JP7139724B2

JP7139724B2 - 差圧調整装置

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Publication number: JP7139724B2
Application number: JP2018122588A
Authority: JP
Inventors: 宏幸寺脇
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: JP2020003130A

Description

本発明は、差圧調整装置に関し、より詳細には、例えば店舗のような室の内部と外部との差圧を調整する差圧調整装置の改良に関するものである。

従来、例えば店舗のような室の内部と外部との差圧を調整する差圧調整装置が特許文献１に提案されている。この特許文献１では、店舗の内部と外部とを連通する態様でダクトが設けられ、該ダクトに設けられた差圧検知部にて店舗の内部と外部との差圧を検知するようにしている。

特開２００１－１５３４４１号公報

ところで、上述した差圧調整装置では、店舗の内部と外部とを連通する態様でダクトが設けられ、該ダクトに設けられた差圧検知部にて店舗の内部と外部との差圧を検知するので、次のような問題があった。すなわち、店舗の外部で強風等がある場合、該強風等が外乱要因となって差圧検知部での検知に悪影響を与える虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、差圧を良好に検知することができる差圧調整装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る差圧調整装置は、対象となる室の内部と外部とを連通する態様で配設されたダクトと、前記ダクトの内部に設けられ、任意の差圧を与える基準圧力損失部と、前記基準圧力損失部の室内側と室外側との差圧を検知する差圧検知部とを備え、前記室の内部と外部との差圧を調整するための差圧調整装置であって、前記ダクトの内部であって前記基準圧力損失部より室外側となる個所に少なくとも１つ設けられ、かつ該基準圧力損失部よりも与える差圧が小さい低圧力損失部を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記差圧調整装置において、前記基準圧力損失部は、１つの第１オリフィスにより構成され、前記低圧力損失部は、前記第１オリフィスよりも拡径となる１つの第２オリフィスにより構成されたことを特徴とする。

また本発明は、上記差圧調整装置において、前記差圧検知部は、前記ダクトの内部の空気の流通方向に対して直交する垂直成分で差圧を検知することを特徴とする。

また本発明は、上記差圧調整装置において、前記室の外部より内部に空気を供給する給気手段と、前記差圧検知部による検知結果が予め設定された圧力差に近接する態様で前記給気手段を駆動させる制御部とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記差圧調整装置において、前記制御部は、前記室の外部の温度が予め決められた温度範囲にある場合、前記差圧検知部の検知結果に関わらず前記給気手段を駆動停止にさせることを特徴とする。

また本発明は、上記差圧調整装置において、前記制御部は、現在の日時が予め決められた月日の夜間にあると判断した場合、前記室の内部の圧力が該室の外部の圧力よりも大きくなる態様で前記給気手段を駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、基準圧力損失部よりも与える差圧が小さい低圧力損失部が、ダクトの内部であって基準圧力損失部より室外側となる個所に少なくとも１つ設けられているので、差圧検知部にて差圧を検知する領域では、低圧力損失部で十分に圧力が損失した状態の空気の差圧を検知することができ、室の外部の環境（強風等）やダクトの形状等に影響を受けずに、差圧を良好に検知することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である差圧調整装置を模式的に示す模式図である。図２は、本発明の実施の形態である差圧調整装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。図３は、図１に示したダクトの要部を拡大して示す拡大図である。図４は、図２に示した制御部が実施する処理内容を示すフローチャートである。図５は、図４に示した差圧調整処理の処理内容を示すフローチャートである。図６は、図２に示した制御部が実施する運転決定処理の処理内容を示すフローチャートである。図７は、図６に示した防虫運転処理の処理内容を示すフローチャートである。図８は、図６に示した通常運転処理の処理内容を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る差圧調整装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である差圧調整装置を模式的に示す模式図であり、図２は、本発明の実施の形態である差圧調整装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。

ここで例示する差圧調整装置１０は、店舗内部（以下、店内ともいう）１と店舗外部（以下、店外ともいう）２との差圧を調整するもので、ダクト２０、基準圧力損失部２１、差圧検知部３０、給気ファン４０、外気温度センサ５０及び制御部６０を備えて構成してある。

