JP2002147863A

JP2002147863A - 温風暖房機

Info

Publication number: JP2002147863A
Application number: JP2000343279A
Authority: JP
Inventors: Koji Murase; 孝治村瀬; Itsuo Igarashi; 逸夫五十嵐
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】温風暖房機のエアフィルターの目詰まり検知
を、サーミスターやバイメタル式スイッチなどの温度検
出部品を使用することなく、必要最低限のマイコンや不
揮発性メモリーやファンモーターの回転数検知器などの
制御装置により実現させ、簡素な構成の機器を提供す
る。【解決手段】送風ファン１０の回転数を一定となるよ
う制御する温風暖房機において、エアフィルター６が目
詰まりしていない時のファン制御値（基準制御値）を記
憶し、機器を使用していく中、目詰まりでファン負荷が
軽減した時のファン制御値と基準制御値を比較し、その
変化が実験的に求めた目詰まり検知閾値となった時フィ
ルターランプ２２を点滅させることで、使用者に目詰ま
りを報知しエアフィルター６の清掃を喚起させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油ファンヒータ
ーやガスファンヒーターなどの室内開放型の温風暖房機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の温風暖房機としては、例
えば、特開平４−３０２９４９号公報に記載されるよう
なものがあった。空気吸入口と温風吹出口を有する外装
ケース内にバーナーと、このバーナーを臨ませた燃焼室
と、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給する
とともに、燃焼室で加熱された空気を温風吹出口から排
出する送風ファンと、ファンモーターとを設け、空気吸
入口にエアフィルターを設けたものである。また、バー
ナーへの燃料供給量と送風ファンの回転数とを制御して
バーナーでの燃焼量をきめ細かに制御する制御装置を備
えたものである。そして、燃焼室にサーミスターからな
るエアフィルターの目詰まり検知器を配置し、目詰まり
を検知した時には、目詰まり表示器を作動させるととも
に、燃料供給量に対する送風ファン回転数を増大させる
ようモーターの制御目標回転数を変更して風量を確保
し、エアフィルターの目詰まりによる機体温度上昇を急
激に促進させないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、エアフィルターの目詰まりを検知するた
めに、燃焼室の温度をサーミスターやバイメタル式スイ
ッチなどの温度検出部品で検出しているため、機器の構
成が複雑となっている。また、温度検出部品は高温とな
る可能性がある燃焼室に接設しているため耐熱性が要求
され、リード線部などの構成部品には比較的高価な材質
を使用する必要が生じる。

【０００４】本発明は、上記の課題を解決するもので、
送風ファンの回転数を制御するものにおいて、送風ファ
ンが所定の目標回転数を得るために生じるファンモータ
ーの制御値の変化の度合いからエアフィルターの目詰ま
りを検知するものであり、目詰まりを検知するための温
度検出部品を廃止し、簡素な構成で且つ安価な温風暖房
機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の温風暖房機は、バーナーへの燃料供
給量と送風ファンの回転数とを制御して燃焼量を制御す
る制御装置を備え、制御装置はエアフィルターの目詰ま
り検知手段と、目詰まり表示器とを備え、目詰まり検知
手段は、エアフィルターが目詰まりしていない時のファ
ンモーターの制御値（基準制御値）を記憶し、基準制御
値とファン回転数を目標回転数に保つように出力される
ファンモーターの制御値との変化量が与えられた閾値と
なった時、目詰まりを検知し、制御装置が目詰まり表示
をするようにしたものである。

【０００６】本発明によれば、エアフィルターが埃で目
詰まりすると、送風ファンの負荷が減少してファンの回
転数は増加しようとする。しかし、制御装置はファン回
転数を一定に保つような回転数制御を行うため、制御装
置よりファンモーターに与えられる制御値は回転数を減
少させる方向に変化する。よって、ファンの制御値の変
化の度合いにより、エアフィルターの目詰まりの度合い
を検知することができる。エアフィルターが目詰まりし
ていない時のファンモーターの制御値（基準制御値）を
記憶し、基準制御値と機器使用時のファンモーターの制
御値との変化量を検出することによってエアフィルター
の目詰まりを推定するものである。

