JP4103922B2 - マイナスイオン発生機を並設した温風暖房機 - Google Patents

Description

この発明は通年に渡りマイナスイオン発生機として使用できる温風暖房機に関するものである。

マイナスイオン発生機は送風機の送風路の壁面をプラスに帯電させ、この送風路内に向けてマイナス出力に接続した電極を配置しており、送風路の壁面と電極との間に高電圧を印加するとコロナ放電によって電極付近の空気をマイナスイオン化し、送風機による空気流が電極付近を通過するときに、マイナスイオン化した空気を室内に吹き出すと共に、新しい空気が電極付近でマイナスイオン化することで連続してマイナスイオンを吹き出すようにしたものである。

そして、発生したマイナスイオンは送風路内の空気中にあらかじめ存在していたプラスイオンに触れて消滅し、また、プラスに帯電した送風路の壁面などに触れて消滅し、更に、マイナスイオン発生機の吹出口から吹き出した後でも、空気中のプラスイオンに触れて消滅しており、一般的には自然の状態でレナード効果によって発生する滝の付近のマイナスイオン量を目安に、吹出口の前面１メートルで１〜２万個以上のマイナスイオンが得られるように設計されている。

このように空気流のあるところに電極を備え付ければマイナスイオン発生機として機能するから、空気清浄機の送風路にマイナスイオン発生機を構成してマイナスイオン発生機付空気清浄機として既に実用化されている。このため、前記するように温風暖房機の枠体内には室内対流ファンが備え付けられて、この室内対流ファンによって空気が送られる送風路があるから、この送風路に電極を配置し、プラスに帯電させた送風路壁とマイナス出力に接続した電極との間に高電圧を印加することによって、マイナスイオン発生機付温風暖房機が構成できる。

しかしながら、空気清浄機に代えてマイナスイオン発生機を温風暖房機の送風路に構成する時には、この送風路に突出させたマイナス出力に接続した電極に綿埃が付着することは避けられず、もし、大量の綿埃が電極に付着した状態で、この綿埃が暖房機の熱で着火するようなことがあると、暖房機から火災を発生させる恐れがある。この為、従来では温風暖房機の送風路を直接使ってマイナスイオン発生機を構成することは、アイデアとして存在していても実際には市販されていない。

このように暖房機の枠体内で温風を作り出す送風路を使ってマイナスイオン発生機を構成することはかなり危険であるので、暖房機の枠体内の送風路とは別の第二の送風路を形成し、また、この送風路内に専用送風路を形成して、新たな送風路にマイナスイオン発生機の電極を取付ける構造が検討された。この構造であれば送風路とマイナスイオン流路が独立するので、暖房中でもマイナスイオン発生機が安全に運転でき、通年にわたってマイナスイオン発生機が利用できるから、夏季において邪魔物扱いされる暖房機の有効活用の道が開けた。

しかし、この構造は暖房機に単独のマイナスイオン発生機を取付けただけであるから、製造コストの引き下げはほとんどできず、最近では多量生産されるマイナスイオン発生機の実売価格が低下しているから、暖房機とマイナスイオン発生機を別々に購入した方が安価になってしまう場合があり、同じ枠体に組み込んだメリットを生かすことができなくなる。

この発明は温風暖房機の送風路を利用してマイナスイオン発生機を構成するもので、枠体１内には枠体１の背部と枠体１の前部を連通する送風路２を設け、該送風路２の枠体１の背面側には室内対流ファン３を、また、送風路２の枠体１の前面側には温風吹出口４を取付け、該送風路２内にはバーナ５の燃焼室６を配置し、前記対流ファン３によって送風路２に吹込まれた室内空気は高温となって温風吹出口４から室内に吹き出すと共に、前記送風路２内にのぞませて高圧電源装置７に接続した電極８を配置し、該電極８をマイナス高電圧に、また、送風路２壁をプラス高電圧に接続し、電極８から発生したマイナスイオンを温風吹出口４から吹き出す温風暖房機であって、前記燃焼室６壁には排気開口１１を設け、前記電極８は前記排気開口１１と対向して配置したことを特徴とするものであり、バーナ５の燃焼熱によって電極８が高温に維持できるようになる。

