(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の空気調和装置は、コイル室の下流に隔壁で仕切られたプラグファン室が並列して設けられ、それぞれのプラグファン室には独立駆動する２台のファンモータ及び給気ファンを備え、
通常運転時は２台又はどちらか１台のファンモータ及び給気ファンを駆動するとともに、各給気ファンの下流の供給口には風圧により自動的に開口し風圧が無い場合には閉じる供給ダンパ独立して作動する供給ダンパをそれぞれ配置し、
いずれかの給気ファンが停止した異常運転時には対応する給気ファンの供給ダンパを自動的に閉じ、
いずれかの給気ファンのメンテナンス作業時にはメンテナンス対象の給気ファンの吸い込み口に蓋を用いて空気の吸い込みを遮断し、他方の給気ファンを稼働するようにしたことを特徴とする２台給気ファンを備えた空気調和装置。
【請求項２】
前記供給ダンパは、重り又はバネを用いて開閉を風圧により自動的に制御することを特徴とする請求項１に記載の２台給気ファンを備えた空気調和装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記給気ファンの回転軸は送風室の枠体の外側に配置したモータにより駆動されることを特徴とする２台給気ファンを備えた空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を調和する空調システムに係り、特に、ファンが故障する事故があった場合に、これに対処するための２台給気ファンを備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、コンピュータシステムの大型化に伴い、作業量も多くコンピュータシステムがダウンする事故が多く、その中でも、ファンモータの故障やファンの不具合が発生している。
コンピュータシステムがダウンするのを防ぐために、電源に関しては、例えば、特許文献１に開示されているように、商用電源の他にバックアップの無停電電源装置を配備したりしているが、ファン駆動モータの故障やファンの不具合が生じる事故も多かった。
【０００３】
このため、近時の大型の空気調和装置、例えば、大型のコンピュータルームでの空気調和装置は台数も多く、そのバックアップ用の空気調和装置の台数も多くしなければならず、そのために、大きなスペースも必要となり、経費が多額になるといった問題点があった。特に、通常運転時の空気調和装置とは別に同じ規格の予備の空気調和装置を待機させる形式、所謂、完全バックアップ方式では二台の独立駆動される空気調和装置の全体のサイズ、スペースをコンパクトにするのに限界があった。
このため、複数台の空気調和装置を配備し、複数台の空気調和装置と並列して、バックアップ用の予備の空気調和装置を配備して、複数台の空気調和装置のどれかが故障して送風が停止、あるは、冷房できなくなった場合には、その空気調和装置の背後の空気調和装置を稼働する空調システムが開発されている。
更に、本出願人らによって、特許文献２に示されるように、空気調和装置において、独立駆動する二台以上のファンモータ及び給気ファン並びに二台以上のコイルを備え、ファンモータは回転制御するためのインバータを備え、通常運転時は全てのファンモータを駆動するとともに全てのコイルを稼働し、どれか１台ファンが停止した異常運転時には、駆動しているファンモータの回転数をインバータにより高めるとともにコイルへの熱媒体の供給量を調整し、又は、どれか１台のコイルの稼働が停止した異常運転時には、稼働しているコイルへの熱媒体の供給量を調整して、通常運転時の空気調和状態とほぼ同等の状態に維持する空調システムを提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６９８１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した特許文献２の空気調和装置(システム)も、バックアップのために２台給気ファンを備えた空気調和装置ではあるが、電算室用として開発したものであるため、暖房用コイルは配置しておらず、電算室用であるため、通常運転時の空気調和状態とほぼ同等の状態に維持しなければならず、熱交換機であるコイルも二台備え、そのためのファンモータ回転制御するためのインバータもそれぞれ備える必要があった。すなわち、１台ファンが停止した異常運転時には駆動しているファンモータの回転数をインバータにより高めるとともにコイルへの熱媒体の供給量を調整する必要があり、又は、１台のコイルの稼働が停止した異常運転時には、稼働しているコイルへの熱媒体の供給量を調整する必要があった。
