JPS608498A

JPS608498A - 風量制御装置

Info

Publication number: JPS608498A
Application number: JP58117511A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hirosaki; 広崎　吉彦; Shinji Takada; 高田　信治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1985-01-17
Also published as: US4637296A; JPH0316516B2; EP0129888A2; EP0129888A3; EP0129888B1; CA1209680A; DE3468517D1; KR850000711A; KR900001874B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば、ボイラ等に通ずる風路に沿い送給さ
ｆる風量を制御する風量制御装置に関する。

特に、通風制御にががる通風機を駆動するための電＠磯
への電源供給を、商用電源と可変周波数電源との間で切
換える場合における風量の安定化を計るための改良に係
わる。

一般に、Ｋ量制御は、可変周波数電源の供給を受けて行
なうほうが省電力となるので好ましいが、可変周波数電
源の故障発生の場合、および可変周波数電源の容量（価
格等の問題からある程厩に抑えらｎている〕を越えて電
動桜に電源全供給しなげｎはならない場合には、開用′
電源を電動機に供給する必要が生じ、その為、上述した
電源間の切換えが必要となる場合がある。

従来のこの種、風量制御装置全添付の第１図乃至第４図
を参照して説明する。

第１図は、一部回路で表わした従来装置の構成図である
。図中、（１）は商用電源（以下、「Ｃ電源」と略す）
、＜２）はＣ電源（１）を受け周波数全変換して送出す
る可変周波数電源（以下、「Ｖ電源」と略す入（８）は
Ｃ電源（１）またはＶ電源（２）の択一的供給を受けて
回転する電動機であり、この択一的供給に、Ｃ電源（１
）と■電源（２）との間に介在さ′ｎた開閉器（４）、
■電源（２）と電動機（３）との間に介在さ′ｆした開
閉器（５）、お工びＣ電源（１）と電動！ｉ！１（８）
との間に介在さｆ′した開閉器（６）ノ開閉［、Ｃりな
さｎる。なお、（４−１）。

（５−１）および（６−１）はそｎぞｎ、開閉器（４）
〜（６）の開閉に連動して開閉する接点である。また、
図中、（７）は入口（７ａ〕から出口（７’ｂ）Ｋ　辿
じて１！、の通路となる風路、（８）は風路（７）内に
設けらｎ電動機（８）の回転力を例えば、ベルト等を介
して受けに’に惹起する通に磯、（９）ｔＩ′ｉ風路（
７）内に設けらｎ風路（γ）の抵抗を調整するダンパ、
叫は風路（γ）内を通風する際の抵抗を制御する風路抵
抗制御機構部で、該風路抵抗制御機構部（１０）が連結
棒（旬を介してダンパ（９）の開度全調整し、また、通
風機（８）の回転数を変化させて風量を制御するように
なさｔている。ざらに、図中、（１２１はダンパ開度の
制御量信号をＹ「成して上述の風路抵抗制御機構部（１
αに送出する制御量発生器で、負荷風量に拘らず一定値
の制御量信号を送出する一定発生部（１２ａ　）および
負荷風量に例えば比例する制御量信号を送出する可変発
生部（ｉｚｂ）とを備えるＯ　（１３−１）、（１３−
２）はそｆぞｎ、風路抵抗制御機構部（１０）への制御
量信号を一定発生部（＋２ａ）または可変発生部（１２
ｂ）が発生した何社かの信号に切換えるため連動して開
閉、閉囲する制＃量切換スイッチで、一方の該切換スイ
ッチ（１５−１）［上述の接点（４−１）　、（５−１
）と共に、一定発生部（１２ａ）と風量抵抗制御機構部
叫との間に■列に介在ざｎ、他方の切換スイッチ（１３
−２）は上述の接点（６−１）と並列回路を構成して可
変発生部（１２ｂ）と風路抵抗制御機構部（１αとの間
に介在される。なお、風路抵抗制御機構部（１０）と制
御量発生器（胸等でダンパ制御装置を構成している。

