JPH07151093A - 換気機構および送風機 - Google Patents
換気機構および送風機Info
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- JPH07151093A JPH07151093A JP6125863A JP12586394A JPH07151093A JP H07151093 A JPH07151093 A JP H07151093A JP 6125863 A JP6125863 A JP 6125863A JP 12586394 A JP12586394 A JP 12586394A JP H07151093 A JPH07151093 A JP H07151093A
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- hole
- blower
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- inlet
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/301—Pressure
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Ventilation (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 遠心送風機を含む機構のための空気流センサ
ーを提供すること。 【構成】 遠心送風機(20)が一体の空気流測定装置
(30)と、空気を受け入れるための朝顔形の入口(5
8)と回転するファンホイール(24)の中に空気を追
いやるための朝顔形の出口(60)とを有する入口コー
ン(26)を備えるファンとを含む。コーンは最小径を
有するのど(72)を有し、のど内に規定されマノメー
タ(30)に連なる穴(76)を備える。朝顔形の入口
の近傍のコーンの表面の穴がマノメータに接続され、フ
ァンの表面とのどの最狭部との間の圧力比較を提供す
る。コントローラ(32)が圧力差を監視し、コーンの
わかっている特性に基づいて流量を計算し、所望の空気
流を維持すべくファンの速度を調整する。
ーを提供すること。 【構成】 遠心送風機(20)が一体の空気流測定装置
(30)と、空気を受け入れるための朝顔形の入口(5
8)と回転するファンホイール(24)の中に空気を追
いやるための朝顔形の出口(60)とを有する入口コー
ン(26)を備えるファンとを含む。コーンは最小径を
有するのど(72)を有し、のど内に規定されマノメー
タ(30)に連なる穴(76)を備える。朝顔形の入口
の近傍のコーンの表面の穴がマノメータに接続され、フ
ァンの表面とのどの最狭部との間の圧力比較を提供す
る。コントローラ(32)が圧力差を監視し、コーンの
わかっている特性に基づいて流量を計算し、所望の空気
流を維持すべくファンの速度を調整する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、換気機構、特に、工業
に適用され遠心送風機を含む換気機構に関する。
に適用され遠心送風機を含む換気機構に関する。
【0002】
【従来の技術】2つの重大な要因が工業上の換気システ
ムまたは換気機構のデザインと性能とに影響を及ぼす。
すなわち、能率と、高精度の流量測定能力とである。ど
のような機構も、空気が機構をどれだけ容易に流れるか
という機能である特定の能率レベルがある。空気が流れ
る機構の各要素は、ある大きさの空気流動抵抗を有す
る。この抵抗は、前記要素の寸法および形状によって、
また、障害物または空気が流れる表面の性質により決定
される。一般に、広く、滑らかで、真直ぐでしかも短い
要素の空気流動抵抗は低く、したがって、より効率の良
い機構を提供する。能率の改善により、機構内に空気流
を発生させる低能力の送風機の使用が可能となり、ま
た、所与の流れを維持するために必要なエネルギは少な
い。したがって、能率の改善により装置および運転のコ
ストを低減することができる。
ムまたは換気機構のデザインと性能とに影響を及ぼす。
すなわち、能率と、高精度の流量測定能力とである。ど
のような機構も、空気が機構をどれだけ容易に流れるか
という機能である特定の能率レベルがある。空気が流れ
る機構の各要素は、ある大きさの空気流動抵抗を有す
る。この抵抗は、前記要素の寸法および形状によって、
また、障害物または空気が流れる表面の性質により決定
される。一般に、広く、滑らかで、真直ぐでしかも短い
要素の空気流動抵抗は低く、したがって、より効率の良
い機構を提供する。能率の改善により、機構内に空気流
を発生させる低能力の送風機の使用が可能となり、ま
