KR20200030548A

KR20200030548A - 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치 및 공조 설비

Info

Publication number: KR20200030548A
Application number: KR1020207002598A
Authority: KR
Inventors: 토시로 키사키바루; 이사오 혼보리; 아키라 야마자키
Original assignee: 콘도 고교 가부시키가이샤; 니혼 캠브리지 필터 가부시키가이샤
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-03-20
Also published as: JP7293111B2; WO2019009379A1; US20200149766A1; KR102454372B1; CN110892204A; JPWO2019009379A1; EP3650773A4; EP3650773A1; US11480352B2; CN110892204B

Abstract

본 발명의 과제는, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘(clogging)을 측정할 수 있는 측정 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 눈막힘 측정 장치는, 덕트(10)를 통해 기체(40, 42)를 송풍하는 블로어(blower; 30)와, 덕트(10)에 배치되어, 기체 중의 부유물을 포착하는 필터(20)를 구비하는 공조(空調) 설비(2)에 있어서, 덕트(10) 내에 설치된 음압(音壓) 측정기(26)와, 음압 측정기(26)에서 측정된 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치(70)와, 데이터 처리 장치(70)에서 추출된 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터의 눈막힘을 추정하는 추정 장치(70)를 구비한다.

Description

공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치 및 공조 설비

[0001] 본 발명은, 공조(空調) 설비의 필터의 눈막힘(clogging) 측정 장치 및 공조 설비에 관한 것이다. 특히, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있는 장치, 및, 그 장치를 구비하는 공조 설비에 관한 것이다.

[0002] 공조 설비의 공기 청정 기기 루프는, 주로, 공기를 거두어 들여 반송(搬送)하는 블로어(blower)와, 해당 공기 중의 먼지를 제거하는 필터로 구성된다. 공조 설비에서는, 먼지에 의해 필터의 눈막힘이 발생하여, 압력 손실이 커지면, 소정의 공기량이 공급되지 않게 된다. 따라서, 필터는 정기적으로 세정 혹은 교환할 필요가 있다. 압력 손실은, 필터의 상류측과 하류측 간의 압력차(差)를 측정하는 차압계를 설치하여 측정된다. 그러나, 압력 손실은, 반송되는 공기의 유량에 따라 변동되므로, 유량을 계측하는 유량계와 유량을 조정하는 유량 조정기를 설치하고, 기준의 유량으로 조정하여 압력 손실을 측정하거나, 계측한 유량에 근거하여 측정한 압력 손실을 보정할 필요가 생긴다. 이러한 압력 손실 검출 유닛은, 장치가 증가되며, 고가이고 메인티넌스(maintenance)도 복잡해지기 때문에, 대형의 공조 설비 이외에는 채용되지 않는다. 따라서, 보다 간편하게, 그리고, 직접적으로 필터의 눈막힘을 측정하는 기술에 대한 요구가 존재한다.

[0003] 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 에어 필터 내에 적외선의 반사 패턴을 설치하고, 에어 필터의 일차측에 설치한 적외선 광원으로부터 조사되어, 반사 패턴에서 반사된 적외선을 수광하는 센서로 패턴을 인식하여 눈막힘을 측정하는 방법이 개시(開示)되어 있다. 그러나, 이 발명에서는, 공조 설비에 적외선 광원을 설치할 필요가 있고, 또한, 에어 필터에도 반사 패턴을 설치하게 되어, 커다란 설비를 설치할 필요가 생기게 된다.

[0004] 또한, 특허문헌 2에 기재된 발명에서는, 에어 필터의 상류측과 하류측에 설치한 수광부에 의해 환경광(環境光)을 수광하고, 수광된 광량의 차에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정한다. 그러나, 이 발명에서는, 환경광의 강도의 영향을 받기 때문에, 측정 개소(個所)가 제한되어 버린다.

일본 특허공개공보 제2013-160449호 일본 특허공개공보 제2016-70505호

[0005] 따라서, 본 발명은, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있는 측정 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

[0007] 본 발명의 제1 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, 덕트(10)를 통해서 기체(40, 42)를 송풍하는 블로어(30)와, 덕트(10)에 배치되어, 기체 중의 부유물을 포착하는 필터(20)를 구비하는 공조 설비(2)에 있어서: 덕트(10) 내에 설치된 음압(音壓) 측정기(26)와; 음압 측정기(26)에서 측정된 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치(70)와; 데이터 처리 장치(70)에서 추출된 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터의 눈막힘을 추정하는 추정 장치(70)를 구비한다.

