(57)【要約】【課題】燃焼装置における使用状況を的確に把握して換気装置を駆動しうる換気制御装置およびその方法を提供する。【解決手段】燃焼機器（１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ）が設置される空間（５）を換気する換気装置（４）を制御するための換気制御装置（１００）に関する。燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路（１０）における燃焼ガスの流量を測定する流量計（２）、燃焼ガスの流量の積算値に基づいて換気装置（４）の駆動を制御する制御装置（１）を備える。【選択図】図１
2010236702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機器が設置される空間を換気する換気装置を制御するための換気制御装置であって、
前記燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における前記燃焼ガスの流量を測定する流量計と、
前記燃焼ガスの流量の積算値に基づいて前記換気装置の駆動を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする換気制御装置。
【請求項２】
燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における前記燃焼ガスの流量を測定する流量計と、
電源の供給および遮断が可能に構成された電源端子と、
前記燃焼ガスの流量の積算値に基づいて前記電源端子への前記電源の供給を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする換気制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、測定された前記燃焼ガスの前記流量の積算値が所定の積算流量基準値以上である場合に、前記換気装置を駆動する、
請求項１または２に記載の換気制御装置。
【請求項４】
前記流量計は、前記燃焼ガスの流量の瞬時値を出力するよう構成されており、
前記制御装置は、前記燃焼ガスの前記流量の瞬時値が所定の瞬時流量基準値以上である場合に、前記換気装置を駆動する、
請求項３に記載の換気制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記燃料ガスの前記流量の瞬時値が所定の遮断基準値以下となった時、または、前記瞬時流量基準値を下回った時から所定時間経過後に、前記換気装置の駆動を停止させる、
請求項４に記載の換気制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記燃料ガスの前記流量の瞬時値が所定の遮断基準値以下となった場合、または、前記瞬時流量基準値を下回った場合に、前記燃焼ガスの流量の積算値をクリアする、
請求項４または５に記載の換気制御装置。
【請求項７】
前記制御装置の制御に基づいて前記換気装置への電源の接続および遮断を切り換える制御スイッチと、
ユーザの操作に対応して前記換気装置への電源の接続および遮断を切り換える手動スイッチと、を備え、
前記制御スイッチと前記手動スイッチとは並列接続されて構成され、前記制御スイッチまたは前記手動スイッチのいずれか一方が接続された場合には、前記換気装置へ電源が供給可能に構成されている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の換気制御装置。
【請求項８】
燃焼機器が設置される空間を換気する換気装置を制御するための換気制御方法であって、
前記燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における前記燃焼ガスの流量を測定するステップと、
前記燃焼ガスの流量の積算値に基づいて前記換気装置の駆動を制御するステップと、
を備えたことを特徴とする換気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス器具等の燃焼装置の使用状況を的確に検出して換気扇等の換気装置を駆動させる換気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス器具を使用して燃焼ガスを燃焼させる場合に、室内が酸欠状態となると一酸化炭素が発生する。このため、ガス器具の使用時には換気扇を駆動させることが重要である。しかしながら、換気扇はモーターによってファンを回転させ換気する装置であるため、消費電力が大きく、常時、駆動させておくことは電力の無駄であり、好ましくない。一方、ガス器具の点火と消化とを頻繁に繰り返すような場合、ガス器具を点火するたびに換気扇を操作することは煩雑であり、換気扇を操作しないでおくことは一酸化炭素中毒の危険性があり、いずれの場合にも好ましくない。
【０００３】
このような問題に対応するために、ガス器具の使用状況に応じて警報を行う技術が考案されていた。例えば、特開２００８−２４１２３３号公報には、ガス器具に流れるガス流量を計測し、計測されたガス流量に基づいてガス器具の使用状況に応じた警報を行う警報装置が開示されている（特許文献１、段落００１５）。当該公報には、特に、ガス器具の使用状況に応じて警報を行うと共に換気手段への給電を制御することが開示されている（特許文献、段落００３４）。このような技術を用いることにより、必要に応じて換気扇を駆動してガス使用者の介在なしにガス使用環境の換気を行うことができていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の警報装置は、ガス流量に基づいて換気扇を制御していたため、必ずしも適切な換気が行えるとは限らなかった。例えば、ガス湯沸かし器の種火を点火しているような場合、ガス流量が極めて少ないため、常時換気扇を駆動し続ける必要はないとも考えられる。しかし一方で、種火といえども一定量の酸素を使用し続けるため、長時間点火し続ける場合には換気が必要となる場合もある。
