JPH026425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の個別ドラフトチヤンバを具備
する集中排気装置に係り、特にドラフトチヤンバ
の排気風量を使用状態に対応させて、個別に制御
するに好適な機構を有する集中排気装置に関す
る。

〔従来の技術〕

この種の集中排気装置としては、さまざまな利
用分野があるが一例として、実験室等に設けられ
るドラフトチヤンバ、あるいは空調設備やクリー
ンルーム用除塵装置等にみられるように、複数の
局所個別排気ユニツトを、集合ダクトを介して１
台の排気フアンに連通して成るものが知られてい
る。

例えば、実開昭57−33922号公報に示されたも
のによれば、第１図の如く、ドラフトチヤンバ
（吸引チヤンバ）１の排気側分岐ダクト２にオン
オフ式ダンパ３を設けるとともに、このダンパ３
にリミツトスイツチから成るドラフトチヤンバ稼
働検知器４を設け、各ドラフトチヤンバからの排
気量を一定に制御するために、制御装置５におい
て、検知されたドラフトチヤンバの稼働数に単純
比例させて排気フアン６の回転数を制御し、これ
によつて合計排気風量を一定に制御するようにし
ている。

また、ドラフトチヤンバへの吸気量を任意に可
変制御するようにしたものとして、第２図に示す
側断面の如き構成のものが知られている。図示の
如く、ドラフトチヤンバ本体１は箱形のチヤンバ
１１を有しており、チヤンバ１１の前面に開口さ
れてなる吸気口１２には開閉扉１３が設けられて
いる。この開閉扉１３は図において上下方向にス
ライドさせて開閉されるようになつており、その
開閉量は開量検知器１４によつて検出されるよう
になつている。チヤンバ１１の上部には排気ダク
ト１５を介してチヤンバ１１と連通された排気フ
アン１６が設けられている。この排気フアン１６
は、前記開量検知器１４によつて検知された排気
口１２の開量に合わせ、吸気口１２における吸気
流量が設定値となるような回転数に制御されるよ
うになつている。これによつて開閉扉１３の開量
に応じた最適な吸気量に可変制御しようとするも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前者の集中排気装置にあつては、排気
フアンから各個別排気ユニツト（ドラフトチヤン
バ等）に至るダクトの長さが異なるとともに、ダ
クトの断面積及び通過風量がダクトの位置によつ
て異なつている。しかも、排気ユニツトの稼働停
止が全く任意に行われるので、集合ダクトの各位
置における風量は大幅に変動してしまうというこ
とになる。したがつて、第１図に示した従来の集
中排気装置によれば、ドラフトチヤンバの稼働数
に応じて合計排気風量を一定に制御しても、主と
して集合ダクトの圧損バランスが大幅に変化する
ことから、各々のドラフトチヤンバの位置即ち排
気フアン６からの距離の相違或いはダクト中にお
ける曲がりなど局部抵抗の相違によつては、その
吸気量が所定量よりも過多になつたり過少になつ
たりして一定にならないという欠点があつた。

更に、第１図のものによれば、ドラフトチヤン
バ１からの排気量は、ダンパ３の全開又は全閉の
２状態による100％又は０％となるので、任意に
風量を制御することができず、必要以上の排気が
なされることがあり排気フアンの動力損失が多く
なるという欠点があつた。

