JP4844991B2 - 集中排気設備の運転制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、個々に排気量の増減調整が可能な複数の排気箇所から排気可能な集中排気設備の省エネルギ運転制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特に、生産施設や研究施設などにおいては、特殊排気設備が設けられ、施設の各所に配属された各排気箇所から排気される排気量の適切な運転管理と、これに効率的に追従する省エネルギ運転システムの構築が要望されている。
【０００３】
ここで図４には、従来の集中排気設備の省エネルギ運転制御システムが示されており、図において１は排風機、２はこの排風機に連通されたメインダクト、３はこのメインダクトから分岐し、各排気箇所５に連通されたサブダクトである。これら装置により構成される集中排気設備には、さらに各サブダクト３に設置された吸入量調整手段である風量調整用ダンパ４と、メインダクト２に設置された圧力検出器６とが設けられている。
【０００４】
前記風量調整用ダンパ４は、手動または自動により各排気箇所５の開度調整を実施できるようになっており、個々の排気箇所５，５，５・・・の排気量を適宜増減調整することが可能になっている。この圧力検出器６は、排気量の増減に伴うメインダクト内圧の変動を検知し、この内圧に基づいて回転数制御手段７が排風機１の回転数を調整し、メインダクト２内の内圧が予め設定された圧力となるよう制御する。この結果としてこの集中排気設備は、排気量の減少に対応するように排風機１の動力を低減できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、メインダクト２の圧力検出位置と各排気箇所間のダクト圧力損失が通過空気量の増減により変動する為、或る所定の排気箇所５の風量調整用ダンパ４の開度調節を行った場合、結果として他の排気箇所５のサブダクト３の内圧にこの圧力変動が影響し、他の排気箇所の排気量に変動要因が生じることになる。また、メインダクト２の内圧の設定値が最大排気時の必要圧を基に設定されているため、各排気箇所からの総排気量の要求が減少した場合、各サブダクト３の内圧が必要以上に負圧となり、結果として各排気箇所５，５，５・・・の排気量は適正量以上となり、排風機１の動力と排気量の最少化の両面において、効果的に省エネルギを達成できないという課題が残ることになる。
【０００６】
ここで、各サブダクト３の内圧変動による各排気箇所５の排気量の変動を解決する手段としては、風量調節用ダンパ４の代わりに定風量装置とする方法もあるが、この方法は一般的に高価であり、生産施設や研究施設などの特殊排気設備に利用する場合には、腐食性ガスへの耐性にも問題を残すことになる。
【０００７】
また、排風機１の動力の最小化の目的で、圧力検出器６の設置位置をサブダクト３の近傍とすることにより、排風機１とサブダクト３間のダクト圧力損失変動の影響を除外し、排風機１の回転数を最小化する方法も考えられるが、排気箇所５が散在している場合には、複数のカ所に設置した圧力検出器６の検出結果を比較した結果により、排風機１の回転数を制御することが必要で、制御対象の圧力検出器６以外の圧力検出器６近傍のサブダクト内圧も成り行きで変動することとなり、好ましくない。
【０００８】
本発明は、サブダクト内圧の変動の最小化と排風機の回転数の最少化を、簡単かつ安価な構成で行えるとともに、生産施設や研究施設などの特殊排気などの腐食性ガスの集中排気設備にも利用可能な集中排気設備の運転制御システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、
回転数制御手段によって排気力が制御されるようになっている排風機と、この排風機に集中するように連絡されるメインダクトと、メインダクトに連絡され端末の排気箇所につながる複数のサブダクトと、を有し、前記各サブダクトにそれぞれ、前記排気箇所の開度を調整可能な吸入量調整手段である複数の風量調整用ダンパが設けられた集中排気設備であって、
前記各サブダクトの前記複数の風量調整用ダンパよりも下流側に、前記各サブダクトの開度を調整する圧力調整手段である圧力調整用ダンパがそれぞれ設けられ、該圧力調整用ダンパを制御するダンパ開度制御部と、前記風量調整用ダンパと前記圧力調整用ダンパとの間の圧力を検出し該検出した圧力信号を前記ダンパ開度制御部に対して入力する圧力検出器と、を有し、
