JP6251315B2 - Airflow measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、換気扇や空調設備・工場設備等の制気口における風量を計測する風量計測装置に関する。 The present invention relates to an air volume measuring device that measures an air volume at a ventilation opening of a ventilation fan, an air conditioner, a factory facility, or the like.
日本工業規格に定める『換気扇(JISC9603)』や『空気調和・換気設備の風量測定方法(JISA1431)』をはじめとして、例えば特許文献1及び特許文献2のように、換気扇や制気口の風量測定に関する多くの提案がなされている。
Starting with “Ventilation Fan (JISC9603)” and “Air Conditioning / Ventilation Equipment Airflow Measurement Method (JISA1431)” defined in Japanese Industrial Standards, for example,
例えば換気扇の吸込み風量をJISC9603の測定方法に従い実際に測定する場合、補助ファンの吸込み側にJIS規格の風量測定器“吸込みノズル”を取付け、継手部材である“キャンバス”を介して“補助ファン”に接続する。更に補助ファンの吐出口側でも、キャンバスを介してダクトに繋がり、このダクトを経由して換気扇のある“空気槽”に繋がる。 For example, when actually measuring the intake air volume of a ventilation fan in accordance with the measurement method of JIS C9603, a JIS standard air volume measuring device “suction nozzle” is attached to the suction side of the auxiliary fan, and “auxiliary fan” is connected via a joint member “canvas”. Connect to. Furthermore, on the discharge port side of the auxiliary fan, it is connected to a duct via a canvas, and is connected to an “air tank” with a ventilation fan via this duct.
このように測定対象となる空気の流路は種々の部材からなり、夫々繋がった構成となる。このような計測環境で、換気扇の風量を測定する際に重要な点は、空気の吸込み域から換気扇の吐出域までの間で空気が洩れたり吸い込まれたりすることがないように気密性を確保することにある。 As described above, the flow path of the air to be measured is composed of various members and has a connected structure. In such a measurement environment, when measuring the air volume of the ventilation fan, the important point is to ensure airtightness so that air does not leak or be sucked in from the air suction area to the discharge area of the ventilation fan. There is to do.
一方、送風機の前後で風量を測定する場合、送風機の吐出・吸込み何れ側の測定においても整流装置を設置することで計測環境が改善されることは良く知られている。 On the other hand, when measuring the air volume before and after the blower, it is well known that the measurement environment can be improved by installing a rectifier in both the discharge and suction side of the blower.
例えば、JISB8330によると送風機の吐出側で測定する場合、送風機出口の口径(D)の2倍を超える長さの直管部(>2D)を隔てた位置に整流装置を設けることとしている。この条件によると、補助ファンの下流域で風量を測定するには相当の直管部が必要なため、装置が肥大化し機動性が損なわれる問題がある。 For example, according to JISB 8330, when measuring on the discharge side of the blower, the rectifier is provided at a position separating a straight pipe portion (> 2D) having a length exceeding twice the diameter (D) of the blower outlet. According to this condition, since a considerable straight pipe portion is required to measure the air volume in the downstream area of the auxiliary fan, there is a problem that the apparatus is enlarged and the mobility is impaired.
本発明は、この点に鑑み、構成部品の気密性に係わる空気の漏れや吸込み現象に煩わされず装置が簡便に組み立てられ、装置をコンパクトにすることで機動性を高くできるとともに、風量を測定する流路断面の流れの状態を安定にできる風量計測装置を提供することを目的とする。 In view of this point, the present invention can easily assemble the apparatus without being troubled by air leakage or suction phenomenon related to the airtightness of the component parts, and can improve the mobility by making the apparatus compact and measure the air volume. An object of the present invention is to provide an air volume measuring device capable of stabilizing the flow state of the flow path cross section.
