JP2002213823A

JP2002213823A - 温風暖房機

Info

Publication number: JP2002213823A
Application number: JP2001006040A
Authority: JP
Inventors: Koji Murase; 孝治村瀬; Itsuo Igarashi; 逸夫五十嵐; Osamu Nagano; 修永野; Hideaki Morihana; 英明森花
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】送風量が急減した場合に生じる温度の温度上
昇を防ぐと共に、回転数のばらつきによって生じる騒音
値の不均一性を解消する。【解決手段】あらかじめ、送風ファン９が燃焼量と見
合った回転数となるように回転数を検出しながらＦＭ制
御値ＶＰを決定しＥＥＰＲＯＭ２２に記憶する。通常の
暖房運転時は、ＥＥＰＲＯＭ２２記憶したＦＭ制御値に
基づき、電流値が一定となるようファンモーター１０を
制御する。これによりエアフィルター６が目詰まりして
いない時は調整した所定の回転数で運転して騒音値を均
一とし、また目詰まりした時は、負荷が減少するので回
転数が増加して送風量の減少を補い、器具の急激な温度
上昇を防ぐことができる。

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、室
温等に応じてバーナー燃料供給量と送風ファンの風量を
制御し、これによって室温を精度良く制御している。

【０００３】また、近年、低消費電力の実現を目的とし
て送風ファンを駆動するモーターに直流モーター（以
下、ファンモータという）を利用するようになってき
た。このようなファンモーターの駆動方式には、モータ
ー巻線に流れる電流を検出し、モーター電流が一定にな
るようにモーターの制御電圧を制御する電流制御方式の
ものと、ファンもしくはモーターの回転数を検出し、フ
ァン回転数が一定になるようにモーターの制御電圧を制
御する回転数制御方式のものとがあり、バーナーへの燃
料供給量に見合った電流値や回転数でファンを駆動して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方式は、エアフィルターの目詰まり等でファンモーター
の負荷が軽減すると、それに応じてファン回転数が増加
するので、目詰まりによる吸入空気の減少を補うように
作用して器具の温度上昇を押さえることができる利点が
ある。反面、器具の個体差により生ずるファンモーター
の特性ばらつきや負荷のばらつき、制御電圧のばらつき
等の要因によりファン回転数にばらつきが生じ、室内器
具では特に配慮が必要となる騒音値にばらつきが生じる
という欠点があった。

【０００５】一方、後者の方式は、器具の個体差に関係
なくファン回転数を一定にするため騒音値のばらつきは
なくなるが、エアフィルターに目詰まりして負荷が軽減
してもファン回転数が一定であるため、吸入空気の減少
を補うことができず、風量が低下し器具の温度上昇が促
進されて、異常過熱時に燃焼を停止する安全装置が頻繁
に作動してしまう欠点があった。

【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、器具の個体差で生じる騒音値のばらつきを防ぐとと
もに、エアフィルターの目詰まり状態における器具の急
激な温度上昇を防ぐことができる温風暖房機を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【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、送風ファンもしくは
ファンモーターの回転数を検知する回転数検知器を有
し、燃焼量に応じてファンモーターが所定回転数となる
ようにファンモーターの制御値を調整して記憶し、記憶
した制御値に基づきファンモーター電流が一定となるよ
うにファンモーターを制御するようにしたものである。

【０００８】これによって、あらかじめ、回転数検知器
を用いてファンの回転数を監視しながら、燃焼量に見合
った所定の回転数となるように、モーター制御電圧など
の制御値を調整して記憶するので、初期の器具の個体差
によるファン回転数のばらつきをなくすことができる。
また、器具運転時は、あらかじめ調整した制御値におい
てモーター電流を一定に保つため、目詰まりした時は負
荷が減りファン回転数が増加し、目詰まりによって減少
した風量を補うように動作する。

【０００９】

【発明の実施の形態】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、空気
吸入口に設けられたエアフィルターとを設け、送風ファ
ンを駆動するファンモーターと、バーナーへ燃料を供給
量する燃料供給装置と、燃料供給装置とファンモーター
とを制御して燃焼量を調整する制御装置とを備え、制御
装置は送風ファンもしくはファンモーターの回転数を検
知する回転数検知器を有し、燃焼量に応じてファンモー
ターが所定回転数となるようにファンモーターの制御値
を調整して記憶し、記憶した制御値に基づきファンモー
ターの電流が一定となるように制御することを特徴とす
る。

