JP2005106414A - 温風暖房機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＯｘの発生を抑えるとともに温風温度の均一化を図る一方で、低工程・低コストをも実現できる温風暖房機を提供すること。
【解決手段】燃焼室本体６の背面上部にフランジ部１３、側面上部には突出部１４を設けて燃焼室本体６の上部から火炎に空気が供給されないようにするとともに、送風機２からの空気の風向を調節し高温となるポイントに風が当たるのを防ぐ風向調節板１５とを設けてＮＯｘを低減する。また、は送風機２からの空気は風向調節板１５に当たり勢いが弱まるので、燃焼排ガスとよく混合されて吹出口９からの温風温度が均一化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファンヒーター等の温風暖房機に関し、特にＮＯｘを低下するとともに吹出口温度の均一化を目的とした燃焼室の構造に関するものである。

現在、この種の暖房機に関しては燃焼排ガスに含まれるＮＯｘの低減が重要視されており、今後はさらなる低ＮＯｘ化性能の向上が必要とされている。また、ＮＯｘ発生の原因の一つは火炎温度の上昇であり、燃焼火炎に供給される二次空気量が関係している。つまり、火炎に多量の二次空気が供給されると燃焼反応が活発になって火炎の温度が上昇し、その結果ＮＯｘの発生量が増加してしまうのである。

そこで従来、燃焼室を図７に示すような構成とすることで低ＮＯｘ化を図ってきた。図７において、１は本体ケース、２は本体ケース１内に空気を取り込む送風機、５は液体燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生するバーナ、６はバーナの火炎を覆い燃焼排ガスを上方に排出する燃焼室本体、７は燃焼室本体６を覆うように設けられた燃焼室遮熱板、８は燃焼室本体６と燃焼室遮熱板７の間に形成され燃焼排ガスと送風機２からの空気とを混合し温風として本体ケース１前面へ導く温風通路、９は本体ケース１外に温風を吹き出すための吹出口である。

このような暖房機において、バーナ５で燃焼が開始されると、送風機２からの空気の一部は燃焼室本体６の背面から燃焼室本体６内へ流入し、燃焼用の二次空気として火炎に供給されて完全燃焼する。またその一方で、空気は温風通路８に流れ込み、温風通路８を通る間に燃焼排ガスと混合されて温風となり、吹出口９へ向かい本体ケース１から排出される。

そして、燃焼室本体６はバーナ５で発生した燃焼排ガスを放出するため上部が開口しているのだが、ここから空気が流入し火炎に対して供給されると、燃焼反応が活発となり火炎温度が上昇してＮＯｘが発生してしまう。そのため、上部からの空気の侵入を防ぐためのフランジ部１３が燃焼室本体６の背面上部を本体ケース１前方側に傾斜させて設けられている。
特開２００２−３２３２６１号公報

ところが、燃焼室本体から燃焼排ガスが放出される付近（網掛け部分）はかなり高温となっており、温風通路へ侵入した送風機からの空気はフランジ部の傾斜に沿って流れ、高温となる部分で燃焼排ガスと接触する。そして、この高温部での空気の対流もＮＯｘの発生に大きく関係しており、送風機からの空気が多量に高温部に流れ込むとＮＯｘの発生量が多くなってしまうという問題があった。

また、フランジ部の傾斜に沿って勢いよく流れた送風機からの空気は、燃焼室本体から排出される高温の燃焼排ガスをそのまま前方へ押し出すこととなる。そのため、燃焼排ガスと空気を十分に混合し温風温度を均一にするためには温風通路の長さをある程度を長くとらなければならず、暖房機の小型化を図るため温風通路を短く構成しようとすると、燃焼排ガスと空気が十分に混合されず吹出口からの温風温度を一定にすることが困難となってしまう。

