JPH05340538A - 温風暖房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 使用者に冷風感を与えるのを防止しつつ、送
風機の風量や温風温度が不安定になるのを極力防止す
る。 【構成】 燃焼部、この燃焼部から燃焼ガスが供給され
る熱交換部、及び送風機５を有し、送風機５により室内
空気を熱交換部を介して吹き出すようにした温風暖房機
において、熱交換部、又はその近くに設けられた温度セ
ンサ１４と、燃焼部での燃焼量に応じて定められる風量
を温度センサ１４の検出温度に応じて補正した風量で送
風機を作動させる制御手段（マイクロコンピュータ１
７）とを備えている。この制御手段は点火、またはその
前後の時点から所定時間、前記温度センサ１４による送
風機５の風量補正を行わないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は石油ファンヒータ、ガ
スファンヒータ等の温風暖房機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石油ファンヒータ等の温風暖房
機では、特開平３−２０５１８号公報に開示されている
ように、燃焼部、この燃焼部から燃焼ガスが供給される
熱交換部及び送風機を有し、送風機により室内空気を熱
交換部を介して吹き出すようにしている。

【０００３】上述した送風機による風量制御は送風機駆
動用の交流モータを位相制御するものが一般的であり、
燃焼部での燃焼量の大きさに応じて位相切り角（交流電
源の各半サイクルにおけるオフ時間で、例えば、５０Ｈ
ｚの場合、０〜１００００μｓの間で設定）を定め、交
流モータの印加電圧をこの位相切り角で位相制御するも
のや、交流モータの回転数を検出し、この回転数が燃焼
量に見合った回転数になるように位相切り角を増減させ
るものなどが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した風
量制御を行う場合、熱交換部、又はその近くに温度セン
サを設け、燃焼部での燃焼量に応じて定められる送風機
の風量を前記温度センサの検出温度に応じて補正するよ
うにすれば、燃焼開始当初や暖房負荷の変動時にの冷風
の吹き出しを防止することが可能となる。しかしなが
ら、このようにして冷風の吹き出しを防止すると、送風
機の風量が一時的に大幅に抑えられる。このため、その
後、燃焼部や熱交換部の温度が上昇しても、送風機の風
量がすぐには回復せず、高温風が吹き出される心配があ
った。また、送風機の風量が不安定になり、この風量の
変化がうるさく感じられることがあった。

【０００５】たとえば、図１１に示すように、点火直後
は前記温度センサの検出温度が極端に低いため、風量が
大幅に抑えられる。ところが、燃焼が開始し、燃焼部や
熱交換部の温度が急激に上昇するのに伴い、風量の抑制
が緩和されても、すぐには、送風機の風量が追随しない
ため、高温風が吹き出されることになる。その後、温度
センサの検出温度の急激な上昇に対して風量が大幅に増
加すると、今度は、温風温度が急激に低下するようにな
り、送風機の風量と温風温度が不安定になる欠点があっ
た。

【０００６】この発明は上述した事実に鑑みてなされた
ものであり、燃焼部での燃焼量に応じて定められる風量
を熱交換部、又はその近くの温度に応じて補正するよう
にしたものにおいて、送風機の風量や温風温度が不安定
になるのを極力防止できるようにすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、燃焼部、
この燃焼部から燃焼ガスが供給される熱交換部、及び送
風機を有し、送風機により室内空気を熱交換部を介して
吹き出すようにした温風暖房機において、熱交換部、又
はその近くに設けられた温度センサと、燃焼部での燃焼
量に応じて定められる風量を温度センサの検出温度に応
じて補正した風量で送風機を作動させる制御手段とを備
え、この制御手段が点火、またはその前後の時点から所
定時間、前記温度センサによる送風機の風量補正を行わ
ないように構成されている。

【０００８】また、この発明では、燃焼部、この燃焼部
から燃焼ガスが供給される熱交換部、及び送風機を有
し、送風機により室内空気を熱交換部を介して吹き出す
ようにした温風暖房機において、熱交換部、又はその近
くに設けられた温度センサと、燃焼部での燃焼量に応じ
て定められる風量を温度センサの検出温度に応じて補正
した風量で送風機を作動させる制御手段とを備え、この
制御手段が点火、またはその前後の時点から温度センサ
が所定温度を検出するまでの間、前記温度センサによる
送風機の風量補正を行わないように構成されている。

