JP3835920B2

JP3835920B2 - 温風器

Info

Publication number: JP3835920B2
Application number: JP05317898A
Authority: JP
Inventors: 義雄改田; 義孝栢原
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: JPH11248251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱手段により加熱気体を生成して、その加熱気体を対象域へ供給することでその対象域を暖房する温風器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の如き温風器は、対人暖房ないし乾燥目的の暖房のいずれを主目的とするものにしても、加熱気体を対象域へ供給する機能しか持たず、例えば電熱により気体を加熱するものでは域内温度の上昇に伴う相対湿度の低下が見られるのの、域内の絶対湿度を低下させて対象域を減湿雰囲気にする機能までは無く、また、ガスバーナや液体燃料バーナによる燃焼ガスを対象域への供給加熱気体とするものでは、むしろ、燃焼ガス中に含まれる水分で対象域が加湿傾向になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、対象域を暖房することに並行して、室壁や窓ガラスなどの域内低温部での結露（特にガスバーナや液体燃料バーナによる燃焼ガスを対象域への供給加熱気体にする形式の温風器でよく見られる）を防止したり、あるいは衣類等の乾燥を促進するなど、種々の目的で暖房と減湿との両方が望まれる場合があり、この点、従来の温風器は不十分なものであった。
【０００４】
この実情に対し、本発明の主たる課題は、温風器が加熱気体供給のために有する熱源を利用した合理的な除湿方式により、上記問題を解消する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１記載の発明では、加熱手段により加熱気体を生成してその加熱気体を対象域へ供給することで、温風器の本来機能として対象域の暖房を行い、また、付加装備の除湿手段により、吸湿剤を用い空気を除湿してその除湿空気を対象域へ供給することで、付加機能として対象域を減湿雰囲気（絶対湿度を低減した雰囲気）にする。
【０００６】
そして、この吸湿剤による除湿に対し、暖房用熱源としての上記加熱手段による生成加熱気体の一部を再生用気体に利用して、再生手段により吸湿後の吸湿剤を脱湿再生することで、その吸湿剤の繰り返し使用による継続的な空気除湿を可能にし、その脱湿再生で吸湿剤から脱離させた水分は処理手段により回収又は所定箇所へ排出する。
【０００７】
すなわち、このことにより、対象域を暖房することに並行して、室壁や窓ガラスでの結露を防止したり、あるいは衣類等の乾燥を促進するなど、種々の目的で対象域の暖房と減湿との両方が望まれることに対し、除湿機能を備える温風器として一器で要求に応じることができる。
【０００８】
また、吸湿剤を用いて空気除湿を行うから、常温の空気を冷却して除湿する方式に比べ低温熱源が不要となることで装置構成を簡略化でき、さらにまた、温風器が本来備える加熱手段を利用して、その加熱手段による生成加熱気体の一部により吸湿剤の脱湿再生を行うから、脱湿再生用の専用熱源を備える独立した除湿器を単に温風器に一体化して温風器に除湿機能を備えさせるに比べ、脱湿再生用の専用熱源が不要となることで装置構成を簡略化でき、これらの点で、装置をコンパクトにし得るとともに装置コストも安価にすることができる。
【０００９】
なお、除湿手段へ送る除湿対象空気や加熱手段へ送る加熱対象気体には、対象域の域内空気、外気、域内空気と外気との混合空気のいずれを用いてもよいが、これら除湿対象空気や加熱対象気体として対象域の域内空気（ないし外気との混合空気）を用いる構成を採れば、域内空気の循環除湿や循環加熱となることから、対象域の減湿や暖房を少ない消費エネルギで効率的に行うことができ、また、これら除湿対象空気や加熱対象気体として外気（ないし域内空気との混合空気）を用いる構成を採れば、減湿及び暖房に加え対象域の換気も合わせ行うことができる。
