JP2002206498A - 排気ファン風量制御システム - Google Patents
排気ファン風量制御システムInfo
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Abstract
省エネ率の低下が防止され、且つ風量が安定する排気フ
ァン風量制御システムを得る。 【解決手段】 排気ファン風量制御システム19におい
て、油脂等の含まれる汚染空気を搬送する複数の分岐排
気ダクト1a、1b、1cと、分岐排気ダクト分岐排気
ダクト1a、1b、1cの下流端に接続され複数の分岐
排気ダクト分岐排気ダクト1a、1b、1cを統合する
メイン排気ダクト3と、メイン排気ダクト3の下流端に
設けられ汚染空気をメイン排気ダクト3から排気する排
気ファン5と、メイン排気ダクト3の上流端3aに接続
され端末が油脂等の汚れを含まない雰囲気空間8に開口
されるパイロットダクト7と、パイロットダクト内に設
けられた風速センサと、風速センサによって得られた風
速に基づき排気ファン5を風量制御する制御手段14と
を設けた。
Description
接続されたメイン排気ダクトの風量を制御する排気ファ
ン風量制御システムに関し、特に、飲食テナントの多い
商業施設の厨房排気システム等に用いて好適なものであ
る。
ント等に端末を開口させた複数の排気系統がメイン排気
ダクトに統合され、このメイン排気ダクトに設けられた
排気ファンを回転制御することで風量制御が行われる。
従来、この排気ファンは、種々の方法により制御され
る。例えば、排気空気がクリーンな一般空気の場合、排
気ファン近傍のメイン排気ダクトに静圧センサを取り付
け、メイン排気ダクト内の静圧を検知し、その静圧が一
定となるように排気ファンの駆動が制御される。また、
各排気系統にVAVユニット(可変風量制御ユニット)
が設けられる場合には、VAVユニットの風量センサか
らの信号を演算し、メイン排気ダクト内の風量が一定と
なるように、排気ファンの駆動が制御される。さらに、
各排気系統にモーターダンパを設け、このモーターダン
パの開閉信号により全体風量を想定演算し、この想定全
体風量が一定となるように、排気ファンの駆動が制御さ
れる場合もある。
くの油脂を含む汚れた空気である場合には、短期間の排
気運転においてもセンサに油脂や汚れが付着し、正確な
検知が行えなくなるため、メイン排気ダクトの静圧セン
サやVAVユニット等の風量センサを使用することによ
る制御が困難になる。また、各排気系統にモーターダン
パを設け、このモーターダンパからの開閉信号に基づき
排気ファンを回転制御する方法は、改修工事等により、
各排気系統の風量が変更になった場合や排気系統の数が
変更になった場合、想定全体風量を演算する時のパラメ
ータの設定変更が必要になるため、メンテナンスが煩雑
になる問題がある。
ファン近傍のメイン排気ダクトにパイロットダクトを接
続し、このパイロットダクト内に静圧センサを設け、こ
の静圧センサによって得られた静圧に基づき排気ファン
を風量制御する排気ファン風量制御システムが提案され
ている。
ば、排気空気が厨房排気のような多くの油脂を含む汚れ
た空気であっても、パイロットダクトにはこれら汚れの
ない空気を通すことができ、静圧センサへの汚れの付着
を防止して、静圧センサの検出値に基づいて排気ファン
の風量制御を正確に行うことができる。また、改修工事
等により、各排気系統の風量が変更になった場合等にお
いても、制御システムに煩雑な設定変更が生じず、メン
テナンスを容易にすることができる。
た従来の排気ファン風量制御システムは、パイロットダ
クトを排気ファン近傍のメイン排気ダクト下流端に接続
し、このパイロットダクト内に静圧センサを設けていた
ので、パイロットダクトが分岐排気ダクトの下流側に位
置することになる。このため、パイロットダクトの接続
部に、油脂等の汚れを含んだ排気が通過することにな
り、メイン排気ダクト内に付着する油脂等がパイロット
ダクトの接続部を閉塞する虞れがあった。また、上記従
来システムにおいては、全体風量が1/2になると、ダ
クト内圧力損失が1/4になる。このため、メイン排気
ダクト下流端を一定静圧に制御する従来システムでは、
ダクト内圧力損失が減少した分、メイン排気ダクト下流
側で余剰圧力が生じる。つまり、メイン排気ダクト下流
