JPH02166332A - 換気扇の自動制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、換気扇の自動制御方法及び装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

調理場に設けられた換気扇には、温度変化を検出して換
気扇を制御する自動換気扇が用いられるようになった０
例えば、特開昭６２−１１９３３９号公報には、感温抵
抗素子とコンデンサを用いる積分回路、この積分回路に
接続する電荷の放電回路、及び、この放電回路に接続す
る電位レベル判別回路からなる温度検知回路と、この温
度検知回路に接続するマイクロプロセッサと、このマイ
クロプロセッサから操作信号が送られるスイッチング素
子を有する換気扇駆動回路とからなり、精度の高い温度
設定と、精度の高い温度計測が可能な換気扇の制御装置
が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来技術は、調理時に発生する煙、臭い。

ガスなどを排出するという点については配慮がなされて
おらず、家屋内のより良い生活環境を維持するには問題
があった。

本発明の目的は、例えば、調理時に発生する熱気はもち
ろんのこと、煙、臭い、ガスなどを検出して、それらを
自動的に排出し、家屋内のより良い生活環境を維持する
ことにある。

さらに、使用される環境条件によらず感度調整等をする
必要のない使い勝手の良い換気扇制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するためにとられた本発明の主なる構
成は、換気扇の自動制御方法においては。

空気汚染及び昇温発生源の稼動状態における温度及び空
気汚染度を、空気汚染発生前の常温状態における温度及
び空気汚染度と比較し、該比較によって得られた比較値
を予め設定されている前記温度及び前記空気汚染度の基
準の比較値と比較し、該比較結果に基づき換気扇を駆動
することを特徴とし、換気扇の自動制御装置においては
、空気汚染検出手段、温度検出手段、前記空気汚染検出
手段により検出された空気汚染発生前の空気の清浄レベ
ルを記憶する清浄レベル記憶手段、前記温度検出手段の
出力により温度の基準を記憶する温度基準記憶手手段、
前記空気汚染検出手段の任意の時点における出力と前記
清浄レベル記憶手段に記憶されている空気の清浄レベル
との比を演算する出力比演算手段、前記温度検出手段の
前記任意の時点における出力と前記温度基準記憶手手段
に記憶されている温度基準との差を演算する温度差演算
手段、前記空気汚染検出手段の前記任意の時点における
出力と前記空気の清浄レベルとの比の基準値を予め記憶
させておく出力比基準記憶手段、前記任意の時点におけ
る前記温度検出手段の出力と前記温度基準との温度差の
基準を予め記憶させておく温度差基準記憶手段、前記出
力比演算手段の出力と前記出力比基準記憶手段に記憶さ
れている値とを比較する出力比比較手段、前記温度差演
算手段の出力と前記温度差基準記憶手段に記憶されてい
る値とを比較する温度差比較手段、前記出力比演算手段
、前記温度差演算手段、前記出力比比較手段及び前記温
度差比較手段の出力より換気扇の制御量を演算する制御
量演算手段、該制御量演算手段の出力により換気扇を制
御する制御手段、及び、該制御手段の出力により前記換
気扇を駆動する駆動手段からなることを一つの特徴とす
るものであり、さらに、前記清浄レベル記憶手段と前記
温度基準記憶手手段とを、前記換気扇の駆動停止期間中
において、予め定めた所定時間経過毎に動作させ、前記
空気の清浄レベル及び前記温度基準を更進する更新手段
を有することを他の特徴とするものである。

〔作用〕

本発明は、煙、臭い、ガスなどによる空気汚染を検出す
る検出素子の清浄空気中における出方を基準値として記
憶させておき、任意の時点における検出素子の出力をこ
の基準値と比較することにより、例えば、調理時に発生
する煙、臭い、ガスなどの発生を検知し、この検出素子
の出力の変化により換気扇の制御量を算出するようにな
っている。

また、例えば、調理時に発生する熱気に対しては、調理
が行われていないときの温度検出素子の出力を温度の基
準値として記憶させておき、任意の時点における温度検
出素子の出力のこの温度の基準値に対する温度差で、調
理時に発生する熱気を検知し、この温度差によって換気
扇の制御量を算出するようになっている。

