JPH04155130A - 換気扇 - 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、炭酸ガス濃度センサを内蔵した換気扇に関す
るものである。

従来の技術 近年、生活環境の向上が強く求められるようになってお
り、特に住居の高断熱化により通気性が低くなった室内
の空気を経済的かつ自動的に浄化する手段や、浄化手段
の基盤技術としての空気の清浄度を測定する装置や方法
に関する研究が盛んである。

空気の清浄度を測定する装置や方法に関しては、炭酸ガ
ス濃度による空気清浄度の測定手段が注目されており、
炭酸ガス濃度を経済的に測定する手段の確立が待ち望ま
れている。従来より炭酸ガス濃度を検知する手段として
広（利用されている赤外線方式の炭酸ガス濃度検知装置
は、被測定ガスの赤外線の吸光度の大小を光学的に検知
するものであるが、光学系を有するため小型化が困難で
衝撃に弱いなど取り扱い上の問題も多くあった。

最近では炭酸ガスと他の気体との空気中の分３比に比例
して生じる化学的作用を応用した固体オ解質方式等の単
一素子型炭酸ガス濃度センサの鵠告もある。これは小型
化、取扱の容易さでは素列線方式の炭酸ガス濃度検知装
置をはるかにしのくものであり、有望な機器組み込み型
センサとして期待されている。

また、室内の空気を経済的に浄化する手段としては、炎
センサや煙センサ等と換気扇や空気清浄機等の空気浄化
機器を組み合わせた、主にタバコの煙り発生を検知して
室内空気を自動的に換気。

浄化する機器の開発が報告されている。

このような従来の換気・浄化装置では、例えば、禁煙施
策を実施している事務所空間等においてはタバコの炎も
煙りも発生しないため、いかに空気が汚れても室内空気
の換気、浄化が行われない等の問題点があった。

これらの問題点は、人体が発生させる炭酸ガス濃度を空
気汚れの指標として用いれば解決できるが、従来は機器
組み込みに適した小型で安価で特性の安定した炭酸ガス
濃度センサが開発されてぃ乙　　なかったため、換気・
浄化装置に炭酸ガス濃度検［知手段が応用されるには至
っていなかった。

そして、前記の固体電解質方式等の単一素子型炭酸ガス
濃度センサが実用化されれば、炭酸ガス濃度検知手段の
換気・浄化装置への応用の促進が予想される。ただし、
単一素子型炭酸ガス濃度センサ素子は経年変化により同
一雰囲気にあっても炭酸ガス濃度センサとしての出力が
変化するため、満足できる測定精度を得るためには、熟
練者による標準ガス等を使った定期的な校正が必要であ
るとされていた。

発明が解決しようとする課題 このように、固体電解質方式等の単一素子型炭酸ガス濃
度センサと換気・浄化装置の組み合わせは室内の空気を
経済的に浄化する手段としては有望であるが、人手によ
るセンサの定期的な校正が必要なために維持費が高くな
り、またセンサの校正用の部材も必要となるため換気・
浄化装置のコストが高くなるという問題点があった。

本発明は、このような課題を解決するもので、固体電解
質方式等の単一素子型炭酸ガス１１度センサと組み合わ
せた換気扇に自動校正機能を付加することで、熟練者に
よる標準ガス等を使った定期的な校正を不用にして、維
持費の小さな換気扇を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明の換気扇は、上記目的を達成するために、換気扇
本体と、この換気扇本体内に取り付けた炭酸ガス濃度セ
ンサと、この炭酸ガス濃度センサの補正値を保持する補
正値記憶手段と、前記炭酸ガス濃度センサの出力と前記
補正値記憶手段の出力とを入力とする補正手段と、予め
設定された動作濃度設定値を記憶する動作濃度記憶手段
と、前記補正手段の出力値と前記動作濃度記憶手段の出
力値とを比較する比較手段と、この比較手段の出力を入
力とし前記換気扇本体を駆動する駆動手段と、前記換気
扇本体内に外気が導入されていることを検知する外気導
入検知手段と、この外気導入検知手段によって起動され
て前記炭酸ガス濃度センサの出力と前シ己補正手段の出
力とを人力としこれらの演算結果を補正値＝８憶手段に
出力する校正手段とにより構成したちのである。

