換気装置
【課題】直流配電システムでの給電遮断において、蓄えた電力での運転継続を目的とする。
【解決手段】入力電圧を検知する電源検知手段２と、系統からの電力を蓄えるバックアップ電源３と、蓄えた電力を直流配電システムの系統への放電防止用のダイオード４と、前記バックアップ電源３の電力を系統に放電することができる放電開閉手段５と、前記バックアップ電源３の電力を系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段６と、制御手段７ａという構成にしたことにより、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２の電圧より、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６を開閉制御することで、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電し、電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続する換気装置を得られる。
【解決手段】入力電圧を検知する電源検知手段２と、系統からの電力を蓄えるバックアップ電源３と、蓄えた電力を直流配電システムの系統への放電防止用のダイオード４と、前記バックアップ電源３の電力を系統に放電することができる放電開閉手段５と、前記バックアップ電源３の電力を系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段６と、制御手段７ａという構成にしたことにより、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２の電圧より、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６を開閉制御することで、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電し、電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続する換気装置を得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源の供給で動作可能な換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般住宅の換気装置は平成１５年にシックハウス対策のために改正建築基準法の施行により、一般住宅の換気設備設置の設置が義務付けられた。
【０００３】
そのため、一般住宅の各部屋には機械換気設備による常時換気が必要となった。
【０００４】
そして、近年はさらなる省エネのために、各機器が商用電源から直流電圧に変換するのでなく、直流電源の供給でそのまま駆動することで、変換ロスを低減するための直流配電システムが一般住宅にも提案されている。
【０００５】
従来、この種の直流配電システムは商用電源や太陽光発電装置から所定の直流電圧に変換する直流配電システムにより、直流電圧の供給で直接駆動するＬＥＤ照明、セキュリティシステム、換気扇等が提案されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
以下、その換気装置を有したシステムについて図９を参照しながら概容説明する。
【０００７】
図９に示すように、直流配電システム１０１は商用電源１０２を所定の直流電圧に変換する変換装置１０４ａや太陽光発電装置１０３を所定の直流電圧に変換する変換装置１０４ｂ、直流電圧を蓄電するバックアップ電源１０５、各系統の直流駆動機器に直流電源の供給や遮断をする機器切離手段１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃがあり、前記変換装置１０４ａ、１０４ｂ、前記バックアップ電源１０５、前記機器切離手段１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを制御する制御手段１０７から構成される。
【０００８】
そして、前記各機器切離手段の各系統は例えば、前記機器切離手段１０６ａにはセキュリティシステム、前記機器切離手段１０６ｂにはＬＥＤ照明、前記機器切離手段１０６ｃには換気扇に分類されて接続することで、各系統の優先順位を設定されている。
【０００９】
また、この種の直流配電システムには各端末機器で分散して電力を蓄えているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
以下、そのシステムについて図１０を参照しながら説明する。
【００１１】
図１０に示すように、直流配電システム１０８より各端末機１０９ａ、１０９ｂへの配線系統には、逆流防止ダイオード１１０ａ、１１０ｂと保護ヒューズ１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ直列に接続され、前記各端末機には電力を蓄えるコンデンサ１１２ａ、１１２ｂが設けられている。
【００１２】
そして、前記端末機１０９ｂで不具合が発生し、前記保護ヒューズ１１１ｂが溶断すると、システム全体への影響がないようできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１５９６５５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２５４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような従来の換気装置を有したシステムにおいて、直流配電システムは直流電力を蓄えるバックアップ電源を設けており、停電時等ではこのバックアップ電源の供給の優先としては、セキュリティ等の電源系統を優先し、異常時には他の端末の電源系統を遮断し、このセキュリティ端末が特定時間稼動できるように配慮される。
【００１５】
そのため、直流配電システムから給電される換気装置は、バックアップ電源による給電の優先度が低く、商用電源の停電時には優先度の低い直流駆動機器から順に機器切離手段により給電を遮断され、換気運転が中断される頻度が高いという課題を有していた。
【００１６】
また、各端末機に蓄えた電力を同系統の端末機器の短絡障害が発生した場合、保護ヒューズが溶断して系統から切離されるが、正常端末機器の電力はダイオードで保護され、系統側への放電はされないので、電源側のトラブルでは各端末機に蓄えた電力を同系統で共有できないという課題を有していた。
【００１７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、直流配電システムの供給電力低下により、給電の優先度が低い系統への電力供給の遮断の場合でも、端末機に蓄えた電力を同系統で共有し、端末機器の駆動を継続することができる換気装置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】
【００１８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、
前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【００１９】
また、本発明は前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタとした。
【００２０】
また、本発明は前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段とした。
【００２１】
また、本発明は室内の人の在室を検知できる人感センサーとした。
【００２２】
また、本発明は前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とした。
【００２３】
また、本発明は前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とした。
【００２４】
また、本発明は施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとした。
【００２５】
