(57)【要約】【課題】設計が容易で、しかも暖房する室内の換気率の如何にかかわらず、室内の空気が汚れる前に、確実に燃焼器の運転を停止させることができる燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を提供する。【解決手段】燃焼停止温度決定手段１０は、初期室温Ｔｏに予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値を第１の燃焼停止温度Ｔｈ１とし、設定温度Ｔｓに第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値を第２の燃焼停止温度Ｔｈ２とし、第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を初期室温Ｔｏに加えて得た値を第３の燃焼停止温度Ｔｈ３として定める。燃焼停止温度決定手段１０が決定した基準値に室内温度が達すると、燃焼停止指令発生手段１２は、燃焼停止指令を出力する制御部５に出力する。制御部５は、燃焼停止指令を受けて燃料供給手段２及び空気供給ファン３を停止させて燃焼を停止させる。【選択図】　図１
2004125245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器であって、
室内の空気と燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、
設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段と、
室内温度Ｔを検出する室温検出手段と、
前記室内の空気の汚れを検出して前記汚れが予め定めた値以上になる前に燃焼停止指令を出力する空気汚れ検出手段と、
前記設定温度Ｔｓと前記室内温度Ｔとに応じて、室内温度が前記設定温度に近付くように前記燃焼部における燃焼量を自動制御し、且つ前記燃焼停止指令が入力されると燃焼を停止する制御部とを備え、
前記空気汚れ検出手段は、
前記設定温度が基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、前記設定温度が前記基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、前記設定温度Ｔｓが前記基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、前記設定温度Ｔｓと燃焼スタート時において前記室温検出手段が検出した初期室温Ｔｏとに基づいて定める燃焼停止温度決定手段と、
前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に前記室内温度が達すると、前記燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段とを具備し、
前記燃焼停止温度決定手段は、前記初期室温Ｔｏに予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値を前記第１の燃焼停止温度Ｔｈ１とし、前記設定温度Ｔｓに前記第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値を前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２とし、前記第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を前記初期室温Ｔｏに加えて得た値を前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３として定めるように構成されており、
予め定めた条件の密閉性を有する密閉室内で、前記設定温度を複数段階で変更して燃焼試験を行って、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値以上になるときの前記密閉室内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が前記所定の値以上になる前に前記燃焼停止指令が前記燃焼停止指令発生手段から出力されるように、前記第１の加算温度ＡＴ１、前記第２の加算温度ＡＴ２及び前記第３の加算温度ＡＴ３が定められていることを特徴とする暖房用燃焼器。
【請求項２】
前記密閉室は、室内の二酸化炭素濃度を４％±０．２％にして２時間経過後の室内の二酸化炭素濃度減少量が０．１％以下になる密閉性を有する密閉室であり、前記所定の値が１．０％であることを特徴とする請求項１に記載の暖房用燃焼器。
【請求項３】
前記燃焼部からの熱を前記室内に送り出す送風ファンを備えている請求項１に記載の暖房用燃焼器。
【請求項４】
前記基準温度範囲が、前記初期室温Ｔｏに５℃〜７℃の温度を加えた温度から前記初期室温Ｔｏに１１℃〜１３℃の温度を加えた温度までの温度範囲であり、
前記第１の加算温度ＡＴ１が７℃以下の値であり、前記第２の加算温度ＡＴ２が１．５℃以下の値であり、前記第３の加算温度ＡＴ３が１３℃以下である請求項１または２に記載の暖房用燃焼器。
【請求項５】
前記基準温度範囲が、前記初期室温Ｔｏに約６℃を加えた温度から前記初期室温Ｔｏに約１２℃を加えた温度までの温度範囲であり、
前記第１の加算温度ＡＴ１が約７℃であり、前記第２の加算温度ＡＴ２が約１℃であり、前記第３の加算温度ＡＴ３が約１３℃である請求項２に記載の暖房用燃焼器。
【請求項６】
前記燃焼スタート時から所定のタイマ時限を計数するタイマを更に備えており、
前記燃焼停止指令発生手段は、前記タイマが前記タイマ時間の計数を完了した後に、前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に代えて、予め定めた室内上限温度を前記基準値として前記燃焼停止指令を出力するように構成されている請求項１に記載の暖房用燃焼器。
【請求項７】
前記タイマ時限が３０分以上である請求項５に記載の暖房用燃焼器。
【請求項８】
設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器であって、