[0008] 이와 같이 구성하면, 덕트에 설치된 음압 측정기에서 음압 데이터를 측정하고, 특정 주파수의 음압을 추출하여, 추출된 음압 데이터의 변화로부터 필터의 눈막힘을 추정하므로, 간편한 설비의 눈막힘 측정 장치를 제공할 수 있다. 또한, 특정 주파수의 음압 데이터만을 이용하므로, 노이즈 음압을 제거할 수 있어, 신뢰성 높은 측정이 된다.

[0009] 본 발명의 제2 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 음압 측정기(26)가 덕트(10)의 필터(20)보다 블로어(30)측에 배치된다. 이와 같이 구성하면, 음압 측정기가 필터보다 블로어측에 배치되므로, 음압 측정기는, 블로어에서 발생하고 필터에서 반사된 특정 주파수의 음압에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0010] 본 발명의 제3 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 음압 측정기(26)가 덕트(10)의 필터(20)에 대해 블로어(30)와 반대측에 배치된다. 이와 같이 구성하면, 음압 측정기가 필터에 대해 블로어와 반대측에 배치되므로, 음압 측정기는, 블로어에서 발생하여 필터를 통과한 특정 주파수의 음압에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0011] 본 발명의 제4 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 제1~3 중 어느 하나의 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 특정 주파수가, 블로어(30)의 고유 주파수이다. 이와 같이 구성하면, 특정 주파수가 블로어의 고유 주파수이므로, 고유 주파수를 가지는 블로어에서 발생한 음압을 이용하여, 필터에서 반사되거나 또는 필터를 통과한 음압에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0012] 본 발명의 제5 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1~3 중 어느 하나의 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 덕트(10) 내에 고유 주파수의 소리를 생성하는 버저(buzzer; 28)를 구비하며, 특정 주파수가, 버저(28)의 고유 주파수이다. 이와 같이 구성하면, 덕트 내에 버저를 구비하고, 특정 주파수가, 버저의 고유 주파수이므로, 버저에서 발생한 음압을 이용하여, 필터에서 반사되거나 또는 필터를 통과한 음압에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0013] 본 발명의 제6 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 예컨대 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1~3 중 어느 하나의 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 덕트(10) 내에, 필터(20)에 의해 정한 주파수의 소리를 생성하는 발신기(60)와 스피커(62)를 구비하며, 특정 주파수가, 발신기(60)와 스피커(62)에서 생성되는 소리의 주파수이다. 이와 같이 구성하면, 필터에 의해 정해지는 특정 주파수의 음압을 이용하여, 필터에서 반사되거나 또는 필터를 통과한 음압에 근거하여, 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0014] 본 발명의 제7 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치는, 제1~6 중 어느 하나의 양태에 따른 측정 장치에 있어서, 추정 장치(70)는, 특정 주파수의 음압 데이터가 필터(20)의 눈막힘에 수반하여 변화하는 것에 기초하여 추정한다. 이와 같이 구성하면, 특정 주파수의 음압 데이터가 필터의 눈막힘에 수반하여 변화하는 것에 기초하여 추정하므로, 노이즈 음압의 영향을 받지 않고, 필터의 눈막힘을 정확하게 측정할 수 있다.

[0015] 본 발명의 제8 양태에 따른 공조 설비는, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1~7 중 어느 하나의 양태에 따른 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치와, 덕트(10)와, 블로어(30)와, 필터(20)를 구비한다. 이와 같이 구성하면, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있는 측정 장치를 구비한 공조 설비가 된다.

[0016] 본 발명의 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치에 의하면, 덕트를 통해서 기체를 송풍하는 블로어와, 덕트에 배치되어, 기체 중의 부유물을 포착하는 필터를 구비하는 공조 설비에 있어서, 덕트 내에 설치된 음압 측정기와, 음압 측정기에서 측정된 음압 데이터로부터 특정 주파수 성분의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치와, 상기 데이터 처리 장치에서 추출된 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터의 눈막힘을 추정하는 추정 장치를 구비하여, 덕트에 설치된 음압 측정기에서 음압 데이터를 측정하고, 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여 필터의 눈막힘을 추정하므로, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다.

