(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に吸気開口を設け、他方に排気開口を設けることで内部に空気流路を有する換気枠体と、
前記換気枠体内に設けられた送風機と、
前記換気枠体内を流れる空気の流量を調整するダンパと、
前記換気枠体内を流れる空気の流量を検出する検出手段と、
運転の設定がされた場合に、前記設定指令に基づいて前記送風機、前記検出手段、前記ダンパを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、弱風量運転の設定がされた場合に、前記ダンパを前記検出手段の検出部が設置されている領域に接近させる制御を行うことを特徴とする換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、戸建住宅の換気システムとして、自然換気モードと強制換気モードの２種類のモードを併用する換気装置がある。強制換気モードは、換気装置に設けられた送風機を回転させて吸気開口から強制的に空気を吸引し排気開口から排気することで換気を行うモードである。この強制換気モードに対して、家の上部に設けた換気装置の吸気開口から排気開口へと流れる温度の上がった空気の上昇を利用して換気を行う換気モードを自然換気モード呼ぶ。
【０００３】
これら自然換気モードと強制換気モードの両モードを併用する換気装置においては、通常は自然換気モードで換気を行い、自然換気量が不足した場合に強制換気モードを採用する（特許文献１参照）。この換気量の検出は、換気装置内に設置される検出手段によって行われる。
【０００４】
特許文献１に開示された換気装置によれば、検出手段による検出結果に基づいてこのような２つのモードを使い分けることで効率よく換気を行うことができるとされる。また、自然換気モードを基本とすることで徒らに送風機を回転させることもなくなり省エネルギーにも資する。従って、このような場合の換気装置の構造は空気の通り抜けが良くなるような自然換気を行うに適した構造となる。
【０００５】
さらに、この特許文献１に開示された換気装置は、様々な大きさの戸建住宅に設置することが可能である。従って、同一機種で幅広い広さに対応できるよう、設定換気量を、例えば、「標準」と「弱」というように変更することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された換気装置は、以下の点に配慮がなされていない。
【０００８】
すなわち、設定換気量を弱く、弱風量となるように設定された場合には、換気装置内を流れる空気の流量（風量）も少なくなることから、検出手段によって検出される出力も小さくなる。検出される出力が小さくなってしまうと、検出手段の性能上、読取誤差も勘案すると、精度よく風量を検出することが困難となってしまう場合も生ずる。精度の低い検出結果に基づいた換気装置の制御は、利用者の意図しない制御となってしまうばかりでなく、換気装置が行おうとする省エネ運転にも悪影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、換気装置内の風量が小さい場合であっても検出手段による換気装置内の風量の検出を精度良く行うことによって適切な運転制御を行うとともに、省エネにも資する換気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る特徴は、換気装置において、一方に吸気開口を設け、他方に排気開口を設けることで内部に空気流路を有する換気枠体と、換気枠体内に設けられた送風機と、換気枠体内を流れる空気の流量を調整するダンパと、換気枠体内を流れる空気の流量を検出する検出手段と、運転の設定がされた場合に、設定指令に基づいて送風機、検出手段、ダンパを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、弱風量運転の設定がされた場合に、ダンパを検出手段の検出部が設置されている領域に接近させる制御を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、換気装置内