JP5468573B2 - 温風暖房機 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼ファンの回転速度を的確に制御する温風暖房機に関する。

従来の温風暖房機では、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼ファンは、バーナが配設されている燃焼室に連通した給気通路に配設されており、バーナの目標燃焼量に応じた目標回転速度で駆動されるようになっている。

バーナの目標燃焼量に応じて燃焼用空気量を制御するＦＦ（強制給排気）式温風暖房機として例えば特許文献１に開示されているものでは、燃焼ファンが給気通路に配設されると共に、給気温度と排気温度との差が排気濃度（排気ガス中の二酸化炭素濃度）に関係していることに着目して、給気温度と排気温度とを検出し（特許文献１第１図〜第３図）、給気温度と排気温度との差が所望の範囲内になるように（特許文献１第５図）、燃焼用空気量及び／又は燃料供給量を制御して、空気過剰率が所定範囲内に収まるようにしている。

また、燃焼ファンの回転速度を補正する方法として、特許文献２の給湯機では、バーナへのガス供給開始に先立ち燃焼ファンを単独運転する初期運転を実施し、該初期運転では、燃焼ファンの回転速度を所定の初期設定回転速度に保持しつつ、ファン駆動電流を計測し、該駆動電流が所定の設定範囲内に収まっていなければ、燃焼ファンに初期設定駆動電流を供給して、燃焼ファンの回転速度を計測し、回転速度の計測値と初期設定回転速度との差に基づき補正係数を決定している。そして、補正係数の決定後に、バーナへガスの供給を開始して、バーナに点火し、その後は、バーナを設定済みの目標燃焼量で燃焼しつつ、設定済みの目標回転速度を補正係数で補正した補正目標回転速度で燃焼ファンを運転する（特許文献２図３）。

特開昭５５−４９６１７号公報 特開平７−１２７８５３号公報

ＦＦ式ガス温風暖房機では、燃焼ファンを、給気通路ではなく、排気通路に配設して、燃焼ファンによる排気ガスの吸引により給気通路から燃焼室へ燃焼用空気を供給するようにすれば、排気通路にシール不良が生じても、排気ガスが、室内へ漏出することなく、屋外へ排出されることになるので、有益である。

しかしながら、燃焼ファンを排気通路に配設した温風暖房機では、燃焼ファンを一定の回転速度で作動させて、排気ガスの（体積）流量を一定に維持しても、排気ガスの空気密度の変化により燃焼室への燃焼用空気の供給重量流量が大きく変化してしまう。

特許文献１の温風暖房機では、所望の空気過剰率を得るために、給気温度と排気温度との差が所望の範囲内に収まるように、燃焼用空気量を制御するが、給気温度と排気温度との差が一定であっても、燃焼用空気の重量流量は排気ガスの温度上昇に連れて減少してしまうので、燃焼ファンを目標回転速度に制御するだけでは、バーナの燃焼量を目標燃焼量に制御することは難しい。

特許文献２の給湯機における点火前の燃焼ファンの駆動電流の計測値による補正係数は、給排気通路の詰まりや燃焼ファンの性能の経年変化には対処できるものの、燃焼ファンを排気通路に配設した場合に、排気通路における燃焼ファンの回転速度を、排気ガスの密度変化に因る燃焼用空気の供給重量流量の変化に対処するように、制御することはできない。

本発明の目的は、燃焼室への燃焼用空気の供給量が適切となるように、排気通路に配設された燃焼ファンの回転速度を制御することができる温風暖房機を提供することである。

第１発明の温風暖房機は、燃焼室に配設されたバーナと、前記燃焼室の排気口と連通した排気通路に配設され、前記排気口からの燃焼排気ガスが導入される熱交換器と、前記排気通路において前記熱交換器より下流側に配設されて、前記バーナの燃焼排気ガスを前記排気通路に吸入すると共に前記バーナの燃焼用空気を前記燃焼室の給気口から吸入する燃焼ファンと、前記バーナに燃料ガスを供給する燃料供給手段と、室内の空気を吸入して、前記熱交換器における熱交換処理後、室内へ戻す対流ファンと、前記排気通路における前記燃焼排気ガスの温度としての排気温度を検出する排気温度センサと、所定条件下で前記バーナを所定の標準燃焼量で燃焼させたときの、前記バーナへの燃料ガスの供給量である標準ガス供給量のデータと、前記燃焼ファンの回転速度である標準回転速度のデータと、前記排気温度センサの検出温度である標準排気温度のデータとを保持すると共に、前記所定条件とは同一又別の条件下で前記バーナを所定の初期燃焼量で燃焼させたときの、前記バーナへの燃料ガスの供給量である初期ガス供給量のデータと、前記燃焼ファンの回転速度である初期回転速度のデータと、前記排気温度センサの検出温度である初期排気温度のデータとを保持する標準データ保持手段と、前記バーナの目標燃焼量と前記排気温度センサの検出温度と前記標準データ保持手段が保持するデータとに基づき前記燃焼ファンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、前記燃焼ファンを前記目標回転速度で作動させると共に、前記燃料供給手段により前記目標燃焼量に応じた燃料ガスを供給して、前記バーナを燃焼させる燃焼制御手段とを備え、前記目標回転速度設定手段は、前記バーナの燃焼開始後、前記燃焼制御手段が、前記初期燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により前記初期ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、前記初期回転速度を前記燃焼ファンの目標回転速度としたときの前記排気温度センサの検出温度と前記初期排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの標準回転速度の補正のための初期補正値を設定し、前記初期補正値の設定後、前記標準燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により前記標準ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、前記標準回転速度を前記初期補正値で補正した回転速度で前記燃焼ファンを駆動したときの前記排気温度センサの検出温度と前記標準排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする。

