JPH1151380A

JPH1151380A - 温風暖房機

Info

Publication number: JPH1151380A
Application number: JP20475197A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miki; 浩三木; Hiroyuki Takimoto; 浩之瀧本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＦ式の温風暖房機において回転数制御型のモ
ータを用いて良好な燃焼を確保すること。【解決手段】給気ファン１７を駆動するバーナファンモ
ータ１８の回転数を、給気温度センサ１９により検出さ
れた給気の温度に応じて制御する。給気温度が高いほど
回転数を増大させることにより、燃焼用空気の量を一定
に確保する。着火前のプリパージにより供給された給気
の温度を検出し、着火動作時の回転数を設定する。ま
た、能力制御される燃焼中は、一定時間毎に給気温度を
検出し、検出された給気温度に応じて回転数を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は強制給排気式の温風
暖房機に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ＦＦ式と呼ばれる強制給排気式温
風暖房機は、壁或いは窓を利用して給排気筒の給気口と
排気口を屋外に臨ませており、この給排気筒と温風暖房
機本体との間を給気管および排気管で連結している。そ
して、給気口から給気管を通して、室内に対して密封さ
れた燃焼室へ、給気ファンを用いて強制的に燃焼用空気
を給気し、燃焼室内に組み込まれたバーナのノズルから
吹き出される燃料ガスと上記燃焼用空気の混合気を燃焼
させ、燃焼排ガスを排気口より屋外に排出するようにし
ている。

【０００３】また、燃焼室と排気管との間に介在された
熱交換器や、燃焼熱で加熱された燃焼室の回りに、対流
ファンによって室内の冷たい空気を強制的に吹き付け、
温風に変換させて室内の温度を高めるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、良好な燃焼
状態を得るためには、燃焼ガスの量に対して最適な燃焼
用空気の量がある。従来、燃焼用空気を給気するための
給気ファンとして、コンデンサーモータが多用されてい
たが、このコンデンサーモータでは負荷の諸変動要因に
対して自律性があった。

【０００５】例えば、低気圧の到来や屋外温度の上昇で
気圧が下がり、空気密度が低下して送風機への負荷が小
さくなった場合、これに応じてコンデンサーモータが自
律的に回転数を増大させて風量を増大させ、その結果、
燃焼用空気の量が略一定に維持されるわけである。これ
に対して、近年普及してきている電子モータ制御される
ＤＣモータでは、上記のような自律性が望めない。した
がって、気温上昇等で空気密度が低下しても、送風機が
そのままの風量で運転され、一定の容積の空気が供給さ
れ続ける。このため、空気密度が低下している分だけ実
質的な空気量が少なくなり、最適な燃焼空気量を得られ
ないおそれがある。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、回転数制御型のモータを用いて良好な燃焼を確保
できる温風暖房機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の温風暖房
機は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を燃焼室で燃焼
させる温風暖房機において、上記燃焼室に燃焼用空気を
強制的に供給する給気ファンと、この給気ファンを駆動
するＤＣモータと、燃焼用空気として供給される給気の
温度を検出する給気温度検出手段と、この給気温度検出
手段により検出された給気の温度に応じて、ＤＣモータ
の回転数を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【０００８】この構成では、給気の温度に応じて給気風
量が調整され、これにより常に最適な燃焼用空気量が得
られるので、良好な燃焼状態を得ることができる。請求
項２記載の発明の温風暖房機は、請求項１において、上
記制御手段は、着火前の掃気動作により供給された給気
の温度を給気温度検出手段により検出し、着火動作時の
ＤＣモータの回転数を設定することを特徴とするもので
ある。

【０００９】この構成では、着火前の掃気動作時に検出
した給気の温度に応じて、最適な着火時風量を設定する
ことができ、確実な着火が行える。なお、着火前の掃気
動作とは、着火前に給気用ファンを運転して気化室や燃
焼室内に残存しているガスを排出する、いわゆるプリパ
ージと呼ばれるものである。請求項３記載の発明の温風
暖房機は、請求項１又は２において、燃焼中において、
上記制御手段は所定時間毎に給気温度検出手段により検
出される給気の温度に応じて、ＤＣモータの回転数を設
定することを特徴とするものである。