室内の空気と燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、
設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段と、
室内温度Ｔを検出する室温検出手段と、
前記室内の空気の汚れを検出して前記汚れが予め定めた値以上になる前に燃焼停止指令を出力する空気汚れ検出手段と、
前記設定温度Ｔｓと前記室内温度Ｔとに応じて、室内温度が前記設定温度に近付くように前記燃焼部における燃焼量を自動制御し、且つ前記燃焼停止指令が入力されると燃焼を停止する制御部とを備え、
前記空気汚れ検出手段は、
前記設定温度が基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、前記設定温度が前記基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、前記設定温度Ｔｓが前記基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、前記設定温度Ｔｓと燃焼スタート時において前記室温検出手段が検出した初期室温Ｔｏとに基づいて定める燃焼停止温度決定手段と、
前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に前記室内温度が達すると、前記燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段とを具備し、
前記燃焼停止温度決定手段は、前記初期室温Ｔｏに予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値を前記第１の燃焼停止温度Ｔｈ１とし、前記設定温度Ｔｓに前記第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値を前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２とし、前記第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を前記初期室温Ｔｏに加えて得た値を前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３として定めるように構成されており、
前記基準温度範囲が、前記初期室温Ｔｏに５℃〜７℃を加えた温度から前記初期室温Ｔｏに１１℃〜１３℃を加えた温度までの温度範囲であり、
前記第１の加算温度ＡＴ１が７℃以下の値であり、前記第２の加算温度ＡＴ２が１．５℃以下の値であり、前記第３の加算温度ＡＴ３が１３℃以下の値であることを特徴とする暖房用燃焼器。
【請求項９】
前記基準温度範囲が、前記初期室温Ｔｏに約６℃を加えた温度から前記初期室温Ｔｏに約１２℃を加えた温度までの温度範囲であり、
前記第１の加算温度ＡＴ１が約７℃であり、前記第２の加算温度ＡＴ２が約１℃であり、前記第３の加算温度ＡＴ３が約１３℃である請求項８に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１０】
前記燃焼スタート時から所定のタイマ時限を計数するタイマを更に備えており、
前記燃焼停止指令発生手段は、前記タイマが前記タイマ時間の計数を完了した後に、前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に代えて、予め定めた室内上限温度を前記基準値として前記燃焼停止指令を出力するように構成されている請求項８に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１１】
前記タイマ時限が３０分以上である請求項９に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１２】
設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器であって、
室内の空気と燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、
設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段と、
室内温度Ｔを検出する室温検出手段と、
前記室内の空気の汚れを検出して前記汚れが予め定めた値以上になる前に燃焼停止指令を出力する空気汚れ検出手段と、
前記設定温度Ｔｓと前記室内温度Ｔとに応じて、室内温度が前記設定温度に近付くように前記燃焼部における燃焼量を自動制御し、且つ前記燃焼停止指令が入力されると燃焼を停止する制御部とを備え、
前記空気汚れ検出手段は、
前記設定温度が予め定めた基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、前記設定温度が前記基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、前記設定温度Ｔｓが前記基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、前記設定温度Ｔｓに基づいて定める燃焼停止温度決定手段と、
前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に前記室内温度が達すると、前記燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段とを具備し、
前記第１の燃焼停止温度Ｔｈ１、前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２及び前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３は、予め定めた密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値以上になる前に前記燃焼停止指令が前記燃焼停止指令発生手段から出力されるように定められていることを特徴とする暖房用燃焼器。
【請求項１３】
