JPH0783474A - 室圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数の部屋の内外の差圧を所定の
値に制御するための室圧制御装置に関し、ドアを閉めた
時の室圧の変動を従来より大幅に低減することを目的と
する。 【構成】 部屋の内外の差圧を測定する差圧計からの差
圧信号を入力し、ファジィルールおよびメンバーシップ
関数を用いたファジィ推論により、前記部屋内の圧力を
調節する圧力調節用ダンパの開度修正量を求めるファジ
ィ推論手段を備え、前記メンバーシップ関数に、前記差
圧計からの差圧信号の値が０および０の近傍にある時に
適合度が１になるドア開時用メンバーシップ関数を設定
するとともに、前記ファジィルールに、前記ドア開時用
メンバーシップ関数の適合度が１の時には、前記圧力調
節用ダンパの開度を保持するというドア開時用ルールを
設定して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部屋の内外の差圧を所
定の値に制御するための室圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、医薬品を製造するためのバイオ
クリーンルーム、あるいは、無菌動物を用いて実験，研
究を行う動物飼育室等の施設では、部屋内を清潔な環境
に保つとともに、部屋外から細菌，病原体が侵入するこ
とを確実に防止する必要があり、このような施設の空調
では、部屋内の圧力を部屋外の圧力より高くすることに
より外部とのバリアを形成している。

【０００３】図９は、このような施設の空調装置を示す
もので、図において、符号１１は、無菌動物飼育室，バ
イオクリーンルーム等の部屋を示している。この部屋１
１には、給気ファン１３からの空気を部屋１１内に導く
ための給気管路１５が開口されている。

【０００４】この給気管路１５には、上流側から順に定
風量装置１７および給気側高気密ダンパ１９が配置され
ている。部屋１１には、部屋１１からの空気を排気ファ
ン２１に導くための排気管路２３が開口されている。

【０００５】この排気管路２３には、上流側から順に排
気側高気密ダンパ２５および圧力調節用排気ダンパ２７
が配置されている。上述した空調装置では、定常状態に
おいては、給気ファン１３および排気ファン２１は、一
定回転数で運転されており、給気側高気密ダンパ１９お
よび排気側高気密ダンパ２５が全開状態とされている。

【０００６】また、コントローラ２９により、定風量装
置１７は、設定された風量を維持するように開度調節さ
れて運転されている。さらに、部屋１１内の圧力は、差
圧調節器３１により、圧力調節用排気ダンパ２７の開度
を自動調節することにより、部屋１１外の圧力と所定の
差圧を有するように維持されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空調装置では、圧力調節用排気ダンパ２７の
制御がＰＩＤ制御により行われているために、部屋１１
のドア１１ａの開閉時に、部屋１１内の圧力が大きく変
動するという問題があった。

【０００８】すなわち、例えば、人の出入り、あるいは
機材の搬入時等にドア１１ａを開閉すると、図１０の
（ａ）に示すように、ドア１１ａを開けている間に、圧
力調節用排気ダンパ２７が室圧を保とうとして全閉側に
動くため、ドア１１ａを閉めた時に、（ｂ）に示すよう
に室圧が大きく変動してオーバーシュートする。

【０００９】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、ドアを閉めた時の室圧の変動を従来より大幅に低
減することができる室圧制御装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の室圧制御装置
は、部屋の内外の差圧を測定する差圧計からの差圧信号
を入力し、予め定められたファジィルールおよびメンバ
ーシップ関数を用いたファジィ推論により、前記部屋内
の圧力を調節する圧力調節用ダンパの開度修正量を求め
るファジィ推論手段と、前記開度修正量を入力し、この
開度修正量に基づいて前記圧力調節用ダンパの開度を演
算し出力する出力処理手段とを備え、前記メンバーシッ
プ関数に、前記差圧計からの差圧信号の値が０および０
の近傍にある時に適合度が１になるドア開時用メンバー
シップ関数を設定するとともに、前記ファジィルール
に、前記ドア開時用メンバーシップ関数の適合度が１の
時には、前記圧力調節用ダンパの開度を保持するという
ドア開時用ルールを設定してなるものである。

【００１１】

【作用】本発明の室圧制御装置では、ドアが開にされて
部屋の内外の差圧が０の近傍になると、ドア開時用メン
バーシップ関数の適合度が１になり、ファジィルールに
より、圧力調節用ダンパの開度がそのままの状態で保持
される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の空調装置の一実施例
を示すもので、図において符号４１は、無菌動物飼育
室，バイオクリーンルーム等の部屋を示している。

