JP5547693B2 - ファン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス温風暖房機等に装備されるファン制御装置に関する。

ガス温風暖房機は、対流ファンにより室内の空気を筺体内へ吸入すると共に、筐体内でガスの燃焼熱との熱交換により加熱した空気を室内へ送出している。該対流ファンは、ガス燃焼運転中は、設定温度と室温との差に応じて回転速度を調整されると共に、ガス燃焼運転停止後も所定期間は、送風が使用者に冷風感を与えない低速回転速度で作動し続け、筺体内の熱を筺体外へ放出するようになっている（例：特許文献１）。

温風暖房機に装備される対流ファンの回転速度の制御方法として、特許文献２は位相制御を開示する。該位相制御では、制御パルスのパルス幅を調整して、ファン通電電流回路のスイッチング素子がオンする位相を調整することにより、オン期間を増減して、ファン通電電流を制御する。

一方、特許文献３は、トランスの一次コイル及び二次コイルの両方に複数のタップ端子を設け、一次コイル及び二次コイルの両方におけるタップ端子の切替により出力電流を段階的に調整することを開示する（特許文献３図１）。

特開平８−２９１９４３号公報 特開平４−３２５８９７号公報 特許第４０４５３０６号公報

対流ファンの回転速度をトランスの二次コイルのタップ端子の切替で制御する場合（特許文献３）、対流ファンの調整可能な回転速度は、タップ端子の個数になるので、調整可能な回転速度が粗刻みになってしまう。また、対流ファンの低回転速度範囲における調整可能な回転速度を増加させようとすると、それに伴い、タップ端子数が増大し、トランスの構造を複雑にしてしまう。

また、対流ファンの回転速度を位相制御により制御する場合には、駆動モータへの無通電と通電とが交互に繰り返されるので、低回転速度域では、駆動モータの無通電期間が長くなり、対流ファンの回転が不安定になる。そこで、特許文献２の位相制御では、ファンの低回転速度期間は、駆動モータ制御回路に固定抵抗を直列接続し、駆動モータ制御回路の印加電圧の振幅を下げている（特許文献２段落０００６）。これにより、位相制御における駆動モータの通電期間の通電電流が下がり、その分、通電期間は長くなり、無通電期間は短くなる。しかしながら、消費電力が固定抵抗の分、増大してしまうという問題がある。

本発明の目的は、ファン回転速度制御において、広い速度調整範囲を確保すると共に、回転制御に要する全体の消費電力を抑制し、さらに、低回転速度域では、調整可能な回転速度の個数を増大させつつ、回転を安定化させるファン制御装置を提供することである。

第１発明のファン制御装置は、ガス温風暖房機に装備される対流ファンの回転速度を制御するファン制御装置であって、室温を検出する室温センサと、使用者により操作されて前記ガス温風暖房機におけるガス燃焼の開始及び停止が指示される運転スイッチと、商用交流電源が供給される一次コイルと、前記商用交流電源の電圧を複数段階で変圧するための複数の二次出力端子が設けられた二次コイルとを有するトランスと、前記室温センサが検出した室温と設定温度との差及び前記使用者による前記運転スイッチの操作に基づいて前記複数の二次出力端子のいずれかを選択して、前記対流ファンの駆動モータに接続する接続手段と、前記接続手段が、前記複数の二次出力端子のうち、出力電圧が最も低い二次出力端子から所定番数までの二次出力端子のいずれかを選択しているときに、選択されている二次出力端子から前記駆動モータへの通電電流を制御する通電電流制御手段とを備えることを特徴とする。

第１発明によれば、トランスの二次コイルの複数の二次出力端子の切替により、ファンの制御可能回転速度を広い範囲で確保することができ、かつ回転速度制御における損失電力を抑制することができる。さらに、トランスにおいて出力電圧の最も低い方から１以上の段階に応じた二次出力端子では、該二次出力端子により制限された電圧の範囲内で通電電流制御により駆動モータの回転速度を制御するので、ファンの低回転速度域では、調整可能な回転速度の個数を増大させつつ、無通電期間を短くすることにより、回転を安定化させることができる。

第２発明のファン制御装置は、第１発明において、前記通電電流制御手段は、前記二次コイルの出力電圧を変圧して、前記駆動モータに印加することにより、前記通電電流を制御するものであることを特徴とする。

