JP2005201557A

JP2005201557A - 換気装置

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Publication number: JP2005201557A
Application number: JP2004008930A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Taya; 人志田谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP4352905B2

Abstract

【課題】常時換気で要求される最適風量を得られる換気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】強制的に室内の空気を換気する排気用ファンモータ２と、人の存在を検出する人感センサ４と、この人感センサ４からの信号を受けて排気用ファンモータ２を制御する制御手段６と、排気用ファンモータ２による換気風量を調整する風量調節手段５とを備え、制御手段６は人感センサ４からの信号を検知したときは排気用ファンモータ２を固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは風量調節手段５で調整された換気風量で排気用ファンモータ２を常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は風量調節手段５により無段階あるいは多段階で細かく調整可能である構成とすることにより、常時換気で要求される最適風量を得られる換気装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅空間において特に浴室やトイレでの人の行動により発生する湿度や臭気を排気するために常時換気を行う換気装置に関する。

この種の従来の換気装置は、住宅の設計時に規定の換気回数と住宅の構造や室内空間から算出される換気風量を求め、ダクト長などの施工条件を考慮して換気装置の機種を決定し施工されるものであった。そして、このときの算出風量と施工後の実際の風量との検証を行い、風量調整が必要になることが多いため、換気装置本体に２段階程度の風量調整を可能とした（風量１または風量２）風量調節部を設け適切な換気風量に調整するものがある。以下、その換気装置について図６および図７を参照しながら説明する。

換気扇本体１０１にファンモータ１０２と、人感センサ１０３と、ファンモータ１０２の風量を１００％（風量１）または７０％（風量２）に切り換える風量調節部１０４と、ファンモータ１０２を通電制御する制御装置１０５とを設け、換気装置本体１０１とは別に、壁に設置される壁スイッチ１０６を設け、壁スイッチ１０６は電源の通電を入り切り可能なスイッチと、人感センサー１０３によりファンモータ１０２を制御する自動運転モード、および規定風量で運転する連続運転モードを備えている。施工業者は施工後に規定の風量となるように風量調整部１０４により風量１または風量２の設定を行う。その後の使用においては、図７に示すように、使用者が壁スイッチ１０６を自動運転にすることにより、人感センサ１０３の信号に応じて制御装置１０５は人感センサ１０３による人検知がない場合においては停止し、人感センサ１０３からの信号を受けて風量１または風量２で人検知運転および既定の時間だけ遅延運転を行うものであった。

また、他の従来の換気装置としては、常時換気運転を行いつつ環境検知センサ等の検知により換気風量を可変させ、当該環境検知センサが検知しなくなると前記常時換気運転に戻る動作をする換気扇が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−７９６２３号公報（請求項１、図３参照）

このような従来の換気装置では、算出風量から決定した換気装置と実際の施工後の風量を調節する際に、ファンモータの風量調整が２段階程度のため調節範囲が広く、必要以上の風量設定となってしまい過大な電力を消費してしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、常時換気で要求される最適風量を提供することができる汎用性のある換気装置を提供することを目的としている。

また、ファンモータが交流誘導モータの場合は、トルクが小さいため低風量での保持が難しく、ダクトなどによる静圧の影響を受けやすくなるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、直流モータの特性により、常時換気の風量調整を幅広く調整できるとともに、静圧などの影響を受けても一定の風量を確保できる汎用性のある換気装置を提供することを目的としている。

また、換気装置による換気風路確保のための常時換気を積極的に推奨する場合においても、使用者が壁スイッチ部を操作して通電を切ることができるため、容易に換気風路が閉ざされてしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、メンテナンスを行う際は電源を遮断でき、使用者が壁スイッチ部で通常操作する場合においてはいかなる操作でも最低換気を確保できる汎用性のある換気装置を提供することを目的としている。

また、浴室での入浴中の場合においては、大風量で強制的に換気を行うと、排気用ファンモータによるコールドドラフトを感じてしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、人感センサ１つで入浴を判定し、入浴中でのコールドドラフトを感じさせることのない汎用性のある換気装置を提供することを目的としている。

また、浴室入浴中での低風量運転を入浴後も継続すると、浴室使用後の建材に吸湿された湿度成分を排気するのに非常に長時間運転を行わなければならないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、人感センサ１つで入浴後の建材等に吸湿されている湿度成分を短時間で急速に排気することができる汎用性のある換気装置を提供することを目的としている。

