JPS6249924A - 集塵ダクト吸引圧制御方法及び装置 - Google Patents

集塵ダクト吸引圧制御方法及び装置

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JPS6249924A
JPS6249924A JP60186177A JP18617785A JPS6249924A JP S6249924 A JPS6249924 A JP S6249924A JP 60186177 A JP60186177 A JP 60186177A JP 18617785 A JP18617785 A JP 18617785A JP S6249924 A JPS6249924 A JP S6249924A
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、縫製工場等における布地の縫製・裁断時に
発生する糸屑等を集塵する糸屑集塵装置の集塵ダクト吸
引圧制御方法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
縫製工場等においては、布地の縫製・裁断時に発生する
糸屑等を集塵する糸屑集塵装置が設けられている。従来
の糸屑集塵装置は、多数列に適宜間隔で配設された各ミ
シン等の縫製機の近くにホッパー状の集塵ヘッダーをそ
れぞれ設け、この各集塵ヘッダーに続く枝管ダクトを主
ダクトに接続し、枝管ダクト内にはダンパーを設け、主
ダクト端に形成したダクトボックス内に集塵フィルター
と集塵ファンを設け、集塵ファンに接続された駆動モー
タを簡単な制御回路を介して駆動するように構成されて
いる。
上記制御回路は、一般に糸屑集塵装置の設置場所によっ
てダクト長さ、径等が異なるためにダクト内吸引圧を各
装置毎に適当な値に設定する必要から、駆動モータの回
転数を手動で微調整できるような調整回路、もしくは制
御回路に手動で与えられる外部指令信号によりモータの
回転数を段階的に変化させるように構成された回路から
成る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
か＼る構成の制御回路を備えた糸屑集塵装置では、集塵
ファンの駆動モータとして交流モータが使用され、その
回転数は一定回転もしくは可変であり、上述したように
制御回路により微調整あるいは段階的に変化させられる
。しかるに、この場合の回転数の制御は各集塵装置にお
いて、負荷の変化、例えばダンパーの開閉、あるいは糸
屑等の集塵フィルターへの付着による空気抵抗の増大等
のいかなる変化があっても確実５こ集塵装置を作動せし
めるように不必要に高い吸引圧を設定しており、一度そ
のダクト系統に設定された吸引圧はその後変更されるこ
とはない。しかし、実際のダクト内吸引圧は負荷の変動
に伴なって常に上下する。
ところが、従来の糸屑集塵装置では制御回路に対してダ
クト内吸引圧を検知して駆動モータの回転数を変化せし
める手段が設けられていないため、ダクト内吸引圧の変
化があっても集塵ファンの回転数は変化せず、従って常
に吸引作用を全ての集塵ヘッダーに対して完全に行なわ
しめるためには集塵ファンの回転数を大きく設定し、必
要以上に高し）吸引圧を設定しなければならなかった。
このため駆動モータの消費電力が必然的に大きくなり、
長時間体制で連続的に稼動する縫製工場等においては、
省エネルギーの観点から集塵装置の確実な作用を保持し
つ＼駆動モータの消費電力を大きく減少させることが所
望されていた。
この発明はか＼る現状に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はダクト内吸引圧を安価で高精度なセンサにより
検知し、その圧力信号により集塵ファンの回転数を変化
せしめて確実な吸引作用を確保しつ＼、駆動モータの消
費電力を最小限に抑制する糸屑集塵装置の集塵ダクト吸
引圧制御方法及び装置を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するための手段として、この発明では
縫製・裁断作業時等に発生する糸屑等を集塵する複数の
吸引口を有するダクト内の吸引圧を、ダクトの適宜位置
に挿入した測定用センサーにより圧力、風量、もしくは
風速の形で検知し、その検知信号により前記センサーを
含む制御回路を介して、ダクト吸引圧を発生させる集塵