[0017] 또한, 본 발명의 공조 설비는, 상술한 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치와, 덕트와, 블로어와, 필터를 구비하므로, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있는 측정 장치를 구비한 공조 설비가 된다.

[0018] 본 출원은, 일본에서 2017년 7월 6일에 출원된 일본특허출원 제2017-132540호에 근거하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서, 그 일부를 형성한다.

또한, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 완전히 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정한 실시예는, 본 발명의 바람직한 실시형태이며, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 본 상세한 설명으로부터, 다양한 변경이나 개변(改變)이, 당업자에게 있어서 분명하기 때문이다.

출원인은, 기재된 실시형태 중 어느 것도 공중(公衆)에게 헌상할 의도는 없으며, 개시된 개변이나, 대체안 중, 특허 청구의 범위 내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론하에서의 발명의 일부로 한다.

본 명세서 혹은 청구범위의 기재에 있어서, 명사 및 유사한 지시어의 사용은, 특별히 지시되지 않는 한, 또는 문맥에 의해 명료하게 부정되지 않는 한, 단수 및 복수의 양쪽을 포함하는 것으로 해석해야 한다. 본 명세서 중에서 제공된 어떠한 예시 또는 예시적인 용어(예컨대, 「등」)의 사용도, 단지 본 발명의 설명을 용이하게 하고자 하는 의도에 지나지 않으며, 특별히 청구범위에 기재하지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 가하는 것이 아니다.

[0019] 도 1은, 본 발명의 효과를 확인하는 데 이용한 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 2는, 블로어 날개의 음압의 필터에 있어서의 반사를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 시험 장치에서의 측정 결과로서, 필터에서의 압력 손실과 음압 데이터의 특정 주파수의 파고치(peak value, 波高値)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는, 블로어 날개의 음압의 필터 투과를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 5는, 도 4에 나타낸 시험 장치에서의 측정 결과로서, 필터에서의 압력 손실과 음압 데이터의 특정 주파수의 파고치의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은, 버저의 음압의 필터에 있어서의 반사를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 7은, 버저의 음압의 필터 투과를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 8은, 도 7에 나타낸 시험 장치에서의 측정 결과로서, 필터에서의 압력 손실과 음압 데이터의 특정 주파수의 파고치의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9는, 필터의 종류를 바꾸어, 음압의 주파수에 대한 투과 음압 감쇠를 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은, 발신기와 스피커에 의해 발생하는 음압의 필터 투과를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.
도 11은, 발신기와 스피커에 의해 발생하는 음압의 필터에 있어서의 반사를 측정하는 수평형 필터 시험 장치의 개략도이다.

[0020] 이하에서는, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 참고로, 각 도면에 있어서, 서로 동일하거나 또는 상응하는 장치에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 1은, 전형적인 공조 설비를 본뜬 수평형 필터 시험 장치(1)의 개략도이다. 여기서, 수평형 필터 시험 장치(1)를, 공조 설비(1)라 칭하는 경우도 있다. 덧붙여, 다른 수평형 필터 시험 장치(2, 3, 4, 5, 6, 7)에 대해서도, 공조 설비(2, 3, 4, 5, 6, 7)라 칭하는 경우도 있다.

[0021] 수평형 필터 시험 장치(1)는, 송풍되는 기체의 유로를 형성하는 덕트(10)와, 덕트를 통해 기체를 송풍하는 블로어(30)와, 기체 중의 부유물을 포착하는 필터(20)를 구비한다. 덕트(10)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 단면(斷面)이 직사각형인 각진 덕트를 이용한다. 덕트(10)는 흡기구(12)로부터 수평 방향으로 연장되어 있으며, 흡기구(12)와 상대되는 측에 블로어(30)가 설치된다. 덕트(10)는, 블로어(30)의 측에서 직각으로 구부러지며, 구부러진 선단에 배기구(14)를 가진다. 덧붙여, 덕트(10)의 형상은 상기의 내용에 한정되지 않는다.

