JP3498544B2 - 遠赤外線放射温風暖房機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高温となる放熱パイプ
から遠赤外線を放射する暖房機の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】暖房機の熱源を構成するバーナの上部に
燃焼室を配置し、燃焼ガスは燃焼室から熱交換パイプ等
の熱交換部を経て室外に排気すると共に、熱交換部の熱
交換パイプ内を通過する燃焼ガスの熱量は、熱交換部に
室内空気対流ファンで送られる空気を直接吹付けること
によって放熱して暖房に供している。しかし、暖房方式
はこのような温風タイプだけでなく、熱線放射による暖
房タイプが存在しており、この場合、室内空気対流ファ
ンを使用せずに、この熱交換パイプを放熱パイプとして
機能させることで熱線暖房が可能になるものである。

【０００３】一方、燃焼ガスを室内に排出するバーナで
温風機を構成する場合、特に熱交換部を設けず、室内空
気対流ファンで送られる空気とこの燃焼ガスとを混合し
て温風を得る暖房機が知られており、暖房機の枠体前面
などの吹出口から温風を特定方向に吹出している。ま
た、燃焼室の上方に下向き空気流を形成する室内空気対
流ファンを取付け、該室内空気対流ファンが燃焼室の上
板に向けて空気を吹付けることによって、暖房機の全周
に温風を吹出す構造を持った温風暖房機も知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来暖房機の主流であ
る温風タイプは、暖房機を設置した室内の空気を攪拌し
ながら温度を高めることによって暖房するものであるか
ら、室内のつくりが雑で、せっかく暖めた空気が部屋か
ら逃げ出すような隙間風の多い部屋の暖房には向いてい
ないものである。特に、隙間風の多い部屋で、普通の設
置場所である部屋の壁付近に暖房機を設置すると、温風
は部屋の反対側まで届かず室内は局部的に高温部と低温
部ができて、部屋の温度分布が非常に悪くなるものであ
った。

【０００５】一方、バーナの発熱量によって加熱する放
熱部から熱線を放射する暖房機では、隙間風のある部屋
や工場などの広い空間でも離れたところまで熱線が届く
から、温風暖房よりも優れた点がある。しかし、このよ
うな暖房機で放熱面を平面状に配置すると中央部と側部
とでは放熱状態が変わり、暖房効果や赤熱タイプでは赤
く見える視覚的効果に影響を与えることがある。そし
て、この熱的なバラつきを防ぐ為に、放熱部を筒状に配
置したりパイプ状の放熱筒をリング状に配置する構造が
一般的となっている。

【０００６】そして、大型の暖房機では大きな筒状の放
熱部が作りにくいから、パイプ状の放熱筒をリング状に
配置する構造が好まれるが、この場合でも、放熱筒を取
付ける燃焼室の上板の耐久性が問題となるものであっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は放熱パイプを
取付けて、遠赤外線暖房を行なう暖房機を実用化する為
のもので、バーナ１の上部に燃焼室２を配置し、かつ、
燃焼室２の上板２ａに複数本の放熱パイプ３をリング状
に配置し、該放熱パイプ３の上端には放熱パイプ３内を
上昇する燃焼ガスが集まる排気室４を設け、該排気室４
と燃焼室２との間を連続する複数本の放熱パイプ３から
遠赤外線を放射せしめ、排気室４の天板４ａの上面に空
気を吹付ける室内空気対流ファン５を設け、該排気室４
に流入した燃焼ガスは天板４ａの下面に向かって流出
し、天板４ａの下面に拡散する燃焼ガスは室内空気対流
ファン５の空気流と混合して排気室４から吹出すと共
に、リング状に配置した放熱パイプ３の中心位置には燃
焼室２内に開口するガス誘導パイプ６を設け、該ガス誘
導パイプ６の上端は排気室４の底板４ｂの中央を貫通し
て排気室４内に開口し、排気室４の天板４ａに取付けた
ガスセンサー７をガス誘導パイプ６内に突出させたもの
である。

【０００８】また、排気室４の天板４ａと排気室４の底
板４ｂとの間に遮熱板４ｃを設け、排気室４に入った燃
焼ガスは遮熱板４ｃに設けた排気通過口４ｄから天板４
ａの下面に吹付けると共に、ガス誘導パイプ６の上端は
遮熱板４ｃと天板４ａとの間に開口し、燃焼室２の燃焼
ガスはガス誘導パイプ６によって直接排気室４の天板４
ａの中央下面へ供給してガスセンサー７に触れさせる構
造にしたから、放熱パイプ３を流れる燃焼ガスに影響さ
れずに、燃焼室２の中央の燃焼ガスがガスセンサー７に
直接触れるようになったものである。