【０００６】
そこで、本発明は、燃焼装置における使用状況を的確に把握して換気装置を駆動しうる換気制御装置およびその方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の換気制御装置は、燃焼機器が設置される空間を換気する換気装置を制御するための換気制御装置であって、燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における燃焼ガスの流量を測定する流量計と、燃焼ガスの流量の積算値に基づいて換気装置の駆動を制御する制御装置と、を備えることを特徴の一つとする。
【０００８】
また本発明の換気制御方法は、燃焼機器が設置される空間を換気する換気装置を制御するための換気制御方法であって、燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における燃焼ガスの流量を測定するステップと、燃焼ガスの流量の積算値に基づいて換気装置の駆動を制御するステップと、を備えたことを特徴の一つとする。
【０００９】
かかる構成によれば、燃焼機器に供給される燃焼ガスの流量の積算値を基準として換気装置の駆動が制御されるので、燃焼ガスの流量が微小であっても長時間燃焼ガスが流れている場合には換気装置が駆動される。よって、長時間の燃焼ガスの燃焼による一酸化炭素中毒を確実に抑制可能である。
【００１０】
本発明の換気制御装置の他の態様は、燃焼機器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給路における燃焼ガスの流量を測定する流量計と、商用電源の供給および遮断が可能に構成された電源端子と、燃焼ガスの流量の積算値に基づいて電源端子への商用電源の供給を制御する制御装置と、を備えたことを特徴の一つとする。
【００１１】
かかる構成によれば、流量計に電源端子が設けられており、電源端子への電源の供給が燃焼ガスの流量に基づいて制御される。よって、電源コンセントを上記電源端子に接続しさえすれば、通常の換気扇においても本発明の換気制御方法を実行させることが可能である。
【００１２】
本発明は、所望により、以下のような態様を適用することが可能である。
【００１３】
１）制御装置は、測定された燃焼ガスの流量の積算値が所定の積算流量基準値以上である場合に、換気装置を駆動するよう構成することができる。かかる構成によれば、積算量が一定値を過ぎた場合に一律に換気装置を駆動させることが可能である。
【００１４】
２）流量計は、燃焼ガスの流量の瞬時値を出力するよう構成されており、制御装置は、燃焼ガスの流量の瞬時値が所定の瞬時流量基準値以上である場合に、換気装置を駆動するよう構成することができる。かかる構成によれば、燃焼ガス流量の瞬時値が瞬時流量基準値以上であるか否かによっても換気装置を駆動制御することができる。よって、燃焼ガスの積算値は低くても、一瞬、強い燃焼をさせたような場合に、換気を行うことができる。
【００１５】
３）制御装置は、燃料ガスの流量の瞬時値が所定の遮断基準値以下となった時、または、前記瞬時流量基準値を下回った時からから所定時間経過後に、換気装置の駆動を停止させることが可能である。遮断基準値とは、例えば、実質的に燃焼機器の使用が停止したと判断してよい燃焼ガスの流量である。かかる構成によれば、燃焼機器の使用が停止したと判断された場合、または、燃焼機器が僅かな燃焼ガスの使用になった場合に、一定期間換気をしてから換気装置を停止させる。よって、最低限必要な時間、換気を継続させつつ、それ以上の換気を停止させるので、無駄に換気が継続され電力が浪費されることを防止可能である。
【００１６】
４）制御装置は、燃料ガスの流量の瞬時値が所定の遮断基準値以下となった場合、または、瞬時流量基準値を下回った場合に、燃焼ガスの流量の積算値をクリアすることが可能である。かかる構成によれば、実質的に燃焼機器の使用が停止したと判断された場合、または、燃焼機器が僅かな燃焼ガスの使用になった場合に、燃焼ガスの積算値をクリアするので、新たに燃焼機器の積算流量に鑑みた使用状況の判定を適切に行える。
【００１７】
５）制御装置の制御に基づいて換気装置への電源の接続および遮断を切り換える制御スイッチと、ユーザの操作に対応して換気装置への電源の接続および遮断を切り換える手動スイッチと、を備え、制御スイッチと手動スイッチとは並列接続されて構成され、制御スイッチまたは手動スイッチのいずれか一方が接続された場合には、換気装置へ電源が供給可能に構成されていることは好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、制御装置により制御される制御スイッチと手動スイッチとが並列接続されて電源を換気装置に供給する。このため、ユーザが必要となった場合には手動スイッチをオンにすることにより換気装置を駆動させることができる。また、ユーザが必要を感じていなくても、燃焼ガスの積算量等に基づき換気装置の駆動が必要と制御装置が判断する場合には換気装置を駆動させることができる。よって、より安全サイドで換気装置を動作させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃焼機器が消費する燃焼ガスの積算値に基づいて換気装置の駆動が制御されるので、換気の必要性を的確に把握して換気装置を適正に駆動することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１の換気制御装置が用いられる燃焼ガス使用環境の説明図。
【図２】実施形態１における換気制御装置の構成図。
【図３】実施形態１における換気制御方法を説明するフローチャート。
【図４】実施形態１における動作を説明する流量推移図（その１）。
【図５】実施形態１における動作を説明する流量推移図（その２）。
【図６】実施形態２における換気制御装置の構成図。
【図７】実施形態２における換気制御方法を説明するフローチャート。
【図８】実施形態２における動作を説明する流量推移図。
【図９】実施形態３における換気制御装置の構成図。
