(57)【要約】【課題】室圧制御の性能を大幅に向上させることができる室圧制御装置を提供する。【解決手段】室圧制御対象室に給気する手段と、室圧制御対象室から排気する手段と、この室圧制御対象室内の室圧を制御する手段を備え、室圧制御対象室のドアの開閉部材に、室圧制御手段の動作を制御するリミットスイッチを設け、このリミットスイッチによる制御タイミングを、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に室圧制御手段による室圧制御動作を停止させ、その後にドアが開放されるように設定すると共に、ドアの閉鎖動作時には、ドアの閉鎖動作完了後に室圧制御動作を再開するように設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室圧制御対象室に給気する手段と、室圧制御対象室から排気する手段と、この室圧制御対象室内の室圧を制御する手段を備え、
前記室圧制御対象室のドアの開閉部材に、前記室圧制御手段の動作を制御するスイッチを設け、
前記スイッチによる制御タイミングが、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に前記室圧制御手段による室圧制御動作を停止させ、その後にドアが開放されるように設定すると共に、ドアの閉鎖動作時には、ドアの閉鎖動作完了後に室圧制御動作を再開するように設定したことを特徴とする室圧制御装置。
【請求項２】
前記室圧制御手段が、前記排気手段として排気ダンパを備え、この排気ダンパの開度を調整するものであって、室圧制御動作の停止が排気ダンパの開度を固定するものであることを特徴とする請求項１に記載の室圧制御装置。
【請求項３】
前記室圧制御手段が、前記給気手段として室圧制御対象室に定風量で給気する定風量ユニットを備え、この定風量ユニットによる給気量を調整するものであって、室圧制御動作の停止がドアの閉鎖状態における定風量ユニットの給気量に固定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室圧制御装置。
【請求項４】
前記室圧制御手段が、給気手段としてインバータ制御される給気ファンを備え、この給気ファンの運転周波数の変動により給気量を制御するものであり、前記室圧制御動作の停止が給気ファンの運転周波数をドアの閉鎖状態における運転周波数に固定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室圧制御装置。
【請求項５】
前記室圧制御手段が、排気手段としてインバータ制御される排気ファンを備え、この排気ファンの運転周波数の変動により排気量を制御するものであり、前記室圧制御動作の停止が排気ファンの運転周波数をドアの閉鎖状態における運転周波数に固定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の室圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム施設や実験施設等において、室内清浄度の維持や汚染室内空気の漏出防止等を可能とするための室圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルーム施設や実験施設等においては、室内清浄度の維持や汚染室内空気の漏出防止等を目的として、その室圧を常時適切に制御することが望まれている。
このような室圧制御を実現するための室圧制御装置としては、例えば、図５に示したようなものが知られている。すなわち、室圧制御対象室１には、定風量ユニット２を介して給気ファン３が接続され、また、排気ダンパ４を介して排気ファン５が接続されている。なお、この排気ダンパ４には、その開度を調整するコントローラ６が配設されている。また、室圧制御対象室１と外部との差圧を検出する差圧計７によって室圧制御対象室内の圧力変動を検出し、その検出値が上記排気ダンパ４に設けられたコントローラ６に送出されるように構成されている。
【０００３】
そして、室圧制御対象室内には給気ファン３から常時一定量の風量を送り込んでおき、排気ダンパ４の開度を変化させることによって室圧を制御するようになっている。この場合、排気ダンパ４の開度は、室内外の圧力差を検知する差圧計７によってコントローラ６を制御して、室内外の圧力差を一定に保持できるように設定されている。
【０００４】
このような構成を有する従来の室圧制御装置における室圧の変化と、コントローラ６からの制御出力の変化を、図６に基づいて説明する。なお、この図は、制御対象室の圧力を室外より高く設定している場合のものであるが、（ａ）はドアが閉じられ、通常の室圧制御がなされている状態を示し、（ｂ）はドアが開放されている状態、（ｃ）は再びドアが閉じられた状態を示している。
【０００５】
すなわち、図６（ａ）に示したように、ドアが閉じている状態においては、通常の室圧制御状態が維持されている。しかし、ドアを開放すると、図６（ｂ）に示したように、ドアを引いた時の吸引力で室圧が一挙に低下する。その後ドアを開放したままの状態であると、ドアを挟む両室の室内圧力が等しくなり、設定された室圧よりは低い状態で室圧は安定する。この状態でドアを閉じると、図６（ｃ）に示したように、ドアを閉じる際の圧力で室圧は一瞬急激に上昇する。
【０００６】
