JP6257119B1 - 送風機、排風機、温風機の自動運転電源制御盤 - Google Patents

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Abstract

【課題】受水槽や貯水槽等の閉ざされた空間内において、作業者の酸欠を防ぎ、更に、受水槽や貯水槽等の内壁の下塗、中塗、上塗の作業時間を短縮させ塗膜性能を向上させるため、電力を供給する電源盤内にシーケンス回路を設け、電源盤につなげられる送風機、排風機、温風機の内の選択された2つの機器の起動、停止、起動時間、停止時間を制御することができる自動運転電源制御盤。【解決手段】100ボルト電源を用い複数のコンセントを有する電源盤について、送風機、排風機又は温風機の3つの機器のうち、いずれかの2つの機器を選択し、その2つの機器のプラグを電源盤のコンセントに挿入すれば、その2つの機器の用途により起動、停止、起動時間、停止時間は、電源盤に内蔵されたシーケンス回路により制御することができる自動運転電源制御盤である。【選択図】図3

Description

本発明は、送風機、排風機、温風機の3つの機器の内、2つの機器を選択し、選択された2つの機器のプラグを電源盤のコンセントに挿入し、その電源盤に内蔵されているシーケンス回路により、選択された2つの機器の起動、停止、起動時間、停止時間を自動的に制御する自動運転電源制御盤に関する。
学校等の公共施設の給水・貯水槽、プール設備、環境設備等の維持管理を業とする企業を運営している本発明者は、地方公共団体等の上下水道やプールの修理も数多く行なってきた。その間、付帯設備である仮設受水槽の設置(特許第5665244号)や老朽化した金属・FRP製タンクの再生方法と再生タンク(特許第6005320号)等について特許出願し特許権を取得してきた。そして、これらの発明に係る施工やその管理の中で、現場特に受水槽や貯水槽等の閉ざされた空間内で、通常使用される100ボルト電源を用い、酸欠事故を防止し、更に、水槽内壁のコンクリートや塗装を短期間で乾燥させ、塗装面の品質を向上させ、水槽内部の水の臭い、特に水の塗料臭の軽減対策が採れるように、送風機、排風機、温風機(以下、各機器あるいは機器とする場合がある)を個別に自動制御できる方法がないか模索してきた。特に、送風機、排風機、温風機のコンセントをつなぐだけで、その作動順序や作動時間が制御できる電源盤があれば、人の管理を要することなく安全に施工でき、また省エネルギーが可能となる。そこで試行錯誤を重ね、送風機等をつなぐ電源盤の内部にシーケンス回路を配置し、上記制御が可能となる電源盤を発明するに至った。なお、「つなぐ」とは、機器のプラグを電源のコンセントに挿入し電気的に導通した状態、あるいは機器と電源が電気的に導通した状態をいう。
電源盤あるいは電源供給装置につながれた機器を管理・制御する先行技術としては、以下のような文献が見受けられる。
負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段は,負荷の電源線を接続する手段が多極の差し込み接続器であって,該差し込み接続器の刃受けに負荷の電源線のプラグ刃が差し込まれたことを検出するプラグ検出手段を設けて,該プラグ検出手段を介して負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段に電流を供給する電源供給装置(特許文献1)、
特許文献1と出願人は同じであるが、刃受けがプラグ刃に押圧されて刃受けが編寄し,該偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子と他極間に電圧が発生することを検出する点が異なる電源供給装置(特許文献2)、
電源タップに接続された負荷装置に対する電源の供給遮断をシーケンス制御可能とし、かつこのシーケンス制御を電力線搬送通信により制御可能とする電源タップおよび遠隔制御方式(特許文献3)、等がある。
また、シーケンス回路を用いて乾燥機等を制御する先行技術としては、以下のようなものがある。
室内の空気を排気して室内の乾燥物を乾燥させる送風機と、温度を上げる加熱装置と、送風機と加熱装置をあらかじめ設定した作動シーケンスで運転・停止操作させる制御手段とを設け、前記加熱装置の運転時間を送風機の運転時間より短い時間に制御する構成とする換気乾燥機(先行技術文献4)、