【０００９】また、この発明では、燃焼部、この燃焼部
から燃焼ガスが供給される熱交換部、及び送風機を有
し、送風機により室内空気を熱交換部を介して吹き出す
ようにした温風暖房機において、熱交換部、又はその近
くに設けられた温度センサと、燃焼部での燃焼量に応じ
て定められる風量を温度センサの検出温度に応じて補正
した風量で送風機を作動させる制御手段とを備え、この
制御手段には前記温度センサによる送風機の風量補正の
制限手段が設けられている構成である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載のものでは、点火、またはその
前後の時点から所定時間、温度センサによる送風機の風
量補正が行われないので、熱交換部、又はその近くの温
度が急激に変化する暖房運転開始当初に温度センサによ
る送風機の極度な風量補正が行われないようにでき、送
風機の風量や温風温度が不安定になる心配がない。

【００１１】請求項２に記載のものでは、点火、または
その前後の時点から温度センサが所定温度を検出するま
での間、温度センサによる送風機の風量補正が行われな
いので、熱交換部、又はその近くの温度が急激に変化す
る暖房運転開始当初に温度センサによる送風機の極度な
風量補正が行われないようにでき、送風機の風量や温風
温度が不安定になる心配がない。

【００１２】請求項３に記載のものでは、温度センサに
よる送風機の風量補正が制限されるようにしたので、温
度センサによる送風機の極度な風量補正が行われないよ
うにでき、送風機の風量や温風温度が不安定になる心配
がない。

【００１３】

【実施例】以下、この発明を石油ファンヒータに適用し
た実施例について説明する。

【００１４】図２及び図３において、１は石油ファンヒ
ータの外装ケースであり、外装ケース１の背面にはエア
フィルター２を有する空気吸込口３が設けられ、前面に
は温風吹出口４が設けられている。外装ケース１の内部
には空気吸込口３に臨ませた温風用送風機５が設けられ
るとともに、カートリッジタンク６、油受けタンク７、
燃料ポンプ８、燃焼用送風機９、バーナ（燃焼部）１
０、燃焼筒（燃焼部及び熱交換部）１１、送風案内ケー
ス１２（熱交換部）及び制御装置１３等が設けられてい
る。送風案内ケース１２の上には、サーミスタよりなる
ケース温度センサ１４が取付けられている。また、１５
は外装ケース１の上面に設けられた操作パネルである。

【００１５】図１は上述した制御装置１３の基本構成を
示すものである。図１において、１７はＡ／Ｄ変換器を
内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンとい
う）であり、マイコン１７の入力側には運転スイッチ１
８、温度設定器１９、室温センサ２０、バーナ１０の気
化部の温度を検出するバーナ温度センサ２１、炎検知器
ＦＬ、及びケース温度センサ１４が接続されている。

【００１６】また、マイコン１７の出力側にはバーナ１
０の気化部を加熱する電気ヒータ２２、点火器２３、燃
焼用送風機９を駆動するバーナモータ９Ｍ、燃料ポンプ
８、及び温風用送風機５を駆動するファンモータ５Ｍが
接続されている。２４はバーナモータ９Ｍの回転数を検
出する回転数検知器であり、回転数検知器２４の回転数
信号はマイコン１７に入力されている。なお、ファンモ
ータ５Ｍ及びバーナモータ９Ｍには隈取りモータ等の交
流モータを用いている。

【００１７】運転スイッチ１８が投入されると、マイコ
ン１７はまず電気ヒータ２２に通電し、バーナ１０の気
化部を加熱する。そして、バーナ温度センサ２１の検出
温度が灯油の気化に適した温度になり、予熱が完了する
と、図４及び図５に示すように、マイコン１７はバーナ
モータ９Ｍを作動させ、バーナ１０のプリパージを行
う。プリパージが終了すると、マイコン１７は所定時間
ＴＡ、点火器２３を作動させるとともに、温風用送風機
５を駆動するファンモータ５Ｍと燃料ポンプ８を始動さ
せ、バーナ１０に点火する。バーナモータ９Ｍの回転数
は少なくとも点火器２３の作動時間ＴＡ（数秒間）を含
む一定時間ＴＢ、強制的に所定回転数（最大回転数と最
小回転数の間の所定回転数）に維持される。これは、着
火をスムーズに行わせるためである。

【００１８】このようにして、バーナ１０に燃焼用空気
及び燃料（灯油）が供給されると、燃料は気化され、燃
焼用空気と混合された後、点火器２３にて着火される。
そして、マイコン１７は炎検知器ＦＬからの信号で着火
と判断すると、次のような燃焼制御、並びに温風量制御
を行う。まず、図６に示すように、温度設定器１９によ
って設定された設定温度と室温センサ２０で検知した室
温との偏差に応じて燃焼量Ｑを決定する。そして、この
燃焼量Ｑが得られるように、燃料ポンプ（電磁ポンプ）
８の駆動周波数を制御するとともに、バーナモータ９Ｍ
及びファンモータ５Ｍを位相制御する。

