JP2010078249A

JP2010078249A - 過熱水蒸気暖房機

Info

Publication number: JP2010078249A
Application number: JP2008248198A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nagayama; 和男永山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】過熱水蒸気で暖房して二酸化炭が発生することなく、室内を適度な湿度に調整して暖房する過熱水蒸気暖房機を提供する。
【解決手段】貯水部１３を有する複数の環状容器１０を並設し、各環状容器１０の内筒１２の内部にシーズヒータ２０を配置する。貯水部１３に供給される水をシーズヒータ２０で加熱し、貯水部１３の上部の吐出孔１６から過熱水蒸気Ｓを吐出し、その過熱水蒸気Ｓをシーズヒータ２０の突出部２０ａによってさらに加熱する。各環状容器１０の下部に配置した送風ファン２５によりシーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓとを混合して送風ダクト２３の送風路２３ａで混合し、さらに、上部送風ファン２６から送風を温風と過熱水蒸気Ｓと混合させる。この上部送風ファン２６からの送風によって、温風の単位容積中に含まれる過熱水蒸気Ｓの量を調整し、送風口３１から外部（室内）に吹き出される温風の湿度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過熱水蒸気によって暖房する過熱水蒸気暖房機に関する。

従来、暖房機として例えば特許文献１で示すようにタンクに供給される石油をバーナーで燃焼し、このバーナーで加熱された空気をファンで送風することによって暖房する石油ファンヒータや特許文献２で示すように電熱ヒータで加熱した空気をファンで送風することによって暖房する温風暖房機などが知られている。

特開２００８−１１１６０３号公報特開２００１−２６３８２３号公報

このような、暖房機は、バーナーや電熱ヒータによって加熱した空気をファンによって室内に送風することから、空気が乾燥しやすいとともに、特に石油ファンヒータは石油を燃焼する際、二酸化炭素が発生することから、温室効果ガスなどの問題で二酸化炭素の排出量削減は世界的な対策であり、特に、野菜や果物といった農作物や花を温室栽培する温室ハウス用暖房機などの広いエリアの暖房用としては、多量の重油を燃焼させる暖房が主流であるから、ランニングコストの面からも問題があった。このような、課題に解決するために、本願出願人は、水をヒータで加熱して加熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気で暖房する過熱水蒸気を特願２００７−５４３６３７号で出願している。この過熱水蒸気暖房機は外筒と内筒とからなる環状容器と、この環状容器に供給される水を加熱して過熱水蒸気を発生させる螺旋状の加熱手段と、この加熱手段で過熱した温風と過熱水蒸気とを吹出口へ室内に吹き出すための送風手段を備えおり、ヒータで加熱して発生する過熱水蒸気によって暖房することから、環境に悪影響を与える二酸化炭素が発生せず、また、加熱水蒸気によって暖房することから、空気の乾燥をも防げるものの、先に出願した過熱水蒸気暖房機は加熱水蒸気を発生させる環状容器が単体であり、家庭用暖房機などに使用した場合、問題ないものの、例えば、野菜や果物などの農作物や花などを温室栽培する温室ハウス用暖房機として用いた場合、暖房能力がやや劣る面がある。このため、過熱水蒸気を発生させる複数の環状容器を並設させて暖房能力を高めることが考えられるが、環状容器の数を増やして並設させた場合、暖房能力が高まる反面、各環状容器から発生する加熱水蒸気量も増大し、温室ハウス内の湿度が高くなってしまう。このため、温室ハウスで育成する野菜や果物あるいは植物などにとって湿度が高くなり過ぎて育成する野菜や果物あるいは植物に根腐れなどの悪影響を与えことが懸念される。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、二酸化炭素が発生することなく、優れた暖房効率を発揮できるとともに、暖房する室内の湿度を調整可能な過熱水蒸気暖房機を提供することを目的とする。

請求項１の過熱水蒸気暖房機は、水を貯水する水タンク部と、外筒と内筒とからなる環状容器と、前記外筒と内筒との間に形成された貯水部と、この貯水部と前記水タンク部とを連通して前記水タンク部から貯水部へと水を供給する接続パイプと、前記内筒の内側に配置して前記貯水部内の水を加熱して過熱水蒸気を発生させる螺旋状の加熱手段と、前記貯水部の上面を塞ぐ天板部に位置して前記過熱水蒸気を吐出する複数の吐出孔と、前記環状容器の下部に配置して前記加熱手段で過熱した温風と前記過熱水蒸気とを混合させて吹出口へと送風する第１の送風手段と、少なくとも前記送風口から室内に送風される過熱水蒸気量の調整する湿度調整手段を設けたことを特徴とする。