また、本発明は使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とした。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段という構成にしたことにより、前記制御手段は前記電源検知手段の閾値電圧より、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を開閉制御することで、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に一時的な放電をすることになるので、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２の換気装置を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３の換気装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４の換気装置を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５の換気装置を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態６の換気装置を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態７の換気装置を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態８の換気装置を示すブロック図
【図９】従来の換気装置を示すブロック図
【図１０】従来の換気装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の請求項１記載の換気装置は、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段という構成を有する。
【００２９】
これにより、前記制御手段は前記電源検知手段の閾値電圧により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を開閉制御することで、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電できることになる。
【００３０】
これにより、建基法により各部屋に設置される換気装置において、前記バックアップ電源を各換気装置に設けることで、換気装置が一時的な放電を同系統に給電をすることで、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができる。
【００３１】
また、前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタという構成にしてもよい。
【００３２】
これにより、前記パワーサーミスタを前記バックアップ電源から直流配電システムの系統への放電経路に設けることで、直流配電システムの系統に接続された機器や配線の短絡障害が発生した場合、前記制御手段が前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統から切り離すまでの間に急激な放電電流が流れると、前記パワーサーミスタ自身が発熱して、自身の抵抗値を高くすることで放電電流を抑制することができる。
【００３３】
これにより、直流配電システムの系統の短絡障害が発生した場合、前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統から切り離すまでの間において、急激な放電電流が流れるのを防止できるため、前記放電開閉手段の接点の定格電流を低くでき、接点寿命を延ばすことができるため安価な接点を採用できるという効果を奏する。
【００３４】
また、前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段という構成にしてもよい。
【００３５】
これにより、前記制御手段は前記放電電流検知手段が所定の電流値以上を検知すると、前記バックアップ電源の放電電流を前記放電電流抑制手段により抑制する。
【００３６】
その後、前記制御手段は前記放電電流検知手段が所定の電流値以下を検知すると、前記放電電流抑制手段の放電電流の抑制を解除させる。
【００３７】
これにより、前記バックアップ電源の放電電流を前記放電電流抑制手段により抑制することで、過放電電流による前記バックアップ電源の寿命劣化を軽減することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、室内の人の在室を検知できる人感センサーとを設けた構成にしてもよい。
【００３９】
これにより、前記制御手段は前記電源検知手段が所定の電圧値以下を検知し、前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統に放電している時、前記人感センサーによる室内で人が不在と判断すると、換気のためのファンモータの運転を停止させる。
【００４０】
これにより、直流配電システムの電源供給能力の低下時に、一時的に室内の人が不在の場合に換気運転を停止させ消費電力を抑えることで、同系統の他の端末機の運転を長くすることができるという効果を奏する。
【００４１】
また、前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とを設けた構成にしてもよい。
【００４２】
これにより、長時間給電が遮断されて前記バックアップ電源の充電量を消耗した場合、前記制御手段は前記電源検知手段が所定の電圧値まで電圧の復帰を検知すると、直流配電システムが正常な給電状態と判断して前記放電開閉手段を閉状態にすることにより、前記ダイオードを経由せず前記ファンモータは直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオードの電圧降下がなく運転される。
【００４３】
そして、前記制御手段は所定の時間経過後に前記充電開始手段に前記バックアップ電源の充電を開始させる。
【００４４】
これは直流配電システムの給電復帰時には同系統に接続された端末機器の同時運転により消費が増えるため、すぐに前記バックアップ電源への充電を開始すると、さらに電流が増えることになる。
【００４５】
そのために、直流配電システムの復電直後に充電を遅延させることで、直流配電システムの負荷を軽減でき、電源容量の大きさやコストアップの防止ができるという効果を奏する。
【００４６】
また、前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とを設けた構成にしてもよい。
【００４７】
これにより、運転開始時には前記制御手段は前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態、すなわち前記ダイオードのみが直流配電システムから前記ファンモータに接続された状態にする。
【００４８】
そして、前記電源検知手段による直流配電システムの供給電圧と、バックアップ電圧検知手段による前記バックアップ電源の放電電圧を比較することで、どちらの電圧が高いかを判断する。
【００４９】
前記バックアップ電源の放電電圧の方が高く、前記ファンモータの所定の起動保証電圧の場合は、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態で前記ファンモータ起動させる。
【００５０】
これは、一般にファンモータは起動時には瞬時だが通常時より消費電流が増加する傾向がある。
【００５１】
これにより、換気装置に蓄えた電力を有効に使用して、直流配電システムの負荷軽減ができるという効果を奏する。
【００５２】
また、施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとを設けた構成にしてもよい。
【００５３】
これにより、施工業者が前記設定ＳＷにより、前記電源検知手段による直流配電システムの電力供給の遮断を前記制御手段が判断した場合に、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみに使用させる。
【００５４】
これにより、施工業者が各配線系統で優先が高い配線系統に換気装置を接続しても、無駄な消費をせず、蓄えた電力を系統に給電することで、各部屋の配線系統の制約を受けずに換気装置の設置ができ、施工性の向上ができるという効果を奏する。
【００５５】
また、使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とを設けた構成にしてもよい。
【００５６】
これにより、前記制御手段が直流配電システムの系統に接続された端末機器や配線の短絡障害が発生した場合には、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電できないと判断した場合、すなわち前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態にすると共に、前記報知手段により使用者に報知する。
【００５７】
これは一般住宅の直流配電システムでは、端末機器や配線のメンテナンスが頻繁におこなわれるものでなく、使用者がトラブルを気づくことも少ない。
【００５８】
これにより、系統に障害が発生したことを使用者に早く伝え、サービスメンテの向上ができるという効果を奏する。
