JPH0442609Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は空調設備等の空気分配設備に使用され
るに適した空気流量制御装置に係る。

従来の技術 空調された空気を供給する共通のプレナムから
いくつかの室空間へ空調された空気を選択的に分
配する空調システムに於て、前記プレナムから各
室空間へ空気を導く分岐通路の開閉制御は、従来
ルーバ式のダンパを電磁式アクチユエータにより
作動させることにより行われていた。

考案が解決しようとする課題 かかる従来のダンパ構造では、ダンパを開閉作
動させるためにかなり強力な作動出力を有する大
型の電磁式アクチユエータを必要とし、そのため
に大容量の電気配線を必要としていた。又電磁式
アクチユエータは通常通電か非通電かに応じて二
つの作動位置のいずれかに切換わる装置であり、
かかるアクチユエータにてルーバ式ダンパを作動
させる構造では、ダンパの開度を任意の中間開度
に調節することができないという不便があつた。

本考案は、上記の如き空調システム等に於ける
ダンパと同様の作動を、プレナムを通つて供給さ
れる空気の圧力を利用して行うことができ、大容
量の電源を要することなく空気分配設備の空気流
量を制御することができ、しかも空気分配口の開
度を全開から全閉に至る任意の開度に設定するこ
とのできる空調用の空気流量制御装置を提供する
ことを課題としている。

課題を解決するための手段 上記の課題は、本考案によれば、空気分配設備
の空気流量制御装置であつて、 空気を供給するプレナムと、 ベローズが膨張又は収縮することによつて前記
プレナムから空気を分配されるべき領域への空気
の流れを制御するダンパ構造体と、 前記ダンパ構造体を作動させるシヤトル弁であ
つて、 内部に室を有する弁ハウジングと、 前記室を常時は互いに流体的に隔離された第
一、第二、及び第三の室に分割する第一及び第二
の常閉型の弁と、 前記プレナムと前記第一の室とを流体的に連通
する第一の通路手段と、 前記ベローズと前記第二の室とを流体的に連通
する第二の通路手段と、 排気口と前記第三の室とを流体的に連通する第
三の通路手段と、 前記弁ハウジング内に可動に配置され、中立位
置より第一の方向へ偏位することにより前記第一
の常閉型の弁を開弁させ、前記第一の通路手段と
前記第一の室と前記第二の室と前記第二の通路手
段を経て前記プレナムと前記ベローズとの間に流
体通路を与え、前記中立位置より第二の方向へ偏
位することにより前記第二の常閉型の弁と開弁さ
せ、前記第三の通路手段と前記第三の室と前記第
二の室と前記第二の通路手段を経て前記ベローズ
と前記排出口の間に流体通路を与えるシヤトル
と、を有するシヤトル弁と、 前記シヤトルを前記中立位置より前記第一の方
向又は前記第二の方向へ選択的に偏位させる電磁
的作動手段と、 を含む空気流量制御装置によつて達成される。

作用及び効果 上記の如く空気を供給するプレナムから任意の
空気を分配されるべき空間へ空気を分流する制御
を、プレナムを通つて供給される空気の圧力によ
り作動するベローズの膨張又は収縮による空気通
路の開閉制御によつて行い、その際、プレナム内
の空気圧をベローズ内へ導くか、ベローズ内を排
気系へ解放するか、そのどちらも行わずベローズ
を閉じた状態にするかの三つの作動状態を任意に
選択できる三方弁を電磁的に任意に切換えてベロ
ーズの膨張又は収縮を制御することにより、小容
量の電源によつてベローズを全開と全閉の間に大
きく開閉作動させることができ、しかも全開と全
閉の間の任意の開度に任意の時間に亙つて設定す
ることができる。

実施例 以下に添付の図を参照しつつ、本考案を実施例
について詳細に説明する。

第１図に於て、符号１０は本考案に従つて作動
される空気分配ユニツト、即ちターミナルを示し
ている。空調された空気が、中央配給源（図示せ
ず）よりプレナム室１２へ供給される。空気供給
分配プレート１４には複数個のカラーを備えた孔
１５が設けられており、プレナム室１２から、プ
レート１４の頂壁及び側壁により郭定された分配
室１８内へ供給空気を均一に分配する。空気分配
パターンを最適化するためには、プレナム室１２
より分配室１８へ供給される空気は垂直方向以外
の速度成分を殆ど有していてはならない。孔１５
のカラーはプレナム室１２からの空気流の水平方
向の速度成分を偏向するようになつているので、
分配室１８内の空気流の速度成分は垂直である。

