JP2001255018A - ファンヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、燃料ガスＧを燃焼させるバーナ部
１０と、燃焼後の燃焼排ガスＥを排出する排出口１５と
を設けた燃焼室１３と、排出口１５から排出される燃焼
排ガスＥと対流用空気路７の対流用空気Ａとを吸引して
混合し、温風Ｈを吹出口１６から排出する対流用ファン
１２とを備えたファンヒータ１００において、商用電源
への接続を無くし、使用場所や範囲の制限を受けないフ
ァンヒータを提供することを目的とする。 【解決手段】 燃焼室７に２次空気を導入する２次空気
口１１を設け、燃焼室１３に設けられた高温部２と、対
流用空気路７に設けられた低温部３と、高温部２と低温
部３の間に熱起電力を発生させる熱電素子１とを有し、
少なくとも本体内で消費される電力を発電する熱電発電
機４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】燃料を燃焼させるバーナ部
と、前記燃焼後の燃焼排ガスを排出する排出口とを設け
た燃焼室と、前記排出口から排出される燃焼排ガスと対
流用空気路の対流用空気とを吸引して混合し、温風を吹
出口から排出する対流用ファンとを備えたファンヒータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記のようなファンヒーターにお
いては、対流用ファンや制御装置等の数十ワットの電力
を必要とする電気部品を備え、その駆動電力を電池にて
常時確保することは困難であり、商用電源により電力を
確保していた。この為に、使用する場所や範囲が限られ
てしまい、自由に移動させることは困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、対流用ファンや制御装置等の電気部品を
備えたファンヒータにおいて、商用電源への接続を無く
し、使用場所や範囲の制限を受けないファンヒータを提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
ファンヒータの特徴・作用・効果は次の通りである。

【０００５】〔特徴〕高温部と低温部の間に熱起電力を
発生させる熱電素子を有し、前記高温部を前記燃焼室
に、前記低温部を前記対流用空気路に設けて構成され、
少なくとも本体内で消費される電力を発電する熱電発電
機を備え、前記燃焼室の燃焼排ガスを希釈して、前記高
温部を耐熱温度以下に保持するための２次空気を前記燃
焼室に導入する２次空気口を前記燃焼室に備える。

【０００６】〔作用・効果〕従来、このような商用電源
を使用せず、燃焼排ガスを利用して発電する熱電発電機
を機器内に備えて給電することは考えられていたもの
の、実用化できなかった技術的な原因の一つとして、そ
の熱電発電機の能力を充分に発揮させることができず、
自ら消費する電力を充分に供給するためには、大型の熱
電発電機を備える必要が有った。そこで、本発明のファ
ンヒータにおいては、本構成のごとく、前記熱電発電機
を備えるに、その低温部を対流空気によって冷却するよ
うに構成することで、例えば低温部を流量が小さい燃焼
用の２次空気で冷却したり、低温部を外部に露出させて
外気で直接冷却したりするよりも、比較的流量が大きい
対流用空気によって低温部を充分に冷却することができ
る。さらに、燃焼室には、燃焼室の燃焼排ガスを希釈し
て、高温部を耐熱温度以下に保持するための２次空気を
導入する２次空気口が設けられており、高温部等を構成
する材料の耐熱温度を考慮して、燃焼排ガスに２次空気
を混合し、高温部を加熱する燃焼排ガスの温度を好まし
いものにすることができる。よって、耐熱温度以下の好
ましい温度に加熱された高温部と充分に冷却された低温
部の温度差を充分にとって、熱電素子において充分に熱
起電力を発生させることができ、ファンの駆動電力等の
自ら消費する電力を発電電力によってまかなうことがで
きる。また、低温部を冷却することで昇温した対流用空
気は、高温部を加熱して一部熱を失った燃焼排ガスと混
合され、対流用ファンによって吹出口から温風として吹
出されるので、全体としての熱的な損失はない。従っ
て、好ましい状態で熱電発電機の発電能力を充分に発揮
させることができるので、商用電源への接続が必要でな
く、使用場所や範囲の制限を受けないファンヒータを構
成できる。

【０００７】請求項２に係る本発明のファンヒータの特
徴・作用・効果は次の通りである。

【０００８】〔特徴〕上記請求項１に係る本発明のファ
ンヒータにおいて、前記燃焼室が、前記バーナ部を下部
に有し、前記排出口を天井部の側部に有するものであ
り、前記熱電発電機が、前記燃焼室の天井部の上方に形
成された前記対流用空気路に前記低温部を設け、前記燃
焼室の天井部に前記高温部を設けて構成されている。

