JP2001065938A - 排気扇制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス機器の使用に伴う焼煙や排気ガスの発生
に対応して換気扇を適正な強さで駆動し、換気扇におけ
る必要以上の電力量の浪費や、空調機器の冷暖房効果な
どの低下あるいはその空調機器において消費される電力
量の無駄などを解消する。 【解決手段】 ガス器具２の使用に伴う排気ガスあるい
は煙の発生に対応して換気扇１１を適正な回転速度で駆
動して、焼煙や排気ガスを効果的に換気しつつも換気扇
１１における必要以上の電力量の浪費を防ぐ。しかもそ
のように換気扇制御装置１を必要十分な回転速度で駆動
することにより、キッチンやそれに連なる各部屋で冷暖
房装置や空気清浄装置などの空調機器を運転している場
合にも、それらの空調効果を妨げることなく、消費され
る電力量の無駄を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用の厨房に取
り付けられる換気扇を制御するための換気扇制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用の厨房（いわゆるキッチン）には
一般に換気扇が設置されており、ガスレンジのような燃
焼器具の使用に伴って発生する焼煙や水蒸気あるいは一
酸化炭素や二酸化炭素などの排気ガスを、厨房から室外
へと排出するために用いられている。

【０００３】従来の家庭用換気扇は、ユーザがスイッチ
をオン／オフすることによってファンの回転がオン／オ
フされる。あるいは、強／中／弱の３段階といった切り
替えスイッチが設けられており、ユーザがガスレンジ
（ガス燃焼機）の使用状況を考慮して換気扇を動作させ
る程度を判断し、その切り替えスイッチを切り替えてい
た。例えば、油炒物料理のように油脂などが多用されて
いる料理で油脂焼煙が多く発生することが想定される場
合と、煮物料理のように若干の水蒸気が発生するだけの
場合とでは、異なった強さで換気扇を作動させるように
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うなユーザの感覚的な選択によって換気扇の動作の強弱
を決定した場合、そのとき実際に発生する料理の油脂な
どが焼けて発生する焼煙や料理の水分が蒸発して生じる
水蒸気、あるいはガスの燃焼に伴って発生する二酸化炭
素や水蒸気のような排気ガスの量に対して、換気扇の換
気量が適正に対応せず、室内にそれらの焼煙や排気ガス
が充満するという問題や、必要以上の強さで換気扇が換
気を行う結果、キッチンやそれに連なる各部屋の冷暖房
効果が低下するという問題があった。また、必要以上の
換気を行うことに起因して、換気が必要以上の電力を無
駄に浪費することになり、不経済であるという問題があ
った。しかも、キッチンや各部屋の冷暖房効果が低下す
ることに起因して、それらの部屋で冷暖房装置や空気清
浄装置のような空調機器を用いていた場合には、その空
調機器の消費する電力量にも無駄が多くなり、これが不
経済さをさらに助長するという問題があった。

【０００５】また、何らかの故障などに起因してガスレ
ンジに不完全燃焼が生じたり、長時間の料理中に不意に
焼煙が発生した場合などには、そのことをユーザが気付
いて換気扇をオンにしない限りは換気扇は動作しないの
で、いつの間にかガス煙や不完全燃焼が室内に充満する
場合がある。しかもそのような焼煙などの発生量よりも
低い換気量で扇を弱く回したままの状態でいると、煙や
不完全燃焼ガスの発生をユーザが感知することや部屋の
壁面に設置された一酸化炭素警報器が検知することなど
はさらに困難なものとなる。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ガス機器の使用に伴う排気ガスある
いは焼煙の発生に対応して換気扇を適正な強さで駆動す
ることが可能で、換気扇における必要以上の電力量の浪
費や、空調機器の冷暖房効果などの低下あるいはその空
調機器において消費される電力量の無駄の解消などを達
成できる換気扇制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の換気扇制御装置
は、ガス機器とそのガス機器にガスを供給するガス栓と
の間に介挿され、ガス機器によって使用されるガスの流
量を計測するガス流量計測手段と、ガス流量計測手段に
よって計測された流量に対応して、厨房に取り付けられ
た換気扇の回転を電気的に制御する制御手段と、ガス流
量計測手段および前記制御手段を収容する筐体とを備え
ている。

【０００８】この換気扇制御装置では、ガス流量計測手
段に駆動用電力を供給する商用電源回路または電池が筐
体内に収容されているようにすることが望ましい。

【０００９】本発明の他の換気扇制御装置は、ガス機器
の使用に伴って発生する排気ガスおよび煙のうち少くと
もいずれかの空気中濃度を計測器によって計測する排気
煙濃度計測手段と、排気煙濃度計測手段によって計測さ
れた濃度に対応して、換気扇の回転を電気的に制御する
制御手段とを備えている。

