JP2017155945A - 空気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】同一風路に複数の送風ユニットを備えた空気浄化システムで、複数の内の１台が異常検知してファンが停止した場合、同一風路内の他のファンの影響でファンが逆回転し、再起動できないことで送風量が低下し、空気清浄度が低下していた。【解決手段】自送風ユニット２ａの入力判断手段１４ａは、逆回転を検知し、送信手段１６ａから、他の送風ユニット２ｂ、２ｃに回転数の低下の依頼を送信する。他ファン７ｂ、７ｃは、依頼の通り回転数を低下するため、同一風路内の送風が一時的に低減し、自ファン７ａは逆回転が弱まりため、再起動が可能となり、空気清浄度の維持を図れる。【選択図】図４

Description

本発明は、主にクリーンルームや、半導体デバイスや液晶等を製造する製造装置などの空間の清浄を行う空気浄化システムに関する。

近年、ＤＣモータ制御はマイコンのＰＷＭ信号によるインバーター制御により、回転数が指令通りに制御されながら運転することで、送風機の必要送風量を確保している。

エアコンの室外機においては、屋外設置の環境のため、自然環境の変化による外風の影響で、室外ファンに強い風が当たっている状態でも起動し、運転を開始することが求められている。

また、大型の室外機になると、内部には複数台のファンが搭載されており、自然風による正回転又は逆回転の負荷を受けやすい状況で、複数台のファンが起動する必要がある。

また、正回転時で起動する場合においては、追い風によりファンの回転が加速することで、ファンの目標回転数を超えて、オーバーシュートするため、早期に回転数の安定化が求められる。

また、逆回転時に起動する場合においては、逆回転から正回転に切り替えるためには、トルクの大きいモータを必要とするだけではく、起動できる制御を確立する必要があった。起動できる制御とは、例えば条件を超える状態が発生した場合は、過電流、脱調などで、異常を検知する制御を行うことで、機器を一時的に停止させて保護していた。

また、複数台のファンの１台のみが外風の影響を受け、他のファンと異なる状況からの起動するときの方法のも問題があった。

この問題を解決する技術として、ファンモータが過負荷になっているか否かを判断し、複数台のファンモータ制御を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９１６５６号公報

このような従来の同一風路に複数の送風ユニットを備えたシステムにおいては、送風ユニット同士の送風が混合部で混合され、指示ユニットの回転数指示部からの指示電圧に従い運転している。

しかし、複数の送風ユニットの１台のみが、異常を検知して停止した場合や、指示ユニットからの停止信号でファンが停止した場合などにおいては、この停止した送風ユニットが再起動できない場合がある。例えば、ファンが停止した自送風ユニット（自身が現象の主体の送風ユニット）のファン（以下、自ファンと呼ぶ）は、他の送風ユニット（主体を除く送風ユニット）のファン（以下、他ファンと呼ぶ）の混合部における風の影響を受ける。つまり混合部を介して他ファンが発生した気流が流れ込んだ時に、停止していた自ファンは、起動方向とは逆に回転してしまい、この状態では自ファンは正回転のためのトルクが不足し、すなわち再起動できないということが起こりうる。

また、逆回転を継続し又は、脱調し又は、起動時の大電流で過電流検知するなどで異常が発生した場合、システム全体を停止することで空気の清浄度の低下を引き起こし、空気清浄度の維持と継続が損なわれるという課題があった。

そこで本発明は、従来のこのような課題を解決するものであり、一時的な送風ユニットの送風量の低下が発生した場合でも、早期に送風量の復帰を行うことができる空気浄化システムを提供することを目的としている。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る空気浄化システムは、複数の送風ユニットと、前記複数の送風ユニットから送風された空気を混合する混合部と、前記混合された空気を排気する共有排気口と、前記共有排気口から排出される空気を浄化するフィルターとを備え、前記複数の送風ユニットはそれぞれ、回転により送風を行うファンと、前記ファンに空気を導く給気口と、前記ファンを回転駆動するモータと、前記モータに動力を供給する電源と、他の送風ユニットに対して当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信する送信手段と、他の送風ユニットからの自送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受信する受信手段と、前記モータの回転数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記送信手段を介して依頼した後の自送風ユニットに属するモータの回転状況に基づいて自送風ユニットに属するモータの正回転を開始し、前記自送風ユニットからの他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受けて他の送風ユニットに属するモータの回転数を低下させるものであり、これにより目的を達成するものである。

本発明によれば、一時的な送風ユニットの送風量の低下が発生した場合でも、早期に送風量の復帰を行うことができる空気浄化システムを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気浄化システムの斜視図 本発明の実施の形態１に係る空気浄化システムの断面図 本発明の実施の形態１に係る送風ユニットと指示ユニットのブロック図 本発明の実施の形態１に係る複数の送風ユニットと指示ユニットを設けた場合のブロック図 本発明の実施の形態１に係る空気浄化システムのフローチャート 本発明の実施の形態２に係る空気浄化システムと指示ユニットのブロック図

