JPH0783476A - 室圧制御装置 - Google Patents

室圧制御装置

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JPH0783476A
JPH0783476A JP5224814A JP22481493A JPH0783476A JP H0783476 A JPH0783476 A JP H0783476A JP 5224814 A JP5224814 A JP 5224814A JP 22481493 A JP22481493 A JP 22481493A JP H0783476 A JPH0783476 A JP H0783476A
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pressure
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智資 大泉
Kazuaki Iijima
和明 飯嶋
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晋 米津
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、隣接配置されドアにより連通され
る複数の空間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、ドアの開閉時における室圧の変動
を従来より大幅に低減することを目的とする。 【構成】 隣接して配置されドアにより連通される複数
の空間とこれ等の空間に隣接するそれぞれの前記空間と
の差圧を測定する複数の差圧計と、差圧計からの差圧値
を入力しファジィ推論によりそれぞれの空間内の圧力を
調節する複数の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それぞれの圧力調節用ダンパの開
度を演算し出力する出力信号処理手段と、前記複数の差
圧計の差圧値を入力し複数の差圧値の少なくとも一つが
0および0の近傍にある時に前記全ての圧力調節用ダン
パの開度をそのままの状態で保持させるダンパ開度保持
手段とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、隣接配置されドアによ
り連通される複数の空間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16は、このような空調装置を備えた施
設を示すもので、この施設では、クリーンルームである
A室11とB室13とが隣接して配置されており、A室
11とB室13とは、前室15を介して廊下17に面し
ている。
【0004】廊下17と前室15、前室15とA室1
1、前室15とB室13とは、それぞれドア15a,1
1a,13aにより連通されている。前室15,A室1
1およびB室13には、給気ファン19からの空気を前
室15,A室11およびB室13内に導くための給気管
路21が開口されている。
【0005】この給気管路21には、上流側から順に定
風量装置23および給気側高気密ダンパ25が配置され
ている。前室15,A室11およびB室13には、前室
15,A室11およびB室13からの空気を排気ファン
27に導くための排気管路29が開口されている。
【0006】この排気管路29には、上流側から順に排
気側高気密ダンパ31および圧力調節用排気ダンパ33
が配置されている。符号35a,35b,35cは、差
圧計を示しており、差圧計35aは、廊下17と前室1
5との差圧を、差圧計35bは前室15とA室11との
差圧を、差圧計35cは前室15とB室13との差圧を
測定するように構成されている。
【0007】これ等の差圧計35a,35b,35cか
らの差圧値は、プログラマブルコントローラ37に入力
される。上述した空調装置では、定常状態においては、
給気ファン19および排気ファン27は、一定回転数で
運転されており、給気側高気密ダンパ25および排気側
高気密ダンパ31が全開状態とされている。
【0008】また、コントローラ37により、定風量装
置23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、前室15,A室11およ
びB室13内の圧力は、プログラマブルコントローラ3
7により、圧力調節用排気ダンパ33の開度を自動調節
することにより、廊下17と前室15、前室15とA室
11、および前室15とB室13とが所定の差圧を有す
るように維持されている。
【0009】
【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、それぞれの圧力調節用排気ダ
ンパ33の制御が、コントローラ37によりPID制御
により個別に行われているために、前室15,A室11
およびB室13のドア15a,11a,13aの開閉時
に、図17および図18に示すように、前室15,A室
11およびB室13内の圧力が大きく変動するという問
題があった。
【0010】なお、図17および図18において、前室