第２発明によれば、二次コイルの出力電圧を変圧して、駆動モータに印加することにより、通電電流を制御するものであるので、低速回転中の駆動モータへの通電は、位相制御や通電サイクルの間引き数制御のような無通電期間と通電期間との交互の繰り返しとなることなく、商用交流電源の電圧に対して所定の比率の交流電圧を連続通電したものとなる。これにより、第１発明の効果に加え、さらに、ファンの低速回転を安定化させることができる。

第３発明のファン制御装置は、第２発明において、前記接続手段が、出力電圧に対して前記通電電流制御手段による通電電流制御が行われる二次出力端子を選択しているときは、交流端子対が前記二次コイルと前記駆動モータとの間に接続されると共に直流端子対間に前記電流検出用抵抗が接続された全波整流器を介して前記二次コイルと前記駆動モータとを接続し、前記通電電流制御手段が、前記電流検出用抵抗の両端電圧を、前記商用交流電源の出力電圧を降圧して全波整流した直流電圧から生成した基準電圧と一致するように制御する抵抗電圧制御部を備えることを特徴とする。

第３発明によれば、通電電流制御手段は、電流検出用抵抗の両端電圧を、商用交流電源の出力電圧を降圧、全波整流した直流電圧と一致する直流電圧から生成した基準電圧と一致するように制御するので、駆動モータの印加電圧は、各瞬時において商用交流電源の電圧に対して所定の比率の連続交流電圧になる。この結果、簡易な回路構成により、広い速度調整範囲を確保すると共に、消費電力を抑制し、低回転速度域では、調整可能な回転速度を増大させつつ、ファンの低速運転を安定化させることができる。

ＦＦ式ガス温風暖房機の構成図。 対流ファンの駆動モータの駆動回路図。 図２の各箇所の波形図。 ＦＦ式ガス温風暖房機の温調運転中に室温が設定温度に対して所定温度以上高くなったときの対流ファン制御のフローチャート。 ＦＦ式ガス温風暖房機の対流ファン制御における対流ファン速数と室温及び設定温度の温度差との関係を示す図。 ＦＦ式ガス温風暖房機の温調運転中に使用者が運転スイッチをオフにしたときの対流ファン制御のフローチャート。

図１のＦＦ式ガス温風暖房機の構成図において、本体ケース１等は平面視的に示している。本体ケース１は室内に配設され、本体ケース１内には、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とが備えられている。

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。なお、給気筒５と排気筒６とを同軸の二重構造としてもよい。給気筒５には燃焼室３内のバーナ２に燃焼用空気を供給するための燃焼ファン７が設けられ、該燃焼ファン７にはこれを回転駆動するための燃焼ファンモータ８が連結されている。給気筒５及び排気筒６はその開口した先端が屋外に導出されている。

燃焼室３内のバーナ２は、本体ケース１の外部から配管・導入されたガス供給管９に設けられた複数のノズル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・混合して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。

なお、ガス供給管９には、２つの開閉電磁弁１５，１６と、ガス比例弁１７とが介装されている。

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。

また、本体ケース１内の後部には対流ファン４により吸引される室内空気の温度（室温）を検出する室温センサ２４が吸引口１８に臨んで設けられている。

該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と、暖房運転の作動・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、熱交換部３ａ近傍に配備されて熱交換部３ａ近傍の温度を検出する上限温度センサ３１とを備えている。

コントローラ２５は、フレームロッド１４、室温センサ２４、並びに操作器２８の運転スイッチ２６及び室温設定スイッチ２７等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を入力される。コントローラ２５は、また、点火電極１３に火花放電を行わせる制御信号、開閉電磁弁１５，１６を開閉する制御信号、ガス比例弁１７の開度を制御する制御信号、並びに燃焼ファンモータ８及び対流ファンモータ１９の回転速度を制御する制御信号を出力する。

図２の駆動回路において、コントローラ２５は、マイコン２９と共に、対流ファンモータ１９の制御専用の通電電流制御部３０を備え、対流ファンモータ１９の回転速度制御は、マイコン２９及び通電電流制御部３０により行われる。