側の静圧が上昇し、分岐排気ダクトの風量が増加するこ
とになる。従って、分岐排気ダクトの風量が変動する不
具合が生じるとともに、余剰圧力の生じたまま排気ファ
ンが運転されるため、省エネ率が低下することになっ
た。さらに、従来システムでは、静圧センサが使用され
ていたため、静圧の小さいメイン排気ダクト上流端での
静圧検出は困難であった。本発明は上記状況に鑑みてな
されたもので、メイン排気ダクト内に付着する油脂等に
よるパイロットダクト接続部の閉塞、及び省エネ率の低
下が防止され、且つ分岐排気ダクト内の風量が安定する
排気ファン風量制御システムの提供を目的とする。
の本発明に係る請求項1記載の排気ファン風量制御シス
テムは、汚染空気を搬送する複数の分岐排気ダクトと、
該複数の分岐排気ダクトの下流端に接続され該複数の分
岐排気ダクトを統合するメイン排気ダクトと、該メイン
排気ダクトの下流端に設けられ前記汚染空気を該メイン
排気ダクトから排気する排気ファンと、前記メイン排気
ダクトの上流端に接続され端末が汚れを含まない雰囲気
空間に開口されるパイロットダクトと、該パイロットダ
クト内に設けられた風速センサと、該風速センサによっ
て得られた風速に基づき前記排気ファンを風量制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする。
気ファンが駆動されて、メイン排気ダクトが負圧になる
と、汚れを含まない雰囲気空間の空気が、パイロットダ
クトを通過してメイン排気ダクトへ流入する。従って、
パイロットダクト内に設けた風速センサによってメイン
排気ダクト上流端での風量が検出可能となり、且つパイ
ロットダクトには汚れのない空気が通過することで、風
量センサに汚れの付着がなくなる。これにより、排気空
気が排気のような汚れた空気であっても、風速センサへ
の汚れの付着を防止して、排気ファンの風量制御が正確
に行えるようになる。このような作用に加え、パイロッ
トダクトが分岐排気ダクトの上流側に配設され、メイン
排気ダクトのパイロットダクト接続部分には汚れを含ん
だ排気が通過しないため、メイン排気ダクト内に付着す
る油脂等によるパイロットダクト接続部の閉塞が防止さ
れる。これにより、長期間にわたる風量制御が安定して
行えるようになる。また、メイン排気ダクトの上流端で
風量が検出されるので、下流端で検出を行った場合に生
じる余剰圧力が発生せず、分岐排気ダクトの風量変動が
抑止され、且つ省エネ率の低下が防止される。さらに、
風速センサで検出が行われるので、静圧の小さいことに
より静圧センサによる制御では困難であったメイン排気
ダクト上流端での制御が、確実且つ安定的に可能にな
る。
ムは、前記制御手段が、前記風量センサの検出値に基づ
き前記排気ファンの回転数を増減制御するインバータ制
御装置を有することを特徴とする。
速センサによってダクト内の風速値が検出され、その風
速に対応した風量が演算されると、この風量値が予め設
定した所定の値に近づくように、インバータ制御装置に
よって排気ファンが回転制御される。これにより、無段
階に排気ファンの風量が制御可能になり、各排気系統の
風量変化に追従した正確且つキメ細かな風量制御が可能
になる。
ムは、前記パイロットダクトに、前記雰囲気空間への開
口面積を小さくする吸気抵抗手段が設けられたことを特
徴とする。
イロットダクトに吸気抵抗手段が設けられることで、パ
イロットダクトの開口端から、大量の空気の吸い込みが
抑制され、且つ必要最小限の空気が吸気可能になる。な
お、この吸気抵抗手段として、開口面積の調整可能な例
えばダンパー等が用いられれば、パイロットダクトの最
適な開口面積が可変設定可能になり、さらに好都合とな
る。
ムは、前記パイロットダクト内の前記風速センサの上流
側に、吸入空気を整流する整流手段が設けられたことを
特徴とする。
囲気空間からパイロットダクトに吸入された空気が、整
流手段によって整流された後、風速センサに到達する。
従って、風速センサに到達した空気は、渦等の発生する
ことによる風速低下が抑止される。これにより、高精度
な速度測定が可能になる。
ムは、前記パイロットダクトが、前記メイン排気ダクト
の底面以外の側面又は上面に接続されていることを特徴
とする。
イロットダクトが、メイン排気ダクトの底面以外の側面
又は上面に接続されることで、仮に、長期の使用により
