JP5157527B2 - 温風暖房機の燃焼量制御方法 - Google Patents

Description

この発明は暖房機の室内温度制御に最適な暖房機の燃焼量制御方法に関する。

暖房機には熱源であるバーナとその燃焼制御手段を備え、また、室内温度検出手段と、期待する室内温度を設定する温度設定手段とを備え、燃焼制御手段は室内温度検出手段で検出した室内温度が、予め温度設定手段で設定した設定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を調節するものがある。

バーナには燃料供給手段と燃焼用送風機を備え、複数段階の燃料流量とこれに対応する燃焼用送風機の回転数を定めることによってバーナの燃焼量制御を行うものであり、燃焼制御手段は設定温度と室内温度の変化を常時監視していて、一定の温度差を確認すると燃焼段階による燃焼量を上昇又は降下することによって、暖房機を使用する室内において、室内温度の維持に最適となる燃焼量によって燃焼を継続している。

対流用送風機を備えた温風暖房機では、バーナの燃焼量を上昇すると対流用送風機の回転数も上昇し、バーナの燃焼量を降下すると対流用送風機の回転数も低下し、バーナの燃焼量調節段階に対応して対流用送風機の回転数を変更する制御を行っている（特許文献１参照）。
特開平１０−７３２４５号 公報

対流用送風機は室内空気を撹拌する働きがあり、暖房機の運転開始から室内温度が設定温度に一致するまでは、素早く設定温度まで上昇させるためにバーナの発熱量を高くし、対流用送風機の回転数も高くなるから、室内空気が撹拌されて室内温度が均一になるが、室内温度が設定温度に一致してからは、室内温度が設定温度に維持されるようにバーナの燃焼量を低下し、対流用送風機の回転数も低くなるため、室内空気が撹拌されにくくなって暖められた空気が天井付近に溜まりやすくなり、暖房機が設置された床面部と天井部の温度差が大きくなるものである。

暖房機の室温検出手段は床面付近の室内温度を検出しているため、室内温度が設定温度よりも高くなってからバーナの燃焼量が安定する頃には、床面部と天井部の温度差がかなり大きくなっており、天井付近の温度が設定温度に対してかなり高くなっていることが多く、室内の快適性と省エネ性の両面から問題がある。

この発明は上記の課題を解決するもので、枠体１内にバーナ２と、このバーナ２に燃料を供給するポンプ３と、このバーナ２に燃焼空気を送る燃焼用送風機４とを設け、前記枠体１の前後を貫通する送風経路５には、入口側に対流用送風機６、出口側に吹出口７を設け、前記バーナ２の上部に設けた燃焼室８は送風経路５内に開口し、この送風経路５を通過する空気を温風にすると共に、室内温度ＲＴを検出する室内温度検出手段９と、室内温度を設定する温度設定手段１０と、運転スイッチ１１の信号に基づいて前記ポンプ３と燃焼用送風機４とを制御してバーナ２の燃焼の開始と停止を行う燃焼制御手段１２とを備え、該燃焼制御手段１２は前記室内温度検出手段９と温度設定手段１０からの信号を用いて燃焼中のバーナ２の燃焼量を可変すると共に、バーナ２の燃焼量に対応して前記対流用送風機６の回転数を可変する温風暖房機において、前記燃焼制御手段１２は前記バーナ２の燃焼量として、大燃焼量・小燃焼量・その間の燃焼量による複数段階の燃焼調節段階Ｎｘを備え、その燃焼量調節段階Ｎｘの燃焼量の変更は、前記温度設定手段１０の設定温度ＳＴと、設定温度ＳＴから予め定めた温度差ｄ毎に設定した複数の離開温度Ｄｎのときに実施され、前記設定温度ＳＴよりも高い室内温度ＲＴのときは、室内温度ＲＴが上昇して前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなったときに燃焼量調節段階と対流用送風機６の回転数を１段階低く制御しており、前記室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなる前に設定時間ｔが経過したときは、対流用送風機６を現在のバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更し、一定時間後の室内温度ＲＴに基づいてバーナ２の燃焼量調節段階を決定することを特徴とするものである。