第１発明によれば、燃焼ファンを熱交換器より下流の排気通路に配設すると共に、該燃焼ファンの目標回転速度を、バーナの目標燃焼量と燃焼排気ガスの密度に関係する排気温度センサの検出温度とに基づき設定することにより、燃焼室への燃焼用空気の供給量が適切となるように、排気通路に配設された燃焼ファンの回転速度を制御することができる。

第１発明によれば、排気温度センサが検出した温度と標準排気温度との温度差に応じて、燃焼ファンの目標回転速度を設定することにより、バーナの燃焼量を標準燃焼量に移行させることができる。

第１発明によれば、初期運転において排気温度センサが検出した温度と初期排気温度との温度差に応じて初期補正値を設定し、初期補正値の設定後は、標準回転速度を初期補正値で補正した回転速度で燃焼ファンを駆動したときの排気温度センサの検出温度と前記標準排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの目標回転速度を設定する。初期補正値は温風暖房機の経年変化や各使用時の使用環境（温度、風向き又はフィルタ目詰まり）に起因する排気温度センサの検出温度の変化を反映するので、初期補正値により標準回転速度を補正して目標回転速度を設定することにより、温風暖房機の今回の運転における排気温度センサの検出温度と標準排気温度との温度差が減少する。この結果、該温度差に基づく燃焼ファンの目標回転速度の変更を抑制して、燃焼ファンの回転速度制御を安定化させることができる。

第２発明の温風暖房機は、第１発明において、前記標準燃焼量として、複数段階の標準燃焼量が設定され、前記標準データ保持手段は、前記所定条件下で前記バーナを各段階の標準燃焼量で燃焼させたときの前記標準ガス供給量のデータと、前記標準回転速度のデータと、前記標準排気温度のデータとを保持し、前記目標回転速度設定手段は、前記燃焼制御手段が、前記複数段階のうちのいずれかの段階の標準燃焼量を選択し、該選択した標準燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により該選択した標準燃焼量に対応する標準ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、該選択した標準燃焼量に対応する標準回転速度を前記燃焼ファンの目標回転速度としたときの前記排気温度センサの検出温度と該選択した標準燃焼量に対応した標準排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする。

第２発明によれば、複数段階の標準燃焼量を設定すると共に、各段階の標準燃焼量に対応付けて、標準ガス供給量、標準回転速度のデータ及び標準排気温度を設定する。そして、選択した標準燃焼量の段階に対応付けられている標準ガス供給量の燃料ガスでバーナを燃焼しているときに、排気温度センサの検出温度と該選択した標準燃焼量の段階に対応付けられている標準排気温度との温度差に応じて燃焼ファンの目標回転速度を設定することにより、複数段階の標準燃焼量に対して燃焼ファンの目標回転速度を的確に設定することができる。

ＦＦ式ガス温風暖房機の構成図。 燃焼ファンの回転速度制御における初期運転部分のフローチャート。 燃焼ファンの回転速度制御における温調運転部分のフローチャート。 燃焼ファンの回転速度制御で使用する制御パラメータの説明図。 燃焼ファンの各速度段において温度差の段階に応じて選択する補正値についての説明図。 排気温度センサにより検出される排気温度とバーナの燃焼における空気過剰率及び燃焼ファンの駆動モータの駆動電圧との関係を示すグラフ。

図１を参照して、本実施形態のＦＦ（強制給排気）式ガス温風暖房機は、室内に配置される本体ケース１内に、熱源部であるバーナ２を収容した燃焼室３と、該燃焼室３に連なる熱交換部３ａと、室内空気を熱交換部３ａを介して対流させる対流ファン４とを備えている。なお、図１は、ガス温風暖房機が装備する主要要素を網羅して図示すために、ガス温風暖房機における実際の空間配置において下になる要素が上になる要素の下に隠れないように、配置を現実のものから少し変更して平面視的に示したものとなっている。

燃焼室３には、本体ケース１の外部に延設された給気筒５が接続され、また、同様に本体ケース１の外部に延設された排気筒６が熱交換部３ａを介して接続されている。給気筒５と排気筒６とは、本体ケース１から遠い方の端部としての先端部において集合管３７となり、集合管３７は、外側が給気筒５で内側が排気筒６である同軸配列構造になっている。集合管３７は、建物の壁を貫通して先端において屋外に達している。給気筒５及び排気筒６は、燃焼室３へ給気側及び排気側から連通する給気通路３９及び排気通路４０を内周側に形成し、給気通路３９及び排気通路４０は集合管３７の先端において屋外に開口している。

ノズル分配管１０は、燃焼室３の下部に配設され、複数のノズル１１を装備している。ガス供給管９は、本体ケース１の外部から内部へ導入され、ノズル分配管１０へ連通している。燃焼室３内のバーナ２は、複数のノズル１１にそれぞれ対向配置された複数の混合部１２により構成されている。各混合部１２は、各ノズル１１から噴出する燃料ガスと給気筒５から燃焼室３内に導入される燃焼用空気とを吸引して混合し、その混合気を先端から噴出し、それを燃焼させる。そして、燃焼室３内には、混合部１２の先端側に臨んで、バーナ２の点火を行う点火電極１３と、バーナ２の不着火や失火の有無を検知するためのフレームロッド１４とが設けられている。

