JP2015083889A - Ventilation device and ventilation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管長の長短にかかわらず一定風量の排気を実現する換気装置および換気システムに関するものである。 The present invention relates to a ventilation device and a ventilation system that realize exhaust of a constant air volume regardless of the length of a pipe.
近年、細やかな風量制御ができる回転数制御が可能なDCモータを搭載した換気装置が開発されている。このような換気装置はダクトの長さや外気圧の影響を受けて風量が変動するので、一定の風量に制御するための方法、例えば特許文献1乃至特許文献3に示すようなものが提案されている。
In recent years, ventilators equipped with a DC motor capable of controlling the number of revolutions capable of fine air volume control have been developed. Since such a ventilator is affected by the length of the duct and the outside air pressure, the air volume fluctuates, so a method for controlling the air volume to a constant air volume, for example, as shown in
特許文献1に示すものは、全体の換気風量を送風機の排気側によって設定するもので、送風機の排気側に風圧を検知する圧力センサを設け、圧力センサが感知する圧力から制御回路で送風装置を制御するものである。
In
特許文献2に示すものは、特許文献1に示すものが圧力センサや制御回路の小型化への対応が難しいとして、吸気風路の上流側と下流側との圧力差を検知する圧力センサを備え、この圧力センサの検知する圧力差が予め設定された目標値に一致するように送風機を制御するもので、吸気構造の一部に取り付け面を構成し、この取り付け面に圧力差を検知するための検出孔を開口させ、制御回路と圧力センサを収納した制御箱を前記取り付け面に取り付けた構造のものである。
The thing shown in
また、特許文献3に示すものは、センサを用いずDCモータの特性値を制御回路が計測することで風量を推定し、これによりDCモータを制御して所定風量を確保するようにしたものである。
In addition, what is disclosed in
このような従来の方式において、圧力センサによるものでは、圧力センサの中でも差圧センサと言われるものを使用しており、圧力センサが高価であり、また圧力センサの取り付け構造が複雑になる課題がある。 In such a conventional system, the pressure sensor uses a so-called differential pressure sensor among the pressure sensors, and the pressure sensor is expensive, and the mounting structure of the pressure sensor is complicated. is there.
また、DCモータの特性値を風量推定に用いる方法は、モータの特性値を実験によって求め、そのデータをマイコンなどの記憶装置(ROM)に記憶させることをおこなうのでデータの採取に多大の労力と時間を必要とし、従って開発期間が長くなる課題があった。 In addition, the method of using the DC motor characteristic value for air volume estimation is to obtain the motor characteristic value by experiment and store the data in a storage device (ROM) such as a microcomputer. There was a problem that required time and therefore the development period was long.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、センサを使用せず簡単な構造で一定風量の排気を制御することができる換気装置および換気システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ventilation device and a ventilation system that can control exhaust of a constant air volume with a simple structure without using a sensor.
そして、この目的を達成するために、本発明の換気装置は、吸気口と排気口を有するケーシングと前記ケーシング内に収納したファンを装着したファンモータおよび前記ファンモータを駆動する制御装置を備えた換気装置であって、前記ケーシングには、前記ファンモータのガイドベーンの内部とこのケーシングの外側を連通させる小孔を設け、前記制御装置は、前記小孔を覆うように前記ケーシングの外壁面に取り付けられるとともに、前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段と、前記小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、この電極と前記小孔の間を遮るようにして、前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を内部に備え、さらに、前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the ventilator of the present invention includes a casing having an inlet and an outlet, a fan motor equipped with a fan housed in the casing, and a control device for driving the fan motor. In the ventilation device, the casing is provided with a small hole for communicating the inside of the guide vane of the fan motor with the outside of the casing, and the control device is provided on an outer wall surface of the casing so as to cover the small hole. And a speed control means for controlling the rotational speed of the fan motor, an electrode capable of detecting a capacitance facing the small hole, and the small hole so as to block between the electrode and the small hole. A section curved by the pressure of air transmitted from the hole is provided inside, and the control device transmits from the small hole converted from the capacitance detected by the electrode. The ventilator is characterized in that the air volume discharged from the exhaust port is kept constant by controlling the rotational speed of the fan motor so that the air pressure becomes a predetermined value. It achieves its purpose.
