(57)【要約】【課題】  装置に実際に必要な流量及び流速を確保した上で、配管上での損失をできる限り小さくし、エネルギー等の効率を考慮した配管設計支援方法等を得る。【解決手段】  搬送物質の流量及び流速の損失を少なくしつつ、装置が搬送物質の供給又は排出するために実際に必要な流量及び流速を得られ、かつ基礎設備が搬送物質の供給又は排出処理に必要な用力をできる限り少なくするように、配管設計支援手段１が、記憶手段４に記憶された各種データに基づいて、装置と基礎設備との間の管径及び配管経路を設計する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物質の流量及び流速の損失を少なくしつつ、装置が搬送物質の供給又は排出するために実際に必要な流量及び流速を得られ、かつ基礎設備が搬送物質の供給又は排出処理に必要な用力をできる限り少なくするように、前記装置と前記基礎設備との間の管径又は配管経路を設計することを特徴とする配管設計支援方法。
【請求項２】
前記搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、前記装置と前記基礎設備との間の経路における損失を算出することを特徴とする請求項１記載の配管設計支援方法。
【請求項３】
装置と基礎設備との間の配管に対して、該配管を構成する管の管径、経路又は前記管の種類を少なくとも変更した際に、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、装置と基礎設備との間の経路における損失を算出することを特徴とする配管設計支援方法。
【請求項４】
設計された配管を敷設するためのコスト又は前記配管におけるエネルギーのコストをさらに算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配管設計支援方法。
【請求項５】
搬送物質を搬送する際の損失要因と該損失要因による損失を数値化又は係数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する前記搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管受け入れ位置並びに基礎設備の設置位置及び配管受け入れ位置のデータと、管又は継手に関するデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、
該１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、前記装置が前記搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られ、かつ、装置に至るまでの前記搬送物質の流量及び流速の損失をできる限り少なくするように、前記装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計する配管設計支援手段と
を備えたことを特徴とする配管設計支援装置。
【請求項６】
装置に供給する又は装置から排出する前記搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管受け入れ位置並びに基礎設備の設置位置及び配管受け入れ位置のデータと、管又は継手に関するデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、
該１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、前記装置が前記搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られるように、前記装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計する配管設計支援手段と
を備えたことを特徴とする配管設計支援装置。
【請求項７】
前記データ記憶手段には、装置が用いられる環境に応じて実際に供給する又は装置から実際に排出する前記搬送物質の単位時間あたりの量のデータが記憶されていることを特徴とする請求項５又は６記載の配管設計支援装置。
【請求項８】
前記配管設計支援手段は、前記装置側から前記基礎設備側に向かって前記管径又は配管経路を設計することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の配管設計支援装置。
【請求項９】
前記装置に直接接続される管以外の配管経路があらかじめ定まっており、前記配管設計支援手段は、前記装置と接続される管の配管経路及び各段階での管径を設計することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の配管設計支援装置。
【請求項１０】
搬送物質を搬送する際の損失要因と該損失要因による損失を数値化又は係数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する前記搬送物質の単位時間あたりの量のデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、
