JP2715023B2 - Device to control the ventilation of the fume hood - Google Patents

Device to control the ventilation of the fume hood

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JP2715023B2
JP2715023B2 JP32423591A JP32423591A JP2715023B2 JP 2715023 B2 JP2715023 B2 JP 2715023B2 JP 32423591 A JP32423591 A JP 32423591A JP 32423591 A JP32423591 A JP 32423591A JP 2715023 B2 JP2715023 B2 JP 2715023B2
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ランディス アンド スティーファ インコーポレイティド
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 フードの換気制御に関し、特にラボラトリ環境内に通例
配置される1つまたはそれより多い煙霧フードからの煙
霧換気を制御する改良方法及び装置に関する。
The present invention relates to hood ventilation control, and more particularly to an improved method and apparatus for controlling fume ventilation from one or more fume hoods typically located in a laboratory environment.

【0002】[0002]

【従来の技術】潜在的に危険な化学物質が使われる作業
場所を与える各種のラボラトリ環境では煙霧フードが利
用されており、これらのフードは、実験などを行うため
作業員がエンクロージャの内部へアクセス可能なよう
に、さまざまな量で開放できる可動ドアを前部に有する
エンクロージャを備えている。通例エンクロージャは有
害な煙霧を除去する排気系に接続され、フード内で作業
を行う間、作業員が有害な煙霧にさらされないようにな
っている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Fume hoods are used in a variety of laboratory environments that provide workplaces where potentially hazardous chemicals are used, and these hoods allow workers to access the interior of the enclosure for experiments and the like. Where possible, it has an enclosure with a movable door at the front that can be opened in various amounts. Typically, the enclosure is connected to an exhaust system that removes harmful fumes so that personnel are not exposed to harmful fumes while working in the hood.

【0003】エンクロージャを通過する空気の流量を制
御する煙霧フードコントローラは近年ますます高度化し
てきており、今では所望の流れ特性を正確に維持し、煙
霧フードの開口の所望な平均面速度の関数として、エン
クロージャから煙霧を効率的に排気できるようになって
いる。
[0003] Fume hood controllers for controlling the flow of air through the enclosure have become increasingly sophisticated in recent years and now maintain precisely the desired flow characteristics and are a function of the desired average surface velocity of the fume hood opening. As a result, fumes can be efficiently exhausted from the enclosure.

【0004】平均面速度とは一般に、煙霧フードの開放
面面積の平方フート当りにつき煙霧フード内へ流入する
空気の流量として定義され、開放面面積のサイズはエン
クロージャまたは煙霧フードの前面に設けられた1つま
たはそれより多い可動ドアの位置と、さらにほとんどの
型のエンクロージャでは、1つまたは複数のドアが閉じ
られたときに設けられるバイパス開口の量とに依存す
る。
[0004] Average surface velocity is generally defined as the flow rate of air entering the fume hood per square foot of open area of the fume hood, the size of the open area being provided in front of the enclosure or fume hood. It depends on the location of one or more movable doors and, for most types of enclosures, on the amount of bypass opening provided when one or more doors are closed.

【0005】煙霧フードは、煙霧フードからの空気の流
量を増減して、開口または開放面の変化するサイズを補
償するように可変な速度で駆動可能な1つまたはそれよ
り多いブロワーを含んだ排気系によって排気される。あ
るいは、複数の煙霧フードの各ダクトに接続された排気
マニホールドに1つのブロワーを接続し、各ダクト内に
それぞれダンパーを設けて各ダクトからの流量を制御
し、所望の平均面速度を維持するように流量を変調して
もよい。
[0005] Fume hoods include an exhaust that includes one or more blowers that can be driven at a variable speed to increase or decrease the flow of air from the fume hood to compensate for the varying size of the opening or open surface. Exhausted by the system. Alternatively, one blower is connected to an exhaust manifold connected to each duct of a plurality of fume hoods, and a damper is provided in each duct to control the flow rate from each duct to maintain a desired average surface velocity. The flow rate may be modulated.

【0006】かかる煙霧フードのドアは、サッシ位置と
多くの場合呼ばれる位置へ垂直に上昇させることによっ
て開くことができ、また一部の煙霧フードは、通例2組
のトラックに沿ってスライド移動自在に装着された複数
のドアを有する。さらに、垂直方向に移動可能なフレー
ムアセンブリ内に複数のトラックが装着され、水平及び
垂直両方向に移動可能なドアもある。
[0006] The doors of such fume hoods can be opened by raising them vertically to a position often referred to as the sash position, and some fume hoods are typically slidable along two sets of trucks. It has a plurality of doors mounted. In addition, some doors have multiple trucks mounted in a vertically movable frame assembly and are movable both horizontally and vertically.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の煙霧フードコン
トローラは、各ドアの位置を測定し、検知位置に比例し
た信号を用いて、ブロワーの速度またはダンパーの位置
を変化させる検知手段を含んでいる。かかる制御は煙霧
フードの制御における改良を表しているが、上記のよう
なコントローラでは行えない煙霧フードからの排気の更
なる調整を必要とする状況が生じてきている。これは一
つには、そうしたドアの位置検知が実質上必要なブロワ
ー速度またはダンパー位置の予測をもたらし、それによ
って得られる流量を実際に測定することなく、各ドアの
所与位置について煙霧フードの開放領域全体にわたり所
望の面速度を維持するのに必要な流量を得ているという
事実に基づいている。この種の制御は、開ループ型の制
御方式として知られている。
The conventional fume hood controller includes a detecting means for measuring the position of each door and changing the speed of the blower or the position of the damper by using a signal proportional to the detected position. . Although such control represents an improvement in the control of the fume hood, situations have arisen that require further adjustment of the exhaust from the fume hood that cannot be achieved with such a controller. This is in part because such door position sensing results in a prediction of the substantially required blower speed or damper position, and thus the fume hood for each door at a given position without actually measuring the resulting flow rate. It is based on the fact that the required flow rate is maintained to maintain the desired surface velocity over the open area. This type of control is known as an open-loop control method.

【0008】従って本発明の主な目的の一つは、既存コ
ントローラの欠点の多くを解消した改良煙霧フードコン
トローラ装置及び改良方法を提供することにある。
It is, therefore, one of the main objects of the present invention to provide an improved fume hood controller and an improved method that eliminate many of the disadvantages of existing controllers.

【0009】本発明の主な目的の別の一つは、煙霧フー
ドの開口領域を通る空気の所望な平均面速度を維持する
ためきわめて正確な制御を与えると共に、ドア位置が変
えられたり、あるいはその他のバランスを崩す状況変化
が生じたとき、上記制御を行うのにきわめて速い応答時
間を発揮するように設計された改良装置及び方法を提供
することにある。
Another one of the main objects of the present invention is to provide very precise control to maintain the desired average surface velocity of air through the opening area of the fume hood, and to change the position of the door, or It is an object of the present invention to provide an improved apparatus and method designed to provide an extremely fast response time for performing the above control when a situation change that causes a loss of balance occurs.

【0010】本発明のさらに別の目的は、閉ループ型の
制御を採用し、その動作中、3つの異なる種類のゲイン
を用いて所望な面速度の誤差を測定し、その後差を迅速
な方法でゼロに減らすように制御方式が動作する改良方
法及び装置を提供することにある。
It is a further object of the present invention to employ a closed loop type of control in which three different types of gains are used to measure the desired surface velocity error, and then the difference is determined in a rapid manner. It is to provide an improved method and apparatus in which the control scheme operates to reduce to zero.

【0011】本発明のさらに詳しい目的は、その実施例
の全てにおいて、煙霧フードの開放領域すなわち1つま
たはそれより多いドアによって覆われていない領域を通
って流入する空気の所望な平均面速度を達成するのに、
比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを用いる改良方
法及び装置を提供することにある。
It is a further object of the present invention to provide, in all of its embodiments, the desired average surface velocity of air entering through an open area of the fume hood, ie, an area not covered by one or more doors. To achieve
It is an object of the present invention to provide an improved method and apparatus using a proportional gain, an integral gain and a differential gain.

【0012】本発明の他の別の目的は、その実施例の一
部において、前記の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲ
インを用いるのに加え、煙霧フードの開放面積を変える
ために1つまたはそれより多いドアが動かされたときに
行われるフィードフォワード型の制御を用いる改良方法
及び装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide, in some of its embodiments, one or more of the above-described proportional, integral, and derivative gains, in addition to using one of the above to change the open area of the fume hood. It is an object of the present invention to provide an improved method and apparatus using a feed-forward control that is performed when more doors are moved.

【0013】本発明のさらに別の目的は、煙霧フードが
内部に配置されるラボラトリ室の暖房、換気及び空調制
御系に組み入れ易い改良された煙霧フード制御装置及び
方法を提供することにある。
It is yet another object of the present invention to provide an improved fume hood control apparatus and method which is easy to incorporate into a heating, ventilation and air conditioning control system of a laboratory room in which the fume hood is located.

【0014】本発明の他の別の目的は、煙霧フード自体
のうち作業員によって容易に観測されしかも操作に便利
な箇所に配置された小型で、使いやすく、効果的なオペ
レータパネルを含み、該オペレータパネルが常時煙霧フ
ードコントローラをモニターし制御する改良された煙霧
フード制御装置及び方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to include a small, easy-to-use and effective operator panel located in the fume hood itself, which is easily observed by an operator and convenient for operation. It is an object of the present invention to provide an improved fume hood control device and method in which an operator panel constantly monitors and controls the fume hood controller.

【0015】本発明と密接に関連した目的は、煙霧フー
ドコントローラの動作に関連した各種の重要なパラメー
タを変えるのに使用可能な手持ち式の端末を受け入れる
のに適したコネクタをオペレータパネルに設けることに
ある。
An object closely related to the present invention is to provide an operator panel with a connector suitable for receiving a hand-held terminal that can be used to change various important parameters related to the operation of the fume hood controller. It is in.

【0016】上記及びその他の目的は、添付の図面を参
照した本発明の以下の詳細な説明から明かとなろう。
These and other objects will become apparent from the following detailed description of the invention which refers to the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明による装置は、移動されるにつれて開口を覆
う少なくとも1つの可動なサッシドアを有する煙霧フー
ドの開口の非覆い部を通る所定の平均面速度を維持する
ように煙霧フードを通る空気流量を制御するための装置
で、前記煙霧フードが空気及び煙霧をそこから排出させ
る排気ダクトに連通されているものにおいて、各可動サ
ッシドアの位置を検出し、サッシドアの位置を示す位置
信号を発生する手段;前記位置信号に応じて、前記開口
の非覆い部のサイズを計算する手段;前記排気ダクトを
通る実際の空気流量を測定し、排気ダクトを通る実際の
空気流量を示す実流量信号を発生する手段;コントロー
ラ手段から受信される制御信号に応じて前記排気ダクト
を通る空気の流量を変える変調手段;前記位置信号と前
記実流量信号に応じて前記流量変調手段を制御し、所定
の最小流量信号値あるいは前記非覆い部の計算されたサ
イズを関数とした所望の流量信号値のうち大きい方を発
生するコントローラ手段で、前記所望の流量信号が前記
開口の非覆い部を通る所定の平均面速度を維持するのに
充分な流量に対応しており、前記コントローラ手段が前
記所望の流量信号と前記実流量信号を比較して、両信号
間に存在する誤差を示す誤差信号を発生し、さらに前記
実流量信号が前記所定の最小流量信号を上回るとき前記
誤差信号を所定の最小値へ減少させるかあるいは所定の
最小流量を与える制御信号を選択的に発生して前記変調
手段に出力するコントローラ手段を備えることを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, an apparatus according to the present invention is provided which passes through an uncovered portion of an opening of a fume hood having at least one movable sash door which covers the opening as it is moved. A device for controlling the air flow rate through a fume hood to maintain an average surface velocity, wherein the fume hood is in communication with an exhaust duct through which air and fumes are discharged, wherein the position of each movable sash door is determined. Means for detecting and generating a position signal indicative of the position of the sash door; means for calculating the size of the uncovered portion of the opening in response to the position signal; measuring the actual air flow through the exhaust duct, Means for generating an actual flow signal indicative of the actual air flow rate through the exhaust duct; the flow rate of air through the exhaust duct in response to a control signal received from the controller means A modulating means for controlling the flow rate modulating means according to the position signal and the actual flow rate signal, and a desired minimum flow rate signal value or a desired flow rate signal value as a function of the calculated size of the uncovered portion; Controller means for generating a greater one, wherein the desired flow rate signal corresponds to a flow rate sufficient to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of the opening, and wherein the controller means determines that the desired flow rate The signal and the actual flow signal are compared to generate an error signal indicating an error existing between the two signals, and further, when the actual flow signal exceeds the predetermined minimum flow signal, the error signal is reduced to a predetermined minimum value. Controller means for selectively generating a control signal for decreasing or providing a predetermined minimum flow rate and outputting the control signal to the modulating means is provided.

【0018】[0018]

【作用】まず概略として、煙霧フードコントローラは煙
霧フードを通る空気の流れを制御し、1つまたはそれよ
り多いサッシドアによって覆われていない開口部分を含
む煙霧フードへの全開口の実効サイズが、煙霧フード内
へと移動する空気の比較的一定した平均面速度を与える
ようにするものであることが理解されるべきである。こ
れは、覆われていない開口の面積に関わりなく、覆われ
ていない部分の単位表面積当りにつき平均量の空気が、
煙霧フード内へと移動することを意味する。この結果、
空気が常に煙霧フード内へ流入すると共に排気ダクトか
ら流出するため、ラボラトリ内の作業員は有害な煙霧な
どにさらされることから保護され、また空気の流れは、
覆われていない開口の実効表面積平方フィート当り毎分
ほぼ75−125立方フィートの所定速度に制御される
のが好ましい。言い換えれば、1つまたは複数のサッシ
ドアが最大開位置に移動され、実験などを行うため作業
員が煙霧フードの内部に対する最大アクセスを得る場
合、平均面速度を所定の所望レベルに維持するため、空
気の流れが増大されねばならない。従来技術の各種コン
トローラの能力と有効性には、大きな相違がある。
In general, the fume hood controller controls the flow of air through the fume hood and determines the effective size of the full opening to the fume hood, including the openings not covered by one or more sash doors. It should be understood that this is to provide a relatively constant average surface velocity of the air traveling into the hood. This means that, regardless of the area of the uncovered opening, the average amount of air per unit surface area of the uncovered part,
It means moving into the fume hood. As a result,
Since air constantly flows into the fume hood and out of the exhaust duct, workers in the laboratory are protected from exposure to harmful fumes, etc.
Preferably, the predetermined speed is controlled at approximately 75-125 cubic feet per minute per square foot of effective surface area of the uncovered opening. In other words, if one or more sash doors are moved to the maximum open position and the operator gains maximum access to the interior of the fume hood to perform an experiment or the like, the air is maintained to maintain the average surface velocity at a predetermined desired level. Flow must be increased. There are significant differences between the capabilities and effectiveness of various prior art controllers.

【0019】概略的に言えば、煙霧フードを使って実験
やその他の作業を行う作業員、さらに煙霧フードが配置
された施設のオペレータに対して、多くの望ましい動作
上の利点を与える改良煙霧フードコントローラ装置が本
発明によって得られる。本発明を実施した装置は、煙霧
フードの平均面速度のきわめて迅速で効果的な制御を与
え、煙霧フードの前面開口を覆う1つまたはそれより多
いドアの移動後数秒以内に所望の平均面速度を達成して
維持する。また、1つまたはそれより多い煙霧フードが
配置されたラボラトリ環境内でその他の変動が発生する
と、本発明の制御装置はそれにすばやく反応して、所望
の流れ状態を維持するように安定化させる。
Briefly, an improved fume hood that provides many desirable operational benefits to workers performing experiments and other operations using the fume hood, as well as to operators of facilities where the fume hood is located. A controller device is obtained according to the invention. An apparatus embodying the present invention provides very fast and effective control of the average surface velocity of the fume hood, and within a few seconds after movement of one or more doors covering the front opening of the fume hood, the desired average surface velocity Achieve and maintain. Also, when other fluctuations occur in the laboratory environment where one or more fume hoods are located, the controller of the present invention reacts quickly to stabilize to maintain the desired flow conditions.