また、この目的を達成するために、本発明の換気システムは、吸気口と排気口を有するケーシングと前記ケーシング内に収納したファンを装着したファンモータと前記ファンモータを駆動する制御装置および前記排気口に接続した排気ダクトから構成される換気システムであって、前記排気ダクトには、連通孔を設け、前記制御装置は、前記連通孔を覆うように前記排気ダクトの外壁面に取り付けられる箱と、前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段を備え、前記箱は、前記連通孔よりも小径の小孔を備え、この小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を備えるとともに、前記小孔と前記連通孔が重なるように前記排気ダクトの外壁に設置され、前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気システムとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the ventilation system of the present invention includes a casing having an inlet and an outlet, a fan motor equipped with a fan accommodated in the casing, a control device for driving the fan motor, and the exhaust. A ventilation system comprising an exhaust duct connected to a mouth, wherein the exhaust duct is provided with a communication hole, and the control device includes a box attached to an outer wall surface of the exhaust duct so as to cover the communication hole. And a speed control means for controlling the rotational speed of the fan motor, wherein the box includes a small hole having a smaller diameter than the communication hole, and an electrode capable of detecting a capacitance directly facing the small hole; A section curved by the pressure of the air transmitted from the hole, and installed on the outer wall of the exhaust duct so that the small hole and the communication hole overlap with each other. The amount of air discharged from the exhaust port is kept constant by controlling the rotational speed of the fan motor so that the pressure of the air transmitted from the small hole converted from the known capacitance becomes a predetermined value. This is a ventilation system, which achieves the intended purpose.
本発明によれば、前記小孔から伝わる空気の圧力を前記電極で静電容量に変換して検知する構成としたことにより、特別なセンサを使用せず簡単な構造で排気風量が安定した換気装置および換気システムを提供できるという効果を得ることができる。 According to the present invention, the configuration is such that the pressure of the air transmitted from the small hole is detected by converting it into a capacitance with the electrode, so that ventilation with stable exhaust airflow with a simple structure without using a special sensor. The effect that a device and a ventilation system can be provided can be obtained.
本発明の請求項1記載の発明は、吸気口と排気口を有するケーシングと前記ケーシング内に収納したファンを装着したファンモータおよび前記ファンモータを駆動する制御装置を備えた換気装置であって、前記ケーシングには、前記ファンモータのガイドベーンの内部とこのケーシングの外側を連通させる小孔を設け、前記制御装置は、前記小孔を覆うように前記ケーシングの外壁面に取り付けられるとともに、前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段と、前記小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、この電極と前記小孔の間を遮るようにして、前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を内部に備え、さらに、前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気装置である。このことにより、安価に風量制御が行えるという効果を奏する。
Invention of
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載の換気装置において、前記小孔は前記ファンの回転で生成される排気流の方向に対してほぼ対向するケーシングの位置に設けられたことを特徴とする換気装置であり、小孔から吐出する空気の風速が速くなり検知量の差が大きくなって安定して風量制御が行えるという効果を奏する。 According to a second aspect of the present invention, in the ventilator according to the first aspect, the small hole is provided at a position of the casing substantially opposite to a direction of the exhaust flow generated by the rotation of the fan. The ventilator is characterized in that the wind speed of the air discharged from the small hole is increased, and the difference in the detected amount is increased, so that the air volume control can be performed stably.
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1記載の換気装置において、前記小孔は前記ファンの回転で生成される排気流の方向に対して垂直方向のケーシングの位置に設けられたことを特徴とする換気装置であり、動圧の影響を排して静圧を正確に測定することができ精度高く風量制御が行えるという効果を奏する。 According to a third aspect of the present invention, in the ventilator according to the first aspect, the small hole is provided at a position of the casing perpendicular to the direction of the exhaust flow generated by the rotation of the fan. The ventilator is characterized in that the static pressure can be accurately measured without the influence of dynamic pressure, and the air volume control can be performed with high accuracy.
本発明の請求項4記載の発明は、吸気口と排気口を有するケーシングと前記ケーシング内に収納したファンを装着したファンモータと前記ファンモータを駆動する制御装置および前記排気口に接続した排気ダクトから構成される換気システムであって、前記排気ダクトには、連通孔を設け、前記制御装置は、前記連通孔を覆うように前記排気ダクトの外壁面に取り付けられる箱と、前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段を備え、前記箱は、前記連通孔よりも小径の小孔を備え、この小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を備えるとともに、前記小孔と前記連通孔が重なるように前記排気ダクトの外壁に設置され、前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気システムである。このことにより、ファンの回転による乱流の影響をほぼ排して静圧を検知することができ、精度良く風量制御がおこなえるという効果を奏する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a casing having an intake port and an exhaust port, a fan motor equipped with a fan accommodated in the casing, a control device for driving the fan motor, and an exhaust duct connected to the exhaust port. The exhaust duct is provided with a communication hole, and the control device includes a box attached to an outer wall surface of the exhaust duct so as to cover the communication hole, and a rotation of the fan motor. The box includes a speed control means for controlling the speed, the box has a small hole having a smaller diameter than the communication hole, an electrode capable of detecting a capacitance directly facing the small hole, and a pressure of air transmitted from the small hole And is installed on the outer wall of the exhaust duct so that the small hole and the communication hole overlap, and the control device converts the capacitance from the capacitance detected by the electrode. The pressure of the air transmitted from the small holes are ventilation system characterized by keeping constant the volume of air discharged from the exhaust port by controlling the rotational speed of the fan motor to a predetermined value. As a result, the effect of turbulent flow due to the rotation of the fan can be almost eliminated and the static pressure can be detected, and the air volume control can be performed with high accuracy.
