JP4859478B2

JP4859478B2 - 送風機制御装置

Info

Publication number: JP4859478B2
Application number: JP2006042052A
Authority: JP
Inventors: 努高橋; 茂己小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP2007218216A

Description

本発明は、送風機または換気扇において、フィルタもしくは保護ガードに付着した塵埃を除去するためにファンの回転方向を切り替える制御を行うための送風機制御装置に関する。

送風機は常に一定の方向で周囲の空気を吸込み口から吸い込み、ファンにより吹出し口から空気を吹き出すため、吸込み口に設けられたフィルタ、保護ガードには塵埃が付着しやすい。特に塵埃の多い環境下で使用された場合、フィルタ、保護ガードに付着した塵埃は成長しやすく、ついには吸込み口の目詰まりを起こして送風性能を低下させる。これを防ぐためには定期的なフィルタ、保護ガードの清掃が必要となるが、塵埃が多い環境では清掃回数の増大をもたらし、また送風機が高所に取り付けられている場合は清掃作業に危険が伴うなど清掃作業コストが高くなるという問題があった。

この問題を解決するために、送風機および換気扇のファンの回転方向を切り替えることにより、送風機の吸込み側に取り付けられているフィルタ、保護ガードへの塵埃付着の抑制を行うものがある。例えば、従来の吸込み口に付着する塵埃の清掃を行う送風機としては、特許文献１に記載されている。これは、冷却ファンは圧縮機と同期して運転、停止されるのに合わせて交互に正回転運転と逆回転運転にて冷却を行うものである。冷却ファンが正回転すると、外気は外扉の風穴を通して製品内に吸引され、凝縮器と同時に圧縮機も冷却した後、開放された製品の背面から排出される。また、冷却ファンが逆回転すると、外気は製品の背面から吸引され、圧縮機、凝縮器の順で冷却した後、風穴を通して排出される。冷却ファンの正回転の際は外気中のほこりは凝縮器の前面から奥に向かって付着するが、逆回転の際に払い落とされることを特徴としたものである。

また、正逆周期かき回し機能を有するファンは、特許文献２に記載されている。これは、正反転が可能なモーター並びに正反転によりファンの移動を同方向に変える羽根セットを有し吊り下げ装置及び制御装置によりなり、選択スイッチによって連続して正回転又は反転として選択できる外、連続周期的正反転に設定可能なもので、直接連続して正反転し順序によって気流の流れ方向を変えるものや、緩やかに起動及び緩やかに停止しモーターの負荷軽減したものや、正反転間に１つの停止時間を有することにより平均な気流混合の効果を出すことを特徴としたものである。

特開平２−２２３７７１号（第２−３頁、第１図、第４図）特開昭６３−３６０９７号（第３−４頁、第１図）

吸込み口に設けられたフィルタ、保護ガードへの塵埃付着を抑制する手段としては上記特許文献１に示すような冷却ファンの運転、停止の周期に合わせて正回転・逆回転運転の切替を行うものや、特許文献２に示すような正回転・逆回転を周期的に行うことにより、室内空気の攪拌を行うものがあるが、これらの手段においては正回転、逆回転それぞれに対して同等の冷却能力、攪拌能力が求められる。しかし、プロペラファンの特徴として、逆回転では正回転と比べて送風能力は６０％から７０％程度に落ちてしまい、運転効率が悪くなるといった課題がある。そのため、本来の送風や換気を目的とした使用方法では、送風機もしくは換気扇は正回転にて運転することが望まれており、塵埃を払い落とす場合にのみ逆回転運転の設定を行うことが有効な手段となる。その場合、通常の使用方法である正回転運転が終了した時点で、逆回転運転が必要となり、スイッチの切替を行う必要が生じるが、主要目的の正回転以外の逆回転運転についてもファンの施工時にプログラム設定を行わなければならないので、設定が煩雑なものになる。そのため、逆回転運転設定を行わないか、あるいは設定を忘れるなどの問題が生じ、正回転運転しか行われなくなり、フィルタ、保護ガードに塵埃が付着し、吸込み口の目詰まりを起こして送風、換気性能を低下させてしまうといったことが生じる課題がある。特に２４時間連続で同じ方向へ送風もしくは換気を行いたい場合では、上記問題が生じる可能性が大きくなるといった課題がある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、ファンの正回転・逆回転運転を行うにあたって運転設定が容易で、かつフィルタもしくは保護ガードへの塵埃の付着を抑制するために、２４時間連続運転の場合でも必ず短時間の逆回転運転を行うようにした送風機制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る送風機制御装置は、外箱と、この外箱の内部に設けられ、送風機または換気扇のファンの回転方向を切り替えるスイッチ手段及びこのスイッチ手段の動作を制御するタイムスイッチとを備えた送風機制御装置において、
前記スイッチ手段はモータの電源リレーとファン回転方向切替リレーとを備え、
前記タイムスイッチは、前記電源リレーのリレー接点を切り替える第１の接点と、前記ファン回転方向切替リレーのリレー接点を切り替える第２の接点とを備え、
前記タイムスイッチによりファンの正回転運転時刻及び終了時刻を設定するだけで、前記第１の接点が閉から開に切り替わることで正回転運転を終了し、その後、前記第２の接点が一定時間自動的に開から閉へ切り替わり、また前記第１の接点が開から閉へ切り替わることで逆回転運転を行う構成としたものである。
なお、本発明においては、送風機制御装置は換気扇制御装置を含むものである。

