(57)【要約】【課題】装置構成が簡易で、かつ現場での取付け作業が容易な流量測定装置を提供する。【解決手段】本発明は、電動機４に供給される電源の電圧及び周波数、及び電動機の回転軸の回転数を測定し、これら測定した値を使用して、電動機４に接続されたポンプの配管を流れる流体の流量を算出することができる。【選択図】      図５
2009030999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に流体を循環させるためのポンプと、前記ポンプを駆動するための電動機とを具備する流体循環装置における前記配管を流れる流体の流量を算出する流量測定装置において、
前記電動機の回転軸の回転数を測定する回転数測定手段と、
前記電動機に供給される電源の電圧及び周波数を測定する電圧・周波数測定手段と、
定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクを記憶する記憶手段と、
前記測定された電動機の回転軸の回転数、前記測定された電動機に供給される電圧及び周波数、前記記憶手段に記憶された定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクに基づいて、前記配管を流れる流量を算出する手段と
を具備することを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
前記流量の算出は、下記式（１−１）〜式（１−３）に基づいて算出されることを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
Ｑ＝（Ｎ／Ｎｎ）×（τ−τ０）×Ｋｒ                          式（１−１）
τ＝（Ｆ０−Ｆ）／Ｆ０×１００×（Ｖ／Ｖ０）２×（Ｆ０／Ｆ）  式（１−２）
τ０＝（定格運転時における締切り揚程トルク）×（Ｎ／Ｎｎ）２  式（１−３）
ここで、
Ｑ：算出される配管を流れる流量
Ｎ：測定された電動機の回転軸の回転数
Ｎｎ：電動機の定格運転時における電動機の回転軸の回転数
Ｋｒ：定格運転時における電動機のトルク及び前記ポンプの流量との関係
Ｆ０：定格運転時における電動機電源周波数
Ｆ  ：電動機電源の測定周波数
Ｖ０：定格運転時における電動機電源電圧
Ｖ  ：電動機電源の測定電圧
である。
【請求項３】
前記回転数測定手段は、
前記電動機の回転軸に取り付けられたレーザ光反射板にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
前記レーザ光照射手段によって前記レーザ光反射板に照射されたレーザ光の反射光を測定することにより、前記回転軸の回転数を測定する手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
【請求項４】
前記回転数測定手段は、
前記電動機の回転軸の接続部の凹凸部にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
前記レーザ光照射手段によって前記凹凸部に照射されたレーザ光の反射光の変化数を測定することにより、前記回転軸の回転数を測定する手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
【請求項５】
請求項１記載の流量測定装置は、
前記配管を流れる流体へ熱を与え、或いは前記配管を流れる流体から熱を奪うための冷熱発生器に流入する流体と、流出する流体との温度差を測定する温度差測定手段と、
前記熱発生器に供給される電流及び電圧を検出する電流電圧検出センサと、
前記電流電圧検出センサにより検出された電流及び電圧から電力量を算出する電力量算出手段と、
前記温度差測定手段により測定された流体の温度差と、前記算出された流量及び電力量に基づいて、熱発生器の運転効率を算出する運転効率算出手段とをさらに具備することを特徴とする熱効率算出装置。
【請求項６】
配管内に流体を循環させるためのポンプと、
前記ポンプを駆動するための電動機と、
定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクを記憶する記憶手段とを具備する流体循環装置における前記配管を流れる流体の流量を算出する流量測定装置における流量測定方法において、
前記電動機の回転軸の回転数及び前記電動機に供給される電源の電圧及び周波数を測定し、