すなわち、ドアが開放されて室圧が低下した場合に、差圧計７が室圧の低下を検出すると、室圧低下を回避するために排気ダンパ４が閉じて行き、その結果、室内からの排気量が少なくなるので、低下した室圧が上昇することになる。しかし、ドアは開放されているため、室圧は設定された室圧よりは低い状態で安定する。また、ドア開放による給気量の増加を中和するため、定風量ユニット２の開度はドア閉時よりも閉じた状態となる。この状態で、ドアが閉じられると、排気ダンパ４が閉じているにもかかわらず、給気ファン３からの定量の送風により、室圧は設定値よりも高くなってしまう。
【０００７】
ドアが閉じられた場合に、室圧を設定値とするためには、排気ダンパ４の開度がドアを開く前の状態にあればよいのであるが、実際には、室圧が設定値よりも上がったことを差圧計７が検出して初めて、排気ダンパ４の開度を大きく開くように制御する。
【０００８】
このように、排気ダンパ４による排気量の制御と、差圧計７による室圧の検出とのタイムラグにより、排気ダンパ４の開度が適切な位置に終息するまで、コントローラ６からの制御出力は、制御のパラメーターにより、図６（ｃ）に示したように大きく波うったような形となるか、室圧が設定値からずれた状態が長く続いてしまうかのいずれかである。言い換えれば、室圧制御対象室のドアの開閉時には、室圧が大きく変動し、目標値で安定するまでに時間を要するという問題点があった。
【０００９】
【特許文献１】
特公平０５−０４９８９８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８１３６１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の室圧制御装置の問題点を解決すべく、ドアの開閉を検出するリミットスイッチを設置し、ドアの開閉中は制御を停止する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【００１１】
すなわち、特許文献１に記載された発明は、図７に示したように、ドアの近くにリミットスイッチ１０を設け、このリミットスイッチ１０によってドアが開いたことを検出し、排気ダンパ４を開閉させるためのコントローラ６を停止させることにより、排気ダンパ４の開度をドア開放前の開度に固定するようにしたものである。そして、この状態でドアが閉じられると、リミットスイッチ１０が投入され、コントローラ６の制御が再開されるように構成されている。
【００１２】
しかしながら、この場合、コントローラの制御演算を最初からやり直すことになるため、目標値に復帰するのに時間を要するという問題点があった。すなわち、図８（ｃ）に示したように、ドアを閉じる際の圧力で室圧が急上昇したことを検知した差圧計７からの信号を受けて、コントローラ６は室圧を低下させる方向に排気ダンパ４を開くように動作する。したがって、この場合も、排気ダンパ４の開度がドアの開放前の状態より変化することになるので、ドアの閉鎖後において、一定の室圧値になるまでに時間がかかるという問題点は解決されていなかった。
【００１３】
次に、特許文献２に記載された発明においては、図９及び図１０に示したように、コントローラ６にタイマー２０が接続されている。そして、ドアの近くに設けられたリミットスイッチ１０によってドアが開いたことを検出した後、このリミットスイッチ１０によって、制御目標値を現在室圧値に切り替えることで、排気ダンパ４の開度を固定するように構成されている。そして、ドアの閉塞時には、リミットスイッチ１０がドア閉塞を検出すると、制御目標値を目標室圧値に切り替えると共に、予めタイマー２０で設定したある程度の遅延時間（ｔ）が経過してから制御を再開するように構成されている。
【００１４】
しかしながら、この発明においては、図１０（ｃ）に示したように、ドア閉塞後の制御の再開は、リミットスイッチを適切に設置しないと、最適なダンパの開度から少しずれた状態で開始されるため、目標値に復帰するのにタイマー遅延時間＋ズレ修正の時間を要するという問題点があった。また、リミットスイッチによるドア開放時の制御目標値の切り替え、ドア閉鎖時における制御目標値の切り替え、さらにはタイマー遅延時間経過からの制御再開など制御操作が面倒であるうえに、タイマーの設定等も必要であり、構成が複雑であるという欠点もあった。
【００１５】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、室圧制御の性能を大幅に向上させることができる室圧制御装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の室圧制御装置は、室圧制御対象室に給気する手段と、室圧制御対象室から排気する手段と、この室圧制御対象室内の室圧を制御する手段を備え、前記室圧制御対象室のドアの開閉部材に、前記室圧制御手段の動作を制御するスイッチを設け、前記スイッチによる制御タイミングが、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に前記室圧制御手段による室圧制御動作を停止させ、その後にドアが開放されるように設定すると共に、ドアの閉鎖動作時には、ドアの閉鎖動作完了後に室圧制御動作を再開するように設定したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に室圧制御動作を停止させ、その後にドアが開放されるようにすると共に、ドアの閉鎖動作時には、ドアの閉鎖動作完了後に室圧制御動作を再開するように構成されているため、制御出力の変動がなくなり、制御出力の変化に起因する室圧の変動を大幅に低減することができる。