一方、後者の装置では、個々のドラフトチヤン
バ１に排気フアン１６を設けなければ、各ドラフ
トチヤンバ１への吸気量を可変制御することがで
きないという欠点がある。また、排気フアン１６
をドラフトチヤンバ１の上部に設置した構造とな
つているため、振動がチヤンバ１１に伝わつた
り、騒音が大きくなつてしまうという欠点があ
る。さらに振動によつて排気フアン１６や、その
回転数の制御装置等が故障するという虞れがあ
る。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、個別排気ユニツトの使用状態を検知し、各ユ
ニツトの風量を使用状態に合わせて自動的に最適
風量に制御することができ、且つ合計排気風量を
最小化することができる集中排気装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る集中
排気装置は、吸気口が形成されたドラフトチヤン
バに分岐ダクトを接続し、この分岐ダクトを集合
した集合ダクトに排気フアンを取り付けることに
より各ドラフトチヤンバに吸い込まれた空気の集
中排気をなす集中排気装置において、前記吸気口
に取り付けた開閉扉の開閉量を検知する扉開量検
知器と、前記分岐ダクトに介装した風量調整ダン
パと、前記集合ダクトに設置された静圧調整用ダ
ンパと、前記静圧調整用ダンパの上流側に設置さ
れた風速センサおよび静圧センサとを具備すると
ともに、予め定められる前記吸気口における吸い
込み流速を一定にすべく扉開量検知器の検知信号
に基づいて前記風量調整ダンパに開度調整信号を
出力するとともに、少なくともドラフトチヤンバ
の個別排気量に基づいて合計排気量を算出しつつ
前記風速センサの検知信号に基づき前記排気フア
ンの排気量を前記合計排気量に一致させるように
排気フアンの回転数を制御し、かつ前記静圧セン
サにより検出された集合ダクト内の静圧値を設定
値と比較し前記静圧調整ダンパの開度を制御する
風量制御装置とを設けた構成とした。

〔作用〕

上記構成によれば、ドラフトチヤンバの開閉扉
の開度を扉開量検知器にて識別して風量調整ダン
パにて調整するとともに、開閉扉の開度からトー
タルの吸い込み風量に相当する排気風量であるか
どうかを風速センサにて実測し、設定排気風量に
相当する風速との差が零になるように排気フアン
の回転数を調節する。ついで、各ドラフトチヤン
バは所定の排気風速になる筈であるが、排気フア
ンに近いドラフトチヤンバの方が遠いドラフトチ
ヤンバより多く排気する可能性が生じる。これは
集合ダクト内の圧力をドラフトチヤンバ外の圧力
より低くして負圧状態を確保する必要がある。こ
のため、静圧センサにより集合ダクト内の静圧を
検出し、吸気口の開かれているドラフトチヤンバ
からは全て吸い込みを行わせるように排気フアン
の回転数を制御させることで、均一な吸い込みに
よる排気を行わせることが可能となるのである。

〔実施例〕

以下に本発明に係る集中排気装置の一実施例を
図面を参照して詳細に説明する。

第３図は実施例に係る集中排気装置の系統構成
図であり、これは例えばクリーンルーム内に、独
立した複数の洗浄室を形成するドラフトチヤンバ
を設置し、これらのドラフトチヤンバ内空気をク
リーンルーム内に漏洩させることなく外部に排気
するような設備に適用される。

この集中排気装置は、吸い込み対象としてのド
ラフトチヤンバ２１をNo.１〜No.Ｎまで複数台（例
えば20台）設けている。各ドラフトチヤンバ２１
の吸気口２２はクリーンルームに開口され、これ
には開閉扉２３が設けられてクリーンルームとの
間を遮蔽できるようになつている。また、ドラフ
トチヤンバ２１内の空気を吸い込んで排気するた
めに、ドラフトチヤンバ２１には風量調整ダンパ
２５を介装した分岐ダクト２４が接続され、複数
のドラフトチヤンバ２１からの分岐ダクト２４を
集合した集合ダクト２６に連通させている。集合
ダクト２６は静圧調整用ダンパ２８を介して、排
気フアン２９に接続されており、前記吸気口２２
から空気（図示矢印３０）をドラフトチヤンバ２
１内に吸引導入させつつ、各ドラフトチヤンバ２
１からの吸い込み空気を集合し、排気フアン２９
によつて集中的に排気（図示矢印３１）するよう
にしている。