本発明の換気装置は上記目的を達成するために、強制的に室内の空気を換気する排気用ファンモータと、人の存在を検出する人感センサと、この人感センサからの信号を受けて前記排気用ファンモータを制御する制御手段と、前記排気用ファンモータによる換気風量を調整する風量調節手段とを備えた換気装置であって、前記制御手段は前記人感センサからの信号を検知したときは前記排気用ファンモータを固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは前記風量調節手段で調整された換気風量で前記排気用ファンモータを常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は前記風量調節手段により無段階あるいは多段階で細かく調整可能であることを特徴とするものである。

また、本発明の換気装置は上記目的を達成するために、前記排気用ファンモータを直流モータで構成することを特徴とするものである。

また、本発明の換気装置は上記目的を達成するために、壁に設置される壁スイッチ部を設け、前記壁スイッチ部には電源切操作部はなく、人感センサの検知により換気風量が自動的に変更される自動運転モード、または強制的に排気用ファンモータを規定の換気風量で連続運転させる連続運転モードに切換え可能な切換手段を設けて、前記いずれかの運転モードを選択可能であり、電源を入り切りし得ないことを特徴とするものである。

また、本発明の換気装置は上記目的を達成するために、前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいてまだ人が存在している状態の換気風量を制御することを特徴とするものである。

また、本発明の換気装置は上記目的を達成するために、前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転中の換気風量を制御することを特徴とするものである。

以上のように本願発明によれば、使用条件に応じて常時換気風量を最適な風量に設定することができる換気装置が得られる。

また、人感センサで入浴またはトイレの使用シーンを判定して適切な風量または適切な運転時間で換気を行うことができる。

本発明の請求項１記載の発明は、強制的に室内の空気を換気する排気用ファンモータと、人の存在を検出する人感センサと、この人感センサからの信号を受けて前記排気用ファンモータを制御する制御手段と、前記排気用ファンモータによる換気風量を調整する風量調節手段とを備えた換気装置であって、前記制御手段は前記人感センサからの信号を検知したときは前記排気用ファンモータを固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは前記風量調節手段で調整された換気風量で前記排気用ファンモータを常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は前記風量調節手段により無段階あるいは多段階で細かく調整可能であることを特徴とすることにより、所望の常時換気風量を確実に確保できるという作用を有する。例えば、室内空間とダクト長から決定される算出風量が１時間あたり６０立法メートルの場合、前記排気ファンモータの最大風量が１時間あたり１００立方メートルであるならば、風量調節手段により設定風量を６０％に設定し、施工後の検証の際に前記風量調節手段を操作して風量を増減させて調整することにより、所望の常時換気風量が得られることになる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の換気装置に、人感センサからの信号によって運転される前記固定風量を排気用ファンモータの最大風量とすることを特徴とするものであり、急速に短時間で換気できる作用を有する。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の換気装置に、前記排気用ファンモータを直流モータで構成することを特徴とすることにより、排気用ファンモータが交流モータの場合には最大風量に対し一般的に７０％までしか風量を落とせないのに対し、直流モータで構成するため、３０％程度のより低風量までカバーできるため、例えば排気用ファンモータの低風量部分を３０立方メートルまで広く制御でき、さらに静圧の影響を受けにくく、消費電力を削減できるという作用を有する。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の換気装置に、壁に設置される壁スイッチ部を設け、前記壁スイッチ部には電源切操作部はなく、人感センサの検知により換気風量が自動的に変更される自動運転モード、または強制的に排気用ファンモータを規定の換気風量で連続運転させる連続運転モードに切換え可能な切換手段を設けて、前記いずれかの運転モードを選択可能であり、電源を入り切りし得ないことを特徴とすることにより、排気用ファンモータは前記いずれかの運転モードで必ず通電されることになり、使用者は壁スイッチで自動運転を選択した場合は人感センサによる自動運転モード、または連続運転を選択した場合には規定風量で運転される連続運転のいずれかを選択することとなるため、使用者の通常操作において換気が中断されることなく、確実に常時換気運転が行われるという作用を有する。

