(57)【要約】【課題】配管やノズルなどの細部やブロワの能力を対象物に対する必要な衝突力を満たすように最適な仕様に設計することができるエアブローのブロワ化設計プログラム、および当該エアブローのブロワ化設計装置を提供することを目的とする。【解決手段】当該ブロワ化設計プログラムおよび当該ブロワ化設計装置は、改善前エアブロー条件を用いて対象物に対する衝突力を算出し、ブロワの最低エア圧に基づいて決定されたブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件として用いて当該衝突力と同一衝突力となるブロワ風量を算出し、エアブローの狙いに応じたノズル型式についての当該衝突力と同一衝突力となる最適口径などを算出することにより、必要な衝突力を満たしたエアブローの仕様およびノズルなどの細部仕様の最適設計をコンピュータを用いて実施することができる。【選択図】図２
2008027393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアブローをブロワによって実施する設計のためにコンピュータを、
エアを吹きつける対象物に対応するエアブローの狙い（５）および現状の改善前エアブロー条件（６）を入力する第１入力手段、
前記第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）および改善前エアブロー条件（６）を用いて前記対象物に対するエアの衝突力（１５）を算出する衝突力算出手段（１００）、
前記第１入力手段で入力された改善前エアブロー条件（６）を用いてブロワの最低エア圧（１６）を算出する低圧化限界値算出手段（１１１）、
前記低圧化限界値算出手段（１１１）で算出された最低エア圧（１６）に基づいて決定するブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件（７）として入力するとともに、前記第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）に基づいてノズル型式を入力する第２入力手段、
前記第２入力手段で入力された前記改善後エアブロー条件（７）を用いて前記衝突力算出手段（１００）で算出された衝突力（１５）と同一衝突力となるブロワの風量を算出する風量算出手段（１１２）、
前記算出されたブロワの風量を用いて前記第２入力手段で入力されたノズル型式についての最適口径（１７）を算出する最適ノズル口径算出手段（１１３）、
前記最適ノズル口径算出手段（１１３）で算出された最適口径（１７）を確定エアブローノズル条件（８）として入力する第３入力手段、
前記第３入力手段で入力された前記確定エアブローノズル条件（８）を用いて前記第２入力手段で入力された前記ノズル型式についての全体風量、ノズル圧力損失、およびノズル必要圧（１８）を算出するノズル設計手段（１２０）、
前記ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量およびノズル必要圧に基づいてエアを搬送する配管の条件を入力する第４入力手段、
前記第４入力手段で入力された前記配管の条件を用いて配管の各部位における圧力損失および管内風速を算出する配管圧損計算手段（１４）、
あらかじめ記憶され管内風速と配管圧損の適正な関係が示されている配管特性図と前記配管圧損計算手段（１４）で算出された圧力損失および管内風速とを比較して前記配管の各部位で採用する配管の条件を決定する配管決定手段（２４）、および
前記改善後エアブロー条件（７）や前記配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失や前記ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量やノズル圧力損失を用いてブロワの風量および吐出圧といった必要となるブロワ能力を算出するブロワ能力算出手段（１２）、
として機能させるためのエアブローのブロワ化設計プログラム。
【請求項２】
コンピュータを、前記配管決定手段（２４）で決定された配管の条件について前記配管圧損計算手段（１４）で算出された結果を表示する表示手段（３）として機能させ、
前記表示手段（３）は、配管の各部位における圧力損失およびこれらの合計値を表示することを特徴とする請求項１に記載のエアブローのブロワ化設計プログラム。
【請求項３】
さらに前記ブロワ能力算出手段（１２）は、周波数５０Ｈｚ、５５Ｈｚのそれぞれにおける必要となるブロワ能力を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のエアブローのブロワ化設計プログラム。
【請求項４】
コンピュータを、前記改善後エアブロー条件（７）、前記配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失、および前記ノズル設計手段（１２０）で算出されたノズル圧力損失を用いて、ブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率を算出する手段（１３）として機能させ、
前記算出されたブロアの吐出圧に対する吹出しエア圧の比率が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することを特徴とする請求項１、２、または３に記載のエアブローのブロワ化設計プログラム。
【請求項５】
コンピュータを、前記改善前エアブロー条件（６）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、前記改善後エアブロー条件（７）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを算出し、両者を比較して改善後の省電効果を算出する手段（１１）として機能させ、