[0022] 블로어(30)는, 수평형 필터 시험 장치(1)에서는, 흡기(吸氣) 블로어가 이용된다. 즉, 블로어(30)의 작동에 의해, 흡기구(12)로부터 거두어들인 기체(40)를, 필터(20)를 통과시켜서 덕트(10) 내를 흡인한다. 필터(20)를 통과한 기체(42)는, 블로어(30)가 위치한 곳에서, 덕트(10)의 구부러진 형상을 따라 구부러져, 배기구(42)로부터 배기된다. 블로어(30)는, 덕트(10) 밖에 설치된 모터 등의 구동 장치(32)에 의해 구동된다. 블로어(30)를 필터(20)의 상류측에 배치하고, 블로어(30)를 배기(排氣) 블로어로 해도 된다.

[0023] 필터(20)는, 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터, ULPA(Ultra Low Penetration Air) 필터, 혹은, 중성능(中性能)의 필터여도 된다. 수평형 필터 시험 장치(1)에서는, HEPA 필터를 이용하였다.

[0024] 필터(20)의 상류측과 하류측의 압력차로부터 필터(20)의 압력 손실을 측정하는 필터 압력 측정기(22)가, 필터(20)를 사이에 두고 설치된다. 필터(20)의 상류측의 압력계와 하류측의 압력계라는 2개의 압력계를 이용하여 압력차를 측정해도 된다.

[0025] 또한, 필터(20)의 하류에 유량 조정기(24)가 설치된다. 유량 조정기(24)는, 풍량 조정 댐퍼와 같이 덕트(10) 내의 유로 면적을 좁혀, 덕트 내의 풍량을 조정하는 장치이다. 도 1에서는, 1개의 날개로 묘사되어 있지만, 날개는 복수 개여도 된다. 또한, 유량 조정기(24)는, 덕트(10) 내에서 송풍되는 기체의 유량을 측정한다. 또한, 기체의 유량은, 유량 조정기와는 별개로 유량 측정기를 구비하여 측정해도 된다.

[0026] 수평형 필터 시험 장치(1)에서는, 흡기구(12) 근처에 먼지 발생기(46)를 배치한다. 먼지 발생기(46)는, 필터(20)에 의해 포착되는 기체 중의 부유물을 발생시키는 장치이다. 부유물의 종류는 한정되지 않는다. 수평형 필터 시험 장치(1)에서는, 장뇌(樟腦)를 연소시키고, 그 연기를 흡기구(12)로부터 흡입하여, 필터(20)에 의해 포착하는 구성으로 하였다. 즉, 장뇌의 연기 입자가 필터(20)에 퇴적됨으로써, 필터(20)에 눈막힘이 발생한다.

[0027] 도 2는, 도 1에 나타낸 수평형 필터 시험 장치(1)에 음압 검출용 마이크(26)를 설치한 수평형 필터 시험 장치(2)의 개략도이다. 수평형 필터 시험 장치(2)에서는, 음압 측정기로서의 음압 검출용 마이크(26)를 필터(20)의 하류측에 배치하였다. 음압 검출용 마이크(26)는, 특별히 한정되지 않으며, 시판되는 마이크로폰이어도 된다.

[0028] 수평형 필터 시험 장치(2)는, 제어 장치(70)를 구비한다. 제어 장치(70)는, 음압 검출용 마이크(26)에서 측정한 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치로서의 기능을 가진다. 데이터 처리에서는, 측정한 음압 데이터를 푸리에 변환(Fourier transform)하여, 주파수 영역의 데이터로 변환한다. 그리고, 특정 주파수의 데이터만을 추출한다. 추출한 데이터를 역푸리에 변환(inverse Fourier transform)하여 시간 영역의 음압 데이터를 산정한다. 이와 같이, 특정 주파수만의 음압 데이터를 추출한다. 또한, 제어 장치(70)는, 추출한 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터(20)의 눈막힘, 즉 눈막힘의 정도, 혹은, 필터(20) 교환의 필요성 등을 추정하는 추정 장치로서의 기능을 가진다. 또한, 측정한 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치와, 추출한 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여 필터(20)의 눈막힘을 추정하는 추정 장치는, 각각 독립된 장치여도 되고, 제어 장치(70)와 같이 하나의 장치에서 두 가지 기능을 구비하고 있어도 된다. 또한, 제어 장치(70)는, 공조 설비를 운전하기 위한 제어 장치에 두 가지 기능을 부가하는 것이면 된다. 혹은, 제어 장치(70)로서, 시판되는 퍼스널 컴퓨터 등을 이용해도 된다. 이와 같이, 음압 측정기로서의 음압 검출 마이크(26)와, 측정한 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치로서의 제어 장치(70)와, 추출한 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터(20)의 눈막힘을 추정하는 추정 장치로서의 제어 장치(70)로, 눈막힘 측정 장치를 구성한다.

