JP2005300089A - 風量補正機能付き換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ファン運転中に送風路を全閉にするダンパー１３と、ＤＣファンモーターの回転数を検出する回転数検出回路１９と、前記ＤＣファンモーターへの印加電圧を検出するモーター電圧制御回路２０と、前記ＤＣファンモーターの吸込側と吹出側の圧力を検出する圧力検出回路２２と、この圧力検出回路２２により検出された値とモーター電圧制御回路２０により検出された値と回転数検出回路１９により検出された値とによって前記ＤＣファンモーターの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御するマイコン１６とを備えた構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ファンおよびモーターの特性バラツキを解消するとともに、換気扇に接続されるダクトなどの給排気構造で生ずる圧力損失によって変動する換気風量を補正し、常に最適な風量に制御する風量補正機能付き換気装置に関する。

従来、この種の風量補正機能付き換気装置は、換気装置を構成するファン用としてＤＣモーターを用い風量を補正するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その風量補正機能付き換気装置ついて図６を参照しながら説明する。

図６に示すように１０１はＤＣモーター１０２を搭載したＤＣファンモーターで、その吐出口１０８は室内空気を室外に導くダクト１０９に接続されている。ＤＣモーター１０２は回転子位置によって固定子巻線に対する通電を制御する制御手段１０３によって回転を制御され、その制御状態により回転数検出手段１０４がＤＣモーター１０２の回転数を検出している。１０７は強、中、弱などのＤＣファンモーター１０１の運転風量を指示する風量指示手段で、強中弱それぞれの運転風量を実現するための、ＤＣモーター１０２に対する各印加電圧における必要回転数を記憶手段１０６が記憶している。１０５は電圧制御手段で、風量指示手段１０７に指示された風量と現在のＤＣモーター１０２に対する印加電圧から、指示された風量でＤＣファンモーター１０１を運転するための回転数を記憶手段１０６より選定したのち、その選定した回転数と回転数検出手段１０４が検出した現在の運転回転数を比較し、運転回転数が選定回転数と同一となるよう、ＤＣモーター１０２に対する印加電圧を制御するものである。

このような方法でファンモーターの回転数を制御することは、送風路の圧力損失が設置条件によって異なる場合に風量を確保するのに有効な手段として広範に実施されている。

さらにこの方法を応用したものとして、特許第３５０７１５６号（特許文献２）にあるように複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置において、吸気ダクト毎に吸込側の送風路の抵抗が異なるとそのダクト毎に風量を合わせるために印加する電圧が異なることになるので、この補正量から逆に送風路の抵抗を演算し、それぞれのダクトにダンパーを設けてこのダンパー開度を調節し各ダクトの風量を調節することも行われている。

この技術を、さらに図７を参照しながら説明する。図７はファンモーターの特性を示したもので、風量Ｑを横軸に、静圧Ｐと回転数Ｎを縦軸にして、静圧−風量と回転数−風量がそれぞれ特性曲線として表わせる。（以下、静圧−風量特性はＰ−Ｑ特性、回転数−風量特性はＮ−Ｑ特性と記す。）ファンモーターを標準電圧Ｖで運転したとき、風量Ｑと吹出静圧Ｐおよび回転数Ｎは送風路の圧力損失の状態で決定し、回転数Ｎを測定すれば風量Ｑが得られる。さらにＰ−Ｑ特性からファン静圧Ｐが得られ、この送風系の圧力損失が抵抗曲線Ｌとして表わされる。抵抗曲線Ｌはダクトの長さや曲がり部あるいはダクトに設けられたダンパーの開度などの送風抵抗（圧力損失）で決まり、抵抗曲線ＬとＰ−Ｑ特性曲線の交点がこの送風系での動作点である。

即ち、標準電圧Ｖ０のとき、回転数＝Ｎａ、風量＝Ｑａであり、Ｐ−Ｑ曲線（Ｖ０）上のＡが動作点であり、ここを交点とする抵抗曲線Ｌ０が決まる。このとき、このダクトに設けたダンパーを少し閉じるなど送風抵抗を大きくすると抵抗曲線はＬ１となり、Ｐ−Ｑ曲線（Ｖ０）上を動作点がＢに移行して、風量＝Ｑｂに低下する。同時に、回転数＝Ｎｂとなるので、回転数を測定していれば送風抵抗が大きくなり風量が減少したことが判る。