前記算出された改善後の省電効果が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエアブローのブロワ化設計プログラム。
【請求項６】
エアブローをブロワによって実施可能に設計するエアブローのブロワ化設計装置であって、
エアを吹きつける対象物に対応するエアブローの狙い（５）および現状の改善前エアブロー条件（６）を入力する第１入力手段と、
前記第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）および改善前エアブロー条件（６）を用いて前記対象物に対するエアの衝突力（１５）を算出する衝突力算出手段（１００）と、
前記第１入力手段で入力された改善前エアブロー条件（６）を用いてブロワの最低エア圧（１６）を算出する低圧化限界値算出手段（１１１）と、
前記低圧化限界値算出手段（１１１）で算出された最低エア圧（１６）に基づいて決定するブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件（７）として入力するとともに、前記第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）に基づいてノズル型式を入力する第２入力手段と、
前記第２入力手段で入力された前記改善後エアブロー条件（７）を用いて前記衝突力算出手段（１００）で算出された衝突力（１５）と同一衝突力となるブロワの風量を算出する風量算出手段（１１２）と、
前記算出されたブロワの風量を用いて前記第２入力手段で入力されたノズル型式についての最適口径（１７）を算出する最適ノズル口径算出手段（１１３）と、
前記最適ノズル口径算出手段（１１３）で算出された最適口径（１７）を確定エアブローノズル条件（８）として入力する第３入力手段と、
前記第３入力手段で入力された前記確定エアブローノズル条件（８）を用いて前記第２入力手段で入力された前記ノズル型式についての全体風量、ノズル圧力損失、およびノズル必要圧（１８）を算出するノズル設計手段（１２０）と、
前記ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量およびノズル必要圧に基づいてエアを搬送する配管の条件を入力する第４入力手段と、
前記第４入力手段で入力された前記配管の条件を用いて配管の各部位における圧力損失および管内風速を算出する配管圧損計算手段（１４）と、
あらかじめ記憶され管内風速と配管圧損の適正な関係が示されている配管特性図と前記配管圧損計算手段（１４）で算出された圧力損失および管内風速とを比較して前記配管の各部位で採用する配管の条件を決定する配管決定手段（２４）と、
前記改善後エアブロー条件（７）や前記配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失や前記ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量やノズル圧力損失を用いてブロワの風量および吐出圧といった必要となるブロワ能力を算出するブロワ能力算出手段（１２）と、
からなるエアブローのブロワ化設計装置。
【請求項７】
前記配管決定手段（２４）で決定された配管の条件について前記配管圧損計算手段（１４）で算出された結果を表示する表示手段（３）を備え、
前記表示手段（３）は、配管の各部位における圧力損失およびこれらの合計値を表示することを特徴とする請求項６に記載のエアブローのブロワ化設計装置。
【請求項８】
さらに前記ブロワ能力算出手段（１２）は、周波数５０Ｈｚ、５５Ｈｚのそれぞれにおける必要となるブロワ能力を算出することを特徴とする請求項６または７に記載のエアブローのブロワ化設計装置。
【請求項９】
前記改善後エアブロー条件（７）、前記配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失、および前記ノズル設計手段（１２０）で算出されたノズル圧力損失を用いて、ブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率を算出する手段（１３）を備え、
前記算出されたブロアの吐出圧に対する吹出しエア圧の比率が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することを特徴とする請求項６、７、または８に記載のエアブローのブロワ化設計装置。
【請求項１０】
前記改善前エアブロー条件（６）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、前記改善後エアブロー条件（７）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを算出し、両者を比較して改善後の省電効果を算出する手段（１１）を備え、
前記算出された改善後の省電効果が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のエアブローのブロワ化設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に噴流を当てるエアブローをブロワによって設計するプログラムおよび設計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの必要性にともない、工場等のエアブローをブロワによって実現するブロワ化が求められている。なお、このエアブローは、空気を配管に通して大気中に放出するときの流速を利用して対象物（ワーク）を清掃、洗浄、冷却、加熱、乾燥などするものである。