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明は省エネのための商用電源や太陽光発電装置から所定の直流電圧に変換する直流配電システムから供給された直流電源で駆動する換気装置は、直流電源で駆動する換気用のファンモータ１と、
直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段２と、
直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源３と、
前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオード４と、
前記ダイオード４と並列に接続され、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段５と、
前記放電開閉手段５と並列に接続され、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段６と、
前記ファンモータ１の運転／停止、前記電源検知手段２の情報により、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６を所定の時間により制御する制御手段７ａとを設けた構成を有する。
【００６１】
また、前記電源検知手段２の複数の閾値の電圧としては、第一の閾値電圧値は直流配電システムの電源電圧公差の下限電圧値、第二の閾値電圧値は換気装置の公称動作電圧の下限電圧値、第三の閾値電圧値は第二の閾値電圧値と第四の閾値電圧値の中間電圧値、第四の閾値電圧値は換気装置の実力動作電圧の下限電圧値とする。
【００６２】
上記構成において、通常時には前記バックアップ電源３は直流配電システムから前記放電開閉手段５を閉状態にすることにより、前記ダイオード４を経由せず充電され、前記ファンモータ１も直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオード４の電圧降下がなく運転される。
【００６３】
そして、直流配電システムからの電力供給の遮断は、大きく分けて以下の二つの場合がある。
【００６４】
一つ目のケースは、直流配電システムの供給電力が不足した場合に、電力供給の優先度の低い直流機器の系統の給電を停止する場合。
【００６５】
この場合、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第一の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を開状態にすることにより、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないようにする。
【００６６】
そして、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が所定の時間後にさらに低い電圧の第二の閾値電圧値以下を検知しない場合は、前記放電開閉手段５を閉状態にして、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電させる。
【００６７】
また、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が所定の時間後に第二の閾値電圧値以下を検知した場合は前記放電抑制開閉手段６のみを閉状態にして前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電させる。
【００６８】
その後、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第二の閾値電圧より低い電圧の第三の閾値電圧値以下を検知しない場合は前記放電開閉手段５を閉状態にして前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電させる。
【００６９】
また、直流配電システムからの電力供給の遮断の二つ目のケースは、直流配電システムの系統の短絡障害で、直流配電システムは短絡障害の発生した系統の給電を停止する場合である。
【００７０】
この場合、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第一の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を同様に開状態にすることにより、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないようにする。
【００７１】
その後、所定の時間後に前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第三の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電抑制開閉手段６のみを閉状態にする。
【００７２】
さらに前記電源検知手段２が第三の閾値電圧より低い電圧の第四の閾値電圧値以下を検知した場合は、直流配電システムの同系統が短絡等の異常状態と判断し、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないように前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を開状態にする。
【００７３】
これにより、建基法により各部屋に設置される換気装置において、前記バックアップ電源３を各換気装置に設けることで、換気装置が一時的な放電を同系統に給電をすることで、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができる。
【００７４】
また、系統の短絡障害等では、換気装置に蓄えた電力を系統に放電しないため、無駄に蓄えた電力を消費することがないようにできる。
【００７５】
（実施の形態２）
図２において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図２に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタ８とを設けた構成を有する。
【００７７】
上記構成において、前記パワーサーミスタ８に電流が流れると抵抗素子自身の温度が上昇して抵抗値が大きくなる特性があり、電流を抑制する効果がある。前記パワーサーミスタ８を前記バックアップ電源３から直流配電システムの系統への放電経路に設けることで、直流配電システムの系統に接続された機器や配線の短絡障害が発生した場合、前記制御手段７ａが前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統から切り離すまでの間に急激な放電電流が流れると、前記パワーサーミスタ８自身が発熱して、自身の抵抗値を高くすることで放電電流を抑制することができる。
【００７８】
これにより、直流配電システムの系統の短絡障害が発生した場合、前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統から切り離すまでの間において、急激な放電電流が流れるのを防止できるため、前記放電開閉手段５の接点の定格電流を低くでき、接点寿命を延ばすことができるため安価な接点を採用できる。
【００７９】
（実施の形態３）
図３において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
図３に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段９と、
前記放電電流検知手段９の電流値により前記制御手段７ｂが過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源３の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段１０とを設けた構成を有する。
【００８１】
上記構成において、前記制御手段７ｂは前記放電電流検知手段９が所定の電流値以上を検知すると、前記バックアップ電源３の放電電流を前記放電電流抑制手段１０により抑制する。
【００８２】
その後、前記制御手段７ｂは前記放電電流検知手段９が所定の電流値以下を検知すると、
前記放電電流抑制手段１０の放電電流の抑制を解除させる。
【００８３】
これにより、前記バックアップ電源３の放電電流を前記放電電流抑制手段１０により抑制することで、過放電電流による前記バックアップ電源３の寿命劣化を軽減することができる。
【００８４】
（実施の形態４）
図４において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
図４に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、室内の人の在室を検知できる人感センサー１１とを設けた構成を有する。