また、静圧Ｐ値から、送風路の圧損も判る。

抵抗曲線Ｌ１のときにも風量Ｑａを確保するには、抵抗曲線Ｌ１上の動作点がＣになるＰ−Ｑ（Ｖ１）特性となるモーター出力を上げればよい。このモーター出力時にはＮ−Ｑ（Ｖ１）特性となるので、このとき回転数＝Ｎｃである。なお、モーター出力を上げる方法としては、単純に印加電圧を増やすこともあれば、誘導電動機でモーター巻線の補助巻線を変えた出力タップを切換える等の方法が取られる。
特許第３０１２７２１号公報（第３頁、第１図） 特許第３５０７１５６号公報

このように、従来の風量補正機能付き換気装置で補正のデータは、ファンモーターのＰ−Ｑ曲線とＮ−Ｑ曲線であり、このデータをもとに送風路の抵抗曲線を決定している。このＰ−Ｑ曲線およびＮ−Ｑ曲線のデータは、統計的に母集団の値から算出した標準値なので、当然個々の製品毎にはバラツキが存在する。このバラツキは、巻線抵抗などモーター特性によるもの、羽根とケーシングの組立バラツキによるものや、ＤＣモーターにおいては電源回路構成部品の特性バラツキによるものなど機器設計側の要因により生じており、結果として規格条件即ち最大定格の仕様点において、モーター入力で約１０％、風量で約１５％程度は生じていると推定される。なお、Ｐ−Ｑ曲線とＮ−Ｑ曲線の傾きから明らかな様に低風量域において、回転数Ｎの変位量に対し風量Ｑの変位量が大きく、バラツキは大きくなる傾向にある。これらは、規格条件で許容範囲内におさまるように設計されまた生産品質管理された製品の特性であり、実使用上では使用温度環境や使用期間による経年変化の要因が加わることになる。

しかし、近年環境への取組が強化され、換気装置においても効率的な運転が要望されるようになるとともに、室内環境を維持するために最低換気量についても規制が制定され、とくに風量のバラツキを今以上に少なくすることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置を提供することを目的としている。

本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、ファン運転中に送風路を遮蔽することによって得られる閉め切り静圧を検出するファン閉切静圧検出手段と、ファン回転数検出手段と、ファンを回転させるモーターの印加電圧検出手段と、前記圧力検出手段により検出された値と前記モーター印加電圧検出手段により検出された値と前記回転数検出手段により検出された値とによってこのファンモーターの標準Ｐ−Ｑ特性データと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えたものである。

この手段により、ファン閉切静圧により標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをその機器特有のデータに変更することができ、このデータにもとづいて風量制御を行うことで標準値と機器固有値との偏差がほぼ解消するので、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、ファン運転中に送風路を全閉にする送風路遮蔽手段と、ＤＣモーターを搭載したＤＣファンモーターと、このモーターの回転数検出手段と、このモーターの印加電圧検出手段と、ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により検出された値と前記モーター印加電圧検出手段により検出された値と前記回転数検出手段により検出された値とによってこのファンモーターの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えたものである。

この手段により、ファン閉切静圧により標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをその機器特有のデータに変更することができ、このデータにもとづいて風量制御を行うことで標準値と機器固有値との偏差がほぼ解消するので、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、風量補正信号入力手段を備えたものである。

この手段により、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをその機器特有のデータに変更することを、適宜に行ったり、補正条件が成立したときに行うことができ、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータ、ならびに複数個の補正されたデータを記憶し出力する手段を備えたものである。

この手段により、補正の程度を明確にでき、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においては、各吸気ダクト毎の設定風量を記憶した個別風量記憶手段と、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段とを備えたものである。

この手段により、その機器特有のデータに置換えたＰ−ＱデータとＮ−Ｑデータを圧力検出手段により検出された値によって補正するとともに、記憶手段にある各吸気ダクトの設定風量に対応してそれぞれの各吸気ダクトの開口面積を調整することができ、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においても風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においては、各吸気ダクト毎に風量を設定する風量入力部と、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段とを備えたものである。

この手段により、その機器特有のデータに置換えたＰ−ＱデータとＮ−Ｑデータを圧力検出手段により検出された値によって補正するとともに、各吸気ダクトの風量を任意に設定するとともに、それの各吸気ダクトの風量に対応してそれぞれのダクトの開口面積を調整することができ、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においても風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置において、前記各吸込口の開口面積を個別に調整する開閉手段を備え、全ての吸込口を閉にすることで送風路を全閉にするものである。

この手段により、送風路を全閉にしてファン閉切静圧を検出でき、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをその機器特有のデータに変更することができ、このデータにもとづいて風量制御を行うことで標準値と機器固有値との偏差がほぼ解消するので、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、各ダクトに対する風量アップ信号入力部と、タイマー部とを備え、一定時間設定風量より風量を増やして運転するものである。

この手段により、風量を増やした運転を一定時間行うことができ、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においては、各ダクトに対する風量停止信号入力部を備え、任意のダクトを遮蔽して送風を停止するものである。

