JP5857597B2 - Air volume adjusting damper device and air conditioner - Google Patents

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Description

本願の開示する技術は、風量調整用ダンパ装置及び空調装置に関する。   The technology disclosed in the present application relates to an air volume adjusting damper device and an air conditioner.

対象物に対し風を供給することで空調する空調装置では、風通過部に配置されたダンパ羽根の傾斜角度を変更することで風量を調整可能とするものがある。また、ダンパ羽根よりも風の流れ方向上流側に設置した風速センサにより風速を検知するものが知られている。   Some air conditioners that perform air conditioning by supplying wind to an object can adjust the air volume by changing the inclination angle of the damper blades arranged in the wind passage. Further, there is known a device that detects a wind speed by a wind speed sensor installed upstream of the damper blade in the wind flow direction.

実用新案登録第2529478号公報Utility Model Registration No. 2529478 登録実用新案第3051862号公報Registered Utility Model No. 3051862

風通過部を通過した風量を知るには、風速センサをダンパ羽根よりも風の流れ方向の下流側に設置することが望ましい。しかし、単に風速センサを下流側に設置しても、風量はダンパ羽根の傾斜角度に応じて変わるため、通過した風量を高い精度で知ることは難しい。   In order to know the amount of air that has passed through the wind passage portion, it is desirable to install a wind speed sensor downstream of the damper blade in the wind flow direction. However, even if the wind speed sensor is simply installed on the downstream side, the air volume changes according to the inclination angle of the damper blades, so it is difficult to know the air volume that has passed through with high accuracy.

本願の開示技術は、風通過部を通過した風の風量を高い精度で知ることが可能な風量調整用ダンパ装置と、この風量調整用ダンパ装置を用いた空調装置を提供することが目的である。   It is an object of the disclosed technology of the present application to provide an air volume adjusting damper device capable of knowing with high accuracy the air volume of the wind passing through the air passage section, and an air conditioner using the air volume adjusting damper device. .

本願の開示する風量調整用ダンパ装置は、ダンパ羽根、傾斜角度センサ、風速センサ及び風量計算部を有する。傾斜角度センサは、ダンパ羽根の傾斜角度を検出する。風速センサは、風通過部を通過した風の風速を検出する。風量計算部は、傾斜角度センサで検出された傾斜角度に対応した風速風量変換係数を求め、風速風量変換係数を用いて、風速センサで検出された前記風速から前記風通過部を通過した風の風量を計算する。 An air volume adjusting damper device disclosed in the present application includes a damper blade, an inclination angle sensor, a wind speed sensor, and an air volume calculating unit. The tilt angle sensor detects the tilt angle of the damper blade. A wind speed sensor detects the wind speed of the wind which passed the wind passage part. The air volume calculation unit obtains a wind speed / air volume conversion coefficient corresponding to the tilt angle detected by the tilt angle sensor, and uses the wind speed / air volume conversion coefficient to calculate the wind speed passing through the wind passage section from the wind speed detected by the wind speed sensor. Calculate the air volume.

本願の開示する風量調整用ダンパ装置によれば、風通過部を通過した風の風量を高い精度で知ることが可能となる。   According to the air volume adjusting damper device disclosed in the present application, it is possible to know the air volume of the wind that has passed through the wind passage section with high accuracy.

第1実施形態の風量調整用ダンパ装置を備えた空調装置の構成を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the structure of the air conditioning apparatus provided with the damper apparatus for air volume adjustment of 1st Embodiment. 第1実施形態の風量調整用ダンパ装置を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the damper apparatus for air volume adjustment of 1st Embodiment. 第1実施形態の風量調整用ダンパ装置を示し、(A)はグリルを装着した状態、(B)はグリルを取り外した状態である。The damper apparatus for air volume adjustment of 1st Embodiment is shown, (A) is the state which mounted | worn the grill, (B) is the state which removed the grill. 第1実施形態の風量調整用ダンパ装置において風速センサ及びその近傍を部分的に拡大して示す正面図であり、(A)は傾斜角度が0度の場合、(B)は傾斜角度が45度程度の場合である。It is a front view which expands and shows a wind speed sensor and its vicinity partially in the air volume adjustment damper apparatus of 1st Embodiment, (A) is an inclination angle of 0 degree | times, (B) is an inclination angle of 45 degree | times. This is the case. (A)ダンパ羽根の傾斜角度と風速風量変換係数との関係の一例を示すグラフであり、(B)はダンパ羽根の傾斜角度と風量との関係の一例を示すグラフである。(A) It is a graph which shows an example of the relationship between the inclination angle of a damper blade | wing, and a wind speed air volume conversion coefficient, (B) is a graph which shows an example of the relationship between the inclination angle of a damper blade | wing, and an air volume. 対向翼型ダンパと平行翼型ダンパのそれぞれにおける傾斜角度θと風量との関係の一例を定性的に示すグラフである。It is a graph which shows qualitatively an example of the relationship between inclination-angle (theta) and an air volume in each of an opposing wing type damper and a parallel wing type damper.