請求項1の風量測定装置は、制気口の吹出し口または吸込み口に集風のための集風フードをあてがって該制気口における風量を測定する風量測定装置であって、前記集風フードをあてがうことによって生じる風量の変動を補うための補助ファンと、該補助ファンの吐出側に設置された風量計測器と、前記集風フードの吐出側のダクトと前記風量計測器の吸入側とに対して気密に連結される気密性のあるチャンバーと、を備え、前記補助ファンが前記チャンバー内に気密に収納されていることを特徴とする。
The air volume measuring device according to
請求項2の風量測定装置は、請求項1に記載の風量測定装置であって、前記補助ファンと前記風量計測器との間に整流装置を備え、
前記整流装置が、前記補助ファンのファンから、該補助ファンの吐出ダクトの口径(D)の2倍(2D)以内の位置に設けられていることを特徴とする。
An air volume measuring device according to
The rectifying device is provided at a position within twice (2D) the diameter (D) of the discharge duct of the auxiliary fan from the fan of the auxiliary fan.
請求項3の風量測定装置は、請求項1または2に記載の風量測定装置であって、前記チャンバーの前記補助ファンの気流の流れ軸方向に沿った壁面に、集風フードと接続するための接続口が設けられていることを特徴とする。
An air volume measuring device according to
請求項4の風量測定装置は、請求項3に記載の風量測定装置であって、前記接続口と前記補助ファンの吸込み口の間に前記接続口の軸線と交差する方向に風向調整板が設置されていることを特徴とする。
The air flow measuring device according to
請求項5の風量測定装置は、請求項3または4に記載の風量測定装置であって、前記補助ファンの気流の流れ軸方向の上流域であって、前記チャンバーの該流れ軸方向と直交する壁面に、集風フードと接続するための第2の接続口が設けられていることを特徴とする。
The air volume measuring device according to
請求項6の風量測定装置は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の風量測定装置であって、平板と該平板に垂直に接続されたパイプとからなる圧力検出体であって、前記平板に、該平板の厚みの1/2以下の孔径を有する測定孔が形成されるとともに、前記パイプに前記測定孔に連通する接続孔が形成された圧力検出体を備え、前記集風フード内の静圧を前記圧力検出体を介して検出することを特徴とする。
An air flow measuring device according to
本発明によれば、補助ファンが、集風フードの吐出側と風量計測器の吸入側とに気密に連結される気密性のあるチャンバー内に気密に収納されているので、チャンバーに対してフレキシブルダクト等を介して集風フードを連結するだけで、構成部品の気密性に係わる空気の漏れや吸込み現象に煩わされず装置を簡便に組み立てることができる。また、装置がコンパクトになって機動性が高くなる。また、チャンバー内が空気槽となって、この空気槽内を通過する空気の抵抗を低減することで補助ファンの潜在能力を引き出すことができるとともに、風量を測定する流路断面の流れの状態が安定する。 According to the present invention, since the auxiliary fan is hermetically housed in the airtight chamber that is hermetically connected to the discharge side of the air collecting hood and the suction side of the air flow measuring device, it is flexible with respect to the chamber. By simply connecting the air collecting hood via a duct or the like, the apparatus can be easily assembled without being bothered by air leakage and suction phenomena related to the airtightness of the components. Further, the device becomes compact and the mobility becomes high. The chamber is an air tank, and the potential of the auxiliary fan can be extracted by reducing the resistance of the air passing through the air tank. Stabilize.
次に、本発明の風量測定装置の実施形態を図面を参照して説明する。図1は実施形態の風量測定装置の一部破砕側面図、図2は実施形態の風量測定装置の正面図、図3は実施形態の風量測定装置の背面図、図4は実施形態の風量測定装置の上面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図1の図面における上下に対応する。 Next, an embodiment of the air flow measuring device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially fragmented side view of the air volume measuring device of the embodiment, FIG. 2 is a front view of the air volume measuring device of the embodiment, FIG. 3 is a rear view of the air volume measuring device of the embodiment, and FIG. It is a top view of an apparatus. Note that the concept of “upper and lower” in the following description corresponds to the upper and lower sides in the drawing of FIG.
