JP2021004705A - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼用空気のポットバーナ全周への供給の均一化を図りつつ、燃焼用空気の給気抵抗を低減できる暖房装置を提供する。【解決手段】暖房装置１００は、ポットバーナ１０と、外筒２０と、燃油供給部４０と、空気供給部５０とを備えている。空気供給部５０は、燃焼用空気を送出する燃焼用送風機５１と、燃焼用送風機５１と外筒２０の側壁２１とを接続する給気管５２とを有している。給気管５２の外筒２０側の端部に形成された給気口５３は、ポットバーナ１０の中心軸１１から水平方向にずれた位置に向けて開口している。【選択図】図３

Description

本発明は、暖房装置に関する。

ポットバーナ内で燃油を燃焼させる暖房装置がある（例えば、特許文献１参照）。この暖房装置では、ポットバーナ内において、燃油供給部から供給される燃油と、燃焼用送風機から送出される燃焼用空気とを用いて燃焼が行われる。

特開２０１４−１０２０２９号公報

特許文献１に記載の暖房装置では、燃焼用空気は、燃焼用送風機から暖房装置の底板の下部に形成された風洞を経由し、ポットバーナの外周側下部へ供給される。これにより、燃焼用空気のポットバーナ全周への供給の均一化を図っているが、燃焼用空気の供給経路は、複雑な構造となっている。このため、燃焼用空気の給気抵抗が大きくなり、強い送風能力を有する大型で高価なモータが必要となる。

本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、燃焼用空気のポットバーナ全周への供給の均一化を図りつつ、燃焼用空気の給気抵抗を低減できる暖房装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る暖房装置は、ポットバーナと、外筒と、燃油供給部と、空気供給部と、を備えている。前記ポットバーナは、有底筒状を呈しており、鉛直方向に沿う中心軸を有する。前記ポットバーナの側壁には、複数の空気孔が形成されている。前記外筒は、前記ポットバーナの外周を囲んでいる。前記燃油供給部は、前記ポットバーナへ燃油を供給する。前記空気供給部は、前記ポットバーナへ燃焼用空気を供給する。前記空気供給部は、燃焼用空気を送出する燃焼用送風機と、前記燃焼用送風機と前記外筒の側壁とを接続する給気管と、を有している。前記給気管の前記外筒側の端部に形成された給気口は、前記ポットバーナの中心軸から水平方向にずれた位置に向けて開口している。

本発明によれば、燃焼用空気のポットバーナ全周への供給の均一化を図りつつ、燃焼用空気の給気抵抗を低減できる暖房装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る暖房装置を示す外観斜視図である。 暖房装置の前パネルを外した状態を示す斜視図である。 ポットバーナへ燃焼用空気を供給する空気供給部の周辺を示す斜視図である。 整流板部材の周辺を示す斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 整流板部材の外筒への設置方法を説明するための図であって、外筒の上下を反転させた状態の正面図である。 図６の部分拡大上面図である。 図６の部分拡大右側面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る暖房装置１００を示す外観斜視図である。本実施形態に係る暖房装置１００は、いわゆるポットバーナ式の温風暖房機であり、石油等の燃油の燃焼による燃焼ガスと室内空気とを熱交換して暖房を行う。

図１に示すように、暖房装置１００は、筐体をなす本体１を備えている。本体１は、前面略中央に温風を吹き出す吹き出し口２を設けた前パネル３と、底板４と、左右の側面板５と、背面板６と、上面板７とを有している。前パネル３の上部には、運転スイッチや温度設定スイッチ等の複数のボタンと温度や時間を表示する表示部とが一体となった操作・表示ユニット８が設けられている。

図２は、暖房装置１００の前パネル３を外した状態を示す斜視図である。図３は、ポットバーナ１０へ燃焼用空気を供給する空気供給部５０の周辺を示す斜視図である。
図２に示すように、暖房装置１００は、ポットバーナ１０（図３参照）と、外筒２０と、熱交換器３０と、燃油供給部４０と、空気供給部５０とを備えている。

図３に示すように、ポットバーナ１０は、有底筒状を呈する金属製部材であり、鉛直方向に沿う中心軸１１を有している。ポットバーナ１０の側壁１２には、複数の空気孔１３が形成されている。ポットバーナ１０内には、燃油供給部４０および空気供給部５０によって燃油および燃焼用空気がそれぞれ供給され、ポットバーナ１０内に供給された燃油は、該ポットバーナ１０内において燃焼する。