た、所与の流れを維持するために必要なエネルギは少な
い。したがって、能率の改善により装置および運転のコ
ストを低減することができる。
【0003】多くの換気機構において、機構を経る空気
流の量を正確に測定することは有利である。これは、種
々のコードおよび機能仕様に従うことを確実にし、ま
た、特に、クリーンルームの換気機構のような特定の適
用において重要である。精密な流量測定能力を有しない
機構は、過剰なキャパシティを有するように余裕を持た
せて設計されなければならず、また、運転仕様に従うこ
とを確実にすべく過剰なレベルで運転されなければなら
ない。加えて、ある機構で用いられるフィルタは、時間
の経過に従って粒子で詰まり始め、空気流に対するより
大きい抵抗になり始める。したがって、送風機の速度は
特定の空気流を維持するために増大されなければならな
い。この特性は、どのような調整が必要であるかを示す
正確な測定を必要とする。
流の量を正確に測定することは有利である。これは、種
々のコードおよび機能仕様に従うことを確実にし、ま
た、特に、クリーンルームの換気機構のような特定の適
用において重要である。精密な流量測定能力を有しない
機構は、過剰なキャパシティを有するように余裕を持た
せて設計されなければならず、また、運転仕様に従うこ
とを確実にすべく過剰なレベルで運転されなければなら
ない。加えて、ある機構で用いられるフィルタは、時間
の経過に従って粒子で詰まり始め、空気流に対するより
大きい抵抗になり始める。したがって、送風機の速度は
特定の空気流を維持するために増大されなければならな
い。この特性は、どのような調整が必要であるかを示す
正確な測定を必要とする。
【0004】送風機のような個々の機構の要素の空気流
性能特性を特徴付けることができる。このような特徴は
一組のカーブを提供し、各カーブは、特定の送風機の回
転数が与えられるとき、前記送風機が作動している負荷
または空気抵抗の作用として、前記送風機を経る空気流
量を示す。送風機の回転数が変化すると、前記送風機を
経る空気流量を決定するために別の特徴カーブを適用し
なければならない。代わりに、前記カーブは、一定の負
荷のもとでの回転作用としての流量を表わす。このよう
な実験室的特徴は送風機のような適当な個々の在庫部品
に適するが、換気機構全体を特徴付けることは実際的で
なく、次の1適用とは大きく異なる。
性能特性を特徴付けることができる。このような特徴は
一組のカーブを提供し、各カーブは、特定の送風機の回
転数が与えられるとき、前記送風機が作動している負荷
または空気抵抗の作用として、前記送風機を経る空気流
量を示す。送風機の回転数が変化すると、前記送風機を
経る空気流量を決定するために別の特徴カーブを適用し
なければならない。代わりに、前記カーブは、一定の負
荷のもとでの回転作用としての流量を表わす。このよう
な実験室的特徴は送風機のような適当な個々の在庫部品
に適するが、換気機構全体を特徴付けることは実際的で
なく、次の1適用とは大きく異なる。
【0005】現今の空気流量測定システムまたは測定機
構は、能率と測定の正確性との間のかね合いを評価しな
ければならなかった。従来の測定機構は空気流中に障害
またはくびれを生じさせ、また、機構のある点で空気圧
力上の障害またはくびれの効果を測定する。障害または
くびれの量が増大すると、一般により正確な圧力測定を
もたらすが、機構の能率は低減する。
構は、能率と測定の正確性との間のかね合いを評価しな
ければならなかった。従来の測定機構は空気流中に障害
またはくびれを生じさせ、また、機構のある点で空気圧
力上の障害またはくびれの効果を測定する。障害または
くびれの量が増大すると、一般により正確な圧力測定を
もたらすが、機構の能率は低減する。
【0006】ピトー管が障害型測定装置の基本例であ
る。これは、上流に直線的に面するオリフィスを有し、
全体的な、静的な、および/または速度圧の測定をもた
らす。正確さは、空気流中の後記開口の数および位置に
より、また、測定される空気流の速度により、空気流に
面する開口の相対領域に依存する。正確性に関して、目
に見える程度の直径のいくつかの開口が空気流中に設け
られる。空気流の境界で生じるエラーを軽減すべく、少
なくとも数個の開口が流れの中の中央に配置される。前
記開口から圧力変換器に圧力を伝達する導管は、空気流
の力に耐えるように十分な剛性がなければならない。全
てのこのような導管および空気流中の他の支持体はさら
に乱れを生じさせ、また、空気の流れを妨げ、機構の能
率を低減させる。大きい横断面積と低い空気流速度とを
有する機構の要素内に配置されたピトー管は不正確とな
り、また、機構の能率上、ごくわずかな有害効果を有す
