JPH10311531A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷の大きさによらずに、燃焼器の燃焼開始後
の被加熱物の温度を速やかに設定温度に向かって上昇さ
せつつ、燃焼器の燃焼・消火が短いサイクルで頻繁に生
じるような事態を防止することができる温度制御装置を
提供する。 【解決手段】燃焼器の燃焼量を、実線及び二点鎖線で示
すような互いに異なる制御特性で制御する二つの燃焼量
制御手段を備え、燃焼開始直後は実線の制御特性に対応
する燃焼量制御手段で燃焼器の燃焼量を制御し、所定時
間の経過時に被加熱物の温度が基準温度に達しているか
否かで負荷の大小を判断する。負荷が小さいと判断した
場合には、実線の制御特性に対応する燃焼量制御手段で
燃焼器の燃焼量の制御を継続し、負荷が大きいと判断し
た場合には、二点鎖線の制御特性に対応する燃焼量制御
手段による燃焼器の燃焼量の制御に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温水暖房機、温風
暖房機等の温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば屋内の暖房をボイラー等の燃焼器
により加熱した温水により行う温水暖房機や、屋内空気
をファンにより対流させつつ燃焼器により加熱して送風
する温風暖房機では、その燃焼器による被加熱物である
温水や屋内空気の温度を、概ね所要の設定温度に保つよ
うに燃焼器を制御（温調制御）するものが一般に知られ
ている。そして、このような温度制御は具体的には、例
えば次のように行われている。

【０００３】すなわち、燃焼器の燃焼を開始してからあ
らかじめ決められた一定時間は、被加熱物の昇温を速や
かに行うために燃焼器を最大燃焼量で燃焼させ、次い
で、設定温度よりも低い所定の温度までは、燃焼器の最
大燃焼量での燃焼を継続した後、被加熱物の温度が設定
温度に近づくに従って燃焼器の燃焼量を減少させていく
ように被加熱物の温度と設定温度との偏差に応じて比例
的に燃焼器の燃焼量を制御（所謂、比例制御）する。そ
して、被加熱物の温度が設定温度を超えて、所定の消火
温度まで上昇すると、燃焼器を一旦消火し、その後、被
加熱物の温度が設定温度よりも低い所定の燃焼再開温度
まで低下すると、燃焼器の燃焼を再開し、このような燃
焼器の制御を行うことで、被加熱物の温度を概ね設定温
度に保持する。

【０００４】しかしながら、このような従来の装置で
は、被加熱物の加熱時の負荷、すなわち、被加熱物の温
度を設定温度まで上昇させ、さらに該設定温度に保持す
るために必要な熱エネルギーの大きさによらずに、常に
同じような形態で燃焼器を制御するようにしているた
め、次のような不都合を生じるものであった。

【０００５】すなわち、暖房を行う屋内が広かったり、
屋内の温度が低く、あるいは該温度が低下しやすい場合
等、装置の負荷が比較的大きい場合において、燃焼器の
燃焼の開始後、被加熱物の温度がある程度設定温度に近
づくと、燃焼器の燃焼量は該被加熱物の温度と設定温度
との偏差に応じて制御（比例制御）されるため、該燃焼
器の燃焼量が負荷に対して小さめな傾向となり、被加熱
物の温度がなかなか設定温度まで上昇せず、あるいは、
被加熱物の温度が設定温度まで上昇しないという不都合
を生じることがある。

【０００６】また、逆に暖房を行う屋内が比較的狭かっ
たり、屋内の温度が設定温度に対してさほど低くない場
合等、装置の負荷が比較的小さい場合において、燃焼器
の燃焼の開始後、被加熱物の温度が設定温度に上昇する
までは、被加熱物の温度と設定温度との偏差に応じた燃
焼量の制御によって、その燃焼量は負荷に対して大きめ
なものとなりやすい。このため、被加熱物の温度が設定
温度に達して、燃焼器が最小燃焼量で燃焼するようにな
っても、被加熱物の温度は燃焼器の燃焼開始後、比較的
短時間で燃焼器を消火する前記消火温度まで上昇してし
まうことが多い。そして、このような場合には、燃焼器
の燃焼・消火が短いサイクルで繰り返されることとなる
ため、燃焼器の寿命低下を招くと共に、短いサイクルで
繰り返される燃焼器の燃焼の開始の都度、異臭を生じる
という不都合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、負荷の大きさによらずに、燃焼器の燃焼開始
後の被加熱物の温度を速やかに設定温度に向かって上昇
させつつ、燃焼器の燃焼・消火が短いサイクルで頻繁に
生じるような事態を防止することができる温度制御装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の温度制御装置は
かかる目的を達成するために、燃焼器の燃焼熱により加
熱される被加熱物の温度を設定温度に略一致させるため
に、該被加熱物の温度が前記設定温度よりも高い所定の
消火温度まで上昇したときには該燃焼器を消火し、該消
火後、該被加熱物の温度が前記設定温度よりも低い所定
の燃焼再開温度まで低下したときには該燃焼器の燃焼を
再開すると共に、該燃焼器の燃焼中は、該被加熱物の温
度に応じて該燃焼器の燃焼量を制御する温度制御装置に
おいて、前記燃焼器の燃焼量を、前記被加熱物の温度に
対する互いに異なる制御特性で制御する複数の燃焼量制
御手段と、前記燃焼器の燃焼開始後の前記被加熱物の温
度の上昇形態に基づき該被加熱物の加熱時の負荷の大き
さを把握する加熱負荷把握手段と、前記燃焼器の燃焼中
に前記複数の燃焼量制御手段の中から一つの燃焼量制御
手段を選択して、その選択した燃焼量制御手段による前
記燃焼器の燃焼量の制御を行わしめる燃焼制御選択手段
とを備え、前記各燃焼量制御手段の制御特性は、前記消
火温度よりも低い温度域において燃焼量制御手段毎に定
められた互いに異なる所定の温度範囲で前記被加熱物の
温度の上昇に伴い前記燃焼器の燃焼量がその最大燃焼量
側から最小燃焼量側に変化し、且つ該温度範囲の下側の
温度域では前記燃焼器の燃焼量が最大燃焼量に維持さ
れ、該温度範囲の上側の温度域では前記燃焼器の燃焼量
が最小燃焼量に維持される特性に設定され、前記燃焼制
御選択手段は、前記燃焼器の燃焼開始直後は、前記複数
の燃焼量制御手段のうち、最も低温側の前記温度範囲に
対応する燃焼量制御手段を選択すると共に、前記加熱負
荷把握手段により前記負荷の大きさが把握されたときに
は、その負荷が大きい程、高温側の前記温度範囲に対応
する燃焼量制御手段を選択するように該負荷の大きさに
応じた燃焼量制御手段を選択することを特徴とする。

