(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に設けられたファンを回転させる電動機を備えた送風機であって、
ＣＯ２濃度センサーが接続可能とされるとともに、接続された前記ＣＯ２濃度センサーからのセンサー信号が入力可能とされた入力端子部と、
前記入力端子部に入力されたセンサー信号の出力値とＣＯ２濃度との対応関係を設定するレンジ設定部と、
前記レンジ設定部の設定に基づいて前記センサー信号からＣＯ２濃度を換算し、換算されたＣＯ２濃度に基づいて前記電動機の制御を行う制御部と、
最低換気風量の設定を行なう最低換気風量設定器と、
ＣＯ２濃度の上限値の設定を行なうＣＯ２濃度設定器と、を備え、
前記制御部は、前記換算されたＣＯ２濃度が、前記上限値を超えている場合には最大風量で前記電動機を制御し、前記上限値以下である場合には前記最大風量と前記最低換気風量の間の中間風量で前記電動機を制御することを特徴とする送風機。
【請求項２】
本体に設けられたファンを回転させる電動機を備えた送風機であって、
ＣＯ２濃度センサーが接続可能とされるとともに、接続された前記ＣＯ２濃度センサーからのセンサー信号が入力可能とされた入力端子部と、
前記入力端子部に入力されたセンサー信号の出力値とＣＯ２濃度との対応関係を設定するレンジ設定部と、
前記レンジ設定部の設定に基づいて前記センサー信号からＣＯ２濃度を換算し、換算されたＣＯ２濃度に基づいて前記電動機の制御を行う制御部と、
最低換気風量の設定を行なう最低換気風量設定器と、
ＣＯ２濃度の上限値の設定を行なうＣＯ２濃度設定器と、を備え、
前記制御部は、前記換算されたＣＯ２濃度が、予め定められた第１の閾値未満の場合には前記最低換気風量で前記電動機を制御し、前記上限値を超えている場合には最大風量で前記電動機を制御し、前記第１の閾値以上でかつ前記上限値未満の場合には、前記最低換気風量と前記最大風量の間の中間風量で前記電動機を制御することを特徴とする送風機。
【請求項３】
本体に設けられたファンを回転させる電動機を備えた送風機であって、
ＣＯ２濃度センサーが接続可能とされるとともに、接続された前記ＣＯ２濃度センサーからのセンサー信号が入力可能とされた入力端子部と、
前記入力端子部に入力されたセンサー信号の出力値とＣＯ２濃度との対応関係を設定するレンジ設定部と、
前記レンジ設定部の設定に基づいて前記センサー信号からＣＯ２濃度を換算し、換算されたＣＯ２濃度に基づいて前記電動機の制御を行う制御部と、
最低換気風量の設定を行なう最低換気風量設定器と、
ＣＯ２濃度の上限値の設定を行なうＣＯ２濃度設定器と、を備え、
前記制御部は、前記換算されたＣＯ２濃度が、予め設定された第１の閾値未満の場合には前記最低換気風量で前記電動機を制御し、［前記上限値−予め設定された第２の閾値］を超えている場合には最大風量で前記電動機を制御し、前記第１の閾値以上でかつ［前記上限値−前記第２の閾値］未満の場合には前記最低換気風量と前記最大風量の間の中間風量で前記電動機を制御することを特徴とする送風機。
【請求項４】
前記制御部は、前記中間風量での制御において、前記換算されたＣＯ２濃度が大きいほど換気風量が大きくなるように前記電動機を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２濃度に応じた換気風量制御が実現可能な送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術によれば、ＣＯ２濃度による換気風量の制御を行なう際には、送風機の本体にあらかじめ組み込まれたＣＯ２濃度センサーで検出したＣＯ２濃度の情報を用いて送風機を制御していた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
または、送風機本体外に設けられたＣＯ２濃度センサーで検出したＣＯ２濃度の情報を、送風機本体外に設置された制御装置に送信し、その制御装置によってＣＯ２濃度に合わせて送風機を制御していた（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５９２０８号公報
【特許文献２】特開平６−１４７５７４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、ＣＯ２濃度センサーにはＣＯ２ガスの検出方法に複数の方式があり、センサー価格や検出精度、センサー寿命、使用可能環境が異なる。また、使用中に実施するメンテナンスの方法やメンテナンスを実施しなければならない頻度も異なる。
