JPH04320744A - 換気装置の異常検出装置 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、ファンを回転駆動する
ための主巻線，補助巻線及びコンデンサからなるコンデ
ンサ誘導電動機を有する換気装置の異常検出装置に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】従来の換気装置例えばダクト用換気扇に
設けられるファン駆動用の単相のコンデンサ誘導電動機
１は、図１１に示すように、交流電源５の出力端子間に
主巻線２を接続すると共に補助巻線３及びコンデンサ４
の直列回路を接続してなる電気的構成となっている。ま
た、主巻線２及び補助巻線３には、夫々に対して温度検
知用の検出器６，７が設けられており、夫々の検出器６
或いは７の何れかの検出温度が所定温度に達すると交流
電源５の給電を停止するように、給電路中に開路器８が
介在されている。

【０００４】このような構成とすることにより、例えば
、ファン即ち回転子の負荷が大きくなって主巻線２或い
は補助巻線３に大電流が流れると、その抵抗成分による
電力損失で温度が徐々に上昇してゆく。そして、所定温
度に達すると、検出器６或いは７がこれを検出して開路
器８を動作させ、給電を停止する。従って、電動機１は
過熱による劣化或いは故障から保護されるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、例えば、コンデンサ誘導電
動機１の回転子がロック状態となって主巻線２に大電流
が流れたときに、巻線の温度は、ロック状態となってか
ら徐々に上昇するため、検出器６或いは７の検出する所
定温度に達するまでに時間を要する。

【０００６】従って、開路器８により給電が停止される
までの間に、巻線にはかなりのロック電流が流れてしま
い、その発熱で巻線が絶縁劣化し寿命が短くなってしま
う状況であった。また、上述のような温度を検出するタ
イプの場合には周囲温度の変動による影響が大きいため
正確な検出ができない状況であった。

【０００７】そして、上述したように開路器８により給
電が停止されても、ダクト用換気扇は天井裏に配設され
るのが通常であるので、使用者が気が付かないという不
具合がある。

【０００８】尚、上記従来構成の問題を解消し得る技術
として実公昭５０−７７２９号公報に開示されたものが
ある。

【０００９】このものは、コンデンサ誘導電動機に発電
機を直結して、この発電機に回転数に比例した電圧を発
生させ、その発生電圧によりリレーをオン，オフさせる
ようにして、回転数が下がった時にリレーのスイッチで
電動機の電源を遮断するとともに異常発生表示装置を動
作させる構成である。

【００１０】しかしながら、このように公報に開示され
たものは、高価な発電機を用いているので、換気扇の異
常検出装置としては価格が高過ぎるようになって、実現
性に問題がある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ファン駆動用のコンデンサ誘導電動機
に異常が生じたことを迅速に検知して断電することがで
きるとともにこれを報知することができ、しかも、安価
に製作し得る換気装置の異常検出装置を提供するにある
。

【００１２】［発明の構成］

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の換気装置の異常
検出装置は、ファンを回転駆動するための主巻線，補助
巻線及びコンデンサからなるコンデンサ誘導電動機を有
する換気装置において、前記補助巻線の一部若しくは全
部の端子間電圧又はコンデンサの端子間電圧を検出する
電圧検出手段を設け、この電圧検出手段の検出電圧が前
記ファンの適用範囲における値よりも下がった時に前記
電動機の電源を実質的に遮断するとともに報知手段を動
作させる開路制御手段を設ける構成に特徴を有する。

【００１４】

【作用】本発明の換気装置の異常検出装置によれば、コ
ンデンサ誘導電動機の回転数がファンの適用範囲よりも
下がると、電圧検出手段が検出する端子間電圧もそのフ
ァンの適用範囲の値よりも下がるので、開路制御手段は
電動機の電源を実質的に遮断するとともに報知手段を動
作させる。

【００１５】従って、コンデンサ誘導電動機が過負荷に
なったり或いはコンデンサ誘導電動機にロック事故が発
生した場合には、その電源が直ちに遮断されて換気運転
が停止されるとともに、報知動作が行なわれる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明をダクト用換気扇に適用した第
１の実施例について図１乃至図３を参照しながら説明す
る。

【００１７】電気的構成の概略を示す図１において、交
流電源１１の一端側１１ａは電源スイッチ１２を介して
開路制御手段たるリレースイッチ１３の可動接片ｃに接
続されている。リレースイッチ１３の常開側固定接片ａ
はコンデンサ誘導電動機１４の主巻線１５を介して交流
電源１１の他端側１１ｂに接続されている。リレースイ
ッチ１３の常閉側固定接片ｂは報知手段たる報知ランプ
１６を介して交流電源１１の他端側１１ｂに接続されて
いる。

