JP5330893B2

JP5330893B2 - 換気装置

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Publication number: JP5330893B2
Application number: JP2009116877A
Authority: JP
Inventors: 和志平野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: JP2010266102A

Description

本発明は、家屋における室内の換気装置に関するものである。

室内で化学物質など汚染物が発生した場合、従来は窓開けや、換気扇などによる換気で対応していたが、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などによるシックハウスの問題に対して、２４時間換気システムの有用性が確認されている。

２４時間換気システムは、部屋に設けた換気ファンを、常時作動させて一定の風量で室内の換気をするものである。しかしこのシステムにおいて、換気ファンによる換気量が低く設定されている場合には、化学物質が多く発生したときに、化学物質の排出が追いつかず、室内の化学物質の濃度が高くなるという問題があり、逆に換気量が高く設定されている場合には、化学物質の発生が少ないときに過剰な換気となって、省エネルギーの観点から好ましくないという問題がある。

そこで、室内にセンサを設け、室内の空気に含まれる化学物質の濃度をセンサで測定し、センサで測定されたこの化学物質の濃度に応じて、換気ファンの作動を制御部で制御し、化学物質の濃度が高いときには、換気の風量が高くなるように調整して、室内の空気の化学物質の濃度を低下させるようにし、また化学物質の濃度が低いときには、換気の風量が低くなるように調整して、過剰な換気とならないようにすることが行なわれている（特許文献１，２等参照）。

特開２００５−１４７６２４号公報特開２００５−２０１５９２号公報

しかし室内における化学物質の濃度は、室内のある箇所では高く、室内の他の箇所では低いというように均一でないのが一般的である。従って上記のように室内にセンサを設けて空気中の化学物質の濃度を測定する場合、センサが化学物質の濃度の高い箇所に設置されている場合には、過剰に高い濃度で検出するおそれがあり、またセンサが化学物質の濃度の低い箇所に設置されている場合には、濃度を過小に検出するおそれがあり、室内の空気中の化学物質の濃度を精度高く検知することが困難である。このため、センサで測定された化学物質の濃度に応じて換気ファンの作動を制御部で正確に制御することができず、化学物質の濃度に応じた換気量の制御を正確に行なうことが難しいという問題を有するものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、室内の空気中の化学物質の濃度を精度高く検知することができ、化学物質の濃度に応じた換気量の制御を正確に行なうことができる換気装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る換気装置は、室内の空気を換気する給・排気ファン１，２からなる換気ファン３と、換気ファン３の排気ファン２で排気される室内空気中の化学物質の濃度を検知する複数種のセンサ４と、センサ４で検知された化学物質の濃度に応じて換気ファン３による換気量を制御する制御部５とを具備し、上記の複数種のセンサ４のうち少なくとも一つとして、層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入することによってホルムアルデヒドを選択的に測定するセンサ４ａを具備して成ることを特徴とするものである。

センサ４は換気ファン３の排気ファン２で排気される室内空気中の化学物質の濃度を検知するものであり、この排気される空気は室内の各部位の空気が混合されたものであるので、化学物質の濃度は室内の平均的な濃度となっており、室内空気中の化学物質の濃度を精度高く検知することができるものである。またセンサ４として異なる化学物質を検知する複数種のものを用いるようにしているので、室内で発生する各種の化学物質に対処して換気を制御することができるものである。さらにセンサ４の一つとして、層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入することによってホルムアルデヒドを選択的に測定するセンサ４ａを用いるので、ハウスシックにおいて最も問題となるホルムアルデヒドの濃度を精度高く検知して、室内のホルムアルデヒド濃度を低下させるように換気を制御することができるものである。

また本発明において、上記センサ４は空気中の化学物質の濃度に応じて電気抵抗値が変化する検知部を備えて形成されるものであり、吸着剤６に通して空気中の化学物質濃度を低下させた空気について測定された電気抵抗値と、排気ファン２で室内から排気される空気について測定された電気抵抗値の差から、排気ファン２で排気されるこの空気中の化学物質の濃度を測定するものであることを特徴とするものである。

この発明によれば、吸着剤６に通して空気中の化学物質濃度をほぼゼロに低下させた空気について測定した電気抵抗値によってゼロ補正をした状態で、正確に化学物質濃度を測定することができるものである。

また本発明は、室内に人が居るか否かを検知する人検知部７を備え、制御部５は、人検知部７で人を検知しないとき、センサ４による化学物質の測定濃度より低い濃度レベルで、換気ファン３による換気量を制御するものであることを特徴とするものである。

室内に人が居ないと室内空気は攪拌されず静止した状態になって、化学物質の濃度が偏り易くなり、センサ４で検知される化学物質濃度が実際の室内空気中の濃度よりも低くなる場合があるが、このような場合でも、換気不足にならないように、換気量を制御することができるものである。

また本発明は、室内の電気製品が稼動しているか否かを検知する電気製品稼動検知部９を備え、制御部５は、電気製品稼動検知部９で電気製品の稼動を検知しないとき、センサ４による化学物質の測定濃度より低い濃度レベルで、換気ファン３による換気量を制御するものであることを特徴とするものである。

室内の電気製品が稼動していないと室内空気は攪拌されず静止した状態になって、化学物質の濃度が偏り易くなり、センサ４で検知される化学物質濃度が実際の室内空気中の濃度よりも低くなる場合があるが、このような場合でも、換気不足にならないように、換気量を制御することができるものである。

また本発明は、複数の部屋と、各部屋の室内空気を換気する給・排気ファン１，２からなる換気ファン３と、各部屋に接続され、換気ファン３の排気ファン２で排気される空気が通過する排気ダクト１０と、上記の複数種のセンサ４を集中配置するセンサ収容部１１と、各排気ダクト１０とセンサ収容部１１との間に設けられ、排気ダクト１０を通過する空気の一部をセンサ収容部１１に供給するサンプリングダクト１２と、各サンプリングダクト１２とセンサ収容部１１との接続を切り換えることによって、各部屋から排気される空気中の化学物質の濃度を個別にセンサ４で検知できるようにする分配器１３を具備して成ることを特徴とするものである。

この発明によれば、一箇所のセンサ収容部１１に配置した一組のセンサ４によって、複数の各部屋における室内空気の化学物質濃度を、個別に検知することができるものであり、必要とするセンサ４の数を低減して、コスト安価に換気装置を構成することができるものである。

また本発明において、制御部５は、センサ４で検知された、各部屋から排気される空気中の化学物質の濃度に応じて、各部屋ごとの換気量を調整するように制御するものであることを特徴とするものである。