このため、通常の居室の空気調和装置では、暖房システムが必要であるが暖房コイルが配置されておらず、また、高価な冷却コイルを２台設けることや、駆動モータを制御するためのインバータを必要とすること、駆動モータへの複雑な制御手段を必要とする等の問題点があった。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、暖房も可能な通常の空気調和装置においても、制作費が安価であって保守も簡便で、１台のファン駆動モータやファンが故障した場合でも、空気調和装置を連続して駆動させ、且つ、その間に故障したファンの補修が可能であり、オフピーク時等の部分負荷時には省エネルギーが可能な２台給気ファンを備えた空気調和装置を提供するすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、１台の空気調和装置は、コイル室の下流に隔壁で仕切られたプラグファン室が並列して設けられ、それぞれのプラグファン室には独立駆動する２台のファンモータ及び給気ファンを備え、
通常運転時は２台又はどちらか１台のファンモータ及び給気ファンを駆動するとともに、各給気ファンの下流の供給口には風圧により自動的に開口し風圧が無い場合には閉じる供給ダンパ独立して作動する供給ダンパをそれぞれ配置し、
いずれかの給気ファンが停止した異常運転時には対応する給気ファンの供給ダンパを自動的に閉じ、
いずれかの給気ファンのメンテナンス作業時にはメンテナンス対象の給気ファンの吸い込み口に蓋を用いて空気の吸い込みを遮断し、他方の給気ファンを稼働するようにしたことを特徴とする２台給気ファンを備えた空気調和装置である。
請求項２の発明は、前記供給ダンパが、重り又はバネを用いて開閉を風圧により自動的に制御するようにした請求項１に記載の２台給気ファンを備えた空気調和装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記給気ファンの回転軸は送風室の枠体の外側に配置したモータにより駆動される２台給気ファンを備えた空気調和装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、１台の空気調和装置に２台のファン駆動モータ及び給気ファンを配備したもので、一方のファン駆動モータが故障したりファンに不具合が生じても、他方のファン駆動モータ及び給気ファンを稼働させて、通常運転時或いはほぼ通常運転時の約７０％程度の空気調和状態に維持することができ、かつ、空気調和装置を正常な他のファン駆動モータ及び給気ファンで連続して駆動させることができるので、その間に故障した給気ファンの補修が可能である。すなわち、メンテナンス作業に当たっては、メンテナンス対象の給気ファンを止め吸い込み口に蓋を用いて空気の吸い込みを遮断すれば、他方の給気ファンを継続して稼働できる。
また、オフピーク時等の部分負荷時には、一方のファン駆動モータ及び給気ファンを停止させ、１台のファン駆動モータ及び給気ファンを最も適正な状態で効率良く稼働させることができるので省エネルギーが可能となる。
さらに、各給気ファンの下流の供給口には風圧により自動的に開口し風圧が無い場合には閉じる供給ダンパをそれぞれ配置し、いずれかの給気ファンが停止した異常運転時には、対応する給気ファンの供給ダンパが自動的に閉じるようにしたので、複雑な制御系を必要とせず装置の製作費が安価で保守も簡便である。
また、基本的には空気調和装置の１台だけでバックアップ空気調和装置を配備する必要がなく制作費用を安価にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例の空気調和装置の全体の概略を示す正面図、
【図２】図１のファン室側からの側面図、
【図３】図１の給気ダンパ部分の部分断面における上方からの平面図、
【図４】本発明の実施例の２ファン→１ファン空気割合を示すグラフの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好適な２台給気ファンを備えた空気調和装置の実施例を図面に沿って説明する。
図１は空気調和装置１の全体の概略を示す正面図で、図２はファン室側からの側面図、図３は図１の平面図である。図１乃至図３において、空気調和装置１は、主に図１の右側の熱交換(コイル)室２と左側ファン室３からなっており、両室はファン室３の振動を熱交換室２に伝わるのを遮るために、連結キャンバス４で気密に連結されている。
【００１０】
熱交換(コイル)室２は、還気口(外気一部取り入れ)２１が還気ダクト(図示せず)に連結されていて、この還気口２１で居室等からの還気ＲＡを取り入れ、プレフィルター付きのフィルター２２、冷房用の冷却コイル２３、暖房用の加熱コイル２４、加湿を調整する水気化式加湿器２５の順に通過させて空気調和する。
この空気調和された空気はファン室３に導入されるが、ファン室３は２台の給気ファンであるプラグファン５a,５bのために隔壁３１で仕切られ並列して設けられ、それぞれのプラグファン室３２a,３２bが形成され、このそれぞれの室内にプラグファン５a,５bとこれらの給気ファンからの吹き出された空気を案内するが渦巻き状の空気案内板５１a,５１bが配置されており、これらのプラグファン５a,５bに対応して、ファン室３のファン室枠体３３の外側のモータ架台３４a,３４bを直結し、且つ、おのおののプラグファン５a,５bは、互いに独立して駆動可能な駆動モータ６a,６bが接続されている。
【００１１】