【0020】本発明の装置では、煙霧フードのサッシド
アの移動につれて開口を覆う少なくとも1つの可動なサ
ッシドアを有する煙霧フードの開口の非覆い部を通る所
定の平均面速度を維持するように、煙霧フードを通る空
気流量を制御する。つまり本装置は、各可動サッシドア
の位置を検出し、開口の非覆い部のサイズを計算し、排
気ダクトを通る実際の空気流量を測定し、ドア位置信号
と実流量信号とに応じて排気ダクトを通る空気流量を変
化させ、開口の非覆い部を通る所定の平均面速度を維持
するように流量変調手段を制御する。
In the apparatus of the present invention, the fume hood is maintained so as to maintain a predetermined average surface velocity through an uncovered portion of the fume hood opening having at least one movable sash door that covers the opening as the sash door of the fume hood moves. To control the air flow through. In other words, this device detects the position of each movable sash door, calculates the size of the uncovered portion of the opening, measures the actual air flow rate through the exhaust duct, and responds to the exhaust duct The air flow rate is controlled so as to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of the opening.

【0021】[0021]

【実施例】図面、特に図1を参照すれば、ルームコント
ローラ22、排気コントローラ24及び主制御コンソー
ル26と相互接続され、本発明を実施した数個の煙霧フ
ードコントローラ20のブロック図が示してある。煙霧
フードコントローラ20はルームコントローラ22、排
気コントローラ24及び主制御コンソール26と、マル
チ導体ケーブルなどで形成し得るライン28で示したロ
ーカルエリアネットワーク(LAN)で相互接続されて
いる。ルームコントローラ22、排気コントローラ24
及び主制御コンソール26は通例、煙霧フードを含むラ
ボラトリ室が内部に配置された建屋の主HVAC系の一
部である。
1, there is shown a block diagram of several fume hood controllers 20 interconnected with a room controller 22, an exhaust controller 24 and a main control console 26 and embodying the present invention. . The fume hood controller 20 is interconnected with a room controller 22, an exhaust controller 24 and a main control console 26 by a local area network (LAN), indicated by line 28, which may be formed by multi-conductor cables or the like. Room controller 22, exhaust controller 24
And the main control console 26 is typically part of the main HVAC system of the building in which the laboratory room including the fume hood is located.

【0022】ルームコントローラ22は、室に可変の空
気量を少なくとも与えられるようなものが好ましく、La
ndis & Gyr Powers のシステム600SCUコントロー
ラとし得る。ルームコントローラ22はLANライン2
8を介して通信可能である。ルームコントローラはシス
テム600SCUコントローラであるのが好ましく、こ
れは広範囲のドキュメンテーションが存在する市販のコ
ントローラである。特に、システム600SCUコント
ローラのユーザ参考マニュアル、パート No.125-1753が
参照によってここに含まれるものとする。
The room controller 22 is preferably one capable of supplying at least a variable amount of air to the room.
It can be an ndis & Gyr Powers system 600 SCU controller. Room controller 22 is LAN line 2
8 can be communicated. The room controller is preferably a system 600 SCU controller, which is a commercially available controller for which extensive documentation exists. In particular, the User's Reference Manual for the System 600 SCU Controller, Part Nos. 125-1753, is hereby incorporated by reference.

【0023】ルームコントローラ22は、各々の煙霧フ
ードによって排気されている空気の量を指示するアナロ
グ入力信号を与える各煙霧フードコントローラ20から
の信号をライン81を介して受信すると共に、煙霧フー
ドの排気と別の主排気系を通って排気されている空気量
の指示を与える排気流量センサからの比較信号を受信す
る。これらの信号が標準スペースと比べた室内の圧力を
指示する差圧センサ29から供給される信号と組み合わ
されることによって、ルームコントローラは室内の差圧
を標準スペースよりわずかに低い圧力に維持するのに必
要な空気の供給を制御可能となる。かかるシステムは、
本願と同じ出願人に譲渡され、前述の相互参照出願に含
まれたアハメットらの出願、名称「ラボラトリ用煙霧フ
ードを有する室の差圧制御システム」、通しNo. 52497
に開示されている。
The room controller 22 receives via line 81 a signal from each fume hood controller 20, which provides an analog input signal indicating the amount of air being exhausted by each fume hood, and exhausts the fume hood. And a comparison signal from an exhaust flow sensor which gives an indication of the amount of air being exhausted through another main exhaust system. By combining these signals with the signal provided by the differential pressure sensor 29 indicating the pressure in the room relative to the standard space, the room controller can maintain the differential pressure in the room at a slightly lower pressure than the standard space. The supply of necessary air can be controlled. Such a system,
No. 52497, assigned to Ahmed et al., Assigned to the same assignee as the present application and included in the aforementioned cross-referenced application, entitled "System for controlling differential pressure in a room having a fume hood for a laboratory".
Is disclosed.

【0024】煙霧フードコントローラ20には、変圧器
32などを介して適切な電圧下にあるライン30を通じ
て電力が供給される。
The fume hood controller 20 is supplied with power through a line 30 at an appropriate voltage, such as via a transformer 32.

【0025】図2を参照すれば、煙霧フードコントロー
ラ20がその入力及び出力コネクタポートの各機能を明
示して図示してあり、煙霧フードコントローラ20はオ
ペレータパネル34に接続されている。尚、各煙霧フー
ドが煙霧フードコントローラ20を有し、オペレータパ
ネルは煙霧フードコントローラ20毎に設けられている
ことが理解されるべきである。つまり、オペレータパネ
ル34は各々の煙霧フード毎に設けられ、8本の導線を
有するマルチ導体ケーブルからなるのが好ましいライン
36によって煙霧フードコントローラ20と相互接続さ
れている。オペレータパネル34は、例えば6線のRJ
11型電話ジャックなどのコネクタ38を有し、初期設
定時に煙霧フードの構成や動作に関する情報を入力した
り、あるいは必要なら一部の動作パラメータを変更する
ため、ラップトップパーソナルコンピュータなどをコネ
クタ38に接続可能である。またオペレータパネル34
は、煙霧フード内で作業している作業員によって観測し
やすい好都合な位置で煙霧フードに取り付けられるのが
好ましい。
Referring to FIG. 2, the fume hood controller 20 is shown with the functions of its input and output connector ports explicitly shown, and the fume hood controller 20 is connected to an operator panel 34. It should be understood that each fume hood has a fume hood controller 20 and an operator panel is provided for each fume hood controller 20. That is, an operator panel 34 is provided for each fume hood and interconnected with the fume hood controller 20 by a line 36, which preferably comprises a multi-conductor cable having eight conductors. The operator panel 34 is, for example, a 6-wire RJ
It has a connector 38 such as an 11-inch telephone jack, and a laptop personal computer or the like is connected to the connector 38 in order to input information about the configuration and operation of the fume hood at the time of initial setting or to change some operation parameters if necessary. Connectable. The operator panel 34
Is preferably attached to the fume hood at a convenient location that is easy to observe by workers working in the fume hood.

【0026】煙霧フードコントローラのオペレータパネ
ル34は液晶ディスプレイ40を含み、これが選択的に
付勢されて、平均面速度を与える3桁42を含め、煙霧
フードの各種態様の目視指示を与える。ディスプレイ4
0は、低い面速度、高い面速度、非常状態、及びコント
ローラ不良の指示などその他の状態も示す。オペレータ
パネル34はアラーム44、及び事故の発生時にオペレ
ータが押して煙霧フードをパージ可能な非常パージスイ
ッチ46も有し得る。またオペレータパネルは、動作の
昼/夜モードなどを含め、各種のカストマニーズ用に使
える2つの補助スイッチ48も有する。夜時間モードの
動作では、昼時間モードと異なる、好ましくはより低い
平均面速度となるようにすることが考えられる。夜遅く
には室内で作業する者がいず、そのような低い平均面速
度はエネルギーを節約すると想定されるからである。ア
ラームサイレンススイッチ50も設けるのが好ましい。
The operator panel 34 of the fume hood controller includes a liquid crystal display 40, which is selectively energized to provide visual indication of various aspects of the fume hood, including a three digit 42 for providing average surface speed. Display 4
0 also indicates other conditions such as low surface speed, high surface speed, emergency status, and indication of controller failure. The operator panel 34 may also have an alarm 44 and an emergency purge switch 46 that can be pressed by an operator to purge the fume hood in the event of an accident. The operator panel also has two auxiliary switches 48 that can be used for various customer needs, including day / night modes of operation. In the night time mode of operation, it is conceivable to have a different, preferably lower, average surface velocity than the day time mode. Nobody is working indoors late at night, and such a low average surface speed is expected to save energy. Preferably, an alarm silence switch 50 is also provided.

【0027】煙霧フードは、1つまたは多数のサッシド
アを有するもの、サッシドアが垂直、水平あるいは両方
向に移動可能なものを含め、多くの異なるスタイル、サ
イズ及び形状とし得る。また各種の煙霧フードは異なる
バイパス流量、すなわち全てのサッシドアを設計上可能
な限り完全に閉じたときにも存在する開口を流れる異な
る流量を有する。他の設計上の因子として、動作中煙霧
をフード内に閉じ込める何等かの種類のフィルタ濾過手
段が煙霧フード内に存在するかどうかも含まれる。煙霧
フードの効率的且つ有効な制御を与えるのにそうした多
くの設計因子を考慮に入れなければならないが、本発明
の装置は上記したほぼ全ての設計変数を考慮して構成で
き、煙霧フードの換気の有効できわめて迅速な制御が得
られる。
The fume hood can be of many different styles, sizes and shapes, including those having one or multiple sash doors, and those in which the sash doors can move vertically, horizontally or in both directions. Also, the various fume hoods have different bypass flow rates, i.e. different flow rates through the openings that are also present when all sash doors are closed as completely as possible by design. Other design factors also include whether there is any type of filtering means in the fume hood that traps the fumes during operation. Although many such design factors must be taken into account to provide efficient and effective control of the fume hood, the apparatus of the present invention can be configured to take into account almost all of the design variables described above, and the ventilation of the fume hood Effective and extremely quick control of the vehicle.

【0028】図3を参照すると、全体を60で示した煙
霧フードが示してあり、煙霧フード60は、煙霧フード
へのアクセスを与えるように移動可能であると共に、図
示のようにほぼ閉じた位置へ移動可能な垂直作動のサッ
シドア62を有する。煙霧フードは一般に、ドアサッシ
62などのドアサッシが完全に閉じているときでも、煙
霧フードに通じて空気が通過可能なある程度の量の開口
が存在するように設計されている。この開口は一般にバ
イパス領域と称され、煙霧フード内への空気の流れを制
御する際その効果を考慮可能なように決めることができ
る。一部の煙霧フードはドアサッシの上方に配置された
バイパス開口を有する一方、他の一部では下方に配置さ
れている。また一部の煙霧フードにおいては、サッシド
アの最初の移動量が、例えば図3に示したドア底部の開
口を増大させるが、上昇につれてドアはバイパス開口を
遮断していき、煙霧フードの総開口の実効サイズがサッ
シドア62の移動路に沿った最初のほぼ1/4の移動量
の間、比較的一定に保たれるようになっている。
Referring to FIG. 3, there is shown a fume hood, generally indicated at 60, wherein the fume hood 60 is movable to provide access to the fume hood and is in a substantially closed position as shown. And has a vertically operated sash door 62 that is movable to The fume hood is generally designed so that even when a door sash, such as door sash 62, is completely closed, there is a certain amount of opening through which air can pass through the fume hood. This opening is commonly referred to as a bypass region, and can be determined such that its effect can be taken into account when controlling the flow of air into the fume hood. Some fume hoods have a bypass opening located above the door sash, while others are located below. Also, in some fume hoods, the initial displacement of the sash door increases, for example, the opening at the bottom of the door shown in FIG. 3, but as it rises, the door blocks the bypass opening, and the total opening of the fume hood increases. The effective size is kept relatively constant during the first approximately one-quarter travel of the sash door 62 along the travel path.

【0029】他の種類の煙霧フードとして、図4及び図
5に示したように水平方向に移動可能ないくつかのサッ
シドア66を含み、上下複数対の隣接するトラック68
に沿って各ドアを移動可能としてもよい。ドアが図4及
び図5に示すように位置する場合、煙霧フードの開口は
完全に閉じられ、作業員はドアを水平方向に移動して煙
霧フード内へアクセスできるようになる。煙霧フード6
0と64は共に、前述したHVAC装置用のものでもよ
い排気系へと通例延びた排気ダクト70を有する。煙霧
フード64は72で概略的に示したフィルタ濾過構造を
含み、このフィルタ濾過構造が有害な煙霧及びその他の
汚染物が煙霧フードから排気系内へ流出するのを防ぐ。
図6を参照すると、ドア66と同様な水平方向に移動可
能なドア76を有する組合せ煙霧フード74が示してあ
り、この煙霧フード74は適切なトラックに沿ってドア
76を支持したフレーム構造体78を有し、またフレー
ム構造体78は煙霧フードの開口内で垂直方向に移動可
能である。
Another type of fume hood includes several horizontally movable sash doors 66 as shown in FIGS.
Each door may be movable along. When the door is located as shown in FIGS. 4 and 5, the opening of the fume hood is completely closed and the worker can move the door horizontally to gain access into the fume hood. Fume hood 6
Both 0 and 64 have an exhaust duct 70 that typically extends to the exhaust system, which may be for an HVAC device as described above. The fume hood 64 includes a filter filtration structure, indicated generally at 72, which prevents harmful fumes and other contaminants from exiting the fume hood into the exhaust system.
Referring to FIG. 6, there is shown a combined fume hood 74 having a horizontally movable door 76 similar to the door 66, the fume hood 74 having a frame structure 78 supporting the door 76 along a suitable truck. And the frame structure 78 is vertically movable within the fume hood opening.

【0030】図6には破線73で示した省略部分があ
り、これは、フレーム構造体78を充分に上昇させて作
業員による煙霧フードの内部への適切なアクセスを可能
とするように、煙霧フードの高さを図示の場合よりも大
きくできることを示すことを意図したものである。一般
に、垂直領域75として示したバイパス領域が存在し、
約2インチ幅とし得る頂部リップ部77も通例存在す
る。この寸法は、開放面面積の計算に対するその影響を
考慮可能なように決められるのが好ましい。
FIG. 6 includes an omission, indicated by dashed line 73, which is used to raise the frame structure 78 sufficiently to allow personnel to properly access the interior of the fume hood. It is intended to indicate that the height of the hood can be greater than shown. Generally, there is a bypass region, shown as vertical region 75,
There is also typically a top lip 77 that can be about 2 inches wide. This dimension is preferably determined such that its influence on the calculation of the open surface area can be taken into account.

【0031】特に図示してないが、住居用の開き窓とほ
ぼ同じく、隣接したトラックに沿って垂直方向に移動可
能な2つまたはそれより多いサッシドアなど、煙霧フー
ド開口の幅に沿って相互に隣接して位置した複数組の垂
直方向に移動可能なサッシドアを含め上記以外の組合せ
も可能である。
Although not specifically shown, two or more sash doors, such as two or more sash doors that are vertically movable along adjacent tracks, are similar to each other in a fence hood opening. Other combinations are also possible, including a plurality of vertically movable sash doors located adjacent to each other.

