JP2005212557A - 自動巻取式フィルター制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動巻取式フィルター装置の濾材を十分に使用してから巻き取るように制御することにより、濾材の機能を十分に引き出して有効に活用することができる自動巻取式フィルター制御システムを得る。
【解決手段】空調制御対象の車両の車両情報を管理する車上モニター装置３と、車両内の空調の制御を行うとともに、空調情報を生成する空調制御装置１と、車両内の車内空気を通過させる濾材を有する自動巻取式フィルター装置４とを備え、空調制御装置１は、空調情報と車上モニター装置３より得られる車両情報とに基づいて自動巻取式フィルター装置４を通過する車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が予め設定された許容限界量に達した時に前記濾材の巻取動作指示を出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は自動巻取式フィルター制御システムに関し、特に、鉄道車両内に装着される空調装置の吸込口に設置して用いる自動巻取式フィルター制御システムに関するものである。

従来のこの種の鉄道車両用の自動巻取式フィルター装置として、巻取制御装置を自動巻取式フィルター装置内に収納し、さらに、タイマーにより時限式制御でフィルターを巻き取るものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の従来の自動巻取式フィルター装置として、巻取制御装置を自動巻取式フィルター装置の外部に持つものがあり、空調制御装置で複数の自動巻取式フィルター装置を一括して制御し、時限式制御下にある自動巻取式フィルターを一斉に巻き取るものがある（例えば、特許文献２参照。）。

また、時限式以外の従来の巻取制御法として、含塵濃度を検出するためのセンサー類を設置して、処理風量や当該センサー類により検知された処理風量中の塵挨量の積分値が設定値に達した時点でフィルターを巻き取る制御法がある（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。

特開平７−９９９６号公報 実開昭５３−２４９８１号公報 特開昭５８−５８１２６号公報 特開昭５８−９２４４１号公報

上記特許文献１および特許文献２に記載されているような自動巻取式フィルター装置の巻取制御が時限式でフィルターの巻取時間間隔が固定されている場合、車内の塵挨が少ない運行期間でフィルターがそれほど汚れていなくても巻き取ってしまい、フィルターが有効に活用されないという問題点があった。

また、フィルターの巻取時間間隔が変更可能であっても、巻取制御装置が自動巻取式フィルター装置ごとに設けられている場合、自動巻取式フィルター装置毎に個別に巻取時間間隔の変更操作を行う必要があり、管理者の負荷がかかるという問題点があった。

また、複数の自動巻取式フィルター装置を一括して制御し一斉に巻き取る場合も、設置状況により個々の自動巻取式フィルター装置のフィルターが均等に汚れるとは限らないので、必ずしもフィルターが有効に活用できるとは限らないという問題点があった。

また、特許文献３および特許文献４の場合、処理風量中の塵挨量を処理風量と処理風量中の含塵濃度とにより求めており、自動巻取式フィルター装置付近に含塵濃度を検出するためのセンサー類を設置する必要があるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、車両情報等から車内空気の塵埃量を算出して、当該車内空気の塵挨量を基にして自動巻取式フィルター装置の濾材を十分に使用してから巻き取るように制御することにより、濾材の機能を十分に引き出して有効に活用することができる自動巻取式フィルター制御システムを得ることを目的とする。

この発明は、空調制御対象の車両に関する車両情報を管理する車上モニター手段と、前記車両内の空調の制御を行うとともに、空調情報を生成する空調制御手段と、前記車両内の車内空気を通過させる濾材を有するフィルター手段とを備え、前記空調制御手段は、前記空調情報と前記車上モニター手段より得られる前記車両情報とに基づいて前記フィルター手段を通過する前記車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が予め設定された許容限界量に達した時に、前記フィルター手段に対して前記濾材の巻取動作指示を出力する自動巻取式フィルター制御システムである。