トランス３５は一次コイル３６及び二次コイル３７を有し、一次コイル３６の両端は商用交流電源３３へ接続されている。二次出力端子３８ａ〜３８ｅは二次コイル３７の異なる箇所に接続され、二次出力端子３８ａ，３８ｅは二次コイル３７の両端に接続され、二次出力端子３８ｂ〜３８ｄは、タップ端子として二次コイル３７の中間箇所に接続されている。二次出力端子３８ａ〜３８ｄと二次出力端子３８ｅとの間の二次電圧は二次出力端子３８ａ〜３８ｄの順番に低下する。

タップ切替部４０は、対流ファンモータ１９の一端へ接続されている出力端子４１と、二次出力端子３８ａ〜３８ｃ及び全波整流器４６の交流入力端子４７ｂへそれぞれ接続されている入力端子４２ａ〜４２ｄと、マイコン２９からの制御信号により入力端子４２ａ〜４２ｄの中の１つを選択して出力端子４１へ接続するスイッチ４３，４４ａ，４４ｂとを有している。

全波整流器４６は、交流端子対を構成する交流端子４７ａ，４７ｂと、直流端子対を構成する直流端子４８ａ，４８ｂとを有している。交流端子４７ａは二次出力端子３８ｄへ接続され、交流端子４７ｂはタップ切替部４０の入力端子４２ｄへ接続されている。直流端子４８ｂは接地電位へ接続されている。

通電電流制御部３０は、トランス３５、タップ切替部４０及び全波整流器４６の他に、商用交流電源３３の出力電圧の波形を取り込むための基準波形電圧生成部５４、対流ファンモータ１９に供給する電流の目標波形に応じた目標波形電圧を生成する目標波形電圧生成部５５、及び対流ファンモータ１９に供給される電流の大きさを制御する電流制御部５６を備える。

基準波形電圧生成部５４は、トランス５７と全波整流器５８とを有し、トランス５７により商用交流電源３３の出力電圧を降圧して全波整流器５８により全波整流する。これにより、Ａ点には、図３（ｂ）に示したように、図３（ａ)に示した商用交流電源３３の出力電圧波形の振幅を縮小して全波整流された基準波形電圧が出力される。

なお、Ａ点はダイオード６２を介して回路の駆動電位（Ｖcc）に導通し、また、ダイオード６２及びコンデンサ６１を介して接地電位に導通している。そのため、ダイオード６２によりＡ点の電位の上限は駆動電位（Ｖcc）でクリップされ、微小なリプル電圧がコンデンサ６１により除去される。

また、目標波形電圧生成部５５は、マイコン２９のＩ／Ｏ端子（Ｉ／Ｏ＿０）から出力されるＰＷＭ信号によりトランジスタ６０をスイッチングする。図３（ｃ）は、ＰＷＭ信号の出力例であり、時刻ｔ1〜ｔ3はデューティ比（＝｛Ｔon／Ｔa｝×１００）２５％、時刻ｔ3〜ｔ5はデューティ比７５％に設定した場合を示している。

そして、Ｔonの期間は、ＰＷＭ信号がハイレベル（Ｖh）となって、反転素子６４の出力がローレベル（ＧＮＤ）となるので、トランジスタ６０のベースに電流が流れず、トランジスタ６０はＯＦＦ状態となる。そのため、Ｂ点の電位はＡ点の電位とほぼ等しくなる。

一方、Ｔoff（＝Ｔa−Ｔon）の期間は、ＰＷＭ信号がローレベル（ＧＮＤ）となって、反転素子６４の出力がハイレベル（Ｖh）となるので、反転素子６４から抵抗６５を介してトランジスタ６０のベースに電流が流れ、トランジスタ６０がＯＮ状態となる。そのため、Ｂ点の電位はほぼＧＮＤレベルとなる。

したがって、図３（ｃ）に示したＰＷＭ信号がマイコン２９のＩ／Ｏ端子（Ｉ／Ｏ＿０）から出力された場合、Ｂ点には図３（ｄ）に示した電圧波形が現れる。そして、Ｂ点の出力電圧は、コンデンサ６７により平滑されるため、Ｃ点には図３（ｅ）に示したように振幅がＰＭＷ信号のデューティ比に応じて変化する電圧波形が出力される。