また、前記燃焼室６壁には排気開口１１を設け、前記電極８は前記排気開口１１と対向して配置し、該電極８が排気開口１１を介してのぞむ燃焼室６内に赤熱体１０を配置したもので、電極８が排気開口１１から離れていても高温に維持できるようになる。

また、前記電極８は高温となる燃焼室６にのぞむ送風路２内に取付け、該電極８よりも室内対流ファン３側の送風路２には遮風体１２を配置し、該遮風体１２によって電極８付近の空気流を抑制することによって、電極８付近のマイナスイオン化したガスがわずかに減衰するだけで温風吹出口４から吹き出すことができる。

また、前記燃焼室６壁には排気開口１１を設け、前記電極８は前記排気開口１１と対向して配置し、該排気開口１１及び電極８よりも室内対流ファン３側には遮風体１２を設け、該遮風体１２によって電極８付近に高温の燃焼ガスを拡散させたので、前記電極８を高温に維持することができる。

また、前記電極８と前記室内対流ファン３との間に設けた前記遮風体１２には、室内対流ファン３から電極８に向かう空気流のための通風口１３を設けたので、電極８周りには室内対流ファン３の空気が流れており、暖房機不使用時でもマイナスイオンを効率よく発生させることができる。

上記のようにこの発明では暖房機の熱源に関係する燃焼室６壁に排気開口１１を設けて燃焼ガスを送風路２へ排出する時に、電極８をこの排気開口１１と対向する送風路２に取付けたから、燃焼室６からの放熱だけでなく、バーナ５の燃焼ガスによっても電極８は加熱されて高温に維持できるから、送風路２を綿埃が流れてきても電極８に付着できず、はじめて温風暖房機の温風を作り出す送風路２に電極８を直接配置することができたものである。

また、燃焼室６壁に排気開口１１を設けて燃焼ガスを送風路２へ排出して、電極８をこの排気開口１１と対向する送風路２に取付けた時には、この燃焼室６内に赤熱体１０を配置して電極８と対向させれば、この電極８は燃焼ガスと排気開口１１から放射する赤熱体１０の熱で加熱するから、電極８が排気開口１１から離れていても高温に維持できるようになり、送風路２を綿埃が流れてきても電極８に付着できないという効果が得られる。

また、送風路２に取付けた電極８よりも室内対流ファン３側の送風路２には、電極８付近の空気流を抑制する遮風体１２を配置したから、電極８に強い室内対流ファン３の空気流が吹き付けることはなくなり、電極８付近のマイナスイオン化したガスは送風路２の壁面に触れにくい状態で温風吹出口４に至るから減衰量が少なく、多量のマイナスイオンを含む温風を吹出すことができるようになった。

一方、暖房機として燃料の燃焼を利用するものでは、プラズマ状態になっている燃焼炎の中には多量のプラスイオンとマイナスイオンがほぼ同数個混在していることが知られており、従来ではこの炎の性質をフレームロツドによる炎検出に利用している。この燃焼炎に含まれて多量のプラスイオンとマイナスイオンを燃焼ガスと一緒に送風路に送り出すファンヒータと呼ばれる暖房機の場合、もし、送風路にマイナス出力に接続した電極を取付けた構造が実現できれば、この電極付近で発生しているマイナスイオンは直ちに燃焼ガス中のプラスイオンと結び付いて効率よく消滅するから、温風吹出口から吹き出すプラスイオン数が減少してマイナスイオン数との差である有効マイナスイオン数が増えることになる。

この為、燃焼室６壁に設けた排気開口１１と対向する送風路２に電極８を取付けると共に、この電極８よりも室内対流ファン３側の送風路２に遮風体１２を配置すれば、排気開口１１から排出する燃焼ガスが電極８の周りに拡散できるようになり、この電極８が高温に維持できると共に、燃焼ガスに含まれるプラスイオンが電極８によって消滅するから、燃焼ガスに含まれるマイナスイオンを温風吹出口４から効率よく吹出させることができた。