この実施形態の風量測定装置100は、換気扇や空調設備・工場設備等の制気口(吹き出し口)における風量を計測するものであり、基板10の裏面四隅にキャスター20を有し、基板10上に立方体に近い直方体の形状のチャンバー1を備えている。また、この風量測定装置100は、補助ファン2、整流装置3、キャンバスダクト4、風量計測器5、レジューサ6を備えている。そして、チャンバー1内に補助ファン2、整流装置3及びキャンバスダクト4が収納されている。
The air volume measuring
チャンバー1において、天板1Aの正面寄りには円形の第1の吸入孔1Aaが形成され、前面板1Bの下方寄りには円形の第2の吸入孔1Baが形成され、さらに、背面板1Cの下方寄りには円形の排出孔1Caが形成されている。第1の吸入孔1Aaには円筒状の第1の接続口11が取り付けられ、第2の吸入孔1Baには円筒状の第2の接続口12が取り付けられている。また、排出孔1Caには円筒状の排出口13が取り付けられている。第1の吸入孔1Aaと第1の接続口11は軸線L1を中心とし、第2の吸入孔1Baと第2の接続口12は軸線L2を中心とし、排出孔1Caと排出口13は軸線L3を中心としている。そして、第1の接続口11、第2の接続口12及び排出口13と、チャンバー1とは、それぞれ気密に接合されており、補助ファン2はチャンバー1内に気密に収納されている。
In the
図1乃至図4は実施形態の風量測定装置100の一使用形態を示すものであり、この使用形態では第1の接続口11にフレキシブルダクト11aが接続されている。そして、このフレキシブルダクト11aを介して第1の接続口11は後述の集風フード50と接続される。また、この使用形態では、第2の接続口12は蓋12bによって封止されている。
1 to 4 show one usage pattern of the air
補助ファン2は軸線L01に沿って空気を送風する軸流ファンであり、この補助ファン2は円筒状の吐出ダクト21内にファン22を備えている。すなわち、軸線L01は補助ファン2の気流の流れ軸方向である。そして、この補助ファン2の吸入側は第2の吸入孔1Ba及び第2の接続口12に対向している。また、補助ファン2の吐出ダクト21の排出側に整流装置3が取り付けられ、この整流装置3と排出孔1Caはキャンバスダクト4によって接続されている。さらに、排出口13には風量計測器5が接続され、風量計測器5の出口側にレジューサ6が接続されている。そして、第2の接続口12(第2の吸入孔1Ba)、補助ファン2、整流装置3、キャンバスダクト4、排出口13(排出孔1Ca)及び風量計測器5は、それぞれ同軸に配置されている。すなわち、第2の接続口12の軸線L2、補助ファン2の軸線L01、排出口13の軸線L3及び風量計測器5の軸線L02は一直線上にある。
The
図1に示すように、整流装置3は、補助ファン2のファン22から、吐出ダクト21の口径(D)の2倍(2D)以内の位置に設けられている。なお、整流装置3は補助ファン2の軸線L01と平行な多数の整流板によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the
風量計測器5は、排出口13と同径の円筒状のケーシング51内に、整流格子52とセンサー部53を収容して構成されている。整流格子52はケーシング51内での旋回流を防止し、センサー部53は、例えば上流側のパイプで空気の全圧を検知し、下流側のパイプで平均静圧より低めの圧力を検出し、両圧力の圧力差から、流量を検知する。
The air
チャンバー1の天板1A側の第1の接続口11(第1の吸入孔1Aa)と補助ファン2は、軸線L1と軸線L01とが直交するように配置されている。また、チャンバー1内には、天板1A(第1の吸入孔1Aa)と対向するように、天板1Aに対して平行となる風向調整板14が設置されている。この風向調整板14は前面板1Bの裏面から背面板1Cに向けて延設されており、この風向調整板14の端部と背面板1Cとの間には矩形の流路14aが確保されている。
The first connection port 11 (first suction hole 1Aa) on the
チャンバー1の天板1Aは補助ファン2の軸線L01に沿った平行な壁面である。すなわち、チャンバー1の補助ファン2の気流の流れ軸方向に沿った壁面である天板1Aに、集風フード50と接続するための接続口11が設けられている。また、天板1A側の接続口11と補助ファン2の吸込み口の間に、接続口11の軸線L1と交差する方向に風向調整板14が設置されている。また、補助ファン2の気流の流れ軸方向、すなわち軸線L01の方向の上流域で、チャンバー1の軸線L01と直交する壁面である前面板1Bに、集風フード50と接続するための第2の接続口12が設けられている。
The
チャンバー1の背面板1Cには、当該風量測定装置100の全体を制御するコントローラを内蔵した制御ボックス30が取り付けられている。また、チャンバー1の天板1A上には測定された差圧や流量等を表示したり、差圧や流量データを出力するための表示ボックス40が取り付けられている。