また、前記室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなるまでは、設定時間ｔ毎に対流用送風機６を現在のバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更することにより、設定時間ｔ毎に室内空気が撹拌されて室内温度の温度分布が均一化できる。

また、前記バーナ２の燃焼量調節段階が最小燃焼量のときは、設定時間ｔ毎に対流用送風機６を現在のバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更することにより、室内空気が撹拌されて室内温度の温度分布が均一化でき、室内温度検出手段９で検出される室内温度ＲＴと実際の室内温度との誤差が少なくできる。

また、前記室内温度ＲＴが上昇して前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなったときの燃焼量の変更要求に対して、前記バーナ２の燃焼量調節段階を１段階低くし、前記対流用送風機６はバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更し、バーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数を一定時間保持することにより、室内空気が撹拌されて室内温度の温度分布が均一化できる。

また、前記燃焼制御手段１２は、前記温度設定手段１０の設定温度ＳＴよりも高い温度の最高室内温度ＲＴｈを定めており、前記バーナ２の燃焼量調節段階が最小燃焼量のときに、前記最高室内温度ＲＴｈよりも高い室内温度ＲＴとなったときは、バーナ２の運転停止もしくは前記燃焼量調節段階から外れた微小燃焼量に変更することにより、室内温度が異常に上昇することを防ぐことができる。

燃焼制御手段１２は、運転開始から最初に室内温度ＲＴが温度設定手段１０の設定温度ＳＴに一致するまではバーナ２を大燃焼量で運転し、対流用送風機６は大燃焼量に対応する高い回転数で駆動しているから、室内空気が撹拌されて室内温度が均一に上昇する。
室内温度ＲＴが設定温度ＳＴに一致するとバーナ２の燃焼量調節段階と対流用送風機６の回転数を１段階低くし、設定温度ＳＴから室内温度ＲＴが上昇するときは、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が一定の温度差ｄとなる毎に、バーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数を１段階ずつ低くする制御を行っている。
この燃焼量変更したときの温度と室内温度ＲＴとの差が前記温度差ｄとなる前に設定時間ｔが経過したときは、対流用送風機６の回転数を上昇して、一定時間後の室内温度ＲＴに基づいてバーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数を制御するものである。

室内温度ＲＴが設定温度ＳＴより高くなって、バーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数が低くなると、室内空気が撹拌されにくくなって暖められた空気が天井付近に滞留するため、天井付近の温度は室内温度検出手段９で検出される室内温度ＲＴよりも高くなる傾向にある。このため、バーナ２が最小燃焼量の燃焼量調節段階となったときには、床面付近の温度と天井付近の温度の差が大きくなり、室内が暖まりすぎてしまっていることがある。
この発明は、前回の燃焼量変更から設定時間ｔが経過したときに対流用送風機６の回転数を高くすることで室内空気が撹拌されるので、天井付近の暖められた空気が床面に流れて室内の温度分布が均一化でき、その結果、暖房機が設置された床面付近の温度が上昇して、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなったときは、バーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数を１段階低くするので、室内全体を効率よく暖めて短時間で燃焼量調節段階を低下させることができ、無駄な暖房エネルギーの消費を抑えることができるものとなった。

一方、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄまで広がっていないときは、バーナ２の燃焼量の変更は行なわず、前記温度差ｄが検出されるまでは設定時間ｔ毎に対流用送風機６の回転数を上昇する制御を行う。このため、設定時間ｔ毎に室内空気が撹拌されて室内の温度分布が均一化されるから、室内全体を効率よく暖房して短時間で燃焼量調節段階を低下することができ、無駄な暖房エネルギーの消費を抑えることができる。