【０００９】かかる本発明によれば、前記燃焼器の燃焼
を開始した直後の初期段階では、前記燃焼制御選択手段
によって、前記複数の燃焼量制御手段のうち、最も低温
側の前記温度範囲に対応する燃焼量制御手段が選択さ
れ、この燃焼量制御手段が有する前記制御特性に従っ
て、燃焼器の燃焼量が制御される。このため、燃焼器の
燃焼量は、被加熱物の温度の比較的低温域（例えば前記
燃焼再開温度に近い温度）で被加熱物の温度の上昇に伴
い最小燃焼量まで減少するように制御される。

【００１０】そして、このような燃焼器の燃焼中に前記
加熱負荷把握手段によって、被加熱物の温度の上昇形態
に基づき負荷の大きさが把握され、この負荷の大きさが
把握されると、前記燃焼制御選択手段は、該負荷の大き
さに応じた燃焼量制御手段を選択し、この燃焼量制御手
段による燃焼量の制御を行わしめる。

【００１１】この場合、燃焼制御選択手段は、加熱負荷
把握手段によって把握された負荷が大きい程、高温側の
前記温度範囲に対応する燃焼量制御手段を選択するた
め、該負荷が大きめである場合には、燃焼器は、被加熱
物の温度が比較的高い温度域（例えば設定温度に近い温
度等、該設定温度に対して相対的に高い温度）に上昇す
るまで、燃焼器の最大燃焼量を含めて比較的大きな燃焼
量で燃焼することとなる。これは、高温側の前記温度範
囲に対応する燃焼量制御手段の前記制御特性では、低温
側の前記温度範囲に対応する燃焼量制御手段の前記制御
特性よりも、燃焼器を最大燃焼量で燃焼させる温度域が
より高温側に存するからである。このため、被加熱物の
温度は前記負荷の大きさが把握された後、速やかに設定
温度に向かって上昇していく。また、このとき、負荷が
大きいため、上記のように比較的高温度域まで大きな燃
焼量で燃焼器が燃焼しても、被加熱物の温度が設定温度
を超えて前記消火温度まで極端に急激に上昇してしまう
こともない。

【００１２】また、上記と逆に、前記負荷が小さめであ
る場合には、燃焼制御選択手段は、低温側の前記温度範
囲に対応する燃焼量制御手段を選択するため、前記負荷
の大きさが把握された後の燃焼器の燃焼量は、比較的低
い温度域（例えば前記燃焼再開温度に近い温度等、設定
温度に対して相対的に低い温度域）で最小燃焼量に減少
して該最小燃焼量に保持される。これは、低温側の前記
温度範囲に対応する燃焼量制御手段の前記制御特性で
は、高温側の前記温度範囲に対応する燃焼量制御手段の
前記制御特性よりも、燃焼器を最小燃焼量で燃焼させる
温度域がより低温側に存するからである。このため、被
加熱物の温度は比較的緩やかに設定温度に向かって上昇
していくこととなる。そして、このとき、燃焼器の最小
燃焼量で被加熱物の温度が設定温度を超えて前記消火温
度まで上昇してしまうような場合であっても、従来に比
して被加熱物の温度が消火温度に上昇するまでには時間
がかかり、従って、燃焼開始後、早期に燃焼器が消火し
てしまうことはない。また、このとき、負荷が小さいた
め、上記のように比較的低い温度域から燃焼器が最小燃
焼量で燃焼しても、被加熱物の温度の上昇が極端に遅く
なるようなこともない。

【００１３】つまり、本発明によれば、被加熱物の温度
が設定温度に向かって上昇していく際に、負荷が大きい
程、燃焼器が最大燃焼量を含めて比較的大きな燃焼量で
燃焼する温度域が広くなり、逆に、負荷が小さい程、燃
焼器が最小燃焼量を含めて比較的小さな燃焼量で燃焼す
る温度域が広くなり、これによって、負荷の大きさによ
らずに、燃焼器の燃焼開始後の被加熱物の温度を速やか
に設定温度に向かって上昇させつつ、燃焼器の燃焼・消
火が短いサイクルで頻繁に生じるような事態を防止する
ことができる。

【００１４】かかる本発明では、より具体的には、例え
ば前記複数の燃焼量制御手段は、前記設定温度以下で且
つ前記燃焼再開温度よりも高い所定の基準温度もしくは
その近傍温度以下の温度範囲で前記被加熱物の温度の上
昇に伴い前記燃焼器の燃焼量がその最大燃焼量側から最
小燃焼量側に変化する前記制御特性を有する第１の燃焼
量制御手段と、前記基準温度もしくはその近傍温度以上
の温度範囲で前記被加熱物の温度の上昇に伴い前記燃焼
器の燃焼量がその最大燃焼量側から最小燃焼量側に変化
する前記制御特性を有する第２の燃焼量制御手段とから
成り、前記加熱負荷把握手段は、前記燃焼器の燃焼開始
後、あらかじめ定めた所定時間内に前記被加熱物の温度
が前記基準温度まで上昇するか否かにより前記負荷の大
小を把握し、前記燃焼制御選択手段は前記加熱負荷把握
手段により前記負荷が大きいことが把握されたときに
は、前記第２の燃焼量制御手段を選択し、前記負荷が小
さいことが把握されたときには、前記第１の燃焼量制御
手段を継続的に選択する。