る。高速度領域に配置されたものは高い正確性を有する
が、導管領域の大きい部分を塞ぎ、空気流の増大した速
度のために能率を低減する。
る。これは、上流に直線的に面するオリフィスを有し、
全体的な、静的な、および/または速度圧の測定をもた
らす。正確さは、空気流中の後記開口の数および位置に
より、また、測定される空気流の速度により、空気流に
面する開口の相対領域に依存する。正確性に関して、目
に見える程度の直径のいくつかの開口が空気流中に設け
られる。空気流の境界で生じるエラーを軽減すべく、少
なくとも数個の開口が流れの中の中央に配置される。前
記開口から圧力変換器に圧力を伝達する導管は、空気流
の力に耐えるように十分な剛性がなければならない。全
てのこのような導管および空気流中の他の支持体はさら
に乱れを生じさせ、また、空気の流れを妨げ、機構の能
率を低減させる。大きい横断面積と低い空気流速度とを
有する機構の要素内に配置されたピトー管は不正確とな
り、また、機構の能率上、ごくわずかな有害効果を有す
る。高速度領域に配置されたものは高い正確性を有する
が、導管領域の大きい部分を塞ぎ、空気流の増大した速
度のために能率を低減する。
【0007】ベンチュリ管が、前記導管内の空気の流れ
を妨害することにより作動する簡単な空気流測定装置の
例である。ベンチュリ管は、より小さい直径の口に絞る
所与の初期直径を有し、前記口を通過する空気の速度を
初期速度を越えるものにする。1つの圧力取出し穴が初
期導管内の空気圧をモニターし、第二の穴が前記口内の
圧力をモニターする。この圧力差は空気の流量を決定す
るために測定される。その最も簡単な形態において、ベ
ンチュリ管は、空気流を妨害するための制限開口を有す
るオリフィスプレートの形態を取り得、前記オリフィス
プレートの上流および下流に圧力センサーを有する。こ
の第2のタイプの空気流センサーは、それが空気流にか
なりの背圧を生じさせる程度までにのみ正確である。障
害タイプのセンサにおけるように、正確さのために必要
とされる増大された流動抵抗もまた機構の不能率を生じ
させる。
を妨害することにより作動する簡単な空気流測定装置の
例である。ベンチュリ管は、より小さい直径の口に絞る
所与の初期直径を有し、前記口を通過する空気の速度を
初期速度を越えるものにする。1つの圧力取出し穴が初
期導管内の空気圧をモニターし、第二の穴が前記口内の
圧力をモニターする。この圧力差は空気の流量を決定す
るために測定される。その最も簡単な形態において、ベ
ンチュリ管は、空気流を妨害するための制限開口を有す
るオリフィスプレートの形態を取り得、前記オリフィス
プレートの上流および下流に圧力センサーを有する。こ
の第2のタイプの空気流センサーは、それが空気流にか
なりの背圧を生じさせる程度までにのみ正確である。障
害タイプのセンサにおけるように、正確さのために必要
とされる増大された流動抵抗もまた機構の不能率を生じ
させる。
【0008】1つの妨害タイプの空気流センサーは、ト
ランペット状ベルに良く似た形状の朝顔形の入口を有す
るノズルの形態を取り、また、それは制限された直径を
有しまた出口に終わる筒状の口に滑らかに狭まる。筒状
の口は、長く伸びる長さにわたって一定の円形の横断外
形を有する。その長さに沿った中間位置において、前記
口がその内部へ開口しまた圧力センサーに連なる穴を規
定する。前記ノズルの上流域との圧力比較は、前記した
ように、空気流計算を可能にする。
ランペット状ベルに良く似た形状の朝顔形の入口を有す
るノズルの形態を取り、また、それは制限された直径を
有しまた出口に終わる筒状の口に滑らかに狭まる。筒状
の口は、長く伸びる長さにわたって一定の円形の横断外
形を有する。その長さに沿った中間位置において、前記
口がその内部へ開口しまた圧力センサーに連なる穴を規
定する。前記ノズルの上流域との圧力比較は、前記した
ように、空気流計算を可能にする。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、遠心
送風機を含む機構のための空気流センサーを提供するこ
とにあり、ここにおいて、前記センサーは前記機構の能
率を低減せず、また、前記センサーにおいて空気流の容
積率の小さい変化を正確に検出する。
送風機を含む機構のための空気流センサーを提供するこ
とにあり、ここにおいて、前記センサーは前記機構の能
率を低減せず、また、前記センサーにおいて空気流の容
積率の小さい変化を正確に検出する。
【0010】本発明の他の目的は、添付図面に関して行
なう以下の説明から、明らかとなろう。
なう以下の説明から、明らかとなろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、朝顔形に広が