【0032】本発明の重要な特徴によれば煙霧フードコ
ントローラ20は、前述したような各種のサイズ及び構
成の煙霧フードを作動させると共に、いくつかの煙霧フ
ードが配置されることもあり、また建屋HVAC系の一
部とし得る共通の排気マニホールドに合流する排気ダク
トを備えることもあるラボラトリ室内に装着される。煙
霧フードは1つの独立したものでも、また独自の別個な
排気ダクトを有するものでもよい。1つの煙霧フードが
設置される場合、このような設備は、可変速モータで駆
動され且つ排気ダクトに付設されたブロワーを有し、煙
霧フードを通る空気の流れを調整するようにモータ及び
ブロワーの速度が可変制御可能であるのが一般的であ
る。あるいは、1つの領域内に複数の煙霧フードが存在
する最も一般的な場合、各煙霧フードの排気ダクトは1
つ以上のより大きい排気マニホールドに合流され、マニ
ホールド系内に1つの大型ブロワーが設けられることも
ある。かかる装備では、各煙霧フードの制御がそれぞれ
の煙霧フード内に配置された別々のダンパーによって行
われるので、各煙霧フードに付設されたダンパーを適切
に位置させることによって流れの変化を制御可能であ
る。
In accordance with an important feature of the present invention, the fume hood controller 20 operates the fume hoods of various sizes and configurations as described above, and may include several fume hoods, as well as a building. It is mounted in a laboratory room that may have an exhaust duct that joins a common exhaust manifold that may be part of the HVAC system. The fume hood can be one independent or have its own separate exhaust duct. If one fume hood is installed, such equipment has a blower driven by a variable speed motor and attached to an exhaust duct, and the motor and blower are arranged to regulate the flow of air through the fume hood. Generally, the speed can be variably controlled. Alternatively, in the most common case where there are multiple fume hoods in one area, the exhaust duct of each fume hood may be one
One or more larger exhaust manifolds may be merged and one large blower may be provided in the manifold system. In such equipment, since the control of each fume hood is performed by a separate damper disposed in each fume hood, it is possible to control the flow change by appropriately positioning the damper attached to each fume hood. .

【0033】煙霧フードコントローラは、市販されてい
るさまざまな種類及びスタイルの煙霧フードのうち実質
上どれでも制御できるもので、このため、コントローラ
で使われる各種センサと接続可能な多数の入出力ポート
(ライン、コネクタまたは接続で、これらは本発明を説
明する目的上全て等価と見なされる)。図2に示したご
とく煙霧フードコントローラは、前述したような排気ダ
ンパーに備えられたデジタル信号/アナログ圧力変換素
子とインタフェースするデジタル出力つまりDOポート
を有するほか、可変速ファンドライブがアナログ方式で
設けられている場合には、そのドライブを制御するため
のアナログ電圧出力ポートも有する。水平及び垂直両方
向に移動可能なサッシの位置を検知するのに使われる5
つのサッシ位置センサポート、及び排気空気流量センサ
と接続されるアナログ入力ポートも設けられている。さ
らに、非常スイッチ用のデジタル入力ポートが設けら
れ、アラームホーン信号及び補助信号を出力する各デジ
タル出力ポートも設けられている。また、ルームコント
ローラ22へ流量信号を与えるアナログ電圧出力ポート
も設けられている。排気空気流量センサが設けられない
一部の用途では、面速度を示す壁速度センサを用いるこ
とがあり、この場合にはその信号用の入力ポートが設け
られるが、そうしたセンサは精度が落ちると一般に見な
されており、その使用は好ましい実施例と言えない。上
記の各種ポートを備えているので、ほぼどんな種類の煙
霧フードでも有効且つ効率的な方法で制御できる。
The fume hood controller is capable of controlling virtually any of various types and styles of fume hoods on the market, and therefore has a large number of input / output ports () that can be connected to various sensors used in the controller. Lines, connectors or connections, all of which are considered equivalent for purposes of describing the present invention). As shown in FIG. 2, the fume hood controller has a digital output or DO port for interfacing with the digital signal / analog pressure conversion element provided in the exhaust damper as described above, and a variable speed fan drive is provided in an analog system. If so, it also has an analog voltage output port for controlling the drive. Used to detect the position of a sash that can be moved both horizontally and vertically 5
There are also two sash position sensor ports and an analog input port connected to the exhaust air flow sensor. Further, a digital input port for an emergency switch is provided, and each digital output port for outputting an alarm horn signal and an auxiliary signal is also provided. Further, an analog voltage output port for providing a flow signal to the room controller 22 is also provided. In some applications where an exhaust air flow sensor is not provided, a wall speed sensor that indicates the surface speed may be used, in which case an input port for the signal is provided, but such a sensor generally loses accuracy. It is considered, and its use is not a preferred embodiment. With the various ports described above, virtually any type of fume hood can be controlled in an effective and efficient manner.

【0034】上記の説明から、サッシ位置を変えながら
所望の平均面速度を維持しようとすると、開口のサイズ
が大幅に変化するため、その平均面速度を維持するのに
空気量の大幅な変化を必要とすることが理解されるべき
である。空気量可変のブロワーをサッシ位置の関数とし
て制御することは知られているが、本発明の煙霧フード
コントローラは、制御系の能力をその系内の変動に対す
る反応がすばやくなされるように比較的一定の平均面速
度を維持する点で大幅に改善する追加の制御方式を組み
入れることによって、周知の方法を改良している。
From the above description, if the desired average surface velocity is to be maintained while changing the sash position, the size of the opening changes greatly. Therefore, a large change in the amount of air is required to maintain the average surface velocity. It should be understood that it is necessary. Although it is known to control a variable air blower as a function of sash position, the fume hood controller of the present invention makes the control system's capability relatively constant so that it responds quickly to changes in the system. The known method is improved by incorporating an additional control scheme which greatly improves in maintaining the average surface speed of the control.

【0035】サッシドアの位置を求めるため、サッシ位
置センサが移動可能な各サッシドアに隣接して設けら
れ、この点は図7、図8及び図9に概略的に示してあ
る。図8を参照すると、ドアサッシ位置インジケータは
比較的薄いポリエステルベース層82からなるのが好ま
しい比較的簡単な機械設計の細長いスイッチング機構8
0で構成され、ベース層82の上に単位長さ当り既知の
一定抵抗を有する電気抵抗インク84がストリップ状に
印刷されている。別のポリエステルベース層86が設け
られ、同じくその上に導電性インク88がストリップ状
に印刷されている。2つのベース層82と86は、スト
リップの両側に位置した接着剤90の2つのビードによ
って相互に接着接合されている。両ベース層はほぼ千分
の5インチの厚さが好ましく、両ビードはほぼ千分の2
インチの厚さで、これらのビードが導電層88と抵抗層
84の間に空間領域を与えている。スイッチング機構8
0は、接着剤の層92によって煙霧フードに付着される
のが好ましい。
To determine the position of the sash door, a sash position sensor is provided adjacent to each movable sash door, which is schematically illustrated in FIGS. 7, 8 and 9. Referring to FIG. 8, the door sash position indicator preferably comprises a relatively thin polyester base layer 82, a relatively simple mechanical design of the elongated switching mechanism 8
0, and an electric resistance ink 84 having a known constant resistance per unit length is printed on the base layer 82 in a strip shape. Another polyester base layer 86 is provided, on which conductive ink 88 is also printed in a strip. The two base layers 82 and 86 are adhesively bonded to each other by two beads of adhesive 90 located on both sides of the strip. Both base layers are preferably approximately five thousandths of an inch thick, and both beads are approximately two thousandths
At inches thickness, these beads provide a space between conductive layer 88 and resistive layer 84. Switching mechanism 8
0 is preferably attached to the fume hood by a layer 92 of adhesive.

【0036】ポリエステル素材は、前記ストリップが隣
合わせて配置された対応するサッシドアに支持されたア
クチュエータ94に応じて一方の層が他方の層に向かっ
て移動し接触可能なほど充分フレキシブルなため、サッ
シドアが移動すると、アクチュエータ94がスイッチン
グ機構80に沿って移動し抵抗層と導電層との間に接点
を生じ、これが後述する電気回路によって検知され、ス
イッチング機構80の長さに沿ったアクチュエータ94
の絶対位置を示す電圧出力を与える。すなわち、アクチ
ュエータ94がサッシドアに支持されることによって、
サッシドアの絶対位置を示す電圧を与える。
The polyester material is sufficiently flexible so that one layer can move toward and contact the other layer in response to the actuator 94 supported by the corresponding sash door with the strips arranged next to each other. Upon movement, the actuator 94 moves along the switching mechanism 80 to create a contact between the resistive layer and the conductive layer, which is sensed by an electrical circuit, described below, and along the length of the switching mechanism 80.
Voltage output indicating the absolute position of That is, by the actuator 94 being supported by the sash door,
Provide a voltage indicating the absolute position of the sash door.

【0037】アクチュエータ94は、サッシドアの移動
につれ充分な圧力がスイッチング機構80に加わり、2
つのベース層を当接させて、抵抗層と導電層が相互に電
気接触を生じ、この電気接触に応じて電圧レベルが与え
られるように、スイッチング機構80に向かってバネ付
勢されるのが好ましい。スイッチング機構80を充分な
長さとし、図3に示すようにサッシドアの移動の全範囲
をカバーすることによって、サッシ位置を正確に求める
ことができる。尚、図3及び図5に示したスイッチング
機構80は概略を示すだけであって、実際上スイッチン
グ機構80はサッシフレーム自体内に配置されるのが好
ましく、図示のように外からは見えない。スイッチング
機構80の幅及び厚さの寸法は小さいので、サッシドア
の動作との干渉は事実上問題とならない。アクチュエー
タ94は、サッシドアに穿孔した小さい穴の中に配置し
たり、あるいはサッシドアの一端の外側へ取り付けたり
し、スイッチング機構80を作動する位置にくるように
すればよい。図3及び図6に示した垂直方向に移動可能
なサッシドアでは、サッシフレームの片側または他側に
スイッチング機構80を設けるのが好ましい一方、水平
方向に移動可能なドアを有する煙霧フードでは、可動ド
アの重量がスイッチング機構80へ作用しないようにも
しくはそれを損傷しないように、トラック68の頂部に
スイッチング機構80を配置するのが好ましい。また、
前述した相互参照出願のうちエグバースらの出願、名称
「トラックに沿った可動構造体の位置を求める装置」、
通し No.52496 に記述された理由から、アクチュエータ
94は各ドアの一端に配置されるのが好ましい。
Actuator 94 applies sufficient pressure to switching mechanism 80 as the sash door moves,
Preferably, the two base layers abut and the resistive and conductive layers make electrical contact with each other and are spring biased toward the switching mechanism 80 such that a voltage level is provided in response to the electrical contact. . By making the switching mechanism 80 long enough to cover the entire range of movement of the sash door as shown in FIG. 3, the sash position can be determined accurately. It should be noted that the switching mechanism 80 shown in FIGS. 3 and 5 is only an outline, and in practice, the switching mechanism 80 is preferably arranged in the sash frame itself, and cannot be seen from the outside as shown. Since the width and thickness dimensions of the switching mechanism 80 are small, interference with the operation of the sash door is practically not a problem. The actuator 94 may be placed in a small hole drilled in the sash door, or attached to the outside of one end of the sash door, so that the switching mechanism 80 is operated. In the vertically movable sash door shown in FIGS. 3 and 6, it is preferable to provide the switching mechanism 80 on one side or the other side of the sash frame, while in the fume hood having the horizontally movable door, the movable door Preferably, the switching mechanism 80 is located on top of the track 68 so that the weight of the switching mechanism 80 does not affect or damage the switching mechanism 80. Also,
Among the cross-referenced applications mentioned above, the application of Egbers et al., Titled "Device for finding the position of the movable structure along the track",
For the reasons described in Serial No. 52496, the actuator 94 is preferably located at one end of each door.

【0038】図9を参照すると、位置指示電圧を発生す
る好ましい電気回路が示してあり、この電気回路は1つ
のトラック内における2つのサッシドアの絶対位置を示
す2つ別々の電圧を与えるのに適する。図5に示した断
面図について見れば、各々が2つのサッシドアを支持し
た2つの水平トラックが存在し、各トラック毎に図9に
示した回路と同じものがスイッチング機構80を含めて
設けられ、図示した4つのサッシドアの各々について別
個の電圧を与える。
Referring to FIG. 9, there is shown a preferred electrical circuit for generating a position indicating voltage which is suitable for providing two separate voltages indicative of the absolute position of two sash doors within one track. . Referring to the cross-sectional view shown in FIG. 5, there are two horizontal tracks each supporting two sash doors, and the same circuit as that shown in FIG. 9 is provided for each track, including the switching mechanism 80, A separate voltage is provided for each of the four sash doors shown.

【0039】スイッチング機構80は接着剤の層92で
煙霧フードに取り付けられるのが好ましく、アクチュエ
ータ94がスイッチング機構80の長さに沿った各位置
でそれに当接する。図7を参照すれば、図5に示した2
つのトラックで使われるような、一対のスイッチング機
構80の概略図が示してある。スイッチング機構80は
各トラックに設けられ、図中4つの矢印がアクチュエー
タ94によって形成される接触点を表しており、この結
果それぞれのスイッチング機構の各端に信号が与えら
れ、この信号の大きさが各端とそれに最も近い矢印との
間の距離に比例した電圧を表している。こうして1つの
スイッチング機構80が、各トラックに配置された2つ
のドアについての絶対位置指示信号を与える。上記の電
圧発生を実施するのに使われる回路が図9に示してあ
り、各トラック毎に1つの回路が備えられる。抵抗要素
(層)は84で、また導電要素(層)88は各一端がア
ースに接続して示してあり、他端の2つの矢印が、2つ
の別々のドアに付設されたそれぞれのアクチュエータ9
4によって形成される抵抗要素と導電要素間の接触点を
表している。図示の回路は演算増幅器100を含み、該
演算増幅器100がPNPトランジスタ102のベース
に接続された出力を有し、PNPトランジスタ102の
エミッタが抵抗104を介して正の電圧源へ及び直接演
算増幅器100の負入力へ接続され、演算増幅器100
の正入力も好ましくは約5ボルトの正の電圧源に接続さ
れている。トランジスタ102のコレクタは抵抗要素8
4の一端に接続され、出力ライン106を有し、ドアの
絶対位置を示す電圧がそこに発生する。
The switching mechanism 80 is preferably attached to the fume hood with a layer of adhesive 92 and an actuator 94 abuts it at each location along the length of the switching mechanism 80. Referring to FIG. 7, 2 shown in FIG.
A schematic diagram of a pair of switching mechanisms 80, as used in one track, is shown. The switching mechanism 80 is provided on each track, and four arrows in the figure represent contact points formed by the actuators 94. As a result, a signal is given to each end of each switching mechanism, and the magnitude of this signal is reduced. It represents a voltage proportional to the distance between each end and the closest arrow. Thus, one switching mechanism 80 provides an absolute position indicating signal for the two doors arranged on each track. The circuit used to implement the above voltage generation is shown in FIG. 9, where one circuit is provided for each track. The resistive element (layer) is shown at 84 and the conductive element (layer) 88 is shown with one end connected to ground, and the two arrows at the other end point to the respective actuator 9 attached to two separate doors.
4 represents the point of contact between the resistive element and the conductive element formed by 4. The circuit shown includes an operational amplifier 100 having an output connected to the base of a PNP transistor 102, the emitter of which is directly connected to a positive voltage source via a resistor 104 to the operational amplifier 100. Connected to the negative input of the
Is also connected to a positive voltage source, preferably about 5 volts. The collector of the transistor 102 is a resistance element 8
4 has an output line 106 at which a voltage indicative of the absolute position of the door is generated.

【0040】上記回路は抵抗要素84へ向かう一定の電
流を与えるように作動し、この電流が、抵抗に沿った最
も近い接触点が変化するにつれて変るコレクタとアース
間の抵抗値に比例した電圧を出力ライン106上に生じ
る。演算増幅器100は負入力を駆動して正入力の電圧
レベルと等しくするように動作し、この結果演算増幅器
の出力に、抵抗要素84の実効長さに正比例して変化す
る電流が与えられる。回路の下方部分は前述したのと同
じ方法で動作し、抵抗要素84の接続端とトラック内の
他方のサッシドアに付設されたアクチュエータ94によ
る接触点との間の距離に比例した電圧を出力ライン10
8上に同様に生じる。
The circuit operates to provide a constant current toward the resistive element 84 which produces a voltage proportional to the resistance between the collector and ground, which varies as the closest contact point along the resistor changes. Occurs on output line 106. Operational amplifier 100 operates to drive the negative input to equal the voltage level of the positive input, so that the output of the operational amplifier is provided with a current that varies in direct proportion to the effective length of resistive element 84. The lower part of the circuit operates in the same manner as described above, and outputs a voltage proportional to the distance between the connection end of the resistive element 84 and the point of contact by the actuator 94 attached to the other sash door in the track on the output line 10.
8 occurs similarly.