の風量が小さい場合であっても検出手段による換気装置内の風量の検出を精度良く行うことによって適切な運転制御を行うとともに、省エネにも資する換気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における換気装置を備えた建物の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態における換気装置の主要部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における換気装置の制御手段の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における換気装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における換気装置のダンパの開度と角度との関係の一例を示すテーブルである。
【図６】本発明の実施の形態における換気装置のダンパの部分を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、例えば、２階建ての一戸建て建物１の天井２の裏側に換気装置１０が配置される。換気装置１０は、複数の部屋Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等の空気を吸気して室外に排気することで建物１内の換気を行う（図１において空気の流れを示す矢印参照）。また、建物１には、各所の壁に外部（室外）から内部（室内）へと空気を吸気する吸気口１ａないし１ｄが設けられている。
【００１５】
換気装置１０は、図２にその断面図が示されている通り、断面が略矩形上の上下に延びる換気枠体１１を備えている。この換気枠体１１の下部（室内側）には吸気開口部１２ａが設けられ、換気枠体１１の上部には、吸気された空気が排気される排気開口部１３が設けられている。この換気枠体１１を上下に立てて取り付けて下から上方向に流れる空気の抵抗を小さくすることで、屋内に生じた上昇気流を流れやすくしている。
【００１６】
換気枠体１１の下部側壁には、接続筒１４ａ，１４ｂが設けられており、吸気ダクト１５ａ，１５ｂの一端が接続されている。さらに、これら吸気ダクト１５ａ，１５ｂの他端には、吸気開口部１２ａとは別の室内に吸気のための開口を備える吸気開口部１２ｂ，１２ｃが設けられている（以下、適宜吸気開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｃをまとめて「吸気開口部１２」と表わす）。
【００１７】
換気枠体１１内には、仕切板１６が取り付けられている。この仕切板１６は、吸気された空気が流れる流路となる開口部１６ａと、開口部１６ａのみを空気が流れるように開口部１６ａ以外の部分を閉塞する閉塞部１６ｂとから構成される。また、開口部１６ａは矩形状或いは円形状に形成されることによって空気の流路を狭め、換気する空気を高速で流すようにされている。
【００１８】
開口部１６ａの部分には、ダンパ装置１７が取り付けられており、その内部にはダンパ１７ａが設けられている。図示しない小型の駆動装置（ダンパモータ）がダンパ１７ａを回転させて空気の流路を絞ることによって、開口部１６ａから排気開口部１３に向けて流れる空気の流量が調節される。例えば、ダンパ１７ａが仕切板１６の閉塞部１６ｂと平行となる位置（ダンパ１７ａがこの位置にある場合、ダンパ１７ａの角度は０°となる）となるように回転すると、吸気開口部１２から換気装置１０内に吸気された空気は換気枠体１１内を抜けることはない（全閉状態）。一方、例えば、図２に示すように閉塞部１６ｂと直交する位置（ダンパ１７ａがこの位置にある場合、ダンパ１７ａの角度は９０°となる）となるように回転すると、吸気された空気が最も流れる状態となる（全開状態）。
【００１９】
ダンパ装置１７内にはダンパ１７ａの回転と干渉しない位置に開口部１６ａを通る空気の流量を検出する検出手段１８が設けられている。この検出手段１８としては、例えば、差圧センサが設けられる。この差圧センサを使用した検出手段１８は、検出部として、開口部１６ａを通る空気の通路に連通する低圧側差圧検出部１８ａと、換気枠体１１内の仕切板１６下部の空間に連通する高圧側差圧検出部１８ｂとを備え、双方の圧力差により、開口部１６ａを通る空気の流量を検出するように構成する。