【０００６】
そのため、あらかじめ送風機本体内部にＣＯ２濃度センサーが組込まれた製品においては、その製品に組込まれているセンサーの仕様とユーザーが求めているセンサーの仕様が一致しないことがあった。
【０００７】
例えば、製品に組込まれているセンサーは高精度であるがメンテナンスを高頻度で行なう必要があるのに対し、ユーザーが求めるセンサーの仕様は、精度についてはそれほど高くなくてもよいが、メンテナンスの頻度は極力少なくしたいなどの場合である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＣＯ２濃度センサーからの出力を入力可能にするとともに、ＣＯ２濃度センサーの異なる出力値に対応してＣＯ２濃度を判別し、そのＣＯ２濃度に応じた換気風量制御を行うことのできる送風機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、本体に設けられたファンを回転させる電動機を備えた送風機であって、ＣＯ２濃度センサーが接続可能とされるとともに、接続されたＣＯ２濃度センサーからのセンサー信号が入力可能とされた入力端子部と、入力端子部に入力されたセンサー信号の出力値とＣＯ２濃度との対応関係を設定するレンジ設定部と、レンジ設定部の設定に基づいてセンサー信号からＣＯ２濃度を換算し、換算されたＣＯ２濃度に基づいて電動機の制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザーがニーズに合わせたＣＯ２濃度センサーを使用して、ＣＯ２濃度に応じた換気風量制御を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる送風機の制御システムの概要を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す送風機の外観を示す６面図である。
【図３】図３は、図１に示す送風機の断面図である。
【図４】図４は、複数のＣＯ２濃度センサーの出力とその指示濃度との関係を示す図である。
【図５】図５は、図１に示す送風機の設置例を示す図である。
【図６】図６は、図１に示す送風機の他の設置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる送風機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる送風機の制御システムの概要を示すブロック図である。図２は、図１に示す送風機の外観を示す６面図である。図３は、図１に示す送風機の断面図である。送風機１はシロッコ羽根車２０を電動機１３で回転させることにより送風を行なうものであり、電動機１３を動作させるための制御装置２が送風機１に備えられている。
【００１４】
制御装置２には、電源端子３、電源回路４、ＣＯ２濃度センサー入力端子（入力端子部）６、ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器（レンジ設定部）７、最低換気風量設定器８、室内ＣＯ２濃度設定器９、電動機制御回路１１、スイッチング半導体１２、マイクロコンピュータ（制御部）１０が１つの回路プリント基板（図示せず）に実装されて備えられる。スイッチング半導体１２の出力は回路プリント基板からリード線で接続された電動機１３に入力される。
【００１５】
電源回路４は、商用交流電源単相１００Ｖまたは２００Ｖ、３相２００Ｖを受けて、電動機１３の駆動用直流電源１４０Ｖまたは２８０Ｖと、マイクロコンピュータ１０を動作させるために必要な直流１２Ｖと５Ｖとに変換する。
【００１６】
ＣＯ２濃度センサー５は、換気を行なう室内のＣＯ２濃度を検出する目的で設置され、室内または室内の排気口から送風機１につながるダクト内に設置される（詳細は、図５を用いて後述する）。
【００１７】
ＣＯ２濃度センサー５の出力は、ほとんどのメーカーのものも電圧値の０〜５Ｖまたは、０〜１０Ｖ、もしくは電流値４〜２０ｍＡの範囲内で出力され、その出力値によってＣＯ２濃度を表すが、メーカーによって出力値（電流値または電圧値）とＣＯ２濃度の関係が異なっている。図４は、複数のＣＯ２濃度センサーの出力とその指示濃度との関係を示す図である。例えば、図４に示すように、Ａ社のセンサーは１Ｖ出力時においては０ｐｐｍを表すが、Ｂ社のセンサーは２００ｐｐｍを表す。