ガス供給管９には、二つ開閉電磁弁１５，１６と、ガス比例弁１７とが介装されている。開閉電磁弁１５，１６は、ガス供給管９を開閉して、ガス供給管９におけるガスの流れを許可又は遮断する。ガス比例弁１７は開度に応じてガス供給管９におけるガスの流量を制御する。ガス供給管９及びガス比例弁１７は本発明における燃料供給手段に相当する。

対流ファン４は、本体ケース１の背面部に形成された吸引口１８に臨んで本体ケース１内に設けられ、これを回転駆動するための対流ファンモータ１９に連結されている。該対流ファン４は、その回転により室内の空気を吸引口１８を介して吸引すると共に、その吸引した空気を、前記熱交換部３ａが形成された本体ケース１内の送風通路２０に送出し、さらに、該送風通路２０の熱交換部３ａでバーナ２の燃焼熱により加熱される空気を本体ケース１の前面部に形成された吹出口２１から室内に送風し、これにより室内空気を対流させる。吸引口１８には、フィルタ２２が装着され、また、吹出口２１には、温風の吹出方向を調整するためのルーバ２３が組付けられている。

室温センサ２４は、本体ケース１内の後部の吸引口１８に臨んで設けられ、対流ファン４により吸引される室内空気の温度（室温）を検出する。給気温度センサ３１は、給気通路３９に配設され、給気通路３９を介して燃焼室３へ導入される燃焼用空気の温度（給気温度）を検出する。

ＦＦ式ガス温風暖房機は、さらに、その暖房運転の制御を行うためのコントローラ２５（本発明における目標回転速度設定手段、燃焼制御手段、及び標準データ保持手段に相当する。）と、暖房運転の作動及び停止を使用者が指示するための運転スイッチ２６や室温設定スイッチ２７等を備えた操作器２８とを備えている。

燃焼ファン３３は、排気通路４０において熱交換部３ａより下流側に配設され、駆動モータ３４により駆動される。排気温度センサ３２は、排気通路４０において熱交換部３ａより下流側でかつ燃焼ファン３３より上流側の箇所に配備され、燃焼ファン３３へ進入する直前の燃焼排気ガスの温度を検出する。

コントローラ２５は、前記フレームロッド１４、室温センサ２４、操作器２８の運転スイッチ２６及び室温設定スイッチ２７、給気温度センサ３１、並びに排気温度センサ３２からそれぞれバーナ２の失火等の有無を示す信号、検出室温を示す信号、並びに使用者による暖房運転の停止・指示を示す信号及び目標室温を示す信号等が与えられる。そして、それらの信号に基づき、前記点火電極１３、開閉電磁弁１５，１６、ガス比例弁１７、対流ファンモータ１９及び駆動モータ３４を駆動する。

図２及び図３は燃焼ファン３３の回転速度制御のフローチャートであり、図２はＦＦ式ガス温風暖房機の運転開始時に実施する初期運転部分の回転速度制御に相当し、図３は温調（温度調節）部分の回転制御に相当している。燃焼ファン３３の回転速度制御では、図４に示す標準回転速度や標準補正値等が使用される。さらに、図４における標準補正値は、図５に示すように、温度差を段階化し、各段階別に設定されている。図２及び図３の説明に先立ち、図４及び図５について説明する。

図４及び図５のデータはＦＦ式ガス温風暖房機工場出荷段階においてコントローラ２５のＲＯＭ（図示せず）又は不揮発メモリに格納済みとなっており、該データは、ＦＦ式ガス温風暖房機の製造者（具体的には設計者）がガス器具の種別（この例では、種別はＦＦ式ガス温風暖房機。）及び各種別の機種に応じて設計値や試験等に基づき適正な値を設定している。

図４において、速度段について“共通”、“１速”〜“７速”が定義されている。後述するように、速度段“共通”の行に記載されている各値は、初期運転（図２）に関わるものとなっているので、それらは初期燃焼量、初期開度、初期回転速度、初期排気温度及び初期補正値と、“初期”を頭に付けて呼ぶことにする。これに対し、速度段“１速”〜“７速”の各行に記載されている各値は、温調運転（図３）に関わるものとなっているので、それらは標準燃焼量、標準開度、標準回転速度、標準排気温度及び標準補正値と、“標準”を頭に付けて呼ぶことにする。

初期燃焼量Ｇ0及び標準燃焼量Ｇ1〜Ｇ7はバーナ２における燃焼量について定義されている。燃焼量Ｇ0〜Ｇ7は目標燃焼量の段階に対応付けられている。なお、目標燃焼量の段階は、使用者が設定した室温と室温センサ２４が検出した室温との差の段階に対応付けられている。バーナ２における空気過剰率が所望範囲になるように（本発明における所定条件の一例）、バーナ２を目標燃焼量で燃焼させるためには、該目標燃焼量に対応付けられたガス供給量及び燃焼用空気の供給量が必要になる。また、ガス供給量はガス比例弁１７の開度に対応し、燃焼用空気の供給量は燃焼ファン３３の回転速度と排気温度センサ３２が検出する排気温度との組合わせに対応する。