【0041】煙霧フードコントローラの回路の合成電気
概略図を参照すると、図10a、10b、10c、10
d及び10eの各図面を図10に示したように隣合わせ
て並べれば、煙霧フードコントローラ20全体の電気概
略図となる。図10aから図10eの回路の動作は、い
ちいち詳述しない。回路はマイクロプロセッサによって
駆動され、煙霧フードコントローラの制御機能を実施す
る重要なアルゴリズムについては後で説明する。図10
cを参照すれば、同図の回路は水晶発振器122から8
MHzのクロック入力が印加されるモトローラMC68
HC11マイクロプロセッサ120を含む。マイクロプ
ロセッサ120は3状態バッファ126(図10d)に
接続されたデータバス124を有し、バッファ126は
同じくデータバス124へ接続された電気的にプログラ
ム可能なリードオンリメモリ(EPROM)128に接
続されている。EPROM128は3状態バッファ12
6に接続されたアドレスラインA0−A7を有し、さら
にマイクロプロセッサ120に接続されたアドレスライ
ンA8−A14も有する。
Referring to the composite electrical schematic of the fume hood controller circuit, FIG.
When the respective drawings d and 10e are arranged side by side as shown in FIG. 10, an electric schematic diagram of the entire fume hood controller 20 is obtained. The operation of the circuits of FIGS. 10a to 10e will not be described in detail. The circuitry is driven by a microprocessor and the key algorithms that implement the control functions of the fume hood controller will be described later. FIG.
Referring to FIG. 3C, the circuit shown in FIG.
Motorola MC68 to which MHz clock input is applied
HC11 microprocessor 120 is included. Microprocessor 120 has a data bus 124 connected to a three-state buffer 126 (FIG. 10d), and buffer 126 is connected to an electrically programmable read-only memory (EPROM) 128 also connected to data bus 124. ing. EPROM 128 is a three-state buffer 12
6 and address lines A8-A14 connected to the microprocessor 120.

【0042】また本回路は、3から8−ビットのマルチ
プレクサ130、データラッチ132(図10d参
照)、及び煙霧フードによって排気されている空気量を
示すアナログ出力を与えるデジタル−アナログ変換器1
34を含み、その情報が図2を参照して前述したルーム
コントローラ22に与えられる。図10bを参照すれ
ば、手持ち式の端末を介して情報を送信及び受信するR
S232ドライバ136が設けられている。図9に示し
た回路も、図10a及び図10bに包括概略図として示
してある。その他の各部品はよく知られているので、特
に説明する必要はないであろう。
The circuit also includes a 3-to-8-bit multiplexer 130, a data latch 132 (see FIG. 10d), and a digital-to-analog converter 1 that provides an analog output indicating the amount of air being exhausted by the fume hood.
34, the information of which is provided to the room controller 22 described above with reference to FIG. Referring to FIG. 10b, R that transmits and receives information via a hand-held terminal
An S232 driver 136 is provided. The circuit shown in FIG. 9 is also shown as a comprehensive schematic in FIGS. 10a and 10b. The other components are well known and need not be described in particular.

【0043】前述したように本発明の装置は、煙霧フー
ドを通って引かれている空気量を測定するため排気ダク
ト70内に配置されるのが好ましい空気流量センサを用
いる。空気流量は、マルチ点ピトー管などの両側間での
差圧を測定することによって計算し得る。好ましい実施
例においては排気ダクトを通る流れを測定する差圧セン
サを用い、本発明の装置が煙霧フードを通る流れを所定
の平均面速度に維持するか、もしくは煙霧フードが閉じ
られていたり、非常に小さいバイパス領域を有する場合
に最小速度に維持する制御方式を用いる。
As mentioned above, the apparatus of the present invention employs an air flow sensor which is preferably located within the exhaust duct 70 to measure the amount of air being drawn through the fume hood. Air flow may be calculated by measuring the differential pressure between both sides, such as a multi-point pitot tube. In a preferred embodiment, a differential pressure sensor that measures the flow through the exhaust duct is used, and the device of the present invention maintains the flow through the fume hood at a predetermined average surface velocity, or when the fume hood is closed, When a small bypass region is used, a control method for maintaining the minimum speed is used.

【0044】本発明の煙霧フードコントローラは、水平
方向に移動可能なサッシドア、垂直方向に移動可能なサ
ッシドア、または両者の組合せを含め、ほとんどあらゆ
る種類の周知煙霧フードに対して適用構成可能である。
図2及び図10から明らかなように、煙霧フードコント
ローラは排気ダンパーあるいは可変速のファンドライブ
を制御するものであり、いずれの種類の制御とも両立す
る信号を出力する。また煙霧フードコントローラは、煙
霧フードの物理特性及び動作特性を決める情報、及びそ
の他の初期設定情報も受信する。この種の情報は、オペ
レータパネル34に接続可能なラップトップコンピュー
タであるのが好ましい手持ち式の端末によって、煙霧フ
ードコントローラへ入力できる。コントローラに与えら
れるべき情報は下記のものを含み、情報の次元も一緒に
示す。尚、昼/夜動作モードを設けてもよいが、これは
本システムの好ましい実施例ではなく、これを設ける場
合は、昼/夜動作に関する情報が含まれるべきである。
The fume hood controller of the present invention is applicable to almost any type of known fume hood, including a horizontally movable sash door, a vertically movable sash door, or a combination of both.
As apparent from FIGS. 2 and 10, the fume hood controller controls the exhaust damper or the variable speed fan drive, and outputs a signal compatible with any type of control. The fume hood controller also receives information that determines the physical and operating characteristics of the fume hood and other initialization information. Such information can be input to the fume hood controller by a hand-held terminal, preferably a laptop computer connectable to the operator panel 34. The information to be provided to the controller includes the following, together with the dimensions of the information: It should be noted that a day / night mode of operation may be provided, but this is not a preferred embodiment of the system, and if provided, information regarding day / night operation should be included.

【0045】動作情報: 5.時刻; 6.平均面速度(SVEL)の昼夜値設定、分当りフィ
ートまたは秒当りメートル; 7.最小流量(MINFLO)の昼夜値設定、分当り立
方フィート; 8.高速度限(HVEL)の昼夜値設定、F/mまたは
M/sec; 9.低速度限(LVEL)の昼夜値設定、F/mまたは
M/sec; 10.中高速度限(MVEL)の昼夜値設定、F/mま
たはM/sec; 11.中低速度限(IVEL)の昼夜値設定、F/mま
たはM/sec; 12.比例ゲイン係数(KP)の設定、誤差当りのアナ
ログ出力、パーセント; 13.積分ゲイン係数(KI)の設定、誤差当りのアナ
ログ出力と分時間の積、パーセント; 14.微分ゲイン係数(KD)の設定、誤差当りのアナ
ログ出力と分時間の積、パーセント; 15.制御機器としてダンパーの代わりに可変速ドライ
ブを用いた場合のフィードフォワードゲイン係数(K
F)の設定、CFM当りアナログ出力。
Operation information: 5. Time; 6. Day and night setting of average surface velocity (SVEL), feet per minute or meters per second; 7. Day and night setting of minimum flow (MINFLO), cubic feet per minute; 8. High speed limit (HVEL) day / night value setting, F / m or M / sec; 9. Day / night setting of low speed limit (LVEL), F / m or M / sec; 10. Mid-high speed limit (MVEL) day / night value setting, F / m or M / sec; 11. Mid / low speed limit (IVEL) day / night setting, F / m or M / sec; 12. Proportional gain coefficient (KP) setting, analog output per error, percent; 13. setting of integral gain factor (KI), product of analog output and minute time per error, percent; 14. setting of differential gain coefficient (KD), product of analog output and minute time per error, percent; The feedforward gain coefficient (K) when a variable speed drive is used instead of a damper as a control device
F) Setting, analog output per CFM.

【0046】16.非常スイッチが操作されたとき、ユ
ーザが全排気流量を継続したい時間(DELTIME)
を秒で設定。
16. Time when the user wants to continue full exhaust flow when the emergency switch is operated (DELTIME)
Set in seconds.

【0047】17.非常スイッチが操作され、DELT
IMEが満了したとき、使用者が保持したい最終排気流
量のプリセットパーセント(SAFLOQ)を設定。
17. Emergency switch operated, DELT
When the IME expires, set a preset percentage (SAFLOQ) of the final exhaust flow that the user wants to keep.

【0048】上記の情報が動作のモードを制御し、また
動作の昼または夜モード時における流量限を制御するの
に使われる。コントローラ20は、該当の情報がユーザ
によって与えられない場合に、前記3−7項の各ステッ
プを計算するためのプログラムされた命令を含む。この
ため、平均面速度の昼夜値が設定されると、コントロー
ラ20は平均面速度の120%である高速度限、80%
である低速度限、及び90%である中速度限をそれぞれ
計算する。尚、これらのパーセント値は所望に応じ調整
し得ることが理解されるべきである。入力すべきその他
の情報には、煙霧フードの物理的構造に関連した以下の
情報が含まれる。以下の情報のうち一部は、垂直または
水平方向にだけ移動可能なサッシドアの場合不必要なこ
ともあるが、両方の組合せでは全ての情報が必要とな
る。必要な情報には、1つまたはそれより多いサッシド
アによって覆われる高さ及び幅の寸法が定義された垂直
方向の区分が含まれる。各区分に1つより多いサッシド
アが設けられる場合、二重サッシの住居用窓と同様、そ
れらのドアは垂直方向に移動可能なサッシドアとなる。
与えられるべき情報は次のものを含む: 18.垂直方向の区分数を入力; 19.各区分の高さを入力、インチ; 20.各区分の幅を入力、インチ; 21.区分毎のトラック数を入力; 22.トラック当りの水平サッシの数を入力; 23.最大サッシ高さを入力、インチ; 24.サッシ幅を入力、インチ; 25.サッシ左縁からのサッシセンサの位置を入力、イ
ンチ; 26.区分当りのバイパス面積を入力、平方インチ; 27.区分当りの最小面面積を入力、平方インチ; 28.水平サッシ上方の頂部リップ高さを入力、イン
チ; 煙霧フードコントローラ20は、一連の命令を実施する
ことによって煙霧フードを通る空気の流れを制御するよ
うにプログラムされており、その概略が図11のフロー
チャートに含まれている。始動後、情報をディスプレイ
に出力し、時刻を求めてから、コントローラ20は全て
のドアの初期サッシ位置を読み取り(ブロック15
0)、次いでこの情報が開放面面積を演算するのに使わ
れる(ブロック152)。前になされていなければ、こ
こでオペレータは平均面速度の設定点を設定でき(ブロ
ック154)、この情報が後で開放面面積と共に、前に
測定及び計算された煙霧フードの開放面積を前提とし
て、所定の平均面速度を与えるのに必要な排気流量設定
点(SFLOW)を演算するのに使われる(ブロック1
56)。次いで、演算された煙霧フードの排気流量設定
点が予め設定されたまたは必要な最小流量と比較され
(ブロック158)、演算設定点が最小流量よりも小さ
いと、コントローラは設定点流量を予め設定された最小
流量に設定する(ブロック160)。演算設定点が最小
流量より大きければ、そのまま保持され(ブロック16
2)、両方の制御ループに与えられる。
The above information controls the mode of operation and is used to control the flow limit during the day or night mode of operation. The controller 20 includes programmed instructions for calculating each of the steps 3-7 if the relevant information is not provided by the user. Therefore, when the day / night value of the average surface speed is set, the controller 20 sets the high speed limit, which is 120% of the average surface speed, to 80%.
Is calculated, and a medium speed limit of 90% is calculated. It should be understood that these percentages can be adjusted as desired. Other information to enter includes the following information related to the physical structure of the fume hood: Some of the following information may not be necessary for a sash door that can be moved only vertically or horizontally, but all information is required for a combination of both. The required information includes a vertical section with defined height and width dimensions that are covered by one or more sash doors. If more than one sash door is provided in each section, the doors will be vertically movable sash doors, similar to a double sash residential window.
The information to be provided includes: Enter the number of segments in the vertical direction; 20. Enter the height of each section, inches; 21. Enter the width of each section, inches; 21. Enter the number of tracks for each section; 22. Enter the number of horizontal sashes per track; Enter the maximum sash height, inches; Enter sash width, inches; 25. Enter sash sensor position from left edge of sash, inches; 26. Enter bypass area per section, square inches; 28. Enter minimum surface area per section, square inches; Enter the top lip height above the horizontal sash, in inches; the fume hood controller 20 is programmed to control the flow of air through the fume hood by performing a series of commands, schematically shown in FIG. It is included in the flowchart. After starting, the information is output to the display and the time is obtained, and then the controller 20 reads the initial sash positions of all the doors (block 15).
0), then this information is used to calculate the open area (block 152). If not previously done, the operator can now set the average surface velocity set point (block 154), and this information is later taken together with the open surface area, given the previously measured and calculated fume hood open area. , Used to calculate the required exhaust flow set point (SFLOW) to provide a predetermined average surface velocity (block 1)
56). The calculated fume hood exhaust flow set point is then compared to a preset or required minimum flow (block 158), and if the calculated set point is less than the minimum flow, the controller presets the set point flow. The minimum flow rate is set (block 160). If the operation set point is larger than the minimum flow rate, it is kept as it is (block 16).
2), given to both control loops.

【0049】煙霧フードコントローラに可変速のファン
ドライブが存在する場合、すなわちいくつかの煙霧フー
ドが共通の排気ダクトに接続されていずダンパーによっ
て制御されない場合、コントローラはフィードフォワー
ド制御ループを実行し(ブロック164)、オープンル
ープ型の制御動作を表し加算ジャンクション166に送
られる制御信号を与える。この制御動作では、ブロワー
の速度の予測値が煙霧フードの計算された開口と平均面
速度設定点とに基づいて発生される。こうして発生され
たブロワーの速度の予測値によって、ブロワーモータが
平均面速度を維持するように迅速に速度を変化させる。
尚、フィードフォワード態様の制御はサッシ位置が変化
されたとき及びそれが変化された後でだけ呼び出され、
煙霧フードを通る空気量を制御するのに可変速のブロワ
ーが使われる場合には、平均面速度を一定に維持するの
に別の制御ループが支配的な制御動作を行うことが理解
されるべきである。
If there is a variable speed fan drive in the fume hood controller, ie if some fume hoods are not connected to a common exhaust duct and are not controlled by a damper, the controller executes a feedforward control loop (block 164), which represents a control operation of the open-loop type, and provides a control signal sent to the addition junction 166. In this control operation, a predicted value of the blower speed is generated based on the calculated opening of the fume hood and the average surface speed set point. The predicted value of the generated blower speed causes the blower motor to change its speed quickly so as to maintain the average surface speed.
Note that the control of the feed forward mode is called only when the sash position is changed and after it is changed,
If a variable speed blower is used to control the amount of air passing through the fume hood, it should be understood that another control loop performs the dominant control action to keep the average surface velocity constant. It is.

【0050】サッシ位置が変化して、フィードフォワー
ドループが新たな空気量を確立した後、制御ループは比
例−積分−微分制御ループに切り換わり、このループは
設定流量信号がブロック168に与えられることによっ
て実施され、ブロック168ではコントローラが、設定
流量信号と排気ダクト内の排気空気流量センサによって
測定された流量信号との差の絶対値を求めることで誤差
を演算する。演算された誤差は比例−積分−微分制御ル
ープ(PID)と称される制御ループに与えられて誤差
信号を求め(ブロック170)、この誤差信号が前のサ
ンプルからの前回誤差信号と比較され、誤差が不感帯
(デッドバンド)より小さいかどうかを判定する(ブロ
ック172)。小さければ、前回誤差信号がブロック1
74に示すように維持されるが、小さくないと、新たな
誤差信号が出力ノード176に与えられ、さらに加算ジ
ャンクション166に与えられる。加算後の誤差も前回
の出力信号と比較され、それが不感帯内にあるかどうか
を判定し(ブロック180)、不感帯内にあれば前回つ
まり前の出力が保持される(ブロック182)。不感帯
外であれば、新たな出力信号がダンパー制御器またはブ
ロワーに与えられる(ブロック184)。
After the sash position has changed and the feedforward loop has established a new air volume, the control loop switches to a proportional-integral-differential control loop, in which the set flow signal is provided to block 168. In block 168, the controller calculates the error by determining the absolute value of the difference between the set flow signal and the flow signal measured by the exhaust air flow sensor in the exhaust duct. The calculated error is provided to a control loop called a proportional-integral-differential control loop (PID) to determine an error signal (block 170), which is compared to a previous error signal from a previous sample, It is determined whether the error is less than a dead band (block 172). If smaller, the previous error signal is block 1
Maintained as shown at 74, but if not small, a new error signal is provided at output node 176 and further to summing junction 166. The error after addition is also compared to the previous output signal to determine if it is within the dead zone (block 180), and if so, the previous or previous output is retained (block 182). If not, a new output signal is provided to the damper controller or blower (block 184).

