八戸工業高等専門学校紀要第　45　 号 （2010， 12）

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（原稿受付 ： 2010 年 9 月 24 日）＊機械工学科

１.　はじめに

ポンプ関連の国際規格 , 国内規格 , 学協会基準 / 指

針の制定や改訂作業を通じ日本の技術を世界に発信し

続けて , 20 年近い年月が過ぎた。 折しも , 政府の四大

重点項目が提示され , 技術立国による成長戦略が議論

されている。 ポンプという産業機械は直接的にはこれら

の分野に関係しないと思われがちであるが , エネルギー

関連システムにおいては流れを操る基盤技術であり , 将

来においても消滅しない重要な技術の一つとなってい

る。

ここで , ポンプ関連の規格 / 基準 / 指針について ,

私が関係してきたこの 20 年の歩みを振り返ってみる。

２.　各種の規格・基準について

ポンプは , 紀元前から使用されていたが , ポンプ技術

として西洋から導入されたのは一世紀以上前である。 戦

後はアメリカの技術 1) も導入され , 今日に至っている。

国内のポンプ規格は , 水力性能試験規格 JES（Japanese

Engineering Standards） 162:1932 を 制 定 2) し た 頃 が

出発点である。 それ以降 , ヨーロッパ各国の規格 （ド

イツ DIN, イギリス BS） や ISO 規格 （ISO は等しいとい

うギリシャ語 isos から由来） の技術的内容を導入して ,

JIS 規 格 （Japanese Industrial Standards, 1949 年 制

定の工業標準化法に基づく国家規格） の制定 ・ 改訂を

行ってきた。 現在 , JIS 規格は 10,000 件を , ISO 規格

は 18,000 件を超えている。

ポンプ関連規格の中心的活動団体は , 日本機械学会

標準 ・ 規格センター （旧標準化委員会） と産業機械工

業会内に設けられているポンプ国際規格審議会であっ

た。 1980 年代は , ヨーロッパを中心に規格が取りまとめ

られ , 1990 年代は , アメリカの規格の ISO 化が活発に

行 わ れ た。 1995 年 , WTO/TBT （Technical Barriers

to Trade） 協定が課題となり , 8000 を超える JIS 規格を

国際規格と整合させるという作業が始まった。 ポンプに

おいては , 水力性能を保証する受渡試験の規格につい

て ISO 規格との整合化作業を行っている。

以下では , このような大きな流れの中での主な規格の

変遷と現在の取り組み / 将来の方向性を紹介する。

2.1　水力性能試験規格

ポ ン プ の 水 力 性 能 試 験 規 格 は , JIS や ISO 規 格 ・

HIS （アメリカ Hydraulic Institute Standards） が用い

られている。

1980 年代のヨーロッパ各国規格の ISO 規格への統合

の流れをうけ , 二つの試験規格のドラフト作成が始った。

その当時 , 日本は P メンバー （ドラフト作成会議の参加

と規格の投票権を持つ） の資格を有しており , 主に , ド

イツ , イギリス , フランスで開催される TC115 （ポンプ）

全体会議 , SC （分科会） ・ WG （作業部会） 会議に参

加し , 規格ドラフトの作成に関与してきた。

精密級の試験規格 （研究所などの実験施設で行う試

験に用いる規格で , 計測器や測定の精度が高い。） に

ついては , 10 年の歳月を要して 1989 年に発行された

が , 受渡試験に用いる試験規格 ISO 9906 3) は , さら

に 10 年かかり , 1999 年に発行された。 これは , 一度 ,

DIS （Draft International Standards） まで進行した規

格が , 中央委員会から差し戻しを受けたことによる。 新

たな DIS を作るべく 1991 年の西ドイツ ・ ダルムシュタッ

ト大学での WG に参加したのが , ポンプ規格との係わり

始めであった。

規格案に対する各国からのコメントの数は , 百件をは

るかに超える規格もあるが , 受渡試験については , 判

定基準の統合が主な論点で , 英文表記など , エディトリ

アルな部分は , イギリス ・ ドイツの委員が担った。 大筋

ポンプ関連規格に携わって― ISO ・ JIS 規格と学協会基準 / 指針 ―

浦西 和夫*

Taking Part in Pump standards― ISO ・ JIS Standard and JSME ・ TSJ Standard /Guideline ―

