比較部に、データ取得部で比較用入力特性値として得られたポンプの回転速度比とデータ取得部で得られた演算用入力特性値とから、ポンプを基準回転速度へ戻した際の流量または揚程を比較特性値として算出する比較特性値算出部と、比較特性値と特性値算出部で特定された基準運転点の基準流量または基準揚程からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を設けてもよい。

また、本発明にかかるポンプ吐出抵抗検査方法は、回転速度が任意の制御時回転速度で可変制御されるポンプについて、記憶部、データ取得部、および演算処理部を備えるポンプ吐出抵抗検査装置を用いて、当該ポンプの吐出抵抗の変化を検査するポンプ吐出抵抗検査方法であって、記憶部により、所定の基準回転速度でのポンプに関する流量と揚程の関係を示す基準揚程曲線を記憶する記憶ステップと、データ取得部により、制御時回転速度で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点を示す制御時流量および制御時揚程を演算用入力特性値として取得するとともに、回転速度比または制御時軸動力を比較用入力特性値として取得するデータ取得ステップと、演算処理部により、記憶部の基準揚程曲線とデータ取得ステップで得られた演算用入力特性値とに基づいて、基準回転速度でポンプを運転した際の基準運転点から特定されるポンプの特性値を基準特性値として算出する特性値算出ステップと、データ取得ステップで得られた比較用入力特性値からなる比較特性値と特性値算出ステップで得られた基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する特性値比較ステップとを備えている。

本発明によれば、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する際に比較する基準特性値と比較特性値のうち、基準特性値については、データ取得部でポンプシステムから得られる制御時流量および制御時揚程など、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて算出することができるとともに、比較特性値についても、データ取得部でポンプシステムから実測される一般的な特性値、あるいは実測特性値から算出可能な特性値である。
このため、ポンプ吐出抵抗の変化を直接検査するための圧力計などの計測機器を別途追加することなく、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図である。

ポンプ吐出抵抗検査装置１は、全体としてワークステーションやパーソナルコンピュータなど、コンピュータを用いて演算処理を行う情報演算処理装置からなり、ポンプシステム５において回転速度が任意の制御時回転速度で可変制御されるポンプについて、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する機能を有している。

このポンプ吐出抵抗検査装置１には、主な機能部として、データ取得部１１、操作入力部１２、画面表示部１３、データ出力部１４、記憶部１５、および演算処理部１６が設けられている。また、演算処理部１６には、ポンプ吐出抵抗検査処理を行う処理部として、特性値算出部１７と特性値比較部１８が設けられている。

本実施の形態は、データ取得部１１により、制御時回転速度で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点を示す制御時流量および制御時揚程を演算用入力特性値として取得するとともに、回転速度比を比較用入力特性値として取得し、演算処理部１６の特性値算出部１７により、記憶部の基準揚程曲線とデータ取得部で得られた演算用入力特性値とに基づいて、基準回転速度でポンプを運転した際の基準運転点から特定されるポンプの特性値を基準特性値として算出し、演算処理部１６の特性値比較部１８により、データ取得部で得られた比較用入力特性値からなる比較特性値と特性値算出部で得られた基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する。

［ポンプシステム］
次に、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の処理対象となるポンプシステムについて説明する。図２は、ポンプ吐出抵抗検査装置の処理対象となるポンプシステムの構成例を示すブロック図である。
ポンプシステム５は、オフィスビル、公共施設、ホテルなどに設けられている一般的な空調設備のポンプシステムであり、２系統の熱源を有し、熱源機に１次ポンプを有するともに、往ヘッダに２次ポンプを有し、これらポンプにインバータを設けてポンプ回転速度を可変制御している。なお、本発明は、熱源が２系統のポンプシステムに限定されるものではなく、１系統や３系統以上熱源があるポンプシステムに対しても、同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。

このポンプシステム５には、主な装置として、制御装置５０Ａ、２次ポンプ制御装置５０Ｂ、熱源機５１Ａ，５１Ｂ、１次ポンプ５２Ａ，５２Ｂ、往ヘッダ５３Ａ，５３Ｂ、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ、差圧計５５、バルブ５６Ａ、吐出弁５６Ｂ、往水温度センサ５７Ａ、還水温度センサ５７Ｂ、流量計５８、および還ヘッダ５９が設けられている。

還ヘッダ５９と往ヘッダ５３Ａは、並行する２系統の熱源管路６１，６２で接続されており、これら熱源管路６１，６２には、熱源機５１Ａおよび１次ポンプ５２Ａと、熱源機５１Ｂおよび１次ポンプ５２Ｂが、それぞれ直列的に配置されている。バイパス管路６０は、還ヘッダ５９と往ヘッダ５３Ａをバイパス経路で結ぶ管路である。
外部負荷６５から戻ってきた熱源水は、還ヘッダ５９で熱源管路６１，６２に分配され、制御装置５０Ａからの制御に応じて熱源機５１Ａ，５１Ｂで適温に調整された後、１次ポンプ５２Ａ，５２Ｂにより、制御装置５０Ａからのインバータ制御に応じた流量で往ヘッダ５３Ａへ送液される。

往ヘッダ５３Ａ，５３Ｂの間には、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ、差圧計５５、およびバルブ５６Ａが並列的に接続されている。
１次ポンプ５２Ａ，５２Ｂから往ヘッダ５３Ａで送液された熱源水は、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃにより、２次ポンプ制御装置５０Ｂからのインバータ制御に応じた流量で、それぞれの吐出弁５６Ｂを介して往ヘッダ５３Ｂへ送液され、さらに往ヘッダ５３Ｂを介して外部負荷６５側へ送液される。往ヘッダ５３Ａ，５３Ｂの間の圧力差すなわち揚程Ｈは差圧計５５で計測され、２次ポンプ制御装置５０Ｂへ出力される。

外部負荷６５は、空調器などの熱交換器や熱交換器に対する熱源水の供給量を調整するバルブからなり、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃに対する配管抵抗となる。往ヘッダ５３Ｂから送液された熱源水は、往水管路６３を介して外部負荷６５へ供給され、外部負荷６５で熱交換された後、還水管路６４を介して還ヘッダ５９へ戻る。往水管路６３には往水温度センサ５７Ａが設けられており、外部負荷６５へ供給される熱源水すなわち往水の温度が計測されて制御装置５０Ａへ出力される。還水管路６４には還水温度センサ５７Ｂが設けられており、外部負荷６５から戻る熱源水すなわち還水の温度が計測されて制御装置５０Ａへ出力される。また還水管路６４には流量計５８が設けられており、外部負荷６５を循環する熱源水の流量Ｑが計測されて、制御装置５０Ａや２次ポンプ制御装置５０Ｂへ出力される。

制御装置５０Ａは、往水温度センサ５７Ａで計測された往水温度、還水温度センサ５７Ｂで計測された還水温度、流量計５８で計測された流量Ｑに基づき、外部負荷６５における負荷熱量を算出し、この負荷熱量に基づき熱源器５１Ａ，５１Ｂの運転台数を調整する。また、制御装置５０Ａは、熱源器５１Ａ，５１Ｂの運転台数の変更時、１次ポンプ５２Ａ，５２Ｂの回転速度をそれぞれインバータ制御して、流量Ｑが保たれるよう１次ポンプ５２Ａ，５２Ｂの個々の流量を調整する。
２次ポンプ制御装置５０Ｂは、流量計５８で計測された流量Ｑに基づき、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの運転台数を調整する。また、往ヘッダ５３Ｂにおいて過剰となった熱源水を往ヘッダ５３Ａへ戻すため、バルブ５６Ａの開度を調整する。

［ポンプ吐出抵抗検査の原理］
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置におけるポンプ吐出抵抗検査の原理について説明する。図３は、ポンプ吐出抵抗検査の原理を示す説明図である。

［流量と揚程の関係］
まず、ポンプの回転速度をインバータ制御した場合の流量と揚程の関係について説明する。
ポンプの回転速度Ｎをインバータ制御により定格回転速度Ｎ₀から制御時回転速度Ｎ₁へ制御した場合、ポンプからの吐き出し量すなわち流量Ｑと、その吐出圧力すなわち揚程Ｈには、次式（１）に示す関係が成り立つ。式（１）において、ＩＮＶは、定格回転速度Ｎ₀に対する制御時回転速度Ｎ₁の比率Ｎ₁／Ｎ₀、すなわち回転速度比であり、Ｋ₁，Ｋ₂は定数である。
Ｈ＝Ｋ₁×ＩＮＶ²−Ｋ₂×Ｑ² …（１）