【0051】ブロック182に示したように前回出力が
出力となる場合、コントローラは測定流量(MFLO
W)を読み取り(ブロック186)、その後サッシ位置
が読み取られ(ブロック188)、正味の開放面面積が
再演算され(ブロック190)、新たな演算面積から旧
演算面積を引いたものが不感帯より小さいかどうかが判
定され(ブロック192)、小さければ旧面積が維持さ
れ(ブロック194)、再び誤差が演算される(ブロッ
ク168)。新面積から旧面積を引いたものが不感帯以
内にないと、コントローラはブロック156に示したよ
うに新たな排気流量設定点を演算する。
If the previous output is an output, as shown in block 182, the controller determines the measured flow rate (MFLO
W) (block 186), then the sash position is read (block 188), the net open surface area is recalculated (block 190), and the new calculated area minus the old calculated area is smaller than the dead zone. A determination is made (block 192), if so, the old area is maintained (block 194) and the error is calculated again (block 168). If the new area minus the old area is not within the dead zone, the controller computes a new exhaust flow set point as shown in block 156.

【0052】本発明の重要な利点の1つは、煙霧フード
コントローラが反復する方法できわめて迅速に制御方式
を実行するのに適していることである。排気空気流量セ
ンサが流量信号情報を与え、これが100ミリ秒毎に約
1サンプルの速さでマイクロプロセッサに入力され、図
11に関連して説明した制御動作が約100ミリ秒毎に
完了される。サッシドアの位置信号は、200ミリ秒毎
にマイクロプロセッサによってサンプリングされる。こ
のように迅速な制御動作の反復サンプリング及び実行の
結果、コントローラのきわめて迅速な動作が得られる。
こうしてサッシドアの移動が空気流量の調整をもたら
し、サッシドアの位置変え停止後わずか約3−4秒の時
間内で平均面速度が達成されることが判明している。こ
れは、既存の煙霧フードコントローラと比べて大幅な改
良を意味する。
One of the important advantages of the present invention is that the fume hood controller is suitable for implementing a control strategy very quickly in an iterative manner. An exhaust air flow sensor provides flow signal information, which is input to the microprocessor at a rate of about one sample every 100 milliseconds, and the control operations described in connection with FIG. 11 are completed approximately every 100 milliseconds. . The sash door position signal is sampled by the microprocessor every 200 milliseconds. This rapid repetitive sampling and execution of control actions results in a very quick action of the controller.
Thus, it has been found that movement of the sash door results in adjustment of the air flow rate and achieves an average surface velocity within only about 3-4 seconds after the sash door is repositioned and stopped. This represents a significant improvement over existing fume hood controllers.

【0053】フィードフォワード制御ループが用いられ
る場合に、このループを実行するのに使われる一連の命
令が図12のフローチャートに示してあり、コントロー
ラは排気流量設定点(SFLOW)を用いてファンドラ
イブへの制御出力を演算する(ブロック200)。この
制御出力は信号AOとして示してあり、設定流量と勾配
値の積にインタセプト点を加えたものとして演算され
る。インタセプト点とはファンドライブへの固定出力電
圧の値で、式中の勾配が排気流量とファンドライブへの
出力電圧とを相関させている。次いでコントローラはダ
クト速度(DV)を読み取り(ブロック202)、前回
のダクト速度サンプルを取り出して(ブロック204)
それをダクト速度値と設定し、最大及び最小遅延時間の
タイミング機能をスタートさせ(ブロック206)、コ
ントローラはこれを使ってダクト速度が安定状態に達し
たかどうかを確かめる。すなわちコントローラは、最大
遅延時間が経過したかどうかを判定し(ブロック20
8)、経過していれば、出力210に出力信号を与え
る。最大遅延時間が経過していないと、前回のダクト速
度サンプルと今回のダクト速度サンプルとの差の絶対値
が不感帯値以下であるかどうかをコントローラが判定す
る(ブロック212)。不感帯値以下でないと、コント
ローラは前回のダクト値を今回のダクト値サンプルと等
しく設定し(ブロック214)、その後最小遅延のタイ
ミング機能を再スタートさせる(ブロック216)。こ
の処理が終わると、コントローラは再び最大遅延が経過
したかどうかを判定する(ブロック208)。前回のダ
クト速度サンプルと今回のダクト速度サンプルとの差の
絶対値が不感帯値より小さいと、最小遅延時間が経過し
たかどうかをコントローラは判定し、ブロック218に
示したように経過していれば、出力が210に与えられ
る。経過していなければ、最大遅延時間が経過したかど
うかを再び判定する。
If a feed-forward control loop is used, the sequence of instructions used to execute this loop is shown in the flow chart of FIG. 12, where the controller uses the exhaust flow set point (SFLOW) to drive the fan drive. Is calculated (block 200). This control output is shown as signal AO and is calculated as the product of the set flow rate and the slope value plus the intercept point. The intercept point is the value of the fixed output voltage to the fan drive, and the slope in the equation correlates the exhaust flow rate with the output voltage to the fan drive. The controller then reads the duct speed (DV) (block 202) and retrieves the previous duct speed sample (block 204).
It sets the duct speed value and starts the maximum and minimum delay timing functions (block 206), which the controller uses to determine if the duct speed has reached a steady state. That is, the controller determines whether the maximum delay time has elapsed (block 20).
8) If the time has elapsed, give an output signal to the output 210. If the maximum delay has not elapsed, the controller determines whether the absolute value of the difference between the previous duct speed sample and the current duct speed sample is less than or equal to the deadband value (block 212). If not, the controller sets the previous duct value equal to the current duct value sample (block 214) and then restarts the minimum delay timing function (block 216). At the conclusion of this process, the controller again determines whether the maximum delay has elapsed (block 208). If the absolute value of the difference between the previous duct speed sample and the current duct speed sample is less than the dead zone value, the controller determines whether the minimum delay time has elapsed and, if so, as shown in block 218. , The output is provided to 210. If not, it is determined again whether the maximum delay time has elapsed.

【0054】比例−積分−微分つまりPID制御ループ
について見ると、コントローラは図13のフローチャー
トに示した各命令を実施することによってPIDループ
を実行する。コントローラはブロック168(図11参
照)で演算された誤差を、3つの別々の経路で用いる。
上方の経路において、コントローラは予め選択された比
例ゲイン係数を用い(ブロック220)、この比例ゲイ
ン係数が誤差と共に使われて比例(P)ゲインを計算し
(ブロック222)、計算された比例ゲインが加算ジャ
ンクション224に出力される。
Referring to the proportional-integral-differential or PID control loop, the controller executes the PID loop by executing the commands shown in the flowchart of FIG. The controller uses the error calculated in block 168 (see FIG. 11) in three separate paths.
In the upper path, the controller uses a preselected proportional gain factor (block 220), which is used with error to calculate a proportional (P) gain (block 222), and the calculated proportional gain is The signal is output to the addition junction 224.

【0055】またコントローラは誤差信号を使って積分
項を計算し(ブロック226)、この積分項はループ時
間と誤差の積に前回の積分和(ISUM)を加えたもの
に等しく、得られた計算値が限界と比較されて積分項に
限界を与える。次いでこの積分項が前に定義された積分
ゲイン定数と一緒に使われ(ブロック230)、コント
ローラはそれらから積分(I)ゲインを計算する(ブロ
ック232)。得られる積分ゲインは、積分ゲインの定
数に積分和の項を乗じたものである。その後、出力が加
算ジャンクション224に与えられる。
The controller also uses the error signal to calculate an integral term (block 226), which is equal to the product of the loop time and the error plus the previous integral sum (ISUM), resulting in a calculated result. The value is compared to the limit to place a limit on the integral term. This integral term is then used with the previously defined integral gain constant (block 230), and the controller calculates the integral (I) gain therefrom (block 232). The obtained integral gain is obtained by multiplying the integral gain constant by the integral sum term. Thereafter, the output is provided to summing junction 224.

【0056】さらに入力誤差は、微分ゲイン係数を計算
するのにもコントローラによって使われる。このためコ
ントローラは、前に定義された微分ゲイン係数をブロッ
ク234で入力し、これを誤差と共に用いて微分(D)
ゲインを計算する(ブロック236)。この微分ゲイン
は、PIDループを実行するのに必要な時間の逆数に微
分ゲイン係数を乗じ、これに今回のサンプル誤差から前
回のサンプル誤差を引いた差を乗じたもので、その結果
が加算ジャンクション224に与えられる。
The input error is also used by the controller to calculate the derivative gain factor. To this end, the controller inputs the previously defined derivative gain coefficient at block 234 and uses this together with the error to differentiate (D).
The gain is calculated (block 236). This differential gain is obtained by multiplying the reciprocal of the time required to execute the PID loop by the differential gain coefficient, and multiplying the difference by subtracting the previous sample error from the current sample error. 224.

【0057】図13に示したようにコントローラ20に
よって行われる制御動作は3つ別々のゲイン係数を与
え、これらが煙霧フードを通る空気量の安定状態の修正
を非常にすばやく作用する方法を与える。かかるPID
制御ループに基づく出力信号の形成は、誤差の大きさだ
けでなく、制御の微分ゲイン部分の結果も考慮にしてい
るため、誤差の変化速度も考慮に入っており、ゲインの
値の変化が変化速度に比例している。つまり、微分ゲイ
ンは実際の状態がどれくらい速く変化しているのかを把
握可能とし、実際の状態と所望の状態との誤差を最小と
するための「予測因子」として働く。積分ゲインはある
期間にわたって積分された誤差の関数である修正信号を
生成するので、実際の状態を所望の状態へ近づけるのに
必要な修正を連続ベースで与える。比例、積分及び微分
の各ゲインの適当な組合せで、ループの処理速度が速ま
り、オーバシュートすることなく所望の状態へ到達可能
となる。
The control action performed by the controller 20 as shown in FIG. 13 provides three separate gain factors, which provide a very quick way of modifying the steady state of the air volume through the fume hood. Such PID
The formation of the output signal based on the control loop takes into account not only the magnitude of the error but also the result of the differential gain part of the control. It is proportional to speed. In other words, the differential gain makes it possible to grasp how fast the actual state is changing, and acts as a "prediction factor" for minimizing the error between the actual state and the desired state. The integral gain produces a correction signal that is a function of the error integrated over time, thus providing the necessary corrections to bring the actual state closer to the desired state on a continuous basis. With an appropriate combination of the proportional, integral, and derivative gains, the processing speed of the loop is increased, and a desired state can be reached without overshooting.

【0058】PID制御動作の重要な利点は、煙霧フー
ドが配置されるラボラトリ内で生じる可能性のある変動
を、他のコントローラでは得られない方法で補償する点
にある。共通の排気マニホールドに接続された多数の煙
霧フードを有するラボラトリ室においては、共通の排気
マニホールドに接続された別の煙霧フードでサッシドア
を動かすことにより、煙霧フード排気ダクトの圧力変化
が一般的に発生する。こうした圧力変化が、サッシドア
を動かさなかった煙霧フードの平均面速度に影響を及ぼ
す。しかしPID制御動作では、排気ダクトセンサによ
って圧力の変化を求めれば、空気流量を調整できる。も
っと低い程度ではあるが、特にラボラトリ室内の差圧が
例えば室外の廊下などの標準スペースより低い圧力に維
持されている場合、ラボラトリ自体のドアの開閉によっ
て、ラボラトリ内に圧力変化が生じることもある。
An important advantage of the PID control operation is that it compensates for variations that may occur in the laboratory where the fume hood is located, in a manner not available with other controllers. In a laboratory room with multiple fume hoods connected to a common exhaust manifold, moving the sash door with a separate fume hood connected to the common exhaust manifold typically causes pressure changes in the fume hood exhaust duct. I do. These pressure changes affect the average surface velocity of the fume hood that did not move the sash door. However, in the PID control operation, the air flow rate can be adjusted by determining a change in pressure using an exhaust duct sensor. To a lesser extent, the opening and closing of the laboratory's own doors can cause pressure changes in the laboratory, especially if the differential pressure in the laboratory room is maintained at a pressure lower than the standard space, for example, an outdoor corridor. .

【0059】フィードフォワード制御ループを較正する
必要もあり、この目的のため、図14のフローチャート
に示した各命令が実施される。初期較正を行う際には、
例えばコネクタ38を介してオペレータパネルに接続可
能な手持ち式端末を介して行うのが好ましい。次いでコ
ントローラは、フィードフォワード較正がオンかどうか
を判定し(ブロック242)、オンであれば、ファンド
ライブのアナログ出力を最大値の20%の値に設定し、
これを値AO1とする(ブロック244)。その後コン
トローラは、前回のサンプルダクト速度(LSDV)を
今回のダクト速度(CDV)として設定し(ブロック2
46)、最大及び最小両タイマーをスタートさせる(ブ
ロック248)。コントローラは次のようにして、安定
状態のダクト速度を確かめる。まず、最大タイマーが満
了したかどうかをチェックし、満了していなければコン
トローラは、前回のサンプルダクト速度から今回のダク
ト速度を引いた差の絶対値が不感帯以下であるかどうか
を判定し(ブロック20)、以下であれば、最小タイマ
ーが満了しているかどうかをコントローラが判定する
(ブロック272)。満了していなければ、コントロー
ラは今回のダクト速度を読み取る(ブロック274)。
前回のサンプルダクト速度から今回のダクト速度を引い
た差の絶対値が不感帯より大きければ、前回のサンプル
ダクト速度が今回のダクト速度として設定され(ブロッ
ク276)、最小タイマーが再スタートされて(ブロッ
ク278)、今回のダクト速度が再び読み取られる(ブ
ロック274)。最大タイマーまたは最小タイマーのど
ちらかが満了していた場合、コントローラはファンドラ
イブへの前回のアナログ出力値をチェックし(ブロック
252)、前回のアナログ出力値が最大出力値の70%
であったかどうかを問い合わせる(ブロック254)。
70%でないと、ファンドライブへのアナログ出力値を
最大値AO2の70%に設定し(ブロック256)、A
O1に対応した安定状態のダクト速度を設定する。次い
でコントローラは、アナログ出力がAO2の場合におけ
る安定状態のダクト速度を確かめる手順を繰り返す(ブ
ロック258)。最大値の70%であれば、ダクト速度
をAO2の安定状態速度と対応したものにする(ブロッ
ク258)。最後にコントローラは、勾配及びインタセ
プト両値を計算する(ブロック262)。
It is also necessary to calibrate the feedforward control loop, and for this purpose the instructions shown in the flow chart of FIG. 14 are implemented. When performing initial calibration,
Preferably, for example, via a hand-held terminal that can be connected to the operator panel via connector 38. The controller then determines whether feedforward calibration is on (block 242), and if so, sets the analog output of the fan drive to a value of 20% of the maximum value;
This is set to the value AO1 (block 244). Thereafter, the controller sets the previous sample duct speed (LSDV) as the current duct speed (CDV) (block 2).
46) Start both the maximum and minimum timers (block 248). The controller determines the steady state duct speed as follows. First, the controller checks whether the maximum timer has expired. If not, the controller determines whether the absolute value of the difference between the previous sample duct speed minus the current duct speed is equal to or less than the dead zone (block 20) If so, the controller determines whether the minimum timer has expired (block 272). If not, the controller reads the current duct speed (block 274).
If the absolute value of the difference obtained by subtracting the current duct speed from the previous sample duct speed is larger than the dead zone, the previous sample duct speed is set as the current duct speed (block 276), and the minimum timer is restarted (block 276). 278), the current duct speed is read again (block 274). If either the maximum timer or the minimum timer has expired, the controller checks the previous analog output value to the fan drive (block 252) and the previous analog output value is 70% of the maximum output value.
It is inquired as to whether or not (block 254).
If it is not 70%, the analog output value to the fan drive is set to 70% of the maximum value AO2 (block 256).
A stable state duct speed corresponding to O1 is set. The controller then repeats the procedure for determining a steady state duct speed when the analog output is AO2 (block 258). If it is 70% of the maximum, the duct speed corresponds to the steady state speed of AO2 (block 258). Finally, the controller calculates both slope and intercept values (block 262).

