JP2983188B2 - 蓄熱電気暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱電気暖房機に
関し、より詳しくは、夜間電力をシーズヒーターに通電
加熱したものを熱容量の大きい酸化鉄系蓄熱レンガで蓄
熱し、この蓄熱を前記酸化鉄系蓄熱レンガを被覆した断
熱材で有効に保存し、その保存された蓄熱を必要に応じ
てダンパー開閉制御により自然対流で室内に放熱し、フ
ァンなしで室内暖房に利用する蓄熱電気暖房機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄熱電気暖房機は、シーズヒータ
ーに一般のレンガを接して蓄熱を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の一般の
レンガでは、熱容量が少ないため、夜間電力の蓄熱利用
を十分に効率よく行うことができないという課題があっ
た。

【０００４】本発明は、熱容量の大きい酸化鉄系蓄熱レ
ンガを使用すると共に、該酸化鉄系蓄熱レンガを断熱材
で被覆して蓄熱を有効に保存し、必要に応じてダンパー
開閉制御により自然対流で室内に放熱することにより、
前記従来の課題を解決することを目的とする蓄熱電気暖
房機を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベースとフロ
ントカバーおよび左右のサイドカバーをそれぞれ方形箱
状に接合固定してケーシングが形成され、且つ前記フロ
ントカバーの上・下部にはそれぞれ吹出しグリルと吸い
込みグリルが形成され、且つ該ケーシングの内部左右に
は、内部側面仕切板がそれぞれ立設されると共に、該内
部側面仕切板間には、複数個のスリットをそれぞれ対面
して穿設した内部上面板と内部底面板が平行に固定さ
れ、更に前記内部上面板の下面および内部底面板の上面
には前記各スリットと連通するスリットを穿設した珪化
カルシウムブロックより成る上部断熱材および下部断熱
材がそれぞれ固定されると共に、前記内部上面板および
内部底面板の各内部側面仕切板の内側面には、グラスウ
ールより成る外部側面断熱材とセラミックファイバーよ
り成る内部側面断熱材とがそれぞれ固定され、且つ前記
内部上面板の上方には断熱材で被覆されたダンパーが、
前記内部上面板のスリットを開閉できるように回動可能
に軸支される一方、前記上部断熱材、下部断熱材、各内
部側面断熱材で囲まれた空間部には、前面に凹凸部を設
けた複数個の酸化鉄系蓄熱レンガが収納されると共に、
該酸化鉄系蓄熱レンガの前面はマイクロサームより成る
内部前面主断熱材によって、前記各スリットが垂直方向
に貫通できるよう隙間を有して被覆され、且つ前記酸化
鉄系蓄熱レンガの背面はマイクロサームより成る内部背
面主断熱材によって隙間を有して被覆され、更に前記内
部前面主断熱材および内部背面主断熱材の外側面にグラ
スウールより成る外部前面断熱材および外部背面断熱材
がそれぞれ配設され、且つ前記酸化鉄系蓄熱レンガと内
部背面主断熱材間の隙間にシーズヒーターと白金測温低
抗体より成る温度センサーとが、酸化鉄系蓄熱レンガに
接するように装置され、前記内部上面板の上部には蓄熱
完了制御器および温度過昇防止装置が直列に接続して配
設されるという手段を採用することにより、上記課題を
解決した。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て詳細に説明すると、図１は本発明蓄熱電気暖房機の組
立分解斜視図、図２はフロントカバーを取外した正面
図、図３は同平面図であり、図中、１は鋼板製のケーシ
ングであり、該ケーシング１は、断面Ｌ字状のベース１
ａと断面逆Ｌ字状のフロントカバー１ｂおよび左右のサ
イドカバー１ｃ・１ｄをそれぞれ接合固定して形成され
ている。そして、前記ケーシング１内左右には、鋼板製
の内部側面仕切板２ａ・２ｂがそれぞれ立設され、且つ
該内部側面仕切板２ａ・２ｂの間には、鋼板製で複数個
のスリット４ａ・４ｂをそれぞれ対面して穿設した内部
上面板２ｃと内部底面板２ｄが平行に固定されている。