以下に、本願の開示する風量調整用ダンパ装置及び空調装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an air volume adjusting damper device and an air conditioner disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態の空調装置14は、たとえば、データセンターやサーバルーム等に設置され、冷却対象物の一例であるサーバー等に対して、冷却風を送る。床下18には、図示しない空調機から、冷却対象物を冷却するための冷却風CW(矢印F0で示す)が供給され、冷却風流路20を流れている。空調装置14は、本実施形態では、矢印F0方向に沿って配置された複数の風量調整用ダンパ装置12を有している。   As shown in FIG. 1, the air conditioner 14 of this embodiment is installed in a data center, a server room, etc., for example, and sends cooling air with respect to the server etc. which are examples of a cooling target object. The underfloor 18 is supplied with cooling air CW (indicated by an arrow F0) for cooling an object to be cooled from an air conditioner (not shown), and flows through the cooling air flow path 20. In this embodiment, the air conditioner 14 includes a plurality of air volume adjustment damper devices 12 arranged along the direction of the arrow F0.

床面22には、サーバラック24の近傍(図示の例では前方且つ下方)の位置に開口26が形成されている。図2及び図3にも示すように、開口26には、多数のスリット28Sが形成された1枚又は複数枚のグリル28が、床面22と平行にはめ込まれている。そして、グリル28の下方(グリル28と冷却風流路20との間)に、床下18の冷却風流路20を流れる風の流れ方向(矢印F0方向)に沿って複数の風量調整用ダンパ装置12が配置されている。冷却風流路20を流れた冷却風CWは、矢印F1で示すように、風量調整用ダンパ装置12を通過して床上に至る。なお、以下においては、単に風の流れ方向というときは、風量調整用ダンパ装置12における風の流れ方向(矢印F1方向)を意味するものとする。   An opening 26 is formed in the floor surface 22 at a position in the vicinity of the server rack 24 (forward and downward in the illustrated example). As shown in FIGS. 2 and 3, one or more grilles 28 each having a plurality of slits 28 </ b> S are fitted in the opening 26 in parallel with the floor surface 22. Then, below the grill 28 (between the grill 28 and the cooling air flow path 20), a plurality of dampers 12 for adjusting the air volume are provided along the flow direction of the air flowing in the cooling air flow path 20 in the underfloor 18 (arrow F0 direction). Has been placed. The cooling air CW that has flowed through the cooling air flow path 20 passes through the air volume adjusting damper device 12 and reaches the floor as indicated by an arrow F1. In the following description, the term “wind flow direction” simply refers to the wind flow direction (arrow F1 direction) in the air volume adjustment damper device 12.

図2及び図3に示すように、風量調整用ダンパ装置12は、枠体30を備えている。枠体30は、床面22の法線方向に見たとき四角形の枠状となるように、4つの側壁30Sを備えている。枠体30の内部、すなわち、4つの側壁30Sで囲まれた領域が、風通過部32となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the air volume adjusting damper device 12 includes a frame body 30. The frame body 30 includes four side walls 30 </ b> S so as to form a rectangular frame shape when viewed in the normal direction of the floor surface 22. The inside of the frame 30, that is, the area surrounded by the four side walls 30 </ b> S is the wind passage portion 32.

側壁30Sのそれぞれの上端からは、枠体30を平面視したとき外側に延出されるフランジ状に支持板30Pが延出されている。支持板30P上に、グリル28が支持される。   From each upper end of the side wall 30S, when the frame 30 is planarly viewed, the support plate 30P extends in a flange shape that extends outward. The grill 28 is supported on the support plate 30P.

対向する2枚の側壁30A、30Bの間には、複数枚(図示の例では9枚)のダンパ羽根34が配置されている。ダンパ羽根34のそれぞれは長尺の板状に形成されている。また、ダンパ羽根34のそれぞれには、幅方向(長手方向と直交する方向)の中心に沿って支軸36が設けられている。複数のダンパ羽根34は、冷却風CWの流れ方向F1と、支軸36の方向にそれぞれ交差する方向に沿って配置されている。図示の例では、特に、支軸36は、風通過部32における冷却風CWの流れ方向F1と直交している。   A plurality of (9 in the illustrated example) damper blades 34 are disposed between the two opposing side walls 30A and 30B. Each of the damper blades 34 is formed in a long plate shape. Each of the damper blades 34 is provided with a support shaft 36 along the center in the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction). The plurality of damper blades 34 are arranged along directions that intersect the flow direction F1 of the cooling air CW and the direction of the support shaft 36, respectively. In the illustrated example, in particular, the support shaft 36 is orthogonal to the flow direction F1 of the cooling air CW in the air passage portion 32.

複数のダンパ羽根34の支軸36は互いに平行とされ、両端部分が側壁30A、30Bに回転可能に支持されている。したがって、複数のダンパ羽根34は、冷却風CWの流れ方向F1及び、支軸36のそれぞれと直交する方向に沿って配置されている。   The support shafts 36 of the plurality of damper blades 34 are parallel to each other, and both end portions are rotatably supported by the side walls 30A and 30B. Therefore, the plurality of damper blades 34 are arranged along the direction F1 of the cooling air CW and the direction orthogonal to each of the support shafts 36.

ダンパ羽根34はそれぞれ、支軸36を中心として回転することで、風通過部32における冷却風CWの流れ方向(矢印F1方向)と直交する仮想平面PLに対する傾斜角度θが、0度から90度までの範囲で変化する。   Each of the damper blades 34 rotates about the support shaft 36, so that the inclination angle θ with respect to the virtual plane PL orthogonal to the flow direction of the cooling air CW (the direction of the arrow F1) in the air passage 32 is 0 to 90 degrees. It changes in the range up to.