【0060】較正処理の結果、アナログ出力値の20%
と70%におけるダクト流量が求められ、サッシドアの
位置が変えられたときに必要なファン速度をフィードフ
ォワード制御動作で正確に予測できるように、測定流量
から勾配及びインタセプト両値を求めることができる。
As a result of the calibration process, 20% of the analog output value
And 70% duct flow is determined, and both slope and intercept can be determined from the measured flow so that the required fan speed can be accurately predicted by the feedforward control operation when the position of the sash door is changed.

【0061】煙霧フードコントローラは、前述したよう
に1つまたはそれより多いサッシドアによって覆うこと
ができる煙霧フードアクセス開口の覆われていない面積
つまり開放面積を、毎秒数回の周期ベースで迅速に計算
するのに適している。アクチュエータ94は、図6に示
したように合計4つの水平方向に移動可能な各ドアの右
端に配置されるのが好ましい。スイッチング機構80の
位置指示能力が、4つのドアの各々毎に、付設トラック
に沿った対応するサッシドアの位置を示す電圧レベルを
与える。各アクチュエータ94はサッシドアの右端に示
したが、その代わりに左端に配置してもよく、あるいは
ドアの幅とアクチュエータとの関係が求められ、煙霧フ
ードコントローラへ入力されるなら、各ドアの実質上ど
の位置にも配置可能である。但し、アクチュエータ94
の配置を右端など共通の位置とすれば、覆われていない
開口の計算を簡素化できることが理解されるべきであ
る。
The fume hood controller quickly calculates the uncovered or open area of the fume hood access opening, which can be covered by one or more sash doors as described above, on a periodic basis several times per second. Suitable for The actuator 94 is preferably arranged at the right end of each of the four horizontally movable doors as shown in FIG. The position indicating capability of the switching mechanism 80 provides, for each of the four doors, a voltage level indicative of the position of the corresponding sash door along the associated track. Although each actuator 94 is shown at the right end of the sash door, it may alternatively be located at the left end, or if the relationship between the door width and the actuator is determined and input to a fume hood controller, then substantially each door is substantially It can be placed at any position. However, the actuator 94
It is to be understood that the placement of the common position, such as the right end, can simplify the calculation of uncovered openings.

【0062】図6に示した煙霧フードは、それ自体が垂
直方向に移動可能なフレーム構造体78内に収納された
4つの水平方向に移動可能なドア76を有しており、本
発明の煙霧フードコントローラは、一方向すなわち水平
方向に移動可能な4つまでのサッシドアと、垂直方向に
移動可能なサッシドアフレームに対して用いるのに適し
ている。しかし、水平または垂直どちらであるかに関わ
りなく、位置情報を入力する5つのアナログ入力ポート
がコントローラに存在するので、コントローラは合計5
つまでの水平及び垂直方向に可動なドアの任意の組合せ
と適合するように構成可能である。このため、図面には
特に示してないが、一部の市販煙霧フードに見られるよ
うな垂直方向に移動可能なダブルサッシドアで、このダ
ブルサッシ構成がそれ自体水平方向に移動可能な1つの
フレーム構造体内に収納されているものにも適用でき
る。本発明の煙霧フードコントローラは、図6に示した
ような2つのトラックに沿って水平方向に移動可能なサ
ッシドアに対する動作とほぼ同様に、垂直方向のダブル
サッシドア構成も扱える。
The fume hood shown in FIG. 6 has four horizontally movable doors 76 which are housed within a vertically movable frame structure 78, and the fume hood of the present invention. The food controller is suitable for use with up to four sash doors that can be moved in one direction, i.e., horizontally, and sash door frames that can be moved in a vertical direction. However, the controller has a total of 5 analog input ports, regardless of whether it is horizontal or vertical, for inputting position information, since the controller has 5 analog input ports.
Configurable to fit any combination of up to three horizontally and vertically movable doors. For this reason, although not specifically shown in the drawings, a vertically movable double sash door such as that found in some commercial fume hoods, the double sash configuration being itself a single horizontally movable frame structure It can also be applied to those stored inside the body. The fume hood controller of the present invention can handle a vertical double sash door configuration in much the same way as operating on a sash door that can move horizontally along two tracks as shown in FIG.

【0063】次に図15を参照すると、煙霧フードコン
トローラにおいて図6の実施例に示したような4つの水
平方向に移動可能なドアを備えた煙霧フードの開口の非
覆い部を計算する動作のフローチャートが示してある。
このフローチャートの動作は、図4の実施例で非覆い面
積を求めるのにも適用できる。最初のステップでは各サ
ッシドアの位置を読み取リ(ブロック300)、これは
サッシドアを分類し、開口の左縁に対するサッシドア位
置を求めることで行われる(ブロック302)。尚、右
縁からの位置測定も同じく容易にできるが、ここでは便
宜上左縁を選んだ。次いで、コントローラは開放面積を
ゼロに等しく初期設定し(ブロック304)、その後開
口の左縁に最も近いサッシドアの右縁とそのサッシドア
に隣接した次のサッシドアの右縁との間の距離を演算す
る(ブロック306)。
Referring now to FIG. 15, the fume hood controller calculates the uncovered portion of the fume hood opening with four horizontally movable doors as shown in the embodiment of FIG. A flowchart is shown.
The operation of this flowchart can be applied to obtain the uncovered area in the embodiment of FIG. The first step is to read the position of each sash door (block 300), which is done by classifying the sash doors and determining the sash door position relative to the left edge of the opening (block 302). Although the position measurement from the right edge can be easily performed, the left edge is selected here for convenience. The controller then initializes the open area equal to zero (block 304) and then computes the distance between the right edge of the sash door closest to the left edge of the opening and the right edge of the next sash door adjacent to that sash door. (Block 306).

【0064】アクチュエータの位置によって求められた
両縁間の差がサッシドアの幅より大きいと(ブロック3
08)、正味の開放面積が正味の開放面積+差−サッシ
ドア幅に等しく設定され(ブロック310)、この値が
メモリ内に記憶される。前記差がサッシドアの幅より小
さいと、プログラムは図示のように、次の2つの対を成
すサッシドアについて上記処理を繰り返す(ブロック3
12)。尚いずれにせよ、プログラムは次の2つの対を
成すサッシドアについての処理を同様に繰り返す。コン
トローラは全てのサッシドア間の開放面積を計算する反
復を行った後、左側開口に相当する最も近いサッシドア
の右縁とトラックの左縁との間の距離をチェックし(ブ
ロック314)、この左側差がサッシドアの幅より小さ
いと(ブロック316)、次にコントローラは最も遠い
サッシドアの左縁とトラックの右縁との間の距離、すな
わち右側差をチェックする(ブロック318)。前記左
側差がサッシドアの幅より小さくないと、正味の開放面
積が正味の開放面積+左側差に等しく定められる(ブロ
ック320)。
If the difference between the two edges determined by the position of the actuator is larger than the width of the sash door (block 3)
08), net open area is set equal to net open area + difference-sash door width (block 310) and this value is stored in memory. If the difference is less than the width of the sash door, the program repeats the process for the next two pairs of sash doors as shown (block 3).
12). In any case, the program repeats the same process for the next two pairs of sash doors. After performing an iteration to calculate the open area between all sash doors, the controller checks the distance between the right edge of the nearest sash door and the left edge of the truck, which corresponds to the left opening (block 314), and determines this left difference. If is less than the width of the sash door (block 316), then the controller checks the distance between the left edge of the furthest sash door and the right edge of the truck, the right difference (block 318). If the left difference is not less than the width of the sash door, the net open area is determined equal to the net open area plus the left difference (block 320).

【0065】次いでコントローラは、右側差がサッシド
アの幅より小さいかどうかを判定し(ブロック32
2)、小さければ固定面積の存在する場合、正味の開放
面積が正味の開放面積+固定面積に等しく設定される
(ブロック324)。ここで、固定面積とは予めプロブ
ラム設定されたバイパス面積のことである。前記右側差
がサッシドアの幅より小さくないと、コントローラは、
正味の開放面積が正味の開放面積+右側差に等しいと定
める(ブロック326)。こうして正味の開放面積は、
各サッシドア間、最も右側のサッシドアの右縁と開口の
右縁との間、及び最も左側のサッシドアの左縁と開口の
左縁との間の各開放面積の和として定められる。
The controller then determines whether the right difference is less than the width of the sash door (block 32).
2) If less, if there is a fixed area, the net open area is set equal to the net open area plus the fixed area (block 324). Here, the fixed area refers to a bypass area preset in a program. If the right difference is not less than the width of the sash door, the controller:
A determination is made that the net open area is equal to the net open area plus the right difference (block 326). Thus the net open area is
It is defined as the sum of the open areas between each sash door, between the right edge of the rightmost sash door and the right edge of the opening, and between the left edge of the leftmost sash door and the left edge of the opening.

【0066】次に図16を参照すれば、複数の垂直方向
に移動可能なサッシドアを有する煙霧フードの開口の非
覆い面積を本装置で求める動作のフローチャートが示し
てある。コントローラを最初に構成するとき、各区分の
幅、区分の数、最小面面積、すなわちバイパス面積とサ
ッシドアを閉めた状態におけるその他の残留開放面積と
の和、及び区分当りのサッシドア数を入力する必要があ
る(ブロック330)。次いでコントローラは、面積を
ゼロに等しく設定し(ブロック332)、第1区分につ
いての計算を開始し(ブロック334)、旧高さをゼロ
に等しく設定する(ブロック336)。その後第1サッ
シドアについての計算を開始し(ブロック338)、サ
ッシ位置(AI)を読み取り(ブロック340)、前述
の較正ルーチンから勾配とインタセプトを入力し(ブロ
ック342)、該当サッシドア及び区分の高さを計算す
る(ブロック344)。次にコントローラは、それが第
1サッシドアであるかどうかを判定し、そうであれば区
分の高さとした(ブロック348)後、区分の幅を得
(ブロック350)、高さと幅を乗ずることによって面
積を計算する(ブロック358)。サッシドアが第1サ
ッシドアでないと、コントローラは区分及びサッシの高
さが旧高さより小さいかどうかを判定し、小さければ区
分の高さが高さとして設定され(ブロック352)、次
のサッシドアが照会の対象とされる(ブロック35
4)。そして旧高さが検索され(ブロック356)、コ
ントローラはブロック338に戻って別の区分及びサッ
シドアについての計算を繰り返す。ある1区分の各サッ
シドアについて考慮し終わり、区分の面積を求めた後
(ブロック358)、コントローラは区分面積が最小流
れ面積より小さいかどうかを判定し、小さければその面
積が最小流れ面積に設定される(ブロック362)。区
分面積が最小流れ面積より大きいと、区分面積がパイパ
ス積+計算された区分面積と等しく定められる(ブロッ
ク364)。次いで、面積を前の計算面積+考慮対象の
区分面積として計算し(ブロック366)、コントロー
ラは次の区分の考慮へと進む(ブロック368)。全て
の区分について考慮し終わった後、総面積が得られる
(ブロック370)。
Referring now to FIG. 16, there is shown a flow chart of the operation of the apparatus for determining the uncovered area of the opening of the fume hood having a plurality of vertically movable sash doors. When configuring the controller for the first time, it is necessary to enter the width of each section, the number of sections, the minimum surface area, i.e., the sum of the bypass area and other remaining open areas when the sash door is closed, and the number of sash doors per section. There is (block 330). The controller then sets the area equal to zero (block 332), begins the calculation for the first section (block 334), and sets the old height equal to zero (block 336). Thereafter, the calculations for the first sash door begin (block 338), the sash position (AI) is read (block 340), and the slope and intercept from the calibration routine described above are entered (block 342), and the height of the corresponding sash door and section is reached. Is calculated (block 344). Next, the controller determines whether it is the first sash door, and if so, the section height (block 348), then obtains the section width (block 350) and multiplies the height by the width. The area is calculated (block 358). If the sash door is not the first sash door, the controller determines whether the section and sash heights are less than the old height; if so, the section height is set as the height (block 352), and the next sash door is queried. Targeted (block 35
4). The old height is then retrieved (block 356) and the controller returns to block 338 to repeat the calculations for another section and sash door. After considering each sash door in a section and determining the area of the section (block 358), the controller determines whether the section area is less than the minimum flow area, and if so, sets the area to the minimum flow area. (Block 362). If the section area is greater than the minimum flow area, the section area is determined equal to the bypass product plus the calculated section area (block 364). The area is then calculated as the previous calculated area plus the partition area to be considered (block 366), and the controller proceeds to consider the next partition (block 368). After considering all partitions, the total area is obtained (block 370).

【0067】本発明の重要な特徴によれば、本装置は図
6に示した煙霧フードのように、2組のトラックに沿っ
て水平方向に移動可能な4つのサッシドアを有し、各組
のトラックがそれ自体垂直方向に移動可能なフレーム構
造体内に収納されている垂直及び水平両方向に移動可能
なサッシドアの組合せの非覆い面積を求めるのにも適用
できる。前述したように、約2インチの前方厚さを有
し、正確な寸法はメーカーの設計に応じて変わる上方リ
ップ77、フレーム78の下方リップ79、及びバイパ
ス面積75も存在する。前述の説明から理解されるよう
に、フレーム78がその最下位置にあるとき、バイパス
面積全体が「開」で、空気がそこを通って移動する。フ
レームが上昇するにつれ、図示のごとく開口を覆ってい
るサッシドア76の部分がバイパス面積を次第に覆って
いく。図6の特定の図示状態では、水平方向に移動可能
な各ドアが相互に重複して完全に閉じられているが、フ
レームはわずかに上昇して示してある。
In accordance with an important feature of the present invention, the apparatus has four sash doors that can be moved horizontally along two sets of trucks, such as the fume hood shown in FIG. It can also be applied to determine the uncovered area of a combination of vertically and horizontally movable sash doors in which the truck itself is housed in a vertically movable frame structure. As mentioned above, there is also an upper lip 77, a lower lip 79 of the frame 78, and a bypass area 75, having a front thickness of about 2 inches, the exact dimensions of which depend on the design of the manufacturer. As will be appreciated from the foregoing description, when the frame 78 is in its lowest position, the entire bypass area is "open" and air moves therethrough. As the frame rises, the portion of the sash door 76 that covers the opening, as shown, gradually covers the bypass area. In the particular illustrated state of FIG. 6, the horizontally movable doors are completely closed one above the other, but the frame is shown slightly elevated.