本発明は上記課題を解決するためのもので、ＮＯｘの発生を抑えるとともに温風温度の均一化を図る温風暖房機を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、本体ケース前面に設けられた吹出口と、本体ケース内に外気を取り入れる送風機と、燃焼により燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナの火炎を覆い燃焼排ガスを上方に排出する燃焼室本体と、燃焼室本体を覆うように設けられた燃焼室遮熱板と、燃焼室本体と燃焼室遮熱板の間に形成され燃焼排ガスと前記送風機からの空気とを混合し温風として吹出口へ導く温風通路と、前記燃焼室本体背面の上部を本体ケース前方側に傾斜させることによって形成され燃焼室本体内部への空気の侵入を防ぐためのフランジ部と、送風機からの風の向きを調節する風向調節板とを有することを特徴とする温風暖房機である。

すなわち、請求項１の発明では、燃焼室本体内部への空気の侵入を防ぐためのフランジ部を設けて、火炎温度の上昇によるＮＯｘの発生を抑えるとともに、送風機からの風の向きを調節する風向調節板を設けることによって、送風機からの空気が高温となる部分を避けて温度が下がったところで燃焼排ガスと接触するようにしてさらにＮＯｘの発生が抑えられる構成とした。また、風向調節板に当たることで送風機からの空気の勢いが弱まり、燃焼排ガスとよく混合されるため、吹出口より排出される温風温度も均一となる。

請求項２の発明は、前記燃焼室本体の側壁上部に突出部を有することを特徴とする請求項１記載の温風暖房機である。

すなわち、請求項２の発明は、燃焼室側壁上部に設けた突出部が、燃焼室本体への側面からの空気の侵入を防止するので火炎温度の上昇によるＮＯｘの発生を抑制する。

請求項３の発明は、前記風向調節板はフランジ部の先端または途中を立ち上げて一体に設けられていることを特徴とする請求項２記載の温風暖房機である。

すなわち、請求項３の発明では、燃焼室本体内部への空気の侵入を防ぐためのフランジ部と、風向を調節する風向調節板とを一体で形成することで、部品点数の削減によるコスト低減および取り付け作業を不要として作業工程の低減を図る。

請求項４の発明は、前記風向調節板はフランジ部上の燃焼室遮熱板の側面に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の温風暖房機である。

すなわち、請求項４の発明は、温風通路に流入する送風機からの動圧空気は、温風通路の中央よりも燃焼室遮熱板に近い方が風圧が強く、風量も多くなっているので、風圧の強い燃焼室遮熱板に近い部分に風向調節板を設けることで、送風機からの空気の圧力を弱め、高温の燃焼排ガスをそのまま前方へ押し出さないようにする。また、風向調節板はフランジ部全幅に渡って設けるのではなく、フランジ部の一部に設ければよいのでさらに部品のコストを抑えた構成となる。

請求項５の発明は、前記風向調節板は垂直若しくは先端が本体ケース後方側に折り曲げられていることを特徴とする請求項４記載の温風暖房機である。

すなわち、請求項５の発明は、送風機からの風向きを調節し、効果的にＮＯｘを低減する風向調節板の形状となる。

本発明の請求項１の温風暖房機は、フランジ部が燃焼室本体内への空気の侵入を防いで、火炎温度の上昇によるＮＯｘの発生を抑えるとともに、風向調節板が温風通路を通過する送風機からの空気の風向を調節し、送風機からの空気が高温となる部分を避けて温度が下がったところで燃焼排ガスと接触するようにしたので、よりＮＯｘの発生を抑えることができる。さらに、送風機からの空気は、風向調節板に当たることで勢いが弱まるので、温風通路を通過する間に燃焼排ガスとよく混合され、暖房機を小型化するために温風通路を短くしても吹出口より排出される温風温度を均一とすることができる。

また、請求項２から５の発明によれば、上述の効果に加えてさらにＮＯｘを低減する構成となるとともに、部品点数の削減によるコスト低減および作業工程の低減が可能となり、ＮＯｘ低減にすぐれた効果を発揮する暖房機を安価で提供することができる。なお、部品点数を減らしたことで製品の寿命により暖房機を廃棄する際には、環境に与える負荷も軽減することとなる。