そして、このようにダンパ羽根34の傾斜角度θを変化させることで、風通過部32の断面積、すなわち風通過部32を冷却風CWが通過する際の開口部分の面積を調整することができる。具体的には、傾斜角度θが0度のときは、風通過部32の開口面積は最小(実質的にゼロ)となる。また、傾斜角度が90度のときは、風通過部32の開口面積は最大となる。   Then, by changing the inclination angle θ of the damper blade 34 in this way, the cross-sectional area of the wind passage portion 32, that is, the area of the opening portion when the cooling air CW passes through the wind passage portion 32 can be adjusted. . Specifically, when the inclination angle θ is 0 degree, the opening area of the wind passage portion 32 is minimum (substantially zero). When the inclination angle is 90 degrees, the opening area of the wind passage portion 32 is maximized.

特に本実施形態では、図2から分かるように、隣接するダンパ羽根34どうしは、支軸36の方向に見たとき、互いに反対方向に傾斜する(2枚のダンパ羽根34の傾斜角度θは等しい)ように、羽根開閉機構38によりダンパ羽根34が連結されている。すなわち、ダンパ羽根34は全体として、対向翼型ダンパ羽根となっている。そして、たとえば、羽根開閉機構38を手動操作することで、すべてのダンパ羽根34を支軸36周りに一体的に回転させることができる。また、ダンパ羽根34が所定の傾斜角度θで保持されるように、図示しないストッパ機構が設けられる。もちろん、アクチュエータを設けて、ダンパ羽根34の回転を自動化してもよい。   In particular, in this embodiment, as can be seen from FIG. 2, the adjacent damper blades 34 are inclined in opposite directions when viewed in the direction of the support shaft 36 (the inclination angles θ of the two damper blades 34 are equal). ), The damper blade 34 is connected by the blade opening / closing mechanism 38. That is, the damper blade 34 is a counter blade type damper blade as a whole. For example, all the damper blades 34 can be integrally rotated around the support shaft 36 by manually operating the blade opening / closing mechanism 38. Further, a stopper mechanism (not shown) is provided so that the damper blade 34 is held at a predetermined inclination angle θ. Of course, an actuator may be provided to automate the rotation of the damper blade 34.

図4(A)及び(B)に詳細に示すように、ダンパ羽根34のそれぞれは、幅方向(支軸36の長手方向と直交する方向)の縁部分を板厚方向に部分的に曲げて段部34Dが形成されている。図4(A)から分かるように、段部34Dは、ダンパ羽根34の傾斜角度θが0度の状態で、隣り合うダンパ羽根34の段部34Dと部分的に重なり合うように形成されている。換言すれば、ダンパ羽根34は、傾斜角度θが0度の状態であっても、段部34Dによって違いに重なり合うことで、冷却風CWの通過を効果的に抑制可能としている。   As shown in detail in FIGS. 4A and 4B, each of the damper blades 34 is obtained by partially bending the edge portion in the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction of the support shaft 36) in the plate thickness direction. A step portion 34D is formed. As can be seen from FIG. 4A, the step portion 34D is formed so as to partially overlap the step portion 34D of the adjacent damper blade 34 when the inclination angle θ of the damper blade 34 is 0 degrees. In other words, the damper blade 34 can effectively suppress the passage of the cooling air CW by being overlapped by the step 34D even when the inclination angle θ is 0 degree.

これに対し、ダンパ羽根34が所定の傾斜角度θ(たとえば、図4(B)に示すように45度程度)で傾斜していると、図2からも分かるように、隣り合うダンパ羽根34の段部34Dは離間し、ダンパ羽根34の間に隙間54、56が生じる。特に、隣り合う段部34Dが上方に移動した部分50では、隙間54の両側のダンパ羽根34に沿って冷却風CWが集められ、隙間54を通過する。   On the other hand, if the damper blades 34 are inclined at a predetermined inclination angle θ (for example, about 45 degrees as shown in FIG. 4B), as can be seen from FIG. The step portion 34 </ b> D is separated, and gaps 54 and 56 are generated between the damper blades 34. In particular, in the portion 50 where the adjacent step portion 34 </ b> D has moved upward, the cooling air CW is collected along the damper blades 34 on both sides of the gap 54 and passes through the gap 54.

枠体30には、傾斜角度センサ40が備えられている。傾斜角度センサ40は、ダンパ羽根34の傾斜角度を検知し、データを風量計算部42に送る。   The frame 30 is provided with an inclination angle sensor 40. The tilt angle sensor 40 detects the tilt angle of the damper blade 34 and sends data to the air volume calculation unit 42.

側壁30A、30Bの間には、2枚の誘導板44が掛け渡されている。誘導板44のいずれか一方若しくは両方には、冷却風CWの流れ方向(矢印F1方向)の下流側(図2では上側)に、支持板46が形成されている。支持板46には、風速センサ48が取り付けられている。風速センサ48は、風通過部32を通過した冷却風CWの風速Vを検知し、データを風量計算部42に送る。   Two guide plates 44 are spanned between the side walls 30A and 30B. A support plate 46 is formed on one or both of the guide plates 44 on the downstream side (upper side in FIG. 2) in the flow direction of the cooling air CW (the direction of the arrow F1). A wind speed sensor 48 is attached to the support plate 46. The wind speed sensor 48 detects the wind speed V of the cooling air CW that has passed through the wind passage section 32 and sends data to the air volume calculation section 42.