そして、算出したこれらの制御量を比較して換気扇の制
御量を決定し、この値により換気扇を運転する。なお、
煙、臭い、ガスなどを検出する検出素子及び温度検出素
子の出力の基準値は１例えば、換気扇停止時において、
予め定めた所定時間経過毎に更新するようにすることに
よって、どのような環境で使用しても、誤動作を生じに
くく、使い勝手の面でも大きな利点を有するようにする
ことができる。

すなわち１本発明では、換気扇の制御は、基準値に対す
る変化（煙、臭い、ガスなどの空気汚染は出力比、温度
は温度差）を、予め設定しである値とそれぞれ比較し、
その結果より換気扇を駆動するか否かを判定しており、
また、換気扇の制御量は、出力比及び温度差よりそれぞ
れ算出し、空気の状態に応じた値に設定しているので、
熱気。

埋、臭い、ガスの状態に応じた換気扇の自動運転が可能
となる。

〔実施例〕

以下、実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。第１図において、１は調理時に発生する煙、臭い
、ガスなどを検出する空気汚染検出部、２は空気温度を
検出する温度検出部、３は調理が行われない時の清浄空
気中における空気汚染検出部１の出力を記憶する清浄レ
ベル記憶部、４は調理が行われないときの温度検出部２
の出力を記憶する温度基準記憶部、５は空気汚染検出部
１の出力と清浄レベル記憶部３に記憶されている出力と
の比を演算する出力比演算部、６は温度検出部２の出力
と温度基準記憶部４に記憶されている出力とより温度差
を演算する温度差演算部、７は換気扇駆動に関して出力
比の基準となる値を予め記憶しである出力比基準記憶部
、８は換気扇駆動に関して温度差の基準となる値を予め
記憶しである温度差基準記憶部、９は出力比演算部５の
出力と出力比基準記憶部７の出力とを比較する出力比比
較部、１０は温度差演算部６の出力と温度差基準記憶部
８の出力とを比較する温度差比較部、１１は出力比演算
部５の出力と出力比比較部９の出力とより換気扇を駆動
するための制御量を演算する制御量演算部、１２は温度
差演算部６の出力と温度差比較部１０の出力とより換気
扇を駆動するための制御量を演算する制御量演算部、１
３は制御量演算部１１．１２の出力により換気扇を駆動
するための制御量を決定する制御部、１４は制御部１３
の出力により換気扇を駆動する駆動部、１５は出力比比
較部９の出力と温度差比較部１０の出力より清浄レベル
及び温度基準の記憶のタイミングを制御するタイマ部で
ある。

第２図は、第１図の空気汚染検出部１に、半導体式のガ
スセンサを用いたときの接続回路図である。１６は半導
体式のガスセンサ、１７はガスセンサ１６を加熱するヒ
ータ、１８はヒータ１７に電流を流すトランス、１９．
２０はガスセンサ１６の抵抗変化を検出する検出用の抵
抗、２１は整流用のダイオード、２２は平滑用のコンデ
ンサ。

２３．２４は放電用の抵抗、２５はトランス１８及びガ
スセンサ１６を駆動する商用の電源である。

第３図は、調理の一例として焼き魚の調理を行ったとき
の第２図に示した空気汚染検出部ｌのガスセンサの出力
特性図であり、横軸、縦軸には、それぞれ経過時間、出
力電圧Ｖ　ｏ　（Ｖ　）がとってあり、ｔ＆はガスコン
ロの点火時、ｔｌはガスコンロ使用時を示している。第
３図に示すように５時間ｔａ時にガスコンロが点火され
ると、ガスセンサ１６は５点火時の生ガスに反応して、
抵抗値が減少するので、出力電圧Ｖｏは増加する。出力
電圧Ｖｏは、その後は少し低下するが、焼き魚の埋及び
臭いの発生状態に応じて増加・変動する。従って、ガス
センサ１６の出力電圧Ｖｏの変化度合により、調理によ
って生じる空気の汚染度合の検出を行うことができる。

