JP5240846B2 - ファンの監視制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、直列に配置されたファンの回転数異常を検出するための監視制御装置に関する。

従来、直列配置させたファンを内部に備えた装置において、ファンの回転数異常を検出する制御装置を具備したものが知られている。
図３は、ファンの回転数異常を検出するファン監視制御装置の一例を示したものである。すなわち、図３において、符号１１に示す装置は、直列配置された二連のファン１２（１２Ａ、１２Ｂ）と、これら両ファン１２Ａ、１２Ｂに接続されたファン監視制御装置１３とを備えており、そのファン監視制御装置１３によってファン１２Ａ、１２Ｂの回転数を監視している。つまり、ファン監視制御装置１３は、ファン回転速度制御部１４とファンパルスカウンタ１５とを備えており、ファン回転速度制御部１４によってファン１２Ａ、１２Ｂのそれぞれをほぼ同様の設定回転数により運転させ、ファンパルスカウンタ１５により検出したファンパルスから得られた回転数が前記ファン回転速度制御部１４で予め設定した設定回転数の閾値に達しない場合に、ファン１２の回転数異常を検出する監視制御となっている。

特許文献１、２には、このような運転中のファンの回転数異常を個々のファン毎に検出する制御装置について記載されている。
特許文献１には、ファン自体に故障検出回路をもたせた構成であり、ファンモータの通電電流を検出する通電検出回路を併設し、その通電電流の異常信号、もしくは回転数異常検出回路の異常信号を検出したときに、警報信号が発せられるように構成された制御装置について開示されている。

特許文献２には、装置周囲温度を測定し、各ファンの回転制御を行うファン制御部と、ファン毎に設けられ、ファン制御部からの信号等を保持可能なラッチ回路部とを備え、各ラッチ回路部はデイジーチェーン接続（いもづる接続）し、各ラッチ回路部よりファンの回転数を設定可能に構成され、接続されているファンが回転異常かどうかを、個別に判定できる機能を有するファン制御装置であり、すなわちファン自体に故障検出回路をもち、アラーム信号を検出することにより、個々のファン毎に故障検出を可能とした制御装置について記載されている。
特開２００３−１１１４７８号公報 特開平６−２４４５７７号公報

しかしながら、従来のファンの回転数異常を検出する制御方法では以下のような問題があった。
すなわち、特許文献２では、運転中のファンの回転数異常を、個々のファン毎に検出するものであって、その回転数が所定の回転数以下になったときに回転数異常を検出するようになっている。つまり、個々のファン自体が故障し、回転数異常となっていても、直列配置されている二連のファンどうしがそれぞれ同様の回転数で制御されているため、隣接する他の正常なファンの風力を受けることにより、前記所定の回転数以下に回転が落ちないケースがある。そのため、故障ファンの回転数が故障検出判定のために設定した回転数閾値を超えてしまい、その回転数が正常であるものとして判断され、ファンの故障が未検出となって、故障検出率が低下するおそれがあることから、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、検査対象ファンの故障検出率の向上を図ることができるファンの監視制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るファンの監視制御装置では、装置内に直列配置された二連のファンの回転数を検出するためのファンの監視制御装置であって、ファンの回転数を個々に制御するファン回転速度制御部と、ファンのそれぞれから出力されるファンパルスをカウントするファンパルスカウンタと、ファンパルスカウンタでカウントしたファンパルスに基づいてファンの故障を検出する故障判定部とを備え、ファン回転速度制御部によって、一方のファンを高速回転に設定するとともに、他方のファンを低速回転に設定し、高速回転側の前記ファンが低速回転側の前記ファンの風力による影響を受けることによる回転数の増加がなく、自身の駆動力のみで回転するときの回転数に設定する事により、故障判定部によって、ファンパルスカウンタでカウントした高速回転側のファンのファンパルスから算定した実回転数とファン回転速度制御部で設定した高速回転の設定回転数とを比較し、実回転数が設定回転数の閾値に達しない場合に、高速回転側のファンの故障を検出する制御を行うことを特徴としている。

本発明のファンの監視制御装置によれば、故障検査時において直列配置された個々のファンの回転速度を高速回転と低速回転とに設定して回転数に差分をもたせるとともに、高速回転のファンの回転数が低速回転側のファンの風力の影響を受けないように設定されることから、高速回転側のファンを検査対象ファンとし、その検査対象ファンの実回転数と設定回転数とを故障判定部で比較して監視することで、確実な故障検出を行うことができ、検査対象ファンの故障検出率の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態によるファンの監視制御装置について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態によるファン監視制御装置を備えた装置の全体構成を示す図、図２はファン監視制御装置による監視制御の動作フローである。