この発明に係る自動巻取式フィルター制御システムによれば、空調制御対象の車両に関する車両情報を管理する車上モニター手段と、前記車両内の空調の制御を行うとともに、空調情報を生成する空調制御手段と、前記車両内の車内空気を通過させる濾材を有するフィルター手段とを備え、前記空調制御手段は、前記空調情報と前記車上モニター手段より得られる前記車両情報とに基づいて前記フィルター手段を通過する前記車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が予め設定された許容限界量に達した時に、前記フィルター手段に対して前記濾材の巻取動作指示を出力するようにしたので、含塵濃度を検出するためのセンサー類を設置する必要もなく、車両情報および空調情報から車内空気の塵埃量を算出して、当該車内空気の塵挨量を基にして自動巻取式フィルター装置の濾材を十分に使用してから巻き取るように制御することにより、濾材の機能を十分に引き出して有効に活用することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る自動巻取式フィルター制御システムは、空気調和装置２（以下、空調装置２）を制御するとともに、空調装置２の処理風量等の空調情報を生成する空調制御装置１（空調制御手段）と、鉄道車両内に装着されて車内の空調を行う空調装置２と、乗車率や運行路線情報等の車両情報を一括して管理する車上モニター装置３（車上モニター手段）と、空調装置２の吸込口に設けられ、車内空気を通過させる濾材を有する自動巻取式フィルター装置４（フィルター手段）とから構成されている。

なお、図１において、空調制御装置１は空調装置２の制御の他に、自動巻取式フィルター装置４の巻取動作も制御する。また、車上モニター装置３は空調制御の情報も管理するため、空調制御装置１とも接続されている。

空調制御装置１は、車上モニター装置３より得られる車両情報（乗車率や運行路線情報等）及び空調制御装置１の空調情報（空調装置２の処理風量等）を基に自動巻取式フィルター装置４を通過する車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が予め設定した許容限界量に達した時に自動巻取式フィルター装置４の濾材を巻取る制御を行う。

次に動作について説明する。図２はこの実施の形態１の制御フローを示すブロック図である。図に示すように、空調制御装置１内には、空調装置２による風量を信号化して送出する風量信号送出器５と、風量信号送出器５からの風量信号と車上モニター装置３からの車両情報とに基づいて自動巻取式フィルター装置４を通過する車内空気の塵埃量を算出する演算処理装置６とが設けられている。また、自動巻取式フィルター装置４内には、濾材（フィルター）を巻取る濾材巻取装置７が設けられている。

まず、風量信号送出器５が空調装置２による風量を信号化して演算処理装置６へ送る。このとき、空調装置２による風量の検出手段として空調装置２に風量を直接検出するセンサーを設ける方法が考えられるが、本実施の形態においては、空調制御装置１が空調装置２の風量を制御しているので、空調制御装置１からの風量制御信号で代用することとする。

一方、空調制御装置１内部の演算処理装置６は、鉄道車両内の車両情報を管理する車上モニター装置３より車内空気の塵挨濃度に相当する車両情報を受け取る。

この車両情報も必ずしも実際に計測して得た車内空気の塵挨濃度そのものである必要はなく、塵挨濃度を特定し得る情報であれば良い。例えば、車内空気の塵挨量は鉄道の運行制御上必須の車両情報である乗客数から特定し得るので、乗車率を用いることができる。また、車内空気の塵挨量はトンネル内走行中か地上走行中かといった車両運行路線周辺の環境とも相関があるので、車両情報である運行路線情報も適用できる。但し、この場合、乗車率および路線上の位置から車内空気の塵挨量を求める対応表を予め準備して空調制御装置１内のメモリ装置（図示せず）に格納しておく必要がある。さらにまた、季節により車両運行路線周辺の環境が変化して車内の塵挨量が変化する場合は、カレンダーと車内空気の塵挨量との対応表を予め準備して、日付を車内空気の塵挨濃度に相当する車両情報として適用することもできる。