次に、本実施例の動作を、第４図のブロック回路図、第
５図〜第８図のフローチャート、第９図及び第１０図の
動作例の説明図を用いて説明する。

第４図において、２６は空気の汚染検出用の、例えば、
半導体式のガスセンサ、２７は温度検出用の、例えば、
サーミスタよりなる温度センサ、２８はガスセンサ２６
の出力と温度センサ２７の出力を切り換えて出力するマ
ルチプレクサ、２９はマルチプレクサ２８のアナログ出
力をデジタル値に変換すＡ／Ｄコンバータ、３０はマイ
クロコンピュータ、３１はガスセンサ２６の出力比基準
。

温度差基準などの定数データを予め記憶させておくＲＯ
Ｍ、３２は空気の清浄レベル、温度基準などを記憶させ
ておくＲＡＭ、３３はマイクロコンピュータ３０の出力
により、換気扇モータ３４を位相制御する位相制御回路
である。

本実施例の換気扇の自動制御装置は、第５図の概略動作
を示すフローチャートに示すように、換気扇の制御装置
の電源投入と同時にマイクロコンピュータ３０が動作を
開始する。マイクロコンピュータ３０は、マルチプレク
サ２８を制御してガスセンサ２６の出力及び温度センサ
２７の出力をそれぞれＡ／Ｄ変換器２９によりデジタル
データとして測定する（ステップ（１））。測定したガ
スセンサ２６の出力は、ガスセンサ出力基準値５ＥＮＯ
としてＲＡＭ３２に記憶させる。温度センサ２７の出力
は、温度に変換して温度基準値ＴＨＯとしてＲＡＭ３２
に記憶させる（ステップ（２））、ステップ（１）と同
様にしてガスセンサ２６の出力及び温度センサ２７の出
力を測定し、ガスセンサ２６の出力は５ＥＮＩとしてＲ
ＡＭ３２に記憶させ、温度センサ２７の出力は温度に変
換しＴＨＩとしてＲＡＭ３２に記憶させる（ステップ（
３））、ついで、ガスセンサ出力基準値５ＥＮＯとガス
センサ２６の出力５ＥＮＩの出力比を算出し、ＳＣとし
てＲＡＭ３２に記憶させ、温度ＴＨＩと温度基準値ＴＨ
Ｏとの温度差を算出し、ＴＣとしてＲＡＭ３２へ記憶さ
せる（ステップ（４））。

この段階で、現在換気扇が停止しているかどうかを判定
し、停止しているときは、ステップ（６）へ行き、停止
していないときはステップ（８）へ行く（ステップ（５
））。

次に、ステップ（６）以下の動作について説明する。ス
テップ（６）では、調理による熱気、煙。

臭い、ガスなどが発生しているか否かを判断する。

すなわち、ステップ（４）で算出した出力比ＳＣと予め
ＲＯＭ３１に記憶させである出力比基準ＳＣＤを比較す
る。また、温度差ＴＣと予めＲＯＭ３１に記憶させであ
る温度基準（１）とを比較する。ここで、ＳＣくＳＣＤ
かつＴＣ≦ＴＨＤ１であるならば、煙、臭い、ガスなど
の発生もなく、熱気の発生もないと判断し、ステップ（
７）で基準値更新（後述参照）を行い、上述の条件を満
足しないときは、調理によって煙、臭い。

ガスまたは、熱気が発生したと判断し、ステップ（８）
以下を行う、ステップ（８）では、出力比ＳＣと出力比
基準ＳＣＤを比較し、温度差ＴＣと温度差基準（２）Ｔ
ＨＤ２を比較する。ここで、ＳＣ≧ＳＣＤまたはＴＣ≧
ＴＣＤ２であるならば、ステップ（９）の換気扇駆動（
後述参照）を行い、そうでなければ、ステップ（１０）
の換気扇指定時間駆動（後述参照）を行う、基準値更新
（ステップ（７）、換気扇駆動（ステップ（９）または
換気扇指定時間駆動（ステップ（１０））の動作を終了
したならば、ステップ（３）以下の各ステップを繰り返
す。