また、送風路２に取付けた電極８よりも室内対流ファン３側の送風路２に配置した遮風体１２には、電極８に向かう空気流を作り出す通風口１３を設けたので、電極８周りには常に室内対流ファン３の送風空気が流れており、特に暖房機不使用時において電極８付近のマイナスイオンを効率よく温風吹出口４から吹出させることができた。

図に示す石油燃料を用いる暖房機とマイナスイオン発生機を兼用させた実施例によってこの発明を説明すると、１は暖房機の枠体、５は枠体１内に配置して熱源を構成するバーナ、６はバーナ５の上部に配置して燃焼炎と燃焼ガスとが送られる燃焼室である。２は枠体１の背面から前面に向かって貫通して形成した送風路、３は枠体１の背面付近の送風路２の入口側に設けた室内対流ファン、４は送風路２の出口側に位置して枠体１の前面開口を形成する温風吹出口、１５は温風吹出口４に取付けたルーバであり、前記バーナ５の上部や燃焼室６は送風路２内に配置してある。

１６はバーナを燃焼可能温度に上昇させる点火兼用のヒータ、１７はバーナ５に燃焼空気を供給する燃焼ファン、１８はバーナ５に燃料を供給する燃料ポンプ、１９は燃焼ファン１７や燃料ポンプ１８等の各種の電装部品を制御しているコントローラ、２０は暖房機の操作部であり、操作部２０の指示によって暖房機を起動すると、コントローラ１９はヒータ１６に通電してバーナ５を燃焼可能温度に上昇させ、次に燃焼ファン１７や燃料ポンプ１８等を駆動する。石油燃料はバーナ５内で着火して燃焼を開始し、燃焼室８内で完全燃焼するようになっている。

図１に示す実施例の石油暖房機はファンヒータと呼ばれる燃焼ガスを室内に放出するタイプであって、１１は燃焼室６の壁面を構成する上壁に設けた排気開口であり、この排気開口１１は送風路２内に開口しており、燃焼ガスは送風路２に送られる。

上記の石油燃焼機において、前記室内対流ファン３を運転すると室内空気は送風路２内に吹き込まれ、排気開口１１から送られる高温の燃焼ガスと混合して、送風路２内の室内空気の温度が高められ、温風となって温風吹出口４から室内に吹き出している。

８は送風路２内に先端を位置させた電極、７は枠体１に取付けてプラス側を枠体１にアースする高圧電源装置であり、高圧電源装置７のマイナス側の出力を電極８に接続している。高圧電源装置７に通電すると、枠体１にアースされて送風路２壁はプラスとなり、電極８がマイナスとなるからコロナ放電を開始して電極８付近の空気はマイナスイオン化する。前記室内対流ファン３を運転すると、室内空気が電極８付近のマイナスイオン化した空気を温風と一緒に温風吹出口４から室内に吹き出して、マイナスイオン発生機が構成できる。

この発明はマイナスイオン発生機と暖房機との兼用を狙ったものであるが、エアコンや空気清浄器からなる空気調和機の送風路にマイナスイオン発生機を構成したものは既に実用化されている。しかしながら、この発明のように温風暖房機の送風路を使ってマイナスイオン発生機を構成したものは実用化されていない。この理由として電極は送風路に突出して取付けられるから、空気流に乗って送風路に吹き込まれた綿埃が電極に付着して堆積するものであり、常に電極を清掃する必要があるが、取扱者が定期的に清掃を実行するという保証はない。このため実用化されたマイナスイオン発生機を組み込んだ既存の機器では、強力なフィルターを設置することで電極のメンテナンスフリーを実施しているが、熱源を持った暖房機にこのような強力なフィルターを設置すれば、もしこのフィルターの目詰まりが発生すると枠体内の冷却空気流が確保できず、枠体の異常加熱による火災の発生の恐れがあるから、荒いフィルターを持ったものが使われている。このようなフィルターであるから実際の暖房機では綿埃が送風路に進入しやすく、電極への綿埃の付着は避けることができない。もし大量に綿埃が電極に付着した状態で、この綿埃がバーナの熱で引火するようなことがあると火災の発生という大事故になってしまう。