【００８６】
上記構成において、前記制御手段７ｃは前記電源検知手段２が所定の電圧値以下を検知し、前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統に放電している時、前記人感センサー１１による室内で人が不在と判断すると、換気のためのファンモータの運転を停止させる。
【００８７】
これにより、直流配電システムの電源供給能力の低下時に、一時的に室内の人が不在の場合に換気運転を停止させ消費電力を抑えることで、同系統の他の端末機の運転を長くすることができる。
【００８８】
（実施の形態５）
図５において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
図５に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の充電の開始制御をする充電開始手段１２とを設けた構成を有する。
【００９０】
上記構成において、長時間給電が遮断されて前記バックアップ電源３の充電量を消耗した場合、前記制御手段７ｄは前記電源検知手段２が所定の電圧値まで電圧の復帰を検知すると、直流配電システムが正常な給電状態と判断して前記放電開閉手段５を閉状態にすることにより、前記ダイオード４を経由せず前記ファンモータ１は直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオード４の電圧降下がなく運転される。
【００９１】
そして、前記制御手段７ｄは所定の時間経過後に前記充電開始手段１２に前記バックアップ電源３の充電を開始させる。
【００９２】
これは直流配電システムの給電復帰時には同系統に接続された端末機器の同時運転により消費が増えるため、すぐに前記バックアップ電源３への充電を開始すると、さらに電流が増えることになる。
【００９３】
そのために、直流配電システムの復電直後に充電を遅延させることで、直流配電システムの負荷を軽減でき、電源容量の大きさやコストアップの防止ができる。
【００９４】
（実施の形態６）
図６において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９５】
図６に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
前記バックアップ電源３の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段１３とを設けた構成を有する。
【００９６】
上記構成において、運転開始時には前記制御手段７ｅは前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態、すなわち前記ダイオード４のみが直流配電システムから前記ファンモータ１に接続された状態にする。
【００９７】
そして、前記電源検知手段２による直流配電システムの供給電圧と、バックアップ電圧検知手段１３による前記バックアップ電源３の放電電圧を比較することで、どちらの電圧が高いかを判断する。
【００９８】
前記バックアップ電源３の放電電圧の方が高く、前記ファンモータ１の所定の起動保証電圧の場合は、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態で前記ファンモータ１起動させる。
【００９９】
これは、一般にファンモータは起動時には瞬時だが通常時より消費電流が増加する傾向がある。
【０１００】
これにより、換気装置に蓄えた電力を有効に使用して、直流配電システムの負荷軽減ができる。
【０１０１】
（実施の形態７）
図７において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０２】
図７に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源３の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷ１４とを設けた構成を有する。
【０１０３】
上記構成において、施工業者が前記設定ＳＷ１４により、前記電源検知手段２による直流配電システムの電力供給の遮断を前記制御手段７ｆが判断した場合に、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源３の蓄えた電力を放電のみに使用させる。
【０１０４】
すなわち、前記ファンモータ１を停止状態にする。
【０１０５】
これにより、施工業者が各配線系統で優先が高い配線系統に換気装置を接続しても、無駄な消費をせず、蓄えた電力を系統に給電することで、各部屋の配線系統の制約を受けずに換気装置の設置ができ、施工性の向上ができる。
【０１０６】
（実施の形態８）
図８において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０７】
図８に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段１５とを設けた構成を有する。
【０１０８】
上記構成において、前記制御手段７ｇが直流配電システムの系統に接続された端末機器や配線の短絡障害が発生した場合には、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電できないと判断した場合、すなわち前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態にすると共に、前記報知手段１５により使用者に報知する。
【０１０９】
これは一般住宅の直流配電システムでは、端末機器や配線のメンテナンスが頻繁におこなわれるものでなく、使用者がトラブルを気づくことも少ない。
【０１１０】
これにより、系統に障害が発生したことを使用者に早く伝え、サービスメンテの向上ができる。
【０１１１】
なお、実施の形態では、放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６に接点スイッチを用いたが、半導体スイッチにかえてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【０１１２】
なお、実施の形態１では、前記電源検知手段２の複数の閾値の電圧としては４つの閾値電圧にしたが、前記バックアップ電源３の充電や放電特性等により、４つ以外にしてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる直流配電システムの換気装置は、近年家庭内のさらなる省エネの促進のため、住宅に設置された太陽光発電設備等により発電・蓄電された直流電力を、電力変換ロスの低減のために家庭内で使用する機器、例えばＬＥＤ照明や換気扇等に直流電圧を直接供給して駆動させるシステムが検討されている。
【０１１４】
そのため、直流駆動する機器が個々に一時的な電力の蓄積や起動時の消費低減を行なうことで、システム全体での電源の安定を向上させることに有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ ファンモータ
２ 電源検知手段
３ バックアップ電源
４ ダイオード
５ 放電開閉手段
６ 放電抑制開閉手段
７ａ 制御手段
７ｂ 制御手段
７ｃ 制御手段
７ｄ 制御手段
７ｅ 制御手段
７ｆ 制御手段
７ｇ 制御手段
８ パワーサーミスタ
９ 放電電流検知手段
１０ 放電電流抑制手段
１１ 人感センサー
１２ 充電開始手段
１３ バックアップ電圧検知手段
１４ 設定ＳＷ
１５ 報知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源の供給で動作可能な換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般住宅の換気装置は平成１５年にシックハウス対策のために改正建築基準法の施行により、一般住宅の換気設備設置の設置が義務付けられた。
【０００３】
そのため、一般住宅の各部屋には機械換気設備による常時換気が必要となった。
【０００４】
そして、近年はさらなる省エネのために、各機器が商用電源から直流電圧に変換するのでなく、直流電源の供給でそのまま駆動することで、変換ロスを低減するための直流配電システムが一般住宅にも提案されている。
【０００５】
従来、この種の直流配電システムは商用電源や太陽光発電装置から所定の直流電圧に変換する直流配電システムにより、直流電圧の供給で直接駆動するＬＥＤ照明、セキュリティシステム、換気扇等が提案されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
以下、その換気装置を有したシステムについて図９を参照しながら概容説明する。
【０００７】
