JP2001296036A - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼熱で熱交換された熱媒を放熱手段に循環
させて採暖を行なう暖房装置において、電池の無駄な消
費を抑えるとともに初期の温水温度の上昇速度を速くす
る。 【解決手段】 燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発
生させる触媒燃焼加熱装置９により熱媒２を加熱して、
放熱手段１７に形成した熱媒通路１９内で循環させ、熱
電変換部１２の発生電圧に応じて制御装置７の電源を熱
電変換部１２と電池部１３で使い分けるとともに、装置
の動作開始から所定時間は制御装置７を電池部１３の電
源で駆動するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼熱で熱交換さ
れた熱媒を放熱手段に循環させて採暖を行なう暖房装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の暖房装置は、温度制御装
置により、燃焼部の温度を検知しながら所定の温度にな
るように燃料ガスの流量を制御し、燃焼部の熱量を温水
に熱交換し、この温水をポンプで循環させて暖房などに
利用するものが考えられていた。移動しながら使用でき
るという点で、通常この温度制御装置の電源に乾電池を
使用し、ポンプの電源は、燃焼部と温水の温度差を利用
して発電させるゼーベック素子等を用いることが考えら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、温度制御装置の電源として電池
だけでは不経済である。また、ゼーベック素子は温度差
に応じて発生電圧が変化するため動作的に不安定であ
る。そして、ゼーベック素子の発生電圧を検知して能力
不足のときだけ電池で温度制御装置を駆動することも考
えられるが、装置の動作開始直後は当然ながら燃焼部と
温水の温度差も小さく発生電圧も不安定である。この発
生電圧が不安定な状態で、ゼーベック素子の発生電圧を
利用して温度制御装置まで駆動すると、結果的にポンプ
側の駆動能力が低下し、温水の循環能力が低下してしま
い温水温度の上昇速度が遅くなるという問題を有してい
た。

【０００４】また、ゼーベック素子の発電電圧は温度差
や負荷に対して非常に不安定であり、単にゼーベック素
子の発電電圧を検知するだけでは、温度制御装置の駆動
電源を頻繁に切り換えることによる動作の安定性低下
や、ポンプ駆動電圧が頻繁に変化することによる異音の
発生などの問題を有していた。

【０００５】本発明は上記のような従来の課題を解決す
るもので、電池の無駄な消費を抑えるとともに初期の温
水温度の上昇速度を速くすることを第１の目的としてい
る。第２の目的は、温度制御装置の駆動電源を頻繁に切
り換えることなく安定して動作させ、ポンプの寿命低下
や異音の発生などを抑えることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するために、制御装置により燃料ガスと空気を
触媒燃焼加熱装置で酸化反応させて所定の熱を発生し、
放熱手段に形成した熱媒通路内に収容した熱媒を加熱し
て熱媒通路内を循環させ、熱電変換部の発生電圧に応じ
て制御装置の電源を熱電変換部と電池部で使い分けると
ともに、装置の動作開始から所定時間は制御装置を電池
部の電源で駆動するようにしたものである。

【０００７】これにより、装置の動作開始初期に、熱電
変換部の発生電圧が不安定な状態で、制御装置を熱電変
換部で動作させるようなことがなくなり、この熱電変換
部で発生した電力を循環装置の駆動だけに用いることが
できるため、初期の熱媒温度の上昇速度を速くすること
ができる。また、その所定時間後は熱電変換部の発生電
圧に応じて制御装置の電源を使い分けるので電池部の消
費を抑えることができる。

【０００８】また、第２の目的を達成するために本発明
は、熱電変換部の発生電圧が第１の基準電圧以下を検知
した場合に制御装置の駆動電源を電池部に切り換え、第
１より高い電圧に設定した第２の基準電圧以上になると
制御電源を熱電変換部に戻すようにしたものである。