式（１）で示される流量−揚程の関係を示す動作特性を揚程曲線という。この揚程曲線は、式（１）から分かるように、回転速度比ＩＮＶの変化に応じて、図３の左側縦軸に沿った方向で並行移動する。ここでは、定格回転速度Ｎ₀すなわち回転速度比ＩＮＶ＝１（Ｎ₀／Ｎ₀＝１００％）における揚程曲線を基準揚程曲線Ａ₀といい、制御時回転速度Ｎ₁すなわち回転速度比ＩＮＶ＜１（Ｎ₁／Ｎ₀）における揚程曲線を制御時揚程曲線Ａ₁という。

また、揚程曲線は、式（１）から分かるように、流量Ｑの２次関数で表すことができ、ｓ，ｔ，ｕを定数とすると、次式（２）のような関数式で近似できる。
Ｈ＝−ｓ×Ｑ²＋ｔ×Ｑ＋ｕ …（２）
一般に、ポンプの基準揚程曲線Ａ₀は、ポンプに固有の特性であり、個々の製品ごとに式（２）のような基準揚程曲線がグラフや関数式によりメーカーから提供される。

一方、ポンプの負荷抵抗が一定の状態でポンプの回転速度Ｎをインバータ制御した場合、揚程Ｈは流量Ｑの２乗に比例する動作特性を有している。ここで、αを定数とすると、次式（３）のような関数式で近似でき、式（３）で示される流量−揚程の関係を示す動作特性を抵抗曲線Ｃという。
Ｈ＝α×Ｑ² …（３）

したがって、ポンプの流量Ｑとその揚程Ｈで決定される運転点Ｒは、回転速度比ＩＮＶの変化に応じて同一抵抗曲線Ｃ上を移動する。ここでは、定格回転速度Ｎ₀すなわち回転速度比ＩＮＶ＝１（Ｎ₀／Ｎ₀＝１００％＝基準回転速度比ＩＮＶ₀）における運転点を基準運転点Ｒ₀といい、制御時回転速度Ｎ₁すなわち回転速度比ＩＮＶ＜１（Ｎ₁／Ｎ₀）における運転点を制御時運転点Ｒ₁という。また、基準運転点Ｒ₀における流量および揚程をそれぞれ基準流量Ｑ₀および基準揚程Ｈ₀といい、制御時運転点Ｒ₁における流量および揚程をそれぞれ制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁という。

このことから、インバータ制御時の制御時運転点Ｒ₁すなわち制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁が既知であれば、式（３）の定数αを逆算して、式（３）すなわち抵抗曲線Ｃを特定できる。また、予め提供された基準揚程曲線Ａ₀を式（２）として記憶しておけば、基準揚程曲線Ａ₀と抵抗曲線Ｃとの交点を、式（２）と式（３）の連立方程式の解として特定できる。したがって、負荷抵抗が一定の状態において、制御時運転点Ｒ₁に対する基準運転点Ｒ₀を求めることができ、逆に基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁を求めることも可能なことが分かる。

また、負荷抵抗が一定の状態でインバータ制御して回転速度比をＩＮＶ₀からＩＮＶ₁へ変更した場合、ポンプの運転状態が基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁へ移動し、基準揚程曲線Ａ₀が制御時揚程曲線Ａ₁へ平行移動する。この際、式（１）から揚程Ｈは、回転速度比ＩＮＶの２乗に比例することから、基準揚程Ｈ₀と制御時揚程Ｈ₁の比は、基準回転速度比ＩＮＶ₀ ²（＝１）と制御時回転速度比ＩＮＶ₁ ²の比に比例する。したがって、制御時揚程Ｈ₁は、次式（５）に基づき基準揚程Ｈ₀と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から求めることができる。
Ｈ₁＝Ｈ₀×ＩＮＶ₁ ² …（５）

同じく、式（１）から流量Ｑは、回転速度比ＩＮＶに比例することから、基準流量Ｑ₀と制御時流量Ｑ₁の比は、基準回転速度比ＩＮＶ₀（＝１）と制御時回転速度比ＩＮＶ₁の比に比例する。したがって、制御時流量Ｑ₁は、次式（６）に基づき基準流量Ｑ₀と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から求めることができ、逆に制御時流量Ｑ₁と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から基準流量Ｑ₀を求めることもできる。
Ｑ₁＝Ｑ₀×ＩＮＶ₁ …（６）

また、式（５）を用いて、制御時揚程Ｈ₁と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から基準揚程Ｈ₀を求めることもでき、基準揚程Ｈ₀と制御時揚程Ｈ₁から制御時回転速度比ＩＮＶ₁を求めることもできる。
同じく、式（６）を用いて、制御時流量Ｑ₁と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から基準流量Ｑ₀を求めることもでき、基準流量Ｑ₀と制御時流量Ｑ₁から制御時回転速度比ＩＮＶ₁を求めることもできる。

［ポンプ吐出抵抗の変化判定］
図２に示した空調設備などのポンプシステムでは、例えば、空調負荷の変動や運用上の何らかの理由により、２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃの出力段に設けられている吐出弁５６Ｂの弁開度を一時的に操作して、ポンプから負荷側の熱交換器に対する熱源水の供給量を低減させる場合がある。また往ヘッダ５３Ｂなど２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃに接続されている管路に目詰まりが発生する場合もある。このような場合、２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃポンプに対して吐出抵抗が発生し、揚程曲線が変化する。

吐出弁の開度が１００％の場合、定格回転速度Ｎ₀の際の揚程曲線は、図３の基準揚程曲線Ａ₀となるが、例えば吐出弁の開度がＶ_M＜１００％の場合、ポンプに吐出抵抗が発生し、定格回転速度Ｎ₀の際の基準揚程曲線Ａ₀は基準揚程曲線Ａ_Mとなり、制御時運転点Ｒ₁における制御時揚程曲線Ａ₁は制御時揚程曲線Ａ_M1となる。これは、任意の運転点で運転している状態で吐出弁を絞ると吐出抵抗が発生して、揚程および流量が低減するからである。例えば、ポンプを図３の基準運転点Ｒ₀で運転している際に吐出弁の開度をＶ_Mとした場合、吐出抵抗が発生して揚程および流量が低減し、ポンプの負荷抵抗が一定の場合、基準運転点Ｒ₀は抵抗曲線Ｃに沿って基準運転点Ｒ_Mまで変化する。

したがって、実測された入力特性値２に基づいて、基準運転点Ｒ₀の変化を確認すれば、ポンプの吐出抵抗の有無を検査することができる。
基準運転点Ｒ₀の変化については、いくつかの方法が考えられる。本実施の形態では、制御時運転点Ｒ₁を起点として、実測された制御時回転速度比ＩＮＶ_M、すなわち基準運転点Ｒ_Mから制御時運転点Ｒ₁まで運転点を移動させるためにポンプの回転速度を変化させた際の回転速度比と、吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁、すなわち基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁まで運転点を移動させるためにポンプの回転速度を変化させた際の回転速度比とを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認する場合について説明する。

また、後述する第２の実施の形態では、実測されたポンプの制御時軸動力Ｅ_Mと、吐出抵抗のない基準運転点Ｒ₀に対応する制御時軸動力Ｅ₁とを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認する場合について説明する。
また、後述する第３の実施の形態では、基準運転点Ｒ₀における基準揚程Ｈ₀または基準流量Ｑ₀と、基準運転点Ｒ_Mにおける基準揚程Ｈ_Mまたは基準流量Ｑ_Mとを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認する場合について説明する。

［ポンプ吐出抵抗検査装置の構成］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成について説明する。
データ取得部１１は、専用のデータ通信回路からなり、ポンプシステム５の各機器などの外部装置とデータ通信を行うことにより、特性値算出対象となるポンプに関する入力特性値２やプログラムなどの各種情報を取得する機能を有している。入力特性値２としては、検査対象となるポンプから、制御時運転点Ｒ₁における制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を、吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出するための演算用入力特性値２Ａとして取得し、制御時運転点Ｒ₁における制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを、制御時回転速度比ＩＮＶ₁と比較するための比較用入力特性値２Ｂとして取得する。

この際、図２のポンプシステムでは、例えば流量計５８で計測された流量値（吐き出し量）を制御時流量Ｑ₁として取得し、差圧計５５で計測された差圧を制御時揚程Ｈ₁として取得し、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃで計測された制御時回転速度比ＩＮＶ₁を取得すればよい。なお、２次ポンプ５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃや２次ポンプ制御装置５０Ｂから回転速度が得られる場合には、データ取得時に演算処理部１６で回転速度比に変換してもよい。

