(57)【要約】【課題】温風暖房機において、定回転制御で駆動される直流インバーターモーターが拘束された後も所定時間モーターを駆動させ、積極的に機器を冷却する動作を実現し、安全性を向上させる。【解決手段】制御回路２０は、ファンモーター１２の駆動時において、送風ファン１１の回転数が２００回転以上の時は、検知回転数が所定の目標回転数となるようにモーター電圧を制御し、２００回転未満の時は、モーターに固定電圧を印加し供給電力を制限するように構成されている。送風ファン１１が拘束されて回転数が得られず、ファンモーター１２の負荷電流が増大する状況においても、供給電力を制限することでファンモーター１２の発熱を抑制することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸入口と温風吹出口を有する外装ケース内に、空気加熱手段と、空気吸入口から吸入した空気を空気加熱手段に供給するとともに、加熱された空気を温風吹出口から排出する送風ファンと、送風ファンを駆動するファンモーターと、送風ファンの回転数を検知する回転数検知器と、空気加熱手段による加熱量と送風ファンの送風量を制御する制御手段を備え、制御手段は、ファンモーター駆動時に所定量の回転数がある時は回転数を一定に保つようファンモーターへ電力供給し、所定量の回転数がない時はファンモーターへ一定の電力を供給するように構成されていることを特徴とする温風暖房機。
【請求項２】
制御手段は、所定量の回転数がない時にファンモーターに供給される電力は、その状態が継続する間はファンモーターや制御手段のモーター駆動回路が熱的に破壊に至らない供給電力量であることを特徴とする請求項２に記載のガス温風暖房機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温風暖房機のファンモーター駆動制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、温風暖房機は、省電力化を図るため、送風手段を駆動するファンモーターは、半導体素子により巻線への電力供給を逐次切換え回転磁界を発生させ回転トルクを得る直流インバーターモーターにより構成されることがある。また、騒音値や温風温度の安定化を図るため、送風ファンやファンモーターの回転数が発熱量に合わせた回転数となるような定回転数制御を用いるようになってきた。
【０００３】
特にモーターや駆動回路の構成が複雑な直流インバーターモーターの駆動では、構成部品のばらつきを吸収するため、定回転数制御は有効な手段となっている。
【０００４】
一方、温風暖房機は、内部に加熱源を有しており、運転中は機器内を通過する空気を暖めながら内部温度を所定温度に均衡させている。機器が停止または異常停止した時は、加熱源の動作を停止させるが、加熱源の残留熱量で機器内温度が上昇する。
【０００５】
これを防ぐため、送風ファンを所定時間回転させて残留熱量を機器外に吐き出すポストパージという機能を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、温風暖房機は、空気吸入口や温風吹き出し口を有しており、子供のいたずら等により、運転前及び運転中に機器外部から内部に異物が挿入され、送風ファンが拘束される状況に陥ることがある。
【０００７】
送風ファンが直流インバーターモーターにより定回転制御される機器においては、送風ファンが拘束されて所定の回転数が得られないと、制御手段は所定の回転数となるようにファンモーターへの電力供給を増やすように作動し、供給し得る最大の電力を印加することになる。
【０００８】
一方でファンモーターは回転が得られないため、インピーダンスが小さくなり、大きなモーター電流が流れる条件となる。
【０００９】
一方、制御手段は所定回転数が得られないことを検知して機器を異常停止させる。
【００１０】
運転中に送風ファンが拘束され異常停止し機器温度が上昇する状況においては、異物を除去したならば機器温度が下げられるよう、異常停止後にポストパージ動作を継続するよう送風ファンを所定時間駆動させる必要がある。
【００１１】
安全性確保のため、室内設置型の暖房機では特に配慮しなければならない内容である。
【００１２】