前記第２の燃焼停止温度は、前記設定温度Ｔｓに予め定めた加算温度ＡＴを加えた値として決定されている請求項１２に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１４】
前記加算温度ＡＴが１．５℃以下である請求項１３に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１５】
前記所定の密閉室とは、室内の二酸化炭素濃度を４％±０．２％にして２時間経過後の室内の二酸化炭素濃度減少量が０．１％以下になる密閉性を有する密閉室内であり、
前記第１の燃焼停止温度Ｔｈ１、前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２及び前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３は、前記密閉室内で前記設定温度を複数段階で変更して燃焼試験を行い、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になるときの前記密閉室内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になる前に前記燃焼停止指令が前記燃焼停止指令発生手段から出力されるように定められていることを特徴とする請求項１２に記載の暖房用燃焼器。
【請求項１６】
設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器であって、
室内の空気と燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、
設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段と、
室内温度Ｔを検出する室温検出手段と、
前記室内の空気の汚れを検出して前記汚れが予め定めた値以上になる前に燃焼停止指令を出力する空気汚れ検出手段と、
前記設定温度Ｔｓと前記室内温度Ｔとに応じて、室内温度が前記設定温度に近付くように前記燃焼部における燃焼量を自動制御し、且つ前記燃焼停止指令が入力されると燃焼を停止する制御部とを備え、
前記空気汚れ検出手段は、
前記設定温度が基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、前記設定温度が前記基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、前記設定温度Ｔｓが前記基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、前記設定温度Ｔｓと燃焼スタート時において予め定めた初期室温Ｔｏとに基づいて定める燃焼停止温度決定手段と、
前記燃焼停止温度決定手段が決定した前記基準値に前記室内温度が達すると、前記燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段とを具備し、
前記燃焼停止温度決定手段は、前記予め定めた初期室温Ｔｏに予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値を前記第１の燃焼停止温度Ｔｈ１とし、前記設定温度Ｔｓに前記第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値を前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２とし、前記第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を前記予め定めた初期室温Ｔｏに加えて得た値を前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３として定めるように構成されており、
予め定めた条件の密閉性を有する密閉室内で、前記設定温度を複数段階で変更して燃焼試験を行って、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値以上になるときの前記密閉室内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記密閉室内の二酸化炭素濃度が前記所定の値以上になる前に前記燃焼停止指令が前記燃焼停止指令発生手段から出力されるように、前記第１の加算温度ＡＴ１、前記第２の加算温度ＡＴ２及び前記第３の加算温度ＡＴ３が定められていることを特徴とする暖房用燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンヒータのように、設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５０５８７号
室内の二酸化炭素濃度が予め定めた値以上に増加したことを室内の温度で間接的に検出して、暖房用燃焼器の運転を強制的に停止させる技術が知られている。ファンヒータのように、設定温度に応じて燃焼量を自動的に変化させる暖房用燃焼器では、設定温度に応じて燃焼器の運転を強制的に停止させるときの燃焼停止温度を変えることも提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の技術を採用した場合には、暖房する室内の換気率の相違によって、本来燃焼器を停止させなければならない場合に燃焼器が停止せず、また燃焼器を停止する必要がない場合に燃焼器を停止させてしまうような誤動作がおきることがあった。また従来の技術を採用した暖房機の中には、例えば石油燃焼器に関してフランスの国家規格であるＮＦ規格で要求されている密閉室試験に合格するための条件設定が非常に難しいものもある。
【０００５】