操作入力部１２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータによるポンプ吐出抵抗検査処理の開始などの各種操作を検出して演算処理部１６へ出力する機能を有している。
画面表示部１３は、ＬＣＤやＰＤＰなどの画面表示装置からなり、演算処理部１６からの出力に応じて、操作メニュー画面や検査結果３などの各種情報を画面表示する機能を有している。
データ出力部１４は、専用のデータ通信回路からなり、ポンプシステム５の各機器などの外部装置とデータ通信を行うことにより、演算処理部１６で算出された検査出力３を出力する機能を有している。

記憶部１５は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、演算処理部１６でのポンプ吐出抵抗検査処理に用いる各種処理情報やプログラム１５Ｐを記憶する機能を有している。このうちプログラム１５Ｐは、演算処理部１６に読み込まれて実行され、ポンプ吐出抵抗検査処理を行う各種処理部を実現するプログラムであり、予め外部装置や記録媒体からデータ取得部１１を介して記憶部１５に格納される。
記憶部１５で記憶される主な処理情報として、基準揚程曲線関数式１５Ａや関数形状式１５Ｂがある。

基準揚程曲線関数式１５Ａは、定格回転速度Ｎ₀（回転速度比＝ＩＮＶ₀）におけるポンプの流量Ｑと揚程Ｈの関係、すなわち基準揚程曲線を示す関数式である。基準揚程曲線関数式１５Ａは、すべての定数が確定している関数式であり、予めポンプに技術資料として添付されている関数式を用いればよく、図面やデータとして添付されている場合はこれら図面やデータから予め関数式を算出しておけばよい。
一方、関数形状式１５Ｂは、抵抗曲線Ｃなど、ポンプの動作特性を示す各種関数式である。これら関数式は、各定数が確定しておらず、２次関数など関数の形状だけを示す式である。

演算処理部１６は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１５のプログラム１５Ｐを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム１５Ｐとを協働させて、ポンプ吐出抵抗検査処理に必要な各種処理部を実現する機能を有している。
演算処理部１６で実現される主な処理部として、特性値算出部１７と特性値比較部１８がある。

特性値算出部１７は、記憶部１５の基準揚程曲線関数式１５Ａとデータ取得部１１で得られた演算用入力特性値２Ａとに基づいて、基準回転速度でポンプを運転した際の基準運転点Ｒ₀から特定されるポンプの特性値を基準特性値４Ａ、ここでは吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出する機能を有している。
特性値算出部１７には、基準運転点特定部１７Ａと基準特性値算出部１７Ｂとが設けられている。

基準運転点特定部１７Ａは、演算用入力特性値２Ａに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと記憶部１５の基準揚程曲線関数式１５Ａで示される基準揚程曲線Ａ₀との交点からなる基準運転点Ｒ₀を特定することにより、吐出抵抗のない状態において基準回転速度Ｎ₀で運転した際のポンプの基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀を算出する機能を有している。
基準特性値算出部１７Ｂは、基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀と演算用入力特性値２Ａの制御時流量Ｑ₁または制御時揚程Ｈ₁とに基づき、ポンプの回転速度を制御して、基準運転点特定部で特定された基準運転点から制御時運転点へ運転状態を変化させるために必要な、吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁を基準特性値４Ａとして算出する機能を有している。

特性値比較部１８は、データ取得部１１で得られた比較用入力特性値２Ｂからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定し、検査結果３としてデータ出力部１４から出力する機能を有している。
特性値比較部１８には、比較判定部１８Ａが設けられている。
比較判定部１８Ａは、比較用入力特性値２Ｂとして得られた制御時回転速度比ＩＮＶ_Mからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた制御時回転速度比ＩＮＶ₁からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の動作について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフロー図である。図５は、本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフローチャートである。図６は、図５のポンプ吐出抵抗検査処理における基準運転点特定処理を示すフローチャートである。

ポンプ吐出抵抗検査装置１の演算処理部１６は、操作入力部１２で検出されたオペレータによるポンプ吐出抵抗検査処理の開始指示操作に応じて、図４および図５のポンプ吐出抵抗検査処理を開始する。ここでは、制御時運転点Ｒ₁を起点として、実測された制御時回転速度比ＩＮＶ_M、すなわち基準運転点Ｒ_Mから制御時運転点Ｒ₁まで運転点を移動させるためにポンプの回転速度を変化させた際の回転速度比と、吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁、すなわち基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁まで運転点を移動させるためにポンプの回転速度を変化させた際の回転速度比とを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認する場合について説明する。

演算処理部１６は、まず、特性値算出部１７により、ポンプシステム５からデータ取得部１１を介して、制御時運転点Ｒ₁における制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを取得し、比較用入力特性値２Ｂとして記憶部１５へ一時保存するとともに（ステップ１００）、制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を取得し、演算用入力特性値２Ａとして記憶部１５へ一時保存する（ステップ１０１）。

次に、特性値算出部１７は、基準運転点特定部１７Ａにより、後述する図６の基準運転点特定処理を実行し、基準揚程Ｈ₀を算出する（ステップ１０２）。
続いて、特性値算出部１７は、基準特性値算出部１７Ｂにより、基準運転点特定部１７Ａで求めた基準揚程Ｈ₀と、記憶部１５から読み出した演算用入力特性値２Ａの制御時揚程Ｈ₁とから、前述した式（５）に基づき制御時回転速度比ＩＮＶ₁を基準特性値４Ａとして算出する（ステップ１０３）。

その後、演算処理部１６は、特性値比較部１８の比較判定部１８Ａにより、記憶部１５から読み出した比較用入力特性値２Ｂである制御時回転速度比ＩＮＶ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で得られた制御時回転速度比ＩＮＶ₁からなる基準特性値４Ａとを比較する（ステップ１０４）。
そして、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する（ステップ１０５）。

この後、特性値比較部１８は、上記判定結果に応じたポンプの吐出抵抗の変化を示す検査結果３を、画面表示部１３やデータ出力部１４へ出力し、あるいは記憶部１５へ保存し、一連のポンプ吐出抵抗検査処理を終了する。

［基準運転点特定処理］
基準運転点特定部１７Ａは、特性値算出部１７からの指示に応じて、図６の基準運転点特定処理を開始する。
まず、基準運転点特定部１７Ａは、記憶部１５の関数形状式１５Ｂから抵抗曲線Ｃの関数形状式として前述した式（３）を読み出し（ステップ１１０）、記憶部１５から読み出した制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を式（３）に代入して定数αを算出する（ステップ１１１）。これにより、抵抗曲線Ｃが特定される。

続いて、基準運転点特定部１７Ａは、記憶部１５から基準揚程曲線Ａ₀として、前述した式（２）の定数が確定している基準揚程曲線関数式１５Ａを読み出し（ステップ１１２）、例えば基準揚程曲線Ａ₀と抵抗曲線Ｃとを連立方程式として解くことにより、基準揚程曲線Ａ₀と抵抗曲線Ｃとの交点、すなわち基準運転点Ｒ₀を特定して、基準揚程Ｈ₀および基準流量Ｑ₀を算出し（ステップ１１３）、得られた基準揚程Ｈ₀および基準流量Ｑ₀を記憶部１５へ一時保存し、一連の基準運転点特定処理を終了する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、データ取得部１１により、制御時回転速度Ｎ₁で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を演算用入力特性値２Ａとして取得するとともに、制御時回転速度比ＩＮＶ₁を比較用入力特性値２Ｂとして取得し、演算処理部１６の特性値算出部１７により、記憶部１５の基準揚程曲線関数式１５Ａの基準揚程曲線Ａ₀とデータ取得部１１で得られた演算用入力特性値２Ａとに基づいて、基準回転速度Ｎ₀でポンプを運転した際の基準運転点Ｒ₀から特定されるポンプの特性値、ここでは制御時回転速度比ＩＮＶ₁を基準特性値４Ａとして算出し、演算処理部１６の特性値比較部１８により、データ取得部１１で得られた比較用入力特性値２Ｂからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた基準特性値４Ａとを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定している。

具体的には、データ取得部１１により、ポンプの制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得し、特性値算出部１７において、基準運転点特定部１７Ａにより、基準揚程曲線Ａ₀と演算用入力特性値２Ａとに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと基準揚程曲線Ａ₀との交点からなる基準運転点Ｒ₀を特定し、基準特性値算出部１７Ｂにより、ポンプの回転速度を制御して、基準運転点特定部１７Ａで特定された基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁へ運転状態を変化させるために必要な制御時回転速度比ＩＮＶ₁を基準特性値４Ａとして算出し、特性値比較部１８において、比較判定部１８Ａにより、比較用入力特性値２Ｂとして得られた制御時回転速度比ＩＮＶ_Mからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた制御時回転速度比ＩＮＶ₁からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定している。