【０００７】

【発明の実施形態】請求項１に記載の発明は、空気吸入
口と温風吹出口を有する外装ケース内にバーナーと、こ
のバーナーを臨ませた燃焼室と、空気吸入口から吸入し
た空気をバーナーに供給するとともに、燃焼室で加熱さ
れた空気を温風吹出口から排出する送風ファンと、ファ
ンモーターとを設け、外装ケースに操作及び表示部を設
け、空気吸入口にエアフィルターを設け、バーナーへの
燃料供給量と送風ファンの回転数とを制御して燃焼量を
制御する制御装置を備えた温風暖房機において、制御装
置はエアフィルターの目詰まり検知手段と、目詰まり表
示器とを備え、目詰まり検知手段は、エアフィルターが
目詰まりしていない時のファンモーターの制御値（基準
制御値）を記憶し、基準制御値とファン回転数を目標回
転数に保つように出力されるファンモーターの制御値と
の変化量が、目詰まりを検出する第１検知閾値となった
時に目詰まりを検知し、制御装置が目詰まり表示をする
構成を備えてなることを特徴とする。そして、制御装置
が送風ファンの回転数を一定に保つ制御を行う中、エア
フィルターが目詰まりして送風ファンの負荷が減少して
ファン回転数が増加しようとすると、ファン回転数を減
少させるようにファンモーターの制御値が変化する。よ
って、このファンモーターの制御値の変化の度合いによ
りエアフィルターの目詰まり度合いを推定することがで
きる。予め記憶した基準制御値と機器使用中のファンモ
ーターの制御値との変化量が、実験的に求めたエアフィ
ルターの目詰まりを検出する第１検知閾値となった時
に、目詰まり表示を行い、使用者に埃を除去するように
警告することができる。このように、従来使用していた
サーミスターやバイメタル式スイッチなどの温度検出部
品を使用することなく、エアフィルターの目詰まり検知
を実現することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の制御装置に、更に、目詰まり検知手段において前記基
準制御値とファンモーターの制御値との変化量が、過度
の目詰まりによる機体の異常過熱を検出する第２検知閾
値となった時に、機器の燃焼を停止する構成が付加され
ていることを特徴とする。そして、目詰まり表示後、更
にそのまま機器を使用した際はエアフィルターの目詰ま
りが促進する。一方、ファンモーターの制御値はファン
回転数を一定とするべく更に変化し、燃焼室に供給され
る風量は減少していき、機器が異常過熱に至る。ファン
モーターの制御値が変化していく中、予め記憶した基準
制御値と機器使用中のファンモーターの制御値との変化
量が、実験的に求めた異常過熱を検出する第２検知閾値
となった時に、機器の燃焼を停止する。このように、従
来使用していたサーミスターやバイメタル式スイッチな
どの温度検出部品を使用することなく、エアフィルター
の目詰まりによる機器の異常加熱を検知し、燃焼を停止
することで、機器動作の安全性を確保することができ
る。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の制御装置に、更に、目詰まり検知手段がエアフィルタ
ーの目詰まりを検知した時には、ファンの目標回転数を
増加させてファンを駆動する構成が付加されていること
を特徴とする。そして、目詰まり検知した時点でファン
の目標回転数を増加させることで、エアフィルターが目
詰まりしたことにより減少した風量を補うことができ
る。このように、目詰まり検知後の機器の異常過熱を緩
和し、急激な機体温度上昇を防ぐことができる。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の制御装置に、更に、目詰まり検知手段において前記基
準制御値とファンモーターの制御値との変化量が、目詰
まりに至る過渡段階を検出する第３検知閾値となった時
に、ファンの目標回転数を増加させてファンを駆動する
構成が付加されていることを特徴とする。そして、機器
を使用する中、エアフィルターの目詰まりは徐々に促進
していき、ファンモーターの制御値もそれに伴い変化す
る。この変化を観測することでエアフィルターが目詰ま
りしていく経過を推定することができる。ファンモータ
ーの制御値が変化していく中、予め記憶した基準制御値
と機器使用中のファンモーターの制御値との変化量が、
実験的に求めた目詰まりに至る過渡段階を検出する第３
検知閾値となった時点でファンの目標回転数を増加させ
ることで、エアフィルターが目詰まりしていくことによ
り減少していく風量を事前に補うことができる。このう
ように、目詰まりの兆候を知り風量を補うので、機器の
温度上昇を事前に緩和することができる。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項に記載の制御装置に、更に、操作及び表示
部上のスイッチの機器使用のための通常操作とは異なる
特殊操作で与えられる指示により、前記基準制御値を記
憶する構成が付加されていることを特徴とする。そし
て、送風ファンを目標回転数となるように制御する時の
ファンモーターの制御値は送風ファンの負荷との均衡性
により異なる。よって、エアフィルターが目詰まりして
いない時のファンモーターの制御値（基準制御値）を正
確に記憶するには、外装ケースやエアフィルターが正常
に組み立てられている必要がある。一方、制御装置は外
装ケース内に配置され直接操作することができない。そ
のため、外装ケース上の操作及び表示部のスイッチの特
殊操作により、制御装置への基準制御値の記憶を指示す
るようにした。このように、機器を組み立てた状態での
正規の送風ファンの負荷状態において、正確な基準制御
値を記憶することができる。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項に記載の温風暖房機において、エアフィル
ターは着脱可能な構成であり、エアフィルターの装着を
検出するエアフィルター検出器を設け、制御装置に、更
に、エアフィルターが装着された状態の時に限り、前記
基準制御値を記憶できる構成が付加されていることを特
徴とする。そして、埃による目詰まりの手入れを簡便に
するためエアフィルターを着脱可能とする場合がある。
前述のようにファンモーターの制御値は送風ファンの負
荷状態すなわちエアフィルターの装着状態によっても異
なる。よって、エアフィルターが目詰まりしていない時
のファンモーターの制御値（基準制御値）を正確に記憶
するには、エアフィルターが正常に組み立てられている
必要がある。よって、エアフィルター装着の検出部を設
け、フィルター未装着の場合は基準制御値のを記憶でき
ないようにした。このように、エアフィルター未装着状
態における間違った基準制御値の記憶を防止することが
できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をガスファンヒーターに適応し
た実施例について図面を参照しながら説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
温風暖房機の制御系の基本構成を示すブロック図であ
る。また、図２は、実施例１の温風暖房機の機構部の概
略構成を示す構成図である。