分配室１８の底部は互いに整合された遮断プレ
ート２０及び２１を含んでおり、また、プレート
２０及び２１にはそれぞれベローズにより係合さ
れる湾曲面が設けられ、プレナム室１２より空調
されるべき空間領域へ供給される空調された空気
の流量を制御するダンパーを構成する。ベローズ
と遮断プレートとの間の孔の面積は、ベローズの
膨張量を変化させることにより、変化されるよう
になつている。ベローズ２４及び２５は典型的に
は36インチ（約91cm）の長さを有しており、完全
に膨張した状態より完全に収縮した状態との間に
移行する過程に於て、遮断プレート２０及び２１
と共働して孔の大きさを全閉状態より全開状態ま
で変化させるようになつている。

ベローズ２４及び２５は、実質的に凹状のプレ
ート３０及び３１と、デイフユーザトライアング
ル３２よりなる中央仕切組立体上に適宜に装着さ
れている。プレート３０及び３１はＶ形のリセス
を有しており、ベローズ２４及び２５はそれらが
収縮されている時にはそれぞれプレート３０及び
３１のリセス内に収容されるようになつている。
このことによりベローズの作用壁と遮断プレート
との間に大きい面積が与えられる。更にリセス内
に収容された状態にあるベローズはプレート３０
及び３１に沿つて平滑な面をなし、空気の乱流を
最小限に抑える。

上述のダンパ構造体は、ターミナルに設けられ
た排出孔より実質的な距離だけ上流側の位置に配
置されており、ダンパ構造体と排出孔との間に十
分な距離を与えて、ダンパ構造体により発生され
る騒音を吸収するようになつている。騒音の吸収
を最大限に行なうために、下方へ延在してプレー
ト３０及び３１と共働して空気通路を形成する壁
３４及び３５が、ガラス繊維ブランケツトの如き
吸音材にてライニングされている。出口部材３８
及び３９が外向きのフレア状をなす下端部４０及
び４１を有しており、溶接等により壁３４及び３
５に適宜に固定されている。

ダンパの制御は、電子インタフエース回路８０
に制御されるシヤトル弁５０により行なわれる。
第１図乃至第３図に於て、シヤトル弁５０は三つ
のポート郭定部材５１，５２及び５３を有してお
り、これらの部材は締り嵌め、溶接、ろう接等に
より任意の好適な通常の要領にて気密的にシヤト
ル弁ハウジング５４内に受入れられている。ハウ
ジング５４内にはポート郭定弁座５６及び５７が
固定的に配置されており、これらの弁座はハウジ
ングの内部をほぼ1/3に分割している。ボール弁
５８がばね５９により弁座５６に着座するよう付
勢されている。ばね５９は一端にてボア５３ｂ内
に受入れられており、ボア５３ａを囲繞する環状
肩部５３ｃに当接している。同様に、ボール弁６
０がばね６１により弁座５７に着座するよう付勢
されている。ばね６１は一端にてボア５１ｂ内に
受入れられ、ボア５１ａを囲繞する環状肩部５１
ｃに当接している。ボア５１ａは絞り５１ｄを有
している。シヤトル６４が弁座５６と５７との間
にてシヤトル弁ハウジング５４内に配置されてお
り、ボール弁５８及び６０の両方が対応する弁座
５６及び５７に同時に着座し得るような寸法を有
している。シヤトル６４は溝部６７により分離さ
れた溝を備えた一対のランド６６及び６８を有し
ている。シヤトル６４はコイルによつて駆動され
る如きコイルのコアとして機能できるような好適
な材料にて形成されている。ランド６６及び６８
の外側にはそれぞれプランジヤ６５及び６９が設
けられている。