請求項２の過熱水蒸気暖房機は、前記環状容器から前記吹出口とへ送風案内する送風路を設けるとともに、前記湿度調整手段を構成する第２の送風手段を設け、この第２の送風手段から前記送風路に向けて送風し、この第２の送風手段の送風量に応じて前記過熱水蒸気の量を調整したことを特徴とする。

請求項３の過熱水蒸気暖房機は、前記環状容器を複数、並設して上下を開口した収納ケースの内に収納し、その収納ケースの上部開口部と前記吹出口とを連通して前記送風路を形成する送風ダクトと設けるとともに、送風ダクトに前記第２の送風手段を連設し、収納ケースの下部開口部には、前記第１の送風手段の通風ダクトを連設したことを特徴とする。

請求項４の過熱水蒸気暖房機は、前記水タンク部内に水位と連動するフロート手段を設けるとともに、前記水タンク部と水供給源とを接続する接続管を設け、この接続管の開閉弁を前記フロート手段で開閉制御したことを特徴とする。

請求項５の過熱水蒸気暖房機は、前記水タンク部と貯水部とを上下一対の接続パイプで連通し、その上下各接続パイプで前記水タンク部内の水を前記貯水部へと供給するとともに、前記上部側接続パイプの高さを前記フロート手段によって制御する前記水タンク部の下限水位とほぼ同一高さに設定したことを特徴とする。

請求項１の過熱水蒸気暖房機によれば、水を貯水する水タンク部と、外筒と内筒とからなる環状容器と、前記外筒と内筒との間に形成された貯水部と、この貯水部と前記水タンク部とを連通して前記水タンク部から貯水部へと水を供給する接続パイプと、前記内筒の内側に配置して前記貯水部内の水を加熱して過熱水蒸気を発生させる螺旋状の加熱手段と、前記貯水部の上面を塞ぐ天板部に位置して前記過熱水蒸気を吐出する複数の吐出孔と、前記環状容器の下部に配置して前記加熱手段で過熱した温風と前記過熱水蒸気とを混合させて吹出口へと送風する第１の送風手段と、少なくとも前記送風口から室内に送風される過熱水蒸気量の調整する湿度調整手段を設けたものであるから、湿度調整手段によって暖房する室内の湿度を調整することができ、例えば、温室ハウスの暖房用として用いた場合、温室ハウスで育成する野菜や果物あるいは植物にとって適正な湿度にコントロールすることができる。

請求項２の過熱水蒸気暖房機によれば、前記環状容器から前記吹出口とへ送風案内する送風路を設けるとともに、前記湿度調整手段を構成する第２の送風手段を設け、この第２の送風手段から前記送風路に向けて送風し、この第２の送風手段の送風量に応じて前記過熱水蒸気の量を調整したものであるから、第１の送風手段らの送風によって加熱手段で過熱した温風と加熱手段によって発生した過熱水蒸気とを送風路で混合し、さらに、第２の送風手段から送風される風量を調整することで、温風の単位容積中に含まれる過熱水蒸気量を調整することができ、これにより、送風口から外部（室内）に吹き出される温風の湿度調整が可能となる。

請求項３の過熱水蒸気暖房機によれば、前記環状容器を複数、並設して上下を開口した収納ケースの内に収納するとともに、その収納ケースの上部開口部と前記吹出口とを連通して前記送風路を形成する送風ダクトを設け、この送風ダクトに前記第２の送風手段を連設し、かつ、収納ケースの下部開口部には、前記第１の送風手段の通風ダクトを連設したものであるから、第１の送風手段からの送風が収納ケースを通って送風ダクトに送られ、送風ダクトの送風路で加熱手段によって過熱した温風と加熱手段によって発生した過熱水蒸気とが混合し、さらに、第２の送風手段から常温の風が送風ダクトの送風路に送風され、第２の送風手段から送風によって過熱水蒸気の温度が低下して過熱水蒸気量が減少し、送風口から外部（室内）に吹き出される温風の過熱水蒸気量を調整することで湿度も調整することができる。

請求項４の過熱水蒸気暖房機によれば、前記水タンク部内に水位と連動するフロート手段を設けるとともに、前記水タンク部と水供給源とを接続する接続管を設け、この接続管の開閉弁を前記フロート手段で開閉制御したものであるから、水の補給が自動化され、省力化を図ることができる。

