特許 5980248 温風暖房機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5980248

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】温風暖房機

(51)【国際特許分類】

   F24H 3/04 20060101AFI20160818BHJP

   F23N 5/02 20060101ALI20160818BHJP

   F23N 5/20 20060101ALI20160818BHJP

【ＦＩ】

   F24H3/04 305A

   F24H3/04 301

   F23N5/02 350K

   F23N5/20 G

   F23N5/20 H

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-12697(P2014-12697)

(22)【出願日】2014年1月27日

(65)【公開番号】特開2015-140941(P2015-140941A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2015年6月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 勝俊

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００２０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００３７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３１５８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４２５２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ ３／００ − ３／０４

Ｆ２４Ｄ ５／００ − ５／１２

Ｆ２３Ｎ １／０２ − ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスバーナと、該ガスバーナにより加熱された空気を室内に送出するファンと、室温を検出する室温センサと、前記ガスバーナに供給する燃料ガスの供給量を調節可能なガス量調節手段と、前記ガスバーナに点火して暖房運転を開始した後、前記室温センサの検出温度に応じて、前記ガスバーナの燃焼停止と点火とによる温調制御を行う制御手段とを備える温風暖房機において、
前記制御手段は、前記温調制御時に前記ガスバーナに点火するときの臭気の発生を抑制するために、該ガスバーナへの燃料ガスの供給量と前記ファンの回転数とが、暖房運転開始時における前記ガスバーナへの点火時よりも小となるように前記ガス量調節手段と前記ファンとを制御することを特徴とする温風暖房機。

【請求項2】

請求項１記載の温風暖房機において、
操作により設定温度を入力する設定温度入力手段と、該設定温度入力手段に入力された設定温度に基づいて目標温度を設定する目標温度設定手段とを備え、
前記制御手段の温調制御においては、前記室温センサの検出温度が前記目標温度を超えたとき前記ガスバーナの燃焼を停止させ、前記検出温度が前記設定温度以下となったとき前記ガスバーナに点火することを特徴とする温風暖房機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスバーナの燃焼により加熱した空気をファンにより室内に送出することで室内の暖房を行う温風暖房機に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の温風暖房機においては、一般に、使用者が設定した温度に基づく目標温度と実際の室温とが略一致するように、ガスバーナの燃焼量（ガスバーナへのガス燃料の供給量）及びファンの回転数を調節する温調制御が行われる。このような温調制御では、室温が目標温度に達した時、これ以上の室温の上昇を抑えるべく、ガスバーナの燃焼量を最小に維持することも行われている。

【0003】

また、この種の温風暖房機においては、ガスバーナの燃焼量を最小にしても室温が上昇し続けた場合に、ガスバーナの燃焼を一時的に停止させることで、室温を使用者が設定した温度の近傍に維持する温調制御が選択的に行えるものも知られている（下記特許文献１参照）。このものでは、室温が目標温度に達したとき、ガスバーナの燃焼運転を停止させ、その後、室温が目標温度以下まで下がったときにガスバーナに点火して燃焼運転を再開する。このように、室温が十分に上昇した際にガスバーナの燃焼を停止させ、その後の室温の低下に応じてガスバーナへの点火を行うことで、過剰な暖房を防止することができ、暖房にかかる燃料費を削減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ガスバーナの燃焼停止と点火との繰り返しによって温調制御を行っているとき、ガスバーナへの点火の際に温風と共に臭気が送出されることがあり、使用者に対して臭気による不快感を与える不都合があった。

【0006】

本発明は、このような不都合を解消し、ガスバーナの燃焼と点火とを繰り返す温調制御時に臭気の発生を抑制することができる温風暖房機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、ガスバーナと、該ガスバーナにより加熱された空気を室内に送出するファンと、室温を検出する室温センサと、前記ガスバーナに供給する燃料ガスの供給量を調節可能なガス量調節手段と、前記ガスバーナに点火して暖房運転を開始した後、前記室温センサの検出温度に応じて、前記ガスバーナの燃焼停止と点火とによる温調制御を行う制御手段とを備える温風暖房機において、前記制御手段は、前記温調制御時に前記ガスバーナに点火するときの臭気の発生を抑制するために、該ガスバーナへの燃料ガスの供給量と前記ファンの回転数とが、暖房運転開始時における前記ガスバーナへの点火時よりも小となるように前記ガス量調節手段と前記ファンとを制御することを特徴とする。