この発明はマイナスイオン発生機と夏季において使用されることのない暖房機とを同じ枠体１内に組み込んで一体化するにあたり、送風路２内の電極８の取付け位置を限定して長期間にわたり使用続けてもトラブルの発生を防止できたものである。即ち、第１の実施例では前記燃焼室６壁に排気開口１１を設けた暖房機において、送風路２壁に取付ける前記電極８はこの排気開口１１と対向する位置となるように特定したものであり、一般的な燃焼室６に設ける排気開口１１は燃焼室６の上部に形成されるから、電極８は送風路２の天板から下方に向けて取付けることになる。

このように取付けられた電極８の位置では、この電極８がバーナ５の燃焼熱で強力に加熱される状態になることを意図しており、排気開口１１から放出される燃焼ガスの熱を受けて、綿埃が付着しても短時間で炭化もしくは酸化してしまう温度、好ましくは赤熱するほど電極８が加熱されるような位置に取付けられている。

このため室内対流ファン３によって室内空気が送風路２に吹き込まれており、この空気流に乗って綿埃が侵入して電極８に付着しようとしても、綿埃はバーナ５の熱で直ちに炭化もしくは酸化して逸散するから、大量に綿埃が付着した状態で突然引火燃焼を開始するようなことはなくなった。また、夏季にマイナスイオン発生機の機能だけを使用すると、冬季に暖房機を使用開始する時に電極８に綿埃が付着しているが、この綿埃はバーナ５の熱で電極８の付近が高温になるにしたがって少しずつ炭化もしくは酸化して、やがて電極８が赤熱するまでにはこの綿埃は吹き飛ばされて消滅してしまっている。そして、この綿埃が吹き飛ばされる時には、まだ、暖房機の各部及び送風路２の空気は低温であるから、吹き飛ばされた綿埃が燃えて、焦げ臭い臭いがする時があっても、すぐに臭いは治まって通常の暖房機の使用が開始できるようになる。

また、前記燃焼室６壁に設けた排気開口１１は燃焼ガスだけでなく熱線もこの排気開口１１から放射できるから、第２の実施例において、１０は排気開口１１にのぞむ燃焼室６内に位置させた赤熱体であり、この赤熱体１０をのぞむ送風路２の天板に電極８を取付けたものである。

このような構造とすれば、電極８は高温の燃焼ガスと共に熱線でも加熱されるから、例えば、送風路２の天板と排気開口１１との距離が少し離れていても、熱線によって加熱される電極８は速やかに高温となり、綿埃が炭化もしくは酸化して逸散するときに効果的に働くようになる。

以上のようにこの発明はバーナ５の燃焼熱で電極８を赤熱するほど高温に維持することによって、電極８に付着したもしくは付着しようとする綿埃を、炭化もしくは酸化して逸散させるものではあるが、この電極８はあくまでマイナスイオンの発生を行なう部分であり、電極８が赤熱するからといって、たとえば燃焼室６内などで室内対流ファン３の送風空気流が期待できないところに設置した時には、マイナスイオン発生器を単独で運転しても、多量のマイナスイオンを温風吹出口４から吹出すことができず、したがって、この電極８の取付け位置によってマイナスイオンの発生の能力を悪化させてはならない。

更に、暖房機の温風は枠体１内からバーナ５の熱を効果的に室内に送り出す働きがあるから、かなりの強い風速が要求される。そして、夏季にマイナスイオン発生機としてのみ使用する時には、室内対流ファン３の風速を抑えて使用することもできるが、暖房機の場合はバーナ５の発熱量に見合った風速が必要で、電極８から発生したマイナスイオンが送風路２の壁やルーバ１５などに吹き付けられると、枠体１のプラスイオンに触れて消滅して期待したほどはマイナスイオン量が得られない恐れがある。