【００１３】この部屋４１には、給気ファン４３からの
空気を部屋４１内に導くための給気管路４５が開口され
ている。この給気管路４５には、上流側から順に定風量
装置４７および給気側高気密ダンパ４９が配置されてい
る。

【００１４】部屋４１には、部屋４１からの空気を排気
ファン５１に導くための排気管路５３が開口されてい
る。排気管路５３には、上流側から順に排気側高気密ダ
ンパ５５および圧力調節用排気ダンパ５７が配置されて
いる。

【００１５】定風量装置４７は、外部信号により風量が
設定でき、その風量を保つように自動的に開度を調節す
る機能を有する。また、外部信号により強制的に全閉す
ることも可能である。

【００１６】圧力調節用排気ダンパ５７は、外部からの
アナログ信号により、比例的に開度を変更する機能を有
している。符号５９は、差圧計を示しており、この差圧
計５９は、部屋４１と隣接する空間の差圧を検出し、そ
の値をアナログ信号で出力する。

【００１７】符号６１は、プログラマブルコントローラ
を示しており、このコントローラ６１は、接続される機
器との入出力インターフェースを有し、また、ファジィ
推論部６３とのインターフェースをも有している。

【００１８】図２は、プログラマブルコントローラ６１
およびファジィ推論部６３を有する室圧制御装置の詳細
を示している。符号６５は、プログラマブルコントロー
ラ６１内に配置される入力処理部を示しており、この入
力処理部６５には、差圧計５９からの差圧計測値ΔＰが
入力される。

【００１９】符号６３は、ファジィ推論部を示してお
り、このファジィ推論部６３は、入力処理部６５からの
差圧計測値ΔＰを入力し、予め定められたファジィルー
ルおよびメンバーシップ関数を用いたファジィ推論によ
り部屋４１内の圧力を調節する圧力調節用排気ダンパ５
７の開度修正量ΔＭを求める。

【００２０】符号６７は、プログラマブルコントローラ
６１内に配置される出力処理部を示しており、この出力
処理部６７は、ファジィ推論部６３から開度修正量ΔＭ
を入力し、この開度修正量ΔＭに基づいて、次式により
圧力調節用排気ダンパ５７の開度Ｍを演算し、圧力調節
用排気ダンパ５７の制御部に出力する。

【００２１】Ｍ＝ΔＭ・Ｇ＋Ｍb ・・・（１） ここで、Ｇは制御ゲイン、Ｍb は前回の開度である。フ
ァジィ推論部６３には、以下に述べる（１）〜（６）の
ファジィルールが予め設定されている。

【００２２】（１）差圧計測値ΔＰが「低い」時には、
圧力調節用排気ダンパ５７を「もっと閉じる」。 （２）差圧計測値ΔＰが「少し低い」時には、圧力調節
用排気ダンパ５７を「少し閉じる」。

【００２３】（３）差圧計測値ΔＰが「ちょうどよい」
時には、圧力調節用排気ダンパ５７を「動かさない」。 （４）差圧計測値ΔＰが「少し高い」時には、圧力調節
用排気ダンパ５７を「少し開ける」。

【００２４】（５）差圧計測値ΔＰが「高い」時には、
圧力調節用排気ダンパ５７を「もっと開ける」。 （６）「ドアが開いた」時には、圧力調節用排気ダンパ
５７を「動かさない」（ドア開時用ファジィルール）。

【００２５】図３および図４は、ファジィ推論部６３に
予め設定されるメンバーシップ関数を示している。図３
は、入力である差圧計測値ΔＰのメンバーシップ関数で
あり、横軸には、差圧計測値ΔＰが、縦軸には、適合度
がとられている。

【００２６】このメンバーシップ関数には、差圧計測値
ΔＰが０および０の近傍にある時に、適合度が１になる
ようなドア開時用メンバーシップ関数６９が設定されて
いる。

【００２７】このドア開時用メンバーシップ関数６９
は、頂部を台形状にすることにより形成されている。図
４は、出力である開度修正量ΔＭのメンバーシップ関数
であり、横軸には、開度修正量ΔＭが、縦軸には、適合
度がとられている。

【００２８】上述したファジィ推論部では、例えば、差
圧計測値ΔＰが１mmAqの時には、図５の（ａ）に示すよ
うにして適合度が求められ、この適合度に基づいて面積
が求められ、（ｃ）に示すように重心法を使用して開度
修正量ΔＭが−０．１％として求められる。