よって、送風ファンが拘束状態になると、ファンモーターの巻線や通電制御用の半導体素子が発熱し、熱的に破壊する恐れが生じるため、この発熱に耐えうる熱定格の部品でファンモーターや制御手段を構成しなければならないため、経済的に高価な構成になるという課題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、送風ファンが拘束された時、ファンモーターや制御手段の構成部品の発熱を低減させることで、より安価な部品構成を可能とすると共に、積極的にポストパージを行い機器温度を低下させ安心して使用できる温風暖房機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の温風暖房機は、ファンモーター駆動時において、所定量の回転数がある時は回転数を一定に保つようファンモーターへ電力供給し、所定量の回転数がない時はファンモーターへ一定の電力を供給するようにしたものである。これによって、送風ファンが拘束された時は、供給電力を一定値に制限しながら送風ファンを駆動する。
【００１５】
【発明の実施形態】
請求項１に記載の発明は、空気吸入口と温風吹出口を有する外装ケース内に、空気加熱手段と、空気吸入口から吸入した空気を空気加熱手段に供給するとともに、加熱された空気を温風吹出口から排出する送風ファンと、送風ファンを駆動するファンモーターと、送風ファンの回転数を検知する回転数検知器と、空気加熱手段による加熱量と送風手段による送風量を制御する制御手段を備え、制御手段は、ファンモーター駆動時において、所定量の回転数がある時は回転数を一定に保つようファンモーターへ電力供給し、所定量の回転数がない時はファンモーターへ一定の電力を供給するようにしたものである。よって、送風ファンが拘束された時は、供給電力を一定値に制限するので、回転数を一定に保つ制御と比較すると、モーター電流が低減しファンモーターや制御手段の駆動回路を構成する部品の発熱が少なくなる。そして、より熱定格の小さい部品を採用することができ、より安価な構成とすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、所定量の回転数がない時にファンモーターに供給される電力は、その状態が継続する間はファンモーターや制御手段のモーター駆動回路が熱的に破壊に至らない供給電力量としたものである。
【００１７】
よって、運転中に送風ファンが拘束された後も、所定時間ポストパージ動作を継続することが可能となり、ファン拘束の原因が除去されれば再び送風が始められる。そして、上昇した機器温度を低下させることができ、より安全性が高く安心して使える機器を提供することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明をガス温風暖房機に適応した実施例について図１〜３を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例のガス温風暖房機の概略構成を示す構成図である。
【００２０】
図１において、１は外装ケースであり、天板２と底板３とで機器の外装を構成する。外装ケース１は機器の背面上部に当たる位置に空気吸入口４を、前面下部に当たる位置に温風吹出口５を有し、空気吸入口４にはエアフィルター６が取り付けられている。７は外装ケース１内上部に設けられた燃焼室、８は燃焼室７に設けられたバーナー、９は点火手段、１０はバーナー８の炎近傍に配置された熱電対よりなる炎センサー、１１は燃焼室７の下部に設けられたクロスフローファンよりなる送風ファン、１２は半導体ＩＣからなる通電制御回路を内蔵した直流インバーターモーター（ファンモーター）であり、送風ファン１１に接続してある。１３はファンモーター１２に内蔵され送風ファンの１１の回転数を検出する回転数検知器である。１４は燃焼室７の上面及び前面を覆う覆板、１５は送風ファン１１からの温風を温風吹出口に導くファンケースである。
【００２１】