第２図は、負荷に量とダンパ開度との関係を示すグラフ
であり、該グラフ中、＠線ｌは負荷風量によらずダンパ
開度が一定である場合を示し、は線■はダンパ開度が負
荷風量に比例する場合を示している。上述の一定発生部
（１２ａ）はｍ線Ｉに従かうような制御量信号を発し、
可変発生部（１２ｂ）は直線■に従かうような制御量信
号を発する。

第６図および第４図はそれぞｎ、電源間の切換えに伴な
う特性変化ケ示す特性図であり、第６図はＣ電源からＶ
電源への切換えに係わり、第４図はＶ電源からＣ電源へ
の切換えに係わる。両図において、曲線１１１ａ、ｌ１
ｌｂｌｌ″を電Ｓ様（８）の回転数の時間変（１、曲線
ＩＶａ＋　ｌＶｂ　はダンノ＜（９）の開度の時間変化
を、曲線Ｖａ、Ｖｂ　は風量の時間変化を示す。

次に、上述した構成を有する従来装置の動作を説明する
。

′亀ａ　ｍ　（８１は、開閉器（４）、（５）が閉成状
態で開閉器（６）が開路状態てあｎば■電源（２）で駆
動さｎ、他方、開閉器（４）、（５）が開路状態で開閉
器（６）が閉成状態であｎばＣ電源で駆動さｎて通風機
（８）を回転ざぜる。

％１１機（８］はＣ電源（１）で駆動さｎているときは
、常時、足速回転するので、所定の負荷風量にするため
の制御はダンパ（９）の開度調整により行なう。

すなわち、接点（６−１）の閉成に従い可変発生部（１
２’ｂ）エリ風量抵抗制御機構部叫に制御量信号が与え
らｎ、風量抵抗制御機構部（１０）はその制御量信号に
基づき、第２図の■線…の関係ケ満足する工うに連結棒
（１１）ヲ介してダンパ（９）全操作してその開度ケ変
え、Ｋ量が所定値な維持するように制御する。

′を動機（８）は、■電源（２）で駆動ざｎているとき
は、その速度を変化することができるので、所定風扉を
維持するための制御は、電動機（８）により駆動ざｎる
通に磯（８）の回転数制御により行なうことができる。

この場合には、上述の接点（４−１）、（５−＋）およ
び切換スイッチ（１３−ＩＸ：介して一定発生部（１２
ａ）から制御量毎号が風量抵抗制御ａ１！構部（１０）
に送出さも、該制御磯横部（１０１はその信号に基づき
第２図の旧＃１１１１の関係を満足する工うに、丁なわ
ち、ＩｔｌＩＪｔ：に拘らず開度が一定値であるように
ダンパ（９）全操作する。

なお％Ｃ電源（１）で篭勤模（８）を運転中に、Ｋ量會
小ざくするＫは、ダンパ（９）の開度を狭めるので′電
力のロスとなるが、上述したように■電源（２）の故障
時等、Ｃ電源（１）による供給が必寮な場合があるので
、上述のように二電源の並列方式全採用している。

次に、′電源間の切換え時の動作を説明する。

先ず、Ｃ電源（１）から■電源（２）への切換動作を述
べる。図示しないＣ−Ｖ用切換スイッチが第３図に示す
時刻　ｔ□で投入ざｆしたとすると、直ちに、開閉器（
６）は開路ざｎ、開閉器（４）は閉成する。こｎにエフ
、電動機（８）への電源供給は停止され、′電動機（８
）の回転数は第６図に示す曲線１［１ａのように徐々に
減少する。その際、ダンパ（９）は１弐童會一定に保つ
べく、その開度量を第６図の曲線１１／ａに示すように
徐々に増加させる。その後、電動機（８）の回転数がｖ
′ａ源（２）の供給による所定回転数まで低下した時点
　ｔ２で開閉器（５）全閉成する。また、ダンパ（９）
の開度け、■電源（２）の供給を受けて行なう回転数制
御Ｖｒ−エリ風量を制御する際の第２図の＠線Ｉに従う
開度になったとき、その増加全停止する。