【００１０】暖房中においても給気の温度の変化に応じ
て給気の風量を調整することにより、常に最適な燃焼用
空気の量を確保することができる。請求項４記載の発明
の温風暖房機は、請求項１，２又は３において、設置場
所の気圧を検出する気圧検出手段をさらに備え、上記制
御手段は気圧検出手段により検出された気圧に応じてＤ
Ｃモータの回転数を制御することを特徴とするものであ
る。

【００１１】この構成では、気圧の変化に応じて給気の
風量を調整することにより、常に最適な燃焼用空気の量
を確保することができる。請求項５記載の発明の温風暖
房機は、請求項１，２又は３において、給気効率に関連
する設置条件を設定する手段をさらに備え、上記制御手
段は設定された設置条件に基づいてＤＣモータの回転数
を制御することを特徴とすることを特徴とするものであ
る。

【００１２】この構成では、給気効率に関連する設置条
件を、これを設定する手段を用いて予め設置時に設定し
ておけば、この設定された設置条件に応じて給気の風量
を調整することにより、常に最適な燃焼用空気の量を確
保することができる。ここで、給気効率に関連する設置
条件とは、燃焼室への燃焼用空気の供給効率に影響を与
える要因であり、例えば気圧を左右する標高や、給気抵
抗を左右する給排気管長さ等が含まれる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の好ましい態様について説明する。図１は本発明の一
実施形態としての強制給排気式の温風暖房機を示す概略
図である。同図を参照して、本温風暖房機は、温風暖房
機本体１の前面１ａの下部に配置された吸込グリル２か
ら室内の冷たい空気を吸い込んで、温風暖房機本体１の
前面１ａの上部に配置された吹出グリル３から温風を吹
き出すものである。

【００１４】温風暖房機本体１の内部にはガス化された
液体燃料を燃焼させる燃焼室４が備えられている。この
燃焼室４の下方にはバーナ５が配置されており、このバ
ーナ５の円筒状の金網からなる燃焼部６は燃焼室４内に
組み入れられている。また、バーナ５のケーシング内に
は、上記の燃焼部６を通して燃焼室４内に連通される気
化室７、ファン室８およびモータ室９が区画されている
（図２参照）。

【００１５】図２を参照して、気化室７を区画するケー
シングの部分と、気化室７内に配置された攪拌翼によっ
て気化器１０が構成されている。この気化器１０の壁面
等には気化器温度を検出するサーミスタからなる気化器
温度センサ１１が配置されている。電磁ポンプ１２によ
り送油管１３を介して加圧供給された液体燃料は、ロー
タリーコーン１４に対して噴射され、ロータリーコーン
１４の回転により生ずる遠心力で霧化された後、予め気
化器ヒータ１５で加熱されている気化室７内で攪拌翼１
６により攪拌されてガス化される。

【００１６】ファン室８には、屋外からの給気を燃焼用
空気として燃焼室４へ供給する給気ファン１７が収容さ
れている。モータ室９には、給気ファン１７を駆動する
ＤＣモータからなるバーナファンモータ１８と、給気の
温度を検出する給気温度センサ１９とが収容されてい
る。図１を参照して、燃焼室４の上方には、燃焼室４に
連通された熱交換器２０が配置されている。また、燃焼
室４の下方には、吸込グリル２から吸い込まれた室内の
冷たい空気を上記燃焼室４および熱交換器２０に吹き付
け、吹出グリル３を通して室内に対流させる対流ファン
２１が設置されている。この対流ファン２１は対流ファ
ンモータ２２によって駆動される。

【００１７】図１および図２を参照して、２３は燃焼部
６の炎口２４に近接配置された点火用の電極プラグであ
り、この電極プラグ２３には点火用変圧器２５を介して
高電圧が印加されるようになっている。２６はフレーム
ロッド方式の炎センサである。２７は屋外等に設置され
る燃料タンク（図示せず）に管路２８およびオイルフィ
ルタ２９を介して接続されるオイルレベラである。この
オイルレベラ２７の上部には上記の電磁ポンプ１２が配
置されている。

【００１８】３０は温風暖房機本体１内において吸込グ
リル２の近傍位置に配置された室温センサである。３１
は温風暖房機本体１内において燃焼室４の近傍に配置さ
れた過熱防止サーモである。３２および３３は、バーナ
ファンモータ１８および対流ファンモータ２２の回転数
をそれぞれ検出する回転数センサであり、例えばホール
素子等を用いて構成される。