【００１５】これによれば、前記燃焼器の燃焼開始後、
まず、前記燃焼制御選択手段によって、前記第１の燃焼
量制御手段が選択され、該第１の燃焼量制御手段による
燃焼器の燃焼量の制御が行われる。このとき、該燃焼器
の燃焼量は前記基準温度もしきはその近傍温度よりも低
い温度域で被加熱物の温度が前記基準温度に近づくに従
って最小燃焼量まで減少する。一方、このように第１の
燃焼量制御手段による燃焼量の制御が行われている燃焼
器の燃焼中に、前記加熱負荷把握手段は、前記燃焼器の
燃焼開始後、あらかじめ定めた所定時間内に前記被加熱
物の温度が前記基準温度まで上昇するか否か、すなわち
上記所定時間の経過時に被加熱物の温度が前記基準温度
に達しているか否かにより前記負荷の大小を把握する。
この場合、所定時間内に前記被加熱物の温度が前記基準
温度まで上昇していなければ、前記加熱負荷把握手段に
より把握される負荷は大きく、該被加熱物の温度が前記
基準温度まで上昇しておれば、前記加熱負荷把握手段に
より把握される負荷は小さい。

【００１６】そして、このように加熱負荷把握手段によ
って負荷の大小が把握されたとき、その負荷が大きい場
合には、前記燃焼制御選択手段は、前記第１の燃焼量制
御手段に代えて第２の燃焼量制御手段を選択して、該第
２の燃焼量制御手段による燃焼量の制御を行わしめる。
このとき、被加熱物の温度は基準温度に達していないた
め、第２の燃焼量制御手段によって制御される燃焼器の
燃焼量は、まず、最大燃焼量もしくはこれに近い大燃焼
量となり、その後、該第２の燃焼量制御手段に対応する
前記温度範囲（例えば前記設定温度に近い温度範囲）で
被加熱物の温度の上昇に伴い減少していく。このため、
設定温度に近い温度まで燃焼器は比較的大きな燃焼量で
燃焼し、被加熱物の温度は速やかに設定温度に向かって
上昇し、また、負荷が大きいため、極端に温度上昇が早
くなることもない。

【００１７】また、加熱負荷把握手段によって把握され
た負荷の大きさが小さい場合には、前記燃焼制御選択手
段は、前記第１の燃焼量制御手段を継続的に選択して、
該第１の燃焼量制御手段による燃焼量の制御を継続的に
行わしめる。このとき、被加熱物の温度は基準温度に達
しているため、第１の燃焼量制御手段によって制御され
る燃焼器の燃焼量はほぼ最小燃焼量となっており、基本
的にはこの最小燃焼量での燃焼が継続的に行われる。こ
のため、被加熱物の温度は比較的緩やかに上昇し、ま
た、負荷が小さいため、極端に温度上昇が遅くなること
もない。

【００１８】このような作動によって、前述の如く負荷
の大きさによらずに、燃焼器の燃焼開始後の被加熱物の
温度を速やかに設定温度に向かって上昇させつつ、燃焼
器の燃焼・消火が短いサイクルで頻繁に生じるような事
態を防止することができる。

【００１９】前述のように前記複数の燃焼量制御手段を
第１及び第２の二つの燃焼量制御手段により構成した場
合、前記基準温度は、前記設定温度が高い程、高くなる
ように該設定温度に応じて定められていることが好まし
い。

【００２０】すなわち、設定温度が高い程、負荷が大き
くなるため、被加熱物の温度を速やかに設定温度に向か
って上昇させる上では、なるべく広い温度域で燃焼器を
比較的大きな燃焼量で燃焼させることが好ましく、従っ
て、前記第２の燃焼量制御手段を選択して燃焼器の燃焼
量を制御することが好ましい。逆に、設定温度が低い
程、負荷が小さくなるため、被加熱物の温度の急激な上
昇を避ける上では、なるべく広い温度域で燃焼器を比較
的小さな燃焼量で燃焼させることが好ましく、従って、
前記第１の燃焼量制御手段を選択して燃焼器の燃焼量を
制御することが好ましい。

【００２１】そこで、前述のように前記基準温度を、設
定温度が高い程、高くなるように定めることで、前記加
熱負荷把握手段による負荷の大きさの把握を確実に適正
に行うことができ、これによって、上記のように的確な
燃焼量制御手段を選択して、燃焼器の燃焼量を制御する
ことができ、ひいては、燃焼器の燃焼開始後の被加熱物
の温度を速やかに設定温度に向かって上昇させつつ、燃
焼器の燃焼・消火が短いサイクルで頻繁に生じるような
事態を防止することができるという本発明の作用効果を
設定温度によらずに的確に奏することができる。

【００２２】さらに、本発明では、前記燃焼制御選択手
段は、前記加熱負荷把握手段により把握された負荷に応
じて前記第１の燃焼量制御手段を選択した後、前記被加
熱物の温度が前記基準温度もしくはその近傍温度よりも
低くなったとき、前記第２の燃焼量制御手段を選択す
る。

【００２３】これによれば、前記加熱負荷把握手段によ
って負荷が小さいと把握された後に、負荷が大きくなっ
て、前記第１の燃焼量制御手段による燃焼量の制御では
被加熱物の温度が前記基準温度よりも低下してしまうよ
うな場合には、前記第２の燃焼量制御手段が改めて選択
され、該第２の燃焼量制御手段による燃焼量の制御が行
われるため、該燃焼量が前記基準温度を含む比較的広い
温度域で大きなものとなる。これにより、前記加熱負荷
把握手段によって負荷が小さいと把握された後に、負荷
が大きくなった場合に、被加熱物の温度が設定温度まで
上昇しないような事態を排除することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
４を参照して説明する。図１は本実施形態の温度制御装
置を備えた温水暖房機のシステム構成図、図２は図１の
温水暖房機の要部のブロック図、図３は図１の温水暖房
機における燃焼器の制御特性を示す線図、図４は図１の
温水暖房機に備えたコントローラの処理を示すフローチ
ャートである。

