JP2712712B2 - 温風式電気こたつ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は温風式電気こたつに関するものであり、特
に、遠赤外線放射手段に特徴を有するものである。

従来の技術 従来の温風式電気こたつは、やぐら上部に形成された
天部の下面に反射板，発熱体及びファンとからなる発熱
体ユニットが設けられており、採暖者は発熱体の熱放射
及びファンによる強制熱対流によって暖を採っている。

以下図面を参照しながら従来における温風式電気こた
つの一例について説明する。

第５図において、やぐら１の天部２の下面に反射板３
が設けられ、その反射板３の下方にやぐら内の空気を強
制熱対流させるファン４と、そのファン４を一定の回転
速度で回転駆動させるモータ５が設けられている。前記
ファン４の強制熱対流によって生じた空気流ｓの吐出し
側には、ファン４を略中心に位置せしめるように環状の
発熱体６が設けられている。その発熱体６の一例として
は、第６図に断面図を示すように、発熱体６の熱を放射
する外被部として形成されその内部にAr等の不活性ガス
が封入された筒形状の石英管７と、その石英管７の略中
心に配置された発熱源であるタングステンフィラメント
８とからなる石英管ヒータがある。９はモータ５と石英
管ヒータ６の下方に設けられた遮熱板であり、その遮熱
板９の略中央部上面には前記モータ５が固定されている
とともに、石英管ヒータ６から下方に向けて放射される
石英管ヒータ６の熱が遮熱板９によって規制されるよう
構成されている。遮熱板９の下方にはファン４や石英管
ヒータ６等の部品が外力によって損傷されないように保
護ガード10が設けられている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成からなる温風式電気
こたつによって採暖する際には、やぐら１は布団等の保
温材によって覆われているので、やぐら１の天部２の下
方空間（以下、やぐら内と言う。）は密閉された空間と
なっている。そのため、採暖者の足から発散される悪臭
はやぐら内にこもっていた。さらに、その悪臭はファン
４の空気流ｓによりやぐら内で撹拌されているため、採
暖者の動作等によって前記保温材が移動して前記悪臭が
やぐら１の外方に流れ出るような隙間が生じた場合、そ
の隙間より前記悪臭が強制的に吐出されるので採暖者は
前記悪臭を吸入して不快感を感じていた。

また、従来の石英管ヒータ６においては、タングステ
ンフィラメント８から放射された熱放射エネルギーが石
英管７に達すると、人体及び衣服の熱吸収帯である３〜
25μｍの分光波長領域の熱放射エネルギーが石英管７に
吸収されるので、前記分光波長領域での熱放射は石英管
７の表面からの２次熱放射となる。その２次熱放射にお
いて、石英管７の表面温度が200〜500℃の場合における
石英管７の表面での熱放射率εは0.9〜0.6程度となり熱
放射効率が悪くなっていった。しかも、前記表面温度が
上昇する程、熱放射率εは小さくなり熱放射効率がさら
に悪くなっていた。

また、やぐら内の温度が採暖に適した温度に設定され
た設定温度に達し、かつ、その温度が平衡状態で制御さ
れている場合（以下、平衡加熱状態と言う）には、ファ
ン４による空気流ｓは快適な温風となるが、冷え切った
状態のやぐら内が石英管ヒータ６により加熱開始された
初期加熱状態の場合においても、ファン４の回転数が前
記平衡加熱状態と同じであるため、ファン４による空気
流ｓは冷風となり採暖者は寒気を感じていた。

本発明はかかる課題を解決し、悪臭がやぐら内より除
去され、かつ、採暖性が改善された温風式電気こたつを
提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明の温風式電気こたつは、やぐら内を加熱する発
熱体の表面、その発熱体の上方に位置する反射板の表
面、前記発熱体の下方に位置する遮熱板の表面のうち少
なくとも一つの表面に遠赤外線放射多孔質体とその遠赤
外線放射多孔質体に担持された粒子状の白金族系触媒と
からなる触媒層を設け、さらに、前記発熱体により加熱
されるやぐら内の空気を強制熱対流せしめるファンを設
けるとともに、前記やぐら内の温度が低くなると前記フ
ァンの回転数が低い状態に変化し、温度が高くなると回
転数が高い状態に変化するよう制御する制御手段を設け
たものである。

