(57)【要約】【課題】システム設計の柔軟性に優れる送風システムおよび制御装置を提供する。【解決手段】送風機と該送風機の制御装置からなる送風ユニットを複数備える送風システムであって、前記複数の制御装置を数珠つなぎ状に接続して構成する。各制御装置は主盤または副盤への切替が可能であり、最上流の制御装置は主盤に設定し、残る制御装置は副盤へと設定する。そして、最上流の制御装置から下流の制御装置へ順次制御信号を送信することによって前記複数の送風機を連動制御する。【選択図】図１
2015161104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機を制御するための制御装置であって、
主盤または副盤を少なくとも含む複数の動作モードのうち何れか一方の動作モードに設定されて、送風機への制御信号を送信する、制御部と、
上位の制御装置から通信するための上位接続部と、
下位の制御装置へと通信するための下位接続部と、を少なくとも備え、
前記制御部は、
（１）主盤動作時には、前記制御信号によって前記送風機を制御しつつ、前記下位接続部を介して接続する下位の制御装置が存在する場合に、当該下位の制御装置へと新たな制御信号を送信し、
（２）副盤動作時には、前記上位の制御装置から受信した制御信号に基づいて前記送風機を制御しつつ、前記下位接続部を介して接続する下位の制御装置が存在する場合に、当該下位の制御装置に新たな制御信号を送信する、
ことを特徴とする、制御装置。
【請求項２】
送風機と該送風機の制御装置からなる送風ユニットを複数備える送風システムであって、
前記複数の制御装置を数珠つなぎ状に接続し、
最上流の制御装置から下流の制御装置へ順次制御信号を送信して、前記複数の送風機を連動制御することを特徴とする、
送風システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風システムおよびその制御装置に関し、例えばトンネルなどに設置する換気システムとして使用可能な送風システムおよび制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの施工時に仮設する換気システムは、その掘削長が長くなるにつれ、必要とする風量も大きくなるため、適宜性能の高い送風機に交換したり、若しくは別途新たな送風システムを追加したりするなどの対応がとられている。
【０００３】
その他、下記の特許文献１に記載のように、トンネル内に設置した複数台のジェットファンのうち、少なくとも１台のジェットファンに回転数を制御可能なインバータ起動盤を取付け、残るジェットファンを定速運転用の起動盤を取付けることで、設備機器のイニシャルコストを安価にしつつ、必要換気量の調整を行う技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記する従来の技術では、依然として以下の問題が生じうる。
［システム設計の柔軟性の観点］
特許文献１に記載の技術では、ジェットファンの設置台数に伴う最大出力からインバータ起動盤を取り付けたジェットファンの制御幅分だけ出力を落とすことによって、必要換気量に沿った運転を可能としているにすぎない。
よって、トンネルの延伸によって必要換気量を増やす必要が生じた場合に、新たにジェットファンを増設しようとしても、設置済みの起動盤を、増設後の最大出力に対応する専用の起動盤に交換しなければならない。
起動盤の交換を避けるためには、増設後にも対応可能な起動盤を予め設置しておけば良いが、この場合、設備機器のイニシャルコストを安価にする、という本来の目的に適わない結果となる。
【０００６】
