JPH03225138A - 自動換気装置 - 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〕 本発明は自動換気装置に係り、特に、調理、暖房などに
用いる換気扇の換気量を自動的に制御する自動換気装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の自動換気装置には、実開昭６２−９５２１６号公
報に開示されているように、炎を紫外線の有無により検
出して換気Ｓを一定時間駆動するものがある。また、轡
開昭５６−１４２３５５号公報に開示されているように
、センサの出力信号を長時間記憶して新たな出力信号と
比較することにより、センサの出力信号の変化分を検出
して換気扇を駆動するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの従来技術では、センサを用い、その出力信号に
より換気扇を駆動し、自動運転が可能であるが、使用し
ているセ／すの検知能力の経時変化、もしくは、検知精
度の経時変化に起因する饋動作に対する考慮がなされて
おらず、自動制御における信頼性の点で問題があった。

さらに、ｖＩＩ４埋時などの利便性の面でも不十分であ
った。

本発明の目的は、調理時などの開始とほぼ同時に動作を
開始することができ、論理時などに発生する熱気や煙、
臭い、ガスなどの汚染空気を検出してこれを排出するこ
とができ、そして、使用しているセンサの検知能力の経
時劣化の影響を受けに（い制御を行い、信和度の高い自
動換気装置を提供することにある。さらに、調理時など
に、予め、セットした調理などの完了予定時に、警報や
音声により報知可能な機能を備えた自動換気装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の自動換気装置は、 （１）汚染空気を排出する換気装置と、空気雰囲気の変
化を検知するための検知手段と、前記検知手段の信号番
こより前記換気装置を制御するための制御手段と、前記
換気装ｆ８外部から操作するための操作手段と、前記換
気装置を外部から設定可能で、設定時間経過後に報知可
能な報知タイマと、前記換気装置の妨作状態および前記
報知タイマの動作時間を表示するための表示手段とを含
むことを特徴とする。

（２）　　（１）において、 前記検知手段には熱気を検知するための温度センサと、
空気雰囲気の汚染を検知するためのガスセ／すと、着火
による炎を検知するための紫外線センサとを含む。

（５）　　（２）において、 前記制御手段が、前記紫外線センサによる眉火検知（１
！号では前記換気装置を弱換気運転し、前記温度センサ
および前記ガスセンサによる熱気および空気＃囲気の汚
れによる検知信号では、予め定めたそれぞれの所定レベ
ルを超えるとその程度に応じて前記換気装置の運転能力
を変化させるようになっている。

（４）　　（３）においで、 前記温度センサおよび前記ガスセンサの検知信号に対す
るそれぞれの所定のレベルは、前記換気装置が動作して
いない時に自動的に吏新される基準値に対する変化量で
自動的に定められる０ 〔作用〕 本発明は換気装置と、空気が一気の検知手段と、換気装
置の制御操作手段と、報知タイマと、その表示手段を設
けているので、調理などの開始とほぼ同時に換気装置の
駆動を開始することができ、また、汚染空気を検知して
換気装置を自動制御することができ、さらに、使用され
る場所の環境条件に応じて基準を自動設定するので、使
い勝手を向上することができ、調理時の利便性が抜書さ
れる０ 〔多施例〕 以下、本発明の自動換気＠置の一実施例を調理の場合を
例に取って図面を用いて詳細に説明する０第２図（ａ）
および（ｂ）はそれぞれ正面図および側面図で、こｎら
の図において、７は未燃焼ガス、煙などにより汚染され
た空気（以後、汚染空気と呼ぶ）を検出するガスセンサ
、８は熱気を検出する温度セッサ、９はガスコンロ（図
示せず）などの調理器の炎から放射される紫外線を検出
する紫外線セッサ、２５は紫外線検出管収納部、１は汚
染空気を排出するファン、２６はファン１を駆動するフ
ァンモータである。