反対方向に巻回され、隔置されたコイル７２及
び７４がハウジング５４を囲繞しており、それぞ
れライン７６及び７８により電子インタフエース
回路８０に個別に電気的に接続されており、また
ライン７７により共通に接続されている。電子イ
ンタフエース回路８０は、少なくとも一つの入
力、通常、複数個の入力を受入れる。図示の如
く、流量センサ又は速度センサ８２が、ライン８
３を経て、ターミナル１０内を流れる空気の流量
を示す信号を供給する。室温センサ８４がライン
８５を経て、空間領域、即ち室内の検出された温
度を示す信号を供給する。照明スイツチは、占有
センサ８６（空間領域が使用されているか否かを
検知するためのセンサ）として利用することがで
きる。何故ならば、空間領域が使用されている時
には一般に照明が点灯された状態にあり、従つて
ライン８７上に信号が存在するか否かで照明が点
灯されているか否に応じた空間領域の使用状態
（使用されているか否か）を表すことができるこ
とになるからである。コンピユータ８８がライン
８９により電子インタフエース回路８０と二方向
通信し得るよう接続されており、ターミナル１０
の現状に関する情報を受けるようになつている。
コンピユータ８８は、例えば、設定温度を変更す
ることにより、又は例えばスライド映写のために
照明が消灯されている場合に於て照明スイツチで
ある占有センサ８６からの信号を凌駕する際に、
ターミナル１０の局部制御に凌駕するための制御
信号を与えることができる。またコンピユータ８
８は他のターミナル、空気処理装置等と通信し得
る状態にあり、それらを制御する。

第４図に於て、電子インタフエース回路８０は
入力部９０と、出力部９２と、スイツチング部９
４と、それぞれ最大速度（流量）、最小速度（流
量）、設定温度を設定するためのマニユアル調節
型ポテンシオメータ９６〜９８とよりなつてい
る。この回路は、特定の用途に必要な任意の全て
のセンサへ結線することができ、またシヤトル弁
５０に接続することのできる必要なハードウエア
を含んでいる。センサからコンピユータ８８へ出
力データを供給するための導線も設けられてい
る。

個々のセンサ８２，８４，８６から電子インタ
フエース回路８０の入力部９０へ供給される入力
信号は、それらに対し適当な信号調整が行なわれ
た後に入力部９０へ入力される。かかる信号調節
はセンサに於て行なわれてもよく、またＡ／Ｄ変
換器（図示せず）を経て電子インタフエース回路
に於て行なわれてもよい。これらの信号は、マニ
ユアル調節型のポテンシオメータ９６〜９８から
の信号と共に出力部９２を経てコンピユータ８８
へ供給される。入力部９０は入力信号を受入れ、
出力信号を出力しないよう構成されている。同様
に出力部９２は出力信号を出力し、入力信号を受
入れないよう構成されている。かかる構成によれ
ば、捩られた二本の導線よりなる一本のワイヤを
経てコンピユータ８８と完全に通信することがで
きる。コンピユータのタイミング回路は、或る特
定の時間に出力信号を入力し、或る特定の時間に
入力部へ信号を供給することを可能にする。セン
サ及びシヤトル弁へ電力を供給すべくコンピユー
タ８８より電子インタフエース回路へ結線された
他の一対の電力ワイヤも必要である。

コンピユータ８８は出力部９２より受けるデー
タを受信し、予めプログラムされたアルゴリズム
に従つてそれを翻訳する。入力部９０へ戻される
信号により、データの翻訳に応じて、シヤトル弁
５０を駆動するか否かが決定される。またコンピ
ユータはビルデイング・マネジメント・システム
（Building Management System）より局部的な
データを考量するアルゴリズム又はマニユアル設
定に凌駕する新たな指令を受入れる。ビルデイン
グ・マネジメント・システムは他のターミナルの
コンピユータ、冷却装置、空気処理装置、ポン
プ、他の環境管理装置の制御下にあり、又、夜間
のセツトバツク温度や負荷放出の如きエネルギの
管理計画に応じたものとなつている。

また、よりコスト的に有効なシステムに於て
は、一つのコンピユータによつて幾つかの電子イ
ンタフエース回路を運転することが可能である。
センサ及びマニユアル設定手段の配置によつて
は、全ての作動モードについて同一のコンピユー
タで各ターミナルを互いに独立に制御することが
できる。

第１図はプレナム空気がプレナム室１２より導
管９１、ボア５１ａ、絞り５１ｄを経て室５４ａ
へ供給される中立状態、即ち安定な状態を示して
いる。着座したボール弁６０はプレナム空気が室
５４ａより更に室５４ｂへ流れることを阻止す
る。室５４ｂは枝管９５ａ及び９５ｂを有する導
管９３を経てベローズ２４及び２５と流体的に連
通している。着座状態のボール弁５８及び６０は
ベローズ２４，２５及び室５４ｂより空気が流れ
ることを阻止する。シヤトル６４は室５４ｂ内に
あり、ランド６６に設けられた溝６６ａ及びラン
ド６８に設けられた溝６８ａは室５４ｂを経て互
いに流体的に連通している。室５４ｃはボア５３
ａを経て大気と流体的に連通している。ベローズ
２４及び２５は完全には膨張されていなければ空
気はターミナルを経て流れ得るようになつてい
る。