本発明の請求項5記載の発明は、請求項4記載の換気装置において、前記箱の前記小孔に近接して前記切片を収納し、前記排気ダクトに開ける連通孔の径の中に前記箱の小孔の全径が入るように前記箱が前記排気ダクトに取り付けられる構成にしたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the ventilating apparatus according to the fourth aspect, the box is accommodated in a diameter of a communication hole that accommodates the section in the vicinity of the small hole of the box and opens the exhaust duct. The box is attached to the exhaust duct so that all the diameters of the small holes can enter.
このことにより、風速は箱の小孔で規定することができ、排気ダクトの小孔は大きめに開ければよく現場での作業性が向上するという効果を奏する。 As a result, the wind speed can be defined by a small hole in the box, and the small hole in the exhaust duct only needs to be opened to a large size, and the workability on site can be improved.
本発明の請求項6記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の換気装置において、制御装置はダクト長設定手段を備え、前記電極の検出する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御するための前記所定値をダクト長で補正することを特徴とする換気装置であり、前記換気装置が設置された場所のダクト長の影響による誤差をなくし精度よく風量制御が行えるという効果を奏する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ventilator according to any one of the first to third aspects, the control device includes a duct length setting means, and the small hole converted from the capacitance detected by the electrode. The ventilator corrects the predetermined value for controlling the number of rotations of the fan motor so that the pressure of air transmitted from the fan reaches a predetermined value. The ventilator is characterized in that the ventilator is installed at a place where the ventilator is installed. The effect of eliminating the error due to the effect of the duct length and controlling the air flow with high accuracy is achieved.
本発明の請求項7記載の発明は、請求項4または5記載の換気システムにおいて、制御装置はダクト長設定手段を備え、前記電極の検出する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御するための前記所定値をダクト長で補正することを特徴とする換気装置であり、前記換気装置が設置された場所のダクト長の影響による誤差をなくし精度よく風量制御が行えるという効果を奏する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ventilation system according to the fourth or fifth aspect, the control device includes a duct length setting means, and the air transmitted from the small hole converted from the capacitance detected by the electrode. The ventilator is characterized in that the predetermined value for controlling the rotational speed of the fan motor is corrected by a duct length so that the pressure becomes a predetermined value, and the influence of the duct length of the place where the ventilator is installed There is an effect that the airflow control can be performed with high accuracy by eliminating the error due to.
本発明の請求項8記載の発明は、請求項1乃至3または6のいずれかに記載の換気装置において制御装置は温度補正サーミスタを備え、前記電極の検出する静電容量から換算した圧力値を前記温度補正サーミスタの検知する周囲温度で補正することを特徴とする換気装置であり、気温の変化による空気密度の変化を補正し、運転する季節などの影響による誤差をなくし精度よく風量制御が行えるという効果を奏する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ventilator according to any one of the first to third or sixth aspects, the control device includes a temperature correction thermistor, and the pressure value converted from the capacitance detected by the electrode is used. It is a ventilator that corrects with the ambient temperature detected by the temperature correction thermistor, corrects the change of air density due to the change of temperature, eliminates the error due to the influence of the driving season, etc., and can accurately control the air volume There is an effect.
本発明の請求項9記載の発明は、請求項4または5記載の換気システムにおいて、制御装置は温度補正サーミスタを備え、前記電極の検出する静電容量から換算した圧力値を前記温度補正サーミスタの検知する周囲温度で補正することを特徴とする換気装置であり、気温の変化による空気密度の変化を補正し、運転する季節などの影響による誤差をなくし精度よく風量制御が行えるという効果を奏する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the ventilation system according to the fourth or fifth aspect, the control device includes a temperature correction thermistor, and a pressure value converted from a capacitance detected by the electrode is set in the temperature correction thermistor. It is a ventilator characterized by correcting with the ambient temperature to be detected, and has the effect of correcting the change in the air density due to the change in the air temperature, eliminating the error due to the influence of the driving season, etc., and performing the air volume control with high accuracy.
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は換気装置及び換気システムの外観図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external view of a ventilation device and a ventilation system.
