JPS61190237A

JPS61190237A - 増大された操作範囲を有する空調制御システム

Info

Publication number: JPS61190237A
Application number: JP60114413A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム　ジエイ　ハリス
Original assignee: Dynamics Corp of America
Current assignee: Dynamics Corp of America
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-08-23
Also published as: EP0192335A3; AU578511B2; ZA861003B; DE3680353D1; AU5255886A; US4643353A; EP0192335B1; CA1265771A; EP0192335A2; ATE65598T1

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】空調システムにおける従来の制御装置には、米国特許第
３８０９３１４号、発明の名称「自動式可変量空気ダン
パ制御」、米国特許第４０７７５６７号、発明の名称「
空気式温度リセット差圧制御装置」および米国特許第４
０４２１７３号、発明の名称「空気流量を制御するため
の方法および装置」で開示されている一般的な形式のも
のがある。

［一般的に、考察の対象となっている形式の制御装置は
、空気式のものであり、制御装置の要求に応じて流量規
制ダンパを配置する空気式アクチュエータの制御および
作動にダクトまたは独立の空気供給装置を採用している
。固定開口の両側の差圧が、従来、ダンパと連係したダ
クト部分の調和空気の流量を示す流量対応信号を発生す
るために使用されている。差圧は、空気式−機械式変換
具の押棒または類似の出力部材を操作するために、ダイ
アフラムの両側に加えられる。押棒は、ピボット式に支
持されているレバーと機能的に連係されており、そのレ
バーもまた例えば調整自在な最小および最大流量規制具
により、および調和空気を受は入れる被制御スペースに
作用する状態に対応した信号によって定まる１以上の基
準またはバイアス信号によって影響を受ける。即ち、第
２の信号はまた、空気式でもよく、且つダクトおよび制
御システムと連係したダンパから調和空気を受は入れる
被制御スペースの空気式サーモスタットから取られる温
度信号でもよい。

通常引用されるように温度制御または温度リセットが導
入されるときは、バイアスまたはりセットバネに対向し
て働く押棒またはその他の出力部材を有する空気式−機
械式運動変換具と共に、空気式サーモスタットが通常使
用される。温度またはその他の空気状態信号が、前記の
流量対応および基準またはバイアス信号と結合されて、
流量または差圧、変換具の押棒またはその他の出力部材
に対向してピボット式に支持されたレバーに対向して働
く合成信号を生じる。温度またはその他の空気状態制御
またはりセント信号は、第２のピボット式支持レバーに
よって第１のピボット式支持レバーへ伝えられる。

制御システムの第１ピボット式支持レバーに働く各種の
信号は、制御開口において温度リセット信号に対比され
る流量対応信号を含むことができる合成信号になる。制
御開口は、調和空気ダクト中のダンパの動きおよび制御
のための、およびダクト中の望ましい流量状態の維持の
ための、並びに温度またはその他の空気状態信号に従っ
たリセット操作のための空気式アクチュエータ作動圧力
を生じさせる。

上記形式の制御システムは、幾分制限された操作域にわ
たって比較的効率的に作動し、拡大された操作域が必要
なケース以外は概ね満足すべきものである。

本発明の一般的な目的は、流量対応信号と、調和空気を
受は入れる被制御スペースに作用する状態に対応する第
２の信号とを使用する一般的な形式のであって、且つ供
給ダクト中の通常固定された流れ開口の面積を変え、か
くして制御システムの有効作動域を増大するための手段
を有する改良された空調制御システムを提供することで
ある。

本発明によれば、上記目的を充足するために、空調シス
テムのための制御装置が提供され、そしてその制御装置
は、調和された空気を被制御スペースへ供給するための
少なくとも１個のダクトを有している。

ダクトを通じて被制御スペースへ供給される調和された
空気の流れを規制するため、ダクト中にダンパが設けら
れ、且つダンパと機能的に連係しているアクチュエータ
がダクト中でダンパを位置づけしている。ダクト中の手
段が流れ開口を形成し、且つ、第１のセンサが開口と機
能的に連係しており、開口を通る空気の流れに対応する
信号を発生する。被制御スペースに作用する状態に対応
する第２の信号が、流量対応信号を状態対応信号と結合
させるための手段へ伝えられる。結合手段は、得られた
即ち合成された信号をアクチュエータに送りアクチュエ
ータはダンパを作動させる。