部屋の過冷房又は過暖房の如き局部的な条件に
応答して、又は空間領域の暖房若しくは冷房の設
定に凌駕するためのコンピユータの指令に応答し
て、ターミナルの出力が低減される必要がある場
合には、コイル７４が電子インタフエース回路８
０により励磁される。コイル７４の励磁によりシ
ヤトル６４が第１図の位置より第２図の位置へ変
位せしめられ、プランジヤ６９がボール弁６０に
係合し、ばね６１の閉弁方向への付勢力に抗して
ボール弁６０がその弁座より離脱せしめられる。
ボール弁６０が弁座より離脱すると、プレナム空
気は導管９１、ボア５１ａ、絞り５１ｄ、室４５
ａ、弁座５７を経て室５４ｂへ供給される。この
場合、室５４ｂのシヤトル６４よりも弁座５７の
側の部分は溝６８ａによりボア５２ａと連通さ
れ、また導管９３，９５ａ，９５ｂによりベロー
ズ２４及び２５と連通され、これによりベローズ
が膨張せしめられる。絞り５１ｄの直径は典型的
には0.06インチ（0.15cm）であり、この絞りはプ
レナム空気の流量を制限し、これによりベローズ
２４及び２５の膨張を制限する。コイル７４の励
磁は駆動源に応じて或る一定時間であつてよく、
また一つ又は一連のパルス状であつてもよい。例
えば、過暖房若しくは過冷房は設定温度に到達す
るまで数分間ごとに一つのパルスを促すのに対
し、照明スイツチ（占有センサ）８６の開成又は
コンピユータ８８よりの信号はベローズ２４及び
２５が完全に膨張して空気がターミナルを経て流
れなくなるようにするに十分な時間に亙りコイル
７４を励磁させる。コイル７４が消磁されると、
シヤトル６４は第１図の位置へ戻る。何故なら
ば、コイル７４が消磁されると、ばね６１がボー
ル弁６０に復帰付勢力を与えてそれを再着座させ
るからである。

冷房不足若しくは暖房不足の如き局部的な条件
に応答して、又は冷え過ぎを解消する朝のウオー
ムアツプの如く空間領域の暖房設定若しくは冷房
設定に凌駕するコンピユータの指令に応答してタ
ーミナルの出力が増大される必要がある場合に
は、コイル７２が電子インタフエース回路８０に
より励磁される。コイル７２の励磁によりシヤト
ル６４が第１図の位置より第３図の位置へ変位せ
しめられ、プランジヤ６５がボール弁５８に係合
し、ばね５９の閉弁方向への付勢力に抗してボー
ル弁がその弁座より離脱せしめられる。ボール弁
が弁座より離脱すると、ベローズ２４及び２５よ
り導管９５ａ及び９５ｂ、導管９３、ボア５２
ａ、室５４ｂ、溝６６ａ、弁座５６、室５４ｃ、
及びボア５３ａを経て空気が大気中へ排出され、
これによりベローズ２４及び２５が収縮され、そ
の結果ターミナルを通る空気供給通路が開かれ
る。ボア５３ａを含む上述の空気排出通路には絞
り５１ｄに対応する絞りが存在しないので、ベロ
ーズ２４及び２５の完全な収縮が必要とされない
限り、コイル７２は通常パルス状に励磁される。

電子インタフエース回路８０は、それが空間領
域の冷暖房の要求を受けてターミナル１０を制御
するよう、コンピユータ８８の制御下にあるコン
ピユータであつてよいが、システム全体を制御す
るコンピユータ８８により凌駕されるものでなけ
ればならない。