15,A室11およびB室13の室圧は、全て廊下17
との間の差圧であり、室間差圧は、廊下17と前室15
とが2mmAq、A室11と前室15とが3mmAq、B室13
と前室15とが3mmAqに設定されている。
【0011】図17は、例えば、人の出入り、あるいは
機材の搬入時等に、廊下17と前室15間のドア15a
を開閉した場合の室間差圧の変化を示すもので、廊下1
7と前室15間のドア15aが開いて前室15の室圧が
0mmAqとなり、A室11とB室13との室圧が3mmAqに
近づいて行く。ドア15aが閉まるとそれぞれの室圧が
オーバーシュートを起こし、この場合には、A室11,
B室13の室圧と前室15の室圧とが一瞬逆転し、この
後、各々設定値に復帰している。
【0012】図18は、前室15とA室11間のドア1
1aを開閉した場合の室間差圧の変化を示すもので、ド
ア11aを開くと同時に前室15とA室11との室圧が
等しくなり、両室の室圧は徐々に上昇する。この時、前
室15の圧力調節用排気ダンパ33は開く方に、A室1
1の圧力調節用排気ダンパ33は閉じる方に制御されて
いる。B室13の室圧は、前室15との差圧を設定値で
ある3mmAqを保ように、前室15の室圧上昇にともなっ
て上昇する。ドア11aが閉まった時には、前室15の
圧力調節用排気ダンパ33は開き過ぎ、A室11および
B室13の圧力調節用排気ダンパ33は閉じ過ぎとなっ
ており、設定圧までの復帰に100秒以上の時間を要す
る結果になっている。
【0013】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、ドアの開閉時における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。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1の室圧制御装置
は、隣接して配置されドアにより連通される複数の空間
と、これ等の空間に隣接するそれぞれの前記空間との差
圧を測定する複数の差圧計と、前記差圧計からの差圧値
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、前記それぞ
れの空間内の圧力を調節する複数の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それぞれの
圧力調節用ダンパの開度を演算し出力する出力信号処理
手段と、前記複数の差圧計の差圧値を入力し、複数の差
圧値の少なくとも一つが0および0の近傍にある時に前
記全ての圧力調節用ダンパの開度をそのままの状態で保
持させるダンパ開度保持手段とを有するものである。
【0015】請求項2の室圧制御装置は、請求項1にお
いて、ダンパ開度保持手段は、前記複数の空間に、運転
が停止状態にある空間がある時には、この停止状態の空
間の差圧値が0および0の近傍になった場合にも、他の
空間の圧力調節用ダンパの開度をそのままの状態に保持
しないものである。
【0016】
【作用】請求項1の室圧制御装置では、いずれか一つの
ドアが開にされて、いずれか一つの差圧計の差圧値が、
0および0の近傍になると、全ての圧力調節用ダンパの
開度がそのままの状態に保持される。
【0017】請求項2の室圧制御装置では、停止状態の
空間の差圧値が0および0の近傍になっても、このこと
が他の空間の制御に影響することがなく、停止状態の空
間を切り離した制御が行われる。
【0018】
【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、本発明のファジィ制御装置の
一実施例を備えたバイオクリーンルーム等の施設を示す
もので、この施設では、クリーンルームであるA室41
とB室43とが隣接して配置されており、A室41とB
室43とは、前室45を介して廊下47に面している。
【0019】廊下47と前室45、前室45とA室4
1、前室45とB室43とは、それぞれドア45a,4
1a,43aにより連通されている。前室45,A室4
1およびB室43には、給気ファン49からの空気を前
室45,A室41およびB室43内に導くための給気管
路51a,51b,51cが開口されている。
【0020】この給気管路51a,51b,51cに
は、上流側から順に定風量装置53a,53b,53c
および給気側高気密ダンパ55a,55b,55cが配
置されている。
【0021】前室45,A室41およびB室43には、
前室45,A室41およびB室43からの空気を排気フ
ァン57に導くための排気管路59a,59b,59c
が開口されている。
【0022】この排気管路59a,59b,59cに
は、上流側から順に排気側高気密ダンパ61a,61
b,61cおよび圧力調節用排気ダンパ63a,63
b,63cが配置されている。
【0023】定風量装置53a,53b,53c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。
【0024】圧力調節用排気ダンパ63a,63b,6
3c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65a,65b,6