この発明によれば、化学物質の濃度が高い部屋の換気量を高くするように、また化学物質の濃度が低い部屋の換気量を低くするように、制御することによって、省エネルギーを達成しながら各部屋の換気を効率よく行なうことができるものである。

また本発明は、部屋の空気を排気する排気ファン２を各部屋に設け、制御部５は、各排気ファン２を個別に制御することによって、各部屋ごとの換気量を調整するものであることを特徴とするものである。

この発明によれば、排気ファン２の制御で化学物質濃度に応じた各部屋の換気を行なうことができ、各部屋の換気量の調整を容易に行なうことができるものである。

本発明によれば、センサ４は換気ファン３の排気ファン２で排気される室内空気中の化学物質の濃度を検知するものであり、この排気される空気は室内の各部位の空気が混合されたものであるので、化学物質の濃度は室内の平均的な濃度となっており、室内空気中の化学物質の濃度を精度高く検知することができるものである。またセンサ４として異なる化学物質を検知する複数種のものを用いるようにしているので、室内で発生する各種の化学物質に対処して換気を制御することができるものである。さらにセンサ４の一つとして、層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入することによってホルムアルデヒドを選択的に測定するセンサ４ａを用いるので、シックハウスにおいて最も問題となるホルムアルデヒドの濃度を精度高く検知して、室内のホルムアルデヒド濃度を低下させるように換気を制御することができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は全体の概略図、（ｂ）はセンサと制御部の概略図である。同上の換気風量の制御のフローチャートである。本発明の実施の形態の他の一例を示す概略図である。同上の換気風量の制御のフローチャートである。本発明の実施の形態の他の一例を示す概略図である。同上の換気風量の制御のフローチャートである。本発明の実施の形態の他の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、家屋の部屋Ａには給気ダクト２０と排気ダクト１０が接続してある。この給気ダクト２０に給気ファン１が、排気ダクト１０に排気ファン２がそれぞれ設けてあり、給気ファン１と排気ファン２とで換気ファン３が構成されるようにしてある。給気ファン１の作動によって屋外の空気を給気ダクト２０を通して部屋Ａ内に給気すると同時に、排気ファン２の作動によって部屋Ａ内の空気を排気ダクト１０を通して排気することによって、部屋Ａの室内換気を行なうことができるものである。

給気ファン１や排気ファン２を駆動するモータはそれぞれ、ＣＰＵやメモリーなどを備えて形成される制御部５に電気的に接続してあり、制御部５からの制御信号によって給気ファン１や排気ファン２の回転数を制御して、給・排気風量すなわち換気風量を調整できるようにしてある。例えば、１時間当りの風量が、最低で部屋Ａの容積の０．３倍、最大で部屋Ａの容積の０．７倍となるように、この下限・上限の間で換気風量を調整できるようにするのが好ましい。尚、換気が安定して行なわれるように、給気ファン１による給気量と排気ファン２による排気量が常に等しくなるように、給気ファン１と排気ファン２の回転数が制御されるようにしてある。

センサ４は排気ダクト１０内に配置して設けてある。このセンサ４として本発明では複数種のものを用いるものであり、３種類程度のセンサ４を用いるのが好ましい。各センサ４は異なる化学物質を検知するガスセンサであり、例えば、ホルムアルデヒドに対して感度の高いもの、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素に対して感度の高いもの、トータルで広い範囲の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を測定できるものの、３種類のセンサ４を組み合わせて用いることができる。

ホルムアルデヒドを測定するセンサ４ａとしては、厚生労働省の室内濃度指針付近の０．０８ｐｐｍの半分の０．０４ｐｐｍ以上の濃度を測定できる精度のものが望ましい。またトルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素を測定するセンサ４ｂとしては、厚生労働省の室内濃度指針付近の０．０７ｐｐｍの半分程度の０．０３ｐｐｍ以上の濃度を測定できる精度のものが望ましい。さらにトータルなＶＯＣを測定するセンサ４ｃとしては、厚生労働省の暫定目標値付近のトルエン換算で０．１１ｐｐｍの半分程度の０．０５ｐｐｍ以上の濃度を測定できる精度のものが望ましい。これら複数種のセンサ４ａ，４ｂ，４ｃは図１（ｂ）のように個別に制御部５に電気的に接続してあり、各センサ４ａ，４ｂ，４ｃで検出された化学物質の濃度の測定データは個別に制御部５に入力されるようになっている。

ここで、ホルムアルデヒドを測定するセンサ４ａとして、本発明では層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入した構成のものを用いるようにしている。この層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入した構成のセンサ４ａとしては、特開２００５−３２１３２７号公報に記載されたものを用いることができるものであり、ナノサイズの結晶粒子からなり、多孔質構造を有する金属酸化物の高配向薄膜に、導電性ポリマーあるいは有機イオンをインターカレートした導電性有機無機ハイブリッド薄膜を構成要素として含むものである。

すなわち、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する薄膜は、ＶＯＣガスに対するセンサ応答感度の向上に有効であると考えられる。インターカレーション型有機無機ハイブリッド材料の場合、ＶＯＣガスに対する、抵抗値が変化することによる応答は、ハイブリッド材料の層間、即ち、有機化合物層にＶＯＣガス分子が、可逆的に挿入・脱離することによって発現する。インターカレーション型有機無機ハイブリッド材料は、層状構造を持つため、これを反映して、結晶粒子は板状であり、板状粒子のよく発達した面が、層方向と一致する。このような材料が、ＶＯＣガス雰囲気に曝された場合、ＶＯＣガス分子は、板状粒子の側面からのみ、粒子内に挿入することになる。板状結晶粒子が、そのよく発達した面が基板と平行になるように、薄膜を形成する場合、板状粒子のサイズが小さい程、板状粒子の側面、即ち、ＶＯＣガス分子と相互作用する場所が多くなり、感度向上に有効に働く。更に、板状粒子の側面から侵入したＶＯＣガス分子は、粒子の中心部分へ向かって拡散するため、板状結晶粒子のサイズが小さい程、その拡散距離は短くなり、より短時間で、板状結晶粒子全体にＶＯＣガス分子が分布することができ、感度向上と共に、応答速度特性も改善することができるものと考えられる。

