JP2002267164A - 球面鏡反射による３６０°反射型暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】暖房機器の一周円全体から直接、人体（被加熱
体）に熱を受けることを可能とし、かつ、上昇する熱を
合わせ、反射と対流の両方が取り出せる暖房装置を提供
することにある。 【解決手段】燃焼機能部が火炎によって加熱される燃焼
熱放射体を熱源として、前記熱源より燃焼熱を受けるた
めの反射板形状が、鼓状の凹面鏡を形成し、該鼓状の凹
面鏡の周囲３６０°に当該燃焼熱放射体の熱源を、この
球面鏡半径Ｒの１／２の距離である焦点位置に施すこと
によって、鼓状の凹面鏡に受けた反射熱を３６０°周囲
に平行に放熱することによって、装置本体３６０°全体
に反射される熱を被加熱体に対して、平行に取り入れる
ことができることを特徴とし、前記課題を解決すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油を燃焼させる
燃焼機能部から受けた燃焼熱を、反射鏡（板）によって
放熱する輻射式の石油暖房機、及び加熱、暖房等に用い
られる室内排気型の燃焼器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石油やガスを燃料として、そ
の燃焼熱によって加熱、暖房を行なう器具は従来より多
数実用化されている。特に燃焼熱の一部を放射熱として
取り出し利用する器具としては、反射型の石油ストーブ
に代表されるように、燃焼室内で燃焼熱を放射熱に変換
し、燃焼室壁面からガラス窓等の熱透過体を介して周囲
へ放出させるものであった。

【０００３】従来この種の燃焼器具では、燃焼室から放
射熱として取り出し得る熱量は、全燃焼熱の３０％程度
であり、半分以上の熱は排ガスと共に放出されるもので
あった。このために屋外で使用した場合は言うまでもな
く、室内でこの燃焼器具を用いた場合でも、排ガスと共
に放出された熱は天井付近の空間を加熱するものの、人
体への暖房効果にはほとんど寄与せず、放射熱として取
り出した燃焼熱の３０％程度のみが実際の暖房に用いら
れることになり、燃焼部の利用効率が低いものであっ
た。

【０００４】更にこの問題を解決するため、燃焼室の上
部に排気熱を放射熱に変換する熱放射体を載置した構成
の燃焼器具も考案されていた。この場合は燃焼の４０％
が放射熱に変換されるが、６０％は依然として排気熱と
して天井を加熱しているものであった。

【０００５】また、上部にファンを設け上昇する熱をフ
ァンによって強制的に拡散放射し、室内を対流させよう
とする燃焼器具も開発されているものである。なお、石
油ラジアントヒータ等の燃焼装置に代表されるように、
一般的にこの種の石油燃焼装置は、バーナで形成した火
炎で赤熱体を赤熱させ、この赤熱体からの熱を輻射熱と
し利用する技術も創出されているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例では、熱放射体の熱の一部は前方の開口方向
から直接人体方向に向かうが、後方への放射は熱反射板
で前方に反射されている。この後方への放射熱の一部は
この熱反射板に一部吸収されるので、後方放射熱は一部
無駄になっている。特に、熱放射体の後面と、熱反射板
の相互輻射によって、熱反射板が加熱し、ここより対流
熱の発生、あるいは後部の外装を加熱する等の無駄な熱
となっているものであった。これに対し、上記の不具合
を解決しようとするものに反射型暖房装置の燃焼熱の効
率を図るものものとして、特開平２−１５７５３３等の
技術が考えられているものであった。

【０００７】また、従来からの反射型石油燃焼装置は、
図７及び図８に示すように燃焼部からの放熱を一方的に
球面部に受けることから、燃焼部から受けた反射角に沿
って反射することから（反射角によっては平行反射して
いる熱と、屈折反射した熱とが発生する原因もある。）
特に、燃焼部位から後方反射板に平行に放熱される熱
は、そのまま平行反射し、燃焼部に衝突する熱となり、
放射熱と反射熱によって過渡に燃焼部が加熱され、燃焼
部の劣化及び燃焼熱の無駄につながるものであった。

【０００８】更に、対流型の典型的な石油燃焼装置は、
反射部を設けていないため、例えば円筒形状石油燃焼装
置などでは、図９及び図１０に示すように、ほとんどが
上方向に燃焼熱が放熱され、室内天井部に溜まった熱が
床面まで下がる、あるいは天井部に充満した熱が押し出
されて対流しなければ、直接人体（被加熱体）に熱が伝
わる事が無いため、長時間の運転後にやっと温かくなる
感を覚えるものあった。そのため、簡易型暖房装置とし
て簡単に移動が可能な型であるものの、大勢の人が集ま
る集会場所での使用時には不適切であった。