以下、本発明の実施例を添付の図面をもとに説明する。

図１、図２より、１は本体ケース、２は本体ケース１内に空気を取り込む送風機、３は液体燃料を加熱気化する気化器、４は気化された液体燃料と送風機２からの空気を混合し混合ガスとする混合管、５は混合ガスを燃焼させて燃焼排ガスを発生するバーナである。そして、６はバーナ５の火炎を覆い燃焼排ガスを上方に排出する燃焼室本体、７は燃焼室本体６を覆うように設けられた燃焼室遮熱板、８は燃焼室本体６と燃焼室遮熱板７の間に形成され燃焼排ガスと送風機２からの空気とを混合し温風として本体ケース１前面へ導く温風通路、９は本体ケース１外に温風を吹き出すための吹出口である。

また、図３は燃焼室本体の背面図であって、燃焼室本体６の背面には送風機２からの空気を燃焼室本体６内部に導入するための二次空気導入孔１０及び風量調節金具１１が設けられている。風量調節金具１１は、送風機２からの動圧空気を多く取り込むことができるように、送風機２の回転方向に合わせた位置に空気取入口１２を有する形状をなし、二次空気導入孔１０を覆うようにして取り付けられている。

そして、１３は燃焼室本体６の上部開口部からの空気の侵入を防止するためのフランジ部で、燃焼室本体６の背面の上部を本体ケース１前方側に傾斜させることによって形成されている。そして燃焼室本体６の側壁上部には突出部１４が設けられており、これによって燃焼室本体６の側方から空気が侵入するのを防ぐようになっている。

また、フランジ部１３には送風機２からの空気の向きを調節して温風通路８内で高温となる部分に送風機２からの空気が直接当たるのを防ぐための風向調節板１５が一体に形成されており、フランジ部１３の一部を途中から立ち上げて、その先端を本体ケース１後方側に折り曲げられた形状をなしている。

次に、上記した構成における動作を説明する。暖房機の運転が開始されると、気化器３により液体燃料が加熱気化されて気化ガスとなり、混合管４へ噴出される。そして気化ガスが噴出されると、その噴出力により周囲の空気が一次空気として混合管４内部に引き込まれる。また、送風機２の回転により本体ケース１内に導入された空気も本体ケース１下方から混合管４に一次空気として押し込まれ、これら一次空気は前述の気化ガスと混合して混合ガスとなりバーナ５で燃焼を開始する。

さらに、送風機２からの空気は、燃焼室本体６の背面に設けた二次空気導入孔１０から燃焼室本体６内へも流入し、二次空気として火炎に供給されるようになっている。このとき、送風機２からの空気は二次空気導入孔１０を覆うように設けられた風量調節金具１１に当たることで、火炎に対して略直角に流入するように整流されるので、十分な量が火炎先端付近に供給されるため、良好な燃焼状態を維持することができる。

燃焼室本体６の上部は開口しているため、ここから空気が流入し火炎に対して供給されると、燃焼反応が活発となり火炎温度が上昇してＮＯｘが発生してしまう。しかし、燃焼室本体６背面の上部に設けられたフランジ部１３と、燃焼室本体６側面の突出部１４が燃焼室本体６上部から二次空気が供給されるのを防ぐので、火炎温度が上昇することによるＮＯｘの発生を防ぐこととなる。

また、図４は燃焼室本体６および温風通路８内での空気の流れを図示しており、送風機２から温風通路８へ向かう空気はフランジ部１３に一体形成された風向調節板１５に当たって、一旦本体ケース１後方側へ向きを変えた後、風向調節板１５を回り込むようにして温風通路８に流れ込む。そして、燃焼室本体６の開口より排出される燃焼ガスと接触する。このとき、燃焼排ガスが排出される付近（網掛け部分）は高温となっているため、この高温部分で送風機２からの空気が対流するとＮＯｘの発生量が増加してしまうのだが、風向調節板１５により、送風機２からの空気は高温部分を避け、温度が下がったところで燃焼排ガスと接触するのでＮＯｘの発生は抑えられることとなる。