【０００９】これにより、熱電変換部の発生電圧が、制
御装置の駆動の有無により変動しても頻繁に制御装置の
駆動電源を切り換えることがなく、安定して制御装置を
動作させるとともに循環装置の電圧変動を少なくするこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、熱媒通路を設けた放熱手段と、前記熱媒通路内に収
容した熱媒と、前記熱媒を加熱する触媒燃焼加熱装置
と、前記触媒燃焼加熱装置の温度を制御する制御装置
と、前記触媒燃焼加熱装置の熱から電力を発生させる熱
電変換部と、前記熱電変換部からの発生電力で駆動され
熱媒を前記熱媒通路内で循環させる循環装置と、予め所
定量の電荷が蓄積された電池部と、前記熱電変換部の発
生電圧を検出する電圧検知部と、前記電圧検知部が基準
電圧未満を検知した場合は前記制御装置の駆動電源を電
池部とし、基準電圧以上を検知した場合は駆動電源を熱
電変換部に切り換える電源切換部と、前記触媒燃焼加熱
装置を動作させる操作部とを具備し、前記操作部により
触媒燃焼加熱装置の動作を開始してから所定時間前記電
池部で制御装置を駆動するようにしたものであり、装置
の動作開始初期、つまり、熱電変換装部の発生電圧が安
定していない状態で、熱電変換部の発生電圧で制御装置
を駆動することがなく、この熱電変換部で発生した電力
を循環装置の駆動だけに用いることができるため、初期
の熱媒温度の上昇速度を速くすることができる。また、
その所定時間後は熱電変換部の発生電圧に応じて制御装
置の電源を使い分けるので電池部の消費を抑えることが
できる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、電源切換部は、電圧検知部が熱電
変換部の発生電圧が第１の基準電圧以下を検知した場合
に制御装置の駆動電源を電池部に切り換え、第１の基準
電圧より高い電圧に設定した第２の基準電圧以上になる
と駆動電源を熱電変換部に戻すようにしたものであり、
熱電変換部の発生電圧が負荷により変動しても安定して
制御装置を動作させることができるとともに循環装置の
電圧変動を少なくすることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、上記請求項１ま
たは２に記載の発明において、電源切換部は、制御装置
の駆動電源を電池部に切り換えた後は一定時間電源切換
動作を停止させ、熱電変換部に切り換えた後は電源切換
動作を停止させないようにしたものであり、ノイズや負
荷変動により熱電変換部の発生電圧が急激に低下した場
合に、制御装置の駆動電源をすぐに電池部に切換えるこ
とができるとともに、一旦電池部に切換わった後は一定
時間駆動電源を変更しないので、安定して制御装置を動
作させることができる。また、電源切換部の切換回数を
少なくすることができ、装置の長寿命化をはかることが
できる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１４】（実施例１）図１〜図４に示すように、熱
源ユニット１は、熱媒２の流入部３と、液化燃料ガスの
入った燃料タンク４から供給されるガスと空気を酸化反
応させて熱を発生する燃焼機５と、この燃焼機５の温度
を検知する温度検知部６と、温度検知部６の温度を入力
してガスの流量を電磁弁等を用いて制御することにより
燃焼機５の温度を所定の温度に安定させる制御装置７
と、流入部３から入ってきた熱媒２を加熱する熱交換器
８とから構成される触媒燃焼加熱装置９と、この加熱さ
れた熱媒２を流出部１０を通して搬送循環させる循環装
置１１と、燃焼機５と熱交換器８の間に配置されてお
り、その間の温度差で電力を発生させゼーベック金属体
で構成された熱電変換部１２を有している。

【００１５】さらに、熱源ユニット１は、制御装置７を
駆動する電池等で構成された電池部１３と、熱電変換部
１２の発生電圧をＡ／Ｄ変換器などで検知する電圧検知
部１４と、この電圧検知部１４で検知した熱電変換部１
２の発生電圧の大きさで制御装置７の駆動電源をリレー
や半導体等を用いて切り換えるとともに、装置の動作開
始から所定時間は熱電変換部１２からの電力で制御装置
７を駆動させる電源切換部１５と、熱源ユニット１の運
転操作を行う操作部１６を有している。

【００１６】また、採暖するための放熱手段１７は、例
えば布製のマット１８で、略長方形に形成するととも
に、ゴム等の可撓性を有するチューブで構成した熱媒通
路１９が設けられている。この熱媒通路１９は熱媒２を
収容しており、屈曲し任意の形状に蛇行させてマット１
８全体を均一に暖められるようにしてあるとともに、熱
源ユニット１の流入部３及び流出部１０と接続されてい
る。熱媒通路１９に収容した熱媒２は、水や不凍液等を
用いている。