メイン排気ダクトの内部に油脂等が堆積し、この油脂堆
積物がメイン排気ダクトの上流端に流動した場合であっ
ても、パイロットダクトの接続部がこの油脂堆積物によ
って閉塞される確率が低下する。これにより、風速セン
サによる高精度な速度測定が長期にわたって維持可能に
なる。
量制御システムの好適な実施の形態を図面を参照して詳
細に説明する。図1は本発明に係る排気ファン風量制御
システムの構成図、図2は図1に示したパイロットダク
トの構成図である。
ト1a、1b、1cがそれぞれ接続され、分岐排気ダク
ト1a、1b、1cはテナント内の厨房室に開口した不
図示の吸気口端から油脂等の含まれる排気(汚染空気)
を下流端へ搬送する。それぞれの分岐排気ダクト1a、
1b、1cの下流端にはメイン排気ダクト3が接続さ
れ、メイン排気ダクト3は複数の分岐排気ダクト1a、
1b、1cから流入される空気を合流させて下流端へと
搬送する。
ン5が設けられ、排気ファン5はメイン排気ダクト3に
よって搬送される汚染空気を外部へと排気する。この排
気ファン5は、別体のものがメイン排気ダクト3の下流
端に接続されるもの、或いはメイン排気ダクト3の下流
端内部に内蔵されるもののいずれであってもよい。従っ
て、排気ファン5が駆動されると、各テナント厨房室の
排気は、分岐排気ダクト1a、1b、1cを介してメイ
ン排気ダクト3に流入し、メイン排気ダクト3で合流し
た後に外部へ排出される。
ロットダクト7が連通して接続される。パイロットダク
ト7は、接続部と反対側の開口端が、油脂等の汚れを含
まない外部や機械室等の雰囲気空間8に開口される。従
って、排気ファン5が駆動され、メイン排気ダクト3が
負圧になることにより、パイロットダクト7には、機械
室等の雰囲気空間8からのクリーンな空気がメイン排気
ダクト3へ流入することになる。そして、メイン排気ダ
クト3へ流入した雰囲気空間8からの空気は、空気搬送
方向の下流側で、分岐排気ダクト1a、1b、1cから
の汚れた空気に合流され、排気ファン5によって外部へ
排出される。
設けられ、風速センサ9はパイロットダクト7内の風速
を電気信号として検出できるようになっている。この風
速センサ9によって検出された風速値は、後述する制御
手段へ送られるようになっている。なお、制御手段は、
パイロットダクト7内の風速に基づき、メイン排気ダク
ト内の風量を換算値として演算できるようになってい
る。この風速センサ9としては、例えば、磁性体ロータ
を回転子9aによって回転させ、磁束を検出することに
より回転速度を求め、風速を検出する電磁ピックアップ
方式等を用いることができる。
サを用い、所定開口断面積を通過する流量からメイン排
気ダクト3の風量を検出してもよく、また、検出流量か
ら、制御手段によってメイン排気ダクト3内の静圧を換
算値として得るものであってもよい。この場合の流量セ
ンサとしては、例えば、ベーン式エアフローメーター、
カルマン渦式エアフローメーター、或いは熱線式エアフ
ローメーター等を用いることができる。
側には整流手段11が設けられ、整流手段11は風速セ
ンサ9への流入空気を整流するように働く。この実施の
形態では、整流手段11が、風速センサ9の通過開口面
積と略同等の均一な断面積で連続する円筒体が用いられ
ている。整流手段11が設けられることによって、雰囲
気空間8からパイロットダクト7に吸入された空気は、
整流された後、風速センサ9に到達する。風速センサ9
に到達した空気は、渦等の発生することによる風速低下
が抑止される。これにより、風速センサ9による高精度
な速度測定が可能になっている。
ダクト3の底面3b以外の側面3c又は上面3dに接続
されている。即ち、長期の使用によりメイン排気ダクト
3の内部に油脂等が堆積し、この油脂堆積物がメイン排
気ダクト3の上流端3aに流動した場合であっても、パ
イロットダクト7の接続部がこの油脂堆積物によって閉
塞される確率が低下するようになっている。これによ
り、風速センサ9による高精度な速度測定が長期にわた
って維持可能になる。
の開口面積を小さくする吸気抵抗手段13が設けられて
いる。この実施の形態では、吸気抵抗手段13として、
例えばパイロットダクト7の内周壁と、整流手段11の
外周壁との隙間を塞ぐ円環板によって形成されるオリフ
ィスが用いられている。このように、パイロットダクト
