JP3493641B2 - 縦型温風暖房機 - Google Patents

縦型温風暖房機

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JP3493641B2 JP2001060889A JP2001060889A JP3493641B2 JP 3493641 B2 JP3493641 B2 JP 3493641B2 JP 2001060889 A JP2001060889 A JP 2001060889A JP 2001060889 A JP2001060889 A JP 2001060889A JP 3493641 B2 JP3493641 B2 JP 3493641B2
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  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は温風暖房機の下部に
空気取入口とファンを配設し、中央部に熱交換部として
の缶体を設け、缶体により加熱された熱風と上部に設け
られたファンからの送風とを混合し、温風として吹き出
す縦型温風暖房機に関する。 【0002】 【従来の技術】本出願人は温風暖房機につき昭和62年
特許出願をなし当該出願は平成6年9月7日に特公平6
−70525号として公告された。当該温風暖房機は図
4(a)と(b)、すなわち、前記公報の添付図第2図
(a)および(e)を参照すると、「缶体(30)の燃
焼室(32)の燃焼室外筒(33)と一体的に熱交換器
部(39)を構成する円筒状の熱交換器外筒(36)の
内部上方部分に燃焼室(32)側が開口している有底円
筒状の熱交換器内筒(37)を間隙をおいて配置し、バ
ーナー着火時の燃焼室内の内圧の急激な上昇を緩衝し、
かつ、燃焼室の火炎の輻射を受け、該内筒(37)の周
囲には、下方の切欠き(35c)が形成された燃焼ガス
案内切欠きフィン(35a)と該内筒(37)の上方に
設けられた盲部分(37a)との間に燃焼ガス案内フィ
ン(35b)を1または複数個配置し燃焼ガス速度が一
定になるようにし、燃焼室(32)で発生した燃焼ガス
は該内筒(37)内部および熱交換器外筒(36)と該
内筒(37)との間の隙間を前記燃焼ガス案内切欠きフ
ィン(35a)および燃焼ガス案内フィン(35b)内
に案内されて上部の排気口(38)から排出される構造
の缶体(30)とし、該缶体(30)を収納したケーシ
ング(40)に冷気(42)を導入し、温気(43)を
ケーシング外部に供給することを特徴とする」ものであ
る。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上記した発明にかかる
温風暖房機に関して本願発明者は、イ.送風動力をさら
に低減すること、ロ.機体をコンパクトなものにするこ
と、ハ.暖房機が発生する温風の暖房効果を改善するこ
と、ニ.暖房機製作コストを低減することについて検討
し本発明に到達した。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記課題は、暖房機下部
には、開口された空気取入口が形成され、その近接上部
に第1ファンを設置し、暖房機中央部には、下方端を開
口させ、上部は閉じた缶体が暖房機外装との間に第1フ
ァンから送られる送風を通す間隔をおいて配置され、送
風は缶体より熱を与えられ熱風となり上部に進み、缶体
の上方端部分に燃焼ガスを排出するための排気口が設置
され、缶体の上方には笠形の熱風止めが設けられ、該暖
房機上部には空気吹出部が配置され、それの上方中央部
に第2ファンが設けられ、該ファンの取付け部の上方に
は開口された空気吸込口を構成し、空気吹出部の上半分
は吸い込んだ空気を吹き出す空気吹出口を、また下半分
は暖房機中央部で発生した熱風を吹き出す熱風吹出口を
構成し、空気吹出部の出口で外気と熱風とは混合され温
風となって吹き出されることを特徴とする縦型温風暖房
機を提供することにより解決される。 【0005】 【作用】本発明によると、缶体14により加熱され缶体
14のまわりを上昇しつつ熱風止め22を出て上方に流
れようとする熱風と、ファン20により吸い込まれ熱風
止め23により下方に吹き出される空気とは空気吹出部
19を出たところで混合されほぼ水平または下方居住域
方向に吹き出されて暖房機10が置かれた周囲の場所に
特別なダクトを必要とせず上方向への温熱風の無駄な損
失もなく省動力・省燃料の効果的な暖房を行う。 【0006】 【実施例】以下、図面を参照して本発明実施例を説明す
る。図1は本発明にかかる縦型温風暖房機(以下、暖房