By Kazuo URANISHI

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は決まったのであるが , 投票するための規格案としてま

とめる作業に , 多大な時間の浪費があった。 というより ,

幹事の抱えている仕事量が多すぎて , ISO 9906 の作業

にかかれなかったのが実情のようである。 この時は , 他

の ISO 規格制定作業に時間がかかりすぎることが問題と

なり , 48 ヶ月ルール （4 年で , 規格の提案から発行ま

で終わらせる。 終わらない場合は廃案とする。） を守るよ

うにとの指導が行われている。 といっても , 規格のまとめ

にはキーマンがいないと作業は一向に進まず , 期間の

延長を行って , 廃案を免れている規格案もある。

WTO/TBT 協定に対応するため , 経済産業省の指導

の下 , ポンプ分野では , 試験規格の JIS B 8301 を発行

前であったが ISO 9906 と整合 （記載内容が同一） させ

る計画が 1995 年から始った。 まずは , ISO 規格の翻訳

からスタートし , JIS 原案の前段階である素案つくり , 原

案作成委員会での JIS 原案の完成をへて JIS 規格として

は 2000 年の改正発行となった。 当時 , TBT の問題を

クリアにするため , JIS は全て , 国際規格と整合させる計

画 （当事は , JIS 規格をなくし , ISO 規格を JIS 化すると

いう乱暴な意見も聞かれた。） であったと聞くが , 日本独

自の技術を反映した規格も多数あり , また , 国際規格へ

の日本提案を促進する上からも , JIS 規格止めてしまえ

という暴論は聞かれなくなった。 以降 , 国際規格の提案

活動の活発化 , 幹事国の引受け数の増加という , 実効

ある施策に変更された。 最先端分野での TBT 対応は市

場確保とリンクしており , 日本の技術を盛り込んだ国際規

格作成に努力したと聞いている。 一方 , 東南アジアで通

用していたポンプ JIS 規格は , グローバル化の進展 ・ ア

ジアの国々のポンプ技術と品質の向上に伴い , ISO 規

格への移行が進んでいる。

なお , ISO 9906 は発行より 10 年以上経過し , 数年

前より , EU, USA と日本が共同して改訂版の準備を進

めている。

2.2　水力性能換算規格

大型ポンプの性能試験は , 工場運転の設備 （受電容

量 , 流量測定装置 , 日本では , 全幅せきが用いられる

ことが多い。） や現地試運転の場合の流量計測の精度

などから , 形状の相似な模型ポンプを製作 ・ 運転して水

力性能の保証を行っている。 模型ポンプの性能は , 模

型より数倍大きい実機の性能に換算して保証するが , こ

の換算式については , 国内物件では JIS B 8327:2002

4) を , 海外物件については , 主として水車の IEC 規格 5)