この手段により、適宜各ダクトを遮断して送風を停止することができ、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置においては、各ダクトに対する連動信号入出力部と前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段を備え、開閉手段を調節するとともに連動機器にあわせた制御をするものである。

この手段により、複数のダクトに連動機器を設けたときに、この連動機器の特性に合わせて各吸気ダクトの開口面積を調節でき、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、センサー異常表示手段を備え、運転停止時に吹出側と吸込側の圧力を比較してセンサー異常表示するものである。

この手段により、センサーの異常の有無を定期的に自己診断でき、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、換気風量低下表示手段と、初期運転時のファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を記憶する手段とを備え、運転時に適宜ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を検出して換気風量低下表示をするものである。

この手段により、フィルターが目詰まりするなど送風抵抗が増加して換気風量が低下したときに表示することができ、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

また、本発明の風量補正機能付き換気装置は上記目的を達成するために、換気風量異常表示部と、規定風量記憶部とを備え、規定風量以下になったときに異常表示するものである。

この手段により、規定風量を下回ったときに表示することができ、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げることのできる風量補正機能付き換気装置が得られる。

本発明によれば、個々の製品ごとに存在する運転特性にもどづいて風量維持運転の制御を行うことができ、風量制御精度を上げることができる効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、マンインターフェイスにより、風路を確実に遮断してから補正動作が行えるので、補正が確実に実施できるという効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータとそれぞれ補正されたデータの比較検討により補正の妥当性が判断でき、さらに例えばモーター吹出口で遮断した場合と、排気ダクト先端を遮蔽した場合とのデータ比較ではダクトの空気洩れがわかるなど、データを活用した換気送風装置の分析ができるという効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置において、低風領域で精度が高まり、初期データでもそれぞれ設置場所での個別風量設定でも個々の吸気ダクトごとの風量制御精度が上がるという効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、全ての吸込口を閉にすること、簡易に送風路を遮蔽してデータ補正ができる効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、一定時間設定風量より風量を精度良く増やして運転することができる利便性のある効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、任意のダクトを遮蔽して送風を停止することができる利便性のある効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、換気装置と他機器をシステム化し連動運転するときに、ダンパー開度を調節するとともに連動機器にあわせた制御が風量の精度よく実施できるという利便性のある効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、センサー異常表示によりセンサーの不具合が明確化されるので、設備の信頼性が高まるという効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、換気風量低下表示によりフィルターの清掃時期が精度良く表示され、設備の保全性が高まる風量補正機能付き換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、規定風量を下回ったときに表示することが精度良く表示され、設備の信頼性が高まるという効果のある風量補正機能付き換気装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、ファン運転中に送風路を遮蔽することによって得られる閉切静圧を検出するファン閉切静圧検出手段と、ファン回転数検出手段と、ファンを回転させるモーターの印加電圧検出手段と、前記圧力検出手段により検出された値と前記モーター印加電圧検出手段により検出された値と前記回転数検出手段により検出された値とによってこのファンモーターの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えたものであり、風量＝０ｍ³／ｈにおける閉切静圧とファン回転数ならびにそのときのファン印加電圧の値が得られるので、この得られた値でＰ−Ｑ曲線とＮ−Ｑ曲線を補正して、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをこの機器特有のデータに変更するとともにその変更データで風量を調整する作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の発明は、ファン運転中に送風路を全閉にする送風路遮蔽手段と、ＤＣモーターを搭載したＤＣファンモーターと、このモーターの回転数検出手段と、このモーターの印加電圧検出手段と、ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により検出された値と前記モーター印加電圧検出手段により検出された値と前記回転数検出手段により検出された値とによってこのファンモーターの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えたものであり、風量＝０ｍ³／ｈにおける閉切静圧とファン回転数ならびにそのときのファン印加電圧の値が得られるので、この得られた値でＰ−Ｑ曲線とＮ−Ｑ曲線を補正して、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをこの機器の特性データに変更することが出来、さらに送風路の全開時の静圧から、先に補正したこの機器特有のデータを２次補正するとともに送風系の抵抗曲線データを得るという作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の発明は、風量補正信号入力手段を備えたものであり、風量補正信号が入力するとその時に風量＝０ｍ³／ｈにおける閉切静圧とファン回転数ならびにそのときのファン印加電圧を測定し、得られた値でＰ−Ｑ曲線とＮ−Ｑ曲線を補正して、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをこの機器特有のデータに変更するとともにその変更データで風量を調整する作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の発明は、標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータとそれぞれ補正されたデータを出力する手段を備えたものであり、標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータと補正されたデータ内容を出力するもので、複数の補正データも出力するという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の発明は、請求項１または請求項２記載の風量補正機能付き換気装置において、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置であって、各吸気ダクト毎の設定風量を記憶した個別風量記憶手段と、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段とを備えたものであり、また請求項６記載の発明は個別風量を設定する入力手段を備えたものであり、いすれも、個別風量のデータをもとにまずこの個別風量のうちの最大風量となるダクトのダンパーを全開にしてその風量を測定し、続けてそれ以外の設定風量ダクトについてはダンパー開度が最大風量との比例配分になるように開度を調節することで、各吸気ダクトの設定風量に対応してそれぞれのダクトの面積を調整するとともに、圧力検出手段により検出された静圧から、先に補正したこの機器特有のデータを３次補正するとともに個別ダクトの送風系の抵抗曲線データを得るという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の発明は、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする換気装置において、前記各吸込口の開口面積を個別に調整する開閉手段を備え、全ての吸込口を閉にすることで送風路を全閉にするものであり、送風路を全閉にしてファン閉切静圧を検出でき、標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータをその機器特有のデータに変更することができ、このデータにもとづいて風量制御を行うことで標準値と機器固有値との偏差がほぼ解消するので、個々の製品ごとに存在する運転特性バラツキの範囲を抑え、風量維持運転の制御精度を上げるという作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の発明は、各ダクトに対する風量アップ信号入力部と、タイマー部とを備え、風量アップ信号入力時は風量を増やす運転をタイマー部によって運転時間を制御しておこなうという作用を有する。