初期開度Ｐ0及び標準開度Ｐ1〜Ｐ7、初期回転速度Ｆ0及び標準回転速度Ｆ1〜Ｆ7、並びに初期排気温度ｔ0及び標準排気温度ｔ1〜ｔ7は、標準のガス温風暖房機において、目標燃焼量をそれぞれ初期燃焼量Ｇ0及び標準燃焼量Ｇ1〜Ｇ7でバーナ２を燃焼した場合に、バーナ２における空気過剰率が所望範囲になるように、ガス温風暖房機の製造者が設定した、ガス比例弁１７の開度、燃焼ファン３３の回転速度及び排気温度センサ３２が検出する排気温度となっている。

初期燃焼量Ｇ0及び標準燃焼量Ｇ1〜Ｇ7に対しては、燃焼ファン３３の回転速度（＝駆動モータ３４の回転速度）を段階化した速度段“共通”及び“１速”〜“７速”が設定されている。こうして、燃焼量Ｇ0〜Ｇ7、開度Ｐ0〜Ｐ7、回転速度Ｆ0〜Ｆ7、及び排気温度ｔ0〜ｔ7は速度段“共通”及び“１速”〜“７速”にそれぞれ対応付けられる。

さらに、各速度段（“共通”の速度段を含む）には、燃焼ファン３３の回転速度についての初期補正値Ａ1〜Ａ4及び標準補正値ａ1〜ａ4、ｂ1〜ｂ4、・・・、ｇ1〜ｇ4が割当てられる。これら補正値については次の図５において詳説する。図４の各データ値はコントローラ２５内のＲＯＭ又はフラッシュメモリに記憶されている。

以下、説明の便宜上、速度段１速〜７速について、個々に区別することなく総称するときは、Ｒxを使用する。標準燃焼量Ｇ1〜Ｇ7について個々に区別することなく総称するときは、Ｇxを使用する。標準開度Ｐ1〜Ｐ7について個々に区別することなく総称するときは、Ｐxを使用する。標準回転速度Ｆ１〜Ｆ7について個々に区別することなく総称するときは、Ｆxを使用する。標準排気温度ｔ1〜ｔ7について個々に区別することなく総称するときは、ｔxを使用する。

標準補正値ａ1〜ａ4、ｂ1〜ｂ4、・・・、ｇ1〜ｇ4を速度段Ｒx及び温度差段階に関係なく総称するときは、Ｂxを使用する。標準補正値ａ1〜ａ4、ｂ1〜ｂ4、・・・、ｇ1〜ｇ4について、速度段Ｒxに関係なくｔ−ｔxの温度差段階に応じて区別するときは、Ｂx1〜Ｂx4を使用する。さらに、Ｂx1〜Ｂx4のいずれかを指すときはＢxnを使用する。初期補正値Ａ1〜Ａ4について個々に区別することなく総称するときは、Ａを使用する。

図４において、速度段Ｒxはバーナ２における目標燃焼量の段階に対応付けられる。ＦＦ式ガス温風暖房機の運転中の各時点において駆動モータ３４にどの速度段Ｒxを適用するかは各時点の目標燃焼量の段階により決定される。目標燃焼量は、使用者が室温設定スイッチ２７を操作して設定した目標室温ｔmと現在の室温として室温センサ２４が検出した温度ｔとの差ｔu（＝ｔm−ｔ）に関係する。したがって、速度段Ｒxは差ｔuの段階に対応付けられる。差ｔuが大きいほど、差ｔuの段階は上となり、標準燃焼量Ｇxは増大し（Ｇｘの単位を熱量とすると、Ｇ1＜Ｇ2＜・・・＜Ｇ7）、上の速度段Ｒx（７速が最上）が対応付けられる。

なお、駆動モータ３４は直流モータである。駆動モータ３４に印加される直流電圧が大きいほど、燃焼ファン３３の回転速度が増大する。駆動モータ３４に印加される直流電圧は、上の速度段Ｒxのときほど、増大する。

バーナ２における目標燃焼量が大きいときほど、バーナ２へのガス供給流量を増大させなければならないので、ガス比例弁１７の開度は、目標燃焼量が大きいときほど、増大させられる。したがって、標準開度Ｐxは速度段Ｒxに対応付けられる（Ｐ1＜Ｐ2＜・・・＜Ｐ7）。

初期回転速度Ｆ0、標準回転速度Ｆx、初期排気温度ｔ0、及び標準排気温度ｔxは、ＦＦ式ガス温風暖房機の設計者がＦＦ式ガス温風暖房機の機種に基づき決定したものであり、ＦＦ式ガス温風暖房機を初期又は標準燃焼量Ｇ0，Ｇxで運転したときに、すなわちガス比例弁１７を初期又は標準開度Ｐ0，Ｐxで運転したときに、空気過剰率が所望値（該所望値では過不足のない燃焼用空気量が得られる。）になる回転速度及び排気温度センサ３２の位置における排気温度についての設計値となっている。設計者は、速度段の共通及び１速〜７速に対する排気温度ｔ0〜ｔ7を所定の算出式や所定条件下の試験運転での実測に基づき求めることができる。

ＦＦ式ガス温風暖房機の個体のばらつき、設置状態の相違、使用状況の相違、及び経年変化等のために、ガス比例弁１７における開度を初期又は標準開度Ｐ0，Ｐxにして、燃焼ファン３３を初期又は標準回転速度Ｆ0，Ｆxで運転しても、バーナ２における空気過剰率は所望の範囲内にならない。そこで、各速度段Ｒxで、バーナ２における空気過剰率が所望範囲内になるように、各速度段Ｒxでの燃焼ファン３３の目標回転速度を各速度段Ｒxの初期又は標準回転速度から算出するときに使用するものが初期補正値Ａ（＝Ａ1〜Ａ4の１つ）又は標準補正値、Ｂx（＝ａ1〜ａ4、ｂ1〜ｂ4、・・・及びｇ1〜ｇ4の１つ）となっている。

