JPS5810598B2 - 送風機のサ−ジング防止制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、送風機のサージングを防止するための制御装
置に関する。

送風機においては、送風量がその流量−圧力特性線の頂
点以下の流量に低下すると、風圧および風量が振動し、
騒音を発生する現象、いわゆるサージング現象が起る。

送風機の送風量がサージングの発生する点の流量以下に
低下した際に吸込弁またはダンパの開度を絞り、送風機
の吐出圧力を下げるようにすれば送風機の流量−圧力特
性が変わり、サージングの発生を防止できる。

このような方法にしたがって、送風機の吸込弁の開度を
送風量に応じて連続的に調節するようにしたサージング
防止制御装置が提案されているが、この装置においては
送風量が絶えず変動する場合は、吸込弁の操作頻度が高
くなり、このため吸込弁の機械的回動部分の摩耗が大き
くなり、吸込弁の寿命が短かくなる欠点がある。

このような欠点を除くため、送風機の送風量に応じて吸
込弁の開度を段階的に調節するようにした装置も提案さ
れている。

このような装置によれば、吸込弁の開度調節を連続的に
行なうものに比べると操作頻度は低下するが、吸込弁の
段階的な各開度は送風機の送風量が、各開度に対して設
定された流量設定値より大きいかまたは小さいかによっ
て決定されるので、ある流量設定値付近で送風量が変動
すると、吸込弁が開閉を繰返し、動作が不安定となる欠
点がある。

本発明は、前記のような欠点を除くため、送風機の送風
量に応じて吸込弁の開度を段階的に調節するとともに吸
込弁の開度の切換点に対する送風量の設定値に所定幅の
ヒステリシスを持たせることにより、吸込弁の操作頻度
を低下させかつ動作を安定にすることのできるサージン
グ防止制御装置を提供することを目的とする。

以下、本発明について図面にもとづいて説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す構成図である。

この図において、１は矢印方向に送風する送風機２はこ
の送風機１の吸込風量を調節するための吸込ダンパ、３
はこの吸込弁２の開度を与えられた開度指令値に調節す
るダンパ操作機、４はこの操作機３に開度指令値を与え
る開度指令器、５は送風機１の送風量を検出し、送風量
に比例した信号Ｆを発生する流量発信器、６１〜６ｎそ
れぞれ流量発信器５の信号をダンパの開度を切換える点
の流量に示す設定レベルと比較し、その大、小に応じて
出力信号を発生する比較器である。

前記開度指令器４は、各指令値に対応する複数の入力端
θ１〜θｎを備え、各入力端にはそれぞれ対応する比較
器６１〜６ｎの出力が接続される。

今、送風機１は第３図に示すような流量−圧力特性を有
するものとする。

第３図における特性線Ａ〜Ｅはそれぞれダンパ２の開度
が１００％〜２０％のときの特性である。

第３図のＦ１〜Ｆ８はダンパ２の開度切換点を示す送風
量であり、その内Ｆ１．Ｆ３．Ｆ５．Ｆ７は送風量Ｆの
減少方向における開度切換点送風量、Ｆ２．Ｆ４．Ｆ６
．Ｆ８は送風量Ｆの増加方向における開度切換点送風量
である。

第１図の装置において、ダンパ２の開度を第３図に示す
ように１００％〜２０％の範囲で２０％ずつ段階的に調
節するようにした場合、比較器６１〜６ｎは４個設けら
れ、それぞれの設定値としてダンパ開度切換点送風量Ｆ
１・Ｆ２．Ｆ３・Ｆ４゜Ｆ５・Ｆ６およびＦ７・Ｆ８が
設定される。

また開度指令器４には、２０％、４０％、６０％、８０
％および１００％の開度指令値が各入力端θ１〜θｎに
対応して設定される。

比較器６１〜６ｎは、流量発信器５の出力信号Ｆがそれ
ぞれに設定された２つの設定値より大きいときだけ出力
信号を発生し、２つの設定値より小さくなったとき出力
信号を停止するように動作する。

そして開度指令器４は、６１〜６ｎから出力信号の与え
られている入力端θ１〜θｎのうちから最大の開度指令
値に対応する入力端が選択され、対応する開度指令値を
ダンパ操作機３に与える。

開度指令器４および比較器群６の具体的な実施例を第２
図に示す。

第２図において、Ｈｌ、Ｈ２〜Ｈ７，Ｈ８はそれぞれ比
較器６１〜６４の出力接点Ｘ１〜Ｘ４は出力リレー、ａ
１〜ａ４はそれぞれリレーＸ１〜Ｘ４の自己保持用接点
Ｃ１〜Ｃ４はそれぞれリレーＸ１〜Ｘ４の切換出力接点
である。

