JPH0721355B2 - 温風暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃焼により発生した燃焼熱により室内を暖房
する温風暖房機に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えば、温度調節ボタンにより設定される設
定温度と室内温度センサにより検知される検知温度に基
づいて、ガス通路に配設された比例制御弁に供給される
通電量を段階的に変化させて、ガスバーナの燃焼量を変
化させ、室内温度を設定温度に接近させるガス温風暖房
機が存在する。

そして、使用者がガスバーナの燃焼量の急速な変化を望
む時、温度調節ボタンを操作して設定温度を変更する。
このガス温風暖房機は、設定温度が変更されると、室内
温度を設定温度に速やかに近づけるために比例制御弁の
通電量が速い速度で変化するように制御していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のガス温風暖房機は、検知温度が設定温度に到達し
た後に、室内温度と設定温度とが常に接近するように比
例制御弁の通電量を段階的に変化させている。このた
め、前述のように、比例制御弁の通電量を速い速度で変
化させた場合には、室内温度が設定温度に接近した状態
で、ある段階と別の段階とを行き来するハンチング現象
が発生する。とくに、対流ファンにおいては、そのハン
チング現象が騒音の原因となる不具合があった。

そこで、この不具合を解消するため、室内温度と設定温
度との差を求め、その差が大きい時には、比例制御弁の
通電量を速く変化させ、その差が小さい時には、比例制
御弁の通電量を緩やかに変化させることも考えられる。

しかるに、例えばガス温風暖房機を室内の扉付近に設置
した場合、扉のわずかな開閉では室内温度はほとんど変
化しないが、室内温度センサで検知される検知温度が一
瞬大きく低下する可能性がある。この場合に、前述のガ
ス温風暖房機においては、室内温度を上昇させる必要も
ないのに、比例制御弁の通電量を速く変化させことによ
ってガス量を変化させてしまう。このとき、バーナの安
定状態が乱れるばかりでなく、室内温度が設定温度以上
に上昇してしまうという不都合がある。

本発明は、使用者によってバーナの燃焼量の急速な変化
が望まれた時にバーナの燃焼量が急速に変化できるとと
もに、比例制御弁の通電量を段階的に変化させてもハン
チング現象が発生せず、一瞬の室内の温度の乱れが発生
してもバーナの安定状態を乱すことがない温風暖房機の
提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の温風暖房機は、空気を室内に向かって送るため
の温風ダクトと、燃料の燃焼を行って前記温風ダクト内
を通過する空気を加熱するバーナと、通電量に応じて前
記バーナに供給する燃料量を変化させる比例制御弁と、
前記温風ダクト内において前記室内に向かう空気流を発
生させる対流用送風機と、前記室内の温度を設定する温
度設定手段、および前記室内の温度を検知する温度検知
手段を有し、前記温度設定手段により設定される設定温
度と前記温度検知手段により検知される検知温度に基づ
いて、前記比例制御弁に供給される通電量を段階的に変
化させる制御回路とを備え、 前記制御回路は、前記比例制御弁に供給される通電量
を、定常運転時に第１所定速度で変化させ、前記温度設
定手段が操作された際に前記第１所定速度より速い第２
所定速度で変化させる技術手段を採用した。

［作用］ （定常運転時） 制御回路は、比例制御弁に供給される通電量を第２所定
速度より遅い第１所定速度で緩やかに変化させる。この
ように、比例制御弁に供給される通電量が遅い速度であ
る第１所定速度で緩やかに変化するので、室内の温度が
設定温度に接近した状態でも、バーナの燃焼量が緩やか
に変化する。このため、温風ダクト内を室内に向かって
流れる空気の温度も緩やかに変化するので、比例制御弁
に供給する通電量がある段階と別の段階とを行き来する
ことはない。つまり、ハンチング現象が発生しない。

また、一瞬の室内の温度の乱れが発生することにより温
度検知手段で検知される検知温度が一瞬大きく低下して
も、比例制御弁に供給される通電量が緩やかに変化する
ので、バーナに供給されるガス量がほとんど変化しな
い。このため、バーナの燃焼状態が安定する。

（温度設定手段が操作された時） 制御回路は、温度設定手段が操作されると、比例制御弁
に供給される通電量を第１所定速度より速い第２所定速
度で変化させる。比例制御弁に供給される通電量が速い
速度である所定速度で変化すると、バーナに供給される
燃料量が急速に変化する。

このため、バーナの燃焼量が急速に変化することによっ
て、温風ダクト内を室内に向かって流れる空気の温度も
急速に変化する。

［発明の効果］ 使用者によってバーナの燃焼量の急速な変化が要求され
たときに、バーナに供給される燃料量が急速に変化する
ため、使用者が望む暖房効果を急速に得ることができ
る。