機という。)の構造図で、図中、10は暖房機、11は
暖房機外装、12はバーナ、13は火炎、14は缶体、
15は燃焼ガス排気口(燃焼ガスは矢印iで示すように
排気口に流れる。)、16は空気取入口、17はフィル
ター、18は第1ファン(小風量中静圧式プロペラ
型)、19は空気吹出部、20は第2ファン(大風量低
静圧式プロペラ型)、21は空気吸込口、22は熱風止
め、23は熱風吹出口、24は空気吹出口、25はルー
バー、26はフィン、27は輻射吸熱伝熱板である。暖
房機10は工場建物、一般の建物などの内部の暖房する
部分に置かれ、以下に外部とは暖房機を囲む雰囲気をい
う。 【0007】図1の暖房機の燃料は特定しない、すなわ
ち、それは液体燃料でもガス燃料でもよい。暖房機ON
で点火されると火炎13が発生し、第1ファン18は回
転を始め空気取入口16からフィルター17を通して外
部の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は第1ファン1
8により暖房機外装11と缶体14との間を通り缶体1
4により加熱され上昇し熱風カバー22に当たる。缶体
14の内部で発生した燃焼ガスは排気口15から暖房機
が置かれた場所の外の大気中に放出される。 【0008】暖房機ONと同時に図に見て上方の第2フ
ァン20も回転を始め外部の空気を矢印iiで示すよう
に吸い込み、吸い込まれた空気は熱風止め22に当た
る。熱風止め22は笠形の上方中央部は凸になった形状
のものであり、縁部分は下方に向け傾斜し、送風された
気流を案内するように形成される。熱風止め22のこの
ような形状により第2ファン20が吸い込む外部の空気
は矢印Dに示すように下降しようとする。それとは反対
に缶体14と暖房機外装11との間を通り火炎13の発
生する熱により加熱された80℃〜160℃の熱風は熱
風止め22の下層の熱風吹出口23から矢印Uで示すよ
うに上方に流れようとする。その結果、吸い込まれ矢印
D方向に下ろうとする風と加熱され矢印U方向に上昇し
ようとする熱風とは混和し温風となって矢印S方向にほ
ぼ水平またはやや下方居住域に放出され暖房機10の外
部を加温する。このような構成により缶体14により加
熱され単純に上昇し部屋の上方部分だけを無駄に加温す
るであろう熱風は暖房機の上部Aで外部の空気と混じり
合い外部をほぼ均一に加温する。一つのテストにおい
て、空気取入口16から入る空気の温度は20℃であっ
た。その空気は、缶体の中央部分でほぼ100℃にな
り、熱風止め22に達する直前にはほぼ120℃であっ
た。送風機20が吸い込んだ空気の温度もほぼ20℃で
あったが、水平方向に出てきた空気の温度はほぼ40℃
〜60℃であった。 【0009】缶体14は通風抵抗を減少するため円筒状
に形成し、必要に応じ整流および熱交換効果を促進する
ように缶体14の外側上部に縦(上下方向)にフィン2
6を配設し、暖房機外装11の内面には必要であれば放
熱効果を促進し暖房機外装表面温度を低減するように輻
射吸熱伝熱板27を配設する。 【0010】図1にA,B,Cの文字を付けた部分はそ
れぞれ暖房機10の上部、中央部、下部を示し、A部に
は大風量ファンを、C部には小風量ファンを設置する。
A部とC部の風量比は1:1または3:1とし、熱風温
度は80℃〜160℃とし、熱出力は70,000kc
al/h〜100,000kcal/hにした。 【0011】(I)システム構成、理論計算および数値
計算を以下に示す。システムおよび記号を図示する図2
において、Qは加熱熱量(単位時間当たり)、Vは風量
(単位時間当たり)、Wは質量(単位時間当たり)、T
oは雰囲気絶対温度、γは密度、Δθは昇温、ΔPは通
風抵抗、添字は各部位(A部、B部、C部)を、右上ダ
ッシュは昇温後の状態を示す。 【0012】(II)風量、温度 無次元定義 vc≡Vc/V va≡Va/V vc′≡Vc′
/V v′≡V′/V va=1−vc ・・・(1) Δθc=Δθ/vc ・・・(2) vc′=vc+Δθ/To ・・・(3) v′=1+Δθ/To ・・・(4) vc′+va=v′ ・・・(5) (I)で示すシステムで、加熱熱量が風量に全量与えら
れ大気圧下で行われるとすると、上記(1)〜(5)が
成立する。 【0013】(III)送風動力(H) 全量C部を通す場合の動力をHo、C→B→Aと流れる
場合の通風抵抗をΔPc、A部のみの通風抵抗をΔPa
とし、風量に係わらず通風抵抗が変わらないと仮定する
とし、その場合の送風動力をHとし、比率をμとする
と、 μ=H/Ho=(Vc・ΔPc+Va・ΔPa)/V・ΔPc μ=(1−ΔPa/ΔPc)vc+ΔPa/ΔPc ・・・(6) (IV)(1)〜(6)を図示すると、図3の特性図の