また、２７は汚染空気から油のミスト等の粒子成分を捕
捉して除去するグリスフィルタ、３はファン１の換気動
作を制御する回路からなる制御手段。

４．５および６は、それぞれ、自動換気装置本体２４８
外部から操作するための操作手段、報知タイマ手段およ
び換気装、＃ｉの動作状態および報知タイマ手段の動作
時間を表示するための表示手段である。２日は汚染空気
の捕捉効率を上げるために設けられた前面カバー、２９
は天井面（図示せず）に残留した汚染空気をファン１に
導く幕板、５０はファン１によって吸入された汚染空気
を外部に排出するための排出口である。そして、図示し
た自動換気装置は調理場所の上部、天井付近に設置さｎ
る。

第３図は本発明の操作、タイマ、および表示を一体化し
た装置の正面図である。この図において、１９１は自動
換気装置本体２４の運転を停止するための停止スイッチ
、１９２は同じく運転を開始するための目切運転開始ス
イッチであり、自動１手動（例えば弱、中１強）と連続
して、切り替え可能であり、１９３は調理用報知タイマ
の動作開始スイッチであり、手動運転時には運転動作タ
イマスイッチ機能をもつ。１９４および１９５はタイマ
設定用スイッチで、それぞれ、時間分設定用のスイッチ
。

２５は液晶などの表示素子からなる表示部、　２５２　
。

２３３はタイマ設定時間および残り時間表示部。

２５４はファン１の制御状態表示部で、３１はファンの
駆動時を表示するファンの駆ＩＩＩＪ表示、５２はファ
ンの駆動制御量表示部で駆動制御量器の場合の表示例で
ある。２１は報知タイマが設定時間に到達時−こリズム
音または合成音声で報知する報知部である０ 自動換気装置本体２４の下方に設置されたガスコンロで
着火が行われ、炎が発生すると、紫外線センサ９は炎か
ら放射される紫外線を検出して、その有無の信号および
強度レベルの信号を制御手段３に供給する。制御手段３
は、紫外線センサ９からの信号を受けて、ファン１ＪＥ
：駆動する。

この結果、ガスコンロの炎によって生じた未燃焼ガス、
煙などの汚染空気は、上方に設置された自動換気装置本
体２４へと導かれる。そして、主に前面カバー２８によ
って集められ、グリスフィルタ２７ヲ通ってファン１に
吸入される。このとき、グリスフィルタ２７によって粒
子成分を捕捉除去された汚染空気の一部は、ガスセ／す
７と温度セ／す８の設置個所を通ってから７アン１に吸
入さｎる。

温度センサ８は汚染空気の温度を検出して、その温度の
レベルの信号を制御回路からなるｆｆ１Ｉ御手段３に供
給する。同時に、ガスセンサ７は汚染空気中の煙、臭い
、ガスなどを検出し、そのレベルに応じた信号を制御回
路からなる制御手段５に供給する。制御手段３は温度セ
ンサ８とガスセンサ７から供給された信号から汚染を気
を検知して換気扇を引き続き駆動する。ファン１によっ
て吸入された汚染空気は、排出口５０から外部に排出さ
れる。

なお、第２図に示すように、ガスセンサ７および温度セ
／す８は、長時間にわたって検知性能を維持し、信頼性
を保つようにグリスフィルタ２７の後方に設置しである
。また、紫外線センサ９は同様の理由から、ガスコンロ
ｌこ対向する面取外を密閉構造とした紫外線セ／す収納
部２５に収納され、汚染空気の流路からもつとも離れた
位置ｌこ設置しである。

つぎに、本発明の自動換気装置における制御系の構成を
第１図の制御ブロック図を用いて説明する。第１図中で
、１は７７／、２人は検出手段。

３Ａは制御手段、４は操作手段、５は報知タイマ手段そ
して６は表示手段であり、１３はマイクロコンピュータ
（以下マイコンと略称）１２はマイコン１５によってリ
セットさｎた後に紫外線センサ９が出力するパルスをカ
ウントし、カウント値をマイコン１３＃こ供給するパル
スカウンタである。

また、１０はガスセンサ７の出力と温度センサ８の出力
とをマイコン１５からの切り替え信号に応じて切り替え
て出力するマルチプレクサ（アナログスイッチ）である
。１１はマルチプレクサ１０の出力をディジタル信号に
変換し、このディジタル信号をマイコン１３に供給する
Ａ／Ｄｉ換器１１である。