また、バーナの燃焼量の急速な変化が要求されない定常
運転時は、比例制御弁に供給される通電量が緩やかに変
化する。このため、比例制御弁に供給される通電量を段
階的に制御しても従来装置のようにハンチング現象が発
生せず、対流用送風機もハンチング現象を発生しないの
で、対流用送風機の騒音を低下させることができる。さ
らに、バーナは、一瞬の室内の温度の乱れが生じても安
定した燃焼状態を維持することができる。

［実施例］ 本発明の温風暖房機を第１図ないし第４図に示す一実施
例に基づき説明する。

第１図はFF式ガス温風暖房機の概略構造を示す。

FF式ガス温風暖房機１は、温風ダクト２、対流用送風機
３、燃焼用ダクト、４、燃焼用送風機５、ガスバーナ
６、熱交換器61、燃焼ケース62およびマイクロコンピュ
ータ10を備えている。

温風ダクト２は、吸入口21より室内空気を吸入して、吹
出口22より室内に向かって温風を吹出す温風通路であ
る。また、吸入口21には、サーミスタ11が取り付けられ
ている。そして、温風ダクト２の内部には、対流用送風
機３、熱交換器61、燃焼ケース62およびガスバーナ６が
配設されている。

対流用送風機３は、通電量に応じて回転速度が変化する
電動モータ31、および該電動モータ31によって回転駆動
され、温風ダクト２内に室内に向かう空気流を発生させ
る対流ファン32を有する。

燃焼用ダクト４は、室外より吸入した室外空気および燃
料ガス供給手段７より導入された燃料ガスをガスバーナ
６に供給する空気通路である。

燃焼用送風機５は、通電量に応じて回転速度が変化する
電動モータ51、および該電動モータ51によって回転駆動
され、燃焼用ダクト４およびガスバーナ６内に室外に向
かう空気流を発生させる燃焼ファン52を有する。

ガスバーナ６は、本発明のバーナであって、燃焼プレー
ト64を有する。

熱交換器61は、一端が燃焼ケース62に接続され、温風ダ
クト２内を通過する空気と内部の燃焼熱とを熱交換す
る。この熱交換器61の他端は、排気ダクト63と接続され
ている。燃焼ケース62は、燃焼プレート64の下流側に、
サーモカップル12およびスパーク電極13を配設してい
る。排気ダクト63は、混合気の燃焼排気を室外に排出す
る空気通路である。

燃料ガス供給手段７は、第１主電磁弁71、第２主電磁弁
72、流量調節用オリフィス73、比例制御弁74およびこれ
らを配設したガス配管75を有する。

第１主電磁弁71および第２主電磁弁72は、通電されると
開弁し、通電が停止されると閉弁する。オリフィス73
は、比例制御弁74と並列して配設され、燃料ガスの供給
量（以下ガス量と呼ぶ）を調節する。比例制御弁74は、
通電量に応じてガス配管75の開口度合を変化させること
によって燃焼ガスの供給圧力を変更して、燃料ガスのガ
ス量を調節する弁である。

マイクロコンピュータ10は、本発明の制御回路であっ
て、サーミスタ11、サーモカップル12、スパーク電極1
3、運転スイッチ14および温度調節ボタン15より信号を
入力して設定温度表示器16を制御する。

サーミスタ11は、本発明の室内温度検知手段であって、
室内温度を検出して、その検出値をマイクロコンピュー
タ10に送る。温度調節ボタン15は、本発明の温度設定手
段であって、設定温度を設定する設定器である。設定温
度表示器16は、温度調節ボタン15で設定した設定温度を
表示するものである。

マイクロコンピュータ10は、これらのサーミスタ11、サ
ーモカップル12、運転スイッチ14および温度調節ボタン
15から送られてくる電気信号に応じて、スパーク電極1
3、電動モータ31、51、第１主電磁弁71、第２主電磁弁7
2、比例制御弁74および設定温度表示器16を制御する。

なお、マイクロコンピュータ10は、燃焼運転中に、室内
温度および設定温度に対応して弱運転から強運転まで７
段階に電動モータ31、51および比例制御弁74の通電量を
変化させる。またマイクロコンピュータ10は、FF式ガス
温風暖房機１を強制「強」運転、定常運転および急速運
転する。

強制「強」運転は、着火後に所定時間経過するまで室内
温度および設定温度に拘らず、電動モータ31,51の回転
速度および比例制御弁74の通電量を最大で運転する。

定常運転は、室内温度と設定温度との温度差に応じた目
標値（第２図のグラフ参照）に基づいて、比例制御弁74
の通電量を第１所定速度で変化させる運転である（第３
図のグラフ参照）。定常運転中は、比例制御弁74の通電
量が第１所定速度で変化するため、電動モータ31、51の
回転速度（電動モータ31、51への通電量により制御）も
第１所定速度で変化する。