【００１０】この換気扇制御装置では、計測器が換気扇
に付設されるように構成すること、また、排気煙濃度計
測手段と制御手段とが１つの筐体内に収容されているよ
うに構成すること、更には、排気煙濃度計測手段に駆動
用電力を供給する商用電源回路または電池が筐体内に収
容されるように構成することが望ましい。

【００１１】また、上記いずれかに記載の換気扇制御装
置において、制御手段が、換気扇の回転速度を制御する
ように構成すること、更に、制御手段が、商用電源回路
から供給される電力をインバータによって制御して換気
扇に供給するように構成すること、更には、換気扇が家
庭の厨房に取り付けられる換気扇であるように構成する
ことが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の
形態に係る換気扇制御装置の概要構成を示す図である。
この換気扇制御装置１は、ガスレンジのようなガス器具
２（ガス機器）によって使用されるガスの流量を計測す
るガス流量計測部３（ガス流量計測手段）と、換気扇１
１の回転速度を電気的に制御する換気扇制御部４（制御
手段）と、電源用の電池５とを備えており、これらガス
流量計測部３および換気扇制御部４ならびに電源用の電
池５はアウタケーシング（外殻筐体）６に収容されて一
つのユニットとしてまとめられている。

【００１４】ガス流量計測部３は、家庭用のキッチン
（厨房）に配置されているガス器具２側の接続口７とそ
のガス器具２にガスを供給するガス栓８との間に介挿さ
れる。さらに詳細には、ガス管９ａ，９ｂに対して摩擦
力により接続可能な接続口１０ａ，１０ｂあるいはガス
コンセント型の接続（図示省略）を備えており、図２に
示すようにガス栓８およびガス器具２の接続口７に接続
されて使用される。

【００１５】このガス流量計測部３は、さらに詳細に
は、ガス器具２によってガスが使用されると、それに伴
って生じるガス流の単位時間当たりの流量または流速を
機械的または電気的に計測する流量計１４と、それによ
り計測されたガス流の流量または流速のパルス波形をデ
ータ化したものを出力するガス流量演算回路１５とを備
えている。

【００１６】流量計１４としては、例えば超音波方式の
流量計やタービン方式の流量計などを用いてもよい。こ
の流量計１４は換気扇１１の動作の強弱を制御するため
のデータを収集するために用いられるもので、ガスメー
タ１３に用いられる商用計量器ほどの高精度は要求され
ないことから、実用に支障のない程度の精度で流量を計
測可能であればよく、むしろ簡易な構造で安価なもので
あるものが望ましい。ガス流量演算回路１５は、ガス流
量に対応して流量計１４から検出された電気的パルスに
基づいて、そのときのガス流量を演算する回路である。

【００１７】換気扇制御部４は、ガス流量計測部３によ
って計測された流量に対応して、キッチンの壁に穿設さ
れた換気口などに取り付けられた換気扇１１の回転速度
を電気的に制御するもので、換気扇１１のモータに対し
て供給する電力を制御するインバータ１７と、その制御
量をガス流量に対応して演算する制御量演算回路１８と
を備えている。インバータ１７は１００Ｖの商用電源コ
ンセント（図示省略）から供給される電力の周波数ある
いはデューティレートなどをガス流量に対応して変換
し、換気扇１１のモータに供給するものである。その種
類としては、換気扇１１のモータの方式や特性に適した
ものとすることが望ましいことは言うまでもない。制御
量演算回路１８は、ガス流量計測部３によって計測され
た流量に基づいて、そのときガスレンジなどの燃焼に伴
って発生することが想定される煙や排気ガスを有効に排
出するだけの強さで換気扇１１を駆動可能な電力量を出
力するようにインバータ１７を制御するものである。ガ
ス流量と駆動電力量とを対応付ける情報はテーブルとし
て予め設定され、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６など
の記憶素子に格納されている。そのような対応付けとし
ては、例えばガス流量の増加に対してリニアに比例して
電力量が増加するようにしてもよく、あるいは流量の２
乗に比例して非リニアに電力量が増加するようにしても
よい。いずれにしても、ガス流量に基づいて、ガス器具
からの発生が推定される焼煙や水蒸気や排気ガスなどを
換気扇１１が有効に排出できるように、換気扇１１の換
気能率やそれに用いられているモータの回転特性などに
基づいて、ガス流量と駆動電力量との対応関係を予め設
定しておく。