本発明に係る空気浄化システムは、複数の送風ユニットと、前記複数の送風ユニットから送風された空気を混合する混合部と、前記混合された空気を排気する共有排気口と、前記共有排気口から排出される空気を浄化するフィルターとを備え、前記複数の送風ユニットはそれぞれ、回転により送風を行うファンと、前記ファンに空気を導く給気口と、前記ファンを回転駆動するモータと、前記モータに動力を供給する電源と、他の送風ユニットに対して当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信する送信手段と、
他の送風ユニットからの自送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受信する受信手段と、前記モータの回転数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記送信手段を介して依頼した後の自送風ユニットに属するモータの回転状況に基づいて自送風ユニットに属するモータの正回転を開始し、前記自送風ユニットからの他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受けて他の送風ユニットに属するモータの回転数を低下させるという構成を有する。

これにより、自送風ユニットの回転方向判定手段が、逆回転を検知した場合、送信手段は、他の送風ユニットに回転数の低下の依頼を送信し、他の送風ユニットの他ファンの回転数を低下させる。これにより、自送風ユニットの逆回転が弱まり、再起動が可能となることから、送風量を復帰できるため、空気清浄度の低下を抑制することができる。

また、前記送風ユニットは、自送風ユニットに属するモータの回転方向を検知する回転方向判定手段と、所定の回転数値を記憶する記憶手段とを備え、前記制御手段は、モータの正回転開始時に前記回転方向判定手段がモータの逆回転を検知した場合に前記所定の回転数値と比較し、前記比較結果が前記所定の回転数値以上であった場合に他の送風ユニットに当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信し、前記他の送風ユニットに属するモータの回転数低下により自送風ユニットに属するモータの逆回転が前記所定の回転数値以下となった後に自送風ユニットに属するモータの正回転を開始するという構成を有する。

つまり、自送風ユニットのファンを逆回転時から起動できる条件として所定回転数が記憶手段にあらかじめ記憶されている。そして、自送風ユニットのファンが逆回転した時、現在回転数と所定回転数値を入力判断手段が比較し、所定回転数値以下であれば、入力判断手段が起動可能と判断し、回転数指示手段がＰＷＭ信号を出力し、モータ駆動手段がモータの起動を開始する。これにより、最短時間で送風量の改善が可能となるため、空気清浄度の低下時間の短縮を図ることができる。

また、自送風ユニットに属するモータの回転方向を検知する回転方向判定手段を備え、
前記制御手段は、モータの回転開始時に前記回転方向判定手段がモータの逆回転を検知した場合に他の送風ユニットに当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信し、前記他の送風ユニットに属するモータの回転数低下により自送風ユニットに属するモータの逆回転が停止した後に自送風ユニットに属するモータの正回転を開始するという構成を有する。

つまり、自送風ユニットの自ファンが逆回転した時、他ファンの回転数を低下させた後、回転方向判定手段が、自ファンと他ファンの両方の現在回転数を検知する。また、自送風ユニットの回転方向判定手段が、停止を検知すると、入力判断手段に停止を出力する。また、入力判断手段が停止を検知すると、モータ駆動手段にＰＷＭ信号を出力し、正回転で起動を開始する。これにより、確実な起動ができるため、大きな出力を必要としない安価なモータで、信頼性の高いシステムの提供が可能となる。

また、前記制御手段は、前記自送風ユニットに属するモータの正回転を開始した後に前記他の送風ユニットに対して回転数低下の依頼を解除する旨を送信するという構成を有する。

つまり、自送風ユニットが起動後、回転方向判定手段が正回転の検知したことで、送信手段が他の送風ユニットに回転数の低下の依頼の解除を送信する。また、他の送風ユニットの受信手段が受信したことで、継続していた割り込み処理を解除し、回転数指示部からの出力電圧値に従い、他ファンは運転を再開する。これにより、送風量低下の時間管理が可能となり、早期に送風量の改善ができるため、空気清浄度の回復を加速することができる。

また、前記制御手段は、他の送風ユニットからの回転数低下の依頼を受信した場合にはモータの回転数を低下させるがモータの停止はしないという構成を有する。

つまり、他の送風ユニットの回転数低下により、同一風路内の送風量が一時的に低下するため、自ファンの逆回転が徐々に低回転数になる。また、他ファンは停止しない条件として、記憶手段に最低回転数値を記憶している。そのため、他ファンが最低回転数を下回ると、他ファンの入力判断手段は強制的に回転数の低下の依頼を解除するため、回転は復帰する。また、自送風ユニットは、所定回転数値以下になるまで、繰り返し他の送風ユニットの回転数低下の依頼を行う。これにより、最低送風量を確保し、空気浄化システム内の加圧状態を維持することで、フィルターに付着しているゴミの逆流を防止し、最低限な空気清浄度の維持、継続を図ることができる。

また、前記複数の送風ユニットは、それぞれ独立した起動スイッチを備えた構成を有する。

つまり、自送風ユニットと他の送風ユニットの電源入力の製品外郭側の操作で、起動スイッチのＯＮ／ＯＦＦが可能となる。これにより、顧客仕様の変更や現場設置後の切り替え対応が容易となり、顧客側の変更が不要なメンテ性が優れた空気浄化システムが得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における空気浄化システムの斜視図である。

空気浄化システム１は、クリーンルームや半導体製造装置などの空気の清浄度の維持と継続が求められる環境において、顧客要求を満たす専用機として製作され、例えば必要送風量、フィルターサイズ、フィルターの選定が要求される。

そのため、空気浄化システム１は、各製造装置メーカーに設置可能な汎用性と、各製造装置メーカーからの要求を実現するための拡張性が求められる商品である。

例えば、エアコン等のように給排気を決めて設計、量産されるものではなく、個別の送風ユニットを組み合わせて、要求された単位時間当たりの必要な空気清浄化能力を確保する。