急速運転は、温度調節ボタン15が操作された際に、室内
温度と設定温度との温度差に応じた目標値（第２図のグ
ラフ参照）に基づいて、比例制御弁74の通電量を第１所
定速度より例えば５倍速い第２所定速度で変化させる運
転である（第３図のグラフ参照）。急速運転中は、比例
制御弁74の通電量が第２所定速度で変化するため、電動
モータ31、51の回転速度も第２所定速度で変化する。

ここで、第３図のグラフにおいて、実線は急速運転を示
し、破線は定常運転を示す。また、T₁は第１保持時間
（例えば10秒間）を示し、T₂は第２保持時間（例えば２
秒間）を示す。

第４図はマイクロコンピュータ10の主な制御を表すフロ
ーチャートを示す。

初めに、温度調節ボタン15が操作されたか否かを判断す
る（ステップS1）。温度調節ボタン15が操作されていな
い（No）時、室内温度（tr）を検出し（ステップS2）、
設定温度（ts）を読み込み（ステップS3）、室内温度
（tr）と設定温度（ts）との温度差に応じた目標値（目
標段階）を演算する（ステップS4）。そして、比例制御
弁74の通電量が目標値か否かを判断する（ステップS
5）。目標値である（Yes）時、ステップS1の制御を行
う。

ステップS5において、目標値ではない（No）時、第１保
持時間（T₁）が経過したか否かを判断する（ステップS
6）。（T₁）が経過していない（No）時、ステップS6の
制御を行う。

ステップS6において、（T₁）が経過した（Yes）時、比
例制御弁74への通電量を１段階だけ変化させる（ステッ
プS7）。

その後にステップS5の制御を行う。

ステップS1において、温度調節ボタン15が操作された
（Yes）時、室内温度（tr）を検出し（ステップS8）、
設定温度（ts）を読み込み（ステップS9）室内温度（t
r）と設定温度（ts）との温度差に応じた目標値を演算
する（ステップS10）。そして、現在の比例制御弁74の
通電量が目標値か否かを判断する（ステップS11）。目
標値である（Yes）時、ステップS1の制御を行う。

ステップS11において、目標値ではない（No）時、第２
保持時間（T₂）が経過したか否かを判断する（ステップ
S12）。（T₂）が経過していない（No）時、ステップS12
の制御を行う。

ステップS12において、（T₂）が経過した（Yes）時、比
例制御弁74への通電量を１段階だけ変化させる（ステッ
プS13）。その後にステップS11の制御を行う。

本実施例のFF式ガス温風暖房機１を第１図ないし第３図
に基づき説明する。

運転スイッチ14を「入」側に設定すると、FF式ガス温風
暖房機１が所定時間経過するまで強制「強」運転され
る。強制「強」運転後は、マイクロコンピュータ10によ
ってサーミスタ11により検出される室内温度と温度調節
ボタン15により設定される設定温度との温度差に応じ
て、ガスバーナ６の燃焼量の目標値が演算される。

ガスバーナ６の燃焼量の目標値は、例えば室内温度（t
r）と設定温度（ts）との温度差±△ｔ（例えば0.375）
℃のとき４段目の燃焼量が求められる（第２図のグラフ
参照）。また、設定温度と室内温度との温度差が±Δｔ
℃より大きくなると、室内温度と設定温度との温度差に
応じて、ガスバーナ６の燃焼量の目標値が１〜３段目ま
たは５〜７段目に切替わる。

例えば、現在３段目の燃焼量で運転されている時、７段
目の燃焼量が目標値として求められた場合には、第１保
持時間（T₁＝10秒間）が経過した後に比例制御弁74の通
電量を１段階だけ増大する（第３図のグラフ参照）。

このように、比例制御弁74の通電量が10秒間に１段階の
割合で増大すると、それに対応して対流用送風機３の電
動モータ31および燃焼用送風機５の電動モータ51の通電
量も10秒間に１段階の割合で増大する。つまり、電動モ
ータ31、51および比例制御弁74の通電量が第１所定速度
で増大する。