前記ダンパ開度制御部は、前記風量調整用ダンパの開度調整により変動した前記サブダクトの圧力信号を前記圧力検出器から入力し、前記サブダクト内を予め設定された圧力に保持するようにそれぞれの前記圧力調整用ダンパにより前記各サブダクトの開度を調整するとともに、前記排風機の回転数制御手段に対して前記複数のサブダクトの開度信号を集中的に入力し、
前記回転数制御手段は、前記複数のサブダクトの内、少なくとも一つのサブダクトの開度が予め設定された最大開度以上である場合に、前記排風機の回転数を増大させる制御をするようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、端末のエンドダクトに設けられた吸入量調整手段の調節によって、サブダクト内に圧力変動が生じると、この調節されたエンドダクトが設けられたサブダクトの内圧を適正に保つようにサブダクトの開度を調整する圧力調整手段が作動する。同時に、このサブダクトの内圧を制御するための前記した開度は、各サブダクトで起こった圧力変動がダンパの開度情報に表われているとして二次的に排風機の回転数制御に利用されることになる。すなわち、集中排気設備において、各排気箇所の排気量の任意の増減調整に対して、増減調整対象外の各排気箇所の排気量を自動的に適正保持しつつ、排風機の回転数も最少となるよう自動制御されることになり、高度な省エネルギシステムを、簡単な構成にて経済的に構築できることになる。
また、このようにすると、サブダクトの１つでも圧力が適正になっていない場合、排風機によって積極的に適正な圧力まで負圧に移行させるため、全てのエンドダクトによる排気力を適正に保つことができる。この場合、他のサブダクトに大きな負圧をもたらすが、この過剰な負圧はそれぞれのサブダクトの圧力調整手段で適正に制御されることになる。
【００１１】
上記集中排気設備の運転制御システムにおいて、前記予め設定された最大開度が、前記サブダクトの全開開度であることが好ましい。
このようにすると、最大開度が全開になっているため、これ以上の開度は存在せず、制御が簡素化できることになる。
【００１２】
上記集中排気設備の運転制御システムにおいて、前記設置された全てのサブダクトの開度信号が、予め設定された最小開度以下である場合に、前記排風機の回転数制御手段に対して回転数を減少させる減信号を与えるようにすることが好ましい。
このようにすると、各サブダクト内の内圧がそれぞれの圧力調整手段のみで制御でき、かつ全てのサブダクトの圧力がそれ以上の負圧を必要としない時のみ排風機の出力を減らせば良く、制御が簡素化できることになる。
【００１３】
上記集中排気設備の運転制御システムにおいて、前記予め設定された最小開度が、少なくとも前記サブダクトの全開開度の７０％以上に設定されていることが好ましい。
このようにすると、最少開度が比較的大きな開口に設定されているため、サブダクト内の圧力変動を最小限に保てることになる。
【００１４】
上記集中排気設備の運転制御システムにおいて、前記排風機のファン回転数に対して、上限回転数が予め設定されていることが好ましい。
このようにすると、ファンの回転が過剰に大きくならず、排風機の破損、延いては集中排気設備のダウンを効果的に防止できることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
まず、本実施例を図１に基づいて説明すると、従来例で示した設備と同様、図において１は排風機、２はこの排風機に連通されたメインダクト、３はこのメインダクトから分岐し、各エンドダクトとしての排気箇所５に連通されたサブダクトである。これら装置により構成される集中排気設備は、さらに各サブダクト３と各排気箇所５との間に、吸入量調整手段である風量調整用ダンパ４が設けられ、この風量調整用ダンパ４は、手動または自動により各排気箇所５の開度調整を実施できるようになっており、個々の排気箇所５，５，５・・・の排気量を適宜増減調整することが可能になっている。
【００１７】
また、メインダクト２から分岐した複数のサブダクト３の所定位置に圧力調整手段である圧力調整用ダンパ８が設けられ、この圧力調整用ダンパ８の上流側の圧力、すなわち排気箇所５側の圧力を検出するように圧力検出器６が設けられ、この圧力検出器６で得られた圧力情報がダンパ開度制御部１０を介してダンパ操作部９に送られ、前記した圧力調整用ダンパ８の弁開度を調整できるようになっている。同様に他の各サブダクト３、３，３の所定位置にも、圧力調整手段である圧力調整用ダンパ８、８，８がそれぞれ設けられ、それぞれのダンパ開度制御部１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ、１０Ｄで制御されるようになっている。
【００１８】