5cは、差圧計を示しており、差圧計65aは廊下47
と前室45との差圧を、差圧計65bは前室45とA室
41との差圧を、差圧計65cは前室45とB室43と
の差圧を測定するように構成されている。
【0025】これ等の差圧計65a,65b,65cか
らの差圧値ΔPは、プログラマブルコントローラ67に
入力される。プログラマブルコントローラ67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69とのインターフェースをも有してい
る。
【0026】図2は、プログラマブルコントローラ67
およびファジィ推論部69を有する室圧制御装置の詳細
を示している。符号71は、プログラマブルコントロー
ラ61内に配置される入力信号処理部を示しており、こ
の入力信号処理部71には、差圧計65a,65b,6
5cからの差圧値ΔPが入力される。
【0027】符号73は、ダンパ開度保持部を示してお
り、このダンパ開度保持部73は、入力信号処理部71
からの差圧値ΔPを入力し、差圧値ΔPの少なくとも一
つが0および0の近傍にある時に、後述する出力信号処
理部75に、差圧値ΔP=0を出力し、全ての圧力調節
用排気ダンパ63a,63b,63cの開度をそのまま
の状態に保持させる。
【0028】一方、差圧値ΔPが全て0および0の近傍
にない時には、入力信号処理部71からの差圧値ΔP
を、ファジィ推論部69に出力する。また、このダンパ
開度保持部73には、給気側高気密ダンパ55a,55
b,55cおよび排気側高気密ダンパ61a,61b,
61cを閉じて、前室45,A室41,B室43のいず
れかの部屋を密閉した時、すなわち、運転を停止状態に
した時に、密閉信号が入力され、密閉が解除された時に
密閉解除信号が入力される。
【0029】符号69は、ファジィ推論部を示してお
り、このファジィ推論部69は、入力信号処理部71か
らの差圧値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
り前室45,A室41およびB室43内の圧力を調節す
る圧力調節用排気ダンパ63a,63b,63cの開度
修正量ΔMを求める。
【0030】符号75は、プログラマブルコントローラ
67内に配置される出力信号処理部を示しており、この
出力信号処理部75は、ファジィ推論部69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63a,63b,63c
の開度Mを演算し、圧力調節用排気ダンパ63a,63
b,63cの制御部に出力する。
【0031】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69には、以下に述べる(1)〜(5)の
ファジィルールが予め設定されている。
【0032】(1)差圧値ΔPが「低い」時には、圧力
調節用排気ダンパ63a,63b,63cを「もっと閉
じる」。 (2)差圧値ΔPが「少し低い」時には、圧力調節用排
気ダンパ63a,63b,63cを「少し閉じる」。
【0033】(3)差圧値ΔPが「ちょうどよい」時に
は、圧力調節用排気ダンパ63a,63b,63cを
「動かさない」。 (4)差圧値ΔPが「少し高い」時には、圧力調節用排
気ダンパ63a,63b,63cを「少し開ける」。
【0034】(5)差圧値ΔPが「高い」時には、圧力
調節用排気ダンパ63a,63b,63cを「もっと開
ける」。 図3および図4は、ファジィ推論部69に予め設定され
るメンバーシップ関数を示しており、図3は、入力であ
る差圧値ΔPのメンバーシップ関数であり、横軸には、
差圧値ΔPが、縦軸には、適合度がとられている。
【0035】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。上述したファジィ推
論部では、例えば、差圧値ΔPが2mmAq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。
【0036】このようにして求められた開度修正量ΔM
は、出力信号処理部75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63a,63b,63
cの開度が求められる。
【0037】図6は、上述したダンパ開度保持部73に
おける動作を示すフローチャートであり、先ず、A室4
1に対する密閉信号が入力されているか否かが判断され
(ステップS1)、入力されている時には、差圧値ΔP
(A)の値が、ΔP(A)≠0に設定される(ステップ
S2)。
【0038】次に、B室43に対する密閉信号が入力さ
れているか否かが判断され(ステップS3)、入力され
ている時には、差圧値ΔP(B)の値が、ΔP(B)≠
0に設定される(ステップS4)。
【0039】この後、差圧値ΔP(前),差圧値ΔP
(A),差圧値ΔP(B)の値が、0またはこの近傍に
あるか否かが判断され(ステップS5,6,7)、差圧
値ΔPの少なくとも一つが0および0の近傍にある時に
は、出力信号処理部75に、差圧値ΔP(前)=0、差
圧値ΔP(A)=0、差圧値ΔP(B)=0が出力さ