また、本発明の請求項９記載の発明は、請求項５から請求項７記載の風量補正機能付き換気装置において、各ダクトに対する風量停止信号入力部を備えたものであり、風量停止信号が入力されたダクトのダンパーを全開してここからの吸気を停止する作用を有する。

また、本発明の請求項１０記載の発明は、請求項５から請求項７記載の風量補正機能付き換気装置において、連動信号入出力部を備えたものであり、連動運転信号が入力すると各ダクトの開口面積を調節し、その状態を出力することで連動機器にあわせた制御をする作用を有する。

また、本発明の請求項１１記載の発明は、請求項１、２、５、６、７記載の風量補正機能付き換気装置において、センサー異常表示手段を備えたものであり、停止時に吹出側と吸込側の圧力検出し、このデータを比較して差異があるばあいにはどちらかのセンサーが異常と判断するとともにセンサー異常表示するという作用を有する。

また、本発明の請求項１２記載の発明は、請求項１、２、５、６、７記載の風量補正機能付き換気装置において、換気風量低下表示手段と、初期運転時のファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を記憶する手段とを備えたものであり、運転時に適宜ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を検出してこの差分を管理し、任意の差分以上になったときに換気風量低下表示をする作用を有する。

また、本発明の請求項１３記載の発明は、請求項１、２、５、６、７記載の風量補正機能付き換気装置において、換気風量異常表示部と、規定風量記憶部とを備えたものであり、常時この値を監視し、規定風量以下になったときに異常表示する作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の設置形態図を示したものであり、図１に示すように、換気装置本体１は吊下げボルト２によって天井裏３に設置されている。換気装置本体１の側面には１つの排気アダプター４と複数の吸気アダプター５が設けられており、また、換気装置本体１の内部には単一送風装置としてＤＣファンモーター（図省略）が設けられている。排気アダプター４は排気ダクト６を通じて屋外に設けられた開口部である排気口７へ連通しており、また、吸気アダプター５は吸気ダクト８を介して、トイレ、浴室、洗面所などの部屋に設けられた吸気口９と連通している。換気装置本体１を運転すると、流線矢印１０に示すように送風して換気する。

図２は換気装置本体部分の斜視図であり、図２に示すように、この換気装置本体１は吊下げ用金具１１を用いて吊下げボルト２（図省略）で天井裏３（図省略）に設置されているものであり、この換気装置本体１に設けられた排気アダプター４には、吹出圧力センサー１２が取り付けられていて排気アダプター４内部の圧力を吹出側圧力として検出することができる。なお、吹出圧力センサー１２でファンの吹出圧力が測定できればこの位置に取り付けられていなくても構わない。

また、吸気アダプター５には送風路遮蔽手段としてダンパー１３が設けられており、ダンパー１３にはステッピングモーター１４が連動するように設置されている。なお、吸気アダプター５には吸込圧力センサー１５が取り付けられているが、この場所はダンパー１３により送風路が遮断されたときにファン吸込側となるところであることが好ましく、吸込圧力センサー１５で吸込圧力が測定できればこの位置に取り付けられていなくても構わない。