図1は換気装置1が複数の吸気箱2とそれぞれ吸気ダクト3で連結されるとともに排気ダクト4を接続した状態(換気システム)を示している。
FIG. 1 shows a state (ventilation system) in which a
制御箱5は換気装置1の外部に設けられていて後述する制御装置14を収納している。
The
図2は図1の換気装置1が建物の天井102に取り付けられた状態を示す図である。図2のように換気装置1と吸気箱2は梁101に吊り下げる状態で取り付けられる。吸気箱2の下端は天井102を貫通し、吸気グリル6で覆われている。排気ダクト4の先端は壁103を貫通し、排気グリル7で覆われている。
FIG. 2 is a view showing a state where the
ファンモータ8に取り付けたファン9が回転すると矢示のように吸気グリル6、吸気箱2、吸気ダクト3、ファン9、排気ダクト4、排気グリル7の空気流が発生し、建物内の空気が屋外に排出される。
When the
図3(a)は換気装置の構造を示す図で、図2の換気装置を下面から見た(A−B示)断面図である。 Fig.3 (a) is a figure which shows the structure of a ventilator, and is sectional drawing which looked at the ventilator of FIG. 2 from the lower surface (AB view).
換気装置1は、本体の外郭であるケーシング10と、ケーシング10内にファン9を装着したファンモータ8とこのファンモータ8を駆動する制御装置14を備えている。
The
ケーシング10には3個の吸気口11と排気口12が設けられている。ファン9は、スクロールケーシングを備えた遠心型の送風機であって、ファン9の周囲には、スクロールケーシングの一部となるガイドベーン13が設けられている。そして、ファン9が矢示方向の回転することにより吸気口11から吸入した空気が排気口12から排出される。制御装置14はケーシング10の外側のコーナ部に設けた制御箱5に収納されている。
The
また、制御箱5は、ファン9の下流側となる排気風路の一部と連通している。すなわち、制御箱5の内部は、ケーシング10に設けた小孔10aを介してスクロールケーシング内の排気風路と連通している。すなわち、制御箱5は、小孔10aをケーシング10の外側から覆うように取り付けられている。なお、ガイドベーン13の端部をケーシング10と接合させ、その接合部分にガイドベーン13、ケーシング10とを貫通するように小孔10aを設けてもよい。
In addition, the
制御装置14の基板上には、小孔10aとほぼ正対した位置にプリント基板15b上の銅箔パターンで構成した静電タッチ電極15が設けられる。さらに、制御箱5内には、小孔10aとほぼ正対した位置に、静電タッチ電極15と小孔10aとを遮るように切片15aが備えられている。切片15aは、静電タッチ電極15をほぼ覆うような大きさの導電体であり一例として金属の平板である。切片15aは図3では制御箱5の側壁に固定され、前記小孔10aから伝わる空気の圧力で静電タッチ電極15の方向に湾曲するよう構成される。なお、加工上の利便性により切片15aをL字型としてケーシング10に固定してもその効果は同一である。そして、詳しくは後述するが、制御装置14は、静電タッチ電極15が検知する静電容量から換算した小孔10aから伝わる空気の圧力が所定値になるようにファンモータ8の回転速度を制御する速度制御手段23を備えている。
On the substrate of the
図3(b)は、図3(a)のC示の部分、すなわちケーシング10のコーナ部分および制御箱5を拡大した図である。図3に示すように、ガイドベーン13の排気側の終端部が当接するケーシング10に所望の径の小孔10aが設けられている。この小孔10aは、ファンモータ8から吹き出す排気流と正対するように開口している。すなわち、排気流がその流れに沿って小孔10aに吹き込んでいくことになる。この小孔10aとほぼ正対した位置に設けられる切片15aは、ファンモータ8が回転していない時は静電タッチ電極15から十分離れている。一方、ファンモータ8が回転する時には、切片15aは、小孔10aから吹き出す風の圧力pで湾曲し、静電タッチ電極15に接近していく。すなわち、切片15aは、湾曲する材料で構成される。ここで静電タッチ電極15は、圧力pにより切片15aが湾曲し静電タッチ電極15に近づくことにより生ずる静電容量の変化をアナログ値として検知できる。その原理と構成の一例については後で説明する。
FIG. 3B is an enlarged view of a portion indicated by C in FIG. 3A, that is, a corner portion of the
ここで、圧力pは動圧であり排気風量Qと相関があり、ほぼ比例関係が得られる。また、圧力pと切片15aの湾曲量には相関があり、切片15aが湾曲して静電タッチ電極15に接近した時の静電容量の値にも相関がある。この関係より、静電タッチ電極15で検知される静電容量の値は排気風量と一意的に相関があり、静電タッチ電極15の静電容量の値が検知できれば圧力が検知でき排気風量を制御できることになる。
Here, the pressure p is a dynamic pressure and has a correlation with the exhaust air volume Q, and a substantially proportional relationship is obtained. Further, there is a correlation between the pressure p and the bending amount of the segment 15a, and there is also a correlation with the capacitance value when the segment 15a is bent and approaches the
また、ダクト長設定手段26および温度補正用サーミスタ16も制御装置14に搭載している。ダクト長設定手段26はディップスイッチのように組合せで設定してもボリュームのようにアナログで設定しても構わない。
A duct length setting means 26 and a
図4(a)は制御装置14の電気的な構成を示す図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating an electrical configuration of the