【０００９】

【作用】燃焼室２の上板２ａに放熱パイプ３をリング状
に配置し、この放熱パイプ３の上に排気室４を形成し、
室内空気対流ファン５の空気を排気室４の天板４ａに吹
付ける暖房機は、排気室４の働きで複数本の放熱パイプ
３が均一に加熱でき、放熱パイプ３全体の放熱面積が多
くなるから多量の遠赤外線を放射する暖房が可能にな
る。また、排気室４の天板４ａに室内空気対流ファン５
の空気を吹付けることによって、排気室４に流入した燃
焼ガスがスムーズに排出でき、排気室４内に燃焼ガスを
こもらせないようにすると共に、排気ガスと室内空気の
混合した温風で室内を暖房することができる。

【００１０】放熱面積を増やして遠赤外線暖房を可能に
する為に複数本設けた放熱パイプ３を、燃焼室２の上板
２ａにランダムに取付ければ、中央部に設けた放熱パイ
プ３の放熱が外側の放熱パイプ３によって妨げられて異
常高温になることがあり、この発明では放熱パイプ３は
すべて外方に向けてリング状に配置し、この燃焼室２の
上板２ａの中央に放熱パイプ３のない部分を形成してい
る。

【００１１】この燃焼室４の上板４ａの中央で放熱パイ
プ３のない部分はバーナ１によって強く加熱される部分
であり耐熱性が悪化し易い問題点があるが、この燃焼室
２の上板２ａの中央と排気室４との間にガス誘導パイプ
６を取付けたから、燃焼室２の上板２ａの熱変形を防ぐ
ことができた。

【００１２】更に、このガス誘導パイプ６は両端が開放
されて、少ないながら燃焼ガスが通過することができる
から、このガス誘導パイプ６の上端内にガスセンサー７
を挿入すれば燃焼室１から離れた低温度が維持できる位
置で確実にバーナ１の燃焼異常が検出できるものであ
る。

【００１３】

【実施例】図に示す石油燃料を用いる暖房機の実施例に
よってこの発明を説明すると、１は圧力噴霧燃料供給方
式で燃焼するバーナ、２はバーナ１の上部に連続した燃
焼室、８は暖房機の下部に配置した油タンク、９は油タ
ンク８とバーナ１とを連結する燃料パイプ、１０は燃料
パイプ９の途中に取付けた燃料加圧ポンプであり、燃料
パイプ９の先端には噴霧ノズル１１が取付けられ、燃料
加圧ポンプ１０を運転すると燃料は霧状となって直接バ
ーナ１に供給される。

【００１４】１２はバーナ１の外周に設けた空気室、１
３は空気室１２に燃焼空気を送風する燃焼空気ファンで
あり、ポット状のバーナ１の側壁に多数の空気孔１ａが
あけられており、噴霧ノズル１１から供給される霧状燃
料は点火電極１４の火花によって着火し、空気孔１ａか
ら空気の供給を受けて、バーナ１と燃焼室２内で燃焼す
るものである。

【００１５】３は燃焼室２の上板２ａから複数本立設し
た放熱パイプ、４は放熱パイプ３の上端に設けた排気室
であり、バーナ１及び燃焼室２内で発生した燃焼ガス
は、放熱パイプ３を内側から加熱しながら上昇して排気
室４に流入する。４ａは排気室４の天板、４ｂは排気室
４の底板、４ｃは天板４ａと底板４ｂとの間に取付けた
遮熱板であり、図に示す実施例の排気通過口４ｄは遮熱
板４ｃに形成している。

【００１６】放熱パイプ３を通って排気室４の下部に入
った燃焼ガスは遮熱板４ｃに設けた排気通過口４ｂを通
過し、排気室４の上部で天板４ａの下面に沿って拡散す
るものであり、天板４ａと遮熱板４ｃとの間隙を通過す
る時に整流される。５は排気室４の上方に設置した室内
空気対流ファン、１５は天板４ａと間隙を介して室内空
気対流ファン５の外方に設置した送風フードであり、室
内空気対流ファン５を運転すると室内空気は天板４ａに
向って吹付けられ、送風フード１５と天板４ａとの間隙
を経て排気室４の外方へ燃焼ガスと混合しながら吹き出
している。