よって、本願発明は、システム設計の柔軟性に優れる送風システムおよび制御装置の提供を目的の一つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明は、送風機を制御するための制御装置であって、主盤または副盤を少なくとも含む複数の動作モードのうち何れか一方の動作モードに設定されて、送風機への制御信号を送信する、制御部と、上位の制御装置から通信するための上位接続部と、下位の制御装置へと通信するための下位接続部と、を少なくとも備え、前記制御部は、（１）主盤動作時には、前記制御信号によって前記送風機を制御しつつ、前記下位接続部を介して接続する下位の制御装置が存在する場合に、当該下位の制御装置へと新たな制御信号を送信し、（２）副盤動作時には、前記上位の制御装置から受信した制御信号に基づいて前記送風機を制御しつつ、前記下位接続部を介して接続する下位の制御装置が存在する場合に、当該下位の制御装置に新たな制御信号を送信する、ことを特徴とする、制御装置を提供する。
また、本願の第２発明は、送風機と該送風機の制御装置からなる送風ユニットを複数備える送風システムであって、前記複数の制御装置を数珠つなぎ状に接続し、最上流の制御装置から下流の制御装置へ順次制御信号を送信して、前記複数の送風機を連動制御することを特徴とする、送風システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下に記載の効果のうち、少なくとも何れか一つの効果を得ることができる。
［システム設計の柔軟性の観点］
必要風量の増加に伴い、送風機と該送風機の制御装置とからなる送風ユニットを随時追加していけば良いため、起動盤の交換が不要である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例に係る送風システムの機能ブロック図。
【図２】図１に係る送風システムの制御例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明に係る送風システムおよび制御装置の実施例について説明する。
＜１＞全体構成
本発明に係る送風システムは、複数の送風ユニットＺを適宜連結してなる。
送風ユニットＺの連結数は限定しない。
図１では、送風ユニットＺを構成する制御装置Ｘおよび送風機Ｙをそれぞれ３基ずつ直列接続した構成を示している。
【００１２】
＜１．１＞動作概要
詳細は後述するが、本発明に係る送風システムは、数珠つなぎ（直列接続／デイジーチェーン）を構成する中で、最上流の制御装置Ｘを主盤Ｘ１とし、その他の下流側にある制御装置Ｘを全て副盤Ｘ２として動作モードを適宜設定する。
よって、図１に示す３基の制御装置は、上流側から順に主盤Ｘ１、副盤Ｘ２ａ、（下位の）副盤Ｘ２ｂとして位置づけられる。
【００１３】
＜１．２＞主盤への指令入力方法
本発明に係る送風システムでは、遠隔地にある端末Ｗが主盤に接続されており、当該端末から主盤Ｘ１への制御信号を送信可能に構成している。
なお、前記制御信号は、端末Ｗだけでなく、制御装置Ｘに設けてある操作スイッチや、上位の制御装置Ｘなどから得られた信号を、制御信号とすることができる。いずれの制御信号を用いるかは、制御装置Ｘの設定によって適宜選択することができる。
【００１４】
＜１．３＞制御信号
制御信号には、運転・停止指令、風量指令（ＤＣ４−２０ｍＡ）、非常停止指令などの指令が含まれている。
前記制御信号は、主盤Ｘ１から副盤Ｘ２ａ、（下位の）副盤Ｘ２ｂへと順次送られ、各制御装置Ｘから送風機Ｙへ送られることで、各送風機Ｙの連動制御が達成されることとなる。
以下、各装置の詳細について説明する。
【００１５】
＜２＞送風機
送風機Ｙは、公知の送風機を用いるため、詳細な説明は省略する。
送風機Ｙには、ピトー管などで構成する風量センサ（図示せず）を設けておき、該風量センサによる測定値を、制御装置Ｘへ送信するように構成してもよい。
【００１６】
＜３＞制御装置
制御装置Ｘは、送風機Ｙの風量を決定する制御信号の生成と、接続する他方の制御装置Ｘとの間で制御信号のやりとりを行うための装置である。
制御装置Ｘは、いわゆる起動盤に相当する装置である。