この発明の第３の実施例ではマイナスイオンを効果的に作り出す構造に係るものであり、１２は電極８よりも室内対流ファン３側の送風路２に取付けた遮風体である。該遮風体１２は室内対流ファン３の風が電極８付近を吹き抜けないようにしている。室内対流ファン３の風は遮風板１２を迂回して電極８付近に至るから風速は弱められ、送風路２の壁付近には流れの早い空気流があるから電極８付近のマイナスイオン化した空気は送風路２の壁から離れた中央部を温風吹出口４に向かって流れるようになり、マイナスイオンの減衰量を抑えることができた。

また、第４の実施例では燃焼室６の壁に排気開口１１を設け、前記電極８を排気開口１１と対向して配置して、電極８が燃焼ガスによって加熱する構造になっている。燃焼ガス中には燃焼炎によって発生した多量のプラスイオンとマイナスイオンがほぼ同量含まれているから、前記遮風板１２を電極８の風上側に配置した時には、遮風板１２によって室内対流ファン３の風が抑制されているので、燃焼ガスは電極８の周りに拡散し易くなる。

このように多量のイオンを含んだ燃焼ガスがマイナスの高電圧を印加した電極８の周りに拡散すれば、高電圧による電極８のマイナスの電荷は燃焼ガス中のプラスイオンと結び付いて消滅させるから、温風吹出口４から吹き出す温風には燃焼ガス中に含まれていた多量のマイナスイオンが含まれるようになった。このように燃焼ガス中のプラスイオンを減少しマイナスイオンを残す時には、温風吹出口４から吹き出すプラスイオンの個数とマイナスイオンの個数との差である有効マイナスイオン数が、マイナスイオン発生機の単独運転よりも多量のマイナスイオン数を得ることができる。

このように遮風板１２の働きは室内送風ファン３の風量を低下できない暖房機に有効な構造であるが、マイナスイオン発生機として使用する時には風量が少な過ぎて期待するマイナスイオン数が得られないことがある。このため、第５の実施例において、１３は電極８にのぞませて遮風板１２に設けた通風口であり、室内対流ファン３から電極８に向かう空気流が形成できるので、室内対流ファン３の風速を低下させても電極８の周りには一定の空気流を確保でき、電極８付近に拡散するマイナスイオンを含むガスを効率よく温風吹出口４に導き、マイナスイオンが送風路２の壁面に触れて消滅する量を極力少なくできるようになった。勿論、この通風口１３は暖房機として使用している時にも有効に働き、電極８付近の多量のマイナスイオンを温風吹出口４に導くことができる。

この発明の実施例を示す暖房機の横断面図である。

符号の説明

１ 枠体
２ 送風路
３ 室内対流ファン
４ 温風吹出口
５ バーナ
６ 燃焼室
７ 高圧電源装置
８ 電極
１０ 赤熱体
１１ 排気開口
１２ 遮風体
１３ 通風口

Claims (5)