また、製品としての特徴は、異常が発生した場合、異常発報にて接点出力や表示や通信にて顧客側に知らせるが、電源供給があるのであれば可能な限り継続動作する。

また、異常時であってもシステムの一部で継続動作を行うために、別電源構成、制御基板も別基板で、単独動作可能なユニット構成とし、異常発生箇所を最小限に抑える。

このような要求のもと空気浄化システム１は、図１に示すように、送風ユニット２とフィルター３を組み合わせて構成される。

送風ユニット２は、給気口４と、ファン７と、モータ８と制御手段９とを備える。

送風ユニット２は、前面に設けられた給気口４より、空気清浄度の低い空気が吸気され、給気口４の背面に設けられた共有排気口５より排出される。共有排気口５より排出された給気空気清浄度の低い空気は、さらにモータ８により回転するファン７の送風により、フィルター３を通過し、共有排気口５より、空気清浄度の高い空気としてクリーンルームや半導体製造装置内などに送風される。つまり送風ユニット２の給気口４に対応する外気空間と共有排気口５に対応するクリーン空間は異なり、それぞれ空間的に独立している。

クリーン空間の管理の条件により、集塵性能が決定され、フィルター３が選定される。

クリーン空間への送風量がより多く必要とされる場合は、送風ユニット２を複数台増設することで、顧客要求に応えることができる。

制御手段９は、複数の送風ユニット２間での情報の送受信を行うが詳細は後述する。

図２は、空気浄化システム１の断面図である。

図２に示すように、空気浄化システム１は、別電源で動作する３台の送風ユニット２、すなわち送風ユニット２ａ、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃで構成されている。

送風ユニット２は、それぞれファン７とファン７を回転駆動するモータ８とモータ８の回転を制御する制御手段９を備えている。送風ユニット２ａ、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃは、ユニットとして独立した構造のため、容易に取り外し可能であり、空気浄化システムとして拡張性とメンテナンス性を有している。

モータ８に取付けたファン７は、制御手段９により、回転数が制御され、送風を可能とする。

顧客要求の必要風量を確保するために、送風ユニット２ａ、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃを連結した構成とし、送風ユニット２ａ、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃが起動すると混合部６に、ファン７の送風が集められる。混合部６全体に風が回って均一風圧にされた後、フィルター３を介して共有排気口５へ均一に送風することで、フィルター３の全面を均等に利用して必要な送風量と空気清浄度の維持を図っている。

図３は、送風ユニットと指示ユニットのブロック図であり、送風ユニット２と指示ユニット１０が一対で接続されている。

指示ユニット１０は、メイン電源部１１と、回転数指示部１２と、通信部１３とを備える。

メイン電源部１１は、装置内に設置する送風ユニット２の継続動作を維持するため、送風ユニット２上に設けられた電源３０に安定したＤＣ電圧を出力する。

回転数指示部１２は、ＤＣ電圧（例えば、０Ｖ〜５Ｖの範囲）を出力可能であり、入力判断手段１４に回転数指示値をＤＣ電圧で出力する。例えば、ＤＣ１．０Ｖの出力電圧であれば、ファン７を１０００ｒ／ｍｉｎで回転させる旨を意味し、ＤＣ３．０Ｖであれば、３０００ｒ／ｍｉｎで回転させる旨を意味し、すなわち回転数指示値を意味する。

通信部１３は、送風ユニット２の状態を監視している。つまり指示ユニット１０は、本システムにおいて主従関係の主側である。例えば、主側である指示ユニット１０は、従側の送風ユニット２にＩＤとしてアドレスを付与する。従側の送風ユニット２が、複数台接続する時は、重複しないアドレスを付与する。通信部１３は、送風ユニット２にアドレス順に現在の運転状況の確認を一定周期毎行う。主側の指示ユニット１０からアドレス指定された従側の送風ユニット２は、現在の運転状況を、通信部１３へ送信する。そのため、通信部１３は常時、従側である送風ユニット２の状態を通信でアドレス毎に監視する。

送風ユニット２は、制御手段９として、入力判断手段１４と、回転数指示手段１５と、回転方向位置検出手段２０と、回転方向判定手段１８と、モータ駆動手段１９と、を備える。さらに送風ユニット２は、送信手段１６と、受信手段１７と、記憶手段２１とを備える。

入力判断手段１４は、回転数指示部１２と、受信手段１７と、回転方向判定手段１８と、記憶手段２１の最大４つの入力信号に基づいて回転速度を決定し、結果を回転数指示手段１５に回転速調として出力する。ここで回転速調とは、モータのノッチである。つまり入力判断手段１４は、回転数指示部１２のＤＣ電圧をモータのノッチに置き換える。例えば、１０段階のノッチが存在するモータであれば、ＤＣ１．０Ｖの出力電圧の場合、２速と置き換えさせる旨を意味し、ファン７が１０００ｒ／ｍｉｎで回転する。また例えばＤＣ３．０Ｖの場合、６速と置き換えさせる旨を意味し、ファン７は、３０００ｒ／ｍｉｎで回転する。なお、入力判断手段１４の入力に対する処理には優先度があり、顧客仕様で決定する。また、入力判断手段１４は、回転数指示部１２のＤＣ電圧の指示回転数と回転方向判定手段１８の実際の回転数の回転数差の結果に応じて、異常信号を送信手段１６へ出力する。すなわち、通信部１３へ従側の送風ユニット２の現在の運転状況を送信し、主側は従側の現在の全体の運転状態（異常）を監視する。