【図１０】スイッチ装置および換気装置の変形例。
【図１１】スイッチ装置および換気装置の他の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２２】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、燃焼ガス流量の積算値または瞬時値に基づいて換気装置（換気扇４）の駆動を制御する換気制御装置１００に関する。
【００２３】
図１に、本実施形態１の換気制御装置が用いられる燃焼ガス使用環境模式図を示す。
図１に示すように、本実施形態１における換気制御装置は、１以上の燃焼装置が用いられる環境であって換気が必要となる閉空間５において用いられることが好ましい。閉空間５は、典型的には室内であって、住宅やオフィス、工場等の屋内空間である。屋内空間が戸建てに設けられるか集合住宅に設けられるかを問わない。閉空間５には、燃焼ガス供給路１０が配管されている。燃焼ガス供給路１０は、公共ガス供給路７からガスメーター８および元栓９を経て導入された燃焼ガスを複数の燃焼装置に供給する。燃焼ガス供給路１０から供給される燃焼ガスの種類には限定はなく、各種都市ガスその他のガスを利用可能である。例えば都市ガスとしては、石炭ガスやナフサ・ブタンガス、液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化した天然ガス、天然ガスに液化石油ガスを混合して熱量調整したガス等が例示できる。
【００２４】
また図１に示すように、燃焼ガス供給路１０は、室内で複数の分岐路に分流されている。分岐路１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、１４ｃに分流されている。各分岐路１１ｃ〜１４ｃには、本発明の燃焼装置に相当するガス器具が接続されている。具体的に、分岐路１１ｃには、ガス栓１１ｂを介してガス湯沸かし器１１ａが接続されている。分岐路１２ｃには、ガス栓１２ｂを介してガスコンロ１２ａが接続されている。分岐路１３ｃには、ガス栓１３ｂを介してガス風呂釜１３ａが接続されている。分岐路１４ｃには、ガス栓１４ｂを介してガスボイラー１４ａが接続されている。なお、これらのガス器具は、本発明の燃焼装置の例示に過ぎず、他の種類の燃焼装置を用いることが可能であることは無論である。また分岐路も図１に示す４流路より少なくても多くてもよい。以下、ガス湯沸かし器１１ａ、ガスコンロ１２ａ、ガス風呂釜１３ａ、ガスボイラー１４ａを総称して「燃焼装置」とも称する。
【００２５】
また、閉空間５には、本発明の換気装置として、換気扇４が設けられている。換気扇４は、ファン４１とモーター４２とを備えている。モーター４２には、商用電源６が供給されている。但し、商用電源６の電源供給栓のうち少なくとも一方の供給路に後述するスイッチ装置３を備え、後述する制御装置１からの制御信号ＣSWにより遮断または接続の接続が可能に構成されている。
【００２６】
さらに図１に示すように、本実施形態１に係る換気制御装置１００は、制御装置１、流量計２、およびスイッチ装置３を備える。これらの装置は個別の装置として構成されていてもよいが、いずれかの装置を組み合わせて一体的に構成されていてもよい。例えば、制御装置１と流量計２とを組み合わせた制御型流量計とすることができる。また、制御装置１とスイッチ装置３とを組み合わせてスイッチ機能付き制御装置とすることもできる。また、実施形態３で後述するように、制御装置１、流量計２、およびスイッチ装置３を一体的に組み合わせた、スイッチ機能の付いた電源端子付き制御型流量計とすることもできる。
【００２７】
流量計２は、燃焼機器に燃焼ガス供給路１０における燃焼ガスの流量を測定可能に構成されている。流量計２は、燃焼ガスの積算流量ΣＱの相対値を示す積算流量検出信号ＳQIを出力可能に構成されている。また流量計２は、好ましくは、燃焼ガスの瞬時流量Ｑの相対値を示す瞬時流量検出信号ＳQPを出力可能に構成されている。流量計２としては、燃焼ガスの積算流量と瞬時流量を検出可能なものであればよく、例えば電磁流量計、差圧流量計、アニューバ流量計、ベンチュリ流量計、渦流量計等、種々の測定原理に基づく流量計を利用可能である。また流量計２を流速センサで代用することも可能である。燃焼ガス供給路１０の断面積Ｓが把握されているのであれば、燃焼ガスの流速Ｖを測定することで燃焼ガスの流量Ｑ（＝Ｓ×Ｖ）を把握可能だからである。
【００２８】
制御装置１は、燃焼ガスの流量の積算値ΣＱに基づいて換気扇４の駆動を制御可能に構成されている。具体的には、スイッチ装置３に対して、商用電源の接続または遮断を指示するための制御信号ＣSWを出力するようになっている。
【００２９】
スイッチ装置３は、制御スイッチ３１と手動スイッチ３２とを備える。制御スイッチ３１は、制御装置１から供給された制御信号ＣSWに基づいて換気扇４への商用電源６の接続および遮断を切り換える切替手段である。手動スイッチ３２は、ユーザの操作に対応して換気扇４への商用電源６の接続および遮断を切り換える切替手段である。図１に示すように、制御スイッチ３１と手動スイッチ３２とは並列接続されている。この接続により、制御スイッチ３１または手動スイッチ３２のいずれか一方が接続された場合には、換気扇４へ商用電源６が供給されるようになっている。例えば、手動スイッチ３２をユーザが投入（接続状態）することにより、制御装置１の制御状態とは無関係に換気扇４を駆動させることができる。しかし、制御装置１が換気の必要性ありと判断して制御スイッチ３１を接続状態に制御している場合には、手動スイッチ３２を遮断状態に切り換えても換気扇４の駆動を停止不可能である。
【００３０】