【００１８】
ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７は、ＣＯ２濃度センサーのメーカー間で異なるセンサー信号の出力値（電圧値または電流値）とＣＯ２濃度の関係に対応する目的で設置される。ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７は、例えば複数のＯＮ／ＯＦＦスイッチを持つディップスイッチ（図示せず）であり、そのＯＮ／ＯＦＦの組合せにより使用するＣＯ２濃度センサーに応じて適宜スイッチ（図示せず）を切り替えて検出したＣＯ２濃度値を正しくマイクロコンピュータ１０に伝えている。
【００１９】
例えば、制御装置２に備えられた記憶部２５に、図４に示すテーブル情報を記憶させておき、ディップスイッチのＯＮ／ＯＦＦの組合せによって設定番号を選択するように構成してもよい。マイクロコンピュータ１０は、ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７で設定された設定番号に基づいて、記憶部２５に記憶されたテーブル情報を参照して、ＣＯ２濃度を算出することができる。
【００２０】
このように、ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７のスイッチ（図示せず）を切替えることで、ＣＯ２濃度センサー５による出力と検出濃度との関係のメーカーごとの違いを考慮して換算を行なうことができるようになり、マイクロコンピュータ１０に正しいＣＯ２濃度値を入力することができる。
【００２１】
最低換気風量設定器８は、室内のＣＯ２濃度に関わらず常時換気する最低限の風量を設定するためのものである。最低換気風量設定器８は、例えばディップスイッチ（図示せず）もしくはボリュームスイッチ（図示せず）によって最低限の風量の設定を行なう。これは、常時一定量の換気風量は確保しておきたいというユーザーのニーズに対応するものである。
【００２２】
例えば、室内のエアバランスの確保が必要な場合や、換気を完全に止めてしまうと臭気の問題があるなどの場合に有効である。例えば、現在の室内のＣＯ２濃度が６００ｐｐｍで、室内の維持すべきＣＯ２濃度の上限が１０００ｐｐｍであった場合、ＣＯ２濃度を基準として判断した場合には換気を行なう必要はない状態である。しかしながら、最低限の風量で換気が行われることで、常時一定量の換気風量を確保することができ、エアバランスの確保や臭気の解消を図ることができる。最低換気風量設定器８で設定する換気風量の設定は、送風機１の運転の停止（常時換気は行なわない）から任意の風量までリニアまたは多段ノッチで設定可能である。
【００２３】
室内ＣＯ２濃度設定器９は、ＣＯ２濃度による換気風量制御を行なう際の、換気を行なう室内の維持すべきＣＯ２濃度の上限を設定するものである。室内ＣＯ２濃度設定器９は、例えばディップスイッチ（図示せず）もしくはボリュームスイッチ（図示せず）により設定を行なう。例えば、ディップスイッチによって１０００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍから選択する等である。
【００２４】
マイクロコンピュータ１０は、ＣＯ２濃度センサー５から出力されたＣＯ２濃度値と、ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７、最低換気風量設定器８、および室内ＣＯ２濃度設定器９の設定状態から必要な換気風量を演算し、電動機１３の回転数を決め、電動機制御回路１１に対して電動機１３を動作させる指示を与える。電動機制御回路１１は、マイクロコンピュータ１０より出された指示に基づき、直流電源から電動機１３の駆動に必要な正弦波交流を作り出すスイッチング半導体１２を動作させる。
【００２５】
マイクロコンピュータ１０は、ＣＯ２濃度センサー５のＣＯ２濃度情報に基づいて、送風機１の換気風量を制御して変化させる。換気風量の制御は、換気を行なう室内のＣＯ２濃度が室内ＣＯ２濃度設定器９で設定された値になるように、送風機１の換気風量を制御することを基本とする。
【００２６】