図１の符号１は本実施の形態によるファンの監視制御装置の適用対象とされる装置を示している。
図１に示すように、本装置１は、直列配置された二連のファン２（２Ａ、２Ｂ）と、これらファン２Ａ、２Ｂの回転数を検出するためのファン監視制御装置３とを備えている。ファン監視制御装置３は、ファン２Ａ、２Ｂの回転数（回転速度）を個々に制御するファン回転速度制御部４と、ファン２Ａ、２Ｂのそれぞれから出力されるファンパルスＰ（Ｐａ、Ｐｂ）をカウントするファンパルスカウンタ５と、ファンパルスカウンタ５でカウントしたファンパルスＰの値に基づいてファン２の故障を検出する故障判定部６とから概略構成されている。

ファン回転速度制御部４は、通常の運転時において両ファン２Ａ、２Ｂをほぼ同様の回転数で運転するように制御し、定期的に行う故障検査時において一方のファン２を高速回転に設定するとともに、他方のファン２を低速回転に設定する制御を行うものである。つまり、ファン回転速度制御部４では、高速回転側のファン２が故障検査時における検査対象ファン（ここでは、符号２Ａとする）に設定されるとともに、低速回転側のファン２が非検査対象ファン（ここでは、符号２Ｂとする）に設定されることになる。

故障判定部６は、ファン回転速度制御部４およびファンパルスカウンタ５に接続されており、ファンパルスカウンタ５でカウントした高速回転側の検査対象ファン２ＡのファンパルスＰａから算定した実回転数とファン回転速度制御部４で設定した高速回転の設定回転数とを比較し、実回転数が設定回転数の閾値に達しない場合に、高速回転側の検査対象ファン２Ａの故障を検出する制御を行う構成となっている。

そして、故障検査時に設定される検査対象ファン２Ａと非検査対象ファン２Ｂとの回転数は、検査対象ファン２Ａが非検査対象ファン２Ｂの風力による影響を受けない回転数に設定されている。つまり、本ファン監視制御装置３では、二連のファン２、２のそれぞれ回転数に差分をもたせる速度制御を行うものであり、故障検査時においても、双方のファン２Ａ、２Ｂの回転数を、上述した高速回転側のファン２Ａが風力の影響を受けない範囲でバランスさせることで、検査時でない通常時と同様の能力でファン２を運転させることが可能となっている。なお、ここで、上記「風力の影響を受けない回転数」とは、検査対象ファン２Ａが、非検査対象ファン２Ｂの風力を受けることによる回転数の増加がなく、自身の駆動力のみで回転するときの回転数のことである。

また、本ファン監視制御装置３では、一方の検査対象ファン２Ａの故障検査の終了後、他方の非検査対象ファン２Ｂを検査対象に変更し、その回転数をファン回転速度制御部４によって低速回転から高速回転に設定変更するとともに、一方のファン２Ａを高速回転から低速回転に設定変更して非検査対象とし、故障判定部６によって、高速回転側のファン２Ｂの実回転数と設定回転数とを比較して故障判定を行う制御ができるようになっている。そのため、１回の故障検査において、二連のファン２Ａ、２Ｂのそれぞれを適宜な順序で、個々に回転数に差分をもたせて故障検査を行うことができるので、双方のファンに対して確実な故障検出が行えるようになっている。

次に、このように構成されるファンの監視制御装置の作用、およびファンの回転数異常の検出動作について、図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、ファン２の回転数異常の監視を行う際には、ファン監視制御装置３におけるファン回転速度制御部４によって、二連のファン２、２の一方の検査対象ファン２Ａの回転数Ｎａを高速回転に設定するとともに、他方の非検査対象ファン２Ｂの回転数Ｎｂを低速回転に設定することで、それぞれのファン２Ａ、２Ｂの回転数に差分をもたせる（ステップＳ１）。

なお、このときの高速回転側の検査対象ファン２Ａの回転数は、低速回転側の非検査対象ファン２Ｂの風力の影響を受けないように設定されている。これにより、検査対象ファン２Ａが非検査対象ファン２Ｂの風力を受けることによる回転数の増大をなくすことができる。つまり、検査対象ファン２Ａは、他のファン２Ｂの風力に影響されずに自身の駆動能力によってのみ回転する状態となっている。

そして、ステップＳ２において、高速回転側の検査対象ファン２Ａから出力されるファンパルスＰａをファンパルスカウンタ５により検出し、そのファンパルスＰａの値から実回転数が算定（確認）される。

次いで、ステップＳ３では、故障判定部６において、ステップＳ２で算定された検査対象ファン２Ａの実回転数と、ファン回転速度制御部４によって予め高速回転に設定された設定回転数Ｎａとが比較され、実回転数が設定回転数の閾値に達しない場合には、検査対象ファン２Ａが回転数異常であるものと判定され、故障したファン２が特定されることになる。そして、ファン監視制御装置３では、回転数異常が検出されると、故障したファン２に対応する異常信号を発するアラームデータが保持され、ステップＳ４に進む。
一方、ステップＳ３において、実回転数が設定回転数の閾値に達している場合には、検査対象ファン２Ａが正常（回転数異常なし）であるものと故障判定部６によって判定され、ステップＳ４に進む。