また、バーナ２が最小燃焼量まで低下して対流用送風機６が最小回転数となっているときは室内空気が撹拌されにくくなるため、床面の低温部と天井の高温部との差が広がりやすくなり、設定温度ＳＴよりも低い室内温度ＲＴが検出されたときでも、天井の高温部では設定温度ＳＴより高い室内温度を維持している場合があり、この場合でもバーナ２の燃焼量調節段階が１段階高く変更されてしまうため、無駄な暖房エネルギーを消費することになる。
この発明ではバーナ２が最小燃焼量のときは設定時間ｔ毎に対流用送風機６の回転数を上昇するから、室内空気が撹拌されて室内の温度分布が均一化されて実際の室内温度に対する室内温度ＲＴの誤差を少なくでき、バーナ２の燃焼量変更が頻繁に起こらなくなり、室内温度の安定と無駄な暖房エネルギーの消費を抑えることができるものとなった。

また、室内温度の上昇が早いときには、床面の低温部と天井の高温部との差が広がりやすく、室温の上昇に対して燃焼量の低下が追いつかなくなってしまう場合がある。
室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄとなってバーナ２の燃焼量調節段階を１段階低く変更するときに、対流用送風機６の回転数を一定時間上昇する制御を行うものであり、バーナ２の燃焼量を変更したときにも室内空気が撹拌されて室内温度の温度分布を均一化できるものである。
室内の温度上昇が早く床面と天井付近の温度の差が広がっているときには、天井付近の暖められた空気が床面付近に移動して室内温度ＲＴが上昇するので、バーナ２の燃焼量を素早く低下させて室内の暖めすぎを防止することができる。

また、暖房する室内の大きさが、使用する暖房機の能力と違った状態で使用されるときがあり、暖房する部屋が狭い時にはバーナ２の燃焼量として最小燃焼量が選択されても室内温度ＲＴが上昇を続けることがある。
この暖房する室内の大きさと使用する暖房機の能力とが違った時の対応方法として、前記燃焼制御手段１２は、前記温度設定手段１０の設定温度ＳＴよりも高い温度の最高室内温度ＲＴｈを定めており、バーナ２が最小燃焼量のときにおいて、前記最高室内温度ＲＴｈよりも室内温度ＲＴが高くなった時に、バーナ２の運転を停止もしくは燃焼量調節段階から外れた微小燃焼量運転に設定する。

このため、狭い部屋で大きな暖房能力のある暖房機を使用した時には、バーナ２の最小燃焼量が選択されても室内温度ＲＴが上昇を続けることになるが、あらかじめ最高室内温度ＲＴｈを設定しておくことで、この最高室内温度ＲＴｈまでは最小燃焼量による燃焼を継続できるようにし、この最高室内温度ＲＴｈに到達してからはバーナ２の運転を停止することで室内温度ＲＴが異常に上昇することを防ぐことができる。
また、バーナ２の運転を停止する代りに微小燃焼量による運転を行うことで、室内温度ＲＴが異常に上昇することを防ぐことができる。

図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１は温風暖房機の枠体、２は枠体１内に配置したバーナ、１８は燃焼用空気が送られる風胴、１９は風胴１８内に設置された有底筒形のポット、１９ａは風胴１８から燃焼用空気が供給できるようにポット１９の側壁に設けた多数の小径空気孔であり、前記バーナ２の本体は風胴１８とポット１９によって構成される。４はポット１９に燃焼用空気を供給するための燃焼用送風機であり、燃焼用送風機４によって圧送された燃焼用空気は風胴１８に送られ、小径空気孔１９ａの位置と大きさにより適切に制御されてポット１９内に供給される。

２０はポット１９に供給する燃料が送られる油受皿、３は油受皿２０の上面に取付けた電磁ポンプで構成するポンプ、２１はポット１９とポンプ３との間に設けた燃料パイプ、２２は燃料パイプ２１のポット１９内に伸ばした先端で構成する送油ノズルであり、前記風胴１８とポット１９の側壁とを貫通するようにポット１９内部に伸ばした送油ノズル２２から燃料がポット１９の底面に供給される。