【０００７】図中、３は断熱材を示し、前記内部上面板
２ｃの下面および内部底面板２ｄの上面には、該内部上
面板２ｃおよび内部底面板２ｄに穿設されたスリット４
ａ・４ｂと連通するスリット４ｃ・４ｄをそれぞれ穿設
した珪化カルシウムブロックより成る上部断熱材３ａお
よび下部断熱材３ｂがそれぞれ固定され、また、前記内
部上面板２ｃおよび内部底面板２ｄの内部側面仕切板２
ａ・２ｂの内側面には、グラスウールより成る外部側面
断熱材３ｃ・３ｄとセラミックファイバーより成る内部
側面断熱材３ｅ・３ｆとがそれぞれ固定されている。

【０００８】前記内部上面板２ｃの上方には、シリコン
フォームより成る断熱材で被覆されたダンパー５が装置
されており、且つ該ダンパー５の軸５ａを前記内部側面
仕切板２ａ・２ｂの上部付近に回動可能に軸支し、且つ
該ダンパー軸５ａの一方端をダンパーモーター６に連結
して、前記ダンパー５を適宜回動させることにより前記
スリット４ａの上部を開閉して放熱の開始・停止をなす
と共に、その開放角度を変えて放熱量を制御することが
できる。また、前記内部上面板２ｃの上部には、バイメ
タルより成る蓄熱完了制御器７が設けられており、該蓄
熱完了制御器７により設定された蓄熱温度に達した時に
蓄熱回路を切断状態とする。

【０００９】更に、前記内部上面板２ｃの上部にはバイ
メタルより成る温度過昇防止装置８が設けられ、例えば
蓄熱温度が１５０℃以上になって過熱の虞れがあるとき
に、前記温度過昇防止装置８により蓄熱回路を切断状態
にして機器の過熱による損傷を防止する。また、前記ケ
ーシング１内の内部側面仕切板２ａ・２ｂ間には、加熱
用のシーズヒーター９が前記内部側面仕切板２ａ・２ｂ
に支架されて設けられ、内部底面板２ｄの背面側上に
は、白金測温抵抗体より成る蓄熱レンガ温度センサー１
０が設けられている。

【００１０】前記内部側面仕切板２ｂの外側には、前記
ダンパー５を駆動するダンパーモーター６と、該ダンパ
ーモーター６の電源として商用電源を低圧に変換するト
ランス１１と、前記ダンパーモーター６の駆動を制御す
るダンパーリレー１２と、これら電源と電気機器間とを
配線接続するための電源端子台１３が取付けられてい
る。

【００１１】前記ケーシング１内の上部断熱材３ａ・下
部断熱材３ｂ・内部側面断熱材３ｅ・３ｆに囲まれる空
間部には、複数個の酸化鉄系蓄熱レンガ１４が収納され
ると共に、該酸化鉄系蓄熱レンガ１４の前面はマイクロ
サームより成る内部前面主断熱材３ｇによって、前記各
スリット４ａ〜４ｄが垂直方向に貫通するよう隙間１５
ａを有して被覆され、且つ酸化鉄系蓄熱レンガ１４の背
面はマイクロサームより成る内部背面主断熱材３ｈによ
って、前記シーズヒーター９の巾の隙間１５ｂを有して
被覆され、更に前記内部前面主断熱材３ｇおよび内部背
面主断熱材３ｈの外側面にグラスウールより成る外部前
面断熱材３ｉおよび外部背面断熱材３ｊをそれぞれ配設
してある。

【００１２】前記酸化鉄系蓄熱レンガ１４は、従来の一
般のレンガに比べて熱容量が大きいため、蓄熱効果も大
きいものである。そして、前記酸化鉄系蓄熱レンガ１４
の前面は鋸歯状の多数の凹凸部１４ａを形成してあり、
且つ背面は中程の高さの位置を前記シーズヒーター９に
接し、更に下部を前記蓄熱レンガ温度センサー１０に接
するように配置してある。前記凹凸部１４ａは、酸化鉄
系蓄熱レンガ１４の前面の表面積を大きくして、凹凸部
１４ａ付近の空気を暖める際の熱交換の効率を高めるた
めのものである。また、前記白金測温抵抗体より成る蓄
熱レンガ温度センサー１０は、酸化鉄系蓄熱レンガ１４
の温度情報を白金抵抗値で得ることによって、外部から
必要に応じてシーズヒーター９に通電操作することがで
きるものである。