更に各ダンパ開度制御部１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ、１０Ｄの開度情報は、排風機１のファンの回転数制御手段７に集中的に常時送られ、排風機１の回転数を制御できるようになっている。
【００１９】
ここで図に基づいて本実施例の集中排気設備の運転制御システムの動きについて説明すると、まず所定の風量調整用ダンパ４が排気箇所の使用条件により手動または自動により開度調整が行われ、その排気箇所の排気量の増減調整が実施される。
【００２０】
このような端末のエンドダクトとしての排気箇所５に設けられた風量調整用ダンパ４の調節によって、サブダクト３内に圧力変動が生じると、この調節された排気箇所５の設けられたサブダクト３の内圧が圧力検出器６によって検出され、この圧力検出器６で得られた圧力情報がダンパ開度制御部１０を介してダンパ操作部９に送られ、前記した圧力調整用ダンパ８の弁開度を調整することにより、サブダクト３内の圧力を、予め設定された圧力に自動的に調整する。。
【００２１】
同時に、各ダンパ開度制御部１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ、１０Ｄの開度情報は、排風機１のファンの回転数制御手段７に集中的に常時送られ、各サブダクト５で起こった圧力変動は、ダンパの開度情報として二次的に排風機１の回転数制御に利用される。すなわち、自動調整された圧力調整用ダンパ６の開度情報を基に、排気ファンの回転数を自動的に増減補正することにより、排風機１の回転数を最少化する。
【００２２】
このように集中排気設備において、各排気箇所５の排気量の任意の増減調整に対して、増減調整対象外の各排気箇所５の排気量が各ダンパ開度制御部１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ、１０Ｄによって自動的に適正保持され、同時に排風機１の回転数も最少となるよう自動制御される。
【００２３】
ここで図２および３によって更に詳細に実施例を説明すると、前記複数のサブダクト３の開度信号の内、少なくとも一つのサブダクト３の開度が予め設定された最大開度以上である場合に、前記排風機１の回転数制御手段７に対して回転数を増大させる増信号を与える。すなわち、サブダクトの１つでも圧力が適正になっていない（開度が設定最大開度以上）時、排風機１によって積極的に適正な圧力までメインダクト２を介してサブダクト内を負圧に移行させるため、全ての排気箇所５による排気力を適正に保つことができる。
この場合、他のサブダクト３に大きな負圧をもたらすが、この過剰な負圧はそれぞれのサブダクト３の圧力調整用ダンパ６で適正に制御される。前記した予め設定された最大開度とは、前記サブダクトの全開開度すなわち圧力調整用ダンパ６が完全に開放した状態が好ましく、このようにすると、最大開度が全開であるため、これ以上の開度は存在せず、圧力調整用ダンパ６の制御が簡素化できる。
【００２４】
全てのサブダクト３の開度が予め設定された最大開度以下である場合には、続いて、全てのサブダクト３の開度信号が、予め設定された最小開度以下（例えば、全開開度の７０％以下）であるか否かを判別し、以下の場合は、前記排風機１の回転数制御手段７に対して回転数を減少させる減信号を与える。この場合は、各サブダクト３内の内圧がそれぞれの圧力調整用ダンパ８の弁開度のみで制御でき、かつ全てのサブダクト３の圧力がそれ以上の負圧を必要としない状態であり、排風機１の出力を効果的に減らせることになる。
【００２５】
全てのサブダクト３の開度が予め設定された最大開度以下であり、かつ全てのサブダクト３の開度信号が予め設定された最小開度以上である場合は、前記排風機１のファンの回転数を現在の出力のまま継続することとなる。なお、前記予め設定された最小開度は、少なくとも前記圧力調整用ダンパ８の弁開度（サブダクトの開度）が最大である全開開度の７０ないし８０％に設定されていることが好ましく、このようにすると、最少開度が比較的大きな開口に設定されることになり、開口制御時における、サブダクト３内の圧力変動を最小限に保てることになる。
【００２６】
また、この集中排気設備の運転制御システムにおいては、前記排風機１のファン回転数に、上限回転数が予め設定されているため、ファンの回転が過剰に大きくならず、排風機の破損、延いては集中排気設備のダウンを効果的に防止できるようになっている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００２８】