【００１５】図２において、１は外装ケースであり、上
パネル２と底板３とで機器の外装を構成する。外装ケー
ス１は機器の背面上部に当たる位置に空気吸入口４を、
前面下部に当たる位置に温風吹出口５を有し、空気吸入
口４にはエアフィルター６が取り付けられている。エア
フィルター６は容易に取り外し、手入れできるよう外装
ケース１に引っ掛けて取り付ける構造となっており、空
気吸入口４の近傍にはエアフィルター６が装着されたこ
とを検出するリミットスイッチよりなるエアフィルター
検出器７が取り付けてある。８は外装ケース１内上部に
設けられた燃焼室、９は燃焼室８に設けられたガスバー
ナー、１０は燃焼室８の下部に設けられたクロスフロー
ファンよりなる送風ファン、１１は送風ファン１０を駆
動するファンモーター、１２は燃焼室８の上面及び前面
を覆う覆板、１３は送風ファン１０からの温風を温風吹
出口に導くファンケースである。

【００１６】上パネル２の前方部に操作及び表示部１４
を設け、その直下の外装ケース１内に各種スイッチや表
示器を配した制御装置の一部である操作表示回路部品１
５ａが設けてある。１５は制御装置の中核をなす制御回
路部品であり、１６はサーミスターよりなる室温検知
器、１７は点火器、１８は熱電対よりなる炎検知器で、
同様に外装ケース１内に設けてある。また、１９は制御
装置に電源を供給する電源コードである。

【００１７】図１において、２０はマイクロコンピュー
ター（以下、マイコンと言う）であり、２１は機器の動
作データーなどを記憶したＥＥＰＲＯＭである。マイコ
ン２０はＥＥＰＲＯＭ２１との間でデーター通信を行
い、機器を動作させるために必要なデーターをマイコン
２１内部のＲＡＭに読み込んだり、機器の動作状況に応
じて保存の必要なデーターをＥＥＰＲＯＭ２１に書き込
んだりする。

【００１８】マイコン２０の入力側には運転スイッチ２
３、温度設定器２４、ロックスイッチ２５、室温検出器
１６、炎検知器１８、エアフィルター検出器７が設けら
れている。また、マイコン２０の出力側には、燃料とな
るガス供給経路内に配置されガスの供給、遮断、調節を
行う電磁弁２６及び比例弁２７と、送風ファンを駆動す
るファンモーター（ＦＭ）１１と、点火器１７と、目詰
まり表示器としてのフィルターランプ２２が設けられて
いる。ファンモーター１１には回転数検知器２８が設け
られ、その検知信号がマイコン２０に入力されている。
また、運転スイッチ２３、温度設定器２４、ロックスイ
ッチ２５、及びフィルターランプ２２は操作及び表示部
１４に配置され、その操作や表示確認ができるようにな
っている。ロックスイッチ２５は、それを操作すると他
のスイッチの操作を無効にする機能が働くものであり、
子供などのいたずら操作の防止を目的としたものであ
る。

【００１９】運転スイッチ２３が投入されるとマイコン
２０はファンモーター１１を始動させ、次に点火器１７
を作動させた状態にし、電磁弁２６及び比例弁２７を開
弁しバーナー９にガスを供給する一連の点火動作を行
う。この時、室内空気が送風ファン１０によって空気吸
入口４から外装ケース１内に吸入され、その一部は８ａ
より燃焼室８に入り、ガスバーナー９でガス燃料と混合
され燃焼する。また、マイコン２０は炎検知器１８が燃
焼火炎を検知し着火を判断すると、点火器１７を停止さ
せ、燃焼を継続させるよう比例弁２７のガス供給量とフ
ァンモーター１１の回転数とを調整する。ガスバーナー
９の燃焼ガスは８ｂから排出された後、燃焼室８を冷却
する燃焼室８と覆板１２とで形成される通路を流れる空
気と合流して送風ファン１０に吸入される。そして、送
風ファン１０から吐出された温風はファンケース１３に
そって温風吹出口５へと誘導され、室内に放出される。