ダクト２０は、店内１と店外２とを連通する態様で設置してある。このダクト２０は、一端の開口２０ａが店内１を臨み、他端の開口２０ｂが店外２を臨んでいる。かかるダクト２０は、自身の軸方向に沿って空気を流通させるものである。

基準圧力損失部２１は、ダクト２０の内部に配置され、かつダクト２０の内部を閉塞する態様で設けられた平板状部材である。この基準圧力損失部２１には、１つの基準オリフィス（第１オリフィス）２１ａが形成してある。かかる基準圧力損失部２１は、自身を基準として、店内１側と店外２側とに任意の差圧（圧力差）を与えるものである。

差圧検知部３０は、基準圧力損失部２１の店内１側と店外２側との差圧を検知するものである。この差圧検知部３０は、図３にも示すように、基準圧力損失部２１よりも店内１側のダクト２０の側面に形成された第１導入口２２１と、基準圧力損失部２１よりも店外２側のダクト２０の側面に形成された第２導入口２２２とに連通して設けてある。

つまり、差圧検知部３０は、第１導入口２２１から導入する空気と、第２導入口２２２から導入する空気との圧力差を検知するものである。そして、第１導入口２２１及び第２導入口２２２はダクト２０の側面に形成されており、ダクト２０の内部の空気は該ダクト２０の軸方向に沿って流通することから、差圧検知部３０は、ダクト２０の内部の空気の流通方向に対して直交する垂直成分で差圧を検知するものである。かかる差圧検知部３０は、検知結果である差圧検知値を差圧信号として制御部６０に与えるものである。

ところで、上記ダクト２０の内部には、基準圧力損失部２１よりも店外２側に第１低圧力損失部２２及び第２低圧力損失部２３が設けてある。

第１低圧力損失部２２は、ダクト２０の内部であって第２導入口２２２よりも店外２側に配置され、かつダクト２０の内部を閉塞する態様で設けられた平板状部材である。この第１低圧力損失部２２には、１つの第１低圧オリフィス（第２オリフィス）２２ａが形成してある。

第２低圧力損失部２３は、ダクト２０の内部であって第１低圧力損失部２２よりも店外２側に配置され、かつダクト２０の内部を閉塞する態様で設けられた平板状部材である。この第２低圧力損失部２３には、１つの第２低圧オリフィス（第２オリフィス）２３ａが形成してある。

ここで、第１低圧オリフィス２２ａと第２低圧オリフィス２３ａとは、内径ｄ２の大きさが同じであり、基準オリフィス２１ａの内径ｄ１に対する比が１．３～３．０の大きさとされている。

つまり、第１低圧オリフィス２２ａ及び第２低圧オリフィス２３ａの内径ｄ２は、基準オリフィス２１ａの内径ｄ１よりも大きく、これにより、第１低圧力損失部２２び第２低圧力損失部２３は、基準圧力損失部２１よりも与える差圧が小さいものである。

給気ファン４０は、駆動源であるモータ４１が制御部６０から与えられる指令に応じて駆動する場合に回転し、店外２の空気を店内１に供給する給気手段である。外気温度センサ５０は、店外２の温度を検出する温度検出手段である。この外気温度センサ５０は、検出結果である外気温度を温度信号として制御部６０に与えるものである。

制御部６０は、記憶部７０に記憶されたプログラムやデータに従って差圧調整装置１０の動作を統括的に制御するものであり、設定処理部６１、入力処理部６２、比較処理部６３、出力処理部６４、運転決定処理部６５を備えている。尚、制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

設定処理部６１は、例えばリモートコントローラ等の専用端末やスマートフォンやタブレット等の携帯情報端末等の入力部８０を通じて設定入力が行われた場合に、各種の設定を行いつつその設定内容を記憶部７０に記憶させるものである。これにより、記憶部７０には、後述する処理での閾値となる差圧目標値や、駆動停止温度情報（例えば、下限値が１５℃で上限値が２５℃となる駆動停止温度範囲を含む情報）が格納されることとなる。