なお、この切換え時において、風量は第３図の曲線　Ｖ
ａ　Ｋ示すように、所定風量より一時期大きく低下する
。

次に、■電源（２）からＣ電源（１）への切換動作先述
べる。この場合には、先ず、図示しないＶ−Ｃ切換用ス
イッチの投入前に、例えば、操作者が手動によって切換
用スイッチ（１３−１）、（１３−２）の開閉全綴り返
し、風量を維持しつつＶ電源（２）の供給による最大回
転数までその回転数を上昇させ、また、ダンパ（９）の
開度を回転数に応じて変化させる。こｆ′Ｌは、覆接、
切換えを行なった場合にはＶ電源（２）からＣ電源（１
）への切換えに伴なう回転数変化が大きくなり、衝撃等
が発生することを防止するためである。■電源（２）の
供給による最大回転数まで電動機（１３＋の回転数を待
上げ、安定した時点ｔ３（第４図参照）で始めて図示し
ないＶ−Ｃ切換用スイッチを投入する。こｎにより、直
ちに、開閉器（４）。

（５）が開路し、開閉器（６）が閉成して、Ｃ電源（１
）が′電動機（８）に供給される。電動機（８’）は第
４図の曲線ｍｂに示すようにｃｉｌｔ源（１）の供給に
応する回転数まで徐々に回転数が増加し、その回転数に
なった時点で安定する。このとき、接点Ｃ６−１）は上
述の開閉器（６）の閉成に連動して閉成し、こｎｉ／Ｉ
Ｉ：ｊり可変発生部（１２ｂ）の信号が風路抵抗制御機
構部（１θ）に大刀されてダンパ（９）は負荷に応する
開度になるように操作さｎる（第２図の囮線■および第
４図の曲線ＩＶｂ　参照）。なお、この切換時において
は、風量に第４図の曲線　Ｖ′ＤＶｃ示すように、一時
期、所定風量より大幅に増加する。

しかるに、従来の風量制御装置ｔは以上のように、電動
機（８１０回転数の上昇、下降変化にダンパ（Ｑ）の操
作が追従できない構成、すなわち、電動機（８）の回転
数の上昇、下降変化とダンパ（９）の開閉速度との協調
がとらｎていない構成であるので、その切換時に風量の
大きな変化を招くという欠点があった。しかも、かかる
装置の風路（７）が、例えばボイラに接続されている場
合には、上述した切換時にボイラ内への風量が不安定と
なってボイラの燃焼不安定ｔきたし、ボイラの安全運転
が達成できないという問題音生じていた。

本発明は、叙土の点を鑑みｌざｎたもので、電源間の切
換時においても所定に量を維持できる風量制御装置の提
供を目的とする。

かかる目的全達成すべく、本発明においては、商用電源
と可変周波数電源との間の切換指令時に、開閉器等でな
る切換手段の作動に先立ち風路抵抗制御装置にダンパの
開度量を変化させる先行制御信号を送出する先行駆動手
段、および、その先行制御信号の送出ののち所定時間経
過後にょ記切換手段ケ咋勤させる切換時間協調手段とを
設けたのである。

以下、本発明の風量制御装置全添付の第５図乃至第８図
に力）かる実施例に基づき駈明する。

第５図はダンパ（９）の開度量全制御するための構成を
取り出して示したブロック囚であり、第１図と同−又は
同効の部分には同一符号を附して示している。図中、ａ
句、（ロ）はそｎぞｎ′屯源間の切換時において開閉器
（４）〜（６）の作動前にダンパ（９）の開度量を変化
させるための先行制御信号発生器する先行制御信号発生
器で、０句はＣ′直源（１）からＶ′亀電源２）への切
換に係わり、（１５）はＶ電源（２）　、Ｏ−らＣ電源
（１）への切換に係わるものであり、また、（１６）は
先行制御信号発生器０旬、（ロ）に信号の送出指令介与
えると共に、開閉器（４）〜（６）に状態変換指令を与
える時間協調回路である。

第６図は、上述の時間協調回路０６）の詳細構成を示す
継電器回路図である。

図中、ｕ７）　、　（１８）　ｆｌそｎぞｎ、Ｃ電源（
１）からｖ電源（２）への切換指令スイッチ、および■
電源（２）からＣ電源（１）への切換指令スイッチ、（
１０）は制御電源の正負間に切換指令スイッチ（１７）
とは列に設けらｔたリレー、（社）は制御電源の正負間
に切換指令スイッチ（靭と直列に設けらｉ′したリレー
、（１９−１）、（２０−１）はそｎぞｆ”Ｌ　リレー
叫、（４）の接点であり、該接点（１９−１）。