【００２０】このような暖房運転中、マイコン２０は温
度設定器２４による設定温度と室温検知器１６の検出温
度との差温の大きさに応じてガスバーナー９でのガス消
費量を定める。図３に示すように、例えば８〜１０畳の
部屋の暖房を目安としたものでは、ガス消費量は０．６
４kW（最小燃焼）〜３．４９kW（最大燃焼）の範囲で多
段階に調整される。そして、このガス消費量が得られる
ように、マイコン２０は比例弁２７の弁開度を調節しガ
スバーナー９へのガス供給量を制御するとともに、ファ
ンモーター１１の回転数制御を行い、送風ファン１０に
よるガスバーナー９への空気供給量を制御する。ファン
モーター１１の回転数制御は回転数検知器２８からの回
転数信号と目標回転数とを比較し、ファンモーター１１
の回転数が目標回転数になるようにファンモーター１１
の制御値を調節する。送風ファン１０の目標回転数は、
通常燃焼時においては５５０rpm（最小燃焼）〜９５０r
pm（最大燃焼）の範囲である。また後述する目詰まりプ
レ検知時においては目標回転数を通常時よりも約１００
rpm増加させ、目詰まり検知時においては目標回転数を
更に約１００rpm増加させている。

【００２１】更に、比例弁２７とファンモーター１１の
具体的な制御回路図を図４に示す。電磁弁２６と比例弁
２７とはＴｒ１を介して電源２４Ｖに接続されており、
Ｔｒ１はＴｒ２を介してマイコン２０の弁電源出力端子
に接続されている。電磁弁２６は駆動用のトランジスタ
Ｔｒ３を介して回路グランドに接続されており、Ｔｒ３
はマイコン２０の電磁弁出力端子に接続されている。比
例弁２７は駆動用のトランジスタＴｒ４と電流帰還用の
抵抗Ｒ７を介して回路グランドに接続されており、Ｔｒ
４のベースはベース電流制限抵抗Ｒ８を介してオペアン
プＯＰ１の出力端子に接続されている。ＯＰ１の＋入力
にはマイコン２０の０〜５Ｖに電位を可変調節できるＤ
／Ａ変換機能を有した比例弁出力端子がＲ１０を介して
接続され、ＯＰ１の−入力にはＴｒ４とＲ７の接点がＲ
９を介して接続されている。Ｒ１〜Ｒ６はＴｒ１〜Ｔｒ
３の制御用の抵抗である。

【００２２】運転スイッチ２３が投入されると弁電源出
力端子がハイレベルとなりＴｒ２、Ｔｒ１をオンさせ電
磁弁２６、比例弁２７に電源を供給する。同時に電磁弁
電磁弁出力端子がハイレベルとなりＴｒ３をオンさせ電
磁弁のソレノイドに電流が流れ、電磁弁２６が開弁す
る。また、比例弁出力端子が機器の各燃焼状態における
ガス消費量に見合った比例弁制御値（０〜５Ｖの電圧）
を出力し、ＯＰ１は比例弁電流をＲ７での電圧降下とし
てフィードバックしその値が比例弁制御値となるよう出
力を制御しＴｒ４のベース電流を制御する。電源２４Ｖ
の変動や比例弁抵抗のばらつきが生じた時でも比例弁２
７に定電流を流すことができ、安定したガス供給をする
ことができる。比例弁制御値は比例弁２７やノズル（図
示せず）などの機差を含めた上で機器毎に製造段階にて
調整され、その値はＥＥＰＲＯＭ２１にデーターとして
記憶される。

【００２３】また、本実施例においてはファンモーター
１１は回転数検知器２８を内臓したＤＣモーターで構成
しており、負荷電源（０〜４５Ｖ）と内蔵された制御Ｉ
Ｃ用の電源（５Ｖ）とが接続されている。元電源４５Ｖ
はＴｒ５とＬ１、Ｃ１からなるフィルター回路を介して
負荷電源としてファンモーター１１に接続されている。
Ｔｒ５をスイッチングする時間を可変し、フィルター回
路に蓄えられる電位を可変することでファンモーター１
１に供給する負荷電源電圧を制御するものである。マイ
コン２０の０〜５Ｖに電位を可変調節できるＤ／Ａ変換
機能を有したＦＭ出力端子は抵抗１５を介してＯＰ２の
＋入力に、マイコン２０のパルス出力端子は抵抗１６を
介してＯＰ２の−入力とに接続され、またＯＰ２の−端
子にはＣ２が接続されている。Ｔｒ５はＴｒ６を介して
ＯＰ２の出力端子はに接続されている。回転数検知器２
８はＴｒ７を介してマイコン２０の回転数入力端子に接
続されている。Ｒ１１〜Ｒ１４、Ｒ１７〜Ｒ１８はＴｒ
５〜Ｔｒ７の制御用の抵抗である。また、Ｄ１はＬ１の
逆起電力の放電用ダイオードである。