特に本実施形態では、風通過部32よりも流れ方向の下流側で、且つグリル28よりも上流側において、風通過部32(ダンパ羽根34の間)を通過した冷却風CWの風速Vを検知している。   In particular, in the present embodiment, the wind speed V of the cooling air CW that has passed through the air passage portion 32 (between the damper blades 34) is detected downstream in the flow direction from the air passage portion 32 and upstream of the grill 28. doing.

誘導板44のそれぞれは、冷却風CWの流れ方向に沿って平行に配置されている。図2及び図4から分かるように、誘導板44は、複数のダンパ羽根34の並び方向(矢印A1方向)における略中央部分に配置されている。特に、本実施形態では、段部34Dが上方に移動する部分50を囲むように、特定の隣り合う2枚のダンパ羽根34A、34Bのそれぞれの支軸36A、36Bよりも、並び方向の外側に配置されている。   Each of the guide plates 44 is arranged in parallel along the flow direction of the cooling air CW. As can be seen from FIGS. 2 and 4, the guide plate 44 is disposed at a substantially central portion in the direction in which the plurality of damper blades 34 are arranged (the direction of the arrow A <b> 1). In particular, in the present embodiment, the stepped portion 34D surrounds the portion 50 that moves upward so that it is outside of the support shafts 36A, 36B of the two adjacent damper blades 34A, 34B in the arrangement direction. Has been placed.

ダンパ羽根34A、34Bが傾斜している状態では、冷却風CWの一部はダンパ羽根34の下面に沿って移動し、段部34Dが上方に移動した部分50の隙間54を通過する。誘導板44は、段部34Dが上方に移動する部分50を囲むように配置されている。このため、誘導板44は、隙間54を通過した冷却風CWを、矢印F2で示すように、風速センサ48に向けて誘導することができる。これにより、冷却風CWを風速センサ48に誘導しない構成と比較して、冷却風CWの風速を効率的に検知できる。   In a state where the damper blades 34A and 34B are inclined, a part of the cooling air CW moves along the lower surface of the damper blade 34, and the step portion 34D passes through the gap 54 of the portion 50 moved upward. The guide plate 44 is disposed so as to surround the portion 50 where the step 34D moves upward. For this reason, the guide plate 44 can guide the cooling air CW that has passed through the gap 54 toward the wind speed sensor 48 as indicated by the arrow F2. Thereby, compared with the structure which does not guide the cooling wind CW to the wind speed sensor 48, the wind speed of the cooling wind CW can be detected efficiently.

また、たとえば、段部34Dが下方に移動する部分51(図2参照)を囲むように誘導板44を配置した構成では、その両側のダンパ羽根34で冷却風CWが集められることがないため、実質的にこの部分の隙間56を通過する風量Fは少なくなる。これに対し、隙間54では、冷却風CWがダンパ羽根34に沿って集められるので、この集められた冷却風CWを利用して効率的に風速センサ48に冷却風を誘導し、冷却風の風速を検知できる。   Further, for example, in the configuration in which the guide plate 44 is disposed so as to surround the portion 51 (see FIG. 2) where the step portion 34D moves downward, the cooling air CW is not collected by the damper blades 34 on both sides thereof. The air volume F passing through the gap 56 in this portion is substantially reduced. On the other hand, since the cooling air CW is collected along the damper blades 34 in the gap 54, the cooling air is efficiently guided to the wind speed sensor 48 by using the collected cooling air CW, and the wind speed of the cooling air is increased. Can be detected.

風量計算部42では、ダンパ羽根34の傾斜角度θ、冷却風CWの風速V及び推定風量F’を、図示しない表示装置等に出力できるようになっている。   The air volume calculation unit 42 can output the inclination angle θ of the damper blade 34, the wind speed V of the cooling air CW, and the estimated air volume F ′ to a display device (not shown) or the like.

次に、風量調整用ダンパ装置12と空調装置14の作用及び効果について説明する。   Next, functions and effects of the air volume adjusting damper device 12 and the air conditioner 14 will be described.

本実施形態の空調装置14では、図1に示すように、図示しない空調機からの冷却風CW(矢印F0参照)が床下18の冷却風流路20を流れる。さらに冷却風CWは、風量調整用ダンパ装置12の風通過部32からグリル28のスリット28Sを通過して(矢印F1参照)、床面22の上方に供給される。この冷却風CWにより、床面22に設置された冷却対象物の一例であるサーバー等が冷却される。   In the air conditioner 14 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, cooling air CW (see arrow F <b> 0) from an air conditioner (not shown) flows through the cooling air flow path 20 in the underfloor 18. Further, the cooling air CW passes through the slit 28S of the grill 28 from the air passage 32 of the air volume adjusting damper device 12 (see arrow F1) and is supplied above the floor surface 22. With this cooling air CW, a server or the like, which is an example of a cooling object installed on the floor surface 22, is cooled.

風量計算部42には、傾斜角度センサ40で検知されたダンパ羽根34の傾斜角度θが入力される。また、風量計算部42には、風速センサ48で検知された冷却風CWの風速が入力される。   The airflow calculation unit 42 receives the inclination angle θ of the damper blade 34 detected by the inclination angle sensor 40. In addition, the wind speed of the cooling air CW detected by the wind speed sensor 48 is input to the air volume calculation unit 42.