続いて、故障検査を行っていない未確認であるファン２の有無が確認される（ステップＳ４）。そして、未確認ファンが有る場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、例えば上述したステップＳ１〜３において、故障検査されていない非検査対象ファン２Ｂをファン回転速度制御部４によって検査対象ファンとして低速回転から高速回転に設定変更し、符号２Ａの故障検査済みのファンを非検査対象ファンとして高速回転から低速回転に設定変更し、上述したステップＳ１〜Ｓ３と同様の動作が行われ、ファン２Ｂの回転数異常の確認が行われる。

そして、再度、ステップＳ４において未確認のファン２の有無が確認され、無い場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、ファン監視制御装置３で保持しているファン２の回転数異常を知らせるアラームデータを発信させ、ファン監視制御装置３による監視動作が終了する。なお、ファン監視制御装置３で保持しているアラームデータが無い場合には、そのまま監視動作が終了する。

上述のように本実施の形態によるファンの監視制御装置では、故障検査時において直列配置された個々のファン２Ａ、２Ｂの回転速度を高速回転と低速回転とに設定して回転数に差分をもたせるとともに、高速回転側のファン２の回転数が低速回転側のファン２の風力の影響を受けないように設定されることから、高速回転側のファン２を検査対象ファン２Ａとし、その検査対象ファン２Ａの実回転数と設定回転数とを故障判定部６で比較して監視することで、確実な故障検出を行うことができ、検査対象ファン２Ａの故障検出率の向上を図ることができる。

以上、本発明によるファンの監視制御装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、故障検査時において、ファン回転速度制御部４によって設定される回転数の差分や、すなわち高速回転側のファン２と低速回転側のファン２のそれぞれ回転数の設定値は特定されることはなく、ファン２などの条件に応じて適宜設定することができる。要は、高速回転側のファン２の回転数が、低速回転側のファン２の風力の影響を受けないように設定されていればよいのである。

また、本実施の形態では図２に示す監視動作のステップＳ４において、未確認のファン２の有無が確認される動作を設けた制御を行っているが、このステップＳ４の動作を省略し、常に二連のファン２Ａ、２Ｂを順次確認する手順で動作設定しておくようにファン監視制御装置３にプログラムさせておいてもかまわない。
そして、二連のファン２、２の位置、形状、大きさ、正常時の風速などの構成は、とくに制限されることはない。

さらに、本実施の形態ではファン監視制御装置３において先に故障検査したファン２の回転数異常（故障）を知らせるアラームデータを一旦保持し、二連の双方のファンの故障検査が終了した後にその保持していたアラームデータを発信させる構成としているが、このような形態に限定されることはなく、一旦保持動作をなくし、故障判定部６による故障検出直後に警報信号を発するような構成であってもかまわない。

本発明の実施の形態によるファン監視制御装置を備えた装置の全体構成を示す図である。 ファン監視制御装置による監視制御の動作フローである。 従来のファンの回転数異常を検出する制御装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ 装置
２、２Ａ、２Ｂ ファン
３ ファン監視制御装置
４ ファン回転速度制御部
５ ファンパルスカウンタ
６ 故障判定部
Ｐ、Ｐａ、Ｐｂ ファンパルス

Claims (2)

1. 装置内に直列配置された二連のファンの回転数を検出するためのファンの監視制御装置であって、
   前記ファンの回転数を個々に制御するファン回転速度制御部と、
   前記ファンのそれぞれから出力されるファンパルスをカウントするファンパルスカウンタと、
   前記ファンパルスカウンタでカウントしたファンパルスに基づいて前記ファンの故障を検出する故障判定部と、
   を備え、
   前記ファン回転速度制御部によって、一方のファンを高速回転に設定するとともに、他方のファンを低速回転に設定し、高速回転側の前記ファンが低速回転側の前記ファンの風力による影響を受けることによる回転数の増加がなく、自身の駆動力のみで回転するときの回転数に設定する事により、
   前記故障判定部によって、前記ファンパルスカウンタでカウントした高速回転側の前記ファンのファンパルスから算定した実回転数と前記ファン回転速度制御部で設定した高速回転の設定回転数とを比較し、前記実回転数が前記設定回転数の閾値に達しない場合に、前記高速回転側のファンの故障を検出する制御を行うことを特徴とするファンの監視制御装置。
2. 一方の前記ファンの故障検査終了後、前記ファン回転速度制御部によって他方の前記ファンを低速回転から高速回転に設定変更し、一方の前記ファンを高速回転から低速回転に設定変更し、
   前記故障判定部によって、高速回転側の前記ファンの実回転数と設定回転数とを比較して故障判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のファンの監視制御装置。

Images