【0008】

また、本発明においては、操作により設定温度を入力する設定温度入力手段と、該設定温度入力手段に入力された設定温度に基づいて目標温度を設定する目標温度設定手段とを備えることが好ましい。そして、前記制御手段の温調制御においては、前記室温センサの検出温度が前記目標温度を超えたとき前記ガスバーナの燃焼を停止させ、前記検出温度が前記設定温度以下となったとき前記ガスバーナに点火する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の温風暖房機は、ガスバーナに点火して暖房運転を開始した後、前記制御手段の温調制御により、前記ガスバーナの燃焼停止と点火とが行われる。

【0010】

暖房運転開始時は、通常、室温が低い状態であるため、ガスバーナを確実に点火して迅速に室温を上昇させる必要性から、燃料ガスの供給量とファンの回転数とが比較的大きく設定される。一方、温調制御によってガスバーナの燃焼が停止したときには、室温が十分に上昇した状態であって、ガスバーナ自体の温度も比較的高い。このような状態でガスバーナに点火するとき、暖房運転開始時と同じ燃料ガスの供給量とファンの回転数とを採用すると、点火時のガスバーナから臭気の発生量が大きく室内への拡散も大きくなる。

【0011】

そこで、本発明においては、温調制御時に室温の上昇に伴いガスバーナの燃焼を停止させた後の点火の際に、前記制御手段がガス量調節手段とファンとを制御して、ガスバーナに供給する燃料ガスの量とファンの回転数とを、暖房運転開始時の点火時よりも小とする。これによれば、ガスバーナの点火時における臭気の発生量と拡散とを共に抑制することができ、臭気による使用者の不快感を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る温風暖房機の構成を模式的に示す図。

【図2】温風暖房機の制御ブロック図。

【図3】温風暖房機の作動フローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。温風暖房機１は、図１に模式的に示すように、本体ケーシング２内に、ガスバーナ３と、ファン４と、コントローラ５（制御手段）とを備えている。

【0014】

本体ケーシング２には、複数のスイッチや表示部からなる操作パネル６が露出して設けられている。本体ケーシング２の一側（図中上側）には空気取り入れ口７が形成され、本体ケーシング２の他側（図中下側）には温風吹出し口８が形成されている。

【0015】

本体ケーシング２の内部には、隔壁板９により仕切られた空気通路１０が形成されている。空気通路１０は、上流端が空気取り入れ口７により開放され、下流端が温風吹出し口８により開放されている。ガスバーナ３とファン４とは、空気通路１０内部に配設されている。

【0016】

本体ケーシング２の空気取り入れ口７の近傍には、サーミスタにより構成された室温センサ１１が取付けられている。室温センサ１１は、空気取り入れ口７近傍の空気の温度を室温として検出し、検出温度（室温）を示す信号をコントローラ５に出力する。

【0017】

ガスバーナ３は、燃焼室１２内に収容されており、ガス供給管１３により燃料ガスが供給される。ガス供給管１３には、電磁弁１４，１５及び比例弁１６（ガス量調節手段）が配設されている。電磁弁１４，１５は通電されることにより開弁するものであり、通電を停止すると閉弁状態となって燃料ガスの通過を遮断する。比例弁１６は、通電電流の大きさに伴って開度が増大するようになっており、コントローラ５により通電電流が制御されてガスバーナ３への燃料ガスの供給量が調節される。なお、本実施形態においては、最小開度から最大開度まで複数段に切り換えることにより燃料ガスの供給量を選択的に変更する比例弁１６を採用した。本実施形態において採用した比例弁１６は、７つの開度を有しており、最も小さい１開度から順次開度が大きくなって７開度が最も大きい開度となる。比例弁１６の開度に比例してガスバーナ３に供給される燃料ガスが増加する。

【0018】

また、燃焼室１２内におけるガスバーナ３の上方位置には点火電極１７と熱電対１８とが設けられている。点火電極１７は、イグナイタ１９を介してコントローラ５に電気的に接続され、コントローラ５の指示によりガスバーナ３に点火する。熱電対１８は、ガスバーナ３の炎に接した際の熱起電力ををコントローラ５に出力する。

【0019】

ガスバーナ３の燃焼排気は、燃焼室１２の上部から放出される。この燃焼排気は、空気取り入れ口７から取り入れた比較的低い温度の空気と混合され、空気通路１０内において適度に加熱された暖房用空気が生成される。空気通路１０内で生成された暖房用空気は、ファン４によって温風として温風吹出し口８から室内に送出される。