【０００３】
出願人が非特許文献１において公開しているエアブローのブロワ化技術およびその設計マニュアルは、エアブローのエア元圧を改善することによりエアブローのブロワ化を狙ったものであり、その他のエアブロー条件の改善をするものではない。このため、得られる設計仕様は、安全なものではあるが、細部を考慮したものではなくおおよその仕様であった。
【非特許文献１】市橋、「エアブローのブロワ化  −デンソーがたどった道」、月刊省エネルギー、財団法人  省エネルギーセンター、２００６年４月、Ｖｏｌ．５８／Ｎｏ．５、ｐ．１９−６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１に記載のブロワ化技術およびその設計マニュアルは、その他のエアブロー条件である配管の各部位における圧力損失、吹出しエア圧、対象物位置での風速や衝突力、などを必要な衝突力を満たすように改善するものではない。
【０００５】
したがって、ブロワ化に際しての具体的な問題点を抽出するものではないので、配管やノズルなどの細部の最適設計や、必要な能力を有した省エネルギー設計を実施することができない。一方で、その他のエアブロー条件を実際に計測することは非常に困難であり、実験を踏まえた設計手法に頼らざるを得ない。しかし、実験を踏まえた設計作業を実行することは、膨大な手間と費用を要するものであった。
【０００６】
そこで、本発明は、配管やノズルなどの細部やブロワの能力を対象物に対して必要な衝突力を満たすように最適な仕様に設計することができるエアブローのブロワ化設計プログラム、および当該エアブローのブロワ化設計装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下に記載の技術的手段を採用する。すなわち、第１の発明は、エアブローのブロワ化設計プログラムに係る発明であって、エアブローをブロワによって実施する設計のためにコンピュータを、
エアを吹きつける対象物に対応するエアブローの狙い（５）および現状の改善前エアブロー条件（６）を入力する第１入力手段、
第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）および改善前エアブロー条件（６）を用いて対象物に対するエアの衝突力（１５）を算出する衝突力算出手段（１００）、
第１入力手段で入力された改善前エアブロー条件（６）を用いてブロワの最低エア圧（１６）を算出する低圧化限界値算出手段（１１１）、
低圧化限界値算出手段（１１１）で算出された最低エア圧（１６）に基づいて決定するブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件（７）として入力するとともに、第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）に基づいてノズル型式を入力する第２入力手段、
第２入力手段で入力された改善後エアブロー条件（７）を用いて衝突力算出手段（１００）で算出された衝突力（１５）と同一衝突力となるブロワの風量を算出する風量算出手段（１１２）、
算出されたブロワの風量を用いて第２入力手段で入力されたノズル型式についての最適口径（１７）を算出する最適ノズル口径算出手段（１１３）、
最適ノズル口径算出手段（１１３）で算出された最適口径（１７）を確定エアブローノズル条件（８）として入力する第３入力手段、
第３入力手段で入力された確定エアブローノズル条件（８）を用いて第２入力手段で入力されたノズル型式についての全体風量、ノズル圧力損失、およびノズル必要圧（１８）を算出するノズル設計手段（１２０）、
ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量およびノズル必要圧に基づいてエアを搬送する配管の条件を入力する第４入力手段、
第４入力手段で入力された配管の条件を用いて配管の各部位における圧力損失および管内風速を算出する配管圧損計算手段（１４）、
あらかじめ記憶され管内風速と配管圧損の適正な関係が示されている配管特性図と配管圧損計算手段（１４）で算出された圧力損失および管内風速とを比較して配管の各部位で採用する配管の条件を決定する配管決定手段（２４）、および
改善後エアブロー条件（７）や配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失やノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量やノズル圧力損失を用いてブロワの風量および吐出圧といった必要となるブロワ能力を算出するブロワ能力算出手段（１２）、
として機能させることを特徴としている。
【０００８】
第１の発明によれば、改善前エアブロー条件を用いて対象物に対する衝突力を算出し、ブロワの最低エア圧に基づいて決定されたブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件として用いて当該衝突力と同一衝突力となるブロワ風量を算出し、エアブローの狙いに応じたノズル型式についての当該衝突力と同一衝突力となる最適口径などを算出することにより、必要な衝突力を満たしたエアブローの仕様およびノズルなどの細部仕様の最適設計をコンピュータを用いて実施することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、コンピュータを、配管決定手段（２４）で決定された配管の条件について配管圧損計算手段（１４）で算出された結果を表示する表示手段（３）として機能させ、この表示手段（３）は、配管の各部位における圧力損失とこれらの合計値を表示することが好ましい。