次に、風量信号送出器５と車上モニター装置３とから情報を受け取った演算処理装置６は、これらの情報から自動巻取式フィルター装置４の濾材を通過する車内空気の塵挨量を算出し積分する。そして、この塵挨量の積分値が予め設定された許容限界値に達したら自動巻取式フィルター装置４内の濾材巻取装置７に一定長さの濾材巻取動作を指示する。このとき、演算処理装置６は濾材巻取指示回数をカウントしてこれまでの濾材の巻取長さや残り長さ等の濾材情報を算出し、これらの情報を車上モニター装置３に送る。車上モニター装置３は受け取った濾材情報により自動巻取式フィルター装置４内の濾材の現在状況や予測される濾材交換時期を表示する。また、濾材巻取指示により濾材の残り長さが０になる場合は、演算処理装置６は濾材巻取完了信号を車上モニター装置３に送り、車上モニター装置３は受け取った濾材巻取完了信号により濾材巻取完了報告を表示する。

以上の制御により、車内空気の塵挨量に応じた自動巻取式フィルター装置の巻取制御が可能となる。

以上のように、この実施の形態に係る自動巻取式フィルター制御システムによれば、車内空気の塵挨量を基に自動巻取式フィルター装置４の濾材を十分に使用してから巻き取るため、濾材の機能を十分に引き出すことができる。さらに、空調制御装置１の空調情報（空調装置２の処理風量等）および車上モニター装置３からの車両情報（乗車率や運行路線情報等）から車内空気の塵挨量を算出するため、含塵濃度計等の塵挨検出のためのセンサー類が不要である。また、自動巻取式フィルター装置４の濾材情報を車上モニター装置３に表示するため、容易に濾材の状況を把握できる。また、この実施の形態に係る自動巻取式フィルター装置４は、内部に濾材の巻取制御機能を持たず、外部からの制御で濾材巻取動作を行うので、車上モニター装置３および空調制御装置１から、巻取間隔等の濾材巻取制御設定の変更を行うことができる。

なお、上記の制御システムにおいて、演算処理装置６は自動巻取式フィルター装置４の濾材を通過する車内空気の塵挨量を算出しているが、必ずしも塵挨量そのものを算出する必要はなく、塵挨量と相関があれぱ塵挨量を算出する途中段階の媒介変数で代用しても良い。塵挨量の積算値やその許容限界量についても同様である。

また、車両運行路線周辺環境の変化によって塵挨の種類等の影響で濾材の使用している部分の寿命が変わり、塵挨量の積分値に対する演算処理装置６の許容限界量設定を変更する必要が生じることがある。このような場合、車上モニター装置３に、空調制御装置１に設定されている濾材巻取制御設定値（すなわち、許容限界量の設定値）を変更する設定値変更部を設けておき、車上モニター装置３からの操作で空調制御装置１内部の演算処理装置６の許容限界量設定を変更できるように制御システムを構成しておいてもよい。このように、車上モニター装置３から空調制御装置１の濾材巻取制御設定（すなわち、許容限界量設定）を変更するようにすれば、各自動巻取式フィルター装置４や空調制御装置１を直接触ることなしに、運行路線周辺や車内の環境変化に適合した濾材巻取制御が可能となる。

さらに、車上モニター装置３からの操作により自動巻取式フィルター装置４の濾材巻取動作を直接指示できるようにしておくと、自動巻取式フィルター装置４の動作試験や濾材交換時期の調整が可能となる。

実施の形態２．
図３に、この発明の実施の形態２に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示す。図３に示すように、この実施の形態に係る自動巻取式フィルター制御システムにおいては、自動巻取式フィルター装置が２つ設けられている（符号８および９）。なお、第１および第２の自動巻取式フィルター装置８および９は、空調装置２の吸込口に繋がる車内吸気口に設けられている。他の構成については図１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。