該１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、設計された又は変更された配管に対して、前記基礎設備と装置との間の経路における前記搬送物質の流量及び流速の損失を算出する配管設計支援手段と
を備えたことを特徴とする配管設計支援装置。
【請求項１１】
前記配管設計支援手段は、複数の前記装置と前記基礎設備との間の配管に対して、前記損失が最小であるかどうかを判断することを特徴とする請求項５又は１０記載の配管設計支援装置。
【請求項１２】
前記配管設計支援手段は、複数の前記装置と前記基礎設備との間の配管に対して、損失があらかじめ定めたしきい値以下であるかどうかを判断することを特徴とする請求項５又は１０記載の配管設計支援装置。
【請求項１３】
前記データ記憶手段は、管敷設のコスト又はエネルギーコストに関するデータを記憶し、
前記配管設計支援手段は、前記データ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、設計された配管による設備のコスト又は配管後のエネルギーのコストを算出することを特徴とする請求項５〜１２のいずれかに記載の配管設計支援装置。
【請求項１４】
搬送物質の流量及び流速の損失を少なくしつつ、装置が搬送物質の供給又は排出に実際に必要な流量及び流速を得られ、かつ基礎設備が搬送物質の供給又は排出処理に必要な用力をできる限り少なくするように、前記装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計することをコンピュータに行わせる配管設計支援方法のプログラム。
【請求項１５】
搬送物質を搬送するための損失要因と該損失要因による損失を数値化又は計数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する前記搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管接続位置並びに基礎設備の設置位置及び配管接続位置のデータと、管又は継手に関するデータとに基づいて、
前記装置が前記搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られ、かつ、装置に至るまでの前記搬送物質の流量及び流速の損失をできる限り少なくするように、前記装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計することをコンピュータに行わせる配管設計支援方法のプログラム。
【請求項１６】
前記搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、前記装置と前記基礎設備との間の経路における損失を算出することをコンピュータに行わせる請求項１４又は１５記載の配管設計支援方法のプログラム。
【請求項１７】
装置と基礎設備との間の配管に関するデータが入力され、少なくとも該配管を構成する管の管径、経路又は前記管の種類の変更が指示されると、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、前記装置と前記基礎設備との間の経路における損失を算出することをコンピュータに行わせる配管設計支援方法のプログラム。
【請求項１８】
設計された配管を敷設するためのコスト又は前記配管におけるエネルギーのコストをさらに算出することをコンピュータに行わせる請求項１４〜１７のいずれかに記載の配管設計支援方法のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば建物等の配管設計を支援する配管設計支援方法に関するものである。特に、装置の実際の諸元値（特に搬送物質の入出力関係おける諸元値）に基づいて、最適な管径（管の口径）及び配管経路の設計を支援しようとするためのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から工場、ビル、家屋等の建物（特に巨大な建築物）等において、空調、排気、給水等、気体又は液体を搬送するための配管の設計支援を、例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）等の手法を用いて行う方法及びその手法を利用した装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような設計支援方法では、例えばオペレータが経由点を指示し、それに基づいた配管図を表示手段の画面上に表示する。また、配管される装置の諸元値のデータ、管のデータ等に基づいて、配管経路を自動的に設計するものもある。この場合、管同士の干渉を避け、配管経路が複雑にならないような設計がなされる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−６８１８６号公報（２ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、例えば実際に配管した後において、装置に実際に必要な能力よりも少ない供給量又は排出量しか得られないことがわかると、その変更のために費やす時間的、経済的コストはかなり大きくなる。