前記測定された電動機の回転軸の回転数、前記測定された電動機に供給される電圧及び周波数、前記記憶手段に記憶された定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクに基づいて、前記配管を流れる流量を算出することを特徴とする流量測定方法。
【請求項７】
前記流量の算出は、下記式（１−１）〜式（１−３）に基づいて算出されることを特徴とする請求項６記載の流量測定方法。
Ｑ＝（Ｎ／Ｎｎ）×（τ−τ０）×Ｋｒ                          式（１−１）
τ＝（Ｆ０−Ｆ）／Ｆ０×１００×（Ｖ／Ｖ０）２×（Ｆ０／Ｆ）  式（１−２）
τ０＝（定格運転時における締切り揚程トルク）×（Ｎ／Ｎｎ）２  式（１−３）
ここで、
Ｑ：算出される配管を流れる流量
Ｎ：測定された電動機の回転軸の回転数
Ｎｎ：電動機の定格運転時における電動機の回転軸の回転数
Ｋｒ：定格運転時における電動機のトルク及び前記ポンプの流量との関係
Ｆ０：定格運転時における電動機電源周波数
Ｆ  ：電動機電源の測定周波数
Ｖ０：定格運転時における電動機電源電圧
Ｖ  ：電動機電源の測定電圧
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管などを流れる流体の流量を測定するための流量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の居住する空間などの温度を快適な目標値に設定調節するため、いわゆるセントラル方式の空調設備が用いられる場合がある。ここでは、多くの場合、空調機機械室に熱源装置を設け、当該設備で発生する熱エネルギーを利用して冷温水を生成し、金属管などを利用して居住空間まで運び、ここで熱交換したあと再び熱源装置に戻すという、冷温水の循環を利用する方法が用いられる。
【０００３】
熱源装置としては、電力やガスのエネルギーによる動力を利用した、空気中からエネルギーを吸収したり放出したりするヒートポンプ方式のものが用いられることが多い。
【０００４】
この場合には、供給された電力エネルギーの数倍の空気中の熱エネルギーを取込みまたは放出する方法で熱エネルギーを生成している。供給エネルギーと生成熱エネルギーとの比率が熱源装置の運転効率（ＣＯＰという）となるが、熱源装置を構成する部品の磨耗劣化や、経年による設定値の変動、さらにはフィルターの清掃不良等に起因して、しばしば導入当初の設計目標の運転効率を維持できないケースが発生する場合が多く見うけられる。
【０００５】
この結果、熱源装置の運転効率が低下しているにもかかわらず、運転員や設備管理者の認識や改善対策がされないまま、運転が継続される場合がある。
【０００６】
省エネルギー推進の観点からは、速やかに運転効率の実態を把握し、効率が低下している場合にはその要因を排除する仕組みを設けておくことが重要となる。このため、熱源装置の運転効率を定量的に把握することが必要となっている。
【０００７】
熱源装置の発生するエネルギーを把握するため、一般的には、熱源装置に出入りする冷温水の温度差とその冷温水の通過流量を用いて計算する方法が採られる。
【０００８】
つまり、下記であらわされる。
【０００９】
熱源装置の効率＝（出入りする冷温水の温度差×流量×比熱）／使用電力量
…（１）
冷温水の温度把握は金属管表面に温度計を設け、使用電力量は配電盤に電力量計を設ける方法などで較的容易に実現できる。水の比熱もほぼ一定（＝１．０）と扱うことができる。しかし問題は金属管内部の冷温水の流量を把握することが容易でないことである。
【００１０】
熱源装置の運転効率を把握する仕組みは、多くのビルや工場の省エネルギー対策を計画するための重要な前提条件であるにもかかわらず導入が遅れているのが実態である。これには幾つかの理由がある。
【００１１】
ひとつは、現行の流量測定装置の導入コストが高いことである。このため、簡易な仕組みによる安価な装置の実現が望まれている。
【００１２】
２番目は、装置取り付けのための現場条件や工事のための作業量が多いことである。冷温水管には、放熱防止用に断熱保護材やその防護材が巻かれており、装置の取付けや取り外しのためには現場での加工や復元の作業が必要となる。また、稼動中には熱源設備運転を一次停止することなどの必要から作業実施面への制約もある。
【００１３】
従って、広く普及をはかるためには、流量測定装置自身の費用が安価で、更に現場での取り付け作業が極めて容易な方法であることが要件となってくる。
【００１４】
配管内の流量を測定するためには機械的方法や電磁的方法、または、超音波による方法等が用いられる（特許文献１参照。）。
【００１５】