マイクロコンピュータ１０は、換気を行なう室内のＣＯ２濃度が、［上限値（例えば１０００ｐｐｍ）−第２の閾値（例えば５０ｐｐｍ）］を超えている場合に、送風機１の最大換気風量になるように電動機１３を制御する。もちろん、最大換気風量で制御されるこの範囲には、上限値を超えるＣＯ２濃度も含まれる。なお、第２の閾値を用いずに、ＣＯ２濃度が上限値を越えている場合に最大換気風量となるように電動機１３を制御するように構成してもよい。
【００２７】
また、マイクロコンピュータ１０は、現在のＣＯ２濃度が第１の閾値（例えば６００ｐｐｍ）未満である場合には、最低換気風量になるように電動機１３を制御する。また、マイクロコンピュータ１０は、室内のＣＯ２濃度が、［上限値−第２の閾値］から第１の閾値（例えば６００ｐｐｍ）の間となる場合には、最大風量と最低換気風量の間となる中間風量となるように電動機１３を制御する。
【００２８】
中間風量での制御では、室内のＣＯ２濃度が、［上限値−第２の閾値］の値に近いほど換気風量が多くなるように電動機１３を制御し、第１の閾値の値に近いほど換気風量が少なくなるように電動機１３を制御してもよい。なお、電動機１３の制御は、リニアまたは多段ノッチで電動機１３を制御するものとする。
【００２９】
なお、第２の閾値を設けずにＣＯ２濃度が単純に上限値から第１の閾値の間となる場合に中間風量となるように電動機１３を制御してもよい。この場合、上限値の値に近いほど換気風量が多くなるように電動機１３を制御する。また、第１の閾値および第２の閾値は、予め設定された数値であり、例えば記憶部２５に予め記憶されている。また、第１の閾値および第２の閾値ともに、設定された数値をユーザーが変更可能に構成してもよい。
【００３０】
このとき電動機１３のＯＮ・ＯＦＦや風量変更が頻繁に行なわれると、運転騒音が頻繁に変化し耳障りに感じることや、送風機本体に負荷を与える場合がある。そのため、風量変更は、所定の間隔を行うように設定されてもよい。例えば、５分に一度の割合で風量変更が行なわれるように設定される。
【００３１】
次に、図２に示す送風機１の６面図について説明する。送風機１は、箱状のケーシング（本体）１７に制御装置２を取付け、制御装置２を覆うように制御装置カバー１４が取付けられる。ケーシング１７の左右には送風ダクトを接続するためのダクト接続フランジ１５ａ、１５ｂが取付けられている。取付足１６は、ケーシング１７にねじで固定されて４箇所設けられており、建物に設置された天吊りボルトにより製品の固定を行なう。
【００３２】
次に、図３に示す送風機１の断面図について説明する。送風機１は、ケーシング１７の内部風路側面に側面消音材１９、風路中央部に中央部消音材１８が設置されており、中央部には電動機１３に接続されたシロッコ羽根車２０が設置され、シロッコ羽根車２０の回転により送風が行なわれる。
【００３３】
図５は、図１に示す送風機１の設置例を示す図である。図５に示す設置例では、ＣＯ２濃度センサー５が換気を行なう室内２１に設置されている。例えば、ＣＯ２濃度センサー５は、換気を行なう室内２１の壁面に露出もしくは壁埋め込みにより設置される。ＣＯ２濃度センサー５は、信号線によって送風機１のＣＯ２濃度センサー入力端子６に接続され、ＣＯ２濃度情報を送風機１のマイクロコンピュータ１０に入力する。
【００３４】
換気を行なう室内２１では、天井面に設けられた排気口２３と送風機１の間がダクト２２によって接続され、送風機１と室外とがダクト２４によって接続される。排気口２３から吸込まれた室内２１の空気が、ダクト２２、送風機１、ダクト２４を介して室外に排気される。給気については、壁面のガラリ（図示せず）または給気用の送風機（図示せず）を用いて行なわれる。
【００３５】
図６は、図１に示す送風機１の他の設置例を示す図である。図６に示す設置例では、ダクト２２の中にＣＯ２濃度センサー５が取付けられている。ＣＯ２濃度センサー５は、換気を行なう室内２１に設けられた排気口２３から送風機１に繋がるダクト２２の中間に設置される。ＣＯ２濃度センサー５は信号線によって送風機１のＣＯ２濃度センサー入力端子６に接続され、ＣＯ２濃度情報を送風機１のマイクロコンピュータ１０に入力する。
【００３６】