【００２４】電源スイッチ２３が投入されるとパルス出
力端子より２０kHzのパルスが出力されＲ１６、Ｃ２の
時定数により擬似三角波としてＯＰ２−入力に与えられ
る。また、ＦＭ出力端子は所定のＦＭ制御値（０〜５Ｖ
の電圧）を出力し、擬似三角波よりＦＭ制御値の電位が
大きい時のみＯＰ２の出力端子がハイレベル（１５Ｖ付
近）を出力する。ＯＰ２の出力端子は２０kHzでハイレ
ベル／ローレベルを繰り返すパルス信号となり、ハイレ
ベルの時間はＦＭ制御値の電位により決まる。Ｔｒ６、
Ｔｒ５はＯＰ２の出力端子がハイレベルの時オンされ元
電源４５Ｖをフィルター回路へ供給し充電される。ファ
ンモーター１１の負荷電源電圧となるフィルター回路の
出力電位はＴｒ５のオン時間で決まるため、ＦＭ制御値
を可変することで負荷電源が可変でき、ファンモーター
の回転数を可変することができる。一方、ファンモータ
ー１１が始動すると回転数検知器２８が回転数に見合っ
た信号を出力し回転数入力端子に伝える。マイコン２０
では回転数信号を入力し回転数データーに加工し、回転
数が予めＥＥＰＲＯＭ２１などに与えられた機器の各燃
焼状態における目標回転数となるようＦＭ制御値を調整
するため、ファンモーター１１の回転数を一定に保つこ
とができる。尚、本実施例ではＤＣモーターによる構成
で説明したが、ＡＣモーターによる構成では位相制御が
制御方法の一つであり、その場合は位相切り角度がＦＭ
制御値となる。

【００２５】ところで、暖房運転をしながら機器を使用
していくと、エアフィルター６が徐々に目詰まりしてい
き、送風ファン１０の負荷が軽減していく現象が生じ
る。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、最大燃焼に
おける機器の挙動を説明する。各グラフの横軸は、埃に
よる目詰まり度合いを示すものであり、埃の代用として
実験で用いられるガーゼでの閉塞枚数で数値化してあ
る。各グラフの縦軸は、図５（ａ）は送風ファン１０の
回転数、図５（ｂ）はファンモーター１１のＦＭ制御
値、図５（ｃ）は機器の代表点の温度を示す。初期の目
標回転数はＮｍａｘであり、目詰まりが進行していくと
回転数一定制御のため風量が徐々に減少していき、機器
の外装ケース１温度、冷却空気が流れる覆板１２の温度
が徐々に上昇していく。ガーゼ閉塞枚数が８枚となった
時点で目詰まりプレ検知を行い目標回転数をＮＰｍａｘ
（１００rpm増加）とし低減した風量を確保するよう改
善する。

【００２６】更に目詰まりが進行すると同様に風量が減
り機器温度が上昇するため、ガーゼ閉塞枚数が１０枚と
なった時点で目詰まり検知を行い目標回転数をＮＦｍａ
ｘ（更に１００rpm増加）とし更に風量を確保するよう
改善する。その後も目詰まりが進行すると同様に風量が
減り機器温度が上昇するため、ガーゼ閉塞枚数が１２枚
となった時点で機器の燃焼を停止させる。ガーゼ閉塞枚
数の目安は、燃焼停止時点において外装ケース１の温度
が５０℃未満（覆板１２の温度で約８０℃）、目詰まり
検知時点において覆板１２の温度が約７０℃、目詰まり
プレ検知時点において覆板１２の温度が約６０℃とし、
一方で実用環境で目詰まりする埃の量や期間との相関を
考慮し実験的に定めるものとする。

【００２７】ＦＭ制御値（Ｓ）の挙動は、エアフィルタ
ー６が徐々に目詰まりしていきながら送風ファン１０の
負荷が軽減する中で、ファン回転数を目標回転数である
Ｎｍａｘに保つように制御するため、目詰まりなし（ガ
ーゼ閉塞０枚）の時のＳｍａｘ０より徐々に特性Ｓｍａ
ｘ上を減少していく。次にガーゼ閉塞８枚で目標回転数
をＮＰｍａｘに変更するため、ＦＭ制御値は特性ＳＰｍ
ａｘ上に移る。そして、同様にファン負荷が軽減する
中、ファン回転数をＮＰｍａｘに保つように制御するた
め、ＦＭ制御値は特性ＳＰｍａｘ上を減少していく。更
にガーゼ閉塞１０枚で目標回転数をＮＦｍａｘに変更す
るため、ＦＭ制御値は特性ＳＦｍａｘ上に移る。そし
て、同様に負荷が軽減する中、ファン回転数をＮＦｍａ
ｘに保つよう制御するため、ＦＭ制御値は特性ＳＰｍａ
ｘ上を減少していく。よって、各目標回転数（Ｎ）を保
つためのＦＭ制御値（Ｓ）の変化量より、埃による目詰
まり度合い（ガーゼ閉塞枚数）を推定し、目詰まりプレ
検知や目詰まり検知、機器異常過熱による燃焼停止の時
期を判断することができる。