本発明によれば、ダクト中の流れ開口の面積を変えるた
めの手段が設けられ、有効制御域を増大するのに役立っ
ている。状態対応センサは、成る従来のシステムでは、
空気温度状態のためのセンサであり、被制御スペース内
の空気式サーモスタットから成っていてもよい。

流量対応信号と温度対応信号とは、好適には事実上空気
式であり、そして、信号結合および伝達手段は、空気式
−機械式−空気式手段を有している。かくて、そのよう
な手段により供給される得られた信号即ち合成信号は、
事実上空気式であり、ダンパのためのアクチュエータも
やはり空気式で操作可能である。

流量センサは、好適には調和空気ダクト内で、前記流れ
開口のそれぞれ上流側および下流側に配置された第１お
よび第２の圧力受口を含み、そして流量信号は、かくし
て差圧信号の形式をとっている。

ダクト中の開口の面積を変えるための手段は、手動式で
あってもよく、且つ少なくとも２個の異なった開口面積
を提供することができる。更に、開口面積を変えるため
の手段は、被制御スペースに作用する状態に対応する第
２のセンサと機能的に連係し且つそれによって作動可能
であり得る。

開口面積を変えるための手段の形は、広汎に変えること
は可能であるが、好適には、開口に隣接した少なくとも
１個の可動素子と、可動素子と機能的に連結されたアク
チュエータとを含んでいる。

アクチュエータによって制御され且つ開口面積を変える
ために操作可能な１対の揺動可能な羽根が現在好適であ
る。

図面の第１図は、本発明に係わる改良された空調制御シ
ステムを示す概略図であり、第２図は本発明の開口面積
変更手段の好適な形を示す概略斜視図である。

特に第１図を参照すると、符号１０で総括的に示される
改良された空調制御システムが図示されており、それは
矢印１４．１５で示される様に調和された空気が左から
右へ貫流する調和空気供給ダクト１２を有している。ダ
ク目２の中にはダンパ１８が配置されており、ダンパは
その形が広汎に変わってもよく、且つ好適には空気式の
アクチュエータ２０によって操作される。アクチュエー
タ２０は、フレーム部材２６によって支持される制御開
口２４から伸びる空気式制御ライン２２によって、その
作動が制御される。制御ライン２２には、絞り２８があ
り、枝管３０と連通している。枝管３０は、独立の供給
源から、成る場合には自活システムのダクト１２がら空
気の供給を受けることができる。絞り３２が枝管３０に
設けられている。図から明らかな通り、制御開口２４に
関してピボット式に支持されているレバー３４の位置が
、制御ライン２２内の圧力を決定し、それによってアク
チュエータ２０および空気供給ダクト１２内のダンパ１
８を作動させるのに役立っている。

空気供給ダクト１２は、以下被制御スペースと称する部
屋またはその他の密閉場所へ空気を放出することができ
る。即ち、被制御スペースは、ダク目２から調和空気が
供給される実在物である。

考察の対象となっている形式の制御システムにおいて伝
統的である様に、空気供給ダクト１２には固定の開口が
設けられており、それは開口形成手段３６によって形成
されている。開口３８は、調和空気の左から右への流れ
を受け、そして開口のそれぞれ上流側および下流側の圧
力受口４０．４２で感知される両側の差圧を発生する。

圧力受口４０は、受口４６に達する制御管４４と連通し
、そして受口４２は、受口５０に達する制御管４８と連
通している。受口４６゜５０はダイアフラム装置のダイ
アフラム５６のそれぞれ反対側の部屋５２．５４に入っ
ており、ダイアフラム装置には、押棒５８の形の出力素
子がついている。

図面から明らかである様に、ダイアフラム５６の両側に
働く上流側および下流側の圧力、即ち高い圧力と低い圧
力とは、押棒５８での機械的運動への変換をもたらす。

このように、ダイアフラム装置は、圧力−機械的運動変
換器の形をとり、そして押棒５８は、前記のピボット式
支持レバー３４に作用する。レバー３４は支持部６０で
支持され、そして押棒５８によって作用される力は、枝
バネ６２によって対抗される。枝バネ６２は、その左側
端部６４において固定的に支持されており、最小流量調
節ボルト６６と最大流量調節ボルト６８とによって規制
されている。最大流量調節ボルト６８は、第２の信号を
板バネ６２を通じてピボット式支持レバー３４へ伝える
のにも役立っている。即ち、ボルト６８と機能的に連係
している第２のピボット式支持レバー７０は、支持部７
２でピボット式に支持されており、そして、その右側端
部には、上方へ作用するバイアスバネまたはりセットハ
ネ７４と、下方へ作用する押棒７６とが設けられている
。