【００１０】そして、あらかじめ、回転数検知器を用い
てファンモーターや外装ケース、燃焼室、送風ファン、
制御装置等のばらつきが要因となって生じる個々の器具
のファン回転数ばらつきを、燃焼量に見合った所定のフ
ァン回転数となるように、モーター制御電圧などの制御
値を調整して記憶するので、個々の器具において初期の
回転数を調整することができ、器具の諸特性に個体差が
生じても回転数を均一にすることができる。また、器具
運転時は、埃によるエアフィルターの目詰まりで負荷変
動が生じても、あらかじめ調整した制御値においてモー
ター電流を一定に保つように制御し、目詰まりしても負
荷の減少に伴いファン回転数が増加し、目詰まりにより
減少した風量を補うように作用する。これにより、器具
の個体差による騒音値のばらつきをなくし、且つ、目詰
まり時の器具の急激な温度上昇を押さえることができ
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、外装ケースに操
作表示部を設け、請求項１に記載の制御装置が、更に、
操作表示部を特殊操作することにより、燃焼量に応じて
ファンモーターが所定回転数となるようにファンモータ
ーの制御値を調整して記憶すると言う特徴を有するもの
である。そして、器具を正規に組み立ててファンモータ
ーの負荷の状態を使用時と同様な状態とした後、外装ケ
ースの操作部より制御値の調整や記憶の指示を行うこと
ができる。これにより、使用時と同じ構成の負荷条件に
おいて正確なファン回転数の調整ができると共に、回転
数の調整を行う生産工程やファンモーター等を交換する
器具補修時において、特殊な調整装置を使用する必要が
なく、容易にファン回転数の調整ができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の制御装置が、更に、室温を検知する温度検知器と、操
作表示部に温度設定器を有し、室温が設定温度となるよ
う燃料供給装置とファンモーターとを制御して燃焼量を
比例的に多段階に調整し、最大燃焼量及び最小燃焼量に
おいて所定回転数となるようにファンモーターの制御値
を調整して記憶すると言う特徴を有するものである。そ
して、同一の負荷条件において直流モーターはその回転
数と電流とが比例する関係であり、器具の燃焼量が比例
的に多段階に設定される時、最大燃焼量と最小燃焼量と
で所定回転数となるようにモーター電流を調整して制御
値を記憶すれば、中間段階での燃焼に必要なファン回転
数となるモーター電流は最大燃焼量と最小燃焼量のモー
ター電流値に基づき比例計算することができる。これに
より、多段階に燃焼量を調節してきめ細かな室温制御を
するものにおいても、最大燃焼と最小燃焼の２つの状態
においてのみファンモーターの制御値を調整すればよ
く、効率的なファン回転数の調整が可能となる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の制御装置が、更に、燃料供給装置が停止しファンモー
ターが動作した状態で、燃焼時と相関を持った非燃焼時
での所定回転数となるようにファンモーターの制御値を
調整して記憶すると言う特徴を有するものである。そし
て、ファンが送風する空気の温度によりファンモーター
の負荷は変化し、器具が燃焼している時は送風される空
気の温度が安定しないと負荷も安定ぜず、器具の燃焼量
が変化し送風温度が変化すると所定の回転数に安定する
までに時間を要する。しかし、燃料供給装置を停止し
て、燃焼状態と相関を持つ非燃焼状態での回転数になる
ようファンモーターの制御値を調整できるので、送風さ
れる空気には温度変化が生じない。これにより、送風フ
ァンの負荷変動がなく回転数が早期に安定し、短時間に
効率的なファン回転数の調整が可能となる。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の制御装置が、更に、室温を検知する温度検出器を有
し、検出した室温に基づき、ファンモーターの制御値を
調整し記憶する時の目標回転数を補正すると言う特徴を
有するものである。そして、ファンモーターの負荷が温
度により変化することは、回転数を調整する時の周囲温
度の影響により、使用時の回転数にずれが生じることと
なる。しかし、温度検出器が回転数調整時の温度を検出
し、調整時に目標となるファン回転数を温度補正するこ
とにより、調整時の温度の影響を受けることなく、より
精度の高いファン回転数の調整が可能となる。