外装ケース１の背面下部にはガス接続口１６が設けられ、パイプにて電磁弁・比例弁よりなるガス供給手段１７と接続され、ガス導管１８によってバーナー８にガスが供給されている。天板２の前方部に操作及び表示部１９を設け、その直下の外装ケース１内に各種スイッチや表示器を配した制御手段の一部である操作表示回路２０ａが設けてある。２０は制御手段の中核をなす制御回路でファンモーター１２へのファン電圧制御回路を有する。２１はサーミスターよりなる室温検知器で、同様に外装ケース１内に設けてある。また、２２は制御手段２０に電源を供給する電源コードである。
【００２２】
次に機器の動作について説明する。図２は、本発明の実施例におけるガス温風暖房機の基本動作を示すフローチャート、図３は、本発明の実施例におけるガス温風暖房機のポストパージ動作を示すフローチャートである。
【００２３】
図２において、制御手段２０は、運転スイッチがＯＮする（Ｓ０１）と、ファンモーター１２に固定電圧を印加（Ｓ０２）し送風ファン１１を駆動する。回転数検知器１３によりファンモーター１２の回転数を判定（Ｓ０３）し、２００回転以上にならない時は１０秒間固定電圧で駆動し、それでも２００回転が得られない時は異常停止（モーター異常）としポストパージ動作を行う。回転数の判定（Ｓ０３）で２００回転以上を検知したら、ファンモーター１２が強回転数となる（Ｓ０４）ようにファン電圧を制御し、点火手段９をＯＮ（Ｓ０５）、電磁弁をＯＮ、比例弁を強ガス量に設定（Ｓ０６）して、バーナー８に点火する。炎を熱電対１０が起電力として検出（Ｓ０７）し、所定時間経過しても炎が検出できない時は、異常停止（モーター異常以外）としポストパージ動作を行う。
【００２４】
炎が検出できれば点火手段９をＯＦＦ（Ｓ０８）して暖房運転を継続する。暖房運転中は、サーミスター２１で室温を検出（Ｓ０９）し、室温が設定温度となるようバーナー８での燃焼量を制御（Ｓ１０）する。ファンモーター１２と比例弁を連動させて強から弱まで比例的に可変して燃焼量を制御する。ファンモーター１２が強から弱の各回転数となるようファン電圧を制御する。
【００２５】
また、暖房運転中も回転数検知器１３がファンモーター１２の回転数を判定（Ｓ１１）し、２００回転未満となった時には異常停止（モーター異常）としポストパージ動作を行う。
【００２６】
また、暖房運転中に運転スイッチがＯＦＦする（Ｓ１２）と停止としポストパージ動作を行う。
【００２７】
次に、ポストパージ動作を説明する。図３（ａ）において、異常停止（モーター異常）時は、モーター異常を知らせる異常表示を操作表示回路２０ａに点滅表示（Ｓ１３）し、電磁弁と比例弁をＯＦＦしガスを遮断（Ｓ１４）する。ファンモーター１２に固定電圧を印加（Ｓ１５）し送風ファン１１を継続して駆動しポストパージ動作を行う。ポストパージ動作中は回転数検知器１３がファンモーター１２の回転数を判定（Ｓ１６）し、２００回転を得られなければ固定のファン電圧の印加（Ｓ１７）を継続し、２００回転以上となった時には強回転となる（Ｓ１８）ようファン電圧を制御する。そして、ポストパージ時間が経過（Ｓ１９）したら、ファンモーター１２に印加する電圧をＯＦＦ（Ｓ２０）する。
【００２８】
また、図３（ｂ）において、停止時は、電磁弁と比例弁をＯＦＦしガスを遮断（Ｓ２１）する。ファンモーター１２が中回転となる（Ｓ２２）ようファン電圧を制御しポストパージ動作を行う。同様に、ファンモーター１２の回転数を判定（Ｓ２３）し、２００回転未満にならなければ中回転（Ｓ２４）を継続し、２００回転未満となった時には固定のファン電圧を印加（Ｓ２５）する。そして、ポストパージ時間が経過（Ｓ２６）したら、ファン電圧をＯＦＦ（Ｓ２７）する。
【００２９】
また、図３（ｃ）において、異常停止（モーター異常以外）時は、異常表示（この場合は不着火異常）を操作表示回路２０ａに点滅表示（Ｓ２８）し、電磁弁と比例弁をＯＦＦしガスを遮断（Ｓ２９）する。ファンモーター１２が強回転となる（Ｓ３０）ようファン電圧を制御しポストパージ動作を行う。同様に、ファンモーター１２の回転数を判定（Ｓ３１）し、２００回転未満にならなければ強回転（Ｓ３２）を継続し、２００回転未満となった時には固定のファン電圧を印加（Ｓ３３）する。そして、ポストパージ時間が経過（Ｓ２６）したら、ファン電圧をＯＦＦ（Ｓ２７）する。この動作は、制御手段２０に組み込まれたマイクロコンピューター（図示せず）により、容易に実現できる。
【００３０】