【００１８】電源用の電池５は、ガス流量計測部３およ
び制御量演算回路１８などに対して駆動用電力を供給す
るもので、この換気扇制御装置１のアウタケーシング６
内に収容されて長期間に亙って使用されるので、長期耐
用性に優れたリチウム電池や水銀電池、あるいは長期使
用が可能でその後再充電して再利用できるニッケル水素
二次電池などを好適に用いることができる。

【００１９】次に、図３を参照して上記のような換気扇
制御装置１の主要な動作について説明する。

【００２０】ガス流量計測部３は、予め定められた計測
タイミング（計測周期）ごとに（Ｓ１のＹ）ガス流量Ｑ
を計測する（Ｓ２）。その計測されたガス流量Ｑに基づ
いて、換気扇制御部４の制御量演算回路１８がインバー
タ１７に対する制御量を演算し（Ｓ３）、それに基づい
てインバータ１７の出力が制御される（Ｓ４）。そして
インバータ１７から出力される電力が換気扇１１に供給
されて、その換気扇１１が駆動される（Ｓ５）。

【００２１】このように、本実施の形態に係る換気扇制
御装置１では、ガスレンジのようなガス器具２の使用に
伴う排気ガスあるいは煙の発生に対応して換気扇１１を
適正な回転速度で駆動することが可能となり、換気扇１
１における必要以上の電力量の浪費を防ぐことができ
る。しかも、そのように換気扇制御装置１を必要十分な
回転速度で駆動することにより、キッチンやそれに連な
る各部屋で冷暖房装置や空気清浄装置などの空調機器を
運転している場合にも、それらの空調効果を妨げること
なく、またそれらの空調機器において消費される電力量
の無駄を防ぐことができる。また、この換気扇制御装置
１は一つのアウタケースにユニット化されて収納されて
いるので、キッチンのガスレンジ付近などに簡便に設置
することが可能である。また、インバータ１７によって
換気扇１１の回転速度を制御しているので、例えば抵抗
制御方式などよりも電力損失が少なく、消費電力量の低
減化をさらに促進することができる。このような特質を
有している換気扇制御装置１は家庭用の換気扇１１を制
御する場合に特に好適に利用することができる。

【００２２】（第２の実施の形態）図４は第２の実施の
形態に係る換気扇制御装置１の概要構成を示す図であ
る。この換気扇制御装置１００は、ガスレンジのような
ガス器具２の使用に伴って発生する一酸化炭素および二
酸化炭素ならびに焼煙のいずれかの空気中濃度を計測器
によって計測する排気煙濃度計測部３００（排気煙濃度
計測手段）と、換気扇１１の回転速度を電気的に制御す
る換気扇制御部４（制御手段）と、商用電源回路５００
とを備えており、それらは一つのアウタケーシング６内
にまとめられて（ユニット化されて）収容されている。
なお、説明の簡潔化を図るために、この第２の実施の形
態においても第１の実施の形態と同様の部位については
それと同一の符号を付して説明する。

【００２３】排気煙濃度計測部３００は、家庭用のキッ
チンなどに設置されている換気扇１１に付設された煙計
測器１４１および排気ガス計測器１４２によって計測さ
れた焼煙や排気ガスの濃度をデータ的に処理するもので
ある。その煙計測器１４１および排気ガス計測器１４２
は換気扇によって換気される気流の流れが集中する位置
に付設されることが望ましい。この点からすれば計測器
１４１、１４２は換気扇１１の吸気口やファンケーシン
グダクトの付近に設置することが望ましい。排気煙濃度
計測部３００は、さらに詳細には、ガスレンジのような
ガス器具２を用いて調理を行う場合などに、それに伴っ
て生じる焼煙や水蒸気あるいは二酸化炭素や一酸化炭素
のような排気ガスの濃度を計測し、そのパルス波形を濃
度演算回路１５０によってデータ化したものを出力す
る。