風通過部32を通過する風量Fは、風速センサ48で検知された風速Vに応じて変化する。ここで、ダンパ羽根34の傾斜角度θを一定にしたままで、風量調整用ダンパ装置12への送風量を変化させたとき、風通過部32を通過する風量Fは、風速センサ48で検知された風速Vと比例関係にあることを実験的に見出した。すなわち、推定風量F’は、以下の計算式(1)で計算できる。なお、この計算式(1)は、風量計算部42に格納されている。   The amount of air F passing through the wind passage 32 varies according to the wind speed V detected by the wind speed sensor 48. Here, when the airflow to the airflow adjustment damper device 12 is changed while the inclination angle θ of the damper blade 34 is kept constant, the airflow F passing through the airflow passage 32 is detected by the wind speed sensor 48. It was found experimentally that it is proportional to the wind speed V. That is, the estimated air volume F ′ can be calculated by the following calculation formula (1). The calculation formula (1) is stored in the air volume calculation unit 42.

F’=K・V (1) F ′ = K · V (1)

Kは、風速Vを風量Fに変換するための変換係数(以下、「風速風量変換係数」という)である。そして、この風速風量変換係数Kは、ダンパ羽根34の傾斜角度θに依存して決まる固有の値をとることも見出した。すなわち、ダンパ羽根34の傾斜角度θを変化させて、各傾斜角度ごとに風速Vと風量Fとをあらかじめ測定することで、傾斜角度θごとの風速風量変換係数Kが決定できる。   K is a conversion coefficient for converting the wind speed V into the air volume F (hereinafter referred to as “wind speed / air volume conversion coefficient”). It has also been found that the wind speed / air volume conversion coefficient K takes a unique value determined depending on the inclination angle θ of the damper blade 34. That is, by changing the inclination angle θ of the damper blade 34 and measuring the wind speed V and the air volume F in advance for each inclination angle, the wind speed / air volume conversion coefficient K for each inclination angle θ can be determined.

この点を踏まえ、風量計算部42では、特定の傾斜角度θ1、θ2〜θi〜θnと風速風量変換係数K1、K2〜Ki〜Knとの対応関係が、テーブル42Tとして格納されている。図5(A)には一例として、傾斜角度θを0度から90度まで10度ずつ変化させたときの、風速風量変換係数Kの値が、グラフ化して示されている。図5(A)のグラフからも、風速風量変換係数Kは傾斜角度θに依存して、0.05〜0.20の範囲で変化していることが分かる。   In consideration of this point, the air volume calculation unit 42 stores a correspondence relationship between the specific inclination angles θ1, θ2 to θi to θn and the wind speed / airflow conversion coefficients K1, K2 to Ki to Kn as a table 42T. FIG. 5A shows, as an example, a graph of the value of the wind speed / air quantity conversion coefficient K when the inclination angle θ is changed by 10 degrees from 0 degree to 90 degrees. Also from the graph of FIG. 5 (A), it can be seen that the wind speed / air volume conversion coefficient K changes in the range of 0.05 to 0.20 depending on the inclination angle θ.

上記のように求められた風速風量変換係数Kを用いて、風速センサ48で検知された風速Vから推定風量F’を計算した結果が、風量Fの実測値(実測風量Fr)と共に、図5(B)にグラフ化して示されている。   The result of calculating the estimated air volume F ′ from the wind speed V detected by the wind speed sensor 48 using the wind speed / air volume conversion coefficient K obtained as described above, together with the actual value of the air volume F (measured air volume Fr), is shown in FIG. A graph is shown in (B).

図5(B)から分かるように、ダンパ羽根34の傾斜角度θを0度から90度まで10度ずつ変化させたとき、風速Vは大きく変化している。すなわち、単にダンパ羽根34よりも冷却風CWの流れ方向の下流側で風速Vを測定し、ある定数(たとえば、風通過部32の面積)を掛けただけでは、風量Fを高い精度で求めることが難しい。これは、たとえば、ダンパ羽根34の傾斜方向に依存して、隙間54を通過する冷却風の向きが真上にならないことに起因すると考えられる。たとえば、図4(B)のように隙間54が構成された場合では、冷却風CWは左方向へ向かうと想定される。また、風通過部32を通過する風速Vと風量Fとの関係も、上記したようにダンパ羽根34の傾斜角度θに依存するが、単に風速Vを測定しただけでは、傾斜角度θに応じた風量Fの変化を反映できないためであると考えられる。   As can be seen from FIG. 5B, when the inclination angle θ of the damper blade 34 is changed from 0 degree to 90 degrees by 10 degrees, the wind speed V changes greatly. That is, simply measuring the wind speed V downstream of the damper blade 34 in the flow direction of the cooling air CW and multiplying it by a certain constant (for example, the area of the air passage portion 32) can obtain the air volume F with high accuracy. Is difficult. This is considered to be caused by, for example, the direction of the cooling air passing through the gap 54 not being directly above depending on the inclination direction of the damper blade 34. For example, in the case where the gap 54 is configured as shown in FIG. 4B, it is assumed that the cooling air CW is directed leftward. Further, the relationship between the wind speed V passing through the wind passage portion 32 and the air volume F also depends on the inclination angle θ of the damper blade 34 as described above, but simply measuring the wind speed V corresponds to the inclination angle θ. This is probably because the change in the air flow F cannot be reflected.