そこで、従来、配管設計時において、例えば装置に用いられる諸元値のデータとして、例えばパンフレット等に記載されている装置の最大能力として示された又は経験に基づく用力（純水、圧縮空気、排水、排気等、搬送物質の入出力処理能力。管内の流量、流速に影響する）に基づいて定められたデータが用いられる。また、さらにマージンが加えられて定められる場合もある。そのため、その建築物内で、実際にどの程度の用力が装置に用いられるかを考慮していない諸元値によって搬送物質の入出力量、ひいてはそれを確保するための管径が定められてしまうことになり、管径は必要以上に大きくなる傾向がある。また、装置へ搬送物質の入出力を行うための処理を行う基礎設備もオーバースペックになりやすい。そして、オーバーした分、エネルギーコスト、経済的コスト（設備コスト）等の損失となる。
【０００６】
さらに、従来からある配管設計支援方法等は、オペレータの指示入力の軽減、設計又は作図の効率化等に重点がおかれているため、上記のような、実際に配管され、運用された場合に対する考慮があまりなされていないのが現状であった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような状況を解決するため、装置に実際に必要な流量及び流速を確保した上で、その損失をできる限り小さくし、エネルギー等の効率を考慮した配管設計支援方法、装置及び設計支援方法のプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る配管設計支援方法は、搬送物質の流量及び流速の損失を少なくしつつ、装置が搬送物質の供給又は排出するために実際に必要な流量及び流速を得られ、かつ基礎設備が搬送物質の供給又は排出処理に必要な用力をできる限り少なくするように、装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計する。そのため、配管における圧損等、エネルギーの損失を考慮した設計を行うことにより、従来のように、必要以上に大きな管径、長い経路にすることなく、また、装置には必要な流量及び流速で搬送物質を供給等を行うので、エネルギー効率をよくするための配管設計支援を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る配管設計支援方法は、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、装置と基礎設備との間の経路における損失を算出する。そのため、総ての損失要因に基づいた計算により、その配管での損失を値として表すことができるので、損失の比較が容易で、より損失の少ない配管が得やすくなる。
【００１０】
また、本発明に係る配管設計支援方法は、装置と基礎設備との間の配管に対して、配管を構成する管の管径、経路又は管の種類を少なくとも変更した際に、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、装置と基礎設備との間の経路における損失を算出する。そのため、設計された配管を変更する場合にも損失を参照し、変更前後における比較をすることで、より損失の少ない配管を模索等することができる。また、既存の設備の改善を行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る配管設計支援方法は、設計された配管を敷設するためのコスト又は配管におけるエネルギーのコストをさらに算出する。そのため、さまざまなコストに応じた設計を模索することができる。また、損失改善した結果をコストという形で表すことができる。
【００１２】
また、本発明に係る配管設計支援装置は、搬送物質を搬送する際の損失要因と損失要因による損失を数値化又は係数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管受け入れ位置並びに基礎設備の設置位置及び配管受け入れ位置のデータと、管又は継手に関するデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、装置が搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られ、かつ、装置に至るまでの搬送物質の流量及び流速の損失をできる限り少なくするように、装置と基礎設備との間の管径及び配管経路を設計する配管設計支援手段とを備えたものである。そのため、データ記憶手段に記憶された各種データに基づいて、配管における圧損等、エネルギーの損失を考慮した設計を行うことにより、従来のように、必要以上の管径、経路にすることなく、装置には必要な流量及び流速で搬送物質を供給等を行うようにしたので、エネルギー効率のよい配管設計支援を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る配管設計支援装置は、装置に供給する又は装置から排出する搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管受け入れ位置並びに基礎設備の設置位置及び配管受け入れ位置のデータと、管又は継手に関するデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、装置が搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られるように、装置と基礎設備との間の管径又は配管経路を設計する配管設計支援手段とを備えたものである。