図３は本発明の制御回路のブロック図であり、図３に示すように本発明の主要な制御は制御手段として入力信号を演算処理し出力信号する機器搭載用マイクロコンピュータであるマイコン１６で行われる。ＤＣモーター１７は、ＤＣモーター制御回路１８と回転数検出回路１９により運転されるとともに、ＤＣモーターへの印加電圧を調節するモーター電圧制御回路２０が設けてあり、これらの制御回路は全て前記マイコン１６に接続されている。

またマイコン１６には、複数の吸気アダプター５にそれぞれ設けたステッピングモーター１４を駆動する回路を接続するが、３室用の実施例として、浴室から吸気する系統（ａ吸気系統）に設けたステッピングモーター１４ａにはステッピングモーター駆動回路２１ａが、トイレから吸気する系統（ｂ吸気系統）に設けたステッピングモーター１４ｂにはステッピングモーター駆動回路２１ｂが、さらに洗面所から吸気する系統（ｃ吸気系統）に設けたステッピングモーター１４ｃにはステッピングモーター駆動回路２１ｃが、それぞれ接続されている。

またマイコン１６には、前記吹出圧力センサー１２と吸込圧力センサー１５が圧力検出回路２２を経て接続されていて、前記吹出圧力センサー１２と吸込圧力センサー１５の差圧が運転静圧として測定される。

また、マイコン１６にはデータ記憶部２３が接続されているとともに、記憶データを外部出力するデ−タ出力回路２４が接続されている。

また、マイコン１６には風量補正信号入力手段として風量補正スイッチ２５が風量補正入力回路２６を介して接続され、各吸気ダクト毎の風量を設定する入力手段としてａ吸気系統の風量設定スイッチ２７ａとｂ吸気系統の風量設定スイッチ２７ｂとｃ吸気系統の風量設定スイッチ２７ｃが個別風量設定入力回路２８を介して接続され、規定されている規定換気量運転と通常換気運転が切換えられるとともに、各吸気ダクトに対する風量アップ信号入力部および風量停止信号入力部としてａ吸気系統の風量調節スイッチ２９ａとｂ吸気系統の風量調節スイッチ２９ｂとｃ吸気系統の風量調節スイッチ２９ｃが個別風量調節入力回路３０を介して接続されており、さらに連動機器との連動して信号をやりとりする連動信号入出力部３１、およびＬＥＤ点灯回路３２を介してセンサー異常表示ＬＥＤ３３と換気風量低下ＬＥＤ３４と換気風量異常ＬＥＤ３５が接続されている。

図４はマイコン１６もしくはデータ記憶部２３に予め保存されている標準Ｐ−Ｑ特性および標準Ｎ−Ｑ特性の初期特性データテーブルの一実施例を示したものであり、図において電圧ＶはＤＣモーター１７への印加電圧を示し、この印加電圧値を適宜設定したときに、送風回路を遮蔽して風量が０［ｍ³／ｈ］すなわちＱｓの時と、排気アダプター４および吸気アダプター５から先が開放されている無負荷状態での風量Ｑｏ［ｍ³／ｈ］の時、およびこの間の風量Ｑを一義的に風量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、‥［ｍ³／ｈ］と区切り、ファン回転数Ｎ［ｒｐｍ］とファン静圧Ｐ［Ｐａ］とによって、標準Ｐ−Ｑ曲線および標準Ｎ−Ｑ曲線を代表的な点のデータとしてテーブル化している。

図５は、前記マイコン１６もしくはデータ記憶部２３に予め保存されている吸気系統別の風量テーブルの一実施例である。図５は、風量調節状態は各吸気系統に対して設定されている運転状態に対する各送風量と全送風量をデータテーブルにしたものであり、各吸気系統への運転設定は強制停止状態を示す「×」と規定換気量運転状態を示す「△」と通常換気運転状態を示す「○」と風量アップ運転状態を示す「◎」があるので、これらの状態の組み合わせに対して各系統の設定風量と全風量を割り付けたものである。風量アップ運転「◎」はマイコンのタイマーを用いて運転時間を任意設定できるのが望ましい。即ち風量アップ運転を開始するとともにタイマーカウントを開始し、タイマーカウントが終了すると通常換気運転「○」または規定換気量運転「△」にもどるものであり、運転時間は一義的に決めた自動運転でモーターイマー時刻を設定する回路（図省略）を設けたものでもどちらでも構わない。このデータを製品設計時に予め設定し風量を記憶させたものが初期風量データテーブルであり、また、それぞれの据付け現場に合わせた設定を個別風量設定入力回路２８から入力するようにしてあり、個別風量データテーブルとして同様のデータフォーマットがデータ記憶部２３にさ作成され保存される。なお、図においてデータ番号１〜４における換気風量の合計値は７５ｍ³／ｈで風量調節状態に関わらず一定であるが、この値は規定に基づく最低必要換気量であり、この換気量は確保されなければならない。具体的に一例を挙げると、高気密住宅などで建築基準法に適合した常時換気量をトイレ、浴室、洗面所のサニタリーゾーンから換気する場合で、適用延べ床面積が６０ｍ²で、適用天井高さが２．５ｍの場合で、建材の仕様から、１時間あたり０．５回の換気回数を必要とする場合、トイレ、浴室、洗面所の常時換気風量を各々２５ｍ³／ｈとなる。ここで、住宅都市整備公団の設計基準などからもトイレにおいては臭気の排出などから５０ｍ³／ｈ以上、浴室は浴室内の乾燥などからも７０ｍ³／ｈ以上、洗面所５０ｍ³／ｈなど定められている。