【００１５】

【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。

【００１６】（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、実施例の温風暖房機の機構部の概略
構成を示す構成図である。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であ
る。７は外装ケース１内上部に設けられた燃焼室、８は
燃焼室７に設けられたガスバーナー、９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、１０は送風ファン９を駆動するファンモーターであ
る。ファンモーター１０はブラシレス直流三相モーター
とし、各相の印加電圧を切り換える駆動ＩＣとモーター
巻線の位置情報や回転子の回転情報を提供するホール素
子からなる回転数検知器１０ａとを内臓している。１１
は燃焼室８の上面及び前面を覆う覆板、１２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。上パネル２の前方部に操作表示部１３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１４ｂが設けて
ある。１４ａは制御装置の中核をなす制御回路部品であ
り、１５はサーミスターよりなり室温を検出する温度検
知器で、空気吸入口４付近に設けてある。１６は点火
器、１７は熱電対よりなる炎検知器で、燃焼室７内に設
けてある。また、１８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、２１はマイクロコンピュー
ター（以下、マイコンと言う）であり、２２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２１はＥＥＰＲＯＭ２２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ＥＥＰＲＯＭ２２に書き込
んだりする。

【００１８】マイコン２１の入力側には運転スイッチ２
３、温度設定器２４、温度検出器１５、炎検知器１７が
設けられている。また、マイコン２１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１９及び比例弁２０と、ファンモータ
ー（ＦＭ）１０と、点火器１６が設けられている。回転
数検知器１０ａはファンモーター１０の回転を検知しパ
ルス信号を出力する。その検知信号がマイコン２１に入
力されている。また、運転スイッチ２３、温度設定器２
４は操作表示部１３に配置され、その操作や器具の動作
状態の確認ができるようになっている。

【００１９】運転スイッチ２３が投入されるとマイコン
２１はファンモーター１０を始動し、次に点火器１６を
作動した状態とし、電磁弁１９及び比例弁２０を開弁し
バーナー８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９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７ａより燃焼
室７に入り、ガスバーナー８でガス燃料と混合され燃焼
する。また、マイコン２１は炎検知器１７が燃焼火炎を
検知し着火を判断すると、点火器１６を停止し、燃焼が
継続するよう比例弁２０とファンモーター１０とを調整
する。ガスバーナー８の燃焼ガスは７ｂから排出された
後、燃焼室７を冷却する燃焼室７と覆板１１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９に吸入さ
れる。

【００２０】そして、送風ファン９から吐出された温風
はファンケース１２にそって温風吹出口５へと誘導さ
れ、室内に放出される。このような暖房運転中、マイコ
ン２１は温度設定器２４による設定温度と室温検知器１
６の検出温度との差温（以下温度偏差と言う）の大きさ
に応じてガス燃焼量と送風量とを設定する。

【００２１】図３は、ガス燃焼量を制御する比例弁２０
と送風量を制御するファンモーター１０の具体的な制御
回路図であり、比例弁２０とファンモーター１０の電流
値を制御するように構成されている。電磁弁１９と比例
弁２０とはトランジスタ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２１の
弁電源出力端子２１ａに接続されている。電磁弁１９は
駆動用の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２１の電磁弁出力端子２１ｂに接
続されている。比例弁２０は駆動用のＴｒ４と電流帰還
用の抵抗ＲＰを介して回路グランドに接続されており、
Ｔｒ４のベースはベース電流制限抵抗Ｒ７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２１の０〜５Ｖで電位を可変調節でき
るＤ／Ａ出力機能を有した比例弁出力端子２１ｃがＲ９
を介して接続され、ＯＰ１の−入力にはＴｒ４とＲＰの
接点がＲ８を介して接続されている。Ｒ１〜Ｒ６はＴｒ
１〜Ｔｒ３制御用の抵抗である。

【００２２】この回路構成において、弁電源出力端子２
１ａがハイレベルとなりＴｒ２、Ｔｒ１がオンし電磁弁
１９、比例弁２０に電源を供給する。同時に電磁弁出力
端子２１ｂがハイレベルとなりＴｒ３がオンしソレノイ
ドに電流が流れ、電磁弁１９が開弁する。また、比例弁
出力端子２１ｃは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ＶＰを出力し、ＯＰ１は比例弁
電流ＩＰを帰還抵抗ＲＰでの電圧降下としてフィードバ
ックし、（式１）を満たし電流値が一定となるようＴｒ
４のベース電流を制御する。

【００２３】ＩＰ＝ＶＰ／ＲＰ（１）これにより、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２０に定電流を流すことができ
る。