機械的な方法としては、管内にプロペラを設置して流量変化をプロペラ回転数変化として把握するものや、管に小さな管を挿入し流量変化に伴う挿入管に発生する圧力の変化を利用するいわゆるピトー管方式のものなどがある。
【００１６】
また、流量の変化を、電気磁気変化を利用して把握する電磁的方法、流体を通過する超音波の通過速度の変化から流量を把握する超音波による方法がある。
【特許文献１】特開平５−２２３３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、機械的な方法や電磁的方法は、管の内部にプロペラや小パイプのセンサーを組み込むことから取付けのための大きな作業が必要になる。このため、簡易な流量測定の仕組みとしては不適切な方法といえる。
【００１８】
一方、超音波による方法は、管の外部面に装置を取り付ける方法であるが、特に冷温水管は、断熱用保護材で覆われているのが一般的であり、装置取り付けのためには、これらの断熱保護材を除去する工事などが必要となることから、この方式も、簡易な流量測定の仕組みとしては適切な方法とはいえない。
【００１９】
流量測定装置は、恒久的に設置する装置として利用する他、一時的な、例えば１週間程度の期間でも熱源装置の効率測定を実施したいとするニーズも多い。この場合、断熱保護材の剥離作業を伴わずに作業を実施し復元作業も容易に行なうことができる意義は大きいものがある。
【００２０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、装置構成が簡易で、かつ現場での取付け作業が容易な流量測定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】
【００２１】
本発明の第１の発明によれば、配管内に流体を循環させるためのポンプと、前記ポンプを駆動するための電動機とを具備する流体循環装置における前記配管を流れる流体の流量を算出する流量測定装置において、前記電動機の回転軸の回転数を測定する回転数測定手段と、前記電動機に供給される電源の電圧及び周波数を測定する電圧・周波数測定手段と、定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクを記憶する記憶手段と、前記測定された電動機の回転軸の回転数、前記測定された電動機に供給される電圧及び周波数、前記記憶手段に記憶された定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルクに基づいて、前記配管を流れる流量を算出する手段とを具備することを特徴とする流量測定装置、である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、装置構成が簡易で、かつ現場での取付け作業が容易な流量測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る流量測定装置について説明する。本発明の実施の形態に係る具体的な説明を行なう前に、まず、本発明の概念について説明する。
【００２４】
＜本発明の概念＞
一般に、交流誘導型電動機で駆動されるポンプが配管内に冷温水を流すために用いられる。ポンプには、構成、形状、大きさにより決定される固有の特性があり、回転数や電動機から与えられる軸トルク、配管圧力つまりいわゆる揚程によって一意的にポンプ吐出し流量が決定される性質を持つ。
【００２５】
ポンプ特性を示す諸元値は、一般には製造メーカがその型式ごとに性能値を把握公表しているため、比較的容易に入手ができる。電動機の発生トルクは、定格容量と供給される電圧、周波数、軸回転数などから特定することができる。
【００２６】
電動機とポンプは、露出された回転軸で直結され、露出部の回転数を測定することは、既存の設備に特別な改造を伴わずに容易に行なうことができる。本発明は、ポンプの吐出し流量を、電動機に供給される電源電圧や周波数、軸回転数など、電動機廻りの値のみを測定することより求めるものである。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る流量測定装置を取り付ける際の一般的な電動機とポンプとの関係を示す図である。同図に示すように、電源１からの電源はポンプ電動機用電源線２を介して、電動機４の開閉可能な蓋の付いた電源端子台３に供給され、この電源端子台３を介して電動機４に電源が供給される。
【００２８】
電動機４とポンプ７とは、電動機４の回転軸５とポンプ７の回転軸７ａとを軸接続部６をボルト１５で固定することにより接続される。ポンプ７は配管１１に設けられ、配管１１内を流れる流体の流量を制御する。