【００２４】換気扇制御部４は、排気煙濃度計測部３０
０によって計測された濃度のデータに対応して換気扇１
１の回転速度を電気的に制御するもので、換気扇１１の
モータ（図示省略）に対して供給する電力を制御するイ
ンバータ１７と、その制御量を前述の焼煙や排気ガスの
濃度に対応して演算する制御量演算回路１８とを備えて
いる。インバータ１７は、第１の実施の形態と同様に、
１００Ｖの商用電源コンセントから供給される電力の周
波数あるいはデューティレートなどをガス流量に対応し
て変換し、換気扇１１のモータに供給するものである。
制御量演算回路１８は、排気煙濃度計測部３００によっ
て計測された濃度データに基づいて、そのとき実際に発
生している焼煙や排気ガスを有効に排出するだけの強さ
で換気扇１１を駆動可能な電力量を出力するようにイン
バータ１７を制御するものである。そのような焼煙や排
気ガスの発生濃度と換気扇１１に対して供給する電力量
とを対応付ける情報はテーブルとして予め設定され、Ｒ
ＯＭ１６０などの記憶素子に格納されている。そのよう
な対応付けとしては、例えば排気ガスや煙の増加に対し
てリニアに比例して電力量が増加するようにしてもよ
く、あるいは２乗に比例して非リニアに電力量が増加す
るようにしてもよい。いずれにしても、実際に発生して
いる焼煙や排気ガスを換気扇１１が有効に排出できるよ
うに、換気扇１１の換気能率やそれに用いられているモ
ータの回転特性などに基づいて、計測される焼煙や排気
ガスの濃度と駆動電力量との対応関係を予め設定してお
く。

【００２５】商用電源回路５００は、計測器および排気
煙濃度計測部３００ならびに制御量演算回路１８などに
対して駆動用電力を供給するものである。電気ソケット
から供給される１００Ｖの家庭用交流電力を受けて、そ
れを降圧および整流して適正な電圧あるいは電流に変換
した後、それを計測器や排気煙濃度計測部３００や制御
量演算回路１８に供給するものである。

【００２６】次に、図５を参照して上記のような換気扇
制御装置１００の主要な動作について説明する。

【００２７】排気煙濃度計測部３００は、予め定められ
た計測タイミング（計測周期）ごとに（Ｓ２１のＹ）、
焼煙あるいは排気ガス（ここではこれを総称して排気煙
と呼ぶことにする）の濃度を計測する（Ｓ２２）。その
計測された濃度Ｄに基づいて、換気扇制御部４の制御量
演算回路１８がインバータ１７に対する制御量を演算し
（Ｓ２３）、それに基づいてインバータ１７の出力が制
御される（Ｓ２４）。そしてインバータ１７から出力さ
れる電力が換気扇１１に供給されて、その換気扇１１が
駆動される（Ｓ２５）。

【００２８】このように、本実施の形態に係る換気扇制
御装置１００では、ガスレンジのようなガス器具２の使
用に伴う実際の排気ガスあるいは煙の発生に対応して換
気扇１１を適正な回転速度で駆動することが可能とな
り、換気扇１１における必要以上の電力量の浪費を防ぐ
ことができる。しかも、そのように換気扇制御装置１０
０を必要十分な回転速度で駆動することにより、キッチ
ンやそれに連なる各部屋で冷暖房装置や空気清浄装置な
どの空調機器を運転している場合にも、それらの空調効
果を妨げることなく、それらの空調機器において消費さ
れる電力量の無駄を防ぐことができる。また、この換気
扇制御装置１００は一つのアウタケースにまとめられて
（ユニット化されて）収納されているので、キッチンの
ガスレンジ付近などに簡便に設置することが可能であ
る。また、インバータ１７によって換気扇１１の回転速
度を制御しているので、例えば抵抗制御方式などよりも
電力損失が少なく、消費電力量の低減化をさらに促進す
ることができる。しかも、商用電源回路５００を備えて
おり、電源として商用電源から駆動電力を得ることがで
きるので、この換気扇制御装置１００が家庭用電源のコ
ンセントに接続されている限り、常に電源電力を得るこ
とができる。このような特質を有しているこの換気扇制
御装置１００は、家庭用の換気扇１１を制御する場合
に、特に好適に利用することができる。

【００２９】なお、上記第１の実施の形態において、流
量計１４としてタービンブレードとジェネレータとを備
えたタービン流量計１４を用いることにより、この流量
計１４を駆動するための電源を省略することができるの
で望ましい。すなわち、ガス流量に対応してタービンブ
レードが回転すると、その回転によってジェネレータが
パルスあるいは微少電力を自動的に出力するので、それ
を用いてガス流量を計測することが可能だからである。
ただし、流量計１４としてはこれのみには限定されない
ことは言うまでもない。

【００３０】また、上記各実施の形態において、制御量
演算回路１８およびガス流量演算回路１５ならびに排気
煙濃度計量部の回路系は、いわゆるマイコン（マイクロ
コンピュータ）を用いてそのＣＰＵ（中央演算処理部）
にソフトウェア的に実装するようにしてもよい。

