(57)【要約】【課題】商用電源の電圧の高低に関わらず、一定温度の空気を送風することができる暖房機を提供する。【解決手段】商用電源Ａの交流電力が供給され、空気を加熱するヒータ７と、ヒータ７で加熱された空気を外部へ送風するファン４とを備える暖房機に、商用電源Ａの電圧値Ｖを検出する電圧検出回路９と、商用電源Ａの電圧値Ｖ及びファン４の回転数を対応付けたテーブル１１ａと、テーブル１１ａ及び電圧検出回路９が検出した電圧値Ｖに基づいて、電圧値Ｖが高い程、高速の回転でファン４を回転させる制御部５とを備える。【選択図】図１
2008025911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源が供給され、空気を加熱するヒータと、該ヒータで加熱された空気を外部へ送風するファンとを備える暖房機において、
商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
該電圧検出手段が検出した電圧の高／低に応じて、前記ファンを高速／低速で回転させる制御手段と
を備えることを特徴とする暖房機。
【請求項２】
商用電源の電圧及び前記ファンの回転数を対応付けたテーブルを備え、
前記制御手段は、
前記テーブル、及び前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、前記ファンの回転数を決定するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載の暖房機。
【請求項３】
前記ヒータは複数であり、
各ヒータへの商用電源の供給を入切するスイッチを備え、
前記制御手段は、
商用電源が供給される前記ヒータの多／少に応じて、前記ファンを高速／低速で回転させるようにしてある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の暖房機。
【請求項４】
前記ヒータの温度が所定温度以上になった場合、商用電源の供給を遮断する手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の暖房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源が供給され、空気を加熱するヒータ、及び送風用のファンを備え、商用電源の電圧に応じてファンの回転数を変更する暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】
暖房機は、商用電源から交流電力が供給されて発熱するヒータ及び送風用のファンを備え、ヒータで加熱された空気を外部へ送風するように構成されている。ファンは、ＤＣモータによって一定の回転数で回転するよう制御されている。
【０００３】
一方、冷媒サイクル及び補助用のヒータを備えた空気調和機が提案されている。冷媒サイクルは、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器及びキャピラリチューブを冷媒配管で接続してなり、暖房運転時においては室内熱交換器及びヒータで加熱された空気が室内へ送風される。また、圧縮機が頻繁に停止することを防止すべく、冷媒を圧縮及び循環させる圧縮機の駆動方法を、ヒータの出力、室内熱交換器の温度に応じて変更するように構成されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１２８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
商用電源の電圧は変動することがあり、該電圧は日本では比較的安定しているが海外では電源事情が悪く、日本に比べて電圧の変動幅が大きい。従って、交流電力が直接供給されるヒータ等は電圧の変動の影響を受け、動作が変動してしまうことが一般的である。
例えば、ファンを駆動するモータとしてＡＣモータを採用した場合、ヒータ及びＡＣモータはともに商用電源から直接電力供給を受けるため、商用電源の電圧が変動すると、ヒータの発熱量が変動するとともに、ＡＣモータの回転数も変動する。つまり、電圧が上昇すると、ヒータの発熱量が増加すると共に、ＡＣモータの回転数も増加する。このため、結果的にヒータの温度上昇が抑えられ、送風される空気の温度は電圧変動の影響を受けない。
しかしながら、ＤＣモータを採用した場合、ＤＣモータは商用電源が変動しても、制御部からの指令により一定の回転数になるように制御されているため、商用電源の電圧が変動すると、ヒータの発熱量のみが変動する。このため、結果的にヒータの温度が変動することにより、ヒータが過加熱されて送風される空気の温度が上昇し、暖房機の故障の原因となることがあった。
なお、サーミスタ等でヒータの温度を検出し、ヒータの温度が所定温度を越えた場合、ヒータへの給電を遮断するように構成したヒータ保護装置を備えた暖房機があるが、電源電圧が高い商用電源に暖房機を接続した場合、頻繁にヒータが入切し、高温の空気と、常温の空気とが交互に送風され、暖房能力が著しく低下するという問題が生ずる。一方、ヒータへの給電を遮断する所定温度を高温に設定した場合、ヒータが過加熱され、暖房機の故障の原因となる。