これにより、ポンプ吐出抵抗の変化を示す基準運転点Ｒ₀の変化を、基準運転点Ｒ₀から制御時運転点Ｒ₁へ運転状態を変化させるために必要な制御時回転速度比ＩＮＶ₁と、基準運転点Ｒ_Mから制御時運転点Ｒ₁へ運転状態を変化させるために必要な制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとの比較により確認することができる。
この際、制御時回転速度比ＩＮＶ₁は、データ取得部１１でポンプシステム５から得られる制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁など、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて算出することができ、制御時回転速度比ＩＮＶ_Mも、データ取得部１１でポンプシステム５から得られる一般的な特性値である。このため、ポンプ吐出抵抗の変化を直接検査するための圧力計などの計測機器を別途追加することなく、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することができる。

また、本実施の形態では、基準特性値算出部１７Ｂにより制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出する際、前述した式（５）に基づき、基準揚程Ｈ₀と制御時揚程Ｈ₁から制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出する場合を例として説明したが、前述した式（６）に基づき制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出してもよい。この場合には、基準運転点特定部１７Ａにより得られた基準流量Ｑ₀と演算用入力特性値２Ａとして取得した制御時流量Ｑ₁とから、前述した式（６）に基づき制御時回転速度比ＩＮＶ₁を算出すればよい。

［第２の実施の形態］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図であり、前述の図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、演算用入力特性値２Ａから算出した吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁と、比較用入力特性値２Ｂとして実測された制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する場合を例として説明した。本実施の形態では、演算用入力特性値２Ａから算出した吐出抵抗のない状態での制御時軸動力Ｅ₁と、比較用入力特性値２Ｂとして実測された制御時軸動力Ｅ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する場合について説明する。

［ポンプ吐出抵抗検査の原理］
ここで、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置におけるポンプ吐出抵抗検査の原理について説明する。図８は、ポンプ吐出抵抗検査の原理を示す説明図である。

［流量と軸動力の関係］
まず、ポンプの回転速度をインバータ制御した場合の流量と軸動力の関係について説明する。
一般に、定格回転速度Ｎ₀で運転中のポンプからの吐き出し量すなわち流量Ｑとポンプの消費電力すなわち軸動力Ｅは、図８の基準軸動力曲線Ｂ₀で表される。このようなポンプの基準軸動力曲線Ｂ₀は、ポンプに固有の特性であり、個々の製品ごとにグラフや関数式によりメーカーから提供される。この軸動力Ｅは、流量Ｑの２次関数で表すことができ、ａ，ｂ，ｃを定数とすると、次式（７）のような関数式で近似できる。
Ｅ＝−ａ×Ｑ²＋ｂ×Ｑ＋ｃ …（７）

一方、ポンプの負荷抵抗が一定の状態でポンプの回転速度Ｎをインバータ制御した場合、軸動力Ｅは流量Ｑの３乗に比例する動作特性を有している。ここで、βを定数とすると、次式（７）のような関数式で近似できる。ここでは、ポンプの負荷抵抗が一定の状態におけるインバータ制御時に、式（８）で示される流量−軸動力の関係を示す動作特性を制御時軸動力曲線Ｂ₁という。
Ｅ＝β×Ｑ³ …（８）

したがって、ポンプの流量Ｑとその軸動力Ｅで決定される動力点Ｐは、回転速度比ＩＮＶの変化に応じて同一制御時軸動力曲線Ｂ₁上を移動する。ここでは、定格回転速度Ｎ₀すなわち回転速度比ＩＮＶ＝１（Ｎ₀／Ｎ₀＝１００％）における運転点を基準動力点Ｐ₀といい、制御時回転速度Ｎ₁すなわち回転速度比ＩＮＶ＜１（Ｎ₁／Ｎ₀）における動力点を制御時動力点Ｐ₁という。また、基準動力点Ｐ₀における軸動力を基準軸動力Ｅ₀といい、制御時動力点Ｐ₁における軸動力を制御時軸動力Ｅ₁という。

このことから、インバータ制御時の制御時動力点Ｐ₁すなわち制御時流量Ｑ₁および制御時軸動力Ｅ₁が既知であれば、式（８）の定数βを逆算して、式（８）すなわち制御時軸動力曲線Ｂ₁を特定できる。また、予め提供された基準軸動力曲線Ｂ₀を式（７）として記憶しておけば、基準軸動力曲線Ｂ₀と制御時軸動力曲線Ｂ₁との交点を、式（７）と式（８）の連立方程式の解として特定できる。したがって、負荷抵抗が一定の状態において、制御時動力点Ｐ₁に対する基準動力点Ｐ₀を求めることができ、逆に基準動力点Ｐ₀から制御時動力点Ｐ₁を求めることも可能なことが分かる。

また、負荷抵抗が一定の状態でインバータ制御して回転速度比をＩＮＶ₀からＩＮＶ₁へ変更した場合、ポンプの運転状態が基準動力点Ｐ₀から制御時動力点Ｐ₁へ移動する。この際、式（８）から軸動力Ｅは流量Ｑの３乗に比例し、式（６）から流量Ｑは回転速度比ＩＮＶに比例することから、基準軸動力Ｅ₀と制御時軸動力Ｅ₁の比は、基準回転速度比ＩＮＶ₀ ²（＝１）と制御時回転速度比ＩＮＶ₁ ³の比に比例する。

したがって、制御時軸動力Ｅ₁は、次式（９）に基づき基準軸動力Ｅ₀と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から求めることができる。
Ｅ₁＝Ｅ₀×ＩＮＶ₁ ³ …（９）
また、式（９）を用いて、制御時軸動力Ｅ₁と制御時回転速度比ＩＮＶ₁から基準軸動力Ｅ₀を求めることもでき、基準軸動力Ｅ₀と制御時軸動力Ｅ₁から制御時回転速度比ＩＮＶ₁を求めることもできる。

［ポンプ吐出抵抗の変化判定］
図２に示した空調設備などのポンプシステムでは、例えば、空調負荷の変動や運用上の何らかの理由により、２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃの出力段に設けられている吐出弁５６Ｂの弁開度を一時的に操作して、ポンプから負荷側の熱交換器に対する熱源水の供給量を低減させる場合がある。また往ヘッダ５３Ｂなど２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃに接続されている管路に目詰まりが発生する場合もある。このような場合、２次ポンプ５４Ａ〜５４Ｃポンプに対して吐出抵抗が発生し、揚程曲線が変化する。

吐出弁の開度が１００％の場合、定格回転速度Ｎ₀の際の揚程曲線は、図８の基準揚程曲線Ａ₀となるが、例えば吐出弁の開度がＶ_M＜１００％の場合、ポンプに吐出抵抗が発生し、定格回転速度Ｎ₀の際の揚程曲線は、図８の基準揚程曲線Ａ_Mとなる。これは、任意の運転点で運転している状態で吐出弁を絞ると吐出抵抗が発生して、揚程および流量が低減するからである。例えば、ポンプを図８の基準運転点Ｒ₀で運転している際に吐出弁の開度をＶ_Mとした場合、吐出抵抗が発生して揚程および流量が低減し、ポンプの負荷抵抗が一定の場合、基準運転点Ｒ₀は抵抗曲線Ｃに沿って基準運転点Ｒ_Mまで変化する。

したがって、実測された入力特性値２に基づいて、基準運転点Ｒ₀の変化を確認すれば、ポンプの吐出抵抗の有無を検査することができる。
この際、図８に示すように、基準運転点Ｒ₀の変化に応じて、制御時軸動力曲線Ｂ₁も変化する。前述したように、制御時軸動力曲線Ｂ₁は式（８）で示すことができる。したがって、ポンプ吐出抵抗の変化に応じて基準運転点Ｒ₀が基準運転点Ｒ_Mに変化した場合、これら基準運転点に対応する基準動力点もそれぞれ基準動力点Ｐ₀から基準動力点Ｐ_Mへ変化する。

