(57)【要約】  動力及びエネルギーの節約を決定する方法であって、該方法は、もうひとつ別の種類の調節機に対する、回転動力機械の回転速度調節機／速度調節機により、即ち、主要なポンプ、ファン、ターボ‐圧縮機及び撹拌機により、行われ、この場合、一定の回転速度が用いられる。第１に、省力ΔＰ、ΔＰ’、ΔＰ’’が決定され、経時的な積分の後、省エネルギーをもたらす。方法は、機械のシャフト速度ｎ及びシャフト動力Ｐ１又は同率の動力は、直接的又は間接的に測定されることを特徴とし、必要とされる動力ＰＯ、ＰＯ’、ＰＯ’’は、親和力の法則から計算される。調節バルブでのスロットル調節機の間、完全な回転速度での動力Ｐ２は、他のことの中から、動力曲線ｋｐの勾配から決定される。省力は、その後、スロットル調節機ではΔＰ’＝Ｐ２−Ｐ１で構成され、いくつかの他の調節方法ではそれぞれΔＰ’＝ＰＯ’−Ｐ１及びΔＰ’’＝ＰＯ’’−Ｐ１を構成される。原動機の他に、回転速度制御設備における損失が考慮に入れられ、省力の大きさを精密化される。動力決定に必要とされるパラメータは、継続的な適応的方法を介して、作動中に測定された値から精密にされる。【選択図】  図６
2012501621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転速度制御機（３，３’）の提供された回転動力機械（１）の省力を決定する方法であって、前記回転速度制御機は、媒体を送達／処理し、電気モーター（２，２’）により通常駆動され、前記回転速度制御機は、一定の回転速度又はほぼ一定の回転速度で駆動される同一の機械により必要とされる動力に相対するとともに、もうひとつ別の調節機による想像／仮想の型の方法において、前記回転制御機は制御可能であり、前記機械は、外部変動量に応じた制御可能な回転速度（ｎ）によって決まる作動中に必要とされる動力を有し、
ａ．機械シャフト上での前記回転速度（ｎ）は、一定の時点で測定され、
ｂ．前記機械シャフト上の第１動力（Ｐ１）又は特定の関連する動力損失（Ｐ１＋ｄＰ２、Ｐ１＋ｄｐ２＋ｄＰ３、Ｐ１＋ｄＰ３’、Ｐ１＋ｄＰ３’＋ｄＰ２’）を含む前記動力に応じた第１動力の量が決定され、
ｃ．回転速度に対する機械動力曲線依存に基づき、対応する流速の動力（Ｐ０）は、親和力の原理に基づいて、決定され、有利なことに、流速フローに対する動力曲線依存に基づいて、第２動力「完全な速度動力」（Ｐ２、Ｐ０’、Ｐ０’’）又は特定の関連付けられた動力損失を含む前記動力に応じた第２動力量は、作動中又は後の時点で即座に計算され、
ｄ．前記第２動力（Ｐ２、Ｐ０’、Ｐ０’’）及び前記２動力量それぞれの間の差、及び前記第１動力（Ｐ１）及び第１動力量それぞれの間の差が決定され、前記第２動力及び第１動力の間の省力の測定はΔＰ、ΔＰ’’及びΔＰ’’’をそれぞれ構成し、前記第２の動力量の対応する差を構成し、特定の動力損失を含み、
ｅ．測定は、省力の変動が経時的に示されるような間隔で繰り返され、この場合、省力は金銭的決定の基礎を決定することを特徴とする、回転速度制御機（３，３’）の提供された回転動力機械（１）の省力を決定する方法。
【請求項２】
前記第１動力量は、前記機械シャフト上で、又は前記モーター（２、２’）にて、又は回転速度制御機（３、３’）にて測定される前記回転速度（ｎ）とともに動力を測定することにより、決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１動力量は、測定される速度（ｎ）とともに前記機械の前記容積フロー／質量フローを測定することにより、及び前記機械に関する基本曲線のデータから計算／読み取ることにより、決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１動力量は、測定される速度（ｎ）とともに前記機械の圧力ヘッド／圧力増加／エンタルピー増加を測定することにより、及び前記機械に関する基本曲線のデータから計算／読み取ることにより、決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
動力及び省力の測定の正確性に対する回転動力機械の親和力の影響を精密化するために、回転速度の親和力の法則と少量の動力部分（数パーセント）との第３動力の関係の後に、動力の計算における影響は、大部分に分けられ、前記関係は、回転速度にほぼ比例的に依存した、前記機械におけるベアリング及びシャフトシールに主として関連していることを特徴とする、請求項１乃至請求項４いずれか記載の方法。