【００１８】コンデンサ誘導電動機１４の補助巻線１７
とコンデンサ１８との直列回路は主巻線１５に並列に接
続されている。補助巻線１７には並列に電圧検出手段と
してのリレーコイル１９が接続されている。このリレー
コイル１９は、両端子間に所定値以上の電圧が与えられ
ている状態で前述したリレースイッチ１３を動作させる
ようになっている。リレースイッチ１３の常開側固定接
片ａと可動接片ｃとの間には、正温度特性抵抗素子２０
が接続されている。この正温度特性抵抗素子２０は、正
温度特性を有するもので、例えば、通電に伴なう自己発
熱で温度が上昇すると、その抵抗値が大きくなるもので
ある。

【００１９】而して、コンデンサ誘導電動機１４は、図
示はしないが、天井裏に配設された外筐内に取付けられ
ていて、その回転軸はその外筐内に配設された渦巻ケー
シング内の輻流ファンたる遠心多翼ファン２１に連結さ
れている。

【００２０】次に、本実施例の作用につき図２及び図３
をも参照しながら説明するに、図２には、コンデンサ誘
導電動機１４の電動機トルク曲線ＴＭ，遠心多翼ファン
２１のファントルク曲線ＴＦＡ，ＴＦＢ及び補助巻線１
７の端子間電圧Ｖが示され、図３には遠心多翼ファン２
１の風量−静圧特性が示されている。

【００２１】上述のように構成されたものにおいて、電
源スイッチ１２がオンされると、リレースイッチ１３は
可動接片ｃ及び常閉側固定接片ｂ間がオンしているので
、報知ランプ１６が通電点灯されるとともに、正温度特
性抵抗素子２０を介してコンデンサ誘導電動機１４に通
電される。このとき、正温度特性抵抗素子２０は低抵抗
状態であるため、コンデンサ誘導電動機１４には略定格
の電圧が与えられるようになり、通常の運転状態で回転
する。

【００２２】コンデンサ誘導電動機１４の回転数が所定
の回転数に達すると、補助巻線１７の端子間電圧は上昇
し、リレーコイル１９を励磁するのに充分な電圧となっ
てリレースイッチ１３を動作させる。即ち、リレースイ
ッチ１３の常開側固定接片ａ及び可動接片ｃ間が閉成し
、報知ランプ１６は断電消灯されるとともに、正温度特
性抵抗素子２０を介して通電されていたコンデンサ誘導
電動機１４はリレースイッチ１３を介して通電されるよ
うになり、定常状態即ち適用範囲となる。

【００２３】この場合、遠心多翼ファン２１は、図３で
示すような風量−静圧特性を有していて、ダクトの長さ
寸法（ｍ）によって、即ち、負荷量によって風量と静圧
とが決定されることになる。従って、図３は遠心多翼フ
ァン２１の適用範囲を示すもので、最大の風量を示すＡ
点が図２の電動機トルク曲線ＴＭとファントルク曲線Ｔ
ＦＡとの交点Ｃであり、最大の静圧を示すＢ点が図２の
電動機トルク曲線ＴＭとファントルク曲線ＴＦＢとの交
点Ｄであり、夫々のコンデンサ誘導電動機１４（遠心多
翼ファン２１）の回転数はＲａ，Ｒｂ及び夫々の補助巻
線１７の端子間電圧はＶａ，Ｖｂである。

【００２４】而して、上述したようにして遠心多翼ファ
ン１４が適用範囲にある時には問題はないが、コンデン
サ誘導電動機１４が、例えばロック状態となって回転数
が零となった場合には、補助巻線１７の端子間電圧が電
圧Ｖａよりも低下する（図２参照）。これにより、リレ
ーコイル１９の両端子間にかかる電圧が動作電圧よりも
低下するため、リレースイッチ１３の動作状態は解除さ
れる。即ち、報知ランプ１６が通電点灯状態になって異
常状態を報知するとともに、コンデンサ誘導電動機１４
には正温度特性抵抗素子２０を介して通電されるように
なる。

【００２５】ところが、コンデンサ誘導電動機１４は上
述のようにロック状態になっているので、正温度特性抵
抗素子２０を介して主巻線１５及び補助巻線１７には通
電されるが、回転しない状態で正温度特性抵抗素子２０
に電流が流れる。これにより、正温度特性抵抗素子２０
は自己発熱を起こして抵抗値が上昇するため、コンデン
サ誘導電動機１４への給電は大きく制限されることにな
り、実質的に遮断されたのと同等の状態となる。尚、こ
の状態では、正温度特性抵抗素子２０の抵抗値は高抵抗
のまま定常状態となるため、コンデンサ誘導電動機１４
への給電遮断状態は保持される。