【００１８】
また、請求項２〜請求項５の発明は、前記室圧制御手段を具体的に示したものであって、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の室圧制御装置において、前記室圧制御手段が、前記排気手段として排気ダンパを備え、この排気ダンパの開度を調整するものであって、室圧制御動作の停止が排気ダンパの開度を固定するものであることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の室圧制御装置において、前記室圧制御手段が、前記給気手段として室圧制御対象室に定風量で給気する定風量ユニットを備え、この定風量ユニットによる給気量を調整するものであって、室圧制御動作の停止がドアの閉鎖状態における定風量ユニットの給気量に固定するものであることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の室圧制御装置において、前記室圧制御手段が、給気手段としてインバータ制御される給気ファンを備え、この給気ファンの運転周波数の変動により給気量を制御するものであり、前記室圧制御動作の停止が給気ファンの運転周波数をドアの閉鎖状態における運転周波数に固定するものであることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項３に記載の室圧制御装置において、前記室圧制御手段が、排気手段としてインバータ制御される排気ファンを備え、この排気ファンの運転周波数の変動により排気量を制御するものであり、前記室圧制御動作の停止が排気ファンの運転周波数をドアの閉鎖状態における運転周波数に固定するものであることを特徴とするものである。
【００２２】
上記のような構成を有する請求項２〜請求項５の発明によれば、室圧制御手段の形態にかかわらず、制御出力の変動を防止し、制御出力の変化に起因する室圧の変動を大幅に低減することができる。
【００２３】
また、請求項２に従属する請求項３の発明によれば、排気ダンパの開度を固定するのと同じタイミングで、定風量ユニットの動作を制御するように構成することもできる。この場合、ドア閉鎖後の給気量の変動がさらに小さくなるので、さらに優れた作用・効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を図面を参照して説明する。
【００２５】
（１）構成
本実施形態の室圧制御装置は、図１に示すように構成されている。すなわち、リミットスイッチ３０をドアノブ３１等のドア３２の開閉部材に取り付け、このドアノブ３１をその軸３１ａを中心として回動させ、ドアノブ３１に設けられた押圧部３３により、リセットスイッチ３０の操作部３４を押圧することにより、リセットスイッチ３０をオン・オフ動作させる。そして、このリミットスイッチ３０の作動タイミングを次のように設定する。すなわち、ドアの開放動作が始まると同時に（例えば、ドアノブが動き出すと同時に）室圧制御を停止して、排気ダンパ４の開度を固定し、また、ドアが完全に閉じた後に（例えば、ドアノブがロック状態になった後に）室圧制御を再開するように構成されている。
【００２６】
なお、図２は、ドアノブ３１にリミットスイッチ３０を取り付けた一例を示したものであり、実線はドア３２のロック状態を示し、波線はロックが解除されドアの開放動作が始まった状態を示している。すなわち、本実施形態においては、ロックが解除されると同時に（この時、ドアはまだ閉じられた状態にある）室圧制御が停止される。一方、ドアが閉じられた場合、室圧制御は直ちに再開されず、ドアノブがロック状態になった後、室圧制御が再開されるように構成されている。
【００２７】
（２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の室圧制御装置の作用を、図３を参照して説明する。すなわち、図３（ａ）に示したように、ドアが閉じている状態においては、通常の室圧制御状態が維持されている。そして、図３（ｂ）に示したように、ドアの開放動作が始まったことをリミットスイッチ３０が検知すると、室圧制御を停止して、排気ダンパ４の開度が固定される。
【００２８】
その後（時間差Ｔ１）ドアを開放すると、図３（ｃ）に示したように、ドアを引いた時の吸引力で室圧が一挙に低下する。その後ドアを開放したままの状態であると、排気ダンパ４の開度は固定されたままなので、室圧は設定された室圧よりは低い状態で安定する。この状態でドアを閉じると、図３（ｃ）に示したように、ドアを閉じる際の圧力で室圧は一瞬急激に上昇するが、ドアノブがロック状態になるまで（時間差Ｔ２）、排気ダンパ４の開度は固定されたまま維持されている（図３（ｄ））。そして、ドアノブがロック状態になった後に、室圧制御が再開される（図３（ｅ））。なお、この場合、排気ダンパ４は最適な開度から制御が再開されることになる。
【００２９】
（３）効果
