JPS6263779A - 加圧系制御システムを有する空気膜構造設備 - Google Patents

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〕 本発明は、気密性の高い室即ちエアドーム内に常時送風
し、室内空気圧全外気圧よりやや高くシ。

膜面の剛性を高めて構造体の安定上寿るようにした空気
膜構造設備に関する。

（従来の技術） 従来のエアドームは、第１図に示すように、剛体で作ら
ｎた側壁／の上面金覆う屋根金１日射に対し反射率の高
い膜２によって形成し、室内の気密性全高め、＃室内に
送風機３によって常時送風し、排気用ダンノを≠上縁て
適宜排気（換気）させながら室内空気圧を外気圧よりや
や高く維持するようにされている。

上記膜材によって形成さｎた屋根２０重量は。

膜固定金物、ケーブル等を含めても夕〜１０陽／−で、
従来の鉄骨トラス屋根と比較して／／１０〜／／２０と
軽量である。従って、この屋根を支持するために必要な
内外圧差（以下内圧という２ΔＰば、大気圧より！〜〆
０閣水柱だけ大気圧よりも高く保てばよいことになるが
、突風によって膜がバタつく（７ラツタリングノのを防
ぐため、最低内圧はコーｔｗ水柱前後とさｎている。な
お強風時には、内圧Ｆｉ♂ＱＩＥｌｌ水柱程度に窩めら
ｔ、また積雪等も考慮して、エアドー・ム内の空気は通
常、数十ないし百数十閣水柱全有している。

ま友、この種のエアドームには、ドアの開閉や換気等の
ため、常時リークしており、こｎらのリーク量は、建物
の使用状況によって著しく変化する。従って、これらの
リーク量の変化に備えて。

予備用の送風機が複数台備えらｎており、内圧を常時監
視し、内圧が下限設定値と上限設定値の範囲内に維持さ
れるよう１台数制御或いは回転数制御が行わｎている。

エアドームにおいては、内圧の消滅は里根膜の落下につ
ながるため、加圧系制御の信頼性が極めて重要である。

（発明が解決しようとする問題点］ 上記のように従来のエアドームにおいては、エアドーム
の内圧が下限設定値より低下し７ｃ時、休止中の送風機
全起動し、内圧が下限設定値り上になるまで送風機運転
台数を１台ずつ増加し、またエアドームの内圧が下限設
定値より上昇した時。

運転中の送風機全停止し、内圧が上限設定値以下になる
まで送風機運転台数ケ／台ずつ減少し、このようにして
、内圧を上限設定値と下限設定値の範囲に収めるように
制御していた。

ところが上記のような従来の制御卸方法では、内圧設定
値変更時、予め送風機の必要運転台数が不明で試行錯誤
で運転するため、該必要運転台数すべてが運転されるま
でに多大の時間を要し、遷移状態が長く続く。また試行
錯誤の運転のため一部の送風機の起動、停止が繰り返さ
ｎて内圧が上限設定値と下限設定値の間をハンチングし
、不安定となる場せもあるという欠点があった。

本発明は、内圧設定値全変化させブこ時、或いは開口部
の開度全任意に変化させに時、設定内圧全維持すべく送
風機の必要最少運転台数や開口部の必要量ｉｔ実時間（
リアルタイムフで求めることを技術的課題としている。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記した技術的課題を解決するために、出入
口ドア、排気ダンノミ−等の空気リーク部の開度を常時
計測し又核間Ｖを制御する開度制御装置、及び、送風機
の必９最少運転台数と開口部の必要開度を演算で求め、
出力する加圧系制御装置から構成される加圧系制御シス
テム全有することを特徴とし、実施に当・りては、加圧
系制御装置には入出力部、記憶部、演算部含有するコン
ピュータが用いられる。

（作用） 本発明は１次の四つの原理を応用している。

（ａ）　　内圧は極めて低圧であるので、加圧系が定常
状態のとき全供給風量は、全リーク風量にほぼ等しい。

（ｂ）　　加圧系全体の圧損は、リーク側の圧損（内圧
に相当する。）と供給側の圧損の和である。

（１）賠鯰塾通禍す入際七・汁−眩瘉路での庄椙の平方
根及び該流路の流量係数に比例する。

（ｄ）　　送風機の運転点は、送風機の性能曲線と加圧
系の抵抗曲線の交点である。

ここで、９気υ−りｆｌｌＩ７（本発明の概要説明図で
ある第１図参照）の開口部ｒの開度を調節する開度制御
装置１０Ｉ７）開度と、開口部ｒの流量係数に１との関
係を第２図のように曲線で表わす。ま罠。