換気を行なう室内２１では、天井面に設けられた排気口２３と送風機１の間がダクト２２によって接続され、送風機１と室外とがダクト２４によって接続される。排気口２３から吸込まれた室内２１の空気が、ダクト２２、送風機１、ダクト２４を介して室外に排気される。給気については、壁面のガラリ（図示せず）または給気用の送風機（図示せず）を用いて行なわれる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態１にかかる送風機１によれば、ユーザーのニーズに合わせた市販のＣＯ２濃度センサー５を使用した場合であっても、そのＣＯ２濃度センサー５に合ったレンジをＣＯ２濃度センサーレンジ設定器７で設定すれば、ＣＯ２濃度による換気風量制御を行うことができる。
【００３８】
また、ユーザーがニーズにあわせた市販のＣＯ２濃度センサー５を選択できることで、センサーを使用する環境や、導入時の要求コスト（例えば高価であるが寿命の長いものと、低価格であるが寿命の短いもの）などに合わせてＣＯ２濃度センサー５の使い分けが可能となる。
【００３９】
また、最低換気風量の設定を行なう最低換気風量設定器８と、ＣＯ２濃度の上限値の設定を行なう室内ＣＯ２濃度設定器９を備え、マイクロコンピュータ１０は最低換気風量設定器８で設定された最低換気風量以上で電動機１３を制御することで、ＣＯ２濃度による換気風量制御を実施する際に、送風機１の最低換気風量を任意に設定でき、室内のエアバランスの確保のために常時ある程度の換気風量が必要な場合や、換気を完全に止めてしまうと臭気の問題がある場合などに対応が可能となる。
【００４０】
また、ＣＯ２濃度センサー５によって測定されたＣＯ２濃度が、室内ＣＯ２濃度設定器９で設定されたＣＯ２濃度を超えている場合、すなわち、室内のＣＯ２濃度が管理すべき上限値を超えている場合は、最大風量で電動機１３を制御する。これにより、早急な室内のＣＯ２濃度の低下を図り、室内環境の改善を図ることができる。
【００４１】
また、ＣＯ２濃度センサー５によって測定されたＣＯ２濃度が、第１の閾値未満の場合には最低換気風量設定器８で設定された最低換気風量で電動機１３を制御する。第１の閾値を室内ＣＯ２濃度設定器９で設定されたＣＯ２濃度に対し、十分低い値に設定することで、室内のＣＯ２濃度が第１の閾値未満となった場合には、ＣＯ２濃度が十分に低いと判断され、換気風量を必要最低限に抑えることが可能となる。これにより、ＣＯ２濃度が十分に低いときに省エネルギー化を図ることができる。
【００４２】
また、室内のＣＯ２濃度が［上限値−第２の閾値］を超えている場合には最大風量で電動機１３を制御する。ここで、室内のＣＯ２濃度が上昇過程にある場合には、室内ＣＯ２濃度設定器９で設定されたＣＯ２濃度（上限値）を超えた時点で換気風量を最大としても、換気が間に合わず上限値を超えてしまうおそれがある。一方、本実施の形態１では、換気風量を最大とするタイミングを第２の閾値分だけ早めているので、室内のＣＯ２濃度が上限値を超えた状態になってしまうことを抑制することができる。
【００４３】
また、室内のＣＯ２濃度が第１の閾値以上でかつ［上限値−第２の閾値］である場合に、室内のＣＯ２濃度が、［上限値−第２の閾値］の値に近いほど換気風量が多くなるように電動機１３を制御し、第１の閾値の値に近いほど換気風量が少なくなるように電動機１３を制御すれば、ＣＯ２濃度が高いほど換気風量を増加させて、効率的に換気を行なうことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる送風機は、ＣＯ２濃度に基づく風量制御を行う送風機に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  送風機
２  制御装置
３  電源端子
４  電源回路
５  ＣＯ２濃度センサー
６  ＣＯ２濃度センサー入力端子（入力端子部）
７  ＣＯ２濃度センサーレンジ設定器（レンジ設定部）
８  最低換気風量設定器
９  室内ＣＯ２濃度設定器
１０  マイクロコンピュータ（制御部）
１１  電動機制御回路
１２  スイッチング半導体
１３  電動機
１４  制御装置カバー
１５ａ，１５ｂ  ダクト接続フランジ
１６  取付足
１７  ケーシング
１８  中央部消音材
１９  側面消音材
２０  シロッコ羽根車
２１  室内
２２  ダクト
２３  排気口
２４  ダクト
２５  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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