電源盤の連動端子をマルチ接続すると共に、各電源盤の連動回路から出力される連動信号の論理和を取るように設定し、簡単な構成で複数の電源盤を一斉に起動又は停止させることを可能とした連動型電源開閉装置(先行技術文献5)
地下放水路と外部空間を連絡する開口部であるダンパの開口状態を検出する開口検出装置と、換気空気温度を検出する温度検出装置と、そして、立坑底部の温度を検出する温度検出装置からの検出信号を換気シミュレータに入力し、換気シミュレータによるシミュレーションの結果に基づいて換気運転の検討を行い、送・排風機のファンによる地下放水路の換気を行う地下放水路換気方法及びその制御装置(先行技術文献6)、
等がある。
本願と各引用文献とを比較すると、引用文献1及び2に係る発明は、負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段に電流を供給する、あるいは偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子と他極間に電圧が発生することを検出する手段に電流を供給する電源供給装置であり、引用文献3は、電源の供給遮断をシーケンス制御可能としかつこのシーケンス制御を電力線搬送通信により制御可能とする電源タップおよび遠隔制御方式である点について、本願の電源盤につないだ送風機や乾燥機の起動、起動時間等を制御する点について異なっている。
また、引用文献4は、喚起乾燥機の内部に加熱装置や送風機の運転時間等を制御する手段が設けられていること、引用文献5は、複数の電源盤を一斉に起動又は停止させることを可能とした連動型電源開閉装置であり、引用文献6は、送・排風機のファンによる地下放水路の換気を行う地下放水路換気方法及びその制御装置であり、電源盤につなげられた乾燥機等の起動、起動時間を制御する本願の電源盤とは異なっている。
特開2010‐277725号公報 特開2010‐277724号公報 特開2008‐197755号公報 特開平8−136021号公報 特開平5−219651号公報 特開平10−61398号公報
解決しようとする課題は、受水槽や貯水槽等の閉ざされた空間内において、作業者の酸欠を防ぎ、更に、受水槽や貯水槽等の内壁の下塗、中塗、上塗の作業時間を短縮させ塗膜性能を向上させるため、電力を供給する電源盤内にシーケンス回路を設け、電源盤につなげられる送風機、排風機、温風機の内の選択された2つの機器の起動、停止。起動時間、停止時間を制御することができる自動運転電源制御盤である。
すなわち、第1発明は、100ボルト電源を用い複数のコンセントを有する電源盤について、送風機、排風機又は温風機の3つの機器のうち、いずれかの2つの機器を用途により選択し、その2つの機器のプラグを電源盤のコンセントに挿入すれば、その2つの機器の起動、停止、起動時間、停止時間は、電源盤に内蔵されたシーケンス回路により制御することができる自動運転電源制御盤である。
電源盤とは、電力を供給するための機器を組み込んだ箱体の盤をいい、遮断器・監視装置などが収納されているものをいう。本願の電源盤は、電源盤から出ている電源コードを一般に使用されている100ボルトの電源につなぎ、内部には複数のコンセントがあり、そのコンセントの2つに、用途により選択し送風機、排風機、温風機のいずれか2つの機器のプラグを挿入し、そのつながれた2つの機器は電源盤に内蔵されたシーケンス制御により、起動、停止、起動時間、停止時間電力が制御されるものである。
供給される電源盤を100ボルトとしたのは、我が国では一般的に100ボルト電源が使用され、場所を問わずどこででも使用できる電源盤にするためである。電源が200ボルトの場合には、100ボルトに電圧を降下して使用する。
複数のコンセントの内、シーケンス回路につながっているコンセントは2つであり、残りのコンセントは、一般の100ボルト電源として照明等に使用される。
ここで、シーケンス制御とは「あらかじめ定められた順序または手続きに従って制御の各段階を逐次進めていく制御」であると日本工業規格(JIS)に定義されている。またシーケンス回路とはシーケンス制御ができる電気的な回路をいう。
本願は、前述のように、本発明者が仮設受水槽や老朽化した金属・FRP製タンクを再生する工事等において、閉じられた空間等の酸欠防止や内壁の乾燥等を省力化できる方法を模索し、想到した発明である。