る入口を有する入口コーンと、朝顔形に広がる出口とを
備え、また、最も狭い直径を有する位置もしくはその近
傍において前記コーンののどに配置された1または複数
の圧力取出し穴を含む遠心送風機を提供する。第2の圧
力取出し穴または1組の圧力取出し穴は前記コーンの入
口の穴に接続される。圧力センサーが2組の圧力取出し
穴の間の圧力差を決定し、また、コントローラに信号を
送り、前記コントローラは前記入口コーンを経る空気流
量を計算し、空気流の容積を予め定められた量に維持す
べく送風機速度を調整する。前記送風機は、前記入口コ
ーンの最も狭い部分の効果的な直径が要素のうちのいず
れの単一のものまたは平行なグループの直径より小さい
ように、空気流が通過するダクトおよび前記要素を有す
るシステムすなわち機構に含まれる。したがって、圧力
差は前記機構を経る所与の空気流量において前記入口コ
ーンを横切って最大である。
る入口を有する入口コーンと、朝顔形に広がる出口とを
備え、また、最も狭い直径を有する位置もしくはその近
傍において前記コーンののどに配置された1または複数
の圧力取出し穴を含む遠心送風機を提供する。第2の圧
力取出し穴または1組の圧力取出し穴は前記コーンの入
口の穴に接続される。圧力センサーが2組の圧力取出し
穴の間の圧力差を決定し、また、コントローラに信号を
送り、前記コントローラは前記入口コーンを経る空気流
量を計算し、空気流の容積を予め定められた量に維持す
べく送風機速度を調整する。前記送風機は、前記入口コ
ーンの最も狭い部分の効果的な直径が要素のうちのいず
れの単一のものまたは平行なグループの直径より小さい
ように、空気流が通過するダクトおよび前記要素を有す
るシステムすなわち機構に含まれる。したがって、圧力
差は前記機構を経る所与の空気流量において前記入口コ
ーンを横切って最大である。
【0012】
【実施例】図1は、ダクト14により建物空間16に接
続された中央ステーション空気ハンドラー12を有する
建物換気機構10を示す。機構10に空気を循環させる
ために空気ハンドラー12の内部に遠心送風機のユニッ
ト20が取り付けられている。送風機ユニット20は、
固定された電気モータ22と、前記モータにより駆動さ
れるモータ軸に取り付けられた回転可能の遠心羽根ファ
ンホイール24と、入口コーン26とを有する。前記入
口コーンの前部および前記入口コーンの最も狭い位置で
の圧力を検出し、比較すべく、圧力センサー30が接続
されている。センサー30はコントローラ32に電気信
号を伝達し、前記コントローラは、予め選定された空気
圧力の差を維持すべく検出された圧力に応答して前記モ
ータの速度を調整するためにモータ22に操作可能に接
続されている。したがって、予め選定された空気流量が
維持される。選択的に、空気流の容積を制御するために
入口ダンパーを調整する。前記コントローラは、また、
前記モータと前記ファンホイールとの間のドライブレシ
オ(drive ratio)を調節する。前記コントローラは前記
機構の要素(エレメント)を自動的に制御する必要はな
いが、ただ、オペレータによる前記機構のモニターまた
は監視を許し、手動による機構の調節を可能とすべく、
ディスプレイ、ゲージ、記録計、またはコンピュータの
データ貯蔵システムを含み得る。
続された中央ステーション空気ハンドラー12を有する
建物換気機構10を示す。機構10に空気を循環させる
ために空気ハンドラー12の内部に遠心送風機のユニッ
ト20が取り付けられている。送風機ユニット20は、
固定された電気モータ22と、前記モータにより駆動さ
れるモータ軸に取り付けられた回転可能の遠心羽根ファ
ンホイール24と、入口コーン26とを有する。前記入
口コーンの前部および前記入口コーンの最も狭い位置で
の圧力を検出し、比較すべく、圧力センサー30が接続
されている。センサー30はコントローラ32に電気信
号を伝達し、前記コントローラは、予め選定された空気
圧力の差を維持すべく検出された圧力に応答して前記モ
ータの速度を調整するためにモータ22に操作可能に接
続されている。したがって、予め選定された空気流量が
維持される。選択的に、空気流の容積を制御するために
入口ダンパーを調整する。前記コントローラは、また、
前記モータと前記ファンホイールとの間のドライブレシ
オ(drive ratio)を調節する。前記コントローラは前記
機構の要素(エレメント)を自動的に制御する必要はな
いが、ただ、オペレータによる前記機構のモニターまた
は監視を許し、手動による機構の調節を可能とすべく、
ディスプレイ、ゲージ、記録計、またはコンピュータの
データ貯蔵システムを含み得る。
【0013】中央ステーションの空気ハンドラー12
は、建物の換気およびクリーンルームのエアシステムの