【００２０】
なお、検出手段１８は、この差圧センサを使用したものに限定されず、風量センサ等、換気枠体１１内を流れる空気流量を正確に検出することができるのであればどのような検出手段であっても良い。また、本発明の実施の形態においては仕切板１６の上部の空間にに設けられているが、どの位置に設けられていても良い。
【００２１】
開口部１６ａを通った空気は、送風機１９を通り抜けて排気開口部１３から建物１の屋根の頂上に設けられた排気口３０を通り、屋外へと排気される。排気口３０は、排気開口部１３の真上に設けられ、この部分においても下から上方向に流れる空気の抵抗を小さくすることで、屋内に生じた上昇気流を流れやすくしている。また、排気口３０には屋外の雨水が入り込まないように雨除けのカバーが設けられる。
【００２２】
送風機１９は、ファン１９ａ、このファン１９ａを駆動するＤＣブラスレスモータからなるファンモータ１９ｂ、ＤＣブラシレスモータを駆動する図示しないインバータ及びファンの回転数を検出する回転数センサ１９ｃとから構成される。強制換気モードの場合には、ファンモータ１９ｂの駆動でファン１９ａが回転することによって吸気開口部１２から強制的に空気を吸引し、排気開口部１３から排気する。
【００２３】
ダンパ装置１７及び送風機１９は、図１において図示しない制御手段２０によってその駆動が制御される。また、検出手段１８によって検出された換気枠体１１内を流れる空気の量を示す値は、制御手段２０に送られてダンパ装置１７、送風機１９の制御を行う際の判断に用いられる。
【００２４】
図３は、制御手段２０の内部構成を示すブロック図である。制御手段２０は、判断手段２０ａと、記憶手段２０ｂと、換気制御手段２０ｃとから構成される。
【００２５】
判断手段２０ａは、例えば、リモコン等の運転設定手段３から送信された運転モードに関する信号を受信して換気装置１０を制御する上で必要な判断を行う。例えば、換気装置１０の電源のＯＮ、ＯＦＦ、或いは、設定された風量に基づく標準運転または弱風量運転の別である。また、検出手段１８から送られてきた換気枠体１１内を流れる空気の流量（風量）に関する情報を基に、適切なダンパ装置１７のダンパ開度、或いは、送風機１９の回転数を選択、判断する。
【００２６】
記憶手段２０ｂは、後述するダンパ開度とダンパ角度との関係を規定する、例えばテーブルを記憶している。判断手段２０ａが運転モードを判断した場合に、判断手段２０ａからの求めに応じて対応する風量における適切なダンパ開度及びダンパ角度に関する情報を提供する。
【００２７】
換気制御手段２０ｃは、判断手段２０ａからの指令に基づいて、ダンパ装置１７のダンパモータを駆動することでダンパ１７ａの開閉を行う。また、必要に応じて送風機１９に対しても指令を出しファン１９ａを回転させる。なお、ファン１９ａが回転すると、その回転数が回転数センサ１９ｃによって検出され、判断手段２０ａにフィードバックされる。
【００２８】
図４は、換気装置１０の制御の流れを示すフローチャートである。まず、換気装置１０は風量の違いにより標準運転と弱風量運転の２種類の換気運転の種類を備えている。例えば、「標準運転」の場合は９５ｍ３／ｈ、「弱風量運転」の場合は６０ｍ３／ｈといった具合である。但し、運転の種類については「標準運転」と「弱風量運転」の２種類しか設定がないものの、この換気量については、換気装置１０が設置される家屋の地方、場所、或いは、換気装置１０が換気する部屋の大きさ（部屋数）等に応じて予め数種類のモードから選択することが可能とされている。
【００２９】
運転設定手段３の運転／停止スイッチが押されて電源ＯＮされると、この運転開始指令に基づいて換気装置１０の運転が開始される（ＳＴ１）。また、風量強弱設定スイッチにて「標準」或いは「弱」のいずれかが選択され、風量が設定される（ＳＴ２）。判断手段２０ａは、風量設定の指令を受信し、その指令が弱風量設定であるか否か判断する（ＳＴ３）。
【００３０】