初期補正値Ａ及び標準補正値Ｂxも、設計者が所定の算出式や試験等に基づき決定したものであり、各速度段の共通及びＲxに対して４個ずつ設定している。各速度段の共通及びＲxに対して、排気温度センサ３２が検出した排気温度ｔと各速度段の共通及び標準排気温度ｔxとの差（＝ｔ−ｔx）を６段階に段階化し、標準補正値Ｂx1〜Ｂx4は該６段階のうち、所定の４段階（該４段階については次の図５で説明する。）に対応付けられる。

図５は図４の標準補正値Ｂx1〜Ｂx4と温度差（＝ｔ−ｔx。数値の単位は℃）との対応付け等を示したものである。図４で前述したように、速度段の共通速、１速、２速、・・・、７速の各々に対して初期及び標準排気温度ｔ0，ｔxが設定されているが、図５では、各速度段では、現在の室温として室温センサ２４が検出した温度ｔと各速度段の標準排気温度ｔxとの差ｔ−ｔxが（１）−１０≦ｔ−ｔx≦−５，（２）−５＜ｔ−ｔx≦５，（３）５＜ｔ−ｔx≦１０，（４）１０＜ｔ−ｔx≦１５，（５）１５＜ｔ−ｔx≦２０，（６）２０＜ｔ−ｔxの６つに段階化される。

そして、（１）−１０≦ｔ−ｔx≦−５のときは、Ａ4，Ｂx4が選択され、（２）−５＜ｔ−ｔx≦５のときは、補正無し、すなわちＡ0（＝０），Ｂ0（＝０）とされ、（３）５＜ｔ−ｔx≦１０のときは、Ａ1，Ｂx1が選択され、（４）１０＜ｔ−ｔx≦１５のときは、Ａ2，Ｂx2が選択され、，（５）１５＜ｔ−ｔx≦２０のときは、Ａ3，Ｂx3が選択され、（６）２０＜ｔ−ｔxのときは、補正範囲外（補正範囲外については図２のＳＴＥＰ５５及び図３のＳＴＥＰ７３で詳述）とされる。なお、Ａ4，Ｂx4は典型的には負の値になる。また、典型的には、０＜Ａ1＜Ａ2＜Ａ3、０＜Ｂx1＜Ｂx2＜Ｂx3である。

図２を参照して、初期運転時の制御部分について説明する。該制御部分の制御は、ＳＴＥＰ５０において使用者により運転スイッチ２６がＯＮ（入）にされるのに伴い開始される。

ＳＴＥＰ５０で運転スイッチ２６がＯＮにされと、点火電極１３によるバーナ２の点火が行われ、ＳＴＥＰ５１ではフレームロッド１４が着火を検出する。

ＳＴＥＰ５２では、ガス比例弁１７が、初期燃焼量Ｇ0に対応する初期開度Ｐ0に調整されると共に、燃焼ファン３３が初期回転速度Ｆ0となるように、駆動モータ３４の給電電圧が制御される。なお、該ＦＦ式ガス温風暖房機では、燃焼ファン３３の回転速度制御及びガス比例弁１７の開度制御は共にフィードフォワード方式になっているが、フィードバック方式を採用することができる。

ＳＴＥＰ５３では、ＳＴＥＰ５２の初期回転速度Ｆ0の設定から所定時間Ｔが経過したか否かを調べ、所定時間Ｔが経過しだい、ＳＴＥＰ５４へ進む。

ＳＴＥＰ５４では、ｔ−ｔ0（又はΔｔ。Δｔの意味については後述する。）が初期補正値Ａの補正無し範囲のものになっている否かを判定する。なお、“ｔ−ｔ0（又はΔｔ）”の意味は、ｔ−ｔ0を使用してもよいし、Δｔを使用してもよいということである。後述のＳＴＥＰ５５における“ｔ−ｔ0（又はΔｔ）”の意味も同様である。Ａの補正無し範囲とは、図５の−５＜ｔ−ｔ0≦５の範囲のことである。−５＜ｔ−ｔ0≦５のときは、Ａ＝０となる。

Δｔとは、室温センサ２４が検出した室温ｔに対し、ＳＴＥＰ５２の実行後からＳＴＥＰ５３の判定が正（ＹＥＳ）になった時までの期間Ｔ中の所定時間Ｔa（≦Ｔ）に対し、該所定時間Ｔa当たりのｔの変化量として定義される。図５では、ｔ−ｔ0の段階別に補正値Ａ1〜Ａ4が定義されているが、Δｔについては定義されていない。しかしながら、Δｔについても、ｔ−ｔ0の（２）−５＜ｔ−ｔ0≦５に相当する範囲を設定して、Δｔに係るＳＴＥＰ５４の判定を実施することができる。

図２に戻って、ＳＴＥＰ５４の判定が正であれば、温調制御ルーチン（図中Ｒ）５８へ進み、否であれば、ＳＴＥＰ５５へ進む。

ＳＴＥＰ５４では、ｔ−ｔ0（又はΔｔ）が初期補正値Ａの補正無し範囲のものになっている否かを判定しているが、変形例として、（ａ）ｔ−ｔ0が初期補正値Ａの補正無し範囲のものであること及び（ｂ）Δｔが初期補正値Ａの補正無し範囲のものであることの２条件を設定し、該２条件の判定が共に正であるときに、温調制御ルーチン５８へ進み、いずれか一方が否であれば、ＳＴＥＰ５５へ進むようにしたり、又は、該２条件の判定のいずれか一方が正であるときに、温調制御ルーチン５８へ進み、共に否であれば、ＳＴＥＰ５５へ進むようにしたりしてもよい。