ような典型的な適用において空気を処理するために使用
される様々な空気処理構成要素を含む。このような構成
要素は、一般に、ハンドラー12を通過するすべての空
気が各構成要素を連続的に通過するように、直列に配列
されている。図示の例では、中央ステーションの空気ハ
ンドラー12を経て処理される空気は、ダクト14に接
続された空気ハンドラー吸入口34、吸入口フィルタ3
6、電気ヒータユニット38、冷却コイル42、空間4
3、入口コーン26、羽根ホイール24、音トラップ(s
ound trap)44、出力フィルタ46および出口48を経
て連続的に通過する。中央ステーションの空気ハンドラ
ー12は、また、給湿機のような他の空気処理構成要素
を含み得る。
は、建物の換気およびクリーンルームのエアシステムの
ような典型的な適用において空気を処理するために使用
される様々な空気処理構成要素を含む。このような構成
要素は、一般に、ハンドラー12を通過するすべての空
気が各構成要素を連続的に通過するように、直列に配列
されている。図示の例では、中央ステーションの空気ハ
ンドラー12を経て処理される空気は、ダクト14に接
続された空気ハンドラー吸入口34、吸入口フィルタ3
6、電気ヒータユニット38、冷却コイル42、空間4
3、入口コーン26、羽根ホイール24、音トラップ(s
ound trap)44、出力フィルタ46および出口48を経
て連続的に通過する。中央ステーションの空気ハンドラ
ー12は、また、給湿機のような他の空気処理構成要素
を含み得る。
【0014】図示の機構では、各構成要素は空気流動に
対する一定の抵抗を有する。ある構成要素、例えばダン
パーやバルブ(図示せず)は、選択的に可変の流体抵抗
レベルを有する。他の構成要素の流体抵抗が使用中に変
化する。例えば、フィルタは粒状物質で詰まり始めると
空気流に対して抵抗を増大し始め、また、冷却コイルの
表面に水が凝結すると、前記冷却コイルは空気流に対す
る大きい抵抗を示す。各構成要素は、最悪状態の条件下
で、固有の「構造またはデザイン」上の空気抵抗を有
し、また、理想的な条件下では最小の抵抗を有する。各
構成要素は、同じ空気抵抗を有するオリフィスの直径に
等しい「有効径」を有する。
対する一定の抵抗を有する。ある構成要素、例えばダン
パーやバルブ(図示せず)は、選択的に可変の流体抵抗
レベルを有する。他の構成要素の流体抵抗が使用中に変
化する。例えば、フィルタは粒状物質で詰まり始めると
空気流に対して抵抗を増大し始め、また、冷却コイルの
表面に水が凝結すると、前記冷却コイルは空気流に対す
る大きい抵抗を示す。各構成要素は、最悪状態の条件下
で、固有の「構造またはデザイン」上の空気抵抗を有
し、また、理想的な条件下では最小の抵抗を有する。各
構成要素は、同じ空気抵抗を有するオリフィスの直径に
等しい「有効径」を有する。
【0015】通常の運転条件下で、各構成要素を横切っ
ての圧力低下が生じる。この圧力低下は、各構成要素の
すぐ近くの上流および下流で圧力を比較することにより
測定される。1実施例における入口コーン26を横切っ
ての圧力低下は、通常の運転条件下で、約38.1cm(15イ
ンチ)の水に相当する。他の図示の構成要素のそれぞれ
は概して約2.54cm(1インチ)の水より小さい圧力低下
を有する。したがって、前記コーンを横切っての圧力差
は、実質的に、他の各構成要素を横切っての圧力差より
大きい。さらに、ほとんどの場合、前記コーンを横切っ
ての圧力差は、機構全体の全ての他の構成要素を横切っ
ての圧力低下の合計より大きい。換言すると、前記入口
コーンは概して前記機構内の空気流の最大速度を規定す
る。高速流は低圧力を生じさせるため、前記コーンのの
どと前記機構内の本質的に静的な領域との間の圧力比較
は、重要かつ正確な測定値を与える。
ての圧力低下が生じる。この圧力低下は、各構成要素の
すぐ近くの上流および下流で圧力を比較することにより
測定される。1実施例における入口コーン26を横切っ
ての圧力低下は、通常の運転条件下で、約38.1cm(15イ
ンチ)の水に相当する。他の図示の構成要素のそれぞれ
は概して約2.54cm(1インチ)の水より小さい圧力低下
を有する。したがって、前記コーンを横切っての圧力差
は、実質的に、他の各構成要素を横切っての圧力差より
大きい。さらに、ほとんどの場合、前記コーンを横切っ
ての圧力差は、機構全体の全ての他の構成要素を横切っ
ての圧力低下の合計より大きい。換言すると、前記入口
コーンは概して前記機構内の空気流の最大速度を規定す
る。高速流は低圧力を生じさせるため、前記コーンのの
どと前記機構内の本質的に静的な領域との間の圧力比較
は、重要かつ正確な測定値を与える。