２３はポット１９の側壁からポット１９の底面と間隔を介して取付けた予熱兼用の点火ヒータ、２４はポット１９内に設置された助燃部材、８はポット３上方に配置された燃焼室であり、ポット１９内に供給された燃料は、点火ヒータ２３や燃焼熱で高温となっているポット１９の底面で気化し、初期燃焼を開始しながら小径空気孔１９ａから供給される燃焼用空気の流れと助燃部材２４の働きで混合し、燃焼室８内で完全燃焼するものである。

５は枠体１を前後に貫通して燃焼室８を取り囲むように配置された送風経路、６は送風経路５の後方に設置された対流用送風機、７は送風経路５の前方に設置された吹出口であり、前記燃焼室８は送風経路５内に開口し、その燃焼室８で完全燃焼した燃焼ガスは送風経路５に送られ、前記対流用送風機６によって取り込まれた室内空気と燃焼ガスとが送風経路５内で混合され、吹出口７より温風として吹出されるものである。

また、２５は枠体１の表面に設置された操作盤、１１は操作盤２５に設けられた運転スイッチ、図２に示すブロック図における１２は枠体１内に設置されたコンピュータシステムで構成してＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭ・Ｉ／Ｏ装置などで動作している燃焼制御手段であり、前記運転スイッチ１１の入／切信号は燃焼制御手段１２に送られ、該燃焼制御手段１２は運転スイッチ１１の信号に基づいてポンプ３、燃焼用送風機４、点火ヒータ２３、対流用送風機６の入／切などを指示し、温風暖房機の運転を制御している。

また、９は枠体１の後方に設置された温度センサで構成する室内温度検出手段、１０は操作盤２５上に設けたボタンで操作されて使用者が所望する温度を記憶する温度設定手段であり、温度設定手段１０で設定されて記憶されている温度データと、室内温度検出手段９よりもたらされる現在の室内の温度データを前記燃焼制御手段１２にて比較し、設定温度ＳＴの方が室内温度ＲＴよりも高い場合には、ポンプ３の流量及び燃焼用送風機４の回転数を増加することによってバーナ２の燃焼量を増加させ、室内温度ＲＴの方が設定温度ＳＴよりも高い場合には、ポンプ３の流量及び燃焼用送風機４の回転数を減少することによってバーナ２の燃焼量を減少させており、室内温度ＲＴの数値を設定温度ＳＴの数値に近づけるように制御を行うものである。

選択するバーナ２の燃焼量を変更させる仕組みは、最小燃焼状態と最大燃焼状態とその間のいくつかの燃焼状態からなる複数個の燃料流量を定め、この燃料流量に対応する燃焼用送風機４の回転数を設定することによって、複数段階の燃焼量調節段階Ｎ１〜Ｎ４が決められており、室内温度ＲＴと設定温度ＳＴとの差が接近して安定した室内温度ＲＴが維持できるように、ある燃焼量調節段階Ｎｘから異なる燃焼量調節段階Ｎｘに段階的にバーナ２の燃焼量を変化させている。
燃焼量を段階的に変化させるポイントでは燃焼量調節段階Ｎ１〜Ｎ４が隣接する段階に１段階ずつ、燃焼量を上昇もしくは下降する変更ができるようになっている。

バーナ２の燃焼量を変更するポイントして、温度設定手段１０の設定温度ＳＴと、設定温度ＳＴから一定の温度差ｄ毎に定めた複数の離開温度Ｄｎとが設定されて、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴになったときと、離開温度Ｄｎになったときに、燃焼量調節段階Ｎ１〜Ｎ４が隣接する段階に１段階ずつ、燃焼量を上昇もしくは下降する変更を行なうものである。
例えば、暖房機の運転開始から室内温度ＲＴが設定温度ＳＴとなるまでは、バーナ２の燃焼量は最大燃焼量Ｎ４に設定され、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴに一致するとバーナ２の燃焼量を１段階低いＮ３に変更し、設定温度ＳＴが燃焼量変更した温度として設定される。室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更した温度である設定温度ＳＴとの差が前記温度差ｄとなると、バーナ２の燃焼量を１段階低いＮ２に変更し、離開温度Ｄ１が燃焼量変更した温度として設定され、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更した離開温度Ｄ１との差が前記温度差ｄになると、バーナ２の燃焼量が最小燃焼量Ｎ１に変更されるものである。