第６図は第５図のステップ（７）の基準値更新の詳細を
示すフローチャートである。基準値更新は、調理以外の
環境変化１例えば、冷暖房装置の稼動による変化に対す
る誤動作を防止するために行われ、それぞれの基準値は
任意時間ごとに更新される。この同期は、ステップ（１
１）に示すように予め定めた時間ＴＭＩで行う、７Ｍｌ
経過したならば、ＲＡＭ３２に記憶しているセンサ出力
５ＥＮＩをセンサ出力基準値５ＥＮＯとして記憶し、温
度ＴＨＩを温度基準値ＴＨＯとして記憶することにより
、ガスセンサ出力基準値及び温度センサの温度基準値を
更新する（ステップ（１２））。

第７図は、第５図のステップ（９）の換気扇駆動の詳細
を示すフローチャートである。換気扇駆動は、ガスセン
サ出力の基準値に対する出力比ＳＣに応じて換気扇の制
御量を算出しくステップ（１３））、温度差ＴＣより換
気扇の制御量を算出する（ステップ（１４））、算出さ
れたガスセンサの出力比ＳＣによる換気扇の制御量と温
度差ＴＣによる制御量を比較して（ステップ（１５））
。

値の大きい方で位相制御回路３３を動作させる。

こうすることにより、煙、臭い、ガスまたは熱気のどち
らについても換気扇を最適に運転することができる。

第８図は、第５図のステップ（１０）の換気扇指定時間
駆動の詳細を示すフローチャートである。

これは、予め定めた時間ＴＭの間、換気扇を駆動するも
のであり、ステップ（１９）からステップ（２３）の動
作は、前述した換気扇駆動の動作と同様である。時間Ｔ
Ｍ２を経過すると位相制御回路３３を制御して、換気扇
を停止させる（ステップ（２４））。そして、基準値を
更新する（ステップ（２５））。

以上説明した本実施例の換気扇の自動制御装置を実際に
動作させた場合の動作例について第９図。

第１０図を用いて説明する。これらの図で、横軸には時
間、縦軸にはガスセンサ出力（Ｖ）及び温度（℃）（温
度センサ出力）がとってあり、実線はガスセンサ出力の
時間的変化を示し、−点鎖線は温度の時間的変化を示し
ている。

第９図は、ガスコンロによって焼き魚調理を行ったとき
の動作を示したもので、この動作例では。

ｔｔｏで基準値更新を行い、その後ｔｘｔでガスコンロ
を点火した。ガスコンロの点火時の生ガスにガスセンサ
は反応し、出力が上昇していき、ｔ１２で。

第５図ステップ（６）に示した条件のＳＣ＜ＳＣＤを外
れ、またステップ（８）に示した条件のＳＣ≧ＳＣＤを
満足したため、ステップ（９）の換気扇駆動を行い、換
気扇が運転された調理が続けられている間は、焼き魚の
煙、臭い、ガスなどによって、第９図に示すようにガス
センサの出力は増加した状態で変化した。この時、換気
扇はガスセンサの出力比：ＳＣにより自動的に風量制御
が行われる。また、時間経過とともに温度も上昇し、ｔ
ｉｎにおいてステップ（８）に示した条件のＴＣ≧ＴＨ
Ｄ　（２）となりＴＣに応じた制御量、前述のガスセン
サの出力比：ＳＣに応じた制御量の内、大きい方の制御
量で換気扇の風量制御が行われる。

ｔｉａでコンロを消火して調理を終了すると、ガスセン
サ出力は、調理を終了したため下がりはじめ、ｔｌ！１
でステップ（８）に示した条件のＳＣ≧ＳＣＤを外れる
。しかしながら、温度（温度センサ出力）もガスセンサ
出力と同様に下がりはじめるが、ステップ（８）に示し
た条件のＴＣ≧ＴＨＤ（２）を満足するため、ｔｚｓま
では、ＴＣに応じた制御量でステップ（９）の換気扇駆
動の動作を行っている。

