JP2004232918A

JP2004232918A - 浴室換気装置

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Publication number: JP2004232918A
Application number: JP2003020106A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iwashita; 裕之岩下
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】フィルタの目詰まりや、ダクト内への異物混入など外的要因による圧力損出の著しい増大があってもＤＣモータの回転数の上昇を所定回転数で確実に制限することができるとともに、必要最小限の換気能力低下で運転を継続させることが可能な浴室換気装置を提供する。
【解決手段】風量指示手段によって指示された風量で運転するためのＤＣモータへの印加電圧における回転数を演算するモータ回転数演算手段と、ＤＣモータの印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、風量指示手段によって指示された風量における予め決められた許容最大回転数を記憶する記憶手段とを備えた浴室換気装置において、制御部は、風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数になるように制御する風量一定モードと、回転数検出手段の出力が所定の回転数になるように制御する回転数一定モードを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴室の換気を行う浴室換気装置に関する。
【従来の技術】
従来、浴室などの湿気が多い室内を換気するには、一般的には換気扇といわれる換気用ファンが使用されている。この換気用ファンから排気された空気は、集合住宅や高断熱・高気密住宅においては、排気ダクトを通して外部に排出している。
【０００２】
ところが、換気用ファンで排気ダクトを通して排気する場合、排気ダクトが長かったり曲がったりしていると空気の流れの抵抗による圧力損失が生じる。そこで、予め圧力損失を考慮して換気用ファンを駆動するＤＣモータを制御するようにしているが、従来の換気風量制御では、設計条件の換気風量で運転しても施工条件によるダクトの圧力損失によって、圧力損出が設計条件の圧力損出より大きければ換気風量が目標より少なくなり、圧力損失が設計条件の圧力損出より小さければ換気風量が目標より多くなり、目標風量が少ない場合は、換気不足により室内空気が十分に排出されず、多い場合は、室内のコールドドラフトやドアの笛鳴り音の原因となっていた。
【０００３】
このような排気ダクトの影響を解消して一定風量で換気用ファンを運転するために、換気用ファンを回転させてＤＣモータの回転数を検出し、この回転数が予め記憶手段に記憶された風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数と同じになるようにＤＣモータへの印加電圧を調整するようにした風量一定制御ＤＣモータがある（例えば、特許文献１参照。）。この手法によれば、ダクトによる圧力損出が変化しても、特別のセンサを使用することなく一定風量で運転できる、安価で高性能の換気風量一定制御ＤＣモータが得られる。
【０００４】
一方、浴室用の換気装置において、換気装置本体は浴室内の壁面や浴室天井裏に設置されるため換気ファンを回転させるＤＣモータも小型軽量で比較的低能力なものが使用される。このため、通常の使用で要求される能力範囲に対する能力限界の余裕も必然的に少なくなる。したがって例えば、フィルタの目詰まりや、ダクト内への異物の混入など外的要因によって圧力損出が増大した場合、一定風量で運転しようとするためにＤＣモータに対する通電をより大きくする制御を行うが、能力限界の余裕が少ないＤＣモータへの通電を大きくしていった場合の第一の問題としてＤＣモータの能力を超えた通電を行ってしまい機器を破壊してしまう、また第二にＤＣモータの運転回転数が通常の使用で想定した回転数より大きくなって騒音がうるさくなる、という問題があった。
【０００５】