【００２５】図１を参照して １は本実施形態で説明す
る温水暖房機の本体装置であり、この本体装置１は、貯
水タンク２と、該貯水タンク２内の水（被加熱物）を熱
交換器３を介して送り出す往路管４ａと、往路管４ａか
ら送り出された水を貯水タンク２に戻す復路管４ｂと、
貯水タンク２内の水を往路管４ａ及び復路管４ｂを介し
て循環させる循環ポンプ５と、往路管４ａから送り出す
水を熱交換器３を介して加熱する燃焼器６と、燃焼器６
に燃料（本実施形態では油）を図示しない燃料タンクか
ら給油管７ａを介して供給する燃料ポンプ７と、燃焼器
６を点火する点火器８と、復路管４ｂを貯水タンク２に
向かって流れる水の温度（温水温度）を検出する温度セ
ンサ９とを備えている。そして、往路管４ａ及び復路管
４ｂの間には、ヘッダ１０を介して床暖房パネル等の複
数の放熱器１１が接続され、貯水タンク２内の水を燃焼
器６の燃焼熱により熱交換器３を介して加熱してなる温
水が、循環ポンプ５の作動により往路管４ａ、放熱器１
１及び復路管４ｂを介して循環するようになっている。

【００２６】尚、図示は省略するが、本体装置１には、
燃焼器６に燃焼用空気を供給する送風ファンも備えられ
ている。

【００２７】また、本実施形態の温水暖房機では、前記
循環ポンプ５、燃料ポンプ７、点火器８等の動作制御を
行うコントローラ１２が備えられ、さらに、このコント
ローラ１２に対して、温水暖房機の所望の運転形態（運
転モード）や、放熱器１１に供給される温水（往路管４
ａ及び復路管４ｂを流れる温水）の温度の設定等を行う
ためのリモートコントロールユニット１３（以下、リモ
コン１３という）が備えられている。

【００２８】リモコン１３は、温水暖房機の運転開始及
び運転停止をコントローラ１２に指示する運転スイッチ
１４と、温水暖房機の運転モードや温水温度、時刻の設
定等を行うための操作部１５と、この操作部１５で設定
された運転モードや温水の設定温度、時刻等を表示する
表示部１６とを有している。

【００２９】この場合、本実施形態の温水暖房機の運転
モードは、設定温度運転モード（通常運転モード）、セ
ーブ運転モード及びプログラム運転モードの３種類の運
転モードがあり、これらの運転モードのうち、設定温度
運転モードは、温水温度を通常的な設定温度（例えば５
０〜８０°Ｃ）に保持するように温水暖房機の運転を行
うモードである。また、セーブ運転モードは、夜間運転
時等、さほど高い温水温度を要求されない場合に温水温
度を低めの設定温度（例えば２０〜４５°Ｃ）に保持す
るように温水暖房機の運転を行うモードであり、プログ
ラム運転モードは、前記設定温度運転モードやセーブ運
転モードでの温水暖房機の運転を１日の決められたタイ
ムスケジュール（例えば９時から１２時まで上記設定温
度運転モードでの運転を行い、１２時から１５時まで運
転を停止するというようなスケジュール）に従って行う
モードである。そして、リモコン１３の操作部１５で
は、これらの各運転モードについて、所望の温水温度を
所定のスイッチ操作等により例えば５°Ｃ単位で設定可
能としている。

【００３０】コントローラ１２は、マイクロコンピュー
タ等を用いて構成され、前記リモコン１３で設定された
各種類の運転モードにおいて（但し、前記プログラム運
転モードにおいて運転停止が設定されている期間を除
く）、温水温度を設定温度に概ね保持するように燃焼器
６の作動を制御（温調制御）するものである。そして、
この制御を行うために、コントローラ１２は、図２に示
すように、その主要な機能的構成として、燃焼器６の点
火・消火の制御を担う点火・消火制御手段１７と、燃焼
器６の燃焼開始後の燃焼量を互いに異なる制御特性で制
御可能な第１及び第２燃焼量制御手段１８，１９と、こ
れらの二つの第１及び第２燃焼量制御手段１８，１９か
ら燃焼器６の燃焼量の制御を行わせる燃焼量制御手段を
選択する燃焼制御選択手段２０と、温水暖房機の運転時
の負荷（暖房負荷）の大きさを燃焼器６の燃焼開始後、
所定のタイミングで把握する加熱負荷把握手段２１とを
備えている。

【００３１】点火・消火制御手段１７は、前記設定温度
運転モードあるいはセーブ運転モード（前記プログラム
運転モードで時刻指定された設定温度運転モードあるい
はセーブ運転モードを含む。以下同様）での運転の開始
時に温度センサ９による温水の検出温度が設定温度より
も低い所定の燃焼再開温度以下であるときに、燃料ポン
プ７を作動させて燃焼器６に燃料を供給しつつ、点火器
８を作動させることで燃焼器６を点火する。また、点火
・消火制御手段１７は、設定温度運転モードあるいはセ
ーブ運転モードでの燃焼器６の燃焼中に、温度センサ９
による温水の検出温度が設定温度よりも高い所定の消火
温度まで上昇したときに、燃料ポンプ７を停止させて燃
焼器６への燃料供給を遮断することで、燃焼器６を消火
する。尚、点火・消火制御手段１７は、燃焼器６の燃焼
中に、リモコン６の運転スイッチ１４がＯＦＦにされた
り、プログラム運転モードで運転の停止が指定された時
刻になった場合にも、燃焼器６を消火する。さらに、点
火・消火制御手段１７は、設定温度運転モードあるいは
セーブ運転モードでの燃焼器６の消火中に、温度センサ
９による温水の検出温度が設定温度よりも低い所定の燃
焼再開温度まで下降すると、再び、燃料ポンプ７を作動
させて燃焼器６に燃料を供給しつつ、点火器８を作動さ
せることで燃焼器６を点火する。

【００３２】ここで、上記消火温度や燃焼再開温度は、
例えば前記設定温度運転モードにおいて、次の表１に示
すように、設定温度に応じた温度に定められ、設定温度
が高い程、これに合わせて消火温度や燃焼再開温度も高
くなるように定められている。

【００３３】

【表１】

【００３４】尚、表１には、設定温度運転モードにおけ
る消火温度や燃焼再開温度、後述する基準温度を示した
が、前記セーブ運転モードにおいても同様に消火温度や
燃焼再開温度等が定められている。

【００３５】前記第１及び第２燃焼量制御手段１８，１
９は、燃焼器６の燃焼中にそれぞれ図３に実線及び二点
鎖線で示すような制御特性で燃焼器６の燃焼量を制御可
能としている。