【0020】

ファン４は、通電電流により回転数が変更可能なファンモータ２０を備えている。ファンモータ２０はコントローラ５に電気的に接続されており、コントローラ５が指示する回転数でファン４を回転させる。ファン４の回転数は、ファン４の大きさや形状及びファンモータ２０の能力によって適宜設定されるが、本実施形態においては、０rpm（停止）から最大１０３０rpmの範囲の回転数が用いられる。ファン４の回転により、空気取り入れ口７から室内空気を空気通路１０に取り入れ、ガスバーナ３によって加熱された空気を温風として温風吹出し口８から送出する。

【0021】

コントローラ５は、図２に示すように、マイクロコンピュータ等を用いて構成されたものであり、プログラム等が格納された記憶部２１と、目標温度を設定する目標温度設定部２２と、ファンモータ２０の回転数を制御する送風制御部２３と、ガスバーナ３の点火及び燃焼量（比例弁１６の開度）を制御する燃焼制御部２４とを機能として備えている。また、燃焼制御部２４は通常温調制御部２５とエコロジー運転（以下、エコ運転という。）制御部２６とを機能として備えている。

【0022】

コントローラ５は、操作パネル６からの入力状況に応じて暖房運転を行う。操作パネル６には、暖房運転の開始を指示するための運転スイッチ２７、希望室温を入力するための温度設定スイッチ２８（設定温度入力手段）、後述のエコロジー運転を指示するエコ運転スイッチ２９等の各種スイッチが配設されている。

【0023】

目標温度設定部２２は、温度設定スイッチ２８により入力された設定温度に基づいて目標温度を設定する。目標温度は、例えばガスバーナ３の能力等に応じて、設定温度よりも高い温度に予め設定されるものであり、本実施形態における目標温度設定部２２は、設定温度よりも１℃高い温度を目標温度として設定する。

【0024】

燃焼制御部２４は、室温センサ１１の検出温度（室温）が、目標温度設定部２２により設定された目標温度と一致するように、ガスバーナ３の燃焼量（空気通路１０内部の空気の加熱量）を制御する。

【0025】

送風制御部２３は、燃焼制御部２４に連動して、ファン４がガスバーナ３の燃焼量に応じた回転数となるようにファンモータ２０を制御する。

【0026】

また、燃焼制御部２４は、通常温調制御部２５による温調制御と、エコ運転制御部２６による温調制御とを選択的に行うことが可能とされている。通常温調制御部２５による温調制御は、操作パネル６のエコ運転スイッチ２９がオフとされている状態で行われる温調制御である。エコ運転制御部２６による温調制御は、操作パネル６のエコ運転スイッチ２９がオンとされている状態で行われる温調制御である。

【0027】

次に、図３のフローチャートを参照して、コントローラ５による温風暖房機１の制御動作について説明する。

【0028】

運転スイッチ２７による暖房運転の開始が指示されると、コントローラ５はＳＴＥＰ１で燃焼制御部２４を介してガスバーナ３への点火（通常点火）処理を行う。ＳＴＥＰ１は暖房運転開始時におけるガスバーナ３への点火処理である。ＳＴＥＰ１の点火は暖房運転開始時であるから、送風制御部２３がファン４を通常点火時の回転数（１５０rpm）で回転させ、燃焼制御部２４の通常温調制御部２５が比例弁１６を２開度に開弁させる。これにより、暖房運転開始時であるため室温が低くガスバーナ３自体の温度が低くても、確実にガスバーナ３に点火して迅速に燃焼を安定させることができる。

【0029】

ＳＴＥＰ１の点火処理を行ってガスバーナ３の燃焼が確認されると、コントローラ５はＳＴＥＰ２へ進み、通常温調制御部２５による温調制御を行う。ＳＴＥＰ２における温調制御では、目標温度設定部２２によって設定された目標温度を用い、室温センサ１１の検出温度が目標温度より極度に低いとき、比例弁１６の開度を増加させ（６開度或いは７開度等の大きな開度を選択し）、ガスバーナ３の燃焼量を大とする。その後、室温センサ１１の検出温度が目標温度になったときには、比例弁１６の開度を減少させ（２開度或いは１開度等の小さな開度を選択し）てガスバーナ３の燃焼量を小とする。これにより、一定の室温が保持されるようにするが、更にその後、室温センサ１１の検出温度が目標温度よりも低下した場合には、比例弁１６の開度を増加させてガスバーナ３の燃焼量を大とする。