【００２８】図６に示すフローチャートにおいて、ＦＭ
制御値（Ｓ）の変化よりエアフィルター６の目詰まりな
どを検知する具体的な手順を説明する。（ａ）はＦＭ制
御値の変化の基準を記憶する制御値記憶モードと通常に
暖房を行う運転モードの切り換え手順、（ｂ）は制御値
記憶モードにおける基準制御値の記憶手順、（ｃ）は運
転モードにおける目詰まりなどの判定手順を示す。

【００２９】図６（ａ）において、電源コード１９が商
用１００Ｖコンセントに接続される電源投入時に運転ス
イッチ２３が押されているか否か（Ｓ１０１）で、制御
値記憶モード（Ｓ１０２）と運転モード（Ｓ１０３）を
切り換える。

【００３０】図６（ｂ）の制御値記憶モードにおいて、
埃による目詰まりなし（ガーゼ閉塞０枚）時でのＦＭ制
御値の変化の基準となる基準制御値をＥＥＰＲＯＭ２１
に記憶する。図５（ｂ）にあるよう、ガーゼ閉塞０枚に
おける、Ｎｍａｘを保つＦＭ制御値をＳｍａｘ０、ＮＰ
ｍａｘを保つＦＭ制御値をＳＰｍａｘ０、ＮＦｍａｘを
保つＦＭ制御値をＳＦｍａｘ０とし、これらがＦＭ制御
値の基準制御値となる。

【００３１】送風ファン１０の負荷が正規となるよう機
器を正常に組み立て、目詰まりしていないエアフィルタ
ー６を正常に取り付けた状態を準備する。図６（ｂ）に
おいて、まずは、エアフィルター検出器７によりエアフ
ィルター６が装着されており（Ｓ２０１）、且つ、運転
スイッチ２３が投入される時ロックスイッチ２５が押さ
れている（Ｓ２０２）という条件が成立した時に限り制
御値記憶のための動作に移る。マイコン２０は一連の点
火動作（Ｓ２０３）が正常に終了した後、ガスバーナー
９での燃焼量を最大燃焼とするため、比例弁のガス消費
量を最大燃焼とする（Ｓ２０４）。そして、ファン回転
数を目標回転数Ｎｍａｘとし、その時のＦＭ制御値Ｓｍ
ａｘ０を算出する（Ｓ２０５）。次に（Ｓ２０６）にて
ロックスイッチが押された（オフ後オンされた）らファ
ン回転数を目詰まりプレ検知後の目標回転数ＮＰｍａｘ
とし、その時のＦＭ制御値ＳＰｍａｘ０を算出する（Ｓ
２０７）。

【００３２】更に（Ｓ２０８）にてロックスイッチが押
されたらファン回転数を目詰まり検知後の目標回転数Ｎ
Ｆｍａｘとし、その時のＦＭ制御値ＳＦｍａｘ０を算出
する（Ｓ２０９）。基準となる各ＦＭ制御値の算出が終
了したら、１秒間にロックスイッチを３回押し（Ｓ２１
０）、基準制御値であるＳｍａｘ０、ＳＰｍａｘ０、Ｓ
Ｆｍａｘ０をＥＥＰＲＯＭ２１に書き込み（Ｓ２１１）
基準値を記憶する。以降、運転スイッチが押されること
（Ｓ２１２）で機器を停止する（Ｓ２１３）。また、制
御値記憶モードは電源オフにより解除される。

【００３３】図５（ｃ）の運転モードにおいて、予め記
憶した基準制御値に対するＦＭ制御値（Ｓ）の変化量を
判定し、目詰まりの状態を検出する。運転スイッチ２３
が押されること（Ｓ３０１）で、マイコン２０は一連の
点火動作（Ｓ３０２）を行い、正常に終了した後、ガス
バーナー９での燃焼量を最大燃焼とするため、比例弁の
ガス消費量を最大燃焼とし、ファンの目標回転数をＮｍ
ａｘとする（Ｓ３０３）。ファン回転数安定時間が経過
（Ｓ３０４）後、（Ｓ３０５）において、基準値Ｓｍａ
ｘ０とこの時のＦＭ制御値Ｓｍａｘとの差が、エアフィ
ルター６が目詰まりに向かう過渡段階となった目詰まり
プレ検知を判断する閾値Ｋ３（第３検知閾値）以上でな
ければ、図３に示す通常燃焼時のファン回転数とガス消
費量の関係で温調比例燃焼（Ｓ３０６）を行う。

【００３４】以上であれば、ファンの目標回転数をＮＰ
ｍａｘに変更し（Ｓ３０７）、ファン回転数安定時間を
再設定し経過を待つ（Ｓ３０８）。そして、（Ｓ３０
９）において、基準値ＳＰｍａｘ０とこの時のＦＭ制御
値ＳＰｍａｘとの差が、エアフィルター６が目詰まりと
なった目詰まり検知を判断する閾値Ｋ１（第１検知閾
値）以上でなければ、図３に示す目詰まりプレ検知時の
ファン回転数とガス消費量の関係で温調比例燃焼（Ｓ３
１０）を行う。以上であれば、フィルターランプ２２を
点滅状態とし（Ｓ３１１）エアフィルター６が目詰まり
したこと報知する。