そのため、データ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、装置がその環境に基づいて実際に必要となる搬送物質の流量及び流速が得られるような設計を行うことができ、基礎設備のオーバースペックを防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明に係る配管設計支援装置のデータ記憶手段には、装置が用いられる環境に応じて実際に供給する又は装置から実際に排出する搬送物質の単位時間あたりの量のデータが記憶されている。そのため、装置がその環境で用いられる実際のデータを装置の用力のデータとして用いるようにしたので、管径を必要以上に大きくすることなく、必要以上のエネルギーを消費することがない。また、スペースの節約にもなる。さらに、装置の使用環境に合わせたスペックでの基礎設備選択を行うことも可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る配管設計支援装置の配管設計支援手段は、装置側から基礎設備側に向かって管径及び配管経路を設計する。そのため、装置側の環境（用力等）を考慮した設計を行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る配管設計支援装置は、装置に直接接続される管以外の配管経路があらかじめ定まっており、配管設計支援手段は、装置と接続される管の配管経路及び各段階での管径を設計する。
そのため、配管での損失に影響を大きく与える、細く、屈曲した経路について、損失を考慮して設計した上で、さらに各管径を設計することでエネルギー効率のよい配管設計支援を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る配管設計支援装置は、搬送物質を搬送する際の損失要因と損失要因による損失を数値化又は係数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する搬送物質の単位時間あたりの量のデータとを記憶する１又は複数のデータ記憶手段と、１又は複数のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、設計された又は変更された配管に対して、基礎設備と装置との間の経路における搬送物質の流量及び流速の損失を算出する配管設計支援手段とを備えたものである。そのため、データ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、配管における圧損等、エネルギーの損失を算出することにより、その設備における損失の少ない配管を模索等することができ、エネルギー効率をよくするための配管設計支援を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る配管設計支援装置の配管設計支援手段は、複数の装置と基礎設備との間の配管に対して、損失が最小であるかどうかを判断する。そのため、その設備において、最も損失が少なく、エネルギー効率が高い配管を設計することができる。
【００１９】
また、本発明に係る配管設計支援装置の配管設計支援手段は、複数の装置と基礎設備との間の配管に対して、損失があらかじめ定めたしきい値以下であるかどうかを判断する。そのため、できる限り損失が少なくエネルギー効率が高い配管をはやく設計することができる。
【００２０】
また、本発明に係る配管設計支援装置のデータ記憶手段は、管敷設のコスト又はエネルギーコストに関するデータを記憶し、配管設計支援手段は、データ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、設計された配管による設備のコスト又は配管後のエネルギーのコストを算出する。そのため、さまざまなコストに応じた設計を模索することができる。また、損失を少なくし、改善した結果をコストという形で表すことができる。
【００２１】
また、本発明に係る配管設計支援方法のプログラムは、搬送物質の流量及び流速の損失を少なくしつつ、装置が搬送物質の供給又は排出に実際に必要な流量及び流速を得られ、かつ基礎設備が搬送物質の供給又は排出処理に必要な用力をできる限り少なくするように、装置と基礎設備との間の配管径又は配管経路を設計することをコンピュータに行わせる。そのため、配管における圧損等、エネルギーの損失を考慮した設計をコンピュータに行わせることにより、従来のように、必要以上に大きな管径、長い経路にすることなく、そして、装置には必要な流量及び流速で搬送物質を供給等を行うので、エネルギー効率をよくするための配管設計支援をコンピュータに行わせることができる。
【００２２】