【0030】

次いで、コントローラ５は、ＳＴＥＰ３でエコ運転スイッチ２９のオン・オフを確認し、エコ運転スイッチ２９がオフである時には、ＳＴＥＰ２に戻って通常温調制御部２５による温調制御を継続させる。

【0031】

一方、ＳＴＥＰ３においてエコ運転スイッチ２９がオンであるときには、コントローラ５は、エコ運転制御部２６によってＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ７の温調制御を行う。即ち、エコ運転制御部２６は、ＳＴＥＰ４で室温（室温センサ１１の検出温度）と目標温度とを比較し、室温が目標温度以下である場合にはＳＴＥＰ２に戻って通常温調制御部２５による制御と同じ温調制御を行うが、室温が目標温度を超えた場合には、ＳＴＥＰ５へ進んでガスバーナ３の燃焼を停止させる。

【0032】

ＳＴＥＰ４において室温が目標温度を超えた場合、通常温調制御部２５による温調制御が行われ、例えば比例弁１６を１開度（最小の開度）に維持してガスバーナ３を最小燃焼量としても、室温が上昇を続けてしまっていることが考えらえる。そこで、エコ運転制御部２６がＳＴＥＰ５でガスバーナ３の燃焼を停止させることで、過剰な暖房が継続されることを防止して、燃料消費を低減する。

【0033】

次いで、エコ運転制御部２６は、ＳＴＥＰ６に進み、室温が設定温度以下になるまでガスバーナ３の燃焼停止を維持させる。そして、室温が設定温度以下になったとき、ガスバーナ３への点火（エコロジー点火）処理を行う。このときの点火においては、エコ運転制御部２６は、ＳＴＥＰ１の通常点火よりも低い回転数（本実施形態では１００rpm）でファン４を回転させるよう送風制御部２３に指示すると共に、比例弁１６の開度をＳＴＥＰ１の通常点火よりも小さい１開度とする。

【0034】

その後コントローラ５は、使用者が運転スイッチ２７をオフにしない限り、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ７を繰り返す。この間、ＳＴＥＰ５におけるガスバーナ３の燃焼停止とＳＴＥＰ７におけるエコロジー点火とが繰り返される。そして、ＳＴＥＰ７におけるエコロジー点火では、ＳＴＥＰ１の通常点火よりも低い回転数（本実施形態では１００rpm）でファン４が回転され、比例弁１６の開度がＳＴＥＰ１の通常点火よりも小さい１開度とされることにより、点火時の臭気の発生が少なく、室内への拡散も小さい。しかも、ＳＴＥＰ７における点火時には、暖房運転開始時と異なり、室温及びガスバーナ３自体の温度が比較的高くなっているので、燃料ガスの供給量を少なくしファンの回転数を低くしても支障なく点火することができ、これによっても燃料の消費量を低減させることができる。

【0035】

本発明者は、エコ運転制御部２６による温調制御での点火（ＳＴＥＰ７）において、暖房運転開始時の点火（ＳＴＥＰ１）と同じ燃料ガスの供給量（比例弁１６開度が２開度）とファン４の回転数（１５０rpm）とを用いた場合（従来の点火条件）と、暖房運転開始時の点火時（ＳＴＥＰ１）よりも少ない燃料ガスの供給量（比例弁１６開度が１開度）とファン４の回転数（１００rpm）とを用いた場合（本実施形態の点火条件）とで、臭気の発生状況を比較した。その結果、エコ運転制御部２６による温調制御でのＳＴＥＰ７の点火時においては、本実施形態の点火条件を採用した場合に、従来の点火条件に比べて臭気の発生が飛躍的に少なくなることを確認した。更に、エコ運転制御部２６による温調制御での点火（ＳＴＥＰ７）において、従来の点火条件と本実施形態の点火条件とで、点火直後の温風に混入している燃料ガスの構成成分（炭化水素等）の濃度を計測したところ、本実施形態の点火条件によれば従来の点火条件に対して３０％以上減少することを確認した。

【0036】

以上のように、本実施形態の温風暖房機１によれば、ガスバーナ３の燃焼と点火とを繰り返す温調制御時（エコ運転制御部２６による温調制御時）の点火に伴う臭気の発生を抑制することができ、臭気による使用者の不快感を軽減することができる。

【符号の説明】

【0037】

１…温風暖房機、３…ガスバーナ、４…ファン、５…コントローラ（制御手段）、１１…室温センサ、１６…比例弁（ガス量調節手段）、２２…目標温度設定部（目標温度設定手段）、２８…温度設定スイッチ（設定温度入力手段）。

【図1】

【図2】

【図3】