【請求項６】
機械シャフトに適用する親和力の法則からの動力決定を精密化するために、及び省力の測定の正確性を増加させるために、前記回転速度制御機ｄＰ３、ｄＰ３’及び電気モータｄＰ２、ｄＰ２’から生じる動力損失の前記決定された値は、調節され、動力損失は、周知の方法で計算されることを特徴とする、請求項１乃至請求項５いずれか記載の方法。
【請求項７】
周知の又は概算される量ｋｐ、ｋＨ、Ｐｒｅｆ、Ｐ０’、Ｑ０／Ｑｒｅｆ、Ｑ０／Ｑ０’、ΔＬの他に、適切な場合には、適用される曲線の係数、好ましくは、容積フローＱの関数として一定の回転速度で機械シャフト上での動力を示す多項式は、回転速度ｎ及び動力Ｐ０、Ｐ０’の測定された値における適応方法を移すことにより、継続的に精密化されるとともに、時々これらの量の最新の値を獲得するために、これらに基づいて、方程式系を解くことにより、計算の異なる作動点を確保することを特徴とする、請求項１乃至請求項６いずれか記載の方法。
【請求項８】
省エネルギーは、一定期間にわたる、時間に対する省力の積分として決定されることを特徴とする、請求項１乃至請求項７いずれか記載の方法。
【請求項９】
前記機械の効率は、周知の熱力学的方法により継続的に決定され、前記効率は、前記決定された省力の制御因子を構成し、前記機械の状態を同時に評価するために用いられることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
金融取引、例えば、省エネルギー、場合によってはエネルギー消費、場合によっては効率についての情報を請求する／請求書を送付することは、有線又は無線技術により、電気供給システム、電気通信ネットワーク又は対応するシステムを介して、移送されることを特徴とする、請求項１乃至請求項９いずれか記載の方法。
【請求項１１】
回転速度制御機（３、３’）を備える回転動力機械（１）の省力を決定するための装置であって、該装置は、電気モーター（２、２’）により一般的に駆動され、前記機械は、外部の一般的な変動量に応じた制御可能な回転速度（ｎ）によって決まる作動中に必要とされる動力を有し、前記回転速度制御機は、一定の回転速度又はほぼ一定の回転速度で駆動される同一の機械により必要とされる動力に相対するとともに、もうひとつ別の調節機による想像／仮想の型の方法において、前記回転速度制御機は制御可能であり、作動中に、第１入力ユニットは、測定可能な実際の速度ｎ及び機械シャフトＰ１又は、該動力に応じた量Ｐ１＋ｄＰ２、Ｐ１＋ｄＰ２＋ｄＰ３、Ｐ１＋ｄＰ３’＋ｄＰ２’、Ｐ１＋ｄＰ３’＋ｄＰ２’、上述の前記方法で典型的なシステムを示すパラメータを受信する第２ユニット、時間を表示する時間ユニット、計算ユニット及び前記入力ユニットからの実行値及び計算結果のための保存ユニットを受信するのに適合する点において前記装置は特徴的であり、出力ユニットによって、読み取り可能である、又は受信機に対して送信可能であり、計算の特定の部分は、前記受信機に接続された設備により実行されることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好ましくは回転運動機械の回転速度調節機／速度制御機を取り付けることで達成される、省力及び省エネルギーを決定するための方法及び装置に関する。適用の代表的な例は、例えばパイプシステムを備える産業処理プラントを備え、該パイプシステムは、ガス、液体、懸濁液などを搬送することを介して、運搬される。運搬された媒体は、ポンプ、ファン、圧縮機、攪拌器などを介して、送達され、これらの回転は、一般的には非同時型の電気モーターにより駆動される。このような一定の機械で、回転速度制御機が提供された場合、方法は、特定の時点での実際の動力消費を決定する、そして、回転速度制御機が取り付けられておらず、別の型の想像／仮想上の調節機で調節されている場合に、比較のために、同一のパイプシステムにおける同一の機械での対応する同時の動力消費を決定する。瞬時の省力は、第２と第１で述べた動力消費の違いになる。長時間における、均一的かつ一定の動力節約に際し、省エネルギーは、時間を乗じた省力により得られる。一般的な場合、省エネルギーは、省力時間の積分により、獲得される。