１４はマイコン１５によってデータを記録され、このデ
ータが読み散られるＲＡＭである。１６は予め、記憶し
た定数データがマイコン１５によって読み取られるＲＯ
Ｍである。１５はマイコン１５によって演算したガスセ
／す７のセ／す劣化判定指数、劣化自己補正により再設
定した汚染空気検知レベル。

および、紫外線センサ９の紫外縁検知時の積算時間など
のデータが記録され、停電が生じた場合でもデータが消
失することなく読み取ることが出来る不揮発性メモリ（
ＦＪＥＰＲＯＭ　）またはバッチリフこよりバックアッ
プさｎた０ＭＯ８ＲＡＮＩ）である。

さらに、１７はマイコン１３の出力信号ｌこ応じて７７
ン１の回転数を制御するモータ制両回路である。

Ｉ窮２図に示したファン１はファンモータ２６の回転数
が変わることにより、換気量を変える。

１９は自動換気装置本体２４の自動運転開始スイッチ１
９２（自動運転と手動運転の切り替えスイッチと兼用）
と報知タイマ動作開始（または停止）スイッチ１９５（
手動運転の運転動作時、ｉａ設定タイマの動作開始スイ
ッチと兼用）と、このタイマの時間設定用スイッチ１９
４　、１９５と、自動換気装置本体本体２４の運転停止
用スイッチ１９１とからなる換気量［を外部から操作す
るための操作用スイッチで、操作用制御回路１８により
制御信号をマイコン１３に伝達し、スイッチに応じた制
＃をマイコン１５が開始する。操作用スイッチ１９と操
作用制御回路１８で操作子Ｒ４が構成されている。２５
は換気扇の動作状ｌｉ！ｌを、遂次、表示する表示部２
５１と、自動換気装置本体２４の動作中を表示する表示
！５３１と、報知タイマの設定時間および残り時間を表
示するための表示部２５２　、２５５とからなる表示部
であって、マイコン１３からの信号ｌζより表示用制御
回路２２により表示を行う。表示用制御回路２２と表示
部２３で表示手段６が構成されている◎２１は報知タイ
マがスイッチ１９５により動作を開始し、設定時間に到
達するとマイコン１３からの指令により報知用制御回路
を介してリズム音、もしくは、合成音声による報知を行
うための報知部である。報知音の停ｊは報知タイマの動
作停止スイッチ１９５を使用者が操作することにより停
止する。調理用報知タイマ設定用スイッチ１９５　、１
９４　、１９５と、タイマ設定時間および残り時間を表
示する表示＠　２５２　、２５５゜報知用制御回路２０
と報知部２１とで報知タイ１手段５が構成される。

なお、制御手段５は、マイコン１３．パルスカウンタ１
２．マルチフレフサ１０．Ａ／Ｄ変換ａ１１゜ＲＡＭ１
４．ＲＯＭ１６．不揮発性メモリ１５およびモータ制両
回路１７から構成される。

次に、＠４図ないし第７図のフローチャートを用いて第
１図、第２図および第３図に示した本実施例の制御系の
動作を説明する。

第４図および第５図は１イコン１５のアルゴリズムを示
す図である。今、使用者によって本発明の自動換気ｇ、
１１ｔと電源とが接続されたとする。この電源投入と同
時にｉイコン１３は動作を開始する。

この時点を第４図の５ＴＡＲＴ　１００　　として示す
。

この後、マイコン１３はパ′ルスカウンタ１２ヲリセッ
トして紫外線検出の準備をする（ステップ１０１）。

そして、マイコン１５はマルチプレクサ１０ヲ制御して
ガスセンサ７の出力信号および温度センサ８の出力信号
をそれぞ２”ＬＡ／Ｄ変換器１１を介して読み取る。（
ステップ１０２）。マイコン１５は読み取ったガスセン
サ７の出力信号をガスセンサ出力（＃度）基準値５ＥＮ
ＯとしてＲＡ　Ｍ１４に記憶させる。同時に、温度セン
サ８の出力信号を温度基準値ＴＨＯとしてＲＡＭ１４に
記憶させる。（ステップ１ＯＳ）Ｏその後、ステップ１
０１と同時に、再度、ガスセンサの出力信号および温度
セ／す８の出力信号を読み叡る。この時のガスセンサ７
の出力信号はガスセンサ出力５ＥＮＩとしてＲＡＭ１４
に記憶される。また、温度センサ８の出力信号は温度測
定値ＴＨ１としてＲＡ　Ｍ１４に記憶される。