なお、駆動モータ６a,６bをファン室３のファン室枠体３３の外側に設けたのは、駆動モータ６a,６bを気密にファン室枠体３３の外側の適所にモータ架台３４a,３４bに据え付けてあるが、プラグファン５a,５bに交換作業や修理作業、及びメンテナンスが容易にでき、また、駆動モータ６a,６b自体の保守が容易であるのと、駆動モータ６a,６bの発熱による空気を、ファン室３の外側に放出するためである。
また、プラグファン５a,５bは駆動モータ６a,６bに直結させたので、従来のようなベルトや軸受けを必要としないので伝動ロスが少なく、軸動力を軽減するとともに、ベルト交換に関わる時間、材料費、メンテナンスコストを不要としている。
前記プラグファン５a,５bに対応して、ファンの下流には居室に調和された給気ＳＡを給気ダクト(図示さず)に連結する共通の供給口３５が設けられ、また、ファンの下流側で供給口３５の下流側の中間位置には、それぞれの稼働時のプラグファン５a,５bの風圧により自動的に開口し、風圧が無い場合には閉じる供給ダンパ７a,７bが配置されている。
【００１２】
この供給ダンパ７a,７bは、特に、図２に示すように、ダンパ羽根７１がその面の縁近傍に配置した回動軸７２を中心に回動可能に軸支されており、ダンパ羽根７１の数は風量によって数は変わるが本実施例では３枚である。そして、ダンパ羽根７１自体は自重で水平位置になるようにしてあるが、中央のダンパ羽根７１は回動軸７２の延長上には重り７４が回動腕７３の適所に調整可能に固定されている。
この重り７４は、ダンパ羽根７１の自重による回動度合いを調整するためのもので、図２の右側の点線の状態のように、ファンからの風圧が無い場合には、ダンパ羽根７１自体の重さの下向きの力（図矢印）によりダンパ羽根７１自体も反時計方向に回転し、複数のダンパ羽根７１はリンク７５により連動して同じように水平状態に近づき、供給ダンパ７a,７bを閉じた状態に維持する。
逆に、プラグファン５a,５bが稼働され風圧が生じると、図２の左側の実線の状態のように、ダンパ羽根７１の面が風圧を受け、ダンパ羽根の自重での下向の力に抗して、供給ダンパ７a,７bのダンパ羽根７１が時計方向に回動して自動的に開口するが、この際にダンパ羽根７１の自重が余り重すぎると開口負荷が大きすぎるので、重り７４は、その際の回動度合いが適当になるように、すなわち、ダンパ羽根７１の回動が軽くなるように、下向きの加重を調整可能となるように取り付けられている。そして、供給ダンパ７a,７bが自動開口されて給気ＳＡを居室に供給する。したがって、この供給ダンパ７a,７bは、ダンパ切替えの手間間もなく、別途に動力を必要としない省エネルギータイプのものである。なお、ダンパ羽根７１の回動方向の反時計方向及び時計方向については、ダンパの自動開閉が可能であれば逆方向であっても勿論構わない。
【００１３】
以上の構成による本発明の実施例の作動を説明する。
（１）２ファン稼働の正常運転時
夏場や冬場の空気調和装置の稼働ピーク時、或いは日中の稼働ピーク時には、２台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bは通常の回転で、送風を最大にして空気調和した給気ＳＡを居室に供給する。
【００１４】
（２）１ファン稼働の正常運転時
春、秋等或いは朝夕のオフピーク時(部分負荷時)には、どちらか１台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bの稼働を停止する。これは、例えば、温度センサーを用いて制御すれば良いが、この場合には図４の２ファンと１ファンの送風割合のグラフから明らかなように、２台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bをフル稼働させた状態(１００％)に比べて、１台だけの稼働でも２台稼働時の約７０％の風量が得られることを利用したもので、１台だけの稼働であるから省エネルギーに寄与する。
なお、この場合には、停止して駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５b側の供給ダンパ７a,７bは自動的に閉鎖する。
なお、空調負荷は建物の使用状況、在室人員、外気状態などに大きく左右され、年間(シーズン)だけでなく、日間（デイリー）の大部分がオフピーク運転(部分負荷運転)で賄える。本実施例では、駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bのどちらかの片方を停止するだけで、図４のグラフのように、送風性能約７０％で冷房加熱能力約８０％を確保でき、しかも、インバータやＶＡＶ等の施設を必要とせず、運転ロスも軽減できる。
【００１５】
（３）故障の運転時
上述したように、駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bの一方だけでも、２台稼働時に比べて約７０％の送風が得られるので、万が一、一方の１台の駆動モータ６a,６bが故障等で停止しても、他方の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bでバックアップ運転が可能となり、又、停止した駆動モータ６a,６b側の給気ダンパ７a,７bが閉じる。したがって、従来のようにバックアップ機を用意する必要がないので、常に最低限の風量が確保できるので、スペース的にも有利でありバックアップスペースの無い現場でも採用可能であり、サービス性の低下等で大きな損害を来すこともない。