【０００２】
容積フロー、圧力及び動力の一時的な決定のための、いわゆる測定キットといった、数多くの携帯用測定装置が、市場で入手できる。これらは、機械の効率を、又はより一般的な用語では、測定中に用いられる調節機の型の効率を決定することを第１の目的とされている。機械自体の効率は、熱力学的方法により、すなわち、機械を通る間の、媒体の温度上昇を決定することで、直接的に決定される。特定の例において、特定の信号の無線伝送は、例えば、遠隔に位置される開閉装置において測定される電流が利用される。しかしながら、本発明による方法の場合、もう１つ別の技術又はもう一つ別の調節機の型と比較することなく、これらの測定装置は、機械の必要とされる動力についての情報を提供するのみである。回転速度及び特定の定義された圧力ヘッドが知られている場合、米国特許公報第４２０８１７１号において、回転速度調節ポンプの容積フローを決定する方法が、開示されている。すなわち、間接フロー測定法である。これは、図１に参照するように、いわゆるＱ−Ｈダイヤグラムにおける特性にもとづいている。その性質は本発明との特定の類似性を有するため、間接フロー測定法が本明細書に組み込まれる。しかしながら、必要とされる動力のいくつかの表示を提供しないため、必要とされる動力比較のためのあらゆる基礎を欠く。
【０００３】
ＥＰ１５４８９２５Ａ１の公報は、付随する制御回路を有する電気的交流モーターにおけるエネルギー消費を評価する方法が記載されていて、比較は、回転速度調節機がある場合とない場合の運転の間で行なわれる。速度調節機を有さない場合のエネルギー消費は、比較するには非常に雑な方法で計算され、これにより評価結果において相当の誤りをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公報第４２０８１７１号
【特許文献２】ＥＰ１５４８９２５Ａ１公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
もう１つ別の調節機に対して比較される、回転速度調節機を用いて達成される動力及びエネルギーの節約は、以前ではむしろ信頼できず、以下に記載されるが、特に設備、運転などの変動により、その大きさを評価することは困難である。信頼性の欠如は、一定の機械で回転速度制御機の導入からの経済的有益性についての具体的情報が、決定不可能であることを意味する。本発明の１つの目的は、金銭的決定のための基礎を形成が可能である正確性を用いて、動力及び／又はエネルギー節約の決定が可能であることである。これらは、例えば、実行される回転速度制御機の取り付けに関し、該制御機は、もう１つ別の型の調節機に関する特定の節約をもたらし、この取り付けの前に使用されることもある。この節約は、同様に、回転速度制御機の取り付けの金銭的決定の基礎を形成し、例えば、自らのプラントにおいて稼動させる機械（ポンプなど及び電気モータ）を有するプラント所有者を一方に、回転速度制御装置の供給者を他方とする間における利益の分け前を用いて形成する。特定の例において、供給者は、第３者、例えば投資家としての機能を果たす電気供給者、又は銀行にとって替えられる。
【０００６】
本発明による方法は、例えば、主要事業における初期投資が優先されるプロセス産業に対して、特に大きな重要性がある。その一方、割増投資、例えば回転速度制御機によるエネルギー節約は通常実現しない。しかしながら、利益は非常に高いので、例えば、上記で例示された利益の分配といった他の型の資金調達は、興味深い。
【０００７】
即座の測定及び評価を用いて、相当大きな正確性と現実性が、一般的に理論／理想の状態、例えば、プロジェクトの間に基づいた計算と比較して、達成される、あるいは、特定の時点で実行される単的な評価と比較して達成される点に、本発明の１の利点が存在する。その後、プラント、パイプシステムの認識は、例えば、パイプ直径、パイプ長に関して変更され、該変更は、ベンド、バルブなどの装着の他に、溶接、ハンギングガスケットなどの形態のパイプ品質を含む。さらに、沈殿物、腐食損傷を有するパイプの内部状態、そして、パイプの内部表面の輝くような研磨が影響を及ぼす。一般的な温度では、密度、粘度及び組成などの媒体（液体／ガス）の即座的特性、例えば、製紙用パルプ懸濁液の濃度が影響を及ぼす。液体ラインにおいて、部分的に満たされたガス又は空気は、知られていない高さの上昇のさらなる流れ抵抗を有する。