【００３６】すなわち、本実施形態では、前記表１に示
したように、設定温度に対応して所定の基準温度があら
かじめ定められており、第１燃焼量制御手段１８の制御
特性は、温度センサ９により検出される温水温度が、基
準温度の近傍温度で該基準温度よりも若干（２°Ｃ）低
い温度（基準温度−２°Ｃ。以下、副基準温度という）
と、該副基準温度から所定の温度幅ΔＴ（本実施形態で
はΔＴ＝８°Ｃ）だけ下がった温度（＝副基準温度−Δ
Ｔ）との間の温度範囲（以下、第１比例帯という）に存
するときには、燃焼器６の燃焼量が最大燃焼量から最小
燃焼量まで温水温度の上昇に伴い比例的に減少し、且
つ、温水温度が上記第１比例帯の下側の温度（≦副基準
温度−ΔＴ）であるときには、燃焼量が最大燃焼量に維
持されると共に、該温水温度が上記第１比例帯の上側の
温度（≧副基準温度）であるときには、燃焼量が最小燃
焼量に維持されるような制御特性とされている。

【００３７】また、第２燃焼量制御手段１９の制御特性
は、温水温度が、前記副基準温度と、該副基準温度から
前記所定の温度幅ΔＴ（８°Ｃ）だけ上がった温度（＝
副基準温度＋ΔＴ）との間の温度範囲（以下、第２比例
帯という）に存するときには、燃焼器６の燃焼量が最大
燃焼量から最小燃焼量まで温水温度の上昇に伴い比例的
に減少し、且つ、温水温度が上記第２比例帯の下側の温
度（≦副基準温度）であるときには、燃焼量が最大燃焼
量に維持されると共に、該温水温度が上記第２比例帯の
上側の温度（≧副基準温度＋ΔＴ）であるときには、燃
焼量が最小燃焼量に維持されるような制御特性とされて
いる。

【００３８】尚、上記第２比例帯の上限温度（＝副基準
温度＋ΔＴ）は、設定温度以下の温度で、例えば設定温
度７０°Ｃに対応する第２比例帯の上限温度は、６４°
Ｃである。

【００３９】この場合、本実施形態では、燃焼器６の燃
焼量は最小燃焼量から最大燃焼量まで、１６段階に調整
可能とされ、前記第１及び第２比例帯における燃焼量の
変化は段階的に行われ、また、温度センサ９による温水
温度の検出誤差等に起因して燃焼量の頻繁な変更が行わ
れるのを防止するために、温水温度の変化に対する各段
階の燃焼量の変更は、燃焼量が増加する場合と減少する
場合とで若干異なる温度で行われるようになっている。
そして、各燃焼量制御手段１８，１９は、それぞれの制
御特性に従って、燃焼器６を燃焼させるように温度セン
サ９による温水温度の検出温度に応じて燃料ポンプ７を
制御するようにしている。

【００４０】尚、前記基準温度及び副基準温度は、前記
表１に示したように、設定温度よりも低く（従って、消
火温度よりも低い）、且つ燃焼再開温度よりも高い温度
に定められ、設定温度が高い程、これに合わせて基準温
度及び副基準温度も高くなるように定められている。よ
り詳しく言えば、基準温度は、燃焼再開温度よりも前記
温度幅ΔＴ（８°Ｃ）だけ高く、消火温度よりも例えば
１４°Ｃだけ低い温度に定められている。

【００４１】前記加熱負荷把握手段２１は、燃焼器６の
燃焼開始後、負荷の大小を把握するタイミングを規定す
るあらかじめ定められた所定時間（本実施形態では例え
ば２０分）を計時する負荷判定タイマ２１ａを具備し、
燃焼器６の燃焼開始後、この負荷判定タイマ２１ａがタ
イムアップした時に、温度センサ９により検出される温
水温度が、前記基準温度に達しているか否かによって、
負荷の大小を把握する。すなわち、負荷判定タイマ２１
ａのタイムアップ時に温水の検出温度が基準温度に達し
ていれば、負荷が小さいと判断し、温水の検出温度が基
準温度に達していなければ、負荷が大きいと判断する。

【００４２】前記燃焼制御選択手段２０は、燃焼器６の
燃焼が開始してから前記加熱負荷把握手段２１による負
荷の大小の把握がなされるまでは、前記第１燃焼量制御
手段を燃焼器６の燃焼量を制御させる手段として選択
し、加熱負荷把握手段２１による負荷の大小の把握がな
された後は、その負荷の大小に応じて、第１及び第２燃
焼量制御手段１８，１９のうちの一方を燃焼器６の燃焼
量を制御させる手段として選択する。この場合、把握さ
れた負荷が大きいときには、第２燃焼量制御手段１９を
選択して、該第２燃焼量制御手段１９による燃焼量の制
御を行わしめ、負荷が小さいときには、第１燃焼量制御
手段１８を選択して、該第１燃焼量制御手段１８による
燃焼量の制御を行わしめる。また、燃焼制御選択手段２
０は、加熱負荷把握手段２１による負荷の大小の把握が
なされた後、第１燃焼量制御手段１８を選択した場合
に、温度センサ９により検出される温水温度が、前記副
基準温度以下に低下した時には、第２燃焼量制御手段１
９を選択する。

【００４３】尚、本実施形態においては、前記第１及び
第２比例帯の境界を規定する副基準温度と負荷の把握を
行う基準温度とを若干（２°Ｃ）異なるものとしたが、
これは、温水温度の検出誤差を考慮したものである。従
って、該検出誤差が無視できるほど小さい場合には、副
基準温度と基準温度とを同一にしてもよい。

【００４４】次に、本実施形態の温水暖房機の作動を説
明する。

【００４５】コントローラ１２は、リモコン１３の運転
スイッチ１４のＯＮ状態において図４のフローチャート
に示す処理を行う。

【００４６】すなわち、コントローラ１２は、まず燃焼
器６の点火要求があるか否かを判断する（ＳＴＥＰ
１）。この点火要求は、前記設定温度運転モードあるい
はセーブ運転モードでの運転の開始に際して温度センサ
９による温水の検出温度が設定温度よりも低い所定の燃
焼再開温度以下であるときや、これらの運転モードにお
ける温調運転時の燃焼器６の消火中に温度センサ９によ
る温水の検出温度が前記燃焼再開温度まで低下したとき
に発生する。