なお、マイコン２９から出力されるＰＷＭ信号をフォトカプラ等の絶縁素子を介してトランジスタ６０に伝達することにより、電気的ノイズを除去するようにしてもよい。

そして、電流制御部５６に備えられたＯＰアンプ６８の増幅率は非常に大きいため、Ｃ点の電圧が入力されるＯＰアンプ６８の非反転入力端子（＋側）の電圧と反転入力端子（−側）の電圧とが一致するように、ＯＰアンプ６８の出力電圧が調節されてトランジスタ６９のベース電流が制御される。

ここで、商用交流電源３３から対流ファンモータ１９への電流供給は、全波整流器４６と交流端子４７ａ−４７ｂ間のトランジスタ６９及び電流検出用抵抗７１とを介して行なわれる。そのため、電流検出用抵抗７１には、二次出力端子３８ｄ−３８ｅ間の交流電圧から対流ファンモータ１９に供給される実電流の大きさに比例した電圧降下が生じる。そして、電流検出用抵抗７１の一端はＧＮＤ電位に導通しているため、電流検出用抵抗７１の他端であるＤ点（なお、Ｄ点の電圧は本発明の基準電圧に相当する。）と接続されたＯＰアンプ６８の反転入力端子には、商用交流電源３３から対流ファンモータ１９に供給される実電流の大きさに比例してそのレベルが変化する電圧が入力される。

そのため、ＯＰアンプ６８とトランジスタ６９とにより、ＯＰアンプ６８の非反転入力端子（＋側）に入力される目標波形電圧と、ＯＰアンプ６８の反転入力端子（−側）に入力される対流ファンモータ１９に供給される実電流に比例した電圧とが一致するように、対流ファンモータ１９に供給される電流を制御することにより、対流ファンモータ１９に供給される電流の位相を目標波形電圧の位相と一致させることができる。

これにより、商用交流電源３３の出力電圧の位相と対流ファンモータ１９に供給される電流の位相とが一致するため、対流ファンモータ１９における力率が大きくなり、商用交流電源３３から対流ファンモータ１９への電力供給の効率を向上させることができる。

換言すると、基準波形電圧生成部５４、目標波形電圧生成部５５及び電流制御部５６は本発明の抵抗電圧制御部を構成し、Ａ点の直流電圧（図３（ｂ））は、任意の瞬時において商用交流電源３３の交流電圧（図３（ａ））の絶対値に対して所定の比率を維持した電圧になる。Ｃ点の直流電圧（図３（ｅ））は、Ａ点の直流電圧（図３（ｂ））に、マイコン２９が出力するＰＷＭ信号のデューティ比（パルス幅／周期）を掛けた電圧になる。全波整流器４６の直流端子４８ａの直流電圧は、ほぼＣ点の直流電圧（図３（ｅ））と同一となるので、全波整流器４６の直流端子４８ａの直流電圧は、任意の瞬時において、商用交流電源３３の交流電圧（図３（ａ））の絶対値に対してマイコン２９が出力するＰＷＭ信号のデューティ比に関係した比率の直流電圧になる。

一方、対流ファンモータ１９は、タップ切替部４０が出力端子４１を入力端子４２ｄへ接続している期間では、全波整流器４６の交流端子４７ｂを介して二次出力端子３８ｄから電流を供給されるようになっており、電流検出用抵抗７１を通る直流電流とは絶対値が同一の交流電流を供給される。したがって、対流ファンモータ１９は、タップ切替部４０によりトランス３５の二次出力端子３８ｄへ接続されている期間では、商用交流電源３３の連続交流電流に対して、マイコン２９が出力するＰＷＭ信号のデューティ比に関係した比率の連続交流電流を供給される。

なお、全波整流器４６、トランジスタ６９及び電流検出用抵抗７１は、二次出力端子３８ａ〜３８ｄの全部ではなく、その中で最小二次出力電圧となっている二次出力端子３８ｄがタップ切替部４０により対流ファンモータ１９へ接続されているときの通電電流に耐えればよいので、全波整流器４６、トランジスタ６９及び電流検出用抵抗７１については、耐電流性能の低い素子を使用して、コストを抑制することができる。

図４はＦＦ式ガス温風暖房機の温調運転中に室温が設定温度に対して４℃以上、高くなったときに実施する対流ファン制御のフローチャートであり、図４においてＳＴＥＰ１２以降が温調停止後の対流ファン制御となる。温調停止後の対流ファン制御は、バーナ２における燃焼停止後の本体ケース１内のこもり熱を排出するために行う。