このため、制御時軸動力曲線Ｂ₁を特徴付ける式（８）の定数βもそれぞれ異なる値となり、制御時軸動力曲線Ｂ₁が制御時軸動力曲線Ｂ_Mへ変化することになる。したがって、基準運転点Ｒ₀の変化に応じて制御時軸動力曲線Ｂ₁が制御時軸動力曲線Ｂ_Mへ変化した場合、これら制御時軸動力曲線Ｂ₁および制御時軸動力曲線Ｂ_Mと制御時流量Ｑ₁とが交差する制御時動力点Ｐ₁および制御時動力点Ｐ_M1がそれぞれ異なるものとなり、これら制御時動力点Ｐ₁および制御時動力点Ｐ_M1に対応する制御時軸動力Ｅ₁およびＥ_Mも異なる値を示す。
本実施の形態では、実測されたポンプの制御時軸動力Ｅ_Mと、吐出抵抗のない基準運転点Ｒ₀に対応する制御時軸動力Ｅ₁とを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認している。

［ポンプ吐出抵抗検査装置の構成］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成について説明する。
本実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置１Ｂには、図１のポンプ吐出抵抗検査装置１Ａと比較して、演算処理部１６の特性値算出部１７に、基準動力点特定部１７Ｃが追加されている。

基準動力点特定部１７Ｃは、基準運転点特定部１７Ａで特定された基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀に基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と軸動力の関係を示す制御時軸動力曲線Ｂ₁と記憶部１５の基準軸動力曲線関数式１５Ｃで特定される基準軸動力曲線Ｂ₀との交点からなる基準動力点Ｐ₀を特定する機能を有している。

一方、本実施の形態では、データ取得部１１により、制御時運転点Ｒ₁における制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を演算用入力特性値２Ａとして取得し、制御時動力点Ｐ₁における制御時軸動力Ｅ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得する。
また、記憶部１５は、新たな処理情報として、基準軸動力曲線関数式１５Ｃを記憶している。基準軸動力曲線関数式１５Ｃは、定格回転速度（回転速度比＝ＩＮＶ₀）におけるポンプの流量Ｑと軸動力Ｅの関係、すなわち基準軸動力曲線を示す関数式である。さらに、記憶部１５は、関数形状式１５Ｂとして、制御時軸動力曲線Ｂ₁を示す各種関数式を記憶している。この関数式は、各定数が確定しておらず、３次関数など関数の形状だけを示す式である。

また、特性値算出部１７の基準特性値算出部１７Ｂは、基準動力点特定部１７Ｃで得られた基準動力点Ｐ₀の基準軸動力Ｅ₀とに基づいて、記憶部１５の関数形状式１５Ｂから読み出した制御時軸動力曲線Ｂ₁の関数形状式を特定する機能と、この制御時軸動力曲線Ｂ₁と演算用入力特性値２Ａの制御時流量Ｑ₁とから制御時動力点Ｐ₁とを特定し、そのときの制御時軸動力Ｅ₁を基準特性値４Ａとして算出する機能とを有している。

また、特性値比較部１８の比較判定部１８Ａは、データ取得部１１で得られた制御時動力点Ｐ_Mにおける制御時軸動力Ｅ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で得られた制御時流量Ｑ₁の制御時軸動力Ｅ₁からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する機能を有している。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の動作について説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフロー図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフローチャートである。図１１は、図１０のポンプ吐出抵抗検査処理における基準動力点特定処理を示すフローチャートである。

ポンプ吐出抵抗検査装置１の演算処理部１６は、操作入力部１２で検出されたオペレータによるポンプ吐出抵抗検査処理の開始指示操作に応じて、図９および図１０のポンプ吐出抵抗検査処理を開始する。ここでは、演算用入力特性値２Ａから算出した吐出抵抗のない状態での制御時軸動力Ｅ₁と、比較用入力特性値２Ｂとして実測された制御時軸動力Ｅ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する場合について説明する。

演算処理部１６は、まず、特性値算出部１７により、ポンプシステム５からデータ取得部１１を介して、制御時運転点Ｒ₁における制御時軸動力Ｅ_Mを取得し、比較用入力特性値２Ｂとして記憶部１５へ一時保存するとともに（ステップ２００）、制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を取得し、演算用入力特性値２Ａとして記憶部１５へ一時保存する（ステップ２０１）。
次に、特性値算出部１７は、基準運転点特定部１７Ａにより、前述した図６の基準運転点特定処理を実行し、基準流量Ｑ₀を算出する（ステップ２０２）。
続いて、特性値算出部１７は、基準動力点特定部１７Ｃにより、後述する図１１の基準動力点特定処理を実行し、基準軸動力Ｅ₀を算出する（ステップ２０３）。

その後、特性値算出部１７は、基準運転点特定部１７Ａにより算出された基準流量Ｑ₀と、基準動力点特定部１７Ｃにより算出された基準軸動力Ｅ₀を、記憶部１５からそれぞれ読み出すとともに、記憶部１５の関数形状式１５Ｂから制御時軸動力曲線Ｂ₁の関数形状式として前述した式（９）を読み出し、基準流量Ｑ₀と基準軸動力Ｅ₀から定数βを算出する。これにより、制御時軸動力曲線Ｂ₁が特定される（ステップ２０４）。
続いて、特性値算出部１７は、記憶部１５から制御時運転点Ｒ₁の制御時流量Ｑ₁を読み出し、この制御時流量Ｑ₁と制御時軸動力曲線Ｂ₁とから制御時軸動力Ｅ₁を算出し、基準特性値４Ａとして記憶部１５へ一時保存する（ステップ２０５）。

その後、演算処理部１６は、特性値比較部１８の比較判定部１８Ａにより、記憶部１５から読み出した比較用入力特性値２Ｂである制御時軸動力Ｅ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で得られた制御時軸動力Ｅ₁からなる基準特性値４Ａとを比較する（ステップ２０６）。
そして、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する（ステップ２０７）。

この後、特性値比較部１８は、上記判定結果に応じたポンプの吐出抵抗の変化を示す検査結果３を、画面表示部１３やデータ出力部１４へ出力し、あるいは記憶部１５へ保存し、一連のポンプ吐出抵抗検査処理を終了する。

［基準動力点特定処理］
基準動力点特定部１７Ｃは、特性値算出部１７からの指示に応じて、図１１の基準動力点特定処理を開始する。
まず、基準動力点特定部１７Ｃは、記憶部１５から基準流量Ｑ₀を読み出すとともに、記憶部１５から基準軸動力曲線Ｂ₀として、式（７）の定数が確定している基準軸動力曲線関数式１５Ｃを読み出す（ステップ２１０）。
続いて、基準動力点特定部１７Ｃは、基準流量Ｑ₀と基準軸動力曲線Ｂ₀とから基準軸動力Ｅ₀を算出する（ステップ２１１）。これにより、基準軸動力曲線Ｂ₀と制御時軸動力曲線Ｂ₁との交点、すなわち基準動力点Ｐ₀を特定し、この基準軸動力Ｅ₀を記憶部１５へ一時保存し（ステップ２１２）、一連の基準動力点特定処理を終了する。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、データ取得部１１により、制御時回転速度Ｎ₁で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を演算用入力特性値２Ａとして取得するとともに、制御時軸動力Ｅ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得し、演算処理部１６の特性値算出部１７により、記憶部１５の基準揚程曲線関数式１５Ａの基準揚程曲線Ａ₀とデータ取得部１１で得られた演算用入力特性値２Ａとに基づいて、基準回転速度Ｎ₀でポンプを運転した際の基準運転点Ｒ₀から特定されるポンプの特性値、ここでは制御時軸動力Ｅ₁を基準特性値４Ａとして算出し、演算処理部１６の特性値比較部１８により、データ取得部１１で得られた比較用入力特性値２Ｂからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた基準特性値４Ａとを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定している。

具体的には、データ取得部１１により、ポンプの制御時軸動力Ｅ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得し、特性値算出部１７において、基準運転点特定部１７Ａにより、基準揚程曲線Ａ₀と演算用入力特性値２Ａとに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと基準揚程曲線Ａ₀との交点からなる基準運転点Ｒ₀を特定し、基準動力点特定部１７Ｃにより、基準運転点特定部１７Ａで特定された基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀に基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と軸動力の関係を示す制御時軸動力曲線Ｂ₁と基準軸動力曲線Ｂ₀との交点からなる基準動力点Ｐ₀を特定する。

そして、基準特性値算出部１７Ｂにより、基準動力点特定部１７Ｃで特定された基準動力点Ｐ₀と制御時軸動力曲線関数形状式とに基づいて制御時軸動力曲線Ｂ₁を特定し、この制御時軸動力曲線Ｂ₁と演算用入力特性値２Ａとして得られた制御時流量Ｑ₁とから制御時軸動力Ｅ₁を基準特性値４Ａとして算出し、特性値比較部１８において、比較判定部１８Ａにより、比較用入力特性値２Ｂとして得られた制御時軸動力Ｅ_Mからなる比較特性値４Ｂと特性値算出部１７で得られた制御時軸動力Ｅ₁からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定している。