（ａ）請求項１に記載の発明によれば、端末のエンドダクトに設けられた吸入量調整手段の調節によって、サブダクト内に圧力変動が生じると、この調節されたエンドダクトが設けられたサブダクトの内圧を適正に保つようにサブダクトの開度を調整する圧力調整手段が作動する。同時に、このサブダクトの内圧を制御するための前記した開度は、各サブダクトで起こった圧力変動がダンパの開度情報に表われているとして二次的に排風機の回転数制御に利用されることになる。すなわち、集中排気設備において、各排気箇所の排気量の任意の増減調整に対して、増減調整対象外の各排気箇所の排気量を自動的に適正保持しつつ、排風機の回転数も最少となるよう自動制御されることになり、高度な省エネルギシステムを、簡単な構成にて経済的に構築できる。
また、サブダクトの１つでも圧力が適正になっていない場合、排風機によって積極的に適正な圧力まで負圧に移行させるため、全てのエンドダクトによる排気力を適正に保つことができる。この場合、他のサブダクトに大きな負圧をもたらすが、この過剰な負圧はそれぞれのサブダクトの圧力調整手段で適正に制御される。
【００３０】
（ｂ）請求項２に記載の発明によれば、最大開度が全開になっているため、これ以上の開度は存在せず、制御が簡素化できる。
【００３１】
（ｃ）請求項３に記載の発明によれば、各サブダクト内の内圧がそれぞれの圧力調整手段のみで制御でき、かつ全てのサブダクトの圧力がそれ以上の負圧を必要としない時のみ排風機の出力を減らせば良く、制御が簡素化できる。
【００３２】
（ｄ）請求項４に記載の発明によれば、最少開度が比較的大きな開口に設定されているため、サブダクト内の圧力変動を最小限に保てることになる。
【００３３】
（ｅ）請求項５に記載の発明によれば、ファンの回転が過剰に大きくならず、排風機の破損、延いては集中排気設備のダウンを効果的に防止できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム図である。
【図２】開度情報を用いた回転数制御を示すフロー図である。
【図３】各圧力調整用ダンパの開度と、送風機の回転制御状態を示す関係表である。
【図４】従来のシステム図である。
【符号の説明】
１ 排風機
２ メインダクト
３ サブダクト
４ 風量調整用ダンパ（吸入量調整手段）
５ 排気箇所（エンドダクト）
６ 圧力検出器
７ 回転数制御手段
８ 圧力調整用ダンパ（圧力調整手段）
９ ダンパ操作部
１０ ダンパ開度制御部

Claims (5)

1. 回転数制御手段によって排気力が制御されるようになっている排風機と、この排風機に集中するように連絡されるメインダクトと、メインダクトに連絡され端末の排気箇所につながる複数のサブダクトと、を有し、前記各サブダクトにそれぞれ、前記排気箇所の開度を調整可能な吸入量調整手段である複数の風量調整用ダンパが設けられた集中排気設備であって、
   前記各サブダクトの前記複数の風量調整用ダンパよりも下流側に、前記各サブダクトの開度を調整する圧力調整手段である圧力調整用ダンパがそれぞれ設けられ、該圧力調整用ダンパを制御するダンパ開度制御部と、前記風量調整用ダンパと前記圧力調整用ダンパとの間の圧力を検出し該検出した圧力信号を前記ダンパ開度制御部に対して入力する圧力検出器と、を有し、
   前記ダンパ開度制御部は、前記風量調整用ダンパの開度調整により変動した前記サブダクトの圧力信号を前記圧力検出器から入力し、前記サブダクト内を予め設定された圧力に保持するようにそれぞれの前記圧力調整用ダンパにより前記各サブダクトの開度を調整するとともに、前記排風機の回転数制御手段に対して前記複数のサブダクトの開度信号を集中的に入力し、
   前記回転数制御手段は、前記複数のサブダクトの内、少なくとも一つのサブダクトの開度が予め設定された最大開度以上である場合に、前記排風機の回転数を増大させる制御をするようになっていることを特徴とする集中排気設備の運転制御システム。
2. 前記予め設定された最大開度が、前記サブダクトの全開開度である請求項１に記載の集中排気設備の運転制御システム。
3. 前記設置された全てのサブダクトの開度信号が、予め設定された最小開度以下である場合に、前記排風機の回転数制御手段に対して回転数を減少させる減信号を与えるようにした請求項１に記載の集中排気設備の運転制御システム。
4. 前記予め設定された最小開度が、少なくとも前記サブダクトの全開開度の７０％以上に設定されている請求項３に記載の集中排気設備の運転制御システム。
5. 前記排風機のファン回転数に対して、上限回転数が予め設定されている請求項１または２に記載の集中排気設備の運転制御システム。

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