そこには、一般的な送風機、排風機、温風機が使用される。送風機とは圧力をかけて空気を送り出す機器、排風機とは、施設内あるいは所定の空間内から空気を外に送り出す機器、温風機とは暖かい風を送り出す機器をいい、100ボルト電源により起動する機器であり、市販品で足りる。
選択した2つの機器のプラグを、シーケンス制御回路につながれたコンセントに挿入し、その機器を起動状態にした後、各機器は本願自動運転電源制御盤に内蔵されたシーケンス制御により起動し、停止し、また起動時間、停止時間が決められて作動する。
送風機、排風機、温風機のすべてが一度に自動運転電源制御盤につながるのではなく、選択した2つの機器が自動運転電源制御盤につながれる。 また作業によっては1つの機器だけが自動運転電源制御盤につながれるときもある。
続いて第2発明は、送風機、排風機、温風機の3つの機器のうち、いずれかの2つの機器を選択し、そのプラグを電源盤のコンセントに挿入すれば、その2つの機器が相互に起動、停止、起動時間、停止時間を連動させて作動することができる第1発明の自動運転電源制御盤である。
閉ざされた空間内で酸欠状態を生じないようにするためには、送風機だけでは足りず排風機も起動する場合がある。また、コンクリート上へ塗装した場合には、温風による架橋反応後、送風機により溶剤の蒸発・乾固する場合もある。このように、2つの機器をつないだ場合には、各機器が相互に関連して、すなわち連動して作動することが必要である。各機器のこうした作動を予めシーケンス制御により設定するものである。
続いて第3発明は、シーケンス回路につながれていない一般のコンセントを有する第1発明又は第2発明の自動運転電源制御盤である。
施工現場では、シーケンス回路につながれていない100ボルト電源も必要である。例えば、照明灯を点灯するため等に使用するためである。 そこで、シーケンス回路につながれていない電源も自動運転電源盤に配置するものである。この一般のコンセントは複数あってもよい。
続いて第4発明は、防水保護を施した第1発明から第3発明までのいずれかの自動運転電源制御盤である。
受水槽や貯水槽等の施工・修理は屋外での作業となる場合が多い。また洗浄等のため散水を使用する場合もある。このように本願の自動運転電源制御盤は、水と接触することが多く防水保護を施すことが特に必要である。
第1発明、第2発明は、閉ざされた空間内での酸欠状態を回避するだけでなく、コンクリートやその上の塗膜の仕上がりが迅速に行われ、品質が良好となり、特に受水槽内の水に塗料の臭いが付いたりすることを軽減することができる。第3発明、第4発明は、自動運転電源制御盤の利便性をより向上させるものである。
図1は、試作品の自動運転電源制御盤の平面写真図である。 図2は、試作品の自動運転電源制御盤を開いた写真図である。 図3は、試作品の自動運転電源制御盤の内部写真図である。 図4は、自動運転電源制御盤のリレー回路図である。 図5は、自動運転電源制御盤のリレー回路の説明図である。 図6は、自動運転電源制御盤の使用例の図である。
本発明の代表的な実施例を以下に示す。
図1は、試作品の自動運転電源制御盤1の平面写真図である。自動運転電源制御盤1は、その横幅が約65cm、高さが約50cmであり、上蓋11が付けられ、自動運転電源制御盤の開閉スイッチ12を回転させることにより開けられる。なお、自動運転電源制御盤1の大きさは任意である。
図2は、自動運転電源制御盤1の上蓋11を開けた内部の写真図である。自動運転電源制御盤1には電源コード13が内蔵され、外部の電源につなげられる。
図3は、図2の内部を詳しく示した試作品の自動運転電源制御盤の内部写真図である。
前述のように外部の電源につなぐための電源コード13が入力電源端子台61に連絡している。
漏電ブレーカー31は、自動運転電源制御盤1又は後述の各機器等に何らかのトラブルが発生し、図面4に示すように20アンペア以上の電流が流れたときには、自動的に自動運転電源制御盤1の作動を遮断する安全装置である。また、ルーチン用遮断器32及びスポット用遮断器33は、ルーチン用又はスポット用回路の修理等の作業時には安全のため手動にてOFFとするためのものであり、常時にはONとしている。
なお、ルーチン用遮断器32からルーチン用ランプ54を介しルーチン用コンセント21に連絡する回路をルーチン用回路とし、スポット用遮断器33からスポット用ランプ58を介し、スポット用コンセント22に連絡している回路をスポット用回路とする。
