JPH0522725Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、太陽電池によつて換気扇を駆動す
るようにした換気装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、家屋等に取り付けて室内の換気を行
なう換気扇を、省エネルギの立場から太陽電池を
電源として使用することが行なわれている。

たとえば、特公昭59−31657号公報（F24F7／
013）（以下第１の公報という）には、家屋の屋根
に設けた太陽電池の出力電圧によつて換気扇を駆
動し、留守中の家屋の換気を行なう技術が示され
ている。

また、実公昭61−15465号公報（F24F7／013）
（以下第２の公報という）には、住宅の屋根に設
けた太陽電池によつて換気扇を駆動する一方、太
陽電池の余剰電力を蓄える蓄電池を備え、日射量
の少ない曇天や夜間に蓄電池により換気扇を駆動
する技術が示されている。

さらに、特開昭61−31835号公報（F24F7／
007）（以下第３の公報という）には、フアンモー
タの電源として太陽電池および非常用充電電池を
設けるとともに、太陽光検出装置を備え、該検出
装置の作動によつて昼間は太陽電池により、夜間
は充電電池によりそれぞれフアンモータを駆動
し、常時換気する技術が示されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、前記従来技術では、第１の公報の場
合、太陽電池によつて太陽光線を電気エネルギに
変換し得る間、すなわち日中だけしか換気扇を駆
動できない欠点を有している。

また、第２の公報および第３の公報の場合、太
陽電池の余剰電力を蓄える蓄電池あるいは非常用
充電電池によつて日中以外にも換気扇を駆動でき
るが、その容量が小さいと、日没後短時間しか換
気扇を使用することができず、さらに、蓄電池あ
るいは非常用充電電池として大容量のものを使用
することによつて夜間フアンモータ（換気扇）を
長時間駆動することが可能であるが、このような
大容量の蓄電池、充電電池は高価になるばかりで
なく、その設置場所に大きなスペースを確保して
おかねばならない欠点を有している。

この考案は、前記の点に留意してなされたもの
であり、太陽電池の余剰電力を蓄える蓄電池によ
つて換気扇の日中以外の使用を可能にするととも
に、小容量の蓄電池によつて長時間の室内換気を
効率的に行ない得る手段を提供しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案の換気装置は、太陽光エネルギを電気
エネルギに変換する太陽電池と、該太陽電池によ
り駆動される換気扇と、前記太陽電池の余剰電力
を蓄える蓄電池とを備え、前記太陽電池の出力電
圧が低下した場合に、前記換気扇を間欠運転する
制御回路とを備えてなるものである。

さらに、この考案の換気装置は、太陽光エネル
ギを電気エネルギに変換する太陽電池と、該太陽
電池により駆動される換気扇と、前記太陽電池の
余剰電力を蓄える蓄電池と、前記太陽電池の出力
電圧と前記蓄電池の満充電電圧とを比較し前記出
力電圧の前記満充電電圧よりの低下を検出する検
出回路と、前記換気扇の駆動を制御し前記検出回
路の検出信号により前記換気扇を間欠運転する制
御回路回路とを備えてなる構成でもよい。

〔作用〕

そして、この考案によれば、日中の太陽エネル
ギにより太陽電池に発生した電力は換気扇に供給
され、換気扇の連続運転による室内換気が行なわ
れ、日射が強い場合には、太陽電池の余剰電力が
蓄電池に供給され、充電される。

一方、日射量の少ない曇天や夜間には、太陽電
池の出力電圧が蓄電池の満充電電圧より低下する
ので、蓄電池から換気扇に電力が補給あるいは全
供給されるようになり、このとき、検出回路より
検出信号が出力されることにより、制御回路が換
気扇を間欠駆動するようになる。

ここで、通常、日射量がある程度得られる日中
では、室内温度が上昇するため、室内換気を十分
に行なう必要があるが、曇天や夜間では、気温が
下がることにより、ある程度の室内換気でよく、
換気扇の間欠運転で十分である。

この結果、蓄電池の電力を補給あるいは全供給
して換気扇を駆動する場合にこれを間欠運転する
ことにより、室内環境（気温）に応じた換気が可
能なうえ、蓄電池の消費電力の削減が可能とな
る。