また、本発明に係る配管設計支援方法のプログラムは、搬送物質を搬送するための損失要因と損失要因による損失を数値化又は計数化したデータと、装置に供給する又は装置から排出する搬送物質の単位時間あたりの量のデータと、装置の設置位置及び配管接続位置並びに基礎設備の設置位置及び配管接続位置のデータと、管又は継手に関するデータとに基づいて、装置が搬送物質の入出力に実際に必要な流量及び流速が得られ、かつ、装置に至るまでの搬送物質の流量及び流速の損失をできる限り少なくするように、装置と基礎設備との間の管径及び配管経路を設計することをコンピュータに行わせる。そのため、データ記憶手段に記憶された各種データに基づいて、配管における圧損等、エネルギーの損失を考慮した設計をコンピュータに行わせることにより、必要以上の管径、経路にすることなく、エネルギー効率のよい配管設計支援を行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係る配管設計支援方法のプログラムは、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、装置と基礎設備との間の経路における損失を算出することをコンピュータに行わせる。そのため、総ての損失要因に基づいて計算させることで、その配管での損失を値として表すことができ、損失の比較が容易で、より損失の少ない配管が得やすくなる。
【００２４】
また、本発明に係る配管設計支援方法のプログラムは、装置と基礎設備との間の配管に関するデータが入力され、少なくとも配管を構成する管の管径、経路又は管の種類の変更が指示されると、搬送物質を搬送する際の損失要因による損失を数値化又は係数化したデータに基づいて、装置と基礎設備との間の経路における損失を算出することをコンピュータに行わせる。そのため、設計された配管を変更する場合にも損失を参照し、変更前後における比較をすることで、より損失の少ない配管を模索等することができる。また、コンピュータに既存の設備の改善を行わせることもできる。
【００２５】
また、本発明に係る配管設計支援方法のプログラムは、設計された配管を敷設するためのコスト又は配管におけるエネルギーのコストをさらに算出することをコンピュータに行わせる。そのため、さまざまなコストに応じた設計を模索することができる。また、損失改善した結果をコストという形で表すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係る配管設計支援方法を実現するための各装置構成を表す図である。図１では配管設計支援手段１、入力手段２、表示手段３、データ記憶手段４及び印刷手段５で構成されている。まず、配管設計支援手段１は、さらに配管設計処理部１Ａ、損失演算処理部１Ｂ、設計判断部１Ｃ及び表示処理部１Ｄで構成される。
【００２７】
図２は通常行われる配管の系統を表す図である。配管設計処理部１Ａは、配管設計を自動で行う場合に、データ記憶手段４に記憶された各種データを用い、あらかじめ定められた条件に基づいて配管設計を行う。条件については、まず、例えば用いる管、継手の種類等、例えばオペレータからの指示による条件がある。また、後述するルールデータ記憶部４Ｅに、配管設計処理部１Ａが参照するためのルールデータとして記憶されている条件もある。ここで、通常、図２に示しているように、複数の装置において搬送物質が同じ場合、基礎設備と装置とは１対多の関係にあり、その間の配管は管径等に基づいて、本管、支管（分岐管）等、複数段（レベル）に分かれている。基礎設備側ほど管が大きく、径の大きな管から径の小さな管が枝状に分岐又は合流している。そこで、本実施の形態は、配管設計において段階毎に配管経路を決定する。そのため、基礎設備からある段階までの配管が既に決定している状態で、例えば、損失に最も影響が大きい、装置周辺の細く、屈曲した配管の経路について、装置のデータに基づいて設計を行うこともできる（本実施の形態では新規に基礎設備と装置との間の配管設計する場合を説明する）。また、本実施の形態においては、配管設計処理部１Ａは、通常、基礎設備側から装置側に向けて行われている配管経路設計を装置側から行うようにする。また、この方が配管経路、径の設計に各装置が実際に用いられる場合の諸元のデータを反映しやすくなる。
【００２８】
損失演算処理部１Ｂは、自動又は手動を問わず、設計された配管に対して、主にデータ記憶手段４に記憶された損失データに基づいて、例えば、基礎設備とある装置との間等、２点間の配管経路における搬送物質の流量、流速等に関する損失を演算し、その値を算出する。損失の演算については、ある装置とある基礎設備との間の経路で行うこともできるし、ある基礎設備と複数の装置との間の配管全体で行うこともできる。また、指示したある２点間の配管経路について演算を行うこともできる。手動の場合は、あらかじめ設計された配管に対しても損失を演算することができる。
【００２９】
設計判断部１Ｃは、損失演算処理部１Ｂが算出した値があらかじめ定められた範囲等を満たしているかどうか（例えばあるしきい値以下であるかどうか）を判断する。設計判断部１Ｃが範囲等を満たしていないものと判断すると、本実施の形態では、配管設計処理部１Ａに再度配管設計を行なわせる。表示処理部１Ｄは、データ、配管レイアウト等の表示、オペレータが入力手段２を介して入力した指示の反映等を表示手段３に行うための処理を行い、表示信号を表示手段３に送信する。ここで、配管レイアウト表示は、２Ｄ表示（２次元表示）でもよいし、３Ｄ表示（３次元表示）でもよい。例えば、干渉等を視覚的に表現するためには３Ｄ表示の方がよい。また、後述する建物レイアウトデータに合わせた表示形式で表示させるようにしてもよい。本実施の形態においては、設計判断部１Ｃが決定した配管設計について配管レイアウト表示処理を行うようにする。また、配管レイアウト表示に代えて、又は配管レイアウト表示と共に、簡略図、系統図等を表示させるようにしてもよい。