【００３５】また、ファンの目標回転数をＮＦｍａｘに
変更し（Ｓ３１２）、ファン回転数安定時間を再設定し
経過を待つ（Ｓ３１３）。そして、（Ｓ３１４）におい
て、基準値ＳＦｍａｘ０とこの時のＦＭ制御値ＳＦｍａ
ｘとの差が、機器が異常過熱したことを判断する閾値Ｋ
２（第２検知閾値）以上でなければ、図３に示す目詰ま
り検知時のファン回転数とガス消費量の関係で温調比例
燃焼（Ｓ３１５）を行う。以上であれば、機器の燃焼を
停止（Ｓ３１６）させる。図５（ｂ）にあるように、閾
値Ｋ１〜Ｋ３はガーゼ閉塞枚数とＦＭ制御値の関係より
実験的に求めることができ、予めＥＥＰＲＯＭ２１に設
定しておく。

【００３６】このように、制御値記憶モードにおいて、
最大燃焼時の目詰まりなし時の各回転数の制御値（基準
制御値）を算出して記憶し、運転モードの点火直後にお
いて基準制御値とＦＭ制御値を比較して、機器の使用開
始時のエアフィルター６の目詰まり状態を検出する。こ
れにより、サーミスターやバイメタル式スイッチなどの
温度検出部品を使用することなく、機器構成に最小限必
要なマイコン２０やＥＥＰＲＯＭ２１や回転数検知器２
８によりエアフィルター６の目詰まり状態を検出するこ
とができる。そして、燃焼室の冷却空気が近傍を流れる
覆板１２の温度が７０℃付近となるガーゼ閉塞枚数が１
０枚を目安に目詰まりを検知する第１検知閾値を定め、
基準制御値とＦＭ制御値との差が第１検知閾値以上であ
れば、フィルターランプの点滅させ使用者にエアフィル
ター６の目詰まりを報知しエアフィルター６の清掃を喚
起することができる。

【００３７】また、更に機器の外装ケース１の温度が５
０℃付近（覆板１２の温度が８０℃付近）となるガーゼ
閉塞枚数が１２枚を目安に目詰まりを検知する第２検知
閾値を定め、基準制御値とＦＭ制御値との差が第２検知
閾値以上であれば、機器が異常過熱したとして機器の燃
焼を停止させ、機器の安全性を確保することができる。

【００３８】また、エアフィルター６の目詰まりを検知
したらファンの目標回転数を１００rpm増加させ減少し
た風量を補うため、目詰まり検知後の機器の異常過熱を
緩和し、急激な機体温度上昇を防ぐことができる。

【００３９】また、覆板１２の温度が６０℃付近となる
ガーゼ閉塞枚数が８枚を目安に目詰まりをプレ検知する
第３検知閾値を定め、基準制御値とＦＭ制御値との差が
第３検知閾値以上であれば、ファンの目標回転数を１０
０rpm増加させ減少した風量を補うため、目詰まりの兆
候を知り機器の温度上昇を事前に緩和することができ
る。

【００４０】また、制御値記憶モードへの移行、基準制
御値の算出及び記憶に際し、操作及び表示部１４上にあ
る運転スイッチ２３とロックスイッチ２５を通常操作と
は異なる同時押しや連続押しなどの特殊操作により実現
している。そのため、製造工程や部品交換などのメンテ
ナンス時に必要とされる基準制御値の算出や記憶の作業
が、機器を完全に組み立てて送風ファン１０の負荷を正
規の状態とした後に行うことができ、正確な基準値を記
憶することができる。また、通常の運転モードでの操作
では制御値記憶とならないため、使用者が誤った制御値
を記憶したり、通常とは異なる機器動作により使用者に
不安感を与えたりすることを防止できる。

【００４１】また、着脱可能なエアフィルター６が未装
着であれば制御値の記憶ができないので、エアフィルタ
ー６外れによる送風ファン１０負荷が不正規な状態での
間違った基準制御値の記憶がなされることがない。

【００４２】尚、本実施例では最大燃焼時のファン回転
数を一定に保つＦＭ制御値の特性の変化により、運転モ
ードの点火直後に最大燃焼を行い目詰まりを検知するた
め、機器使用開始時の目詰まり状態しか検知できない。
しかし、温調比例燃焼中に所定の期間毎に最大燃焼を行
う状態をつくることで目詰まり検知が可能となり、検出
精度を向上させることができる。