これに対して、静圧演算手段により求められた静圧と最大静圧記憶手段に記憶された最大静圧とを比較し、演算により求められた静圧が予め記憶されている最大静圧以上を検知すると、使用者に対して警報を発する、または警報を発すると共に通電が所定値以上に制御しようとしたときＤＣモータへの通電を停止させるか、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）以上に制御しようとしたとき、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）より低い所定値（２）に制御する換気風量一定制御ＤＣモータがある（例えば、特許文献２参照。）。これによると、フィルタの目詰まりや、ダクト内への異物の混入など外的要因による圧力損出の増大を使用者に報知し、ＤＣモータへの通電を停止または所定値未満で制限することにより、圧力損出の著しい増大によるモータの能力を超えた制御を抑制することが可能な風量一定制御ＤＣモータが得られる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１４６１８９号公報（第３−４頁、第１−７図）
【特許文献２】
特開平６−３３５２８０号公報（第４−５頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気ダクトの圧力損失が増大したときにＤＣモータへの通電を停止してしまうと、フィルタの目詰まりや、ダクト内への異物混入などの圧力損失増大の要因を取り除くまでは換気装置を使用することができなくなる。一方、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）以上に制御しようとしたとき、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）より低い所定値（２）に制御する場合はＤＣモータを停止することなく運転することができる。ところで、ＤＣモータへの印加電圧一定で換気ファンを回転させてある風量の排気を行っているときに、排気の圧力損失が大きくなると静圧の上昇によりその排気風量は小さくなる。排気風量が小さくなると換気ファンを駆動するＤＣモータの仕事量が減少し、負荷軽減で逆にＤＣモータの回転数は上昇する特性となる。したがって、ＤＣモータへの印加電圧を一定にしたとしても圧力損失の変化によってＤＣモータの回転数は変動する。ここで、前記、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）以上に制御しようとしたとき、ＤＣモータへの印加電圧を所定値（１）より低い所定値（２）に制御する場合は最大印加電圧を所定値（２）一定に制限することができるが、印加電圧が所定値（２）一定であっても更なる圧力損失の増大があった場合、ＤＣモータの回転数は上昇するため回転数を制限することはできない。したがって、通電の印加電圧に制限を設けて前記印加電圧を所定値（１）より低い所定値（２）に制御しただけでは必ずしも所定の回転数未満で運転できるとは限らないことになる。したがって外的要因による圧力損出の著しい増大があった場合に、ＤＣモータの運転回転数が通常の使用で想定した回転数より大きくなって騒音がうるさくなる、という問題が依然として残る。また、前記圧力損失が大きくなっていくとＤＣモータの回転数が上昇していくという特性を考慮して、前記所定値（１）に対するマージンを大きくとって、所定値（２）を更に低い値に設定した場合はＤＣモータの回転数が大きく低下し極端に換気装置の性能が落ちるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、換気風量を一定に保つために圧力損失の変化に対応してＤＣモータへの通電を調整する浴室換気装置において、フィルタの目詰まりや、ダクト内への異物混入など外的要因による圧力損出の著しい増大があってもＤＣモータの回転数の上昇を所定回転数で確実に制限することができるとともに、必要最小限の換気能力低下で運転を継続させることが可能な浴室換気装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために請求項第１項記載の発明は、排気ダクトと、換気ファンを駆動するＤＣモータと、前記ＤＣモータにＤＣ電圧を印加するモータ駆動部と、前記ＤＣモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記モータ駆動部と前記回転数検出部を制御する制御部と、前記制御部のプログラムであり前記ＤＣモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための前記ＤＣモータへの印加電圧における回転数を演算するモータ回転数演算手段と、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を前記モータ回転数演算手段により求められたモータ回転数と同回転数になるよう前記ＤＣモータの印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、前記風量指示手段によって指示された風量における予め決められた許容最大回転数を記憶する記憶手段とを備えた浴室換気装置において、前記制御部は、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数になるように制御する風量一定モードと、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるように制御する回転数一定モードを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、排気ダクトの圧量損失の変化に応じてＤＣモータの回転数を変化させ、指示された風量一定で運転するようにする制御に加えて、圧量損失の変化に関わらず所定の回転数で運転するようにする制御が可能となる。