作用 本発明の温風式電気こたつは上記のような構成によ
り、発熱体から放射された熱により加熱された触媒層に
よってやぐら内の悪臭が除去されるので、採暖者は前記
悪臭を吸入することがなくなり快適に採暖することがで
きる。また、人体及び衣服の熱吸収帯である分光波長領
域３〜25μｍにおいては、前記触媒層から放射された熱
の放射効率の方が前記発熱体から放射された熱の放射効
率よりも高くなるので、前記発熱体から直接放射される
熱放射エネルギーより前記触媒層から放射される熱放射
エネルギーの方が大きくなり、採暖者は採暖に適した熱
を十分に得ることができる。また、制御手段によりやぐ
ら内の温度に応じてファンの回転速度を変化せしめるの
で採暖者は寒気を感じないで採暖することができる。

実 施 例 以下、本発明の一実施例の温風式電気こたつについて
第１図から第４図を参照しながら説明する。なお、従来
と同様な部分には第５図及び第６図と同一符号を付して
説明を省略する。

第１図〜第３図において、環状の石英管ヒータ６の封
止部21を除く石英管７の表面には触媒層22が設けられて
いる。その触媒層22は、遠赤外線放射多孔質体として酸
化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化セリウム，酸化ジル
コニウム，二酸化チタン等の酸化物のうち少なくとも一
つの粒子状の酸化物とバインダを混合して混合物を形成
し、さらに、その混合物に粒子状の白金やパラジウム等
の白金族触媒を混合した後に焼成したものである。

なお、石英管７の表面等に触媒層22を形成する方法と
しては、塗装法とディップ法が考えられるが、前記触媒
層の粘度を調整することによりどちらの形成方法も可能
である。また、前記遠赤外線放射多孔質体は分光波長領
域３μｍ以上においては、石英に比べて平均的に高い分
光放射率を持つこととなる。すなわち、前記遠赤外線放
射多孔質体からの２次熱放射エネルギーは石英管７の表
面からの２次熱放射エネルギーに比べ大きくなる。

したがって、人体及び衣服吸収帯である分光波長領域
３〜25μｍにおいて、石英管７に比べて前記遠赤外線放
射多孔質体の方が熱放射エネルギーをより多く得ること
ができる。又、石英管ヒータ６内に配設されたタングス
テンフィラメント８の発光によって生じた光が石英管７
を透過してやぐら内に放射される際、石英管７の表面に
設けられた触媒層22によってまぶしさが抑えられるとと
もに赤色を多く含む暖色光が得られる。

また、触媒層22は150℃以上に加熱されると活性が高
まって触媒層22の近傍の酸素濃度が高まるので、悪臭の
成分を有した空気流ｓが前記活性が高まった触媒層22の
近傍を透過する際、前記悪臭の成分は酸化分解されて炭
酸ガスと水とに変化して脱臭される。本実施例において
は石英管ヒータ６の形状を環状に形成しているのでやぐ
ら内の脱臭は均等に行なうことができる。

また、環状の石英管ビータ６に代えて棒状の石英管ヒ
ータ６を用いることにより触媒層22を設ける表面積が減
じた場合、前記脱臭の特性を向上させるためにタングス
テンフィラメント８の消費電力密度を上げて石英管７の
表面の温度をより高くし触媒層22をより高い温度になる
よう加熱すれば良い。

なお、触媒層22を設ける位置は石英管ヒータ６の表面
以外に石英管ヒータ６の熱が放射される反射板3,ファン
4,遮熱板9,石英管ヒータ６とモータ５間に位置して石英
管ヒータ６の熱からモータ５を保護する遮熱壁等の表面
もあり、かつ、石英管ヒータ６の表面を含めたこれら何
れかの表面を組合せても良い。

次に、第４図において、23はヒータ制御部であり、そ
のヒータ制御部23はやぐら内の温度を検知する感温素子
等の温度検知手段24の検知出力ｋに応じて石英管ヒータ
６への供給電力を制御している。又、ヒータ制御部23か
らは前記温度検知手段24の検知出力ｋに応じたモータ制
御信号ｍがモータ制御部25に入力されており、そのモー
タ制御部25はモータ制御信号ｍに応じてモータ５に印加
する電圧を制御してモータ５の回転数ｎを変化せしめて
いる。

すなわち、やぐら内が前記初期加熱状態等でそのやぐ
ら内の温度が低温である場合、モータ制御信号ｍがモー
タ制御信号m₁となってモータ制御部25に入力されると、
モータ制御部25の接点ａと接点ｄとが電気的に接続され
てモータ５に電流が通じる。この場合、接点ｄとモータ
５間に直列に接続された抵抗R1と抵抗R2が設けられてい
るので、モータ５に印加される電圧Ｖは電圧値が低い電
圧V₁となりモータ５の回転数ｎは低い回転数n₁となる。