〔実施例〕

つぎに、この考案を、その１実施例を示した図
面とともに詳細に説明する。

まず、第１図は換気装置の概略ブロツク図を示
しており、１は太陽２からの太陽光線３を受けて
太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電
池、４は換気扇のモータ、５はモータ４の駆動を
制御するモータ駆動制御回路であり、モータ４と
制御回路５との直列回路が逆流防止用ダイオード
６を介して太陽電池１の両端に接続されている。
７は太陽電池１の余剰電力、すなわちモータ４を
駆動するに必要な電力を超える電力を蓄える蓄電
池であり、モータ４と制御回路５との直列回路に
並列接続されている。

８は検出回路となる太陽電池１の出力電圧判別
回路であり、照度による太陽電池１の出力電圧の
変化を利用し、太陽電池１の出力電圧と蓄電池７
の満充電電圧（規格電圧）とを比較して出力電圧
が満充電電圧より低下したときには検出信号を出
力する。つまり、出力電圧が満充電電圧より低下
すると、蓄電池７からモータ４に電力が供給され
ている状態になり、この状態を検出信号によつて
出力する。

９は前記判別回路８からの検出信号によつて作
動しモータ間欠駆動制御信号、すなわち予め設定
された時間毎にモータ４をオン、オフさせる信号
をモータ駆動制御回路５に送出する間欠運転制御
回路であり、この設定時間あるいはモータ４の間
欠運転パターンは回路構成により自由な設定が可
能になつている。

１０は過充電防止回路部と過放電防止回路部と
からなる過充放電防止回路であり、前者は、蓄電
池７の充電電圧が充電の許容電圧以上になつたこ
とを検出して充電停止動作を行ない、後者は充電
電圧が放電の許容電圧以下、すなわち放電時電圧
（これ以上放電して使用するのは好ましくない電
圧）になつたことを検出して制御回路５に過放電
信号を出力する。

なお、前記モータ駆動制御回路５は、制御回路
９からのモータ間欠駆動制御信号によつてモータ
４を間欠駆動するとともに、防止回路１０からの
過放電信号によつてモータ４の駆動を停止し、こ
れらの信号が出力されない時はモータ４を連続運
転する。

つぎに、第２図は前記第１図の詳細な結線図を
示しており、出力電圧判別回路８に設けられた比
較器１１には、太陽電池１の出力電圧が分圧用第
１、第２抵抗１２，１３で分圧されて入力される
とともに、過放電防止回路部１０′に設けられた
定電圧回路１４の出力電圧（5V）が分圧用第３、
第４抵抗１５，１６で分圧されて入力され、太陽
電池１の出力電圧と蓄電池７の満充電電圧とを比
較する。そして、この比較器１１は、（出力電圧）
＞（満充電電圧）のときロウレベル（以下Ｌとい
う）信号、それ以外のときハイレベル（以下Ｈと
いう）信号（検出信号）をそれぞれモータ駆動制
御回路５および間欠運転制御回路９に出力する。

また、過放電防止回路部１０′に設けられた比
較器１７には、蓄電池７の充電電圧が分圧用第
５、第６抵抗１８，１９で分圧されて入力される
とともに、定電圧回路１４の出力電圧が分圧用第
７、第８抵抗２０，２１で分圧されて入力され、
蓄電池７の充電電圧と放電時電圧とを比較し、
（充電電圧）＞（放電時電圧）のときＬ信号、それ
以外のときＨ信号（過放電信号）をそれぞれモー
タ駆動制御回路５に出力する。

なお、第２図では、過充放電防止回路１０の過
充電防止回路が省略されてある。

さらに、モータ駆動制御回路５においては、モ
ータ４の通電回路に間欠運転制御用のNPN形第
１トランジスタ２２と、キープリレー２３のオン
接点と、手動スイツチ２４とが直列に挿入されて
おり、キープリレー２３のオンコイル（23N）、
オフコイル（23F）のそれぞれの通電回路に
NPN形第２、第３トランジスタ２５，２６が接
続されている。このキープリレー２３は、どちら
かのコイル（23N），（23F）の１シヨツトの導通
によりオン接点、オフ接点に切り換わり、その状
態が保持されるものである。