ｔｚｓをすぎると、ステップ（８）に示した条件を外れ
るためステップ（１０）の換気扇指定時間駆動を行う、
ｔ１７でＴＭ（２）（例えば数分間〜数十分間）が経過
したため、換気扇を停止し、基準値の更新が行われる。

ｔ１７からは、換気扇が停止しているため、ステップ（
６）の判定を行い。

出力比ＳＣ９温度差ＴＣともに条件を満足しているため
、ステップ（７）の基準値更新の動作が予め定めた時間
毎に行われる。

第１０図は、ガスコンロによって湯わかしを行ったとき
の動作である。この動作例においては、ｔｗｏで基準値
更新を行っている。その後ｔ、ｚｓでガスコンロを点火
すると、ガスコンロ点火時の生ガスによりガスセンサ出
力が上昇していき、ｔｚｚで第５図ステップ（６）に示
した条件のＳＣくＳＣＤを外れ、また、ステップ（８）
に示した条件のＳＣ≧ＳＣＤを満足したため、ステップ
（９）の換気扇駆動を行い、換気扇が運転された。湯わ
かしの場合、煙、臭い、ガスなどは発生しないため、ガ
スセンサ出力は下がり、ｔｚａでステップ（８）に示し
た条件のＳＣ≧ＳＣＤを外れる。したがって、ステップ
（１０）の換気扇指定時間駆動の動作を行う、しかしな
がら、ガスコンロの熱により温度が上昇し、指定時間Ｔ
Ｍ　（２）が経過する前に、ステップ（８）に示した条
件のＴＣ≧ＴＨＤ（２）を満足したため、ステップ（９
）の換気扇駆動の動作が行なわれる。

ｔｚａでお湯が沸き、ガスコンロを消火すると。

そのため温度は下がり、ｔｚｅでステップ（８）に示し
た条件のＴＣ≧ＴＨＤ　（２）から外れ、ステップ（１
０）の換気扇指定時間駆動の動作が行われる５ｔａｙで
ＴＭ　（２）が経過すると、換気扇を停止し基準値を更
新動作に入る。ｔ２７以後は、換気扇が停止しているた
めステップ（６）の判定を行い、ガスセンサ出力比ＳＣ
２温度センサの温度差ＴＣが、ともに条件を満足してい
るため、ステップ（７）の基準値更新の動作を予め定め
た時間毎に行われる。

以上の実施例によれば、調理時に発生する熱気はもちろ
んのこと、煙、臭い、ガスなどを検出して換気扇を自動
制御し、それらを自動的に排出することができるので、
家屋内のより良い生活環境を維持するのに効果がある。

さらに、使用される地域の環境条件に応じて自動的に基
準値更新を行い得るため、換気扇の使用される環境によ
り使用者が初期設定したり、感度調整をする必要がない
ため、誤動作も生じにくく、使い勝手の面でも大きな利
点を有している。