[0029] 우선, 수평형 필터 시험 장치(2)의 운전을 개시(開始)한다. 운전을 개시하면 블로어(30)가 회전하여, 음압(50)을 발생시킨다. 필터(20)에 부유물이 퇴적되어 있지 않은 상태에서의 음압을 측정하기 위해, 운전 개시 시의 음압을 측정한다. 음압 검출 마이크(26)에서 검출한 음압 데이터는, 제어 장치(70)에 송신되어, 특정 주파수의 데이터만을 추출한다. 특정 주파수로서는, 장치에 고유하므로, 블로어(30)의 고유 주파수로 하는 것이, 바람직하다. 블로어(30)의 회전수가 3600rpm이고, 날개가 10개라고 하면, 고유 주파수는 600Hz가 된다. 따라서, 예컨대 600Hz±50Hz인 성분의 데이터만을 추출한다. 즉, 특정 주파수의 음압 데이터란, 특정 주파수의 위아래에 폭을 가지는 주파수의 음압 데이터이면 된다. 추출한 데이터를 역푸리에 변환하여 시간 영역의 음압 데이터를 산정한다. 이와 같이, 특정 주파수만의 음압 데이터를 추출함으로써, 노이즈 음압을 제거할 수 있고, 음압 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 블로어(30)의 고유 주파수를 추출하므로, 음원(블로어(30))에서 발생하는 음압 데이터가 비교적 균일하여, 음원의 불균일의 영향이 적다. 나아가, 음원으로서 다른 장치를 구비할 필요가 없다.

[0030] 또한, 음압 데이터로부터 특정 주파수만을 추출하는 것은, 상술한 푸리에 변환 및 역푸리에 변환에 의한 방법에 한정되지는 않으며, 예컨대, 음압 데이터의 전기 신호를 필터링(로우패스 필터 및 하이패스 필터를 이용)하여 추출해도 된다.

[0031] 수평형 필터 시험 장치(2)의 운전을 계속한다. 수평형 필터 시험 장치(2)의 운전을 계속하면, 먼지 발생기(46)에서 발생한 부유물이 흡기구(12)로부터 흡입되어, 필터(20)에 의해 포착된다. 즉, 시간이 경과함에 따라, 필터(20)에 먼지가 퇴적되어, 눈막힘이 발생되어 간다. 또한, 필터(20)의 눈막힘에 수반하여, 필터(20)에서의 압력 손실이 증대되어, 덕트(10)에서 송풍되는 기체의 유량이 감소된다. 유량을 일정하게 하기 위해, 유량 조정기(24)에서 유량을 조정해도 된다. 그 경우, 유량 조정기(24)에 의해 측정한 유량이 일정해지도록, 풍량 조정 댐퍼를 조절한다. 수평형 필터 시험 장치(2)가 운전되는 동안, 음압 검출 마이크(26)에서 음압을 측정한다. 또한, 필터 압력 측정기(22)를 이용하여 필터(20)의 압력 손실을 측정한다.

[0032] 도 3은, 필터 압력 측정기(22) 및 유량 조정기(유량 측정기)(24)를 이용하여 측정한 필터(20)의 압력 손실을 가로축으로 하고, 음압 검출 마이크(26)에서 측정한 음압 데이터를 푸리에 변환 및 역푸리에 변환하여 추출한 음압 데이터의 특정 주파수의 파고치를 세로축으로 하여, 압력 손실과 음압 데이터의 파고치의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 3으로부터, 압력 손실이 증대되면, 파고치도 증대된다는 것을 알 수 있다.