回転数指示手段１５は、入力判断手段１４からの回転速調を受け取り、回転速調を回転数指示信号であるＰＷＭ信号（ＤＵＴＹ）に変換する。なお、ノッチが１０段階ある場合は、例えば１速：５００ｒ／ｍｉｎ、２速：１０００ｒ／ｍｉｎ、３速：１５００ｒ／ｍｉｎ、６速：３０００ｒ／ｍｉｎと対応付けられ、それぞれの回転速調に対応するＤＵＴＹが出力される。

モータ駆動手段１９は、ＰＷＭ信号に従い、モータ８を駆動させることでファン７がＰＷＭ信号に基づいた回転数で回転する。

回転方向位置検出手段２０は、モータ８内のロータの位置を検知する。例えば、ロータの位置を検知可能なホールＩＣとして設けられた回転方向位置検出手段２０は、ロータに設けられたホールの位置を検知することで、ファン７の現在回転数を示す検知信号をＦＧ信号として、回転方向判定手段１８に出力する。なおＦＧ信号は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した位置信号が合成されて構成される。

回転方向判定手段１８は、回転方向位置検出手段２０から入力したＦＧ信号を分解することで、各相の位置信号を取り出して現在回転数を算出し、さらに各相の順番から、正回転や逆回転も判断する。例えば、回転方向判定手段１８は、ＦＧ信号の順番が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の場合は、正回転と判断し、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相の場合は、逆回転と判断する。回転方向判定手段１８は、算出した現在回転数と回転方向とを入力判断手段１４と送信手段１６に出力する。

入力判断手段１４は、回転数指示部１２からのＤＣ電圧（例えば、ＤＣ１．０Ｖで１０００ｒ／ｍｉｎ）と回転方向判定手段１８からの現在回転数（例えば、５００ｒ／ｍｉｎ）とを比較する。入力判断手段１４は、比較した結果に回転数差が発生した場合、回転数を一致させる為に、回転速調を変更する。例えば、回転速調を２速から３速に変更し、ＦＧ信号が１０００ｒ／ｍｉｎになるまで回転速調を上げる。入力判断手段１４は、これを繰り返し実施することで、回転数指示部１２からの回転数と現在回転数とを近づけて一致させ、すなわち回転数一定制御を行っている。また、入力判断手段１４は、回転方向判定手段１８より逆回転の信号を入力した場合、異常時の優先処理を行う。

優先処理においては、自ファン７が逆回転したことを送信手段１６が主側に送信し、指示ユニット１０の通信部１３が受信することで、監視下において異常が発生したことが確認できる。その結果、指示ユニット１０も、異常時の優先処理を実施するがこれらについての詳細は後述する。

受信手段１７は、指示ユニット１０の通信部１３や、あるいは他の送風ユニット２の送信手段１６からの信号を受信する。

送信手段１６は、指示ユニット１０の通信部１３や、あるいは他の送風ユニット２の受信手段１７に対して信号を送信する。

記憶手段２１は、所定の回転数値を記憶している。ここで所定の回転数値とは、自ファン７が逆回転した場合の、正回転で起動できる限界の値（逆回転数値）である。また、記憶手段２１は、他ファン７の回転数が低下している旨を示す回転数低下の依頼、すなわち低下信号を受信した場合における、他ファン７が停止しない最低回転数値も予め記憶している。

入力判断手段１４は、回転数指示部１２からの指示回転数と、回転方向判定手段１８からの現在回転数と、記憶手段２１からの所定の回転数との３つの入力値より、逆回転時における正回転での起動可否を判断する。

入力判断手段１４は、自ファン７が逆回転時における起動が可能と判断した場合、回転数指示手段１５に対し、回転速調（例えば１速）を出力し、回転数指示手段１５は、ＰＷＭ信号（例えば、１速：５００ｒ／ｍｉｎ）に変換し、自モータ８を再起動させる。

他方、入力判断手段１４は、自ファン７が逆回転時において起動が不可能と判断した場合、送信手段１６を介して主側に、自ファン７が逆回転しているため正回転起動できない旨を送信する。指示ユニット１０の通信部１３が正回転起動できない旨を受信することで、監視下で異常が発生したことが確認できる。つまり他ファン７の入力判断手段１４は、回転数低下の依頼を受信し、回転数を低下させるＰＷＭ信号を出力する。しかし、回転数低下によりファンが停止し、すなわち送風量が全く無い状態になることを防止するため、最低送風量を事前に決定し記憶させことで送風量を確保することができる。

そのため、入力判断手段１４は、他の送風ユニット２から受信手段１７を介して回転数の低下の依頼を受信し、さらに自ファン７の現在回転数が、記憶手段２１が記憶している最低回転数値以下になった場合、回転数の低下の依頼を受信した際の優先処理を強制解除する。
これにより、他ファン７の回転数は、回転数指示部１２のＤＣ電圧の指示回転数で運転され、最低回転数値以上を維持できる。なお優先処理の解除の詳細については後述する。