また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の換気装置に、浴室およびトイレが併設された１つの空間に前記換気装置を設け、前記換気装置の吸込口に設けた吸込ルーバーに、前記人感センサを臨ませるとともに、前記人感センサの検知範囲を規制する検知規制部を設けたことを特徴とすることにより、使用者の使用シーンを特定した検知を行い、適切な換気風量、換気時間を提供することができるという作用を有する。

また、請求項６記載の発明は、請求項５に記載の換気装置に、吸込ルーバーを回動自在に装着することを特徴とするもので、施工条件にとらわれず検知範囲を設定することができ、また、使用者が検知させたい範囲を自由に選択できるという作用を有する。

また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６に記載の換気装置において、前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転時間を可変することを特徴とすることにより、使用者のトイレ使用あるいは浴室使用といった使用シーンを判断してその条件に適応した換気の遅延運転時間で効果的に換気することができるという作用を有する。

また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７に記載の換気装置において、前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいてまだ人が存在している状態の換気風量を制御することを特徴とすることにより、トイレ使用状態での急速換気のための短時間大風量運転、および入浴中のドラフト緩和のための調節風量運転など、使用条件に応じた適切な換気運転を提供することができるという作用を有する。

また、請求項９記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、または８に記載の換気装置において、前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転中の換気風量を制御することを特徴とすることにより、例えば、人検知積算時間が一定以上のときは入浴していると判断して、入浴後の高湿状態を急速、または短時間で排除する換気運転を提供できるなどの作用を有する。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を参照しながら説明する。

本発明の換気装置は、強制的に室内の空気を換気する排気用ファンモータ２と、人の存在を検出する人感センサ４と、この人感センサ４からの信号を受けて排気用ファンモータ２を制御する制御手段６と、排気用ファンモータ２による換気風量を調整する風量調節手段５とを備え、制御手段６は人感センサ４からの信号を検知したときは排気用ファンモータ２を固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは風量調節手段５で調整された換気風量で排気用ファンモータ２を常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は風量調節手段５により無段階あるいは多段階で細かく調整可能である構成とする。

具体的には、図１および図２に示すように、天井に取り付けられ、その吐出口（図示せず）を屋外とダクト（図示せず）を介して連通させた換気装置本体１は、内部に排気用ファンモータ２と、排気用ファンモータ２を通電制御する制御手段６とを備え、前記吐出口とファンを介して連通する吸込口に設けた吸込ルーバー３と、吸込ルーバー３に設置された人感センサ４と、排気用ファンモータ２の風量を１００％から３０％まで調節する風量調節手段５とは下方から臨める位置に備えられている。

換気装置本体１とは別個に、自動運転または連続運転のどちらかのみを選択でき、電源を遮断できない壁スイッチ部７を室内の壁面に設け、壁スイッチ部７には、電源切操作部を設けず、人感センサ４により風量が自動的に変更される自動運転モード操作部と、強制的に排気用ファンモータ２を規定の風量で連続通電させる連続運転モード操作部とからなる切換手段が備えられている。また、電源切操作部・入操作部は換気装置本体１に設けるか、もしくは壁スイッチ部７の内部に設け、外から容易に操作できない構成とするものである。

風量調節手段５は排気用ファンモータ２の最大風量である風量Ａと、風量の無段階あるいは多段階で細かく風量調整可能にした調節風量である風量Ｂの２種の風量設定が可能な調整つまみで構成されている。

吸込ルーバー３の下部には人感センサ４の検知範囲を一定方向だけ遮断することができる検知規制部８を備えられている。吸込ルーバー３は換気装置本体１に対して回動自在に装着できる構成とする。検知規制部８は吸込ルーバー３の下面に突出した形状で構成され、人感センサ４の赤外線などの信号が遮蔽されるものである。人感センサ４は吸込ルーバー３の表面で、検知規制部８が形成される部位から離れた端部に形成されている。