そして、２入力端子が両比較器１１，１７のそ
れぞれの出力端子に接続されたナンド回路２７の
出力端子が第１モノステーブルマルチバイブレー
タ（以下モノマルチという）２８の入力端子に接
続され、該モノマルチ２８の出力端子が入力用第
９抵抗２９を介して第２トランジスタ２５のベー
スに接続されるとともに、２入力端子が両比較器
１１，１７のそれぞれの出力端子に接続されたア
ンド回路３０の出力端子が第２モノマルチ３１の
入力端に接続され、該モノマルチ３１の出力端子
が入力用第10抵抗３２を介して第３トランジスタ
２６のベースに接続されている。

つぎに、間欠運転制御回路９には、前記定電圧
回路１４の出力電圧を電源とするクロツクパルス
発振器３３が設けられ、NPN形第４トランジス
タ３４のベースに前記比較器１１からのＨ信号が
入力用第11抵抗３５を介して入力されることで該
トランジスタ３４がオンすることにより、発振器
３３が発振動作する構成になつている。

この発振器３３からのクロツクパルスは複数の
２進カウンタよりなるカウンタ分周回路３６で実
用的な値にまで分周され、一定時間毎あるいは間
欠運転パターンに合わせてＨ信号とＬ信号とが交
互に出力され、分周回路３６の出力信号が前記比
較器１１の出力信号とともにアンド回路３７に入
力される。さらに、アンド回路３７の出力端子は
ノツト回路３８および入力用第12抵抗３９を介し
て第１トランジスタ２２のベースに接続されてい
る。４０はバイアス用第13抵抗である。

なお、４１は充電過電流防止回路であり、蓄電
池７の充電時の過電流防止用第14抵抗４２と、蓄
電池７の出力時（放電時）に無負荷とするための
ダイオード４３の並列回路よりなる。

ところで、この種換気装置では、モータ４の電
源である太陽電池１および蓄電池７のそれぞれの
状態に応じ、次の４つの条件が考えられる。

(i) 太陽電池１より十分な発電力が得られるが、
蓄電池７は放電されている状態。

(ii) 太陽電池１より十分な発電力が得られるとと
もに、蓄電池７も十分充電されている状態。

(iii) 太陽電池１は照度低下により十分な発電力が
得られないが、蓄電池７は十分充電されている
状態。

(iv) 太陽電池１に十分な発電力が得られず、蓄電
池７も放電されている状態。

つぎに、前記各状態に従つて実施例の動作を説
明する。

まず、（）の状態、たとえば日中の午前等、
太陽電池１の発電力によつてモータ４を駆動でき
るが蓄電池７の充電電圧が放電時電圧より低い場
合、過放電防止回路部１０′の比較器１７は、（充
電電圧）≦（放電時電圧）であることによりＨ信号
を出力するが、判別回路８の比較器１１が、（出
力電圧）＞（満充電電圧）によりＬ信号を出力する
ため、アンド回路３０の出力がＬになる一方、ナ
ンド回路２７よりＨ信号が出力され、モノマルチ
２８が動作してその出力により第２トランジスタ
２５が所定時間オンし、キープリレー２３のオン
コイル（23N）が励磁され、オン接点が閉成す
る。

このとき、比較器１１の出力がＬであることに
より、間欠運転制御回路９のアンド回路３７を介
してノツト回路３８よりＨ信号が出力され、第１
トランジスタ２２がオンしている。

したがつて、モータ４にダイオード６を通して
太陽電池１の起電力が供給され、モータ４が回転
し、室内の換気が行なわれる。

その後、日射量が増すと、太陽電池１の余剰電
力が第14抵抗４２を通して蓄電池７に供給され、
充電される。

つぎに、（）の状態、たとえば前述の太陽電
池１の余剰電力によつて蓄電池７が十分充電され
た場合、過放電防止回路部１０′の比較器１７の
出力がＬに変わることを除いて、前述と全く同様
に動作し、このときの蓄電池７の過充電は、過充
放電防止回路１０の過充電防止回路部によつて防
止される。

さらに、（）の状態、たとえば日中の曇天や
夕方、夜間等、太陽電池１の余剰電力によつて蓄
電池７が十分に充電されたのち照度低下により太
陽電池１の発電力が低下した場合、比較器１１の
出力は（出力電圧）≦（満充電電圧）によりＨに変
わるが、比較器１７の出力はＬのままであるた
め、キープリレー２３はオン接点の閉成状態のま
まとなり、このとき、蓄電池７の充電電圧が太陽
電池１の出力電圧より大きいため、蓄電池７より
ダイオード４３を通してモータ４に電力補給もし
くは全電力供給される。