次に図２に基づいて、本実施形態１における換気制御装置１００の構成をさらに具体的に説明する。スイッチ装置３と換気扇４については、図１で説明したとおりであるため説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、流量計２は、流れセンサ２００、瞬時流量算出部２０１、および積算流量算出部２０２を備えている。流量計２は、図示しないがＣＰＵ（マイクロコンピュータ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、インターフェース回路により構成されている。ＲＯＭに格納された流量計用のソフトウェアプログラムをＣＰＵが実行することにより、瞬時流量算出部２０１および積算流量算出部２０２を機能的に実現することが可能になっている。
【００３２】
流れセンサ２００は、燃焼ガス供給路１０の内壁に設けられて、所定の方式により燃焼ガスの流れの速さを検出する。例えば、熱式流れセンサでは、図示しない発熱抵抗素子と発熱抵抗素子を挟んで設けられる一対の感温抵抗素子を備え、発熱抵抗素子の発熱で上昇する、測定対象となる気体の温度を一対の感温抵抗素子で測定可能になっている。気体に流れが無ければ、一対の感温抵抗素子で検出される気体の温度は同じである。気体に流れが存在すると、それぞれの感温抵抗素子で検出される気体の温度に差が生じる。熱式流れセンサは、この温度分布に基づいて気体の流量を測定するのである。
【００３３】
瞬時流量算出部２０１は、流れセンサ２００からの検出信号に基づいて、燃焼ガス供給路１０に流れる燃焼ガスの瞬時流量Ｑを測定する。例えば、流れセンサ２００が熱式流れセンサである場合、上記一対の感温抵抗素子で検出される検出信号は、それぞれの感温抵抗素子における抵抗値に対応した電圧値である。瞬時流量算出部２０１は、流れセンサ２００に供給する発熱抵抗素子の発熱量、および検出された感温抵抗素子の電圧値から、瞬時流量Ｑを演算する。算出された燃焼ガスの瞬時流量Ｑは、瞬時流量検出信号ＳQPに含めて制御装置１に出力される。
【００３４】
積算流量算出部２０２は、瞬時流量算出部２０１によって算出された燃焼ガスの瞬時流量Ｑを単位時間ごとに積算して、電源投入開始時、または、リセット時からの積算流量ΣＱを算出する。算出された燃焼ガスの積算流量ΣＱは、積算流量検出信号ＳQIに含めて制御装置１に出力される。
【００３５】
図２に示すように、制御装置１は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、インターフェース回路１０４、およびインターフェース回路１０５を備えている。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３はワンチップマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。ＲＯＭ１０２には、本発明に係る換気制御方法を実行させるためのソフトウェアプログラムが格納されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されたこのソフトウェアプログラムを実行して、本発明に換気制御方法を機能的に実現する演算手段である。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワーキングエリアとして利用される。インターフェース回路１０４は、流量計２からの瞬時流量検出信号ＳQPおよび積算流量検出信号ＳQIを入力する入力ポートである。インターフェース回路１０５は、スイッチ装置３を制御するための制御信号ＣSWを出力する出力ポートである。
【００３６】
次に図３に示すフローチャートを参照して、本実施形態１における換気制御方法１を説明する。前提として、スイッチ装置３における手動スイッチ３２は遮断状態にされているものとする。
【００３７】
図３に示すように、ステップＳ１０１において、制御装置１は、本発明に係る換気制御の制御タイミングとなっているか否かを判断する。制御タイミングは、換気状態を制御する頻度として適当な時間間隔となるよう定めればよい。制御タイミングではない場合（ＮＯ）、そのまま当該処理ループから復帰する。制御タイミングとなっていた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に移行し、制御装置１は、瞬時流量Ｑを取得する。例えば、制御装置１は、流量計２にリクエスト信号を出力し、流量計２の瞬時流量算出部２０１がリクエスト信号に応じて出力した、その時に算出していた瞬時流量Ｑを含む瞬時流量検出信号ＳQPを入力する。
【００３８】
ステップＳ１０３において、制御装置１は、取得した瞬時流量Ｑが予め定めた瞬時流量基準値Ｑｔｈ以上であるか否かを判定する。瞬時流量基準値Ｑｔｈは、換気扇４を駆動させる場合の最小の瞬時流量Ｑを規定するしきい値である。この瞬時流量基準値Ｑｔｈは、換気が明らか必要な程度の燃焼ガス流量よりは小さく設定する。また、換気が不要な程度の流量、例えばガス湯沸かし器１１ａの種火で使用する程度の燃焼ガス流量よりは大きく設定する。
【００３９】
取得した瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ以上である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に移行し、制御装置１は、制御スイッチ３１を投入する旨の制御信号ＣSWを出力する。これに伴い、スイッチ装置３では、制御スイッチ３１が接続状態にされ、手動スイッチ３２の操作状態とは無関係に、モーター４２に商用電源６が供給され、ファン４１が回転し換気が開始する。換気扇４を駆動させたら、当該制御ループから復帰する。
【００４０】
取得した瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈより小さい場合には（ＮＯ）、ガス湯沸かし器１１ａ、ガスコンロ１２ａやガス風呂釜１３ａ、ガスボイラー１４ａなどの燃焼装置のいずれもが使用されていないことが考えられる。しかしながら、例えばガス湯沸かし器１１ａの種火が点火されている場合、わずかながら閉空間５の酸素が消費されていく。このような場合には、長時間の種火の使用を的確に検出するため、以下の処理に移行する。
【００４１】