押棒７６は、ダイアフラム装置８０のダイアフラム７８
と連係している。ダイアフラム装置８０は、第２のセン
サから信号ライン８４を通って空気式信号を受けとる受
口８２を有している。ここに、第２のセンサは図示され
た通り、空気式サーモスタットの形をとることができる
。

上述した通り、制御装置は実質的には伝統的なものであ
り、受口４０．４２、制御ライン４４．４８などから成
る第１のセンサに対応する流量状態を維持する様に作動
する。即ち、ダク目２を通る流れは第２のセンサからの
信号における変化に左右されず、供給圧力における変化
に関係なく一定のレベルに維持される。第２のセンサま
たはサーモスタット８６からの温度信号がダクト１２を
通る流量状態のリセットを要求する場合は、制御システ
ムは、それに従って作動し、その後は第２のセンサまた
はサーモスタットからの信号が更に変化するまで、流量
を新たに設定されたレベルに維持する。

本発明によれば、流れ開口３８の面積を変えるための手
段が制御システム中に設けられ、そして、それは第２図
に図示された形をとる。即ち、方形または矩形のダクト
がついている場合には、第２図における開口３８には、
図示された位置から同時作動する上下の可動素子または
羽根８８．９０を設けることができる。ここで、羽根は
、開口３８が閉位置に対して全部露出された全開状態と
みなすことができる。羽根８８．９０の閉位置は、破線
９２で図示されており、そして、羽根８８と９０とがそ
れぞれ閉位置の方へ下方および上方へ揺動されて、開口
３８の露出された面積が、実質的に減少していることが
判る。

第１図のアクチュエータ９４によって、羽根８８゜９０
を開位置と閉位置との間で、およびそれらの中間位置へ
揺動するための適切な機構を設けることができる。アク
チュエータ９４は、空気式であってもよく、絞り９８の
ついた且つ手動弁１００を有してもよい管９６の制御下
に操作されてもよい。手動弁１００は、連係した供給お
よび放出管１０２．１０４を有しており、そして、アク
チュエータ９４が選択的にそれを管１０２と連結するこ
とによって加圧され、また管１０４と連結することによ
って大気中に通気されることができることが判る。

説明のための１例として、１平方フイートの面積を有す
る固定開口３８を想定すると、次の第１表に示す状態が
典型的であると思われる。

第　　１　　表ヘロシ４０００　　　　　　４０００　　　　　　　　　　　
　　　１．０２０００　　　　　　２０００　　　　　
２−１　　　　　０．２５１０００　　　　　　１００
０　　　　　４−１　　　　　０．０６５８００　　　
　　　８００　　　　　５−１　　　　　０．０４上の
表から明らかな通り、制御システムの操作域または“減
少比（ｔｕｒｎ　ｄｏｗｎ　ｒａｔｉｏ　）　”は、１
平方フイートの固定開口で５−１である。次に、実質的
に減少した開口面積についての結果を考察する。即ち、
第２図の開口面積３８が、約１平方フイートで且つ羽根
８８と９０が、その閉位置に動かされて、開口面積を約
２インチ×１２インチ即ち２４平方インチに減少すると
仮定すると、第２表から明らかな通り、開口３８の面積
の減少によって、実質的に増大された操作域または減少
比３０対１が得られる。

第一２□表１　　　　　４０００　　　　４０００　　　　　　　
　　１．００．１６６　　　８００　　　　１３３　　
　３０−１　　　０．０４本発明の第２の実施例におい
ては、第２の操作信号即ち第１図の実施例における温度
信号は、本発明の開口変更手段を作動させるために使用
することができる。即ち、第１図の想像線で示される管
１０６を弁１００と枝管１０４とを削除してサーモスタ
ット８６から管９６へつけることもできる。かくして、
アクチュエータ９４はサーモスタット８６の影響下に作
動し、そしてアクチュエータは羽根８８．９０から成る
開口変更手段の２つの位置即ち調整操作を可能にする様
に操作されることができる。