入力処理部６２は、差圧検知部３０から差圧信号として与えられた差圧検知値や、外気温度センサ５０から温度信号として与えられた外気温度を入力するものである。比較処理部６３は、後述する処理において、入力処理部６２を通じて入力した外気温度と、駆動停止温度範囲の下限値及び上限値とを比較したり、入力処理部６２を通じて入力した差圧検知値と、差圧目標値とを比較したりするものである。

出力処理部６４は、給気ファン４０の駆動源であるモータ４１に対して、駆動停止指令、回転数増大指令、回転数低減指令等を与えるものである。運転決定処理部６５は、後述する運転決定処理現在の日時が予め決められた月日の夜間にあるにあるか否かを判断して、運転決定を行うものである。

図４は、図２に示した制御部６０が実施する処理内容を示すフローチャートである。かかる処理内容を説明しながら、差圧調整装置１０の動作について説明する。

制御部６０は、入力処理部６２を通じて外気温度（Ｔ）を入力したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。外気温度（Ｔ）を入力したと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御部６０は、比較処理部６３を通じて記憶部７０より駆動停止温度情報を読み出す（ステップＳ１０２）。その一方、外気温度（Ｔ）を入力していないと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御部６０は、上述したステップＳ１０１の処理を繰り返す。

駆動停止温度情報を読み出した制御部６０は、比較処理部６３を通じて、外気温度（Ｔ）が駆動停止温度範囲の下限値（１５℃）以上であるか否か、並びに外気温度（Ｔ）が駆動停止温度範囲の上限値（２５℃）以下であるか否かを比較する（ステップＳ１０３，ステップＳ１０４）。すなわち、制御部６０は、外気温度（Ｔ）が駆動停止温度範囲（１５℃以上２５℃以下）にあるか否かを比較する。

外気温度（Ｔ）が駆動停止温度範囲の下限値（１５℃）以上で上限値（２５℃）以下である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ，ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じて給気ファン４０に駆動停止指令を与えて駆動停止にさせ（ステップＳ１０５）、その後に今回の処理を終了する。

一方、外気温度（Ｔ）が駆動停止温度範囲の下限値（１５℃）未満、あるいは上限値（２５℃）を上回る場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ，ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御部６０は、差圧調整処理を実施する。

図５は、図４に示した差圧調整処理の処理内容を示すフローチャートである。この差圧調整処理において制御部６０は、入力処理部６２を通じて差圧信号を入力したか否かを判断する（ステップＳ１１１）。差圧信号を入力したと判断した場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、制御部６０は、比較処理部６３を通じて記憶部７０より差圧目標値を読み出す（ステップＳ１１２）。その一方、差圧信号を入力していないと判断した場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、制御部６０は、上述したステップＳ１１１の処理を繰り返す。

差圧目標値を読み出した制御部６０は、比較処理部６３を通じて、差圧信号に含まれる差圧検知値が差圧目標値以下であるか否かを比較する（ステップＳ１１３）。差圧検知値が差圧目標値以下である場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数増大指令を送出して給気ファン４０の回転数を増大させ（ステップＳ１１４）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が増大し、店内１の圧力が上昇する方向に推移する。

その一方、差圧検知値が差圧目標値以下でない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数低減指令を送出して給気ファン４０の回転数を低減させ（ステップＳ１１５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が減少し、店内１の圧力が下降する方向に推移する。このような差圧調整処理を実施した制御部６０は、その後に今回の処理を終了する。

また上述した制御部６０は、図４及び図５に例示した処理に変えて、次のような運転決定処理を行ってもよい。

図６は、図２に示した制御部６０が実施する運転決定処理の処理内容を示すフローチャートである。かかる処理内容を説明しながら、差圧調整装置１０の動作について説明する。

運転決定処理において制御部６０は、運転決定処理部６５を通じて、現在の日時が６月１日～９月３０日に該当するか否か、並びに現在の日時が夜間（１９時～７時）に該当するか否かを判断する（ステップＳ２１０，ステップＳ２２０）。

現在の日時が６月１日～９月３０日で、かつ夜間（１９時～７時）に該当する場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ，ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、制御部６０は、防虫運転処理を実施する（ステップＳ２３０）。