上記構成において、電源を投入すると、マイコン１６はまず風量補正プログラムを実行する。この風量補正プログラムは、図４のデータテーブルのフォーマットを流用し、予め空データにしてある補正特性データテーブルに、風量Ｑｓ時のデータとして、回転数検出回路から得られたファン回転数Ｎｓ１［ｒｐｍ］と圧力検出回路２２から得られた吹出圧力センサー１２と吸込圧力センサー１５の検出値の差分Ｐｓ１［Ｐａ］を換気装置本体１の機器固有の閉切静圧として当該テーブル欄に記憶し、このデータからＱ１、Ｑ２、Ｑ３、・・・のファン回転数と運転静圧を適宜補正して変更するものである。なお、この補正の際に、経験的には無負荷状態での風量Ｑｏはバラツキが少ないので初期値のデータをそのまま補正特性データテーブルに用いることもあるが、好ましくはバラツキ要因の分析にもとづき補正方法をあらかじめ決定するものである。電源を投入する際に、例えば吹出グリル口を塞いで送風回路を遮蔽しておけば、上記プログラムによって機器固有のＰ−Ｑ特性とＮ−Ｑ特性が補正特性データとして保存されることになる。

風量補正プログラムに併設して、全てのステッピングモーターを駆動してダンパーを閉じるプログラムを作動するようにしておくと、上記のように送風回路を遮蔽する作業は不用である。また、風量補正入力スイッチを押すと上記補正動作を行うプログラムも併設して、適宜風量補正も実施できる。

前記、内部のステッピングモーターを駆動する際には、ダンパー動作を確実に行う動作を実行する。この動作はダンパー位置をリセットするものであり、具体的にはダンパーが全閉となる位置で構造的に回転に止まるようにストッパー等を設ける（図省略）とともに、必要な動作角度以上にダンパーが回転するようにステッピングモーターを動かすもので、ダンパーをストッパーに確実にあて、全閉位置を確実にするものである。別の動作方法を確実に行う手段として、ダンパー閉位置にリミットスイッチ（図示せず）を設けることもできる。この方法ではリミットスイッチから発生した信号が制御装置に入力されることにより、吸気アダプターの動作の正常性を確認すると共に、リミットスイッチを入にしたポイントをダンパー全閉の位置として上記ステッピングモーターとリミットスイッチにより常に確実なダンパー角度を生成することができる。いずれも、本発明を実施するために必須の事項である。

次に、ａ吸気系統（浴室）、ｂ吸気系統（トイレ）、ｃ吸気系統（洗面所）の吸気アダプターをそれぞれ全開にしてこれら各系統の抵抗曲線を補正して決定する動作を行う。即ち、ＤＣファンモーターに一定電圧を印加し、好ましくは図４の初期特性データテーブルに記載されているＶ１などの電圧値に一致させて印加し、この状態でまずａ吸気系統のダンパーのみ全開にして運転静圧を計測し、補正特性データテーブルに当該データ部分を付け加える。続けてａ吸気系統のダンパーを全閉にして、ｂ系統およびｃ系統でも同様の動作をおこなう。これによりそれぞれの吸気系統の抵抗曲線が吸気抵抗データとしてデータ記憶部２３に保存される。同時に、抵抗曲線を確定する動作の際には静圧が測定できているので、このデータを用い前記補正特性データテーブルを２次的に補正し、補正特性データテーブルを書き換える。補正動作はＶ１、Ｖ２、‥と全電圧に対して実施しても構わないし、適宜省略しても構わない。

抵抗曲線が決定すると、各吸気系統の運転状態に対する各吸気系統への送風量と全送風量のデータテーブルに設定されている換気量を達成するため、各吸気系統のダンパー開度の決定する動作を実施する。即ち、各吸気系統の送風抵抗の差で風量が分配されるが、各吸気系統の抵抗は設置現場の形態でまちまちなので、ダンパー開度を変えて抵抗を加え、正しく分配するものである。なお、データテーブルが初期風量データテーブルのみの場合はこれに基づき、現場で個別風量データテーブルが作成されている場合には、このデータにもとづくことになるが、ダンパー設定方法は同一である。