【００４７】そして、コントローラ１２は点火要求が無
い場合には待機し、また、点火要求が生じた場合には、
前記点火・消火制御手段１７によって、燃焼器６を点火
するための点火処理を行う（ＳＴＥＰ２）。この点火処
理によって、点火器８や燃料ポンプ７が作動され、燃焼
器６が点火される。尚、このとき、図示しない送風ファ
ンから燃焼器６に燃焼用空気も供給される。また、コン
トローラ１２は、温水暖房機の運転中（運転スイッチ１
４がＯＮ状態）は、循環ポンプ５を適宜作動させて、温
水を循環させる。

【００４８】上記のような点火処理の後、コントローラ
１２は、前記加熱負荷把握手段２１の負荷判定タイマ２
１ａをスタートさせ（ＳＴＥＰ３）、さらに、燃焼器６
の消火要求があるか否かを判断する（ＳＴＥＰ４）。こ
の消火要求は、燃焼器６の燃焼中に温度センサ９により
検出される温水温度が前記消火温度まで上昇したとき
や、リモコン１３の運転スイッチ１４がＯＦＦ操作され
たとき、あるいはプログラム運転モードで運転の停止が
指定された時刻になった場合に発生する。

【００４９】そして、該消火要求が無い場合には、コン
トローラ１２はさらに、前記加熱負荷把握手段２１によ
る後述の負荷の判定がなされたか否かを示すフラグＦの
値を判断し（ＳＴＥＰ５）、フラグＦの値が負荷の判定
がなされていないことを示す「０」である場合には、加
熱負荷把握手段２１の負荷判定タイマ２１ａがタイムア
ップしたか否かを判断する（ＳＴＥＰ６）。

【００５０】このＳＴＥＰ６の判断で、負荷判定タイマ
２１ａがタイムアップしていない場合、すなわち、燃焼
器６の燃焼開始後の初期段階では、前記燃焼制御選択手
段２１によって、前記第１燃焼量制御手段１８を選択
し、該第１燃焼量制御手段１８による燃焼器６の燃焼量
の制御を行わしめつつ（ＳＴＥＰ７）、ＳＴＥＰ４から
の処理を繰り返す（ＳＴＥＰ４，５，６，７の繰り返
し）。このとき、第１燃焼量制御手段１８は、前記温度
センサ９によって検出される温水温度から前記図３の実
線で示した制御特性に従って、燃焼器６の燃焼量を決定
し、その決定した燃焼量で燃焼器６を燃焼させるように
燃料ポンプ７を介して燃焼器６への燃料供給量を制御す
る。

【００５１】次いで、上記のようにして第１燃焼量制御
手段１８による燃焼量の制御が行われている燃焼機６の
燃焼中に、負荷判定タイマ２１ａがタイムアップすると
（ＳＴＥＰ６でＹＥＳ）、前記フラグＦの値を「１」に
セットし（ＳＴＥＰ８）、さらに、加熱負荷把握手段２
１によって、負荷の大小を判定する（ＳＴＥＰ９）。こ
のとき、加熱負荷把握手段２１は、温度センサ９による
温水の現在の検出温度が前記基準温度に達しておれば、
負荷が小さいと判断し、該基準温度に達していなけれ
ば、負荷が大きいと判断する。

【００５２】そして、加熱負荷把握手段２１によって負
荷が小さいと判断された場合には、燃焼制御選択手段２
１によって、引き続き前記第１燃焼量制御手段１８を選
択し、該第１燃焼量制御手段１８による燃焼量の制御を
継続させる（ＳＴＥＰ９→ＳＴＥＰ７）。

【００５３】また、加熱負荷把握手段２１によって負荷
が小さいと判断された場合には、燃焼制御選択手段２１
によって、前記第２燃焼量制御手段１９を選択し、燃焼
量の制御を該第２燃焼量制御手段１９による制御に切り
換える（ＳＴＥＰ９→ＳＴＥＰ１０）。このとき、第２
燃焼量制御手段１９は、前記温度センサ９によって検出
される温水温度から前記図３の二点鎖線で示した制御特
性に従って、燃焼器６の燃焼量を決定し、その決定した
燃焼量で燃焼器６を燃焼させるように燃料ポンプ７を介
して燃焼器６への燃料供給量を制御する。

【００５４】次に、上記のように負荷の判定が行われる
と、前記ＳＴＥＰ８でフラグＦの値が「１」となるた
め、前記ＳＴＥＰ５の判断でＦ≠０となる（ＳＴＥＰ５
でＮＯ）。このとき、コントローラ１２は、燃焼制御選
択手段２１によって現在選択している燃焼量制御手段が
第１燃焼量制御手段１８であるか第２燃焼量制御手段１
９であるかを判断する（ＳＴＥＰ１１）。このとき、選
択している燃焼量制御手段が第２燃焼量制御手段１９で
ある場合には、燃焼制御選択手段２１によって引き続き
第２燃焼量制御手段１９を選択して、該第２燃焼量制御
手段１９による燃焼量の制御を継続させる（ＳＴＥＰ１
１→ＳＴＥＰ１０）。

【００５５】一方、ＳＴＥＰ１１の判断で、選択してい
る燃焼量制御手段が第１燃焼量制御手段１８である場合
には、コントローラ１２はさらに、温度センサ９による
温水の現在の検出温度が前記副基準温度より高いか否か
を判断する（ＳＴＥＰ１２）。そして、このとき、検出
温度が副基準温度より高い場合には、燃焼制御選択手段
２１によって引き続き第１燃焼量制御手段１８を選択し
て、該第１燃焼量制御手段１８による燃焼量の制御を継
続させる（ＳＴＥＰ１２→ＳＴＥＰ７）。

【００５６】また、ＳＴＥＰ１２の判断で、温水の検出
温度が副基準温度以下である場合には、燃焼制御選択手
段２１によって、第２燃焼量制御手段１９を選択し、燃
焼量の制御を該第２燃焼量制御手段１９による制御に切
り換える（ＳＴＥＰ１２→ＳＴＥＰ１０）。