図７は、図６に示した防虫運転処理の処理内容を示すフローチャートである。尚、この防虫運転処理は、上述した差圧調整処理と同様の処理内容であり、差圧目標値が例えば５Ｐａと規定されている。

この防虫運転処理において制御部６０は、入力処理部６２を通じて差圧信号を入力したか否かを判断する（ステップＳ２３１）。差圧信号を入力したと判断した場合（ステップＳ２３１：Ｙｅｓ）、制御部６０は、比較処理部６３を通じて記憶部７０より差圧目標値（５Ｐａ）を読み出す（ステップＳ２３２）。その一方、差圧信号を入力していないと判断した場合（ステップＳ２３１：Ｎｏ）、制御部６０は、上述したステップＳ２３１の処理を繰り返す。

差圧目標値を読み出した制御部６０は、比較処理部６３を通じて、差圧信号に含まれる差圧検知値が５Ｐａ以下であるか否かを比較する（ステップＳ２３３）。差圧検知値が５Ｐａ以下である場合（ステップＳ２３３：Ｙｅｓ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数増大指令を送出して給気ファン４０の回転数を増大させ（ステップＳ２３４）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が増大し、店内１の圧力が上昇する方向に推移する。

その一方、差圧検知値が５Ｐａ以下でない場合（ステップＳ２３３：Ｎｏ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数低減指令を送出して給気ファン４０の回転数を低減させ（ステップＳ２３５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が減少し、店内１の圧力が下降する方向に推移する。このような防虫運転処理を実施した制御部６０は、その後に今回の運転決定処理を終了する。

ところで、現在の日時が６月１日～９月３０日ではない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、あるいは夜間（１９時～７時）に該当しない場合（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、制御部６０は、通常運転処理を実施する（ステップＳ２４０）。

図８は、図６に示した通常運転処理の処理内容を示すフローチャートである。尚、この通常運転処理は、上述した差圧調整処理と同様の処理内容であり、差圧目標値が例えば０Ｐａと規定されている。

この通常運転処理において制御部６０は、入力処理部６２を通じて差圧信号を入力したか否かを判断する（ステップＳ２４１）。差圧信号を入力したと判断した場合（ステップＳ２４１：Ｙｅｓ）、制御部６０は、比較処理部６３を通じて記憶部７０より差圧目標値（０Ｐａ）を読み出す（ステップＳ２４２）。その一方、差圧信号を入力していないと判断した場合（ステップＳ２４１：Ｎｏ）、制御部６０は、上述したステップＳ２４１の処理を繰り返す。

差圧目標値を読み出した制御部６０は、比較処理部６３を通じて、差圧信号に含まれる差圧検知値が０Ｐａ以下であるか否かを比較する（ステップＳ２４３）。差圧検知値が０Ｐａ以下である場合（ステップＳ２４３：Ｙｅｓ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数増大指令を送出して給気ファン４０の回転数を増大させ（ステップＳ２４４）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が増大し、店内１の圧力が上昇する方向に推移する。

その一方、差圧検知値が０Ｐａ以下でない場合（ステップＳ２４３：Ｎｏ）、制御部６０は、出力処理部６４を通じてモータ４１に回転数低減指令を送出して給気ファン４０の回転数を低減させ（ステップＳ２４５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。これによれば、店外２から店内１への給気量が減少し、店内１の圧力が下降する方向に推移する。このような通常運転処理を実施した制御部６０は、その後に今回の運転決定処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施の形態である差圧調整装置１０によれば、基準圧力損失部２１よりも与える差圧が小さい第１低圧力損失部２２及び第２低圧力損失部２３が、ダクト２０の内部であって基準圧力損失部２１より店外２側となる個所に設けられているので、差圧検知部３０にて差圧を検知する領域では、第１低圧力損失部２２及び第２低圧力損失部２３で段階的に十分に圧力が損失した状態の空気の差圧を検知することができ、店外２の環境（強風等）やダクト２０の形状等に影響を受けずに、差圧を良好に検知することができる。