図４は、複数の送風ユニットと指示ユニットを設けた場合のブロック図であり、送風ユニット２が３台と指示ユニット１０が３台接続されている。なお説明において、主体となる送風ユニット２を自送風ユニット２とし、他の送風ユニット２と区別して説明する。ただし、全ての送風ユニット２が自送風ユニット２または他の送風ユニット２となりうる。

自送風ユニット２は、自身がその現象を発生している、つまり主体となる送風ユニット２であり、本実施の形態においては、逆回転を発生した送風ユニットである。図４においては、自送風ユニット２ａとする。

他の送風ユニット２は、自送風ユニット２を除く複数の送風ユニット２であり、本実施の形態においては、逆回転していない送風ユニット２である。図４においては、他の送風ユニット２ｂ、他の送風ユニット２ｃとする。

送風ユニット２ａに対するメイン電源部１１は、メイン電源部１１ａとし、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃに対するメイン電源部１１は、メイン電源部１１ｂ、メイン電源部１１ｃとする。

メイン電源部１１ａ、メイン電源部１１ｂ、メイン電源部１１ｃは、別電源で構成される。

送風ユニット２ａに対する回転数指示部１２は、回転数指示部１２ａ、送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃに対する回転数指示部１２は、回転数指示部１２ｂ、回転数指示部１２ｃとする。

通信部１３と受信手段１７とを接続する線、または自送風ユニット２の送信手段１６と他の送風ユニットを構成する受信手段１７とを接続する線を通信線２２（図示せず）とする。さらに指示ユニット１０と送風ユニット２ａ間を接続する通信線２２を、通信線２２ａとする。送風ユニット２ａと送風ユニット２ｂ間を接続する通信線２２を、通信線２２ｂとする。送風ユニット２ｂと送風ユニット２ｃ間を接続する通信線２２を、通信線２２ｃとする。

通信部１３は、通信にて常時従側の送風ユニット２を監視する。また通信部１３は、従側の送風ユニット２にアドレスを付与し、アドレス毎に現在の運転状況の確認を一定周期毎に行う。そのため、送風ユニット２で逆回転が発生した場合、指示ユニット１０は直ちに異常を検知することができる。また必要に応じて、異常の解消を行う。例えば、自送風ユニット２ａに属する入力判断手段１４ａは、即座に他の送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃのそれぞれの運転を制御し、自送風ユニット２ａの異常を解消させることができる。自ファン７ａが逆回転した場合、入力判断手段１４ａは、異常時の優先処理を行う。

優先処理は、他の送風ユニット２ｂ、他の送風ユニット２ｃにそれぞれ属する他ファン７ｂ、他ファン７ｃの回転数を、回転数指示部１２からの指示より優先させて低下させるものである。具体的には、入力判断手段１４ａは、送信手段１６ａより通信部１３へ異常の信号を送信した場合、さらに他の送風ユニット２ｂ、送風ユニット２ｃに対して、回転数の低下を依頼する。他の送風ユニット２に属する入力判断手段１４ｂ、入力判断手段１４ｃは、回転数低下の依頼を受信すると、回転数指示部１２ｂ、回転数指示部１２ｃの指示に優先させて、それぞれの回転数指示手段１５を介してファン７の回転数を低下させる。その結果、同一風路にある混合部６の風量が弱まり、逆回転が抑制される。

また逆に、例えばファン７ｂやファン７ｃが、逆回転した場合、入力判断手段１４ａは、回転数が低下した送風ユニット２から受信手段１７ａを介して回転数低下の依頼を受信した場合、異常時の優先処理を実施する。つまり、入力判断手段１４ａは、回転数指示部１２ａからの運転指示ではなく、回転数低下の依頼に基づいて、回転数指示手段１５ａを介してファン７ａの回転数を低下させる。回転数の低下の程度は特に決まっていないが、例えば回転数の低下レベルは、１割ずつ、２割ずつ、５割など、送風ユニット２の接続台数構成等により、条件設定できる。

図５は、空気浄化システム１の動作に関するフローチャートである。

なお図５における付番の先頭に記されたＳはステップを意味するが、Ｓに続く数値は必ずしも処理順序を示すものではない。また同一付番は、同一処理内容を意味するものである。以下、図４と併せて図５のフローチャートに沿って説明する。

本空気浄化システム１は、メイン電源部１１の電源印加と回転数指示部１２のＤＣ電圧印加で、送風ユニット２を起動させて、ファン７が回転する構成である。

本空気浄化システム１は、空気清浄度の維持を目的とするシステムのため、異常が発生した場合でも、運転に支障がないと判断した場合は運転を継続する。そして安全が損なわれる場合に限り、ヒューズ等の電源遮断で停止を図るものである。

図４で説明した、自送風ユニット２ａ、他の送風ユニット２ｂ、２ｃは、それぞれ指示ユニット１０のメイン電源部１１ａ、１１ｂ、１１ｃより電圧が印加されて動作する。この際、回転数指示部１２ａ、１２ｂ、１２ｃからのＤＣ電圧の印加によって、ファン７ａ、７ｂ、７ｃが正回転で起動する（Ｓ００１）。

モータ８ａ、８ｂ、８ｃが起動開始後、回転方向位置検出手段２０ａ、２０ｂ、２０ｃが各モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のロータの位置を検出する。また同時に、回転方向判定手段１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の検知の順番より、正回転か逆回転かを認識し、逆回転の発生有無を判断する（Ｓ００２→Ｓ００３）。