【００２６】このような本実施例によれば、次のような
効果を得ることができる。

【００２７】即ち、コンデンサ誘導電動機１４にロック
事故が発生した場合には、主巻線１５及び補助巻線１７
へのロック電流は断たれ、巻線にロック電流が流れ続け
て絶縁劣化し寿命が低下することがなくなる。また、周
囲温度に影響されること無く、補助巻線１７の端子間電
圧に基づいて遮断するので、より正確に異常状態を検出
して動作させることができ、信頼性を向上させることが
できる。

【００２８】この場合、ダクト用換気扇は天井裏に配設
されるものであるから、工事ミス等により遠心多翼ファ
ン２１の適用範囲外になった時でも報知ランプ１６が報
知するので、これを迅速に知ることができる。

【００２９】しかも、電圧検出手段としてリレーコイル
１９を設け且つ開路制御手段としてリレースイッチ１３
を設ける構成であるので、発電機を設ける場合に比し、
安価に製作することができ、実現性が極めて大である。

【００３０】図４は本発明の第２の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところは、正温度特性抵抗
素子２０に代えて起動スイッチ２２を設けて構成してい
る点である。即ち、この起動スイッチ２２はオン操作を
すると、１乃至２秒をオン状態に保持した後、オフする
ようになっている。

【００３１】つまり、起動スイッチ２２は第１の実施例
における正温度特性抵抗素子２０の働きをするもので、
コンデンサ誘導電動機１４の起動時に起動スイッチ２２
をオンすると、コンデンサ誘導電動機１４が回転起動し
てその回転数が適用範囲に達するまでの間の１乃至２秒
間だけ通電し、この後、リレースイッチ１３が動作する
と起動スイッチ２２はオフするようになっているもので
ある。

【００３２】従って、この第２の実施例においても、第
１の実施例と略同様の作用効果を得ることができる。

【００３３】図５は本発明の第３の実施例であり、以下
第１の実施例と異なるところについて述べる。

【００３４】即ち、リレーコイル１９はリレースイッチ
１３の他にリレースイッチ２３を備えており、このリレ
ースイッチ２３は該リレースイッチ１３と同様の可動接
片ｃ及び固定接片ａ，ｂを有する。そして、交流電源１
１の一端側１１ａ及び他端側１１ｂ間にはリレースイッ
チ２３の可動接片ｃ及び常開側固定接片ａ間並びにファ
ンヒータ２５の直列回路が接続されている。

【００３５】この第３の実施例によれば、コンデンサ誘
導電動機１４の電源がリレスイッチ１３により遮断され
た時には、ファンヒータ２５も停止されようになり、換
気と関係のあるファンヒータ２５も連動することになる
。

【００３６】図６及び図７は本発明をパイプ用ファンに
適用した第４の実施例を示し、以下第１の実施例と異な
るところについて述べる。

【００３７】即ち、コンデンサ誘導電動機２６は、コン
デンサ誘導電動機１４に代わるもので、主巻線２７，補
助巻線２８及びコンデンサ２９からなり、その電気的接
続は図１に示す主巻線１５，補助巻線１７及びコンデン
サ１８と同様である。

【００３８】このコンデンサ誘導電動機２６は、図示は
しないが、ケース内に配設されて、その回転軸に軸流フ
ァンたるプロペラファン３０が連結されており、そして
、ケースは屋外と連通したパイプに嵌め込まれている。

【００３９】この場合、プロペラファン３０は、図７で
示すような風量−静圧特性を有していて、パイプの長さ
寸法によって、即ち、負荷量によって風量と静圧とが決
定されることになる。従って、図７はプロペラファン３
０の適用範囲を示すもので、最大の風量を示すＥ点が図
２の電動機トルク曲線ＴＭとファントルク曲線ＴＦＢと
の交点Ｄであり、最大の静圧を示すＦ点が図２の電動機
トルク曲線ＴＭとファントルク曲線ＴＦＡとの交点Ｃで
ある。

【００４０】従って、この第４の実施例でも、補助巻線
２８の端子間電圧が電圧Ｖａよりも下がった時にリレー
スイッチ１３の動作状態が解除されるようになり、前記
第１の実施例同様の効果が得られる。

【００４１】図８及び図９は本発明を一般的な台所用換
気扇に適用した第５の実施例を示し、以下第４の実施例
と異なるところについて述べる。

【００４２】即ち、コンデンサ誘導電動機３１は、コン
デンサ誘導電動機２６に代わるもので、主巻線３２，補
助巻線３３及びコンデンサ３４からなり、その電気的接
続は図６に示す主巻線２７，補助巻線２８及びコンデン
サ２９と同様である。

【００４３】このコンデンサ誘導電動機３１は、図示は
しないが、外枠内に配設されて、その回転軸に軸流ファ
ンたるプロペラファン３５が連結されており、そして、
外枠は室外に臨んで室壁の取付口に嵌め込まれている。