【0068】組合せサッシドア式煙霧フードの非覆い面
積を求めるには、以下の所定ステップが実施される。正
味の開放面積すなわち非覆い面積は、垂直(以後式中に
おいては「V」で表す)面積と水平(以後式中において
は「H」で表す)面積との和である: 正味の開放面積=V面積+H面積 ここで、水平面積は次のように定められる: H面積=H幅*{パネル高さ;パネル高さ+頂部リップ
高さ+最小面高さ−サッシ高さ;0)の最小値}の最小
値 ここで、H幅は水平方向に移動可能なサッシドアについ
て行われる前述の処理動作から得られる。垂直面積(V
面積)は次式から求められる: V面積=(サッシ高さ*V幅;最小面面積)の最大値 最後に、正味の面面積は正味の開放面積と固定またはバ
イパス面積の和に等しい: 正味の面面積=正味の開放面積+固定面積
To determine the uncovered area of the combined sash door type fume hood, the following predetermined steps are performed. The net open area, or uncovered area, is the sum of the vertical (hereinafter referred to as "V") area and the horizontal (hereinafter referred to as "H") area: Net open area = V area + H area Here, the horizontal area is defined as follows: H area = H width * {panel height; panel height + top lip height + minimum surface height−sash height; minimum of 0) Here, the H width is obtained from the above-described processing operation performed on the sash door movable in the horizontal direction. Vertical area (V
The area is determined from the following equation: V area = maximum value of (sash height * V width; minimum surface area) Finally, the net surface area is equal to the sum of the net open area and the fixed or bypass area: net Area = net open area + fixed area

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の詳しい説明から理解されるよう
に、図面に示し上述したきわめて効果的で効率的な煙霧
フードコントローラは、従来の既存コントローラと比べ
て顕著な利点をもたらす。煙霧フードコントローラは、
現時点で入手可能なほぼどんな種類の煙霧フードでも制
御するように構成でき、サッシ位置が変えられたりある
いはその他の変動が生じた場合でも、煙霧フードを通る
空気の流量をきわめて迅速に調整して、平均面速度を所
望の値に維持する能力を有し、かかる調整が約3−4秒
以内に安定状態の動作をもたらす。
As will be appreciated from the foregoing detailed description, the highly effective and efficient fume hood controller shown in the drawings and described above provides significant advantages over conventional existing controllers. The fume hood controller is
It can be configured to control almost any type of fume hood available at the moment, and adjusts the flow rate of air through the fume hood very quickly, even if the sash position is changed or otherwise fluctuated. With the ability to maintain the average surface speed at the desired value, such adjustment will result in steady state operation within about 3-4 seconds.

【0070】本発明の各種実施例を図示し説明したが、
各種の代替、代用及び等価物を使用可能であり、本発明
は特許請求の範囲の記載及びそれと等価の内容によって
のみ制限されるものであることが理解されるべきであ
る。
While various embodiments of the present invention have been shown and described,
It should be understood that various alternatives, substitutions and equivalents may be used, and the present invention is limited only by the following claims and equivalents thereof.

【0071】本発明の各種の特徴は、特許請求の範囲の
各項に記載されている。
Various features of the invention are set forth in the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は建屋の暖房、換気及び空調のモニター及
び制御系のルームコントローラと併せて示した本発明の
装置の概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the apparatus of the present invention shown in conjunction with a room controller for monitoring and controlling heating, ventilation and air conditioning of a building.

【図2】煙霧フードコントローラのブロック図で、正面
図を示したオペレータパネルと接続して示してある。
FIG. 2 is a block diagram of the fume hood controller, shown connected to an operator panel showing a front view.

【図3】垂直方向に作動可能なサッシドアを有する代表
的な煙霧フードの正面概略図。
FIG. 3 is a front schematic view of an exemplary fume hood having a vertically actuatable sash door.

【図4】水平方向に作動可能なサッシドアを有する代表
的な煙霧フードの正面概略図。
FIG. 4 is a schematic front view of an exemplary fume hood having a horizontally actuatable sash door.

【図5】図4の5−5線にほぼ沿った断面図。FIG. 5 is a sectional view taken substantially along the line 5-5 in FIG. 4;

【図6】水平及び垂直両方向に作動可能なサッシドアを
有する代表的な組合せサッシ煙霧フードの正面概略図。
FIG. 6 is a front schematic view of an exemplary combination sash fume hood having a sash door operable in both horizontal and vertical directions.

【図7】スイッチング手段を示す複数のドアサッシ位置
の電気概略図。
FIG. 7 is an electrical schematic diagram of a plurality of door sash positions showing switching means.

【図8】ドアサッシ位置スイッチング手段の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a door sash position switching means.

【図9】煙霧フードのサッシドアの位置を求める電気回
路の概略図。
FIG. 9 is a schematic diagram of an electric circuit for determining a position of a sash door of the fume hood.

【図10】図11、12、13、14及び15の相対的
な位置関係を示すブロック図で、合わせて本発明を実施
した煙霧フードコントローラ用電気回路の概略図を構成
する。
FIG. 10 is a block diagram showing a relative positional relationship among FIGS. 11, 12, 13, 14 and 15, and also constitutes a schematic diagram of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図11】図12、13、14及び15につながれて、
本発明を実施した煙霧フードコントローラ用電気回路の
概略図を構成する。
11 is connected to FIGS. 12, 13, 14 and 15;
1 is a schematic view of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図12】図11、13、14及び15につながれて、
本発明を実施した煙霧フードコントローラ用電気回路の
概略図を構成する。
FIG. 12 is connected to FIGS. 11, 13, 14 and 15;
1 is a schematic view of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図13】図11、12、14及び15につながれて、
本発明を実施した煙霧フードコントローラ用電気回路の
概略図を構成する。
FIG. 13 is linked to FIGS. 11, 12, 14 and 15;
1 is a schematic view of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図14】図11、12、13及び15につながれて、
本発明を実施した煙霧フードコントローラ用電気回路の
概略図を構成する。
FIG. 14 is linked to FIGS. 11, 12, 13 and 15;
1 is a schematic view of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図15】図11、12、13及び14につながれて、
本発明を実施した煙霧フードコントローラ用電気回路の
概略図を構成する。
FIG. 15 is linked to FIGS. 11, 12, 13 and 14;
1 is a schematic view of an electric circuit for a fume hood controller embodying the present invention.

【図16】本発明の煙霧フードコントローラの全体的動
作のフローチャート。
FIG. 16 is a flowchart of the overall operation of the fume hood controller of the present invention.

【図17】本発明の煙霧フードコントローラの動作の一
部のフローチャートで、本発明の好ましい実施例の一つ
に含まれるフィードフォワード制御方式の動作を特に示
す。
FIG. 17 is a flowchart of a part of the operation of the fume hood controller of the present invention, particularly illustrating the operation of the feedforward control method included in one of the preferred embodiments of the present invention.

【図18】本発明の煙霧フードコントローラの動作の一
部のフローチャートで、本発明を実施した比例ゲイン、
積分ゲイン及び微分ゲイン制御方式の動作を特に示す。
FIG. 18 is a partial flowchart of the operation of the fume hood controller of the present invention, showing a proportional gain embodying the present invention;
In particular, the operation of the integral gain and differential gain control schemes is shown.

【図19】本発明の煙霧フードコントローラの動作の一
部のフローチャートで、フィードフォワード制御方式の
較正の動作を特に示す。
FIG. 19 is a flow chart of a part of the operation of the fume hood controller of the present invention, specifically illustrating the operation of the feedforward control type calibration.

【図20】本発明を実施した煙霧フードコントローラの
動作の一部のフローチャートで、多数の水平方向に移動
可能なサッシドアの非覆い開口を計算する動作を特に示
す。
FIG. 20 is a flow chart of a portion of the operation of a fume hood controller embodying the present invention, specifically illustrating the operation of calculating the uncovered openings of a number of horizontally movable sash doors.

【図21】本発明を実施した煙霧フードコントローラの
動作の一部のフローチャートで、多数の水平及び垂直方
向に移動可能なサッシドアの非覆い開口を計算する動作
を特に示す。
FIG. 21 is a flow chart of a portion of the operation of a fume hood controller embodying the present invention, specifically illustrating the operation of calculating the uncovered openings of a number of horizontally and vertically movable sash doors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 煙霧フードコントローラ 22 ルームコントローラ 24 排気コントローラ 34 オペレータパネル 40 表示手段(ディスプレイ) 49 実際の空気流量測定手段(排気空気流量センサ) 60、64、74 煙霧フード 62、66、76 サッシドア 68 トラック 70 排気ダクト 78 フレーム手段 80 ドア位置測定手段(スイッチング手段、機構) 84 抵抗手段 94 アクチュエータ手段 Reference Signs List 20 fume hood controller 22 room controller 24 exhaust controller 34 operator panel 40 display means (display) 49 actual air flow measuring means (exhaust air flow sensor) 60, 64, 74 fume hood 62, 66, 76 sash door 68 truck 70 exhaust duct 78 Frame means 80 Door position measuring means (switching means, mechanism) 84 Resistance means 94 Actuator means

フロントページの続き (72)発明者 スティーブン、エル、フリッチェ アメリカ合衆国、イリノイ州 60060、 マンデライン、カーディナルコート 425 (72)発明者 スティーブン、ディー、ヤコブ アメリカ合衆国、イリノイ州 60172、 ローゼル、ハムステッドコート 344Continuing the front page (72) Inventor Stephen, El, Fritche, United States, 60060, Illinois, Mandelain, Cardinal Court 425 (72) Inventor Steven, Dee, Jacob United States, Illinois 60172, Roselle, Hampstead Court 344