ファンの駆動モータの回転数を変化させて、糸屑等の集
塵量により変動するダクト内吸引圧が常に一定となるよ
うに制御する方法を採用したのである。
〔作用〕
集塵ヘッダー内に一定量以上の糸屑等が集積されると、
これら糸屑等はダンパーが開となり主ダク□トから吸引
圧により主ダクトへ流され、相当の流速で集塵フィルタ
ーまで送られる。この時、枝管ダクト、あるいは主ダク
トのどこかに糸屑等がその比重、摩擦等のため付着し、
流れが停滞するのを防止するため、主ダクト内吸引圧は
最小限必要な値以上でなければならない。集塵フィルタ
ーで集積された糸屑等の量が時間の経過と共に増大して
駆動モータの負荷が所定の値以上になると、一時モータ
を停止して糸屑等をファンボックスか上記集塵ヘッダー
は、主ダクトに対して複数組設けられており、これらに
対応するダンパーは集塵ヘッダーへの糸屑等の集積状況
により無作為に開閉される。しかるに、１つのダンパー
が開となるとその瞬間ダクト内吸引圧は低下する。する
と、この吸引圧の低下をセンサーが検知して圧力低下分
だけ吸引圧を上昇させるため制御回路を介して駆動モー
タの回転数を上げる。反対に、開放されていたダンパー
が、糸屑等が流れたため再び閉じると、集塵ヘラグーに
よる抵抗が増大してダクト内吸引圧は上昇する。駆動モ
ータの回転数を上げたま−であれば吸引圧の上昇のため
駆動モータの消費電力は増大する。そこで、前と同様に
センサーが吸引圧の変化を検知して、その上昇分に相当
して駆動モータの回転数を下げるように制御回路により
指令される。上記ダンパーの開閉を繰り返している間に
、高速エアーで運ばれた糸屑等は集塵フィルターに付着
してその量が増大するにつれて空気抵抗が増大する。従
って、集塵ファンの吸引圧は規定圧であっても、集塵フ
ィルターより上流のダクト内有効吸引圧は所定値より小
さくなる。
センサーはこのような吸引圧の変化と、上記ダンパーの
開閉による吸引圧の変化の両方を区別することができな
いから、その圧力変化の結果を検知して、常に主ダクト
内吸引圧が必要最小限の設定値になるように駆動モータ
の回転数を連続的に変化せしめ、吸引圧の変動に対して
高速で追従可能としている。
この場合センサーによる主ダクト内吸引圧の変化の検知
は、吸引エアーの圧力、風量、あるいは風速のいずれの
形で検知してもよい。
〔実施例〕
以下この発明の実施例について添付図を参Ｆ、Ｗ、　し
て詳細に説明する。
第１図はこの発明による糸屑集塵装置の実施例の概略図
である。
１は縫製工場内において適宜間隔に設置されたミシン、
２はこのミシンによる縫製・裁断作業時に発生する糸屑
等を集塵するためのホッパー状の集塵ヘッダー、３はダ
ンパー、４は枝管、５は主ダクトである。主ダクト５は
ファンボックス６に接続され、このファンボックスには
フィルター７、集塵ファン８、及びその駆動モータ９が
設けられ、さらにこの駆動モータ９の回転数を制御する
ための制御回路１０、この制御回路内に設けられた後述
する圧力センサーへダクト内吸引圧を伝える導管１１が
設けられている。
第２図は、前記集塵ヘッダー２の部分拡大図である。
この集塵ヘッダー２内には前記ダンパー３が図示のよう
に通常は閉の状態で設けられており、ダンパー３より上
方のホッパー状部内に集積する糸屑の量を検知するため
ホッパー状部の適宜高さ位置に光源部１２、この光源部
と向い合って設けられた光電管１３、光電管からの信号
によって開閉する電磁弁１４、ダンパー開閉用の油圧又
はエアー駆動のシリンダー１５が設けられている。ダン
パー３には、図示省略したが適宜形式の回転駆動機構が
設けられており、シリンダー１５によって開閉される。
第３図は上記制御回路１０の構成を示すブロックダイア
グラム図である。
この制御回路１ｏは、導管１１によって導かれるダクト
内吸引圧を検知する圧力センサー２ｏ、この圧力センサ
ー２０の出力を増幅する増幅部２１、その出力をダクト
内吸引圧として表示する表示部２２、さらに増幅部２１
からの出力を基準電圧と比較する比較演算部２３、この
比較演算部２３にダクト内吸引圧を一定の値に保持する
ための基準圧力に相当する基準電圧を送る圧力設定部２
４、比較演算部２３で基準電圧と比較演算後の出力信号
によって駆動モータ９を無段階に速度制御する速度制御
部２５、駆動モータ９の負荷率を設定するボリューム２