近年、家電機器の意匠上の要求から静電タッチキースイッチが多く採用されるようになり、さらに従来の静電タッチキースイッチ専用のICを利用する構成から、静電タッチキースイッチを制御できる回路およびソフトウェアを内蔵したマイクロコンピュータを利用する構成が増えており、この構成が最も簡単で安価な構成とすることができる。静電タッチキースイッチとは静電タッチ電極を人が指で触れるスイッチの形状にしたものである。専用ICでもマイクロコンピュータでも、静電タッチ電極を検知する方式はいろいろあるが、ここでは静電タッチ電極を検知するマイクロコンピュータの一例を用いて説明する。 In recent years, electrostatic touch key switches have been widely used due to the design requirements of home appliances, and a circuit that can control electrostatic touch key switches from a configuration that uses a conventional IC dedicated to electrostatic touch key switches. In addition, a configuration using a microcomputer incorporating software is increasing, and this configuration can be the simplest and cheapest configuration. An electrostatic touch key switch is a switch in which an electrostatic touch electrode is touched with a finger. There are various methods for detecting the electrostatic touch electrode in both the dedicated IC and the microcomputer. Here, an example of a microcomputer for detecting the electrostatic touch electrode will be described.
ファンモータ8に接続した制御装置14は、温度補正用サーミスタ16に接続した抵抗器18を電源19で付勢し、温度補正用サーミスタ16の両端電圧をA/Dコンバータ21でデジタル値に変換してCPU22a(マイコンなどの中央処理装置)の入力とする。また、制御装置14のプリント基板15b上の銅箔パターンで構成される静電タッチ電極15とマイクロコンピュータ22のTCU(タッチキーコントロールユニット)20の入力ポートは電気的に接続され、TCU20の機能で静電容量をデジタル値に変換してCPU22aの入力とする。このCPU22aの出力として速度制御手段23が接続され、さらにCPU22aの入力として風量設定スイッチ24およびダクト長設定手段26が接続される構成としている。
The
ここで速度制御手段23は、例えばパルス幅変調(PWM)方式の速度調節装置が用いられる。 Here, as the speed control means 23, for example, a pulse width modulation (PWM) speed adjusting device is used.
図4(b)は静電タッチ電極15の変換回路の構成の一例を詳細に表した図である。
FIG. 4B is a diagram showing an example of the configuration of the conversion circuit of the
コンデンサCr,Ccおよび抵抗RcはTCU20を動作させるために必要な外付け部品であり、抵抗RrはポートCH0を静電気等から保護する保護抵抗である。また、静電タッチ電極15は、周りに何もない状態でも周囲の導電体(基板のパターンや金属筺体あるいは対地(アース)など)との間に浮遊容量Cxを持っており、TCU20は静電タッチ電極15の浮遊容量を計測する。
Capacitors Cr, Cc and resistor Rc are external components necessary for operating
図5は静電タッチ電極が静電容量を検出する原理の一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the principle by which the electrostatic touch electrode detects the capacitance.
TCU20の機能として、まずマイクロコンピュータ22のポートCHxAとCHxBを切断してCHxCでコンデンサCcを電圧Vcに充電する。次に、ポートCHxCを切断しCHxAと計測したいCH0を接続すると回路には分圧されて
図6は静電タッチ電極15の静電容量の計測値Tの変化の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change in the measured value T of the capacitance of the
図は静電タッチキースイッチの例を示しており、使用者が指でキースイッチ部にタッチすることにより時間と共に計測値Tに変化が現れ、スイッチを押下しようとしたことが検出できる。本実施の形態1では、切片15aが静電タッチ電極15に近づいたり離れたりする矢印で示す変化する状態での計測値Tを利用するものである。
The figure shows an example of an electrostatic touch key switch. When the user touches the key switch portion with a finger, a change appears in the measured value T with time, and it can be detected that an attempt is made to press the switch. In the first embodiment, the measurement value T in a changing state indicated by an arrow in which the segment 15a approaches or leaves the
本実施の形態1で示すように、市販のマイクロコンピュータの内蔵する機能を利用し、特別なセンサを用意することなく基板の配線パターンで配線できるため、極めて簡単な構成で換気装置および換気システムの風量制御装置を提供できる。 As shown in the first embodiment, the function built in the commercially available microcomputer can be used and wiring can be performed with the wiring pattern of the substrate without preparing a special sensor. Therefore, the ventilation device and the ventilation system can be configured with a very simple configuration. An air volume control device can be provided.