切換接点Ｃ１〜Ｃ４は端子すを開度指令器の各指令値設
定器４１〜４４の各入力θ１〜θ４に接続し、端子ａを
次段の切換接点の共通端子ｃに順次接続し、最終段の切
換接点Ｃ４の端子ａを設定器４５の入力θ５に接続する
。

リレーＸ１〜Ｘ４は不動作状態でオフしている接点ａ１
〜ａ４および端子す側に閉じている切換接点ｃ１〜ｃ４
を、動作状態になるとそれぞれオンにするとともに端子
ａ側へ切換える。

各比較器６１〜６４の各出力接点Ｈ１，Ｈ２〜Ｈ７，Ｈ
８は流量発信器から与えられる信号Ｆがそれぞれに設定
された設定値Ｆ１．Ｆ２〜Ｆ７．Ｆ８より小さい間はオ
フし、設定値を越えるとオンする。

各出力接点Ｈ１〜Ｈ８に対する設定値はそれぞれ第３図
に示すＦ１〜Ｆ８に選らばれる。

送風量Ｆが設定値Ｆ８より大きい場合には、全比較器の
接点Ｈ１〜Ｈ８がすべてオンとなるため、リレーＸ１〜
Ｘ４が動作し、接点ａ１〜ａ４がオンし、切換接点Ｃ１
〜Ｃ４が端子ａ側に閉じられるので、開度指令器４の設
定器４５に接続された入力端θ５が選択される。

これにより、開度指令器４からは設定器４５に設定され
た開度１００％の指令値が出力され、第１図のダンパ操
作機３に与える。

ダンパ操作機３は、この指令値に応じて開度が１００％
となるようにダンパ２を操作する。

このようにして、ダンパ開度が１００％で運転されてい
るときは、送風機１は第３図の特性線ａで示される流量
−圧力特性をとる。

Ｏこの状態で、送風量ＦがＦ８より低下すると限界値発
信器６４の接点Ｈ８がオフするが、リレーＸ４自身の自
己保持接点ａ４がオンしているため、リレーＸ４は動作
状態を保持するので指令値の切換えは行なわれない。

送風量ＦがさらにＦ７より低下すると、今度は比較器６
４の接点Ｈ７がオフする。

これによりリレーＸ４が不動作となり、接点ａ４がオフ
するとともに切換接点Ｃ４が端子す側に切換わり、今度
は、設定器４４が選択されるので開度指令器４からは、
８０％の開度指令値が出力される。

この指令値に応じて、操作機３がダンパ２を８０％の開
度に調節する。

これにより、送風機１の流量−圧力特性が第３図の特性
線ＡからＢに移行するので、サージングの起る特性線の
頂点もＳｌから低流量側のＳ２へ移る。

このため、サージングが起りにくくなり安定に運転を継
続できる。

さらに、送風量ＦがＦ５以下に低下すると、比較器６３
の接点Ｈ５がオフするため、リレーＸ３が不動作となり
、接点ａ３がオフするとともに切換接点Ｃ３が端子す側
に切換わる。

これにより、設定器４３が選択され、開度指令器４から
は６０％の指令値が出力され、操作機３はこの指令値に
応じてダンパ２を６０％開度に調節するので、送風機１
の流量−圧力特性は第３図の特性線Ｃの特性に移行し、
特性線の頂点がさらに低流量側のＳ３点へ移り、サージ
ングの発生を防止する。

送風量Ｆがさらに低下すると比較器６２．６１が同様に
それぞれに設定された流量となった時点で動作する。

送風量Ｆが比較器６１の低レベルの設定値Ｆ１より低下
すると、接点Ｈ１がオフし、リレーＸ１が不動作となり
、切換接点Ｃ１がｂ端子側に切換わり、設定器４１が選
択されるので、最低の２０％開度指令値が出力され送風
機１はダンパ２の開度が２０％で運転される。

前記の説明から、送風量Ｆが減少する過程では各限界値
発信器に設定された２つの設定値のうちの低レベルの設
定値、例えば比較器６４についていえば設定値Ｆ７の点
で開度指令値の切換えが行なわれることが理解できるで
あろう。