ようになる。 【0014】(V)数値計算例 To=293°k(20℃) Q=100,000kcal/h Δθ=40℃ deg Δθ/To=0.137 ΔPc=10mmAq ΔPa=5mmAq ΔPa/ΔPc=0.5 V=145m/min として前記式(1)〜(5)の計算値は表1に示す。 【0015】 【表1】【0016】表1に示す注記*1,*2,*3は下記の
とおりである。 *1 B部における風量膨張は昇温に伴い急増するの
で、実用上は昇温200℃までが効果的であるが、風量
の絶対量は大きくならない。 *2 昇温は熱交換、熱絶縁の条件を困難化することに
なるので、実用上は昇温200℃程度を限度としたほう
がよい。 *3 C部の風量を減少することにより大幅な送風動力
の低減が図れるが、B部の加熱膨張による風量増および
昇温伝熱対策上の条件により、動力の低減効果は計算値
より少なくなる可能性がある。 【0017】 【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
(1)ファンへの送風動力が低減され、(2)暖房機は
縦型にコンパクトに形成され、(3)暖房に寄与しない
暖房部屋の上方へ熱風が吹き上がらないことにより給気
温風の暖房効果が改善され、省燃料ともなり、(4)暖
房機そのものの製造費および供給動力の効率を高めるこ
とにより運転費用を低減し、(5)工場作業所のような
大面積の部分では複数の暖房機を配列することにより大
出力暖房が可能になり、(6)設置面積が小さく、設置
場所の制限も少なく、移設も比較的自由であり、(7)
A,B,C部分のそれぞれの部位のシリーズ化により製
品仕様の多様化が図れるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明実施例の構造断面図である。 【図2】本発明のシステムおよび記号説明のための説明
図である。 【図3】本発明の特性を示すための特性線図である。 【図4】従来例の正面断面図で、同図(a)は第1応用
例の側面縦断面図、同図(b)は従来実施例の縦断面図
である。 【符号の説明】 10 縦型温風暖房機 11 暖房機外装 12 バーナ 13 火炎 14 缶体 15 排気口 16 空気取入口 17 フィルター 18 第1ファン 19 空気吹出部 20 第2ファン 21 空気吸込口 22 熱風止め 23 熱風吹出口 24 空気吹出口 25 ルーバー 26 フィン 27 輻射吸熱伝熱板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−75445(JP,A) 特開 平9−329362(JP,A) 特開 昭63−297963(JP,A) 実開 昭58−69741(JP,U) 実開 昭50−137844(JP,U) 実開 昭49−144050(JP,U) 実開 昭50−45948(JP,U) 実開 昭53−101442(JP,U) 実公 平2−28362(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24H 3/06 302

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 暖房機下部(C)には、開口された空気
    取入口(16)が形成され、その近接上部に第1ファン
    (18)を設置し、暖房機中央部(B)には、下方端を
    開口させ、上部は閉じた缶体(14)が暖房機外装(1
    1)との間に第1ファン(18)から送られる送風を通
    す間隔をおいて配置され、送風は缶体(14)より熱を
    与えられ熱風となり上部に進み、缶体(14)の上方端
    部分に燃焼ガスを排出するための排気口(15)が設置
    され、缶体(14)の上方には笠形の熱風止め(22)
    が設けられ、該暖房機上部(A)には空気吹出部(1
    9)が配置され、それの上方中央部に第2ファン(2
    0)が設けられ、該ファンの取付け部の上方には開口さ
    れた空気吸込口(21)を構成し、空気吹出部(19)
    の上半分は吸い込んだ空気を吹き出す空気吹出口(2
    4)を、また下半分は暖房機中央部(B)で発生した熱
    風を吹き出す熱風吹出口(23)を構成し、空気吹出部
    (19)の出口で外気と熱風とは混合され温風となって
    吹き出されることを特徴とする縦型温風暖房機(1
    0)。
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