【００１９】バーナモータ９Ｍの位相制御では、燃焼量
Ｑに見合った目標回転数ＮＳが予め定められており、回
転数検知器２４からの信号でバーナモータ９Ｍの実際の
回転数Ｎが検出され、この回転数Ｎが目標回転数ＮＳに
なるようにバーナモータ９Ｍの印加電圧の位相切り角を
増減するようにしてある。このため、燃焼用送風機９の
燃焼用空気量が燃料ポンプ８の燃料供給量に合わせて精
度良く制御される。

【００２０】ファンモータ５Ｍの位相制御では、図７に
示すように、燃焼量Ｑに合わせて制御されるバーナモー
タ９Ｍの回転数Ｎに対してファンモータ５Ｍの印加電圧
の中心位相切り角ｔｓ、並びに目標ケース温度ＴＣＳが
定められている。運転開始当初は、図８及び図９に示す
ように、点火と同時にファンモータ５Ｍを始動させると
ともに、ファンモータ５Ｍの目標位相切り角ｔを例え
ば、所定範囲内の最小値として最大回転数にする。そし
て、点火から所定時間（ｔｄｓ）経過するか、或いは、
温度センサ１４の検出温度ＴＣがＴＣＤになるまでの
間、ファンモータ５Ｍをこの所定（最大）回転数で運転
させ、然る後、次のような回転数制御を行う（図７、図
９及び図１０参照）。

【００２１】マイコン１７は、バーナモータ回転数Ｎに
対応する中心位相切り角ｔｓと目標ケース温度ＴＣＳを
求める。また、目標ケース温度ＴＣＳとケース温度セン
サ１５の検出温度（温風温度に対応）との偏差ΔＴを求
めるとともに、中心位相切り角ｔｓの補値、例えば、交
流電源周波数が５０Ｈｚの場合、（１００００−ｔｓ）
μｓ、６０Ｈｚの場合、（８３３３−ｔｓ）μｓを求
め、これらから数式１及び数式２に示すように、中心位
相切り角ｔｓの補正量Δｔを求める（図９及び図１０参
照）。但し、Ａは定数である。

【００２２】

【数１】

【００２３】

【数２】

【００２４】次に、この補正量Δｔが前回の目標位相切
り角のｘ％以内であるかどうかを判別し、ｘ％以内でな
い場合は、Δｔを前回値のｘ％に制限する。このように
して、求められた補正量Δｔと中心位相切り角ｔｓとか
ら目標位相切り角ｔを数式３により求める。そして、さ
らにこの目標位相切り角ｔが所定範囲以内にあるかどう
かを判別し、目標位相切り角ｔが所定範囲以内にない場
合には、目標位相切り角ｔを所定範囲の最大値または、
最小値に制限する。

【００２５】

【数３】

【００２６】上式から明らかなように、燃焼量Ｑに応じ
て、ベースとなる送風機５の設定風量が定められ、この
設定風量を目標ケース温度ＴＣＳとケース温度センサ１
５の検出温度（送風温度に対応するケース温度ＴＣ）と
の偏差ΔＴに応じて補正した風量となるように温風用送
風機５の風量制御が行われるので、燃焼量に見合った送
風量が得られるばかりでなく、温風温度を快適な温度に
維持することができる。

【００２７】すなわち、偏差ΔＴに応じて目標位相切り
角ｔが増減され、目標送風温度ＴＣＳよりも送風温度Ｔ
Ｃが低いときは目標位相切り角ｔが中心位相切り角ｔｓ
よりも大きくなり、風量が減少して使用者に冷風感を与
えないようにでき、逆に、ＴＣＳよりもＴＣが高いとき
はｔがｔｓよりも小さくなり、風量が増加して外装ケー
ス１内の温度上昇が抑制され、使用者に熱風感を与えな
いようにできる。

【００２８】また、運転開始当初（点火時から所定時間
ｔｄｓが経過するまで、又は、点火時からケース温度Ｔ
Ｃが所定温度ＴＣＤに到達するまで）は上述した偏差Δ
Ｔに基づく目標位相切り角ｔの補正、すなわち、送風機
５の風量補正が行われないようにしたので、温度センサ
１４の検出温度が極端に低い点火直後に、送風機５の風
量が必要以上に抑制され、高温の温風が吹き出したり、
その後に、風量が増加して冷風が吹き出したりして、風
量や温風温度が不安定になることがなくなり、点火直後
から安定した温風制御を行うことができる。