（ステップ１０４）。そして、マイコン１３はガスセッ
サ出力基準値５ＥＮＯとガスセンサ出力値５ＥＮ１の出
力比ＳＣを５ＥＮ１／５ＥＮＯにより算出する。この比
ＳＣもＲＡ　Ｍ１４に記憶される。さらに、温度測定値
ＴＨ１と温度基準値ＴＨＯとの温度差ＴＣを、ＴＨ１−
ＴＷＯにより算出する。この温度差ＴＣもＲＡ　Ｍｌｊ
Ｈこ記憶される（ステップ１０５）。次に、所定の時間
ＴＭ５が経過したかどうかを判定する（ステップ１０６
）。ここで、時間ＴＭ３は紫外線を検出するタイミング
の周期を示す。この時間ＴＭ３が経過しているときには
、ステップ１０７に示すように、マイコン１５はパルス
カウンタ１２）Ｉｒ：リセットする。

次に、パルスカウンタ１２の出力を読み喉り、読み取っ
た紫外線測定値ＰＣをＲＡ　Ｍ１４に記憶させる（ステ
ップ１０８）。

次に、報知タイマの設定スイッチ１９４　、１９５によ
り報知タイマが設定され動作開始スイッチ１９！１によ
り動作開始か否かを判定する（ステップ１０９）。

ここで、報知タイマの動作開始ならば、報知タイマの動
作（ステップ１１０）の処理へ移行するが報知タイマの
動作については後述する。報知タイマの動作開始でなけ
ればｗｃｓ図のステップ１１１へ移行する。ここで、紫
外線測定値ＰＣが予め定めた設定値Ｎ以上のときは、紫
外線センサ９がガスコンロの炎から放射される紫外線を
検出し、この検出結果ｌこ基づいたパルス出力をパルス
カウンタ１２へ出力したことを示している。

なお、マイコン１３は、ガスコンロが点火された時点を
もって調理の開始時点とみなし、処理を進める。紫外線
測定値ＰＣが設定値Ｎ未満であればマイコン１５はガス
コンロが未使用状態にあるものと判定する（ステップ１
１１）。ガスコンロが未使用状態の場合には、換気扇が
停止しているかどうか、すなわち、マイコン１３がファ
ンモータ２６８モータ制御回路１７を介して停止させて
いる状態かどうかを判定する（ステップ１１２）。換気
扇が停止しているときにはステップ１１３へ、換気扇が
駆動されているときにはステップ１１５へ処理は、それ
ぞれ、移行する。ステップ１１５では、調理によって生
じる熱気、煙、臭い、ガスなどの有無を判定する。具体
的には、ステップ１０５で算出した出力比ＳＣと、予め
、ＲＯＭ１６に記憶させた出力比基準値ＳＣＤとを比較
する。また、温度差ＴＣと、予め、ＲＯＭｌｌＳに記憶
させた温度差基準値ＴＨＤ１とを比較する。ここで、Ｓ
Ｃ＜ＳＣＤで、かつ、ＴＣ≦ＴＨＤ１であれば、熱気、
煙、臭い、ガスなどの発生はないと判定し、ステップ１
１８の６埋（基準値の更新）へと移行する。一方、ＳＣ
くＳＣＤで、かつ、ＴＣ≦Ｔ）ＩＤ１という条件を満足
しないときには、調理によって熱気、煙、臭い。

ガスなどが発生したと判定し、ステップ１１５の判定処
理へと移行する。なお、ステップ１１１で紫外線測定値
ｐｃ′ｂＳｐｃ≧Ｎのときは、ガスコンロが点火され、
調理が開始されたと判断し、マイコン１５讐こ内蔵のタ
イマにより着火検知時間の積算を開始（ステップ１１４
）シた後、ステップ１１５へ移行する。ステップ１１５
ではカスセンサの出力比ＳＣと出力比基準値５ＣＤｆ比
較する。また、予め、ＲＯＭ１６に記憶させた温度差Ｔ
Ｃと温度差基準値ＴＨＤ２とを比較する。比較の結果、
ＳＣ≧ＳＣＤまたはＴＣ≧ＴＨＤ２であるならばマイコ
ン１３は換気扇を駆動する（ステップ１１６）。比較の
結果が前述の条件を満たさなければ、換気扇を所定時間
だけ駆動する（ステップ１１７）。