これに対し、本実施形態では、ダンパ羽根34の傾斜角度θに対応した風速風量変換係数Kを求め、この風速風量変換係数Kを用いて、風速Vから推定風量F’を計算している。この結果、計算で得た推定風量F’は、実測風量Frとの誤差が少ない(図示の例では5%以内)。すなわち、本実施形態の風量調整用ダンパ装置12では、風通過部32を通過する冷却風CWの風量Fを、高い精度で計算できる。   On the other hand, in the present embodiment, the wind speed / air volume conversion coefficient K corresponding to the inclination angle θ of the damper blade 34 is obtained, and the estimated air volume F ′ is calculated from the wind speed V using the wind speed / air volume conversion coefficient K. As a result, the estimated air volume F ′ obtained by the calculation has a small error from the actually measured air volume Fr (within 5% in the illustrated example). That is, in the air volume adjusting damper device 12 of the present embodiment, the air volume F of the cooling air CW passing through the air passage portion 32 can be calculated with high accuracy.

しかも、本実施形態では、風量調整用ダンパ装置12自身から、冷却風CWの推定風量F’が出力されるため、風量Fの測定装置をあらたに設ける必要がない。このため、風量調整用ダンパ装置12で冷却風CWを排出するタイミングで(遅延なく)、推定風量F’を得ることができる。また、高い精度で推定風量F’を計算できる風量調整用ダンパ装置12を、低コストで実現できる。   In addition, in the present embodiment, since the estimated air volume F ′ of the cooling air CW is output from the air volume adjusting damper device 12 itself, it is not necessary to newly provide a device for measuring the air volume F. Therefore, the estimated air volume F ′ can be obtained at the timing (without delay) when the cooling air CW is discharged by the air volume adjusting damper device 12. Also, the air volume adjusting damper device 12 capable of calculating the estimated air volume F ′ with high accuracy can be realized at low cost.

また、本実施形態では、ダンパ羽根34よりも冷却風CWの流れ方向の下流側で、且つ風速センサ48よりも上流側の位置に、誘導板44を設けている。この誘導板44により、風通過部32を通過した冷却風CWの一部(隙間56を通過した冷却風CW)を風速センサ48に誘導している。したがって、誘導板44が設けられていない構成と比較して、風速センサ48によって高精度で風速Vを検出できる。   In the present embodiment, the guide plate 44 is provided at a position downstream of the damper blade 34 in the flow direction of the cooling air CW and upstream of the wind speed sensor 48. A part of the cooling air CW that has passed through the wind passage 32 (the cooling air CW that has passed through the gap 56) is guided to the wind speed sensor 48 by the guide plate 44. Therefore, the wind speed V can be detected with high accuracy by the wind speed sensor 48 as compared with the configuration in which the guide plate 44 is not provided.

本実施形態の空調装置14は、上記の構成とされた風量調整用ダンパ装置12を複数備えている。したがって、冷却対象物(サーバ等)の運転による発熱状態(温度分布)に応じて、風量調整用ダンパ装置12ごとに、ダンパ羽根34の傾斜角度θを変えることで、冷却(空調)の効率を上げることが可能である。すなわち、より冷却が必要とされる冷却対象物に対し相対的に風量が多くなり、冷却の必要性が低い冷却対象物に対しては、相対的に少ない風量の冷却風とすることで、空調装置14の全体としてのエネルギー効率が高くなる。   The air conditioner 14 of the present embodiment includes a plurality of air volume adjusting damper devices 12 having the above-described configuration. Therefore, the efficiency of cooling (air conditioning) can be improved by changing the inclination angle θ of the damper blade 34 for each air volume adjusting damper device 12 according to the heat generation state (temperature distribution) due to the operation of the cooling target (server or the like). It is possible to raise. In other words, the air volume is relatively large for the cooling object that needs to be cooled, and the cooling air with a relatively small air volume is used for the cooling object that has a low necessity for cooling. The overall energy efficiency of the device 14 is increased.

そして、このように風量調整用ダンパ装置12ごとに、冷却風CWを適切な風量とする構成において、推定風量F’を高い精度で計算できる。このため、空調装置14の全体としての冷却風CWを、たとえば制御室から一括管理できるので、この点においても、さらにエネルギー効率が高くなる。   Thus, in the configuration in which the cooling air CW is set to an appropriate air volume for each air volume adjusting damper device 12, the estimated air volume F 'can be calculated with high accuracy. For this reason, since the cooling air CW as the whole of the air conditioner 14 can be collectively managed from, for example, the control room, the energy efficiency is further enhanced in this respect.

上記では、ダンパ羽根34の例として、隣り合うダンパ羽根34どうしが反対方向に傾斜することで、全体として、対向翼型ダンパ羽根となっている例を挙げている。しかし、ダンパ羽根としては、たとえば、平行翼型ダンパ羽根であってもよい。この平行翼型ダンパ羽根では、すべてのダンパ羽根が同じ方向に同じ傾斜角度で傾斜する。   In the above, as an example of the damper blade 34, an example in which the adjacent damper blades 34 are inclined in the opposite direction to form the opposed blade type damper blade as a whole. However, the damper blade may be, for example, a parallel wing type damper blade. In this parallel wing type damper blade, all the damper blades are inclined in the same direction at the same inclination angle.