【００１１】
請求項第２項記載の発明は、前記制御部は、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数になるように風量一定に制御中に、前記回転数検出部により求められたモータ回転数が前記記憶手段に記憶されている許容最大回転数以上を検知した時、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に印加電圧制御手段を制御し前記モータ駆動部を駆動することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、指示された風量で運転するための回転数になるように風量一定でＤＣモータが運転しているときに、フィルタのほこり詰まりやダクト内への異物混入等の外的要因による圧力損出の増大があった場合、換気風量を一定に保つためにＤＣモータの運転回転数を上昇させようとするが、ＤＣモータの回転数が許容最大回転数以上になったことを検出したとき、圧力損失の変化によらずＤＣモータの回転数が所定の回転数になるよう制御するため、ＤＣモータの許容最大回転数を所定の回転数で確実に制限を掛けることができる。したがって、圧力損出の増大で回転数が過度に上昇することによる騒音の増大を抑制して運転を継続することができる。また、必要最小限の換気能力低下で運転を継続させることが可能となる。
【００１３】
請求項第３項記載の発明は、前記制御部は、前記ＤＣモータが停止状態から運転状態になった場合、風量一定の制御を行うことを特徴とする浴室換気装置。
【００１４】
本発明によれば、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に印加電圧制御手段を制御しＤＣモータを駆動しているときに、圧力損失の増大原因であるフィルタのほこり詰まりやダクト内の異物が取り除かれることにより圧力損失がもとのレベルに戻ったとき、ＤＣモータが停止状態から運転状態になった場合に風量一定の制御を行うことにより、再び風量一定での運転が可能になる。
【００１５】
請求項第４項記載の発明は、前記制御部は、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に制御中に、前記印加電圧制御手段が所定の電圧以上に制御した時、風量一定の制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に印加電圧制御手段を制御しＤＣモータを駆動しているときに、圧力損失の増大原因であるフィルタのほこり詰まりやダクト内の異物が取り除かれることにより圧力損失がもとのレベルに戻ったとき、一定の回転数で制御しようとした場合は圧力損失が小さくなるにつれて印加電圧は大きくなることから印加電圧が所定値以上になることで圧力損失の減少を検知して風量一定の制御に戻すことにより、再び風量一定での運転が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の形態により添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施に係る浴室換気装置の全体構成を示す図である。図１において換気ファン１はＤＣモータ２に接続されており、吸気口である浴室３の天井または壁面の開口部に接続され設置されている。さらに、排気ダクト４の一端はこの換気ファンに、もう一端は排気口である浴室外部に接続されており、ＤＣモータ２の回転に連動して換気ファンが回転することにより浴室内３の湿った空気を排気ダクト４を通して浴室外部へ排気する構成となっている。
【００１９】
ＤＣモータ２には、モータ駆動部５と回転数検出部６とが接続されている。モータ駆動部５は、制御部７からの制御指令に応じてＤＣモータ２への通電を変化させ、それによりＤＣモータ２はその回転数が変化する。また、回転数検出部６は、ＤＣモータ２の回転数の検出を行いその検出値は制御部７へ入力される。
【００２０】