また、この排気フアン２９にはドラフトチヤン
バ系以外の排気ユニツト３２が連通されており、
ドラフトチヤンバ系と合わせて排気フアン２９に
よつて集中吸気されるようになつている。

前記分岐ダクト２４における風量調整ダンパ２
５の開度は前記開閉扉２３の開量に相関させて調
整されるようになつており、開閉扉２３に関連し
て設けられている開量検知器２７によつて検知さ
れた扉開量に応じて、そのダンパ開度が制御され
るようになつている。すなわち、吸気口２２から
の吸い込み空気の流速はドラフトチヤンバ２１が
置かれるクリーンルーム内空気を乱すことのない
ように一定の流速に保持する必要がある。そし
て、各ドラフトチヤンバ２１の開閉扉２３の開量
は使用状態によつてまちまちであるため、開閉扉
２３の開度に応じて風量調整ダンパ２５の開度を
調整可能とし、もつて吸気口２２からの吸い込み
流速が一定となるようにしているのである。この
場合、クリーンルーム内の静圧は0.5〜2.0mmH₂O
で大きい変化はなく、ドラフトチヤンバ２１、分
岐ダクト２４、およびダンパ２５も定められた容
量・サイズのものを使用しているので、ドラフト
チヤンバ２１を設置するクリーンルーム内の圧力
とダンパ２５の開度とは一定の関連があり、この
関連性を基にして吸込口２２における風量（風
速）を制御することができる。したがつて、クリ
ーンルーム内の圧力とダンパ２５の開度の関係を
開閉扉２３の開度に応じて実験値により把握し、
風量制御装置３６に記憶させておき、この関係に
立つてダンパ２５の開度を調整するようにすれば
よい。このとき、開閉扉２３の開度を全閉、1/3
開、2/3開、全開のように定めて使用すれば、よ
り簡易な関係式で風速制御を行わせることがで
き、例えば、開閉扉２３が1/3開度のときのクリ
ーンルーム内圧力とダンパ２５の開度量の関係式
により適宜ダンパ２５の開度を設定することがで
きる。なお、これによらず例えば開閉扉２３とダ
ンパ２５とは機械的に連動させるようにすること
も可能である。

前記風量調整ダンパ２５の下流側に位置する集
合ダクト２６には風速センサ３３と静圧センサ３
４が、また排気ユニツト３２の分岐ダクト２４に
は風速センサ３５がそれぞれ設けられている。前
記風速センサ３３，３５は各ダクト内の空気流速
を検出するもので、排気流量を算出して設定流量
となるように排気フアン２９の回転数を調整する
のに利用される。また、静圧センサ３４は排気ダ
クト内の静圧を検出し、ドラフトチヤンバ２１の
吸気口２２内外に差圧が生じるように静圧調整用
ダンパ２８への開度制御するための演算に利用す
るようにしている。

前記扉開量検知器２７と風速センサ３３，３
５、静圧センサ３４の各出力信号は演算装置等か
ら形成される風量制御装置３６に入力されてい
る。この風量制御装置３６は、前述したように、
扉開量検知器２７による検出信号に基づき、吸気
口２２からの吸い込み流速が一定となるように扉
開量およびクリーンルーム内の圧力に応じた吸い
込み流量を設定するように演算してダンパ２５に
開度信号を出力し、同時に各吸気口２２の開度か
らトータルの吸い込み風量を算出し、排気フアン
２９の回転数を決定する。また、風速センサ３
３，３５からの検出信号を入力し、トータル吸い
込み風量に相当する排気風量であるか否かを風速
値に基づいて比較し、その差が零となるように排
気フアン２９への制御信号を出力するようにして
いる。更に風量制御装置３６は、大きな圧力制御
を排気フアン２９で行わせるが、小さな圧力制御
を静圧調整用ダンパ２８にて行わせるようにして
いる。すなわち、各ドラフトチヤンバ２１の合計
排気量に応じて排気フアン２９の運転を行つて必
要排気負圧を当該排気フアン２９によつて得るよ
うにしているが、各々のドラフトチヤンバ２１で
クリーンルームへの逆流が生じることを防止する
必要がある。この観点から集合ダクト２６に静圧
センサ３４を設置して圧力の検出を行わせてい
る。また、ドラフトチヤンバ２１の排気に必要な
最小圧力差は自ずと定められているが、この既定
差圧以上の差圧を生じさせる圧力であつて、かつ
風速センサ３３の設置位置におけるトータル風量
を確保するに必要な圧力が、設定値として風量制
御装置３６に記憶されている。そして、風量制御
装置３６は前記静圧センサ３４によつてダクト２
６内の実圧力を検知、入力し、前記設定圧力との
比較を行つて、設定差圧から外れた場合にこれを
調整するように静圧調整用ダンパ２８に開度調整
信号を出力するようにしている。