ダンパー開度の決定動作の一実施例は、図５に示す風量データ番号毎に実施してダンパー開度を決め、風量データ番号に対応したダンパー開度テーブルをデータ記憶部２３に保存するもので、風量データ毎の動作は同一である。すなわち、
１．各風量データ番号毎に、そのなかで風量が最大に設定されているの吸気系統のダンパーのみを全開にする。
２．設定最大風量の系統が複数ある場合には、吸気抵抗データが大きい吸気系統のみを全 開にする。この最大風量をＱＬとする。
３．１、２で決定した最大風量の吸気系統のダンパーのみを全開にし、任意の電圧、好ましくは誤差が生じにくい高電圧をＤＣファンモーターに印加して送風し、補正特性データテーブルを参照してこの系統の補正風量Ｑｌを得る。
４．３のダンパーを閉じ、次ぎに風量の多い吸気系統のダンパーを徐徐に開ける。この吸気系統の設定風量をＱＭとすれば、この系統の風量ＱｍがＱｌ対ＱＬの比とＱｍ対ＱＭの比が等しくなるよう、すなわち風量Ｑｍ＝Ｑｌ×ＱＭ／ＱＬになるまで開口するものであり、このときのダンパー開度を記憶する。
５．４のダンパーを閉じ、最後の吸気系統のダンパーを徐徐に開ける。この吸気系統の設定風量をＱＳとすれば、３と同様にしてこの系統の風量Ｑｓが風量Ｑｓ＝Ｑｌ×ＱＭ／ＱＬになるまで開口するものであり、このダンパー開度を記憶する。
６．１〜５の動作で、各吸気系統のダクト開度が決定したので、風量データ番号に対応したダンパー開度テーブルをデータ記憶部２３に保存する。
７．それぞれのダンパー開度に開けて全ての吸気系統に送風し、補正特性データテーブを参照しながらＤＣモーターの印加電圧を調節しながら運転すると、全設定風量で運転できる。この印加電圧も風量データ番号に対応した印加として電圧としてデータ記憶部２３に保存する。
以上の動作を風量データ番号毎に繰返し、風量データ番号に対応したダンパー開度テーブルとしてデータ記憶部２３に保存するものである。
なお、連動機器が併設され、図３に示す連動信号入出力部３１に連動機器が運転している信号を入力すると、この連動機器が接続された吸気系統のダンパー開度は全開にするもので、同時に、連動機器に入力信号に連動して出力信号を返すものである。
上記のように、機器運転開始に先立ち、補正特性データを作成し、風量データ番号に対応したダンパー開度と印加電圧をデータとして記憶し、従来の通り回転数または運転静圧を検出しながらファンモーターへの印加電圧を調節し、適切な風量を維持するように運転するわけである。さらに、記憶データを外部出力するデ−タ出力回路２４にたとえばパソコンを接続して、標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータ、ならびに複数個の補正されたデータをテキスト出力したり或いはプリント出力しておくと、データの補正程度を数値で明確に把握できる。

また、マイコン１６には、センサー異常表示手段として、任意のサイクルで運転を一旦停止し、吹出圧力センサー１２と吸込圧力センサー１５の差圧を検出するとともに、前記差圧差がほぼ無くなると運転を再開し、予め設定した時間内に前記差圧差がほぼ無くならない場合にはＬＥＤ点灯回路に出力してセンサー異常表示ＬＥＤを点灯するとともに運転を再開するプログラムが設けてあり、センサー表面の汚れによる特性変化や劣化等の不具合を回避するものである。

また、マイコン１６には、換気風量低下表示手段として電圧調節をする通常運転の際には、風量データ番号に対応して記憶した補正動作時の印加電圧を初期データとして、この値と現在の値とを任意のサイクルで比較し、予め設定した電圧差以上の調整を行うと、ＬＥＤ点灯回路に出力して換気風量表示ＬＥＤを点灯するプログラムが設けてあり、フィルターの汚れや通風妨害要因で換気風量が確保できない不具合を回避するものである。

また、マイコン１６には、換気風量異常表示手段として補正特性データから常に規定換気風量と現行風量を参照し、規定風量を下回った場合には、ＬＥＤ点灯回路に出力して換気風量表示ＬＥＤを点灯プログラムが設けてあり、規定換気風量が確保できないという異常状態を回避するものである。