このように、本実施形態においては、リミットスイッチの作動タイミングを適切に調整することができるので、ドア開閉に伴う室圧の変化を最小限に抑制することができる。すなわち、排気ダンパの開度を固定しておき、ドアの閉鎖後、一定のタイミングで室圧制御を再開するように構成されているため、制御出力の変動がなくなり、制御出力の変化に起因する室圧の変動が少なくて済む。また、ドアノブ等のドアの開閉部材にリミットスイッチを取り付け、その作動タイミングを調整するという簡単な構成であるため、従来型のような目標値の設定やタイマーの設置が不要になる。
【００３０】
（４）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような各種態様も可能であり、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態においては、ドアの開閉を検出して、室圧制御手段の動作を制御するスイッチとしてリミットスイッチを用いたが、スイッチとしてはこれに限定されるものではなく、その他の機械的スイッチや、非接触型のスイッチを用いることもできる。
【００３１】
また、上記の実施形態は、排気ダンパの開度を調節することにより室圧を制御するものであるが、本発明は、室圧制御対象室に接続された給気ファン又は排気ファンをインバータ制御することにより給気量又は排気量を調整して、室圧を制御するものにも適用することができる。
【００３２】
すなわち、室圧制御対象室に、給気ファンを備えた定風量ユニットと排気ファンを備えた排気手段が接続され、この排気ファンをインバータ制御することにより排気量を調整して、室圧制御対象室の室圧を制御する室圧制御装置においては、室圧制御対象室のドアの開閉部材にリミットスイッチを取り付け、このリミットスイッチの作動タイミングを、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に排気ファンの運転周波数を固定し、その後にドアが開放されるように構成し、ドアの閉鎖動作時には、ドアが完全に閉じた後に室圧制御を再開するように構成することもできる。
【００３３】
また、室圧制御対象室に給気ファンと排気ファンが接続され、この給気ファンをインバータ制御することにより給気量を調整して、室圧制御対象室の室圧を制御する室圧制御装置においては、室圧制御対象室のドアの開閉部材にリミットスイッチを取り付け、このリミットスイッチの作動タイミングを、ドアの開放動作時には、その開放動作の開始と同時に給気ファンの運転周波数を固定し、その後にドアが開放されるように構成し、ドアの閉鎖動作時には、ドアが完全に閉じた後に室圧制御を再開するように構成することもできる。
【００３４】
また、上記の実施形態において、排気ダンパの開度を固定するのと同じタイミングで、定風量ユニットの動作を制御するように構成することもできる。この場合、ドア閉鎖後の給気量の変動が小さくなり、上記の実施形態よりもさらに優れた作用・効果が得られる。
【００３５】
また、上記の実施形態においてはレバー型のドアノブを利用して、リミットスイッチの開閉を制御するようにしたが、オートドアなどにおいては、ドアの開閉ボタンにタッチすると、まず室圧の制御が停止し、その後、ドアが自動的に開放するようにしてもよい。また、ドアの閉鎖時には、ドアが完全に閉鎖したことを検出し、その後一定の時間がたってから制御を再開するようにすることもできる。さらに、ドアの閉鎖後、室圧が一定値に達した後に制御を再開するように構成することもできる。
【００３６】
また、リミットスイッチを取り付けるドアのノブとしては、上記の実施形態に示したような扉の表面に垂直に設けられた軸を中心として回動するノブ以外に、図４に示したような、扉の表面と平行に横に伸びる棒状の取っ手の両側をブラケットで支持して、棒状の取っ手を上下に回動させるようなものも使用できる。
さらに、上記の実施形態では、室圧が室外より高い場合について説明したが、室圧が室外より低い場合にも、同じ方法で制御することができることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ドアの開閉部材にリミットスイッチを取り付け、その作動タイミングを調整するという簡単な構成で、室圧制御の性能を大幅に向上させることができる室圧制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る室圧制御装置の構成を示す模式図
【図２】本発明に係る室圧制御装置のリミットスイッチとドアノブの設置例を示す正面図
【図３】本発明に係る室圧制御装置における室圧の変化と、制御出力の変化を示す図
【図４】本発明に係る室圧制御装置のリミットスイッチとドアノブの他の設置例を示す斜視図
【図５】従来の室圧制御装置の構成を示す模式図
【図６】図５に示した室圧制御装置における室圧の変化と、制御出力の変化を示す図
【図７】従来の室圧制御装置の構成を示す模式図
【図８】図７に示した室圧制御装置における室圧の変化と、制御出力の変化を示す図
【図９】従来の室圧制御装置の構成を示す模式図
【図１０】図９に示した室圧制御装置における室圧の変化と、制御出力の変化を示す図
【符号の説明】
１…室圧制御対象室
２…定風量ユニット
３…給気ファン
４…排気ダンパ
５…排気ファン
６…コントローラ
７…差圧計
１０…リミットスイッチ
２０…タイマー
３０…リミットスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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