7に吸気抵抗手段13が設けられることで、パイロット
ダクト7の開口端から、大量の空気の吸い込みが抑制さ
れ、且つ必要最小限の空気が吸気可能になる。なお、こ
の吸気抵抗手段として、開口面積の調整可能な例えば開
口面積調整装置(ダンパー等)が用いられれば、パイロ
ットダクトの最適な開口面積が可変設定可能になり、さ
らに好都合となる。
は、不図示の集塵用のフィルタを設けることが好まし
い。これにより、パイロットダクト7へ吸い込まれる空
気をさらに清浄化することができ、風速センサ9をより
汚れ難くすることができ、検出性能を長期にわたって安
定させることができるようになる。
ている。制御手段14は、インバータ制御装置15と、
調節器17a、17bとからなる。インバータ制御装置
15は、駆動制御回路が、排気ファン5の駆動回路に接
続されている。インバータ制御装置15には、調節器1
7a、17bを介して入力される風速センサ9からの風
速検出信号を風量値に換算する演算部(CPU)が設け
られている。なお、この演算部は、インバータ制御装置
15と別体で設けられるものであっても勿論良い。イン
バータ制御装置15は、調節器17a、17bを介して
上記の風速センサ9に接続されている。インバータ制御
装置15は、調節器17a、17bによって設定された
所定の風量値にパイロットダクト7内の風量が一致する
ように、排気ファン5の回転数を増減制御する。つま
り、インバータ制御装置15は、風速センサ9によって
得られた風速(即ち、風速に基づき換算された風量)に
基づき排気ファン5を風量制御するようになっている。
a、17bによって設定された所定の風量設定値となる
ように制御する方法としては、例えばフィードバック制
御を採用することができる。フィードバック制御では、
運転状態を表す風速センサ9からの信号をフィードバッ
クし、風量設定値に相当する信号と比較して、制御量と
目的の風量設定値の差異を自動的に調節する。さらに、
このフィードバック制御においては、一次調節器17a
の出力信号によって、二次調節器17bの設定値を作動
させ、より正確な風量制御を可能にするカスケード制御
が行われてもよい。
量制御システム19の作用を説明する。排気ファン5が
駆動されて、メイン排気ダクト3が負圧となると、油脂
等の汚れを含まない雰囲気空間の空気が、パイロットダ
クト7を介してメイン排気ダクト3へ流入する。各テナ
ントの営業時間が異なることにより、分岐ダクトに設け
られたモータダンパの開閉等により分岐排気ダクト1
a、1b、1cからメイン排気ダクト3へ流入する必要
風量が変化すると、パイロットダクト7の風速センサ9
によってこの風量変化が検出される。インバータ制御装
置15は、この風量が調節器17a、17bによって設
定された一定の風量となるように、排気ファン5を回転
制御する。
が駆動している間、常に少量の汚れのない空気が流れ、
パイロットダクト7内が常にクリーンな状態に保たれ
る。従って、パイロットダクト7内に設けた風速センサ
9によって常に風速が検出可能となり、且つパイロット
ダクト7には汚れのない空気が通過することで、風速セ
ンサ9に汚れの付着がなくなる。これにより、排気空気
が厨房排気のような多くの油脂を含む汚れた空気であっ
ても、風速センサ9への汚れの付着が防止され、排気フ
ァン5の風量制御が正確に行えるようになる。
ステム17によれば、排気空気が汚れた空気であって
も、パイロットダクト7にはクリーンな空気を通すこと
ができ、風速センサ9の汚れ付着を防止して、排気ファ
ン5の風量制御を正確に行うことができる。また、改修
工事等により、各排気系統の風量が変更になった場合等
においても、排気ファン風量制御システム19をそのま
ま使用することができ、煩雑な設定変更が生じず、メン
テナンスを容易にすることができる。このような作用に
加え、パイロットダクト7が分岐排気ダクト1a、1
b、1cの上流側に位置され、メイン排気ダクト3のパ
イロットダクト接続部分には油脂等の汚れを含んだ排気
が通過しないため、メイン排気ダクト内に付着する油脂
等によるパイロットダクト接続部の閉塞が防止される。
これにより、長期間にわたる風量制御が安定して行える
ようになる。また、メイン排気ダクト3の上流端3aで
風量が検出されるので、下流端で検出を行った場合に生