また、図４は実施の形態２の制御フローを示すブロック図である。図４に示すように、第１および第２の自動巻取式フィルター装置８及び９は、それぞれ、第１および第２の濾材巻取装置１０および１１を備えている。他の構成については、図２と同様であるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。

本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、空調装置２の風量が自動巻取式フィルター装置８と自動巻取式フィルター装置９に分配されている点である。風量信号送出器５から風量信号を受け取った演算処理装置６は、まず予め設定しておいた各自動巻取式フィルター装置８および９に分配される風量の割合により各自動巻取式フィルター装置８および９が処理する風量を割り当てる。その後は、自動巻取式フィルター装置８および９毎に塵挨量の積分値を算出し、この積分値が予め設定された許容限界量に達したら、自動巻取式フィルター装置８および９内の濾材巻取装置１０および１１に一定量の濾材巻取を指示する。すなわち、自動巻取式フィルター装置８について塵挨量の積分値が許容限界量に達したら、自動巻取式フィルター装置８内部の濾材巻取装置１０に巻取指示を出し、自動巻取式フィルター装置９について塵挨量の積分値が許容限界量に達したら、自動巻取式フィルター装置９内部の濾材巻取装置１１に巻取指示を出す。このとき、演算処理装置６は自動巻取式フィルター装置８および９毎に濾材巻取指示回数をカウントしてこれまでの濾材の巻取長さや残り長さ等の濾材情報を算出し、これらの情報を車上モニター装置３に送る。車上モニター装置３は受け取った濾材情報により自動巻取式フィルター装置８及び９内の濾材の状況や濾材の交換時期を表示する。また、濾材巻取指示により濾材の残り長さが０になる場合、演算処理装置６は濾材巻取完了信号を車上モニター装置３に送り、車上モニター装置３は受け取った濾材巻取完了信号により濾材巻取完了報告を表示する。

以上のように、この実施の形態においても、上記の実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、この実施の形態においては、複数の自動巻取式フィルター装置８および９を個別に巻取制御することにより、濾材が均等に汚れない場合においても、それぞれの自動巻取式フィルター装置８および９の濾材を効率良く使用することができる。

なお、上記の制御システムにおいても、車両運行路線周辺の環境変化により塵挨量の積分値に対する演算処理装置６の設定値を変更する必要が有ることがある。この場合も実施の形態１と同様に、車上モニター装置３からの操作で空調制御装置１内部の演算処理装置６の設定を変更できるように制御システムを構成してもよい。これにより、車上モニター装置３から空調制御装置１の濾材巻取制御設定（許容限界量設定）を変更するため、各自動巻取式フィルター装置８および９や空調制御装置１を直接触ること無しに、運行路線周辺や車内の環境変化に適合した濾材巻取制御が可能となる。

また、車上モニター装置３からの操作により自動巻取式フィルター装置８及び９への巻取指示をそれぞれ直接出せるようにしておくと、自動巻取式フィルター装置８及び９の動作試験や濾材交換時期の調整も可能となる。

実施の形態３．
なお、上記の実施の形態１では、１台の空気調和装置の吸込口に繋がる車内吸気口に設けられた自動巻取式フィルター装置の台数を２台としたが、図５及び図６に示すように、自動巻取式フィルター装置を任意のｎ台（ｎ≧３）にした場合でも、同様の自動巻取式フィルター装置毎の巻取制御が可能であり、実施の形態２と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
また、図７及び図８のように、１台の空調制御装置１で複数の空調装置１４および１５を制御する場合でも同様の巻取制御が可能である。なお、この実施の形態においては、図７及び図８に示すように、１つの空気調和装置１４の吸込口に繋がる車内吸気口に複数の自動巻取式フィルター装置１６および１７が設けられている。自動巻取式フィルター装置１６および１７には、濾材巻取装置２０および２１がそれぞれ設けられている。また、同様に、１つの空気調和装置１４の吸込口に繋がる他の車内吸気口にも、複数の自動巻取式フィルター装置１８および１９が設けられている。自動巻取式フィルター装置１８および１９には、濾材巻取装置２２および２３がそれぞれ設けられている。この実施の形態においても、実施の形態２と同様の効果が得られる。

