JP2011085336A - Ventilating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、省エネルギーを図るとともに必要換気風量を常に確保することを目的として、住宅に設けられる換気装置に関するものである。 The present invention relates to a ventilator provided in a house for the purpose of saving energy and always ensuring a necessary ventilation air volume.
従来、この種の換気装置は、トイレのような一時的、短時間の換気のようなシーンにおいて、換気装置のファンモータを駆動するのに、商用交流電源を用いず、別途設けられた発電手段で発電された電源で省エネルギーを図るものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of ventilation device is not provided with a commercial AC power source and is separately provided to drive the fan motor of the ventilation device in a scene such as temporary and short-term ventilation such as a toilet. There is known one that saves energy with a power source generated in (see, for example, Patent Document 1).
以下その換気装置について、図5を参照しながら説明する。 Hereinafter, the ventilator will be described with reference to FIG.
図5に示すように、回転運動入力手段101(例えば、水道配管の放水)により専用の発電手段102に運動エネルギーを与え、直流発電を行う。発生した起電力は一旦蓄電手段103に蓄えられ、電力制御手段104よりファンモータ105に適した電力としてファンモータ105に印加され、ファン106を回転させることで、換気を行うものであった。
As shown in FIG. 5, kinetic energy is given to a dedicated power generation means 102 by a rotary motion input means 101 (for example, water discharge from a water pipe) to perform DC power generation. The generated electromotive force is temporarily stored in the power storage means 103, applied to the
このような従来の換気装置においては、換気をするためのファンモータを駆動するのに別途発電手段とその発電をするための回転運動手段を設けなくてはならず、常時発電し続けるためには、回転運動を発生させる水道配管の放水を常に続けることが必要となった。しかし、水を放出し続けると共に、送水エネルギーの損失を招くことになり、省エネルギーの目的からして、放水を続けることが出来ず、換気装置に電力を供給し続けることが出来ない。結果、必要換気風量を常に確保することが出来ないという課題を有していた。 In such a conventional ventilator, it is necessary to provide a separate power generation means and a rotational motion means for generating power to drive a fan motor for ventilation. Therefore, it was necessary to always continue to discharge water pipes that generate rotational movement. However, while continuing to discharge water, it causes a loss of water supply energy, and for the purpose of energy saving, it cannot continue to discharge water and cannot continue to supply power to the ventilator. As a result, there was a problem that the necessary ventilation air volume could not always be secured.
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、換気をするためのファンモータを駆動するのに別途、発電手段や回転運動手段を設けず、省エネルギーを図るとともに、必要換気風量を常に確保する換気装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and in order to drive a fan motor for ventilation, a power generation means and a rotational motion means are not separately provided, and energy saving is achieved, and a necessary ventilation air volume is reduced. The purpose is to provide a ventilation device that is always secured.
そして、この目的を達成するために、本発明は、建物の屋内と屋外とに開通した換気風路内に設けられたファンと、そのファンの駆動と発電を兼ねたモータと、そのモータに電力を供給する電力供給手段と、そのモータが発電した時の電力を蓄電する蓄電装置と、換気風路とは別に建物の屋内と屋外とに開通した風路に設けた風速センサーと、モータへの電力供給とモータでの発電を切り替える制御手段とを備えるようにしたものであり、これにより初期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a fan provided in a ventilation air passage that is open to the inside and outside of a building, a motor that drives and drives the fan, and power to the motor. Power supply means for supplying electric power, a power storage device for storing electric power generated by the motor, a wind speed sensor provided in an air passage opened to the inside and outside of the building separately from the ventilation air passage, and the motor Control means for switching between power supply and power generation by the motor is provided, thereby achieving the initial purpose.
本発明によれば、建物の屋内と屋外とに開通した換気風路内に設けられたファンと、そのファンの駆動と発電を兼ねたモータと、そのモータに電力を供給する電力供給手段と、そのモータが発電した時の電力を蓄電する蓄電装置と、換気風路とは別に建物の屋内と屋外とに開通した風路に設けた風速センサーと、前記風速センサーの値によりモータへの電力供給とモータでの発電を切り替える制御手段とを備える構成により、風速センサーにより必要換気風量を常に確保するとともに、モータへの電力供給とモータでの発電を切り替える制御手段により省エネルギーを図るという効果を得ることができる。 According to the present invention, a fan provided in a ventilation air passage opened indoors and outdoors in a building, a motor that serves both as driving and power generation of the fan, and power supply means that supplies power to the motor, A power storage device that stores electric power generated by the motor, a wind speed sensor provided in an air path opened indoors and outdoors apart from the ventilation air path, and power supply to the motor based on the value of the wind speed sensor And a control means for switching the power generation by the motor, the necessary ventilation air volume is always secured by the wind speed sensor, and energy saving is achieved by the control means for switching the power supply to the motor and the power generation by the motor. Can do.