【０００９】このことは、反射型暖房装置にも同様であ
り、反射された熱を直接受ける開口部にいる人には熱が
伝わるものの、暖房装置を囲むような場合は、装置側面
及び後方の人は、全く熱が伝わることがないものであっ
た。前述した反射型暖房装置の改良としては、温風ファ
ンヒータ式の暖房装置が最も主流であるが、前記欠点で
あるように、ファンから送り込まれた温風が対面する人
（被加熱体）には適しているものの、それ以外の装置側
面及び後方面の人（被加熱体）には、長時間運転後、室
内に熱が伝わった後では温かさを感じるものの、装置運
転後、直ちに直接暖房効果を得る事は皆無と言ってよい
ものであった。

【００１０】そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑み
て案出されたものであり、その目的とするところは、暖
房機器の一周円全体から直接、人体（被加熱体）に熱を
受けることを可能とし、かつ、上昇する熱を合わせ、反
射と対流の両方が取り出せる暖房装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の球面鏡反射による暖房装置は、球面鏡によ
る反射の原理を利用するもので、すなわち本発明は、給
油および空気の供給を受けて燃焼作用を行う燃焼機能部
と、この燃焼機能部の発熱部から出る輻射熱を前方に反
射させる反射鏡面板を備える暖房装置において、前記燃
焼機能部が火炎によって加熱される燃焼熱放射体を熱源
として、前記熱源より燃焼熱を受けるための反射板形状
が、鼓状の凹面鏡を形成し、前記鼓状の凹面鏡は、いわ
ゆる球面鏡であり、当該鼓状の凹面鏡の周囲３６０°に
該燃焼熱放射体の熱源を、この球面鏡半径Ｒの１／２の
距離である焦点位置に施すことによって、該熱源より発
せられた熱は球面に反射され光軸に平行に進むことに成
り、前記焦点位置に施した熱源全体から当該鼓状の凹面
鏡に受けた反射熱を３６０°周囲に平行に放熱すること
によって、装置本体３６０°全体に反射される熱を被加
熱体に対して、平行に取り入れることができることを特
徴とし、前記課題を解決することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１３】図１は本発明に係る球面鏡反射による３６
０°反射型暖房装置の一実施形態を示す外観断面図、図
２は図１に示す反射型暖房装置のＡ−Ａ線矢視断面図を
示し、図３は図１に於ける原理作用図、図４は球面鏡に
よる反射原理を示す作用説明図である。

【００１４】まず図１に示すように、ラッパ形状のよう
に中心径より上部に進むに連れ、鼓状に拡がる凹鏡面で
ある鼓状凹面鏡１を本体中心に設け、この鼓状凹面鏡１
を中心に３６０°囲むように凹面鏡の半径の１／２に位
置する場所に熱集結コイル４を配設させる。この熱集結
コイル４の位置が熱源となる。前記熱集結コイル４は焦
点（焦熱点）となり、ここが熱の放出点となる。図２で
は、鼓状凹面鏡１を中心にその外周３６０°に熱集結コ
イル４を配設した事を示すものである。

【００１５】なお図１に示す一実施例の装置では、燃料
５（灯油）を使用して燃焼芯２を燃焼させ、前記燃焼芯
２からの火炎は、熱ガイド筒３を通って熱集結コイル４
を加熱させる。この時、熱集結コイル４が熱の焦点とな
るもので、熱源としてニクロム集結コイルを使用したも
っともオーソドックスな熱源体を用いて説明しているも
のであるが、本発明に於いては、液体燃料をバーナで気
化し、この気化ガスに燃焼用空気を混合し、この混合ガ
スに点火して燃焼させる方法である石油ファンヒータ方
式や、バーナで形成した火炎で赤熱体を赤熱させ、この
赤熱体からの熱を輻射熱とし利用する技術など、従来技
術における燃焼装置から発せられる熱源も当然ながら焦
点位置に配設することによって同様の原理で応用するこ
とができるもので、焦点位置に配設する熱源を限定する
ものではなく、当然ながら前記技術による熱源によって
も本発明は実施できるもので、従来からの燃焼方法にお
ける技術による熱源の配設は全て本発明に包含される。

【００１６】次に図３及び図４に従って原理作用を説明
する。図３に示すように、鼓状凹面鏡１の球面部１ａ
は、中心点Ｃを半径Ｒとした球面より構成されており、
球面部１ａの接点Ｍと中心点Ｃが半径Ｒとなる。この中
心点Ｃと接点Ｍとの１／２の距離の点Ｆが焦点距離とな
り、焦点距離Ｆ上に配設された熱源より発せられる放射
熱は、球面部１ａに反射され光軸に平行に進む。このこ
とから、球面を鼓状にし、当該鼓状凹面鏡１の外周３６
０°に熱源を配設することによって、球面に受けた３６
０°外周からの熱は反射熱として平行に進む事となる。