７の設定値に対して比較演算部２３からの出力信号がこ
れを越えるとアラーム表示部２８を点灯させるアラーム
回路２６を備えている。
上記圧力センサー２０は、この実施例では第４図に示す
拡散型半導体圧力センサーを使用している。この圧力セ
ンサーはＩＣ技術の進歩によって得られるようｌこなっ
た公知の形式のもので、温度補償抵抗基板Ａ上にヘッダ
Ｂ、シリコン製台座Ｃ１半導体圧センサチップＤを積層
して成り、前記センサチップＤをストレーンゲージとし
て、これらを用いて定電流ブリッジ回路を組み、ストレ
ーンゲージに与えられるダクト内吸引圧によって変化す
るゲージの抵抗に対する電圧の変化を利用して吸引圧を
電気信号に変換するように構成されている。そしてこの
圧力センサーは、圧力センサ一本体に接続される測定用
導管を有し、導管の先端を被測定物体の測定位置に取り
付け、この導管を介して遠隔で圧力測定をすることがで
きる。また、この実施例では上記圧力センサーの作動特
性は次の仕様のものを選定している。
吸引圧力設定範囲　　　　Ｏ〜−５００ｍｍＨ２Ｏ表示
圧力精度　　　　　　　　　　　　（２５℃において）
設定圧の±２％（・・） 速度制御部２５は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式の回転
数制御手段であって、吸引ファン８を駆動する駆動モー
タ９として交流モータを使用する場合に、このモータの
回転数を無段階に変化させるためトランジスタチョッパ
ーを用いて超高速でモータへの駆動電流の通電・しゃ断
を繰り返し、その時間々隔を前記演算部２３からの出力
信号により制御して平均電流電圧値の調整を行うと共に
その周波数を任意に変化させて交流モータの回転数を自
在に変化させるものである。
上記制御回路のその他の構成部材は全て公知のものであ
るから特に説明を要しないであろう。
以上のように構成したこの実施例の作用について説明す
る。
ミシン１による縫製作業において、縫製時又は布地裁断
時に発生する糸屑等は吸引ヘッダー２内に堆積する。糸
屑等が堆積していない状態ではダンパー３は全て第２図
に示すように閉鎖されている。ダンパー３が閉鎖されて
いても、糸屑等の吸引用ファン８は、例えば２台のミシ
ンに対してダンパーを全開した場合に吸引ヘッダー２の
２つ分を流れる風量に相当するエアーを吸引する回転速
度で運転されており、このエアーは全閉ダンパーの隙間
から流れる。糸屑等がホッパー内に集積されると光源部
１２からの光が遮断され、光電管１３からの電磁弁１４
への信号の変化によって電磁弁が作動してシリンダー１
５のピストンをダンパー３が開となる方向に移動せしめ
る。ダンパー３が開になると糸屑等はダクト５に吸引さ
れて高速度でダクトボックス６へ運ばれ、フィルター７
で除去される。各ミシンの吸引ヘッダー２に糸屑が集積
されると上記作動が順次行なわれる。フィルター７にて
除去される糸屑等が一定時間経過後大量にファンボック
ス６内に集積すると、手作業でこれをボックス内から取
出しハツチ６ａを介して外へ取り出す。そしてこの作動
を繰り返しながら、裁断・縫製作業は連続して進められ
る。
上記作動中、ダクト５内の吸引圧力は次のようにして制
御される。まず各ミシンのダンパーの全てが閉鎖されて
いる時、ダクト内のファンボックスから最も遠い部分が
一定の吸引圧、例えば−８０ｍｍＨ２Ｏで吸引されてい
るものとする。次に１つだけダンパーが開くと、その瞬
間吸引ファンの運転状態が変化し、上記吸引圧が上昇し
ようとする（例えば−７０ｍｍＨ２Ｏ（２）。すると、
この圧力変化を圧力センサー２０がキャッチして制御回
路１０によりファンの駆動モータ９の回転数を連続的に
変化させて元の設定吸引圧をダクト内で確保するように
作動する。この時の吸引ファンの作動状態を第５図によ
り説明する。吸引ファンが回転数Ｎ１ｒｐｍで回転して
いるものとし、この時の風量Ｑ（ｍ／ｍＩｎ）と吸引圧
Ｐとの関係は風−ＩＱ。
に対して吸引圧がＰｌとする。ダンパー３が開放される
と、ダンパーによる抵抗が減少するため吸引圧が上昇す
る。従って、同一回転数Ｎ□でファンが運転されている
と、吸引圧Ｐ□はＰ　２１こ上昇し、風量はＱｌから９
２に増大する。しかしながら、実際には前述したように
この吸引圧の変化を圧力センサー２０がキャッチしてこ
の吸引圧の上昇を防ぐため吸引ファン８の回転数を制御
回路１０の作用によりＮ２に増大せしめ、風ＩＱ２を確