図7は一般的な換気装置のP−Q特性を示す図である。図のダクト長ごとの負荷曲線は、排気ダクト4の長さで負荷が大きく変わることを表している。排気ダクト4の配管径は排気口12の大きさから施工上一律に決められている。ここで、排気ダクト4の長さが、一般的なダクト長である10m以下であれば、例えば400m3/hを得ようとすると25Paを所定の圧力とすればおおよそ近い風量を得られる。しかし、ダクト長が25mにもなればそれを考慮した80Paを所定の圧力としないと400m3/hを得ることはできないことを表している。
FIG. 7 is a diagram showing PQ characteristics of a general ventilation device. The load curve for each duct length in the figure shows that the load varies greatly depending on the length of the
図8はCPU22の内部メモリ(ROM)に記憶された風量設定と、その設定された風量に対応する静電タッチ電極15の浮遊容量(所定値)を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the air volume setting stored in the internal memory (ROM) of the
例えば、風量設定スイッチ24が弱(V1)に設定され、周囲温度が25℃の場合、静電タッチ電極15の浮遊容量の目標値となる所定値はT1であることを示す。さらに、ダクト長設定手段26から設定されるダクト長の設定値ごとに同様の情報テーブルを設け、ダクト長に合わせて静電タッチ電極15の浮遊容量の目標値となる所定値T1を読み換えることができる。
For example, when the air
次に図9を用いて制御装置14の風量制御の動作を説明する。
Next, the air volume control operation of the
S1(ステップ1)において、制御装置14は風量設定スイッチ24の設定値を電圧で読み取り例えば図6のダクト長5mの弱(V1)を読み、次にS2で温度補正用サーミスタ16の検知する周囲温度例えば25℃を読む。この2つの設定値より、S3では図8で説明した静電タッチ電極15の浮遊容量の目標値となる所定値T1が得られる。
In S1 (step 1), the
次にS4では図7および8で説明したダクト長の設定値をダクト長設定手段26から読み取り例えばダクト長10mを得る。ダクト長10mに合わせた情報テーブルから所定値T1を例えばT10に読み換える。 Next, in S4, the set value of the duct length described in FIGS. 7 and 8 is read from the duct length setting means 26, for example, a duct length of 10 m is obtained. The predetermined value T 1 is read as, for example, T 10 from the information table adjusted to the duct length of 10 m.
次にS5では、静電タッチ電極15の浮遊容量、すなわち、TCU20が検知する値Tを所定値T10と比較し、T<T10であれば切片15aが静電タッチ電極15から離れ過ぎているため、ファンモータ8を増速し(S6)切片15aを静電タッチ電極15に近づける。次に、S7でT>T10であれば切片15aが静電タッチ電極15に近づき過ぎているため、ファンモータ8を減速し(S8)切片15aを静電タッチ電極15から遠ざける。
Next, in S5, the stray capacitance of the
以上の動作はCPU22a内のRAMやROMが共働するCPUのプログラムの形態で実施される。 The above operation is performed in the form of a CPU program in which the RAM and ROM in the CPU 22a work together.
このような動作を繰り返して静電タッチ電極15により圧力pが一定に保たれる。前述のように圧力pと換気装置1の排気風量Qとは相関があるので圧力pを一定にすることで排気風量Qが一定に保たれる。
Such an operation is repeated and the pressure p is kept constant by the
以上説明したように、ケーシング10の排気路を構成する部分に設けた例えば直径1mm程度の円形の小孔10aの外部に設置された切片15aの動きと静電タッチ電極15の浮遊容量から、マイクロコンピュータが検知する小孔10aから伝わる圧力pを所定値になるようファンモータ8の回転数を制御することで排気口12から吐出される排気風量を一定に保つことができる。
As described above, from the movement of the segment 15a installed outside the small circular hole 10a having a diameter of about 1 mm provided in the portion constituting the exhaust passage of the
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した図1〜図9のうち図3を除き同じなので図3に替わる図10について説明する。なお、実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
Since this embodiment is the same except for FIG. 3 in FIGS. 1 to 9 described in the first embodiment, FIG. 10 replacing FIG. 3 will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10(a)は図3(a)と同様の構造を示す断面した平面図、図10(b)は図10(a)のD示の拡大図である。 FIG. 10A is a cross-sectional plan view showing the same structure as FIG. 3A, and FIG. 10B is an enlarged view of D in FIG. 10A.