作　　　用 本発明換気扇は、上記した構成により、補正値、ｉａ憶
手段に二己憶されている補正値は、前回校正時の大気中
の炭酸ガス濃度における炭酸ガス濃度センサの出力値で
、補正手段は、換気扇本体内に取り付けた炭酸ガス濃度
センサの出力値と補正値記憶手段の出力の差を出力する
。また、比較手段は、動作濃度２１Ｇ手段が出力する予
め設定された動作濃度設定値、！：Ｎ正手段の出力値を
常に比較し、比較手段の出力値が動作濃度設定値を越え
たときに駆動手段が認識できる時間幅のパルス出力を行
う。そして、駆動手段は比較手段からのパルス出力を受
けると、予め決められた室内の換気を行うのに必要な時
間だけ換気扇本体を駆動する。

この換気扇が給気型であれば換気扇本体が駆動されると
同時；こ外気が換気扇本体内に導入されはじめ、外気導
入検知手段はこの外気導入を検知して校正手段を起動さ
せる。前記校正手段は起動されている間は、炭酸ガス濃
度センサの出力値と補正手段の出力値を比較し、その差
を補正値として補正値記憶手段に書き込む。

そして、予め決められた室内の換気を行うのに必要な時
間が経過すると駆動手段は換気扇本体を停止させる。ま
た、外気導入検知手段は、外気導入が断たれたことを検
知すると校正手段を停止させ、補正値記憶手段の保持す
る補正値の書き換えを停止する。ここで、換気扇本体の
駆動される時間が炭酸ガス濃度センサの応答時間以上で
あれば、補正値記憶手段の保持する補正値は、外気つま
り大気の炭酸ガス濃度における炭酸ガス濃度センサの出
力値と等しくなる。

一般に大気中の炭酸ガス濃度は３００ｐｐｍから４００
ｐｐｍの間でほぼ一定であるから、大気中の炭酸ガス濃
度における補正手段の出力値はこの換気扇が駆動される
毎に換気扇本体内に導かれる大気により校正されること
となる。また、固体電解質方式等の単一素子型炭酸ガス
濃度センサの経年変化による出力値の変化については、
雰囲気の炭酸ガス濃度の変化による出力値の変化率は大
きく変わらないが、同一雰囲気中の出力値が使用時間と
共に変化する傾向が強いので、大気中の炭酸ガス濃度に
おける炭酸ガス濃度センサの出力値の変化を補正すれば
、炭酸ガス濃度センサの測定範囲の全域に渡って校正し
たのと同じ効果が得られる。このようにして、炭酸ガス
濃度センサと組み合わせた換気扇に自動校正機能を実現
できることとなる。

実　　施　　例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

図に示すように、送風機１やシャッタ２．ケース３等に
より構成した換気扇本体４と、この換気扇本体４内に取
り付けた炭酸ガス濃度センサ５と、この炭酸ガス濃度セ
ンサ５の出力の補正値を保持する補正値記憶手段６と、
前記炭酸ガス濃度センサ５の出力を第１の入力とし前記
補正値記憶手段の出力を第２の入力とする補正手段７と
、予め設定された動作濃度設定値を記憶する動作濃度記
憶手段８と、面記補正手段の出力値を第１の入力とし前
記動作濃度記憶手段８の出力値を第２の入力とし第１の
入力と第２の入力とを比較する比較手段９と、この比較
手段９の出力を入力とし前記換気扇本体４を一定時間駆
動する駆動手段１０と、前記換気扇本体４内に外気が導
入されでいることを前記駆動手段１０の出力を入力する
ことにより検知する外気導入検知手段１１と、この外気
導入検知手段１１によって起動されて前３己炭酸ガス濃
度センサ５の出力を第１の入力とし前記補正手段７の出
力を第２の入力とし第１の入力と第２の入力について演
算しこの演算結果を補正値記憶手段６に出力する校正手
段１２とにより構成している。

また、換気扇本体４は、室外Ａと室内Ｂを隔てる建物の
壁１３を貫通して取り付けられている。

そして、ケース３の室内側は通気自在とし、室外側はシ
ャッタ２にて室外気のｌ断２通気を切り変えるように構
成している。

次に、上記の構成の換気扇の動作について説明する。

換気扇本体４が停止している間は、シャッタ２が閉じ換
気扇本体４内部はケース３が連通する室内の雰囲気と等
しくなり、炭酸ガス濃度センサ５は室内の雰囲気の炭酸
ガス濃度を計測することになる。室内の炭酸ガス濃度が
上昇してくるにつれ、補正手段７の出力値も上昇し、こ
れが動作濃度記憶手段８の出力値を超えると、比較手段
９は一定幅のパルスを出力する。そして、動作濃度記憶
手段８の保持する動作濃度設定値としては、換気扇本体
４を動作開始させる炭酸ガス濃度（単位はｐｐｍ　）と
３５０ｐｐ−の差を用いる。駆動手段１０は、比較手段
９のパルス出力が入力されると、換気扇本体４を起動さ
せ、シャッタ２が開き、送風機１が室外気を室内伊へ吸
引しはじめる。