【００１７】図４は、球面鏡による反射の原理を説明す
るもので、本図において「球面半径ｒの凹面鏡の中心Ｃ
と鏡の中心Ｍを結ぶ線が光軸であり、図のように、光軸
に平行な光線を凹面鏡に当てると、光りは光軸上の１点
Ｆ（焦点）に集まる。ＭＦの距離ｆは焦点距離であり、
凹面鏡ではｆ＝ｒ／２になっている。逆に、焦点Ｆから
出た光りは凹面鏡で反射されると光軸に平行な光線とな
って進む。」この図４に示す原理作用を本発明に於いて
応用するものである。

【００１８】次に、図５は本発明に係る放射熱を示す一
部概略断面図である。このように、本体外周部８が鼓状
凹面鏡１の上部最大径よりも大きく設けた場合に、図示
するように、本体外周部８と鼓状凹面鏡１との隙間から
は放射熱が上昇する。つまり、図９及び図１０に示すよ
うような従来よりある対流型石油燃焼装置の特徴であっ
た、上方向への熱の上昇状態と同様の作用となるもの
で、Ｆ点における熱源が鼓状凹面鏡１への反射は平行に
反射熱として進み、その他隙間からは上昇する熱が本体
上部７に行くもので、このことからも、本発明は本体一
周円とした全反射と上昇する熱として対流も兼ね備える
ことができる。つまりは、全反射、上部対流型によって
逸早く人（被加熱体）に対して熱を受けることができ
る。

【００１９】また、図６は本発明に係る第２実施例の放
射熱を示す一部概略断面図であり、鼓状凹面鏡１の上部
に放射熱を逃がすための放射熱抜き孔９を施すことによ
って、本体外周部８が鼓状凹面鏡１の上部最大径と略同
一の大きさにするこができるもので、放射熱抜き孔９は
適宜数設けることで、反射熱と上部放射熱とバランスを
取ることができるものである。

【００２０】なお、必要に応じた熱量排気に合わせ、種
々の熱源手段が選択できるもので、燃焼火力によって、
鼓状凹面鏡１の大きさを決定することができるため、鼓
状凹面鏡１の大きさは小径から大径まで種々の形状寸法
のものができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の球面鏡反射による３６０°反射
型暖房装置を使用することによって、従来よりある暖房
装置では暖房装置側面及び後面からの熱を平行に輻射す
ることは不可能であったが、本発明では３６０°本体一
周円から平行に人（被加熱体）に対して熱を受けること
ができる。

【００２２】また、本体上部から抜ける部分を施すこと
によって、上昇する放射熱も利用することができるた
め、３６０°の反射熱と上昇する熱とを合わせもつ全反
射と対流の２種の暖房を行なうことができることによっ
て、瞬時に暖房効果を得ることができる。

【００２３】以上により、本発明によれば室内中心に配
置することによって本体のどの部分からも熱を受けるこ
とができることから、多人数が集合する集会場などに最
も適する画期的な暖房装置であり、産業上、極めて有意
義かつ多大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図 １】 本発明に係る球面鏡反射による３６０°反
射型暖房装置の一実施形態を示す外観断面図である。

【図 ２】 同実施例におけるＡ−Ａ線矢視図である。

【図 ３】 本発明に係る原理作用図である。

【図 ４】 球面鏡による反射の原理説明図である。

【図 ５】 本発明に係る放射熱を示す一部概略断面図
である。

【図 ６】 本発明に係る第２実施例の放射熱を示す一
部概略断面図である。

【図 ７】 従来例を表わす反射型石油燃焼装置の正面
外観図である。

【図 ８】 従来例を表わす反射型石油燃焼装置の水平
断面図である。

【図 ９】 従来例を表わす対流型石油燃焼装置の正面
外観図である。

【図１０】 従来例を表わす対流型石油燃焼装置の水平
断面図である。

【符号の説明】

１： 鼓状凹面鏡 １ａ： 球面部 ２： 燃焼芯 ３： 熱ガイド筒 ４： 熱集結コイル ５： 燃料（灯油） ６： 芯ガイド内筒 ７： 本体上部 ８： 本体外周部 ９： 放射熱抜き孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項 １】給油および空気の供給を受けて燃焼作用
   を行う燃焼機能部と、この燃焼機能部の発熱部から出る
   輻射熱を前方に反射させる反射鏡面板を備える暖房装置
   において、前記燃焼機能部が火炎によって加熱される燃
   焼熱放射体を熱源として、前記熱源より燃焼熱を受ける
   ための反射板形状が、鼓状の凹面鏡を形成し、前記鼓状
   の凹面鏡は、いわゆる球面鏡であり、当該鼓状の凹面鏡
   の周囲３６０°に該燃焼熱放射体の熱源を、この球面鏡
   半径Ｒの１／２の距離である焦点位置に施すことによっ
   て、該熱源より発せられた熱は球面に反射され光軸に平
   行に進むことに成り、前記焦点位置に施した熱源全体か
   ら当該鼓状の凹面鏡に受けた反射熱を３６０°周囲に平
   行に放熱することによって、装置本体３６０°全体に反
   射される熱を被加熱体に対して、平行に取り入れること
   ができることを特徴とする暖房装置。