最大燃焼量が５．８ｋＷの機器では、送風ファン１１の最大送風量は約４ｍ３／ｍｉｎ必要となり、出力１５Ｗ〜２０Ｗクラスのファンモーターにより駆動する必要がある。また、燃焼停止後の残留熱量を排出し機器の温度上昇を防止するのに必要なポストパージ時間は約１５０秒である。このモーターを拘束した状態で１５０秒間電力供給し、駆動用の半導体ＩＣの温度上昇において余裕を持って使用するには、ファンモーター１２への入力電圧換算で、最大２０Ｖを印加しているところを１０Ｖまで低減する必要がある。これらは、実験により求めたものであり、固定電圧は最大印加電圧の半分の１０Ｖに設定してある。また、この電圧はファンモーター１２の起動を十分に満足するものでなければならない。
【００３１】
以上のような動作を行う温風暖房機において、ファンモーター１２の起動時は、回転数が２００回転となるまでは固定電圧１０Ｖを印加するので、供給電力が制限される。また、暖房運転中の定回転制御中に２００回転の回転数が得られなくなると異常停止（モーター異常）し、固定電圧１０Ｖを印加するので、供給電力を制限しながら、１５０秒間ポストパージ動作が継続される。
【００３２】
また、停止や異常停止（モーター異常以外）のポストパージ中での定回転制御中に２００回転の回転数が得られなくなると固定電圧１０Ｖを印加するので、供給電力がを制限される。したがって、送風ファン１１が何らかの原因で回らないまたは２００回転に達しない状況において、ファンモーター１２への供給電力を制限し、定回転制御をした時の供給電力と比較し、ファンモーター１２に流れる電流を減少させることで、ファンモーター１２の巻線や駆動用の半導体ＩＣおよび制御手段２０のモーター電源供給回路を構成する部品の発熱を抑制することができる。
【００３３】
これにより、半導体素子で通電制御する直流インバーターモーターを定回転数制御した時の欠点であるモーター拘束時の発熱の課題を解消し、直流インバーターモーターによる消費電力の低減と、定回転制御による風量や騒音値の安定化という利点を生かすことができる。併せて、送風ファン１１が拘束状態においても機器停止後のポストパージ時間の間はファンモーター１２を回転させようとファン電圧を印加することができ、異常時においても積極的に機器を冷やそうとする動作が実現でき、より安全性を向上できる。
【００３４】
また、本実施例では、異常停止（モーター異常）でのポストパージ動作中に回転数を検出し、２００回転の回転数が得られたら所定の回転数となるようにするので、異常原因を除去すれば、正規の回転数で送風ファン１１が送風して機器温度を低下させることができる。
【００３５】
尚、本実施例では回転数が２００回転未満となったことで送風ファン１１の異常状態を検出したが、暖房運転中の強から弱の目標回転数は１０００から５００回転程度となるため、検知回転数が目標回転数から所定回転数（例えば２００回転）低下したことで送風ファン１１の異常を検出するようにすれば、異常検出が早まりファンモーター１２の温度上昇の負担を更に軽減することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２に記載の発明によれば、部品の発熱を抑制することができ、より安価な部品で構成することができる。また、器具の温度上昇を積極的に防ぐことで安全性が高まり、安心して使用できる機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるガス温風暖房機の概略構成を示す構成図
【図２】同実施例におけるガス温風暖房機の基本動作を示すフローチャート
【図３】同実施例におけるガス温風暖房機のポストパージ動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１  外装ケース
４  空気吸入口
５  温風吹出口
８  バーナー（空気加熱手段）
１１  送風ファン
１２  ファンモーター
１３  回転数検知器
２０  制御回路（制御手段）
２０ａ  操作表示回路（制御手段）
【図１】
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【図２】
2004170017.tif 000004
【図３】
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