長いパイプラインにおいて、例えば異なる液体密度を有する「プラグ」の形態における異なる液体での意図された流体輸送の場合、ポンプによる圧力生成とパイプラインにおける圧力損失の両方は、液体プラグの即座の位置に依存する。対応するコースは、必要とされる動力に適用される。従来の測定において、機械の磨耗は、より信頼性の欠如をもたらす。従来の方法では、使い古された機械が修繕された場合、もう１つ別の混乱が加えられる。実際の状況に対する継続的な適用は、関連した測定／評価とともに本発明によると、一般的に数年を示すが、金銭的決定が続く期間において、非常に重要である。
【０００８】
影響の主要なパラメータのみが決定を確保するために、分析及び利用されることで、十分な正確性が本発明を用いることで、確保される。本発明によると、好適な実施形態において、これらの主要なパラメータは、シャフト回転速度、回転速度における即時動力、容積フローに応じた機械の基本的な動力曲線、及び原動機及び回転速度制御機における内部損失の性質及び大きさを構成する。本発明を用いることで、容積フロー、圧力ヘッド、動力及び媒体の特性の広範囲の測定は除去される。本発明のさらなる態様及び利点は、本発明による例示的実施形態と関連した以下の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、単的なシステム（パイプシステム）における圧力ヘッドＨと、容積フローＱに応じた回転動力機械（ポンプ）の一般的関係を示す。
【図２】図２は、容積フローＱに応じた一定の回転速度での動力Ｐの単純化された曲線を示す。
【図３】図３は、一定の圧力、一定の容積フローの調節のための代替的システム曲線とともに、個別システム曲線をそれぞれ示す。
【図４】図４は、一定の圧力、一定の容積フローの調節のための代替的システム曲線とともに、個別システム曲線をそれぞれ示す。
【図５】図５は、一定の圧力、一定の容積フローの調節のための代替的システム曲線とともに、個別システム曲線をそれぞれ示す。
【図６】図６は、完全な相対的回転速度（ｎ＝１）及び相対的回転低速度（ｎ）のＱ−Ｈ曲線とＰ−Ｑ曲線の両方を示す。
【図７】図７は、どのようにして回転動力機械、電気モータ及び回転速度制御機がそれぞれ配されるかを示す。
【図８】図８は、どのようにして回転動力機械、電気モータ及び回転速度制御機がそれぞれ配されるかを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、本発明は、本発明に従った実施形態の添付の図面を参照してより詳細に記載される。図１は、典型的なポンプインダストリの略図を示し、Ｈは圧力ヘッドを示し、Ｑは容積フローを示す。ポンプの性能は、ＨＰ曲線として提供され、大抵システム曲線と呼ばれるＨＳ曲線により、システムにおけるフロー抵抗が提供される。これらの曲線の交差点は、実際の容積フローをもたらし、該容積フローは、Ｑ０’で示される。ＨｓｔａｔとＨｍａｘの量は、圧力ヘッドであり、大抵システムの特徴を示す。これらの比率は、油圧システムパラメータＫＨ＝Ｈｓｔａｔ／Ｈｍａｘで構成される。
【００１１】
図２は、容積フローＱの関数として、ＰＰで示される、ポンプの動力曲線を示す。機械及び／又は設計点Ｑｅｔａｍａｘの最高効率の場合、動力はＰｅｔａｍａｘであり、容積フロー０（ゼロ）の場合、動力はｋｐ・Ｐｅｔａｍａｘである。実際に曲線は、多くの場合、図では直線として見なされている。パラメータ／因子ｋｐは、いわゆる特定の回転速度に基づいた機械的特徴である、又はいわゆる基本型数の無次元形態における対応する回転速度に基づいた機械的特徴である。羽根車を有する機械では、明白な半径の拡張は、ｋｐ＝０．３−０．４を有し、半軸機械では、ｋｐ＝ほぼ１であり、軸羽根車では、ｋｐ＝１．２が正常である場合、範囲内の値での負の勾配を有する。より正確な値は、マニュアルから入手可能である、及び実際の機械でのテストデータから決定されることもある。直線の角度係数は、１−ｋｐである。直線は、有利に曲線、好ましくは、第３次多項式にとって代わられる。この点は、一般的な値、又は実際の機械でのテストデータに基づいている。多項式の場合、特定の範囲内の容積フローに対応する導関数は、角度係数に対応する。
【００１２】