ついで、ステップ１１８の基準値更新、および、襖気扇
駆＠（ステップ１１６）換気扇指定時Ｉ開駆動（ステッ
プ１１７）のいずれかの処３１１８終了した後は、自動
運転停止（ステップ１１９）のスイッチ１９２が押され
ていない限り、第４図のステップ１０４へ戻り、ステッ
プ１０４以下の処理を繰り返す。

ここで、基準値更新（ステップ１１８）について説明す
る。基準値更新は調理以外の環境変化番こ起因する誤動
作を防止するための処理である０更新処理の４！ＩＡは
、予め、定めた時間ＴＭ１で決まる。

時間ＴＭ１が経過すると、マイコン１３は、ＲＡＭ１４
に記憶させたガスセ／す出力１’１ｓＥＮ１をガスセン
サ出力基準［５ＥＮＯとして設定し直し、新たな５ＥＮ
ＯをＲＡ　Ｍ１４に記憶させる。同様に、温度測定値Ｔ
Ｈ１が、新たな温度基準値Ｔ）（０としてＲＡ　Ｍ１４
に記憶される。このように、基準値更新ではガスセンサ
出力基準値ＳＥＯと、温度基準値ＴＫＯの更新が行われ
る。このように、制御を行うための基準値ＳＥＯ，Ｔ）
１０を更新することは、各センサが検出する長周期の入
力１号を除去できるメリットがある。

以下、ファンの駆動について説明する０まず、ガスセン
サ出力基準値５ＥＮＯを基番こした出力比ＳＣに応じて
換気量を決定するための値、すなわち、ファンの制御量
ＦＳ１を算出する０また、温度差ＴＣに応じて、同時に
換気扇の制御量ＦＳ２を算出する。マイコン１３は、こ
のようにして算出した制御量ＦＳ１と制御量ＦＳ２とを
比較するＯそして、大きい方の値の制御量を用いてモー
タ制御回路１７を動作させ、表示用制御回路２２を動作
させて表示部２３のファン動作状！ｌｉ表示２３１に動
作状！１を表示する。このような駆動方法によれば、汚
染空気の温度と気体成分（ガス濃（）のそれぞれに対し
て最適な換気量を割り当てることができる。

次に、＠６図の７０−チャートを用いて、第４図のステ
ップ１１０の報知タイマ動作について説明する。この報
知タイマ動作は、使用者が調理時に、調理品の加熱調理
時間に合わせてタイマを設定してお（と、その場に居な
くても、リズム音または合成音声で調理完了予定を報知
して（れるもので、使い勝手を向上させるための処置で
ある。具体的には使用者が報知タイマ設定スイッチ１９
４，１９５により設定し、動作開始スイッチ１９３が押
されるとマイコン１５はタイマ設定値ＨＴＭ１ｊｆｒ：
読み込みＲＡ′Ｍ１４に記憶する（ステップ１２０）。

ついで、マイコン１３に内蔵のタイマ部の時間積算を行
い（ステップ１２１）、タイマ設定値ＨＴＭ１との減算
ｆこより残り時間ＨＴＭ２を計算する（ステップ１２２
）。ついで、この残り時間ＨＴＭ２をマイコン１３から
表示用制御回路２２に送り、表示部２５のタイマ表示部
２３２　、２５５に残り時間表示を行う（ステップ１２
５）。ついで、タイマ設定時間ＨＴＭ１が経過したかど
うかを判定しくステップ１２４）、経過していなければ
、＄４図のステップ１１０＃こ移行し、ステップ１１１
以降の動作を繰り返す。ＨＴＭｌが経過していれば報知
用制御部動作（ステップ１２５）へ移行する。