前述したところから明らかな様に、従来の空調制御シス
テムの操作域は、開示された開口面積可変手段を導入す
ることにより、実質的に増大することができる。同様に
、面積可変の開口は、方形、矩形などの如何なるダクト
形状においても設けることができることが明らかである
。更に、留意されるべきことには、開口の面積は、所望
の制御機能を得るため、制御システムの温度リセット操
作と平行または逆に温度リセット制御機能を連続して、
最大面積から最小面積への段階的方法などで開口面積を
変更することを含む床机な制御機能を付与するために変
更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる改良された空調制御システム
を示す概略図であり、第２図は、本発明の開口面積変更
手段の好適な形を示す概略斜視図である。１０・・・・・改良空調制御システム、１２・・・・・
調和空気供給ダクト、１８・・・・・ダンパ、２２、９４・・・アクチュエータ、２２・・・・・空気式制御ライン、２４・・・・・制御開口、２６・・・・・フレーム部材、３０・・・枝管、３４・　・・・　・レバー、３６・・・・・開口形成手段、３８・・・・・流れ開口、４０、４２・・・圧力受口、４４、４８・・・制御ライン、４６、８２・・・受口、５６、７８・・・ダイアフラム、５８、７６・・・押棒、　６２・・・枝バネ、７０・・
・・・支持レバー、７４・・・・・バイアスバネ、８８、９０・・・可動羽根、９６・・・・・管、１００　　・・・・手動弁、１０６・・・管

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被制御スペースへ調和空気を供給するための少な
くとも１個の空気供給ダクト（１２）を有する空調シス
テムのための制御装置において、ダクトを通り被制御ス
ペースに供給される調和空気の流量を規制するためのダ
ンパ（１８）と；ダクト中に配置されたダンパと機能的
に連係しているアクチュエータ（２０）と；ダクト（１
２）に配置された流れ開口（３８）を形成する手段（３
６）と；開口（３８）と機能的に連係し且つダクト（１
２）と開口（３８）とを通る空気の流量に対応した信号
を発生する第１のセンサ（１０）、（４０）、（４２）
と；被制御スペースに作用している状態に対応する第２
のセンサ（８６）と；流量対応信号と状態対応信号とを
結びつけ、得られた信号をアクチュエータ（２０）に伝
えて作動させ且つそれに応じてダンパ（１８）を対応し
て動かすための手段（５８）、（３４）、（７０）、（
７６）、（２４）、（２２）とから成る組合わせであっ
て、ダクト中の流れ開口の面積を変えて有効制御操作域
を増大させる手段（３８）、（８８）、（９０）を有す
ることを特徴とする制御装置。
（２）状態センサ（８６）が空気温度条件に対応して作
動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の空調制御装置。
（３）流量および温度信号が空気式であり、信号結合お
よび伝達手段か空気式−機械式−空気式変換手段（５８
）、（７６）、（３４）、（２４）を有し、且つ得られ
た信号が空気式であり、アクチュエータ（２０）が空気
式に操作可能であることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の空調制御装置。
（４）第１のセンサ（５２）、（５４）、（５６）がダ
クト（１２）のそれぞれ流れ開口（３８）の上流および
下流側の第１および第２圧力受口（４０）、（４２）を
有し、流量対応信号が差圧信号の形であることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の空調制御装置。
（５）流れ開口（３６）の面積を変えるための手段（８
８）、（９０）が手動式であり、二つの別々の開口面積
を提供することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の空調制御装置。
（６）開口の面積を変えるための手段（８８）、（９０
）が、被制御スペースに作用する状態に対応する第２の
センサ（８６）と機能的に連係しており且つそれによっ
て作動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の空調制御装置。
（７）状態センサ（８６）が空気温度条件に対応して作
動可能なことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
空調制御装置。
（８）開口面積を変えるための手段が、開口に隣接した
少なくとも１個の可動素子（８８）、（９０）と、それ
らと機能的に連結されたアクチュエータトを有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空調制御装置
。
（９）開口を変える手段が、アクチュエータ（９４）に
よって制御され少なくとも２分の１だけ開口面積を変え
るように作動可能に１対の揺動羽根（８８）、（９０）
を有することを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
空調制御装置。
（１０）アクチュエータ（９４）が空気式に作動可能で
あり、第２のセンサ（８６）と連結し且つそれによって
作動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第８項
記載の空調制御装置。