（２０−１）の閉成信号が上述した先行制御信号発生器
（１４）　ｓ　（１５）　ヘＣＤ　指令’ｉｇ号トする
。また、＋２１１　、　ｔ２２１はそｎぞｎ、接点（ｔ
９−＋）、（２ｏ−１）　Ｋ　Ｍ列に設けら１ｎ４ｃＪ
イマ、（２１−１）　、　（２２−１）はタイマ＋２１
１　、１２２１の接点であり、上述した接点（１９１）
＊（２０＋）の閉成ののちタイマ（２ｎ　、　１２２１
の設定時間経過後、接点（１９１）＊（２０１）に直列
に設けら７″した接点（２１−１）　、　（２２−＋　
）が閉成する工うになざｎている。□１は接点（２０−
１）に直列に設けらｆ、■電源（２）全電動機（８）に
接続するための起動指令２与えるＶ電源起動スイッチで
、その閉成タイミングはタイマ（瀾の設定時間経過後以
降になるようになざｎている。（４Ｔ）〜（６Ｔ）はそ
ｎぞ君開閉器（４）〜（６）の引外し用のコイル、（４
ｃ）〜（６ｃ）ばそわぞれ、開閉器（４）〜（６）の投
入用のコイル、（４−２）〜（６−２）はそｎぞれ投入
用コイル（４ｃ）〜（６ｃ）の通流時間全短時間に抑え
るための機械的接点、（４−３）〜（６−３）はそれぞ
ｎ引外し用コイル（４Ｔ〕〜（６Ｔ）の通流時間を短時
間に抑えるための機械的接点であり、コ（＃　（６Ｔ）
−接点（６−３）、コイル（４ｃ）　−接点（４−２）
、スイッチ１２３１−コイル　（５ｃ）−接点（５−２
）の各直列回路が接点（２１−１）と制御電源負側との
間に並列に設けらｎ、コイル（ｓ’ｒ）−接点（４−６
人コイル（５Ｔ）−候点（５−３）、コイル（６り一接
点（６−２）の各直列回路が接点（２２−１）と制御電
源負側との間に並列に設けらｎている。

第７図および第８図はそｎぞｎ１本実施例における電源
間の切換に伴なう特性変化を示す特性図であり、上述の
第６図および第４図にそｎぞｎ対応する。両図において
、曲線■ａ、■ｂ　は篭動磯（８１の（ロ）転数の時間
変化を、曲線■ａ、■ｂはダンパ（９）の開度の時間変
化を、曲線■ａ、■ｂ　は風量の時間変化を示す。

かかる構成全層する風量制御装置ｔＶＣおいても、通常
時の風量制御自体は従来装置ａと異なる所がないのでそ
の説明は省略し、以下では、電源間の切換動作のみ説明
する。

電源間の切換指令が発ぜら７すると、先ず、時間協調回
路０６）から起動信号　Ｓ工または　Ｓ２の何ｆＬかが
発せられ、先行制御信号発生器（１４）または邸）が起
動ざｎる。該発生器０劫または０５）は前もって設定ざ
′ｎた関数に従う先行制御信号を風路抵抗制御機構（１
０）に与え、こｎにより、ダンパ（９）が開閉σｎる。