【００１７】上記構成において動作を説明する。まず操
作部１６で、運転開始の操作を行うと、温度検知部６が
燃焼機５の温度を検知し、所定の温度以下であれば制御
装置７により、燃料タンク４から触媒燃焼加熱装置９の
燃焼機５に燃料が供給されると同時に点火が行われ、触
媒燃焼を開始する。この燃焼機５の燃焼熱を熱電変換部
１２が高温面側２０で受熱し高温になる。さらに熱は熱
電変換部１２の高温面側２０から低温面側２１へ伝わ
り、熱交換器８へ伝熱する。

【００１８】熱電変換部１２の低温面側２１は、熱交換
器８へ伝熱することで冷却されるため、熱電変換部１２
は高温側面２０と低温側面２１との間に温度差を生じ、
この温度差に応じた電力を発生する。そして、この熱電
変換部１２で発生した電圧により循環装置１１を駆動す
る。また、熱電変換部１２で発生した電圧を電圧検知部
１４で検出し、電源切換部１５は、電圧検知部１４で検
出した電圧が制御装置７を駆動するのに十分な基準電圧
以上であれば、制御装置７を熱電変換部１２からの電力
で駆動する。また、電源切換部１５は、電圧検知部１４
で検出した電圧が基準電圧未満であれば、制御装置７を
電池部１３からの電力で駆動する。

【００１９】そして、循環装置１１は熱媒２を熱交換器
８に搬送し、熱電変換部１２を介して伝熱された燃焼機
５の熱は熱媒２と熱交換され、熱媒２はマット１８に埋
設された熱媒通路１９内を循環してマット１８を加熱
し、放熱しながら循環装置１１に戻る。

【００２０】図５に示すように、使用開始後所定時間Ｔ
ａは、熱電変換部１２の発生電圧に関わらず制御装置７
を電池部１３からの電力で駆動する。つまり、使用開始
後しばらくは熱電変換部１２の両面に温度差が発生しな
いため、制御装置７および循環装置１１を駆動すること
が出来ない。その後燃焼により急激に温度差が発生する
がこの状態で制御装置７の駆動を行うと循環装置１１の
駆動電圧が低下してしまい、熱交換器８に熱媒が停滞し
て、温度差が少なくなる。

【００２１】このように、本暖房装置の運転開始直後し
ばらくは、熱電変換部１２の発生電圧が不安定である
が、この状態においては熱電変換部１２で発生した電力
は循環装置１１だけに使用し、制御装置７は能力の安定
した電池部１３で駆動することができ、結果として、初
期の熱媒温度の上昇速度を早くすることができるととも
に制御装置７の動作を確実にでき、所定時間Ｔａ経過後
は熱電変換部１２の発生電圧に応じて制御装置７の電源
を使い分けるので電池部の消費を抑えることができる。

【００２２】（実施例２）図６に示すように、電源切換
部１５は、電圧検知部１４が熱電変換部１２の発生電圧
が第１の基準電圧以下を検知した場合に、制御装置７の
駆動電源を電池部１３に切り換え、第１の基準電圧より
高い電圧に設定した第２の基準電圧以上になると、駆動
電源を熱電変換部１２に戻すようにしたものである。他
の構成は上記実施例１と同じである。

【００２３】上記構成によれば、制御装置７の駆動電源
を熱電変換部１２に切り換えた直後に、負荷が大きくな
るため電圧検知部１４で検出する熱電変換部１２の発生
電圧が低下する。しかし、駆動電源を熱電変換部１２か
ら電池部１３に切り換える第１の基準電圧は、熱電変換
部１２に切り換わる第２の基準電圧よりも低く設定され
ているため、制御装置７を熱電変換部１２からの電力で
駆動し続けることができる。

【００２４】また、反対に制御装置７の駆動電源を電池
部１３に切り換えた直後は、熱電変換部１２の負荷がな
くなるため電圧検知部１４で検出する熱電変換部１２の
発生電圧が高くなる。しかし、駆動電源を電池部１３か
ら熱電変換部１２に切り換える第２の基準電圧は、電池
部１３に切り換わる第１の基準電圧よりも高く設定され
ているため、制御装置７を電池部１３からの電力で駆動
し続けることができる。つまり、熱電変換部１２の発生
電圧が制御装置７の駆動の有無により変動しても安定し
て制御装置７を動作させることができる。

【００２５】（実施例３）図７に示すように、電源切換
部１５は、制御装置７への電源を電池部１３切り換えて
から一定時間Ｔｂは、電源の切換を停止し、熱電変換部
１２に切り換わった場合は電源の切り換えを停止しない
ようにしたものである。他の構成は上記実施例１と同じ
である。