制御部７はマイクロコンピュータのプログラムにより、風量指示手段８、モータ回転数演算手段９、記憶手段１０、印加電圧制御手段１１から構成される。風量指示手段８は、浴室換気装置に接続されている操作盤（図示せず）を使用者が操作して運転モードを選択した場合に、その運転モードに応じて排気すべき排気風量を、モータ回転数演算手段９および印加電圧制御手段１１へ指示する。モータ回転数演算手段９は、風量指示手段８からの指示風量と前記回転数検出部６からの検出回転数に基づいて、指示された風量を換気することのできる回転数を演算する。記憶手段１０は、ＤＣモータの許容最大回転数を記憶する。また、印加電圧制御手段１１は、前記回転数検出部６からの検出回転数、風量指示手段８、モータ回転数演算手段９、および記憶手段１０の各データに基づいて前記モータ駆動部５へ通電する印加電圧を制御する。
【００２１】
図２は、図１で示した全体構成の具体的な回路構成例を示すブロック図である。図２において、モータ駆動部５は、整流回路１２、平滑用コンデンサ１３、スイッチング回路１４、および電圧設定回路１５からなる。商用電源１６の交流を整流回路１２と平滑用コンデンサ１３で直流に変換してスイッチング回路１４に印可する電圧ＶＤＤを得る。一方、３相のＤＣモータ２は、永久磁石を回転子（図示せず）として、固定子１７にＵ、Ｖ、Ｗの３相の巻線を備えており、モータ駆動回路１８でスイッチング回路１４を駆動し、固定子１７に回転磁界が生じるように各巻線に電流を流すことでモータを回転させる。ここで、モータの回転数制御は、電圧設定回路１５にマイクロコンピュータからなる制御部７より制御電圧信号を与えることにより、巻線に流す電流をパルス幅変調（ＰＷＭ）し、ＰＷＭオンデューティを可変することにより行う。
【００２２】
回転数検出部６は、ホール素子１９、およびＦＧ（周波数発電機）パルス発生回路２０からなる。ホール素子１９は、モータ駆動回路１８およびＦＧパルス発生回路２０に接続され、ＤＣモータ２の回転子の永久磁石の位置を検出し、ＤＣモータ２の回転数に応じたＦＧパルスをＦＧパルス発生回路２０から制御部７へ入力する。これにより、制御部７は入力されたＦＧパルスによってモータの回転数を認識する。
【００２３】
次に、本発明の実施に係る浴室換気装置の動作を図３〜図１０を用いて説明する。
【００２４】
図３は、本発明の実施に係る浴室換気装置の主動作を示すフローチャートである。図３において、ステップＳ０からスタートし、ステップＳ１で浴室換気装置の換気モードに対応する「指示風量」を図４のテーブル１から取得する。ここで、換気モードとは例えば浴室換気装置に接続されている操作盤（図示せず）で使用者が選択可能な換気運転の種類である。また、テーブル１は制御部７のマイクロコンピュータのメモリに格納されているデータであり、例として浴室換気装置の換気モードが「小」、「中」、「大」の３通りのモードがある場合、図４に示すようにそれぞれ「小」＝Ｑｌ（１２０ｍ３／ｈ）、「中」＝Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）、「大」＝Ｑｈ（２１０ｍ３／ｈ）、および停止時のＱ０（０ｍ３／ｈ）が対応する。
【００２５】
次にステップＳ２で指示風量の判断を行う。ステップＳ１で取得した「指示風量」がＱ０である、すなわち運転停止時であればステップＳ２−ＹＥＳとなる。運転停止時はその後、ステップＳ３で「現在の制御手段」を「風量一定制御」に設定して、ステップＳ４でＤＣモータ２への通電を停止し、ステップＳ１の指示風量取得に戻る。
【００２６】
ここで、浴室換気装置の運転が開始された場合、例えば運転される換気モードが「中」とすると、ステップＳ１でＱｍ（１８０ｍ３／ｈ）が取得されるため、ステップＳ２の指示風量判断でステップＳ２−ＮＯとなり、ステップＳ５に進む。
【００２７】
ステップＳ５において、ＦＧパルス発生回路２０からのＦＧパルスを入力してモータの「現在の回転数」を取得する。
【００２８】
次にステップＳ６で、現在の制御手段の判断を行う。ここでは、運転停止時のステップＳ３で「現在の制御手段」を「風量一定制御」に設定してあるのでステップＳ６−ＮＯとなり、ステップＳ７に進む。
【００２９】
ステップＳ７では、指示風量に対応する回転数を図５のテーブル２から取得して「最大回転数」に格納する。ここで、テーブル２は制御部７のマイクロコンピュータのメモリに格納されているデータであり、指示風量に制御手段を切り替えるしきい値の回転数データを対応させる。例として図５において、指示風量Ｑｌ、Ｑｍ、Ｑｈに対してそれぞれ、Ｎｔｌ（１１００ｒｐｍ）、Ｎｔｍ（１４００ｒｐｍ）、Ｎｔｈ（１６００ｒｐｍ）が対応する。したがってステップＳ７においては、先のステップＳ１で指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）が取得されているため図５から回転数Ｎｔｍ（１４００ｒｐｍ）を取得し、これを「最大回転数」に格納する。
【００３０】