請求項５の過熱水蒸気暖房機によれば、前記水タンク部と貯水部とを上下一対の接続パイプで連通し、その上下各接続パイプで前記水タンク部内の水を前記貯水部へと供給するとともに、前記上部側接続パイプの高さを前記フロート手段によって制御する前記水タンク部の下限水位とほぼ同一高さに設定したことにより、トラブルなどによって水タンクの水が下限水位レベルより下がったとしても、環状容器の貯水部の空間と水タンクの空間とが上部側の接続パイプを介して連通し、貯水部と水タンクとが等圧となるため、貯水部内の水位を一定に保つことができる。

以下、本発明の過熱水蒸気暖房機の一実施例について添付図面を参照して説明する。

図３に示すように、過熱水蒸気暖房機１は、水Ｗを貯水する水タンク部２と、この水タンク部２から供給される水Ｗを受ける環状容器１０と、この環状容器１０内に供給された水Ｗを加熱して過熱水蒸気Ｓを発生させる加熱手段としてのシーズヒータ２０と、このシーズヒータ２０で発生した過熱水蒸気Ｓを室内に送風するための後述する第１及び第２の送風手段を主要構成部品とし、これら主要構成部品を筺体３０内に組み込む。この筺体３０は、図１に示すように、縦長のほぼ直方体であり、その側面上部に送風口３１が形成され、正面には各種スイッチ３２ａ、表示パネル３２ｂを備えた操作パネル３２が配置されている。

前記環状容器１０は、図６などに示すように、外筒１１と内筒１２との二重管構造を成し、その外筒１１と内筒１２の上面と下面を塞いで外筒１１と内筒１２との間の空間部に貯水部１３を形成している。本実施例においては、６個の環状容器１０が並設され、これら各環状容器１０の貯水部１３と前記水タンク部２とが上下の接続パイプ１４，１５によって接続されている。この上下の接続パイプ１４，１５は、上部接続パイプ１４が下部の接続パイプ１５より径小に形成されるとともに、その径小な上部接続パイプ１４が貯水部１３の上部側に、径大な上部の接続パイプ１５が貯水部１３の下部側に接続され、これら上下の接続パイプ１４，１５によって水タンク部２の水Ｗが各環状容器１０の貯水部１３に供給される。前記水タンク部２には、図５に示すように、水道などの水供給源と接続する接続管３が連結され、その接続管３の開閉弁４をタンク部３内の水位によって連動するフロート手段５で開閉する。すなわち、図５に示すように、開閉弁４とフロート手段５とがリンク機構６で連結され、水タンク部２内の上限水位レベルＬ１では開閉弁４がフロート手段４によって閉じ、水タンク部２内の水Ｗを環状容器１０へと供給して水位Ｗ１が下限水位レベルＬまで下がるとフロート手段４によって開閉弁４が開いて水供給源（水道など）から水タンク部２内へと水が供給されるようになっている。また、前記フロート手段４によって制御される水タンク２内の下限水位レベルＬは前記上部側の接続パイプ１４とほぼ同じであり、水タンク２内の水Ｗが下限水位レベルＬより下がったとしても、各環状容器１０の貯水部１３の空間と水タンク２内の空間とが上部側の接続パイプ１４を介して連通し、貯水部１３と水タンク２とが等圧となるため、貯水部１３内の水位が一定に保たれる。

図６などで示すように、前記環状容器１０の内筒１２の内部には前記シーズヒータ２０がそれぞれ配置されている。このシーズヒータ２０は前記内筒１２の内周面に接するように、内筒１２の下端部から内筒１２の上部に突出するように、螺旋状に巻き回して形成されている。このシーズヒータ２０によって、環状容器１０全体を内筒１２の内側から加熱することによって、前記外筒１１と内筒１２の間に形成された貯水部１３に供給された水Ｗを加熱して過熱水蒸気Ｓを発生させ、その過熱水蒸気Ｓを前記貯水部１３の上部に形成された複数の吐出孔１６から吐出している。この吐出孔１６は、図７に示すように、貯水部１３の上部を塞ぐ天板１３ａに等間隔毎に円環状に配置されて形成されており、その各吐出孔１６から吐出する過熱水蒸気Ｓは、前記内筒１２の上端部から突出するシーズヒータ２０の突出部２０ａによってさらに加熱され、本実施例では、シーズヒータ２０の突出部２０ａによって過熱水蒸気Ｓはほぼ２００℃前後まで昇温される。