[0033] 압력 손실이 증대된다는 것은, 필터(20)에 눈막힘이 증가되고 있음을 나타낸다. 눈막힘이 증가하면, 파고치가 증대하게 된다. 이것은, 눈막힘이 증가하면, 블로어(30)에서 발생하여, 덕트(10) 내부로 전해지는 음압(50)이, 필터(20)에서 보다 많이 반사되기 때문이라고 생각된다. 필터(20)의 눈막힘이 적을 때에는, 필터(20)를 투과하는 음압이 많고, 필터(20)에서 반사되는 음압(52)은 적다. 그러나, 눈막힘이 증가함으로써, 반사되는 성분(52)이 증가하고, 결과적으로 음압 검출 마이크(26)에서 측정되는 음압이 증대된다. 즉, 음압을 측정함으로써, 필터(20)의 눈막힘을 추정할 수 있다.

[0034] 도 4는, 수평형 필터 시험 장치(3)의 개략도이다. 수평형 필터 시험 장치(3)에서는, 음압 검출용 마이크(26)를 필터(20)의 상류측에 배치하였다. 또한, 필터(20)를 중성능 필터로 하였다. 나머지는, 수평형 필터 시험 장치(2)와 동일하다.

[0035] 도 5에, 수평형 필터 시험 장치(3)에서 측정한 압력 손실과 음압 데이터의 파고치의 관계를 나타낸다. 또한, 파선(破線) 그래프는, 참고로서 나타내는 근사(近似) 곡선이다. 도 5로부터, 압력 손실이 증대되면, 파고치가 감소됨을 알 수 있다. 눈막힘이 증가하면, 필터(20)를 투과하는 음압(54)(도 4 참조)이 감소되기 때문이라고 생각된다. 이와 같이, 음압 검출용 마이크(26)를 필터(20)의 상류측에 배치하더라도, 음압을 측정함으로써, 필터(20)의 눈막힘을 추정할 수 있다.

[0036] 도 6은, 수평형 필터 시험 장치(4)의 개략도이다. 수평형 필터 시험 장치(4)에서는, 버저(28)를 필터(20)의 하류측, 나아가 음압 검출용 마이크(26)의 하류측에 배치하였다. 나머지는, 수평형 필터 시험 장치(2)와 동일하다.

[0037] 버저(28)는, 고유 주파수의 음압을 발생시키므로, 음압을 이용한 필터의 눈막힘 측정 장치용의 음원으로서 적합하다. 버저(28)는, 특별히 한정되지 않지만, 수평형 필터 시험 장치(4)에서는 피에조 소자를 이용한 전자 버저이다. 버저(28)에서 발생한 음압(56)은, 필터(20)에서 반사된다. 수평형 필터 시험 장치(2)와 마찬가지로, 반사된 음압(58)은, 필터(20)의 눈막힘이 증가하면 증대되므로, 음압을 측정함으로써, 필터(20)의 눈막힘을 추정할 수 있다. 또한, 덕트(10) 내에 고유 주파수의 소리를 생성시키는 버저(28)도, 눈막힘 측정 장치의 일부가 된다.

[0038] 도 7은, 수평형 필터 시험 장치(5)의 개략도이다. 수평형 필터 시험 장치(5)에서는, 음압 검출 마이크(26)를 필터(20)의 상류측에 배치한 것 이외에는, 수평형 필터 시험 장치(4)와 동일하다. 수평형 필터 시험 장치(3)와 마찬가지로, 눈막힘이 증가하면, 필터(20)를 투과하는 음압(59)이 감소하므로, 음압을 측정함으로써, 필터(20)의 눈막힘을 추정할 수 있다.

[0039] 도 8에, 수평형 필터 시험 장치(5)에서 측정한 압력 손실과 음압 데이터의 파고치의 관계를 나타낸다. 또한, 파선의 그래프는, 참고로서 나타내는 근사 곡선이다. 수평형 필터 시험 장치(5)에서는, 버저(28)로서 3kHz의 주파수인 전자 버저를 이용하였다. 그리고, 제어 장치(70)에서는, 음압 검출 마이크(26)에서 측정한 음압 데이터를 푸리에 변환한 후, 3kHz±200Hz인 성분의 데이터만을 추출하고, 역푸리에 변환하여, 그 파고치를 산출하였다. 필터(20)의 압력 손실의 증가에 수반하여, 파고치는 현저히 감소하였다.