又、請求項１記載の発明では、加熱手段としてガスバーナ又は液体燃料バーナを設け、このバーナで生成される燃焼ガスを、対象域への供給加熱気体及び再生用気体として用いる。
つまり、ガスバーナや液体燃料バーナで生成される燃焼ガスを暖房用の加熱気体として対象域へ供給（一般には、燃焼ガスと空気との混合気体を供給）する方式は、暖房において一般に採用される方式であるが、この方式の場合、燃焼ガス中に含まれる水分が対象域に付与されることで域内が加湿傾向になることから、室壁や窓ガラスでの結露が生じ易いなど種々の理由で、その加湿傾向を抑制ないし回避することが要求される場合も多い。
これに対し、ガスバーナや液体燃料バーナで生成される燃焼ガス（ないし、その燃焼ガスと空気との混合気体）を前記の生成加熱気体として、その一部を再生用気体に用い前記除湿手段及び再生手段による空気除湿及び脱湿再生を行うことにより、不要な加湿傾向を抑制ないし回避する、あるいは、加湿傾向の回避に止まらず域内を積極的に乾燥雰囲気にすることもでき、この点で、ガスバーナ又は液体燃料バーナを用いるこの種の方式の温風器の効果的な改善が可能となる。
また、加熱手段としてガスバーナや液体燃料バーナを用いる構成において、除湿手段へ送る除湿対象空気に対象域の域内空気を用いる構成を採れば、ガスバーナや液体燃料バーナで発生して対象域に付与される臭い成分を、吸湿剤による空気除湿の際に合わせ吸湿剤により除去（吸着ないし吸収による除去）することをもって、対象域における燃焼臭を低減する脱臭機能も備えさせることができ、この点からも、ガスバーナ又は液体燃料バーナを用いるこの種の方式の温風器を効果的に改善できる。
【００１０】
更に、請求項１記載の発明では、脱湿再生で吸湿剤から脱離した水分を処理手段において処理するのに、再生用気体としての使用で吸湿剤からの脱離水分を含んで高湿となった気体を対象域の域内空気と熱交換させて冷却することで、その高湿気体中の水分を凝縮させて分離し、そして、その水分分離後の気体を対象域へ供給する。
【００１１】
つまり、この処理形態であれば、再生用気体として用いた後の高湿気体と域内空気との熱交換、及び、水分分離後の気体の対象域への供給により、再生用気体として用いた気体の保有熱（もとは加熱手段による付与熱）のほぼ全量を回収して対象域の暖房に寄与させることができ、これにより、対象域の暖房と減湿との両方を行うことにおいて消費エネルギを節減でき、省エネ面及び運転経費の面で有利になる。
【００１２】
また、脱湿再生で吸湿剤から脱離させた水分を凝縮水の形で回収又は所定箇所へ排出する形態になることから、例えば、再生用気体として用いた後の脱離水分を含む高湿気体をそのまま屋外へ排出する処理形態を採るに比べ、上記の如き消費エネルギの節減とともに周囲環境への悪影響も回避でき、また、回収や排出のための構成も軽小で装設が容易なものになる。
【００１３】
〔２〕請求項２記載の発明では、除湿手段において吸湿剤により空気除湿し、また、再生手段において吸湿後の吸湿剤を脱湿再生するのに、吸湿剤の一部を空気に対し除湿作用させる間に吸湿剤の他部（すなわち、先に除湿作用させた吸湿剤であって、脱湿再生の後に再び除湿作用させる吸湿剤）を脱湿再生する。
【００１４】
つまり、このように空気に対し除湿作用させる吸湿剤と脱湿再生を行う吸湿剤とを繰り返し交代させる形態で、空気の除湿と吸湿剤の脱湿再生とを並行して行うことにより、空気除湿を吸湿剤の脱湿再生のために中断することなく連続に実施でき、これにより、例えば吸湿剤が飽和状態（破過点）に至ったとき空気除湿を一時停止して、その停止の間に吸湿剤を脱湿再生する形態を採るに比べ、対象域における域内湿度の変動を抑止して所望の減湿雰囲気を安定的に得ることができる。
【００１５】
〔３〕請求項３記載の発明では、加熱手段による生成加熱気体の対象域への供給を停止して、その生成加熱気体を再生用気体としてのみ用いる状態で、除湿手段及び再生手段を運転する除湿専用運転への切り換えを可能にする。