ポットバーナ１０の側壁１２には、点火用のヒータ（図示せず。以降同様）が挿入される円筒状の点火筒１４が設けられている。ヒータは、ポットバーナ１０内に供給された燃油を予熱して気化させる機能と、気化した燃油に点火する機能とを有している。

外筒２０は、ポットバーナ１０の外周を囲んでいる。外筒２０は、ポットバーナ１０よりも大径で高さも大きい四角筒状を呈する金属製部材である。外筒２０の内部下方に、ポットバーナ１０が所定高さに浮いた状態で収容されている。外筒２０とポットバーナ１０との間、すなわち、ポットバーナ１０の底壁の下方および側壁１２の径方向外方には、空気室２２が形成されている。

図２に示すように、熱交換器３０は、ポットバーナ１０（図３参照）で発生した燃焼ガスと、本体１の背面板６（図１参照）に取り付けられた対流ファン（図示せず。以降同様）から送られる室内空気とを熱交換する。熱交換器３０は、外筒２０の側壁２１の上部に接続されている。ポットバーナ１０で発生した燃焼ガスは、外筒２０内を上昇して熱交換器３０に流入するようになっている。

外筒２０の上部には、複数の熱交換パイプ３１が外筒２０の背面から前面に向けて貫通するように設置されている。対流ファンから送られる室内空気は、熱交換パイプ３１内を通過する際にポットバーナ１０で発生した燃焼ガスと熱交換する。

後記する整流板部材６０の傾斜板部６１（図４参照）に近い側の外筒２０の側壁２１に、温度検知手段２３が設置されている。温度検知手段２３は、ここでは、外筒２０の前側の側壁２１に設置されている。具体的には、温度検知手段２３は、空気室２２の前側上部に接する部分の側壁２１に設けられている。温度検知手段２３としては、例えばサーモスタットが使用される。

温度検知手段２３は、第１温度センサ２４と第２温度センサ２５とを備えている。第１温度センサ２４は、所定の高温度（例えば２００℃）を検知し、加熱防止に用いられる。第２温度センサ２５は、第１温度センサ２４よりも低い所定の温度（例えば１００℃）を検知する。例えば、室内空気を取り入れて送るための対流ファンは、第２温度センサ２５のオン信号で回転始動し、第２温度センサ２５のオフ信号で停止する。

燃油供給部４０は、ポットバーナ１０へ燃油を供給する。
図３に示すように、燃油は、ポットバーナ１０の側壁１２に設けられた給油管４１からポットバーナ１０内に供給される。給油管４１は、外筒２０の側壁２１とポットバーナ１０の側壁１２との間に架設されている。

空気供給部５０は、燃焼用空気を送出する燃焼用送風機５１と、燃焼用送風機５１と外筒２０の側壁２１とを接続する給気管５２とを有している。給気管５２の外筒２０側の端部に形成された給気口５３は、ポットバーナ１０の中心軸１１から水平方向（ここでは前方）にずれた位置に向けて開口している。具体的には、給気口５３は、外筒２０の左側の側壁２１の前側かつ下側の隅部に接続されている。給気管５２は、外筒２０側の端部に位置する接続管５４と、接続管５４と燃焼用送風機５１とを繋ぐ可撓性を有する例えばゴム製の配管５５とを有している。

また、暖房装置１００は、給気口５３から外筒２０内に流入する燃焼用空気の流れを整える整流板部材６０を備えている。

図４は、整流板部材６０を示す斜視図である。
図４に示すように、整流板部材６０は、傾斜板部６１と、邪魔板部６２と、係合板部６３と、取付板部６４とを有している。傾斜板部６１、邪魔板部６２、係合板部６３および取付板部６４は一体に形成されている。整流板部材６０は、金属製板材を所定形状に打抜き加工した後に曲げ加工することで製作され得る。

傾斜板部６１は、外筒２０内に流入する燃焼用空気の流れ方向を水平方向よりも上向きに変える。すなわち、傾斜板部６１は、給気口５３の中心軸５６に沿う方向において先端側（給気口５３から遠ざかる側。ここでは右側）に行くほど高くなるように傾斜している。

傾斜板部６１を含む平面は、ポットバーナ１０に設けられた点火筒１４の上方を通過している。つまり、傾斜板部６１を先端側に延長した平面の下方に、点火筒１４が位置する。また、傾斜板部６１の先端側のポットバーナ１０に近い側の端縁には、ポットバーナ１０との干渉を避けるために面取り部６６が形成されている。