本発明によれば、送風機もしくは換気扇の施工時に、正回転運転時間のみタイムスイッチで設定を行えばよいため、逆回転運転のための設定をする必要がなくなり、確実にフィルタ、保護ガードへの塵埃の付着を抑制することができる。また、逆回転運転は塵埃を払い落とすのに十分な短い時間だけとし、正回転運転時間を主体的に設定が可能となるため、送風機もしくは換気扇を効率よく運転することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における送風機制御装置の全体図であり、図２は送風機制御装置の結線図、図３は送風機制御装置のリレー部結線詳細図であり、例えば三相電源にて送風機を制御する例である。また、図４は本制御装置の制御対象である送風機の一例を示す断面図であり、図５は図４の送風機を例えば３台装備した送風機の正面図である。なお、本実施の形態では送風機を制御する場合を示すが、換気扇の場合でも同様である。

本制御装置の制御対象である送風機２０は、室内の送風や設備の冷却用として天吊又は床置き又は壁取付けの状態にて設置される。送風機２０は、六面箱体状の本体箱体２１を備え、本体箱体２１には背面側に吸込み口２２を、前面側に吹出し口２３が設けられている。また、本体箱体２１の内部は送風機の台数に応じて仕切られている。そして、本体箱体２１の内部には、送風機１台につき、オリフィス２６内部に設けられたファン２４と、回転軸に取り付けられたファン２４を正転及び逆転させるモータ２５とが取り付けられ、さらに前面側の吹出し口２３を形成するための共通のエアーガイド２７が取り付けられている。
そして、上記吸込み口２２には、本体箱体内部へ塵埃もしくは異物が入らないようにフィルターもしくは保護ガード２８が設けられている。

吸込み口２２から吸込まれた気流は、オリフィス２６内のファン２４、エアーガイド２７を通って吹出し口２３より送風される。例えば室内の送風の場合、室内空気中に浮遊している塵埃が吸込み口２２に取付けられているフィルターもしくは保護ガード２８を通過する際に付着し、フィルターもしくは保護ガード２８の上に溜まっていく。特に、室内の塵埃の量が多いほどフィルターもしくは保護ガード２８が短時間で目詰まりを起こしてしまうケースも少なくない。目詰まりしたまま送風機を使用したのでは、所定の送風能力を十分に発揮することができない。
また、送風機が高所に設置されている場合、フィルターもしくは保護ガード２８の目詰まり除去作業時、足場を組む必要があるため、非常に重労働になり、また危険を伴う作業となる。そのため、多額のメンテナンス費用が必要となってしまう。
そこで、本実施の形態では、逆転運転によりフィルターもしくは保護ガード２８に付着した塵埃を吹き飛ばしメンテナンス回数を軽減するために、図１、図２に示すような送風機制御装置を設けるものである。