本発明の請求項1記載の換気装置は、建物の屋内と屋外とに開通した換気風路内に設けられたファンと、そのファンの駆動と発電を兼ねたモータと、そのモータに電力を供給する電力供給手段と、そのモータが発電した時の電力を蓄電する蓄電装置と、換気風路とは別に建物の屋内と屋外とに開通した風路に設けた風速センサーと、モータへの電力供給とモータでの発電を切り替える制御手段とを備えたという構成を有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a ventilator comprising: a fan provided in a ventilation air passage that is open indoors and outdoors in a building; a motor that serves to drive and generate electric power for the fan; and supplies power to the motor. Power supply means, a power storage device that stores the power generated by the motor, a wind speed sensor provided in an air path opened indoors and outdoors in the building separately from the ventilation air path, and power supply to the motor And a control means for switching power generation by the motor.
これにより、風速センサーから得られた風速のデータに基づき、モータへの電力供給とモータでの発電を切り替える制御手段が、モータへ蓄電装置または商用電源から電力を供給することとモータから発電させて蓄電装置に蓄電することを切り替えて省エネルギーを図るとともに、必要換気風量を常に確保できる効果を奏する。 Thus, based on the wind speed data obtained from the wind speed sensor, the control means for switching between power supply to the motor and power generation by the motor supplies power from the power storage device or the commercial power source to the motor and generates power from the motor. It is possible to save energy by switching the power storage to the power storage device, and to obtain the effect of always ensuring the necessary ventilation air volume.
また、蓄電装置からの電力供給によるファンの駆動ができなくなった時、商用交流電源に切替えるものである。これにより、蓄電装置からの電力供給が必要換気風量を保つのに足らない時、商用交流電源に切替えて電力を供給することができ、必要換気風量を常に確保できるという効果を奏する(請求項2)。 In addition, when the fan cannot be driven by supplying power from the power storage device, it is switched to a commercial AC power source. Thus, when the power supply from the power storage device is insufficient to maintain the necessary ventilation air volume, the power can be supplied by switching to the commercial AC power source, and the necessary ventilation air volume can be always secured. ).
また、電力供給状態、および蓄電状態を表示する表示手段を屋内に有するものである。これにより、使用者は屋内の表示手段への表示によって、容易に換気装置への電力供給状態とモータによって発電された電力の蓄電状態が判り、異常に対して的確な対応が出来ると共に、省エネルギーに対する関心を高める効果を奏する(請求項3)。 Moreover, it has a display means which displays an electric power supply state and an electrical storage state indoors. As a result, the user can easily understand the power supply state to the ventilator and the storage state of the electric power generated by the motor by displaying on the indoor display means, and can take appropriate measures against abnormalities and can also save energy. There is an effect of increasing interest (claim 3).
また、上記蓄電装置を屋内に設けたものである。これにより、蓄電装置に異常があったり、寿命が来たりした時、使用者に近い位置に蓄電装置があるので容易に気づくことができ、また蓄電装置の取替えやメンテナンスが屋内から容易に行えるという効果を奏する(請求項4)。 The power storage device is provided indoors. As a result, when there is an abnormality in the power storage device or when it reaches the end of its life, it can be easily noticed because the power storage device is located close to the user, and replacement and maintenance of the power storage device can be easily performed indoors. There is an effect (claim 4).
また、上記ファンを上記モータに対し屋外に設けたものである。これにより、屋外から風が入ってきた時、先にファンに風が当たり、モータへの衝突による風力の減衰を発生させず、屋外からの風で効率良く発電できるという効果を奏する(請求項5)。 The fan is provided outdoors with respect to the motor. As a result, when the wind enters from the outside, the wind hits the fan first, and the wind is not attenuated due to the collision with the motor, and the power from the outside can be generated efficiently. ).