水和アルカリ金属イオンのインターカレート、及び、これと有機化合物との置換反応は、層状構造を持つ無機化合物の微細構造、即ち、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有するという微細構造を保持したまま進行する。従って、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有するインターカレート型有機無機ハイブリッド薄膜を作製するためには、同様の微細構造を有する無機化合物の薄膜を作製すればよい。ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有するインターカレート型有機無機ハイブリッド薄膜を製造するにあたっては、（１）ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）の高配向薄膜の作製、（２）ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する酸化モリブデン薄膜への水和アルカリイオンのインターカレート、（３）水和アルカリイオンと導電性ポリマーあるいは有機イオンとの置換反応、以上の３段階の工程を経る。

まず、工程（１）において、作製する酸化モリブデン薄膜は、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有することが重要である。具体的な結晶粒子サイズは、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下である。更に、層状構造を持つ酸化モリブデン層間に、例えば、ポリピロールがインターカレートすると、層間距離は約５０％増加し、層と垂直方向に大きな体積膨張が発生する。このため、酸化モリブデン薄膜が無配向膜の場合は、インターカレーションの過程であらゆる方向に大きな歪みが生じ、膜が基板から剥離する。一方、酸化モリブデンの層方向が、基板と平行になるように配向した薄膜の場合、膨張方向が基板面と垂直方向のみになるため、剥離の問題を回避できる。従って、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有することに加え、前駆体となる酸化モリブデン薄膜は、その層方向が、基板と平行になるように配向した薄膜である必要がある。

酸化モリブデンの製膜方法は、上記微細構造を有する膜が得られる方法であれば、特に限定されるものではないが、最も一般的なスパッタリング法では高真空下で製膜するため、製膜後、膜を十分に酸化させるために酸化雰囲気下でのアニール処理が必要となる。一方、原料を適切に選択することで、比較的低真空下での製膜が可能なＣＶＤ法は、製膜条件を最適化することで、アニール処理を行う必要がなくなり、効率的な薄膜の製造が可能となるため、ＣＶＤ法が好ましい。ＣＶＤ法におけるモリブデンソースについては、ヘキサカルボニルモリブデン（Ｍｏ（ＣＯ）_６）を採用することができる。基板は、酸化モリブデンの格子整合性の観点から、格子定数のミスマッチの小さな、ペロブスカイト型構造を有する金属酸化物単結晶を選択することができる。具体的には、ＬａＡｌＯ_３の（１００）面を採用することができる。

ＣＶＤ法において、酸化モリブデンは、薄膜成長の初期段階においては、基板上に１００ｎｍ以下のサイズの結晶が島状に分布し、製膜時間の増加と共に、それらが成長し、互いに合体して、やがて連続的な膜が形成される。ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する薄膜の作製には、上記の薄膜成長の過程を利用することができる。製膜時間を短くすることにより、結晶粒成長が抑制され、ナノサイズ結晶粒子が基板上に得られる。しかしながら、薄膜成長の初期段階において見られるように、ナノサイズ結晶粒子が島状に存在している場合、インターカレーション反応により、個々の結晶粒子に導電性が付与されたとしても、粒子同士の接合がなく、薄膜の抵抗値は測定できない。従って、ナノサイズ結晶粒子同士が接合して、導電パスが確保される必要があり、そのためには、ナノサイズ結晶粒子の数を増加させなくてはならない。製膜時間を抑えつつ、ナノサイズ結晶粒子の数を増加させる、という課題に対して、製膜中の真空度を高めることで、モリブデンソースとして使用している、ヘキサカルボニルモリブデンの揮発量を増加させ、原料ガス濃度を大きくすることで対応することができる。

ＣＶＤ法において、重要な製膜条件は、（１）基板温度、（２）製膜時間、（３）真空度、（４）ソース温度、（５）キャリヤガス種、（６）基板材料、の６項目である。以下に、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する配向酸化モリブデン薄膜を作製するために必要なそれぞれの条件について説明する。

ヘキサカルボニルモリブデンを原料としたＣＶＤ法における基板温度は、通常、４００〜５４０℃、好ましくは４８０〜５２０℃である。基板温度が４００℃未満の場合は、酸化モリブデンが十分に結晶化しない。一方、５４０℃を超える場合は、ＭｏＯ_３に対して酸素量の少ない結晶相が、不純物として析出する。

製膜時間は、真空度及びソース温度にも依存するが、通常５〜６０秒、好ましくは１０〜３０秒である。製膜時間が５秒未満の場合は、ナノサイズ結晶粒子が島状になる。一方、６０秒を超える場合は、結晶粒成長が進行し、結晶粒子サイズがミクロンオーダーとなる。なお、本発明において、ソースとして用いたヘキサカルボニルモリブデンは、ソース温度が２０〜２５℃程度においても、真空下では容易に揮発するため、製膜の際は、まず、基板温度が所定の温度に保持された後に、真空ポンプを作動させ、これを製膜開始時刻とした。即ち、ここでいう製膜時間は、真空ポンプを作動させることによりソースの供給を開始してから、系内の圧力を常圧に戻すことで、ソースの供給を終了させるまでの時間として定義している。

真空度は、ソースの揮発量に影響を与え、通常、２０Ｔｏｒｒ以下、好ましくは、３Ｔｏｒｒ以下である。真空度が２０Ｔｏｒｒを超える場合は、ＭｏＯ_３に対して酸素量の少ない結晶相が、不純物として析出する。ソース温度は、揮発量に影響を与え、通常室温〜６０℃、好ましくは室温〜４０℃である。キャリヤガスには、酸素ガスを用い、流量は５０〜３００ｍｌ、好ましくは７０〜１５０ｍｌである。キャリヤガスに窒素、あるいはアルゴンなどの不活性ガスを用いた場合、ＭｏＯ_３に対して酸素量の少ない結晶相が、不純物として析出する。基板には、格子定数のミスマッチの小さな、ペロブスカイト型構造を有するＬａＡｌＯ_３（１００）単結晶を用いた。この基板を用いることで、酸化モリブデンの層方向が基板表面と平行になるように配向した、酸化モリブデン薄膜が成長する。

上記した条件で作製した薄膜のＸ線回折パターンにおいて観察される回折ピークはすべて（０ｋ０）で指数付け可能であり、それ以外の指数を持つ回折ピークがほとんど観察されないことから、当該酸化モリブデン薄膜が、層方向が基板と平行になるように配向していることが確認できた。更に、電子顕微鏡観察、及び原子間力顕微鏡観察から、当該薄膜が、２００ｎｍ以下のナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する薄膜であることが確認できる。