本発明の目的は、設計が容易で、しかも暖房する室内の換気率の如何にかかわらず、室内の空気が汚れる前に、確実に燃焼器の運転を停止させることができる燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、各種の規格に確実に合格できる条件を簡単に設定できる燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、換気率の良い室内で使用されたときには、室内の温度が必要以上に高くならない限り、運転を継続することができる燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を改良の対象とするものである。この暖房用燃焼器は、室内の空気と燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、設定温度Ｔｓを設定する温度設定手段と、室内温度Ｔを検出する室温検出手段と、室内の空気の汚れを検出して汚れが予め定めた値以上になる前に燃焼停止指令を出力する空気汚れ検出手段と、設定温度Ｔｓと室内温度Ｔとに応じて、室内温度が設定温度に近付くように燃焼部における燃焼量を自動制御し、且つ燃焼停止指令が入力されると燃焼を停止する制御部とを備えている。暖房用燃焼器が、ファンヒータの場合には、燃焼部からの熱を室内に送り出す送風ファンが備えられることになる。
【０００９】
本発明では、空気汚れ検出手段を、燃焼停止温度決定手段と、燃焼停止温度決定手段が決定した基準値に室内温度が達すると、燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段とから構成する。
【００１０】
燃焼停止温度決定手段は、設定温度が基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、設定温度が基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、設定温度Ｔｓと燃焼スタート時において室温検出手段が検出した初期室温Ｔｏとに基づいて定めるように構成されている。具体的には、燃焼停止温度決定手段は、初期室温Ｔｏに予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値を第１の燃焼停止温度Ｔｈ１とし、設定温度Ｔｓに第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値を第２の燃焼停止温度Ｔｈ２とし、第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を初期室温Ｔｏに加えて得た値を第３の燃焼停止温度Ｔｈ３として定めるように構成されている。そして予め定めた条件の密閉性を有する密閉室［具体的には、室内の二酸化炭素濃度を４％±０．２％にして２時間経過後の室内の二酸化炭素濃度減少量が０．１％以下になる（室内の二酸化炭素濃度が３．９％±０．２％以下になる）密閉性を有する密閉室］内で、設定温度を複数段階で変更して燃焼試験を行って、密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値（具体的には１％）以上になるときの密閉室内の温度を測定し、その測定結果に基づいて密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値（具体的には１％）以上になる前に燃焼停止指令が燃焼停止指令発生手段から出力されるように、第１の加算温度ＡＴ１、第２の加算温度ＡＴ２及び第３の加算温度ＡＴ３が定められている。前述の具体的な密閉室の条件は、ＮＦ規格で要求される密閉室の密閉条件である。
【００１１】
本発明は、燃焼スタート時の室温（初期室温）が室外から入ってくる外気の温度に密接に関係していることと、燃焼を停止しなければならない程の空気汚れが発生したときの室温は室外に拡散する燃焼排気ガスの流量（または室内に入ってくる新鮮な空気の流量）の影響を受けること、そして燃焼排気ガスの流量は外気の温度（初期室温）と室温との差に関連があることに着目してなされたものである。発明者は、設定温度及び初期室温（または設定温度のみ）と、燃焼を停止しなければならない程度の空気汚れが発生したときの室温との間に関係があることを、前述の密閉室条件下での試験により見出した。具体的レベルでは、初期室温に加算する第１の加算温度ＡＴ１及び第３の加算温度ＡＴ３と設定温度に加算する第２の加算温度ＡＴ２を適宜に設定することにより、暖房する室内の換気率の如何にかかわらず、室内の空気が汚れる前に、確実に燃焼器の運転を停止させることができることを発見した。
【００１２】
またこの発見を基礎として、初期温度を一定と考えた場合でも、同様の効果が得られることを発明者は見出した。すなわち設定温度が予め定めた基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１と、設定温度が基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２と、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３とを、設定温度Ｔｓに基づいて定める燃焼停止温度決定手段を設ける。この場合には、第１の燃焼停止温度Ｔｈ１、前記第２の燃焼停止温度Ｔｈ２及び前記第３の燃焼停止温度Ｔｈ３を、予め定めた密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値以上になる前に前記燃焼停止指令が前記燃焼停止指令発生手段から出力されるように定める。
【００１３】
本発明によれば、加算温度または複数の燃焼停止温度の設定だけで、ＮＦ規格を含む各種の規格に確実に合格できる条件を簡単に設定できる利点が得られる。
【００１４】
基準温度範囲は、初期温度を考慮する場合には、初期室温Ｔｏに５℃〜７℃の温度を加えた温度から初期室温Ｔｏに１１℃〜１３℃の温度を加えた温度までの温度範囲である。初期温度を測定しない場合には、安全性を考慮して、初期温度を例えば高めの温度（例えば１５℃）一定と考えて、基準温度範囲を定める。この温度範囲は、試験により定められたものである。この温度範囲は、ファンヒータを含む燃焼量の制御が可能な大半の暖房用燃焼器に対して適用できる。そしてこの基準温度範囲であれば、第１の加算温度ＡＴ１は７℃以下の値が好ましく、第２の加算温度ＡＴ２は１．５℃以下の値が好ましく、第３の加算温度ＡＴ３は１３℃以下の値が好ましい。なおこれらの具体的な値は、燃焼器の使用条件によっては、変更をしたほうがよい場合がある。