なお、前記排気フアン２９は回転数制御装置２
９ａを備えており、回転数指令は前記演算装置３
６から与えられるようになつている。

このように構成される実施例の動作について以
下に説明する。

風量制御装置３６の動作に沿つて説明する。ま
ず、風量制御装置３６は各ドラフトチヤンバ２１
の扉開量信号を入力して吸気口２２の断面積を演
算し、この断面積と予め設定されている吸気口２
２における設定吸気速度（例えば0.4ｍ／ｓ）と
から、各ドラフトチヤンバ２１ごとの個別設定吸
気量Q_N（ただしＮ＝１、２、……、Ｎ）を求め、
これを合計してドラフトチヤンバ２１の設定合計
吸気量Q_NAを求める。

次に、別系統吸気ユニツト群３２の実測排気量
Q_Mを、風速センサ３５によつて検出された流速
と、予め与えられているその位置のダクト断面積
とから演算する。このようにして求めた設定合計
吸気量Q_NAと実測排気量Q_Mとの和を排気フアン２
９の設定排気量Q_Eとし、このQ_Eに対応する排気
フアン２９の回転数を決定し、回転数指令を回転
数制御装置２９ａに出力して運転を行う。

運転中において、風速センサ３３によつて検出
された集合ダクト２６内の吸い込み流速と、予め
与えられているその位置の集合ダクト断面積とか
ら、ドラフトチヤンバ２１の実測合計吸気量Q_MB
を求める。そして、前記設定合計吸気量Q_NAとこ
の実測合計吸気量Q_MBとの偏差を演算し、この偏
差が零になるように前記排気フアン２９に回転数
指令の補正信号を出力するようにしている。これ
によつて、扉開量に応じたドラフトチヤンバ２１
の合計吸気量が最適且つ最小なものに制御される
ことになる。

ところで、合計吸気量が最適化できても、各ド
ラフトチヤンバ２１の吸気口２２からの吸い込み
が最適化されるとは限らない。つまり開閉扉２３
の開量に相関させてダンパ２５の開度が調整さ
れ、これによつて排気フアン２９の回転数を設定
しても、集合ダクト２６から分岐接続されている
ドラフトチヤンバ２１への吸い込み負圧は、排気
フアン２９に近いほど大きくなつて吸気量が増大
し、逆に排気フアン２９から遠いドラフトチヤン
バ２１では吸気口２２内外の差圧を確保できずに
逆流する虞れもある。

そこで、静圧センサ３４によつて実測静圧P_sを
検出し、予め設定されている設定静圧P_s0との偏
差を求め、この偏差が零になるように静圧調整用
ダンパ２８の開度指令を風量制御装置３６から出
力し、図示Ａ点における静圧を一定値に保持する
ようにしている。また、ドラフトチヤンバ２１に
接続されている分岐ダクト２４のサイズに対し、
集合ダクト２６の断面寸法を充分に大きくし、排
気フアン２９と分岐ダクト２４の遠近による分岐
ダクト２４内部圧力をほぼ同じ条件としておく。
これによつて、各ドラフトチヤンバ２１の吸気口
２２内外の差圧を確保し、ドラフトチヤンバ２１
の使用状態に左右されることなく、どのような位
置におけるドラフトチヤンバ２１でも逆流の発生
を防止しつつ均一に吸い込み作用を行わせ、吸い
込み流速の一定化を図ることができる。静圧調整
用ダンパ２８の調整によつて集合ダクト２６内流
量が減少すれば、風速センサ３３がこれを検知す
るので、この信号に基づき排気フアン２９の回転
数の補正制御が行われて、設定流量は確保され
る。