空気供給側の送風機１台の流路の流量係数をＪとすｎｌ
ｄ、　ｎ台の送風機が運転１７ているときの空気供給側
全体の流量係数には、　ｎｘｋｆｒ表わされる。

次に１本発明の作用について説明する。

エアドームの成る使用状況での空気リーク側の流量係数
に、の許容最小値、即ち該使用状況で自然リーク成いは
換気等のため閉鎖できない部分の流量係数の総相全に１
，１ｍ　　とおく場せ８内圧をΔＰ１Ｋ・保持するため
の送風機の必要最少運転台数及び空気リーク側の開口部
の開度は、次に示す手順で求めらｎる。

先ず、空気リーク側の圧損及び流量係数をΔＰ１゜に１
とおけば、全空気↓Ｊ−りｉｆＱはｋＩｇ若　で表わさ
ｆ、壕だ空気供給側の圧損及び流量係数をΔＰ２、ｋと
おけば、全空気供給量Ｑはに２β石　で表わされる（前
記原理ａ、ｃによる）。従って、加圧系全体の圧損ΔＰ
ばΔＰ　＋ΔＰ２である（前記原理わされ、△ＰとＱと
の関係が加圧系全体の抵抗曲線（２次曲線〕となる。

次に、上記抵抗曲線と加圧系制御装置の記憶部に記憶さ
ｎている送風機の性能１ｔｌｌ線から作らｎる複数台数
運転時の性能曲線（第３図）との交点を試誤法で求める
（前記原理ｄによるン。こｎは計鱒゛機の演算部で行わ
れる。こｎにより内圧ΔＰ１及び該交点の風−１ｉＱか
ら、空気リーク側の流貸係数繰！７返し、初めてに１．
１ｗ　のｇＩＬを越えた時の台数が求める必要最少運転
台数であり、更にこのときの必要流量係数に１と加圧系
制御装置の記憶部に記憶されている開度−流量係数曲線
（第２図〕から。

開口部の必要開度が求めらｎる。

（実施例） 次に１本殆明の実施例全図面と共に駁、明する。

第≠図は６本発明の一笑施例全示す説明用の加圧系制御
システムの構成図であって、加圧系制御装置１３の構成
は第１図に示すものと同じであり。

その他、第１図に記数された符号と同一の符号は。

同一ないし同類部弁金示すものとする。

図において、エアドームの加圧系制藺１システムは、理
解し易くするために、空気供給側！、エアドーム内正圧
部、空気リーク側７．加圧系制御装置１３に分割して記
述しである。空気供給側ｊは。

ｎ台の同一の送風機／ｌ−と、こｆらの各送風隈／／の
仙後に連なる。流量係数がｋｒの各流路から構成される
。一方、空気リーク側７は、自然リーク部２１、Ｊｌケ
所のドアー２２．ｍケ所の排気ダンパ２３から構成さ八
ている。上記の自然リーク部コｌとは、ドアや排気ダン
パ等全全閉し？ｃ際にも通常各所からリークするので、
−ｔ−才１らのり−クＫｂ全概念的に一つにまとめたも
のであり、にど自然リーク部２／の流量係数をｋ。とす
る、またドア２２ｆｉ、全５１４又は全閉の阿れかとし
、開閉状況は開度制御装置１０ａによって測定される。

また排気ダンノセコ３は、中間開度が可能とされ、開度
制御装置ｌＯｂで開度の計測と制御かをされる。ドア２
コの一ケ所当りの流量係数をｋａ　　とし、また排気ダ
ンノゼＪ３の流量係数ｋｂは該排気ダンパの開度との関
係を予め求めておく。

次に、作用について説明する。

（１）　　エアドームの内圧設定値上ΔＰ、に変更する
ときの送風機／／の必要最少運転台数及び排気ヌ゛ンノ
Ｊ？コ３の必要開度そ求める場合（なおこの時、ドアは
ｔ。ケ所開放しておくものとする。）： 先ず、内圧設定変更時における空気リーク側７の開口状
況から、空気リーク側７の流量係数の最小値に１．趨を
求める。次に、加圧系全体の抵抗曲線と複数台数運転時
の性能曲線により、必要最少運転台数及び空気リーク側
７の必要流量係数に１全求める。ここで、ドア全体の流
量係数は（ｔｏ＋ｔ、）Ｘｋａ　であるので。