電源コード13を外部の100ボルト電源につなげば、一般コンセント23には、100ボルトの電圧がかかり、照明灯を点灯するため等に使用できる。
リレーとは、電磁継電器のことで、電気信号を受けて機械的な動きに変える電磁石で接点を開閉するスイッチをいう。簡単に言えば、その設備の回路を直接スイッチなどでON−OFFせずに、他の制御回路からの電気信号を受けて、自動運転回路を実際にON−OFFするものである。
電気信号が入ってきたときにONにする場合、逆にOFFにする場合、あるいはタイマーつきのもの(電気信号が来てから、指定した所定時間後にONあるいはOFFになるなど)などいろいろなケースがある。
ルーチン用リレー34は、ルーチン用コンセント21につながれた1の機器の作動を制御するため、ルーチン用コンセント21の電源のON−OFFをする機能であり、週間タイマー41等に連絡している。週刊タイマー41は、日曜日から土曜日までの1週間の内の曜日とその時間を指定することができる。また、ルーチン用コンセント21のためのルーチン用電源スイッチ52及びルーチン用リレー34の作動を選択するためのルーチン用切り替えスイッチ53が付けられ、その作動を確認するためのルーチン用ランプ54付けられている。さらに、非常時のためのルーチン用非常停止ボタン51が設けられている。
スポット用リレー35は、スポット用コンセント22につながれた1の機器の作動を制御するため、スポット用コンセント22の電源のON−OFFをする機能であり、ルーチン用リレー34と連動し、24時間タイマー42、遅延起動タイマー43等に連絡している。また、スポット用コンセント22のためのスポット用電源スイッチ56及びスポット用リレー35の作動を選択するためのスポット用切り替えスイッチ57が付けられ、その作動を確認するためのスポット用ランプ58が付けられている。さらに、非常時のためのスポット用非常停止ボタン55が設けられている。
遅延起動タイマー43は、ルーチン用コンセント21に1の機器がつなげられ、その作動が終了したのち所定の時間を経過して、スポット用コンセント22につなげた1の機器を作動する必要がある場合に使用されるものである。例えば、スポット用コンセント22につなげた温風機の作動を遅らせて、換気を十分に行った後、運転する場合等に使用するものであり、主に安全作業を目的として使用するものである。
電源コード13を外部の100ボルト電源につないだとき、次の場合(ケース)が生ずる。
ケース1:ルーチン用電源スイッチ52はON、スポット用電源スイッチ
56はOFFとし、ルーチン用切り替えスイッチ53が連続のケース(これをケース1−1とする)及び自動のケース(同じくケース1−2とする)がある。
ケース2:ルーチン用電源スイッチ52及びスポット用電源スイッチ56はいずれもONであり、ルーチン用切り替えスイッチ53が連続であって、スポット用切り替えスイッチ57が連続(ケース2−1)あるいは自動(ケース2−2)の場合、並びに、ルーチン用切り替えスイッチ53が自動であって、スポット用切り替えスイッチ57が連続(ケース2−3)あるいは自動(ケース2−4)の場合がある。
ケース3:ルーチン用電源スイッチ52がOFFであり、スポット用電源スイッチ56がONであって、スポット用切り替えスイッチ57が連続(ケース3−1)あるいは自動(ケース3−2)の場合がある。
ケース1−1の場合:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が連続でありスポット用電源スイッチ56がOFF)
ルーチン用コンセント21には常時100Vの電圧がかかり、ルーチン用コンセント21につながれた1の機器は、手動によりルーチン用電源スイッチ52をOFFにするまで連続してその作動を行う。ルーチン用ランプ54は、ルーチン用コンセント21につながれた1の機器が連続して作動している間点灯する。
ケース1−2の場合:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が自動であり、スポット用電源スイッチ56がOFF)
ルーチン用コンセント21につながれた1の機器は、週間タイマー41に指定した曜日とその時間内はその作動を行い、その曜日と時間の経過後は自動的に停止する。
ルーチン用ランプ54は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内点灯する。