【００３１】また、上記各実施の形態において、換気扇
制御部４は換気扇１１の回転速度の大小を制御すること
に加えて、さらにそのオン／オフを制御するようにして
もよい。例えば所定の最低流量や最低濃度を定めたしき
い値と比較して、ガス流量や排気煙濃度が低くなった場
合には換気扇１１の回転速度を低く絞るだけでなく、そ
の回転を停止し、またそのときしきい値を越えた値とな
った場合には再び回転を開始するようにしてもよい。

【００３２】また、上記第１の実施の形態に示したよう
なガス流量に対応した換気扇１１の制御と第２の実施の
形態に示したような排気煙に対応した換気扇１１の制御
とを一つの換気扇制御装置１００にて併せて行うように
してもよい。例えば第１の実施の形態に示した概要構成
の換気扇制御装置１００を基本的なユニットとし、それ
に排気煙濃度計測部３００をオプション的に付設可能な
構成としてもよい。

【００３３】また、上記各実施の形態においては本発明
に係る換気扇制御装置１００を家庭のキッチン用の換気
扇１１を制御するために用いた場合について示したが、
この他にも、例えば客室と厨房とが一体となっている小
規模な飲食店などの厨房に設けられた換気扇１１の制御
用などにもこの換気扇制御装置１００は好適に適用可能
であることは言うまでもない。このような場合にも、換
気扇１１の必要十分な換気量を確保しつつ、客室におけ
る空調効率の低下を防ぐことができるという本発明の効
果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の換気扇制御
装置によれば、ガス器具の使用に伴う排気ガスや焼煙の
発生に対応して換気扇を適正な強さで駆動することがで
き、換気扇における必要以上の電力量の浪費や、空調機
器の冷暖房効果などの低下や、その空調機器において消
費される電力量の無駄の解消などを達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る換気扇制御装
置の構成の主要部を表すブロック図である。

【図２】図１に示した換気扇制御装置が使用される際に
ガス流量計測部がガス器具側の接続口とそのガス器具に
ガスを供給するガス栓との間に接続される状態を表す図
である。

【図３】図１に示した換気扇制御装置の概要動作を説明
するための流れ図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る換気扇制御装
置の構成の主要部を表す図である。

【図５】第２の実施の形態に係る換気扇制御装置の概要
動作を説明するための流れ図である。

【符号の説明】

１…換気扇制御装置、２…ガス器具、３…ガス流量計測
部、４…換気扇制御部、５…電池、６…アウタケーシン
グ、１４…流量計、１５…ガス流量演算回路、１６…Ｒ
ＯＭ、１７…インバータ、１８…制御量演算回路、３０
０…排気煙濃度計測部、５００…電源回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス機器とそのガス機器にガスを供給す
   るガス栓との間に介挿され、前記ガス機器によって使用
   されるガスの流量を計測するガス流量計測手段と、 前記ガス流量計測手段によって計測された流量に対応し
   て、厨房に取り付けられた換気扇の回転を電気的に制御
   する制御手段と、 前記ガス流量計測手段および前記制御手段を収容する筐
   体とを備えたことを特徴とする換気扇制御装置。
2. 【請求項２】 前記ガス流量計測手段に駆動用電力を供
   給する商用電源回路または電池が、前記筐体内に収容さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の換気扇制御装
   置。
3. 【請求項３】 ガス機器の使用に伴って発生する排気ガ
   スおよび煙のうち少くともいずれかの空気中濃度を計測
   器によって計測する排気煙濃度計測手段と、 前記排気煙濃度計測手段によって計測された濃度に対応
   して、換気扇の回転を電気的に制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする換気扇制御装置。
4. 【請求項４】 前記計測器が、前記換気扇に付設されて
   いることを特徴とする請求項３記載の換気扇制御装置。
5. 【請求項５】 前記排気煙濃度計測手段と前記制御手段
   とが、１つの筐体内に収容されていることを特徴とする
   請求項３または４記載の換気扇制御装置。
6. 【請求項６】 前記排気煙濃度計測手段に駆動用電力を
   供給する商用電源回路または電池が、前記筐体内に収容
   されていることを特徴とする請求項５記載の換気扇制御
   装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段が、前記換気扇の回転速度
   を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
   か１項に記載の換気扇制御装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段が、商用電源回路から供給
   される電力をインバータによって制御して前記換気扇に
   供給することを特徴とする請求項１ないし７いずれか１
   項に記載の換気扇制御装置。
9. 【請求項９】 前記換気扇が、家庭の厨房に取り付けら
   れる換気扇であることを特徴とする請求項１ないし８い
   ずれか１項に記載の換気扇制御装置。