次にステップＳ８で、先のステップＳ５で取得した「現在の回転数」とステップＳ７で取得した「最大回転数」の値の大きさを比較する。「現在の回転数」が「最大回転数」の値未満であればステップＳ８−ＮＯでステップＳ１１の風量一定制御に進む。
【００３１】
ステップＳ１１風量一定制御の詳細動作は後述するが、ステップＳ１１では「現在の回転数」が図９テーブル５内の指示風量と印加電圧レベルに対応する回転数データと等しくなるようにＰＷＭオンデューティを変化させ、排気風量が指示された風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）に一定になるように制御する。ここで、テーブル５は制御部７のマイクロコンピュータのメモリに格納されているデータであり、指示風量にその指示風量が出せるＰＷＭオンデューティと回転数の組み合わせを対応させる。さらにこの組み合わせは印加電圧に応じて複数存在し、その複数の組み合わせのひとつを印加電圧レベルＶｎとして指定することができる。
【００３２】
その後ステップＳ１に戻る。以後、換気運転が継続されている間は以上で説明したステップＳ１〜ステップＳ１１をループすることになる。これにより浴室換気装置は、換気モード「中」で指示された風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）一定の排気風量で換気運転を継続する。
【００３３】
一定風量で換気運転を継続する間、何らかの理由で圧力損失が変化してもステップＳ１１風量一定制御により排気風量が一定になるようにＰＷＭオンデューティを変化させる。例えば、指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）で一定風量運転中に吸気口に配置してある吸気フィルタ（図示せず）にほこりが溜まって圧力損失が大きくなった場合、ＰＷＭオンデューティを大きくすることによりＤＣモータ２の回転数を高くし、指示された風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）を確保する。ここで、例えば排気ダクト４内部に異物が詰まってさらに圧力損失が増大した場合、ＤＣモータ２の回転数もさらに高くなり、ステップＳ８において「現在の回転数」が「最大回転数（回転数データ１４００ｒｐｍが格納されている）」以上になるとステップＳ８−ＹＥＳでＳ９に分岐する。「風量一定制御」が設定されていた「現在の制御手段」は、ステップＳ９にて「回転数一定制御」に切り替わり、Ｓ１０の回転数一定制御に進む。
【００３４】
ステップＳ１０回転数一定制御の詳細動作は後述するが、ステップＳ１０では「現在の回転数」が図６テーブル３内の指示風量に対応する回転数データと等しくなるようにＰＷＭオンデューティを変化させる。ここで、テーブル３は制御部７のマイクロコンピュータのメモリに格納されているデータであり、指示風量に回転数一定制御の設定回転数を対応させる。例として図６において、指示風量Ｑｌ、Ｑｍ、Ｑｈに対してそれぞれ、Ｎｓｌ（１１００ｒｐｍ）、Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）、Ｎｓｈ（１６００ｒｐｍ）が対応する。したがって、例えば指示風量がＱｍ（１８０ｍ３／ｈ）であれば回転数データはＮｓｍ（１４００ｒｐｍ）となり、「現在の回転数」がＮｓｍ（１４００ｒｐｍ）になるように制御を行う。
【００３５】
次にステップＳ１２では図７テーブル４内の指示風量に対応する印加電圧のデューティデータを取得して「最大電圧」に格納する。ここで、テーブル４は制御部７のマイクロコンピュータのメモリに格納されているデータであり、指示風量に印加電圧ＰＷＭのオンデューティ値を対応させたものである。例として図７において、指示風量Ｑｌ、Ｑｍ、Ｑｈに対してそれぞれ、Ｄｔｌ（５３．０％）、Ｄｔｍ（６９．０％ｒｐｍ）、Ｄｔｈ（７６．０％）が対応する。
【００３６】
次にステップＳ１３で「現在のデューティ」と「最大電圧」の値の大きさを比較する。「現在のデューティ」とは、ステップ１０の回転数一定制御で一定の回転数でＤＣモータを回転させるために出力するＰＷＭオンデューティであり、この「現在のデューティ」が「最大電圧」（例えば指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）の時、図７テーブル４よりＤｔｍ（６９．０％ｒｐｍ））以上になるかの判断を行う。「現在のデューティ」が「最大電圧」未満であればステップ１３−ＮＯとなる。
【００３７】
その後ステップＳ１に戻り、換気運転が継続されていれば、ステップＳ２、ステップＳ５、ステップＳ６と進む。ステップＳ６において、「現在の制御手段」は、先のステップＳ９にて「回転数一定制御」に切り替わっているので、ステップＳ６−ＹＥＳとなりＳ１０の回転数一定制御に進む。