ここでは、回転方向判定手段１８の判断結果で逆回転と判断されたファン７を、自送風ユニット２の自ファン７とする（Ｓ００３ＹＥＳ→Ｓ００４ａ）。

また、回転方向判定手段１８の判断結果で逆回転と判断されなかったファン７を、他の送風ユニット２の他ファン７とする（Ｓ００３ＮＯ→Ｓ００４ｂ）。

つまり今回の説明では、逆回転をする送風ユニットは、自送風ユニット２ａであり、逆回転しない送風ユニットは、他の送風ユニット２ｂ、２ｃである。

なお、全ての送風ユニットにおいて逆回転が発生していないと判断された場合には、特に異常時の優先処理することなく、継続運転を行う（Ｓ００２ＮＯ→ＥＮＤ）。

ところで、自送風ユニット２ａの逆回転は、例えば以下の場合に発生する。すなわち、自送風ユニット２ａは、起動後に使用者からの停止指示や誤動作などにより、一時的にファンが停止する。このような場合には、再起動までの時間内に他の送風ユニット２ｂ、２ｃの送風が混合部６を介して自送風ユニット２ａに逆流し、正方向にトルクが掛かっていない自送風ユニット２ａの自ファン７ａは、逆回転を開始するのである。

逆回転が発生した場合、逆回転を開始した自ファン７ａを、正回転で起動させる為には大きなトルクが必要となる。つまり、高出力のモータが必要となり、空気浄化システム１が高価になってしまう。また、高出力モータを採用すると大電流が発生するため、周辺回路などのシステム構築も高価になる。ただし、本実施の形態によればこれを回避することができる。

他の送風ユニット２ｂ、２ｃは、自送風ユニット２ａの逆回転を抑制するために、混合部６への送風量を低下させる。具体的には、逆回転を検知した入力判断手段１４ａは、送信手段１６ａに、他の送風ユニット２ｂ、２ｃへの回転数の低下を依頼する。

送信手段１６ａは、他の送風ユニット２ｂ、２ｃに対し、回転数低下を依頼する。（Ｓ００４ａ→Ｓ００５ａ）
さらに、送信手段１６ａは、通信部１３にも逆回転による異常信号を出力する。

つまり、送信手段１６ａ及び受信手段１７ｂ、１７ｃを介して回転数の低下の依頼を送信し、他の送風ユニット２ｂ、２ｃは回転数の低下の依頼を受信する（Ｓ００５ｂ）。

回転数の低下の依頼を受信した入力判断手段１４ｂ、１４ｃは、回転数指示部１２ｂ、１２ｃからの回転数の指示を示すＤＣ電圧ではなく、異常時の優先処理として、回転数の低下の依頼を処理する。これにより、他ファン７ｂ、７ｃは回転数が低下する（Ｓ００５ｂ）。

他ファン７ｂ、７ｃの回転数が低下することで、自送風ユニット２ａへの逆回転に係る負荷は徐々に減少する。

また、他の送風ユニット２ｂ、２ｃの他ファン７ｂ、７ｃは、回転数の低下の依頼を受けて、回転数が低下する（Ｓ００５ｂ）。

自送風ユニット２ａと他の送風ユニット２ｂ、２ｃは、ともにそれぞれの現在の回転数を確認する（Ｓ００７ａ、Ｓ００７ｂ）。

これにより、自送風ユニット２ａは、他ファン７ｂ、７ｃの送風量低下による、自ファン７ａにおける逆回転の改善状況を確認できる（Ｓ００７ａ）。

また同時に、入力判断手段１４ａは、自ファン７ａの逆回転数が所定回転数値以下になったかを判断するために、記憶手段２１ａの所定回転数値の記憶情報の読み出しを行う。

入力判断手段１４ａは、記憶手段２１ａに記憶されている自ファン７ａの現在の回転数が、記憶手段２１ａに記憶された所定回転数値以下でない場合、Ｓ００５ａに戻り、所定回転数値以下になるまで回転数低下の依頼を繰り返す（Ｓ００８ａＮＯ→Ｓ００５ａ）。

その結果、他ファン７ｂ、７ｃは、回転数の低下を繰り返し、自ファン７ａの回転数が所定回転数値以下になるまで継続する。（Ｓ００５ｂ）
また、自ファン７ａの回転数が所定回転数値以下となった場合、入力判断手段１４ａは、回転数指示手段１５に起動指示する。自ファン７ａは、所定回転数値以下であるため、再起動のためのトルクが小さく、起動が可能となる。（Ｓ００６ａ）
また、入力判断手段１４ａは、自ファン７ａの回転方向判定手段１８ａの正回転の起動を確認できた場合、送信手段１６ａへ回転数の低下の依頼の解除を送信する。（Ｓ００１０ａ）
自ファン７ａが正回転起動したことで、送信手段１６ａは、他ファン７ｂ、７ｃへの回転数の低下の依頼の解除を他の送風ユニット２ｂ、２ｃの受信部１７ｂ、受信部１７ｂに送信する。