図９に示すように、直流配電システム１０１は商用電源１０２を所定の直流電圧に変換する変換装置１０４ａや太陽光発電装置１０３を所定の直流電圧に変換する変換装置１０４ｂ、直流電圧を蓄電するバックアップ電源１０５、各系統の直流駆動機器に直流電源の供給や遮断をする機器切離手段１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃがあり、前記変換装置１０４ａ、１０４ｂ、前記バックアップ電源１０５、前記機器切離手段１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを制御する制御手段１０７から構成される。
【０００８】
そして、前記各機器切離手段の各系統は例えば、前記機器切離手段１０６ａにはセキュリティシステム、前記機器切離手段１０６ｂにはＬＥＤ照明、前記機器切離手段１０６ｃには換気扇に分類されて接続することで、各系統の優先順位を設定されている。
【０００９】
また、この種の直流配電システムには各端末機器で分散して電力を蓄えているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
以下、そのシステムについて図１０を参照しながら説明する。
【００１１】
図１０に示すように、直流配電システム１０８より各端末機１０９ａ、１０９ｂへの配線系統には、逆流防止ダイオード１１０ａ、１１０ｂと保護ヒューズ１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ直列に接続され、前記各端末機には電力を蓄えるコンデンサ１１２ａ、１１２ｂが設けられている。
【００１２】
そして、前記端末機１０９ｂで不具合が発生し、前記保護ヒューズ１１１ｂが溶断すると、システム全体への影響がないようできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１５９６５５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２５４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような従来の換気装置を有したシステムにおいて、直流配電システムは直流電力を蓄えるバックアップ電源を設けており、停電時等ではこのバックアップ電源の供給の優先としては、セキュリティ等の電源系統を優先し、異常時には他の端末の電源系統を遮断し、このセキュリティ端末が特定時間稼動できるように配慮される。
【００１５】
そのため、直流配電システムから給電される換気装置は、バックアップ電源による給電の優先度が低く、商用電源の停電時には優先度の低い直流駆動機器から順に機器切離手段により給電を遮断され、換気運転が中断される頻度が高いという課題を有していた。
【００１６】
また、各端末機に蓄えた電力を同系統の端末機器の短絡障害が発生した場合、保護ヒューズが溶断して系統から切離されるが、正常端末機器の電力はダイオードで保護され、系統側への放電はされないので、電源側のトラブルでは各端末機に蓄えた電力を同系統で共有できないという課題を有していた。
【００１７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、直流配電システムの供給電力低下により、給電の優先度が低い系統への電力供給の遮断の場合でも、端末機に蓄えた電力を同系統で共有し、端末機器の駆動を継続することができる換気装置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】
【００１８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、
前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【００１９】
また、本発明は前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタとした。
【００２０】
また、本発明は前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段とした。
【００２１】
また、本発明は室内の人の在室を検知できる人感センサーとした。
【００２２】
また、本発明は前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とした。
【００２３】
また、本発明は前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とした。
【００２４】
また、本発明は施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとした。
【００２５】
また、本発明は使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とした。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段という構成にしたことにより、前記制御手段は前記電源検知手段の閾値電圧より、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を開閉制御することで、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に一時的な放電をすることになるので、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２の換気装置を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３の換気装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４の換気装置を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５の換気装置を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態６の換気装置を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態７の換気装置を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態８の換気装置を示すブロック図
【図９】従来の換気装置を示すブロック図
【図１０】従来の換気装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の請求項１記載の換気装置は、直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段という構成を有する。
【００２９】
これにより、前記制御手段は前記電源検知手段の閾値電圧により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を開閉制御することで、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電できることになる。
【００３０】
これにより、建基法により各部屋に設置される換気装置において、前記バックアップ電源を各換気装置に設けることで、換気装置が一時的な放電を同系統に給電をすることで、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができる。
【００３１】
また、前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタという構成にしてもよい。
【００３２】
これにより、前記パワーサーミスタを前記バックアップ電源から直流配電システムの系統への放電経路に設けることで、直流配電システムの系統に接続された機器や配線の短絡障害が発生した場合、前記制御手段が前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統から切り離すまでの間に急激な放電電流が流れると、前記パワーサーミスタ自身が発熱して、自身の抵抗値を高くすることで放電電流を抑制することができる。
【００３３】
これにより、直流配電システムの系統の短絡障害が発生した場合、前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統から切り離すまでの間において、急激な放電電流が流れるのを防止できるため、前記放電開閉手段の接点の定格電流を低くでき、接点寿命を延ばすことができるため安価な接点を採用できるという効果を奏する。
【００３４】
また、前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段という構成にしてもよい。
【００３５】