【００１９】上記の熱交換器２０に接続された排気管３
４、および上記のバーナ５のモータ室９に接続された給
気管３５は、温風暖房機本体１外へ導出されており、と
もに給排気筒３６（給排気筒トップとも呼ばれる）に接
続されている。この給排気筒３６は壁面に取り付けられ
た二重筒からなり、内筒内を排気通路３７とし、内筒と
外筒との間の環状の通路を給気通路３８としている。

【００２０】このような構成の温風暖房機では、電磁ポ
ンプ１２により供給されて気化された燃料と、給排気筒
３６の給気通路３８および給気管３５を通して気化室７
内に供給された燃焼用空気とが混合され、この混合気が
燃焼部６の炎口２４で燃焼される。燃焼廃ガスは熱交換
器２０、排気管３４および給排気管３６の排気通路３７
を介して屋外へ排出される。

【００２１】また、温風暖房機本体１の前面１ａにおい
て吹出グリル３の下方には、各種操作スイッチ３９を設
けた操作パネル４０が配置され、この操作パネル４０の
裏側には各種装置スイッチ３９による運転条件設定等に
関わる回路や操作パネル４０上の表示部４１の表示に関
わる回路等を含む操作基板４２が配置されている。一
方、バーナ５の下方近傍位置には、上記操作基板４２や
各種センサ１１，１９，２６，３０，３１，３２，３
３，…からの信号を受けて、電磁ポンプ１２、バーナフ
ァンモータ１８および対流ファンモータ２２の動作を制
御する制御回路等を含む制御基板４３が配置されてい
る。

【００２２】次いで、図３を参照して、本温風暖房機の
主たる電気的構成について説明する。ＣＰＵ４６，ＲＡ
Ｍ４７、ＲＯＭ４８等を含むマイクロコンピュータ等に
より構成されて上記の制御基板４３に実装された制御回
路４９には、気化器温度センサ１１、給気温度センサ１
９、室温センサ３０，炎センサ２６，過熱防止サーモ３
１，回転数センサ３２，電流センサ４４，回転数センサ
３３，電流センサ４５が接続され、これらのセンサから
の信号が入力されるようになっている。４４，４５はバ
ーナファンモータ１８および対流ファンモータ２１の負
荷電流をそれぞれ検出する電流センサである。

【００２３】また、制御回路４９には、電磁ポンプ１
２、気化器ヒータ１５、点火器用変圧器２５、バーナフ
ァンモータ１８、対流ファンモータ２２が接続され、こ
れらに対して信号が出力されるようになっている。ま
た、制御回路４９と、上記の操作基板４２に実装された
操作・表示回路５０との間で信号がやり取りされるよう
になっている。この操作・表示回路５０は、各種操作ス
イッチ３９からの信号を入力すると共に、表示部４１に
対して表示のための信号を出力する。

【００２４】また、制御回路４９には、例えば標高等の
設置条件を設定するための設置条件設定スイッチ５１，
５２，５３が接続されている。図４に示すように、これ
ら設置条件設定スイッチ５１，５２，５３は制御基板４
３に実装されたディップスイッチからなり、各スイッチ
５１，５２，５３のオンとオフの組み合わせによって、
標高に応じた複数の設定レベル１〜６の設定が可能とな
っている。各スイッチ５１，５２，５３のオンを１、オ
フをゼロで示すと標高の設定レベルは、（０，０，０）：設定レベル１（標準の標高に相当）（１，０，０）：設定レベル２（標高３００Ｍに相当）（０，１，０）：設定レベル３（標高６００Ｍに相当）（１，１，０）：設定レベル４（標高９００Ｍに相当）（０，０，１）：設定レベル５（標高１２００Ｍに相
当）（１，０，１）：設定レベル６（標高１５００Ｍに相
当）となる。なお、上記にない組み合わせである（０，１，
１）および（１，１，１）は設定レベル１になるように
してある。

【００２５】本温風暖房機を据えつけるときに、据え付
け作業者が制御基板４３の設置条件設定スイッチ５１〜
５３を操作して、標高に関する設定レベルを設定するよ
うにされている。設定されたレベルに応じて、設定レベ
ルが高くなるほど（標高が高くなるほど）、着火動作時
および通常燃焼動作時（能力制御時）のバーナファンモ
ータ１８の回転数が高くなるように設定されている。