したがつて、本実施例によれば、使用状態即ち
開閉扉の開量に応じて、各ドラフトチヤンバ２１
の吸気量が自動的に最適且つ最小値に一致させて
制御されるという効果が得られる。

また、各ドラフトチヤンバの吸気量を最適値に
保持させつつ、過不足なく必要最小限の所定量の
排気を行わせることができ、これによつてフアン
動力費を低減させることができるという効果があ
る。

さらに、本実施例のドラフトチヤンバが空調さ
れた室内等に設置されているような場合には、空
調された室内空気の排出を最小限にすることがで
き、空調冷熱源又な温熱源の所要エネルギーを低
減することができるので省エネルギーにおいても
効果がある。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでは
なく、例えば以下に述べるような構成のものであ
つてもよい。

即ち、風速センサ３３，３５の代わりに、直接
ダクト２４，２６内の風量を検出できるものを用
いてもよい。

また、ドラフトチヤンバ２１の開閉扉２３の開
閉を必要に応じて自動的に行うもの、例えば、そ
の扉２３の前面に人が立つたのを検知して開き、
人が立ち去つたのを検知して閉じるようにするこ
とにより、人手等による開閉の手間が省かれると
同時に、不必要な排気が低減されるので、一層省
エネルギー化を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ドラフ
トチヤンバの使用状態を検知し、各チヤンバの風
量を使用状態に合わせて自動的に最適風量に制御
することができ、且つドラフトチヤンバへの吸い
込み状態の均一化を図りながら合計吸気量を最小
化することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の系統構成図、第２図は他の従
来例のドラフトチヤンバ断面図、第３図は本発明
の実施例の系統構成図である。 ２１……ドラフトチヤンバ、２２……吸気口、
２３……開閉扉、２４……分岐ダクト、２５……
ダンパ、２６……集合ダクト、２７……開量検知
器、２８……ダンパ、２９……排気フアン、３２
……別系統の吸気ユニツト群、３３……風速セン
サ、３４……静圧センサ、３５……風速センサ、
３６……風量制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気口が形成されたドラフトチヤンバに分岐
   ダクトを接続し、この分岐ダクトを集合した集合
   ダクトに排気フアンを取り付けることにより各ド
   ラフトチヤンバに吸い込まれた空気の集中排気を
   なす集中排気装置において、 前記吸気口に取り付けた開閉扉の開閉量を検知
   する扉開量検知器と、前記分岐ダクトに介装した
   風量調整ダンパと、前記集合ダクトに設置された
   静圧調整用ダンパと、前記静圧調整用ダンパの上
   流側に設置された風速センサおよび静圧センサと
   を具備するとともに、予め定められる前記吸気口
   における吸い込み流速を一定にすべく扉開量検知
   器の検知信号に基づいて前記風量調整ダンパに開
   度調整信号を出力し、少なくともドラフトチヤン
   バの個別排気量に基づいて合計排気量を算出しつ
   つ前記風速センサの検知信号に基づき前記排気フ
   アンの排気量を前記合計排気量に一致させるよう
   に排気フアンの回転数を制御し、かつ前記静圧セ
   ンサにより検出された集合ダクト内の静圧値を設
   定値と比較し前記静圧調整ダンパの開度を制御す
   る風量制御装置とを設けたことを特徴とする集中
   排気装置。