〔発明の効果〕

本発明は１例えば、調理時に発生する熱気はもちろんの
こと、埋、臭い、ガスなどを検出して、それらを自動的
に検出し、家屋内のより良い生活環境を維持することを
可能とし、さらに、使用される環境条件によらず感度調
整等をする必要のない、使い勝手の良い換気扇制御装置
を提供可能とするもので、産業上の効果の大なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の換気扇の自動制御装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第２図は第１図の一部の具体例
の接続回路図、第３図は、第２図のガスセンサの出力特
性図、第４図は本発明の換気扇の自動制御装置の一実施
例のブロック回路図、第５図は第４図の一実施例を用い
た換気扇の自動制御方法の概略動作を示すフローチャー
ト、第６図、第７図及び第８図は、第５図のそれぞれ異
なるステップの詳細な動作を示すフローチャート。 第９図及び第１０図は同じく本発明の換気扇の自動制御
方法のそれぞれ異なる動作例の説明図である。 １・・・空気汚染検出部、２・・・温度検出部、３・・
・清浄レベル記憶部、４・・・温度基準記憶部、５・・
・出力比演算部、６・・・温度差演算部、７・・・出力
比基準記憶部、８・・・温度差基準記憶部、９・・・出
力比比較部。 １０・・・温度差比較部、１１・・・制御量演算部、１
２・・・制御量演算部、１３・・・制御部、１４・・・
駆動部、３λ 第１ 図 地２日 馬８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気汚染及び昇温発生源の稼動状態における温度及
   び空気汚染度を、空気汚染発生前の常温状態における温
   度及び空気汚染度と比較し、該比較によつて得られた比
   較値を予め設定されている前記温度及び前記空気汚染度
   の基準の比較値と比較し、該比較結果に基づき換気扇を
   駆動することを特徴とする換気扇の自動制御方法。 ２、空気汚染検出手段、温度検出手段、前記空気汚染検
   出手段により検出された空気汚染発生前の空気の清浄レ
   ベルを記憶する清浄レベル記憶手段、前記温度検出手段
   の出力により温度の基準を記憶する温度基準記憶手段、
   前記空気汚染検出手段の任意の時点における出力と前記
   清浄レベル記憶手段に記憶されている空気の清浄レベル
   との比を演算する出力比演算手段、前記温度検出手段の
   前記任意の時点における出力と前記温度基準記憶手手段
   に記憶されている温度基準との差を演算する温度差演算
   手段、前記空気汚染検出手段の前記任意の時点における
   出力と前記空気の清浄レベルとの比の基準値を予め記憶
   させておく出力比基準記憶手段、前記任意の時点におけ
   る前記温度検出手段の出力と前記温度基準との温度差の
   基準を予め記憶させておく温度差基準記憶手段、前記出
   力比演算手段の出力と前記出力比基準記憶手段に記憶さ
   れている値とを比較する出力比比較手段、前記温度差演
   算手段の出力と前記温度差基準記憶手段に記憶されてい
   る値とを比較する温度差比較手段、前記出力比演算手段
   、前記温度差演算手段、前記出力比比較手段及び前記温
   度差比較手段の出力より換気扇の制御量を演算する制御
   量演算手段、該制御量演算手段の出力により換気扇を制
   御する制御手段、及び、該制御手段の出力により前記換
   気扇を駆動する駆動手段からなることを特徴とする換気
   扇の自動制御装置。 ３、空気汚染検出手段、温度検出手段、前記空気汚染検
   出手段により検出された空気汚染発生前の空気の清浄レ
   ベルを記憶する清浄レベル記憶手段、前記温度検出手段
   の出力により温度の基準を記憶する温度基準記憶手段、
   前記空気汚染検出手段の任意の時点における出力と前記
   清浄レベル記憶手段に記憶されている空気の清浄レベル
   との比を演算する出力比演算手段、前記温度検出手段の
   前記任意の時点における出力と前記温度基準記憶手段に
   記憶されている温度基準との差を演算する温度差演算手
   段、前記空気汚染検出手段の前記任意の時点における出
   力と前記空気の清浄レベルとの比の基準値を予め記憶さ
   せておく出力比基準記憶手段、前記任意の時点における
   前記温度検出手段の出力と前記温度基準との温度差の基
   準を予め記憶させておく温度差基準記憶手段、前記出力
   比演算手段の出力と前記出力比基準記憶手段に記憶され
   ている値とを比較する出力比比較手段、前記温度差演算
   手段の出力と前記温度差基準記憶手段に記憶している値
   とを比較する温度差比較手段、前記出力比演算手段、前
   記温度差演算手段、前記出力比比較手段及び前記温度差
   比較手段の出力より換気扇の制御量を演算する制御量演
   算手段、該制御量演算手段の出力により換気扇を制御す
   る制御手段、該制御手段の出力により前記換気扇を駆動
   する駆動手段、及び、前記清浄レベル記憶手段と前記温
   度基準記憶手段とを、前記換気扇の駆動停止期間中にお
   いて、予め定めた所定時間経過毎に動作させ、前記空気
   の清浄レベル及び前記温度基準を更新する更新手段を有
   することを特徴とする換気扇の自動制御装置。