実施の形態1と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。 The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図10(b)に示すように、実施の形態1の排気風路の一部と外気とを連通させる構成として、排気口12の側面に所望の径の小孔12aを設けている。 As shown in FIG. 10B, a small hole 12 a having a desired diameter is provided on the side surface of the exhaust port 12 as a configuration for communicating a part of the exhaust air passage and the outside air in the first embodiment.
排気口12の壁面には排気流の方向に垂直の且つ排気風量Qの値に応じた静圧Pが発生する(Qの平方根に比例する)。 A static pressure P that is perpendicular to the direction of the exhaust flow and that corresponds to the value of the exhaust air flow rate Q is generated on the wall surface of the exhaust port 12 (proportional to the square root of Q).
切片15aは制御箱5に固定され小孔12aから吹き出す風により静電タッチ電極15に向けて湾曲するよう設定されている。なお、加工上の利便性により切片15aを平板としてケーシング10に固定してもその効果は同一である。静電タッチ電極15は切片15aが湾曲した時に接近する位置に配置されており、実施の形態1の動作で説明したように、静圧Pが一定になるようにファンモータ8の回転数を制御することで排気風量Qを一定にすることができる。
The section 15a is fixed to the
(実施の形態3)
本実施の形態は、換気装置1に排気ダクト4が装着された状態、すなわち換気システムの状態で実施される形態のものである。本実施の形態では、実施の形態1で説明した図1〜図9のうち図3を除き同じなので図3に替わる図11について説明する。なお、実施の形態1または2と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態の特徴的な部分は、実施の形態2の小孔12aに相当する孔は、排気ダクト4に設けた連通孔4aと、検知部を内蔵した箱25に設けた小孔25aによって構成される。すなわち、排気ダクト4の側面に連通孔4aを備える。そして、小孔25aを設けた箱25を、連通孔4aと小孔25aが重なるように取り付けるものである。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the
図11(a)は図3(a)と同様の構造を示す断面した平面図、図11(b)は図11(a)のE示の拡大図、図11(c)は同斜視図である。 11 (a) is a cross-sectional plan view showing the same structure as FIG. 3 (a), FIG. 11 (b) is an enlarged view of E in FIG. 11 (a), and FIG. 11 (c) is a perspective view thereof. is there.
箱25の設置方法について説明する。施工現場において排気口12に装着される排気ダクト4に連通孔4aおよび孔4b、4cを設け、箱25をネジ4dと4eで固定する。なお、連通孔4aは、箱25に設けられる所望の径の小孔25aと連通する連通孔となる。箱25内には切片15aが固定され、静電タッチ電極15はプリント基板15bに設けられリード線15cが制御箱5内の制御装置14に接続されている。静電タッチ電極15の設置される箱25の底部には小孔25aが設けられている。箱25は、小孔25aのすべてが連通孔4aの中に入るよう設置される。
A method for installing the
実施の形態2で説明したのと同様に排気ダクト4の壁面には排気流の方向に垂直の且つ排気風量Qの値に応じた静圧が発生する。
As described in the second embodiment, a static pressure is generated on the wall surface of the
切片15aは箱25に固定され小孔25aから吹き出す風により静電タッチ電極15に向けて湾曲するよう設定されている。静電タッチ電極15は切片15aが湾曲した時に接近する位置に配置されており、実施の形態1の動作で説明したように、圧力Pが一定になるようにファンモータ8の回転数を制御することで排気風量Qを一定にすることができる。
The section 15a is fixed to the
本実施の形態では、圧力を検出する部分の小孔25aが排気口12から離れた位置に設けられているので、排気風量Qが層流状態であり、実施の形態2よりも更に動圧の影響を受けずに安定した静圧が発生するため圧力Pも安定し、精度よく排気風量の制御が行える。 In the present embodiment, since the small hole 25a for detecting the pressure is provided at a position away from the exhaust port 12, the exhaust air volume Q is in a laminar flow state, and the dynamic pressure is further increased than in the second embodiment. Since a stable static pressure is generated without being affected, the pressure P is also stabilized and the exhaust air volume can be controlled with high accuracy.