また、上記換気風路の面積より大きい面積を有する外気取入れ口を上記換気風路の屋外に設置したものである。これにより、大きい外気取入れ口で効率的に外風を集め、換気風路に導くことができるので、吸気する風量がふえて発電量が増し、さらに省エネルギーを図る効果を奏する(請求項6)。 In addition, an outside air intake having an area larger than that of the ventilation air passage is installed outside the ventilation air passage. As a result, the outside air can be efficiently collected at the large outside air inlet and guided to the ventilation air passage, so that the amount of power to be taken in increases and the amount of power generation increases, and further energy saving is achieved.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に示すように、建物の屋内1と屋外2とに開通した換気風路3を形成し、その換気風路3内にファン4とそのファン4と直結したモータ5を設置する。前記ファン4は前記モータ5によって駆動されると、屋外2から屋内1に送風するものであり、また、屋外2から屋内1への自然通風がある場合はその風力によって前記ファン4が回転し前記モータ5駆動して発電するものである。なお、その自然通風とは、屋内1に別途設けられた例えば自然吸気口などの屋外2と導通する開口部(図示せず)があり、屋外2から屋内1に風が入り込む状態である。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a
換気風路3は筒状の枠体6で形成され、前記モータは筒状の枠体6に支持された複数の支柱7で筒状の枠体6のほぼ中心部に支持されている。筒状の枠体6は屋内の壁に沿ってフランジ8を有し、そのフランジ8に屋内カバー9を係止する。その屋内カバー9の前面に格子状の開口10を設け、屋内への空気の出入りを可能にしている。また、屋内カバー9の下部には、モータ5が発電した時の電力をためる蓄電装置11がフランジ8に取り付けられている。また、換気風路3の近傍には外気に貫通した計測風路12があり、この計測風路12には風速センサー13が設けられている。この計測風路12の屋外の開口部は、換気風路3の屋外の開口部がある壁面と同じ壁面に設けられ、この計測風路12の屋内の開口部は、換気風路3の屋内の開口部がある壁面と同じ壁面に設けられる。
The
前記モータ5の背面側には、モータ5への電力供給とモータ5での発電を切り替える制御手段14が設けられている。なお、前記制御手段14はモータ背面に設けなくとも、屋内に設けてあっても構わない。
On the back side of the
そして、蓄電装置11の電力供給状態、蓄電状態、蓄電容量を表示するLEDや液晶での数値表示等の表示装置15を屋内カバー9の上部に設けられた窓から見えるようにフランジ8の上部に固定する。
Then, the
図2は、本発明の構成を示すブロック図で、モータ5に電力を供給する電力供給手段として商用交流電源16からA/D変換器17を経て変換された直流電源と、蓄電装置11からの直流電源とが、入力SW回路18とで分離して接続されている。なお、この入力SW回路18はモータ5への入力回路を遮断することもできる。また、モータ5には出力SW回路19を介して蓄電装置11が別途接続されるとともに、蓄電装置11の蓄電状態は制御部20に入力される。この制御部20にはまた風速センサー13が接続され、前記入力SW回路18と出力SW回路19も接続されている。さらに、制御部20には表示装置15に設けられる状態表示部21が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the present invention. As a power supply means for supplying power to the
前記制御部20で行われる制御のひとつとして、図3のロジック図で示す風速センサー13からの入力に基づく入力SW回路18と出力SW回路19の制御が設定されている。すなわち、風速センサー13で測定された測定風速Vと発電ができる風速として予め設定された発電風速V0と、電力供給が必要となる風速として予め設定された通電風速V1とを対比し、V>V1の時には入力SW回路18がOFF、出力SW回路19がONとなってモータ5が発電して蓄電装置11に蓄電する。V<V0の時には入力SW回路18がON、出力SW回路19がOFFとなってモータ5を電気駆動する。このとき、基本が蓄電装置11の電力を使用するが、蓄電装置11の蓄電状態を監視して蓄電装置11の放電深度値が規定値(約30%〜70%範囲の特定値)以下である場合には入力SW回路18で商用交流電源16の切り替えるものである。さらにV0<V<V1ときには入力SW回路18がOFF、出力SW回路19がOFFで電気的な接続を切り、ファン4が無負荷で回転する。
As one of the controls performed by the
このような構成によれば、外風が屋外2から屋内1に風が換気風路3を通って吹き込んでくる場合には換気風路3とは別に設けた外気に貫通した計測風路12にも外気が通風するので、この通風量を風速センサー13で風速として計測することで、換気風路3の通風量も相関的に得られる。このとき、換気風路3を通過する風量は、ファン4が回りモータ5が発電する場合は単にファン4が送風により回っている(無負荷状態)よりも通風抵抗が大きくなるので、通電風速V0は前記無負荷の状態で、換気風路3を通過する必要換気風量に対して別に設けた外気に貫通した計測風路12を通過する風速から予め実測で求め、また発電風速V1はファン4が回りモータ5が発電する場合(有負荷状態)に換気風路3を通過する必要換気風量に対して計測風路12を通過する風速から予め実測で求める。よって、V1>V0となる。また、チャタリング防止のため、無負荷状態と有負荷状態との切換は例えば1分以上経過してから行うなどの制御を加える。
According to such a configuration, when the outside wind is blown from the outdoor 2 to the indoor 1 through the
なお、換気風量は、換気風路3を通過して屋内1に導入される風量であり、より正確には換気風路3と計測風路12に外気が通風して導入される風量をも加えたものである。
The ventilation airflow is the airflow introduced into the indoor 1 through the
そして、風速センサーの値が大きい場合(V>V1)は、必要換気量の換気量があり、発電もできるので、外風を利用して蓄電装置11に蓄電され、風速センサーの値が小さい場合(V<V0)は、蓄電装置11から電力が供給されてモータ5が駆動して必要換気量が確保される。
When the value of the wind speed sensor is large (V> V1), there is a necessary ventilation amount and power can be generated. Therefore, the external wind is used to store electricity in the
そして、蓄電装置11の蓄電状態を監視して、蓄電装置11から電力供給が不足する場合は入力SW回路18により商用交流電源16からの電力供給に切替えてモータ5を駆動して必要換気量が確保される。V0<V<V1においては、入力SW回路18によるモータ5への給電や、出力SW回路19によるモータ5からの発電に切り換えず、外風での自然換気で必要換気量が確保される。よって、商用交流電源のみで運転される場合にくらべて、省エネルギーとなり、風速センサー13により、必要換気量が確保される。
Then, the power storage state of the
これにより、必要換気風量を常に確保できるとともに、省エネルギーを図ることができる。 Thereby, while being able to always ensure a required ventilation air volume, energy saving can be aimed at.