また、商用電源の電圧が同じ国又は地域に、ＡＣモータを採用した暖房機とＤＣモータを採用した暖房機を発売することがあるが、上述のように煩雑にヒータが入切することを防止するために、ヒータ保護装置の仕様を異ならせる必要がある。このため、部品の共通化が図れず、サービス部品の種類が増え、結果的にコスト上昇につながるという問題があった。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、商用電源の電圧を検出する電圧検出手段を備え、検出した商用電源の電圧が高い程、高速でファンを回転させるように構成することにより、商用電源の電圧の高低に関わらず、一定温度の空気を送風することができる暖房機を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、複数のヒータ、及び各ヒータへの商用電源の供給を入切するスイッチを備え、商用電源から給電されたヒータの数が多い程、ファンを高速回転させるように構成することにより、給電されたヒータの数に応じたファンの回転数を、商用電源の電圧の高低に応じて増減させることができ、給電されたヒータの数に応じた一定温度の空気を送風することができる暖房機を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、ヒータの温度が所定温度以上になった場合、商用電源の供給を遮断する手段を備えることにより、空気の過加熱を確実に防止することができる暖房機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る暖房機は、商用電源が供給され、空気を加熱するヒータと、該ヒータで加熱された空気を外部へ送風するファンとを備える暖房機において、商用電源の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段が検出した電圧の高／低に応じて、前記ファンを高速／低速で回転させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る暖房機は、商用電源の電圧及び前記ファンの回転数を対応付けたテーブルを備え、前記制御手段は、前記テーブル、及び前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、前記ファンの回転数を決定するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る暖房機は、前記ヒータは複数であり、各ヒータへの商用電源の供給を入切するスイッチを備え、前記制御手段は、商用電源が供給される前記ヒータの多／少に応じて、前記ファンを高速／低速で回転させるようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る暖房機は、前記ヒータの温度が所定温度以上になった場合、商用電源の供給を遮断する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、商用電源が供給されたヒータの発熱量は、商用電源の電圧が高い程、大きい。そこで、電圧検出手段が商用電源の電圧を検出し、制御手段は、電圧検出手段が検出した電圧が高い程、ファンを高速回転させ、電圧が低い程、ファンを低速回転させる。具体的には、制御手段は、商用電源の電圧及びファンの回転数を対応付けたテーブルと、電圧検出手段が検出した電圧とに基づいて、ファンの回転数を決定する。
従って、電圧の異なる商用電源に接続されてヒータの発熱量が変化した場合であっても、発熱量の変化に応じてファンの回転数を増減させることができ、送風される空気の温度の変動を抑えることができる。
【００１３】
本発明にあっては、ヒータが複数であり、各ヒータへの給電はスイッチによって入切される。制御手段は、商用電源が供給されるヒータの数が多いほど、ファンを高速回転させ、電圧が低い程、ファンを低速回転させる。
【００１４】
本発明にあっては、ヒータの温度が所定温度以上になった場合、ヒータへの商用電源の供給が遮断される。従って、過加熱される虞はない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、暖房機を接続する商用電源の電圧の高低に関わらず、ヒータが頻繁に入切することを防ぎ、一定温度の空気を送風することができる。
また、電圧の高／低に応じて、ファンを高速／低速で回転させるため、ファンを回転させるモータとしてＡＣモータを採用した暖房機と、ＤＣモータを採用した暖房機とで部品、例えばヒータ保護装置の共通化を図ることができ、結果的にコストを減少させることができる。
【００１６】
本発明によれば、給電されたヒータの数に応じたファンの回転数を、商用電源の電圧の高低に応じて増減させることができ、給電されたヒータの数に応じた一定温度の空気を送風することができる。
【００１７】
本発明によれば、空気の過加熱を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る暖房機の構成を示すブロック図である。図中１は、商用電源Ａが供給する交流電力を直流電力に変換するコンバータである。コンバータ１は、例えば順接続された２個のダイオードからなる直列回路を２組並列接続してなり、各直列回路におけるダイオードの接続節点は商用電源Ａに接続され、各直列回路のカソード端及びアノード端は、夫々正側出力端子及び負側出力端子に接続されている。コンバータ１の各出力端子は、インバータ２の入力端子に接続されている。
【００１９】
また、ヒータ７、保護器６、及びスイッチ８が商用電源Ａに直列接続されており、ヒータ７に商用電源Ａの交流電力が供給されるように構成されている。ヒータ７は、供給された交流電力によって発熱し、空気を加熱する。保護器６は、例えばバイメタルであり、所定温度以上になった場合、回路を切断することによってヒータ７への給電を遮断する。スイッチ８は、例えば、リレーで構成されている。