【０００９】〔作用・効果〕本構成のごとく、本発明の
ファンヒータの燃焼室を、バーナ部を下部に有し、排出
口を天井部の側部に有するように構成することで、燃焼
排ガスは自らの浮力によって上方に向かって流れること
になり、さらに、燃焼室の天井面に設けられた高温部を
好ましい状態で加熱することができる。また、この場
合、低温部は高温部と近接して設けることが好ましいの
で、天井部の上方に対流用空気路を形成してそこに低温
部を設けることが好ましく、熱電素子において充分に熱
起電力を発生させ、熱電発電機の能力を充分に発揮させ
ることができる。さらに、本発明のファンヒータは、吹
出口を本体の下方に設けることが好ましく、本体の下方
から温風を室内へ吹出すことで、下吹出しによる室温の
良好な温度分布を損なうことが無い。従って、熱電発電
機の発電能力を充分に発揮させることができる上に、熱
電発電機の発電状態を一層良好なものにして、さらに温
風を下方から吹出して室内の暖房を良好に行うことがで
きるファンヒータを構成することができる。

【００１０】請求項３に係る本発明のファンヒータの特
徴・作用・効果は次の通りである。

【００１１】〔特徴〕上記請求項２に係る本発明のファ
ンヒータにおいて、前記熱電発電機が、前記高温部及び
前記低温部に、ガス流の流れに沿った伝熱促進用のフィ
ンを夫々有して構成され、少なくとも前記高温部を、前
記燃焼室において、前記排出口側を上方に傾斜させて構
成されている。

【００１２】〔作用・効果〕本構成のごとく、熱電発電
機の高温部及び低温部に上記の伝熱促進用フィンを夫々
設けることで、対流用空気及び燃焼排ガスが複数のフィ
ンの間を流通させることができ、高温部及び低温部と夫
々のガスとの熱交換を良好なものにすることができる。
さらに、本構成のごとく、夫々の伝熱促進用フィンを夫
々のガス流の流れに沿って設けることで、夫々のガスが
フィン間を流通することで発生する圧損をできるだけ小
さくすることができ、結果、対流用ファンの消費電力を
削減し、ひいては熱電発電機の能力の小型化を実現でき
る。さらに、高温部が、排出口側を上方に傾斜させて構
成されているので、燃焼排ガスの自然ドラフト（燃焼排
ガスの浮力）を利用して燃焼排ガスを高温部の伝熱促進
用フィン間に送ることができ、圧損を一層減少させるこ
とができる。従って、熱電発電機の発電能力を充分に発
揮させると共に、燃焼排ガス及び対流用空気のガス流の
圧損をできるだけ小さくして、対流用ファンの負荷を軽
減することで、対流用ファン等で消費される電力を熱電
発電機によって充分に供給することができるファンヒー
タを構成することができる。また、上記の高温部の傾斜
角度は水平面に対して１５°から７５°程度が適当であ
り、上記の燃焼排ガスの自然ドラフトを利用した効果を
発揮することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明のファンヒータの実
施の形態を図１に基づいて説明する。図１（イ）に示す
ファンヒータ１００は、燃料ガスＧを燃焼させ、温風Ｈ
を外部に排出する構成となっている。詳しくは、供給さ
れる燃料ガスＧをブンゼン式燃焼させるバーナ部１０を
下方に有し、燃焼後の燃焼排ガスを排出する排出口１５
を天井部１４の側部に有する燃焼室１３を備え、対流用
ファン１２によって、排出口１５から排出される燃焼排
ガスを吸引すると共に、空気口５から対流用空気路７を
介して対流用空気Ａ１を吸引し、対流用空気によって希
釈された燃焼排ガスを温風Ｈとして温風路９を介して下
方に設けられた吹出口１６から吹出すものである。

【００１４】さらに、燃焼室１３には、燃焼室１３内に
２次空気Ａ２を導入する２次空気口１１が設けられてお
り、空気口５から２次空気路８を介して燃焼室１３内に
２次空気Ａ２を供給することができる。また、空気口５
には、空気中のごみ等を取り除くフィルタ６が設けられ
ている。

【００１５】本発明のファンヒータ１００においては、
商用電源への接続が必要なく、その特徴構成の詳細を以
下に説明する。ファンヒータ１００は、燃焼ガスを利用
して電力を発電する熱電発電機４を備え、この熱電発電
機４は燃焼室１３の天井部１４に高温部２と、天井部１
４の上方に形成された対流用空気路７に低温部３とを有
すると共に、この温度差によって熱起電力を発生する熱
電素子１を有して構成されており、この発電した電力は
対流用ファン１２の駆動電力として消費されるように構
成されている。

【００１６】熱電発電機４において、高温部２は２次空
気Ａ２によって温度を高温部２の耐熱温度以下に調整さ
れた燃焼排ガスＥによって加熱され、低温部３は比較的
大流量で流通する対流用空気Ａ１によって冷却される。
よって、好ましい状態で高温部２と低温部３との温度差
を形成し、その温度差によって、対流用ファン等を駆動
させるに充分な熱起電力を熱電素子１に発生させること
ができる。