すなわちステップＳ１０５に移行し、制御装置１は、積算流量ΣＱを取得する。例えば、制御装置１は、流量計２にリクエスト信号を出力し、流量計２の積算流量算出部２０２がリクエスト信号に応じて出力した、その時まで積算していた積算流量ΣＱを含む積算流量検出信号ＳQIを入力する。次いで、ステップＳ１０６に移行し、制御装置１は、取得した積算流量ΣＱが予め定めた積算流量基準値ΣＱｔｈ以上であるか否かを判定する。積算流量基準値ΣＱｔｈは、換気扇４を駆動させる場合の最小の積算流量ΣＱを規定するしきい値である。この積算流量基準値ΣＱｔｈは、ごく僅かの燃焼ガスの使用量、例えばガス湯沸かし器１１ａの種火等を基準として設定する。この微小な燃焼ガス使用量を使用した場合であっても、換気を開始すべきと考えられる時間長を安全上の観点から定め、この基準となる微小な燃焼ガス使用量をこの時間長だけ積算して算出する。
【００４２】
判定の結果、取得した積算流量ΣＱが予め定めた積算流量基準値ΣＱｔｈ以上である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に移行し、制御装置１は、制御スイッチ３１を投入する制御信号ＣSWを出力する。これにより、ごく僅かな燃焼ガス使用量であっても一定時間継続された場合には、換気扇４が駆動される。一方、取得した積算流量ΣＱが予め定めた積算流量基準値ΣＱｔｈより小さい場合には、換気扇４を駆動する必要がないため、当該制御ループから復帰する。
【００４３】
図４は、本実施形態１における動作の一例を説明する流量推移図であり、ガス湯沸かし器１１ａの種火等、僅かな燃焼ガスの使用が継続した場合を例示する。図４の上段は電源投入時からの積算流量ΣＱの推移、中段は電源投入時からの瞬時流量Ｑの推移、下段は図２に示すスイッチ装置３の状態、すなわち、接続状態（ＯＮ）であるか、遮断状態（ＯＦＦ）であるかを示す。
【００４４】
図４の下段に示すように、電源投入当初は、スイッチ装置３は遮断状態（ＯＦＦ）である。図４の中段に示すように、電源投入当初（時刻０）から僅かな燃焼ガスの利用が継続する。このため、燃焼ガスの瞬時流量Ｑは最大でも時刻ｔ１の流量Ｑ１程度であり、瞬時流量基準値Ｑｔｈよりは小さく、瞬時流量Ｑの大きさによって換気扇４が駆動されることはない。しかしながら、図４の上段に示すように、燃焼ガスの積算流量ΣＱは微小な燃焼ガス使用量であっても積算演算により徐々に上昇していく。そして、時刻ｔ２において積算流量ΣＱが上記積算流用基準値ΣＱｔｈを超えた時に、図２に示す制御装置１から制御スイッチ３１を投入する旨の制御信号ＣSWが出力され、図４下段に示すように、スイッチ装置３が接続状態（ＯＮ）に切り替わる。よって、換気扇４に商用電源６が供給され、換気が開始される。
【００４５】
図５は、本実施形態１における動作の他の例を説明する流量推移図であり、燃焼ガスの積算流量ΣＱが小さくても、急激な燃焼ガスの使用により瞬時流量Ｑが増えた場合を例示する。図４と同様に、図５の上段は電源投入時からの積算流量ΣＱの推移、中段は電源投入時からの瞬時流量Ｑの推移、下段は図２に示すスイッチ装置３の状態、すなわち、接続状態（ＯＮ）であるか、遮断状態（ＯＦＦ）であるかを示す。
【００４６】
図５の下段に示すように、電源投入当初は、スイッチ装置３は遮断状態（ＯＦＦ）である。図５の中段に示すように、電源投入直後（時刻０）は、僅かな燃焼ガスの利用であり、瞬時流量Ｑも積算流量ΣＱも基準値以下であるため、換気扇４は駆動されない。しかし、時刻ｔ１１において、例えば、ガス湯沸かし器１１ａが操作され一時的に燃焼ガスの流量が上昇したとする。この場合、瞬時流量Ｑは瞬時流量基準値Ｑｔｈを超えるため、図２に示す制御装置１から制御スイッチ３１を投入する旨の制御信号ＣSWが出力される。そして、図５下段に示すように、スイッチ装置３が接続状態（ＯＮ）に切り替わる。よって、換気扇４に商用電源６が供給され、換気が開始される。時刻ｔ１２で最大の瞬時流量Ｑ２を記録した後、時刻ｔ１３でガス湯沸かし器１１ａの操作が終了すると、それに連れて瞬時流量Ｑも再び瞬時流量基準値Ｑｔｈより小さくなる。しかしながら、一旦、瞬時流量基準値Ｑｔｈ以上となった後は、リセットされたり電源が切断されたりしない限り、スイッチ装置３が遮断状態（ＯＦＦ）にされることはない。このため、積算流量ΣＱの変化とは無関係になる。
【００４７】
以上、実施形態１の構成によれば、燃焼ガスの積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈ以上であるか否かに応じて換気扇４の駆動が制御されるので、ごく僅かな燃焼ガス使用量であっても一定時間継続された場合には、換気扇４が駆動される。よって、瞬時流量では把握できないような僅かな燃焼ガスの利用時でも適時に換気が開始され、一酸化炭素中毒を効果的に防止可能である。
【００４８】
また実施形態１の構成によれば、流量計２が燃焼ガスの瞬時流量Ｑを出力し、制御装置１が、燃焼ガスの瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ以上であるか否かに応じて、換気扇４の駆動が制御されるので、燃焼ガスの積算流量ΣＱが低くても、一瞬、強い燃焼をさせたような場合にタイムリーに換気を開始させることができる。
【００４９】
また実施形態１の構成によれば、制御装置１の制御に基づいて切り換えられる制御スイッチ３１と、ユーザの操作に対応して切り換えられる手動スイッチ３２とが並列接続されて構成されている。このため、ユーザが必要となった場合には手動スイッチ３２をオンにすることにより換気扇４を強制的に駆動させることができる。また、ユーザが必要を感じていなくても、燃焼ガスの積算流量ΣＱや瞬時流量Ｑが基準値を超えた場合にも換気扇４を駆動させることができる。よって、より安全サイドで換気動作させることができる。
【００５０】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、燃焼ガスの使用が停止したと判定された場合に所定時間の運転後、換気扇４の駆動を停止させる換気制御装置１００ｂに関する。
【００５１】