A
図5は実施形態の風量測定装置100における第1の接続口11とフレキシブルダクト11aの接続例を示す図である。なお、以下の図面において、符号は要部部材のみに付してその他の部材は符号を適宜省略する。図5に示すように、フレキシブルダクト11aには集風フード50が接続されている。集風フード50は、一面が開口された立方体形状のフードであり、開口と反対側の低部にフレキシブルダクト11aを接続する接続口50aを有している。また、集風フード50の4つの側面には、集風フード50内の静圧を検出するための圧力検出体7が取り付けられている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a connection example of the
図6は圧力検出体7の正面図(図6(A))及び一部破砕側面図(図6(B))である。この圧力検出体7は、円盤状の平板71と、この平板71に垂直に接続されたパイプ72とを一体に形成したものである。平板71にはその中心に測定孔71aが形成され、この測定孔71aの孔径は平板71の厚みの1/2以下であり、かつ、測定孔71aの長さは孔径の2倍以上となっている。また、パイプ72には、測定孔71aに連通する接続孔72aが形成されており、測定孔71aと接続孔72aは圧力検出体7を貫通している。そして、各圧力検出体7のパイプ72はチューブなどを介して表示ボックス40内の差圧計に接続され、更に表示ボックス40から出力される差圧データは制御ボックス30内のインバータに接続されている。
FIG. 6 is a front view (FIG. 6A) and a partially crushed side view (FIG. 6B) of the
以上の構成により、集風フード50を測定対象の制気口に取り付けて、風量を測定する。すなわち、圧力検出体7を介して検出される集風フード50内の静圧が、集風フード50の外側の圧力、すなわち大気圧と等しくなるように、補助ファン2の回転数をインバータ等により自動制御する。すなわち、制気口から吹き出される空気の流れに対する集風フード50による抵抗分を取り除くように、制御する。これにより、制気口から吹き出される空気は、集風フード50、フレキシブルダクト11a、第1の接続口11を介してチャンバー1内に流れ込む。また、チャンバー1内では、風向調整板14の上部の空間から、矩形の流路14aを通って風向調整板14の下部の空間に流れ込む。この空気は、補助ファン2の吸入側から排出側に流れ、整流装置3で整流されて排出口13から風量計測器5に流される。そして、風量計測器5で風量が計測され、計測された風量が表示ボックス40にて表示される。
With the above-described configuration, the
図7は実施形態の風量測定装置100におけるチャンバー1内の空気の流れの概略を示す図である。制気口から吹き出される空気は第1の接続口11からチャンバー1内に流れ込むが、チャンバー1内には、風向調整板14が設置されており、風向調整板14による矩形の流路14aは、補助ファン2の排出側に位置している。一方、補助ファン2の排出側は整流装置3とキャンバスダクト4とによって、チャンバー1の内部空間と隔絶されているので、矩形の流路14aから風向調整板14の下部の空間に流れ込む空気は、補助ファン2の外周を通って排出側(後方側)から吸入側へ流れる。したがって、補助ファン2により安定した流れの空気を整流装置3に送ることができる。
FIG. 7 is a diagram showing an outline of the flow of air in the
これに対して、例えば図8に示すように、風向調整板14がない風量測定装置200では、フレキシブルダクト11aからチャンバー1′に流入する気流の状態は、フレキシブルダクト11aの取り回しにより大きく変動する。例えば図8(A)、図8(B)に示すように、気流の変動は、補助ファン2′側の下流域の風速分布にも影響を及ぼす。すなわち、フレキシブルダクト11aの振れている向きや曲がりの度合い(曲率)によって、接続口11′から流れ込む補助ファン2′の下流域での風速分布も異なることになる。したがって、安定した速度分布を得ることができない。しかし、実施形態においては、風向調整板14及び流路14aにより、このような問題はない。
On the other hand, as shown in FIG. 8, for example, in the air
すなわち、実施形態では、補助ファン2を収納するチャンバー1内に風向調整板14を設置することで補助ファン2に流入する気流は、フレキシブルダクト11aの向きや曲がりの状態によらず安定化する。この吸込み域での安定的な流れが、ファン吐出側の気流状態の安定化に繋がることから、ファン吐出域に設置した風量計測器5への気流の影響も限定される。
In other words, in the embodiment, the airflow flowing into the