【００２４】また、ファンモーター１０は駆動用ＩＣと
回転数検知器１０ａとを内臓したＤＣモーターであり、
電源２４ＶをＴｒ５とコイルＬ１、容量Ｃ１からなるフ
ィルター回路を介して電圧制御する負荷電源が接続さ
れ、電流帰還用の抵抗ＲＦを介して回路グランドに接続
されている。また、駆動用ＩＣ用の電源（１２Ｖ）が接
続されている。マイコン２１のパルス出力端子２１ｄは
抵抗１４を介してコンパレータＣＭＰ１の−入力に接続
され、またＣＭＰ１の−端子にはＣ２が接続されてい
る。ＣＭＰ１の＋入力にはＲ１６を介してＯＰ２の出力
端子に接続されている。ＯＰ２の＋入力にはマイコン２
１の０〜５Ｖで電位を可変調節できるＤ／Ａ出力機能を
有したＦＭ出力端子２１ｅが抵抗１５を介して接続さ
れ、ＯＰ２の−入力にはファンモーター１０とＲＦの接
点がＲ１７を介して接続されている。Ｒ１２を介し５Ｖ
へプルアップしたＣＭＰ１の出力端子はＴｒ６のベース
に接続され、Ｔｒ６のコレクタはＴｒ５のベースに接続
されている。回転数検知器１０ａはＴｒ７を介してマイ
コン２１の回転数入力端子２１ｆに接続されている。Ｒ
１０〜Ｒ１３、Ｒ１８〜Ｒ１９はＴｒ５〜Ｔｒ７の制御
用の抵抗である。

【００２５】また、Ｄ１はＬ１の逆起電力の放電用ダイ
オードである。この回路構成において、パルス出力端子
２１ｄは２０ｋＨｚのパルスを出力しＲ１４、Ｃ２の時
定数による擬似三角波をＣＭＰ１の−入力に与えられ
る。ＣＭＰ１はＣＭＰ１の＋入力にＯＰ２の出力端子よ
り与えられたの電圧と擬似三角波と比較し、その出力が
反転動作することで、Ｔｒ６及びＴｒ５がスイッチング
する。Ｔｒ５がオンした時、電源２４ＶがＬ１とＣ１に
蓄えられ、ＯＰ２の出力電圧を可変しＴｒ５のオン時間
を調節することでＬ１とＣ１に蓄えられる負荷電圧を制
御することができる。また、ＦＭ出力端子２１ｅは機器
の各燃焼状態における送風量に見合ったＦＭ制御値ＶＦ
を出力し、ＯＰ２はファンモーター電流ＩＦを帰還抵抗
ＲＦでの電圧降下としてフィードバックし、（式２）を
満たし電流値が一定となるよう出力電圧を制御する。

【００２６】ＩＦ＝ＶＦ／ＲＦ（２）これにより、電源２４Ｖの変動やモーター抵抗のばらつ
きが生じた時でも比例弁２０に定電流を流すことができ
る。一方、ファンモーター１０が始動すると回転数検知
器１０ａが１回転につきモーター着磁極数分のパスル信
号を出力しＴｒ７で波形整形しマイコン２１の回転信号
入力端子２１ｆに伝える。マイコン２１はパルス間の時
間を計測するか、または単位時間当たりのパルス数を計
数して回転数データーに加工し、動作するファンモータ
ーの回転数を認識する。

【００２７】図４は、例えば８〜１０畳の部屋の暖房を
目安とした器具の設定温度と室温の差とガス燃焼量及び
送風ファン回転数との関係を示すグラフである。横軸は
温度偏差（設定温度Ｓ−室温Ｒｔ）であり、１℃以上で
あれば最大燃焼で、−１℃未満であれば最小燃焼で運転
する。

【００２８】最小燃焼を燃焼ステップｓｐ１、最大燃焼
をｓｐ７とし、温度偏差が１／３（≒０．３３）℃増え
る毎にｓｐ２、ｓｐ３、ｓｐ４、ｓｐ５、ｓｐ６とし、
温度偏差に対して全７段階の燃焼状態が割り付けられて
いることを示す。図４（ａ）に、燃焼ステップｎとガス
消費量及び比例弁制御値ＶＰの関係を示す。ガス消費量
は約０．５kW（最小燃焼）〜３．５kW（最大燃焼）の範
囲で比例的に設定される。ガス消費量は比例弁２０が調
整する二次圧の二乗に比例し、比例弁２０の二次圧は比
例弁電流ＩＰに比例する関係にある。また比例弁電流Ｉ
Ｐは比例弁制御値ＶＰに比例する。最大燃焼時の燃焼量
Ｑmaxを実現する比例弁制御値をＶＰmax、最小燃焼時の
燃焼量Ｑminを実現する比例弁制御値をＶＰminとする
と、各燃焼ステップｎでの比例弁制御値ＶＰ（ｎ）は、
（式３）により求められる。