図６に、本実施形態２における換気制御装置１００ｂの構成を示す。換気制御装置１００ｂの利用環境については、上記実施形態１において図１を参照しながら説明したとおりである。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態２における流量計２ｂは、流れセンサ２００、瞬時流量算出部２０１、および積算流量算出部２０２の他に、積算値消去部２０３を備えている点で、上記実施形態１と異なっている。上記積算値消去部２０３も、図示しないＣＰＵが図示しないＲＯＭに格納された流量計用のソフトウェアプログラムを実行することにより、機能的に実現される。
【００５３】
積算値消去部２０３は、制御装置１から積算値消去を指示するリセット信号が出力された場合には、図示しないＲＡＭに積算されていた積算流量ΣＱをリセット、すなわちゼロにする。
【００５４】
制御装置１については、上記実施形態１と同様の構成を備える。但し、ＲＯＭ１０２には、図７のフローチャートに示すような換気制御方法２を実行させるためのソフトウェアプログラムが格納されており、ＣＰＵ１０１はこのプログラムを実行可能に構成されている。
【００５５】
次に図７に示すフローチャートを参照して、本実施形態２における換気制御方法２を説明する。上記実施形態１と同じ動作については、同じステップ番号を付してある。また符号「ｂ」を付してあるステップ番号は、上記実施形態１と同じではないが類似の動作であることを意味する。本処理の前提として、制御装置１の電源が投入されるか、制御装置１がリセットされるかすると、流量計２ｂに上記リセット信号が送信され、積算値消去部２０３が積算すべき積算流量ΣＱをリセット（ΣＱ＝ゼロ）するものとする。また、スイッチ装置３における手動スイッチ３２は遮断状態にされているものとする。
【００５６】
図７に示すように、ステップＳ１０１において、制御装置１は、本発明に係る換気制御の制御タイミングとなっているか否かを判断する。制御タイミングではない場合（ＮＯ）、そのまま当該処理ループから復帰する。制御タイミングとなっていた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に移行し、制御装置１は、瞬時流量Ｑを取得する。
【００５７】
ステップＳ１０３ｂにおいて、制御装置１は、取得した瞬時流量Ｑが予め定めた瞬時流量基準値Ｑｔｈ１以上であるか否かを判定する。この瞬時流量基準値Ｑｔｈ１は、換気扇４を駆動させる場合の最小の瞬時流量Ｑを規定するしきい値であり、上記実施形態１の瞬時流量基準値Ｑｔｈと同じものである。
【００５８】
取得した瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ１以上である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４ｂに移行し、制御装置１は、換気フラグをオン状態にセットする（例えば、数値「１」を代入する）。
【００５９】
次いでステップＳ１１２に移行し、制御装置１は、換気フラグがオン状態であるか否かを判定する。換気フラグがオン状態でない場合（ＮＯ）、換気が必要ではないため、制御装置１は当該ループから復帰させる。一方、換気フラグがオン状態である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１３に移行し、制御装置１は、制御スイッチ３１を投入する旨の制御信号ＣSWを出力する。これに伴い、スイッチ装置３では、制御スイッチ３１が接続状態にされ、手動スイッチ３２の操作状態とは無関係に、モーター４２に商用電源６が供給され、ファン４１が回転し換気が開始する。
【００６０】
ステップＳ１０３に戻り、取得した瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ１より小さい場合には（ＮＯ）、ステップＳ１１０に移行し、制御装置１は、さらに瞬時流量Ｑが遮断基準値Ｑｔｈ２以下であるか否かを判定する。この遮断基準値Ｑｔｈ２は、総ての燃焼装置の動作が停止したと想定される燃焼ガスの流量値に設定される。例えばガス湯沸かし器１１ａの種火が点火されている場合には、積算流量値に応じて換気扇４を駆動する必要がある。このため、このような種火のための燃焼ガスの流量より小さい値（例えば、Ｑ＝０）に設定する。
【００６１】
ステップＳ１１０の判定の結果、瞬時流量Ｑが遮断基準値Ｑｔｈ２より大きい場合（ＹＥＳ）、僅かながら燃焼ガスの利用があることを示している。よって、ステップＳ１０５に移行し、制御装置１は積算流量ΣＱを取得する。そしてステップＳ１０６に移行し、上記実施形態１と同様にして、積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈ以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４ｂに移行して換気フラグをオン状態にセットする。また、積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈより小さければ（ＮＯ）、ステップＳ１１２に移行する。
【００６２】
一方、ステップＳ１１０の判定の結果、瞬時流量Ｑが遮断基準値Ｑｔｈ２以下である場合（ＹＥＳ）、総ての燃焼装置の使用が中止されていると考えられる。そこで、ステップＳ１１１に移行し、制御装置１は、十分に換気を行うための掃気期間ＴＶを設定する停止カウンタをセットする。停止カウンタの値は、ＣＰＵ１０１が当該処理ループをコールするインターバル期間ＴＩと必要な掃気期間ＴＶに応じて決定される。例えば、１００ミリ秒置きに当該図７に示す処理ループが実行されるとする。この場合、掃気期間ＴＶを１００秒間に設定したいなら、掃気期間ＴＶの間に、１０００回（＝掃気期間ＴＶ／インターバル期間ＴＩ＝１００秒／１００ミリ秒）、当該処理ループが実行される計算になる。よって、停止カウンタに数値「１０００」をセットする。
【００６３】