じる余剰圧力が発生せず、分岐排気ダクト1a、1b、
1cの風量変動が抑止され、且つ省エネ率の低下が防止
される。さらに、風速センサ9で検出が行われるので、
静圧の小さいことにより静圧センサでは困難であったメ
イン排気ダクト末端(上流端3a)での制御が、確実且
つ安定的に行える。なお、上述の例では、主に本発明の
排気ファン風量制御システムを、厨房等に適用するもの
を示したが、本発明の適用は、これに限らず、排気空気
に汚れ分が含まれる全てのケースに展開し得ることは言
うまでもない。
る排気ファン風量制御システムによれば、端末が汚れを
含まない雰囲気空間に開口されるパイロットダクトを、
メイン排気ダクトの上流端に接続し、このパイロットダ
クト内に風速センサを設け、この風速センサによって得
られた風量に基づき排気ファンを風量制御するようにし
たので、パイロットダクトが分岐排気ダクトの上流側に
位置することになり、パイロットダクトの接続されたメ
イン排気ダクトには汚れを含んだ排気が通過せず、メイ
ン排気ダクト内に付着する油脂等によるパイロットダク
ト接続部の閉塞を防止することができる。また、メイン
排気ダクトの上流端で風量を検出するので、余剰圧力が
生じず、分岐排気ダクトの風量を安定させることができ
るとともに、省エネ率の低下を防止することができる。
さらに、風速センサでの検出を行うので、メイン排気ダ
クト末端での制御を確実且つ安定的に行うことができ
る。
成図である。
る。
クト、3a…上流端、3b…底面、3c…側面、3d…
上面、5…排気ファン、7…パイロットダクト、8…雰
囲気空間、9…風速センサ、11…整流手段、13…吸
気抵抗手段、14…制御手段、15…インバータ制御装
置、19…排気ファン風量制御システム
Claims (5)
- 【請求項1】 汚染空気を搬送する複数の分岐排気ダク
トと、 該複数の分岐排気ダクトの下流端に接続され該複数の分
岐排気ダクトを統合するメイン排気ダクトと、 該メイン排気ダクトの下流端に設けられ前記汚染空気を
該メイン排気ダクトから排気する排気ファンと、 前記メイン排気ダクトの上流端に接続され汚れを含まな
い雰囲気空間に開口されるパイロットダクトと、 該パイロットダクト内に設けられた風速センサと、 該風速センサによって得られた風速に基づき前記排気フ
ァンを風量制御する制御手段とを具備したことを特徴と
する排気ファン風量制御システム。 - 【請求項2】 前記制御手段が、前記風量センサの検出
値に基づき前記排気ファンの回転数を増減制御するイン
バータ制御装置を有することを特徴とする請求項1記載
の排気ファン風量制御システム。 - 【請求項3】 前記パイロットダクトに、前記雰囲気空
間への開口面積を小さくする吸気抵抗手段が設けられた
ことを特徴とする請求項2記載の排気ファン風量制御シ
ステム。 - 【請求項4】 前記パイロットダクト内の前記風速セン
サの上流側に、吸入空気を整流する整流手段が設けられ
たことを特徴とする請求項3記載の排気ファン風量制御
システム。 - 【請求項5】 前記パイロットダクトが、前記メイン排
気ダクトの底面以外の側面又は上面に接続されているこ
とを特徴とする請求項4記載の排気ファン風量制御シス
テム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001002291A JP4606601B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 排気ファン風量制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2001002291A JP4606601B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 排気ファン風量制御システム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4606601B2 JP4606601B2 (ja) | 2011-01-05 |
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Country Status (1)
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