制御装置Ｘを、機能毎に区分した場合、例えば、制御部１０と、出力部２０と、上位接続部３０と、下位接続部４０とに少なくとも区分することができる。
以下、各部の詳細について説明する。
【００１７】
＜３．１＞制御部
制御部１０は、送風機Ｙの風量を決定する制御信号を送信するための機能を有する。
【００１８】
＜３．１．１＞構成例
制御部１０は、ＣＰＵに、信号変換器および差圧風量計などを適宜組合せて構成することができる。
【００１９】
（１）信号変換器
信号変換器は、前記風量指令を、直流信号に変換し、出力部へ送信する機能を有する。
【００２０】
（２）差圧風量計
差圧風量計は、前記送風機Ｙの風量センサによる測定値に基づいて制御信号を生成し、該制御信号を前記信号変換器へと送信する機能を有する。
すなわち、前記制御信号のうち、風量指令に関しては、自動運転の際、別途制御部内に設けた差圧風量計に、前記送風機Ｙの風量センサによる測定値を入力して生成する場合もある。
【００２１】
＜３．１．２＞制御信号の詳細
制御信号は、遠隔地にある端末Ｗや、制御装置Ｘに設けてある操作スイッチや、上位の制御装置Ｘなどから得られた信号を、制御信号とすることができる。
【００２２】
＜３．１．３＞その他の構成
制御部１０は、その他に以下のスイッチ（図示せず）を備えている。
【００２３】
（１）動作切替スイッチ
動作切替スイッチは、制御装置Ｘが主盤または副盤の何れの動作モードで運転されるのかを選択するスイッチである。
選択肢としては「主盤」「副盤」の２種類や、「主盤」「上位副盤」「下位副盤」の３種類などが考えられるが、適宜設計すればよい。
【００２４】
（２）制御主体切替スイッチ
制御主体切替スイッチは、制御装置Ｘが主盤Ｘ１として動作する際に、手元の操作スイッチによって運転を行うのか、或いは遠隔にある端末Ｗから遠隔操作によって運転を行うのかを選択するスイッチである。
【００２５】
（３）送風制御切替スイッチ
送風制御切替スイッチは、制御装置Ｘが主盤Ｘ１として動作し且つ手元の操作スイッチによって運転する際に、「自動」または「手動」の何れで運転を行うのかを選択するスイッチである。
【００２６】
（４）風量選択スイッチ
風量選択スイッチは、制御装置Ｘが主盤Ｘ１として動作し、且つ手元の操作スイッチによって手動運転を行う場合に、送風機Ｙの風量を選択するスイッチである。
【００２７】
＜３．２＞出力部
出力部２０は、前記制御部１０から受信した直流の制御信号（ＤＣ４−２０ｍＡ）を、前記送風機Ｙの制御に対応する信号に変換して出力するための装置である。出力部は一般的なインバータを用いればよい。
【００２８】
＜３．３＞上位接続部、下位接続部
上位接続部３０は、上位の制御装置Ｘと通信するためのインターフェースであり、下位接続部４０は、下位の制御装置Ｘと通信するためのインターフェースである。
より詳細に説明すると、上位接続部３０は、上位の制御装置Ｘから制御信号を受信し、下位接続部４０は、下位の制御装置Ｘへと制御信号を送信するために用いる。
【００２９】
＜４＞制御方法
図２を参照しながら、本発明に係る送風システムおよび制御装置の制御方法について説明する。
【００３０】
＜４．１＞主盤として動作する場合
（１）動作モードの判断（Ｓ１１０）
動作切替スイッチが、「主盤」または「副盤」の何れに設定されているかを判断する。
本例では、動作切替スイッチが「主盤」に設定されていると想定し、次の工程に進む。
【００３１】
（２）制御主体の判断（Ｓ１２０、Ｓ１３０）
制御主体切替スイッチが、「遠隔」または「手元」の何れに設定されているかを判断する（Ｓ１２０）。
制御主体切替スイッチが「遠隔」に設定されているときには、遠隔にある端末Ｗから送られる指令に基づいて制御信号を生成するよう動作する（Ｓ１３０）。
一方、制御主体切替スイッチが「手元」に設定されているときには、制御装置Ｘに設けてある各種の操作スイッチの設定に基づいて制御信号を生成すべく、次の工程に進む。
【００３２】
（３）送風制御の判断（Ｓ１４０〜Ｓ１６０）