さて換気フラグがオン状態である場合には、ステップＳ１１２およびステップＳ１１３により換気扇４が駆動されるが、燃焼装置が停止して掃気期間ＴＶに入っている場合には、さらに掃気期間の判定が必要となる。そのため、ステップＳ１１４において、制御装置１は、停止カウンタが動作中であるか否かを判定する。例えば、停止カウンタがゼロ以外の値であれば、停止カウンタが動作中であると判定できる。停止カウンタが動作中である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１５に移行し、制御装置１は停止カウンタを減算する。例えば停止カウンタの値を一つ少なくする。停止カウンタを減算後、ステップＳ１１６に移行し、制御装置１は、減算後の停止カウンタの値がゼロになっているか否かを判定する。停止カウンタの値がゼロになっていたら、掃気期間の終了時になったことを意味している。そこで、ステップＳ１１７に移行し、制御装置１は、換気フラグをオフ状態（例えば数値「０」を代入する。）にし、流量計２ｂの積算流量ΣＱをリセットさせるためのリセット信号を出力する。これに応じて、流量計２ｂの積算値消去部２０３は、ＲＡＭに格納されていた燃焼ガスの積算流量ΣＱをゼロにする。また、制御装置１は、制御スイッチ３１を遮断状態にするための制御信号ＣSWをスイッチ装置３に出力する。これに応じて、制御スイッチ３１が遮断状態となる。手動スイッチ３２が投入されていない限り、制御スイッチ３１の遮断と同時に、モーター４２への商用電源６の供給が停止し、ファン４１の回転が停止する。
【００６４】
なお、ステップＳ１１４において、停止カウンタが動作中でない場合（ＮＯ）、掃気期間ＴＶの期間中ではないので、そのまま処理ループから復帰する。また、ステップＳ１１６において、停止カウンタがゼロでない場合（ＮＯ）、掃気期間ＴＶの終了時に達していないので、そのまま処理ループから復帰する。
【００６５】
図８は、本実施形態２における動作の一例を説明する流量推移図であり、総ての燃焼装置が停止した場合の動作を例示する。図８の上段は途中経過の積算流量ΣＱの推移、中段は途中経過の瞬時流量Ｑの推移、下段は図２に示すスイッチ装置３の状態、すなわち、接続状態（ＯＮ）であるか、遮断状態（ＯＦＦ）であるかを示す。
【００６６】
図８の上段に示すように、積算流量ΣＱが積算流用基準値ΣＱｔｈを超えているので、図８下段に示すようにスイッチ装置３が接続状態（ＯＮ）であり、換気扇４が駆動されている。
【００６７】
ここで、時刻ｔ２１において、ガス湯沸かし器１１ａの種火を含め、総ての燃焼装置の使用が停止する。図８の中段に示すように、燃焼ガスの瞬時流量Ｑが急激に低下し、遮断基準値Ｑｔｈ２以下となる。この時、上記停止カウンタが起動され、予め設定した掃気期間ＴＶ、換気扇４の動作が継続される。この掃気期間ＴＶ中、これ以上の燃焼ガスの流量積算が無いので、図８の上段に示すように、積算流量ΣＱは一定値に維持される。時刻２２において、掃気期間ＴＶが終了すると、制御装置１からリセット信号が出されるので、流量計２ｂで積算していた積算流量ΣＱがゼロにリセットされる。同時に、スイッチ装置３には遮断する旨の制御信号ＣSWが出力されるので、図８下段に示すように、スイッチ装置３は遮断状態となり、換気扇４の駆動が停止する。
【００６８】
以上、実施形態２の構成によれば、上記実施形態１と同様の作用効果を奏する他、制御装置１が燃料ガスの瞬時流量Ｑが遮断基準値以下となった時から所定の掃気期間ＴＶ経過後に換気扇４の駆動を停止させる。よって、最低限必要な時間、換気を継続させてから換気を停止させるので、必要十分な換気を確保しつつ、それ以上に無駄な換気が継続され電力が浪費されることを防止可能である。
【００６９】
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、制御装置１、流量計２、およびスイッチ装置３を一体化した換気制御装置１００ｃに関する。
【００７０】
図９に、本実施形態３における換気制御装置１００ｃの構成を示す。換気制御装置１００ｃの利用環境については、上記実施形態１において図１を参照しながら説明したとおりである。
【００７１】
図９に示すように、本実施形態３における換気制御装置１００ｃは、実施形態１および２で説明した、制御装置１、流量計２ｂを備える。さらに、換気制御装置１００ｃは、電源端子２０が設けられている。電源端子２０には、制御用の電源コンセント２１、およびオプショナルで非制御用の電源コンセント２２が設けられている。電源コンセント２１には、上記実施形態１で説明した制御スイッチ３１を介して商用電源６が供給されるように接続されている。電源コンセント２２には、スイッチ手段を介さず、直接、商用電源６が接続されている。
【００７２】
電源コンセント２１または２２に接続される換気扇４は、手動スイッチ３２を介して電源プラグ４３を備える。手動スイッチ３２により、換気扇４の差動と停止とを操作可能な構成を採用する場合である。但し、手動スイッチ３２を介さず、モーター４２が直接電源プラグ４３に接続された構成であってもよい。この構成を採用する場合、電源プラグ４３に商用電源が供給されていれば、換気扇４が駆動されることになる。
【００７３】
上記構成において、換気扇４の電源プラグ４３は、換気制御装置１００ｃの電源コンセント２１または２２のいずれかに接続することが可能である。電源コンセント２２に接続した場合には、商用電源６が直接供給されるので、換気扇４は制御装置１の制御を受けることなく駆動される。電源コンセント２１に接続した場合には、換気扇４への商用電源６の供給が制御スイッチ３１の接続状態によって制御される。よって、上記実施形態１および２で説明したように換気扇４の駆動を制御することが可能である。
【００７４】
なお、本実施形態３では、換気扇４の電源プラグ４３を換気制御装置１００ｃの電源コンセント２１に接続した場合であっても、手動スイッチ３２の操作によって強制的に換気扇４を駆動させることができない。手動スイッチ３２が制御スイッチ３１と直列接続されるため、制御スイッチ３１が遮断状態である限り、換気扇４には商用電源６が供給されないからである。
【００７５】