その後、上述した信号　Ｓｌまたは　Ｓ２の発生から所
定時間経過後にダンパ（９）の追従にまかせて電源間の
切換えを行なう。

第６図乃至第８図に基づき、更に詳しく述べる。

最初に、ｃｍ源（１）からＶ電源（２）への切換えの場
合について説明する。Ｃ−Ｖ相切換スイッチ（１′Ｑが
第７図に示す時刻ｔ、で投入さｎると、リレー（埒が動
作し接点（１９−１）が閉成して第５図に示す起動信号
　Ｓ工が送出ざわ、第７図の曲線■ａに示す工うに開度
量が変化し始めると同時に、タイマ＋Ｚ１１がカラント
ラ始める。タイマ１２１１がそののち第７図に示す時刻
　ｔ６で動作丁ｎば接点（２１−１）が閉成して、開閉
器（６）の引外（−用コイル　〔６Ｔ〕および開閉器（
４）の投入用コイル（４Ｃ）が同時に駆動さｎ、′屯動
磯（３）への電源供給が停止ざｎ、第７図の曲線　■ａ
に示すように回転数は減少する。開閉器（４）の閉成に
工り■電源（２）が起動ざｔ、その後、■電源（２）Ｋ
、ｊ：る供給の場合の回転数になった第７図に示す時刻
ｔ７で■電源起動スイッチ（２！３＋が投入ざ粗、こｎ
Ｋより開閉器（５）の投入用コイル（５Ｃ）が励磁ざｆ
て開閉器（５）が閉成し、しかして、■電源（２）への
切換えが長子する。なお、上述した投入用コイル（４ｃ
）、（５りおよび引外し用コイル（６Ｔ）の励母ハ、大
電流の艮期通派を避けるため、接点（４−２）　、　（
５−２）および（６−３）の開閉制御ｔｌｒ−より短時
間に抑えらｎている。

この時間は開閉器（４）〜（６）に状態変化をざぜるの
に十分な時間に設定ざｔている。

次に、■電源（２）からＣ電源（１）への切換えの場合
について説明する。Ｖ−Ｃ用切換スイッチ（（８）が第
８図に示す時刻　ｔ８で投入ごｆると、リレー（イ）が
動作し接点（２０−１）が閉成して第５図に示す起動信
号　Ｓ２が送出ざｎ、第８図の曲線■１ｂ　に示すよう
に開度量が変化し始めると同時に、タイマ図がカラント
ラ始める。タイマ図がそののち第８図に示す時刻　ｔ９
で動作丁ｎば接点（２２−１）が閉成して、開閉器（４
）の引外し用コイル（４Ｔ）　、開閉器（５）の引外し
用コイル（５Ｔ〕および開閉器（６）の投入用コイル（
６Ｃ）が同時ｉＣ駆動さｎ、電動機（８）への電源供給
が、面ちに、ｖ　％、源（２）からＣ＠源（１）への供
給に切換わる。その俵、Ｃ電源（１）による供給の場合
の回転数になった第８図に示す時刻　ｔ８で回転数は安
定し、これにエフ切換えが終了する。なお、この場合に
も同様、引外し用コイル（４Ｔ）、（５Ｔ）　ｈ工び投
入用コイル（６Ｃ）の励磁は接点（４−３）、（５−３
）および（−６−２）の開閉制御に工Ｖ短時間に抑えら
ｎている。

上述の電源間切換時に分けるダンパ（９）の開度の先行
制御量の決定の仕方について、以下に説明する。

Ｃ電源（１）は定格周波数を有しており、切換後の■電
源（２）の周波数を所定値に設定すわば、Ｃ−Ｖ切換え
時におけるその周波数間の差分（電動機（８）の回転数
間の差分に比例している）に対するダンパ（９）の開度
変化は風量関数等で一律に定まる。また、周波数変化に
追従してダンパ（９）が対応できる開度の変化量も定ま
っており、必しも、上述の風量関数等で定まる量と一致
しない。今、風量関数等で定まる開度量変化を第７図に
示す（Ｘ−Ｚ）％とじ、追従した場合の開度量変化ｋ（
ｘ−ｙ）％とすると、追従に任せた場合には、その周波
数の変化時間内では（ｙ−Ｚ）％分不足することになる
。そこで、（ｙ−Ｚ）％分の開度変化を、■電源（２）
を電動機（３）に接続する以前に行なえるように、先行
制？１１１伯号発生為０旬から風路抵抗制御機構部（１
ｏ）へ、その変化量會示す先行制＠信号を送出させる。

こｎにエリ、回転数下降とダンパ（９）の開度変化とが
略同一時点で終了し、風量変化を最小におさえることが
できる。

■電源（２）からＣ”４源（１）への切換え時にも、同
様にして先行制御蓋が定まる。今、この切換え時におけ
る風量関数等で定まる開度量変化を第８図に示す（ｕ−
ｗ）％とし、追従した場合の開度量変化を（ｖ１〕チと
すると、追従に任せた場合には、その周ｅ、＆！ｉの変
化時間内では（Ｕ−Ｖ）％分不足することＫなジ、そこ
で、（Ｕ−Ｖ）％分の変化量を示す先行上１」御１ｇ号
を、先行制御信号発生器μｓ）から送出させる。