一方、比較器１１がＨ信号を出力することによ
り、間欠運転制御回路９の第４トランジスタ３４
がオンされて発振器３３が発振動作を開始し、発
振器３３からのクロツクパルスが分周回路３６で
分周されてたとえば一定時間毎にＨ信号とＬ信号
とを交互に出力する。

そして、Ｈ信号の出力時は、アンド回路３７お
よびノツト回路３８を介してＬ信号が出力され、
第１トランジスタ２２がオフになり、モータ４が
停止し、また、Ｌ信号の出力時は、ノツト回路３
８よりＨ信号が出力されて第１トランジスタ２２
がオンになり、モータ４が駆動し、モータ４が間
欠運転される。

つぎに、（）の状態、たとえば夜間において
前述の間欠運転によつて蓄電池７が放電してしま
つた場合、比較器７の出力がＨに変わり、比較器
１１のＨ信号と合わせてアンド回路３０がＨ信号
を出力し、モノマルチ３１が動作してその出力に
より第３トランジスタ２６が所定時間オンし、キ
ープリレー２３のオフコイル（23F）が励磁さ
れ、オン接点が開放しオフ接点が閉成する。した
がつて、モータ４への通電が完全に停止され、モ
ータ４は停止する。

この結果、前述の４つの条件に対して（）、
（）の状態ではモータ４を連続駆動し、（）の
状態でモータ４を間欠駆動し、（）の状態で停
止することになる。

したがつて、前記実施例によれば、太陽電池１
の余剰電力を蓄える蓄電池７によつてモータ４を
駆動する場合、すなわち蓄電池７の電力補給ある
いは全電力供給状態時、間欠運転制御回路９の作
動によつて換気扇を間欠運転することができ、容
量の小さな蓄電池７でも長時間一定パターンで換
気扇を運転することができる。

たとえば、換気扇を連続運転すれば３時間程度
しか使用できない容量の蓄電池７でも、１時間に
15分運転するパターンの間欠運転にすれば、約４
倍の12時間程度の運転が可能となり、従来の３時
間以降の空白時間が解消できる。

また、夜間の換気扇の使用を可能にした大容量
の蓄電池を有するものに対して、たとえば10秒毎
の間欠運転を行なうようにすれば、蓄電池７の容
量が従来の約1/2になり、体積および設置スペー
スの縮小化、コストの低減が図れる。

しかも、夜間では、日中程気温が上がらず、換
気もそれ程十分に行なう必要がないため、夜間等
に換気扇を間欠運転することで、気象条件に応じ
た室内換気が実現でき、効率的な換気が可能とな
る。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案の換気装置によると、
太陽電池の出力により駆動される換気扇を、日射
量の不足時に、太陽電池の余剰電力を蓄える蓄電
池の出力によつて駆動できるとともに、この蓄電
池の電力供給状態において換気扇を間欠運転でき
るため、蓄電池の容量を小さくして設置スペース
の削減、コストの低減を図ることができるととも
に、換気扇を長時間効率的に使用することがで
き、有効な換気を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の換気装置の１実施例を示し、
第１図は概略ブロツク図、第２図は詳細な結線図
である。 １……太陽電池、４……モータ、５……モータ
駆動制御回路、７……蓄電池、８……出力電圧判
別回路、９……間欠運転制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太
   陽電池と、該太陽電池により駆動される換気扇
   と、前記太陽電池の余剰電力を蓄える蓄電池と
   を備え、前記太陽電池の出力電圧が低下した場
   合に、前記換気扇を間欠運転する制御回路とを
   備えた換気装置。 (2) 太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太
   陽電池と、該太陽電池により駆動される換気扇
   と、前記太陽電池の余剰電力を蓄える蓄電池
   と、前記太陽電池の出力電圧と前記蓄電池の満
   充電電圧とを比較し前記出力電圧の前記満充電
   電圧よりの低下を検出する検出回路と、前記換
   気扇の駆動を制御し前記検出回路の検出信号に
   より前記換気扇を間欠運転する制御回路とを備
   えてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   換気装置。