次に、工程（２）の酸化モリブデン薄膜への水和アルカリイオンのインターカレートを行う。蒸留水を１０分程度アルゴンガスでバブリングした後、亜ジチオン酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_４）及びモリブデン酸ナトリウム（Ｎａ_２ＭｏＯ_４）を添加し、攪拌することで、これらを溶解する。ここへ（１）で作製した、ナノサイズ結晶粒子からなる酸化モリブデン配向多孔質薄膜を浸漬する。浸漬時間は、通常５〜１２０秒、好ましくは１０〜６０秒程度である。この間、無色の酸化モリブデン薄膜は青色に変化し、酸化モリブデンが還元されると共に、水和ナトリウムイオンがインターカレートしたことが確認できる。浸漬後、薄膜を蒸留水で洗浄し乾燥することで、酸化モリブデン層間に水和ナトリウムイオンがインターカレートした〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３薄膜が得られる。インターカレーション反応の進行は、Ｘ線回折パターンから確認できる。水和ナトリウムイオンのインターカレーションにより、酸化モリブデンの層間が広がり、このため、（０ｋ０）に指数付けされる回折ピークは低角度側にシフトする。

次に、工程（３）の水和アルカリイオンと導電性ポリマーあるいは有機イオンとの置換反応を行う。代表的な導電性ポリマーである、ポリピロールとの置換反応では、まず、蒸留水にピロールを加え、超音波ホモジナイザーを用いて十分に攪拌混合した後、酸化剤を添加し、更に攪拌する。ここへ、（２）で作製した〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３薄膜を浸漬する。浸漬時間は、通常３秒〜５分、好ましくは１０〜６０秒程度である。薄膜を取り出し、洗浄、乾燥することでＰＰｙ_ｘＭｏＯ_３薄膜が得られる。ここで用いる酸化剤はピロールを酸化させ得るものであれば特に制限されず、塩化鉄、ペルオキソ２硫酸アンモニウム、硝酸鉄などを例示することができる。ピロールの添加量は、〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３に対して、通常５０〜２００倍当量、好ましくは１００〜１５０倍当量である。酸化剤の添加量は〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３に対して、通常１〜３倍当量、好ましくは１．５〜２倍当量である。

有機イオンとの置換反応においては、例えば、有機イオンとしてブチルアンモニウムイオン（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_３ ^＋）を用いる場合、まずブチルアンモニウムクロライド（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_３Ｃｌ）を蒸留水に溶解し、ここに、〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３薄膜を浸漬する。浸漬時間は、通常３秒〜１０分、好ましくは５〜６０秒程度である。薄膜を取り出し、洗浄、乾燥することで（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_３）_ｘＭｏＯ_３薄膜が得られる。Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_３Ｃｌの添加量は〔Ｎａ（Ｈ_２Ｏ）_２〕_ｘＭｏＯ_３に対して、通常１〜１０倍当量、好ましくは２〜７倍当量である。

基板として、あらかじめ金電極を蒸着したものを用いて、上記プロセスで（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_３）_ｘＭｏＯ_３薄膜を形成することで、本発明で用いるセンサ４ａを作製することができるものである。通常、ＶＯＣガスに対して、既存のｎ型半導体酸化物からなる抵抗変化型のセンサは抵抗値が低下することで応答する。しかしながら、上記のようにして得られた、インターカレーション型有機無機ハイブリッド薄膜センサは、有機物として導電性ポリマーから構成されるもの、有機物として有機イオンから構成されるもの、いずれの試料においても、ＶＯＣガスに対してセンサ抵抗が増加することで応答する。更に、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有すること特徴とするＰＰｙ_ｘＭｏＯ_３薄膜センサの、代表的なＶＯＣであるホルムアルデヒドガスに対する応答感度は、ミクロサイズの結晶粒子からなる緻密なＰＰｙ_ｘＭｏＯ_３薄膜センサに比較して、数倍程度向上するものである。

上記の、ナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する有機無機ハイブリッド薄膜の製造方法では、上記酸化モリブデン、及びポリピロールあるいはブチルアンモニウムイオンを用いた場合と同様の方法を、酸化モリブデン、ポリピロールあるいはブチルアンモニウムイオン以外の層状無機化合物、及び導電性ポリマーあるいは有機イオンにも適用することができる。また上記のナノサイズ結晶粒子からなり、多孔質構造を有する導電性有機無機ハイブリッド薄膜によるガスセンサを形成できる層状無機化合物としては、例えば、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、塩化ルテニウム、酸塩化鉄、硫化モリブデン等が、また、導電性ポリマーとしては、例えば、ポリアニリン、ポリチオール、ポリエチレンオキサイド等が、また有機イオンとしては、例えば、テトラブチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン等が挙げられる。

上記のように形成される本発明の換気装置にあって、換気ファン３は常時作動しており、２４時間換気が行なわれるようになっている。そして換気ファン３の排気ファン２によって部屋Ａの室内の空気が排気ダクト１０を通して排気される際に、排気ダクト１０内に設けたセンサ４によって、この室内空気中の化学物質の濃度が測定され、センサ４で測定された化学物質濃度のデータは制御部５に入力される。

ここで、このように排気ダクト１０を通して排気ファン２で排気する空気は、部屋Ａの室内の各所から排気ダクト１０に吸い込まれた空気であり、部屋Ａの室内の各所から集められた空気が混合された空気である。従って、排気ファン２で排気される空気の化学物質の濃度をセンサ４で測定することによって、部屋Ａの室内の各所の空気が混合された空気の化学物質濃度を測定することができるものであり、部屋Ａの室内の空気の化学物質濃度が局所的に異なって均一でない場合でも、部屋Ａの室内の全体の空気を混合して化学物質濃度を均一化した状態で、化学物質濃度を精度高く測定することができるものである。

一方、制御部５のメモリーには、室内空気の化学物質の濃度を制御すべき範囲の下限値αと上限値β（α＜β、例えばα＝β／２）が登録されている。そして、センサ４で測定された空気中の化学物質の濃度Ｃのデータと、メモリーに登録された下限値α及び上限値βのデータが制御部５のＣＰＵで比較演算される。

ここで、上記のようにセンサ４で測定された濃度Ｃが下限値αと上限値βの間にある場合、すなわち図２のフローチャートにおいて、濃度Ｃ＜αの演算結果がＮＯであり且つ、濃度Ｃ＞βの演算結果がＮＯであるとき、換気ファン３の作動は現状を維持し、換気風量は現状が維持される。

またセンサ４で測定された濃度Ｃが上限値βを超える場合、すなわち図２のフローチャートにおいて、濃度Ｃ＜αの演算結果がＮＯであり且つ、濃度Ｃ＞βの演算結果がＹＥＳであるとき、制御部５から出力される制御信号で換気ファン３の給気ファン１と排気ファン２の回転数を高める制御を行なって、換気風量を高めるように調整する。このように換気風量を高めて部屋Ａの室内空気の換気量を増大することによって、室内空気の化学物質濃度を低下させることができるものである。