【００２９】
また、配管１１には、配管１１内を流れる流体の温度制御を行なうための冷熱発生器１２が設けられ、この冷熱発生器１２は冷熱発生器用電源線１４を介して冷熱発生器１２に電源を供給する電源１３に接続されている。
【００３０】
＜初期設定＞
本発明の実施の形態における流量測定装置においては、定格運転時（例えば、４４０Ｖ、６０Ｈｚ）におけるトルクと流量との関係を示す特性値Ｋτ（傾きなど）について予め求め、記憶しておくものとする。
【００３１】
ポンプの特性値は、一般には、図２に示すように、流量と揚程との関係を示す曲線として把握される。この流量と揚程との関係は、定格運転時におけるポンプ装置固有の特性として予め定められており、公知のものである。なお、「揚程」とは配管圧力を意味する。また、図２において、Ｎはポンプ装置の回転数を示している。
【００３２】
初期設定のためには、先ず、ポンプ特性値から基準とするトルクを求めておく。
【００３３】
電動機の回転磁界の回転数と、回転磁界の回転数と軸回転数の差分の１００分率、つまり滑り率は、通常の電動機運転の領域では、トルクに近似的に比例することが知られている。ここでは、滑り１．０％を便宜上基準とするトルク“１．０”として扱う。
【００３４】
滑り＝｛（励磁回転磁界の回転数−軸回転数）／励磁回転磁界の回転数｝×１００
…（２）
次に、図２に示したポンプ特性値を基に、流量とトルクの関係を求める。
【００３５】
横軸にトルクを、縦軸に流量をとり平面上に表すと、一般には、両者は直線の線形関係を有している。
【００３６】
Ｑ＝Ｋτ×（τ−τ０）  …（３）
ここで、Ｑは求める吐出し流量、Ｋτは定数、τは現在のトルク、τ０は締切揚程におけるトルクを示す。これは、締切揚程に必要とするトルクを超えたトルクが流量エネルギーに貢献することとなるためである。
【００３７】
定格運転状態における定数Ｋτは、ポンプ特性値の複数サンプル値をもとに直線回帰により求める。図３はトルクー流量直線を示す図である。電動機に与える、電圧、周波数の何れか、またはその両方を変化させれば、図３に示す、τ0値や、トルク−流量曲線の傾きが変化する。図４に電圧及び周波数の変動に伴なう流量とトルクとの関係を示す。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る流量測定装置は、図３に示した定格運転時におけるトルクと流量との関係を初期設定において予め記憶しておく。また、流量計算に必要とされるその他のパラメータ（定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルク、流体の比熱など）も初期設定において予めメモリに記憶しておく。
【００３９】
＜第１の実施の形態＞
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る流量測定装置を説明するための図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４０】
同図に示すように、本実施の形態に係る流量測定装置２０は、回転数測定部２１、電圧・周波数測定部２２、システムタイマ２３、計測開始／終了指定釦２４、流量計算部２５、メモリ２６、入出力制御部２７及び表示装置２８を具備している。
【００４１】
回転数測定部２１は、レーザ光を電動機４の回転軸５に取り付けられたレーザ光反射板８に照射して、このレーザ光反射板８で反射する単位時間の反射光変化数を計測することにより電動機４の回転軸５の回転数を測定し、流量計算部２５に通知する。
【００４２】
電圧・周波数測定部２２は、電動機４の電源端子台３から電動機４に供給される電源の電圧と周波数とを読み込み、流量計算部２５に通知する。
【００４３】
システムタイマ２３は、時刻を流量計算部２５に通知する。
【００４４】
計測開始／終了指定釦２４は、計測開始及び計測終了の通知を流量計算部２５に通知する。
【００４５】
流量計算部２５は、電圧・周波数測定部２２で測定された電動機に供給される電圧及び周波数、回転数測定部２１によって測定される電動機４の回転軸５の回転数、システムタイマ２３から通知される時刻、計測開始／終了指定釦２４からの通知、予め記録された定格運転時におけるトルクと流量との関係を示す特性値などに基づいて、流量を計算する。
【００４６】
