JPH0735414A - 電気蓄熱暖房器の通風路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱暖房器で夜間暖房時にも蓄熱を可能と
し、かつダンパーによる通風路の切換えが静かな通風路
構造を得る。 【構成】 通風路構造は、入口通風路に温風路Ａと、冷
風路Ｂを並列に接続し、出口通風路で合流するように構
成している。温風路Ａは、断熱材３で囲まれた蓄熱体１
と接触して直接熱交換するように形成され、冷風路Ｂは
蓄熱体１を非接触又は殆んど触れないよう冷風を出口側
へ送るように設けられている。入口通風路には通風ファ
ン４により吸入した風を分流するダンパー５が設けら
れ、出口通風路には補助ヒータ６が設けられている。補
助ヒータ６による夜間暖房時はダンパー５で温風路Ａへ
の通風を遮断して蓄熱体１への蓄熱を可能とする。ダン
パー５の切換えはバイメタル７を正特性サーミスタ８へ
の通電により衝撃音を伴なうことなく行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、補助ヒータ付蓄熱暖
房器の通風路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱暖房器は、深夜電力時間帯（２３時
〜７時）等における安価な電力を利用して蓄熱した熱を
暖房に供するものであり、原理的な構成を有するものと
して、例えば特開昭４９−２３５５号公報、あるいは特
開昭５０−１３０２４４号公報のものが知られている。
図３に一般的な従来の蓄熱暖房器の概略構造を示す。１
は蓄熱体、２は蓄熱ヒータ、３は断熱材、４は通風ファ
ン、５ｘはダンパー、６は補助ヒータである。

【０００３】図示のように、蓄熱暖房器内の通風路構造
は、一般に断熱材３で囲まれた蓄熱体１と接触して直接
熱交換する通風路Ａと、反対に蓄熱体１に非接触で又は
殆んど触れないように吸入側の冷風を出口側へ送る通風
路Ｂとから成る。吸入側に設けた通風ファン４で吸入さ
れた風を途中のダンパー５ｘで上記通風路へ導き、ダン
パーの開度を調整して上記両通風路Ａ、Ｂからの冷風と
温風を混合して温度調節をし、出口側から最適温度の温
風が得られる。

【０００４】蓄熱量が低下し、十分な暖房能力（熱の取
出し）が得られない場合の補助暖房用として通風路の出
口側には補助ヒータ６が設けられている。ダンパー５ｘ
は、図示省略されているが、一般にはダンパーの回転軸
をモータで回転させ、又は電磁式ソレノイドでダンパー
を吸引して自動開閉している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の蓄熱暖房器は、夜間の深夜電力時間帯に蓄熱のみ行
い、昼間は暖房のみ行うという考え方であり、従って補
助ヒーターも昼間蓄熱量が不足した場合に使用する目的
しか持っていなかった。このため夜間蓄熱しながら暖房
する場合たとえ補助ヒーターを使用しても通風路の構造
上充分な蓄熱量が確保することができなかった。これ
は、通風路におけるダンパー構造として、補助ヒータで
室内を暖房しながら蓄熱しようとすると、風が蓄熱体側
に流れ込み、これを阻止するようになっていないため、
蓄熱体から熱を奪ってしまい蓄熱量が不十分となるから
である。

【０００６】そこでこれを解決する方法として、ダンパ
ー構造を改良し通風路を２つに分流して風を送る通風路
のいずれか一方をダンパー開閉位置によって完全に閉じ
ることができるようにする方法が考えられる。

【０００７】しかしながら、そうするとダンパーを開閉
する際に通風路を構成する構造物（一般には金属）とダ
ンパーが強く接触することにより金属音が発生する。こ
の金属音は、通常は蓄熱時間帯である深夜電力時間帯
（２３時〜７時）の前後においてダンパー開閉するた
め、使用者の睡眠時間帯に当り、安らかな睡眠を妨げる
原因となる。

【０００８】又、駆動用に用いられるモータや電磁式ソ
レノイドは直流電源を使用するためＡＣ／ＤＣ変換装置
を必要とし、これら駆動源の駆動力が強いためダンパー
開閉に関連する周辺構造を複雑で強度の大きいものとす
る必要がある。

【０００９】この発明は、上述した従来の蓄熱暖房器の
通風路構造における問題点に留意して、夜間の深夜電力
時間帯で暖房すると共に蓄熱体への蓄熱を可能とし、か
つダンパーの開閉を金属体の温度による変形を利用して
行ない金属音のない、簡素な通風構造を提供することを
課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第一の課題を解決す
るためこの発明は、吸込側の通風ファンで風を吸入しダ
ンパーで制御してこれを分流する入口通風路に、断熱材
で囲まれた蓄熱体と接触して直接熱交換する温風路と、
蓄熱体と非接触又は殆んど触れないよう冷風を出口側へ
送る冷風路とを並列に接続し、両通路の合流点付近に補
助ヒータを設けた出口通風路から成り、前記ダンパーを
ヘ字状として補助ヒータによる暖房中は温風路への送風
を遮断するように構成し、かつ前記ダンパーに対して温
度変化により形状変化する金属体とこれを加熱する加熱
手段を設けた通風路構造とした電気蓄熱暖房器の通風路
構造としたのである。

【００１１】

【作用】上記のように構成したこの発明の通風路構造で
は、ダンパーを通常位置にセットしておけば昼間の暖房
を行なうことができる。深夜時間帯になるとダンパーを
操作して蓄熱体と接触する温風路へ流れる風を完全に遮
断し、風は全て補助ヒータ側へ流すことにより補助ヒー
タによる夜間暖房をしながら、蓄熱体で蓄熱することも
できる。これにより連続運転が可能となる。