【００３０】
入力手段２は、例えば、管経路に関する指示等の入力を容易に行うためのデジタイザ（タブレット）、マウス等のいわゆるポインティングデバイス、文字データ等を入力するためのキーボード等で構成されている。表示手段３は、表示処理部１Ｄからの表示信号に基づいて表示を行う。表示手段３にはオペレータの指示、配管設計に基づく設計図面等が表示される。印刷手段５は、例えば決定された配管のレイアウト図面、その他のデータを紙媒体等に印刷する場合に用いられる。
【００３１】
図３はデータ記憶手段４の構成を表す図である。データ記憶手段４はいわゆるデータベースである。図では特に詳細に示してはいないが、いわゆるデータベース管理システム（ＤＢＭＳ：DataBase Management System）と例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive ）等の記憶手段とから構成されている。データ記憶手段４は、記憶されるデータの種類に基づいて、装置諸元実データ記憶部４Ａ、基礎設備データ記憶部４Ｂ、管データ記憶部４Ｃ、損失データ記憶部４Ｄ、ルールデータ記憶部４Ｅ及び建物データ記憶部４Ｆで構成される。
【００３２】
装置諸元実データ記憶部４Ａには、各装置について、用いられる環境に応じて設定された稼動条件に基づく諸元値の実データが記憶されている。諸元値の実データとしては、使用実績の平均値、実効値、トレンド、またそれらの予測値等がある。また、建物データ記憶部４Ｆ中のレイアウトデータと関連づけられた各装置の設置位置に関するデータが記憶されている。基礎設備データ記憶部４Ｂには、各基礎設備について、例えば、排気、供給等の用力（処理能力）、形式、仕様等に関するデータが記憶されている。また、電気設備に関するデータも記憶されている。そして、さらに建物データ記憶部４Ｆ中のレイアウトデータと関連づけられた設備の設置位置に関するデータが記憶されている。ここで、基礎設備については、例えば新規に設計を行う場合、装置側から設計が行われるため、設計された装置及び経路の都合で、最初に設定した基礎設備の用力では不都合があるときには、最終的に用力に応じた基礎設備に置き換えられることもある。
【００３３】
管データ記憶部４Ｃには、管の材料や形状（鋼管、樹脂管、フレキ管、蛇腹管等）、径等、また、継手の材料、形状、角度、径等について、それぞれの種類別にデータが記憶されている。損失データ記憶部４Ｄには、配管の損失に関するデータがパラメータとして記憶されている。本実施の形態でパラメータとは、例えば、管については例えば管径、材料、形状等、継手については例えば形状、角度、材料等に基づき、流量、流速に対する抵抗を係数として表したものである。また、搬送物質等に基づいた抵抗を係数として表している。損失と抵抗とは比例するので、管を流れる搬送物質の流れに対する抵抗を算出し、これを損失とすることができる。径、材料等を組み合わせたそれぞれの条件に対する損失を数値のデータとして表してもよいが、各条件に合わせてそれぞれの数値としてデータを算出すると、組み合わせによってはデータ数が膨大になる可能性があるため、本実施の形態では、パラメータとして一般化しておき、演算により損失を数値化するようにした。なお、ここでは、例えば搬送物質等、管、継手の形状、材料だけではないパラメータのデータもあるため、管データ記憶部４Ｃが有するデータと区別した。したがって、例えば搬送物質を考慮する必要がない場合には管、継手等に関するデータの一部として管データ記憶部４Ｃに記憶させるようにしてもよい。
【００３４】
ルールデータ記憶部４Ｅには、配管設計における禁止事項、他配管と関係等をデータ化したルールデータが記憶されている。配管設計を行う際には、配管設計処理部１Ａはルールデータを参照しながら、配管設計を行う。配管設計処理部１Ａが行う手順に直接ルールを指示することもでき、その場合、配管設計処理部１Ａは特にルールデータを参照しなくてもよいが、例えば、建物特有の禁止事項があるような場合等、設計の度に直接手順を指示する（例えばプログラム化する）のは効率が悪い。そこで、本実施の形態では、汎用的に用いることができるように、配管設計処理部１Ａにルールデータを参照させる。建物データ記憶部４Ｆには、配管を行う建物に関するレイアウトデータが記憶されている。場合によっては、レイアウトデータはいわゆる２Ｄ表示（２次元表示）又は３Ｄ表示（３次元表示）ができるデータとして記憶されている。なお、ここでは、データ記憶手段４を１つで構成しているが、１又は複数の記憶部に分け、物理的に複数の手段で構成するようにしてもよい。
【００３５】