送風量Ｆが増加する過程では以下に説明する通り、各比
較器に設定された２つの設定値のうちの高レベルの設定
値の点で開度指令の切換えが行なわる。

すなわち、今送風量Ｆが、第３図のＦ６とＦ７の間にあ
るものとすると、送風量Ｆは、比較器６３の設定値Ｆ５
．Ｆ６より大きいので、接点Ｈ５Ｈ６がともにオンし、
したがってリレーＸ３が動作状態にある。

したがって接点ａ３がオンするとともに、切換接点Ｃ３
が端子ａ側に閉じているので設定器４４が選択され、送
風機１はダンパ開度８０％で運転されている。

しかして送風量Ｆがこれより増加し、第３図のＦ７を越
えると、比較器６４の接点Ｈ７がオンするが、接点Ｈ８
はオフしたままであるので、リレーＸ４は動作しない。

したがってこの状態では、まだ開度指令値の切換えは行
なわれない。

送風量Ｆがさらに増加し、比較器６４の高レベルの設定
値Ｆ８を越えると、今度は接点Ｈ８がオンする。

これにより、リレーＸ４が動作し、接点ａ４がオンする
とともに切換接点Ｃ４が端子ａ側に切換わるので設定器
４５が選択され開度指令値が８０％から１００％に切換
えられる。

したがってダンパ２の開度もこの時点で８０％から１０
０％に切換えられる。

送風量Ｆが設定値Ｆ８を一旦越えてからＦ８以下に低下
した場合、比較器６４の接点Ｈ８はオフするが、リレー
Ｘ４は自己保持接点ａ４により自己保持されているので
、動作状態を保持する。

このため、これによっては開度指令値の切換えは行なわ
れず、さらに送風量Ｆが低レベルの設定値Ｆ７以下に低
下し、接点Ｈ７がオフしてはじめて、リレーＸ４が不動
作となり開度指令値の切換えが行なわれる。

したがって、この比較器６４はＦ８−Ｆ７＝ΔＦだけの
ヒステリシス幅を有し、このＦ７とＦ８の流量の間でΔ
Ｆの流量変動があっても、比較器６４は、これには応答
しないので、開度指令切換設定値付近で送風量Ｆの微小
変動があっても、これによって開度指令値の切換えが行
なわれることはなくなる。

以上述べたように本発明は、送風機の送風量に応じて送
風機の吸込弁またはダンパの開度を調節して送風機のサ
ージングを防止するものにおいて、吸込弁またはダンパ
の開度を操作する操作機に段階的に複数の開度指令値を
与える開度指令器と、送風量の実際値と予め設定された
前記各開度指令値の切換点の設定流量とを比較して開度
指令器に開度指令値の切換えを指令する手段とを設け、
前記開度指令値の切換えを指令する手段の各開度指令値
を増加方向へ切換える点の設定流量と減少方向へ切換え
る点の設定流量との間に所定幅のヒステリシスを持たせ
たところに特徴を有する。

このような本発明によれば送風機の送風量に応じて吸込
弁またはダンパが段階的に操作されるので、吸込弁また
はダンパの操作頻度が、吸込弁またはダンパを連続的に
操作するものに比して減少し、かつまたは、吸込弁また
はダンパの開度を増加方向に切換える点の流量と減少方
向に切換える点の流量との間に所定幅のヒステリシスが
あるので、切換点の設定流量付近で送風量の微小変動が
あっても、これによって吸込弁またはダンパが操作され
ることがなくなり、吸込弁またはダンパの操作を安定に
行なうことができる効果があり、初期の目的を達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は本発明
の実施例を示す回路図、第３図は送風機の流量−圧力特
性を示す線図である。 １・・・・・・送風機、２・・・・・・吸込ダンパ、３
・・・・・・ダンパ操作機、４・・・・・・開度指令器
、５・・・・・・流量発信器、６１〜６ｎ・・・・・・
比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送風機の吸込側に吸込弁またはダンパを設は送風機
   に応じて吸込弁またはダンパの開度を調節することによ
   り送風機のサージングを防止するものにおいて、吸込弁
   またはダンパの開度を操作する操作機に段階的に複数の
   開度指令値を切換えて与える開度指令器と、送風量の実
   際値をそれぞれ前記開度指令値の切換えを行なう点に対
   応して設定した流量設定値と比較して開度指令器に送風
   量に応じて開度指令値を切換える切換指令を与える手段
   とを設け、この開度指令値の切換指令を与える手段の各
   開度指令値を増加方向へ切換える点の流量設定値と減少
   方向へ切換える点の流量設定値との間に所定幅のヒステ
   リシスを持たせたことを特徴とする送風機のサージング
   防止制御装置。