弱風量設定ではなく、標準運転の設定である場合には（ＳＴ３のＮＯ）、判断手段２０ａは記憶手段２０ｂから標準運転に関するダンパ開度及びダンパ角度に関する情報を入手して、その情報に基づいて換気制御手段２０ｃに指令を送り、ダンパモータによりダンパ１７ａを駆動させてダンパ装置１７の開口面積を大に設定する（ＳＴ４）。
【００３１】
図５は、ダンパ開度とダンパ角度との関係の一例を示すテーブルである。標準運転の場合、まずダンパ開度を全開に設定するが、この場合には、ダンパ１７ａのダンパ角度は９０°となるように駆動制御される。そして標準運転を開始する。なお、標準運転の制御方法については、これまでの換気装置１０の制御方法と同一であることからここでは説明を省略する。
【００３２】
一方、弱風量設定である場合には（ＳＴ３のＹＥＳ）、判断手段２０ａはダンパ１７ａを駆動させて開口面積を小さく設定する（ＳＴ５）。図５に示すテーブルでは、まず「開度０」、ダンパ角度「１２６°」に設定する。
【００３３】
図６は、弱風量設定にて運転を開始する場合のダンパ装置１７の部分を拡大して示す拡大図である。ダンパ１７ａは、上述したように、仕切板１６の閉塞部１６ｂと平行となる位置にある場合のダンパ角度を０°と規定する。従って、弱風量設定の場合に設定されるダンパ角度「１２６°」とは、概ね図６に示すような角度となる。
【００３４】
すなわち、ダンパ１７ａの一端が換気枠体１１の検出手段１８（低圧側差圧検出部１８ａ）が設置されている領域に接近するようにダンパ１７ａが駆動制御される。ダンパ１７ａをこのような位置となるように移動させることによって、検出手段１８（低圧側差圧検出部１８ａ）付近における換気枠体１１とダンパ１７ａとの距離は近くなる。従って、換気枠体１１とダンパ１７ａとの間が狭くなるので換気装置１０内を流れる空気の量が少なくてもこの領域を抜ける空気の速度は速くなる。
【００３５】
検出手段１８として、例えば、差圧センサを用いた場合、一般的に低風量であると検出手段１８付近の圧力は低くなるため検出手段１８（低圧側差圧検出部１８ａ）が検出する出力も小さくなってしまう。この状態では検出手段１８は精度良く風量を検出できない。
【００３６】
しかしながら、上述したように、ダンパ角度を１２６°に設定し、検出手段１８（低圧側差圧検出部１８ａ）付近において換気枠体１１とダンパ１７ａとの距離を狭めることによって、この領域を抜ける空気の速度を早くすることができるので、検出手段１８も十分な出力を検出することが可能となる。これによって、低風量の状態においても確実に検出手段１８が風量を検出することができるため、精度の良い情報を判断手段２０ａに送ることができる。従って、よりきめ細かな、実際の風量を考慮しつつ設定風量となるように適切に対応することのできる換気装置１０を提供することができる。
【００３７】
ダンパ装置１７の開口面積を小さくするように設定（ＳＴ５）した後、換気制御手段２０ｃは、ファンモータ１９ｂを駆動して初期設定回転数にてファン１９ａを運転する（ＳＴ６）。なお、標準運転の設定でダンパ装置１７の開口面積を大に設定（ＳＴ４）した後も同様に、ファンモータ１９ｂを駆動して初期設定回転数にてファン１９ａを運転する（ＳＴ６）制御が実施される。
【００３８】
この状態で検出手段１８が風量を検出してその情報を判断手段２０ａへと送信するとともに（ＳＴ７）、ファン１９ａの回転数が回転数センサ１９ｃを介して同じく判断手段２０ａへとフィードバックされる。
【００３９】
判断手段２０ａでは、送信されてきた各種情報を基に、設定された風量に近い適正な風量となっているか否かを判断する（ＳＴ８）。適正風量ではない場合は（ＳＴ８のＮＯ）、規定されている弱風量よりも実際の風量が強い、或いは、風量が弱すぎる場合のいずれかである。従って、まず風量が強いか否かを判断する（ＳＴ９）。設定された風量（弱風量）よりも実際の風量が強すぎる場合（ＳＴ９のＹＥＳ）には、ファン１９ａが停止されているか否かを判断した上で（ＳＴ１０）、ファン１９ａが運転されている場合には（ＳＴ１０のＮＯ）、ファン１９ａの回転を１段下げる（ＳＴ１１）。そして、この状態で再度判断手段２０ａが適正風量であるか否かを判断する（ＳＴ８）。