送風制御切替スイッチが「自動」または「手動」の何れに設定されているかを判断する（Ｓ１４０）。
「自動」が選択されている場合には、送風機Ｙに設けた風量センサからの測定値などどに基づいて自動で風量を調整するように動作する（Ｓ１５０）
「手動」が選択されている場合には、起動時には、ひとまず中速で運転を開始しつつ（Ｓ１６０）、次の工程へと進む。
なお、前記Ｓ１６０のステップは必須ではない。
【００３３】
（４）風量の設定（Ｓ１７０，Ｓ１７１〜Ｓ１７３）
風量選択スイッチが「低速」「中速」または「高速」の何れに設定されているかを判断し（Ｓ１７０）、設定に基づいて制御信号を生成し、送風機Ｙを所定の風量で運転する（Ｓ１７１〜Ｓ１７３）。
【００３４】
（５）下位の制御装置への出力（Ｓ１８０）
前記Ｓ１３０，Ｓ１５０，Ｓ１７１〜Ｓ１７３の工程と並行して、新たな制御信号を、下位接続部４０を介して接続する制御装置Ｘ（副盤Ｘ２）にも出力する。
この新たな制御信号は、自身に接続する送風機Ｙに送信した制御信号と同様でもよいし、制御部１０内で、下位の制御装置に適した出力値に変更した信号であってもよい。
【００３５】
これらの処理を継続して、主盤Ｘ１としての送風機Ｙの制御を行う。
【００３６】
＜４．２＞副盤として動作する場合
（１）動作モードの判断（Ｓ１１０）
動作切替スイッチが、「主盤」または「副盤」の何れに設定されているかを判断する（Ｓ１１０）。
本例では、動作切替スイッチが「副盤」に設定されていると想定し、次の工程に進む。
（２）上流の制御装置からの制御信号に基づく運転（Ｓ２１０）
制御装置Ｘが、主盤Ｘ１と連結する副盤Ｘ２ａ（または副盤Ｘ２ａと連結する（下位の）副盤Ｘ２ｂ）である場合、主盤Ｘ１（または副盤Ｘ２ａ）からの制御信号に基づいて、送風機Ｙへと制御信号を送る。
【００３７】
（３）下位の制御装置への指令（Ｓ１８０）
前記Ｓ２１０の工程と並行して、下位接続部４０を介して接続する下流の制御装置Ｘにも制御信号を出力する。
この新たな制御信号は、自身に接続する送風機Ｙに送信した制御信号と同様でもよいし、制御部１０内で、下位の制御装置に適した出力値に変更した信号であってもよい。
【００３８】
これらの処理を継続して、副盤Ｘ２としての送風機Ｙの制御を行う。
【００３９】
＜５＞送風ユニットの追加
既存の送風システムで必要風量が不足してきた場合には、最下流に送風ユニットを追加接続し、上位の制御装置から制御指令を受信して送風機を運転していけばよい。
【実施例２】
【００４０】
本発明に係る制御装置Ｘは、送風機Ｙと別体であることを要しない。
よって、送風機Ｙに制御装置Ｘを内蔵した態様で送風ユニットＺとし、これらの送風ユニットＺを適宜連結して、送風システムを構成してもよい。
【実施例３】
【００４１】
本発明に係る複数の送風機Ｙは、直列接続であることを要しない。
この場合、副盤Ｘ２に該当する制御装置Ｘであっても、連結する送風機Ｙに備える風量センサからと測定値を受信し、主盤Ｘ１からの制御信号と、該風量センサからの測定値を考慮して送風機Ｙへの制御信号を決定するように構成してもよい。
【実施例４】
【００４２】
本発明に係る制御装置Ｘは、最低限の構成として、数珠つなぎに連結する各制御装置Ｘの動作モードが切替可能な構成を呈していれば良い。
したがって、本発明では、実施例１に示す制御主体切替スイッチ、送風制御切替スイッチおよび風量選択スイッチに係る構成、ならびにこれらのスイッチに基づく制御フローを必須とするものではない。
よって、これらのスイッチは使用に応じて適宜追加することができる。
【符号の説明】
【００４３】
Ｘ    制御装置
Ｙ    送風機
Ｚ    送付ユニット
Ｗ    ＰＣ
Ｘ１  主盤
Ｘ２  副盤
１０  制御部
２０  出力部
３０  上位接続部
４０  下位接続部
【図１】
2015161104.tif 000003
【図２】
2015161104.tif 000004