1. 枠体（１）内には枠体（１）の背部と枠体（１）の前部を連通する送風路（２）を設け、該送風路（２）の枠体（１）の背面側には室内対流ファン（３）を、また、送風路（２）の枠体（１）の前面側には温風吹出口（４）を取付け、該送風路（２）内にはバーナ（５）の燃焼室（６）を配置し、前記対流ファン（３）によって送風路（２）に吹込まれた室内空気は高温となって温風吹出口（４）から室内に吹き出すと共に、
   前記送風路（２）内にのぞませて高圧電源装置（７）に接続した電極（８）を配置し、該電極（８）をマイナス高電圧に、また、送風路（２）壁をプラス高電圧に接続し、電極（８）から発生したマイナスイオンを温風吹出口（４）から吹き出す温風暖房機であって、
   前記燃焼室（６）壁には排気開口（１１）を設け、前記電極（８）は前記排気開口（１１）と対向して配置したことを特徴とするマイナスイオン発生機を並設した温風暖房機。
2. 枠体（１）内には枠体（１）の背部と枠体（１）の前部を連通する送風路（２）を設け、該送風路（２）の枠体（１）の背面側には室内対流ファン（３）を、また、送風路（２）の枠体（１）の前面側には温風吹出口（４）を取付け、該送風路（２）内にはバーナ（５）の燃焼室（６）を配置し、前記対流ファン（３）によって送風路（２）に吹込まれた室内空気は高温となって温風吹出口（４）から室内に吹き出すと共に、
   前記送風路（２）内にのぞませて高圧電源装置（７）に接続した電極（８）を配置し、該電極（８）をマイナス高電圧に、また、送風路（２）壁をプラス高電圧に接続し、電極（８）から発生したマイナスイオンを温風吹出口（４）から吹き出す温風暖房機であって、
   前記燃焼室（６）壁には排気開口（１１）を設け、前記電極（８）は前記排気開口（１１）と対向して配置し、該電極（８）が排気開口（１１）を介してのぞむ燃焼室（６）内に赤熱体（１０）を配置したことを特徴とするマイナスイオン発生機を並設した温風暖房機。
3. 枠体（１）内には枠体（１）の背部と枠体（１）の前部を連通する送風路（２）を設け、該送風路（２）の枠体（１）の背面側には室内対流ファン（３）を、また、送風路（２）の枠体（１）の前面側には温風吹出口（４）を取付け、該送風路（２）内にはバーナ（５）の燃焼室（６）を配置し、前記対流ファン（３）によって送風路（２）に吹込まれた室内空気は高温となって温風吹出口（４）から室内に吹き出すと共に、
   前記送風路（２）内にのぞませて高圧電源装置（７）に接続した電極（８）を配置し、該電極（８）をマイナス高電圧に、また、送風路（２）壁をプラス高電圧に接続し、電極（８）から発生したマイナスイオンを温風吹出口（４）から吹き出す温風暖房機であって、
   前記電極（８）は高温となる燃焼室（６）にのぞむ送風路（２）内に取付け、該電極（８）よりも室内対流ファン（３）側の送風路（２）には遮風体（１２）を配置し、該遮風体（１２）によって電極（８）付近の空気流を抑制することを特徴とするマイナスイオン発生機を並設した温風暖房機。
4. 枠体（１）内には枠体（１）の背部と枠体（１）の前部を連通する送風路（２）を設け、該送風路（２）の枠体（１）の背面側には室内対流ファン（３）を、また、送風路（２）の枠体（１）の前面側には温風吹出口（４）を取付け、該送風路（２）内にはバーナ（５）の燃焼室（６）を配置し、前記対流ファン（３）によって送風路（２）に吹込まれた室内空気は高温となって温風吹出口（４）から室内に吹き出すと共に、
   前記送風路（２）内にのぞませて高圧電源装置（７）に接続した電極（８）を配置し、該電極（８）をマイナス高電圧に、また、送風路（２）壁をプラス高電圧に接続し、電極（８）から発生したマイナスイオンを温風吹出口（４）から吹き出す温風暖房機であって、
   前記燃焼室（６）壁には排気開口（１１）を設け、前記電極（８）は前記排気開口（１１）と対向して配置し、該排気開口（１１）及び電極（８）よりも室内対流ファン（３）側には遮風体（１２）を設け、該遮風体（１２）によって電極（８）付近に高温の燃焼ガスを拡散させたことを特徴とするマイナスイオン発生機を並設した温風暖房機。
5. 前記電極（８）と前記室内対流ファン（３）との間に設けた前記遮風体（１２）には、室内対流ファン（３）から電極（８）に向かう空気流のための通風口（１３）を設けた請求項３または４記載のマイナスイオン発生機を並設した温風暖房機。

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