【００２９】（ＶＰmax−ＶＰmin）×｛（ｎ−１）／６｝²＋ＶＰmin （３）ここでｎは１から７の整数となる。また、（式３）の比
例弁制御値ＶＰmax及びＶＰminは、最大燃焼及び最小燃
焼の状態で各燃焼量を実現する所定の二次圧が得られる
ように調整して、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶し保持すれ
ば、比例弁２０や制御回路部品１４ａのばらつきによる
比例弁二次圧のばらつきをなくすことができる。

【００３０】また図４（ｂ）に燃焼ステップｎと送風フ
ァン回転数及びＦＭ制御値ＶＦの関係を示す。クロスフ
ローファンを使用した送風ファンの場合、送風量は送風
ファン回転数に比例し、燃焼時においては回転数は約５
５０rpm（最小燃焼）〜９５０rpm（最大燃焼）の範囲で
ほぼ比例的に設定される。ファン回転数はファンモータ
ー電流ＩＦにほぼ比例する関係にあり、ファンモーター
電流ＩＦはＦＭ制御値ＶＦに比例する。最大燃焼時の回
転数Ｎmaxを実現するＦＭ制御値をＶＦmax、最小燃焼時
の回転数Ｎminを実現するＦＭ制御値をＶＦminとする
と、各燃焼ステップｎでの比例弁制御値ＶＦ（ｎ）は、
（式４）により求められる。

【００３１】（ＶＦmax−ＶＦmin）×（ｎ−１）／６＋ＶＦmin （４）ここでｎは１から７の整数となる。また、（式４）のＦ
Ｍ制御値ＶＦmax及びＶＦminは、最大燃焼及び最小燃焼
の状態で回転数Ｎmax及びＮminが得られるように調整し
て、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶し保持すれば、ファンモー
ター１０や制御回路部品１４ａのばらつきによるファン
回転数のばらつきをなくすことができる。また、最大燃
焼状態（ｓｐ７）及び最小燃焼状態（ｓｐ１）におい
て、ガス燃焼を停止した場合、室温Ｒｔ＝２０℃におい
て回転数はＮ’max及びＮ’minに減少する。これは送風
ファンの負荷は送り出す空気の温度に依存するためで、
空気の温度が低いほど送風ファン９の負荷は増加し、燃
焼時と同じＦＭ制御値でファンを回転させる場合には回
転数が減少する特性をもつ。燃焼時と非燃焼時の室温Ｒ
ｔ＝２０℃では約５０rpmから１００rpm程の差が生じ
る。

【００３２】更に、図５に、非燃焼時における室温Ｒｔ
＝２０℃での回転数に対する各室温での回転数の比率を
温度係数αとして示す。温度係数αは（式５）で表わさ
れ、実験的に求めることができる。

【００３３】Ｎ’（Ｒｔ）／Ｎ’（Ｒｔ＝２０℃）（５）次に、図６に示すフローチャートにおいて、ファンモー
ター制御の具体的な手順を説明する。

【００３４】図６はＦＭ制御値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との切り換え手順、
図７は制御値記憶モードにおけるＦＭ制御値の記憶手
順、図８は運転モードにおけるファンモーターの制御手
順を示す。

【００３５】図７において、電源コード１８が商用１０
０Ｖ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
モードと運転モードとを切り換える。

【００３６】図６（ｂ）の制御値記憶モードでは、送風
ファン回転数が最大燃焼状態（ｓｐ７）及び最小燃焼状
態（ｓｐ０）において非燃焼時の所定回転数Ｎ’max及
びＮ’minになるよう自動的にＦＭ制御値ＶＦmax及びＶ
Ｆminを調整し、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶する。あらか
じめ、送風ファン９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７において、まずは
制御値記憶モードに移行した後５秒以内（Ｓ２０２）に
運転スイッチ２３を３回受け付けた（Ｓ２０１）時に制
御値の調整及び記憶を行う。運転スイッチ２３を３回受
け付けなければ５秒後に運転モードに切り換える。制御
値の調整は、電磁弁を閉止（Ｓ２０３）しガスを止めフ
ァンモーターを始動（Ｓ２０４）する。室温Ｒｔを検出
し実験的に求めた温度係数αを決定（Ｓ２０５）する。
まずは、最小燃焼状態（ｓｐ１）でのＦＭ制御値ＶＦmi
nを調整する。非燃焼時における室温２０℃の所定回転
数Ｎ’minに温度係数αを乗じ調整時の温度に補正した
目標回転数（Ｎ’min×α）を算出（Ｓ２０６）する。