なお、本実施の形態では、単一の送風機としてＤＣファンモーターを用いたが、ＡＣモーターであっても印加電源を調節できるユニットを設け、これをマイコンで調整するようにすれば、その作用効果に差異を生じない。

ファン吹出側と吸込側に圧力センサーをとりつけるとともに、複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気をする吸気ダクトにこのダクト開度を調整するダンパーをとりつけることで、空調の用途にも適正な風量分配が実施でき有用である。

本発明の実施の形態１の風量補正機能付き換気装置を示す設置形態図 同風量補正機能付き換気装置の本体部分の斜視図 同風量補正機能付き換気装置の制御回路のブロック図 同風量補正機能付き換気装置の制御回路の特性テーブル図 同風量補正機能付き換気装置の制御回路の風量テーブル図 従来の風量補正機能付き換気装置の制御回路を示すブロック図 従来の風量機能付き換気装置のファンモーターの特性図

符号の説明

１ 換気装置本体
１２ 吹出圧力センサー
１３ ダンパー
１５ 吸込圧力センサー
１６ マイコン
１７ ＤＣモーター
１９ 回転数検出回路
２０ モーター電圧制御回路
２３ データ記憶部

Claims (13)

1. ファン運転中に送風路を遮蔽することによって得られる閉切静圧を検出するファン閉切静圧検出手段と、前記ファンの回転数を検出するファン回転数検出手段と、ファンを回転させるモーターへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、前記ファン閉切静圧検出手段により検出された値と前記印加電圧検出手段により検出された値と前記ファン回転数検出手段により検出された値とによって前記ファンの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えた風量補正機能付き換気装置。
2. ファン運転中に送風路を全閉にする送風路遮蔽手段と、ＤＣモーターを搭載したＤＣファンモーターと、このＤＣファンモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、前記ＤＣファンモーターへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、前記ＤＣファンモーターの吸込側と吹出側の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された値と前記印加電圧検出手段により検出された値と前記回転数検出手段により検出された値とによって前記ＤＣファンモーターの標準Ｐ−Ｑデータと標準Ｎ−Ｑデータを補正するデータ変更手段と、前記補正データで風量を制御する制御手段とを備えた風量補正機能付き換気装置。
3. 風量補正信号入力手段を備えた請求項１または２に記載の風量補正機能付き換気装置。
4. 標準Ｐ−Ｑデータ及び標準Ｎ−Ｑデータと、それぞれを補正したデータを出力する手段を備えた請求項１または２に記載の風量補正機能付き換気装置。
5. 複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気を行うとともに、各吸気ダクト毎の設定風量を記憶した個別風量記憶手段と、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段とを備え、前記ファン閉切静圧検出手段または前記圧力検出手段により検出された値によって前記各吸気ダクトの設定風量に対応してそれぞれのダクトの開口面積を調整する構成とした請求項１または２に記載の風量補正機能付き換気装置。
6. 複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気を行うとともに、各吸気ダクト毎に風量を設定する風量入力手段と、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段とを備え、前記ファン閉切静圧検出手段または前記圧力検出手段により検出された値によって前記各吸気ダクトの設定風量に対応してそれぞれのダクトの開口面積を調整する構成とした請求項１または２記載の風量補正機能付き換気装置。
7. 複数の吸気ダクトを接続して単一のファンで多室の排気を行うとともに、前記各吸気ダクトの吸込口の開口面積を個別に調整する開閉手段を備え、全ての吸込口を閉にすることで送風路を全閉にする構成とした請求項１または２に記載の風量補正機能付き換気装置。
8. 各吸気ダクトに対する風量アップ信号入力手段と、タイマー手段とを備え、一定時間設定風量より風量を増やして運転する構成とした請求項５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。
9. 各吸気ダクトに対する風量停止信号入力手段を備え、任意のダクトを遮蔽して送風を停止する構成とした請求項５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。
10. 連動信号入出力部を備え、前記各吸気ダクトの開口面積を個別に調整する開閉手段によりダクトの開口面積を調整して連動機器にあわせた制御を行う構成とした請求項５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。
11. センサー異常表示手段を備え、ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力を検出する圧力検出手段から運転停止時に吹出側と吸込側の圧力を比較してセンサー異常表示を行う構成とした請求項１、２、５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。
12. 換気風量低下表示手段と、初期運転時のファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を記憶する手段とを備え、運転時に適宜ファンモーターの吸込側と吹出側の圧力値とファンモーター運転特性値を検出して換気風量の低下を表示する構成とした請求項１、２、５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。
13. 換気風量異常表示手段と、規定風量記憶手段とを備え、規定風量以下になったときに異常表示を行う構成とした請求項１、２、５、６、または７のいずれかに記載の風量補正機能付き換気装置。

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