【００１５】
一般的に使用される暖房用燃焼器であれば、基準温度範囲を、初期室温Ｔｏに約６℃を加えた温度から初期室温Ｔｏに約１２℃を加えた温度までの温度範囲とし、第１の加算温度ＡＴ１を約７℃とし、第２の加算温度ＡＴ２を約１℃とし、第３の加算温度ＡＴ３を１３℃とすれば、十分に満足する結果を得ることができる。
【００１６】
なお換気率のよい室内で暖房用燃焼器を使用する場合には、設定温度の如何に拘わらず、室内の空気は殆ど汚れることがない。このような場合には、室温が上昇しても、燃焼を止めずに、燃焼を継続させるのが好ましい。そこでこのような場合に対処するためには、燃焼スタート時から所定のタイマ時限を計数するタイマを更に設ける。そして燃焼停止指令発生手段を、タイマがタイマ時限の計数を完了した後に、燃焼停止温度決定手段が決定した基準値に代えて、予め定めた室内上限温度を基準値として燃焼停止指令を出力するように構成すればよい。タイマ時限は、試験により適切な時間を定めればよい。極端に気密性が高い室内でなければ、タイマ時限は３０分以上にすればよい。より安全性を見るのであれば、タイマ時限は４０分以上にするのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明を設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器の代表例である石油ファンヒータに適用した場合の本発明の実施の形態の一例の構成の概略を示すブロック図である。ちなみにこの実施の形態では、２５８０ｋｃａｌ／ｈのポット式の石油ファンヒータを対象としている。図１において、符号１で示したブロックは、室内の空気と石油燃料を燃焼する燃焼室を有するポット式の燃焼部である。また図２は、図１の実施の形態の主要部分の制御をマイクロコンピュータを用いて実施する場合において使用するソフトウエアのアルゴリズムを示している。以下の説明では、図２のアルゴリズムを参照しながら図１の構成を説明する。
【００１８】
燃焼部１においては、燃料ポンプを含んで構成された燃料供給手段２から石油燃料がポットに供給され、空気供給ファン３から室内の空気がポット内に供給される。燃焼部１から発生した熱は送風ファン４によって室内に吹き出される。燃料供給手段２、空気供給ファン３及び送風ファン４は、いずれも制御部５から出力される制御指令によって駆動が制御されている。制御部５は、マイクロコンピュータを中心にして構成されていて、図示しない始動スイッチがオンされると予めインストールされたプログラムに従って燃焼動作を開始する。この制御部５は、温度設定手段６から入力される設定温度Ｔｓと室温検出手段７から出力される室内温度Ｔとに応じて、室内温度が設定温度に近付くように燃焼部１における燃焼量を自動制御する。また制御部５は、後述する空気汚れ検出手段８から燃焼停止指令が入力されると燃焼部１での燃焼を停止するために、燃料供給手段２、空気供給ファン３及び送風ファン４にそれぞれ制御指令を出力する。温度設定手段６は、設定温度をデジタル量として制御部５へと出力する。室温検出手段７は、サーミスタ等の温度センサを含んで構成されて、検出温度をデジタル量に変換して制御部５へと出力する。室温検出手段７の温度センサは、燃焼部１から発熱される熱の直接的な影響を受けずに、室内の温度を測定できる位置に配置されている。
【００１９】
空気汚れ検出手段８は、図２のステップＳＴ２において室温検出手段７が検出した燃焼スタート時の室温すなわち初期室温Ｔｏを記憶する初期室温記憶手段９と、燃焼停止温度決定手段１０と、加算温度記憶手段１１と、燃焼停止温度決定手段１０が決定した基準値Ｔｒに室内温度Ｔが達すると、燃焼停止指令を出力する燃焼停止指令発生手段１２とから構成されている。
【００２０】
燃焼停止温度決定手段１０は、図２のステップＳＴ３〜ステップＳＴ８を実行する。すなわち温度設定手段６により設定した設定温度Ｔｓが基準温度範囲（Ｔｏ＋α〜Ｔｏ＋β）よりも低い場合には、ステップＳＴ４及びステップＳＴ５において、基準値Ｔｒとして使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１を、初期室温Ｔｏに加算温度記憶手段１１に記憶されている予め定めた第１の加算温度ＡＴ１を加えて得た値（Ｔｏ＋ＡＴ１）と定める。また燃焼停止温度決定手段１０は、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも高い場合には、図２のステップＳＴ６及びステップＳＴ７において基準値Ｔｒとして使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３を、第１の加算温度ＡＴ１よりも高い予め定めた第３の加算温度ＡＴ３を初期室温Ｔｏに加えて得た値（Ｔｏ＋ＡＴ３）として定める。そして燃焼停止温度決定手段１０は、設定温度Ｔｓが基準温度範囲にある場合においては、図２のステップＳＴ８において、基準値Ｔｒとして使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２を、設定温度Ｔｓに第１の加算温度ＡＴ１よりも低い予め定めた第２の加算温度ＡＴ２を加えて得た値（Ｔｓ＋ＡＴ２）として定める。
【００２１】
この実施の形態で定めた基準温度範囲（Ｔｏ＋α〜Ｔｏ＋β）は、初期室温Ｔｏに５℃〜７℃（＝α）の温度を加えた温度Ｔｏ＋αから初期室温Ｔｏに１１℃〜１３℃（＝β）の温度を加えた温度Ｔｏ＋βまでの温度範囲である。この温度範囲は、後述する密閉室を用いた試験により定められたものである。この実施の形態で用いる具体的な温度範囲は、ファンヒータを含む燃焼量の制御が可能な大半の暖房用燃焼器に対して適用できるものである。
【００２２】