ＳＴＥＰ５５では、ｔ−ｔ0（又はΔｔ）が初期補正値Ａの補正範囲内のものになっている否かを判定する。Ａの補正範囲内のものであるとは、初期補正値Ａの補正により後続の温調運転制御（図３）が所期の目的（例：空気過剰率を所望範囲内にすること）を達成できることを意味し、具体的には、図５の−１０＜ｔ−ｔ0≦２０の範囲のことである。−１０＜ｔ−ｔ0≦２０以外の範囲にあるときは、Ａの補正範囲内のものではないと判定される。

図５では、ｔ−ｔ0については、（６）２０＜ｔ−ｔ0の補正範囲外が定義されているが、Δｔについては定義されていない。しかしながら、Δｔについても、ｔ−ｔ0の（６）２０＜ｔ−ｔ0の補正範囲外に相当する補正範囲外を設定して、ＳＴＥＰ５５の判定を実施することができる。

ＳＴＥＰ５５では、ｔ−ｔ0（又はΔｔ）が初期補正値Ａの補正範囲内のものになっている否かを判定しているが、変形例として、（ａ）ｔ−ｔ0が初期補正値Ａの補正範囲内であること及び（ｂ）Δｔが初期補正値Ａの補正範囲内であることの２条件を設定し、該２条件の判定が共に正であるときに、ＳＴＥＰ５６へ進み、いずれか一方が否であれば、ＳＴＥＰ５７へ進むようにしたり、又は、該２条件の判定のいずれか一方が正であるときに、ＳＴＥＰ５６へ進み、共に否であれば、ＳＴＥＰ５７へ進むようにしたりしてもよい。

ＳＴＥＰ５６では、図５の＜共通＞の情報テーブルにおいてｔ−ｔ0が属する段階に該当する補正値を探索し、該当した補正値（Ａ1〜Ａ4のどれか）を初期補正値Ａとして選択する。ＳＴＥＰ５６の実行後、温調制御ルーチン５８へ進む。

ＳＴＥＰ５４から温調制御ルーチン５８へ直接進むとき、及びＳＴＥＰ５６を経て温調制御ルーチン５８へ進むとき、共に、ガス比例弁１７の開度は、ＳＴＥＰ５２において実行した初期開度Ｐ0を保持している。

ＳＴＥＰ５７では、ＦＦ式ガス温風暖房機の運転をエラー（運転不能）として停止する。使用者にエラーを通知するために、操作器２８の表示部にエラーの旨を表示したり、ブザー（図示せず）を鳴らすことができる。ＳＴＥＰ５７の実行後はＦＦ式ガス温風暖房機の運転を終了する。

図３は図２の温調制御ルーチン５８の具体的な手順についてのフローチャートである。ＳＴＥＰ７０では、速度段Ｒxを変更するか否かを判定し、変更するときは、ＳＴＥＰ７１へ進み、変更しないときは、ＳＴＥＰ７１をスキップして、ＳＴＥＰ７２へ進む。速度段Ｒxを変更するか否かは、具体的には、使用者が室温設定スイッチ２７を操作して設定している現在の目標室温ｔmと現在の室温として室温センサ２４が検出した温度ｔとの差ｔu（＝ｔm−ｔ）の段階に対応付けられている最新の標準燃焼量Ｇxが、今までの標準燃焼量Ｇxと対比される。そして、両者が相違すれば、速度段Ｒxを変更し、同一であれば、速度段Ｒxは変更することなく維持する。なお、前述したように、標準燃焼量Ｇxは目標燃焼量に対応付けられており、ＳＴＥＰ７０において、最新の標準燃焼量Ｇxと今までの標準燃焼量Ｇxとが相異すると判断されたことは、目標燃焼量が変化したことを意味する。

ＳＴＥＰ７１では、標準燃焼量Ｇxを最新の標準燃焼量Ｇxに更新してから、ガス比例弁１７の開度を標準燃焼量Ｇxに対応付けられている新速度段の標準開度Ｐxへ変更すると共に、燃焼ファン３３の目標回転速度を新速度段の標準回転速度Ｆx＋Ａとする。すなわち、図５の補正無し（Ｂ＝０）とする。なお、速度段変更直後の補正値Ｂ＝０としても、それが不適切であれば、その後、ＳＴＥＰ７３を経由して、ＳＴＥＰ７４へ進み、ＳＴＥＰ７４において適切な補正値に遅滞なく変更されるので、変更遅れの問題は生じない。

ＳＴＥＰ７２，７３は、図２のＳＴＥＰ５４，５５と同様な処理を行う。ただし、ＳＴＥＰ５４，５５では図４及び図５の速度段共通のパラメータに関する処理であったのに対し、ＳＴＥＰ７２，７３では、速度段１速〜７速のパラメータに関する処理となる。

ＳＴＥＰ７２では、現在の速度段Ｒxにおいてｔ−ｔx（又はΔｔ）が該速度段の標準補正値Ｂxの補正無し範囲のものになっている否かを判定する。なお、“ｔ−ｔx（又はΔｔ）”の意味は、ｔ−ｔxを使用してもよいし、Δｔを使用してもよいということである。後述のＳＴＥＰ７３における“ｔ−ｔx（又はΔｔ）”の意味も同様である。Ｂxの補正無し範囲とは、図５＜１速＞〜＜７速＞における−５＜ｔ−ｔx≦５の範囲のことであり、Ｂx0＝０に対応付けられる範囲である。