また、上記の実施の形態１〜４においては、車両情報を管理する車上モニター装置３が車両内に設けられている例について説明したが、その場合に限らず、車両の外部に設けられていて、空調制御情報１が無線または有線により車上モニター装置３との間で車両情報等のデータの送受信を行うようにしてもよい。

この発明の実施の形態１に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る自動巻取式フィルター制御システムの巻取制御フローを示す図である。 この発明の実施の形態２に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る自動巻取式フィルター制御システムの巻取制御フローを示す図である。 この発明の実施の形態３に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る自動巻取式フィルター制御システムの巻取制御フローを示す図である。 この発明の実施の形態４に係る自動巻取式フィルター制御システムのシステム構成を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る自動巻取式フィルター制御システムの巻取制御フローを示す図である。

符号の説明

１ 空調制御装置、２ 空気調和装置（空調装置）、３ 車上モニター装置、４ 自動巻取式フィルター装置、５ 風量信号送出器、６ 演算処理装置、７ 濾材巻取装置、８ 第１の自動巻取式フィルター装置、９ 第２の自動巻取式フィルター装置、１０ 第１の濾材巻取装置、１１ 第２の濾材巻取装置、１２ 第３の自動巻取式フィルター装置、１３ 第３の濾材巻取装置、１４ 第１の空気調和装置（第１の空調装置）、１５ 第２の空気調和装置（第２の空調装置）、１６ 第１−１の自動巻取式フィルター装置、１７ 第１−２の自動巻取式フィルター装置、１８ 第２−１の自動巻取式フィルター装置、１９ 第２−２の自動巻取式フィルター装置、２０ 第１−１の濾材巻取装置、２１ 第１−２の濾材巻取装置、２２ 第２−１の濾材巻取装置、２３ 第２−２の濾材巻取装置。

Claims (5)

1. 空調制御対象の車両に関する車両情報を管理する車上モニター手段と、
   前記車両内の空調の制御を行うとともに、空調情報を生成する空調制御手段と、
   前記車両内の車内空気を通過させる濾材を有するフィルター手段と
   を備え、
   前記空調制御手段は、前記空調情報と前記車上モニター手段より得られる前記車両情報とに基づいて前記フィルター手段を通過する前記車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が予め設定された許容限界量に達した時に、前記フィルター手段に対して前記濾材の巻取動作指示を出力することを特徴とする自動巻取式フィルター制御システム。
2. 前記車両情報は、前記車両の乗車率、運行路線情報および日付の少なくともいずれか一つの情報を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の自動巻取式フィルター制御システム。
3. 前記車両に対して複数の前記フィルター手段が設けられ、
   前記空調制御手段は、予め設定された各フィルター手段に分配される風量の割合により各フィルター手段を通過させる風量を割り当てて、各前記フィルター手段ごとに通過する前記車内空気の塵挨量を算出し、その積算量が各前記フィルター手段ごとに予め設定された各許容限界量に達した時に、許容限界量に達した当該フィルター手段に対して前記濾材の巻取動作指示を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の自動巻取式フィルター制御システム。
4. 前記空調制御手段は、前記フィルター手段に対して前記巻取動作指示を出力した回数をカウントして、当該回数に基づいて前記濾材の巻取長さ及び残りの長さを含む濾材情報を生成し、当該濾材情報を前記車上モニター手段に対して出力し、
   前記車上モニター手段は、前記濾材情報を表示する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の自動巻取式フィルター制御システム。
5. 前記車上モニター手段は、前記空調制御手段に設定されている前記許容限界量の設定値を変更する設定値変更部を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の自動巻取式フィルター制御システム。

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