あるいは、室内空気の化学物質濃度が低下して、センサ４で測定された室内空気の化学物質の濃度Ｃが下限値αを下回る場合、すなわち図２のフローチャートにおいて、濃度Ｃ＜αの演算結果がＹＥＳであるとき、制御部５から出力される制御信号で換気ファン３の給気ファン１と排気ファン２の回転数を低下させる制御を行なって、換気風量を下げるように調整する。このように室内空気の化学物質の濃度Ｃが下限値αより小さいときには、省エネルギーで換気装置を運転することができるものである。

このとき、本発明ではセンサ４として複数種のものを用いており、各センサ４で検知された化学物質の濃度Ｃについて、上記の図２のような換気量の制御が行なわれるものであり、室内で発生する各種の化学物質に対処して換気を制御することができるものである。例えばセンサ４として上記のようにホルムアルデヒドに対して感度の高いセンサ４ａ、芳香族炭化水素に対して感度の高いセンサ４ｂ、トータルなＶＯＣを測定するセンサ４ｃを用いると、ハウスシックにおいて問題となるホルムアルデヒドや、さらに芳香族炭化水素の濃度を低下させるように換気を制御することができ、さらに他のトータルなＶＯＣの濃度も低下させるようすることができるものである。

図３は本発明の実施の形態の他の一例を示すものである。部屋Ａ内に人が居ると、人の活動によって室内の空気が攪拌されることになり、化学物質が室内の局所的な箇所で発生しても、この攪拌効果によって室内の空気の化学物質の濃度は均一化される。このため、室内に人が居るときには、部屋Ａから排気される空気の化学物質の濃度をセンサ４で検知するにあたって、均一化された化学物質濃度を測定することができる。一方、室内に人が居ないときには、人の活動による空気の攪拌がないので、室内の空気は静止した状態になり、室内の局所的な箇所で発生した化学物質が室内の一部に滞留して、室内空気における化学物質の濃度が偏り易くなる。そして化学物質の濃度が低い箇所の室内空気が排気されるときには、センサ４で検知される化学物質濃度は、実際の室内空気の濃度よりも低くなり、実際の濃度に適合した換気量に制御することができず、換気不足になるおそれがある。

このことは、部屋Ａ内に設置された電気製品、例えばテレビや照明器具などが稼動しているときと、稼動していないときにおいても、同様である。すなわち、電気製品が稼動していると、電気製品は一般に発熱をするので、電気製品のこの発熱によって室内の空気が攪拌されるものであり、上記の室内に人が居るときと同様に、部屋Ａから排気される空気の化学物質の濃度をセンサ４で検知するにあたって、均一化された化学物質濃度を測定することができる。一方、電気製品が稼動していないと発熱がないので、室内の空気は攪拌されず、上記の室内に人が居ないときと同様に、実際の室内空気の濃度に適合した換気量に制御することができないことができず、換気不足になるおそれがある。

そこで図３の実施の形態では、室内に人が居るか否かを検知する人検知部７や、室内の電気製品が稼動しているか否かを検知する電気製品稼動検知部９を備え、人検知部７で人を検知しないときや、電気製品稼動検知部９で電気製品の稼動を検知しないときには、センサ４による化学物質の実測濃度よりも低い濃度レベルで、換気ファン３による換気量を増加させるように制御を行なうようにしてある。

人検知部７としては、人体から発生する赤外線を検知する赤外線検知センサなどからなる人感センサを用いることができるものであり、室内の天井などに取り付けて使用することができる。人検知部７は制御部５に電気的に接続してあり、室内に人が居ることを検知すると、検知信号が制御部５に入力されるようにしてある。

また電気製品稼動検知部９は、部屋Ａの室内配線への供給電力を計測する電力計で形成することができる。家屋に設備される分電盤には、各部屋の室内配線に接続されるブレーカーが設けてあるが、このブレーカーに電力計を設けて電気製品稼動検知部９を形成することができるものである。この電力計は制御部５に電気的に接続してあり、電力計で計測される部屋Ａの室内での消費ワット数が所定の設定値よりも大きいときに、電気製品が稼動していると検知することができるものである。例えば、電力計で計測される消費ワット数を検出し、待機電力のワット数（例えば１０〜２０Ｗ）を超える消費電力のワット数が検出されたときに、部屋Ａの室内の電気製品が稼動していると推定して稼動を検知するものである。

人検知部７や電気製品稼動検知部９を備えて形成される上記の換気装置にあって、室内にヒトが居ることが人検知部７で検知されたとき、あるいは室内の電気製品が稼動していることが電気製品稼動検知部９で検知されたときは、図４のフローチャートに示すように、既述の図２の場合と同様にして、センサ４で測定される空気中の化学物質の濃度Ｃが下限値αと上限値βの間になるように換気風量が制御される。すなわち、センサ４で測定される濃度Ｃが上限値βを超えると、換気風量を高めて部屋Ａの室内空気の換気量を増大し、濃度Ｃが下限値αを下回ると、換気風量を下げて換気量を減少させ、濃度Ｃが下限値αと上限値βの間にあるときは、現状の換気量を保つように、制御部５による制御を行なう。

一方、室内にヒトが居ることが人検知部７で検知されず、室内の電気製品が稼動していることが電気製品稼動検知部９で検知されないときは、制御部５において、センサ４で測定される空気中の化学物質の濃度Ｃに１を超える係数ｎを掛けて濃度Ｃｎ（＝Ｃ×ｎ）に換算する演算がなされるものであり、この換算した濃度Ｃｎと下限値α及び上限値βが比較演算されるようにしてある。この係数ｎは任意に設定することができるが、例えばｎ＝１．２に設定することができる。

そしてセンサ４の測定値から換算された濃度Ｃｎが下限値αと上限値βの間にある場合、すなわち図４のフローチャートにおいて、濃度Ｃｎ＜αの演算結果がＮＯであり且つ、濃度Ｃｎ＞βの演算結果がＮＯであるとき、換気ファン３の作動は現状を維持し、換気風量は現状が維持される。

またセンサ４の測定値から換算された濃度Ｃｎが上限値βを超える場合、すなわち図４のフローチャートにおいて、濃度Ｃｎ＜αの演算結果がＮＯであり且つ、濃度Ｃｎ＞βの演算結果がＹＥＳであるとき、制御部５から出力される制御信号で換気ファン３の給気ファン１と排気ファン２の回転数を高める制御を行なって、換気風量を高めるように調整する。このように換気風量を高めて部屋Ａの室内空気の換気量を増大することによって、室内空気の化学物質濃度を低下させることができるものである。