つぎに、第７図のフローチャートを用いて報知用制御部
の動作を説明する。この動作はリズム音もしくは合成音
声により報知するが報知タイマのリセットスイッチが押
されない限り、時間積算ＨＴＭＩがなされ（ステップ１
２６）、所定の時間（５〜２０秒程度）を経過（ステッ
プ１２７）毎に、報知タイマスイッチ（ステップ１２８
）により報知音量が段階的ｉこ増えていき（ステップ１
５０）、報知タイマスイッチがリセットされると報知タ
イマＨＴＭがクリアされ（ステップ１２９）遠くに居て
も確認することができるようｌこし、近くｌこ居る場合
は、低音報知の段階で報知を停止することが出来る。

第８図は自動換気装置の空気雰囲気の変化８検知するた
めの検出手段２Ｂとして、熱気を検知するための温度セ
ンサ８と、空気雰囲気の汚染を検知するためのガスセン
サ７で構成した場合の制御系の４成を示したものである
。そして、その検出および制御は第１図に示した制御系
の構成である検出手段２Ａから紫外線センサ９８除いた
検出手段２Ｂｉ６よぴ制御手段３Ａの中のパルスカウン
タ１２を除いた制御手段５Ｂによって、それぞれ、行わ
れる。

第８図に示した自動換気装置は、加熱調理器具としてガ
ス器具以外の１気式加熱調理器具を使用する場合に対応
した装置であり、上述のものと同様な動作１機能を持つ
ことは云うまでもない。

本発明は調理の場合に例をとって説明したがガス、灯油
など嘉こよる部屋の暖房、加湿などにも、応用して同様
の効果をあげることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、調理の開始と、はぼ、同時に換気装置
の駆動を開始することができ、また、熱気や汚染空気を
検知して換気量［ｔを自動制御することができ、さらに
、便用される場所の環境条件に応じて基準を自動設定す
るので使い勝手を向上することができる。さらに、報知
タイマを持つので、調理時の利便性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実癩例の自動換気装置の制御ブロッ
ク図、第２図は本発明の自動換気装置の正面図（ａ）お
よび側面図伽）、第５図は同じく操作。 タイマおよび表示を一体化した装置の正面図、第４図な
いし第７図は同じくマイコンのフローチャート、第８図
は本発明の他の実施例の自動換気装置の制御ブロック図
である。 １・・・７ア／　　　　　７・・・ガスセンサ８・・・
温度センサ　　　９・・・紫外線センサ１０・・・マル
チプレクサ　１１・・・Ａ／Ｄ変換器１２・・・パルス
カウンタ　１５・・・マイコン１４・・・ＲＡ　Ｍ　　
　　　　１５・・・不揮発性メモリ１６・・・ＲＯＭ １７・・・モータ制御回路 １９・・・操作用スイッチ ２１・・・報知部 ２５・・・表示部 紫 図 η２図 （α） （ｂ） デ５図 肩４図 ￥５５図 ４６図 閉ｒ７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、汚染空気を排出する換気装置と、空気雰囲気の変化
   を検知するための検知手段と、前記検知手段の信号によ
   り前記換気装置を制御するための制御手段と、前記換気
   装置を外部から操作するための操作手段と、前記換気装
   置を外部から設定可能で、設定時間経過後に報知可能な
   報知タイマと、前記換気装置の動作状態および前記報知
   タイマの動作時間を表示するための表示手段とを含むこ
   とを特徴とする自動換気装置。 ２、請求項１において、 前記検知手段には熱気を検知するための温度センサと、
   空気雰囲気の汚染を検知するためのガスセンサと、着火
   による炎を検知するための紫外線センサとを含む自動換
   気装置。 ３、請求項２において、 前記制御手段が、前記紫外線センサによる着火検知信号
   では前記換気装置を弱換気運転し、前記温度センサおよ
   び前記ガスセンサによる熱気および空気雰囲気の汚れに
   よる検知信号では、予め定めたそれぞれの所定レベルを
   超えるとその程度に応じて前記換気装置の運転能力を変
   化させるようになつている自動換気装置。 ４、請求項３において、 前記温度センサおよび前記ガスセンサの検知信号に対す
   るそれぞれの所定のレベルは、前記換気装置が動作して
   いない時に自動的に更新される基準値に対する変化量で
   自動的に定められる自動換気装置。