JPH0449022B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、強制対流式暖房機の室内の上部と
下部の温度差が一定になるように対流風量の制御
を行うようにした暖房機の改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第５図は従来の強制対流式暖房機の概略構成図
を示す断面図であり、第６図は操作部を示す構成
図である。まず、第５図において、１は強制対流
式暖房機、２は壁に取り付けられ給気及び排気を
行う給排気筒である。

この給排気筒２から送風機（図示せず）により
吸い込まれた空気と石油、ガスなどが燃焼筒３で
混合し燃焼するようになつている。この燃焼筒３
で発生する燃焼熱を熱交換器４により室内に取り
出すようにしている。

また、５は熱交換器４や燃焼筒３を冷やし、室
内へ熱を送る送風機、６は室温をコントロールす
るためのサーミスタなどからなる感温センサであ
る。

一方、第６図における７は主スイツチである点
火スイツチ、８は室温調節スイツチ、９は送風機
５の回転数などを変える送風量を調節する風量調
節スイツチである。

従来の強制対流式暖房機は上記のように構成さ
れ、使用者は寒さを感じると、点火スイツチ７を
操作し、燃焼させると同時に希望の室温に室温調
節スイツチ８を合わせる。やがて、室温が上昇
し、感温センサ６の温度が設定温度を越えると燃
焼を停止し、感温センサ７の温度が設定恩田以下
になると燃焼を再開し、使用者の希望室温に制御
している。

また、風量調整は使用者の好みに応じ、強風か
弱風などを風量調節スイツチ９で選択している。
風量調節スイツチ９は、送風機５の回転数を制御
しており、弱風のときその騒音値は大きく、また
弱風のときは小さくなり、使用者は騒音のレベル
を考慮して風量調節スイツチ９を選択している場
合も少なくない。

ところで、熱い空気は軽く、冷い空気は重いの
は承知の通りであり、強制対流式暖房機の場合、
吹き出された高温の空気はやがて上昇し、室内上
部・天井付近の高温域と室内下部・床付近の低温
域に分離されることが多い。

この結果、頭、顔付近が暑く、足元が寒いとい
う上下温度差が生じ、使用者は不快になる。上下
温度差は家屋の断熱性や外気温度にも大きな影響
を受け、家屋の断熱性が悪いほど、また、外気温
度が低いほど上下温度差が大きくなる。

上下温度差は、機器側の要素の影響も受け、特
に吹出風量や吹出角度と大きな関係がある。吹出
風量が多い程、また、水平から下への吹出角度が
大きい程上下温度差は小さくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のように従来の強制対流式暖房機
においては、機器側要素として室内の快適性に大
きな影響を与える風量調節が使用者の選択にゆだ
ねられ、たとえ使用者が風量調節スイツチ９で強
風を選択しても、家屋の構造や外気温度により不
快になることがあり、また、必要以上の風量の影
響を受け、使用者は気流を感じ不快になることも
ある。

暖房中の室内環境は、外気温度などの影響を受
け常に変化しており、室内に居住する人間は、不
快になつたり、また、不快にならないように室温
調節スイツチ８や、風量調節スイツチ９で調節し
なければならなかつた。

この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、室内下部の温度と室内上部の温度
との温度差が使用者の設定温度差に等しくでき、
外気温度や家屋の構造に左右されない快適な室内
環境が得られ、かつ騒音の小さい環境が得られる
暖房機を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る暖房機は、室内下部に取り付け
られた第１の温度検出素子と室内上部に取り付け
られた第２の温度検出素子との検出温度差を検出
する温度差検出回路と、この温度差検出回路の検
出値と設定温度差とを比較する温度差比較回路
と、前記第１の温度検出素子の検出温度と所定温
度とを比較する温度比較回路と、この温度比較回
路の出力及び前記温度差比較回路の出力により、
前記第１の温度検出素子の検出温度が所定温度以
下のとき、及びこの検出温度が所定温度以上で前
記検出温度差が設定温度差近傍のとき、室内対流
用の送風機を所定回転数にし、前記第１の温度検
出素子の検出温度が所定温度以上で前記検出温度
差が設定温度差より大きいとき、室内対流用の送
風機の回転数を上昇させ、かつ前記第１の温度検
出素子の検出温度が所定温度以上で前記検出温度
差が設定温度差より小さいとき、前記送風機の回
転数を減少させる送風機制御回路とを設けたもの
である。

〔作用〕

この発明においては、外気温度や家屋の構造に
より変動する室内の下部と上部の温度をそれぞれ
第１およ第２の二つの温度検出素子により検出
し、この二つの温度検出素子の検出出力から温度
差検出回路で温度差を検出し、この温度差と使用
者の設定温度差とを温度差比較回路で比較し、そ
の比較結果及び前記第１の温度検出素子の検出温
度が所定温度以上か以下かにより送風機制御回路
で室内対流用送風器の回転数を制御することによ
り機器側で室内環境に影響を与える吹出風量を変
化させ、使用者の好みに合わせた快適で変動のな
い環境を作る。