【００２０】
インバータ２は、ＤＣモータ３をインバータ制御にて駆動する回路であり、６個のスイッチング素子、例えばトランジスタを備えている。インバータ２の正側入力端子には、３個のスイッチング素子のドレインが接続され、各スイッチング素子のソースには、他のスイッチング素子のドレインが接続されている。前記他のスイッチング素子のソースは、インバータ２の負側入力端子に接続されている。また、各スイッチング素子のドレイン及びソースには、フライバックダイオードのカソード及びアノードが接続されている。
【００２１】
ＤＣモータ３は、Ｙ結線されたコイルを備えた３相ブラシレスＤＣモータ３であり、インバータ２を構成しているスイッチング素子のドレインは、ＤＣモータ３を構成するコイルの端子ｕ，ｖ，ｗに夫々接続されている。
【００２２】
各スイッチング素子のゲートは、制御部５に接続され、制御部５は、各スイッチング素子を入切することで、ＤＣモータ３の回転をインバータ制御する。
【００２３】
ＤＣモータ３の出力軸には、ヒータ７で加熱された空気を外部へ送風するためのファン４が設けられている。
【００２４】
インバータ２によるＤＣモータ３の回転は、制御部５にて制御される。制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備えている。ＲＯＭは、ＤＣモータ３の回転をインバータ制御するためのプログラムを記憶しており、ＣＰＵは、該プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ＤＣモータ３の回転を制御する。また、制御部５の入出力ポートには、電圧検出回路９、操作部１０及び記憶部１１が接続されている。
【００２５】
電圧検出回路９は、商用電源Ａが供給する交流電力の電圧を検出する回路であり、例えばトランス、整流回路、ＡＤ変換器等から構成されている。交流電力の電圧はトランスにて降圧され、整流回路が降圧された電圧を整流する。ＡＤ変換器は、整流された電圧をＡＤ変換し、ＡＤ変換した交流電圧値Ｖを制御部５に与える。
【００２６】
操作部１０は、暖房機の運転内容、例えばファン４の回転数を操作するためのスイッチ、ダイヤル、ボタン等を備えている。
【００２７】
記憶部１１は、例えば不揮発性のフラッシュメモリであり、ファン４の回転数Ｘｌ及びＸｈを記憶している。また、記憶部１１は、商用電源Ａの電圧に応じてファン４の回転数を補正するために、ファンの定格の回転数Ｘｈ，Ｘｌ、及び電圧の偏差ΔＶと、回転数補正値ΔＸとを対応付けたテーブル１１ａを記憶している。
回転数補正値ΔＸは、電圧Ｖが高い程、大きくなるように設定されている。例えば、電圧Ｖに応じて回転数が変化するＡＣモータと同様の特性で、ファンの回転数が増減するように、回転数補正値ΔＸを設定する。
【００２８】
図２は、ファン４の回転制御に係る制御部５の処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
制御部５は、電圧検出回路９にて商用電源Ａの電圧値Ｖを検出する（ステップＳ１１）。そして、制御部５は、商用電源Ａの電圧値Ｖと定格電圧Ｖ０との偏差ΔＶを算出する（ステップＳ１２）。
【００３０】
次いで、制御部５は、操作部１０の操作によって弱風が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。弱風が設定されていると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部５は、弱風の回転数Ｘｌを読み出す（ステップＳ１４）。
【００３１】
そして、制御部５は、回転数Ｘｌ及びステップＳ１２で算出した偏差ΔＶ、並びにテーブル１１ａに基づいて、回転数補正値ΔＸを算出し（ステップＳ１５）、回転数Ｘｌに回転数補正値ΔＸを加算した回転数Ｘｓを記憶する（ステップＳ１６）。
【００３２】
弱風が設定されていないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、つまり強風が設定されていると判定した場合、制御部５は、回転数Ｘｈを読み出す（ステップＳ１７）。そして、制御部５は、回転数Ｘｈ及びステップＳ１２で算出した偏差ΔＶ、並びにテーブル１１ａとに基づいて回転数補正値ΔＸを算出する（ステップＳ１８）。
【００３３】
そして、制御部５は、回転数Ｘｈに回転数補正値ΔＸを加算した回転数Ｘｓを記憶する（ステップＳ１９）。
【００３４】
ステップＳ１６又はステップＳ１９の処理を終えた場合、制御部５は、回転数ＸｓにてＤＣモータ３を回転させ（ステップＳ２０）、制御部５は、ファン４の回転に係る処理を終える。
【００３５】
実施の形態１に係る暖房機にあっては、商用電源Ａの電圧値Ｖが高い（又は低い）程、ファン４の回転数Ｘｈ又はＸｌを増加（又は減少）させるため、電源事情による商用電源Ａの電圧の変動によってヒータ７の発熱量が変動した場合であっても、一定温度の空気を送風することができる。
【００３６】
また、従来の暖房機のように、保護器６による回路の切断及び接続が頻発して暖房能力が著しく低下する事態を防ぐことができる。
【００３７】
更に、ヒータ７の温度が所定温度を超えた場合、保護器６によって回路を遮断するように構成してあるため、空気の過加熱を確実に防止することができる。
