JP2544690B2 - 換気装置の制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は換気装置、特にアルミダ
イカスト工場、プラスチック工場、各種鋳物工場等、高
熱作業雰囲気となる建屋に設けられる換気装置の制御方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の換気装置としては、天井或は壁面
後部に換気用の窓を設け、自然対流により換気を行う
か、又は換気用のファンを設け、該ファンによって強制
換気を行うかのいずれかであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した自
然対流では充分な換気流量が得られないので、高熱作業
雰囲気を改善することは難しく、又上記ファンによる強
制換気では、ファンの容量によって換気流量が決定され
るので、上記環境下にファンを設ける場合、大容量のフ
ァンを多数設けなければならず、設備費、ランニングコ
ストが高くなると言う問題があった。

【０００４】又、従来のファンによる強制換気装置は、
ファンが固定的に設けられたものであり、風向きによっ
ては、ファンの送風方向が風向きに対向する場合が生
じ、ファンに大きな負荷が掛かると共に換気効果が上が
らないという不具合を生ずる。

【０００５】そこで、本出願人は先の出願、実願平３−
８００４８号に於いて、自然通風に逆らうことなく自然
通風を利用し、更に自然対流の換気作用に加え換気用の
ファンの吸引効果を加えることで大流量の換気を可能と
した換気装置を提案した。

【０００６】本発明は、先の出願に係る換気装置に於い
て、自然通風の風向きにファンの送風方向を簡便に、而
も迅速に合致させ得る制御方法及び制御装置を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は、所要位置に設け
た風向計と、鉛直な軸心を中心に回転可能に設けた換気
用ファンとを有し、前記風向計に関する方位を所要数の
ゾーンに分割すると共に制御する換気用ファンの方向に
ついても同様に所要数のゾーンに分割し、風向計の示す
方位が属するゾーンと換気用ファンの方向が属するゾー
ンとの組合わせで、換気用ファンの方向修正の為の回転
方向を決定する様にしたものである。

【０００８】

【作用】風向計によって、その時々の風の向きが検出さ
れ、換気用ファン送風方向が、風の向きに合致する様に
換気用ファンの向きが修正される。又、風向計に関する
方位を所要数のゾーンに分割すると共に制御する換気用
ファンの方向についても同様に所要数のゾーンに分割
し、風向計の示す方位が属するゾーンと換気用ファンの
方向が属するゾーンとの組合わせで、換気用ファンの方
向修正の為の回転方向を決定することで換気用ファンは
最短コースを通ってその時の風向きに合致する様回転さ
れる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１０】図１に於いて、１は工場等の建屋屋根に設
備された換気塔（後述）に設けられ、水平方向に送風す
る換気用のファン、２は該換気用のファン１を載置する
回転台であり、該回転台２はモータ３により回転される
様になっており、該モータ３はモータドライバ７を介し
て制御器５により制御される様になっている。又、前記
モータ３にはロータリエンコーダ４が接続されており、
該ロータリエンコーダ４の検出信号は、前記制御器５に
入力される。

【００１１】該制御器５にはメモリ６が接続され、該メ
モリ６には前記ロータリエンコーダ４が検出した換気用
のファンの向きと、後述するロータリエンコーダ１０が
検出した風向計９の向きとの組合せで、前記モータ３が
回転台２を回転する方向を決定するデータテーブルが予
め入力されている。

【００１２】又、前記建屋屋根の頂部等通風のよい所要
の位置に、風向計９を設け、該風向計９の回転軸１１を
下方に延出させ、該回転軸１１の下端にもう１つのロー
タリエンコーダ１０を連結する。該ロータリエンコーダ
１０の検出信号は前記制御器５に入力する。

【００１３】又、８は作業者が前記換気用のファン１、
モータ３等の駆動条件等を指示し、或は自動手動の切替
えを行う操作盤である。

【００１４】次に、図２に於いて前記換気用のファン１
を収納する換気塔１２を説明する。

【００１５】本実施例に於ける換気塔１２は断面正方形
をしており、該換気塔１２の４壁面にはそれぞれ通風窓
１３が設けられ、各通風窓１３には開閉用のシャッタ１
４，１５が設けられ、隣接するシャッタ１４，１５とは
巻取装置１４ａ，１５ａが干渉しない様に上下方向に位
置をずらしてある。又、該巻取装置１４ａ，１５ａの上
方に通風用のガラリ１８を設ける。