制御手段６には、人の存在を検出していた時間の積算である積算時間Ｔを積算できる機能があり、トイレ使用、または入浴使用のどちらかを判定するための既定時間Ｔ１、人がトイレおよび浴室から退出後に排気用ファンモータ２を遅延運転するための第１の遅延時間ｔ１、および第２の遅延時間ｔ２を記憶している。ここで、既定時間Ｔ１はトイレ使用時間と入浴時間を判別するための閾値であり、実際の使用時間の統計から５分としている。また、第１の遅延時間ｔ１は、例えばトイレおよび浴室空間が２５立法メートル（Ｗ×Ｌ×Ｈ＝２ｍ×５ｍ×２．５ｍ）の場合で換気装置の最大風量が１時間あたり１００立方メートルならば１回の換気回数に要する時間が１５分となるため、ｔ１＝１５分としている。また、第２の遅延時間ｔ２は、浴室使用直後の１００％の結露状態から換気を行い浴室内部が９０％程度まで低減される時間を測定した実験により得られる時間であり、２時間としている。

上記構成において、施工後に規定の風量となるように風量調整手段５により常時換気時の設定風量として多段階の風量の中から最適風量である風量Ｂを設定し、その後は使用者が壁スイッチ部７を自動運転モードに設定した場合、制御手段６は人感センサ４からの信号を読み込み人の存在を判断する。

図３に示すように、例えば人が存在していないと判断した場合には、制御手段６は風量調節手段５による最適風量として調節された風量Ｂで運転するが、人を検知した場合には即座にあらかじめ固定されている風量Ａに切り換え、人検知運転および遅延運転を行う。

ここで、換気装置本体１がトイレおよび浴室が併設された空間に設置される場合において、使用シーンを判定できる検知方法を記載する。図４に示すように、換気装置本体１は浴室およびトイレの間の天井に設置されている。この場合は、人感センサ４の検知範囲を検知規制部８によりトイレが存在する部分を検知できないように設置して斜線部分を検知するように設定したものである。さらに、制御手段６は、人が入ってから存在している時間を計測することにより、容易に浴室使用であるかあるいはそうでないかを判定できることになる。

また、吸込ルーバー３の下部に検知規制部８を設けることができない場合には、制御手段６は人感センサ４による人の検出時間を計測することで使用シーンを判定することもできる。ここで人感センサ４により制御手段６が風量を決定するまでの具体的動作を図５に従って記述する。ＳＴＥＰ１により、人感センサ４からの人検知の信号がない場合は前述したように常時換気風量として選択された風量Ｂで運転する。人感センサ４から人検知信号を入力された場合、人存在時間をカウントし始めて積算時間Ｔを求め、ＳＴＥＰ２により、Ｔが５分以内であればトイレ使用と判断し人が存在している間は固定風量の風量Ａで運転する。このとき風量Ａを最大風量に設定しておくと、急速な換気効果が得られる。人が退出後は、ＳＴＥＰ３により、制御手段６は人が退出した時点からｔ１＝１５分までは風量Ａで遅延運転し、その後、常時換気風量の風量Ｂに切り換える。ＳＴＥＰ２において、人が５分以上存在した場合には、ＳＴＥＰ４により、制御手段６は浴室使用と判断してドラフト感を緩和させるために人が退出するまで常時換気風量として調整された風量Ｂに切り換える。その後、ＳＴＥＰ５により、人が退出した時点からｔ２＝２時間経過未満までは風量Ａで遅延運転し、その後、常時換気風量の風量Ｂに切り換える。

従って、必要最低限の換気風量を保ちながら、トイレあるいは浴室の使用状態に応じて最適な風量でかつ遅延時間だけ運転させるため、当然、消費電力が削減され、効率の良い換気が行えることとなる。

なお、本実施の形態では天井に取り付ける換気装置について記載しているが、壁面に取り付ける形態の換気装置でも同様の作用効果を有するものである。

なお、本実施の形態では既定時間をＴ１＝５分、ｔ１＝１５分、ｔ２＝２時間としているが、浴室の使用時間、空間の換気時間および建材を加味した湿度低下への換気時間に応じて、それぞれ別の時間を用いてもよい。

このように本発明によれば、制御手段６は人感センサ４からの信号を検知したときは排気用ファンモータ２を固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは風量調節手段５で調整された換気風量で排気用ファンモータ２を常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は風量調節手段５により無段階あるいは多段階で細かく調整可能であるので、実際の使用環境に応じた適切な換気風量を選択できて効果的に常時換気が行えるとともに、一時的清浄化換気もできる換気装置が得られる。