【００１０】
第２の発明によれば、プログラムを使用する者は各部位における圧力損失とこれらの合計値の両方を確認できるので、全体の圧力損失に対する配管局部の影響を把握することができ、細部の設計仕様を改善することが容易となる。これにより、細部の問題点を解消する最適設計を提供することができる。
【００１１】
第３の発明は、上記発明のいずれかにおいて、ブロワ能力算出手段（１２）は周波数５０Ｈｚ、５５Ｈｚのそれぞれにおける必要となるブロワ能力を算出することが好ましい。第３の発明によれば、算出されたブロワ能力を満たすブロワを選定するときに、インバータの調整幅を見込んだブロワの選定が可能になり、実際の使用条件により適合した設計仕様を提供することができる。
【００１２】
第４の発明は、上記発明のいずれかにおいて、コンピュータを、改善後エアブロー条件（７）、配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失、およびノズル設計手段（１２０）で算出されたノズル圧力損失を用いて、ブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率を算出する手段（１３）として機能させ、このように算出された比率が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することが好ましい。
【００１３】
第４の発明によれば、配管やノズルにおける損失を抑えた良好な吹出しエア圧を有する最適設計を提供することができる。
【００１４】
第５の発明は、上記発明のいずれかにおいて、コンピュータを、改善前エアブロー条件（６）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、改善後エアブロー条件（７）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを算出し、両者を比較して改善後の省電効果を算出する手段（１１）として機能させ、
このように算出された改善後の省電効果が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することが好ましい。
【００１５】
第５の発明によれば、改善前後の省電効果を基準とした最適設計を提供することができる。
【００１６】
第６の発明は、エアブローをブロワによって実施可能に設計するエアブローのブロワ化設計装置であって、
エアを吹きつける対象物に対応するエアブローの狙い（５）および現状の改善前エアブロー条件（６）を入力する第１入力手段と、
第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）および改善前エアブロー条件（６）を用いて対象物に対するエアの衝突力（１５）を算出する衝突力算出手段（１００）と、
第１入力手段で入力された改善前エアブロー条件（６）を用いてブロワの最低エア圧（１６）を算出する低圧化限界値算出手段（１１１）と、
低圧化限界値算出手段（１１１）で算出された最低エア圧（１６）に基づいて決定するブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件（７）として入力するとともに、第１入力手段で入力されたエアブローの狙い（５）に基づいてノズル型式を入力する第２入力手段と、
第２入力手段で入力された改善後エアブロー条件（７）を用いて衝突力算出手段（１００）で算出された衝突力（１５）と同一衝突力となるブロワの風量を算出する風量算出手段（１１２）と、
算出されたブロワの風量を用いて第２入力手段で入力されたノズル型式についての最適口径（１７）を算出する最適ノズル口径算出手段（１１３）と、
最適ノズル口径算出手段（１１３）で算出された最適口径（１７）を確定エアブローノズル条件（８）として入力する第３入力手段と、
第３入力手段で入力された確定エアブローノズル条件（８）を用いて第２入力手段で入力されたノズル型式についての全体風量、ノズル圧力損失、およびノズル必要圧（１８）を算出するノズル設計手段（１２０）と、
ノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量およびノズル必要圧に基づいてエアを搬送する配管の条件を入力する第４入力手段と、
第４入力手段で入力された配管の条件を用いて配管の各部位における圧力損失および管内風速を算出する配管圧損計算手段（１４）と、
あらかじめ記憶され管内風速と配管圧損の適正な関係が示されている配管特性図と配管圧損計算手段（１４）で算出された圧力損失および管内風速とを比較して配管の各部位で採用する配管の条件を決定する配管決定手段（２４）と、
改善後エアブロー条件（７）や配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失やノズル設計手段（１２０）で算出された全体風量やノズル圧力損失を用いてブロワの風量および吐出圧といった必要となるブロワ能力を算出するブロワ能力算出手段（１２）と、からなるエアブローのブロワ化設計装置である。
【００１７】
この発明によれば、上記第１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１８】