多くのプロセスシステムにおいて、典型的なシステム曲線、図１は、特定不可能であるが、要求される圧力ヘッド及び容積フローの組合せは、図３から図５による異なる線によって示される。図３は、定圧ヘッドＨの線を示し、該線は、基本的に、図において破線で示された、一連の基本的なシステム曲線から開始する。対応するように、図４は、低圧フローＱの曲線を示す。図５は典型的なシステム曲線を示し、そして、レベル調節範囲が、システム曲線の圧力ヘッドに対して小さい場合、一定レベルでの調整に実際有効である。他の制御機、例えば温度又は濃度の他に、非ニュートン流体（紙パルプ懸濁液）の場合、上述から強くずれる形状である曲線が獲得される。従って、Ｑ−Ｈ曲線から必要とされる動力は、広範な調査を必要とする。異なる調節機の型でのフロー制御のより詳細な記載については、Pumphandboken, ISBN91-86236-10-5、ページ163-181又は該文献の英語翻訳、British Pump Market, ISBN 0 907485 05 7、ページ5:1―5:19を参照されたい。
【００１３】
回転動力機械は、これらの駆動シャフトで測定される即時に必要とされる動力が、いわゆる親和力の原理にしたがった、機械の回転速度の第３の動力にほぼ正確に比例する。
これらは、各個別の性能ポイント（Ｑ、Ｈ及びＰ）に対して適用され、この場合、機械におけるフロー状態が、この性能ポイントの同一の対角を有する。原理は、相対的なシャフト回転速度のｎ項を有し、この場合、ｎ＝１が完全な回転速度であり、容積フローＱはｎに対して比例し、圧力ヘッドＨは、ｎ２に対して比例し、機械シャフトＰで測定される動力Ｐは、ｎ３に対して比例する。
【００１４】
圧力ヘッドＨは、ポンプにおいて共通である。Ｈが圧力増加にとって代えられ、圧力機の場合、エンタルピー増加にとって代えられる場合、対応物はファンに適用される。特定の場合において、質量フローを伴う容積フローを変換することが都合よく、質量フローは容積フローと媒体密度の積で構成される。
【００１５】
完全な回転速度での動力の１又は数パーセントまでに達する動力での親和力の原理からのずれは、機械に含まれる特定の機械要素、例えば、シャフトベアリング及びシャフトなどから構成され、これらの機械要素の必要とされる動力は、概して、回転速度に直線的に依存する。したがって、周知の回転速度では、即座の必要とされる動力は、完全な回転速度での相対的動力、すなわち「完全な速度動力」に対して決定される。
【００１６】
本発明では、とりわけ、第１段階において、シャフト回転速度及びこの回転速度で必要とされる動力は、すでに取り付けられた回転速度制御機を有する回転動力機械のために、測定される。その上、第２段階において、機械が一定の回転速度／「完全速度」で作動されると、省力は、仮想的ではあるが、想定される同一システムでの他の型の調節機が設けられる同一の機械と比較して、計算される。
【００１７】
本出願は、ｎと完全な回転速度（ｎ＝１）での２の異なる回転速度での、ポンプのＱ−Ｈ曲線とシステム曲線を、図６の上部において示す。相対的回転速度は、一般的な実際回転速度と、完全回転速度との間の比率であり、一般的に最大回転速度である。破線は、親和力の原理に基づいて、第２次放物線を構成し、該放物線は、原点から開始し、２のポンプ曲線とのシステム曲線交差を経る。上部曲線部分は、単に完全性のためにのみ示され、特定の特別な場合を除き、本発明で適用される場合には、通常必要ではない。図６における下部部分は、動力のダイヤグラムであり、２の異なる回転速度の動力曲線を示す。ここにおける点線の曲線は、原点から開始し、容積フローの点を経る第３次放物線を構成し、該容積フローの点は、Ｑ−Ｈダイヤグラムの有効な点と対応する。回転速度制御機を用いた省力は、どの機械が一定の回転速度で駆動するのかに依存していて、比較は相対的に行なわれる。
【００１８】
仮想の絞り調節機において、すなわち機械に直列的に接続された調節バルブを用いて圧力を絞る／変更することにより、容量フローは、例えば、必要とされる動力Ｐ２を用いて、一定速度ｎ＝１で、値Ｑ１に調節される。同一の容積フローＱ１を用いて、速度ｎで回転速度の調節を行う間、機械シャフトで測定可能である必要とされるＰ１が獲得される。機械シャフトで集計される即座の省力ΔＰは、Ｐ２−Ｐ１を意味する。動力Ｐ０は、親和力の原理（又は、シーリング及びベアリング摩擦に対して補正される同一の原理）、測定された動力Ｐ１から決定される。