ＦＦ式ガス温風暖房機の操作を説明する。ＦＦ式ガス温風暖房機の運転スイッチ２６がオンにされるのに伴い、プリパージが実施される。プリパージでは、燃焼ファン７が一定の回転速度で回転されて、燃焼室３内、の残像空気を本体ケース１外及び室外へ排出する。プリパージの後、バーナ２のガスが着火し、着火後、対流ファン４の運転が開始され、その後、ＳＴＥＰ１０の温調運転が開始される。

温調運転とは、バーナ２におけるガスの燃焼を維持しつつ、室温センサ２４が検出した検出温度が使用者の設定した設定温度になるように、ガス比例弁１７における開度調整によるガス供給量、対流ファン４の回転速度及び燃焼ファン７の回転速度を制御することをいう。

温調運転時では、通電電流制御部３０（図２）のトランス３５における二次出力端子３８ａ〜３８ｃのいずれか１つがタップ切替部４０により選択されて、対流ファンモータ１９へ接続される。二次出力端子３８ａ〜３８ｃの順番に、それらが対流ファンモータ１９に接続されたときは、対流ファンモータ１９の印加電圧が減少するので、対流ファンモータ１９の回転速度は低下する。対流ファンモータ１９は交流モータであるが、その印加電圧が低いときほど、出力トルクが低下、すなわちスリップ率が増大し、結果、対流ファンモータ１９の回転速度は低下する。

対流ファン４の回転速度を効率的に制御するために、使用者が設定した設定温度Ｔｕと室温センサ２４が検出した検出温度Ｔａとの差ΔＴ（＝Ｔｕ−Ｔａ）に応じて目標回転速度が段階的に設定され、目標回転速度の段階に対応付けて変速段（速数）が設定されている。図５はこの関係を示している。なお、このＦＦ式ガス温風暖房機では、対流ファン４は対流ファンモータ１９に直結されており、対流ファン４の回転速度と対流ファンモータ１９の回転速度とは同一になる。

図５において、温調判定条件の列内の室温は、小数点以下を四捨五入したものとなっている。対流ファン４の速数にはＰ１〜Ｐ４速の４つが設定され、Ｐ１速（約５５０ｒｐｍ），Ｐ２速（約６００ｒｐｍ），Ｐ３速（約７００ｒｐｍ），Ｐ４（約８００ｒｐｍ）速の順番に対流ファン４の目標回転速度は段階的に増大する。ΔＴが増大するほど、大きい速数（Ｐ４速側が大で、Ｐ１速側が小）が設定され、対流ファン４による送風量が増大する。Ｐ１速，Ｐ２速，Ｐ３速，Ｐ４速は、図２のトランス３５にける二次出力端子３８ｄ，３８ｃ，３８ｂ，３８ａにそれぞれ対応している。マイコン２９は、図５の表に従い、ΔＴに応じてＰ１速〜Ｐ４速の内の１つを選択し、対流ファン４をＰ１速，Ｐ２速，Ｐ３速，Ｐ４速でそれぞれ速度制御する場合には、タップ切替部４０を介してそれぞれ二次出力端子３８ｄ，３８ｃ，３８ｂ，３８ａを対流ファンモータ１９へ接続する。

図４に戻って、ＳＴＥＰ１０の温調運転を実施中、ＳＴＥＰ１１が一定時間間隔で実施される。ＳＴＥＰ１１では、室温センサ２４が検出した室温と設定温度とを対比し、設定温度＋４°Ｃ≦室温であれば、ＳＴＥＰ１２へ進み、設定温度＋４°Ｃ＞室温であれば、ＳＴＥＰ１０へ戻って、温調運転を継続する。

ＳＴＥＰ１２では、温調運転をＯＦＦにする。なお、温調運転のＯＮ，ＯＦＦをそれぞれ温調運転の作動及び停止と定義する。温調運転の停止は、具体的には、ガス供給管９の２つの開閉電磁弁１５，１６を共に全閉にする。この結果、バーナ２におけるガスの燃焼は停止する。