あるいは、センサ４の測定値から換算された濃度Ｃｎが下限値αを下回っている場合、すなわち図４のフローチャートにおいて、濃度Ｃｎ＜αの演算結果がＹＥＳであるとき、制御部５から出力される制御信号で換気ファン３の給気ファン１と排気ファン２の回転数を低下させる制御を行なって、換気風量を下げるように調整する。このように換算濃度Ｃｎが下限値αより小さいときには、省エネルギーで換気装置を運転するものである。

上記のようにして、室内に人が居ず、また室内の電気製品が稼動していず、室内の空気が静止状態にあって化学物質濃度が偏っているときに、センサ４で測定される化学物質濃度が実際の濃度よりも低い場合であっても、測定濃度Ｃよりも高い濃度Ｃｎに換算して、上下限値α，βと比較演算するようにしているので、センサ４による実測濃度よりも低い濃度レベルで換気ファン３による換気量を制御することができるものであり、換気量不足になるようなことを未然に防ぐことができるものである。

尚、上記の図３の実施の形態では、人検知部７と電気製品稼動検知部９の両方を備え、人の検知と、電気製品の稼動の検知のいずれか一方が行なわれる場合には、測定濃度Ｃを上下限値α，βと比較演算するようにし、人の検知と、電気製品の稼動の検知の両方が行なわれないと、測定濃度Ｃから換算濃度Ｃｎを求めて上下限値α，βと比較演算するようにしたが、人検知部７と電気製品稼動検知部９の一方のみを設けるようにしてもよい。

また、上記の図１や図３の実施の形態では、センサ４を排気ダクト１０内に設けるようにしたが、排気ダクト１０の外部、例えば制御部５を設けたケーシング内に設けるようにしてもよい。この場合には、排気ファン２で排気される室内空気の一部を排気ダクト１０からセンサ４に供給するサンプリングダクトを設ける必要がある。

図５は本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、換気を行なう部屋として、複数の部屋を備えたシステムを示すものである。部屋の数は制限されるものではないが、図５の実施の形態では部屋Ａ１、部屋Ａ２の二部屋を備えている。

そして各部屋Ａ１，Ａ２にそれぞれ給気ダクト２０と排気ダクト１０が接続してある。給気ダクト２０は、各部屋Ａ１，Ａ２の給気口に接続される分岐給気ダクト２０ａと、分岐給気ダクト２０ａが合流した合流給気ダクト２０ｂからなるものであり、給気ファン１は合流給気ダクト２０ｂに設けてある。また排気ダクト１０は、各部屋Ａ１，Ａ２に接続される分岐排気ダクト１０ａ、１０ｂと、分岐排気ダクト１０ａ、１０ｂが合流した合流排気ダクト１０ｃからなるものである。排気ファン２は合流排気ダクト１０ｃに設けられるメイン排気ファン２ａと、各部屋Ａ１，Ａ２に設けられるアシスト排気ファン２ｂ、２ｃからなるものであり、各分岐排気ダクト１０ａ、１０ｂはアシスト排気ファン２ｂ、２ｃを介して各部屋Ａ１，Ａ２に接続してある。これらの給気ファン１、排気ファン２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ上記と同様に制御部５に接続してあって、制御部５から出力される制御信号によって回転数が制御されるようになっており、また給気ファン１による給気風量と、排気ファン２ａ，２ｂ，２ｃによる合計の排気風量とが等しくなるようにしてある。

また、上記のようにホルムアルデヒドに対して感度の高いセンサ４ａ、芳香族炭化水素に対して感度の高いセンサ４ｂ、トータルなＶＯＣを測定するセンサ４ｃなどからなる複数のセンサ４は、センサ収容部１１内に一纏めにして集中配置してある。このセンサ収容部１１は密閉容器などで形成されるものであり、このセンサ収容部１１にサンプリングポンプ２２を介して分配器１３が設けてある。この分配器１３と、上記の各部屋Ａ１，Ａ２に接続される分岐排気ダクト１０ａ，１０ｂ及び合流排気ダクト１０ｃの間にそれぞれサンプリングダクト１２が接続してあり、分配器１３はこの３本のサンプリングダクト１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうち、１本のみをセンサ収容部１１に連通させるように、センサ収容部１１とサンプリングダクト１２の間の接続を切り換えるものである。接続の切り換えは、分配器１３に設けた電磁弁で行なわれるようにしてあり、３本のサンプリングダクト１２は一定時間ごとに順に接続が切り換えられるように、制御部５で分配器１３を制御するようにしてある。その他の構成は、図１や図３の実施の形態と同じである。

上記のように形成される換気装置にあって、給気ファン１と排気ファン２から形成される換気ファン３は常時作動しており、各部屋Ａ１，Ａ２の換気が２４時間行なわれるようになっている。そしてメイン排気ファン２ａとアシスト排気ファン２ｂによって部屋Ａ１の室内の空気が分岐排気ダクト１０ａ及び合流排気ダクト１０ｃを通して排気され、またメイン排気ファン２ａとアシスト排気ファン２ｃによって部屋Ａ２の室内の空気が分岐排気ダクト１０ｂ及び合流排気ダクト１０ｃを通して排気されるものであり、部屋Ａ１，Ａ２の空気は合流排気ダクト１０ｃで合流して混合された状態で排出されるようになっている。