これにより、前記制御手段は前記放電電流検知手段が所定の電流値以上を検知すると、前記バックアップ電源の放電電流を前記放電電流抑制手段により抑制する。
【００３６】
その後、前記制御手段は前記放電電流検知手段が所定の電流値以下を検知すると、前記放電電流抑制手段の放電電流の抑制を解除させる。
【００３７】
これにより、前記バックアップ電源の放電電流を前記放電電流抑制手段により抑制することで、過放電電流による前記バックアップ電源の寿命劣化を軽減することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、室内の人の在室を検知できる人感センサーとを設けた構成にしてもよい。
【００３９】
これにより、前記制御手段は前記電源検知手段が所定の電圧値以下を検知し、前記バックアップ電源を前記放電開閉手段により直流配電システムの系統に放電している時、前記人感センサーによる室内で人が不在と判断すると、換気のためのファンモータの運転を停止させる。
【００４０】
これにより、直流配電システムの電源供給能力の低下時に、一時的に室内の人が不在の場合に換気運転を停止させ消費電力を抑えることで、同系統の他の端末機の運転を長くすることができるという効果を奏する。
【００４１】
また、前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とを設けた構成にしてもよい。
【００４２】
これにより、長時間給電が遮断されて前記バックアップ電源の充電量を消耗した場合、前記制御手段は前記電源検知手段が所定の電圧値まで電圧の復帰を検知すると、直流配電システムが正常な給電状態と判断して前記放電開閉手段を閉状態にすることにより、前記ダイオードを経由せず前記ファンモータは直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオードの電圧降下がなく運転される。
【００４３】
そして、前記制御手段は所定の時間経過後に前記充電開始手段に前記バックアップ電源の充電を開始させる。
【００４４】
これは直流配電システムの給電復帰時には同系統に接続された端末機器の同時運転により消費が増えるため、すぐに前記バックアップ電源への充電を開始すると、さらに電流が増えることになる。
【００４５】
そのために、直流配電システムの復電直後に充電を遅延させることで、直流配電システムの負荷を軽減でき、電源容量の大きさやコストアップの防止ができるという効果を奏する。
【００４６】
また、前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とを設けた構成にしてもよい。
【００４７】
これにより、運転開始時には前記制御手段は前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態、すなわち前記ダイオードのみが直流配電システムから前記ファンモータに接続された状態にする。
【００４８】
そして、前記電源検知手段による直流配電システムの供給電圧と、バックアップ電圧検知手段による前記バックアップ電源の放電電圧を比較することで、どちらの電圧が高いかを判断する。
【００４９】
前記バックアップ電源の放電電圧の方が高く、前記ファンモータの所定の起動保証電圧の場合は、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態で前記ファンモータ起動させる。
【００５０】
これは、一般にファンモータは起動時には瞬時だが通常時より消費電流が増加する傾向がある。
【００５１】
これにより、換気装置に蓄えた電力を有効に使用して、直流配電システムの負荷軽減ができるという効果を奏する。
【００５２】
また、施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとを設けた構成にしてもよい。
【００５３】
これにより、施工業者が前記設定ＳＷにより、前記電源検知手段による直流配電システムの電力供給の遮断を前記制御手段が判断した場合に、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみに使用させる。
【００５４】
これにより、施工業者が各配線系統で優先が高い配線系統に換気装置を接続しても、無駄な消費をせず、蓄えた電力を系統に給電することで、各部屋の配線系統の制約を受けずに換気装置の設置ができ、施工性の向上ができるという効果を奏する。
【００５５】
また、使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とを設けた構成にしてもよい。
【００５６】
これにより、前記制御手段が直流配電システムの系統に接続された端末機器や配線の短絡障害が発生した場合には、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電できないと判断した場合、すなわち前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段が開状態にすると共に、前記報知手段により使用者に報知する。
【００５７】
これは一般住宅の直流配電システムでは、端末機器や配線のメンテナンスが頻繁におこなわれるものでなく、使用者がトラブルを気づくことも少ない。
【００５８】
これにより、系統に障害が発生したことを使用者に早く伝え、サービスメンテの向上ができるという効果を奏する。
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明は省エネのための商用電源や太陽光発電装置から所定の直流電圧に変換する直流配電システムから供給された直流電源で駆動する換気装置は、直流電源で駆動する換気用のファンモータ１と、
直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段２と、
直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源３と、
前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオード４と、
前記ダイオード４と並列に接続され、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段５と、
前記放電開閉手段５と並列に接続され、前記バックアップ電源３の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段６と、
前記ファンモータ１の運転／停止、前記電源検知手段２の情報により、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６を所定の時間により制御する制御手段７ａとを設けた構成を有する。
【００６１】
また、前記電源検知手段２の複数の閾値の電圧としては、第一の閾値電圧値は直流配電システムの電源電圧公差の下限電圧値、第二の閾値電圧値は換気装置の公称動作電圧の下限電圧値、第三の閾値電圧値は第二の閾値電圧値と第四の閾値電圧値の中間電圧値、第四の閾値電圧値は換気装置の実力動作電圧の下限電圧値とする。
【００６２】
上記構成において、通常時には前記バックアップ電源３は直流配電システムから前記放電開閉手段５を閉状態にすることにより、前記ダイオード４を経由せず充電され、前記ファンモータ１も直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオード４の電圧降下がなく運転される。
【００６３】
そして、直流配電システムからの電力供給の遮断は、大きく分けて以下の二つの場合がある。
【００６４】
一つ目のケースは、直流配電システムの供給電力が不足した場合に、電力供給の優先度の低い直流機器の系統の給電を停止する場合。
【００６５】
この場合、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第一の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を開状態にすることにより、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないようにする。
【００６６】
そして、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が所定の時間後にさらに低い電圧の第二の閾値電圧値以下を検知しない場合は、前記放電開閉手段５を閉状態にして、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電させる。
【００６７】
また、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が所定の時間後に第二の閾値電圧値以下を検知した場合は前記放電抑制開閉手段６のみを閉状態にして前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電させる。