ＳＴＥＰ７２及び次のＳＴＥＰ７３では、Δｔが用いられているが、該Δｔは、図２のＳＴＥＰ５４，５５と同様に、所定時間Ｔa当たりの排気温度センサ３２の検出温度ｔの変化量として定義することができる。また、これに代えて、所定時間Ｔb（Ｔa≠Ｔb）当たりの排気温度センサ３２の検出温度ｔの変化量としてもよい。

図５では、ｔ−ｔxの段階別に補正値Ｂx1〜Ｂx4が定義されているが、Δｔについては定義されていない。しかしながら、Δｔについても、ｔ−ｔxの（２）−５＜ｔ−ｔx≦５に相当する補正無し範囲を設定して、Δｔに係るＳＴＥＰ７２の判定を実施することができる。

ＳＴＥＰ７２では、ｔ−ｔx（又はΔｔ）が標準補正値Ｂxの補正無し範囲のものになっている否かを判定しているが、変形例として、（ａ）ｔ−ｔxが標準補正値Ｂxの補正無し範囲のものであること及び（ｂ）Δｔが標準補正値Ｂxの補正無し範囲のものであることの２条件を設定し、該２条件の判定が共に正であるときに、ＳＴＥＰ７５へ進み、いずれか一方が否であれば、ＳＴＥＰ７３へ進むようにしたり、又は、該２条件の判定のいずれか一方が正であるときに、ＳＴＥＰ７５へ進み、共に否であれば、ＳＴＥＰ７３へ進むようにしたりしてもよい。

ＳＴＥＰ７３では、ｔ−ｔx（又はΔｔ）が標準補正値Ｂxの補正範囲内のものになっているか否かを判定する。Ｂxの補正範囲内のものであるとは、標準補正値Ｂxによる温調運転制御が所期の目的（例：空気過剰率を所望範囲内にすること）を達成できることを意味し、具体的には、図５の−１０＜ｔ−ｔx≦２０の範囲のことである。−１０＜ｔ−ｔx≦２０以外の範囲にあるときは、Ｂxの補正範囲内のものではないと判定される。

図５では、ｔ−ｔxの段階別に補正値Ｂx1〜Ｂx4が定義されているが、Δｔについては定義されていない。しかしながら、Δｔについても、ｔ−ｔxについて（６）２０＜ｔ−ｔxの補正範囲外に相当する範囲を設定して、Δｔに係るＳＴＥＰ７３の判定を実施することができる。

ＳＴＥＰ７３では、ｔ−ｔx（又はΔｔ）が標準補正値Ｂxの補正範囲内のものになっている否かを判定しているが、変形例として、（ａ）ｔ−ｔxが標準補正値Ｂxの補正範囲内であること及び（ｂ）Δｔが標準補正値Ｂxの補正範囲内であることの２条件を設定し、該２条件の判定が共に正であるときに、ＳＴＥＰ７４へ進み、いずれか一方が否であれば、ＳＴＥＰ７７へ進むようにしたり、又は、該２条件の判定のいずれか一方が正であるときに、ＳＴＥＰ７４へ進み、共に否であれば、ＳＴＥＰ７７へ進むようにしたりしてもよい。

ＳＴＥＰ７４では、燃焼ファン３３の目標回転速度を、現在の速度段における標準回転速度Ｆxと初期補正値Ａとｔ−ｔxが属する段階のＢxnの和（＝Ｆx＋Ａ＋Ｂxn ）とする。ＳＴＥＰ７４の実行後、ＳＴＥＰ７５へ進む。

ＳＴＥＰ７５では、使用者が運転スイッチ２６をＯＦＦ（切）にしたか否かを判定し、ＯＦＦにしていなければ、ＳＴＥＰ７０へ戻り、ＯＦＦにしていれば、ＦＦ式ガス温風暖房機の運転を終了する。

ＳＴＥＰ７７では、図２のＳＴＥＰ５７と同様の処理を実行する。すなわち、ＦＦ式ガス温風暖房機の運転をエラー（運転不能）として停止する。使用者にエラーを通知するために、操作器２８の表示部にエラーの旨を表示したり、ブザー（図示せず）を鳴らすことができる。ＳＴＥＰ７７の実行後は、ＦＦ式ガス温風暖房機の運転を終了する。

図６は排気温度センサ３２により検出される排気温度とバーナ２の燃焼における空気過剰率（太線）及び燃焼ファン３３の駆動モータ３４の駆動電圧（細線）との関係を示している。

燃焼ファン３３が排気通路４０に配設されるＦＦ式ガス温風暖房機において、駆動モータ３４の目標回転速度を、目標燃焼量に対応付けるだけとし、排気温度による補正をしなかったときには（図６の補正前）、燃焼用空気の密度は燃焼用空気の温度に関係し、バーナ２への燃焼用空気の供給重量流量は燃焼用空気の温度上昇に連れて低下する。したがって、燃焼ファン３３の回転速度は同一に維持されるにもかかわらず、排気温度の上昇に連れて、駆動モータ３４の駆動電圧は、補正前の特性線のように、低下し、バーナ２における空気過剰率は低下する。