【００２６】設定レベルに対するバーナファンモータ１
８の回転数のデータは、テーブルとしてＲＯＭ４８に記
憶しておいても良いし、また、演算式を記憶しておいて
演算式を用いて設定レベルに応じた回転数を求めるよう
にしても良い。上記のテーブルとして記憶する場合、設
置条件の設定レベルおよび給気温度に応じてバーナファ
ンモータ１８の回転数が設定されるようなテーブルとし
て記憶することが好ましい。ともに空気密度に影響を与
える給気温度と気圧とをパラメータとして、回転数を決
定することにより最も効率的に回転数を設定することが
できるからである。

【００２７】この場合のデータをグラフ化すると、着火
動作時に関しては、図５（ａ）に示すようなものとな
り、給気温度のレベルと設置条件の設定レベル１〜６に
対して、設定すべき着火動作時のバーナファンモータ１
８の回転数が対応づけられている。また、燃焼動作中に
関しては、図５（ｂ）に示すようなものとなり、同様に
して、給気温度のレベルと設置条件の設定レベル１〜６
に対して、設定すべき燃焼動作中のバーナファンモータ
１８の回転数が対応づけられている。なお、図５（ｂ）
に関しては、能力５０％のものを示してあるが、複数レ
ベルの能力％に関して同様の傾向のデータが設定されて
いる。

【００２８】図６は、制御回路４９が給気温度センサ１
９および設置条件設定スイッチ５１〜５３からの信号を
入力して、バーナファンモータ１８の回転数を制御する
構成のみを図３よりも詳細にブロック化して示す回転数
制御構成図である。図６を参照して、検出された給気温
度と、上記の設置条件の設定レベルとに基づいて回転数
演算部５４によって目標とする回転数が演算（又は予め
記憶したテーブルから検索）され、回転数制御部５５に
よって、この目標回転数に近づけるように回転数制御が
行われる。具体的には電流制御部５６によって増幅部５
７を介してバーナファンモータ１８への制御電流値を調
整することにより回転数が制御されるが、このとき、電
流および回転数に関してフィードバックがかけられてい
る。すなわち、電流センサ４４によってバーナファンモ
ータ１８の負荷電流を検出し、これが目標回転数を実現
するための目標電流値になるようにフィードバック制御
されると共に、回転数センサ３２によりバーナファンモ
ータ１８の実際の回転数を検出し、目標の回転数に近づ
くようにフィードバック制御される。

【００２９】次いで、図７および図８のフローチャート
を参照して、本温風暖房機におけるバーナファンモータ
１８の回転数制御の動作について説明する。図７は着火
制御時の動作を示し、図８は燃焼制御中の動作を示して
いる。図７を参照して、気化器ヒータ１５がオンして予
熱を開始し（ステップＳ１）、気化器温度が予め定めら
れた値を超えると（ステップＳ２）、バーナファンモー
タ１８を定格回転数（１００％）で所定時間の間（例え
ば２０秒間）運転させて、いわゆるプリパージを行い、
着火前の燃焼室４内を清浄化する（ステップＳ３，Ｓ
４）。

【００３０】このプリパージ直後に、点火用変圧器２５
をオンし（ステップＳ５）、また、給気温度を検出して
上述した要領で着火動作時のバーナファンモータ１８の
回転数が求められる（ステップＳ６，Ｓ７）。次いで、
バーナファンモータ１８のオンから所定時間（例えば３
０秒間）の経過を待って電磁ポンプ１２をオンして燃料
供給し、着火させる（ステップＳ８，Ｓ９）。

【００３１】一方、図８を参照して、燃焼動作中は、所
定時間毎（例えば２０秒毎）に、給気温度を検出してこ
れを監視し（ステップＳ１１〜Ｓ１４）、検出された給
気温度に基づいて、上記のテーブル又は演算式に基づい
て目標の回転数が求められ（ステップＳ１５）、目標回
転数になるように制御される。なお、監視中にモード変
更が有れば他のモードへ移る（ステップＳ１６）。

【００３２】本実施形態では、着火前のプリパージ（掃
気動作）時の供給された給気の温度に応じて、着火動作
時の給気風量を最適に設定することができるので、確実
な着火が行える。また、燃焼動作中においても給気温度
の変化に応じて一定時間毎に給気風量を調整するので、
常に最適な燃焼用空気の量を確保して、良好な燃焼が行
える。