【００３８】
以後、換気運転が継続されている間は以上で説明したステップＳ１〜ステップＳ１３−ＮＯをループすることになる。これにより浴室換気装置は、圧力損失の変化に関わらず、図６テーブル３におけるＮｓｍ（１４００ｒｐｍ）の回転数一定で換気運転を継続する。
【００３９】
ここで、回転数一定で換気運転を継続している間に、例えば排気ダクト４内部に詰まっていた異物が取り除かれることにより圧力損失が減少した場合、ステップＳ１０で出力するＰＷＭオンデューティである「現在のデューティ」は大きくなっていき、「最大電圧」以上になるとステップＳ１３−ＹＥＳとなり、ステップＳ１４で「現在の制御手段」を「風量一定制御」に設定するため、以後換気運転が継続されている間はステップＳ１〜ステップＳ１１をループすることになり、浴室換気装置は、換気モード「中」で指示された風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）一定の排気風量で換気運転を継続することになる。
【００４０】
また、浴室換気装置が換気運転中から運転停止になった場合、ステップＳ１でＱ０（０ｍ３／ｈ）が取得されることにより、ステップＳ２の判断でステップＳ２−ＹＥＳとなり、ステップＳ３で「現在の制御手段」を「風量一定制御」に設定して、ステップＳ４でＤＣモータ２への通電を停止し、ステップＳ１の指示風量取得に戻る。ここで、ステップＳ３で「現在の制御手段」が「風量一定制御」に設定されているため、次に換気運転が開始された場合、初めはステップＳ１１の風量一定制御が実行されることになる。
【００４１】
図８は、図３におけるステップＳ１１風量一定制御の動作を示すフローチャートである。図８においてステップＳ１５からスタートし、ステップＳ１４において５秒周期を判断する。５秒周期でなければステップＳ１４−ＮＯとなりステップＳ２２へ進む。
【００４２】
ステップ２２では、図９のテーブル５から現在の印加電圧レベルＶｎと指示風量に対応するデューティを取得し、このオンデューティのＰＷＭでＤＣモータ２に通電する。ここで例えば、現在の印加電圧レベルがＶ１１で指示風量がＱｍ（１８０ｍ３／ｈ）であるとすると、図９からデューティはＤｍ１１（５９．２％）となるのでＰＷＭオンデューティＤｍ１１（５９．２％）でＤＣモータ２に通電することになる。
【００４３】
その後、ステップ２３で風量一定制御の処理を終了するため、ステップＳ１６で５秒周期になるまでは、ステップＳ２２において一定のＰＷＭオンデューティの通電を継続する。
【００４４】
ステップＳ１６において５秒周期になるとステップＳ１６−ＹＥＳでステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、図９のテーブル５から現在の印加電圧レベルＶｎと指示風量に対応する回転数を取得して「目標回転数ａ」に格納する。例えば、現在の印加電圧レベルがＶ１１で指示風量がＱｍ（１８０ｍ３／ｈ）であれば、回転数Ｎｍ１１（１１５４ｒｐｍ）を取得して「目標回転数ａ」に格納する。
【００４５】
次に、ステップＳ１８とステップＳ１９において、この「目標回転数ａ」と図３のステップＳ５で取得した「現在の回転数」の値を比較する。「現在の回転数」と「目標回転数ａ」が等しければステップＳ１８−ＹＥＳ、「現在の回転数」が「目標回転数ａ」より大きければステップＳ１９−ＹＥＳ、「現在の回転数」が「目標回転数ａ」より小さければステップＳ１９−ＮＯ、となる。
【００４６】
ステップＳ１８−ＹＥＳの場合、例えば「現在の回転数」が１１５４ｒｐｍで「目標回転数ａ」Ｎｍ１１（１１５４ｒｐｍ）と一致しているとき、浴室換気装置は指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）の排気風量で運転していることになるので、ＰＷＭオンデューティはＤｍ１１（５９．２％）のままステップＳ２２で通電を継続する。
【００４７】
一方、ステップＳ１９−ＹＥＳの場合、例えば「現在の回転数」が１１２０ｒｐｍで「目標回転数ａ」Ｎｍ１１（１１５４ｒｐｍ）より小さいとき、浴室換気装置は指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）より大きい排気風量で運転していることになるので、ＰＷＭオンデューティを小さくする必要がある。このため、まずステップＳ２１で印加電圧レベルＶｎを一段階下げる、例えば印加電圧レベルがＶ１１であればＶ１０とする。次に図９テーブル５から印加電圧レベルＶ１０に対応するデューティはＤｍ１０（５８．８％）であるのでステップＳ２２でＰＷＭオンデューティＤｍ１０（５８．８％）の通電を行う。したがって、ＤＣモータ２への通電はＰＷＭオンデューティＤｍ１１（５９．２％）からＤｍ１０（５８．８％）へ下がるとともに「目標回転数ａ」もＮｍ１１（１１５４ｒｐｍ）からＮｍ１０（１１４３ｒｐｍ）へ下がる。以後、「現在の回転数」が「目標回転数ａ」以上になるまで印加電圧レベルＶｎの段階を下げ、ＰＷＭオンデューティを小さくする。