本実施形態３の構成によれば、換気制御装置１００ｃに電源端子２０が設けられており、電源コンセント２１への商用電源６の供給が燃焼ガスの流量に基づいて制御される。よって、換気扇４が通常市販されている構成を備えていても、その電源プラグ４３を電源コンセント２１に接続しさえすれば、本発明の換気制御方法を実行させることが可能である。
【００７６】
（その他の変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用することが可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態１ではスイッチ装置３を換気扇４の構成の一部とし、上記実施形態１では換気制御装置１００ｃの一部として構成していたが、これに限られない。例えば、上記実施形態の制御スイッチ３１の機能を有する電源コンセント付きのスイッチ装置を独立した電源部品として提供してもよい。
【００７８】
図１０は、そのような変形例のスイッチ装置３ｂを示している。スイッチ装置３ｂは、商用電源６に、制御スイッチ３１および電源コンセント２１が直列接続された構造を備えている。換気扇４ｂは、モーター４２が直接電源プラグ４３に接続された通常の換気扇構造を備えている。この構成において、スイッチ装置３ｂの電源コンセント２１に、換気扇４ｂの電源プラグ４３を接続しておけば、換気扇４ｂへの商用電源６の供給を制御装置１からの制御信号ＣSWにより制御することができる。
【００７９】
図１１は、上記と同じスイッチ装置３ｂに手動スイッチ３２付きの換気扇４ｃを接続する場合の構成を示している。この構成においても、スイッチ装置３ｂの電源コンセント２１に、換気扇４ｂの電源プラグ４３を接続しておけば、換気扇４ｂへの商用電源６の供給を制御装置１からの制御信号ＣSWにより制御することができる。但し、手動スイッチ３２の操作によって、制御スイッチ３１が接続状態に制御されていてもファン４１の回転を停止させることができる。また、制御スイッチ３１が遮断状態に接続されている場合には手動スイッチ３２の操作によってはファン４１を強制回転させることができない。この点は上記実施形態２と同様である。
【００８０】
また、上記実施形態では、燃焼ガスの流量に基づいて換気扇４（換気装置）の動作を制御していたが、その他の媒体の供給に基づいて換気装置の動作を制御するように構成してもよい。例えば、燃焼ガスではないが閉空間の環境に影響を与える特殊気体を供給している場合には、そのような特殊気体の流量に基づいて換気を制御することが可能である。また、気体に限らず、液体の供給量に応じて閉空間の環境が悪化するような場合には、液体の流量に基づいて換気を実施してもよい。
【００８１】
さらに、上記実施形態２では、一旦、積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈを超えたら、瞬時流量Ｑが遮断基準値Ｑｔｈ２を下回らない限り、制御スイッチ３１を遮断しないように制御していたが、これに限られない。積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈを超えていても、瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ１を下回った場合に、上記実施形態２の掃気期間ＴＶを設定してもよい。例えば、制御装置１は、瞬時流量Ｑが瞬時流量基準値Ｑｔｈ１を下回った時に、上記停止カウンタを起動させ、掃気期間ＴＶ経過後に制御スイッチ３１を遮断させるように動作してもよい。また制御装置１は、掃気期間ＴＶ経過時に、流量計２ｂにリセット信号を出力し、積算流量ΣＱをゼロにさせる。このように処理すれば、ゼロクリアされた積算流量ΣＱが積算流量基準値ΣＱｔｈに達するまでの期間ごとに、掃気時間ＴＶだけ換気扇４が駆動され、断続的な掃気処理が行える。よって、ガス湯沸かし器１１ａの種火のような僅かな燃焼ガスの使用が継続している場合であっても、閉空間５の換気を継続しつつ、過剰な換気扇４の駆動を抑制することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の換気制御装置および換気制御方法は、手動によらず自動的に閉空間の換気を実施させたい環境において適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…制御装置、２…流量計、３…スイッチ装置、４、４ｂ、４ｃ…換気扇、５…閉空間、６…商用電源、７…公共ガス供給路、８…ガスメーター、９…元栓、１０…燃焼ガス供給路、１１ａ…ガス湯沸かし器、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ…ガス栓、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、１４ｃ…分岐路、１２ａ…ガスコンロ、１３ａ…ガス風呂釜、１４ａ…ガスボイラー、２０…電源端子、２１…電源コンセント、３１…制御スイッチ、３２…手動スイッチ、４１…ファン、４２…モーター、４３…電源プラグ、１００、１００ｂ、１００ｃ…換気制御装置、１０４、１０５…インターフェース回路、２００…センサ、２０１…瞬時流量算出部、２０２…積算流量算出部、２０３…積算値消去部、ＣSW…制御信号、Ｑ…瞬時流量、Ｑ…流量、Ｑ１…流量、Ｑ２…瞬時流量、Ｑｔｈ…瞬時流量基準値、Ｑｔｈ１…瞬時流量基準値、Ｑｔｈ２…遮断基準値、ＳQI…積算流量検出信号、ＳQP…瞬時流量検出信号、ＴＩ…インターバル期間、ＴＶ…掃気期間、ΣＱ…積算値、ΣＱ…積算流量、ΣＱｔｈ…積算流用基準値、ΣＱｔｈ…積算流量基準値
【図１】
2010236702.tif 000003
【図２】
2010236702.tif 000004
【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】
2010236702.tif 000009
【図８】
2010236702.tif 000010
【図９】
2010236702.tif 000011
【図１０】
2010236702.tif 000012
【図１１】
2010236702.tif 000013