【0016】入口コーン26は全ての機構(システム)
の構成要素で最小の有効径を有する。比較的低い速度で
平行な通路を介して流体を通す一組の狭いダクトは、単
一のシステム構成要素であると考えられる。
の構成要素で最小の有効径を有する。比較的低い速度で
平行な通路を介して流体を通す一組の狭いダクトは、単
一のシステム構成要素であると考えられる。
【0017】換気システムすなわち換気機構は様々な形
態で形成される。建物空間16は、1またはそれ以上の
建物(ビルディング)内に1つの部屋、または多数の部
屋を備える。ダクト14は、空気が多数の選択的な通路
を経て流れることができるように、種々の直径の分岐ダ
クト網を含む。図示の機構は、また、新鮮な空気の吸入
ダクト52を示し、多数の他の吸入穴および出力穴を含
む。
態で形成される。建物空間16は、1またはそれ以上の
建物(ビルディング)内に1つの部屋、または多数の部
屋を備える。ダクト14は、空気が多数の選択的な通路
を経て流れることができるように、種々の直径の分岐ダ
クト網を含む。図示の機構は、また、新鮮な空気の吸入
ダクト52を示し、多数の他の吸入穴および出力穴を含
む。
【0018】図2に示すように、遠心送風機ユニット2
0はプレナム壁(plenum wall)54に隣接して据えられ
た入口コーン26に配置され、このため、前記壁と出会
う全ての空気は前記入口コーンを通過しなければならな
い。前記コーンは朝顔形に開く入口58と、朝顔形に開
く出口60とを含み、また、内表面62と外表面64と
を有する。内表面62は、羽根ファンホイール24の回
転軸線である軸線70上に中心線を有する通路66を規
定する。内表面62は、部分的にトロイド状(toroidal)
の横断面を有する。換言すると、表面62は、軸線70
の回りの円弧の回転面として規定される。概して、通路
66は円形であり、入口58で最も広い直径を有する。
有効径はのど部72で最小に狭まる。出口60が朝顔形
に開いているため、前記出口の直径はのど72の直径よ
り大きい。軸線70を含む横断面において、前記コーン
の外形はその長さの大部分にわたって一定の半径を有す
る曲線である。したがって、のど部72は本質的に幅を
有しない円形バンドである。実用的な言い方では、前記
のど部は、最小径の理論領域を越えて伸びる有限の幅を
有する。
0はプレナム壁(plenum wall)54に隣接して据えられ
た入口コーン26に配置され、このため、前記壁と出会
う全ての空気は前記入口コーンを通過しなければならな
い。前記コーンは朝顔形に開く入口58と、朝顔形に開
く出口60とを含み、また、内表面62と外表面64と
を有する。内表面62は、羽根ファンホイール24の回
転軸線である軸線70上に中心線を有する通路66を規
定する。内表面62は、部分的にトロイド状(toroidal)
の横断面を有する。換言すると、表面62は、軸線70
の回りの円弧の回転面として規定される。概して、通路
66は円形であり、入口58で最も広い直径を有する。
有効径はのど部72で最小に狭まる。出口60が朝顔形
に開いているため、前記出口の直径はのど72の直径よ
り大きい。軸線70を含む横断面において、前記コーン
の外形はその長さの大部分にわたって一定の半径を有す
る曲線である。したがって、のど部72は本質的に幅を
有しない円形バンドである。実用的な言い方では、前記
のど部は、最小径の理論領域を越えて伸びる有限の幅を
有する。
【0019】入口58において、前記コーンは軸線70
に垂直な面内に環状のフランジ74を含む。前記コーン
のトロイド状の湾曲部は平坦なフランジ74から滑らか
な接線変化をする。
に垂直な面内に環状のフランジ74を含む。前記コーン
のトロイド状の湾曲部は平坦なフランジ74から滑らか
な接線変化をする。
【0020】コーン26は4つの小さいのど穴76を規
定し、各のど穴は内表面62と外表面64間を通る。の
ど穴76は前記コーンの最も狭いのど領域72で90°
の間隔で等しく分配されている。大寸法の実施例では、
前記コーンは2つのピースで形成され、前記のどで継ぎ
合わされている。これらの場合、穴76は製造を容易に
するために継ぎ目からわずかにずらされる。4つの穴ま
たは表面開口78が90°の間隔で円形配列に分配され
ており、ここではフランジ74が前記入口コーンの湾曲
部へ変化する。のど開口76は、圧力センサ30に接続
された第一の導管82により、相互に接続されている。
導管82は前記コーンを完全に取り巻いており、このた
め、空気は、開口76のいずれの間の圧力を等しくする
ように前記導管を流れる。前記導管は、前記入口コーン
ののどに平均圧力を与えるために圧力センサ30に接続
された分流器83を含む。
定し、各のど穴は内表面62と外表面64間を通る。の