【００１９】
【数１】
2012501621.tif 000003
【００２０】
原則として、Ｐ０−Ｐ２の補正を決定するために、完全な回転速度での動力曲線上の表示的な参照点Ｑｒｅｆ、Ｐｒｅｆの他に動力曲線の実際の勾配ｋｐの因子は、理解されるべきである。単純な比率がもたらされる。
【００２１】
【数２】
2012501621.tif 000004
【００２２】
【数３】
2012501621.tif 000005
【００２３】
方程式１及び方程式２の組合せは、動力Ｐ２をもたらす。
【００２４】
【数４】
2012501621.tif 000006
【００２５】
Ｐｒｅｆは、この場合自由に選択することが可能であるため、図２においてｋｐ・Ｐｅｔａｍａｘは、原点における縦軸＝ｋｐ・Ｐｅｔａｍａｘを構成する。
【００２６】
機械シャフトに関連する省力は、その後、以下の通り獲得される。
【００２７】
【数５】
2012501621.tif 000007
【００２８】
類似する関係は、機械に平行に接続された調節バルブを有する仮想のバルブ調節機、すなわちシャント調節機が要求される。
【００２９】
同一の所望の容積フローＱ１及び仮想のいわゆるオーバーフロー調節機をもちいると、この場合、必要とされない液体が、縁を越えて流れ、その後、吸引ソースへと離れる又は戻ってきて、僅かにより複雑な関係が獲得される。完全な回転速度ｎ＝１での容積フローは、Ｑ０’及びポンプシャフトＰ０’で必要とされる動力になる。方程式２は、一方で値Ｑ０、Ｐ０に適用され、他方で、Ｑ０’、Ｐ０’に適用される。Ｑｒｅｆの削除後、以下がもたらされる。
【００３０】
【数６】
2012501621.tif 000008
【００３１】
不明な容積フローＱ０’では、容積フローの間接的な測定の以前の関係が、項ＳＱＲＴ[．．．]が平方根に用いられる。
【００３２】
【数７】
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【００３３】
Ｑ０／Ｑ０’が方程式５及び６の間で削除されると、求められている動力Ｐ０’が獲得される。
【００３４】
【数８】
2012501621.tif 000010
【００３５】
省力はその後、ΔＰ＝Ｐ０’−Ｐ１となる。
【００３６】
完全に調節されていない容積フローでは、通常媒体を循環させる場合、オーバーフロー調節機と類似する関係が適用される。ｋＨがゼロと等しく設定されると、動力は方程式６及び７から獲得される。
【００３７】
オン／オフ調節（間欠作動）を用いた、一定の回転速度ｎ＝１で駆動される機械の調節では、機械が作動される場合、容積フローＱ０’を送達し、図６で示すように、必要とされる動力Ｐ０’を有することが適用される。機械のスイッチが切られると、容積フロー０、必要とされる動力０を当然有する。即座に必要とされる容積フローは、Ｑ１であり、相対的な作動時間は、＝Ｑ１／Ｑ０’になる。平均的動力Ｐ０’’はその後、方程式８ａに従って獲得される。継続的な作動で取り付けられた回転速度制御機において、フローは、図６に示すように、Ｑ１及び必要とされる動力Ｐ１である。仮想的なオン／オフ調節と比較すると、方程式８ｂのように、回転速度調節機は、省力ΔＰ’’をもたらす。平均的な省エネルギーΔＰ’’を乗じて、省エネルギーは、一定期間の全体の時間で獲得される。
【００３８】
【数９】
2012501621.tif 000011
【００３９】
【数１０】
2012501621.tif 000012
【００４０】
方程式６からＱ０／Ｑ０’、及び方程式７からＰ０’を有すると、省エネルギーが方程式８ｂにおいて決定される。図６において、Ｐ０’’は一般的に、破線により、原点から点Ｑ’、Ｐ０’までの直線で示される。容積フローＱ１では、Ｐ０’’及びΔＰ’’が図から直接的に示される。
【００４１】
動力曲線の傾斜因子Ｋｐが小さい又は０、すなわちＰ２＝Ｐ０＝Ｐｒｅｆである場合、あるいは、システムにおけるレベル及び圧力の違いが０（Ｈｓｔａｔ＝０であり、すなわちｋＨ＝０、図１）である場合、方程式９による単純な式が得られる。ｋＨ＝０で作動する場合は、一般的に媒体循環に対応する。
【００４２】
【数１１】
2012501621.tif 000013
【００４３】