本制御装置は、外箱１内において、タイムスイッチ２と、スイッチ手段４として、電源リレー３およびファン回転方向切替リレー５が図２の結線図に示すように接続されている。すなわち、本実施の形態では、送風機２０のモータ駆動回路に、電源リレー３と、ファン２４の回転方向を切り替えるファン回転方向切替リレー５とからなるスイッチ手段４と、このスイッチ手段４の動作を制御するタイムスイッチ２とを組み込んで構成したものである。そして、このタイムスイッチ２は、ファン２４の正回転運転時間を設定する２つの接点２ａ、２ｂと、接点２ａ、２ｂのオン・オフを制御する制御回路２ｃとを有する。第１の接点２ａは電源リレー３のコイル３ｄへの通電をオン・オフし、これによりリレー接点３ａ、３ｂ、３ｃを切り替える。第２の接点２ｂはファン回転方向切替リレー５のコイル５ｃへの通電をオン・オフし、これによりリレー接点５ａ、５ｂを切り替える。

図２において、送風機２０のモータ２５のＵ相は電源リレー３のリレー接点３ａを介して三相電源に接続されている。モータ２５のＶ相およびＷ相は、ファン回転方向切替リレー５のリレー接点５ａ、５ｂと電源リレー３のリレー接点３ｂ、３ｃを介して三相電源に接続されている。また、ファン回転方向切替リレー５において、電源リレー３のリレー接点３ｂに接続されるリレー接点５ａの常閉端はリレー接点５ｂの常開端に接続されており、電源リレー３のリレー接点３ｃに接続されるリレー接点５ｂの常閉端はリレー接点５ａの常開端に接続されている。

本制御装置の動作を説明する。タイムスイッチ２によりファンの正回転運転開始時刻および終了時刻を設定すると、ファン正回転運転開始設定時刻にタイムスイッチ２の第２の接点２ｂが開状態のまま、第１の接点２ａが閉状態となり電源リレー３のコイル３ｄに通電される。すると、図３に示すように、ファン回転方向切替リレー５のリレー接点５ａ、５ｂが実線位置のまま、電源リレー３のリレー接点３ａ、３ｂ、３ｃが破線位置から実線位置に切り替わって送風機２０のモータ２５に電源が供給され、ファン２４が正転運転を行う。

次に、ファン正回転運転終了設定時刻になると、タイムスイッチ２の第１の接点２ａが開状態となり、電源リレー３のコイル３ｄへの通電が停止し、図３に示すように電源リレー３のリレー接点３ａ、３ｂ、３ｃが実線位置から破線位置に切り替わって送風機２０への電源供給が停止され、ファンの正回転運転が停止する。その後タイムスイッチ２の設定を特に行わなくても、タイムスイッチ２の第２の接点２ｂが閉状態となってファン回転方向切替リレー５のコイル５ｃに通電される。これにより、ファン回転方向切替リレー５のリレー接点５ａ、５ｂが図３に示すように実線位置から破線位置に切り替わってモータ２５への電源路のＶ相とＷ相が入れ替わり、その後タイムスイッチ２の第１の接点２ａが閉状態になり、電源リレー３のコイル３ｄに通電して、電源リレー３のリレー接点３ａ、３ｂ、３ｃが図３の破線位置から実線位置に切り替わり、短時間の間モータ２５に電源を供給する。この際、モータ２５には正回転の場合に対してＶ相とＷ相が入れ替わった三相電源が供給されるため、ファン２４が逆回転する。そして、タイムスイッチ２により設定されている塵埃を払い落とすための短い時間が過ぎれば自動的に逆回転運転は停止される。
このように、一連の送風機運転をすべてタイムスイッチ２もしくはタイマー回路内の運転プログラムに従って自動で行うものとする。

本実施の形態によれば、送風機の逆回転運転を行うために別に設定をする必要がなく、したがって、送風機の運転設定が容易になる。そのため、逆回転運転のための設定がなされていないといったことがなくなり、自動的に短時間の逆回転運転が行われるため、その間に確実にフィルタもしくは保護ガード２８への塵埃の付着を抑制することができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２における運転プログラムの例を示す説明図である。
運転プログラム（Ａ）は、例えば設定時刻９時に正回転運転を開始し、設定時刻１７時に正回転運転を終了し、その後短時間の逆回転運転を行うようにしたプログラムである。
運転プログラム（Ｂ）は、例えば運転開始時刻と終了時刻をそれぞれ同じ１０時に設定することで２４時間連続運転設定としたものであり、毎日１０時になった時点で、自動的にファンが短時間の逆回転運転を行うようにしたプログラムである。
運転プログラム（Ｃ）は、ある設定時刻に正回転運転を開始し、ある設定時刻に正回転運転を終了し、その後一定の短い時間は電源供給を停止することで運転を停止し、その後に逆回転運転を行うようにしたプログラムである。