保しながら最初の吸引圧Ｐ　とはゾ同じ吸引圧Ｐ　２　
’となす るよう１こ制御される。
このように、ダクト内吸引圧を一定に保持させるのは、
次のような理由による。即ち、吸引される糸屑等の比重
、摩擦力等のため例えばホッパー内、あるいはダクト枝
管４、主ダクトのいずれか内で糸屑等がそこに付着し、
動かなくなった場合、所定の吸引圧あるいはそれより少
し低い吸引圧のエアーで吸引しても、付着した位置から
糸屑等はもはや動かなくなる。従って、このような状態
が生じないように、糸屑等の流れが確実にファンボック
ス内の吸引フィルター７にまで達するよう１こするには
、主ダクト内の有効吸引圧が常にある一定の値以上とな
るようにする必要があるからである。
しかしながら、有効吸引圧を高く設定すればする程吸引
ファンにか＼る負荷が増大して駆動モータの消費電力は
増大するから、有効吸引圧が高過ぎても省エネルギーの
観点から好ましくない。
さらｆこ、ダンパーが複数個間になると、それまでホッ
パー内に集積されていた糸屑等は相当の流速のエアーに
より運ばれて直ちに吸引フィルター７に付着する。この
付着した糸屑等の量が増大すると、吸引フィルター７の
空気抵抗が増大する。
従って、吸引フィルター７の上流ダクト内有効吸引圧が
低下して、有効に糸屑等が吸引されなくなる。
そこで、このような吸引有効圧力の変化を検知して、直
ちに吸引ファンの回転数を変化させ、常に一定の有効吸
引圧を確保するためには、圧力センサー２０の圧力検知
精度は非常に高精度でなければならない。この実施例で
は、前述したように圧力精度が設定圧の±２％（２５℃
において）というような極めて高精度な圧力センサーを
使用することによって上記問題を解決している。
次に、制御回路１ｏの作用について説明する。
圧力センサー２０で検出された圧力信号は、増幅部２１
で増幅され、その圧力を表示部２２で表示すると共に比
較演算部２３に送られる。比較演算部２３では、圧力設
定部２４から発生される一定のダクト内吸引圧に相当す
る基準電圧を前記増幅圧力信号と比較し、その出力信号
を速度制御部２５及びアラーム回路２６に与える。
速度制御部２５は、前記出力信号を受けるとこの出力信
号を指令信号として、この速度制御部を介して駆動モー
タ９へ与えられる電源回路の周波数を連続的に任意に変
化せしめて回転数を制御する。また、アラーム回路２６
は上記駆動モータ９の回転数制御において、駆動モータ
９が省エネルギー効果の少ない高回転数にまで達するの
を防止するため、モータの負荷率設定用のボリューム２
７による設定信号を前記出力信号と比較して、ボリュー
ム２７で定められた負荷率以上の回転数に相当する出力
信号であれば、アラーム表示部２８を点灯する。
第６図は、この発明による圧力センサ２０と制御回路１
０を複数のダクト系統にそれぞれ設け、これら複数ダク
ト系統をさらにもう１つの親ダクトにそれぞれ接続し、
この親ダクトに対して圧力センサ２０と制御回路１０を
設けたもう１つの実施例を示す図である。
主ダクト５を有する各ダクト系統に対する糸屑集塵装置
の構成は第一実施例とはゾ同じであるが、ファンボック
ス６に対して接続ダクト４′、ダンパー３並びにこのダ
ンパー３′の開閉用シリンダ１５′、電磁弁１４′が設
けられていること、及び制御回路１ｏの一部がわずかに
異なっている。即ち、第一実施例の第３図では、比較演
算部の出力信号は速度制御部２５　とアラーム回路の両
方に与えられており、この出力信号が駆動モータ９の設
定負荷率以上の駆動モータ回転数に相当する値になると
、アラーム回路によりアラーム表示部が点灯されるが、
この第二実施例における制御回路では、上記アラーム表
示信号は同時に駆動モータを所定時間停止させる信号と
して用いると共に、前記接続ダクト４′内のダンパー３
′の開閉信号として電磁弁１４′に与えられるように構
成されている。
親ダクト５′に対する付帯設備はこれを第一実施例の主
ダクトと考えた場合と全く同じに構成されている。
この第二実施例の作用についても、第一実施例と異なる
点についてのみ説明する。
主ダクト５のいずれかの系統のダクトボックス６に糸屑
等が大量に集積されると、集塵ファン８の回転数が増大
し、アラーム回路２６に対する駆動モータ９の負荷率の
設定値を比較演算部からの出力信号が超えるとアラーム
表示部２８を点灯せしめる指令信号が出力される。この