【００５７】尚、以上のような制御処理中に、前記ＳＴ
ＥＰ４において、燃焼器６の消火要求が生じた場合（温
度センサ６による温水の検出温度が前記消火温度に達し
た場合等）には、コントローラ１２は、前記点火・消火
制御手段１７によって、燃料ポンプ７の作動を停止して
燃焼器６への燃料供給を遮断することで燃焼器６を消火
する消火処理を行い（ＳＴＥＰ１３）、さらに、前記フ
ラグＦの値を「０」にクリアした後（ＳＴＥＰ１４）、
ＳＴＥＰ１に戻る。

【００５８】以上のような処理によって、燃焼器６の燃
焼開始時から負荷判定タイマ２１ａがタイムアップする
までは、第１燃焼量制御手段１８によって、図３の実線
で示した制御特性に従って、燃焼器６の燃焼量が温水温
度に応じて制御される。

【００５９】そして、負荷判定タイマ２１ａがタイムア
ップした時点で温水温度が前記基準温度まで上昇してい
るか否かによって、前記加熱負荷把握手段２１により負
荷の大小が判断され、その負荷の大小に応じた燃焼量制
御手段１８又は１９によって燃焼器６の燃焼量が制御さ
れる。また、第１又は第２燃焼量制御手段１８，１９に
よって燃焼量が制御される燃焼器６の燃焼によって、温
水温度が前記消火温度まで上昇すると、前記ＳＴＥＰ４
で消火要求が発生して、燃焼器６が点火・消火制御手段
１７によって消火され、さらに、その消火中に、温水温
度が前記燃焼再開温度まで低下すると、前記ＳＴＥＰ１
で点火要求が発生して、燃焼器６が点火・消火制御手段
１７によって点火され、燃焼器６の燃焼が再開する。そ
して、この燃焼再開後の燃焼量は前述と同様に第１又は
第２燃焼量制御手段１８，１９によって制御される。こ
のような作動によって、温水温度が概ね設定温度に保持
されることとなる。

【００６０】このような作動において、燃焼器６の燃焼
開始後の前記負荷判定タイマ２１ａのタイムアップ時に
負荷が小さいと判断される場合では、燃焼開始直後の第
１燃焼量制御手段１８による燃焼量の制御によって、温
水温度が既に前記基準温度まで上昇しているので、該第
１燃焼量制御手段１８の制御特性（図３の実線）から明
らかなように、燃焼器６の燃焼量は温水温度が前記副基
準温度（＝基準温度−２°Ｃ）まで到達した時点で最小
燃焼量となっている。従って、負荷の判断後に引き続き
燃焼量を制御する第１燃焼量制御手段１８は、燃焼器６
の燃焼量を最小燃焼量に維持する。すなわち、加熱負荷
把握手段２１により負荷が小さいと判断される場合に
は、燃焼器６の燃焼量は、図３の実線の制御特性に従っ
て同図に矢印ａで示すように温水温度に応じて制御さ
れ、温水温度が副基準温度まで上昇した時点から燃焼器
６の燃焼量が最小燃焼量に維持される（但し、その後に
温水温度が副基準温度まで低下した場合を除く。これに
ついは後述する）。このため、負荷が小さい場合には、
温水温度が設定温度や消火温度に満たない比較的早期の
段階で燃焼器６が最小燃焼量で燃焼することとなり、負
荷が十分に小さい場合でも、温水温度が設定温度を超え
て消火温度まで急速に上昇してしまうようなことがな
い。これにより、燃焼器６の燃焼開始後、早期に燃焼器
６が消火されてしまうことが回避され、ひいては、燃焼
器６の燃焼・消火が短いサイクルで頻繁に生じて、燃焼
器６の寿命が短くなるような事態を防止することができ
る。また、このとき、負荷が小さいため、燃焼開始後の
温水温度の上昇が極端に遅くなるようなこともない。ま
た、燃焼器６の燃焼開始後の前記負荷判定タイマ２１ａ
のタイムアップ時に負荷が大きいと判断される場合で
は、その負荷の判断時点では温水温度が基準温度に達し
ておらず、例えば図３の燃焼量Ｑx （＞最小燃焼量）で
燃焼器６が燃焼している。そして、負荷が大きいと判断
された後は、第２燃焼量制御手段１９によってその制御
特性（図３の二点鎖線）に従って燃焼量が制御されるた
め、燃焼器６の燃焼量は最大燃焼量の増加され、その
後、第２燃焼量制御手段１９の制御特性に従って燃焼量
が制御される。すなわち、加熱負荷把握手段２１により
負荷が大きいと判断される場合には、燃焼器６の燃焼量
は、例えば図３に矢印ｂで示すように温水温度に応じて
制御され、基本的には、図３の二点鎖線で示す制御特性
に従って制御される。このため、負荷が大きい場合に
は、温水温度が設定温度に近い温度に上昇するまで燃焼
器６が比較的大きな燃焼量で燃焼することとなり、温水
温度の上昇が遅くなったりすることなくスムーズに温水
温度が設定温度に向かって上昇していく。また、このと
き、負荷が大きいため、燃焼開始後の温水温度の上昇が
極端に早くなって、温水温度が燃焼開始後、早期に設定
温度を超えて消火温度まで達し、燃焼器６が消火されて
しまうようなこともない。

【００６１】このように本実施形態によれば、負荷の大
小によらずに、温水温度を比較的速やかに設定温度に向
かって上昇させつつ、短いサイクルで燃焼器６の燃焼・
消火が繰り返されるような事態を回避することができ
る。そして、本実施形態では、前記基準温度や副基準温
度は、設定温度に応じて定められているので、第１燃焼
量制御手段１８及び第２燃焼量制御手段１９の制御特性
を上記のような作用効果を奏する上で、最適な制御特性
とすることができる。

【００６２】また、本実施形態では、前記加熱負荷把握
手段２１によって、負荷が小さいと判断され、その判断
後も継続して第１燃焼量制御手段が選択された場合であ
っても、例えば前記放熱器１１の放熱量が増加して負荷
が増加し、温水温度が前記副基準温度まで低下すると、
前記ＳＴＥＰ１２，ＳＴＥＰ１０の処理によって、第２
燃焼量制御手段１９が選択されて、該第２燃焼量制御手
段１９による燃焼量の制御が行われる。