が用いられている。

水 車 お よ び ポ ン プ 性 能 換 算 の 研 究 成 果 物 と し て ,

JSME S008 6) が 1989 年刊行され , JIS B 8327 の水力

性能換算式は大きく変化した。 従来の換算式では , 損

失は全てレイノルズ数に比例するとしていたので , 効率

の悪いポンプほど性能の上昇分ガ大きいという理屈に合

わない換算結果となっていた。 この弊害を解消するため

損失をレイノルズ数に依存しない損失とレイノルズ数に

依存する摩擦損失に分離して換算するという改定を行っ

た。 その後 , JSME S008 の技術的内容の見直し 7) （タ

イトルは水車およびポンプから , 水車およびポンプ水車

に変更されているが。） を反映して , 換算式を規定して

いる JIS B 8327 も 2002 年改定発行し , 現在に至って

いる。

なお , 水車の性能換算式については , 機械学会基準

の JSME S008 7) によりその換算精度がオーソライズされ

ており , この技術的内容は , 水車エンジニアが 20 年近

くの歳月をかけ , 日本発の IEC 規格として発行 8) させて

いる。

ポンプの性能換算については , 精度の高い換算式が

ISO 規格や各国の規格になく , 日本の JIS 換算式が唯

一のものである。 しかし , JIS 規格が国際取引に用いら

れることはなく , 水車の国際規格を用いることが通例と

なっている。 このような状況を打開すべく , JIS 換算式を

ISO 規格にすることを目標にし , 現在 , JIS B 8327 の改

定作業を進めている。

この改訂作業では , 効率アップ量とその考え方が最重

要課題としてあげられている。 換算式の基本は , レイノ

ルズ数増大により , 境界層の特性が変化し , 実機の摩

擦損失が減少するということにある。 つまり , 効率が上昇

することになるが , ポンプに適用したとき , 効率アップの

量が少なすぎるという問題が実機―模型のデータから示

されており , 模型からの換算による効率と実機の効率と

の差について , 妥当なモデル ・ 考え方を構築する必要

がある。

2.3　模型水槽試験基準

火力発電所の蒸気を水に戻す復水器用の冷却水循

環に用いられるポンプや河川排水ポンプなど , 自由表

面を持つ水槽内に大口径の立軸ポンプを据え付けること

がある。 水槽内には , ポンプに吸い込まれる流れにより ,

渦流れができ , 渦中心を通じて空気がポンプに吸い込ま

れたり （空気吸込渦という。） , 水中の渦中心の圧力が

低下することにより , 一種のキャビテーション （水中渦と

いう。） がポンプと側壁や床面との間に発生する。 このよ

うな流れ中でポンプを運転すると , 振動 , 騒音が発生し ,

振動基準値を超え運転できない , ポンプ性能の発揮が

できない , 振動により軸受寿命が短くなるなどの障害が

発生する。

浦 西 和 夫

7ポンプ関連規格に携わって

1986 年 , 日本機械学会基準として , 水槽試験に関す

る基準 JSME S004 が発行 9) されたが , 10 年以上も改定

なしで使用してきた経緯から廃案にするという決定がされ

た。 廃案となると , この基準を用いて , 水槽の健全性を

保証していた根拠がなくなってしまうので , ターボ機械協

会内に模型水槽分科会を設置し , ターボ機械協会基準

TSJ S002 として改定発行 10) が行われた。

　水槽試験について規定している規格としては , TSJ

S002 以外では , USA の Hydraulic Institute 規格 11) が

あるが , 模型と実機水槽間の相似則についての規定が

なく , TSJ S002 はその点で一歩進んでいる。 分科会に

おいては , 相似則のブラッシュアップを継続的に行って

おり , さらに , 国際規格として発信するため英訳を完了

している。

2.4　キャビテーション損傷予測の指針

キャビテーションは , 速度依存性の相変化現象である

が , 崩壊 ・ 再成長時に衝撃力やマイクロジェットを生成

し , 材料表面に損傷を与える。 1980 年代 , 低吸込圧で

運転可能なポンプの開発競争が世界のポンプメーカを

巻き込んで起こった。 より低い吸込圧力で運転できるポ

ンプを提供することは , 石油精製プラントなどポンプを用

いているシステムのコストダウンをもたらすことになる。 こ

の判定基準は , 性能の劣化であるため , 性能の判定は

クリアしても , 羽根車内には大量のキャビテーションが発

生しており , ひどい場合には 1 年程度の運転で羽根車

がキャビテーションのアタックを受けて穴が開くという問題

が起こった。 この問題の対処の一つとして , 吸込性能の

上限を設けキャビテーション性能を過度によくすることを

避ける方法が取られた。 キャビテーション損傷に対する

もう一つの方法として , 4 万時間キャビテーションフリー

の保証を行うことがユーザ （サウジアラムコの仕様書）

から要求されていた。

4 万時の保証を行う予測式の妥当性を検証するため ,

ターボ機械協会に , ポンプのキャビテーション研究分科