【００２９】このようにして求められた開度修正量ΔＭ
は、出力処理部６７に出力され、前述した式（１）に基
づいて圧力調節用排気ダンパ５７の開度が求められる。
また、例えば、差圧計測値ΔＰが２mmAqの時には、図６
の（ａ）に示すようにして適合度が求められ、この適合
度に基づいて面積が求められ、（ｃ）に示すように重心
法を使用して開度修正量ΔＭが＋０．１％として求めら
れる。

【００３０】このようにして求められた開度修正量ΔＭ
は、出力処理部６７に出力され、前述した式（１）に基
づいて圧力調節用排気ダンパ５７の開度が求められる。
そして、例えば、ドア４１ａが開にされ差圧計測値ΔＰ
が０．１になった時には、図７の（ａ）に示すようにし
て適合度が１として求められ、この適合度に基づいて面
積が求められ、（ｃ）に示すように重心法を使用して開
度修正量ΔＭが０％として求められる。

【００３１】このようにして求められた開度修正量ΔＭ
は、出力処理部６７に出力されるが、開度修正量ΔＭが
０％であるため、圧力調節用排気ダンパ５７の開度は、
そのままの状態に維持される。

【００３２】しかして、上述した室圧制御装置では、ド
ア４１ａが開にされて部屋４１の内外の差圧が０の近傍
になると、ドア開時用メンバーシップ関数６９の適合度
が１になり、ドア開時用ファジィルールにより、圧力調
節用ダンパ５７の開度がそのままの状態で保持されるた
め、従来のように、ドアを開けている間に、圧力調節用
排気ダンパが室圧を保とうとして全閉側に動くことがな
くなり、部屋４１のドア４１ａの閉時に、部屋４１内の
圧力が大きく変動することを従来より大幅に低減するこ
とができる。

【００３３】すなわち、例えば、人の出入り、あるいは
機材の搬入時等にドア４１ａを開閉した時には、図８の
（ａ）に示すように、圧力調節用排気ダンパ５７の開度
が調節されるため、図８の（ｂ）に示すように、ドア４
１ａを閉めた時に、室圧が大きく変動することがなくな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の室圧制御装
置では、ドアが開にされて部屋の内外の差圧が０の近傍
になると、ドア開時用メンバーシップ関数の適合度が１
になり、ファジィルールにより、圧力調節用ダンパの開
度がそのままの状態で保持されるため、ドアを閉めた時
の室圧の変動を従来より大幅に低減することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の室圧制御装置の一実施例を備えた空調
装置の一例を示す配管系統図である。

【図２】図１の室圧制御装置の詳細を示すブロック図で
ある。

【図３】図１のファジィ推論部に設定される差圧計測値
のメンバーシップ関数を示す説明図である。

【図４】図１のファジィ推論部に設定される開度修正量
のメンバーシップ関数を示す説明図である。

【図５】差圧計測値が１mmAqの時の開度修正量の求め方
を示す説明図である。

【図６】差圧計測値が２mmAqの時の開度修正量の求め方
を示す説明図である。

【図７】差圧計測値が０．１mmAqの時の開度修正量の求
め方を示す説明図である。

【図８】図１の空調装置におけるドアの閉時における部
屋内の圧力の変動を示す説明図である。

【図９】従来の空調装置を示す配管系統図である。

【図１０】図９の空調装置におけるドアの閉時における
部屋内の圧力の変動を示す説明図である。

【符号の説明】

４１ 部屋 ５７ 圧力調節用排気ダンパ ５９ 差圧計 ６１ プログラマブルコントローラ ６３ ファジィ推論部 ６７ 出力処理部 ６９ ドア開時用メンバーシップ関数

【手続補正書】

【提出日】平成６年５月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図６】

【図８】

【図９】

【図１０】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部屋の内外の差圧を測定する差圧計から
   の差圧信号を入力し、予め定められたファジィルールお
   よびメンバーシップ関数を用いたファジィ推論により、
   前記部屋内の圧力を調節する圧力調節用ダンパの開度修
   正量を求めるファジィ推論手段と、 前記開度修正量を入力し、この開度修正量に基づいて前
   記圧力調節用ダンパの開度を演算し出力する出力処理手
   段と、を備え、 前記メンバーシップ関数に、前記差圧計からの差圧信号
   の値が０および０の近傍にある時に適合度が１になるド
   ア開時用メンバーシップ関数を設定するとともに、前記
   ファジィルールに、前記ドア開時用メンバーシップ関数
   の適合度が１の時には、前記圧力調節用ダンパの開度を
   保持するというドア開時用ルールを設定してなることを
   特徴とする室圧制御装置。