Claims (32)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】移動されるにつれて開口を覆う少なくとも
1つの可動なサッシドアを有する煙霧フードの開口の非
覆い部を通る所定の平均面速度を維持するように煙霧フ
ードを通る空気流量を制御するための装置で、前記煙霧
フードが空気及び煙霧をそこから排出させる排気ダクト
に連通されているものにおいて、 各可動サッシドアの位置を検出し、サッシドアの位置を
示す位置信号を発生する手段と、 前記位置信号に応じて、前記開口の非覆い部のサイズを
計算する手段と、 前記排気ダクトを通る実際の空気流量を測定し、排気ダ
クトを通る実際の空気流量を示す実流量信号を発生する
手段と、 コントローラ手段から受信される制御信号に応じて前記
排気ダクトを通る空気の流量を変える変調手段と、 前記位置信号と前記実流量信号に応じて前記流量変調手
段を制御し、所定の最小流量信号値あるいは前記非覆い
部の計算されたサイズを関数とした所望の流量信号値の
うち大きい方を発生するコントローラ手段で、前記所望
の流量信号が前記開口の非覆い部を通る所定の平均面速
度を維持するのに充分な流量に対応しており、前記コン
トローラ手段が前記所望の流量信号と前記実流量信号を
比較して、両信号間に存在する誤差を示す誤差信号を発
生し、さらに前記実流量信号が前記所定の最小流量信号
を上回るとき前記誤差信号を所定の最小値へ減少させる
かあるいは所定の最小流量を与える制御信号を選択的に
発生して前記変調手段に出力するコントローラ手段とを
具備することを特徴とする煙霧フードの換気を制御する
装置。
1. A method for controlling air flow through a fume hood so as to maintain a predetermined average surface velocity through an uncovered portion of the fume hood opening having at least one movable sash door covering the opening as it is moved. Means for detecting the position of each movable sash door and generating a position signal indicating the position of the sash door, wherein the fume hood is in communication with an exhaust duct for discharging air and fumes therefrom; Means for calculating the size of the uncovered portion of the opening in response to the signal; means for measuring the actual air flow rate through the exhaust duct and generating an actual flow signal indicative of the actual air flow rate through the exhaust duct; Modulating means for changing a flow rate of air passing through the exhaust duct in response to a control signal received from the controller means; Controller means for controlling the flow rate modulating means to generate the larger of a predetermined minimum flow signal value or a desired flow signal value as a function of the calculated size of the uncovered portion, Corresponds to a flow rate sufficient to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of the opening, and the controller means compares the desired flow rate signal with the actual flow rate signal and determines between the two signals. Generating an error signal indicating an error existing in the control signal, and further selecting a control signal that reduces the error signal to a predetermined minimum value or provides a predetermined minimum flow rate when the actual flow rate signal exceeds the predetermined minimum flow rate signal. A controller means for controlling the ventilation of the fume hood.
【請求項2】前記煙霧フードが、垂直方向に移動可能で
前記開口を選択的に覆ったり開放する1つのサッシドア
を有し、前記検出手段が、サッシドアの垂直方向の移動
につれサッシドアに付設されたアクチュエータ手段によ
って長さに沿った異なる位置で接触をなすようにサッシ
ドアに隣接して配置された細長い抵抗手段を備え、前記
位置信号が前記検出手段から、前記サッシドアの位置を
示す電圧レベルとして発生されることを特徴とする請求
項1記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
2. The fume hood has one sash door movable vertically and selectively covering or opening the opening, and the detecting means is attached to the sash door as the sash door moves vertically. Elongate resistance means positioned adjacent to the sash door so as to make contact at different locations along the length by the actuator means, wherein the position signal is generated from the detection means as a voltage level indicative of the position of the sash door. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記煙霧フードが、少なくとも水平方向に
移動可能で前記開口を選択的に覆ったり開放する複数の
サッシドアを有し、前記検出手段が、各サッシドアの水
平方向の移動につれ各サッシドアに付設されたアクチュ
エータ手段によって長さに沿った異なる位置で接触をな
すようにサッシドアに隣接して配置された細長い抵抗手
段を備え、前記位置信号が前記検出手段から、前記各サ
ッシドアの水平位置を示す電圧レベルとして発生される
ことを特徴とする請求項1記載の煙霧フードの換気を制
御する装置。
3. The fume hood has a plurality of sash doors which are movable at least in a horizontal direction and selectively cover or open the opening, and wherein the detecting means is provided on each sash door as the sash doors move in a horizontal direction. Elongate resistance means disposed adjacent to the sash door so as to make contact at different locations along the length by associated actuator means, the position signal indicating from the detection means the horizontal position of each of the sash doors. 2. The device for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein the device is generated as a voltage level.
【請求項4】前記複数のサッシドアが垂直方向に移動可
能なフレーム手段に装着され、前記検出手段が、前記フ
レーム手段の垂直方向の移動につれフレーム手段に付設
されたアクチュエータ手段によって長さに沿った異なる
位置で接触をなすようにフレーム手段に隣接して配置さ
れた別の細長い抵抗手段をさらに備え、前記位置信号が
前記検出手段から、前記各サッシドアの垂直位置を示す
電圧レベルとしても発生されることを特徴とする請求項
3記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
4. A plurality of sash doors are mounted on vertically movable frame means, and said detecting means is moved along a length by actuator means attached to said frame means as said frame means moves in a vertical direction. A further elongated resistance means arranged adjacent to the frame means to make contact at different positions, wherein the position signal is also generated from the detection means as a voltage level indicative of a vertical position of each of the sash doors. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 3, wherein:
【請求項5】前記変調手段がモータ駆動のブロワー手段
からなり、該モータがモータの速度を変えて前記排気ダ
クト内の排気空気流量を変化させるモータコントローラ
によって制御されることを特徴とする請求項1記載の煙
霧フードの換気を制御する装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said modulating means comprises a blower means driven by a motor, and said motor is controlled by a motor controller which changes a speed of a motor to change a flow rate of exhaust air in said exhaust duct. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1.
【請求項6】前記変調手段が排気ダクト内に配置された
ダンパー手段と、該ダンパー手段の位置を変えて排気ダ
クトを通る空気の流量を変化させる操作手段とからなる
ことを特徴とする請求項1記載の煙霧フードの換気を制
御する装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said modulating means comprises damper means disposed in the exhaust duct, and operating means for changing a position of the damper means to change a flow rate of air passing through the exhaust duct. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1.
【請求項7】前記空気流量測定手段が流量センサからな
ることを特徴とする請求項1記載の煙霧フードの換気を
制御する装置。
7. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein said air flow measuring means comprises a flow sensor.
【請求項8】前記空気流量測定手段が、排気ダクト内に
位置され一連のオリフィスを有する管の両側での差圧を
測定する手段からなることを特徴とする請求項1記載の
煙霧フードの換気を制御する装置。
8. The ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein said means for measuring air flow comprises means for measuring the differential pressure across a tube located in an exhaust duct and having a series of orifices. Device to control the.
【請求項9】前記コントローラ手段が、前記実流量の連
続した一連の測定サンプルを取ることによって前記誤差
信号を発生し、この際前記連続したサンプルから前記誤
差信号の3つの異なる係数を求め、これらの係数成分を
加算して前記誤差信号を発生し、前記3つの係数が比例
動作係数、積分動作係数及び微分動作係数からなること
を特徴とする請求項1記載の煙霧フードの換気を制御す
る装置。
9. The controller means for generating the error signal by taking a continuous series of measurement samples of the actual flow rate, wherein three different coefficients of the error signal are determined from the continuous samples. 2. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein the error signal is generated by adding the coefficient components of the above-mentioned equation (1), and the three coefficients comprise a proportional operation coefficient, an integral operation coefficient, and a differential operation coefficient. .
【請求項10】任意の所与時点における前記積分動作係
数が、直前のサンプルにループの周期時間を乗じ、それ
に現サンプルから測定された誤差を加えて計算した積分
動作係数に正比例していることを特徴とする請求項9記
載の煙霧フードの換気を制御する装置。
10. The integral operating coefficient at any given point in time is directly proportional to the integral operating coefficient calculated by multiplying the immediately preceding sample by the period time of the loop and adding the error measured from the current sample. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 9, characterized in that:
【請求項11】任意の所与時点における前記微分動作係
数が、直前のサンプルと現サンプルから求めた誤差の差
をループの周期時間で割ったものに正比例していること
を特徴とする請求項9記載の煙霧フードの換気を制御す
る装置。
11. The method according to claim 1, wherein the differential operating coefficient at any given point in time is directly proportional to the difference between the error obtained from the previous sample and the current sample divided by the cycle time of the loop. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 9.
【請求項12】任意の所与時点における前記比例動作係
数が、現サンプルから求めた誤差に正比例していること
を特徴とする請求項9記載の煙霧フードの換気を制御す
る装置。
12. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 9, wherein said proportional coefficient of operation at any given time is directly proportional to the error determined from the current sample.
【請求項13】前記変調手段がモータ駆動のブロワー手
段からなり、該モータがモータの速度を変化させるモー
タコントローラによって制御され、前記コントローラ手
段が前記変調手段用のフィードフォワード制御信号を発
生すると共に、サッシドアの移動中は誤差信号の発生を
禁止し、該フィードフォワード制御信号が前記比覆い部
の計算されたサイズの関数として排気ダクトを通る空気
の実流量を予測し、その後前記コントローラ手段が誤差
信号の発生禁止を解くことを特徴とする請求項9記載の
煙霧フードの換気を制御する装置。
13. The modulating means comprises a blower means driven by a motor, the motor being controlled by a motor controller for changing a speed of the motor, wherein the controller means generates a feedforward control signal for the modulating means, Prohibiting the generation of an error signal during the movement of the sash door, the feedforward control signal predicting the actual flow rate of air through the exhaust duct as a function of the calculated size of the cover, and then the controller means 10. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 9, wherein the prohibition of the generation of the smoke is released.
【請求項14】任意の所与時点における前記フィードフ
ォワード制御信号が、勾配値に所定の設定流量値を乗
じ、それにインタセプト値を加えたものからなることを
特徴とする請求項13記載の煙霧フードの換気を制御す
る装置。
14. The fume hood of claim 13, wherein said feedforward control signal at any given point in time comprises a slope value multiplied by a predetermined set flow rate value plus an intercept value. A device that controls the ventilation of the house.
【請求項15】作業員によって観測し得る位置で前記煙
霧フードに取り付けられたオペレータパネルをさらに含
み、該オペレータパネルが前記コントローラ手段に接続
されており、さらにオペレータパネルが対応する煙霧フ
ードについて計算された平均面速度を表示すると共に、
装置の動作に関するその他の状態情報を表示する表示手
段を含むことを特徴とする請求項1記載の煙霧フードの
換気を制御する装置。
15. An operator panel attached to the fume hood at a position observable by an operator, the operator panel being connected to the controller means, wherein the operator panel is calculated for a corresponding fume hood. Average surface velocity
2. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, further comprising display means for displaying other status information on the operation of the apparatus.
【請求項16】前記オペレータパネルが前記コントロー
ラ手段を2つの動作モードのいずれかに設定する手段を
含み、該動作モードの一方が昼モードで、他方が夜モー
ドであり、前記コントローラ手段が装置の動作に関する
情報を記憶するメモリ手段を含むと共に、前記昼夜モー
ドの各々毎に別々の所定平均面速度値を受け取ることを
特徴とする請求項15記載の煙霧フードの換気を制御す
る装置。
16. The operator panel includes means for setting the controller means to one of two operation modes, one of the operation modes being a day mode and the other being a night mode, and wherein the controller means is for operating the apparatus. 16. Apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 15, including memory means for storing information relating to operation and receiving a separate predetermined average surface velocity value for each of said day and night modes.
【請求項17】前記オペレータパネルがキーボードを有
するようなコンピュータ手段に接続し得るコネクタ手段
を含み、オペレータパネルに接続されたとき、前記コン
ピュータ手段が装置によって制御すべき煙霧フードのパ
ラメータ及び動作値を定めることができることを特徴と
する請求項16記載の煙霧フードの換気を制御する装
置。
17. The operator panel includes connector means connectable to computer means such as having a keyboard, and when connected to the operator panel, the computer means sets parameters and operating values of a fume hood to be controlled by the device. 17. The device for controlling ventilation of a fume hood according to claim 16, wherein the device can be defined.
【請求項18】前記パラメータ及び動作値が、サッシド
アの数、サッシドアの可能な動き、サッシドアと煙霧フ
ード開口の物理的寸法、昼夜モード用の平均面速度を含
むことを特徴とする請求項17記載の煙霧フードの換気
を制御する装置。
18. The system according to claim 17, wherein said parameters and operating values include the number of sash doors, possible movements of the sash doors, physical dimensions of the sash doors and fume hood openings, and average surface speed for day and night modes. A device to control the ventilation of the fume hood.
【請求項19】前記開口の非覆い部のサイズを計算する
前記手段が、前記コントローラ手段内に配置された演算
手段からなることを特徴とする請求項1記載の煙霧フー
ドの換気を制御する装置。
19. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 1, wherein said means for calculating the size of the uncovered portion of said opening comprises arithmetic means disposed in said controller means. .
【請求項20】各煙霧フードの開口の非覆い部を通る所
定の平均面速度を維持するように複数の煙霧フードを通
る空気流量を制御するための装置で、移動されるにつれ
て開口を選択的に覆う少なくとも1つの可動なサッシド
アを前記各煙霧フードが有しており、さらに前記各煙霧
フードが空気及び煙霧をそこから排出させる排気ダクト
に連通され、各煙霧フード用の排気ダクトが排気系に連
通されているものにおいて、 前記各煙霧フードに付設され、各可動サッシドアの位置
を検出し、サッシドアの位置を示す位置信号を発生する
手段と、 前記位置信号に応じて、前記各煙霧フードの開口の非覆
い部のサイズを計算する手段と、 前記各煙霧フードと連通した排気ダクトを通る実際の空
気流量を測定し、排気ダクトを通る実際の空気流量を示
す実流量信号を発生する手段と、 前記各煙霧フードに付設され、コントローラ手段から受
信される制御信号に応じて、それぞれの煙霧フードと連
通した前記排気ダクトを通る空気の流量を変える変調手
段と、 前記位置信号と前記実流量信号に応じて各煙霧フードに
付設された前記流量変調手段を制御し、前記非覆い部の
計算されたサイズを関数とした所望の流量信号を発生す
るコントローラ手段で、前記所望の流量信号が前記各煙
霧フード開口の非覆い部を通る所定の平均面速度を維持
するのに充分な流量に対応しており、前記コントローラ
手段が前記所望の流量信号と前記実流量信号を各煙霧フ
ード毎に比較して、両信号間に存在する誤差を示す誤差
信号を発生し、さらに前記誤差信号を所定の最小値へ減
少させるかあるいは所定の最小流量を維持する制御信号
を選択的に、各煙霧フードに付設の前記変調手段に出力
するコントローラ手段とを具備することを特徴とする煙
霧フードの換気を制御する装置。
20. An apparatus for controlling air flow through a plurality of fume hoods to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of each fume hood opening, wherein the openings are selectively moved as they are moved. Each fume hood has at least one movable sash door covering the fume hood, and each of the fume hoods is connected to an exhaust duct for discharging air and fumes therefrom; and an exhaust duct for each fume hood is connected to an exhaust system. In communication with the fume hood, means for detecting the position of each movable sash door and generating a position signal indicating the position of the sash door, and opening the respective fume hoods in response to the position signal Means for calculating the size of the uncovered portion of the airbag, and measuring the actual airflow through the exhaust duct communicating with each of the fume hoods and indicating the actual airflow through the exhaust duct. Means for generating an actual flow rate signal, a modulation means attached to each of the fume hoods, and modulating a flow rate of air passing through the exhaust duct in communication with the respective fume hoods, in accordance with a control signal received from the controller means. Controller means for controlling the flow rate modulation means attached to each fume hood according to the position signal and the actual flow rate signal, and generating a desired flow rate signal as a function of the calculated size of the non-covered portion, The desired flow rate signal corresponds to a flow rate sufficient to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of each of the fume hood openings, and the controller means controls the desired flow rate signal and the actual flow rate signal. Is compared for each fume hood to generate an error signal indicating an error existing between the two signals, and the error signal is further reduced to a predetermined minimum value or a predetermined minimum Controller means for selectively outputting a control signal for maintaining the quantity to said modulating means associated with each fume hood.
【請求項21】前記コントローラ手段が、前記実流量の
連続した一連の測定サンプルを取ることによって前記誤
差信号を発生し、この際前記連続したサンプルから前記
誤差信号の3つの異なる係数を求め、これらの係数成分
を加算して前記誤差信号を発生し、前記3つの係数が比
例動作係数、積分動作係数及び微分動作係数からなるこ
とを特徴とする請求項20記載の煙霧フードの換気を制
御する装置。
21. The controller means for generating the error signal by taking a continuous series of measurement samples of the actual flow rate, wherein three different coefficients of the error signal are determined from the continuous samples. 21. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 20, wherein the error signal is generated by adding the coefficient components of the following formulas, and the three coefficients include a proportional operation coefficient, an integral operation coefficient, and a differential operation coefficient. .
【請求項22】任意の所与時点における前記積分動作係
数が、直前のサンプルにループの周期時間を乗じ、それ
に現サンプルから測定された誤差を加えて計算した積分
動作係数に正比例していることを特徴とする請求項20
記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
22. The integral operating coefficient at any given point in time is directly proportional to the integral operating coefficient calculated by multiplying the immediately preceding sample by the period time of the loop and adding the error measured from the current sample. 21. The method according to claim 20, wherein
A device for controlling the ventilation of the fume hood described.
【請求項23】任意の所与時点における前記微分動作係
数が、直前のサンプルと現サンプルから求めた誤差の差
をループの周期時間で割ったものに正比例していること
を特徴とする請求項20記載の煙霧フードの換気を制御
する装置。
23. The differential operating coefficient at any given point in time is directly proportional to the difference between the error obtained from the previous sample and the current sample divided by the cycle time of the loop. 20. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 20.
【請求項24】任意の所与時点における前記比例動作係
数が、現サンプルから求めた誤差に正比例していること
を特徴とする請求項20記載の煙霧フードの換気を制御
する装置。
24. The apparatus for controlling fume hood ventilation according to claim 20, wherein said proportional operating coefficient at any given time is directly proportional to the error determined from the current sample.
【請求項25】前記変調手段が排気ダクト内に配置され
たダンパー手段と、該ダンパー手段の位置を変えて排気
ダクトを通る空気の流量を変化させる操作手段とからな
ることを特徴とする請求項20記載の煙霧フードの換気
を制御する装置。
25. The apparatus as claimed in claim 25, wherein said modulating means comprises damper means disposed in the exhaust duct, and operating means for changing a position of the damper means to change a flow rate of air passing through the exhaust duct. 20. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 20.
【請求項26】前記測定サンプルがほぼ100ミリ秒毎
に取られることを特徴とする請求項21記載の煙霧フー
ドの換気を制御する装置。
26. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 21, wherein said measurement sample is taken approximately every 100 milliseconds.
【請求項27】前記位置検出手段がほぼ200ミリ秒毎
に位置信号を発生するように動作することを特徴とする
請求項21記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
27. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 21, wherein said position detecting means is operative to generate a position signal approximately every 200 milliseconds.
【請求項28】前記コントローラ手段がほぼ100ミリ
秒毎に前記制御信号を発生することを特徴とする請求項
21記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
28. An apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 21, wherein said controller means generates said control signal approximately every 100 milliseconds.
【請求項29】移動されるにつれて開口を覆う少なくと
も1つの可動なサッシドアを有する煙霧フードの開口の
非覆い部を通る所定の平均面速度を維持するように煙霧
フードを通る空気流量を制御するための装置で、前記煙
霧フードが空気及び煙霧をそこから排出させる排気ダク
トに連通されているものにおいて、 各可動サッシドアの位置を検出し、各サッシドアの位置
を示す位置信号を連続的に発生する手段と、 前記位置信号に応じて、前記開口の非覆い部のサイズを
計算する手段と、 前記排気ダクトを通る実際の空気流量を示す実流量信号
を連続的に発生する手段と、 コントローラ手段から受信される制御信号に応じて前記
排気ダクトを通る空気の流量を変える変調手段と、 前記位置信号と前記実流量信号に応じて前記流量変調手
段を制御し、所定の最小流量を維持する制御信号値を発
生するかあるいは前記非覆い部の計算されたサイズを関
生するかあるいは前記非覆い部の計算されたサイズを関
数とした所望の流量信号値を発生するコントローラ手段
で、前記所望の流量信号が前記開口の非覆い部を通る所
定の平均面速度を維持するのに充分な流量に対応してお
り、前記コントローラ手段が前記所望の流量信号と前記
実流量信号の連続した瞬間サンプル値をほぼ連続的に比
較して、計算された積分誤差、計算された微分誤差及び
計算された比例誤差の和に正比例した大きさを有する誤
差信号を発生し、さらに前記誤差信号を所定の最小値へ
減少させるかあるいは前記所定の最小流量を維持する制
御信号を連続的に発生して前記変調手段に出力するコン
トローラ手段とを具備することを特徴とする煙霧フード
の換気を制御する装置。
29. To control the air flow through the fume hood to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of the fume hood opening having at least one movable sash door that covers the opening as it is moved. Means for detecting the position of each movable sash door and continuously generating a position signal indicating the position of each sash door, wherein the fume hood is connected to an exhaust duct for discharging air and fumes therefrom. Means for calculating the size of the uncovered portion of the opening in response to the position signal; means for continuously generating an actual flow signal indicating the actual air flow through the exhaust duct; and receiving from the controller means. Modulating means for changing a flow rate of air passing through the exhaust duct according to a control signal to be supplied; and the flow rate modulating means according to the position signal and the actual flow rate signal. Control and generate a control signal value to maintain a predetermined minimum flow rate or generate a desired flow signal as a function of the calculated size of the uncovered portion or of the uncovered portion. Controller means for generating a value, wherein said desired flow signal corresponds to a flow rate sufficient to maintain a predetermined average surface velocity through the uncovered portion of said opening, said controller means providing said desired flow signal. And the continuous instantaneous sample values of the actual flow signal are substantially continuously compared to generate an error signal having a magnitude directly proportional to the sum of the calculated integration error, the calculated differential error, and the calculated proportional error. Controller means for reducing the error signal to a predetermined minimum value or continuously generating a control signal for maintaining the predetermined minimum flow rate and outputting the control signal to the modulation means. A device for controlling ventilation of a fume hood.
【請求項30】前記測定サンプルがほぼ100ミリ秒毎
に取られることを特徴とする請求項29記載の煙霧フー
ドの換気を制御する装置。
30. The apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 29, wherein said measurement sample is taken approximately every 100 milliseconds.
【請求項31】前記位置検出手段がほぼ200ミリ秒毎
に位置信号を発生するように動作することを特徴とする
請求項29記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
31. Apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 29, wherein said position detecting means is operative to generate a position signal approximately every 200 milliseconds.
【請求項32】前記コントローラ手段がほぼ100ミリ
秒毎に前記制御信号を発生することを特徴とする請求項
29記載の煙霧フードの換気を制御する装置。
32. Apparatus for controlling ventilation of a fume hood according to claim 29, wherein said controller means generates said control signal approximately every 100 milliseconds.
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