さらに第６の発明において、配管決定手段（２４）で決定された配管の条件について配管圧損計算手段（１４）で算出された結果を表示する表示手段（３）を備え、この表示手段（３）は、配管の各部位における圧力損失およびこれらの合計値を表示することが好ましい。この発明によれば、上記第２の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１９】
さらに第６の発明以下の上記すべての発明において、ブロワ能力算出手段（１２）は、周波数５０Ｈｚ、５５Ｈｚのそれぞれにおける必要となるブロワ能力を算出することが好ましい。この発明によれば、上記第３の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
さらに第６の発明以下の上記すべての発明において、改善後エアブロー条件（７）、配管決定手段（２４）で決定された配管についての圧力損失、およびノズル設計手段（１２０）で算出されたノズル圧力損失を用いて、ブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率を算出する手段（１３）を備え、このように算出された比率が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することが好ましい。この発明によれば、上記第４の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
さらに第６の発明以下の上記すべての発明において、改善前エアブロー条件（６）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、改善後エアブロー条件（７）を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを算出し、両者を比較して改善後の省電効果を算出する手段（１１）を備え、算出された改善後の省電効果が所定値以上である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断することが好ましい。この発明によれば、上記第５の発明と同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明のエアブローのブロワ化設計プログラム、および当該エアブローのブロワ化設計装置の一実施例を図１から図６を参照しながら説明する。当該プログラムおよび当該設計装置によって設計されるエアブローは、工場のエアブローシステムに適用することができる。なお、このエアブローシステムは、油・水滴・切粉などの除去、冷却、加熱、乾燥、エア洗浄、清掃、材料の移送、エアカーテン、エアシャワー、金型離型剤のならしブローなどに用いることができる。
【００２３】
図１は、本実施形態のプログラムおよび設計装置を機能実現手段で表したブロック図である。図２は、当該プログラムおよび当該設計装置の流れを表したフローチャートである。図３は、処理手段２であるエアブロー条件算出手段１０、入力データ、および出力データの関係を示した図である。図４は、配管圧損計算手段１４、入力画面、および出力画面の関係を示した図である。図５は、コンピュータを用いた当該プログラムおよび当該設計装置における入力画面と出力画面を示した図である。図６は、当該プログラムおよび当該設計装置によって設計されるエアブローシステムのモデル図、および各部位におけるエア圧を示した概念図である。
【００２４】
まず、当該プログラムおよび当該設計装置を実現するために必要な機能について説明する。図１に示すように、当該プログラムおよび当該設計装置は、入力手段１、処理手段２、および表示手段３からなる機能実現手段で構成されている。入力手段１は、入力データを初期化するリセット手段４と、エアブローの狙いやノズル型式を入力する表示データ選択部５と、改善前エアブロー条件を入力する改善前エアブロー条件入力部６と、改善後エアブロー条件を入力する改善後エアブロー条件入力部７と、確定エアブローノズル条件を入力する確定エアブローノズル条件入力部８と、配管の条件を入力する配管仕様入力部９とから構成されている。なお、リセット手段４は、入力画面上のアイコンなどのリセットボタンで構成されている。
【００２５】
処理手段２は、エアブロー条件算出手段１０、改善前後の効果計算手段１１、ブロワ能力算出手段１２、エア圧・圧損の比率計算手段１３、配管圧損計算手段１４、および配管決定手段２４から構成されている。
【００２６】
表示手段３は、入力手段１の表示データ選択部５によって選択されたエアブローの狙いやノズル型式について、処理手段２により処理された算出結果を出力画面に表示する次の各出力項目からなる。この出力項目は、衝突力の出力項目１５、低圧化の限界値の出力項目１６、パイプなどの内径寸法の出力項目１７、全体風量などの各種出力項目１８、各部位の圧損などの出力項目１９、改善効果判断の出力項目２０、風量などのブロワ能力の出力項目２１、ノズルからの吹出しエア圧とブロアの吐出圧に対するその比率などの出力項目２２、配管各部位の圧損など出力項目２３などである。
【００２７】
入力手段１の各入力部や表示データ選択部５で入力されたデータは、エアブロー条件算出手段１０を構成する各プログラムの演算に用いられ、上記各出力項目が出力画面に表示される。エアブロー条件算出手段１０は、衝突力算出プログラム１００、同衝突力となるエアブロー条件算出プログラム１１０、およびノズル設計プログラム１２０を備え、さらにこれらのプログラムをエアブローの狙い毎に備えている。ここでエアブローの狙いとは、エアを吹きつける対象物（ワーク）に対してどのような形態のエアを提供するかということであり、例えば、切り粉などを吹き飛ばすようなエア吹きつけ面積が非常に小さい場合をピンポイント用とし、ピンポイント用よりも幅広の対象に吹きつける場合を一般用としている。