邪魔板部６２は、傾斜板部６１のポットバーナ１０側に鉛直方向に沿って設けられている。邪魔板部６２は、傾斜板部６１のポットバーナ１０側の端縁６５に連設されており、傾斜板部６１と邪魔板部６２とは垂直に交わっている。邪魔板部６２は、給気口５３から流入する燃焼用空気のポットバーナ１０に向かう流れを抑制する。

図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
図５に示すように、給気管５２の接続管５４は、拡径されたフランジ部５７と、フランジ部５７の先端側に位置する接続部５８とを有している。一方、外筒２０の左側の側壁２１には、空気室２２内に突出した開口端を形成するバーリング部２６が形成されている。接続管５４は、バーリング部２６の内面に挿入され、例えば溶接にて外筒２０に固定されている。給気口５３の外周部２７は、ここでは、接続管５４の接続部５８と外筒２０のバーリング部２６とで構成されている。なお、給気口５３の外周部２７は、接続部５８およびバーリング部２６のうちの一方のみで構成されていてもよい。

図４に示すように、係合板部６３は、鉛直方向に沿って設けられている。係合板部６３には、給気口５３の外周部２７（図５参照）に係合する切欠き６７が形成されている。切欠き６７は、外周部２７とのより確実な係合を実現できる観点から、円弧形状を呈していることが好ましい。係合板部６３は、邪魔板部６２の給気口５３側の端縁６８に連設されており、邪魔板部６２と係合板部６３とは垂直に交わっている。係合板部６３は、外筒２０（図２参照）の内側面に固定するためのねじ孔７１を有している。

取付板部６４は、傾斜板部６１のポットバーナ１０とは反対側の端縁６９に連設されており、傾斜板部６１と取付板部６４とは垂直に交わっている。取付板部６４は、外筒２０（図２参照）の内側面に固定するためのねじ孔７２を有している。

次に、図６〜図８を参照して、整流板部材６０の外筒２０への設置方法について説明する。
まず、図６に示すように、外筒２０を、使用状態とは上下が逆になる状態に設置する。この状態で、整流板部材６０が外筒２０の内部に向けて上方から移動させられる。続いて、図８に示すように、係合板部６３の切欠き６７を給気口５３の外周部２７（図５参照）に係合させることで、整流板部材６０が位置決めされる。そして、図６および図７に示すように、ねじ部材８２が外筒２０に形成された取付孔（図示せず）を介して取付板部６４のねじ孔７２（図４参照）にねじ込まれる。続いて、ねじ部材８１が外筒２０に形成された取付孔（図示せず）を介して係合板部６３のねじ孔７１（図４参照）にねじ込まれる。これにより、整流板部材６０の外筒２０への設置が完了する。

次に、本実施形態に係る暖房装置１００の動作について説明する。
図２に示すように、操作・表示ユニット８において運転スイッチをオン操作すると、燃油供給部４０、空気供給部５０およびヒータが駆動させられ、ポットバーナ１０（図３参照）内において燃油が燃焼させられる。

ポットバーナ１０で発生した燃焼ガスは、外筒２０内を上昇して熱交換器３０に流入し、熱交換器３０を通過した後、排気ガスとして屋外に排気される。そして、第２温度センサ２５のオン信号に基づいて、本体１の背面板６に取り付けられた対流ファン（図示せず）が駆動を開始する。対流ファンにより本体１内に取り込まれた空気は、燃焼ガスにより加熱された外筒２０（熱交換パイプ３１を含む）や熱交換器３０と熱交換して加熱され、温風となって吹き出し口２から吹き出される。

前記したように、本実施形態に係る暖房装置１００は、ポットバーナ１０と、外筒２０と、燃油供給部４０と、空気供給部５０とを備えている。空気供給部５０は、燃焼用空気を送出する燃焼用送風機５１と、燃焼用送風機５１と外筒２０の側壁２１とを接続する給気管５２とを有している。給気管５２の外筒２０側の端部に形成された給気口５３は、ポットバーナ１０の中心軸１１から水平方向にずれた位置に向けて開口している。