本発明は、配管における損失を考慮した設計を行う。そのため、まず、装置諸元実データ記憶部４Ａには、配管が行われる装置について、カタログ等で得られた諸元のデータではなく、装置がその設備において用いられる環境に応じた諸元の実データを記憶する。これにより、配管に用いられる管、継手等については必要以上の径にならずにすみ、管以外により広いスペースを確保できる。また、これは配管設計の際に経路を複雑にせず、損失を減らせるという点でも都合がよい。ここで、諸元の実データについては、あらかじめマージンを付加する又は設計時においてマージンを考慮するといった対処をしておいてもよい。それでも、従来のようにカタログ等で得られた諸元のデータに対してマージンを付加することに比べれば過剰供給等のオーバースペックを防ぐことができる。
【００３６】
装置諸元実データ記憶部４Ａに記憶されたデータに基づいて配管設計処理部１Ａが配管設計を行うが、まず、段数が決定したら、通常、基礎設備側から装置側に向けて行われている配管経路の設計を、装置側の段の管から設計を行うようにする。ここで、装置と接続される管径については特に各装置が同じでなくてもよく、その装置の入出力に対応した径を用いて配管を設計する。このように装置側から配管設計することにより、その環境で装置が稼動する稼動条件に基づく実データを用いた配管設計を行うことができる。特に用力等（スペック）をあらかじめ予測し、用いる基礎設備を定めてから配管設計を行う必要がないので、配管後の用力不足等を回避するために、基礎設備のオーバースペックになりがちな設計を防ぐことができるし、その分、管径も小さくできる可能性を有する。設計を行うための具体的手順を特に限定しないが、例えば、各段階に応じて基準となる管径を仮に定めておいた上で配管経路を設計し、再度管径を決定する方法等がある。ここでは、管径と配管経路とを両方設計しているが、例えば管径又は配管経路のどちらかが決定されている場合には、管径又は配管経路だけを設計するようにしてもよい。
【００３７】
設計した配管に対し、損失演算処理部１Ｂが、損失データ記憶部４Ｄに記憶されたパラメータに基づいた演算を行い、その配管における抵抗を損失の値として算出する。演算方法としては種々考えられるが、例えば、経路に関しては、管、継手等を含め、パラメータに基づいて、直管の長さに変換した上で抵抗を算出し、それに対して、管の材料、搬送物質のパラメータを加味するような演算方法を行ってもよい。
【００３８】
損失演算処理部１Ｂが算出した損失の値に対し、設計判断部１Ｃはあらかじめ定めたしきい値以下であるかどうかを判断する。ここで、しきい値の設定は、ある値をそのまま設定してもよいし、例えば、搬送物質を供給する際には、供給に対する損失（抵抗）の割合として設定してもよい。
【００３９】
表示処理部１Ｄは、表示手段３にデータ、指示、レイアウト図面等の表示を行うための処理を行い、表示信号を送信する。本実施の形態においては、特に決定された配管設計のレイアウト表示処理を行う。また、場合によっては独立した処理部で構成されることもあるが、本実施の形態では、入力手段２を介して入力されるオペレータの指示を判断し、その指示を表示に反映させるための表示信号を送信する。
【００４０】
ここで、配管設計支援手段１の各部をハードウェア（ファームウェアを含む）として構成することもできるが、実際には、配管設計支援手段１は、例えばＣＰＵ（Central Prosessing Unit ）を中心とする演算制御手段（コンピュータ）で構成され、各部の処理手順はあらかじめプログラム化されることになる（ソフトウェアで構成される）。そして、演算制御手段が、そのプログラムを実行し、そのプログラムに基づく処理を行い、上述した各部の処理を実現することになる。場合によっては、データ記憶手段４のいわゆるデータベース管理システムの機能を演算制御手段に行わせることもできる。また、それぞれ各部が算出したデータのやりとりができるのであれば、逆に配管設計支援手段１を構成する各部を物理的に独立した装置として構成してもよい。さらに、図１のシステムを構成する各装置は、必ずしも配管設計支援手段１と直接接続されている必要はなく、ネットワーク接続等、データ又は信号のやりとりができるようにされていればよい。
【００４１】
以上のように第１の実施の形態によれば、配管設計処理部１Ａが配管設計を行う際、基礎設備側からの設計ではなく、装置側から設計を行うようにしたので、装置の用力（処理能力）等を反映した設計を行うことができる。そして、設計を行う際には装置が環境で用いられる環境に応じた装置の諸元のデータを用いるようにしたので、オーバスペックの問題を解消し、装置の使用環境に合わせたスペックでの基礎設備選択を行うことが可能となる。そのため、必要以上のエネルギーが消費されずにすむ。また、配管設計に対して、損失演算処理部１Ｂが、その配管における抵抗を損失の値として算出し、設計判断部１Ｃがあらかじめ定めたしきい値以下であるかどうかを判断するようにしたので、損失の少ない配管設計を行うことができ、エネルギー効率のよい配管設計支援を行うことができる。したがって、省エネルギー設計の配管を行うことができる。
【００４２】
実施の形態２．