【００３７】回転信号端子２１ｆが検出するファン回転
数が目標回転数（Ｎ’min×α）となる（Ｓ２０７）よ
うに、ＦＭ制御値であるＦＭ出力端子２１ｅの出力電圧
ＶＦを徐々に変更（Ｓ２０８）してファンモーター電流
を調整する。目標回転数を検出した時点でのＦＭ制御値
ＶＦを最小燃焼時のＦＭ制御値ＶＦminとして保存（Ｓ
２０９）する。次に最大燃焼状態（ｓｐ７）でのＦＭ制
御値ＶＦmaxを調整する。同様に非燃焼時における室温
２０℃の所定回転数Ｎ’maxに温度係数αを乗じ調整時
の温度に補正した目標回転数（Ｎ’max×α）を算出
（Ｓ２１０）する。回転信号端子２１ｆが検出するファ
ン回転数が目標回転数（Ｎ’min×α）となる（Ｓ２１
１）ように、ＦＭ制御値であるＦＭ出力端子２１ｅの出
力電圧ＶＦを徐々に変更（Ｓ２１２）してファンモータ
ー電流調整する。目標回転数を検出した時点でのＦＭ制
御値ＶＦを最大燃焼時のＦＭ制御値ＶＦmaxとして保存
（Ｓ２１３）する。ここでＶＦは電圧値であり、保存す
るデーターは出力される電圧値に一対一で対応するＤ／
Ａ変換装置の数値データーとなる。

【００３８】次に保存した数値データーをＥＥＰＲＯＭ
２２に書き込み（Ｓ２１４）、その値を記憶する。書き
込み終了後、操作表示部１３に調整が終了したこと表示
（Ｓ２１５）し、作業者に調整の終了を報知する。その
後、運転スイッチ２３を受け付け（Ｓ２１６）、ファン
モーターを停止（Ｓ２１７）し、一連の調整動作が終了
する。ここで、Ｎ’min及びＮ’maxは実験的に求められ
あらかじめＥＥＰＲＯＭ２２に記憶されたものであり、
電源投入直後にＥＥＰＲＯＭ２２からマイコン２１のＲ
ＡＭに読み出されるものである。

【００３９】図８の運転モードでは、あらかじめ記憶し
たＦＭ制御値ＶＦmin及びＶＦmaxより各燃焼ステップに
おけるＦＭ制御値を算出し、それに従いファンモーター
電流が一定となるようファンモーターを駆動する。まず
は、運転スイッチ２３を受け付け（Ｓ３０１）、ファン
モーター１０を始動（Ｓ３０２）し、回転信号端子２１
ｆが回転入力信号を検出（Ｓ３０３）した後、一連の点
火動作（Ｓ３０５）を行う。ここで回転入力信号がない
場合はファン異常として器具を停止（Ｓ３０４）し、点
火異常の場合は不着火異常として器具を停止（Ｓ３０
５）する。正常に点火した場合は、点火後の燃焼状態を
安定させるため比例弁制御値ＶＰmax、ＦＭ制御値ＶＦm
axの最大設定値として（Ｓ３０７）、最大燃焼状態（ｓ
ｐ７）を初期燃焼安定時間が経過（Ｓ３０８）するまで
継続する。３０秒の安定時間が経過した後、室温Ｒｔを
検出し設定温度Ｓとの温度偏差を算出し燃焼ステップｎ
を決定（Ｓ３０９）する。

【００４０】次に、割り付けられた燃焼ステップｎに基
づき、（式３）に従い比例弁制御値ＶＰ（ｎ）を、（式
４）に従いＦＭ制御値ＶＦ（ｎ）を算出（Ｓ３１０）す
る。（式３）のＶＰmin及びＶＰmaxは図示しない別の手
順にて調整されＥＥＰＲＯＭ２２に記憶されたデーター
であり、（式４）のＶＦmin及びＶＦmaxとともに電源投
入直後にＥＥＰＲＯＭ２２からマイコン２１のＲＡＭに
読み出されるものである。このように算出された各制御
値に従い比例弁出力端子２１ｃ及びＦＭ出力端子２１ｅ
に制御電圧を出力（Ｓ３１１）してバーナー８で燃焼を
行い室内に温風を送り出し暖房を行う。更に運転スイッ
チ２３を受け付け（Ｓ３１２）るまでは、Ｓ３０９から
Ｓ３１１を繰り返し室温Ｒｔが設定温度Ｓになる暖房運
転を継続する。また、運転スイッチ２３の受け付けで器
具を正常停止とする。図６から図８の手順はマイコン２
１のＲＯＭに書き込まれたプログラムにより容易に実現
することができる。

【００４１】図９は外装ケース１の空気吸入口４に設け
られたエアフィルター６に埃が目詰まりしたことを想定
し、埃の代用として実験で用いられるガーゼでエアフィ
ルター６を閉塞していった時の最大燃焼における送風フ
ァン９の回転数の変化と器具温度の変化を示したもので
ある。