ど穴76は前記コーンの最も狭いのど領域72で90°
の間隔で等しく分配されている。大寸法の実施例では、
前記コーンは2つのピースで形成され、前記のどで継ぎ
合わされている。これらの場合、穴76は製造を容易に
するために継ぎ目からわずかにずらされる。4つの穴ま
たは表面開口78が90°の間隔で円形配列に分配され
ており、ここではフランジ74が前記入口コーンの湾曲
部へ変化する。のど開口76は、圧力センサ30に接続
された第一の導管82により、相互に接続されている。
導管82は前記コーンを完全に取り巻いており、このた
め、空気は、開口76のいずれの間の圧力を等しくする
ように前記導管を流れる。前記導管は、前記入口コーン
ののどに平均圧力を与えるために圧力センサ30に接続
された分流器83を含む。
【0021】同様に、表面開口78は、分流器85によ
り圧力センサ30に接続された第2の導管84により、
相互に接続されている。図2に示すように、圧力センサ
30は、圧力比較器として働くU字管マノメータであ
る。第1の導管82の分流器83は前記マノメータの一
端に取り付けられ、また、第2の導管の分流器85は他
端に取り付けられている。図4は、前記したように、導
管82,84が前記開口にどのように接続されているか
を概略的に示す。
り圧力センサ30に接続された第2の導管84により、
相互に接続されている。図2に示すように、圧力センサ
30は、圧力比較器として働くU字管マノメータであ
る。第1の導管82の分流器83は前記マノメータの一
端に取り付けられ、また、第2の導管の分流器85は他
端に取り付けられている。図4は、前記したように、導
管82,84が前記開口にどのように接続されているか
を概略的に示す。
【0022】表面開口78は前記コーンに含まれ、単一
ユニットにおける空気流測定を提供する。しかし、前記
送風機の高圧の上流に位置するどの圧力センサも適当な
結果を与えよう。前記機構の内部または外部の別のどこ
かにセンサを配置し、あるいは前記コーンののど内の1
つのほかにいかなる圧力センサをも配置しなければ、あ
る適用にかなう低正確度の結果が得られる
ユニットにおける空気流測定を提供する。しかし、前記
送風機の高圧の上流に位置するどの圧力センサも適当な
結果を与えよう。前記機構の内部または外部の別のどこ
かにセンサを配置し、あるいは前記コーンののど内の1
つのほかにいかなる圧力センサをも配置しなければ、あ
る適用にかなう低正確度の結果が得られる
【0023】実例 ファンホイール24およびモータ22は従来のものであ
る。実例は、参照によりここに組み入れられたパサダー
の米国特許第4,859,140 号明細書に開示されている。モ
ータ軸は軸線70と一致する必要はない。前記モータ
は、ホイール24に動力を伝達するベルト駆動機構を使
用すれば、離れた場所に配置することができる。選択的
に、2つの羽根車と2つの入口コーンとを有する2倍幅
2重入口の送風機が本発明の本質から逸脱することなし
に採用可能である。ファンホイール24は、好ましく
は、後方に向けて傾斜したエアフォイル型のインペラー
であるが、他の遠心または軸流ファンインペラーを用い
ることができる。
る。実例は、参照によりここに組み入れられたパサダー
の米国特許第4,859,140 号明細書に開示されている。モ
ータ軸は軸線70と一致する必要はない。前記モータ
は、ホイール24に動力を伝達するベルト駆動機構を使
用すれば、離れた場所に配置することができる。選択的
に、2つの羽根車と2つの入口コーンとを有する2倍幅
2重入口の送風機が本発明の本質から逸脱することなし
に採用可能である。ファンホイール24は、好ましく
は、後方に向けて傾斜したエアフォイル型のインペラー
であるが、他の遠心または軸流ファンインペラーを用い
ることができる。
【0024】好ましい実施例では、前記入口コーンは、
必ずしも限定されないが、19.05 および114.3cm 間(7.5
および45インチ間) の範囲内ののど径を有する。この範
囲内のコーンは、対応する36.2および 207.01cm 間(14.
25および81.5インチ間) の範囲のフランジ外径と、9.65
および 57.15cm間 (3.8 および22.5インチ間) の範囲の
軸線方向における入口から出口への長さと、6.25および
38.35cm間(2.5および15.1インチ間) の範囲の外形の半
径とを有する。中間の寸法とこれらの典型的範囲の限界
を越える寸法とは、ほぼ比例する大きさを有する。
必ずしも限定されないが、19.05 および114.3cm 間(7.5
および45インチ間) の範囲内ののど径を有する。この範
囲内のコーンは、対応する36.2および 207.01cm 間(14.