これにより、ポンプ吐出抵抗の変化を示す基準運転点Ｒ₀の変化を、吐出抵抗のない状態における基準運転点Ｒ₀および基準動力点Ｐ₀に対応する制御時動力点Ｐ₁おける制御時軸動力Ｅ₁と、基準運転点Ｒ_Mに対応する実測された制御時軸動力Ｅ_Mとの比較により確認することができる。
この際、制御時軸動力Ｅ₁は、データ取得部１１でポンプシステム５から得られる制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁など、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて算出することができ、制御時回転速度比ＩＮＶ_Mも、データ取得部１１でポンプシステム５から得られる一般的な特性値である。このため、ポンプ吐出抵抗の変化を直接検査するための圧力計などの計測機器を別途追加することなく、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することができる。

［第３の実施の形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置について説明する。図１２は、本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図であり、前述の図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、演算用入力特性値２Ａから算出した吐出抵抗のない状態での制御時回転速度比ＩＮＶ₁と、比較用入力特性値２Ｂとして実測された制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する場合を例として説明した。本実施の形態では、基準運転点Ｒ₀における基準揚程Ｈ₀または基準流量Ｑ₀と、基準運転点Ｒ_Mにおける基準揚程Ｈ_Mまたは基準流量Ｑ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を検査する場合について説明する。

本実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置１Ｂには、図１のポンプ吐出抵抗検査装置１Ａと比較して、演算処理部１６の特性値比較部１８に、比較特性値算出部１８Ｂが追加されている。

比較特性値算出部１８Ｂは、制御時回転速度比ＩＮＶ_Mと制御時揚程Ｈ₁または制御時流量Ｑ₁とから、基準運転点Ｒ_Mにおける基準揚程Ｈ_Mまたは基準流量Ｑ_Mを比較特性値４Ｂとして算出する機能を有している。この際、基準揚程Ｈ_Mについては、前述した式（５）に制御時揚程Ｈ₁を代入するとともに、制御時回転速度比ＩＮＶ₁に制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとを代入し、逆算した基準揚程Ｈ₀を基準揚程Ｈ_Mとして用いればよい。また、基準流量Ｑ_Mについては、前述した式（６）に制御時流量Ｑ₁を代入するとともに、制御時回転速度比ＩＮＶ₁に制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとを代入し、逆算した基準流量Ｑ₀を基準流量Ｑ_Mとして用いればよい。

一方、本実施の形態では、データ取得部１１により、第１の実施の形態と同様に、制御時運転点Ｒ₁における制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を演算用入力特性値２Ａとして取得し、制御時運転点Ｒ₁における制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得する。
また、特性値算出部１７には、基準運転点特定部１７Ａのみが設けられており、特性値算出部１７は、この基準運転点特定部１７Ａで得られた基準運転点Ｒ₀における基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀を、基準回転速度でポンプを運転した際の基準運転点Ｒ₀から特定されるポンプの特性値を示す基準特性値４Ａとして出力する機能を有している。

また、特性値比較部１８の比較判定部１８Ａは、比較特性値算出部１８Ｂで得られた基準運転点Ｒ_Mにおける基準揚程Ｈ_Mまたは基準流量Ｑ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で特定された基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の動作について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフロー図である。図１４は、本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフローチャートである。

ポンプ吐出抵抗検査装置１の演算処理部１６は、操作入力部１２で検出されたオペレータによるポンプ吐出抵抗検査処理の開始指示操作に応じて、図１４のポンプ吐出抵抗検査処理を開始する。ここでは、基準運転点Ｒ₀における基準揚程Ｈ₀または基準流量Ｑ₀と、基準運転点Ｒ_Mにおける基準揚程Ｈ_Mまたは基準流量Ｑ_Mとを比較することにより、基準運転点Ｒ₀の変化を確認する場合について説明する。

演算処理部１６は、まず、特性値算出部１７により、ポンプシステム５からデータ取得部１１を介して、制御時運転点Ｒ₁における制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを取得し、比較用入力特性値２Ｂとして記憶部１５へ一時保存するとともに（ステップ３００）、制御時運転点Ｒ₁を示す制御時流量Ｑ₁および制御時揚程Ｈ₁を取得し、演算用入力特性値２Ａとして記憶部１５へ一時保存する（ステップ３０１）。
続いて、特性値算出部１７は、基準運転点特定部１７Ａにより、前述した図６の基準運転点特定処理を実行し、基準揚程Ｈ₀を基準特性値４Ａとして算出する（ステップ３０２）。

一方、演算処理部１６は、特性値比較部１８の比較特性値算出部１８Ｂにより、基準運転点特定部１７Ａで求めた基準揚程Ｈ₀と、記憶部１５から読み出した比較用入力特性値２Ｂの制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとから、前述した式（５）に基づき基準揚程Ｈ_Mを比較特性値４Ｂとして算出する（ステップ３０３）。
その後、演算処理部１６は、特性値比較部１８の比較判定部１８Ａにより、比較特性値算出部１８Ｂで得られた基準揚程Ｈ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で得られた基準揚程Ｈ₀からなる基準特性値４Ａとを比較する（ステップ３０４）。

そして、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する（ステップ３０５）。
この後、特性値比較部１８は、上記判定結果に応じたポンプの吐出抵抗の変化を示す検査結果３を、画面表示部１３やデータ出力部１４へ出力し、あるいは記憶部１５へ保存し、一連のポンプ吐出抵抗検査処理を終了する。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、データ取得部１１により、ポンプの制御時回転速度比ＩＮＶ_Mを比較用入力特性値２Ｂとして取得し、特性値算出部１７の基準運転点特定部１７Ａにより、基準揚程曲線Ａ₀と演算用入力特性値２Ａとに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと基準揚程曲線Ａ₀との交点からなる基準運転点Ｒ₀を特定し、特性値比較部１８において、比較特性値算出部１８Ｂにより、データ取得部１１で比較用入力特性値２Ｂとして得られたポンプの制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとデータ取得部１１で得られた演算用入力特性値２Ａとから、ポンプを基準回転速度Ｎ₀へ戻した際の基準流量Ｑ_Mまたは基準揚程Ｈ_Mを比較特性値４Ｂとして算出し、比較判定部１８Ａにより、比較特性値算出部１８Ｂで得られた基準流量Ｑ_Mまたは基準揚程Ｈ_Mからなる比較特性値４Ｂと、特性値算出部１７で特定された基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀からなる基準特性値４Ａとを比較し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値４Ｂが基準特性値４Ａより大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定している。

これにより、ポンプ吐出抵抗の変化を示す基準運転点Ｒ₀の変化を、基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀と、基準運転点Ｒ_Mの基準流量Ｑ_Mまたは基準揚程Ｈ_Mとの比較により確認することができる。
この際、基準流量Ｑ₀または基準揚程Ｈ₀は、および基準流量Ｑ_Mまたは基準揚程Ｈ_Mは、データ取得部１１でポンプシステム５から得られる、制御時流量Ｑ₁、制御時揚程Ｈ₁、制御時回転速度比ＩＮＶ_Mなど、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて算出することができる。このため、ポンプ吐出抵抗の変化を直接検査するための圧力計などの計測機器を別途追加することなく、ポンプ運転制御に用いる一般的な特性値に基づいて、ポンプ吐出抵抗の変化を検査することができる。

また、本実施の形態では、比較判定部１８Ａにおいて、基準揚程Ｈ₀と基準揚程Ｈ_Mとを比較する場合を例として説明したが、基準流量Ｑ₀と基準流量Ｑ_Mとを比較することにより、ポンプ吐出抵抗の変化を判定してもよい。この場合、基準流量Ｑ₀については、基準運転点特定部１７Ａにより特定された基準運転点Ｒ₀の基準流量Ｑ₀を用いればよい。また、基準流量Ｑ_Mについては、演算用入力特性値２Ａとして取得した制御時流量Ｑ₁と比較用入力特性値２Ｂとして取得した制御時回転速度比ＩＮＶ_Mとから、前述した式（６）に基づき基準流量Ｑ_Mを算出すればよい。

［実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態では、ポンプ吐出抵抗検査の原理で説明した各式を用いて、所望する未知の特性値を算出する例についてそれぞれ説明したが、これら各式の用い方については前述した例に限定されるものではなく、任意の特性値を求める方法として異なる式を用いて算出する方法が複数ある場合には、いずれの方法を用いてもよい。