ここで、図6には、対向翼型ダンパと平行翼型ダンパにおける、傾斜角度θと風量Fとの関係が定性的に示されている。また、傾斜角度θと風量Fとが線型(一次関数的)に変化する場合が直線L1で示されている。   Here, FIG. 6 qualitatively shows the relationship between the inclination angle θ and the air volume F in the opposed wing damper and the parallel wing damper. Further, a case where the inclination angle θ and the air volume F change linearly (linear function) is indicated by a straight line L1.

平行翼型ダンパの場合には、傾斜角度θが小さい場合でも風量Fが多くなり、直線L1との差が大きい。これに対し、対向翼型ダンパの場合には、傾斜角度θによらず、直線L1との差が小さい。すなわち、対向翼型ダンパのほうが、平行翼型ダンパよりも、傾斜角度θに応じた風量Fの調整が容易である。   In the case of the parallel wing damper, the air volume F increases even when the inclination angle θ is small, and the difference from the straight line L1 is large. On the other hand, in the case of the opposed wing type damper, the difference from the straight line L1 is small regardless of the inclination angle θ. That is, it is easier to adjust the air volume F according to the inclination angle θ in the opposed wing damper than in the parallel wing damper.

上記では、ダンパ羽根34の回転軸である支軸36が、ダンパ羽根34の幅方向の中央に設けられている例を挙げているが、中央以外の箇所に支軸36が設けられていてもよい。   In the above example, the support shaft 36 that is the rotation shaft of the damper blade 34 is provided at the center in the width direction of the damper blade 34. However, even if the support shaft 36 is provided at a location other than the center. Good.

ダンパ羽根34の傾斜角度も、上記では、仮想平面PLを基準とした角度を例示しているが、たとえば、風通過部32における風の流れ方向を基準としてダンパ羽根34の傾斜角度を測ってもよい。このようにして図った傾斜角度をθ’とすると、θ+θ’=90度の関係があるので、傾斜角度としてθ’を用いても、θ’を容易にθに変換して、上記の計算方法を適用できる。   In the above description, the inclination angle of the damper blade 34 is also exemplified with respect to the virtual plane PL. However, for example, even if the inclination angle of the damper blade 34 is measured on the basis of the wind flow direction in the wind passage portion 32. Good. Assuming that the tilt angle thus designed is θ ′, there is a relationship of θ + θ ′ = 90 degrees. Therefore, even if θ ′ is used as the tilt angle, θ ′ can be easily converted to θ and the above calculation method can be used. Can be applied.

上記では、ダンパ羽根34の傾斜角度θに基づいて風速風量変換係数Kを決定し、さらにこの風速風量変換係数Kを用いて、風速Vから推定風量F’を得る構成について説明している。ところで、この風速風量変換係数Kは、風量調整用ダンパ装置12の全体的構成に応じて異なった値をとる。また、上記では、風通過部32を通過する風量Fが、風速センサ48で検知された風速Vと比例関係にある、という新たな知見を得ている。これに加えて、さらに厳密な実験を行うことで、他の要因も考慮して、風量Fをより正確に推定できる可能性もある。ただし、いずれにしても、本実施形態では、ダンパ羽根34の傾斜角度θごとの計算式をあらかじめ求めている。そして、この計算式に基づき、風通過部32(ダンパ羽根34)よりも冷却風CWの下流側での風速Vを用いて、風通過部32を通過した冷却風CWの風量Fを計算している。このため、たとえば、風通過部32(ダンパ羽根34)よりも冷却風CWの上流側で風速を検知して風量を推定する構成や、ダンパ羽根34の傾斜角度θを考慮することなく風量を推定する構成と比較して、より高い精度で、風量Fを推定することが可能である。   In the above description, a configuration is described in which the wind speed / air volume conversion coefficient K is determined based on the inclination angle θ of the damper blade 34 and the estimated air volume F ′ is obtained from the wind speed V using the wind speed / air volume conversion coefficient K. By the way, the wind speed / air volume conversion coefficient K takes different values depending on the overall configuration of the air volume adjusting damper device 12. Further, in the above description, new knowledge has been obtained that the air volume F passing through the wind passage portion 32 is proportional to the wind speed V detected by the wind speed sensor 48. In addition to this, by conducting a more rigorous experiment, there is a possibility that the air volume F can be estimated more accurately in consideration of other factors. However, in any case, in this embodiment, a calculation formula for each inclination angle θ of the damper blade 34 is obtained in advance. Based on this calculation formula, the air flow rate F of the cooling air CW that has passed through the air passage 32 is calculated using the wind speed V downstream of the air passage 32 (damper blade 34). Yes. For this reason, for example, the air volume is estimated without considering the configuration in which the wind speed is detected by detecting the wind speed upstream of the cooling air CW from the wind passage portion 32 (damper blade 34), and the inclination angle θ of the damper blade 34 is not considered. It is possible to estimate the air volume F with higher accuracy than the configuration to be performed.

風量調整用ダンパ装置12によって風量調整される風は、冷却風CWに限定されず、たとえば、対象物を加熱(保温を含む)するための風や、対象物から異物を風圧により吹き飛ばして除去するための風(清掃風)であってもよい。   The air whose air volume is adjusted by the air volume adjusting damper device 12 is not limited to the cooling air CW. For example, the air for heating (including keeping warm) the object or the foreign object is blown off by the air pressure to be removed. May be a wind (cleaning wind).

風量調整用ダンパ装置12(空調装置14)からの風の吹き出し位置も、床面に限られず、たとえば天井面や壁面であってもよい。   The air blowing position from the air volume adjusting damper device 12 (air conditioner 14) is not limited to the floor surface, and may be, for example, a ceiling surface or a wall surface.