このような本実施形態では、燃焼用送風機５１から送出される燃焼用空気は、給気管５２を介して外筒２０の側壁２１から外筒２０内に供給される。このため、燃焼用空気の供給経路が簡易な構造となり、燃焼用空気の給気抵抗も低減される。これにより、それ程強い送風能力が要求されないため、駆動源として小型で安価なモータを使用できる。
仮に、給気口５３がポットバーナ１０の側壁１２の中心軸１１に向けて開口している場合には、燃焼用空気がポットバーナ１０の側壁１２の中央に当たる。この場合、ポットバーナ１０は、燃焼用空気を大量に受けることで冷やされて局所的に温度が過度に低下し、気化不足による油だまりが発生したり、消火時間が長くなったりするおそれがある。また、燃焼用空気がポットバーナ１０の側壁１２の中央に当たると、燃焼用空気の流れが遮られて給気口５３からポットバーナ１０の向こう側に回りにくくなる。このため、外筒２０内の燃焼用空気の流れが不均一となり、均質な燃焼が行えなくなるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、給気口５３がポットバーナ１０の中心軸１１から水平方向にずれた位置に向けて開口しているため、燃焼用空気がポットバーナ１０の側壁１２の中央に当たることを回避できる。これにより、ポットバーナ１０の温度低下を抑制できるとともに、外筒２０内の燃焼用空気の流れが均一化される。
したがって、本実施形態によれば、燃焼用空気のポットバーナ１０全周への供給の均一化を図りつつ、燃焼用空気の給気抵抗を低減できる暖房装置１００を提供することができる。

また、本実施形態は、給気口５３から外筒２０内に流入する燃焼用空気の流れを整える整流板部材６０を備えている。整流板部材６０は、傾斜板部６１と、邪魔板部６２とを有している。傾斜板部６１は、外筒２０内に流入する燃焼用空気の流れ方向を水平方向よりも上向きに変える。邪魔板部６２は、傾斜板部６１のポットバーナ１０側に鉛直方向に沿って設けられており、給気口５３から流入する燃焼用空気のポットバーナ１０に向かう流れを抑制する。

この構成では、傾斜板部６１によって、燃焼用空気を外筒２０内の上部に向けて流すことができる。これにより、燃焼用空気は、ポットバーナ１０の下部の空気孔１３に偏って供給されることなく、燃焼がより進行している箇所であるポットバーナ１０の上部の空気孔１３にも十分に供給される。このため、ポットバーナ１０の上部および下部における燃焼のバランスが良好となる。このようにして、燃焼用空気がポットバーナ１０全周に、より均一に供給される。また、邪魔板部６２によって燃焼用空気がポットバーナ１０に向かうことが抑制される。このため、燃焼用空気がポットバーナ１０の側壁１２に当たることをより回避できるとともに、燃焼用空気を傾斜板部６１の方へ誘導できる。

また、本実施形態では、傾斜板部６１を含む平面は、ポットバーナ１０に設けられ点火用のヒータが挿入される点火筒１４の上方を通過する。

この構成では、傾斜板部６１に沿って送られる燃焼用空気が点火筒１４に当たって遮られることが抑制される。これにより、燃焼用空気がポットバーナ１０全周に、より均一に供給される。

また、本実施形態では、傾斜板部６１に近い側の外筒２０の側壁２１に、温度検知手段２３が設置されている。

この構成では、温度検知手段２３は、整流板部材６０によって燃焼用空気の流れが均一化された外筒２０内の送風経路上に設置されることになる。このため、温度検知手段２３によって安定した温度を検知でき、検知された温度を用いて暖房装置１００の運転制御を正確に行うことができる。

また、本実施形態では、整流板部材６０は、給気口５３の外周部２７に係合する切欠き６７が形成された鉛直方向に沿う係合板部６３をさらに有している。そして、傾斜板部６１、邪魔板部６２および係合板部６３は、一体に形成されている。

この構成では、整流板部材６０の設置時に、係合板部６３の切欠き６７を給気口５３の外周部２７に係合させることで、整流板部材６０を容易かつ確実に位置決めできる。したがって、整流板部材６０の設置の作業性が向上する。

また、本実施形態では、整流板部材６０は、傾斜板部６１のポットバーナ１０とは反対側に一体に形成された取付板部６４をさらに有している。そして、係合板部６３および取付板部６４は、外筒２０の内側面に固定するためのねじ孔７１，７２をそれぞれ有している。