メモリ２６は、流量計算部２５によって算出された流量の他、流量計算部における計算において使用される流量計算プログラム、流量計算に必要なパラメータ（定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルク、流体の比熱など）、測定されたパラメータ(電動機の電圧及び周波数、電動機の回転軸の回転数など）、流量計算部２５における流量計算のワークエリアなどに使用される。
【００４７】
入出力制御部２７は、メモリ２６に記憶された算出された流量を表示装置２８に表示するなどの表示制御を司る。
【００４８】
本発明の第１の実施の形態に係る流量計算方法について説明する前に、本実施の形態に係る測定時のトルクを算出する方法について説明する。
【００４９】
電動機の電源周波数が変動する場合、トルク−流量の関係式は下記の様に変動する。
【００５０】
（１）  締切揚程におけるトルク
流量一揚程曲線における、回転数（Ｎ１，Ｎ２）と揚程（Ｈ１，Ｈ２）の関係は、
Ｈ２／Ｈ１＝（Ｎ２／Ｎ１）２  …  （４）
締切り揚程は、回転数の２乗に比例するといえる。
【００５１】
従って、締切揚程におけるトルクは回転数の２乗に比例して変化する。
【００５２】
（２）  電動機の発生トルク
電動機の界磁強度と電機子に流れる電流により電動機トルクが特定される。
【００５３】
電動機供給電圧と電動機トルクの関係は次の様に考えられる。つまり、回転子電流は、電圧に比例し、界磁強度も電圧に比例する。従って、電動機の発生するトルクは、電動機供給電圧の２乗に比例すると考えられる。
【００５４】
一方、電動機供給電源周波数と電動機トルクの関係は次の様に考えられる。電動機特性の等価回路は、近似的に図６のように表すことができる。一般に、リアクタンス要素は抵抗要素に比較して非常に大きい、つまり、ωＬ＞＞ｒとなることから、電動機界磁電流は、通常使用領域では、ωすなわち周波数に逆比例するとして近似的に扱うことが出来る。
【００５５】
ここで、ωは電動機の回転角速度を表し、Ｌは図６における（ｘ１＋ｘ２）に対応する。ｒは、図６における（ｒ１＋ｒ２）に対応する。
【００５６】
従って、電動機の発生するトルクは、電動機供給電源周波数に逆比例すると考えられる。
【００５７】
測定したすべりに基づくトルクは、測定時のすべりと（測定時の電圧／定格電圧）の２乗及び（定格における電源周波数／測定時の電源周波数）の積により、求めることができる。すなわち、下記の式で算出することができる。
【００５８】
測定時のトルク＝
（測定したすべり）×｛（Ｖ／Ｖ０）２×（Ｆ０／Ｆ）｝  …（５）
ここで、Ｖ，Ｖ０，Ｆ，Ｆ０の意味は次の通りである。
【００５９】
Ｖ：測定時の電圧
Ｖ０：基準電圧（定格運転時の電圧）
Ｆ：測定時の周波数
Ｆ０：基準周波数（定格運転時の電源周波数）
なお、式（３）における（測定したすべり）は、式（１）に基づいて算出される。
【００６０】
（３）  トルク変動による流量の変化
流速にエネルギーを与えるトルクは、流速（流量）に比例する。この比例係数を、ここでは「トルクによる流量感度」と記す。
【００６１】
流速に貢献するトルクは、実トルクと締切り楊程トルクの差分で表される。
【００６２】
比例係数（トルクによる流量感度）をKτとすれば、
Ｑ  ＝  Kτ×（τ−τ0）  …  （６）
ここで、
Ｑ：測定時の流量
τ：測定時のトルク
τ0：締切り時のトルク
である。
【００６３】
（４）  回転数変動時における「トルクによる流量感度」の変化
回転数Nにおける流量を'とすると、
Ｑ’＝Kτ'×（τ―τ0）  …  （７）
ここで、Kτ'は、回転数Nにおける、「トルクによる流量感度」を示す
トルク一定条件のもとでは、流量は回転数に比例する。
【００６４】
つまり、
Ｑ'  ＝Kτ×  （τ−τ0）×（N／Nn）となることから
Kτ'  ＝  （N／Nn）  ×  Kτ  …（８）
ここで、Nnは、標準状態における、電動機軸回転数を意味し、下記で表される。
【００６５】
したがって、回転数変動に伴う、「トルクによる流量感度」（Kτ）は、回転数に比例して変動する。上記の考え方をすれば、結局のところ、流量Qは下記を計算して、近似的に求めることが出来るといえる。
【００６６】
Ｑ＝（Ｎ／Ｎｎ）×（τ−τ０）×Ｋｒ  …（９）
ここで、
τ＝（Ｆ０−Ｆ）／Ｆ０×１００×（Ｖ／Ｖ０）２×（Ｆ０／Ｆ）
τ０＝（定格運転時における締切り揚程トルク）×（Ｎ／Ｎｎ）２
Ｎｎ＝（Ｆ０×６０）／｛（電動機極数）／２｝
なお、
Ｖ  ：電動機電源の測定電圧
Ｖ０：定格運転時における電動機電源電圧
Ｆ  ：電動機電源の測定周波数
Ｆ０：定格運転時における電動機電源周波数
Ｎ  ：電動機の測定軸回転数
Ｎｎ：定格運転時における電動機軸回転数