【００４３】また、最大燃焼時のＦＭ制御値特性のみな
らず、あわせて同様な方法で最小燃焼時のファン回転数
を一定に保つＦＭ制御値の特性の変化により目詰まり検
知を行えば、温調燃焼中に室温が設定温度付近となり最
小燃焼状態になった時点で目詰まり検知が可能となり、
必要以上に最大燃焼させることなく検出精度を向上させ
ることができる。同様に全ての燃焼状態においてファン
回転数を一定に保つＦＭ制御値の特性の変化により目詰
まり検知を行えば、常時目詰まり検知が可能となり、更
に検出精度を向上させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜６に記載の発
明によれば、従来温風暖房機のエアフィルターの目詰ま
り検知に使用されていたサーミスターやバイメタル式ス
イッチなどの温度検出部品を使用することなく、機器の
制御に最小限必要なマイコンや不揮発性メモリーや送風
ファンの回転数検知器による制御装置により目詰まり検
出をすることができる。そのため、簡素な構成で安価な
温風暖房機を提供することができる。

【００４５】また、回転数制御の欠点であるエアフィル
ター目詰まり時の加速的な風量の減少を徐々に補い、急
激な機体温度上昇を緩和させながら、使用者に報知しな
がら、更に温度上昇に至った時には自動的に燃焼を停止
することができる。そのため、外装部品の温度上昇によ
る火傷などを防止することができる安全性の高い温風暖
房機を提供することができる。

【００４６】また、本発明の目詰まり検知に必要となる
目詰まりしていない時のファンモーター制御値の算出
が、機器が確実に組み立てられて送風ファン負荷が安定
した状態において行うことができる。そのため、製造工
程やメンテナンスにおいて正確な制御値を効率的に算出
させ記憶させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における温風暖房機の制御系
の基本構成を示すブロック図

【図２】同暖房機の機構部の構成を示す構成図

【図３】同暖房機の制御特性を説明する特性図

【図４】同暖房機の制御装置の回路図

【図５】（ａ）同暖房機の目詰まり度合いと送風ファン
回転数との関係を示す特性図（ｂ）同目詰まり度合いとＦＭ制御値との関係を示す特
性図（ｃ）同目詰まり度合いと機器の温度との関係を示す特
性図

【図６】（ａ）同暖房機の動作を説明する電源投入時の
フローチャート（ｂ）同暖房機の動作を説明する制御値記憶モードのフ
ローチャート（ｃ）同暖房機の動作を説明する運転モードのフローチ
ャート

【符号の説明】

１外装ケース４空気吸入口５温風吹出口６エアフィルター７エアフィルター検出器８燃焼室９ガスバーナー１０送風ファン１１ファンモーター１４操作及び表示部１５制御回路部品（制御装置）１５ａ操作表示回路部品（制御装置）２０マイクロコンピューター（目詰まり検知手段）２１ＥＥＰＲＯＭ（目詰まり検知手段）２２フィルターランプ（目詰まり表示器）２３運転スイッチ２５ロックスイッチ２８回転数検知器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気吸入口と温風吹出口を有する外装ケ
ース内に設けたバーナーと、このバーナーを臨ませた燃
焼室と、空気吸入口から吸入した空気をバーナーに供給
するとともに、前記燃焼室で加熱された空気を温風吹出
口から排出する送風ファンと、この送風ファンを駆動す
るファンモーターと、前記外装ケースに設けた操作及び
表示部と、空気吸入口に設けたエアフィルターと、前記
バーナーへの燃料供給量と前記送風ファンの回転数とを
制御して燃焼量を制御する制御装置とを備えた温風暖房
機において、前記制御装置は前記エアフィルターの目詰
まり検知手段と、目詰まり表示器とを有し、前記目詰ま
り検知手段は、前記エアフィルターが目詰まりしていな
い時のファンモーターの基準制御値を記憶すると共に、
基準制御値とファン回転数を目標回転数に保つように出
力されるファンモーターの制御値との変化量が、目詰ま
りを検出する第１検知閾値となった時に前記制御装置
は、目詰まりを検知し目詰まり表示をする温風暖房機。
【請求項２】制御装置は基準制御値とファンモーター
の制御値との変化量が、過度の目詰まりによる機体の異
常過熱を検出する第２検知閾値となった時に、機器の燃
焼を停止する請求項１記載の温風暖房機。
【請求項３】制御装置は、エアフィルターの目詰まり
を検知した時には、ファンの目標回転数を増加させてフ
ァンを駆動する請求項２記載の温風暖房機。
【請求項４】制御装置は、基準制御値とファンモータ
ーの制御値との変化量が、目詰まりに至る過渡段階を検
出する第３検知閾値となった時に、ファンの目標回転数
を増加させてファンを駆動する請求項３記載の温風暖房
機。
【請求項５】制御装置は、操作及び表示部上のスイッ
チにより通常操作とは異なる特殊操作で与えられる指示
がある場合には、基準制御値を記憶する請求項１〜４の
いずれか１項に記載の温風暖房機。
【請求項６】エアフィルターを着脱可能にして、この
エアフィルターの装着状態を検出するエアフィルター検
出器を設け、制御装置は、前記エアフィルターが装着さ
れた状態の時は基準制御値を記憶できる請求項１〜４の
いずれか１項に記載の温風暖房機。