会を設け , 8 期目 （1 期 3 年） の活動を行っている。 そ

の成果として , 2003 年 TSJ G001 の発行 12) を行い , 来

年はその改定版の発行を予定している。

4 万 時 間 の 保 証 に つ い て は , ユ ー ザ ス ペ ッ ク だ け

で は な く , ア メ リ カ 石 油 協 会 （American Petroleum

Institute）の遠心ポンプの技術仕様 13) に取り込むという ,

メーカとユーザ合同の検討が 2008 年行われた。 キャビ

テーション研究分科会で収集した損傷データを用い , 現

状の予測式の精度は± 1 桁程度であることを , USA で

開催された規格検討会議で説明し , 予測式の規格への

導入は , 時期尚早として見送られている。 分科会の設

置目的は , 精度の高い予測式を提案することと予測式を

国際会議での発表 , 論文投稿して予測式をオーソライズ

することである。 そして , この予測式が日本発の国際規

格として提案できればと考えている。 今まで , キャビテー

シ ョ ン の 国 際 会 議 な ど で 積 極 的 に PR 活 動 （1998 年

3rd キャビシンポ in グルーノーブル , 2004 年キャビエロ

in バンデロール , 2011 年キャビエロ in グルーノーブル

予定） を進めている。

2.5　その他のポンプ関連規格

技術仕様　　1970 年代 ISO 規格では , 製品毎の規格

（ポンプの形状 ・ 寸法を定める規格） が検討されていた。

ポンプは鋳物で作ることが多く , 木型の変更には多大な

時間と投資が必要となること , ポンプを接続する管フラン

ジ寸法が異なることなど , 各国 ・ 各メーカの使用規格に

影響される。 このことから , 16bar の遠心ポンプの製品

規格 14) がまとまっただけである。 この規格の発行後しば

らくして , 日本の汎用ポンプメーカは , 規格対応 ISO ポ

ンプを商品化したが , ケーシングの流路設計に無理があ

りポンプ効率はよくなかったようである。 この例からも分

かるように , ポンプ寸法を統一する案はまとめることが難

しく , 1980 年ごろから技術的内容の統一 （技術仕様）

により , ポンプの品質レベルを維持する方向に舵をきっ

ている。 その後 20 年を経て , 技術仕様を定めた３つの

ISO 規格が制定された。 この ISO 規格を 3 年の年月を

かけて , JIS 規格として 2009 年発行 15) している。 この

JIS 化検討の中で , 修正点が明らかになり , 次回の ISO

規格の改定作業に反映させる予定である。

せきによる流量計測　　2.2 で述べた大型ポンプの流

量計測に用いられる全幅せきは , 国内規格では JIS B

8302, 国際規格は ISO 1438/1 として規定 16) されている。

国内では , 測定の不確かさ２％程度の大流量計測装置

として用いられることが多い。 この JIS 式を , ISO 規格に

盛り込む活動が , 日本機会学会のもと大学 , 計量研と

メーカの共同作業として , 1990 年台に行った。 実流量

の試験を行い , JIS 式の精度は ISO 式の精度より高いこ

とが判明し , 国際会議発表をへて , 1999 年 , JIS 式は

ISO 1438/1 の追補 17) として発行された。 せきは , 河川

の流量計測に用いられることもあり , 国内引受け団体は ,

日本土木学会である。 追補発行を機に , そのメンテを土

木学会に移管したが , 河川などで使用していない測定

方法であることもあり , WG のドラフト作成会議には参加

せず , DIS として発行されたとき JIS 式が削除されている

ということが分かった。 このせきの ISO 規格は , 規格中

に 4 つの式が記載され , 式によって算出される流量が異

なる。 このように幾つもの答えが出る規格は使用者を混

8 浦 西 和 夫

乱させるので , 改訂 18) を機に一本化を図る必要がある

のは理解できる。 しかし , DIS レベルまで進展した状態

では , 精度の一番高い JIS 式の削除を防止することをイ

ギリスまで出向き働きかけたが , 復活させることができな

かった。 今は , 精度の高い式であることを示すため , 論

文投稿して JIS 式を再度オーソライズし , 新 ISO 規格と

して発行すべく , 再チャレンジを続けている。

振動　　振動は , 日本機械学会が国内引受団体となっ

ているが , ポンプの振動については , メーカが集まる

ターボ機械協会内に WG を設け , 運転されているポン

プ振動データの収集 , アメリカ , EU の持つポンプデー

タから , 判定基準値の設定を行った。 日本 ・ アメリカは ,

ポンプ動力に応じ , 基準レベルを変えることを主張し ,

新たに制定された規格 19) に反映した。 日本の主張のす

べてが認められたわけではなかったが , 主要部分につ

いては規格に反映させることができた。

その他の試験規格と製品規格　　JIS には , 油用の試