流量センサ又は速度センサ８２の検出結果が満
足されている定常的な状態から開始する一つの典
型的な作動に於ては、導管内の静圧を補償するに
必要な位置までベローズ２４及び２５が膨張せし
められ、シヤトル６４がその通常の第１図の位置
にもたらされる。例えばシステム内の他のターミ
ナルが遮断されると、導管内の静圧は上昇する。
センサ８２は流量の増大を検出し、ライン７７及
び７８を経てコイル７４を励磁する信号を電子イ
ンタフエース回路８０へ出力し、これによりシヤ
トル６４が第２図の位置へ変位せしめられてボー
ル弁６０が弁座より離脱せしめられ、センサ８２
の検出結果が満足されるまでベローズ２４及び２
５が膨張される。次いで連続的な又はパルス状の
励磁信号が解除され、シヤトル６４が第１図の位
置に戻される。ベローズ２４及び２５はセンサ８
２が流量の低下を検出するまで膨張された状態に
維持される。次いでコイル７２がライン７６及び
７７を経て励磁され、これによりシヤトル６４が
第３図の位置へ変位せしめられてボール弁５８が
弁座より離脱せしめられ、センサ８２の検出結果
が再度満足されるまでベローズ２４及び２５が収
縮せしめられる。シヤトル６４を変位させてボー
ル弁５８及び６０を開弁させるために、室温セン
サ８４及びコンピユータ８８よりの信号の如き他
の信号が個別に又は同時に使用されてよい。使用
される特定の入力は空調システムの仕様及び必要
とされる応答性次第であり、電気的ハードウエア
及びソフトウエアは必要とされる作動に基づき現
状のものであつてもよい。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳
細に説明したが、本考案はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本考案の範囲内にて他の種々
の実施例が可能であることは当業者にとつて明ら
かであろう。例えば、各ターミナルに一つのベロ
ーズが使用されてよく、ボール弁５８及び６０は
他の適当な逆止弁に置換えられてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるシヤトル弁により制御さ
れるターミナルの概略構成図である。第２図はシ
ヤトル弁を供給位置にて示す断面図である。第３
図はシヤトル弁を排出位置にて示す断面図であ
る。第４図は電子インタフエース回路を示す解図
である。 １０……ターミナル、１２……プレナム室、１
４……空気供給分配プレート、１５……孔、１８
……分配室、２０，２１……遮断プレート、２
４，２５……ベローズ、３０，３１……プレー
ト、３４，３５……壁、３６……ガラス繊維ブラ
ンケツト、３８，３９……出口部材、４０，４１
……下端部、５０……シヤトル弁、５１，５２，
５３……ポート郭定部材、５４……ハウジング、
５６，５７……弁座、５８……ボール弁、５９…
…はね、６０……ボール弁、６１……ばね、６４
……シヤトル、６５……プランジヤ、６６……ラ
ンド、６７……溝部、６８……ランド、６９……
プランジヤ、７２，７４……コイル、７６，７
７，７８……ライン、８０……電子インタフエー
ス回路、８２……センサ、８３……ライン、８４
……室温センサ、８５……ライン、８６……占有
センサ、８７……ライン、８８……コンピユー
タ、８９……ライン、９０……入力部、９１……
導管、９２……出力部、９３……導管、９４……
スイツチング部、９５ａ，９５ｂ……枝管、９６
〜９８……ポテンシオメータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 空気分配設備の空気流量制御装置であつて、空
   気を供給するプレナムと、 ベローズが膨張又は収縮することによつて前記
   プレナムから空気を分配されるべき領域への空気
   の流れを制御するダンパ構造体と、 前記ダンパ構造体を作動させるシヤトル弁であ
   つて、 内部に室を有する弁ハウジングと、 前記室を常時は互いに流体的に隔離された第
   一、第二、及び第三の室に分割する第一及び第二
   の常閉型の弁と、 前記プレナムと前記第一の室とを流体的に連通
   する第一の通路手段と、 前記ベローズと前記第二の室とを流体的に連通
   する第二の通路手段と、 排気口と前記第三の室とを流体的に連通する第
   三の通路手段と、 前記弁ハウジング内に可動に配置され、中立位
   置より第一の方向へ偏位することにより前記第一
   の常閉型の弁を開弁させ、前記第一の通路手段と
   前記第一の室と前記第二の室と前記第二の通路手
   段を経て前記プレナムと前記ベローズとの間に流
   体通路を与え、前記中立位置より第二の方向へ偏
   位することにより前記第二の常閉型の弁を開弁さ
   せ、前記第三の通路手段と前記第三の室と前記第
   二の室と前記第二の通路手段を経て前記ベローズ
   と前記排出口の間に流体通路を与えるシヤトル
   と、を有するシヤトル弁と、 前記シヤトルを前記中立位置より前記第一の方
   向又は前記第二の方向へ選択的に偏位させる電磁
   的作動手段と、 を含む空気流量制御装置。