【００１６】前記回転台２は前記換気塔１２底部に掛渡
したビーム１６に設けてある。

【００１７】前記換気用のファン１は図３、図４に示さ
れる様に垂直軸心を中心に開自在に支持され、該換気用
のファン１の回転軸と前記モータ３とは減速機１７を介
して連結されている。該減速機１７は前記換気塔１２
に、前記換気用のファン１の回転軸の下端には、前記ロ
ータリエンコーダ１０を設けてある。

【００１８】以下作動を説明する。

【００１９】前記操作盤８により、シャッタ１４，１５
を動作させ、通風窓１３を開放し、前記換気用のファン
１の自動運転とする。

【００２０】風向に応じて前記風向計９が回転し、該風
向計９の姿勢は風向を示す。

【００２１】又、前記ロータリエンコーダ４はその時の
ファン１の方向を示している。

【００２２】前記メモリ６に入力されるデータテーブル
を図５を参照して説明する。

【００２３】方位を８等分し、各等分した中心を北、北
東、東、南東、南、南西、西、北西とし、それぞれのゾ
ーンを仮りに、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとす
る。風向計９の属するゾーンをファン１の向きが属する
ゾーンとの組合わせで、モータ３の駆動方向を決定す
る。前記データテーブルは、風向計９の属するゾーンと
ファン１の向きが属するゾーンの全ての組合わせに対応
させてモータ３を最短距離で駆動する方向を決定したも
のである。

【００２４】風向計９の姿勢、即ち風向きは前記ロータ
リエンコーダ１０の検出信号を基に前記制御器５が演算
し、風向計９の属するゾーンを判別する。次に、前記ロ
ータリエンコーダ１０の検出信号を基に同様に、ファン
１の方向が属するゾーンを制御器５が判別する。該制御
器５は、風向計９の属するゾーンとファン１の方向が属
するゾーンとの組合せを、前記メモリ６に入力されてい
るデータと照合し、該当するゾーン組合せのデータを取
込む。この取込んだデータを基に前記モータドライバ７
に回転方向と、停止するゾーンについてのデータを与
え、該モータドライバ７を介して前記モータ３を駆動す
る。

【００２５】例えば、風向計９の属するゾーンがＥゾー
ンであり、ファン１の方向が属するゾーンがＢゾーンで
あったとするとデータテーブルには、最短方向である図
５中左方向の回転というデータとなっており、前記制御
器５はモータドライバ７を介してモータ３を駆動し、回
転台２を上方から見て左方向に回転する。更に、風向計
９の属するゾーンがＧゾーンであり、ファン１の方向が
属するゾーンがＡゾーンであるとデータテーブルには、
最短方向である図５中右方向の回転というデータとなっ
ており、前記制御器５はモータドライバ７を介してモー
タ３を駆動し、回転台２を上方から見て右方向に回転す
る。

【００２６】上記モータ３の制御で、ファン１の方向を
各ゾーンの中心に位置合せし、風向計９の属するゾーン
とファン１の方向が属するゾーンとが一致している場合
は、ファン１の方向をゾーンの中心に固定するという制
御でもよい。斯る制御はオープンループ制御となり、制
御回路が著しく簡単となる。図５では方位を８等分した
が１２等分等、等分数を多くするとファン１の方向をゾ
ーンの中心に固定するという上記オープンループ制御方
式で、実際上支障ない。

【００２７】更に、微細な方向制御は以下の如く行われ
る。

【００２８】前記制御器５は、前記ロータリエンコーダ
４、ロータリエンコーダ１０からの信号により、ファン
１の方向と風向計９の方向とが同一ゾーンになったこと
を判断すると、ロータリエンコーダ４とロータリエンコ
ーダ１０との角度を比較し、両角度の偏差が０となる
様、前記モータドライバ７を介してモータ３を駆動す
る。而して、ゾーン制御と同一ゾーン内でのフィードバ
ック制御を併用することで、ファン１の向きを最短コー
スを通って迅速に、且つ正確に風向と一致させることが
できる。

【００２９】更に、ファン１の向きと風向とを最短コー
スを通って合致させるので、ファン１の送風方向と風向
とが相対向する状態が避けられ、ファン１の支持機構、
回転台２の回転軸等に大きな力が作用する状態が避けら
れ安全性が向上する。

【００３０】前記換気用のファン１の向きと風向きとが
一致すると、該換気用のファン１の駆動によって前記換
気塔１２を吹抜ける風が増速される。通風の増速によっ
て、該通風の静圧が減少し、屋内空気の自然対流に通風
による吸引効果が更に加わり、換気流量が増大する。