験規格 , 往復動ポンプなど常温清水用の受渡試験規格

JIS B 8301 ではカバーできない規格があり , JIS B 8301

の改定を反映した改訂作業を行っている。 さらに , JIS

には , 6 つの製品規格があり , これも JIS B 8301 の改

定内容の反映 , 新しく発行された技術仕様の反映を行っ

て行く必要がある。

3.　おわりに

規格関係の仕事は , 自社技術を国際規格とすること

により市場を獲得するという場合から日本の技術を世界

に向けて発信し世界をリードするという場合まで , その活

動には幅広い意味を持たせることができる。 いずれの場

合でも , それに携わっていくには , 膨大な時間とお金が

かかる話である。 これらの活動は , 学校の先生方と企業

のエンジニア達が支えている。 日本の技術が途切れるこ

とのないよう , ポンプという流体機械に携わった一員とし

て , やるべきことをやって行くしかないと , 今も考えてい

る。

最後に , face to face の付き合いが , 自分たちの提案

を受け入れてくれる土壌を作ることになる。 インターネッ

トが発達している今日 , メールでの議論 , コメントの提出

が行われているが , それだけで , 自分たちの言い分を

通すことはできない。 顔を合わせて議論し , それを継続

して行くことが重要である。会議に出向くことがなければ ,

日本は far east だからメールの返事が届くのに 1 ヶ月以

上もかかるよねと冗談を言われ , 無視されて , 地の果て

にはメールは届かないよねという , 泣くに泣けない状態

に追い込まれてしまう。 どのような場合でもそうであるが ,

言いたいことが言え , 言うことを聞いてもらうには , 顔を

合わせての議論が重要であると , 規格の仕事に携わっ

て痛感させられている。

参 考 文 献

1）Stepanoff, A.J., Centrifugal and Axial Flow Pumps,

(1957), John Wiley & Sons

2）JIS B 8301, 遠心ポンプ , 斜流ポンプ及び軸流ポンプー

試験方法 , (2000)

3）ISO 9906, Rotodynamic Pumps – Hydraulic Performance

Acceptance Tests – Grades 1 and 2, (1999)

4）JIS B 8327, 模型によるポンプ性能試験方法 , (2002)

5）IEC 60193, Hydraulic turbines, storage pumps and

pump-turbines – Model acceptance tests, (1999)

6）JSME S008, 水車及びポンプの性能換算法 , (1989)

7）JSME S008, 水車及びポンプ水車の性能換算法 , (1999)

8）IEC 62097, Hydraulic machines, radial and axial

– Performance conversion method from model to

prototype, (2009)

9） JSME S004 ポンプ吸込水槽の模型試験方法 , (1984)

10）TSJ S002, ポンプ吸込水槽の模型試験方法 , (2005)

11）ANSI/HI9.8, American National Standard for Pump

Intake Design(1998)

12）TSJ G001, ポンプのキャビテーション損傷の予測と評価,

(2003)

13）API 610-11th ed., Centrifugal Pumps for Petroleum,

Petrochemical and Natural Gas Industries,(2010)

14）ISO2858, End suction centrifugal pumps (16bar) –

Designation, nominal duty point and dimensions, (1975)

15）JISB8307 ～ 8309, 遠心ポンプの技術仕様 , クラス　Ⅰ

～Ⅲ , (2010)

16）ISO1438/1, Water flow measurement in open channels

using weirs and venture flumes – Part 1 : Thin-plate

weirs, (1980)

17）ISO1438/1,Amendment 1,(1998)

18） ISO1438, Hydrometry - Open channel flow

measurement using thin-plate weirs, (2008)

19）ISO10816-7, Mechanical vibration – Evaluation of

machine vibration by measurements on non-rotating

parts – Part 7 : Rotodynamic pumps for industrial

applications, including measurements on rotating

shafts, (2009)