【００６３】このため、第１燃焼量制御手段１８によっ
て燃焼器６の燃焼量が最小燃焼量に維持されている途中
で負荷が増加して、温水温度を設定温度まで上昇させる
ことができないような状況になると、第２燃焼量制御手
段１９によって、燃焼器６の燃焼量が大きな燃焼量に制
御されることとなり、温水温度を確実に所望の設定温度
に上昇させることができる。

【００６４】尚、以上説明した本実施形態では、温水暖
房機を例にとって説明したが、例えば室内空気を送風フ
ァンで対流させつつ、設定室温の保持するような温風暖
房機についても本発明を適用することができることはも
ちろんである。

【００６５】また、本実施形態では、燃焼量制御手段を
第１及び第２燃焼量制御手段１８、１９の二つとした場
合を例にとって説明したが、さらに多くの燃焼量制御手
段を備えて、それらの燃焼量制御手段の制御特性におけ
る比例帯（温水温度の上昇に伴い燃焼量を減少させる温
度範囲）を本実施形態と同様に互いに異なるものとし、
負荷の大きさに応じてそれらの燃焼量制御手段を選択す
る（負荷が大きい程、より高温側に比例帯を有する制御
特性の燃焼量制御手段を選択する）ようにしてもよい。
例えば、三つの燃焼量制御手段を備えるとともに、負荷
の大きさを大中小の３種類に分類して判断し、その負荷
の大中小に応じて燃焼器の燃焼量を制御させるべき燃焼
量制御手段を選択するようにしてもよい。

【００６６】また、本実施形態では、第１燃焼量制御手
段１８の制御特性の比例帯の上限温度と第２燃焼量制御
手段１８の制御特性の比例帯の下限温度とを同じ温度
（＝副基準温度）としたが、例えば第２燃焼量制御手段
１８の制御特性の比例帯の下限温度を第１燃焼量制御手
段１８の制御特性の比例帯の上限温度よりも若干高くす
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の温度制御装置を備えた温
水暖房機のシステム構成図。

【図２】図１の温水暖房機の要部のブロック図。

【図３】図１の温水暖房機における燃焼器の制御特性を
示す線図。

【図４】図１の温水暖房機に備えたコントローラの処理
を示すフローチャート。

【符号の説明】

６…燃焼器、１８，１９…燃焼量制御手段、２０…燃焼
制御選択手段、２１…加熱負荷把握手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼器の燃焼熱により加熱される被加熱物
   の温度を設定温度に略一致させるために、該被加熱物の
   温度が前記設定温度よりも高い所定の消火温度まで上昇
   したときには該燃焼器を消火し、該消火後、該被加熱物
   の温度が前記設定温度よりも低い所定の燃焼再開温度ま
   で低下したときには該燃焼器の燃焼を再開すると共に、
   該燃焼器の燃焼中は、該被加熱物の温度に応じて該燃焼
   器の燃焼量を制御する温度制御装置において、 前記燃焼器の燃焼量を、前記被加熱物の温度に対する互
   いに異なる制御特性で制御する複数の燃焼量制御手段
   と、 前記燃焼器の燃焼開始後の前記被加熱物の温度の上昇形
   態に基づき該被加熱物の加熱時の負荷の大きさを把握す
   る加熱負荷把握手段と、 前記燃焼器の燃焼中に前記複数の燃焼量制御手段の中か
   ら一つの燃焼量制御手段を選択して、その選択した燃焼
   量制御手段による前記燃焼器の燃焼量の制御を行わしめ
   る燃焼制御選択手段とを備え、 前記各燃焼量制御手段の制御特性は、前記消火温度より
   も低い温度域において燃焼量制御手段毎に定められた互
   いに異なる所定の温度範囲で前記被加熱物の温度の上昇
   に伴い前記燃焼器の燃焼量がその最大燃焼量側から最小
   燃焼量側に変化し、且つ該温度範囲の下側の温度域では
   前記燃焼器の燃焼量が最大燃焼量に維持され、該温度範
   囲の上側の温度域では前記燃焼器の燃焼量が最小燃焼量
   に維持される特性に設定され、 前記燃焼制御選択手段は、前記燃焼器の燃焼開始直後
   は、前記複数の燃焼量制御手段のうち、最も低温側の前
   記温度範囲に対応する燃焼量制御手段を選択すると共
   に、前記加熱負荷把握手段により前記負荷の大きさが把
   握されたときには、その負荷が大きい程、高温側の前記
   温度範囲に対応する燃焼量制御手段を選択するように該
   負荷の大きさに応じた燃焼量制御手段を選択することを
   特徴とする温度制御装置。
2. 【請求項２】前記複数の燃焼量制御手段は、前記設定温
   度以下で且つ前記燃焼再開温度よりも高い所定の基準温
   度もしくはその近傍温度以下の温度範囲で前記被加熱物
   の温度の上昇に伴い前記燃焼器の燃焼量がその最大燃焼
   量側から最小燃焼量側に変化する前記制御特性を有する
   第１の燃焼量制御手段と、前記基準温度もしくはその近
   傍温度以上の温度範囲で前記被加熱物の温度の上昇に伴
   い前記燃焼器の燃焼量がその最大燃焼量側から最小燃焼
   量側に変化する前記制御特性を有する第２の燃焼量制御
   手段とから成り、 前記加熱負荷把握手段は、前記燃焼器の燃焼開始後、あ
   らかじめ定めた所定時間内に前記被加熱物の温度が前記
   基準温度まで上昇するか否かにより前記負荷の大小を把
   握し、 前記燃焼制御選択手段は前記加熱負荷把握手段により前
   記負荷が大きいことが把握されたときには、前記第２の
   燃焼量制御手段を選択し、前記負荷が小さいことが把握
   されたときには、前記第１の燃焼量制御手段を継続的に
   選択することを特徴とする請求項１記載の温度制御装
   置。
3. 【請求項３】前記基準温度は、前記設定温度が高い程、
   高くなるように該設定温度に応じて定められていること
   を特徴とする請求項２記載の温度制御装置。
4. 【請求項４】前記燃焼制御選択手段は、前記加熱負荷把
   握手段により把握された負荷に応じて前記第１の燃焼量
   制御手段を選択した後、前記被加熱物の温度が前記基準
   温度もしくはその近傍温度よりも低くなったとき、前記
   第２の燃焼量制御手段を選択することを特徴とする請求
   項２又は３記載の温度制御装置。