また、また連通孔4aの径を小孔25aよりも大きくするよう施工指図書で指定することで圧力Pが箱25の小孔25aの径で規定されるため、取り付け以前の状態で性能の確認や微調整を実施でき、また現場での作業性も向上する。これは、箱25が工場にて製造され小孔25aが予め機械加工で必要な径に正確に加工できるのに対し、排気ダクト4の連通孔4aは施工時に現地にて加工されるものであり正確な径に加工するのは困難なためであり、この構成にすることにより施工時の制約がなく簡単に箱25を施工することができる。
Moreover, since the pressure P is defined by the diameter of the small hole 25a of the
本発明にかかる換気装置は、本発明の換気装置は、配管長や外気圧にかかわらず安定した排気量を供給できるので、同時給気・排気型の換気装置の換気装置にも適用でき、換気装置全般に有用である。 The ventilator according to the present invention can be applied to a ventilator of a simultaneous air supply / exhaust type ventilator because the ventilator of the present invention can supply a stable displacement regardless of the pipe length or the external pressure. Useful for all devices.
1 換気装置
4 排気ダクト
4a 連通孔
8 ファンモータ
9 ファン
10 ケーシング
10a 小孔
11 吸気口
12 排気口
12a 小孔
14 制御装置
15 静電タッチ電極
15a 切片
16 温度補正用サーミスタ
23 速度制御手段
24 風量設定スイッチ
25 箱
25a 小孔
26 ダクト長設定手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ケーシングには、前記ファンモータのガイドベーンの内部とこのケーシングの外側を連通させる小孔を設け、
前記制御装置は、
前記小孔を覆うように前記ケーシングの外壁面に取り付けられるとともに、
前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段と、
前記小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、
この電極と前記小孔の間を遮るようにして、前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を内部に備え、
さらに、前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気装置。 A ventilator comprising a casing having an air inlet and an air outlet, a fan motor equipped with a fan housed in the casing, and a control device for driving the fan motor,
The casing is provided with a small hole for communicating the inside of the fan motor guide vane with the outside of the casing,
The controller is
While being attached to the outer wall surface of the casing so as to cover the small hole,
Speed control means for controlling the rotational speed of the fan motor;
An electrode that can detect the capacitance directly facing the small hole;
A section that is curved by the pressure of the air transmitted from the small hole so as to block between the electrode and the small hole is provided inside,
Further, the control device discharges from the exhaust port by controlling the rotation speed of the fan motor so that the pressure of the air transmitted from the small hole converted from the capacitance detected by the electrode becomes a predetermined value. A ventilator characterized by maintaining a constant air volume.
前記排気ダクトには、連通孔を設け、
前記制御装置は、
前記連通孔を覆うように前記排気ダクトの外壁面に取り付けられる箱と、
前記ファンモータの回転速度を制御する速度制御手段を備え、
前記箱は、
前記連通孔よりも小径の小孔を備え、
この小孔に正対して静電容量を検知できる電極と、
前記小孔から伝わる空気の圧力で湾曲する切片を備えるとともに、
前記小孔と前記連通孔が重なるように前記排気ダクトの外壁に設置され、
前記制御装置は、前記電極が検知する静電容量から換算した前記小孔から伝わる空気の圧力が所定値になるよう前記ファンモータの回転数を制御することにより前記排気口から吐出される風量を一定に保つことを特徴とする換気システム。 A ventilation system comprising a casing having an air inlet and an air outlet, a fan motor equipped with a fan housed in the casing, a control device for driving the fan motor, and an exhaust duct connected to the air outlet,
The exhaust duct is provided with a communication hole,
The controller is
A box attached to the outer wall surface of the exhaust duct so as to cover the communication hole;
Comprising a speed control means for controlling the rotational speed of the fan motor;
The box is
A small hole having a smaller diameter than the communication hole,
An electrode that can detect the capacitance directly facing this small hole,
With a section curved by the pressure of the air transmitted from the small hole,
Installed on the outer wall of the exhaust duct so that the small hole and the communication hole overlap,
The controller controls the amount of air discharged from the exhaust port by controlling the rotational speed of the fan motor so that the pressure of the air transmitted from the small hole converted from the capacitance detected by the electrode becomes a predetermined value. Ventilation system characterized by keeping constant.
前記排気ダクトに開ける連通孔の径の中に前記箱の小孔の全径が入るように前記箱が前記排気ダクトに取り付けられる請求項4記載の換気システム。 Storing the section close to the small hole of the box;
The ventilation system according to claim 4, wherein the box is attached to the exhaust duct so that the entire diameter of the small hole of the box is within the diameter of the communication hole opened in the exhaust duct.
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CN108716742A (en) * | 2018-06-15 | 2018-10-30 | 胡祥 | A kind of air intake adjusting device of fresh air purifier |
CN113606703A (en) * | 2021-07-08 | 2021-11-05 | 南京尚达电子绝缘材料有限公司 | Antistatic anion new trend system |
US11168916B2 (en) | 2018-06-11 | 2021-11-09 | Broan-Nutone Llc | Ventilation system with automatic flow balancing derived from a neural network and methods of use |
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- 2013-10-25 JP JP2013221935A patent/JP2015083889A/en active Pending
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