更にまた、回転数補正値ΔＸは、電圧Ｖに応じて回転数が変化するＡＣモータと同様の特性で、ファン４の回転数が増減するように設定されているため、ファン４を回転させるモータとしてＡＣモータを採用した暖房機と、ＤＣモータ３を採用した暖房機とで部品、例えばヒータ保護装置の共通化を図ることができ、結果的にコストを減少させることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１にあっては、商用電源の電圧値とファンの回転数補正値とを対応付けたテーブルを備えているが、商用電源の電圧値とファンの回転数を特定できる情報とを対応付けたテーブルを備えても良い。例えば、商用電源の電圧値とファンの回転数とを直接対応付けたテーブルを備えても良い。
【００３９】
また、ヒータのみによって加熱された空気を送風する暖房機を説明したが、室外熱交換器、室内熱交換器、キャピラリチューブ、及び圧縮機を更に備え、室内熱交換器及びヒータによって空気を加熱する暖房機を構成しても良い。
【００４０】
更に、テーブルによってファンの回転数を特定するように構成してあるが、商用電源の電圧値とファンの回転数とを対応付ける所定の関数によってファンの回転数を特定するように構成しても良い。
【００４１】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る暖房機の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態２に係る暖房機は、ヒータ７ａ、保護器６ａ、及びスイッチ８ａの直列回路と、ヒータ７ｂ、保護器６ｂ、及びスイッチ８ｂの直列回路とを備え、各直列回路が並列接続されている。制御部５は、操作部１０の操作に応じてスイッチ８ａ及びスイッチ８ｂを入切し、ヒータ７ａ，７ｂのいずれか一方、又は各ヒータ７ａ，７ｂへ交流電力を供給する。
また、記憶部１１は、ファンの定格の回転数Ｘｈ，Ｘｌ、交流電力が供給されているヒータ７ａ，７ｂの数Ｗ、及び偏差ΔＶと、回転数補正値ΔＸとを対応付けたテーブル２１１ａを記憶している。
回転数補正値ΔＸは、電圧Ｖ及びヒータ７ａ，７ｂの数Ｗが高い程、大きくなるように設定されている。
【００４２】
図４は、実施の形態２におけるファン４の回転制御に係る制御部５の処理手順を示すフローチャートである。
【００４３】
制御部５は、電圧検出回路９にて商用電源Ａの電圧値Ｖを検出する（ステップＳ４１）。そして、制御部５は、商用電源Ａの電圧値Ｖと定格電圧Ｖ０との偏差ΔＶを算出する（ステップＳ４２）。
【００４４】
次いで、制御部５は、交流電力が供給されているヒータ７ａ、７ｂの数Ｗを特定し（ステップＳ４３）、弱風が設定されているか否かを判定する（ステップＳ４４）。弱風が設定されていると判定した場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、制御部５は、弱風の回転数Ｘｌを読み出す（ステップＳ４５）。
【００４５】
そして、制御部５は、回転数Ｘｌ、ヒータ７ａ、７ｂの数Ｗ及びステップＳ４２で算出した偏差ΔＶ、並びにテーブル２１１ａに基づいて、回転数補正値ΔＸを算出し（ステップＳ４６）、回転数Ｘｌに回転数補正値ΔＸを加算した回転数Ｘｓを記憶する（ステップＳ４７）。
【００４６】
弱風が設定されていないと判定した場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、制御部５は、回転数Ｘｈを読み出す（ステップＳ４８）。そして、制御部５は、回転数Ｘｈ、ステップＳ４２で算出した偏差ΔＶ、及びヒータ７ａ、７ｂの数Ｗ、並びにテーブル２１１ａに基づいて回転数補正値ΔＸを算出する（ステップＳ４９）。
【００４７】
そして、制御部５は、回転数Ｘｈに回転数補正値ΔＸを加算した回転数Ｘｓを記憶する（ステップＳ５０）。
【００４８】
ステップＳ４７又はステップＳ５０の処理を終えた場合、制御部５は、回転数ＸｓにてＤＣモータ３を回転させ（ステップＳ５１）、制御部５は、ファン４の回転に係る処理を終える。
【００４９】
実施の形態２に係る暖房機にあっては、給電されたヒータ７ａ、７ｂの数Ｗに応じたファン４の回転数を、商用電源Ａの電圧値Ｖの高低に応じて増減させることができ、給電されたヒータ７ａ、７ｂの数に応じた一定温度の空気を送風することができる。
【００５０】
実施の形態２に係る暖房機の他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る暖房機の構成、作用及び効果と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る暖房機の構成を示すブロック図である。
【図２】ファンの回転制御に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２に係る暖房機の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２におけるファンの回転制御に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１  コンバータ
２  インバータ
３  ＤＣモータ
４  ファン
５  制御部
６，６ａ，６ｂ  保護器
７，７ａ，７ｂ  ヒータ
８，８ａ，８ｂ  スイッチ
９  電圧検出回路
１０  操作部
１１  記憶部
１１ａ，２１１ａ  テーブル
Ａ  商用電源
【図１】
2008025911.tif 000003
【図２】
2008025911.tif 000004
【図３】
2008025911.tif 000005
【図４】
2008025911.tif 000006