【００１６】
つまり、加熱気体供給による暖房を行いながら、その加熱気体の一部を再生用気体に利用して空気の除湿と吸湿剤の脱湿再生を行う暖房・除湿運転との切り換え運転として、上記の除湿専用運転を行えるようにすることで、梅雨季に代表される中間季（また場合によっては夏季）における室内の減湿や衣類等の乾燥の促進など、種々の目的で減湿のみが必要となる場合にも対応でき、この点で実用性の一層高いものとなる。
【００１７】
〔４〕請求項４記載の発明では、加熱手段による生成加熱気体の再生用気体としての使用を停止して除湿手段及び再生手段の運転を停止した状態で、その生成加熱空気を対象域へ供給する暖房専用運転への切り換えを可能にする。
【００１８】
つまり、加熱気体供給による暖房を行いながら、その加熱気体の一部を再生用気体に利用して空気の除湿と吸湿剤の脱湿再生を行う暖房・除湿運転との切り換え運転として、上記の暖房専用運転を行えるようにすることにより、減湿は必要とせず暖房のみが必要な場合にも対応でき、この点で実用性の一層高いものとなる。
【００１９】
〔５〕請求項５記載の発明では、除湿手段により除湿して対象室へ供給する除湿空気の風量、及び、再生用気体として再生手段へ送る加熱気体の風量を変更する調整手段を設ける。
【００２０】
つまり、これら風量を調整手段により変更することで、対象域に対する減湿能力を調整して対象域の域内湿度を所望の値に調整でき、この点で実用性の一層高いものとなる。
【００２１】
また、除湿空気の風量を変更して減湿能力を調整できるようにするのに対し、再生用気体として再生手段へ送る加熱気体の風量を余裕のある大きな風量に単に固定する形態を採るに比べ、再生用気体としての加熱気体の使用量を節減して消費エネルギを低減でき、省エネ面及び運転経費の面でも一層有利になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図２は温風器の一例としてのガスファンヒータを示し、図１に示す如く、このガスファンヒータの器体１の内部には、ガスバーナ２、ファン３、除湿用ロータ４、回収用熱交換器５、及び、ドレンタンク６を内装してある。
【００２７】
除湿用ロータ４はロータ回転軸芯Ｐの方向での通気が可能なハニカム状の基材で形成し、そのハニカム状基材に吸湿剤Ｘ（例えば、シリカゲルや塩化リチウムなど）を担持させてある。また、除湿用ロータ４の収容室７はロータ回転方向において吸湿域７ａと脱湿域７ｂとに区画し、これら両域７ａ，７ｂに跨がらせた状態で除湿用ロータ４を回転させる。
【００２８】
８は暖房対象域である対象室の室内空気Ａを取り入れる吸込口であり、この吸込口８からファン３により器体内部へ取り入れた空気Ａは、燃焼用一次空気Ａ１，燃焼用二次空気Ａ２，除湿対象空気Ａ３，冷却用空気Ａ４の４流に分流し、燃焼用一次空気Ａ１は、燃料ガス路９から供給される燃料ガスＧと混合してガスバーナ２へ送り、燃焼用二次空気Ａ２はガスバーナ２の燃焼室１０へ送る。
【００２９】
一方、除湿対象空気Ａ３はロータ収容室７の吸湿域７ａへ送って除湿用ロータ４のうち吸湿域７ａに位置する部分に通過させ、その通過過程において吸湿剤Ｘにより除湿する。そして、吸湿域７ａから送出される除湿空気Ａｄは燃焼室１０から暖房用の加熱気体として吹出口１１へ送出される燃焼ガスＡｇ（正確には燃焼ガスと空気との混合気体）に合流させ、その合流気体（Ａｇ，Ａｄ）を吹出口１１から対象室へ吹き出すことで対象室の室内を暖房すると同時に減湿する。
【００３０】
燃焼室１０において生成される燃焼ガスＡｇの一部は、再生用気体Ｓとしてロータ収容室７の脱湿域７ｂへ送って除湿用ロータ４のうち脱湿域７ｂに位置する部分に通過させ、これにより、先に吸湿域７ａにおいて除湿作用した吸湿剤Ｘを脱湿域７ｂにおいて脱湿再生する。つまり、除湿用ロータ４の回転において、そのロータ４における吸湿剤Ｘの一部を吸湿域７ａで除湿対象空気Ａ３に対し除湿作用させる間に、ロータ４における吸湿剤Ｘの他部を脱湿域７ｂにおいて脱湿再生し、これにより、吸湿剤Ｘによる空気除湿を連続して行う。
【００３１】