指令信号は、同時に第７図における電磁弁１４′に対し
ても与えられ、ダンパー３′を開にするように作用する
。そして同時に主ダクト系の駆動モータが所定時間停止
させられ、この間にダクトボックス内に集積されていた
糸屑は親ダクトへ吸引され、高速度で親ダクト系のダク
トボックス６′内の集塵フィルター７′まで運ばれる。
この後の親ダクト系の作用はこれを第一実施例の主ダク
ト系と考えた場合と全く同じである。
以上の実施例では縫製工場等における集塵装置を例に挙
げて詳細に説明したが、この発明による集塵ダクト吸引
圧制御方法及び装置は上記集塵装置に限らず、例えば紡
績工場等における繊維機械から発生する繊維屑等の集塵
装置あるいはその他局様な糸屑、繊維屑等を発生する装
置に対して適用できることは当業者であれば容易に理解
されるであろう。
〔効果〕
以上詳述したように、この発明による集塵ダクト吸引圧
制御方法及び装置は、ダクト内吸引圧をセンサーにより
検知し、その検知信号により制御回路を介して駆動モー
タの回転数を変化させて変動するダクト内吸引圧を常に
一定に制御するようにしたから、確実な吸引作用を確保
しつ＼駆動モータによる電力消費を最小限に抑制するこ
とができるという大きな省エネルギー効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は糸屑集塵装置の概略図、第２図は吸引ヘッダ一
部の拡大詳細図、第３図はこの発明による集塵ダクト吸
引圧制御装置のブロックダイアグラム図、第４図は圧力
センサーの詳細図、第５図は集塵ファンの作動説明図、
第６図は複数の主ダクト系を親ダクトに組み合せた変形
実施例を示す図、第７図は主ダクト端の部分拡大図を示
す図である。 １・・・ミシン、２・・・集塵ヘッダー、５・・・主ダ
クト、６・・・ダクトボックス、７・・・集塵フィルタ
ー、８・・・集塵ファン、９・・・駆動モータ、１０・
・・制御回路、１１・・・測定用導管、２０・・・圧力
センサー、２１・・・増幅部、２３・・・比較演算部、
２４・・・圧力設定部、２５・・・速度制御部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）縫製裁断作業時等に発生する糸屑或いは連続的に
    発生する綿塵等を集塵する複数の吸引口を有するダクト
    内の吸引圧を、ダクトの適宜位置に挿入した測定用セン
    サーにより圧力、風量、もしくは風速の形で検知し、そ
    の検知信号により前記センサーを含む制御回路を介して
    、ダクト吸引圧を発生させる集塵ファンの駆動モータの
    回転数を変化させて、糸屑等の集塵量により変動するダ
    クト内吸引圧が常に一定となるように制御することを特
    徴とする集塵ダクト吸引圧制御方法。
  2. （２）縫製・裁断作業時等に発生する糸屑等を集塵する
    複数の吸引口を有するダクト内の吸引圧を、圧力、風量
    、もしくは風速の形で検知する、ダクトの適宜位置に挿
    入した測定用センサーと、このセンサーによる検知信号
    を増幅する増幅器と、増幅検知信号をダクト内基準設定
    圧力に相当する基準電圧と比較演算する比較演算部と、
    前記基準電圧を発生する圧力設定部と、前記比較演算部
    の出力信号により集塵ファンの駆動モータの電源回路の
    周波数を変化せしめて駆動モータの回転数を変化させる
    速度制御部とを備え、これにより糸屑等の集塵量により
    変動するダクト内吸引圧が常に一定となるように駆動モ
    ータの回転数を制御することを特徴とする集塵ダクト吸
    引圧制御装置。
  3. （３）前記圧力センサーとして拡散型半導体圧力センサ
    ーを使用し、吸引圧力設定範囲における圧力精度を約２
    ％以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に
    記載の集塵ダクト吸引圧制御装置。
  4. （４）前記速度制御部としてパルス幅変調方式の回転数
    制御手段を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第２
    項に記載の集塵ダクト吸引圧制御装置。
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