次に第１の加算温度ＡＴ１、第２の加算温度ＡＴ２及び第３の加算温度ＡＴ３の定め方について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の加算温度ＡＴ１、第２の加算温度ＡＴ２及び第３の加算温度ＡＴ３を定める際に使用した密閉室の構成を示す概略横断面図及び縦断面図である。この密閉室ＣＲの寸法は、フランス国のＮＦ規格に定められている密閉室の寸法と同じであり、二酸化炭素の濃度を測定するガスセンサＧＳ、室内の空気を撹拌するための撹拌ファンＦの位置、及びファンヒータＯＨの設置位置も、ＮＦ規格に定められているものと同じである。この密閉室ＣＲは、室内の二酸化炭素濃度を４％±０．２％にして２時間経過後の室内の二酸化炭素濃度減少量が０．１％以下になる密閉性を有している。断熱性能等のその他の条件もＮＦ規格に定められている条件を満たすものである。この実施の形態では、この密閉室ＣＲ内の中央にファンヒータＯＨを設置し、設定温度Ｔｓを複数段階で変更して燃焼試験を行って、密閉室ＣＲ内の二酸化炭素濃度が１％以上になるときの密閉室ＣＲ内の温度を測定し、その測定結果に基づいて密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になる前に燃焼停止指令が燃焼停止指令発生手段１２から出力されるように、第１の加算温度ＡＴ１、第２の加算温度ＡＴ２及び第３の加算温度ＡＴ３を定めた。
【００２３】
図４（Ａ）の表は、第１の測定結果である。図４（Ａ）の測定では、前述のαを６℃とし、βを１２℃とし、設定温度Ｔｓを最小にして（即ち最小燃焼を得るようにして）燃焼試験を行った。そして燃焼スタート時（起動時）の初期室温を変えて（５℃〜２５℃）、密閉室ＣＲ内の初期室温からの温度上昇分と二酸化炭素の濃度とを測定した。なお図４（Ａ）の表中において、○印は二酸化炭素濃度が１％未満であることを示し、×印は二酸化炭素濃度が１％以上になっていることを示している。この測定結果から、初期室温が異なっても、７℃の室温上昇分があると、密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になることが分かる。そこで本実施の形態では、第１の加算温度ＡＴ１を７℃と定めた。
【００２４】
また図４（Ｂ）の表は、第２の測定結果である。図４（Ｂ）の測定では、前述のαを６℃とし、βを１２℃とし、設定温度Ｔｓを最大にして（即ち最大燃焼を得るようにして）燃焼試験を行った。そして燃焼スタート時（起動時）の初期室温を変えて（５℃〜２５℃）、密閉室ＣＲ内の初期室温からの温度上昇分と二酸化炭素の濃度とを測定した。なお図４（Ｂ）の表中においても、○印は二酸化炭素濃度が１％未満であることを示し、×印は二酸化炭素濃度が１％以上になっていることを示している。この測定結果から、初期室温が異なっても、１３℃の室温上昇分があると、密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になることが分かる。そこで本実施の形態では、第３の加算温度ＡＴ３を１３℃と定めた。
【００２５】
初期室温Ｔｏが基準温度範囲（Ｔｏ＋α〜Ｔｏ＋β）内にある場合についても、同様の試験を行ったところ、初期室温がこの基準温度範囲内にある場合においては、設定温度から室温が１．５℃より高くなると、密閉室ＣＲ内の二酸化炭素濃度が１％以上になることが確認された。そこでこの実施の形態では、第２の加算温度ＡＴ２を１℃と定めている。なお実験からは、第２の加算温度ＡＴ２を１℃〜１．５℃としてもよいことが分かっている。
【００２６】
燃焼停止指令発生手段１２は、ステップＳＴ９及びステップＳＴ１０を実行して、燃焼停止温度決定手段１０が決定した基準値ＴＨに室内温度Ｔが達すると、燃焼停止指令を出力する。燃焼停止指令が出力されると、図２の例では図示しない表示部にステップＳＴ１１でエラー表示を表示させる。制御部５は、燃焼停止指令が入力されると、ステップＳＴ１２で燃焼器の運転を停止する制御指令を燃料供給手段２及び空気供給ファン３に出力し、燃焼が停止される。
【００２７】
ステップＳＴ１０で、室温Ｔが基準値ＴＨに達しなければ、ステップＳＴ１３へと進み。タイマ１３のタイマ時限の計数の完了を確認する。タイマ１３は、ステップＳＴ１のスイッチＯＮと同時に予め定めたタイマ時限（この例では４０分）の計数を開始する。タイマ１３がタイマ時限の計数を完了するまでに、燃焼停止指令が出力されなければ、ステップＳＴ１４へと進み、基準値ＴＨを予め定めた室内上限温度Ｔｈ４に置きかえる。この状態は、換気率のよい室内で暖房用燃焼器を使用している場合に相当する。したがってこの状態では、設定温度の如何に拘わらず、室内の空気は殆ど汚れることがないので、以後は、異常燃焼時の室温に相当する室内上限温度まで室温が上昇しない限り、燃焼器の運転が継続される。なおタイマ時限は、試験に基づいて適切な時間を定めればよい。極端に気密性が高い室内でなければ、タイマ時限は３０分以上にすればよい。より安全性を見るのであれば、タイマ時限は４０分以上にするのが好ましい。
【００２８】
図５は、上記実施の形態における試験データの実測値を示している。この例は、初期室温Ｔｏが１３℃、設定温度Ｔｓが６℃の場合である。ステップＳＴ５の第１の加算温度ＡＴ１が７℃であるため、第１の燃焼停止温度Ｔｈ１は２０℃である。この状態では、室温が２０℃に近い値になったときに燃焼停止指令が出力されており、その時点から室内の温度が低下し始めている。そして室内の二酸化炭素濃度は、０．４２％から増加しなくなっている。図６は、図５の場合と比べて、設定温度Ｔｓが２４℃と高くなっている。そのため図２のフローチャートで見れば、ステップＳＴ７で第３の燃焼停止温度Ｔｈ３が１３℃＋１２℃＝２５℃と定まっている。実際の試験では、室温２６．５℃で燃焼停止指令が出力されて、燃焼部１での燃焼が停止している。室内の二酸化炭素は、燃焼停止後も若干増加している。これは燃焼停止動作に伴って二酸化炭素が発生しているためである。図５及び図６の例では、スタート時点から２５分以内で燃焼が停止しているため、前述のタイマ１３のタイマ時限が３０分でも問題がないことが分かる。
【００２９】
図７も、上記実施の形態における試験データを示している。この例は、初期室温Ｔｏが１９℃、設定温度Ｔｓが６℃の場合である。ステップＳＴ５の第１の加算温度ＡＴ１が７℃であるため、第１の燃焼停止温度Ｔｈ１は２６℃である。この状態では、室温が２７．２℃に近い値になったときに燃焼停止指令が出力されており、その時点から室内の温度が低下し始めている。そして室内の二酸化炭素濃度は、０．５１％から実質的に増加しなくなっている。