再生用気体Ｓとしての使用で吸湿剤Ｘからの脱離水分を含んで高湿となった気体Ａｍは回収用熱交換器５に導いて冷却用空気Ａ４と熱交換させることで冷却し、これにより、その高湿気体Ａｍに含まれる水分を凝縮させて分離する。そして、その水分分離後の気体Ａｍ’は、除湿空気Ａｄと同様、燃焼室１０から暖房用の加熱気体として吹出口１１へ送出される燃焼ガスＡｇ（燃焼ガスと空気との混合気体）に合流させて対象室へ吹き出す。
【００３２】
また、回収用熱交換器５において高湿気体Ａｍと熱交換した空気Ａ４’は、燃焼室１０へ送って燃焼室１０での生成燃焼ガスＡｇに合流させ、これにより、その熱交換後の空気Ａ４’が保有する高湿気体Ａｍからの奪取熱を回収して暖房及び吸湿剤Ｘの脱湿再生に寄与させる。一方、高湿気体Ａｍから分離した凝縮水Ｗはドレンタンク６に受け入れ貯留し、このドレンタンク６は適時、器体１から取り出して内部の貯留凝縮水Ｗを適当箇所へ排出する。
【００３３】
対象室の暖房と減湿を並行する上記の暖房・除湿運転との切り換え運転として、このガスファンヒータでは、対象室の減湿のみを行う除湿専用運転、及び、対象室の暖房のみを行う暖房専用運転の実施を可能にしてあり、除湿専用運転では、弁Ｖ５を閉じて燃焼室１０での生成燃焼ガスＡｇの全量を脱湿域７ｂへ送る。つまり、燃焼室１０で生成される燃焼ガスＡｇ（燃焼ガスと空気との混合気体）の暖房用加熱気体としての対象室への供給は停止し、その燃焼ガスＡｇを再生用気体Ｓとしてのみ用いる状態で、吸湿域７ａでの空気除湿と脱湿域７ｂでの脱湿再生のみを実施する。
【００３４】
また、暖房専用運転では、弁Ｖ３を閉じて吸湿域７ａへの除湿対象空気Ａ３の供給を停止するとともに、弁Ｖ６を閉じて脱湿域７ｂへの燃焼ガスＡｇの供給を停止する。つまり、燃焼室１０で生成される燃焼ガスＡｇ（燃焼ガスと空気との混合気体）の再生用気体Ｓとしての使用を停止して、吸湿域７ａでの空気除湿及び脱湿域７ｂでの脱湿再生を停止した状態で、燃焼室１０での生成燃焼ガスＡｇの全量を暖房用加熱気体として対象室へ供給する。
【００３５】
なお、このガスファンヒータでは、付与される切り換え指令に応じて暖房・除湿運転、除湿専用運転、暖房専用運転の切り換えを行うとともに、所望の室内温度ｔｓを指定すると、吸込口８において温度センサ１２により検出される室内温度ｔと指定室内温度ｔｓとの偏差に基づき、弁ＶＧ，Ｖ１，Ｖ２により燃料ガスＧ，燃焼用一次空気Ａ１，燃焼用二次空気Ａ２の供給量を調整するとともにファン３の出力を調整して暖房能力を調整し、この暖房能力の調整により室内温度ｔを指定室内温度ｔｓに調整する制御器を装備してある。
【００３６】
また、この制御器には、暖房・除湿運転ないし除湿専用運転において所望の室内湿度ｒｓを指定すると、吸込口８において湿度センサ１３により検出される室内湿度ｒと指定室内湿度ｒｓとの偏差に基づき、弁Ｖ３，Ｖ６により除湿空気Ａｄの風量及び再生用気体Ｓとして使用する燃焼ガスＡｇの風量を調整して対象室に対する減湿能力を調整し、この減湿能力の調整により室内湿度ｒを指定室内湿度ｒｓに調整する機能も備えさせてある。
【００３７】
以上、本実施形態おいて、ガスバーナ２は暖房用熱源として加熱気体Ａｇを生成する加熱手段を構成し、除湿用ロータ４及びロータ収容室７の吸湿域７ａは、吸湿剤Ｘにより空気Ａ３を除湿して除湿空気Ａｄを対象域へ供給することで対象域を減湿雰囲気にする除湿手段を構成し、除湿用ロータ４及びロータ収容室７の脱湿域７ｂは、加熱手段２による生成加熱気体Ａｇの一部を再生用気体Ｓに用いて吸湿後の吸湿剤Ｘを脱湿再生する再生手段を構成する。
【００３８】
また、回収用熱交換器５及びドレンタンク６は、再生手段４，７ｂでの脱湿再生で吸湿剤Ｘから脱離した水分を回収する処理手段を構成し、弁Ｖ３及び弁Ｖ６は、除湿手段４，７ａにより除湿して対象室へ供給する除湿空気Ａｄの風量、及び、再生用気体Ｓとして再生手段４，７ｂへ送る加熱気体Ａｇの風量を変更する調整手段を構成する。
【００３９】
〔別の実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００４０】
暖房用熱源としての加熱手段は、ガスバーナに限定されるものではなく、灯油バーナなどの液体燃料バーナであってもよい。