排気ダンパ２３全体で必要とさｌする流Ｙ■りｋｂは、
に１−ｋｕ−（ｔｏ”ｔｌ）Ｘｋａ　　であり、ダンノ
ぐ開度−流量係数の曲線力・ら排気ダンノ８！３の開放
台数及び開！Ｗが求めらｎる。

（１１）　　エアドームのドア、！２がさらに４１ケ所
開放さハたときのエアドーム内圧全△Ｐ１に維持する場
合： 先ず、空気リーク側７の開口状況から、空気リーク側の
流量係数の最小値ｋ　１．ｐｕ４に求める。あとは上記
（１）と同じである。

ａＩＤ　　エアドームの異常診ルｒに用いる場合：エア
ドームの一部が破損した場合、上記制御方法では設定内
圧が維持できない。内圧が維持できないときは、従来の
方法てダンパ調整及び送風機台数を増加する０と（（よ
り設定内圧を維持する。この時の自然１１−り部２１以
外の空気リーク側７の帷門係数ケ開度制御装置１０で計
測したものと、送風機運転点から求めた空気リーク側７
全体のびＬＡ係数に１との差が自然＋１−り部！ｔの流
量係数ｋ。とじて求めらｔｌ、１その自然リーク部の流
量係数ｋ。の初期値からの増加は、膜材料の劣化等によ
る膜面からのリーク及びエアドームの一部の破損による
ものと考えてより０その増加が段階状であｎば、エアド
ームの一部が破損したこと全示し、その増加率が極めて
緩慢であｎば。

膜面材料の劣化が進んでいること全示し、エアドームの
異常診断に非常に有効である。

なお、上記実施例において、空気リーク個含。

自然リーク部、ドア及び排気ダンノぐについて説明した
が、これに限らないことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば１次のような効果
が奏される。

（１）従来のエアビームでは、内圧設定値の変更時、或
いはドア等の開口部が多数開放又は閉鎖された時に、送
風機の必要最少運転台数及び開口部の必要開口度が不明
であり、試行錯誤で運転するため、加圧系全体が安定す
るまでに時ｒＶＩを要し、エアドーム内圧は太き（／Ｓ
ンチングする場合も多かったのに対し１本発明では、内
圧設定値変更及び開口部の開度変化全常時計測している
ので、変化時は即時に送風機の必要最少運転台数及び開
口部の必要開明が出力さｎ、加圧系が短時間で安定し。

内圧変化の推移は非電に穏やかで信頼性が非常に高い。

（１１）従来のエアドームでは、運転中の送風機台数が
最少であるかどうか判定できないのに対し１本発明では
、必要最少運転台数が明確に求められるので、非常に経
済的である。

０ｉＯ従来のエアドーム−では、膜材の劣化変は測定で
きず、又エアドームの一部が破損した場せ、破損面積が
不明であるばかりで１＜、破損発生さえも不明の場合が
あったのに対し。

本発明では、破損発生が即時に検知できるばかりでなく
、流量係数全監視することによって破損面積も推定でき
、破損個所の発見に著しく効果があり、異常診断の機能
金も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要含水す説明図、第２図は開口部の
開度と流量係数との関係を示す線図、第３図は複数台数
運転時の送風機の性能曲線図、第４を図ｄ本発明の一実
施例上水す加圧制御システムの説明用構成図、第１図は
従来のエアドームの断面図である。 ！・・・空気供給側、ｔ・・・エアドーム内圧部、７・
・・空気リーク側、１０，１０ａ、１０ｈ・・・開度制
御装置、／／・・・送風機、／３・・・加圧系制御装置
第２図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気供給装置として複数台の定速送風機を有し、出
   入口ドア、排気ダンパー等の空気リーク部を有する空気
   膜構造設備において、各空気リーク部の開度を常時計測
   制御する開度制御装置と、設定された内外差圧を保持す
   るに必要な送風機の最少運転台数及び各空気リーク部の
   開度を実時間演算にて求めて出力する加圧系制御装置か
   ら構成される加圧系制御システムを有することを特徴と
   する加圧系制御システムを有する空気膜構造設備。 ２、前記加圧系制御システムは、該制御システムにより
   得られた送風機の必要最少運転台数及び開口部各部を必
   要開度に操作する操作部を含んでいる特許請求の範囲第
   １項記載の加圧系制御システムを有する空気膜構造設備
   。 ３、前記加圧系制御システムは、エアドームの一部の破
   損発生の検知及び破損部開口面積の推定に利用される特
   許請求の範囲第１項記載の加圧系制御システムを有する
   空気膜構造設備。