【００２８】
ブロワ能力算出手段１２は、改善後エアブロー条件入力部７で入力されたデータや、配管決定手段２４で決定された配管の圧力損失や風速などの出力項目２３を用いて、ブロワの風量および吐出エア圧を演算し、ブロワ能力の出力項目２１が出力画面に出力される。
【００２９】
エア圧・圧損の比率計算手段１３は、改善後エアブロー条件入力部７で入力された改善後エアブロー条件、配管決定手段２４で決定された配管についての圧力損失、およびノズル設計プログラム１２０で算出されたノズル圧力損失を用いて、ブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率を算出し、ノズルからの吹出しエア圧とブロアの吐出圧に対するその比率などの出力項目２２が出力画面に出力される。
【００３０】
また、エア圧・圧損の比率計算手段１３は、ノズルからの吹出しエア圧とブロアの吐出圧に対するその比率の他、ノズルの圧力損失とそのロス比率、配管圧損とそのロス比率、これら各項目の合計値などを算出し、出力項目２２として出力画面に出力する。
【００３１】
改善前後の効果計算手段１１は、ブロワ能力算出手段１２において、改善前エアブロー条件を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、改善後エアブロー条件を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを比較して改善後の省電効果を算出し、この省電効果に基づいた改善効果判断項目２０が出力画面に出力される。
【００３２】
次に、本実施形態の当該プログラムおよび当該設計装置での処理の流れについて説明する。なお、当該プログラムおよび当該設計装置によって設計されるエアブローシステムのモデルは、エア発生源であるブロワ３０、ブロワ３０の吐出し部から伸長する配管４０、および対象物５０に向けてエアを噴き出すノズル４４から構成されている。配管４０はブロワ３０の吐出し部から伸長するメイン配管４１と、メイン配管４１から分岐する枝管４２と、枝管４２とノズル４４を接続する枝管４３とから構成されている。
【００３３】
図２に示すフローチャートのプログラムがコンピュータに読み込まれてスタートすると、まず、入力データを初期化する処理を行う（ステップＳ１０）。これはコンピュータの画面でリセット手段４である「リセットボタン」をクリックすることにより、入力画面のすべての項目が削除されるものである。
【００３４】
次に、ステップＳ１５で第１入力手段としての「エアブローの狙い」および「改善前エアブロー条件」の入力を行う。コンピュータの入力画面で表示データ選択部５を操作して、ピンポイント用または一般用を選択することにより「エアブローの狙い」を設定する。以降の各処理の演算では、設定された「エアブローの狙い」に応じた近似式が読み込まれて演算されることになる。
【００３５】
さらに、コンピュータの入力画面の改善前エアブロー条件入力部６を操作して「改善前エアブロー条件」を入力する。「改善前エアブロー条件」は、吹出しエア圧、全体風量、ノズル数、ノズルから対象物までの距離、といった各入力項目からなる。
【００３６】
次に、入力された「エアブローの狙い」および「改善前エアブロー条件」を用いて、ステップＳ２０で衝突力算出手段である衝突力算出プログラム１００により演算が行われ、対象物に対するエアの衝突力が算出され、低圧化限界値算出手段である低圧化限界値算出プログラム１１１により演算が行われ、ブロワの最低エア圧が算出される。対象物に対するエアの衝突力は対象物に対するエアの風速として算出してもよい。ブロワの最低エア圧は、対象物に対して必要な噴流を提供するための最低限度のブロワのエア圧であり、エアブローをブロワで実現するため（ブロワ化するため）の指標となる。
【００３７】
さらに、ステップＳ２０で算出された結果は、出力画面に出力項目１５および１６として表示される（ステップＳ２５）。このとき、出力項目１５として表示された衝突力の数値を確認しながら入力画面で「改善前エアブロー条件」を修正する入力をすることにより、衝突力算出プログラム１００で演算を行わせて衝突力の数値を再算出することができる。また、出力項目１６として表示された低圧化の限界値を確認することにより、具体的な実験をすることなく、エアブローをブロワ化できるか否かを知ることができる。表示された低圧化の限界値がエアブローのブロワ化として問題のないものであればこれをブロワの最低エア圧として採用する。また、出力項目１６は、「ＯＫ」、「困難」、「不可」などのようにブロワ化の困難さを段階的に表示するものであってもよい。
【００３８】
次に、ステップＳ３０で第２入力手段としての「改善後エアブロー条件」および「ノズル型式」の入力を行う。コンピュータの入力画面の改善後エアブロー条件入力部７を操作して「改善後エアブロー条件」を入力する。「改善後エアブロー条件」は、吹出しエア圧、ノズル数、ノズルから対象物までの距離、といった各入力項目からなる。「改善後エアブロー条件」の吹出しエア圧は、ステップＳ２０で低圧化限界値算出プログラム１１１により算出され採用されたブロワの最低エア圧に基づいて決定される。
【００３９】
さらに、コンピュータの入力画面で表示データ選択部５を操作し、第１入力手段で入力された「エアブローの狙い」に基づいて、先端つぶしノズル、パイプノズル、またはきり穴ノズルを選択することにより「ノズル型式」を設定する。以降の各処理の演算では、設定された「ノズル型式」に応じた近似式が読み込まれて演算されることになる。
【００４０】