【００２６】上記構成によれば、制御装置７を熱電変換
部１２からの電力で駆動している場合に、循環装置１１
の負荷変動や制御装置７の駆動の有無等により、急激に
熱電変換部１２の発生電圧が急激に低下しても、すぐに
駆動電源を電池部１３に切り換えることができる。ま
た、一旦制御装置７の駆動電源が電池部１３に切り換わ
った場合は、一定時間Ｔｂは電池部１３による駆動を続
けるので、ノイズ等の影響で電圧検知部１４が誤判定し
ても不安定な熱電変換部１２側に駆動電源を切り換える
ことがない。つまり、制御装置７の駆動は、誤動作や異
常が発生してもできるだけ電源を安定して供給可能な電
池部１３にすることができるとともに、電源切換部の切
換回数を少なくすることができ、装置の長寿命化をはか
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、装置の動作開始初期の熱電変換装部の発
生電圧が安定していないときは、熱電変換部の発生電圧
で制御装置を駆動することがなく、この熱電変換部で発
生した電力を循環装置の駆動だけに用いることができる
ため、初期の熱媒温度の上昇速度を速くすることができ
る。また、その所定時間後は熱電変換部の発生電圧に応
じて制御装置の電源を使い分けるので電池部の消費を抑
えることができる。

【００２８】また、請求項２に記載の発明によれば、熱
電変換部の発生電圧が負荷により変動しても安定して制
御装置を動作させることができるとともに、循環装置の
電圧変動を少なくし異音の発生を防止することができ
る。

【００２９】また、請求項３に記載の発明によれば、ノ
イズや負荷変動により熱電変換部の発生電圧が急激に低
下した場合に、制御装置の駆動電源をすぐに電池部に切
換えることができるとともに、一旦電池部に切換わった
後は一定時間駆動電源を変更しないので、安定して制御
装置を動作させることができる。また、電源切換部の切
換回数を少なくすることができ、装置の長寿命化をはか
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の暖房装置の上面図

【図２】同暖房装置の一部切欠側面図

【図３】同暖房装置の熱電変換部の斜視図

【図４】同暖房装置の回路ブロック図

【図５】同暖房装置のタイムチャート

【図６】本発明の実施例２の暖房装置のタイムチャート

【図７】本発明の実施例３の暖房装置のタイムチャート

【符号の説明】

２ 熱媒 ７ 制御装置 ９ 触媒燃焼加熱装置 １１ 循環装置 １２ 熱電変換部 １３ 電池部 １４ 電圧検知部 １５ 電源切換部 １７ 放熱手段 １９ 熱媒通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 清信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北野 智章 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L070 AA01 BB01 BB18 3L072 AA02 AB01 AC01 AC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱媒通路を設けた放熱手段と、前記熱媒
   通路内に収容した熱媒と、前記熱媒を加熱する触媒燃焼
   加熱装置と、前記触媒燃焼加熱装置の温度を制御する制
   御装置と、前記触媒燃焼加熱装置の熱から電力を発生さ
   せる熱電変換部と、前記熱電変換部からの発生電力で駆
   動され熱媒を前記熱媒通路内で循環させる循環装置と、
   予め所定量の電荷が蓄積された電池部と、前記熱電変換
   部の発生電圧を検出する電圧検知部と、前記電圧検知部
   が基準電圧未満を検知した場合は前記制御装置の駆動電
   源を電池部とし、基準電圧以上を検知した場合は駆動電
   源を熱電変換部に切り換える電源切換部と、前記触媒燃
   焼加熱装置を動作させる操作部とを具備し、前記操作部
   により触媒燃焼加熱装置の動作を開始してから所定時間
   前記電池部で制御装置を駆動するようにした暖房装置。
2. 【請求項２】 電源切換部は、電圧検知部が熱電変換部
   の発生電圧が第１の基準電圧以下を検知した場合に制御
   装置の駆動電源を電池部に切り換え、第１の基準電圧よ
   り高い電圧に設定した第２の基準電圧以上になると駆動
   電源を熱電変換部に戻すようにした請求項１記載の暖房
   装置。
3. 【請求項３】 電源切換部は、制御装置の駆動電源を電
   池部に切り換えた後は一定時間電源切換動作を停止さ
   せ、熱電変換部に切り換えた後は電源切換動作を停止さ
   せないようにした請求項１または２記載の暖房装置。