【００２９】また、偏差ΔＴに基づく目標位相切り角ｔ
の補正量（Δｔ）は前回の目標位相切り角に比べて所定
の割合以上にならないよう制限されているので、ケース
温度ＴＣの変化に伴って送風機５の風量が頻繁に増減し
ないようでき、頻繁な風量の変化によって使用者に騒音
感を与えたり、燃焼が不安定になる心配がない。また、
目標位相切り角ｔそのものも、補正によって所定範囲か
ら外れないように制限されているので、風量が極度に増
加したり、減少したりすることがなく、風量や温風温度
が不安定になるのを防止できる。

【００３０】なお、上述した実施例では、点火時から所
定時間ｔｄｓが経過するまで、又は、点火時からケース
温度ＴＣが所定温度ＴＣＳになるまでの間、ケース温度
センサ１４による送風機５の風量補正が行わなれないよ
うにしたが、点火時近くの時点、例えば、プリパージ開
始時、または、着火確認時から所定時間、ケース温度セ
ンサ１４による送風機５の風量補正が行わなれないよう
にしてもよい。また、温度センサ１４による送風機５の
風量補正を禁止する代わりに、最初から温度センサ１４
による送風機５の風量補正の制限を加えながら、燃焼量
に応じて定められる風量を温度センサ１４の検出温度に
応じて補正するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、燃焼量に応じて送風機の風量が定められ、風量が
極度に不足することによる燃焼部や熱交換部の異常加熱
を防止できるばかりでなく、温風温度に応じて送風機の
風量が補正され、運転開始当初や負荷変動によって温風
温度が低い場合には風量が減少して使用者に冷風感を与
えないようにでき、逆に温風温度が上昇した場合には風
量が増加して使用者に冷風感を与えないようにでき、、
さらには、送風機の風量や温風温度が不安定になるのを
防止できるなど、快適な温風暖房を実現でき、安全性に
も優れたものであり、請求項２及び３に記載のもので
も、同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した石油ファンヒータ（温風暖
房機）の制御装置のブロック図である。

【図２】石油ファンヒータの斜視図である。

【図３】石油ファンヒータの内部構造説明図である。

【図４】制御装置のマイクロコンピュータ（制御手段）
の動作説明用のタイムチャートである。

【図５】同じくフローチャートである。

【図６】マイクロコンピュータの燃焼制御特性を示す説
明図である。

【図７】マイクロコンピュータによるファンモータの制
御特性を説明するための図である。

【図８】送風案内ケース温度（温風温度）の制御特性を
示す説明図である。

【図９】マイクロコンピュータによるファンモータの制
御特性を説明するためのフローチャートである。

【図１０】マイクロコンピュータによるファンモータの
制御特性を説明するための図９に続くフローチャートで
ある。

【図１１】従来の温風温度の制御特性を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

５ 温風用送風機 ５Ｍ ファンモータ（交流モータ） １０ バーナ（燃焼部） １１ 燃焼筒（燃焼部及び熱交換部） １２ 送風案内ケース（熱交換部） １５ ケース温度センサ １７ マイクロコンピュータ（制御手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼部、この燃焼部から燃焼ガスが供給
   される熱交換部、及び送風機を有し、送風機により室内
   空気を熱交換部を介して吹き出すようにした温風暖房機
   において、熱交換部、又はその近くに設けられた温度セ
   ンサと、燃焼部での燃焼量に応じて定められる風量を温
   度センサの検出温度に応じて補正した風量で送風機を作
   動させる制御手段とを備え、この制御手段は点火、また
   はその前後の時点から所定時間、前記温度センサによる
   送風機の風量補正を行わないように構成されていること
   を特徴とする温風暖房機。
2. 【請求項２】 燃焼部、この燃焼部から燃焼ガスが供給
   される熱交換部、及び送風機を有し、送風機により室内
   空気を熱交換部を介して吹き出すようにした温風暖房機
   において、熱交換部、又はその近くに設けられた温度セ
   ンサと、燃焼部での燃焼量に応じて定められる風量を温
   度センサの検出温度に応じて補正した風量で送風機を作
   動させる制御手段とを備え、この制御手段は点火、また
   はその前後の時点から温度センサが所定温度を検出する
   までの間、前記温度センサによる送風機の風量補正を行
   わないように構成されていることを特徴とする温風暖房
   機。
3. 【請求項３】 燃焼部、この燃焼部から燃焼ガスが供給
   される熱交換部、及び送風機を有し、送風機により室内
   空気を熱交換部を介して吹き出すようにした温風暖房機
   において、熱交換部、又はその近くに設けられた温度セ
   ンサと、燃焼部での燃焼量に応じて定められる風量を温
   度センサの検出温度に応じて補正した風量で送風機を作
   動させる制御手段とを備え、この制御手段には前記温度
   センサによる送風機の風量補正の制限手段が設けられて
   いることを特徴とする温風暖房機。