また、風向調節板１５は図２に示すようにフランジ部１３上の燃焼室遮熱板７の側面に近い部分に設けられている。温風通路８内に流れ込む送風機２からの動圧空気は、送風機の回転に伴う角度を持っているため場所によって風圧が異なり、温風通路８の中央よりも燃焼室遮熱板７に近い方の風圧が高く、風量も多くなっている。風圧が高ければ燃焼室本体６から排出される高温の燃焼排ガスをそのまま前方へ押し出すこととなり、そのため燃焼室遮熱板７に近い側の吹出口９からの温風温度が高くなってしまう。そこで、風向調節板１５をフランジ部１３上の燃焼室遮熱板７の側面に近い部分に設けることにより、少ない面積で効率よく風圧を調節することができる。

なお、本実施例では風向調節板１５は正面から見てフランジ部１３の左端に設けた構成とした。しかし、風向調節板１５は風圧が高い燃焼室遮熱板７に近い部分に設ければよいので、暖房機の構成によってはフランジ部１３の右端もしくは両端に設ける構成としても構わない。

そして、送風機２からの空気は、風向調節板１５に当たることで勢いが弱まるので、温風通路８を通過する間に燃焼排ガスとよく混合され、吹出口９より排出される温風温度は均一となる。

図５は本発明の実施例２の風向調節板１５を示したものであって、風向調節板１５はフランジ部１３の一部を途中から立ち上げて設けられた平板形状となっている。風向調節板１５が平板形状であっても、送風機２からの風は風向調節板１５に当たり、一旦本体ケース１後方側へ向きを変えた後、風向調節板１５を回り込むようにして温風通路８に流れ込むため、温風通路８の最も高温となる部分に当たらないようにすることができる。

また、図６は本発明の実施例３の風向調節板１５を示したものであって、風向調節板１５はフランジ部１３の一部の先端を延長して立ち上げ、その先端を本体ケース１後方側に折り曲げられた形状をなしている。この場合においても、送風機２からの風は風向調節板１５に当たり、一旦本体ケース１後方側へ向きを変えた後、風向調節板１５を回り込むようにして温風通路８に流れ込むため、温風通路８の最も高温となる部分に当たらないようにすることができる。

本発明の温風暖房機の断面図である。 本発明の温風暖房機の内部正面図である。 本発明の温風暖房機の燃焼室本体の背面図である。 燃焼室本体および温風通路内における空気の流れを示す図である。 本発明の実施例２の風向調節板である。 本発明の実施例３の風向調節板である。 従来の温風暖房機の断面図である。

符号の説明

１ 本体ケース
９ 吹出口
２ 送風機
５ バーナ
６ 燃焼室本体
７ 燃焼室遮熱板
８ 温風通路
１３ フランジ部
１５ 風向調節板
１４ 突出部

Claims (5)

1. 本体ケース前面に設けられた吹出口と、本体ケース内に外気を取り入れる送風機と、燃焼により燃焼排ガスを発生させるバーナと、前記バーナの火炎を覆い燃焼排ガスを上方に排出する燃焼室本体と、燃焼室本体を覆うように設けられた燃焼室遮熱板と、燃焼室本体と燃焼室遮熱板の間に形成され燃焼排ガスと前記送風機からの空気とを混合し温風として吹出口へ導く温風通路と、前記燃焼室本体背面の上部を本体ケース前方側に傾斜させることによって形成され燃焼室本体内部への空気の侵入を防ぐためのフランジ部と、送風機からの風の向きを調節する風向調節板とを有することを特徴とする温風暖房機。
2. 前記燃焼室本体の側壁上部に突出部を有することを特徴とする請求項１記載の温風暖房機。
3. 前記風向調節板はフランジ部の先端または途中を立ち上げて一体に設けられていることを特徴とする請求項２記載の温風暖房機。
4. 前記風向調節板はフランジ部上の燃焼室遮熱板の側面に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の温風暖房機。
5. 前記風向調節板は垂直若しくは先端が本体ケース後方側に折り曲げられていることを特徴とする請求項４記載の温風暖房機。

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