次に、入力された「ノズル型式」および「改善後エアブロー条件」を用いて、風量算出手段である風量算出プログラム１１２により演算が行われ、衝突力算出プログラム１００で算出された衝突力と同一衝突力となるブロワの風量が算出され、このブロワの風量を用いて、最適ノズル口径算出手段である最適ノズル口径算出プログラム１１３により演算が行われ、第２入力手段で入力されたノズル型式についての最適口径が算出される（ステップＳ３５）。つまり、算出される最適口径は、第２入力手段で入力された先端つぶしノズル、パイプノズル、またはきり穴ノズルのいずれかについての算出値である。なお、この風量算出プログラム１１２が有する計算式は、風量と衝突力の各データが直線近似する式で構成され、実験データを分析して求めた近似式である。
【００４１】
さらに、ステップＳ３５で算出された結果は、出力画面に出力項目１７として表示される（ステップＳ４０）。このようにして、具体的な実験をすることなく、同一の衝突力が得られるノズル等の最適口径を確認することができる。
【００４２】
次に、ステップＳ４５で第３入力手段としての「確定エアブロー条件」の入力を行う。コンピュータの入力画面の確定エアブロー条件入力部８を操作して「確定エアブロー条件」を入力する。「確定エアブロー条件」は、最適ノズル口径算出プログラム１１３で算出された最適口径に基づいて決定されたノズル等の口径、ノズル長さ、曲り数、といった各入力項目からなる。
【００４３】
このように入力された「確定エアブロー条件」を用いて、ノズル設計手段であるノズル設計プログラム１２０により演算が行われ、第２入力手段で入力されたノズル型式についての全体風量、ノズル圧損、ノズル必要圧、などが算出される（ステップＳ５０）。つまり、算出結果は、指定されたノズル形式、換言すれば、第２入力手段で入力された先端つぶしノズル、パイプノズル、またはきり穴ノズルのいずれかについての算出値である。
【００４４】
さらに、ステップＳ５０で算出された結果は、出力画面に出力項目１８として表示される（ステップＳ５５）。このようにして、具体的な実験をすることなく、確定したエアノズルでのエアブロー条件を確認することができる。
【００４５】
次に、ステップＳ６０で第４入力手段としての「配管条件」の入力を行う。これは、ステップＳ６５の配管圧損計算手段の演算を行うに際し、ステップＳ５０で算出されたノズル必要圧、全体風量のそれぞれが、図４に示す入力画面のエア圧、メイン配管の風量として入力されるとともに、入力されたエア圧、メイン配管の風量に基づいた配管４０の各部位の配管条件が配管仕様入力部９の操作により入力されるものである。「配管条件」は、メイン配管４１、枝管４２、枝管４３のそれぞれについて風量、管長さ、曲り数、管径、といった各入力項目からなる。なお、管径については、複数の管径を入力することができる。なお、この複数の管径の入力は、あらかじめプログラムに記憶され、画面に表示された各種管径テーブルを使用して入力するものとする。
【００４６】
このように入力された「配管条件」を用いて、配管圧損計算手段である配管圧損計算プログラム１４により演算が行われ、配管の各部位、つまりメイン配管４１、枝管４２、枝管４３のそれぞれにおける圧力損失、管内風速が算出される（ステップＳ６５）。
【００４７】
さらに、ステップＳ６５で算出された結果は、図４に示す右端の出力画面のように、配管の各部位において入力された複数の管径、例えば、管径１、管径２、管径３、・・・について表示される（ステップＳ７０）。このようにして、具体的な実験をすることなく、管径毎の圧力損失の違いを確認することができる。
【００４８】
ステップＳ６５において配管圧損計算プログラム１４により算出された各管径についての圧力損失および管内風速は、配管決定手段２４により、あらかじめ記憶された管内風速と配管圧損の適正な関係が示されている配管特性図と比較されて、配管の各部位で採用する配管の条件が決定される（ステップＳ７５）。この配管特性図は、例えば、横軸を管内風速、縦軸を圧力損失とし、管径毎の直管１ｍ当たりの管内風速に対する圧力損失を示した曲線で表される。つまり、配管決定手段２４により、各配管部位においてこの曲線に適合すると判断される管径（配管の条件）が決定される。なお、この決定は、コスト、設置スペースなどといったエアブロー設備のその他の条件を考慮しなければならない場合には、プログラム使用者が配管決定手段２４に代わって行うことができる。
【００４９】
また、図４に示すように、配管決定手段２４で決定された配管については、選択配管の欄に「○」が入力され、配管の各部位（メイン配管４１、枝管４２、枝管４３）における圧力損失および管内風速の合計値がそれぞれ算出されて表示される。このように、プログラム使用者は、具体的な実験をすることなく、「○」が入力された配管の各部位における圧力損失および管内風速の合計値を確認することができ、システムの細部における最適設計の程度を認識することができる。
【００５０】
次に、ステップＳ８０において、ブロワ能力算出手段１２により、「改善後エアブロー条件」、配管決定手段２４で決定された配管についての圧力損失、およびノズル設計プログラム１２０で算出された全体風量やノズル圧力損失、を用いてブロワの風量および吐出圧といった必要となるブロワ能力が算出される。この処理により、プログラム使用者は、所望の衝突力を満たすために、エアブローシステムを構成するブロワ３０にはこの算出されたブロワ能力を満たすものを選ぶ必要があることがわかる。
【００５１】
また、ステップＳ８０においては、ブロワ能力算出手段１２により、周波数５０Ｈｚ、５５Ｈｚのそれぞれにおける必要となるブロワ能力を算出することが好ましい。この処理により、算出されたブロワ能力を満たすブロワを選定するときに、インバータの調整幅を見込んだブロワの選定が可能になる。