ケース2−1:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が連続であり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57は連続)
ルーチン用コンセント21につながれた1の機器及びスポット用コンセント22につながれた1の機器は、それぞれ独立に作動し、手動でルーチン用電源スイッチ52及びスポット用電源スイッチ56をOFFにしない限り作動が継続する。
ルーチン用ランプ54、スポット用ランプ58は、ルーチン用コンセント21につながれた1の機器及びスポット用コンセント22につながれた1の機器が作動している間、ともに点灯する。
ケース2−2:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が連続であり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57が自動)
ルーチン用コンセント21につながれた1の機器は作動が継続し、スポット用コンセント22につながれた1の機器は、24時間タイマー42に指定した時間その作動が継続し、指定した時間を経過するとその作動は停止する。
ルーチン用ランプ54は、ルーチン用コンセント21につながれた1の機器の作動が継続している間点灯し、スポット用ランプ58は、24時間タイマー42に指定した時間点灯する。
ケース2−3:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が自動であり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57が連続)
ルーチン用コンセント21につながれた1の機器は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内作動し、スポット用コンセント22につながれた1の機器は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内は作動が継続し、その曜日と時間が経過すれば、作動は停止する。
ルーチン用ランプ54は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内点灯し、スポット用ランプ58も、週間タイマー41に指定した曜日と時間内点灯する。
ケース2−4:(ルーチン用電源スイッチ52はON、ルーチン用切り替えスイッチ53が自動であり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57が自動)
ルーチン用コンセント21につながれた1の機器は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内作動し、スポット用コンセント22につながれた1の機器は、24時間タイマー42及び遅延起動タイマー43に指定した時間内その作動が継続する。
ルーチン用ランプ54は、週間タイマー41に指定した曜日と時間内点灯し、スポット用ランプ58は、24時間タイマー42及び遅延起動タイマー43に指定した時間内点灯する。
ケース3−1:(ルーチン用電源スイッチ52はOFFであり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57が連続)
スポット用コンセント22につながれた1の機器は、手動によりスポット用電源スイッチ56をOFFにするまで作動する。スポット用ランプ58は、手動によりスポット用電源スイッチ56をOFFにするまで点灯する。
ケース3−2:(ルーチン用電源スイッチ52はOFFであり、スポット用電源スイッチ56はONでありスポット用切り替えスイッチ57が自動)
スポット用コンセント22には電圧が引加せず、スポット用コンセント22に1の機器がつながれても作動しない。
スポット用ランプ58も点灯しない。
図4は、自動運転電源制御盤のリレー回路図である。図4において、図3に記載の各部品に該当るものは符号を示し、各部位に該当するものは、破線にて部位を示し符号を付しておいた。
図4において、外部の一般電源につながれた電源コード13は、漏電ブレーカー31を介して一般コンセント23と連絡している。一般コンセント23は、作業時等に照明用電源等として使用される。