なお、本実施例では換気風路3とは別に設けた外気に貫通した計測風路12に風速センサー13を設けて風速を計測し制御する例を説明したしているが、換気風路3に風速センサー13を設けることもできる。この場合、ファン4が回りモータ5が発電する(有負荷状態)場合は単にファン4が送風により回っている(無負荷状態)よりも通風抵抗が大きくなり、前記有負荷状態と前記無負荷状態が切り替わるとともに風速センサー13が検出する値が変わることを考慮した制御が必要で制御が複雑になることはいうまでもない。
In addition, although the present Example demonstrated the example which measures and controls a wind speed by providing the
また、モータ5が発電した電力が蓄電装置11に蓄電されると、その状態が屋内の表示装置15に表示され、屋内ルーバ9の上部に設けられた窓から見えるので、容易に屋内から、換気装置への電力供給状態が分かると共に、蓄電装置11に異常が発生したり、寿命がきたりした時に、早く対応でき、また、省エネルギーに対する関心を高めるという効果がある。
Further, when the electric power generated by the
さらに、モータ5が発電したときの電力を蓄電する蓄電装置11を屋内の屋内カバー9の下部に配置し、筒状の枠体6が有するフランジ8に取り付けたので、屋内にいる使用者はすぐに判かり、取替えやメンテナンスが屋内から容易に行えるという効果がある。
Furthermore, since the
なお、実施の形態において、屋外から外風が屋内へ入る場合を示したが、屋内の別のところから吸気し、屋外に通風するいわゆる排気ファンに関しても、ファン4の回転を逆にし、換気風路内の風の流れを逆にすることで、同様の効果が得られる。
In the embodiment, the case where the outside wind enters the indoor from the outside is shown. However, also for a so-called exhaust fan that sucks in air from another place and ventilates the outside, the rotation of the
(実施の形態2)
図5において、図1と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図5において、ファン4を換気風路3内でモータ5より屋外2に配置し、そして換気風路3の屋外2の開口22を覆うように、換気風路3の通風面積より大きい開口面積を有する外気取入れ口23を外壁24に取り付けている。
(Embodiment 2)
5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 5, the
上記構成において、屋外2から風が入ってきた時、先にファン4に風が当たりその後モータ5の周囲を通風して屋内1に至るので、モータ5や枠体6に支持された複数の支柱7の通風抵抗によって先に風力が減衰することなく、屋外2からの風を効率良く発電に結び付けられる。よって、発電量を増やすことが出来るという効果を有する。
In the above configuration, when the wind comes from the outdoor 2, the wind first hits the
また、外気取入れ口23は換気風路3の面積より大きく、ラッパ状に開口側に向かって大きく広がっており、外風を受け、換気風路3に向けて徐々に絞り、外風を集める形になっている。なお、外気取入れ口23は、外壁24に直接ネジ止め、あるいは取り付け金具を事前に壁又は桟に取り付けておき、その金具にネジ等で止めている。これによって、外風のエネルギーを多く集めることが出来き、ファン4の回転数が増える。結果、発電量が増え、省エネルギー効果を上げることが出来ることになる。
In addition, the
本発明にかかる換気装置は省エネルギー運転が出来ると共に必要換気風量を常に確保できる効果を得ることを可能とするもので、住宅に設けられる換気装置等に有用である。 The ventilator according to the present invention makes it possible to obtain an effect of being able to perform energy saving operation and always ensure the necessary ventilation air volume, and is useful for a ventilator provided in a house.
3 換気風路
4 ファン
5 モータ
11 蓄電装置
12 計測風路
13 風速センサー
15 表示装置
16 商用交流電源
18 入力SW回路
20 制御部
23 外気取入れ口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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