【００４１】
吸湿剤には、空気中の水分を吸着するシリカゲル、活性アルミナ、合成ゼオライト、活性炭などの吸着剤、あるいは、空気中の水分を吸収する塩化リチウムや塩化カルシウムなどの吸収剤を初め、吸湿性を有し、かつ、加熱気体による脱湿再生が可能なものであれば種々のものを採用できる。
【００４２】
前述の実施形態では、再生用気体としての使用で吸湿剤からの脱離水分を含んで高湿となった気体を冷却することで気体中の水分を凝縮させて、脱離水分を凝縮水の形で回収する例を示したが、これに代え、脱湿再生での脱離水分を処理するのに、その脱離水分を凝縮水の形で排水路などの所定箇所へ排出するなどの処理形態を採用してもよい。
【００４４】
吸湿剤の一部を空気に対し除湿作用させる間に吸湿剤の他部を脱湿再生する形態に代え、場合によっては、吸湿剤が飽和状態ないしそれに近い状態になると、除湿を中断して、その間に吸湿剤を脱湿再生する形態を採用してもよい。
【００４５】
本発明は、対人暖房に用いる温風器に限らず、乾燥目的の暖房に用いる温風器にも適用でき、例えば、湿気を嫌う物品の保管室や浴室を対象とする温風器に本発明を適用すれば、保管物品の乾燥、及び、浴室そのものや浴室常備品の乾燥を促進できて特に高い実用効果を得ることができ、また、布団乾燥や衣類乾燥などを目的とする物品加熱乾燥用の温風器に適用して、加熱気体とともに除湿空気を対象域としての乾燥処理部へ供給するようにすれば乾燥処理の効率を効果的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示すガスファンヒータの構成図
【図２】ガスファンヒータの外観図
【符号の説明】
２加熱手段
Ａｇ加熱気体
Ｘ吸湿剤
Ａ空気，域内空気
Ａｄ除湿空気
４，７ａ除湿手段
Ｓ再生用気体
４，７ｂ再生手段
５，６処理手段
Ａｍ高湿気体
Ａｍ’ 水分分離後の気体
Ｖ３，Ｖ６調整手段

Claims

加熱手段により加熱気体を生成して、その加熱気体を対象域へ供給することでその対象域を暖房する温風器であって、
吸湿剤により空気を除湿して、その除湿空気を前記対象域へ供給することで前記対象域を減湿雰囲気にする除湿手段と、
前記加熱手段による生成加熱気体の一部を再生用気体に用いて吸湿後の前記吸湿剤を脱湿再生する再生手段と、
その脱湿再生で前記吸湿剤から脱離した水分を回収又は所定箇所へ排出する処理手段とを装備してあり、
前記加熱手段としてガスバーナ又は液体燃料バーナを設け、
このバーナで生成される燃焼ガスを、前記対象域への供給加熱気体及び前記再生用気体として用いる構成にしてあり、
前記処理手段を、前記再生用気体としての使用で高湿となった気体を前記対象域の域内空気と熱交換させて冷却することで、その高湿気体中の水分を凝縮させて分離し、その水分分離後の気体を前記対象域へ供給する構成にしてあり、
前記処理手段において前記高湿気体と熱交換した前記域内空気を前記バーナの燃焼室へ送ってその燃焼室での生成燃焼ガスに合流させる構成にしてある温風器。
前記除湿手段及び前記再生手段を、前記吸湿剤の一部を除湿作用させる間に前記吸湿剤の他部を脱湿再生する構成にしてある請求項１記載の温風器。
前記加熱手段による生成加熱気体の前記対象域への供給を停止して、その生成加熱気体を前記再生用気体としてのみ用いる状態で前記除湿手段及び前記再生手段を運転する除湿専用運転への切り換えが可能な構成にしてある請求項１又は２記載の温風器。
前記加熱手段による生成加熱気体の前記再生用気体としての使用を停止して前記除湿手段及び前記再生手段の運転を停止した状態で、その生成加熱気体を前記対象域へ供給する暖房専用運転への切り換えが可能な構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の温風器。
前記除湿手段により除湿して前記対象室へ供給する除湿空気の風量、及び、前記再生用気体として前記再生手段へ送る加熱気体の風量を変更する調整手段を設けてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の温風器。