一方、室内温度ＲＴが低下するときの温度差ｄは、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴより高いときは無視しており、バーナ２の燃焼量が最小燃焼量Ｎ１のときに室内温度ＲＴが低下してもバーナ２の燃焼量は変更されず、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴに一致するとバーナ２の燃焼量を１段階高いＮ２に変更し、設定温度ＳＴが燃焼量変更した温度として設定される。
燃焼量調節段階をＮ２に変更しても室内温度ＲＴが低下し、室内温度ＲＴと設定温度ＳＴとの差が前記温度差ｄとなると、バーナ２の燃焼量調節段階を１段階高いＮ３に変更し、離開温度−Ｄ１が燃焼量変更した温度として設定される。燃焼量調節段階Ｎ３で室内温度ＲＴが上昇して離開温度−Ｄ１との差が前記温度差ｄとなると、バーナ２の燃焼量調節段階を１段階低いＮ２に変更する。
このように室内温度ＲＴを前回の温度変更したときの温度と比較して、燃焼量の変更を繰り返すことによって、室内温度ＲＴを設定温度ＳＴに接近させることができる。

また、燃焼制御手段１２はバーナ２の燃焼量に対応して対流用送風機６の回転数を変更しており、バーナ２の燃焼量を下降させるときは対流用送風機６の回転数も下降し、バーナ２の燃焼量を上昇させるときは対流用送風機６の回転数も上昇する制御を行い、バーナ２の燃焼量に対して最適な風量となるように設定している。

バーナ２の燃焼量に対応して対流用送風機６の回転数を変更することで、バーナ２の燃焼量を低下したときに吹出口７から吹き出す温風温度の低下を防いでいるが、対流用送風機６の回転数を低下すると室内空気が撹拌されにくくなって暖められた空気が天井付近に溜まり、暖房機を設置した床面付近の温度に比べて天井付近の温度が高くなってしまうことが確認されている。前回燃焼量を変更してから室内温度ＲＴが離開温度となって燃焼量を低くするときには、天井付近の温度は室内温度検出手段９で検出される室内温度ＲＴよりも高くなっており、この温度差はバーナ２の燃焼量が低下して対流用送風機６の回転数が低下するほど大きく広がる傾向にある。

暖房の開始から室内温度ＲＴが設定温度ＳＴに一致するまでは対流用送風機６の回転数が高く、室内空気が撹拌されて室内温度ＲＴが均一になっているが、従来の燃焼制御システムでは、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴより高くなってからは室内空気が撹拌されなくなって暖められた空気が天井付近に溜まり、室内温度検出手段９で検出される室内温度ＲＴが上昇しにくくなるから、室内は必要以上の暖房が長時間に亘って継続することになり、暖房エネルギーのロスが大きくなり、また、天井付近の高温部と床面付近の低温部の差が大きいと不快感を与えてしまう原因となる。

この発明の燃焼制御手段１２は、温度設定手段１０の設定温度ＳＴよりも室内温度ＲＴが高いときにおいて、室内温度ＲＴが前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄになるとバーナ２の燃焼量と対流用送風機６の回転数を１段階低くする制御を行うが、この燃焼量変更してからの燃焼時間を監視しており、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度となる前に設定時間ｔが経過したときは、バーナ２の燃焼量調節段階は変更せず、対流用送風機６をバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更する。
対流用送風機６は上昇した回転数で一定時間駆動した後、バーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数に復帰するものであり、対流用送風機６の回転数が上昇すると室内空気が撹拌され、天井付近に溜まっていた暖められた空気が床面付近に移動して室内の温度を均一化することができ、室内の温度分布が均一化されると室内温度ＲＴが早く上昇するから、早い段階でバーナ２の燃焼量を１段階低く変更することができるものとなる。