これに対し、本発明の実施形態のＦＦ式ガス温風暖房機では、燃焼ファン３３が排気通路４０に配設されるものの、駆動モータ３４の回転速度を、目標燃焼量と共に排気温度に関係して調整するときには（図６の補正後）、バーナ２への燃焼用空気の供給重量流量は燃焼用空気の温度変化に関係なく所望の空気過剰率にする値に調整される。したがって、図６の白四角を連ねた特性線のように、排気温度の上昇に連れて、駆動モータ３４の駆動電圧が上昇して、駆動モータ３４の回転速度が上昇し、これにより、バーナ２における空気過剰率は、排気温度の上昇にもかかわらず、補正後の特性線のように、適正な一定値を維持することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、その要旨の範囲内で種々の態様で実施される。例えば、実施の形態では、初期補正値Ａ及び標準補正値Ｂxnは、標準回転速度Ｆxを補正する補正式において、Ｆx＋Ａ＋Ｂxnとして使用されているが、初期補正値Ａ及び標準補正値Ｂxnは補正式において加算項形態としてではなく、Ａ・Ｂxn・Ｆxや、Ａ・Ｆx＋Ｂxnのように、係数形態で利用することもできる。

上記の実施の形態では、初期補正値Ａ及び標準補正値Ｂxは、ＦＦ式ガス温風暖房機の製造業者が設計段階において試験や設計計算に基づき適正な値を選定し、ＲＯＭ等のメモリに格納し、燃焼ファン３３の目標回転速度算出時には該メモリの標準補正値情報を参照しているが、標準補正値については、そのような補正値情報を参照せずに、排気温度センサ３２により検出した排気温度と初期又は標準排気温度との差に基づき所定の計算式で算出するようにすることもできる。

２・・・バーナ、３・・・燃焼室、３ａ・・・熱交換部（熱交換器）、４・・・対流ファン、９・・・ガス供給管（燃料供給手段）、１７・・・ガス比例弁（燃料供給手段）、２５・・・コントローラ（燃料供給手段、目標回転速度設定手段、燃焼制御手段及び標準データ保持手段）、２６・・・運転スイッチ、３２・・・排気温度センサ、３３・・・燃焼ファン、３４・・・駆動モータ、３９・・・給気通路、４０・・・排気通路。

Claims (2)

1. 燃焼室に配設されたバーナと、
   前記燃焼室の排気口と連通した排気通路に配設され、前記排気口からの燃焼排気ガスが導入される熱交換器と、
   前記排気通路において前記熱交換器より下流側に配設されて、前記バーナの燃焼排気ガスを前記排気通路に吸入すると共に前記バーナの燃焼用空気を前記燃焼室の給気口から吸入する燃焼ファンと、
   前記バーナに燃料ガスを供給する燃料供給手段と、
   室内の空気を吸入して、前記熱交換器における熱交換処理後、室内へ戻す対流ファンと、
   前記排気通路における前記燃焼排気ガスの温度としての排気温度を検出する排気温度センサと、
   所定条件下で前記バーナを所定の標準燃焼量で燃焼させたときの、前記バーナへの燃料ガスの供給量である標準ガス供給量のデータと、前記燃焼ファンの回転速度である標準回転速度のデータと、前記排気温度センサの検出温度である標準排気温度のデータとを保持すると共に、前記所定条件とは同一又別の条件下で前記バーナを所定の初期燃焼量で燃焼させたときの、前記バーナへの燃料ガスの供給量である初期ガス供給量のデータと、前記燃焼ファンの回転速度である初期回転速度のデータと、前記排気温度センサの検出温度である初期排気温度のデータとを保持する標準データ保持手段と、
   前記バーナの目標燃焼量と前記排気温度センサの検出温度と前記標準データ保持手段が保持するデータとに基づき前記燃焼ファンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
   前記燃焼ファンを前記目標回転速度で作動させると共に、前記燃料供給手段により前記目標燃焼量に応じた燃料ガスを供給して、前記バーナを燃焼させる燃焼制御手段とを備え、
   前記目標回転速度設定手段は、
   前記バーナの燃焼開始後、前記燃焼制御手段が、前記初期燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により前記初期ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、前記初期回転速度を前記燃焼ファンの目標回転速度としたときの前記排気温度センサの検出温度と前記初期排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの標準回転速度の補正のための初期補正値を設定し、
   前記初期補正値の設定後、前記標準燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により前記標準ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、前記標準回転速度を前記初期補正値で補正した回転速度で前記燃焼ファンを駆動したときの前記排気温度センサの検出温度と前記標準排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする温風暖房機。
2. 請求項１記載の温風暖房機において、
   前記標準燃焼量として、複数段階の標準燃焼量が設定され、
   前記標準データ保持手段は、前記所定条件下で前記バーナを各段階の標準燃焼量で燃焼させたときの前記標準ガス供給量のデータと、前記標準回転速度のデータと、前記標準排気温度のデータとを保持し、
   前記目標回転速度設定手段は、前記燃焼制御手段が、前記複数段階のうちのいずれかの段階の標準燃焼量を選択し、該選択した標準燃焼量を目標燃焼量として、前記燃料供給手段により該選択した標準燃焼量に対応する標準ガス供給量で燃料ガスを供給して前記バーナを燃焼させているときに、該選択した標準燃焼量に対応する標準回転速度を前記燃焼ファンの目標回転速度としたときの前記排気温度センサの検出温度と該選択した標準燃焼量に対応した標準排気温度との温度差に応じて、該温度差が減少するように、前記燃焼ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする温風暖房機。

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