れ、全ての圧力調節用排気ダンパ63a,63b,63
cの開度がそのままの状態に保持される(ステップS
8)。
【0040】一方、差圧値ΔPが全て0および0の近傍
にない時には、入力信号処理部71からの差圧値ΔP
が、ファジィ推論部69に出力される(ステップS
9)。しかして、上述した室圧制御装置では、いずれか
一つのドア45a,41a,43aが開にされて、いず
れか一つの差圧計65a,65b,65cの差圧値ΔP
が、0および0の近傍になると、全ての圧力調節用排気
ダンパ63a,63b,63cの開度がそのままの状態
に保持されるため、従来のように、ドア45a,41
a,43aを開けている間に、圧力調節用排気ダンパ6
3a,63b,63cが室圧を保とうとして全閉側に動
くことがなくなり、前室45,A室41およびB室43
のドア45a,41a,43aの開閉時に、図7および
図8に示すように、前室45,A室41およびB室43
内の圧力が大きく変動することがなくなる。
【0041】なお、図7および図8において、前室4
5,A室41およびB室43の室圧は、全て廊下47と
の間の差圧であり、室間差圧は、廊下47と前室45と
が2mmAq、A室41と前室45とが3mmAq、B室43と
前室45とが3mmAqに設定されている。
【0042】図7は、例えば、人の出入り、あるいは機
材の搬入時等に、廊下47と前室45間のドア45aを
開閉した場合の室間差圧の変化を示すもので、廊下47
と前室45間のドア45aが開いた直後に、前室45の
室圧が0mmAqとなるが、同時に前室45,A室41およ
びB室43の全ての圧力調節用排気ダンパ63a,63
b,63cの開度が保持されるため、A室41とB室4
3との室圧がそのままの室圧に保たれる。そして、ドア
45aが閉まった直後から前室45の室圧は、設定値に
速やかに復帰し、オーバーシュートもなく定常制御とな
る。
【0043】図8は、前室45とA室41間のドア41
aを開閉した場合の室間差圧の変化を示すもので、ドア
41aを開いた直後に、前室45とA室41との室圧が
等しくなり、廊下47に対して約4mmAqとなる。しか
し、B室43には、この影響が及ばず、室圧の変動がな
い。そして、ドア41aが閉まった後には、前室45,
A室41ともに速やかに設定値に復帰し、良好に制御さ
れる。
【0044】図9は、給気側高気密ダンパ55bおよび
排気側高気密ダンパ61bを閉じることによりA室41
を密閉状態にした場合を示すもので、この場合には、ダ
ンパ開度保持部73に密閉信号が入力され、A室41の
差圧値ΔP(A)がΔP(A)≠0とされ、A室41が
他の部屋の制御と切り離されているため、差圧値ΔP
(A)が0になっても、前室45およびB室43は、正
常に制御されている。
【0045】また、密閉解除信号を出力して、A室41
の密閉状態を解除した場合には、ΔP(A)≠0が解除
されるため、図10に示すように、通常の制御に移行し
て良好な制御が行われている。
【0046】図11は、本発明の室圧制御装置の他の実
施例を示すもので、この実施例では、ダンパ開度保持部
73が設けられておらず、ファジィ推論部81内に、ダ
ンパ開度保持部73の動作を行う機能が設けられてい
る。
【0047】すなわち、この実施例では、ファジィ推論
部81には、通常制御用のファジィルール83およびメ
ンバーシップ関数85が設けられ、さらに、ドア開閉判
断用のファジィルール87およびメンバーシップ関数8
9が設けられている。
【0048】この実施例では、ドア開閉判断用のファジ
ィルール87として、「ドア45a,41a,43aの
うち少なくとも一つが開いた」時には、圧力調節用排気
ダンパ63a,63b,63cを「動かさない」という
ルールが設定されている。
【0049】図12は、ドア開閉判断用のメンバーシッ
プ関数89を示している。図13は、この実施例の室圧
制御装置の動作を示すフローチャートであり、この実施
例では、ステップS5において、ファジィ推論部81に
差圧信号が出力される。
【0050】また、ステップS9において、圧力調節用
排気ダンパ63a,63b,63cの開度修正量ΔMが
決定される。なお、この時には、前室45,A室41,
B室43の差圧値ΔP(前),ΔP(A),ΔP(B)
は、0およびこの近傍になく、例えば、図14に示すよ
うになっている。
【0051】さらに、ステップS10において、出力信
号処理部75に、開度修正量ΔM(前)=0、開度修正
量ΔM(A)=0、開度修正量ΔM(B)=0が出力さ
れる。
【0052】なお、この時には、前室45,A室41,
B室43の差圧値ΔP(前),ΔP(A),ΔP(B)
の少なくとも一つ、例えば、図15に示すように、A室
41の差圧値ΔP(A)が、0になっている。
【0053】この実施例においても、前述した実施例と
ほぼ同様の効果を得ることができる。
【0054】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1の室圧制御
装置では、いずれか一つのドアが開にされて、いずれか
一つの差圧計の差圧値が、0および0の近傍になると、