送風ユニット２ｂ、２ｃは、回転数の低下の依頼の解除をうけて優先処理を解除し、回転数指示部１２ｂ、１２ｃの出力電圧に従い、通常の運転に復帰する。（Ｓ００１０ｂ）
なお、他の送風ユニット２ｂ、２ｃが自送風ユニット２ａの回転数低下の依頼を無制限に受け入れることで、他ファン７ｂ、７ｃが停止してしまう恐れがある。このような場合には、以下のような制御が有効である。

すなわち、記憶手段２１ｂ、２１ｃは、他ファン７ｂ、７ｃが停止しない最低回転数値を記憶している。

そのため、入力判断手段１４ｂ、１４ｃは、回転方向判定手段１８ｂ、１８ｃからの現在回転数信号と記憶手段２１ｂ、２１ｃの最低回転数値を比較する。（Ｓ０１１ｂ）。

例えば、入力判断手段１４ｂ、１４ｃは、記憶手段２１ｂ、２１ｃの記憶情報が最低回転数値未満でない場合、すなわち最低回転数以上であれば、問題ないと判断し、回転数を低下する（Ｓ０１１ｂＮＯ）。

しかし、他ファン７ｂ、７ｃの回転数のいずれかが最低回転数未満の場合、すなわち、比較した結果がＹＥＳの場合、停止する恐れがあるため、入力判断手段１４ｂ、１４ｃは、回転数の低下の依頼を強制的に解除（Ｓ０１０ｂ）し、回転数指示部１２ｂ、１２ｃのＤＣ電圧の運転に復帰する。

この場合の回転数の低下の依頼の解除は、入力判断手段１４ｂ、１４ｃが強制的に実施したものであり、Ｓ０１０ａの送信手段１６ａからの依頼で、解除したものではない。

そうすることで、他ファン７ｂ、７ｃを制御する入力判断手段１４ｂ、１４ｃは、自らの判断で、他ファン７ｂ、７ｃの停止を防止する。つまり、回転数低下の依頼を無制限に受け入れることで他ファン７ｂ、７ｃが停止してしまうことを防止することで、常時最低回転数以上で運転することが可能とし、送風量を維持することができる。

なお、図５において、自ファン７ａが所定の回転数以下であることを確認する処理を行った（Ｓ００８ａ）。しかしながら、所定の回転数以下であっても例えばファンが大型の場合、逆回転からの起動にはトルクが必要になる。一方、ファンが大型の場合には、自重によって回転が停止しやすいという事がいえる。よって、ファンの大きさによっては、所定の回転数以下を確認するのではなく、停止を確認しても良い。

具体的には、入力判断手段１４ａは、Ｓ００８ａにて自ファン７ａが停止していない場合、Ｓ００５ａに戻り、停止するまで繰り返すのである。

その結果、他ファン７ｂ、７ｃは、回転数の低下の依頼を繰り返し、自ファン７ａの回転数が停止するまで継続する。（Ｓ００５ｂ）
また、自ファン７ａが停止した場合、入力判断手段１４ａは、自ファン７ａを再起動させるために、回転数指示手段１５に指示することで、停止状態からの再起動のため、容易に起動が可能となる構成とする。（Ｓ００６ａ）
上記構成により、自送風ユニットの回転方向判定手段が、逆回転を検知した場合、送信手段は、他の送風ユニットに回転数の低下の依頼を送信し、他の送風ユニットの他ファンの回転数を低下させる。これにより、自送風ユニットの逆回転が弱まり、再起動が可能となることから、送風量を復帰できるため、空気清浄度の低下を抑制することができる。

また、自送風ユニットが起動後、回転方向判定手段が正回転の検知したことで、送信手段が他の送風ユニットに回転数の低下の依頼の解除信号を送信する。また、他の送風ユニットの受信手段が受信したことで、継続していた割り込み処理を解除し、回転数指示部からの出力電圧値に従い、他ファンは運転を再開することにより、短時間で送風量の改善が可能となるため、空気清浄度の低下時間の短縮を図ることができる。

また、自送風ユニットの回転方向判定手段が、停止を検知すると、入力判断手段に停止を出力する。また、入力判断手段が停止を検知すると、モータ駆動手段にＰＷＭ信号を出力し、正回転で起動を開始する。これにより、確実な起動ができるため、大きな出力を必要としない安価なモータで、信頼性の高いシステムの提供が可能となる。

また、自送風ユニットが起動後、回転方向判定手段が正回転の検知したことで、送信手段が他の送風ユニットに回転数の低下の依頼の解除信号を送信する。そして、他の送風ユニットの受信手段が受信したことで、継続していた割り込み処理を解除し、回転数指示部からの出力電圧値に従い、他ファンは運転を再開する。これにより、送風量低下の時間管理が可能となり、早期に送風量の改善ができるため、空気清浄度の回復を加速することができる。

また、他の送風ユニットの回転数低下により、同一風路内の送風量が一時的に低下するため、自ファンの逆回転が徐々に低回転数になる。そして、他ファンは停止しない条件として、記憶手段に最低回転数値を記憶している。そのため、他ファンが最低回転数を下回ると、他ファンの入力判断手段は強制的に回転数の低下の依頼を解除するため、回転は復帰する。

また、自送風ユニットは、所定回転数値以下になるまで、繰り返し他の送風ユニットの回転数低下の依頼を行うことにより、最低送風量を確保し、空気浄化システム内の加圧状態を維持することで、フィルターに付着しているゴミの逆流を防止し、最低限な空気清浄度の維持、継続を図ることができる。
（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２における空気浄化システムのブロック図である。