【００５２】
次に、ステップＳ８５において、エア圧・圧損の比率計算手段１３により、「改善後エアブロー条件」、配管決定手段２４で決定された配管についての圧力損失、およびノズル設計プログラム１２０で算出されたノズル圧力損失、を用いてブロアの吐出圧に対するノズルからの吹出しエア圧の比率と、ノズル圧力損失のロス比率、配管圧損のロス比率が算出される。
【００５３】
さらに、ステップＳ８０およびステップＳ８５で算出された結果は、図１に示す右端の出力項目２２のように表示される（ステップＳ９０）。
【００５４】
次に、ステップＳ９５において、ここまで実行してきた設計仕様が適正であるか否かを判断する処理を行う。この処理は、改善前後の効果計算手段１１によって、改善前エアブロー条件を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力と、改善後エアブロー条件を用いて算出されたブロワ能力に対応する消費電力とを算出するとともに、両者を比較して改善後の省電効果を算出し、その効果が基準値以上である場合には、設計を終了するものである。なお、その効果が基準値に満たない場合には、改善する必要があるとしてステップＳ３０の処理に飛び、最適化設計を継続する。
【００５５】
また、ステップＳ９５における他の処理としては、ステップＳ８５において算出されたブロアの吐出圧に対する吹出しエア圧の比率が所定値以上（例えば８０％以上）である場合には、適正な設計仕様が得られたと判断して設計を終了するものである。なお、当該比率が所定値に満たない場合には、改善する必要があるとしてステップＳ３０の処理に飛び、最適化設計を継続する。
【００５６】
このような処理によって設計終了を判断することにより、当該プログラムおよび当該設計装置の最適化設計の指標を、省電効果やエア圧の有効割合の観点から精査することができ、さらなる最適化設計を提供することができる。
【００５７】
なお、当該プログラムおよび当該設計装置によるコンピュータ画面の表示をまとめると図５に示すとおりである。
【００５８】
以上のように本実施形態のプログラムおよび設計装置によれば、図６に示すような配管各部位におけるエア圧の分布を確認することにより、エアブローシステムのどの部位に圧力損失が大きいなどの問題点があるのか、または改善の余地があるのかがわかり、その点を改善する最適設計を行うことができる。
【００５９】
また、当該プログラムおよび当該設計装置によれば、任意の衝突力にするための最適なノズル口径を知ることができる。
【００６０】
また、当該プログラムおよび当該設計装置によれば、ブロワのエア元圧を固定とした場合でも、ノズル、または配管の各部位を見直す設計を行うことにより、対象物に対する衝突力を変えることなく、圧力損失を低減させて吹出しエア圧を増加させることができる。
【００６１】
また、当該プログラムおよび当該設計装置によれば、エアブローの狙いに対応した個別の演算処理、または複数のノズル型式に対応した個別の演算処理を備えているので、将来のプログラムの精度向上にも幅広く対応することができる。
【００６２】
また、当該プログラムおよび当該設計装置によれば、将来使用されるノズル型式の設計に対して、そのノズル型式に対応した個別の演算プログラムを本プログラムに追加するだけで将来のプログラムの精度向上に対応することができる。
【００６３】
また、当該プログラムおよび当該設計装置は、改善前エアブロー条件を用いて対象物に対する衝突力を算出し、ブロワの最低エア圧に基づいて決定されたブロワの吹出しエア圧を改善後エアブロー条件として用いて当該衝突力と同一衝突力となるブロワ風量を算出し、エアブローの狙いに応じたノズル型式についての当該衝突力と同一衝突力となる最適口径などを算出するので、必要な衝突力を満たしたエアブローの仕様およびノズルなどの細部仕様の最適設計を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一例である第１実施形態のプログラムおよび設計装置を機能実現手段で表したブロック図である。
【図２】当該プログラムおよび当該設計装置の流れを表したフローチャートである。
【図３】当該プログラムおよび当該設計装置における処理手段２であるエアブロー条件算出手段１０、入力データ、および出力データの関係を示した図である。
【図４】当該プログラムおよび当該設計装置における配管圧損計算手段１４、入力画面、および出力画面の関係を示した図である。
【図５】コンピュータを用いた当該プログラムおよび当該設計装置における入力画面と出力画面を示した図である。
【図６】当該プログラムおよび当該設計装置によって設計されるエアブローシステムのモデル図、および各部位におけるエア圧を示した概念図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      入力手段
２      処理手段
３      表示手段
１２    ブロワ能力算出手段
１４    配管圧損計算手段
２４    配管決定手段
１００  衝突力算出プログラム（衝突力算出手段）
１１１  低圧化限界値算出プログラム（低圧化限界値算出手段）
１１２  風量算出プログラム（風量算出手段）
１１３  最適ノズル口径等算出プログラム（最適ノズル口径算出手段）
１２０  ノズル設計プログラム（ノズル設計手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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