このとき、分配器１３によるサンプリングダクト１２の接続切り換えによって、分岐排気ダクト１０ａのサンプリングダクト１２ａがセンサ収容部１１に接続されると、サンプリングポンプ２２による吸引で、分岐排気ダクト１０ａを通過して排出される室内空気の一部がサンプリングダクト１２ａを通してセンサ収容部１１に供給され、この空気中に含まれる化学物質の濃度がセンサ４で検出される。分岐排気ダクト１０ａを通過する空気は、部屋Ａ１から排気される空気であるので、部屋Ａ１の空気に含まれる化学物質の濃度がセンサ収容部１１内のセンサ４で検出されるものである。次に分配器１３によるサンプリングダクト１２の接続切り換えによって、分岐排気ダクト１０ｂのサンプリングダクト１２ｂがセンサ収容部１１に接続されると、サンプリングポンプ２２による吸引で、分岐排気ダクト１０ｂを通過して排出される室内空気の一部がサンプリングダクト１２ｂを通してセンサ収容部１１に供給され、この空気中に含まれる化学物質の濃度がセンサ４で検出される。分岐排気ダクト１０ｂを通過する空気は、部屋Ａ２から排気される空気であるので、部屋Ａ２の空気に含まれる化学物質の濃度がセンサ収容部１１内のセンサ４で検出されるものである。さらに分配器１３によるサンプリングダクト１２の接続切り換えによって、合流排気ダクト１０ｃのサンプリングダクト１２ｃがセンサ収容部１１に接続されると、サンプリングポンプ２２による吸引で、合流排気ダクト１０ｃを通過して排出される室内空気の一部がサンプリングダクト１２ｃを通してセンサ収容部１１に供給され、この空気中に含まれる化学物質の濃度がセンサ４で検出される。合流排気ダクト１０ｃを通過する空気は、部屋Ａ１と部屋Ａ２から排気される空気が合流して混合されたものであるので、部屋Ａ１と部屋Ａ２の空気の化学物質濃度の平均値がセンサ収容部１１内のセンサ４で検出されるものである。このように、複数の部屋Ａ１，Ａ２を具備するシステムにおいて、一組のセンサ４をセンサ収容部１１に配置することによって、各部屋Ａ１，Ａ２の空気の化学物質濃度や、各部屋Ａ１，Ａ２の空気の化学物質の平均濃度を測定することができるものであり、各部屋Ａ１，Ａ２ごとにセンサ４を配置するような必要がなくなって、システムを安価に構成することが可能になるものである。

次に、換気量の制御について説明する。ここで、給気ファン１や排気ファン２の回転数を所定の段階で変更するように制御し、換気風量を「弱」、「中」、「大」の三段階に調整できるようにしてある。

そして、上記のように部屋Ａ１の空気の化学物質の濃度Ｃ_Ａ１は分岐排気ダクト１０ａを通過する際にサンプリングダクト１２ａでサンプリングされてセンサ４で測定されるが、このようにセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ１が下限値αと上限値βの間にある場合、すなわち図６（ａ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ１＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_Ａ１＜αの演算結果がＮｏであるとき、部屋Ａ１のアシスト排気ファン２ｂは換気風量が「中」となるように制御される。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ１が上限値βを超える場合、すなわち図６（ａ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ１＜βの演算結果がＮｏであるとき、部屋Ａ１のアシスト排気ファン２ｂは換気風量が「強」となるように制御され、部屋Ａ１の室内空気の換気量を増大して室内空気の化学物質濃度を低下させるようにする。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ１が下限値αを下回る場合、すなわち図６（ａ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ１＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_Ａ１＜αの演算結果がＹｅｓであるとき、部屋Ａ１のアシスト排気ファン２ｂは換気風量が「弱」となるように制御され、換気装置は省エネルギーで運転される。

次に、部屋Ａ２の空気の化学物質の濃度Ｃ_Ａ２は分岐排気ダクト１０ｂを通過する際にサンプリングダクト１２ｂでサンプリングされてセンサ４で測定されるが、このようにセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ２が下限値αと上限値βの間にある場合、すなわち図６（ｂ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ２＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_Ａ２＜αの演算結果がＮｏであるとき、部屋Ａ２のアシスト排気ファン２ｃは換気風量が「中」となるように制御される。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ２が上限値βを超える場合、すなわち図６（ｂ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ２＜βの演算結果がＮｏであるとき、部屋Ａ２のアシスト排気ファン２ｃは換気風量が「強」となるように制御され、部屋Ａ２の室内空気の換気量を増大して室内空気の化学物質濃度を低下させるようにする。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_Ａ２が下限値αを下回る場合、すなわち図６（ｂ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_Ａ２＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_Ａ２＜αの演算結果がＹｅｓであるとき、部屋Ａ２のアシスト排気ファン２ｃは換気風量が「弱」となるように制御され、換気装置は省エネルギーで運転される。

次に、部屋Ａ１と部屋Ａ２からそれぞれ排気された空気は、合流して合流排気ダクト１０ｃを通過する際にサンプリングダクト１２ｃでサンプリングされ、部屋Ａ１の空気と部屋Ａ２の空気の化学物質濃度の平均値Ｃ_ｔがセンサ４で測定されるが、このようにセンサ４で測定された濃度Ｃ_ｔが下限値αと上限値βの間にある場合、すなわち図６（ｃ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_ｔ＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_ｔ＜αの演算結果がＮｏであるとき、メイン排気ファン２ａは換気風量が「中」となるように制御される。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_ｔが上限値βを超える場合、すなわち図６（ｃ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_ｔ＜βの演算結果がＮｏであるとき、メイン排気ファン２ａは換気風量が「強」となるように制御され、部屋Ａ１，Ａ２の換気量を増大して室内空気の化学物質濃度を低下させるようにする。

またセンサ４で測定された濃度Ｃ_ｔが下限値αを下回る場合、すなわち図６（ｃ）のフローチャートにおいて、濃度Ｃ_ｔ＜βの演算結果がＹｅｓであり且つ、濃度Ｃ_ｔ＜αの演算結果がＹｅｓであるとき、メイン排気ファン２ａは換気風量が「弱」となるように制御され、換気装置は省エネルギーで運転される。

上記のようにして、部屋Ａ１，Ａ２の各室内空気の化学物質の濃度に応じて、各部屋Ａ１，Ａ２の換気量を個別に制御することができるものである。従って、化学物質の濃度が高い部屋の換気量を高くするように、また化学物質の濃度が低い部屋の換気量を低くするように、制御することによって、省エネルギーを達成しながら効率よく換気を行なうことができるものである。

ここで、上記のように各部屋Ａ１，Ａ２の換気風量を個別に制御するため、各部屋Ａ１，Ａ２の化学物質濃度が等しいときは（Ｃ_Ａ１＝Ｃ_Ａ２）、部屋Ａ１，Ａ２ともに同じ風量で換気がなされるが、部屋Ａ１，Ａ２のうち一方で突発的にＶＯＣが発生して、例えば部屋Ａ２の化学物質濃度が高くなると（Ｃ_Ａ１＜Ｃ_Ａ２）、部屋Ａ２の換気風量が部屋Ａ１の換気風量よりも大きくなるように制御される。このため、部屋Ａ１と部屋Ａ２の間に圧力差が生じることになるが、部屋Ａ１，Ａ２の間が通路などで連通されていると、部屋Ａ１から部屋Ａ２へと空気が移流し、このような圧力差は解消されるものである。このように部屋Ａ１と部屋Ａ２の換気風量が異なるときの部屋Ａ１，Ａ２間の空気の移流を、図５に破線矢印で示す。