図６に示すように、送風ユニット２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ起動スイッチ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを備える。

起動スイッチ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、スイッチ開閉の操作で電源遮断、通電が可能なものであり、一例としては、リレー等の接点構成で入切可能なものである。起動スイッチ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、通常運転時において、起動スイッチ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを常時ＯＮとし、メイン電源部１１ａ、１１ｂ、１１ｃにて、電源ＯＮ／ＯＦＦする。

また、例えば顧客要望及び生産ラインの生産の増減により、顧客側のシステムの変更なしで、容易に送風ユニット２の製品外郭の起動スイッチをＯＦＦにすることで、電源遮断が可能である。

一例として、送風ユニット２ａ、２ｂ、２ｃのうち、送風ユニット２ｃの起動スイッチ２３ｃのみＯＦＦにすることで、２台運転が可能な空気浄化システム１が実現できる。

つまり各送風ユニットが独立して自ファンの正逆回転を判定して他の送風ユニットに依頼を送信するため、送風ユニット２ｃの起動スイッチ２３ｃをＯＦＦにするのみで、送風ユニット２ａ、２ｂ間で、逆回転時の再起動制御が可能となる。

また、メイン電源部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、例えば顧客側の電源装置に設置されており、送風ユニット２ａ、２ｂ、２ｃだけに電源供給されているとは限らない。もし、他の機器と接続されていれば、メイン電源部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを容易に電源遮断できない。

そのため、起動スイッチ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを設けることで、他の機器に影響を与えることなく送風ユニット２ａ、２ｂ、２ｃだけを個別に且つ確実に電源遮断が可能なため、各送風ユニットのみでリスク無くメンテナンス作業を行うことが可能となる。

これにより、顧客仕様の変更や現場設置後の切り替え対応が容易となり、顧客側の変更が不要なメンテナンス性に優れた空気浄化システムが得られる。

本発明の空気浄化システムは、クリーンルーム内に設置される半導体デバイスや液晶等を製造する製造装置、あるいはクリーンブースなど、清浄空間を必要とする箇所に設置する空気浄化システムとして有用である。

１ 空気浄化システム
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 送風ユニット
３ フィルター
４ 給気口
５ 共有排気口
６ 混合部
７，７ａ，７ｂ，７ｃ ファン
８，８ａ，８ｂ，８ｃ モータ
９，９ａ，９ｂ，９ｃ 制御手段
１０ 指示ユニット
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ メイン電源部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 回転数指示部
１３ 通信部
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 入力判断手段
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 回転数指示手段
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 送信手段
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 受信手段
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 回転方向判定手段
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ モータ駆動手段
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 回転方向位置検出手段
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 記憶手段
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 通信線
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 起動スイッチ
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 電源

Claims (6)

1. 複数の送風ユニットと、
   前記複数の送風ユニットから送風された空気を混合する混合部と、
   前記混合された空気を排気する共有排気口と、
   前記共有排気口から排出される空気を浄化するフィルターとを備え、
   前記複数の送風ユニットはそれぞれ、
   回転により送風を行うファンと、
   前記ファンに空気を導く給気口と、
   前記ファンを回転駆動するモータと、
   前記モータに動力を供給する電源と、
   他の送風ユニットに対して当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信する送信手段と、
   他の送風ユニットからの自送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受信する受信手段と、
   前記モータの回転数を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記送信手段を介して依頼した後の自送風ユニットに属するモータの回転状況に基づいて自送風ユニットに属するモータの正回転を開始し、
   前記自送風ユニットからの他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を受けて他の送風ユニットに属するモータの回転数を低下させる空気浄化システム。
2. 前記送風ユニットは、
   自送風ユニットに属するモータの回転方向を検知する回転方向判定手段と、
   所定の回転数値を記憶する記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、
   モータの正回転開始時に前記回転方向判定手段がモータの逆回転を検知した場合に前記所定の回転数値と比較し、
   前記比較結果が前記所定の回転数値以上であった場合に他の送風ユニットに当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信し、
   前記他の送風ユニットに属するモータの回転数低下により自送風ユニットに属するモータの逆回転が前記所定の回転数値以下となった後に自送風ユニットに属するモータの正回転を開始する請求項１記載の空気浄化システム。
3. 自送風ユニットに属するモータの回転方向を検知する回転方向判定手段を備え、
   前記制御手段は、
   モータの回転開始時に前記回転方向判定手段がモータの逆回転を検知した場合に他の送風ユニットに当該他の送風ユニットに属するモータの回転数低下の依頼を送信し、
   前記他の送風ユニットに属するモータの回転数低下により自送風ユニットに属するモータの逆回転が停止した後に自送風ユニットに属するモータの正回転を開始する請求項１記載の空気浄化システム。
4. 前記制御手段は、
   前記自送風ユニットに属するモータの正回転を開始した後に前記他の送風ユニットに対して回転数低下の依頼を解除する旨を送信する請求項２または３に記載の空気浄化システム。
5. 前記制御手段は、
   他の送風ユニットからの回転数低下の依頼を受信した場合にはモータの回転数を低下させるがモータの停止はしない請求項２から４のいずれかに記載の空気浄化システム。
6. 前記複数の送風ユニットは、
   それぞれ独立した起動スイッチを備えた請求項１から５のいずれかに記載の空気浄化システム。