全ての圧力調節用ダンパの開度がそのままの状態に保持
されるため、ドアの開閉時における室圧の変動を従来よ
り大幅に低減することができる。
【0055】また、請求項2の室圧制御装置では、停止
状態の空間の差圧値が0および0の近傍になっても、こ
のことが他の空間の制御に影響することがないため、停
止状態の空間を切り離した状態で、他の部屋を通常制御
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6】ダンパ開度保持部の動作を示す流れ図である。
【図7】図1の空調装置におけるドアの開閉時における
各室内の圧力の変動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開閉時における
各室内の圧力の変動を示す説明図である。
【図9】図1の空調装置においてA室を密閉した時の各
室の圧力の変動を示す説明図である。
【図10】図1の空調装置においてA室の密閉を解除し
た時の各室の圧力の変動を示す説明図である。
【図11】本発明の室圧制御装置の他の実施例を示すブ
ロック図である。
【図12】図11のドア開閉用のメンバーシップ関数を
示す説明図である。
【図13】図11のファジィ推論部の動作を示す流れ図
である。
【図14】図12のメンバーシップ関数に入力された差
圧値を示す説明図である。
【図15】図12のメンバーシップ関数に入力された差
圧値を示す説明図である。
【図16】従来の空調装置を示す配管系統図である。
【図17】図16の空調装置におけるドアの開閉時にお
ける各室内の圧力の変動を示す説明図である。
【図18】図16の空調装置におけるドアの開閉時にお
ける各室内の圧力の変動を示す説明図である。
【符号の説明】
41 A室 41a,43a,45a ドア 43 B室 45 前室 47 廊下 63a,63b,63c 圧力調節用排気ダンパ 65a,65b,65c 差圧計 67 プログラマブルコントローラ 69,81 ファジィ推論部 71 入力信号処理部 73 ダンパ開度保持部 75 出力信号処理部
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月13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3】
【図4】
【図5】
【図2】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図12】
【図14】
【図10】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図11】
【図13】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隣接して配置されドアにより連通される
    複数の空間と、これ等の空間に隣接するそれぞれの前記
    空間との差圧を測定する複数の差圧計と、 前記差圧計からの差圧値を入力し、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、前記それぞれの空間内の圧力を調節する複
    数の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
    記それぞれの圧力調節用ダンパの開度を演算し出力する
    出力信号処理手段と、 前記複数の差圧計の差圧値を入力し、複数の差圧値の少
    なくとも一つが0および0の近傍にある時に前記全ての
    圧力調節用ダンパの開度をそのままの状態で保持させる
    ダンパ開度保持手段と、を有することを特徴とする室圧
    制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、ダンパ開度保持手段
    は、前記複数の空間に、運転が停止状態にある空間があ
    る時には、この停止状態の空間の差圧値が0および0の
    近傍になった場合にも、他の空間の圧力調節用ダンパの
    開度をそのままの状態に保持しないことを特徴とする室
    圧制御装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002039580A (ja) * 2000-07-27 2002-02-06 Okumura Corp 高度清浄施設における室圧制御方法
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JP2009155959A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Nichias Corp 粉じん作業管理システム及び耐火材・断熱材等の除去方法
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CN115468292A (zh) * 2022-08-31 2022-12-13 青岛海尔空调电子有限公司 一种风机系统管理方法、风机系统和相关装置

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