【００３０】
図８は、設定温度Ｔｓが基準温度範囲に入る場合である。初期室温Ｔｏが１５℃の場合、上記実施の形態では、基準温度範囲は２１℃〜２７℃の範囲である。したがってこの場合には、ステップＳＴ８で定まる第２の燃焼停止温度Ｔｈ２（２５℃＋１℃＝２６℃）が基準値ＴＨとして用いられている。この場合には、実際には２８．５℃付近で燃焼停止指令が出力されて、燃焼器の燃焼が停止させられている。この温度誤差は、試験に使用したセンサの誤差と、実際の制御回路の製造誤差に基づくものである。これらの例でも、燃焼スタートから、３０分以内で燃焼停止指令が出力されているので、前述のタイマ１３のタイマ時限が３０分以上で問題ないことが分かる。
【００３１】
図９は、上記の実施の形態において、設定温度Ｔｓを一定（２４℃）として、初期室温Ｔｏを５℃〜２５℃の範囲内で５℃ずつ変化させたときに、初期室温Ｔｏから何℃室温が上昇したときに密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になったのかを測定した測定結果を示している。なおこの測定では、初期室温が低い場合には、最大燃焼量で燃焼器を燃焼させ、初期室温が高い場合には、最小燃焼量で燃焼器を燃焼させ、その中間においては、中間の燃焼量で燃焼を行っている。図９から分かるように、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも高い場合には、初期室温Ｔｏから１３℃までの室温上昇が許容される。また設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも低い場合には、初期室温Ｔｏから７℃までの室温上昇が許容される。更に、中間燃焼においては、設定温度Ｔｓに１℃を加えた室温まで温度上昇が許容される。したがってこの測定でも、前述の第１乃至第３の加算温度ＡＴ１〜ＡＴ３の温度が支持される。
【００３２】
上記実施の形態は、ファンヒータを対象にしたものであるが、その他のタイプの暖房用燃焼器であって、燃焼量の制御が可能な暖房用燃焼器であれば本発明を適用することができる。
【００３３】
図１０は、本発明の別の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示した前の実施の形態とは、空気汚れ検出手段１０８の構成が異なる。第１の相違点は、初期室温を測定せずに、初期室温が一定の値として初期室温記憶手段１０９に記憶されている点である。そして第２の相違点は、燃焼停止温度記憶手段１１４に、基準温度範囲と設定温度Ｔｓとの関係に対応して、予め測定結果から第１及び第３の燃焼停止温度Ｔｈ１及びＴｈ３を定めておき、これらの温度を燃焼停止温度記憶手段１１４に記憶している点である。その他の構成は、図１に示す複数のブロック図とほぼ同じである。したがって図１に示したブロックと同様のブロックには、図１に付した符号の数に１００を加えた数を付して説明を省略する。また図１１は、図１０の実施の形態をマイクロコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。測定した初期温度を読み込まない点を除いては、前の実施の形態の説明で用いた図２のフローチャートと似ている。
【００３４】
この実施の形態では、燃焼停止温度決定手段１１０は、設定温度Ｔｓと基準温度範囲を対比する（ステップＳＴ１０３及びステップＳＴ１０５）。基準温度範囲の定め方は、前の実施の形態における基準温度範囲と同じである。例えば、初期室温を１５℃一定として初期室温記憶手段１０９に記憶しているものとすると、基準温度範囲は１５℃＋α（＝ｔ１）〜１５℃＋β（＝ｔ２）として定められる。具体的には、αが６℃でβが１２℃とすると、基準温度範囲は２１℃〜２７℃（ｔ１〜ｔ２）の範囲となる。燃焼停止温度決定手段１１０は、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも低い場合において基準値として使用する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１（＝Ｔ１）と、設定温度Ｔｓが基準温度範囲にある場合において基準値として使用する第２の燃焼停止温度Ｔｈ２（＝Ｔｓ＋ＡＴ）を決定するための加算温度ＡＴと、設定温度Ｔｓが基準温度範囲よりも高い場合において基準値として使用する第３の燃焼停止温度Ｔｈ３（＝Ｔ２）とを、設定温度Ｔｓに基づいて燃焼停止温度記憶手段１１４から読み出す（ステップＳＴ１０３〜ステップＳＴ１０７）。第２の燃焼停止温度Ｔｈ２は、設定温度Ｔｓ＋加算温度ＡＴとして決定される（ステップＳＴ１０８）。そして燃焼停止指令発生手段１１２は、燃焼停止温度決定手段１１０が決定した基準値に室内温度が達すると、燃焼停止指令を出力する。図１１のステップＳＴ１０８以降の動作は、図２のフローチャートに示された動作と同じであるので説明を省略する。
【００３５】
なお設定温度Ｔｓに対応する第１の燃焼停止温度Ｔｈ１及び第３の燃焼停止温度Ｔｈ３と、第２の燃焼停止温度Ｔｈ２を決定するための加算温度ＡＴは、前の実施の形態と同様、予め定めた密閉室内の二酸化炭素濃度が所定の値以上になる前に燃焼停止指令が燃焼停止指令発生手段から出力されるように、事前の測定結果に基づいて定められて、燃焼停止温度記憶手段１１４に記憶されている。具体的には、この所定の密閉室は、室内の二酸化炭素濃度を４％±０．２％にして２時間経過後の室内の二酸化炭素濃度減少量が０．１％以下になる密閉性を有する密閉室内である。そして第１の燃焼停止温度Ｔｈ１、第２の燃焼停止温度Ｔｈ２及び第３の燃焼停止温度Ｔｈ３を決定するための加算温度（第２の加算温度ＡＴ２）は、この密閉室内で設定温度を複数段階で変更して燃焼試験を行い、密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になるときの密閉室内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になる前に燃焼停止指令が燃焼停止指令発生手段から出力されるように定められている。加算温度は、前の実施の形態の加算温度ＡＴ２と同じく、１．５℃以下であり、より具体的には１℃が好ましい。