図７は本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、この実施の形態では、活性炭などの吸着剤を充填したフィルター２４がサンプリングダクト２５で分配器１３に接続してある。そして分配器１３は、既述の３本のサンプリングダクト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及びこのサンプリングダクト２５のうち、１本のみをセンサ収容部１１に連通させるように、センサ収容部１１とサンプリングダクト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，２５の間の接続を切り換えるものである。接続の切り換えは、分配器１３に設けた電磁弁で行なわれるようにしてあり、サンプリングダクト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，２５は一定時間ごとに順に接続が切り換えられるように、制御部５で分配器１３を制御するようにしてある。その他の構成は、図５の実施の形態と同じである。

本発明で用いるセンサ４は、検知部に化学物質が吸着されると電気抵抗値が変化することを利用して、検知部の電気抵抗値に基づいて空気中の化学物質の濃度を測定することを原理としている。そして化学物質が吸着されていない検知部の電気抵抗値、すなわちゼロ点の電気抵抗値と、空気中に含まれる化学物質が吸着された検知部の電気抵抗値の差から算出することによって、空気中の化学物質の濃度を検出することができる。しかし、センサ４は継続使用していると経時変化でゼロ点の電気抵抗値が徐々に変化するので、センサ４の初期のゼロ点の電気抵抗値と化学物質が吸着された検知部の電気抵抗値の差から化学物質濃度を算出して求めても、実際の化学物質濃度と一致しなくなる。

そこで図７の実施の形態では、排気ダクト１０を通過する空気の一部をサンプリングしてセンサ収容部１１に供給するサンプリングダクト１２の他に、吸着剤６を充填したフィルター２４がサンプリングダクト２５で分配器１３に接続してある。そして分配器１３による切り換えでサンプリングダクト２５がセンサ収容部１１に連通されると、サンプリングポンプ２２による吸引によって、屋外の空気がフィルター２４を通過した後にサンプリングダクト２５を通してセンサ収容部１１に供給される。この空気はフィルター２４内を通過する際に化学物質が吸着剤６で吸着されて除去されており、実質的に化学物質濃度がゼロになっているので、この空気についてセンサ収容部１１のセンサ４で測定された電気抵抗値がゼロ点での電気抵抗値となる。

このように、化学物質濃度がゼロである空気の電気抵抗値、すなわちゼロ点での電気抵抗値を常時測定して、センサ４のゼロ点の電気抵抗値を現在の正しい数値に補正することができるものである。従って、排気ダクト１０を通過する空気の一部をサンプリングしてセンサ収容部１１のセンサ４で空気中の化学物質濃度を測定する際に、正しく補正したゼロ点の電気抵抗値を基準に演算して化学物質濃度を検出することができるものであり、正確な濃度測定を行なうことができるものである。

１給気ファン
２排気ファン
３換気ファン
４センサ
５制御部
６吸着剤
７人検知部
９電気製品検知部
１０排気ダクト
１１センサ収容部
１２サンプリングダクト
１３分配器

Claims

複数の部屋と、各部屋の室内の空気を換気する給・排気ファンからなる換気ファンと、各部屋に接続され、換気ファンの排気ファンで排気される空気が通過する排気ダクトと、各部屋に接続され、換気ファンの給気ファンで給気される空気が通過する給気ダクトと、換気ファンの排気ファンで排気される室内空気中の化学物質の濃度を検知する複数種のセンサと、前記の複数種のセンサを集中配置するセンサ収容部と、各排気ダクトとセンサ収容部との間に設けられ、排気ダクトを通過する空気の一部をセンサ収容部に供給するサンプリングダクトと、各サンプリングダクトとセンサ収容部との接続を切り換えることによって、各部屋から排気される空気中の化学物質の濃度を個別にセンサで検知できるようにする分配器と、センサで検知された化学物質の濃度に応じて換気ファンによる換気量を制御する制御部とを具備し、
給気ダクトは、各部屋に接続される分岐給気ダクトと、分岐給気ダクトが合流した合流給気ダクトからなり、給気ファンは合流給気ダクトに設けてあり、
排気ダクトは、各部屋に接続される分岐排気ダクトと、分岐排気ダクトが合流した合流排気ダクトからなり、排気ファンは合流排気ダクトに設けられるメイン排気ファンと、各部屋に設けられるアシスト排気ファンからなり、各分岐排気ダクトはアシスト排気ファンを介して各部屋に接続してあり、
制御部は、センサで検知された、各部屋から排気される空気中の化学物質の濃度に応じて、各部屋ごとの換気量を制御すると共に、給気ファンによる給気風量と排気ファンによる合計の排気風量とが等しくなるように制御するものであり、
上記の複数種のセンサのうち少なくとも一つとして、層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子を挿入することによってホルムアルデヒドを選択的に測定するセンサを具備して成ることを特徴とする換気装置。
センサは空気中の化学物質の濃度に応じて電気抵抗値が変化する検知部を備えて形成されるものであり、吸着剤に通して空気中の化学物質濃度を低下させた空気について測定された電気抵抗値と、排気ファンで室内から排気される空気について測定された電気抵抗値の差から、排気ファンで排気されるこの空気中の化学物質の濃度を測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
室内に人が居るか否かを検知する人検知部備え、制御部は、人検知部で人を検知しないとき、センサによる化学物質の測定濃度より低い濃度レベルで、換気ファンによる換気量を制御するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の換気装置。
室内の電気製品が稼動しているか否かを検知する電気製品稼動検知部を備え、制御部は、電気製品稼動検知部で電気製品の稼動を検知しないとき、センサによる化学物質の測定濃度より低い濃度レベルで、換気ファンによる換気量を増加させるように制御するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の換気装置。
部屋の空気を排気する排気ファンを各部屋に設け、制御部は、各排気ファンを個別に制御することによって、各部屋ごとの換気量を調整するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の換気装置。
分配器と、分岐排気ダクト及び合流排気ダクトの間にそれぞれサンプリングダクトが接続してあり、分配器はこれらのサンプリングダクトのうち、１本のみを前記センサ収容部に連通させるように接続を切り換えるものであり、制御部は、各分岐排気ダクトからサンプリングダクトでサンプリングされてセンサで測定される濃度に基づいて、各アシスト排気ファンの換気風量を制御し、合流排気ダクトからサンプリングダクトでサンプリングされてセンサで測定される濃度に基づいて、メイン排気ファンの換気風量を制御する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の換気装置。