25および81.5インチ間) の範囲のフランジ外径と、9.65
および 57.15cm間 (3.8 および22.5インチ間) の範囲の
軸線方向における入口から出口への長さと、6.25および
38.35cm間(2.5および15.1インチ間) の範囲の外形の半
径とを有する。中間の寸法とこれらの典型的範囲の限界
を越える寸法とは、ほぼ比例する大きさを有する。
【0025】好ましい実施例では、圧力センサ30は、
インディアナ州 ミシガン市のドイアーから入手可能の
U字管マノメータシリーズ1227と、直流 0-10 ボル
トの範囲内の圧力に比例する電圧を発生しかつ4-20ミリ
アンペアの電流を発するトランスデユーサとを含む。コ
ントローラ32は、カルフォルニア州 サンタ ローザ
のエア モニタからトランスミッタ−コントローラを示
すVel-trol(商標)モデル13000AZ である。
インディアナ州 ミシガン市のドイアーから入手可能の
U字管マノメータシリーズ1227と、直流 0-10 ボル
トの範囲内の圧力に比例する電圧を発生しかつ4-20ミリ
アンペアの電流を発するトランスデユーサとを含む。コ
ントローラ32は、カルフォルニア州 サンタ ローザ
のエア モニタからトランスミッタ−コントローラを示
すVel-trol(商標)モデル13000AZ である。
【0026】好ましい実施例により本発明の原理または
本質を図示し、説明したが、図示の実施例がこのような
原理または本質から逸脱することなしに変更され得るこ
とは当業者に明らかであろう。
本質を図示し、説明したが、図示の実施例がこのような
原理または本質から逸脱することなしに変更され得るこ
とは当業者に明らかであろう。
【図1】建築物の換気機構に設置された本発明の好まし
い実施例の概略的な側部断面図である。
い実施例の概略的な側部断面図である。
【図2】図1の実施例の詳細な側部断面図である。
【図3】図1の線3−3に沿って得た圧力取出し穴の部
分断面図である。
分断面図である。
【図4】図1の実施例の圧力伝達導管の軸方向図であ
る。
る。
10 換気機構 12 建物空間 14 ダクト 20 遠心送風機ユニット 22 モータ 24 ファンホイール 26 入口コーン 30 圧力センサ 32 コントローラ 58,60 入口コーンの入口および出口 62,64 入口コーンの内表面および外表面 66 入口コーンの通路 70 軸線 72 のど 76 のど穴 78 表面開口
Claims (15)
- 【請求項1】 換気機構のための送風機であって、フレ
ームと、前記フレームに操作可能に接続された空気移動
要素と、前記フレームに取り付けられ、空気が通過する
主要な通路であって第1の幅を有する入口と、小さい第
2の幅を有するのどと、前記第2の幅より大きい第3の
幅に朝顔形に開く出口とを備え、前記出口が全体に前記
空気移動要素に対向する通路を規定する、前記通路に連
なる第1の穴を規定しまた前記のどに配置されている入
口コーンと、前記第1の穴に流体で連なる第1の圧力セ
ンサとを含む、送風機。 - 【請求項2】 前記第1の圧力センサと、前記空気移動
要素とに操作可能に接続されたコントローラを含む、請
求項1に記載の送風機。 - 【請求項3】 前記コーンの表面がトロイド状のセクシ
ョンを規定する、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項4】 前記のどが、前記第1の穴が規定された
最小径の部分を有する、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項5】 前記コーンが、主軸線に関する回転面に
より規定されている、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項6】 前記第一の穴が、前記主軸線に平行な線
に接する第1のコーン表面部上に配置されている、請求
項5に記載の送風機。 - 【請求項7】 コーンが、前記主軸線に平行な方向に対
向する第2のコーン表面部上に配置された第2の穴を規
定する、請求項5に記載の送風機。 - 【請求項8】 前記入口コーンののどに配置された多数
の穴を含む、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項9】 前記多数の穴が平均圧力を与えるべく互
いに接続されている、請求項8に記載の送風機。 - 【請求項10】 前記空気移動要素が遠心ファンホイー
ルからなる、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項11】 前記コーンが、さらに、前記入口に前
記第一の穴より近くに配置された第2の穴を規定する、
請求項1に記載の送風機。 - 【請求項12】 前記主要な通路の外部に配置されかつ
前記第1の圧力センサに接続された第2の圧力センサを
含む、請求項1に記載の送風機。 - 【請求項13】 空気通路を規定すべく互いに流体で連
なるように互いに接続された複数の構成要素であって各
構成要素がこれを流れる空気に対するそれ自体最小抵抗
を有し、前記複数の構成要素のうちの第1の構成要素が
他の単一の構成要素のいずれの空気流に対する最小の抵
抗より大きい空気流に対する第1の最小抵抗を有するフ
ァン入口コーンを含み、前記入口コーンが、空気が通過
する通路を規定し、さらに前記通路に連なる第1の穴を
規定する構成要素と、前記第1の穴に連なる圧力センサ
とを備える、換気機構。 - 【請求項14】 前記コーンが前記第1の穴から間隔を
おかれた第2の穴を規定し、前記第2の穴が第2の圧力
センサと連通している、請求項11に記載の換気機構。 - 【請求項15】 第1および第2の圧力センサがともに
圧力比較器を含む、請求項11に記載の換気機構。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US6301393A | 1993-05-17 | 1993-05-17 | |
US063,013 | 1993-05-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07151093A true JPH07151093A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=22046335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6125863A Pending JPH07151093A (ja) | 1993-05-17 | 1994-05-17 | 換気機構および送風機 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5586861A (ja) |
EP (1) | EP0626519A1 (ja) |
JP (1) | JPH07151093A (ja) |
CA (1) | CA2123640A1 (ja) |
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