[0040] 또한, 음원으로서의 버저(28)는, 블로어(30)를 음원으로서 사용하는 것이 적절하지 않을 때 이용된다. 예컨대, 유량을 조정하기 위해 인버터 등으로 블로어(30)의 회전수를 가변(可變)되게 하여, 블로어(30)의 고유 주파수가 정해지지 않는 경우 등이다.

[0041] 도 7에 나타낸 수평형 필터 시험 장치(5)에 있어서, 필터(20)의 종류를 바꾸고, 또한 발생하는 음압의 주파수를 변화시켜, 투과 음압 감쇠를 조사하였다. 필터의 종류로서는, 중성능 필터(포집 효율 60%)와, 중성능 필터(포집 효율 90%)와, 고성능 필터(HEPA 필터, 포집 효율 99.99%)를 이용하였다. 또한, 음압의 주파수는, 7kHz에서 13kHz까지 변화시켰다. 각각의 필터를 세팅하여, 시험 개시 시의 초기 투과 음압과, 사양(仕樣)으로 정해지는 한계의 압력 손실까지 사용한 후의 최종 투과 음압을 측정하고, 그 차(差)로서 투과 음압 감쇠를 구하였다.

[0042] 도 9에 측정한 결과를 나타낸다. 도 9로부터도 분명히 알 수 있는 바와 같이, 음압의 주파수에 의해 투과 음압 감쇠가 변화하며, 필터의 종류에 따라, 투과 음압 감쇠가 피크가 되는 음압의 주파수가 달라진다. 중성능 필터(포집 효율 60%)에서는 12kHz에서, 중성능 필터(포집 효율 90%)와 고성능 필터에서는, 10kHz에서 투과 음압 감쇠가 피크가 된다. 필터에 의해 반사되는 음압도, 유사한 경향을 가지는 것으로 추정된다. 즉, 버저(28) 대신에, 주파수를 바꿀 수 있는 발신기와 스피커를 이용함으로써, 압력 손실을 보다 양호한 감도로 측정할 수 있다.

[0043] 도 10에, 발신기(60)와 스피커(62)를 구비한 수평형 필터 시험 장치(6)를 나타낸다. 수평형 필터 시험 장치(6)에서는, 스피커(62)를 필터(20)의 상류측에 배치하고, 음압 검출 마이크(26)를 필터(20)의 하류측에 배치하고, 스피커(62)에서 생성된 음압(64)을 이용하여 필터(20)를 투과한 음압(66)을 음압 검출 마이크(26)에서 검출한다. 도 11에, 발신기(60)와 스피커(62)를 구비한 수평형 필터 시험 장치(7)를 나타낸다. 수평형 필터 시험 장치(7)에서는, 스피커(62)를 필터(20)와 음압 검출 마이크(26)를 필터(20)의 하류측에 배치하고, 스피커(62)에서 생성된 음압(64)을 이용하여 필터(20)에서 반사된 음압(68)을 음압 검출 마이크(26)에서 검출한다. 참고로, 발신기(60)는, 제어 장치(70)의 일부여도 된다.

[0044] 수평형 필터 시험 장치(6) 및 수평형 필터 시험 장치(7)에서는, 음압의 주파수를 필터(20)의 종류에 따라, 투과 음압 감쇠 혹은 반사 음압 감쇠(이후 「투과 음압 감쇠 등」이라 함)가 높아지는 주파수로 설정할 수 있으므로, 양호한 감도로 투과 음압 감쇠 등을 측정할 수 있다. 또한, 통상적으로는, 전기 신호의 필터링에서는 추출하는 정밀도(精度)가 저하되므로, 푸리에 변환 및 역푸리에 변환에 의한 방법이 바람직하다. 그러나, 음압의 주파수를 10kHz 정도의 고주파수로 설정할 수 있고, 한편, 블로어(30)나 다른 공조 설비의 기기로부터 발생하는 노이즈는 2~3kHz 이하가 주체(主體)이며, 이 때문에, 특정 주파수의 음압의 추출은, 전기 신호의 필터링에 의해 용이하게 실현될 수 있다. 결과적으로, 데이터 처리 장치가 간단해진다.