図４は配管の表示例を表す図である。上述の第１の実施の形態は新規の配管設計について説明した。ここで、例えば、錯綜した配管の整備等、既存の配管設計のレイアウトを変更してエネルギーの損失改善を行いたい場合、設計判断部１Ｃの判断により、決定された配管設計よりさらに最適な配管レイアウトを求めたい場合等、配管経路を変更したい場合がある。そこで本実施の形態では、配管設計された図面に基づいて経路等の変更を行う場合について説明する。ここで、上述した第１の実施の形態のように、配管設計支援手段１の各部が処理を行える形式で配管設計がなされていることが前提となる。また、データ記憶手段４の各記憶部には、その処理を可能とするデータが記憶されている。
【００４３】
次に本実施の形態における変更手順について説明する。変更例として管の移動について説明する。例えば、入力手段２を構成するデジタイザ、マウス等のポインティングデバイス等から、オペレータによる管の指定、その管の移動先等の指示のデータ（例えば、いわゆるドラッグがなされることにより指示される）が信号として入力される。表示処理部１Ｄは、そのデータに基づいた表示信号を送信し、例えば図４（ｂ）のように表示手段３に表示させ、オペレータに示す。
【００４４】
管の移動先のデータが入力されると、配管設計処理部１Ａは、ルールデータ記憶部４Ｅに記憶されたルールデータを参照し、移動先での配管が条件を満たしているかどうかを判断する。条件を満たしていないものと判断すると、表示処理部１Ｄを介してその旨を表示手段３に表示させる。なお、移動先においても、管の両端が他の管、装置又は基礎設備と接続されている関係になっていなければならない。
【００４５】
配管設計処理部１Ａが条件が満たされていると判断した場合には、損失演算処理部１Ｂが移動後の配管経路に基づいてあらためて損失を算出する。場合によっては、オペレータが入力手段２を介して指示した２点間における損失の値を算出するようにしてもよい。表示処理部１Ｄは、損失演算処理部１Ｂが算出した値を例えば移動前の算出値とともに表示する。場合によっては、移動等をさせたい管を総て移動させ、その処理が終わった後に、損失演算処理部１Ｂが移動後の配管経路に基づいてあらためて損失を算出するようにしてもよい。
【００４６】
また、変更は、管の移動だけではなく、図４（ｃ）のように管の曲げ位置変更とそれに伴う曲げ角度、管同士の接続位置変更等も考えられる。また、管径、管の種類等の変更を行うこともできる。これらの変更に対しても、配管設計処理部１Ａは、オペレータの指示に基づいて、ルールデータ記憶部４Ｅに記憶されたルールデータを参照しながら変更し、損失演算処理部１Ｂは損失の値を算出する。
【００４７】
以上のように第２の実施の形態によれば、入力された指示に基づいて配管設計処理部１Ａがルールデータを参照しながら、オペレータの指示に基づく変更ができるかどうかを判断し、変更が行われると、変更後の配管経路等に対して、損失演算処理部１Ｂが損失を算出するようにしたので、あらかじめ配管設計された図面等についても、変更に基づく損失を算出することができる。また、変更前の損失の値が算出されている場合には、算出した変更後の損失の値と比較することができるので、より損失の少ない配管設計を模索することもできる。
【００４８】
実施の形態３．
上述の実施の形態では特に示していないが、配管設計に際して、コストを考慮するようにしてもよい。ここで、コストとしては、配管を行うために必要となる費用的（経済的）、時間的等のコストがある。また、設備全体としてエネルギーに対するコスト等を計算できるようにしてもよい。例えば、データ記憶手段４の損失データ記憶部４Ｄは損失要因に関するデータを記憶させているが、それと同様に、コストに関するデータをデータ記憶手段４に記憶させておく。そして、配管設計支援手段１にコスト演算を行う処理部を設け、設計された配管に対してそのコストを算出する。これにより、配管設計の結果を、管径、基礎設備等のコストとして表すことができる。また、エネルギー効率についても、損失という観点からだけでなく、コストという観点からも表すことができる。特に既存設備を変更した場合には、その改善をコストで表すことができ、便利である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上述の実施の形態では、特に建物設備における配管設計支援方法等について説明したが、本発明は特に設備に限定されるわけではない。例えば、地中埋設する配管等の設計も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態に係る方法を実施するための装置構成を表す図である。
【図２】データ記憶手段４の構成を表す図である。
【図３】通常行われる配管の系統を表す図である。
【図４】配管の表示例を表す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  配管設計支援手段、１Ａ  配管設計処理部、１Ｂ  損失演算処理部、１Ｃ  設計判断部、１Ｄ  表示処理部、２  入力手段、３  表示手段、４  データ記憶手段、４Ａ  装置諸元実データ記憶部、４Ｂ  基礎設備データ記憶部、４Ｃ  管データ記憶部、４Ｄ  損失データ記憶部、４Ｅ  ルールデータ記憶部、４Ｆ  建物データ記憶部、５  印刷手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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