この構成では、取付板部６４を外筒２０に固定する際に、整流板部材６０に対してねじ部材８２の回転方向に作用する回転力によって、係合板部６３の切欠き６７が給気口５３の外周部２７に突き当たるように構成できる。ここでは、ねじ部材８２として右ねじを使用することで、切欠き６７が給気口５３の外周部２７に当たって止まる方向に、整流板部材６０に回転力がかかるようになっている。この場合、係合板部６３の切欠き６７が整流板部材６０の回り止めとして機能して整流板部材６０が位置決めされるため、取付板部６４の固定作業が容易となる。また、取付板部６４の固定によって係合板部６３の切欠き６７が給気口５３の外周部２７に確実に係合する。これにより、係合板部６３のねじ孔７１と外筒２０に形成された取付孔との位置が合致し、係合板部６３の固定作業が容易となる。したがって、整流板部材６０の設置の作業性がより向上する。そして、取付板部６４および係合板部６３を外筒２０に固定することで、整流板部材６０が強固に安定して外筒２０に設置される。

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではない。本発明は、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。また、前記実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。

整流板部材６０は、一体に形成されたものに限定されるものではなく、例えば、傾斜板部６１と邪魔板部６２とが別体で用意されて、個々に外筒２０に設置されてもよい。
また、係合板部６３の切欠き６７は、円弧形状に限定されるものではなく、例えば三角形、台形、矩形等の多角形状であってもよい。
また、整流板部材６０の外筒２０への固定手段は、ねじ締結に限定されるものではなく、例えば溶接等の他の固定手段が使用されてもよい。
また、給気口５３は、外筒２０の左側の側壁２１の前側かつ下側の隅部に接続されているものに限定されるものではなく、例えば左側面視してポットバーナ１０の中心軸１１上に接続されていても、給気口５３の向きがポットバーナ１０の中心軸１１から水平方向にずれた位置に向いている、例えば、給気口５３の向きが外筒２０の左側の側壁２１の前側かつ下側の隅部付近に向いていればよい。

１０ ポットバーナ
１１ 中心軸
１２ 側壁
１３ 空気孔
１４ 点火筒
２０ 外筒
２１ 側壁
２２ 空気室
２３ 温度検知手段
２７ 外周部
４０ 燃油供給部
５０ 空気供給部
５１ 燃焼用送風機
５２ 給気管
５３ 給気口
６０ 整流板部材
６１ 傾斜板部
６２ 邪魔板部
６３ 係合板部
６４ 取付板部
６７ 切欠き
７１ ねじ孔
７２ ねじ孔
１００ 暖房装置

Claims (6)

1. 側壁に複数の空気孔が形成され、鉛直方向に沿う中心軸を有する有底筒状のポットバーナと、
   前記ポットバーナの外周を囲む外筒と、
   前記ポットバーナへ燃油を供給する燃油供給部と、
   前記ポットバーナへ燃焼用空気を供給する空気供給部と、を備え、
   前記空気供給部は、
   燃焼用空気を送出する燃焼用送風機と、
   前記燃焼用送風機と前記外筒の側壁とを接続する給気管と、を有し、
   前記給気管の前記外筒側の端部に形成された給気口は、前記ポットバーナの中心軸から水平方向にずれた位置に向けて開口している
   ことを特徴とする暖房装置。
2. 前記給気口から前記外筒内に流入する燃焼用空気の流れを整える整流板部材を備え、
   前記整流板部材は、
   前記外筒内に流入する燃焼用空気の流れ方向を水平方向よりも上向きに変える傾斜板部と、
   前記傾斜板部の前記ポットバーナ側に鉛直方向に沿って設けられ、前記給気口から流入する燃焼用空気の前記ポットバーナに向かう流れを抑制する邪魔板部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
3. 前記傾斜板部を含む平面は、前記ポットバーナに設けられ点火用のヒータが挿入される点火筒の上方を通過する
   ことを特徴とする請求項２に記載の暖房装置。
4. 前記傾斜板部に近い側の前記外筒の側壁に、温度検知手段が設置されている
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の暖房装置。
5. 前記整流板部材は、前記給気口の外周部に係合する切欠きが形成された鉛直方向に沿う係合板部をさらに有し、
   前記傾斜板部、前記邪魔板部および前記係合板部は、一体に形成されている
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の暖房装置。
6. 前記整流板部材は、前記傾斜板部の前記ポットバーナとは反対側に一体に形成された取付板部をさらに有し、
   前記係合板部および前記取付板部は、前記外筒の内側面に固定するためのねじ孔をそれぞれ有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の暖房装置。

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