【００３６】
図１２（Ａ）は、初期室温Ｔｏを１５℃一定としたときの設定温度Ｔｓと密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になるまでの加算温度（室温上昇分）との関係を測定した測定結果である。なお試験の条件は、前の実施の形態と同じである。この測定結果からは、設定温度Ｔｓが低いために、最小燃焼量で燃焼を行わせる必要がある場合には、固定された初期室温から７℃（第１の加算温度ＡＴ１）だけ室温が上昇すると（室温が２２℃より大きくなると）、二酸化炭素濃度が１％以上になることが分かる。このことからこの例では、最小燃焼時の燃焼停止温度Ｔｈ１（Ｔ１）を２２℃にする必要があることが分かる。
【００３７】
また設定温度Ｔｓが高いために、最大燃焼量で燃焼を行わせる必要がある場合には、固定された初期室温Ｔｏから１３℃（第３の加算温度ＡＴ３）だけ室温が上昇すると（室温が２８℃より大きくなると）、二酸化炭素濃度が１％以上になることが分かる。このことからこの例では、最大燃焼時の燃焼停止温度Ｔｈ３（Ｔ２）を２８℃にする必要があることが分かる。
【００３８】
更に設定温度Ｔｓが中間の温度の場合で、中間の燃焼量で燃焼を行わせる場合には、設定温度Ｔｓの上昇に比例して二酸化炭酸濃度が１％以上になる室温が上昇することが分かる。具体的には、設定温度Ｔｓに１℃加算した温度より室温が高くなると、二酸化炭酸濃度が１％以上になる。そこでこの設定温度範囲では、設定温度Ｔｓに１℃（第２の加算温度ＡＴ２）を加えた温度を燃焼停止温度（Ｔｈ２）とする必要があることが分かる。また図１２（Ｂ）は、初期温度Ｔｏを固定にして、設定温度Ｔｓから何℃加算した温度で二酸化炭素の濃度が１％以上になるかを測定した測定結果を示している。この測定結果からも、図１２（Ａ）の結果と全く同じ結果が得られている。これらの測定結果から、本実施の形態では、第１の燃焼停止温度Ｔｈ１を２２℃とし、第２の燃焼停止温度Ｔｈ２を設定温度Ｔｓ＋１℃とし、第３の燃焼停止温度Ｔｈ３を２８℃とした。
【００３９】
以上のことから、初期室温を固定した場合にも、前の実施の形態と同様に、第１及び第２の燃焼停止温度を初期温度Ｔｏに加算温度を加算して決定し、第２の燃焼停止温度を設定温度Ｔｓに加算温度を加算して決定することができることが分かる。なおこの第１及び第２の加算温度は、固定する初期温度に応じて適宜に変える必要がある場合がある。また見方を変えると、設定温度Ｔｓに応じて予め第１及び第３の燃焼停止温度Ｔｈ１及びＴｈ３を定めておき、第２の燃焼停止温度Ｔｈ２を演算により求めることができることが分かる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、設計が容易で、しかも暖房する室内の換気率の如何にかかわらず、室内の空気が汚れる前に、確実に燃焼器の運転を停止させることができる燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器を得ることができる。
【００４１】
また本発明によれば、各種の規格に確実に合格できる条件を簡単に設定できる。
【００４２】
更に本発明によれば、換気率の良い室内で使用されたときには、室内の温度が必要以上に高くならない限り、運転を継続することができる暖房用燃焼器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を設定温度に応じた燃焼量の自動制御が可能な暖房用燃焼器の代表例である石油ファンヒータに適用した場合の実施の形態の一例の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図１の実施の形態の主要部分の制御をマイクロコンピュータを用いて実施する場合において使用するソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の加算温度ＡＴ１、第２の加算温度ＡＴ２及び第３の加算温度ＡＴ３を定める際に使用した密閉室の構成を示す概略横断面図及び縦断面図である。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は、密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になる温度上昇試験の結果を示す表である。
【図５】図１の実施の形態における試験データの実測値の一例を示している。
【図６】図１の実施の形態における試験データの実測値の一例を示している。
【図７】図１の実施の形態における試験データの実測値の一例を示している。
【図８】図１の実施の形態における試験データの実測値の一例を示している。
【図９】設定温度を一定として、初期室温Ｔｏから何℃室温が上昇したときに密閉室内の二酸化炭素濃度が１％以上になったかを測定した測定結果を示す図である。
【図１０】本発明の別の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の実施の形態をマイクロコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１０の別の実施の形態を実施した場合の試験結果をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
１　燃焼部
２　燃料供給手段
３　ファン
４　送風ファン
５　制御部
６　温度設定手段
７　室温検出手段
８　空気汚れ検出手段
９　初期室温記憶手段
１０　燃焼停止温度決定手段
１１　加算温度記憶手段
１２　燃焼停止指令発生手段
１３　タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004125245.tif 000009
【図８】
2004125245.tif 000010
【図９】
2004125245.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004125245.tif 000013
【図１２】
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