また、排気用ファンモータ２を直流モータで構成するので、常時換気時の設定風量を使用条件に最適な状態に設定することができる。

また、壁スイッチ部７には電源切操作部はなく、人感センサ４の検知により換気風量が自動的に変更される自動運転モード、または強制的に排気用ファンモータ２を規定の換気風量で連続運転させる連続運転モードに切換え可能な切換手段を設けられ、使用者は前記いずれかの運転モードを選択可能であるので、使用者が自動運転ではなく連続運転モードを多用するような使用環境においても、換気が中断されることがなく、常時換気運転を最優先した換気装置が得られる。

また、浴室およびトイレが併設された１つの空間に設けた換気装置の吸込口に設けた吸込ルーバー３に、人感センサ４を臨ませるとともに、人感センサ４の検知範囲を規制する検知規制部８を設けたので、人感センサ４を検知しない部位を部屋の中に設定することが容易にできるため、使用環境に応じた換気運転の制御を選択することができる換気装置が得られる。

また、吸込ルーバー３を回動自在に装着することとしたので、使用者が人感センサを検知したい範囲を容易に設定できる換気装置が得られる。

また、制御手段６は人感センサ４からの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転時間を可変することとしたので、使用シーンに応じて適切な換気の遅延運転を行うことができる。

また、制御手段６は人感センサ４からの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいてまだ人が存在している状態の換気風量を制御するので、過度の換気状態や過小の換気状態を防止することができる。

また、制御手段６は人感センサ４からの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転中の換気風量を制御するので、最適な換気の遅延風量が得られる。

本発明にかかる換気装置は、常時換気運転時の換気風量を適宜調節可能であり、また、人の存在を検出した時にはトイレあるいは入浴の使用に応じた最適な風量または最適な時間で運転するため、無駄な電力を節約し省エネルギー換気をしながらも、必要な換気風量で運転できるので、トイレ、または浴室だけでなく、人の出入りが頻繁なダイニング、リビングなどの空間に設置しても有用である。

本発明の実施の形態１の換気装置の構成を示す斜視図同換気装置の構成を示す結線図同換気装置の自動運転状態を示すチャート同換気装置の設置位置を示す平面図同換気装置の自動運転を示すフローチャート従来の換気装置の結線図同換気装置の自動運転を示すチャート

符号の説明

１換気装置本体
２排気用ファンモータ
３吸込ルーバー
４人感センサ
５風量調節手段
６制御手段
７壁スイッチ部

Claims

強制的に室内の空気を換気する排気用ファンモータと、人の存在を検出する人感センサと、この人感センサからの信号を受けて前記排気用ファンモータを制御する制御手段と、前記排気用ファンモータによる換気風量を調整する風量調節手段とを備えた換気装置であって、前記制御手段は前記人感センサからの信号を検知したときは前記排気用ファンモータを固定風量で所定時間運転させ、検知してしないときは前記風量調節手段で調整された換気風量で前記排気用ファンモータを常時運転させるとともに、この常時運転時の換気風量は前記風量調節手段により無段階あるいは多段階で細かく調整可能であることを特徴とする換気装置。
人感センサからの信号によって運転される前記固定風量を排気用ファンモータの最大風量とすることを特徴とする請求項１記載の換気装置。
前記排気用ファンモータを直流モータで構成することを特徴とする請求項１または２記載の換気装置。
壁に設置される壁スイッチ部を設け、前記壁スイッチ部には電源切操作部はなく、人感センサの検知により換気風量が自動的に変更される自動運転モード、または強制的に排気用ファンモータを規定の換気風量で連続運転させる連続運転モードに切換え可能な切換手段を設けて、前記いずれかの運転モードを選択可能で電源を入り切りし得ないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の換気装置。
浴室およびトイレが併設された１つの空間に前記換気装置を設け、前記換気装置の吸込口に設けた吸込ルーバーに、前記人感センサを臨ませるとともに、前記人感センサの検知範囲を規制する検知規制部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の換気装置。
吸込ルーバーを回動自在に装着することを特徴とする請求項５記載の換気装置。
前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転時間を可変することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の換気装置。
前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいてまだ人が存在している状態の換気風量を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の換気装置。
前記制御手段は人感センサからの信号を受けると、人が存在している時間を計測し、その積算時間に基づいて人が存在しなくなった後の換気遅延運転中の換気風量を制御することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、または８に記載の換気装置。