また、前記環状容器１０は、上下を開口した直方体の金属製の収納ケース２２の内に収納配置されている。この収納ケース２２の上部には収納ケース２２の内部と前記送風口３１とを連通する送風ダクト２３が設けられ、他方、収納ケース２２の下部には前記第１の送風手段としての送風ファン２５（以下、下部送風ファンと称す）の通風ダクト２４が設けられている。また、前記送風ダクト２３の送風路２３ａには前記第２の送風手段たる送風ファン２６（以下、上部送風ファンと称す）が組み付けられており、下部送風ファン２５からの送風は環状容器１０の内部を通って送風口３１に連通する送風ダクト２３に案内される。この時、シーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓとが送風ダクト２３の送風路２３ａで混合し、さらに、送風路２３ａに上部送風ファン２６からの送風が合流する。このように上部送風ファン２６から常温の送風をシーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓに混合させることによって、温風の温度が低下し、温風の単位容積中に含まれる過熱水蒸気Ｓの量も低下する。すなわち、過熱水蒸気Ｓの量は温風の温度と比例して温風の温度が上がると過熱水蒸気Ｓの量が増加し、温風の温度が下がると過熱水蒸気Ｓの量は減少する。なお、上部の送風路２３ａ内には最終的に送風口３１から送風する温風の温度を調整するための調整用ヒータ２８が設けられている。

以上のように構成される本実施例の動作について説明する。先ず、水供給源、例えば水道の蛇口（図示せず）を開いて操作パネル３２の電源をオンすると、水道から供給される水Ｗは接続管３を介して水タンク部３内に供給される。水タンク部３内の水Ｗは上下の接続パイプ１４，１５を通って各環状容器１０の貯水部１３に供給され、タンク部３内に供給される水Ｗが上限水位レベルＬ１に達すると、フロート手段４によって開閉弁４が閉じタンク部３内への水Ｗの供給が止まる。上下の接続パイプ１４，１５によって各環状容器１０の貯水部１３に供給される水Ｗは環状容器１０の内筒１２の内部に設けたシーズヒータ２０によって加熱されて水蒸気となる。この水蒸気は前記貯水部１３の上部に形成された吐出孔１６から吐出され、前記内筒１２の上端部から突出するシーズヒータ２０の突出部２０ａによってさらに２００℃前後まで加熱され、過熱水蒸気Ｓとなる。

各環状容器１０の下部に配置した下部送風ファン２５からの送風は、通風ダクト２４の通風路２４ａから各環状容器１０の内筒１２の内部を通って送風ダクト２３の送風路２３ａに送風され、シーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓとが送風ダクト２３の送風路２３ａで混合し、さらに、上部送風ファン２６から送風路２３ａに送風される。このように上部送風ファン２６から常温の送風をシーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓと混合させることによって、温風の単位容積中に含まれる過熱水蒸気Ｓの量も低下するから、送風口３１から外部（室内）に吹き出される温風の湿度も低下する。このように、上部送風ファン２６からの送風によって、送風口３１から外部（室内）に吹き出される温風の単位容積中に含まれる過熱水蒸気Ｓの量を調整して暖房する室内の湿度を調整することが可能となり、本実施例では、シーズヒータ２０の突出部２０ａによって過熱水蒸気Ｓは２００℃で前後まで昇温され、過熱水蒸気Ｓの湿度は５０％前後であるが、上部送風ファン２６及び送風路２３ａ内に設けた調整用のヒータ２８によって８０〜１００℃の温風を送風するとともに、湿度を３０〜４０％前後に調整して外部（室内）に送風している。なお、湿度を調整する上部送風ファン２６は予め湿度が３０〜４０％となるような風量を送風する送風ファンを用いているが、上部送風ファン２６の風量をスイッチなどによって段階的あるいは連続的に変更し、上部送風ファン２６の風量を可変することによって湿度をコントロールするようにしてもよい。

各環状容器１０の貯水部１３を加熱して過熱水蒸気Ｓを発生させることによって、水タンク部２内の水Ｗが環状容器１０へと供給され、水タンク部２内の水位Ｗ１が下がるが、水位Ｗ１と連動して昇降するフロート手段４によって開閉弁４が開いて水タンク部２内への水Ｗの給水を自動化できる。また、水タンク２内の下限水位レベルＬは上部側の接続パイプ１４と同一同さであり、仮に水タンク２内の水Ｗが下限水位レベルＬより下がったとしても、各環状容器１０の貯水部１３の空間と水タンク２内の空間とが上部側の接続パイプ１４を介して連通し、貯水部１３と水タンク２とが等圧となるため、貯水部１３内の水位が一定に保たれる。水タンク２内の水Ｗが無くなると、過熱水蒸気暖房機１の電源が自動的の切断し、シーズヒータ２０による空焚きを防止することができる。