Kτ：定格運転時におけるポンプ特性曲線から求めたトルク−流量感度
すなわち、式（９）を使用すれば、電動機電源の電圧及び周波数、電動機の回転軸の回転数を測定すれば、流量を算出することができることになる。
【００６７】
次に、本発明の実施の形態に係る流量測定装置の流量測定方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
まず、最初に、ユーザにより、流量測定装置へ初期設定が行なわれる（Ｓ１）。この初期設定においては、流量計算に必要なパラメータ（定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルク、流体の比熱など）が流量測定装置に入力され、記憶される。
【００６９】
次に、流量計算部２５は、システムタイマ２３からシステム時刻を取り込む（Ｓ２）。その後、取り込んだシステム時刻に基づいて、前回取り込んだシステム時刻から１秒経過したか否かの判断が行なわれる（Ｓ３）。
【００７０】
１秒を経過していないと判断された場合には、Ｓ２の処理に戻る。一方、１秒を経過していると判断された場合には、電圧・周波数測定部２２により測定される電動機４に供給される電源の電圧及び周波数を取り込むとともに、回転数測定部２１に測定される電動機４の回転軸の回転数を所定の周期で取り込む（Ｓ４）。
【００７１】
その後、６０秒経過したか否かの判断が行なわれ（Ｓ５）、経過したと判断された場合には、Ｓ４において取り込まれた電動機４に供給される電源の電圧及び周波数、電動機４の回転軸の回転数、初期設定において設定されたパラメータ（定格運転時におけるポンプの流量、定格運転時における電動機のトルクと前記ポンプの流量との関係を示す特性値、定格運転時における電動機の回転軸の回転数、定格運転時に前記電動機に供給される電源電圧及び電源周波数、定格運転時における締切り揚程トルク）に基づいて、式（９）に基づいて、流量計算をそれぞれ行ない、それぞれ算出された６０秒間分の流量の平均値を計算する（Ｓ６）。
【００７２】
その後、平均化された平均値の流量をメモリ２６に書き込み（Ｓ７）、この算出された平均値の流量を表示装置２８に表示し（Ｓ８）、計測開始／終了指定釦２４により終了指定がされたか否かの判断が行なわれる（Ｓ９）。一方、Ｓ５において、６０秒が経過していないと判断された場合にもＳ９の処理に移る。Ｓ９において、終了指定があると判断された場合には、流量計算処理を終了し、終了指定がないと判断された場合には、Ｓ２の処理に戻る。
【００７３】
したがって、本発明の実施の形態に係る流量測定装置によれば、電動機の回転軸の回転数及び電動機に供給される電源の電圧及び周波数を測定するだけで、配管を流れる流体の流量を算出することができるので、装置構成の簡単な流量測定装置を提供することができる。
【００７４】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態と、上述の第１の実施の形態と異なる点は、電動機４の回転軸の回転数の測定方法にある。すなわち、本実施の形態と、上述の第１の実施の形態の流量測定装置と異なる点は、回転数測定部３１であり、他の部分については、図５に示した流量測定装置の構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る流量測定装置の構成を示す図である。
【００７６】
本実施の形態における電動機４の回転軸の回転数の測定は、電動機４の回転軸５の接続部６のボルト１５に回転数測定部３１によりレーザ光を照射して、ボルト１５から反射する単位時間の反射光変化数を測定することにより、電動機４の回転軸の回転数の測定を行なう。
【００７７】
なお、ここでは、電動機４の回転軸の接続部６のボルト１５にレーザ光を照射する場合について説明したが、電動機４の回転軸の回転数を測定することが可能な凹凸部にレーザ光を照射しても良いことはいうまでもない。
【００７８】
したがって、本発明の実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態における効果に加えて、電動機４の回転軸５にレーザ光反射板を取り付けることなく、流量測定を行なうことができるので、さらに、流量測定装置の設置が簡単になる。
【００７９】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る運転効率算出装置について説明する。