ルーチン用遮断器32、ルーチン用非常停止ボタン51を介し、ルーチン用電源スイッチ52からルーチン用切り替えスイッチ53に連絡し、更に、週間タイマー41、ルーチン用リレー34、ルーチン用ランプ54に連絡している。ルーチン用切り替えスイッチ53は、連続と自動とに切り替えられる。自動運転電源制御盤1のルーチン用遮断器32からルーチン用ランプ54を介しルーチン用コンセント21に連絡する回路を前述のようにルーチン用回路とする。
ルーチン用回路とは別に、スポット用遮断器33、スポット用非常停止ボタン55を介し、スポット用電源スイッチ56、スポット用切り替えスイッチ57に連絡し、更に24時間タイマー42、遅延起動タイマー43及びスポット用ランプ58に連絡している。スポット用切り替えスイッチ57も連続と自動とに切り替えられる。スポット用遮断器33からスポット用ランプ58を介しスポット用コンセント22に連絡している回路を前述のようにスポット用回路とする。
ルーチン用回路にあるルーチン用リレー34は、スポット用回路の24時間タイマー42及び遅延起動タイマー43と連絡しているため、ルーチン用リレー34が電磁接触しない限り、スポット用回路の24時間タイマー42及び遅延起動タイマー43が作動することはない。
図5は、図4の自動運転電源制御盤のリレー回路図の概略説明図である。前述の各場合(ケース)を簡単に示したものである。
図6は、自動運転電源制御盤の使用例の図である。市販の一般電源8につながれた自動運転電源制御盤1のルーチン用コンセント21及びスポット用コンセント22に各機器7がつながれている。各機器とは送風機、排風機、温風機のことである。このいずれかの機器がルーチン用コンセント21及びスポット用コンセント22につながれ、ダクト91を通し、送風、温風、排風が貯水槽92に送られる。貯水槽92の内部の作業者に空気が送られ、あるいは貯水槽92の内壁に塗られた塗装を乾燥するために、各機器が作動される。
小型軽量の自動運転電源制御盤であり、送風機、排風機、温風機の3つの機器を使用する現場で使用でき、需要が期待される。
1 自動運転電源制御盤 11(自動運転電源制御盤の)上蓋
12(自動運転電源制御盤の)開閉スイッチ 13 電源コード
21 ルーチン用コンセント 22 スポット用コンセント
23 一般コンセント
31 漏電ブレーカー 32 ルーチン用遮断器 33 スポット用遮断器 34 ルーチン用リレー 35 スポット用リレー
41 週間タイマー 42 (1日用)24時間タイマー
43 遅延起動タイマー
51 ルーチン用非常停止ボタン 52 ルーチン用電源スイッチ
53 ルーチン用切り替えスイッチ 54 ルーチン用ランプ
55 スポット用非常停止ボタン 56 スポット用電源スイッチ
57 スポット用切り替えスイッチ 58 スポット用ランプ
61 入力電源端子台
7 機器(送風機、排風機、温風機の総称)
8 一般電源
91 ダクト 92 貯水槽

Claims (4)

  1. 受水槽や貯水槽等の閉ざされた空間内において、作業者の酸欠を防ぎ、更に、受水槽や貯水槽等の内壁の下塗、中塗、上塗の作業時間を短縮させ塗膜性能を向上させる等の省力化のため、送風機、排風機、温風機の3つの機器のいずれか1つ又は2つに電力を供給する100ボルト電源を用い複数のコンセントを有する電源盤について、電源盤内の2つのコンセントには、シーケンス回路を設け、電源盤の1つまたは2つのコンセントにつなげられる送風機、排風機、温風機の3つの機器の内、いずれか1つあるいは2つの機器を作業目的により選択し、その選択された1つあるいは2つの機器のプラグを電源盤のコンセントに挿入すれば、1つあるいは2つの機器は、それぞれに起動、停止、起動時間、停止時間が制御できる、持ち運び可能な自動運転電源制御盤。
  2. 送風機、排風機、温風機の3つの機器のうち、いずれかの2つの機器を選択し、その2つの機器のプラグを電源盤のシーケンス回路が設けられた2つのコンセントに挿入すれば、その2つの機器が、相互に起動、停止、起動時間、停止時間を連動させて作動することができる請求項1の持ち運び可能な自動運転電源制御盤。
  3. シーケンス回路につながれていない一般のコンセントを有する請求項1又は請求項2のいずれかの持ち運び可能な自動運転電源制御盤。
  4. 防水保護を施した請求項1から請求項3までのいずれかの持ち運び可能な自動運転電源制御盤。
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