【００６８】
その後、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第二の閾値電圧より低い電圧の第三の閾値電圧値以下を検知しない場合は前記放電開閉手段５を閉状態にして前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電させる。
【００６９】
また、直流配電システムからの電力供給の遮断の二つ目のケースは、直流配電システムの系統の短絡障害で、直流配電システムは短絡障害の発生した系統の給電を停止する場合である。
【００７０】
この場合、前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第一の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を同様に開状態にすることにより、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないようにする。
【００７１】
その後、所定の時間後に前記制御手段７ａは前記電源検知手段２が第三の閾値電圧値以下を検知すると、前記放電抑制開閉手段６のみを閉状態にする。
【００７２】
さらに前記電源検知手段２が第三の閾値電圧より低い電圧の第四の閾値電圧値以下を検知した場合は、直流配電システムの同系統が短絡等の異常状態と判断し、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統へ放電しないように前記放電開閉手段５および前記放電抑制開閉手段６を開状態にする。
【００７３】
これにより、建基法により各部屋に設置される換気装置において、前記バックアップ電源３を各換気装置に設けることで、換気装置が一時的な放電を同系統に給電をすることで、直流配電システムの給電能力の低下や優先順位により系統への電源供給の遮断の場合でも、同系統の端末機器の駆動を継続することができる。
【００７４】
また、系統の短絡障害等では、換気装置に蓄えた電力を系統に放電しないため、無駄に蓄えた電力を消費することがないようにできる。
【００７５】
（実施の形態２）
図２において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図２に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタ８とを設けた構成を有する。
【００７７】
上記構成において、前記パワーサーミスタ８に電流が流れると抵抗素子自身の温度が上昇して抵抗値が大きくなる特性があり、電流を抑制する効果がある。前記パワーサーミスタ８を前記バックアップ電源３から直流配電システムの系統への放電経路に設けることで、直流配電システムの系統に接続された機器や配線の短絡障害が発生した場合、前記制御手段７ａが前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統から切り離すまでの間に急激な放電電流が流れると、前記パワーサーミスタ８自身が発熱して、自身の抵抗値を高くすることで放電電流を抑制することができる。
【００７８】
これにより、直流配電システムの系統の短絡障害が発生した場合、前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統から切り離すまでの間において、急激な放電電流が流れるのを防止できるため、前記放電開閉手段５の接点の定格電流を低くでき、接点寿命を延ばすことができるため安価な接点を採用できる。
【００７９】
（実施の形態３）
図３において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
図３に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段９と、
前記放電電流検知手段９の電流値により前記制御手段７ｂが過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源３の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段１０とを設けた構成を有する。
【００８１】
上記構成において、前記制御手段７ｂは前記放電電流検知手段９が所定の電流値以上を検知すると、前記バックアップ電源３の放電電流を前記放電電流抑制手段１０により抑制する。
【００８２】
その後、前記制御手段７ｂは前記放電電流検知手段９が所定の電流値以下を検知すると、
前記放電電流抑制手段１０の放電電流の抑制を解除させる。
【００８３】
これにより、前記バックアップ電源３の放電電流を前記放電電流抑制手段１０により抑制することで、過放電電流による前記バックアップ電源３の寿命劣化を軽減することができる。
【００８４】
（実施の形態４）
図４において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
図４に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、室内の人の在室を検知できる人感センサー１１とを設けた構成を有する。
【００８６】
上記構成において、前記制御手段７ｃは前記電源検知手段２が所定の電圧値以下を検知し、前記バックアップ電源３を前記放電開閉手段５により直流配電システムの系統に放電している時、前記人感センサー１１による室内で人が不在と判断すると、換気のためのファンモータの運転を停止させる。
【００８７】
これにより、直流配電システムの電源供給能力の低下時に、一時的に室内の人が不在の場合に換気運転を停止させ消費電力を抑えることで、同系統の他の端末機の運転を長くすることができる。
【００８８】
（実施の形態５）
図５において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
図５に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、前記バックアップ電源３の充電の開始制御をする充電開始手段１２とを設けた構成を有する。
【００９０】
上記構成において、長時間給電が遮断されて前記バックアップ電源３の充電量を消耗した場合、前記制御手段７ｄは前記電源検知手段２が所定の電圧値まで電圧の復帰を検知すると、直流配電システムが正常な給電状態と判断して前記放電開閉手段５を閉状態にすることにより、前記ダイオード４を経由せず前記ファンモータ１は直流配電システムからの電圧に対して前記ダイオード４の電圧降下がなく運転される。
【００９１】
そして、前記制御手段７ｄは所定の時間経過後に前記充電開始手段１２に前記バックアップ電源３の充電を開始させる。
【００９２】
これは直流配電システムの給電復帰時には同系統に接続された端末機器の同時運転により消費が増えるため、すぐに前記バックアップ電源３への充電を開始すると、さらに電流が増えることになる。
【００９３】
そのために、直流配電システムの復電直後に充電を遅延させることで、直流配電システムの負荷を軽減でき、電源容量の大きさやコストアップの防止ができる。
【００９４】
（実施の形態６）
図６において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９５】
図６に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
前記バックアップ電源３の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段１３とを設けた構成を有する。
【００９６】
上記構成において、運転開始時には前記制御手段７ｅは前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態、すなわち前記ダイオード４のみが直流配電システムから前記ファンモータ１に接続された状態にする。
【００９７】
そして、前記電源検知手段２による直流配電システムの供給電圧と、バックアップ電圧検知手段１３による前記バックアップ電源３の放電電圧を比較することで、どちらの電圧が高いかを判断する。
【００９８】
前記バックアップ電源３の放電電圧の方が高く、前記ファンモータ１の所定の起動保証電圧の場合は、前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態で前記ファンモータ１起動させる。
【００９９】
これは、一般にファンモータは起動時には瞬時だが通常時より消費電流が増加する傾向がある。
【０１００】
これにより、換気装置に蓄えた電力を有効に使用して、直流配電システムの負荷軽減ができる。
【０１０１】
（実施の形態７）
図７において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０２】