また、各実施の形態では、図８に示すように、演算用入力特性値２Ａに基づき算出した基準運転点Ｒ₀から特定される基準特性値４Ａと、比較用入力特性値２Ｂに対応する比較特性値４Ｂとを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する場合を例として説明した。具体的には、第１および第３の実施の形態において、基準運転点Ｒ₀，Ｒ₁に関する、制御時回転速度比ＩＮＶ₁，ＩＮＶ_M、基準揚程Ｈ₀，Ｈ_M、または基準流量Ｑ₀，Ｑ_Mを比較する場合について説明し、第２の実施の形態では、制御時動力点Ｐ₁，Ｐ_M1に関する制御時軸動力Ｅ₁，Ｅ_Mを比較する場合について説明した。

この他、基準動力点Ｐ₀，Ｐ_Mを特定することにより、基準軸動力Ｅ₀，Ｅ_M0または基準流量Ｑ₀，Ｑ_Mをそれぞれ比較する場合も考えられる。この際、基準軸動力Ｅ₀については、第２の実施の形態で説明したように、制御時運転点Ｒ₁→抵抗曲線Ｃ→基準運転点Ｒ₀→基準流量Ｑ₀→基準動力点Ｐ₀をそれぞれ順に特定すればよい。

一方、基準軸動力Ｅ_M0については、演算用入力特性値２Ａの制御時流量Ｑ₁と比較用入力特性値２Ｂとして取得した制御時軸動力Ｅ_Mとから制御時動力点Ｐ_M1が特定されるため、特性値算出部１７において、記憶部１５の関数形状式１５Ｂから制御時軸動力曲線Ｂ_Mの関数形状式として前述した式（８）を読み出し、制御時軸動力Ｅ_Mと制御時流量Ｑ₁から定数βを算出することにより、制御時軸動力曲線Ｂ_Mを特定し、基準動力点特定部１７Ｃにおいて、記憶部１５から基準軸動力曲線Ｂ₀として、式（７）の定数が確定している基準軸動力曲線関数式１５Ｃを読み出し、この基準軸動力曲線Ｂ₀と制御時軸動力曲線Ｂ_Mとの交点、すなわち基準動力点Ｐ_Mを特定すればよい。

また、各実施の形態では、運転点や基準点における特性値を比較する場合を例として説明したが、ポンプの動作特性を示す特性曲線の定数を比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定してもよい。
例えば、図８に示したように、ポンプの吐出抵抗が増加した場合、基準揚程曲線はＡ₀からＡ_Mへ変化し、同様に、制御時軸動力曲線もＢ₁からＢ_Mへ変化する。この際、基準揚程曲線は、前述した式（１）や式（２）で表すことができ、制御時軸動力曲線は、前述した式（８）で表すことができる。このため、これら式の形状を決定する定数を求めて比較することにより、基準揚程曲線の変化を確認するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図である。 ポンプ吐出抵抗検査装置の処理対象となるポンプシステムの構成例を示すブロック図である。 ポンプ吐出抵抗検査の原理を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理（制御時軸動力が出力特性値の場合）を示すフロー図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理（制御時軸動力が出力特性値の場合）を示すフローチャートである。 図５のポンプ吐出抵抗検査処理における基準運転点特定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図である。 ポンプ吐出抵抗検査の他の原理を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフロー図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフローチャートである。 図１０のポンプ吐出抵抗検査処理における基準動力点特定処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフロー図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるポンプ吐出抵抗検査装置のポンプ吐出抵抗検査処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ポンプ吐出抵抗検査装置、１１…データ取得部、１２…操作入力部、１３…画面表示部、１４…データ出力部、１５…記憶部、１５Ａ…基準揚程曲線関数式、１５Ｂ…関数形状式、１５Ｃ…基準軸動力曲線関数式、１５Ｐ…プログラム、１６…演算処理部、１７…特性値算出部、１７Ａ…基準運転点特定部、１７Ｂ…基準特性値算出部、１７Ｃ…基準動力点特定部、１８…特性値比較部、１８Ａ…比較判定部、１８Ｂ…比較特性値算出部、２…入力特性値、２Ａ…演算用入力特性値、２Ｂ…比較用入力特性値、３…検査結果、４Ａ…基準特性値、４Ｂ…比較特性値、５…ポンプシステム、５０Ａ…制御装置、５０Ｂ…２次ポンプ制御装置、５１Ａ，５１Ｂ…熱源機、５２Ａ，５２Ｂ…１次ポンプ、５３Ａ，５３Ｂ…往ヘッダ、５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ…２次ポンプ、５５…差圧計、５６Ａ…バルブ、５６Ｂ…吐出弁、５７Ａ…往水温度センサ、５７Ｂ…還水温度センサ、５８…流量計、５９…還ヘッダ、６０…バイパス管路、６１，６２…熱源管路、６３…往水管路、６４…還水管路、６５…外部負荷、Ｑ…流量、Ｑ₀，Ｑ_M…基準流量、Ｑ₁…制御時流量、Ｈ…揚程、Ｈ₀，Ｈ_M…基準揚程、Ｈ₁…制御時揚程、Ｅ…軸動力、Ｅ₀，Ｅ_M0…基準軸動力、Ｅ₁，Ｅ_M…制御時軸動力、ＩＮＶ…回転速度比、ＩＮＶ₀…基準回転速度比、ＩＮＶ₁，ＩＮＶ_M…制御時回転速度比、Ａ₀，Ａ_M…基準揚程曲線、Ａ₁，Ａ_M1…制御時揚程曲線、Ｂ₀…基準軸動力曲線、Ｂ₁，Ｂ_M…制御時軸動力曲線、Ｃ…抵抗曲線、Ｒ₀，Ｒ_M…基準運転点、Ｒ₁…制御時運転点、Ｐ₀…基準動力点、Ｐ₁，Ｐ_M…制御時動力点。

Claims (9)