【００４０】
それでも風量が強い場合には（ＳＴ９のＹＥＳ）、既にファン１９ａが停止している（ＳＴ１０のＹＥＳ）ので、次にダンパ開度を１段上げるように、ダンパ装置１７に指令を出し、ダンパ１７ａを駆動する（ＳＴ１２）。ここで、「ダンパ開度を１段上げる」とは、図５に示すテーブルにおいて、現在の開度を基準に１つ右隣にある開度を選択することを表わしている。例えば、「弱風量運転」の場合には、「開度０」で合った場合、ダンパ開度を１段上げると「開度２」に移行する。反対に「ダンパ開度を１段下げる」、というのは、図５に示すテーブルにおいて、現在の開度を基準に１つ左隣にある開度を選択することである。従って、「開度２」にダンパ開度がある場合、１段下げると「開度０」となる。
【００４１】
なお、「弱風量運転」において開度「全開」の状態が設定されていない。これは、弱風量運転において、ダンパ装置１７を流れる空気の流量を高めて精度よく風量を検出するためである。さらに、「開度１（ダンパ角度６０°）」についても設定がない。ダンパ１７ａのダンパ角度６０°とダンパ角度１２６°とは、ダンパ１７ａの向きが逆になるだけでほぼ角度としては同じであるからである。
【００４２】
従って、「開度０（ダンパ角度１２６°）」から「開度１（ダンパ角度６０°）」へとダンパ１７ａを駆動してもダンパ装置１７を流れる空気の流量はほぼ等しくなる。そのため、「開度１（ダンパ角度６０°）」の設定は設けられておらず、「開度０（ダンパ角度１２６°）」からダンパ開度を１段上げると「開度２（ダンパ角度４５°）」となる。
【００４３】
判断手段２０ａが風量の強弱を判断して、風量が弱すぎると判断した場合には（ＳＴ９のＮＯ）、ダンパの開度が０か（ＳＴ１３）を判断し、ダンパの開度が０でない場合（ＳＴ１３のＮＯ）の場合は、ダンパ開度を１段下げる（ＳＴ１４）。ダンパの開度が０（ＳＴ１３のＹＥＳ）の場合は、ダンパ開度をそのままにファン１９ａの回転数を１段上げる（ＳＴ１５）。なお、ここでファン１９ａの回転数については特に説明しないが、ダンパ開度と同様、複数のステップ（段）が設けられており、換気制御手段２０ｃからの指令に基づき送風機１９が制御され、ファン１９ａの回転数が変化する。
【００４４】
一方、判断手段２０ａが適正な風量であると判断した場合には（ＳＴ８のＹＥＳ）、ダンパ１７ａの開度及びファン１９ａの回転数を維持する（ＳＴ１５）。これによって設定された風量の換気が行われる。
【００４５】
その後、運転設定手段３から運転終了の指令があるか否かが判断される。判断手段２０ａが運転終了と判断しない場合は（ＳＴ１５のＮＯ）、再度適正風量であるか否かが判断される（ＳＴ８）。なお、この適正風量の判断は、予め定められた時間ごとに行われるように設定されていても良い。運転終了の判断がなされた場合には（ＳＴ１５のＹＥＳ）、換気装置１０の運転が終了する。
【００４６】
以上、説明した通り、ダンパを検出手段付近において換気枠体との距離を狭めるように駆動制御することによって、換気装置内の風量が小さい場合であっても検出手段による換気装置内の風量の検出を精度良く行うことができるため適切な運転制御を行うことが可能になるとともに、省エネにも資する換気装置を提供することができる。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…建物、２…天井、３…運転設定手段、１０…換気装置、１１…換気枠体、１２…吸気開口部、１３…排気開口部、１４…接続筒、１５…吸気ダクト、１６…仕切板、１７…ダンパ装置、１７ａ…ダンパ、１８…検出手段、１８ａ…低圧側差圧検出部、１８ｂ…高圧側差圧検出部、１９…送風機、１９ａ…ファン、１９ｂ…ファンモータ、１９ｃ…回転数センサ、２０…制御手段、２０ａ…判断手段、２０ｂ…記憶手段、２０ｃ…換気制御手段
【図１】
0005492510.tif 000002
【図２】
0005492510.tif 000003
【図３】
0005492510.tif 000004
【図４】
0005492510.tif 000005
【図５】
0005492510.tif 000006
【図６】
0005492510.tif 000007