ＳＴＥＰ１３では、対流ファン４の変速段をＰ１速にして、すなわち、タップ切替部４０において出力端子４１を入力端子４２ｄへ接続して、電流値制御Ｉ１を実施する。電流値制御Ｉ１における対流ファン４の対流ファンモータ１９の目標回転速度は例えば３００ｒｐｍ（回転数／分）とされ、マイコン２９は、目標波形電圧生成部５５へ、該目標回転速度となるように、第１のデューティ比Ｄ１のＰＷＭ信号を出力する。

なお、温調停止後の対流ファン制御における対流ファン４の回転速度を低くする理由は、対流ファン４の運転音を抑え、かつ使用者への冷風感を抑えるためである。

また、ＰＷＭ信号の第１のデューティ比Ｄ１並びにＳＴＥＰ１６，４２で後述する第２及び第３のデューティ比Ｄ２，Ｄ３を具体的にどのような値に設定するかについては、例えば、ＦＦ式ガス温風暖房機の試験運転により調べる方法がある。すなわち、対流ファンモータ１９の回転速度が各目標回転速度（例：３００ｒｐｍ，２００ｒｐｍ，５００ｒｐｍ）になる時のＰＷＭ信号のデューティ比を調べ、その時の各デューティ比を第１〜第３のデューティ比Ｄ１〜Ｄ３に設定する。

ＳＴＥＰ１４では、室温センサ２４が検出した室温と設定温度とを対比し、室温＞設定温度＋１°Ｃであれば、ＳＴＥＰ１５へ進み、室温≦設定温度＋１°Ｃであれば、ＳＴＥＰ１０へ戻って、温調運転を再開する。温調運転の再開では、ＳＴＥＰ１２において停止させたバーナ２におけるガス燃焼を再開する。

ＳＴＥＰ１５では、ＳＴＥＰ１２でガス燃焼を停止した時から１２０秒が経過したか否か、又は上限温度センサ３１により検出した熱交換部３ａ近傍の温度（ハイリミ温度）が３０°Ｃ以下であるか否かを判定し、判定結果が正（ＹＥＳ）であれば、ＳＴＥＰ１６へ進み、否（ＮＯ）であれば、ＳＴＥＰ１４へ戻る。

なお、温調運転停止（ＯＦＦ）後、１２０秒が経過すれば、こもり熱は十分に低下している。また、ＳＴＥＰ１５で、ハイリミ温度が３０°Ｃ以下であるときに、ＳＴＥＰ１６へ進む理由は、たとえ室温が高くても（室温＞設定温度＋１°Ｃ）、ハイリミ温度が低ければ（ハイリミ温度≦３０°Ｃ）であれば、本体ケース１内のこもり熱は十分に低下していると判断され、ＳＴＥＰ１６以降の対流ファン４の停止準備段階へ移行してもかまわないからである。

ＳＴＥＰ１６では、対流ファン４の変速段を、ＳＴＥＰ１３で切替えたＰ１速に維持して、すなわち、タップ切替部４０における出力端子４１−入力端子４２ｄの接続を維持しつつ、電流値制御Ｉ２を実施する。電流値制御Ｉ２における対流ファンモータ１９の目標回転速度は例えば２００ｒｐｍ（回転数／分）であり、コントローラ２５は、目標波形電圧生成部５５へ、該目標回転速度となるように、第２のデューティ比Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）のＰＷＭ信号を出力する。

ＳＴＥＰ１７では、ＳＴＥＰ１４と同様に、室温センサ２４が検出した室温と設定温度とを対比し、室温＞設定温度＋１°Ｃであれば、ＳＴＥＰ１８へ進み、室温≦設定温度＋１°Ｃであれば、ＳＴＥＰ１０へ戻って、温調運転を再開する。

ＳＴＥＰ１８では、ＳＴＥＰ１２でガス燃焼を停止した時から３００秒が経過したか否かを調べ、３００秒が経過していれば、ＳＴＥＰ１９へ進み、３００秒が経過していなければ、ＳＴＥＰ１７へ戻る。

ＳＴＥＰ１９では、対流ファン４を停止させる。これにより、対流ファン４による送風がＦＦ式ガス温風暖房機から送出されるのが中止される。ＳＴＥＰ２０では、室温センサ２４が検出した室温と設定温度とを対比するか、又はＳＴＥＰ１２でガス燃焼を停止した時から４８０秒が経過したか否かを調べる。そして、室温≦設定温度＋１°Ｃとなるか及び４８０秒が経過するかのどちらかになりしだい、ＳＴＥＰ１０へ戻って、温調運転を再開する。