【００４２】横軸はエアフィルター６を閉塞するガーゼ
の枚数であり、埃による目詰まり度合いを表す。

【００４３】ガーゼ０枚の時において、器具はあらかじ
め調整した回転数Ｎmaxで運転をする。ガーゼ枚数が増
加するにつれ送風ファン９の負荷が減少する一方ファン
モーター１０の電流値は（６式）に従い一定となるた
め、ファン回転数は増加していく。

【００４４】ＩＦmax＝ＶＦmax／ＲＦ（６）この回転数の増加により目詰まりにより減少した送風量
を補うため、器具温度の上昇はガーゼ枚数の増加に対し
て緩やかな上昇で留まることになる。このような特性は
他の燃焼ステップにおいても同様な傾向であるが、最大
燃焼状態において最も温度が上昇する。エアフィルター
６が目詰まりしても正常且つ安全に器具を動作させる目
安は、ガーゼ枚数にして１０枚程度であり、その時の外
装ケース１の温度は６０℃前後であり、触れた際に火傷
をする温度より充分低い温度である。また図示はしてい
ないが燃焼室７に温度検出器を設け、温度検出器が７０
℃を検出した時（ガーゼ枚数にして１２枚程度相当）
に、操作表示部１３にフィルター目詰まりの報知を行
い、使用者に清掃を喚起させたり、または、異常温度過
熱状態となったと判断して器具を停止させることも可能
であり、器具をより安全に動作させることができる。

【００４５】このように、通常運転モードとは異なるＦ
Ｍ制御値の調整モードにおいて、回転数検知器１０ａに
よりファンモーター１０の回転数を検出しながら燃焼量
に対応した目標回転数となるようにＦＭ制御値を決定
し、ＦＭ制御値をＥＥＰＲＯＭ２２に記憶する。そし
て、通常運転時において、各燃焼状態でのＦＭ制御値に
基づきファンモーター１０の電流が一定になるようにフ
ァンモーターを駆動して暖房運転を行う。これにより、
器具の個体毎に回転数調整を行うことができ、外装ケー
ス１や燃焼室７、送風ファン９などの構成部品のばらつ
きによる負荷ばらつきやファンモーター１０の特性ばら
つき、制御回路部品１４ａの特性ばらつきの要因により
生じる送風ファン９の回転数ばらつきをなくすことがで
き、送風により生じる騒音値を一定範囲の値に収めるこ
とができる。また、運転時において、電流を一定にして
ファンモーター１０を制御することにより、エアフィル
ター６の目詰まり時は送風ファン９の負荷の減少に伴い
ファン回転数が増加し、目詰まりにより生じる送風量の
減少を補うことがでるため、器具温度の急激な上昇を防
ぐことができる。

【００４６】また、運転スイッチ２３を押しながら電源
を投入することで制御値の記憶モードとなる、５秒以内
に運転スイッチ２３を３回押すことで制御値の記憶を開
始するなど、外装ケース１の操作表示部１３にある運転
スイッチ２３を通常運転時とは異なる特殊操作すること
で、ＦＭ制御値を決定し記憶する。これにより、送風フ
ァン９の負荷が使用時と同じ状態となるよう器具を正規
に組み立てた後、特殊な調整装置を使用することなくフ
ァン回転数の調整ができるため、生産工程に限らず器具
の補修時においても、正確で且つ容易にファン回転数を
調整することができる。また、運転スイッチを特殊操作
するため、一般使用者の操作により制御値の記憶モード
となることは希であり、通常動作とは異なった動作して
使用者に不安感を与えるという問題を解決することがで
きる。

【００４７】また、設定温度Ｓと室温Ｒｔの温度偏差に
基づき燃焼量を比例的に７段階に切換え室温調整しなが
ら暖房する器具であるが、ファン回転数とファン電流と
が比例的な関係となる特性であるため、最小燃焼状態及
び最大燃焼状態で回転数調整を行い、ＦＭ制御値ＶＦmi
n及びＶＦmaxを決定し記憶することで、他の中間段階の
ＦＭ制御値は、ＶＦmin及びＶＦmaxに基づき計算により
求められる。これにより、多段階に燃焼量を調節してき
め細かに室温調節する器具においても、ファン回転数の
調整を最小燃焼と最大燃焼の２つの状態に限定して行う
ことができ、効率的なファン回転数を調整することがで
きる。