設定時間ｔが経過したときの対流用送風機６の回転数は、室内空気の撹拌が目的であるから、バーナ２の最大発熱量に対応した最高回転数に設定するか、専用の回転数を設定するときは、例えば最大発熱量Ｎ４と１段階低い燃焼量Ｎ３の中間の回転数に設定する。この場合、バーナ２の燃焼量に対して対流用送風機６の回転数が高くなるが、対流用送風機６の回転数が上昇するときは、設定温度ＳＴよりも高い室内温度ＲＴのときだけであるから、吹出口７から吹き出す温風温度の低下は抑えながら室内空気を撹拌できる。

対流用送風機６の回転数を上昇した後、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差ｄまで広がっていないときは、現在の燃焼量調節段階のまま燃焼を継続するが、このときは燃焼時間の監視を再開し、室内温度ＲＴと前回の燃焼量変更したときの温度との差が温度差ｄに広がるまでこの制御を繰り返すようにしている。
したがって、設定時間ｔ毎に室内空気が撹拌されて室内の温度分布を均一化することができ、実際の室内温度に対する室内温度ＲＴの誤差が少なくできる。図３はこの制御による温度変化の状態を示しており、設定時間ｔ毎に対流用送風機６の回転数を上昇することで室内温度ＲＴの上昇が早くなるから、早い段階でバーナ２の燃焼量を低くすることができ、バーナ２の燃焼量が必要以上に高いまま長時間暖房を継続することがなくなり、暖房エネルギーのロスを抑え、室内温度の均一化による快適性が向上できるものとなった。

また、暖房機を使用する室内は天井付近の温度が上昇し輻射熱により暖まり、やがて床面付近の温度も上昇することで室内全体の温度が安定するものであるが、バーナ２が最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１まで低下したときは、対流用送風機６も最小回転数となるから、室内の低温部と高温部との差が広がる可能性がある。このため、バーナ２が最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１で燃焼中に室内温度ＲＴが低下したときに、高温部では設定温度ＳＴよりも高い室内温度を維持しているときでも、室内温度検出手段９が設定温度ＳＴよりも低い室内温度ＲＴを検出する場合があり、この場合はバーナ２の燃焼量調節段階が１段階高く変更されて無駄な暖房エネルギーを消費してしまうことになる。
このため図４の実施例では、バーナ２が最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１のときは、設定時間ｔ毎に対流用送風機６の回転数を上昇するようにしており、設定時間ｔ毎に室内空気を撹拌して室内の温度分布を均一化させることで、室内全体の温度が安定しやすくなり、バーナ２の燃焼量調節段階の変更が頻繁に行われることがなくなって、少ない暖房エネルギーで効率よく室内全体を暖房することができる。

また、図５の実施例では、前記室内温度ＲＴが上昇して前回の燃焼量変更したときの温度との差が温度差ｄとなったときに、バーナ２の燃焼量を１段階低くし、対流用送風機６の回転数を一定時間上昇する制御を行い、対流用送風機６によって一定時間室内空気を撹拌して室内温度を均一化してから、バーナ２の燃焼量に対応した回転数に変更するものである。
バーナ２の燃焼量を変更したときは、バーナ２の燃焼が安定する間は室内温度ＲＴを無視して決定した燃焼量調節段階Ｎｘを維持しているから、この時間を対流用送風機６の回転数を上昇する時間として設定しており、一定時間後に対流用送風機６の回転数がバーナ２の燃焼量調節段階に対応した回転数となってから室内温度検出手段９が室内温度ＲＴの検出を行なう。
室内温度検出手段９が室内温度ＲＴの検出を行うときには室内空気が撹拌されて室内の温度分布が均一化されており、室内温度の上昇速度が速くバーナ２の燃焼量を変更する前の床面の低温部と天井の高温部との差が広がっているときは室内温度ＲＴが上昇しているので、次のバーナ２の燃焼量を変更する温度となるまでの時間が短くできる。このため、室内温度の上昇が速いときでも室内の温度分布の差が広がらず、室内温度が設定温度ＳＴから大きく上昇する前に燃焼量調節段階が低下できるので、無駄なエネルギー消費を抑えることができる。