1. 回転速度が任意の制御時回転速度で可変制御されるポンプの吐出抵抗を検査するポンプ吐出抵抗検査装置であって、
   所定の基準回転速度Ｎ ₀ でのポンプに関する流量と揚程の関係を示す基準揚程曲線Ａ ₀ を記憶する記憶部と、
   制御時回転速度Ｎ ₁ で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点Ｒ ₁ を示す制御時流量Ｑ ₁ および制御時揚程Ｈ ₁ を演算用入力特性値として取得するとともに、吐出抵抗の検査時に実測された、基準運転点Ｒ _M における基準揚程Ｈ _M と前記制御時揚程Ｈ ₁ との比を示す制御時回転速度比ＩＮＶ _M を比較用入力特性値として取得するデータ取得部と、
   前記記憶部の基準揚程曲線Ａ ₀ と前記データ取得部で得られた前記制御時流量Ｑ ₁ および前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて基準運転点Ｒ ₀ を算出し、当該基準運転点Ｒ ₀ における基準揚程Ｈ ₀ と前記制御時揚程Ｈ ₁ との比から制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ を基準特性値として算出する特性値算出部と、
   前記データ取得部で得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する特性値比較部と
   を備えることを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
2. 請求項１に記載のポンプ吐出抵抗検査装置において、
   前記特性値算出部は、前記基準揚程曲線Ａ ₀ と前記制御時流量Ｑ ₁ および前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと前記記憶部の基準揚程曲線Ａ ₀ との交点からなる前記基準運転点Ｒ ₀ を特定する基準運転点特定部と、ポンプの回転速度を制御して、前記基準運転点特定部で特定された前記基準運転点Ｒ ₀ から前記制御時運転点Ｒ ₁ へ運転状態を変化させるために必要な前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ を前記基準特性値として算出する基準特性値算出部とを有し、
   前記特性値比較部は、前記比較用入力特性値として得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を有する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
3. 請求項１に記載のポンプ吐出抵抗検査装置において、
   前記記憶部は、前記基準回転速度Ｎ ₀ でのポンプに関する流量Ｑと軸動力Ｅの関係を示す基準軸動力曲線Ｂ ₀ と、制御時回転速度Ｎ ₁ での制御時軸動力曲線Ｂ ₁ に関する関数形状式を記憶し、
   前記データ取得部は、前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M に代えて、吐出抵抗の検査時に実測された、前記制御時運転点Ｒ ₁ と対応する制御時動力点Ｐ _M1 における制御時軸動力Ｅ _M を、前記比較用入力特性値として取得し、
   前記特性値算出部は、前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ に代えて、前記記憶部の基準軸動力曲線Ｂ ₀ と前記基準運転点Ｒ ₀ における基準流量Ｑ ₀ とに基づいて基準動力点Ｐ ₀ を算出し、当該基準動力点Ｐ ₀ における基準流量Ｑ ₀ および基準軸動力Ｅ ₀ と前記記憶部の関数形状式とから制御時軸動力曲線Ｂ ₁ を特定し、当該制御時軸動力曲線Ｂ ₁ と前記制御時流量Ｑ ₁ とに基づいて前記制御時運転点Ｒ ₁ と対応する制御時動力点Ｐ ₁ における制御時軸動力Ｅ ₁ を、前記基準特性値として算出し、
   前記特性値比較部は、前記データ取得部で得られた前記制御時軸動力Ｅ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた前記制御時軸動力Ｅ ₁ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
4. 請求項３に記載のポンプ吐出抵抗検査装置において、
   前記特性値算出部は、前記基準揚程曲線と前記演算用入力特性値とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと前記記憶部の基準揚程曲線Ａ ₀ との交点からなる基準運転点Ｒ ₀ を特定する基準運転点特定部と、この基準運転点特定部で特定された基準運転点Ｒ ₀ の基準流量Ｑ ₀ に基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と軸動力の関係を示す制御時軸動力曲線Ｂ ₁ と前記記憶部の基準軸動力曲線Ｂ ₀ との交点からなる基準動力点Ｐ ₀ を特定する基準動力点特定部と、前記基準動力点特定部で特定された基準動力点Ｐ ₀ と前記記憶部の制御時軸動力曲線関数形状式とに基づいて制御時軸動力曲線Ｂ ₁ を特定し、この制御時軸動力曲線Ｂ ₁ と前記演算用入力特性値として得られた制御時流量Ｑ ₁ とから制御時軸動力Ｅ ₁ を基準特性値として算出する基準特性値算出部とを有し、
   前記特性値比較部は、前記比較用入力特性値として得られた制御時軸動力Ｅ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた制御時軸動力Ｅ ₁ からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を有する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
5. 請求項１に記載のポンプ吐出抵抗検査装置において、
   前記特性値算出部は、前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ に代えて、前記基準運転点Ｒ ₀ における基準流量Ｑ ₀ または基準揚程Ｈ ₀ を、前記基準特性値として算出し、
   前記特性値比較部は、前記データ取得部で得られた制御時回転速度比ＩＮＶ _M と前記制御時流量Ｑ ₁ または前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて前記基準運転点Ｒ _M を算出し、当該基準運転点Ｒ _M における基準流量Ｑ _M または基準揚程Ｈ _M を比較特性値として算出し、前記基準流量Ｑ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた前記基準流量Ｑ ₀ からなる基準特性値とを比較し、あるいは、前記基準揚程Ｈ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で得られた前記基準揚程Ｈ ₀ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
6. 請求項５に記載のポンプ吐出抵抗検査装置において、
   前記特性値算出部は、前記基準揚程曲線Ａ ₀ と前記制御時流量Ｑ ₁ および前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて、ポンプの配管抵抗が一定の状態でポンプの回転速度を制御した際のポンプの流量と揚程の関係を示す抵抗曲線Ｃと前記記憶部の基準揚程曲線Ａ ₀ との交点からなる前記基準運転点Ｒ ₀ を特定する基準運転点特定部を有し、
   前記特性値比較部は、前記データ取得部で比較用入力特性値として得られたポンプの前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M と前記データ取得部で得られた前記制御時流量Ｑ ₁ および前記制御時揚程Ｈ ₁ とから、ポンプを基準回転速度Ｎ ₀ へ戻した際の前記基準流量Ｑ _M または前記基準揚程Ｈ _M を比較特性値として算出する比較特性値算出部と、前記基準流量Ｑ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で特定された前記基準流量Ｑ ₀ からなる基準特性値とを比較し、あるいは、前記基準揚程Ｈ _M からなる比較特性値と前記特性値算出部で特定された前記基準揚程Ｈ ₀ からなる基準特性値とを比較し、比較特性値が基準特性値より小さい場合はポンプの吐出抵抗が増大したと判定し、比較特性値が基準特性値より大きい場合はポンプの吐出抵抗が低減したと判定する比較判定部を有する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査装置。
7. 回転速度が任意の制御時回転速度で可変制御されるポンプについて、記憶部、データ取得部、および演算処理部を備えるポンプ吐出抵抗検査装置を用いて、当該ポンプの吐出抵抗の変化を検査するポンプ吐出抵抗検査方法であって、
   前記記憶部により、所定の基準回転速度Ｎ ₀ でのポンプに関する流量と揚程の関係を示す基準揚程曲線Ａ ₀ を記憶する記憶ステップと、
   前記データ取得部により、制御時回転速度Ｎ ₁ で運転中のポンプから計測した当該ポンプの動作状態を示す特性値のうち、当該制御時運転点Ｒ ₁ を示す制御時流量Ｑ ₁ および制御時揚程Ｈ ₁ を演算用入力特性値として取得するとともに、吐出抵抗の検査時に実測された、基準運転点Ｒ _M における基準揚程Ｈ _M と前記制御時揚程Ｈ ₁ との比を示す制御時回転速度比ＩＮＶ _M を比較用入力特性値として取得するデータ取得ステップと、
   前記演算処理部により、前記記憶部の基準揚程曲線Ａ ₀ と前記データ取得ステップで得られた前記制御時流量Ｑ ₁ および前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて基準運転点Ｒ ₀ を算出し、当該基準運転点Ｒ ₀ における基準揚程Ｈ ₀ と前記制御時揚程Ｈ ₁ との比から制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ を基準特性値として算出する特性値算出ステップと、前記データ取得ステップで得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M からなる比較特性値と前記特性値算出ステップで得られた前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する特性値比較ステップと
   を備えることを特徴とするポンプ吐出抵抗検査方法。
8. 請求項７に記載のポンプ吐出抵抗検査方法において、
   前記記憶部は、前記基準回転速度Ｎ ₀ でのポンプに関する流量Ｑと軸動力Ｅの関係を示す基準軸動力曲線Ｂ ₀ と、制御時回転速度Ｎ ₁ での制御時軸動力曲線Ｂ ₁ に関する関数形状式を記憶とし、
   前記データ取得ステップは、前記制御時回転速度比ＩＮＶ _M に代えて、吐出抵抗の検査時に実測された、前記制御時運転点Ｒ ₁ と対応する制御時動力点Ｐ _M1 における制御時軸動力Ｅ _M を、前記比較用入力特性値として取得し、
   前記特性値算出ステップは、前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ に代えて、前記記憶部の基準軸動力曲線Ｂ ₀ と前記基準運転点Ｒ ₀ における基準流量Ｑ ₀ とに基づいて基準動力点Ｐ ₀ を算出し、当該基準動力点Ｐ ₀ における基準流量Ｑ ₀ および基準軸動力Ｅ ₀ と前記記憶部の関数形状式とから制御時軸動力曲線Ｂ ₁ を特定し、当該制御時軸動力曲線Ｂ ₁ と前記制御時流量Ｑ ₁ とに基づいて前記制御時運転点Ｒ ₁ と対応する制御時動力点Ｐ ₁ における制御時軸動力Ｅ ₁ を、前記基準特性値として算出し、
   前記特性値比較ステップは、前記データ取得ステップで得られた前記制御時軸動力Ｅ _M からなる比較特性値と前記特性値算出ステップで得られた前記制御時軸動力Ｅ ₁ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査方法。
9. 請求項７に記載のポンプ吐出抵抗検査方法において、
   前記特性値算出ステップは、前記制御時回転速度比ＩＮＶ ₁ に代えて、前記基準運転点Ｒ ₀ における基準流量Ｑ ₀ または基準揚程Ｈ ₀ を、前記基準特性値として算出し、
   前記特性値比較ステップは、前記データ取得ステップで得られた制御時回転速度比ＩＮＶ _M と前記制御時流量Ｑ ₁ または前記制御時揚程Ｈ ₁ とに基づいて前記基準運転点Ｒ _M を算出し、当該基準運転点Ｒ _M における基準流量Ｑ _M または基準揚程Ｈ _M を比較特性値として算出し、前記基準流量Ｑ _M からなる比較特性値と前記特性値算出ステップで得られた前記基準流量Ｑ ₀ からなる基準特性値とを比較し、あるいは、前記基準揚程Ｈ _M からなる比較特性値と前記特性値算出ステップで得られた前記基準揚程Ｈ ₀ からなる基準特性値とを比較することにより、ポンプの吐出抵抗の変化を判定する
   ことを特徴とするポンプ吐出抵抗検査方法。

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