以上のように本実施例においては、６個の環状容器１０を並設して温室ハウス用暖房機として暖房能力を高めるとともに、過熱水蒸気で暖房することで、燃料として重油や石油を使用しないクリーンな暖房性能を備えるとともに、ランニングコストも大幅に低下することができる。また、温室ハウス用暖房機用として６個の環状容器１０を並設して暖房能力を高めると、過熱水蒸気Ｓの量が増加して温室ハウス内の湿度が高くなってしまうが、上部送風ファン２６を設け、この上部送風ファン２６からの送風をシーズヒータ２０で加熱した温風と過熱水蒸気Ｓに混合させることによって、過熱水蒸気Ｓの量を調整して暖房対象である温室ハウスの湿度を調整することができ、温室ハウスで育成する野菜や果物あるいは植物に適した湿度となるように室内の湿度管理も可能である。また、水タンク部２内にフロート手段５を設け、このフロート手段５によって水タンク部２と水道などの水供給源とを接続する接続管３の開閉弁４を開閉制御することができ、水の補給が自動化され、省力化を図ることができるとともに、水切れによる空焚も防止することができる。

以上、本発明の一実施例について詳述したが、本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施例が可能である。例えば、前記実施例では６個の環状容器を並設した例を示したが、環状容器の数は適宜選定すればよい。また、環状容器への水の供給方法なども前記実施例に限定されるものではない。さらに、前記実施例では、湿度調整手段として上部送風ファン２６を用いた例を示したが、シーズヒータ２０の温度を制御して過熱水蒸気Ｓの量を調整するようにしてもよい。

本発明の一実施例を示す過熱水蒸気暖房機の斜視図である。同上、過熱水蒸気暖房機の断面図である。同上、図２のＡ−Ａ線断面図である。同上、図２のＢ−Ｂ線断面図である。同上、水タンク部分の断面図である。同上、環状容器部分の断面図である。同上、環状容器の一部を切り欠いた平面図である。

符号の説明

１過熱水蒸気暖房機
２水タンク部
３接続管
４開閉弁
５フロート手段
１０環状容器
１１外筒
１２内筒
１３貯水部
１３ａ天板
１４，１５接続パイプ
１６吐出孔
２０シーズヒータ（加熱手段）
２０ａ突出部
２２収納ケース
２３送風ダクト
２３ａ送風路
２４通風ダクト
２５第２の送風手段としての送風ファン（湿度調整手段）
２６第１の送風手段としての送風ファン
Ｗ水
Ｌ水位
Ｌ１下限水位

Claims

水を貯水する水タンク部と、外筒と内筒とからなる環状容器と、前記外筒と内筒との間に形成された貯水部と、この貯水部と前記水タンク部とを連通して前記水タンク部から貯水部へと水を供給する接続パイプと、前記内筒の内側に配置して前記貯水部内の水を加熱して過熱水蒸気を発生させる螺旋状の加熱手段と、前記貯水部の上面を塞ぐ天板部に位置して前記過熱水蒸気を吐出する複数の吐出孔と、前記環状容器の下部に配置して前記加熱手段で過熱した温風と前記過熱水蒸気とを混合させて吹出口へと送風する第１の送風手段と、少なくとも前記送風口から室内に送風される過熱水蒸気量の調整する湿度調整手段を設けたことを特徴とする過熱水蒸気暖房機。
前記環状容器から前記吹出口とへ送風案内する送風路を設けるとともに、前記湿度調整手段を構成する第２の送風手段を設け、この第２の送風手段から前記送風路に向けて送風し、この第２の送風手段の送風量に応じて前記過熱水蒸気の量を調整したことを特徴とする請求項１記載の過熱水蒸気暖房機。
前記環状容器を複数、並設して上下を開口した収納ケースの内に収納するとともに、その収納ケースの上部開口部と前記吹出口とを連通して前記送風路を形成する送風ダクトを設け、この送風ダクトに前記第２の送風手段を連設し、かつ、収納ケースの下部開口部には、前記第１の送風手段の通風ダクトを連設したことを特徴とする請求項１又は２記載の過熱水蒸気暖房機。
前記水タンク部内に水位と連動するフロート手段を設けるとともに、前記水タンク部と水供給源とを接続する接続管を設け、この接続管の開閉弁を前記フロート手段で開閉制御したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の過熱水蒸気暖房機。
前記水タンク部と貯水部とを上下一対の接続パイプで連通し、その上下各接続パイプで前記水タンク部内の水を前記貯水部へと供給するとともに、前記上部側接続パイプの高さを前記フロート手段によって制御する前記水タンク部の下限水位とほぼ同一高さに設定したことを特徴とする請求項４記載の過熱水蒸気暖房機。