【００１３】前記断面逆Ｌ字状のフロントカバー１ｂの
前記ダンパー５の前面には、温風の吹き出しグリル１ｅ
が、また前面下部付近に吸い込みグリル１ｆが設けられ
ると共に、前記サイドカバー１ｃ・１ｄは、前記ダンパ
ーモーター６、トランス１１、ダンパーリレー１２、電
源端子台１３などを外側から被覆してケーシング１を形
成する。

【００１４】図４は、本発明蓄熱電気暖房機の縦断面図
であり、右側面から内部構造を見た図である。ケーシン
グ１は、断面Ｌ字状のベース１ａと、断面逆Ｌ字状のフ
ロントカバー１ｂとから成り、且つ該フロントカバー１
ｂの前面上部には吹き出しグリル１ｅ、下部には吸い込
みグリル１ｆが形成されている。前記内部底面板２ｄは
両端をベース１ａとフロントカバー１ｂとに取付けられ
ると共に、中央を底部支持金具２ｅに支持されている。

【００１５】前記酸化鉄系蓄熱レンガ１４は、上下を上
部断熱材３ａ・下部断熱材３ｂで被覆されると共に、前
後に隙間１５ａ・１５ｂを有して内部前面主断熱材３ｇ
および内部背面主断熱材３ｈで被覆され、更に該内部前
面主断熱材３ｇおよび内部背面主断熱材３ｈの外側面に
外部前面断熱材３ｉおよび外部背面断熱材３ｊが配設さ
れている。そして、凹凸部１４ａ付近で内部前面主断熱
材３ｇとの間に隙間１５ａを設けたのは、酸化鉄系蓄熱
レンガ１４の熱を上方に効率よく対流させるためであ
り、また酸化鉄系蓄熱レンガ１４の背面と内部背面主断
熱材３ｈとの間に隙間１５ｂを設けたのは、シーズヒー
ター９の熱を酸化鉄系蓄熱レンガ１４に直接伝導熱とし
て伝えるだけでなく、その設けた隙間１５ｂから輻射熱
を利用して酸化鉄系蓄熱レンガ１４を熱し、更に隙間１
５ｂの熱空気を利用して酸化鉄系蓄熱レンガ１４を背面
全体から効率よく熱するためである。

【００１６】図５は、蓄熱回路部を示す回路説明図であ
り、シーズヒーター９と、バイメタルより成る温度過昇
防止装置８と、バイメタルより成る蓄熱完了制御器７と
が直列回路を構成して電源に接続されているので、蓄熱
完了時にも、また温度が上がり過ぎの時にも直列回路が
切断されて、いずれもシーズヒーター９は加熱されない
安全構造となっている。

【００１７】図６は、放熱回路部を示す回路説明図であ
り、トランス１１は商用電源を低圧に変換してダンパー
モーター６を動作させるもので、ダンパーモーター６と
ダンパーリレー１２とを直列に接続し、このダンパーリ
レー１２をサーモスタット１６で制御することによっ
て、前記ダンパーモーター６の回転方向を切り替え、前
記ダンパー５の開・閉動作を制御するものである。

【００１８】このようにして、酸化鉄系蓄熱レンガ１４
が予め設定された蓄熱温度に上がって蓄熱が完了する
と、バイメタルより成る蓄熱完了制御器７が加熱回路を
切断するため、それ以上はシーズヒーター９は加熱され
ないこととなる。また、万一、何かの都合で酸化鉄系蓄
熱レンガ１４が予め設定された過昇温度以上に加熱され
るような場合には、バイメタルより成る温度過昇防止装
置８が作動して加熱回路を切断し、シーズヒーター９を
加熱しなくなるから安全を確保することができる。

【００１９】前記酸化鉄系蓄熱レンガ１４の前後の内部
前面主断熱材３ｇおよび内部背面主断熱材３ｈの外側に
は、更に外部前面断熱材３ｉおよび外部背面断熱材３ｊ
とがケーシング１内に設けられ、蓄熱が無用にケーシン
グ１前後の外部へ流出するのを一層厳重に断熱防止して
いる。前記ケーシング１内の内部上面板２ｃのスリット
４ａ上にはダンパー５が配設されており、且つ該ダンパ
ー５は、ダンパー軸５ａおよび内部側面仕切板２ａ・２
ｂに回動可能に軸支させた上、ダンパーモーター６に連
結して駆動させ、前記スリット４ａの上部を開閉制御す
る構造となっている。