【００４８】また、ガス燃焼を停止しファンモーター１
０のみを作動させて、実験的に求めた燃焼状態での回転
数と相関を持つ非燃焼状態での目標回転数Ｎ’min及び
Ｎ’maxとなるようにＦＭ制御値ＶＦmin及びＶＦmaxを
決定する。これにより、送風ファン９の負荷は送風され
る空気の温度に依存して変動する特性であるが、非燃焼
のため温度変化による負荷変動は生じない。そのため、
送風ファン９の負荷が安定しているので回転数が早期に
安定し、短時間に効率的なファン回転数を調整すること
ができる。

【００４９】また、ファン回転数調整時の室温Ｒｔを検
出し、実験的に求めたファン回転数の温度係数αにより
調整時の目標回転数を補正する。これにより調整時の温
度環境に準じた送風ファン９の負荷に対応した目標回転
数で調整することができ、より正確なファン回転数に調
整することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ファン
モーター（直流モーター）により送風を行う温風暖房機
において、あらかじめ燃焼量に見合った所定の回転数を
得るように制御値を調整し、暖房運転時はその調整値に
基づきファンモーターの電流が一定となるように制御す
ることにより、初期の器具の構成部品の諸特性のばらつ
きにより生じる回転数のばらつきをなくし、送風による
騒音値を均一な値にすることができる。併せて、エアフ
ィルターが目詰まりした時に負荷が減少し回転数が増加
するように作用することで目詰まりによる送風量の減少
を補い、器具の温度上昇の急激な促進を押え、正常且つ
安全な運転状態を一定期間継続させることができる。よ
って、ファンモーターを定回転に制御した時のフィルタ
ーの目詰まりによる送風量の急激な減少で生じる器具の
温度上昇の問題と、定電流に制御した時の回転数ばらつ
きにより生じる騒音値の不均一性の問題とを併せて解決
できるものである。

【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】同暖房機に内蔵された機構部のを示す構成図

【図３】同暖房機の制御装置の一部を示す回路図

【図４】（ａ）同暖房機の燃焼制御特性図（ｂ）同暖房機の別の燃焼制御特性図

【図５】同暖房機のファン回転数に係る特性図

【図６】同暖房機の制御値記憶モードと運転モードとの
切換手順を説明するフローチャート

【図７】同暖房機の制御値記憶モードにおけるＦＭ制御
値の記憶手順を説明するフローチャート

【図８】同暖房機の運転モードにおけるファンモータの
制御手順を説明するフローチャート

【図９】同暖房機の他の燃焼制御特性図

【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燃焼室８ガスバーナー９送風ファン１０ファンモーター１０ａ回転数検知器１３操作表示部１４制御回路部品（制御装置）１４ａ操作表示回路部品（制御装置）１５温度検知部２４温度設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永野修大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者森花英明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L028 EA01 EB03 EC01

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、前記空気吸入口から吸入した空気を前記バーナ
ーに供給するとともに前記燃焼室で加熱された空気を前
記温風吹出口から排出する送風ファンと、前記空気吸入
口に設けられたエアフィルターと、前記送風ファンを駆
動する直流モーターと、前記バーナーへ燃料を供給する
燃料供給装置と、この燃料供給装置と前記直流モーター
とを制御して燃焼量を調整する制御装置とを備え、前記
制御装置は前記送風ファンもしくは前記直流モーターの
回転数を検知する回転数検知器を有し、燃焼量に応じて
所定回転数となるよう制御値を調整して記憶し、この記
憶した制御値に基づき前記直流モーターの電流が一定と
なるように制御する温風暖房機。
【請求項２】外装ケースに操作表示部を設け、制御装
置は、前記操作表示部を特殊操作することにより、燃焼
量に応じて直流モーターが所定回転数となるようにこの
制御値を調整して記憶する請求項１記載の温風暖房機。
【請求項３】制御装置は、室温を検知する温度検知器
と、温度設定器を有し、室温が設定温度となるよう燃料
供給装置と直流モーターとを制御して燃焼量を調整し、
最大燃焼量及び最小燃焼量において所定回転数となるよ
うに前記直流モーターの制御値を調整して記憶する請求
項１記載の温風暖房機。
【請求項４】制御装置は、燃料供給装置が停止し直流
モーターが動作した状態で、燃焼時と相関を持った非燃
焼時での所定回転数となるように前記直流ファンモータ
ーの制御値を調整して記憶する請求項１記載の温風暖房
機。
【請求項５】制御装置は、室温を検知する温度検出器
を有し、検出した室温に基づいて、直流モーターの制御
値を調整し、記憶する時の目標回転数を補正する請求項
４記載の温風暖房機。