【００１７】さらに、高温部２及び低温部３には、図１
（ロ）に示すように、夫々のガス流との熱交換を促進す
る複数熱促進用のフィン２ａ，３ａが、圧損の増加を伴
わないように、ガス流に沿った状態で設けられており、
高温部２及び低温部３を好ましい状態で加熱若しくは冷
却することができる。

【００１８】また、さらに、高温部２は排出口１５側を
上方に傾斜させて設けられており、その傾斜角度は水平
面に対して４５°である。このように高温部２を傾斜さ
せることで、燃焼排ガスの自然ドラフト（燃焼排ガスの
浮力）を利用して燃焼排ガスを高温部２の夫々のフィン
２ａ間に送ることができ、燃焼排ガスの圧損を低減する
ことができる。よって、熱電発電機４の高温部２及び低
温部３を加熱若しくは冷却した燃焼排ガスＥ及び対流用
空気Ａ１を吸引する対流用ファン１２の駆動電力を、夫
々のガスの圧損の増加を抑制することで節約することが
でき、結果、小型の熱電発電機４によって発電された電
力によって充分に対流用ファン１２を駆動させることが
できる。

【００１９】また、熱電発電機４は、最高使用温度３７
５℃、３００℃の温度差で０．４Ｗ／ｃｍ² の出力を発
揮するものであるが、対流ファンの駆動電力と制御装置
（図示せず）をまかなうに足る４０Ｗ弱の出力を得るこ
とができた。

【００２０】〔別実施の形態〕 〈１〉 上記の実施の形態において、熱電発電機４によ
って発電された電力を直接対流用ファン１２の駆動電力
として利用する構成を示したが、別に、発電した電力を
一旦制御装置等に送り、対流用ファン１２の駆動や二次
電池の充電に使用するように構成しても構わない。さら
に、熱電発電機４によって発電された電力をファンヒー
タ外の電気機器に給電することもできる。

【００２１】〈２〉 上記の実施の形態において、バー
ナ部１０は、燃料ガスＧをブンゼン式燃焼させるように
構成したが、別に本発明のファンヒータはバーナ部の構
成を限定するものではなく、例えば、全一次空気式燃焼
を行うバーナ部を採用することもできる。また、このよ
うな全一次空気燃焼式のバーナ部を採用する場合におい
ても、２次空気Ａ２によって燃焼排ガスの温度を高温部
２の耐熱温度以下に調整することができる。

【００２２】〈３〉 上記の実施の形態において、燃料
ガスＧとして天然ガス系都市ガスを利用した構成を示し
たが、別に、バーナ部１０を液体燃料を燃焼させるよう
に構成することで、燃料として灯油等の液体燃料を利用
することもできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によって、商用電源への接続をす
る必要が無く、燃料から直接発電して必要な電力を得な
がら、同時に廃熱も暖房用にほとんど利用できる構成と
することができるファンヒータを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るファンヒータの実施の形態を示す
全体概略図

【符号の説明】

１ 熱電素子 ２ 高温部 ２ａ フィン ３ 低温部 ３ａ フィン ４ 熱電発電機 ７ 対流用空気路 １０ バーナ １１ ２次空気口 １２ 対流用ファン １３ 燃焼室 １４ 天井部 １５ 排出口 １６ 吹出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を燃焼させるバーナ部と、前記燃焼
   後の燃焼排ガスを排出する排出口とを設けた燃焼室と、
   前記排出口から排出される燃焼排ガスと対流用空気路の
   対流用空気とを吸引して混合し、温風を吹出口から排出
   する対流用ファンとを備えたファンヒータであって、 高温部と低温部の間に熱起電力を発生させる熱電素子を
   有し、前記高温部を前記燃焼室に、前記低温部を前記対
   流用空気路に設けて構成され、少なくとも本体内で消費
   される電力を発電する熱電発電機を備え、 前記燃焼室の燃焼排ガスを希釈して、前記高温部を耐熱
   温度以下に保持するための２次空気を前記燃焼室に導入
   する２次空気口を前記燃焼室に備えたファンヒータ。
2. 【請求項２】 前記燃焼室が、前記バーナ部を下部に有
   し、前記排出口を天井部の側部に有するものであり、 前記熱電発電機が、前記燃焼室の天井部の上方に形成さ
   れた前記対流用空気路に前記低温部を設け、前記燃焼室
   の天井部に前記高温部を設けて構成されている請求項１
   に記載のファンヒータ。
3. 【請求項３】 前記熱電発電機が、前記高温部及び前記
   低温部に、ガス流の流れに沿った伝熱促進用のフィンを
   夫々有して構成され、少なくとも前記高温部を、前記燃
   焼室において、前記排出口側を上方に傾斜させて構成さ
   れている請求項２に記載のファンヒータ。