【００４８】
また、ステップＳ１９−ＮＯの場合、例えば「現在の回転数」が１１８０ｒｐｍで「目標回転数ａ」Ｎｍ１１（１１５４ｒｐｍ）より小さいとき、浴室換気装置は指示風量Ｑｍ（１８０ｍ３／ｈ）より小さい排気風量で運転していることになるので、ＰＷＭオンデューティを大きくする必要がある。このため、まずステップＳ２０で印加電圧レベルＶｎを一段階上げる、例えば印加電圧レベルがＶ１１であればＶ１２とする。次に図９テーブル５から印加電圧レベルＶ１２に対応するデューティはＤｍ１２（５９．６％）であるのでステップＳ２２でＰＷＭオンデューティＤｍ１２（５９．６％）の通電を行う。したがって、ＤＣモータ２への通電はＰＷＭオンデューティＤｍ１１（５９．２％）からＤｍ１２（５９．６％）へ上がるとともに「目標回転数ａ」もＮｍ１１（１１５４ｒｐｍ）からＮｍ１２（１２６５ｒｐｍ）へ上がる。以後、「現在の回転数」が「目標回転数ａ」以下になるまで印加電圧レベルＶｎの段階を上げ、ＰＷＭオンデューティを大きくする。
【００４９】
以上のように風量一定制御では、圧力損出に応じて「現在の回転数」が「目標回転数ａ」と一致するようにＰＷＭオンデューティを変化させ、圧力損失の影響を受けず排気風量が指示風量の値で一定になるように制御を行う。
【００５０】
図１０は、図３におけるステップＳ１０回転数一定制御の動作を示すフローチャートである。図１０においてステップＳ２４からスタートし、ステップＳ２５において２００ｍ秒周期を判断する。２００ｍ秒周期でなければステップＳ２５−ＮＯとなりステップＳ３１へ進む。
【００５１】
ステップＳ３１では、「現在のデューティ」のＰＷＭオンデューティでＤＣモータ２に通電する。ここで「現在のデューティ」には初期値として任意の値が格納されており例えば「現在のデューティ」＝８０．０であれば８０．０％のＰＷＭオンデューティとなる。
【００５２】
その後、ステップＳ３２で風量一定制御の処理を終了するため、ステップＳ２５で２００ｍ秒周期になるまでは、ステップＳ３１において一定のＰＷＭオンデューティの通電を継続する。
【００５３】
ステップＳ２５において２００ｍ秒周期になるとステップＳ２５−ＹＥＳでステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、図６のテーブル３から現在の指示風量に対応する回転数を取得して「目標回転数ｂ」に格納する。例えば、現在の指示風量がＱｍ（１８０ｍ３／ｈ）であれば、回転数Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）を取得して「目標回転数ｂ」に格納する。
【００５４】
次に、ステップＳ２７とステップＳ２８において、この「目標回転数ｂ」と図３のステップＳ５で取得した「現在の回転数」の値を比較する。「現在の回転数」と「目標回転数ｂ」が等しければステップＳ２７−ＹＥＳ、「現在の回転数」が「目標回転数ｂ」より大きければステップＳ２８−ＹＥＳ、「現在の回転数」が「目標回転数ａ」より小さければステップＳ２８−ＮＯ、となる。
【００５５】
ステップＳ２７−ＹＥＳの場合、例えば「現在の回転数」が１４００ｒｐｍで「目標回転数ｂ」Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）と一致しているとき、浴室換気装置は「目標回転数ｂ」Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）の回転数で運転していることになるので、ＰＷＭオンデューティは「現在のデューティ」（８０．０％）のままステップＳ３１で通電を継続する。
【００５６】
一方、ステップＳ２８−ＹＥＳの場合、例えば「現在の回転数」が１４５０ｒｐｍで「目標回転数ｂ」Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）より大きいとき、運転回転数を下げるためＰＷＭオンデューティを小さくする必要がある。このため、ステップＳ３０で「現在のデューティ」を所定値下げる、例えば「現在のデューティ」＝８０．０％であれば７９．５％にし、ステップＳ３１でＰＷＭオンデューティ７９．５％の通電を行う。したがって、ＤＣモータ２への通電はＰＷＭオンデューティ８０．０％から７９．５％へ下がる。以後、「現在の回転数」が「目標回転数ｂ」以下になるまで「現在のデューティ」の値を下げていき、ＰＷＭオンデューティを小さくする。
【００５７】
また、ステップＳ２８−ＮＯの場合、例えば「現在の回転数」が１３５０ｒｐｍで「目標回転数ｂ」Ｎｓｍ（１４００ｒｐｍ）より小さいとき、運転回転数を上げるためＰＷＭオンデューティを大きくする必要がある。このため、ステップＳ２９