【００３１】ここで、風の向きは、通常不安定であり、
刻々とその向きを変える。従って、風の向きと前記換気
用のファン１の向きとを常に合致させるべく前記モータ
３を制御すると該モータ３の動きが不安定となる場合が
ある。斯かる場合は、換気用のファン１の方向制御を間
欠制御とし、数秒間或は数十秒間毎に前記風向計９の方
向を前記ロータリエンコーダ１０より検出し，該検出結
果より前記モータ３を間欠駆動して前記換気用のファン
１の方向を決定する。

【００３２】更に、上述した間欠制御に於いて、区間毎
の平均風向を演算し、該平均風向に合致させる様に、前
記モータ３を駆動して、前記換気用のファン１の方向を
決定してもよい。

【００３３】又、前記風向計９の方向検出は、前記ロー
タリエンコーダ１０の代りに、ポテンショメータとして
もよく、更に風向の等分制御の場合は、ロータリエンコ
ーダ１０の代りに所要等分した位置にマイクロスィチ、
近接センサ等を設けてもよい。

【００３４】換気の必要のない場合は、前記シャッタ１
４，１５を閉鎖する。該シャッタ１４，１５の閉鎖状態
でも前記ガラリ１８により、自然換気は確保される。

【００３５】尚、前記換気塔１２の平面形状を円形と
し、横引きのシャッタとしてもよく、或は多角形とし、
各壁面にシャッタを設けてもよい。或は、前記換気用の
ファン１に風胴を設け該風胴を該換気用のファン１と一
体に回転させる様にしてもよい。又、前記換気用のファ
ン１は換気塔１２の天井側より回転可能に吊下げてもよ
い等本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更を加え得
ること、更に、方向について分割したゾーン数は、任意
に設定することができ、各ゾーンについても等角度であ
る必要がないことは言う迄もない。

【００３６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、自然対
流の換気作用に加え換気用のファンの吸引効果を加える
ので、換気ファンの送風能力に制限されることなく、換
気流量を増大させることができる。又、ゾーン制御を行
うので制御プログラムが簡単となると共に最短コースを
選択する制御であるので、方向制御は迅速に行われる
等、様々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】該実施例の要部を示す断面図である。

【図３】換気用のファンの正面図である。

【図４】換気用のファンの側面図である。

【図５】本実施例のゾーン制御についての説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 換気用のファン ２ 回転台 ３ モータ ４ ロータリエンコーダ ５ 制御器 ６ メモリ ９ 風向計 １０ ロータリエンコーダ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要位置に設けた風向計と、鉛直な軸心
   を中心に回転可能に設けた換気用ファンとを有し、前記
   風向計に関する方位を所要数のゾーンに分割すると共に
   制御する換気用ファンの方向についても同様に所要数の
   ゾーンに分割し、風向計の示す方位が属するゾーンと換
   気用ファンの方向が属するゾーンとの組合わせで、換気
   用ファンの方向修正の為の回転方向を決定することを特
   徴とする換気装置の制御方法。
2. 【請求項２】 風向計の示す方位が属するゾーンと換気
   用ファンの方向が属するゾーンが同一である場合に、風
   向計の示す角度と換気用ファンの方向の角度の偏差が０
   となる様に前記換気用ファンの方向を修正する請求項１
   の換気装置の制御方法。
3. 【請求項３】 換気用のファンの方向を該所要時間毎に
   修正する請求項１の換気装置の制御方法。
4. 【請求項４】 所要位置に設けた風向計と、鉛直な軸心
   を中心に回転可能に設けた換気用ファンとを有する換気
   装置に於いて、前記風向計に設けた方位角度検出器と、
   換気用ファンを鉛直な軸心を中心に回転させる方向修正
   用のモータと、前記換気ファンの方向を検出する方向角
   度検出器と、前記方位角度検出器からの信号で風向計が
   所要数に分割したどのゾーンに属するかを判断すると共
   に前記方向角度検出器からの信号で前記換気用ファンが
   所要数に分割したどのゾーンに属するかを判断し、両判
   断結果を基に求めた方向に前記換気用ファンを回転して
   前記風向計の示す方位と前記換気用ファンの方向を一致
   させる様に前記モータを駆動する制御器とを具備するこ
   とを特徴とする換気装置の制御装置。