【００４４】そして、外枠の室内側開口部には排気に含
まれる油塵を捕集するフィルタが着脱可能に付設されて
いる。

【００４５】図９には、コンデンサ誘導電動機３１の電
動機トルク曲線ＴＭ，プロペラファン３５のファントル
ク曲線ＴＦ及び補助巻線３３の端子間電圧Ｖが示されて
いる。　　而して、コンデンサ誘導電動機３１は、定常
運転状態では電動機トルク曲線ＴＭとファントルク曲線
ＴＦとの交点で示す回転数Ｒｄで回転し、その時の補助
巻線３３の端子間電圧は電圧Ｖｄである。

【００４６】しかるに、外枠のフィルタが油塵を捕集し
て目詰りを生じてくると、プロペラファン３５の回転数
即ちコンデンサ誘導電動機３１の回転数が低下するよう
になり、これにともなって、補助巻線３３の端子間電圧
も低下する。

【００４７】その後、風量が定常運転時の７０％程度と
なると、即ち、コンデンサ誘導電動機３１の回転数が定
常回転数Ｒｄの２０％程度低下した限度回転数Ｒｃ未満
の回転数となると、プロペラファン３５による排気能力
は著しく減少し、このことは、フィルタの交換時期を示
すものである。

【００４８】従って、補助巻線３３の端子間電圧が限度
回転数Ｒｃに対応する電圧Ｖｃよりも低下した時には、
リレースイッチ１３の動作状態が解除され、報知ランプ
１６が動作してフィルタの交換時期を知らせる。即ち、
プロペラファン３５は、回転数ＲｃとＲｄとの間が適用
範囲なのである。

【００４９】ところで、第１の実施例では図３で示すよ
うな風量−静圧特性を有する遠心多翼ファン２１を用い
るようにしたが、例えば、図１０で示す本発明の第６の
実施例のように、「限界」の表示がなされた風量−静圧
特性を有する遠心多翼ファンを用いる場合には、その「
限界」までの範囲が適用範囲なのである。

【００５０】尚、上記各実施例では補助巻線１７，２８
若しくは３３の全部の端子間電圧を検出するリレーコイ
ル１９を用いるようにしたが、これらの補助巻線１７，
２８若しくは３３に中間タップを設けて一部の端子間電
圧を検出するリレーコイルを用いるようにしてもよく、
更には、コンデンサ１８，２８若しくは３４の端子間電
圧を検出するリレーコイルを用いるようにしてもよい。

【００５１】その他、本発明は上記各実施例に限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形し
て実施し得ることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の換気装置
の異常検出装置は、ファンを駆動するコンデンサ誘導電
動機の補助巻線の一部或いは全部の端子間電圧又はコン
デンサの端子間電圧を検出して、これがファンの適用範
囲の値よりも低下した時にコンデンサ誘導電動機の電源
を実質的に遮断するとともに報知手段に報知動作させる
ようにしたので、ファン即ちコンデンサ誘導電動機に過
負荷，ロック事故等の異常が発生した時にこれを迅速且
つ確実に検出して断電することができるとともにこれを
報知することができ、しかも、安価に製作することがで
きるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成図

【図
２】コンデンサ誘導電動機の回転数とトルク曲線及び補
助巻線の端子間電圧との関係を示す図

【図３】ファンの
風量−静圧特性図

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図５
】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図６】本発
明の第４の実施例を示す図１相当図

【図７】図３相当図

【図８】本発明の第５の実施例を示す図１相当図

【図９
】図２相当図

【図１０】本発明の第６の実施例を示す図３相当図

【図
１１】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１３はリレースイッチ（開路制御手段）、１４
はコンデンサ誘導電動機、１５は主巻線、１６は報知ラ
ンプ（報知手段）、１７は補助巻線、１８はコンデンサ
、１９はリレーコイル（電圧検出手段）、２１は遠心多
翼ファン（ファン）、２６はコンデンサ誘導電動機、２
７は主巻線、２８は補助巻線、２９はコンデンサ、３０
はプロペラファン（ファン）、３１はコンデンサ誘導電
動機、３２は主巻線、３３は補助巻線、３４はコンデン
サ、３５はプロペラファン（ファン）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ファンを回転駆動するための主巻線，
   補助巻線及びコンデンサからなるコンデンサ誘導電動機
   を有する換気装置において、前記補助巻線の一部若しく
   は全部の端子間電圧又はコンデンサの端子間電圧を検出
   する電圧検出手段と、この電圧検出手段の検出電圧が前
   記ファンの適用範囲における値よりも下がった時に前記
   電動機の電源を実質的に遮断するとともに報知手段を動
   作させる開路制御手段とを具備してなる換気装置の異常
   検出装置。