図７に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源３の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷ１４とを設けた構成を有する。
【０１０３】
上記構成において、施工業者が前記設定ＳＷ１４により、前記電源検知手段２による直流配電システムの電力供給の遮断を前記制御手段７ｆが判断した場合に、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源３の蓄えた電力を放電のみに使用させる。
【０１０４】
すなわち、前記ファンモータ１を停止状態にする。
【０１０５】
これにより、施工業者が各配線系統で優先が高い配線系統に換気装置を接続しても、無駄な消費をせず、蓄えた電力を系統に給電することで、各部屋の配線系統の制約を受けずに換気装置の設置ができ、施工性の向上ができる。
【０１０６】
（実施の形態８）
図８において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０７】
図８に示すように、本発明の直流電源で駆動する換気装置は、
使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段１５とを設けた構成を有する。
【０１０８】
上記構成において、前記制御手段７ｇが直流配電システムの系統に接続された端末機器や配線の短絡障害が発生した場合には、前記バックアップ電源３の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電できないと判断した場合、すなわち前記放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６が開状態にすると共に、前記報知手段１５により使用者に報知する。
【０１０９】
これは一般住宅の直流配電システムでは、端末機器や配線のメンテナンスが頻繁におこなわれるものでなく、使用者がトラブルを気づくことも少ない。
【０１１０】
これにより、系統に障害が発生したことを使用者に早く伝え、サービスメンテの向上ができる。
【０１１１】
なお、実施の形態では、放電開閉手段５や前記放電抑制開閉手段６に接点スイッチを用いたが、半導体スイッチにかえてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【０１１２】
なお、実施の形態１では、前記電源検知手段２の複数の閾値の電圧としては４つの閾値電圧にしたが、前記バックアップ電源３の充電や放電特性等により、４つ以外にしてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる直流配電システムの換気装置は、近年家庭内のさらなる省エネの促進のため、住宅に設置された太陽光発電設備等により発電・蓄電された直流電力を、電力変換ロスの低減のために家庭内で使用する機器、例えばＬＥＤ照明や換気扇等に直流電圧を直接供給して駆動させるシステムが検討されている。
【０１１４】
そのため、直流駆動する機器が個々に一時的な電力の蓄積や起動時の消費低減を行なうことで、システム全体での電源の安定を向上させることに有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ ファンモータ
２ 電源検知手段
３ バックアップ電源
４ ダイオード
５ 放電開閉手段
６ 放電抑制開閉手段
７ａ 制御手段
７ｂ 制御手段
７ｃ 制御手段
７ｄ 制御手段
７ｅ 制御手段
７ｆ 制御手段
７ｇ 制御手段
８ パワーサーミスタ
９ 放電電流検知手段
１０ 放電電流抑制手段
１１ 人感センサー
１２ 充電開始手段
１３ バックアップ電圧検知手段
１４ 設定ＳＷ
１５ 報知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段と設けた換気装置。
【請求項２】
前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタとを設けた請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段とを設けた請求項１または２に記載の換気装置。
【請求項４】
室内の人の在室を検知できる人感センサーとを設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項５】
前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とを設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項６】
前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とを設けた請求項１から５のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項７】
本発明は施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとを設けた請求項１から６のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項８】
使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とを設けた請求項１から７のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項１】
直流電源で駆動する換気用のファンモータと、直流電源の入力電圧値を複数の閾値の電圧を検知する電源検知手段と、直流配電システムの系統から直流配電された電力を蓄えるバックアップ電源と、前記バックアップ電源の蓄えた電力を直流配電システムの系統に放電しないための逆流防止用のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電することができる放電開閉手段と、前記放電開閉手段と並列に接続され、前記バックアップ電源の電力を直流配電システムの系統に放電する電流を抑制する抵抗値を備えた放電抑制開閉手段と、前記ファンモータの運転／停止、前記電源検知手段の情報により、前記放電開閉手段や前記放電抑制開閉手段を所定の時間により制御する制御手段と設けた換気装置。
【請求項２】
前記バックアップ電源の系統への放電経路に直列に抵抗値が正の温度係数を有する抵抗素子であるパワーサーミスタとを設けた請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記バックアップ電源の放電経路の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流値を検知する放電電流検知手段と、前記放電電流検知手段の電流値により前記制御手段が過放電電流と判断すると、前記バックアップ電源の放電電流値を少なくとも一つ以上の閾値の電流を抑制する放電電流抑制手段とを設けた請求項１または２に記載の換気装置。
【請求項４】
室内の人の在室を検知できる人感センサーとを設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項５】
前記バックアップ電源の充電の開始制御をする充電開始手段とを設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項６】
前記バックアップ電源の放電電圧を少なくとも一つ以上の閾値の電圧を検知するバックアップ電圧検知手段とを設けた請求項１から５のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項７】
本発明は施工時に施工業者が設定変更でき、復電まで換気運転を一時的に停止させて前記バックアップ電源の蓄えた電力を放電のみを優先させることができる設定ＳＷとを設けた請求項１から６のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項８】
使用者に知らせるためのＬＥＤあるいはブザーの一方または両方による報知手段とを設けた請求項１から７のいずれか一項に記載の換気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５１７０２（Ｐ２０１２−２５１７０２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３９４０（Ｐ２０１１−１２３９４０）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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