で「現在のデューティ」を所定値上げる、例えば「現在のデューティ」＝８０．０％であれば８０．５％にし、ステップＳ３１でＰＷＭオンデューティ８０．５％の通電を行う。したがって、ＤＣモータ２への通電はＰＷＭオンデューティ８０．０％から８０．５％へ上がる。以後、「現在の回転数」が「目標回転数ｂ」以上になるまで「現在のデューティ」の値を上げていき、ＰＷＭオンデューティを大きくする。
【００５８】
以上のように回転数一定制御では、「現在の回転数」が「目標回転数ｂ」と一致するようにＰＷＭオンデューティを変化させ、圧力損失の影響を受けず運転回転数が所定値で一定になるように制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に係る浴室換気装置の構成図である。
【図２】本発明の実施に係る浴室換気装置の回路例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施に係る浴室換気装置の主動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施に係る浴室換気装置のテーブル１を示す図である。
【図５】本発明の実施に係る浴室換気装置のテーブル２を示す図である。
【図６】本発明の実施に係る浴室換気装置のテーブル３を示す図である。
【図７】本発明の実施に係る浴室換気装置のテーブル４を示す図である。
【図８】本発明の実施に係る浴室換気装置の風量一定制御の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施に係る浴室換気装置のテーブル５を示す図である。
【図１０】本発明の実施に係る浴室換気装置の回転数一定制御の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…換気ファン、２…ＤＣモータ、３…浴室、４…排気ダクト、５…モータ駆動部、６…回転数検出部、７…制御手段、８…風量指示手段、９…モータ回転数演算手段、１０…記憶手段、１１…印加電圧制御手段、１２…整流回路、１３…平滑用コンデンサ、１４…スイッチング回路、１５…電圧設定手段、１６…商用電源、１７…固定子、１８…モータ駆動回路、１９…ホール素子、２０…ＦＧ（周波数発電機）パルス発生回路

Claims

排気ダクトと、換気ファンを駆動するＤＣモータと、前記ＤＣモータにＤＣ電圧を印加するモータ駆動部と、前記ＤＣモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記モータ駆動部と前記回転数検出部を制御する制御部と、前記制御部のプログラムであり前記ＤＣモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための前記ＤＣモータへの印加電圧における回転数を演算するモータ回転数演算手段と、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を前記モータ回転数演算手段により求められたモータ回転数と同回転数になるよう前記ＤＣモータの印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、前記風量指示手段によって指示された風量における予め決められた許容最大回転数を記憶する記憶手段とを備えた浴室換気装置において、前記制御部は、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数になるように制御する風量一定モードと、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるように制御する回転数一定モードを有することを特徴とする浴室換気装置。
請求項１記載の浴室換気装置において、前記制御部は、前記風量指示手段によって指示された風量で運転するための回転数になるように風量一定に制御中に、前記回転数検出部により求められたモータ回転数が前記記憶手段に記憶されている許容最大回転数以上を検知した時、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に印加電圧制御手段を制御し前記モータ駆動部を駆動することを特徴とする浴室換気装置。
請求項１乃至２記載の浴室換気装置において、前記制御部は、前記ＤＣモータが停止状態から運転状態になった場合、風量一定の制御を行うことを特徴とする浴室換気装置。
請求項１乃至３記載の浴室換気装置において、前記制御部は、前記回転数検出手段の出力が所定の回転数になるよう回転数一定に制御中に、前記印加電圧制御手段が所定の電圧以上に制御した時、風量一定の制御を行うことを特徴とする浴室換気装置。