【００８０】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る運転効率算出装置を示す図である。なお、図５と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
同図に示すように、本実施の形態の運転効率算出装置は、図５に示した構成に加えて、電流・電圧センサ４１、電力量計算部４２、冷温水復部温度計４３、冷温水往部温度計４４、温度差測定部４５及び熱効率計算部４６を更に具備している。
【００８２】
電流・電圧センサ４１は、電源１３から冷熱発生器１２に供給される電源の電流及び電圧を検出して、電力量計算部４２に通知する。
【００８３】
電力量計算部４２は、電流・電圧センサ４１に通知された電流及び電圧に基づいて電力を算出して、この算出された電力を熱効率計算部４６に通知する。
【００８４】
冷温水復部温度計４３及び冷温水往部温度計４４は、冷熱発生器１２を挟んで、互いに所定間隔を存して配管１１に取り付けられ、冷温水復部及び冷温水往部の温度をそれぞれ検出して、温度差測定部４５に通知する。
【００８５】
温度差測定部４５は、冷温水復部温度計４３及び冷温水往部温度計４４から通知された冷温水復部及び冷温水往部の温度の温度差を熱効率計算部４６に通知する。
【００８６】
熱効率計算部４６は、温度差測定部４５から通知される温度差、電力量計算部４２から通知される電力量、流量計算部２５によって計算される流体の流量、システムタイマ２３からの時刻に基づいて、（１）式により熱効率を算出して、メモリ２６に書き込む。なお、流体の比熱は、初期設定時に設定されているものとする。
【００８７】
入出力制御部２７は、メモリ２６に記憶された算出された熱効率を表示装置２８に表示する。
【００８８】
なお、本実施の形態においては、第１の実施の形態の回転数測定部２１を使用する場合について説明したが、第２の実施の形態の回転数測定部３１を使用しても良いことはいうまでもない。
【００８９】
したがって、本発明の第３の実施の形態によれば、算出された流量を基に熱効率、すなわち、運転効率を定期的に把握することができる。すなわち、本実施の形態に係る運転効率算出装置によれば、電動機廻りを測定するだけで、ポンプの流量の近似値を計算により求めることから、冷温水の通る配管には一切手を加えずに流量測定装置の設置が可能となる。
【００９０】
また、流量測定装置を設置するための工事作業も簡易なことから、安価な費用で、運転効率算出装置の導入が可能となる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００９２】
また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録ばいたいに記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態に係る流量測定装置を取り付ける際の一般的な電動機とポンプとの関係を示す図である。
【図２】流量と揚程との関係を示す図である。
【図３】トルクと流量との関係を示す図である。
【図４】電圧・周波数の変動に伴なう流量とトルクとの関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る流量測定装置を説明するための図である。
【図６】誘導電動機の等価回路を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る流量測定装置の流量測定方法について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る流量測定装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る運転効率算出装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１…電源、２…電源線、３…電源端子台、４…電動機、５…電動機の回転軸、６…軸接続部、７…ポンプ、１１…配管、１２…冷熱発生器、１３…電源、１４…冷熱発生器用電源線、２１…回転数測定部、２２…電圧・周波数測定部、２３…システムタイマ、２４…計測開始／終了指定釦、２５…流量計算部、２６…メモリ、２７…入出力制御部、２８…表示装置、３１…回転数測定部、４１…電流・電圧センサ、４２…電力量計算部、４３…冷温水復部温度計、４４…冷温水往部温度計、４５…温度差測定部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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