シャフトの回転速度の影響を正確に計算するために、完全な回転速度での、ベアリングとシール摩擦の相対的割り当ては、ΔＬに設定される。次に、方程式１、３、７及び９におけるｎ３の項は、（１−ΔＬ）・ｎ３＋ΔＬ・ｎに置き換えられ、この場合、ΔＬは、より小さい機械での最も大きい値で、一般的に大きさ０．０１−０．０３である。
【００４４】
方程式２ａは、数学的観点からではあるが、３の実際に概算される不明な量Ｑ０／Ｑｒｅｆ、Ｐｒｅｆ及びｋｐを含有し、この場合、特にｋｐは実績的な値からかなり十分に概算される。機械の作動状態が経時的に幾分か異なる場合、容積フローと回転速度が関係すると、速度ｎ及び動力Ｐ０（＝Ｐ１／ｎ３）の測定値が、少なくとも３の異なる測定点で保存されるため、不明な値は移動適応方法を経て徐々に正確化される。そして、これらに基づく方程式系が解決される。さらに、方程式３におけるｋｐ・Ｐｒｅｆの積は、フローＱ１及びＱ０がゼロと等しい際に直接的に決定される。直線が上述したように、多項式で置き換えられた場合、多項式における係数も、また移動適応方法で正確化される。
【００４５】
一般的な場合、適応方法は、有利的に、Ｑ０’及びＰ０’をＱｒｅｆ及びＰｒｅｆとしてそれぞれ選択することに基づいている。係数ｋｐは、その後、異なる値ｋｐ’をとる。そして、方程式２は、以下の通りになる。
【００４６】
【数１２】
2012501621.tif 000014
【００４７】
Ｑ０／Ｑ０’の場合、方程式１０に挿入される、方程式６による間接的な測定方法が用いられる。
【００４８】
【数１３】
2012501621.tif 000015
【００４９】
この方程式において、作動点では、ｎ及びＰ０＝Ｐ１／ｎ３の測定からの既知値がある。Ｐ０’、ｋＨ及びｋｐ’の量は、不明であると考えられる。推測的なｋＨが一定であると考えられる場合、３の異なる作動点での３対の測定値（ｎ、Ｐ１）は十分である。Ｈｓｔａｔ（図１）が異なる場合、ｋＨはもはや一定ではない。その時、より多くの測定点が使用されることで、ｎ及びＰ０（＝Ｐ１／ｎ３）の両方の関数としてのｋＨの関係が決定される。同一の関係もまた、非ニュートン流体に８対して適用される。
【００５０】
媒体の密度及びゼロからずれるｋＨにおける大きな変化の場合、例えば、排煙ファンにより増大される、煙突（煙突通風）における熱上昇の場合、媒体温度が測定され、参照動力Ｐｒｅｆ、Ｐ０’が、周知の方法で、適宜調節されると、追加的な精密化が得られる。
【００５１】
機械シャフトの回転速度は、例えば、タコメータ発電機などを用いるいくつかの知られた方法、黒／白ディスク、又は溝付き金属プレートからのそれぞれの表示を用いる光学的又は誘導的方法で、測定される。周波数変換機を用いた回転速度調節機の場合、回転速度は、電気モーターのスリップに応じた小さなずれを原因として、周波数にしたがう。周波数変換機からの周波数／電圧比率（Ｆ１型）が一定に保持されると、スリップは、機械の必要トルクに比例し、回転速度の対応する補正を可能とする。全体として回転動力機械の付属する、いわゆる２次トルクを有する機械では、電圧は、時には周波数（Ｆ２型）よりも低くされ、これにより、スリップの割合があらゆる回転速度において一定になる。このずれは、出力定格と比較した、電気モーターからの出力により決定される。そして、図２の機械の動力曲線の傾斜により決定される。
【００５２】
回転動力機械１及び回転速度制御機３、３’は、図７の電気モーター２、２’及び図７の８．Ｉに対して異なって配置され、回転速度制御機は、モーター２の前に設置され、電力供給システム４に接続される周波数変換機３を構成する。図８において、回転速度制御機３’は、例えば、機械１及びモーター２’の間に設置される油圧クラッチである。動力の親和力の法則は機械１に対して適用され、その一方、経済的観点から最も関心が向けられる動力は、電力供給システム４、４’から供給される動力である。異なる要素１、２、２’、３、３’及び４、４’は、各要素２、２’３及び３’における動力損失ｄＰ２、ｄＰ２’、ｄＰ３及びｄＰ３’に対して補正される。
【００５３】