図9は実施形態の風量測定装置100における第2の接続口12とフレキシブルダクト12aの接続例を示す図である。この使用形態では、第2の接続口12にフレキシブルダクト12aが接続されている。そして、このフレキシブルダクト12aを介して第2の接続口12は集風フード50と接続される。また、この使用形態では、第1の接続口11は蓋11bによって封止されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a connection example of the
制気口は天井面や足元など多様な箇所に設置されることが多く、同一の施設内でも取付け位置は混在している。このような計測環境では、集風フード50とチャンバー1との間をフレキシブルダクトなどで接続することで利便性を高めることができる。しかしながら、図10に示すように、チャンバー1′の一面だけに集風フード50との接続口11′を設けると、足元近くの吹出し口の風量測定では、フレキシブルダクト11aの取り回しが長くなり、装置全体の風の抵抗が大きくなる。その結果、補助ファンの能力を発揮できず、所定の風量を確保できなかったりする。
The air vents are often installed at various places such as the ceiling and feet, and the installation positions are mixed even in the same facility. In such a measurement environment, the convenience can be enhanced by connecting the
これに対して、実施形態の風量測定装置100では、第1の接続口11に加えて、第2の接続口12を備えているので、足元近くの吹出し口に対してもフレキシブルダクト11aを直線状にでき、上記のような問題はない。すなわち、換気扇や制気口にあてがう集風フード50と接続口の距離を最適化するフレキシブルダクト11aの取り回しができ、過剰な流路抵抗を低減することができる。このことで、補助ファン2の能力を下げることができ、ファン重量やコスト低減が可能となる。
On the other hand, in the air
また、実施形態の風量測定装置100は以上のように構成されているので、以下のよぅな効果が得られる。従来は、風量測定装置を構築する際に、空気の漏えいや吸引を起こし易い補助ファンやキャンバス及び接合部分の気密性を確保するため、慎重な装置の組立と確認作業に多くの時間を要した。これに対して、実施形態では、チャンバー1内に、補助ファン2、整流装置3及びキャンバスダクト4が気密に収納されているので、気密性を確保できるとともに装置の組立と確認作業も容易になる。
In addition, since the air
また、整流装置3を補助ファン2の吐出側近傍に設置しているので、風量測定上問題となる旋回流や著しい偏流に対し効果が見込めるとともに、装置のコンパクト化と軽量化が実現され、機動性が高まる。
Moreover, since the
また、実施形態では、前記圧力検出体7を用いて集風フード50内の静圧を検出しているので、従来の検出方法であるピトー管のようにフード内の気流の向きにより、その設置方向を変更する必要がない圧力検出方法を実施できる。なお、集風フード50の壁面に静圧を検出する測定孔を直接設ける方法では、静圧を正確に測定するために測定孔の孔径を壁面厚みの1/2以下にする必要がある。そのため、壁面の厚みが薄い場合は、測定孔の孔径をより小さくすることになり、加工上の難しさや孔の目詰まりなどのリスクが高くなる。このため、壁面の厚みを厚くすることで対応すると、集風フードが重くなるため、ハンドリング上の問題が発生する。これに対して、実施形態においては、前記のような圧力検出体7を用いているので、このような問題はない。
In the embodiment, since the static pressure in the
なお、実施形態の風量測定装置100は、風量計測器5の校正を容易に行うことができる。校正方法としては以下のようにする。図11(A)に示すように、フレキダクト11aの先端(あるいは第1の接続口11や第2の接続口12)にJIS規格の吸入ノズルAを取り付ける。この吸入ノズルAは形状寸法がJIS規格で決められていて、圧力検出部A1を介して検出される圧力と吸入ノズルA内の風量との相関が決まっている。なお、図11(B)に示すように、JIS規格の吸入ノズルAは向きを変えても正確な風量を計測できる。そして、制御ボックス30内のインバータを用い、補助ファン2の回転数を制御することで、風量を数段階変化させて、この各風量域で吸入ノズルAにて求める風量と、風量計測器5で検出される風量を照合する。また、吸入ノズルAの向きを変えても同様な結果が得られることを確認する。このようにして得られる計測データを基に、風量計測器5の指示風量値をJIS規格の吸入ノズルAが示す風量に近づける(補正する)ことができる。これにより、より正確な風量測定を行うことができる。
Note that the air
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention.