そして、やぐら内の温度が上昇して中温となりモータ
制御信号ｍがモータ制御信号m₂となってモータ制御部25
に入力されると、モータ制御部25の接点ａと接点ｃとが
電気的に接続されてモータ５に電流が通じる。この場
合、接点ｃとモータ５間に直列に接続された抵抗R2が設
けられているので、モータ５に印加される電圧Ｖは電圧
V₁より電圧値が高い電圧V₂となりモータ５の回転数ｎは
回転数n₁より回転数が高い回転数n₂となる。

さらに、やぐら内の温度が上昇して高温、例えば、前
記平衡加熱状態となりモータ制御信号ｍがモータ制御信
号m₃となってモータ制御部25に入力されると、モータ制
御部25の接点ａと接点ｂとが電気的に接続されてモータ
５に電流が通じる。この場合、接点ｂとモータ５間には
抵抗R1や抵抗R2が設けられていないので、モータ５に印
加される電圧Ｖは電圧V₂より電圧値が高い電圧V₃となり
モータ５の回転数ｎは回転数n₂より回転数が高い回転数
n₃となる。

したがって、やぐら内の温度が低温→中温→高温と上
昇すると、回転数ｎがn₁→n₂→n₃へと順次変化するの
で、モータ５にて回転駆動されるファン４の回転数も共
に変化していく。その結果、ファン４により生じた空気
流の流速は採暖者に少なくとも寒気を感じない温度を有
した温風を得るに適したものとなるので、採暖者は常に
快適な採暖ができる。尚、本実施例の制御手段において
は、ファン４を回転駆動するモータ５の回転数ｎは３段
階に切換えて変化したが、少なくとも２段階以上でモー
タ５の回転数ｎを切換えて変化させる、あるいは、イン
バーター制御のようにやぐら内の温度の変化に対応して
モータ５の回転数ｎを連続的に変化させても良い。

また、前記制御手段によりやぐら内の温度が低い条件
下では触媒22に導かれた空気流ｓの流速及び流量を少な
くするので、触媒層22は脱臭特性が得られる温度に容易
に加熱され、常にやぐら内を脱臭することができる。

発明の効果 以上のように本発明の温風式電気こたつは、やぐら内
を加熱する発熱体の表面、その発熱体の上方に位置する
反射板の表面、前記発熱体の下方に位置する遮熱板の表
面のうち少なくとも一つの表面に遠赤外線放射多孔質体
とその遠赤外線放射多孔質体に担持された粒子状の白金
族系触媒とからなる触媒層を設けているので、その触媒
層によってやぐら内の悪臭が脱臭できるとともに、やぐ
ら内に放射される熱放射エネルギーが従来に比べて増大
することができる。

また、前記発熱体により加熱されるやぐら内の空気を
強制熱対流せしめるファンの回転数が、前記やぐら内の
温度が低くなると前記ファンの回転数が低い状態に変化
し、前記やぐら内の温度が高くなると前記ファンの回転
数が高い状態に変化する制御を段階的、あるいは、連続
的に行なう制御手段を設けたので、採暖者は寒気を感じ
ないで採暖することができる。また、前記制御手段によ
って触媒層は脱臭特性が得られる温度に容易に加熱され
るので、常にやぐら内を脱臭することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における温風式電気こたつの
一部切欠側断面図、第２図は同温風式電気こたつの要部
を示す平面図、第３図は同要部の断面図、第４図は同温
風式電気こたつの回路図、第５図は従来の温風式電気こ
たつの側断面図、第６図は同温風式電気こたつの要部を
示す断面図である。 １……やぐら、２……天部、３……反射板、４……ファ
ン、６……発熱体、７……石英管、８……タングステン
フィラメント、９……遮熱板、22……触媒層、23……ヒ
ータ制御部、24……温度検知手段、25……モータ制御
部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】やぐらの天部に配設された反射板と、その
   反射板の下方に設けられたファンと、そのファンによっ
   て発生した空気流を加熱するよう前記反射板の下方に設
   けられた発熱体と、その発熱体の下方に設けられた遮熱
   板と、前記発熱体により加熱される前記反射板の表面、
   遮熱板の表面、前記発熱体の表面のうち少なくとも一つ
   の表面に設けられた遠赤外線放射多孔質体と、その遠赤
   外線放射多孔質体に担持された粒子状の白金族系触媒と
   からなる触媒層と、前記やぐら内の温度を検出するよう
   前記やぐら内に設けられた温度検知手段と、その温度検
   知手段の出力に応じた制御信号を用いて低温時ファンの
   回転数を低く、高温になるとファンの回転数を高くなる
   ように前記制御信号に応じてモータへの印加電圧を制御
   して前記ファンの回転数を変化せしめる制御手段とから
   なる温風式電気こたつ。