【００３３】しかも、給気効率に関連する設置条件であ
る標高等の設定レベルを、設置時に予め設定し、この設
定されたレベルに応じて給気風量を調整するので、設置
条件の相違にかかわらず、常に最適な燃焼用空気の量を
確保して、良好な燃焼が行える。なお、上記の実施形態
では、気圧に関わる標高について、制御基板４３のディ
ップスイッチからなる設置条件設定スイッチ５１〜５３
を用いて予め設置時に設定するようにしたが、これらの
スイッチ５１〜５３を廃止し、図９に示すうように温風
暖房機本体１が置かれる環境の気圧を検出する気圧セン
サ５８を設け、この気圧センサ５８により検出される気
圧と給気温度とに応じて、給気風量を調整することもで
きる。この場合、随時（例えば所定時間毎）の気圧変化
に応じてきめ細かな制御が可能となる。なお、気圧セン
サ５８は温風暖房機本体１内又はその壁面において、対
流ファン２１による送風の影響をなるべく受けない位置
に設けることが、検出精度を確保するうえで好ましい。

【００３４】本発明は上記各実施形態に限定されるもの
ではなく、例えば、上記各実施形態において、給気効率
に影響を与える設置時の給気管長さを、設置条件として
設置時に設定するディップスイッチを設けても良い。そ
の他、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、給気温度に応
じて給気風量が調整されて、常に最適な燃焼用空気量が
得られるので、良好な燃焼状態を得ることができる。請
求項２記載の発明では、着火前の掃気動作時の給気温度
に応じて、着火時の給気風量を最適に設定することがで
きるので、確実な着火が行える。

【００３６】請求項３記載の発明では、暖房中において
も給気温度の変化に応じて給気風量を調整することによ
り、常に最適な燃焼用空気の量を確保し、最適な燃焼状
態を得ることができる。請求項４記載の発明では、随時
の気圧の変化に応じて給気風量を調整することにより、
きめ細かな燃焼制御を達成することができる。

【００３７】請求項５記載の発明では、給気効率に関連
する設置条件、例えば標高等のレベルを予め設定するこ
とにより、標高等の影響を取り除いた最適な燃焼状態を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の温風暖房機の内部構成を
示す概略断面図である。

【図２】主にバーナを示す概略断面図である。

【図３】本温風暖房機の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図４】制御基板の要部の正面図図である。

【図５】設置条件の設定レベルおよび給気温度と、これ
らに対応して設定される回転数との関係を示すグラフ図
である。（ａ）は着火動作時のものであり、（ｂ）は燃
焼動作中のものである。

【図６】回転数制御の構成を示すブロック図である。

【図７】着火時の制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図８】燃焼中の制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図９】本発明の他の実施形態の温風暖房機の電気的構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１温風暖房機本体４燃焼室５バーナ１７給気ファン１８バーナファンモータ４３制御基板４９制御回路５１，５２，５３設置条件設定スイッチ５４回転数演算部５５回転数制御部５７気圧センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスと燃焼用空気との混合気を燃焼室
(4) で燃焼させる温風暖房機において、上記燃焼室(4) に燃焼用空気を強制的に供給する給気フ
ァン(17)と、この給気ファン(17)を駆動するＤＣモータ(18)と、燃焼用空気として供給される給気の温度を検出する給気
温度検出手段(19)と、この給気温度検出手段(19)により検出された給気の温度
に応じて、ＤＣモータ(18)の回転数を制御する制御手段
(49)とを備えたことを特徴とする温風暖房機。
【請求項２】上記制御手段(49)は、着火前の掃気動作に
より供給された給気の温度を給気温度検出手段(19)によ
り検出し、着火動作時のＤＣモータ(18)の回転数を設定
することを特徴とする請求項１記載の温風暖房機。
【請求項３】燃焼中において、上記制御手段(49)は所定
時間毎に給気温度検出手段(19)により検出される給気の
温度に応じて、ＤＣモータ(18)の回転数を設定すること
を特徴とする請求項１又は２記載の温風暖房機。
【請求項４】設置場所の気圧を検出する気圧検出手段(5
8)をさらに備え、上記制御手段(49)は気圧検出手段(58)により検出された
気圧に応じてＤＣモータ(18)の回転数を制御することを
特徴とする請求項１，２又は３記載の温風暖房機。
【請求項５】給気効率に関連する設置条件を設定する手
段(51,52,53)をさらに備え、上記制御手段(49)は設定された設置条件に基づいてＤＣ
モータ(18)の回転数を制御することを特徴とする請求項
１，２又は３記載の温風暖房機。