1 チャンバー
1A 天板
1Aa 第1の吸入孔
1B 前面板
1Ba 第2の吸入孔
1C 背面板
1Ca 排出孔
11 第1の接続口
11a フレキシブルダクト
11b 蓋
12 第2の接続口
12b 蓋
13 排出口
14 風向調整板
14a 矩形の流路
2 補助ファン
21 吐出ダクト
22 ファン
3 整流装置
4 キャンバスダクト
5 風量計測器
51 ケーシング
52 整流格子
53 センサー部
6 レジューサ
7 圧力検出体
71 平板
72 パイプ
71a 測定孔
72a 接続孔
50 集風フード
100 風量測定装置
L1 軸線
L2 軸線
L3 軸線
L01 軸線
L02 軸線
1
Claims (6)
前記集風フードをあてがうことによって生じる風量の変動を補うための補助ファンと、該補助ファンの吐出側に設置された風量計測器と、前記集風フードの吐出側のダクトと前記風量計測器の吸入側とに対して気密に連結される気密性のあるチャンバーと、を備え、
前記補助ファンが前記チャンバー内に気密に収納されていることを特徴とする風量測定装置。 An air volume measuring device that applies an air collecting hood for collecting air to the air outlet or the air inlet of the air inlet and measures the air volume at the air outlet,
An auxiliary fan for compensating for fluctuations in the air volume caused by applying the air collecting hood, an air volume measuring device installed on the discharge side of the auxiliary fan, a duct on the discharge side of the air collecting hood, and the air flow measuring instrument. An airtight chamber that is airtightly connected to the suction side,
The air flow measuring device, wherein the auxiliary fan is housed in the chamber in an airtight manner.
前記整流装置が、前記補助ファンのファンから、該補助ファンの吐出ダクトの口径(D)の2倍(2D)以内の位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の風量測定装置。 A rectifier is provided between the auxiliary fan and the air flow measuring device,
2. The air flow measurement according to claim 1, wherein the rectifying device is provided at a position within twice (2D) of a diameter (D) of a discharge duct of the auxiliary fan from the fan of the auxiliary fan. apparatus.
前記集風フード内の静圧を前記圧力検出体を介して検出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の風量測定装置。 A pressure detector comprising a flat plate and a pipe connected perpendicularly to the flat plate, wherein the flat plate is formed with a measurement hole having a hole diameter equal to or less than ½ of the thickness of the flat plate, and the pipe is A pressure detector having a connection hole communicating with the measurement hole;
The air volume measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein a static pressure in the air collecting hood is detected through the pressure detector.
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