【００２０】而して、ダンパー５により前記スリット４
ａを閉鎖して外部からの通電によりシーズヒーター９が
熱せられると、その熱が酸化鉄系蓄熱レンガ１４に蓄熱
され、且つ前記蓄熱された熱は前記酸化鉄系蓄熱レンガ
１４全体が断熱材３で被覆され、且つダンパー５が該ス
リット４ａを閉鎖しているため放熱されずに蓄熱を続け
る。その蓄熱は周囲の、特に表面積の大きい凹凸部１４
ａ付近の隙間の空気は効率よく暖められる。その暖めら
れた空気は比重が軽くなり、前記酸化鉄系蓄熱レンガ１
４の凹凸部１４ａ付近と前記内部前面主断熱材３ｇとの
隙間１５ａを上昇する。上昇した空気は上部断熱材３ａ
と内部上面板２ｃとを連通する前記スリット４ａ・４ｃ
を通って上に行こうとする。しかしながら、前記スリッ
ト４ｃ上にシリコンフォームより成る断熱材を被覆した
ダンパー５によって閉鎖されているため、ケーシング１
外へ放熱されず、更に前記酸化鉄系蓄熱レンガ１４に蓄
熱され続ける。

【００２１】そして、室内を暖房する時点で、今迄スリ
ット４ａを閉鎖していたダンパー５をダンパーモーター
６を駆動させて開くと、前記スリット４ｃ・４ａを通っ
てきた軽くて暖かい空気は、ケーシング１前面上部の吹
き出しグリル１ｅから外部へ吹き出して室内へ放出され
る。その吹き出し量はダンパー５の開き具合で制御され
る。一方、酸化鉄系蓄熱レンガ１４の凹凸部１４ａ付近
の空気が、前記凹凸部１４ａによって効率よく熱せられ
て上昇して室内に放出されると、該凹凸部１４ａ付近の
隙間１５ａは負圧となり、該負圧は前記下部前面の吸い
込みグリル１ｆから空気を吸い込んで、凹凸部１４ａ付
近の前記負圧の空気を補充する。この補充された空気は
酸化鉄系蓄熱レンガ１４によって加熱されて空気を対流
させると、ファンを使わずに暖かい空気を室内に送り続
けることができる。この本発明蓄熱電気暖房機は、酸化
鉄系蓄熱レンガ１４を採用したので熱容量が大きく、対
流による暖房持続時間を長くすることができる。

【００２２】また、本発明蓄熱電気暖房機を建築物の窓
際に設置して、常時上向きの温風を出すと、安定したエ
アカーテン効果により、外部からのコールドドラフト
（冷風）を防いで室内暖房の負荷を低減すると共に、部
屋の温度分布を均一にすることができる。また、安価な
夜間電力を使用して蓄熱することができるので、全体の
ランニングコストを低減することができる。更に一歩進
めて、白金測温抵抗体を組み込んでいない子機をも、親
機の白金測温抵抗体をマルチに使用して、その親機と同
一の制御で作動できるようにした組合せも可能である。
本発明は、安価な夜間電力を基本としてシーズヒーター
９に通電・加熱して熱容量の大きい酸化鉄系蓄熱レンガ
１４に蓄熱し、暖房要求の有無に応じて主にダンパー開
閉を電気的に行うことによって、前記酸化鉄系蓄熱レン
ガ１４の蓄熱の自然対流による放熱を、制御するもので
あり、必要に応じて日中における追い炊きもできるもの
である。

【００２３】

【発明の効果】本発明蓄熱電気暖房機は以上説明したよ
うな形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏
する。蓄熱用として酸化鉄系蓄熱レンガを用いたので、
熱容量が大きく、その蓄熱を長時間安定放出することが
できる。前記酸化鉄系蓄熱レンガには、前面に凹凸部を
設けたので、表面積が大きく、暖房用温風を作るための
熱交換が効率よく行われ、且つ該レンガの前面側に隙間
が設けてあるため、前記レンガの熱を効率よく対流させ
ることができると共に、該レンガの背面側にも隙間が設
けてあるため、シーズヒーターの熱をレンガに直接伝導
熱として伝えるだけではなく、該隙間から輻射熱を利用
してレンガを熱し、更に隙間の熱空気を利用してレンガ
を背面全体から効率よく熱することができる。白金測温
抵抗体より成る蓄熱レンガ温度センサーを設けたので、
蓄熱情報を得て外部から適切な通電操作をすることがで
きる。バイメタルより成る蓄熱完了制御器と温度過昇防
止装置とが直列回路を構成して電源に接続されているの
で、蓄熱完了時にも、温度が上がり過ぎのときにも直列
回路が切断されて、いずれもシーズヒーターは加熱され
ることがなく、安全を確保することができる。更に、本
発明蓄熱電気暖房機を建築物の窓際のペリメーターゾー
ン（空調）に設置することで、安定したエアカーテン効
果により、コールドドラフト（冷風）を防いで室内暖房
の負荷を低減することができると共に、部屋の温度分布
を均一にすることができる。また、安価な夜間電力を使
用するので、全体のランニングコストを低減することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明蓄熱電気暖房機の組立分解斜視図であ
る。