しかも、互いの両駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bが独立構造で、かつ、どちらか一方の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bを停止しても最低限の風量が確保できることから、他方の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bのメンテナンス、修理、交換が容易に行うことができ、これまで不可能であった空調中のメンテナンスを行うことができる。
もっとも、故障し停止した駆動モータ６a,６b側の供給ダンパ７a,７bは自動的に閉じて、バックアップ運転に切り替わるが、本実施例では、メンテナンス対象のプラグファン５a,５bのインレットコーン等の吸い込み口には、特段封鎖手段を設けていないので、メンテナンス作業に当たっては、一旦２台駆動モータ６a,６bを停止してメンテナンス対象の吸い込み口に蓋をする必要がある。
すなわち、メンテナンス作業に当たっては、メンテナンス対象の給気ファンの稼働を止めて吸い込み口に蓋をして空気の吸い込みを遮断すれば、メンテナンス対象の給気ファンについてメンテナンス作業にが行え、他方の給気ファンを継続して稼働できるので、空気調和装置自体も継続して運転可能である。
【００１６】
以上のように、本発明の実施例によれば、１台の空気調和装置１に２台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bを配備したので、一方のファン駆動モータ６a,６bが故障したりプラグファン５a,５bに不具合が生じても、他方の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bを稼働させて、通常運転時或いはほぼ通常運転時の約７０％程度の空気調和状態に維持することができ、かつ、空気調和装置を正常な他の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bで連続して駆動させることができるので、その間に故障したファンの補修が可能である。
また、オフピーク時(部分負荷時)には、一方の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bを停止させ、１台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bを最も適正な状態で効率良く稼働させることができるので省エネルギーが可能となる。
さらに、各プラグファン５a,５bの下流の供給口３５には風圧により自動的に開口し風圧が無い場合には閉じる供給ダンパ７a,７bをそれぞれ配置し、いずれかのプラグファン５a,５bが停止した異常運転時には、対応する駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bの供給ダンパ７a,７bが自動的に閉じるようにしたので、複雑な制御系を必要とせず装置の製作費も安価で保守が簡便である。
また、基本的には空気調和装置１の１台だけでバックアップ空気調和装置を配備する必要がなく制作費用を安価にすることが出来る。
【００１７】
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論であり、例えば、２台の駆動モータ６a,６b及びプラグファン５a,５bの向きを平行にして配置したが、２台のモータ及びプラグファンを対向して設けても良いことは勿論である。また、自動開閉の供給ダンパ７a,７bには重り７４を用いたが、バネを用いたものでもよく、他に磁力等を用いたものでもよい。要は、無動力で風圧により自動的に開口し風圧が無い場合には閉じる構成のもであれば良い。また、給気ファンとして、プラグファン５a,５bを用いたが、同じ性能を有するものであれば、他形式のファンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１・・空気調和装置、
２・・熱交換室、２１・・還気口(還気・外気口)、２２・・フィルター、
２３・・冷却コイル、２４・・加熱コイル、２５・・水気化式加湿器、
３・・ファン室、３１・・隔壁、３２a,３２b・・プラグファン室(給気ファン)、
３３・・ファン室枠体、
３４a,３４b・・モータ架台、３５・・供給口
４・・連結キャンバス、
５a,５b・・プラグファン、５１a,５１b・・空気案内板
６a,６b・・駆動モータ、
７a,７b・・供給ダンパ、７１・・ダンパ羽根、７２・・回動軸、
７３・・回動腕、７４・・重り、７５・・リンク
【図１】
0005457128.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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