図６はＦＦ式ガス温風暖房機の温調運転中に使用者が運転スイッチ２６をオフにするときに実施する温調停止後の対流ファン制御のフローチャートである。図６において、ＳＴＥＰ１０の温調運転は図４のＳＴＥＰ１０の温調運転と同一である。

ＳＴＥＰ４１では、使用者がＦＦ式ガス温風暖房機の運転スイッチ２６をオフにしたか否かを判定し、オフにしていなければ、ＳＴＥＰ１０へ戻り、オフにしたならば、ＳＴＥＰ４２へ進む。温調運転は、使用者がＦＦ式ガス温風暖房機の運転スイッチ２６をオフにしだい、終了し、これに伴い、開閉電磁弁１５，１６は全閉になって、バーナ２におけるガスの燃焼は停止する。

ＳＴＥＰ４２では、燃焼ファン７を停止すると共に、対流ファン４の変速段をＰ１速にして、すなわち、タップ切替部４０において出力端子４１を入力端子４２ｄへ接続して、電流値制御Ｉ３を実施する。電流値制御Ｉ３における対流ファン４の対流ファンモータ１９の目標回転速度は例えば５００ｒｐｍであり、コントローラ２５は、目標波形電圧生成部５５へ、該目標回転速度がとなるように、第３のデューティ比Ｄ３（Ｄ３＞Ｄ１）のＰＷＭ信号を出力する。

使用者がＦＦ式ガス温風暖房機の運転スイッチ２６をオフにしたときの、温調運転停止の際の対流ファン４の回転速度（例：５００ｒｐｍ）を、図４のＳＴＥＰ１３の電流値制御Ｉ１における対流ファンモータ１９の目標回転速度（例：３００ｒｐｍ）より高くする理由は以下の通りである。すなわち、（ａ）燃焼停止後のこもり熱排出のための対流ファン４の作動による使用者が感じる冷風感は、使用者が自ら運転スイッチ２６をオフにして温調運転を停止したときの方が、室温上昇の検知に因る自動的な温調運転を停止したときより感じ方が小さいので、そのようなときには対流ファン４の回転速度を高めて、器具を早く冷却し、対流ファン４の停止を早めた方が好ましいこと、及び（ｂ）使用者が、運転スイッチ２６をオフにした後、対流ファン４の作動の停止を確認してから外出したいという要求に対処して、対流ファン４の回転速度を高めて、対流ファン４の停止を早めること等の理由による。

ＳＴＥＰ４３では、上限温度センサ３１により検出した熱交換部３ａ近傍の温度（ハイリミ温度）が３０°Ｃ以下であるか否かを調べ、ハイリミ温度＞３０°Ｃであれば、ＳＴＥＰ４４へ進み、ハイリミ温度≦３０°Ｃであれば、ＳＴＥＰ４５へ進む。

ＳＴＥＰ４４では、ＳＴＥＰ４２でガス燃焼を停止した時から（＝温調運転停止後）６０秒が経過したか否かを調べ、６０秒が経過していれば、ＳＴＥＰ４５へ進み、経過していなければ、ＳＴＥＰ４３へ戻る。ＳＴＥＰ４５では、対流ファン４を停止する。

本発明を実施形態について説明したが、本発明は、その要旨の範囲内で種々の形態で実施可能である。図２の構成例では、トランス３５のタップ端子の内、最小の二次電圧を出力するタップ端子のみ、すなわち１つのタップ端子のみが全波整流器４６等による通電電流制御を行っているが、タップ切替と共に通電電流制御を併せて行うタップ端子は、最小二次電圧のタップ端子から所定番数までの複数のタップ端子とすることができる。この結果、消費電力を抑制しつつ、対流ファン４の回転を安定させ、調整可能な回転速度を増大させるとができる。