上記差圧調整装置１０によれば、差圧検知部３０が、ダクト２０の内部の空気の流通方向に対して直交する垂直成分で差圧を検知するので、空気の流通方向成分の影響を受けない。従って、基準圧力損失部２１の店内１側の静圧と店外２側の静圧との差圧を良好に検知することができる。

また上記差圧調整装置１０によれば、制御部６０が、外気温度が駆動停止温度範囲（１５℃以上２５℃以下）である場合に、給気ファン４０の駆動を駆動停止にさせるので、外気が例えば店内１の温度を管理する空調装置の負荷が小さい温度にあるときに、給気ファン４０の駆動を停止させて消費電力を低減させて省エネルギー化を図ることができる。

更に上記差圧調整装置１０によれば、制御部６０が、現在の日時が６月１日から９月３０日で、かつ夜間（１９時～７時）に該当する場合、防虫運転処理を実施して差圧検知値が５Ｐａとなるよう給気ファン４０を駆動させるので、店内１への虫等の侵入を規制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、基準圧力損失部２１の店外２側に第１低圧力損失部２２及び第２低圧力損失部２３を設けていたが、本発明においては、基準圧力損失部の室外側に少なくとも１つの低圧力損失部が設けられていればよい。

上述した実施の形態では、基準圧力損失部２１は、１つの基準オリフィス２１ａが形成されて構成され、第１低圧力損失部２２及び第２低圧力損失部２３は、それぞれ１つの第１低圧オリフィス２２ａ及び第２低圧オリフィス２３ａが形成されていたが、本発明においては、基準圧力損失部及び低圧力損失部は、差圧を与えることができればよいので、複数のオリフィスが形成されて構成されていてもよいし、メッシュ材等により構成されていてもよい。

上述した実施の形態では、外気温度が駆動停止温度範囲にある場合に、給気ファン４０の駆動を停止させていたが、本発明においては、外気温度が駆動停止温度範囲にあっても、給気ファンを駆動させてもよい。

１店舗内部
２店舗外部
１０差圧調整装置
２０ダクト
２１基準圧力損失部
２１ａ基準オリフィス
２２第１低圧力損失部
２２ａ第１低圧オリフィス
２３第２低圧力損失部
２３ａ第２低圧オリフィス
３０差圧検知部
４０給気ファン
５０外気温度センサ
６０制御部
６１設定処理部
６２入力処理部
６３比較処理部
６４出力処理部
６５運転決定処理部
７０記憶部

Claims

対象となる室の内部と外部とを連通する態様で配設されたダクトと、
前記ダクトの内部に設けられ、任意の差圧を与える基準圧力損失部と、
前記基準圧力損失部の室内側と室外側との差圧を検知する差圧検知部と
を備え、
前記室の内部と外部との差圧を調整するための差圧調整装置であって、
前記ダクトの内部であって前記基準圧力損失部より室外側となる個所に少なくとも１つ設けられ、かつ該基準圧力損失部よりも与える差圧が小さい低圧力損失部を備え、
前記基準圧力損失部は、１つの第１オリフィスにより構成され、
前記低圧力損失部は、前記第１オリフィスよりも拡径となる１つの第２オリフィスにより構成されたことを特徴とする差圧調整装置。
前記差圧検知部は、前記ダクトの内部の空気の流通方向に対して直交する垂直成分で差圧を検知することを特徴とする請求項１に記載の差圧調整装置。
前記室の外部より内部に空気を供給する給気手段と、
前記差圧検知部による検知結果が予め設定された圧力差に近接する態様で前記給気手段を駆動させる制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の差圧調整装置。
前記制御部は、前記室の外部の温度が予め決められた温度範囲にある場合、前記差圧検知部の検知結果に関わらず前記給気手段を駆動停止にさせることを特徴とする請求項３に記載の差圧調整装置。
前記制御部は、現在の日時が予め決められた月日の夜間にあると判断した場合、前記室の内部の圧力が該室の外部の圧力よりも大きくなる態様で前記給気手段を駆動させることを特徴とする請求項３に記載の差圧調整装置。