このため、比例制御弁74によりガス配管75の開口度合が
緩やかに増大することによって、ガスバーナ６に供給さ
れる燃料ガスのガス量も緩やかに増加する。

このように、温度調節ボタン15が操作されない時は、第
１所定速度で緩やかにガスバーナ６の燃焼量が変化する
ため、温風ダクト２内を室内に向かって流れる空気の温
度や送風量も緩やかに変化する。このため、室内温度が
設定温度に接近している状態のときに、比例制御弁74の
通電量を段階的に制御しても従来装置のように電動モー
タ31、51および比例制御弁74の通電量がある段階と別の
段階とを行き来することはない。よって、電動モータ3
1、51の通電量がある段階と別の段階とを行き来するこ
とはない。つまり、電動モータ31、51の通電制御におい
てハンチング現象が生じないので、対流ファン32、燃焼
ファン52の回転速度が安定するため騒音が低減される。

また、一瞬の室内の温度の乱れが発生することによりサ
ーミスタ11で検出される室内温度が一瞬大きく低下する
ことが考えられる。この場合でも、比例制御弁74の通電
量は、前述のように第１保持時間が経過しないと変化し
ない。このため、第１保持時間中に室内温度が元の温度
に落ち着くと、ガスバーナ６に供給されるガス量が変化
しない。すなわち、室内温度を上昇させる必要もないの
に、比例制御弁74の通電量を急速に増大させことによっ
てガス量を変化させてしまうことがなくなる。このた
め、ガスバーナ６の安定状態が維持されることによっ
て、室内温度が設定温度以上に著しく上昇することを防
止できる。

なお、温度調節ボタン15が操作されると、例えば室内温
度が19.5℃で設定温度が19℃に設定されている時に設定
温度を22℃に切替えると、マイクロコンピュータ10によ
りガスバーナ６の燃焼量の目標値として７段目の燃焼量
が求められる。

このため、FF式ガス温風暖房機１が現在３段目の燃焼量
で運転されているので、第２保持時間（T₂＝２秒間）が
経過した後に比例制御弁74の通電量を１段階だけ増大す
る（第３図のグラフ参照）。

このように、比例制御弁74の通電量が２秒間に１段階の
割合で増大すると、それに対応して対流用送風機３の電
動モータ31および燃焼用送風機５の電動モータ51の通電
量も２秒間に１段階の割合で増大する。つまり、電動モ
ータ31、51および比例制御弁74の通電量が第２所定速度
で増大する。

以上のようにFF式ガス温風暖房機１を急速運転すること
によって、室内温度を設定温度に迅速に近づけることが
できる。

すなわち、使用者によって温度調節ボタン15が操作さ
れ、ガスバーナ６の燃焼量の急速な増大または減少が要
求された際に、ガスバーナ６に供給されるガス量を急速
に増大または減少させることによって、使用者が望む暖
房効果を急速に得ることができる。

（変形例） 本実施例では、燃焼ファンおよび対流ファンの回転速度
を比例制御弁の通電量に応じて設定しているが、燃焼フ
ァンまたは対流ファンの回転速度を設定温度と室内温度
との差に応じて設定しても良い。

本実施例では、燃料として燃料ガスを使用したが、燃料
として液体燃料を使用しても良い。

本実施例では、温風暖房機をFF式ガス温風暖房機に使用
したが、温風暖房機をファンヒータなど他の温風暖房機
に使用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す。第１図
はFF式ガス温風暖房機の概略構造を示す構成図、第２図
は室内温度と設定温度との温度差とガスバーナの燃焼量
の目標値との関係を表すグラフ、第３図は定常運転およ
び急速運転時のガス量の変化量と時間との関係を表すグ
ラフ、第４図はマイクロコンピュータの主な制御を表す
フローチャートである。 図中、１……FF式ガス温風暖房機（温風暖房機）、２…
…温風ダクト、３……対流ファン（対流用送風機）、６
……ガスバーナ（バーナ）、10……マイクロコンピュー
タ（制御回路）、11……サーミスタ（温度検知手段）、
15……温度調節ボタン（温度設定手段）、74……比例制
御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を室内に向かって送るための温風ダク
   トと、 燃料の燃焼を行って前記温風ダクト内を通過する空気を
   加熱するバーナと、 通電量に応じて前記バーナに供給する燃料量を変化させ
   る比例制御弁と、 前記温風ダクト内において前記室内に向かう空気流を発
   生させる対流用送風機と、 前記室内の温度を設定する温度設定手段、および前記室
   内の温度を検知する温度検知手段を有し、 前記温度設定手段により設定される設定温度と前記温度
   検知手段により検知される検知温度に基づいて、前記比
   例制御弁に供給される通電量を段階的に変化させる制御
   回路とを備え、 前記制御回路は、前記比例制御弁に供給される通電量
   を、定常運転時に第１所定速度で変化させ、前記温度設
   定手段が操作された際に前記第１所定速度より速い第２
   所定速度で変化させることを特微とする温風暖房機。