機械１及びモーター２の間、又は機械１及び回転速度制御機３’の間の、機械シャフト動力の測定が、シャフトにおける測定トルクにより直接的に行なわれる。動力はその後トルク時間角速度として獲得される。モーター２の直前で測定される電気モーターの入力動力は、間接的に測定され、モーターの動力損失の減少後の電気モーターの動力及び回転速度制御機は、シャフト動力をもたらす。電気モーター２、２’に対する入力動力は、いわゆる２ワット計法により測定される、又は電流を測定することにより、測定される。電気モーターの、周囲の１つの鉛／相に接続する簡素なワイヤコイルとして設計される交流器が必要とされるので、電流測定は、実行するのは非常に簡易である。動力計算（有効動力）のために、力率（cosΦ）が知られている。このことは、電気モーターカタログにおいて特定される。電気モーターの磁化によって決まるため、無効動力＝電気モーターの動力定格・ｔａｎΦは、異なる有効動力で適正に一定である。この関係は、動力決定に際し、有益に利用される。
【００５４】
同一の原理は、例えば周波数変換機として設計される、回転速度制御機３の前に、間接的な測定に適用される。
【００５５】
動力損失ｄＰ２、ｄＰ２’、ｄＰ３及びｄＰ３’は、周知の方法で、計算され、機械シャフト上で行なわれない場合、一方では（間接的に）測定された動力の補正のために使用され、他方では、機械シャフトに有効であると決定された（すなわち、測定された及び／又は計算された）動力用の電気供給システムから必要な動力を決定するために使用される。動力では、親和力の法則が機械シャフトに完全に適用されるが、その一方で、費用は、グリッド４、４’から動力により単独で決定される。要素（２、２’、３、３’）におけるいくつかの又はすべての損失が小さい場合、これらの２の動力は、実際の複雑性を有することなく、考えられうる及び理性的な組合せにおいて、互いに代替可能である。
【００５６】
発明は更に金銭的決定の基礎を形成する各分析期間に、少なくとも１度繰り返される。有利なことに、時間的間隔は、例えば各期間で約３０の測定を用いた、静的方法に基づいている。一般的な事例において、測定は、実際のプロセスの性質に適用される時間間隔で行なわれる。実際には、これらは、例えば、高速燃焼プロセスにおける秒の部分から、沈殿プロセスにおける１日での部分まで変動する。有利なことに、通常の場合、１０秒から１時間の順の時間間隔が選択される。
【００５７】
本発明による装置は、作動中の機械回転速度及び直接的又は間接的測定可能な動力の測定値を受信するための入力ユニットに特徴を有する。さらに、他の調節機の想像／仮想の型の選択するための入力ユニット、動力曲線ｋｐ及びＰｒｅｆの形状及び水力システムパラメータｋＨの他に機械、モーター及び回転速度制御機の特定の特徴を記載する一般的情報のパラメータの選択のための入力ユニットが存在する。動力曲線は、非直線的曲線、入力ユニットに対して加えられることを示す係数により示される。装置は、さらに実行時間を示す時間ユニット、計算ユニット及び入力ユニットからのデータ、時間及び計算結果のための保存ユニットを更に有する。結果は、出力ユニットに直接的に表示され、代替的に有線又は無線で受信機へと移送される。ユニットは、周知の方法で相互接続され、補助動力のいくつかの形態により駆動される。有利なことに、上述の技術のプログラムされた、及び電子回路に基づいたデータプロセッサが使用される。
【００５８】
測定は当然、作動中に行われるが、その一方で計算は、作動中の他に作動後に行われる。計算は、同一のローカルデバイス（コンピュータ）では行われる必要はないが、時間及び測定値が中央機械への移送後に、行われる。想像／仮想上の調節方法の動力は、その後、計算は同時に行われないという事実に関わらず、同一時点における測定として有効である。
【００５９】
幅広い意味において、本発明は、定められた原則において変動する。したがって、３の量Ｑ１、Ｈ１及びｎの少なくとも２は測定され、この場合、Ｈ１は、流速Ｑ１で圧力ヘッドであるため、動力の測定／決定は、図６上部のＱ−Ｈ曲線からはいくらか低い正確性で、間接的に行われる。測定値は、プロセス制御機において使用される測定装置から、引き出される。その後、動力Ｐ１は、本明細書に記載される原則にしたがって、完全な回転速度ｎ＝１にて、周知のＱ−Ｈ曲線及び周知のＱ−Ｐ曲線から獲得される。
【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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【国際調査報告】
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