〔実施例〕

以下、この発明の暖房機の実施例を図について
説明する。第１図はその一実施例の構成を示すブ
ロツク図である。この第１図において、第５図と
同一部分には同一符号を付して説明する。第１図
において、１は室内に設置されている暖房機、５
は室内対流用の送風機であり、以上は第５図と同
様であり、以下に述べる点が第５図とは異なり、
この発明の特徴をなす部分である。

すなわち、第１の温度検出素子１０がサーミス
タなどにより構成され、室内の床付近に設置さ
れ、人間の足踏に相当する温度を検出するように
している。この第１の温度検出素子１０の検出出
力は温度差検出回路１２と温度比較回路１４に送
出するようにしている。

また、室内の天井付近には、サーミスタなどか
らなる第２の温度検出素子１１が配置されてい
る。この第２の温度検出素子１１は人間の頭部に
相当する温度を検出するもので、その検出出力は
温度差検出回路１２に送出するようになつてい
る。

温度差検出回路１２は、第１の温度検出素子１
０と第２の温度検出素子１１の検出出力の検出温
度差を検出して、その検出温度差を温度差比較回
路１３に送出するようにしている。

温度差比較回路１３には、使用者が自由に設定
する設定温度差も入力されるようになつており、
この設定温度差と温度差検出回路１２からの検出
温度差とを比較して、第２図に示すように、検出
温度差が低いとき「１」、検出温度差が高いとき
「０」を出力端ａから出力してアンゲート１５の
第１入力端に送出するようになつている。

また、検出温度差が低いとき、温度差比較回路
１３の出力端ｂから「０」を出力するとともに、
検出温度差が高いとき「１」を出力して、アンド
ゲート１６の第１入力端に送出するようになつて
いる。

一方、第１の温度検出素子１０の検出出力は温
度比較回路１４に出力するようになつている。こ
の温度比較回路１４は、第１の温度検出素子の検
出温度とある基準温度（15℃程度）を比較し第３
図に示すように検出温度が基準温度より低いとき
「０」、検出温度が基準温度より高いとき「１」を
出力して、アンドゲート１５，１６の第２入力端
および送風機制御回路２０の入力端Ｚに送出する
ようになつている。

アンドゲート１５，１６の各出力端はアンドゲ
ート１７，１８の第２入力端に接続されている。
アンドゲート１７，１８の第１入力端はタイマ回
路１９の出力端に接続されている。このタイマ回
路１９は、第４図に示すように、１分から10分程
度の一定間隔でパルスを出力するものである。

アンドゲート１７，１８の出力端はそれぞれ送
風機制御回路２０の入力端ｙ，ｘに接続されてい
る。この送風機制御回路２０は、入力端ｘに
「１」が入力されたとき送風機５の回転数を上げ
入力端ｙに「１」が入力されたとき送風機５の回
転数を下げ、入力端Ｚに「０」が入力されたと
き、ある定められた回転数になるよう送風機５を
制御するものである。

上記のように構成されたこの発明の暖房機にお
いて、室内温度が低く使用者が暖房機１のスイツ
チを入れると、第１の温度検出素子１０が検出す
る温度が基準より低いため、温度比較回路１４の
出力が「０」となり、これが送風機制御回路２０
の入力端Ｚに入力されるので、送風機５はある回
転数で運転される。

このとき、第２の温度検出素子１１の検出温度
がいかなる温度であれ、また温度差検出回路１２
や温度差比較回路１３がいかなる出力をしようと
も、アンドゲート１５〜１８により送風機制御回
路２０の入力端ｘとその入力が「０」になり入力
端Ｚにより送風機５の回転数は決まる。

やがて、室内温度が上昇すると、室内下部に取
り付けられた第１の温度検出素子１０の検出温度
が温度比較回路１４の基準温度より高くなると、
温度比較回路１４の出力が「１」になる。

このとき、天井付近に取り付けられた第２の温
度検出素子１１の検出温度と第１の温度検出素子
１０の検出温度の差を温度差検出回路１２で検出
し、この検出温度差と使用者が設定した設定温度
差を温度差比較回路１３で比較する。

いま、検出温度差が大きいとすれば、温度差比
較回路１３の出力端ａは「０」となり、出力端ｂ
は「１」となる。また、温度比較回路１４の出力
は「１」なので、アンドゲート１６の出力は
「１」になり、タイマ回路１９のパルスが入力さ
れたとき、アンドゲート１８の出力が「１」にな
り、送風機制御回路２０の入力端ｘが「１」とな
るので、送風機５の回転数はある決められた回転
数分上昇する。

送風機５の回転数が上昇すると、室内循環風量
が増すので、温度差検出回路１２が検出する第１
の温度検出素子１０と第２の温度検出素子１１の
検出温度差が小さくなる。検出温度差が小さくな
り使用者が設定する設定温度差と等しくなると、
温度差比較回路１３の出力端ａと出力端ｂとも
「０」となり、送風機制御回路２０の入力端ｘ、
入力端ｙが「０」となり、送風機５の回転数は変
わらない。したがつて、室内の環境の変化はな
い。