暖房機における暖房出力はバーナ２の最大発熱量によって決まっており、使用するバーナ２の発熱量から暖房する室内の大きさが設定されるものである。しかしながら、暖房機の多くは可搬式の暖房機であるために、使用される部屋はその暖房機の暖房能力に合わないところで使用される場合もあり、暖房機が予定する部屋より小さな部屋で使用された時には、最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１が選択されても室内温度ＲＴが上昇を続けることがある。

図６の実施例では、バーナ２が最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１で燃焼中に室内温度ＲＴが上昇を続けた時を示しており、この実施例では、既に最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１が選択されているから、これ以上の燃焼量減少要求に対応できず、燃焼量調節段階Ｎ１の燃焼量を継続して選択している。
このように最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１による燃焼でも室内温度ＲＴが上昇を続けるから、新たに前記燃焼制御手段１２は、設定温度ＳＴよりも高い温度の最高室内温度ＲＴｈを定めており、室内温度ＲＴがこの最高室内温度ＲＴｈよりも高くなってしまったときには、バーナ２の運転を停止させている。また、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴよりも低くなってから自動的に再度暖房運転を開始できるようにしても良い。

最高室内温度ＲＴｈは、設定温度ＳＴと室内温度ＲＴとの差、もしくは最小燃焼量に変更したときの温度と室内温度ＲＴとの差により設定され、室内温度ＲＴが最高室内温度ＲＴｈよりも高い時にバーナ２の運転が停止することになるから、暖房される室内は最高室内温度ＲＴｈ以上に上昇することはなくなる。
最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１による燃焼で設定時間ｔ毎に対流用送風機６の回転数を上昇しているときは、室内空気が撹拌されるから、室内温度ＲＴが上昇を続けるときは早い段階でバーナ２の運転が停止するから、バーナ２はいたずらに燃料の消費を続けることがなく、省エネルギーの制御が可能となる。

上記のようにバーナ２の運転を停止した後の制御動作として、室内温度ＲＴが設定温度ＳＴよりも低くなってから自動的に再度暖房運転を開始できるようにして、暖房運転を継続する制御方法では、バーナ２の運転の停止や運転の開始時に不完全燃焼を起こすことがあり、この場合、暖房する室内に悪臭を放散して使い勝手の点で優れているが、暖房機として好ましくはない。
一般に、バーナ２が液体燃料を利用する時によく発生する現象であるが、バーナ２の特性として低温度の燃焼空気がバーナ２に供給される時には燃料の供給量を小さくし過ぎると燃焼が安定せず不完全燃焼を起こして、暖房する室内に悪臭や不完全燃焼ガスを放出して暖房機として使用できなくなることがある。
このため、このような現象が発生しないように、バーナ２の燃焼量として、低温空気でも完全燃焼できる比較的大きな燃焼量を最低燃焼量に定める時がある。このようなバーナ２では、上記のように室内温度ＲＴが高温の最高室内温度ＲＴｈ付近の時にはバーナ２の供給する燃焼空気の温度も高く、最小燃焼量の燃焼量調節段階Ｎ１以下の微小燃焼量でも安定した燃焼が継続できるものとなる。
この種のバーナ２が使用されている時には、暖房中の室内温度ＲＴがこの最高室内温度ＲＴｈに到達したときには、バーナ２の運転停止に代えて、前記燃焼量調節段階Ｎ１〜Ｎ４から外れた微小燃焼量による運転を行うことが可能になる。そして、この微小燃焼量でバーナ２が燃焼続けるときにおいて、室内温度ＲＴが低下して、設定温度ＳＴ以下になれば、再びバーナ２は燃焼量調節段階Ｎ１の燃焼量に復帰することになるが、バーナ２は消火と点火を繰り返さないから、暖房する室内に悪臭を放散することはない。
なお、この微小燃焼量でバーナ２が燃焼続けるときにおいて、室内温度ＲＴが低下せず、予め定めた時間経過しても、まだ、最高室内温度ＲＴｈを維持している時には、バーナ２の運転を強制的に停止することになる。したがって、バーナ２が燃焼を続けて、火災などの異常事態の発生を回避できる。
この強制的にバーナ２の運転が停止してしまった時には警報器を作動することも有効な手段であり、使用者に異常な状態での使用を知らせることができる。また、警報を発生してからバーナ２は特別な操作をしない限り再使用ができないようにすることができる。