以上の説明では、ボイラファンの場合について、ダンパ
制御の例で説明したが、ベーン制御等の他のどんな風路
抵抗制御機構でｔ工く、またボイラでなくて、他のどん
な対象でもよい。丑た、先行制ｊ卸侶号発生器（１句、
　（１５）を別々に設けたが一体化Ｊ９−もよく、さら
に、制御量発生器（１匂内にもうけてもよい。更にまた
、図では説明全簡単にするために制御量発生器ａ句、呻
）の出力上電源、■電源切換に先たつ一定時間前に与え
たが、運転風量によってダンパ全制御するに必要な時限
が異るので、一定時限とぜずに、運転に量始めのダンパ
開度等の関数としてもよい。

以上のように本発明に工粗ば、Ｃ電源とＶ電源との間の
切換時に、新たな′電源の電動機への接続に先立ち応答
度の遅い風路抵抗制御イサ構を先行して作動させるよう
にしたので、Ｎ転数変化によるに量制御と風路抵抗制御
機構による風歓制御との協調を切換時にとることができ
、颯Ｍ１゛変化會小σい値に押さえることが出来るとい
う優ｎた効果全方する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の風量制御装ｆＭの構成を示すブロック図
、第２図は負荷風量とダンパ開度との所定パターンを示
すグラフ、第３図は従来装置における曲用厄源から可変
周波数電源への切換時の％憔変化會示す特性図、第４図
は従来装置における可変周波数電源から商用゛電源への
切換時の特性変化を示す特性図、第５図は本発明の一尖
施例によるに量制御装置の特徴ある一部構成を示すブロ
ック図、第６図は上記実施例に用いる時間協調回路全示
す回路図、第７図および第８図げ−ｆ：ｎぞｎ土ＭｊＬ
笑施例における電源間切換時の特性図で、第７図は商用
電源から可変周波数電源への切換に、第８図は可変周波
数電源から商用電源への切換に係わる図である。（１）：商用電源（Ｃ電源）（２）二可変周波数電源（■電源）（８）：電動機　（４）〜（６）：開閉器（４−＋）〜
（６−１）　：開閉器（４）〜（６）の接点（４Ｃ〕〜
（６ｃ）　：開閉器（４）〜（６）の投入用コイル（４
Ｔ）〜（６Ｔ）　：開閉器（４）〜（６）の引外し用コ
イル（７）：風路　（８）二通風恢（９）：ダンパ　（１０）　：風路抵抗ｉ？ＩＩＪｆＩ
１１１依構（１２１：制御量発生器　′ （１３−１）、（１ｓ−２）　：開度パターン切換スイ
ッチ０４９ｇ　（１５）　＊先行制御信号発生器０６）
二時間協調回路＋１７）　、　（１８）　：電源間切換指令スイッチ（
１澱、（社）：リレー　（２１１、ｌ瀾：タイマ（１９
−１）〜（２２−１）　：各リレー（１Φ〜閣の接点（
２３１：　Ｖ電源起動スイッチなお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。第３図　第４図７．Ｉ２　ズＪ　１４第５１’＜１２第７図弔　Ｓ　１″、’＜ｔ

Claims

【特許請求の範囲】

風路に設けらｎ７ｔダンパ會介して風を送給する通風機
、商用電源または可変周波数電源エク択一的な供給を受
け上記通に磯を駆動させる電動機、上記商用電源と上記
可変周波数電源とを切換える切換手段、および所定Ｋｍ
に対応したダンパ開度に丁べく開度重音制御するダンパ
制御装ばと會陶のｆ′Ｆ、勤に先立ち上記ダンパ制御装
置に開度量全変化させる先行制御信号全送出する先行駆
動手段、および、その先行制＠ｌ侶号の送出ののち所定
時間経過後に上記切換手段を作動させる切換時間協調手
段とケ設けたことを％徴とする風量制御装置。