【図２】本発明蓄熱電気暖房機のフロントカバーを取外
した正面図である。

【図３】本発明蓄熱電気暖房機のフロントカバーを取外
した平面図である。

【図４】本発明蓄熱電気暖房機の縦断面図である。

【図５】本発明蓄熱電気暖房機の蓄熱回路説明図であ
る。

【図６】本発明蓄熱電気暖房機の放熱回路説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング、 １ａ ベース、 １ｂ フロントカバ
ー、１ｃ・１ｄ サイドカバー、 １ｅ 吹出しグリ
ル、 １ｆ 吸い込みグリル、 ２ａ・２ｂ 内部側面
仕切板、 ２ｃ 内部上面板、 ２ｄ 内部底面板、 ３
断熱材、 ３ａ上部断熱材、 ３ｂ 下部断熱材、
３ｃ・３ｄ 外部側面断熱材、 ３ｅ・３ｆ 内部側面
断熱材、 ３ｇ 内部前面主断熱材、 ３ｈ 内部背面
主断熱材、３ｉ 外部前面断熱材、 ３ｊ 内部背面断
熱材、 ４ａ〜４ｄ スリット、 ５ダンパー、 ７ 蓄熱
完了制御器、 ８ 温度過昇防止装置、 ９ シーズヒータ
ー、 １０ 蓄熱レンガ温度センサー、 １４ 酸化鉄系蓄
熱レンガ、 １４ａ 凹凸部、 １５ａ・１５ｂ 隙間。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースとフロントカバーおよび左右のサイ
   ドカバーをそれぞれ方形箱状に接合固定してケーシング
   が形成され、且つ前記フロントカバーの上・下部にはそ
   れぞれ吹出しグリルと吸い込みグリルが形成され、且つ
   該ケーシングの内部左右には、内部側面仕切板がそれぞ
   れ立設されると共に、該内部側面仕切板間には、複数個
   のスリットをそれぞれ対面して穿設した内部上面板と内
   部底面板が平行に固定され、更に前記内部上面板の下面
   および内部底面板の上面には前記各スリットと連通する
   スリットを穿設した珪化カルシウムブロックより成る上
   部断熱材および下部断熱材がそれぞれ固定されると共
   に、前記内部上面板および内部底面板の各内部側面仕切
   板の内側面には、グラスウールより成る外部側面断熱材
   とセラミックファイバーより成る内部側面断熱材とがそ
   れぞれ固定され、且つ前記内部上面板の上方には断熱材
   で被覆されたダンパーが、前記内部上面板のスリットを
   開閉できるように回動可能に軸支される一方、前記上部
   断熱材、下部断熱材、各内部側面断熱材で囲まれた空間
   部には、前面に凹凸部を設けた複数個の酸化鉄系蓄熱レ
   ンガが収納されると共に、該酸化鉄系蓄熱レンガの前面
   はマイクロサームより成る内部前面主断熱材によって、
   前記各スリットが垂直方向に貫通できるよう隙間を有し
   て被覆され、且つ前記酸化鉄系蓄熱レンガの背面はマイ
   クロサームより成る内部背面主断熱材によって隙間を有
   して被覆され、更に前記内部前面主断熱材および内部背
   面主断熱材の外側面にグラスウールより成る外部前面断
   熱材および外部背面断熱材がそれぞれ配設され、且つ前
   記酸化鉄系蓄熱レンガと内部背面主断熱材間の隙間にシ
   ーズヒーターと白金測温低抗体より成る温度センサーと
   が、酸化鉄系蓄熱レンガに接するように装置され、前記
   内部上面板の上部には蓄熱完了制御器および温度過昇防
   止装置が直列に接続して配設されたことを特徴とする蓄
   熱電気暖房機。