この発明の実施例を示す暖房機の断面図である。 この発明の実施例を示すブロック図である。 この発明の制御状態を示す温度チャートである。 この発明の他の実施例を示す制御状態を示す温度チャートである。 この発明の他の実施例を示す制御状態を示す温度チャートである。 この発明の他の実施例を示す制御状態を示す温度チャートである。

符号の説明

１ 枠体
２ バーナ
３ ポンプ
４ 燃焼用送風機
６ 対流用送風機
７ 吹出口
８ 燃焼室
９ 室内温度検出手段
１０ 温度設定手段
１１ 運転スイッチ
１２ 燃焼制御手段
ＲＴ 室内温度
Ｎｘ 燃焼量調節段階
ＳＴ 設定温度
ｄ 温度差
Ｄｎ 離開温度
ｔ 設定時間
ＲＴｈ 最高室内温度

Claims (5)

1. 枠体内にバーナと、このバーナに燃料を供給するポンプと、このバーナに燃焼空気を送る燃焼用送風機とを設け、
   前記枠体の前後を貫通する送風経路には、入口側に対流用送風機、出口側に吹出口を設け、前記バーナの上部に設けた燃焼室は送風経路内に開口し、この送風経路を通過する空気を温風にすると共に、
   室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内温度を設定する温度設定手段と、運転スイッチの信号に基づいて前記ポンプと燃焼用送風機とを制御してバーナの燃焼の開始と停止を行う燃焼制御手段とを備え、
   該燃焼制御手段は前記室内温度検出手段と温度設定手段からの信号を用いて燃焼中のバーナの燃焼量を可変すると共に、バーナの燃焼量に対応して前記対流用送風機の回転数を可変する温風暖房機において、
   前記燃焼制御手段は前記バーナの燃焼量として、大燃焼量・小燃焼量・その間の燃焼量による複数段階の燃焼調節段階を備え、
   その燃焼量調節段階の燃焼量の変更は、前記温度設定手段の設定温度と、設定温度から予め定めた温度差毎に設定した複数の離開温度のときに実施され、
   前記設定温度よりも高い室内温度のときは、室内温度が上昇して前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差となったときに燃焼量調節段階と対流用送風機の回転数を１段階低く制御しており、
   前記室内温度と前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差となる前に設定時間が経過したときは、対流用送風機を現在のバーナの燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更し、
   一定時間後の室内温度に基づいてバーナ２の燃焼量調節段階を決定することを特徴とする温風暖房機の燃焼量制御方法。
2. 前記室内温度と前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差となるまでは、設定時間毎に対流用送風機を現在のバーナの燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更することを特徴とする請求項１記載の温風暖房機の燃焼量制御方法。
3. 前記バーナの燃焼量調節段階が最小燃焼量のときは、設定時間毎に対流用送風機を現在のバーナの燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の温風暖房機の燃焼量制御方法。
4. 前記室内温度が上昇して前回の燃焼量変更したときの温度との差が前記温度差となったときの燃焼量の変更要求に対して、
   前記バーナの燃焼量調節段階を１段階低くし、前記対流用送風機はバーナの燃焼量調節段階に対応した回転数よりも高い回転数に変更し、
   バーナの燃焼量と対流用送風機の回転数を一定時間保持することを特徴とする請求項１乃至３に記載の温風暖房機の燃焼量制御方法。
5. 前記燃焼制御手段は、前記温度設定手段の設定温度よりも高い温度の最高室内温度を定めており、
   前記バーナの燃焼量調節段階が最小燃焼量のときに、前記最高室内温度よりも高い室内温度となったときは、バーナの運転停止もしくは前記燃焼量調節段階から外れた微小燃焼量に変更することを特徴とする請求項１乃至４に記載の温風暖房機の燃焼量制御方法。

Images