[0045] 공장과 같이 공조 설비를 다수 사용하는 곳은, 눈막힘의 측정점을 다수 필요로 하게 된다. 다수의 측정점으로부터의 음압 데이터를 푸리에 변환 및 역푸리에 변환하고자 하면, 계산 처리량이 방대해져, 1대의 데이터 처리 장치, 예컨대 공장의 중앙 제어 장치로는 대응할 수 없게 될 우려가 있다. 그 때문에, 각 측정점에서 추출하는 것이 바람직하지만, 푸리에 변환 및 역푸리에 변환하는 데이터 처리 장치는 가격이 높다. 그에 반해, 전기 신호의 필터링에 의한 데이터 처리 장치는 가격도 낮고, 데이터 처리 장치를 간단하게 할 수 있는 이점이 크다.

[0046] 지금까지 설명한 바와 같이, 음압 검출 마이크(26)와, 제어 장치(70)와, 필요에 따라 버저(28) 혹은 발신기(60)와 스피커(62)로 공조 설비(2, 3, 4, 5, 6, 7)의 필터(20)의 눈막힘 측정 장치를 구성함으로써, 간편한 설비로 정확하게 필터의 눈막힘을 측정할 수 있다. 나아가, 구성 요소로서는, 시판되는 마이크로폰과, 필요에 따라 시판되는 버저(28) 혹은 발신기(60)와 스피커(62)와, 제어 장치(70)뿐이므로, 메인티넌스도 용이해진다.

[0047] 본 명세서 및 도면에서 이용한 주요 부호를, 이하에 정리하여 나타낸다.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 수평형 필터 시험 장치(공조 설비)
10 덕트
12 흡기구
14 배기구
20 필터
22 필터 압력 측정기
24 유량 조정기(유량 측정기)
26 음압 검출 마이크
28 버저
30 블로어
32 블로어 구동 모터
40 기체(필터 전)
42 기체(필터 후)
46 먼지 발생기
50 음압
52 (반사된) 음압
54 (투과한) 음압
56 버저의 음압
58 (반사된 버저의) 음압
59 (투과한 버저의) 음압
60 발신기
62 스피커
64 스피커의 음압
66 (투과한 스피커의) 음압
68 (반사된 스피커의) 음압
70 제어 장치(데이터 처리 장치, 추정 장치)

Claims

덕트를 통해서 기체를 송풍하는 블로어와, 상기 덕트에 배치되어, 기체 중의 부유물을 포착하는 필터를 구비하는 공조 설비에 있어서:
상기 덕트 내에 설치된 음압(音壓) 측정기와;
상기 음압 측정기에서 측정된 음압 데이터로부터 특정 주파수의 음압 데이터를 추출하는 데이터 처리 장치와;
상기 데이터 처리 장치에서 추출된 특정 주파수의 음압 데이터에 근거하여, 필터의 눈막힘(clogging)을 추정하는 추정 장치를 구비하는;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 음압 측정기가 상기 덕트의 상기 필터보다 상기 블로어측에 배치되는;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 음압 측정기가 상기 덕트의 상기 필터에 대해 상기 블로어와 반대측에 배치되는;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 주파수가, 상기 블로어의 고유 주파수인;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덕트 내에 고유 주파수의 소리를 생성하는 버저(buzzer)를 구비하며;
상기 특정 주파수가, 상기 버저의 고유 주파수인;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덕트 내에, 상기 필터에 의해 정한 주파수의 소리를 생성하는 발신기와 스피커를 구비하며;
상기 특정 주파수가, 상기 발신기와 스피커에서 생성되는 상기 소리의 주파수인;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추정 장치는, 상기 특정 주파수의 음압 데이터가 상기 필터의 눈막힘에 수반하여 변화하는 것에 기초하여 추정하는;
공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 공조 설비의 필터의 눈막힘 측정 장치와;
상기 덕트와;
상기 블로어와;
상기 필터를 구비하는;
공조 설비.