【００１７】６はリング状に放熱パイプ３が取付けられ
た燃焼室２の上板２ａの中心位置に配置したガス誘導パ
イプであり、該ガス誘導パイプ６の上部は排気室４の底
板４ｂに取付けられ、更に、先端は遮熱板４ｃよりも上
方に伸ばして天板４ａと遮熱板４ｃとの間に位置してお
り、燃焼室２から少量の燃焼ガスが排気室４へ送られ
る。７は排気室４の天板４ａに取付けられてガス誘導パ
イプ６内に突出したガスセンサーであり、実施例のガス
センサー７は酸素濃淡電池で構成した酸素センサーであ
り、バーナ１で発生した燃焼ガスの一部は燃焼室２から
直接ガス誘導パイプ６内を経てガスセンサー７に送られ
て、バーナ１の燃焼状態を検出している。

【００１８】従って、もしバーナ１の燃焼状態が悪化す
ると、バーナ１に供給された空気中の酸素の消費状態が
異なり、正常時の燃焼ガス中に含まれる酸素量に対し
て、実際の燃焼ガス中に含まれる酸素量が異なるので、
バーナ１の燃焼状態の悪化が検出できるものである。ま
た、狭い部屋でバーナ１を使用した時には酸素不足から
少しづつ異常燃焼を起こすが、酸素センサーによるガス
センサー７であればバーナ１が異常燃焼を起こす前に燃
焼ガス中の酸素量が変化して異常を検出できるから、バ
ーナ１のガスセンサー７として最適である。

【００１９】また、ガス誘導パイプ６は燃焼室２の上板
２ａの中央に配置しており、この部分はバーナ１の燃焼
熱によって変形し易い部分であるが、ガス誘導パイプ６
を設けることによって燃焼ガスがこもらず、高温の燃焼
ガスはガス誘導パイプ６から抜けるので異常高温になり
にくく、燃焼室２の上板２ａの耐久性が高まったもので
ある。

【００２０】更に、排気室４の遮熱板４ｃは併設した複
数本の放熱パイプ３の出口圧力や温度を均一にして、夫
々の放熱パイプ３を流れる燃焼ガスを平均化する働きが
あるが、この発明のガス誘導パイプ６の先端は遮熱板４
ｃと天板４ａとの間隙に届かせたから、ガス誘導パイプ
６内の燃焼ガスは燃焼室３から放熱パイプ３に流入する
燃焼ガスのような制限を受けず、確実に燃焼ガスをガス
センサー７に送ることができ、正しいデータを得ること
ができた。

【００２１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の暖房機は、バー
ナ１の上部に取付けた燃焼室２から放熱パイプ３をリン
グ状に立設し、複数本の放熱パイプ３は通過する燃焼ガ
スによって加熱するものであり、燃焼室２の天板２ａの
中央付近はバーナ１の火炎によって強く加熱されてい
る。この為、リング状の中央に放熱を目的とせずに少量
の燃焼ガスだけを流すガス誘導パイプ６を設けて上部の
排気室４に接続したから、燃焼室２の上板２ａの中央部
の耐久性が向上し、放熱パイプ３から多量の熱線を外方
に向けて放射する暖房が、実用レベルで可能になったも
のである。

【００２２】上記の暖房を可能にする熱線として減衰し
にくい長波長の遠赤外線が好ましいので、放熱面積を広
くして単位面積あたりに与えられる熱量を少なくし、放
熱面の温度を低くする必要がある。この放熱面積を増や
す手段としてこの発明の複数本の放熱パイプ３を設置す
る方法は、燃焼ガスの流路が並列して自由に抜けるの
で、放熱パイプ３を通過する燃焼ガス量がバラついて放
熱パイプ３毎の加熱温度が異なり、期待した暖房効果が
得られないことがある。

【００２３】この発明では放熱パイプ３の上端に排気室
４を設け、放熱パイプ３を上昇する燃焼ガスを集めたか
ら、燃焼室２と排気室４の圧力差が小さくなり、夫々の
放熱パイプ３の通過する燃焼ガス量がほぼ同じになっ
て、燃焼ガスが一部の放熱パイプ３に集中せず、該放熱
パイプ３はほぼ均一に加熱されるようになり、期待した
暖房効果が確実に実現できたものである。

【００２４】また、この発明では放熱パイプ３の上端に
設けた排気室４の天板４ａの上面に室内空気を吹付ける
室内空気対流ファン５を設けたから、天板４ａの下面に
沿って拡散する燃焼ガスは、この空気流と混合して排気
室４の外方へ吹出すことができ、排気室４などに燃焼ガ
スがこもって異常高温になることがなく、放熱パイプ３
からの放熱による遠赤外線による暖房と温風暖房を同時
に行なうことができるようになった。