このように、送風機または換気扇の２４時間または所要時間の連続運転設定を行った場合、任意の時刻に必ず短時間の逆回転運転を行う機能をもつ構成とするものである。
従って、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、逆回転運転のための設定がなされていないといったことがなくなり、自動的に必ず短時間の逆回転運転が行われるため、その間に確実にフィルタもしくは保護ガード２８への塵埃の付着を抑制することができる。

実施の形態３．
本実施の形態は、図６の運転プログラム（Ｃ）に示すように、正回転運転終了時から逆回転運転開始の間もしくは逆回転運転終了時から正回転運転開始の間に、電源供給停止状態が一定時間持続するように構成したものである。

このような運転プログラムの構成とすることにより、電源供給停止状態の間にファンが自然停止し、ファンの回転方向が切り替わる際に羽根およびモータシャフトに大きな力がかかることがなく、またモータに大きな過渡電流が流れないため、特別の構造を送風機および換気扇に設ける必要がなく、低コストで正・逆回転機能をもつ送風機および換気扇を得ることができる。

実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４における送風機の正面図であり、図８は換気扇の正面図である。
図７においては、送風機制御装置１０を送風機２０の本体箱体２１に取り付けた構成であり、図８においては、換気扇制御装置１２を換気扇３０の本体箱体３１に取り付けた構成である。送風機制御装置１０、換気扇制御装置１２は実施の形態１で説明したように同じ構成である（図１、図２参照）。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果があるうえに、送風機制御装置１０、換気扇制御装置１２を別に設置する必要がなく、施工性に優れた送風機または換気扇を得ることができる。

実施の形態１における送風機制御装置の全体図である。実施の形態１における送風機制御装置の結線図である。実施の形態１における送風機制御装置のリレー部結線詳細図である。送風機の場合の断面図である。送風機が３台の場合の正面図である。実施の形態２、３における運転プログラムの例を示す説明図である。実施の形態４における送風機の正面図である。実施の形態４における換気扇の正面図である。

符号の説明

１外箱、２タイムスイッチ、２ａ第１の接点、２ｂ第２の接点、２ｃ制御回路、３電源リレー、３ａ、３ｂ、３ｃリレー接点、３ｄコイル、４スイッチ手段、５ファン回転方向切替リレー、５ａ、５ｂリレー接点、５ｃコイル、１０送風機制御装置、１２換気扇制御装置、２０送風機、２１本体箱体、２２吸込み口、２３吹出し口、２４ファン、２５モータ、２６オリフィス、２７エアーガイド、２８フィルターもしくは保護ガード、３０換気扇、３１本体箱体。

Claims

外箱と、この外箱の内部に設けられ、送風機または換気扇のファンの回転方向を切り替えるスイッチ手段及びこのスイッチ手段の動作を制御するタイムスイッチとを備えた送風機制御装置において、
前記スイッチ手段はモータの電源リレーとファン回転方向切替リレーとを備え、
前記タイムスイッチは、前記電源リレーのリレー接点を切り替える第１の接点と、前記ファン回転方向切替リレーのリレー接点を切り替える第２の接点とを備え、
前記タイムスイッチによりファンの正回転運転時刻及び終了時刻を設定するだけで、前記第１の接点が閉から開に切り替わることで正回転運転を終了し、その後、前記第２の接点が一定時間自動的に開から閉へ切り替わり、また前記第１の接点が開から閉へ切り替わることで逆回転運転を行う構成としたことを特徴とする送風機制御装置。
請求項１に記載の送風機制御装置において、送風機または換気扇の２４時間または所要時間の連続運転設定を行った場合、任意の時刻に短時間の逆回転運転を行う運転プログラムを搭載したことを特徴とする送風機制御装置。
請求項１または２に記載の送風機制御装置において、ファンの回転方向を切り替える時に、ファンが自然停止するように、電源供給停止状態が一定時間持続するように構成された運転プログラムを搭載したことを特徴とする送風機制御装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の送風機制御装置を本体箱体に取り付けてなることを特徴とする送風機。
請求項１ないし３のいずれかに記載の送風機制御装置を本体箱体に取り付けてなることを特徴とする換気扇。