もし、検出温度差が小さくなつても使用者の設
定温度差より大きいときは、温度差比較回路１３
の出力端ａが「０」、出力端ｂが「１」となり、
アンドゲート１５の出力が「０」、アンドゲート
１６の出力が「１」となり、タイマ回路１９のパ
ルスにより、送風機制御回路２０の入力端ｘが
「１」となり、送風機５の回転数は増加する。こ
れにより、室内の上下温度差は小さくなる。

また、外気温度が上昇し、設定温度差より検出
温度差が小さくなると、温度差比較回路１３の出
力端ａは「１」、出力端ｂは「０」になり、アン
ドゲート１５が「１」、アンドゲート１６が「０」
になり、タイマ回路１９のパルスによりアンドゲ
ート１７の出力が「１」になるので、送風機制御
回路２０の入力端ｙが「１」になり、送風機５の
回転数だけ低下する。これにより、室内の上下温
度差は大きくなるが騒音が小さくなる。

このように、送風機５の回転数を使用者が設定
する温度と、第１の温度検出素子１０と第２の温
度検出素子１１の検出温度差が等しくなるように
変化させるので、暖房機の設定位置、外気温度、
家屋の気密性や断熱性に左右されず、常に使用者
が設定する環境を創造することができる。

また、外気温度が高いときのように室内の上下
温度差が小さいとき必要以上に送風機５を高速回
転にしないので、騒音が低くなる。

なお、上記実施例では、第２の温度検出素子１
１を室内上部に配置したが、床上40cm〜60cmでも
室内上部温度と相関があり、床上40cm〜60cm程度
でも、上記実施例と同様な効果が期待できる。

また、上記実施例では、床置型強制対流式暖房
機の場合について説明したが、壁掛型や輻射式、
ヒートポンプ式暖房機など、他の暖房機であつて
も、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、室内下部に取
り付けられ床面付近の温度を検出する第１の温度
検出素子と、室内上部に取り付けられ室内上部の
温度を検出する第２の温度検出素子と、前記第１
の温度検出素子と第２の温度検出素子の温度差を
検出する温度差検出回路と、使用者が自由に設定
する温度差と前記温度差検出回路の検出温度差と
を比較する温度差比較回路と、前記第１の温度検
出素子の検出温度と所定温度とを比較する温度比
較回路と、この温度比較回路の出力及び前記温度
差比較回路の出力により、前記第１の温度検出素
子の検出温度が所定温度以下のとき、及びこの検
出温度が所定温度以上で前記検出温度差が設定温
度差近傍のとき、室内対流用の送風機を所定回転
数にし、前記第１の温度検出素子の検出温度が所
定温度以上で前記検出温度差が設定温度差より大
きいとき、室内対流用の送風機の回転数を上昇さ
せ、かつ前記第１の温度検出素子の検出温度が所
定温度以上で前記検出温度差が設定温度差より小
さいとき、前記送風機の回転数を減少させる送風
機制御回路とを備えたものしたので、外気温度
や、家屋の構造に左右されない快適な室内環境が
得られると同時に騒音の小さい環境が得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の暖房機の一実施例の構成を
示すブロツク図、第２図は同上暖房機における温
度差比較回路の出力を示す図、第３図は同上暖房
機における温度比較回路の出力を示す図、第４図
は同上暖房機におけるタイマ回路の出力を示す
図、第５図は従来の暖房機の構成を示す断面図、
第６図は従来の暖房機の操作部を示す構成図であ
る。 １……暖房機、５……室内対流用の送風機、１
０……第１の温度検出素子、１１……第２の温度
検出素子、１２……温度差検出回路、１３……温
度差比較回路、１４……温度比較回路、１５〜１
８……アンドゲート、１９……タイマ回路、２０
……送風機制御回路。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内下部に取り付けられ床面付近の温度を検
   出する第１の温度検出素子と、室内上部に取り付
   けられ室内上部の温度を検出する第２の温度検出
   素子と、前記第１の温度検出素子と第２の温度検
   出素子の温度差を検出する温度差検出回路と、使
   用者が自由に設定する温度差と前記温度差検出回
   路の検出温度差とを比較する温度差比較回路と、
   前記第１の温度検出素子の検出温度と所定温度と
   を比較する温度比較回路と、この温度比較回路の
   出力及び前記温度差比較回路の出力により、前記
   第１の温度検出素子の検出温度が所定温度以下の
   とき、及びこの検出温度が所定温度以上で前記検
   出温度差が設定温度差近傍のとき、室内対流用の
   送風機を所定回転数にし、前記第１の温度検出素
   子の検出温度が所定温度以上で前記検出温度差が
   設定温度差より大きいとき、室内対流用の送風機
   の回転数を上昇させ、かつ前記第１の温度検出素
   子の検出温度が所定温度以上で前記検出温度差が
   設定温度差より小さいとき、前記送風機の回転数
   を減少させる送風機制御回路とを備えてなる暖房
   機。