図２の構成例では、マイコン２９から通電電流制御部３０の目標波形電圧生成部５５へのＰＷＭ信号のデューティ比により、電流検出用抵抗７１の通電電流、すなわち、対流ファンモータ１９の通電電流が商用交流電源３３の交流電流に対してデューティ比に応じた比率の連続通電電流になるように、制御しているが、ＰＷＭ信号を使用することに代えて、可変抵抗器を使用することもできる。該可変抵抗器は、可変端子が電流制御部５６のＯＰアンプ６８の非反転端子へ接続されていると共に、両端固定端子はそれぞれＡ点（図２）及び接地電位へ接続される。そして、可変端子が変位して、ＯＰアンプ６８の出力電圧がＰＷＭ信号のデューティ比の場合と同様に変化することにより、対流ファンモータ１９の通電電流が商用交流電源３３の交流電流に対して可変抵抗器の可変端子の位置に応じた比率の連続通電電流になるように、制御することもできる。

図２の実施例では、マイコン２９からのＰＷＭ信号は目標波形電圧生成部５５へ出力されているが、電流制御部５６のＯＰアンプ６８の非反転入力端子へ出力するようにしてもよいとする。この場合、基準波形電圧生成部５４及び目標波形電圧生成部５５は省略されると共に、電流制御部５６のトランジスタ６９はスイッチング素子として作動する。この場合、対流ファンモータ１９を連続通電状態に維持することはできないが、対流ファンモータ１９の平均通電電流を増減して、対流ファンモータ１９の回転速度を制御することかできる。

実施の形態では、ＦＦ式ガス温風暖房機の対流ファン４に対するファン制御装置について説明したが、本発明のファン制御装置は、ＦＦ式ガス温風暖房機以外のファンにも、また、対流ファン以外のファンにも適用することができる。

４・・・対流ファン（ファン）、１９・・・対流ファンモータ（駆動モータ）、２５・・・コントローラ、２９・・・マイコン、３０・・・通電電流制御部、３３・・・商用交流電源、３５・・・トランス、３６・・・一次コイル、３７・・・二次コイル、３８ａ〜３８ｅ・・・二次出力端子、４０・・・タップ切替部（接続手段）、４６・・・全波整流器（通電電流制御手段）、４７ａ，４７ｂ・・・交流端子（交流端子対）、４８ａ，４８ｂ・・・直流端子（直流端子対）、５４・・・基準波形電圧生成部（通電電流制御手段、抵抗電圧制御部）、５５・・・目標波形電圧生成部（通電電流制御手段、抵抗電圧制御部）、５６・・・電流制御部（通電電流制御手段、抵抗電圧制御部）、７１・・・電流検出用抵抗。

Claims (3)

1. ガス温風暖房機に装備される対流ファンの回転速度を制御するファン制御装置であって、
   室温を検出する室温センサと、
   使用者により操作されて前記ガス温風暖房機におけるガス燃焼の開始及び停止が指示される運転スイッチと、
   商用交流電源が供給される一次コイルと、前記商用交流電源の電圧を複数段階で変圧するための複数の二次出力端子が設けられた二次コイルとを有するトランスと、
   前記室温センサが検出した室温と設定温度との差及び前記使用者による前記運転スイッチの操作に基づいて前記複数の二次出力端子のいずれかを選択して、前記対流ファンの駆動モータに接続する接続手段と、
   前記接続手段が、前記複数の二次出力端子のうち、出力電圧が最も低い二次出力端子から所定番数までの二次出力端子のいずれかを選択しているときに、選択されている二次出力端子から前記駆動モータへの通電電流を制御する通電電流制御手段と
   を備えることを特徴とするファン制御装置。
2. 請求項１記載のファン制御装置において、
   前記通電電流制御手段は、前記二次コイルの出力電圧を変圧して、前記駆動モータに印加することにより、前記通電電流を制御するものであることを特徴とするファン制御装置。
3. 請求項２記載のファン制御装置において、
   前記接続手段は、出力電圧に対して前記通電電流制御手段による通電電流制御が行われる二次出力端子を選択しているときは、交流端子対が前記二次コイルと前記駆動モータとの間に接続されると共に直流端子対間に電流検出用抵抗が接続された全波整流器を介して前記二次コイルと前記駆動モータとを接続し、
   前記通電電流制御手段は、前記電流検出用抵抗の両端電圧を、前記商用交流電源の出力電圧を降圧して全波整流した直流電圧から生成した基準電圧と一致するように制御する抵抗電圧制御部を備えることを特徴とするファン制御装置。