【００２５】この為、暖房する部屋のつくりが雑で隙間
風の多い部屋であったり、広い工場や倉庫や事務所の中
であったり、ほとんど開放に近い架設の空間である時に
は、従来の暖房装置では効果的な暖房がほとんどできな
かったが、この発明の暖房機は遠赤外線を放射しながら
温風暖房も可能になったから、このような場所でも効率
よく暖房ができるようになったものである。

【００２６】一方、放熱パイプ３を増すに当たり、燃焼
室２の上板２ａの中央に放熱パイプ３を取付ければ、中
央部に設けた放熱パイプ３は異常高温になって耐久性が
極端に低下することがあり、この発明では放熱パイプ３
はすべて外方に向けてリング状に配置している。この
為、燃焼室２の上板２ａの中央には放熱パイプ３のない
部分が生まれるが、この部分はバーナ１によって強く加
熱されて熱変形を起こし易い部分である。この発明で
は、この燃焼室２の上板２ａの中央と排気室４との間に
ガス誘導パイプ６を取付けたから、燃焼室２の上板２ａ
の熱変形を防ぐことができた。

【００２７】更に、このガス誘導パイプ６は上下両端が
開口されて、少量の燃焼ガスが流れることができるよう
にしたから、ガス誘導パイプ６が放熱パイプ３の熱によ
って異常に加熱されてもガス誘導パイプ６内に燃焼ガス
が滞留せずに上方へ流れ、ガス誘導パイプ６が変形する
恐れはなくなった。また、このガス誘導パイプ６の上端
内にガスセンサー７を挿入すれば、燃焼室１から離れた
低温度が維持できる位置にガスセンサー７を取付でき、
確実にバーナ１の燃焼異常が検出できるものである。

【００２８】また、排気室４には排気通過口４ｄを配置
した遮熱板４ｃを設け、ガス誘導パイプ６の上端を排気
室４の天板４ａと遮熱板４ｃとの間隙に開口したから、
遮熱板４ｃよりも下方の排気室４の内圧が均一になっ
て、複数本の放熱パイプ３を通過する燃焼ガスの流れが
均一になる。一方、ガス誘導パイプ６はこの流量制御に
直接関係しない位置にあるから、バーナ１で発生した燃
焼ガスを確実にガスセンサー７に触れさせることがで
き、燃焼ガスの性状を検出することによって確実にバー
ナ１の制御ができるようになったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す温風暖房機の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ バーナ ２ 燃焼室 ２ａ 上板 ３ 放熱パイプ ４ 排気室 ４ａ 天板 ４ｂ 底板 ４ｃ 遮熱板 ４ｄ 排気通過口 ５ 室内空気対流ファン ６ ガス誘導パイプ ７ ガスセンサー

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナ１の上部に燃焼室２を配置し、か
   つ、燃焼室２の上板２ａに複数本の放熱パイプ３をリン
   グ状に配置し、該放熱パイプ３の上端には放熱パイプ３
   内を上昇する燃焼ガスが集まる排気室４を設け、該排気
   室４と燃焼室２との間を連続する複数本の放熱パイプ３
   から遠赤外線を放射せしめ、排気室４の天板４ａの上面
   に空気を吹付ける室内空気対流ファン５を設け、該排気
   室４に流入した燃焼ガスは天板４ａの下面に向かって流
   出し、天板４ａの下面に拡散する燃焼ガスは室内空気対
   流ファン５の空気流と混合して排気室４から吹出すと共
   に、 リング状に配置した放熱パイプ３の中心位置には燃焼室
   ２内に開口するガス誘導パイプ６を設け、該ガス誘導パ
   イプ６の上端は排気室４の底板４ｂの中央を貫通して排
   気室４内に開口し、排気室４の天板４ａに取付けたガス
   センサー７をガス誘導パイプ６内に突出させたことを特
   徴とする遠赤外線放射温風暖房機。
2. 【請求項２】 排気室４の天板４ａと排気室４の底板４
   ｂとの間に遮熱板４ｃを設け、排気室４に入った燃焼ガ
   スは遮熱板４ｃに設けた排気通過口４ｄから天板４ａの
   下面に吹付けると共に、ガス誘導パイプ６の上端は遮熱
   板４ｃと天板４ａとの間に開口し、燃焼室２の燃焼ガス
   はガス誘導パイプ６によって直接排気室４の天板４ａの
   中央下面へ供給してガスセンサー７に触れさせたことを
   特徴とする請求項１記載の遠赤外線放射温風暖房機。