換気扇本体４内に外気が導入されはじめると、炭酸ガス
濃度センサ５の雰囲気はやがて室外気と同じになり、炭
酸ガス濃度センサ５の出力は下がり、その結果補正手段
７の出力は動作濃度記憶手段８を下回るが、比較手段９
はこれによっては何も出力せず、また駆動手段１０が換
気扇本体４を駆動する時間にもなんら影響しない。

外気導入検知手段１１は、駆動手段１０の出力より換気
扇本体４内に外気が導入されたことを検知して、校正手
段１２を起動する。起動された校正手段１２は、補正手
段７の出力と炭酸ガス濃度センサ５の出力の差を求め逐
次補正値記憶手段６の補正値を書き換える。

駆動手段１０が換気扇本体４を一定時間後に停止させる
と、送！Ｒ機ｌは停止し、シャッタ２は閉じ、換気扇本
体４の内部は室外気と遮断される。

外気導入検知手段１１は、駆動手段１０の出力より換気
扇本体４内への外気導入が停止したことを検知して校正
手段１２を停止させ、補正値記憶手段６は補正値として
この時点の値を保持し出力する。

一般に大気中の炭酸ガス濃度は３００ｐｐ蒙から４００
ｐｐｍの間でほぼ一定であるから、この補正値は３５０
（±５０　）　ｐｐｓの炭酸ガス濃度雰囲気における炭
酸ガス濃度センサ５の出力値と等しくなり、この値は補
正値記憶手段６に書き込まれた時点の炭酸ガス濃度セン
サ５の経年変化の度合に応じて変化する。

また、動作濃度記憶手段８の保持する動作濃度設定値は
、換気扇本体４を動作開始させる炭酸ガス濃度（単位は
ｐｐｍ）と３５０ｐｐｍの差であって、補正手段７の出
力値は、炭酸ガス濃度センサ５の出力値と補正値記憶手
段６の出力値の差である。

さらに、単一素子型の炭酸ガスサンサの経年変化による
出力値の変化は、雰囲気の炭酸ガス濃度の変化による出
力値の変化率は大きく変わらないが、同一雰囲気中の出
力値が使用時間と共に変化する傾向が強い。

よって、補正手段７の出力値は、経年変化によって炭酸
ガス濃度センサ５の出力値が、前回換気扇本体４が起動
されたときから今回起動時までの間に変化していても、
換気扇本体４が起動される度に校正されることとなる。

このようにして、本実施例の換気扇では、自動校正機能
が実現でき、熟練者による標準ガスを使った炭酸ガス濃
度センサ５の定期的な校正は不用となり、維持費の小さ
な自動換気扇を提供できる。

なお、外気導入検知手段１１により校正手段１２を起動
しているところを、駆動手践１０により校正手段１２を
起動することとしても同様の機能を果たすことは自明の
理である。また、比較手段９の出力をパルス出力として
いるところを、レベル出力として駆動手段１０はこのレ
ベル出力の立ち上がりから換気扇本体４を一定時間駆動
することとしてもよい。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明の換気扇によ
れば簡易な構成により自動校正が可能となるため、熟練
者による標準ガスを使った定期的な校正が不用で、維持
費の小さな、しかも信頼性に優れた換気扇を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の換気扇の構成を示すブロック図
である。 ４・・・・・・換気扇本体、５・・・・・・炭酸ガス濃
度センサ、６・・・・・・補正値記憶手段、７・・・・
・・補正手段、８・・・・・・動作濃度記憶手段、９・
・・・・・比較手段、１０・・・・・・駆動手段、１１
・・・・・・外気導入検知手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 換気扇本体と、この換気扇本体内に取り付けた炭酸ガス
   濃度センサと、この炭酸ガス濃度センサの出力の補正値
   を保持する補正値記憶手段と、前記炭酸ガス濃度センサ
   の出力と前記補正値記憶手段の出力とを入力とする補正
   手段と、予め設定された動作濃度設定値を記憶する動作
   濃度記憶手段と、前記補正手段の出力値と前記動作濃度
   記憶手段の出力値とを比較する比較手段と、この比較手
   段の出力を入力とし前記換気扇本体を駆動する駆動手段
   と、前記換気扇本体内に外気が導入されていることを検
   知する外気導入検知手段と、この外気導入検知手段によ
   って起動されて前記炭酸ガス濃度センサの出力と前記補
   正手段の出力とを入力としこれらの演算結果を補正値記
   憶手段に出力する校正手段とにより構成した換気扇。