以上、本願の開示する技術の一実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。   As mentioned above, although one embodiment of the technique disclosed in the present application has been described, the technique disclosed in the present application is not limited to the above, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, it is possible.

12 風量調整用ダンパ装置
14 空調装置
18 床下
20 冷却風流路
22 床面
24 サーバラック
26 開口
28 グリル
28S スリット
30 枠体
30S 側壁
30P 支持板
32 風通過部
34 ダンパ羽根
34D 段部
36 支軸
38 羽根開閉機構
40 傾斜角度センサ
42 風量計算部
42T テーブル
44 誘導板
46 支持板
48 風速センサ
54 隙間
56 隙間
CW 冷却風
PL 仮想平面
θ 傾斜角度
12 Air volume adjusting damper device 14 Air conditioner 18 Under floor 20 Cooling air flow path 22 Floor surface 24 Server rack 26 Opening 28 Grill 28S Slit 30 Frame 30S Side wall 30P Support plate 32 Air passage portion 34 Damper blade 34D Step portion 36 Support shaft 38 Blade Opening / closing mechanism 40 Inclination angle sensor 42 Air volume calculation unit 42T Table 44 Guide plate 46 Support plate 48 Air speed sensor 54 Clearance 56 Clearance CW Cooling air PL Virtual plane θ Inclination angle

Claims (5)

風が通過する風通過部の断面積を、風向きと交差する回転軸まわりに傾斜されることで調整可能なダンパ羽根と、
前記ダンパ羽根の傾斜角度を検出する傾斜角度センサと、
前記風通過部を通過した風の風速を検出する風速センサと、
前記傾斜角度センサで検出された前記傾斜角度に対応した風速風量変換係数を求め、前記風速風量変換係数を用いて、前記風速センサで検出された前記風速から前記風通過部を通過した風の風量を計算する風量計算部と、
を有する風量調整用ダンパ装置。
A damper blade that can be adjusted by tilting the cross-sectional area of the wind passage portion through which the wind passes around a rotation axis that intersects the wind direction;
An inclination angle sensor for detecting an inclination angle of the damper blade;
A wind speed sensor for detecting the wind speed of the wind that has passed through the wind passage section;
A wind speed / air volume conversion coefficient corresponding to the tilt angle detected by the tilt angle sensor is obtained, and using the wind speed / air volume conversion coefficient, an air volume of the wind that has passed through the wind passage section from the wind speed detected by the wind speed sensor. An air volume calculation unit for calculating
An air volume adjusting damper device having
前記風量計算部は、前記傾斜角度ごとの風量計算式が格納され、前記傾斜角度センサで検出された前記傾斜角度に対応する前記風量計算式を用いて前記風速センサで検出された前記風速から前記風量を計算する請求項1に記載の風量調整用ダンパ装置。   The air volume calculation unit stores an air volume calculation formula for each tilt angle, and uses the air volume calculation formula corresponding to the tilt angle detected by the tilt angle sensor based on the wind speed detected by the wind speed sensor. The damper apparatus for air volume adjustment of Claim 1 which calculates an air volume. 前記ダンパ羽根よりも前記風の流れ方向下流側で、且つ前記風速センサよりも該流れ方向上流側で、隣り合う前記ダンパ羽根の前記回転軸よりも前記ダンパ羽根の並び方向の外側に設けられ前記風通過部を通過した風の一部を前記風速センサに誘導する誘導板、
を有する請求項1又は請求項2に記載の風量調整用ダンパ装置。
Provided on the downstream side in the flow direction of the wind with respect to the damper blades and on the upstream side in the flow direction with respect to the wind speed sensor, on the outer side in the arrangement direction of the damper blades with respect to the rotation shaft of the adjacent damper blades. A guide plate for guiding a part of the wind that has passed through the wind passage section to the wind speed sensor
The damper apparatus for air volume adjustment of Claim 1 or Claim 2 which has these.
前記ダンパ羽根は、前記風向き方向及び前記回転軸方向とそれぞれ直交する方向に沿って複数備えられると共に、隣接するダンパ羽根どうしは互いに反対方向に傾斜する対向翼型ダンパ羽根であり、
前記誘導板が、前記隣接する前記ダンパ羽根の傾斜角度0度の状態での重なり部分が傾斜により前記風速センサ側に移動して互いに離間した部分を囲むように配置される請求項3に記載の風量調整用ダンパ装置。
The damper blade, together with the provided plurality along a direction perpendicular respectively with the wind direction and the rotation axis direction, the adjacent damper blades to each other is Ri opposing blade damper blades der inclined in opposite directions,
The said guide plate is arrange | positioned so that the overlap part in the state of the inclination angle of the said adjacent damper blade | wing of 0 degree | times may move to the said wind-speed sensor side by inclination, and it surrounds the part mutually spaced apart . Air volume adjustment damper device.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の風量調整用ダンパ装置を複数備え、
前記風量調整用ダンパ装置ごとに、前記風量計算部で計算された風量に基づいて前記ダンパ羽根の前記傾斜角度が調整可能とされている空調装置。
A plurality of the air volume adjusting damper devices according to any one of claims 1 to 4,
An air conditioner in which the angle of inclination of the damper blade is adjustable based on the air volume calculated by the air volume calculator for each of the air volume adjusting damper devices.
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