【００１２】そして、この発明の通風路構造によると、
ダンパーの開閉位置を一方に選んで昼間はファンからの
風は補助ヒータ側の通路を閉ざされている。深夜電力時
間帯に入ると、加熱手段に通電することにより金属体を
加熱し温度上昇した金属体が歪曲しダンパーを持ち上げ
る。これにより蓄熱体側の通路を塞ぐ。加熱手段には定
温度発熱体の正特性サーミスタを使用することができる
が、この場合電源としてはＡＣ１００Ｖの商用電源を接
続していれば、自己温度調節機能により金属体はある一
定温度近傍に保持される。

【００１３】ダンパーは金属体の加熱により駆動するた
め、ダンパーの開閉動作が電磁式ソレノイドやモータ駆
動方式に比べゆっくりとしたものになり、深夜電力時間
帯前後でのダンパーの開閉音が非常に静かで、使用者の
睡眠を妨げない。また、金属体とダンパーとの間には特
別な接続機構を必要とせず、構造が簡単である。さら
に、ヒータとして定温度発熱体正特性サーミスタを使用
すれば、電源としてＡＣ１００Ｖの商用電源が使用可能
であるため、ＡＣ／ＤＣ変換装置等の電源機器は不要で
ある。

【００１４】

【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は実施例の補助ヒータ付き蓄熱暖房器
の概略構成を示す図である。従来例と同様に、１は蓄熱
体、２は蓄熱ヒータ、３は断熱材、４は通風ファン、５
はダンパー、６は補助ヒータである。さらに、この実施
例ではダンパー５に対してバイメタル７とバイメタル加
熱用ヒータとして定温度発熱体の正特性サーミスタ８を
設け、電源としてＡＣ１００Ｖの商用電源を接続してい
る。その外同一機能部材には同一符号を付している。

【００１５】この実施例では、ダンパー５の形状がヘ字
状であり、その設け方が通風路Ａ、Ｂに対して従来と異
なった作用を与えるように設けられている。

【００１６】図示の蓄熱暖房器の通風路は、吸込側の通
風ファン４で風を吸入しダンパー５で制御して風を分流
する入口通風路と、この入口通風路に並列に接続され、
断熱材３で囲まれた蓄熱体１を接触して直接熱交換する
温風路Ａと、蓄熱体１と非接触又は殆んど触れないよう
冷風を出口側へ送る冷風路Ｂと、両通路の合流点付近に
補助ヒータ６を設けた出口通風路とを備えている。

【００１７】上記ダンパー５は、実線で示す位置と一点
鎖線で示す位置の間の任意の角度位置に制御され、これ
によって冷風と温度の割合を所望の比率にコントロール
できる。従って、昼間は実線と一点鎖線の間の所望の角
度位置で運転し、深夜電力時間帯に入るとダンパー５を
実線の位置へ正特性サーミスタ８に通電してバイメタル
７により動かすと、全通風量は通路Ｂへと流れ、通路Ａ
への流れが完全に遮断される。このため、蓄熱体１での
熱交換がなくなり、蓄熱ヒータ２による熱は全て蓄熱体
１に蓄熱される。

【００１８】実施例の蓄熱暖房器では、深夜電力時間帯
８時間の運転で蓄熱体は約６００℃になる。一方、従来
構造のものでは補助ヒータを使用しかつ室内を暖房しな
がら運転すると蓄熱体は４００℃までしか蓄熱されなか
った。しかし、図示の実施例のもので試験したところ本
来の通り約６００℃まで蓄熱が可能であった。

【００１９】ここで、ダンパー開閉時の騒音は、電磁式
ソレノイドを使用した場合は５５ｄＢ以上となるのに対
し、本発明の方式ではほとんど人間の耳では聞き取れな
いレベルに抑えられる。

【００２０】また、バイメタル加熱用ヒータとして定温
度発熱体の正特性サーミスタ８を使用することにより、
電磁式ソレノイドを使用する場合に必要であったＡＣ／
ＤＣ変換装置が不要となり、また、ダンパーと駆動機構
との接続部も非常に簡単な構造となっている。

【００２１】上記実施例では、バイメタル７については
一般的なもの（通常は、熱膨張率の異なる２種類の金属
板を貼り合わせたものから成る）としているが、図２に
その特別な例を示す。このようなバイメタル７を用いる
のは、蓄熱器の蓄熱容量や送風機の容量が大きい場合
に、ダンパー５の重量増加あるいは風圧の増大によりバ
イメタルの強度が不足するため単独のバイメタルだけで
はダンパー５の開閉を制御できなくなるという問題に対
処するためである。

【００２２】バイメタルの強度を増加させる方法として
厚みを増す方法が考えられるが、バイメタルの特性上単
純に厚みを増すとすると次式から分るように曲がりの変
形量が減少する。

【００２３】変形量Ｄ＝ＫΔＴＬ² ／ｔ、但しＫ：わん
曲係数、ΔＴ：温度差、Ｌ：バイメタル長、ｔ：バイメ
タル厚み このため、変形量を維持したまま強度を増すにはバイメ
タルを複数枚重ねるか又は取付箇所を増す方法が有利で
ある。

【００２４】（ａ）はバイメタル７を３枚の異なる種類
の金属板７ａ、７ｂ、７ｃから構成した例を示す。発熱
体としては正特性サーミスタが用いられる。なお、図示
のものは金属板は３枚としたがさらに３枚以上の組合せ
としてもよいことは勿論である。

【００２５】このように３枚以上の異なる種類の金属板
から成るバイメタル７を用いることにより、ダンパー５
の幅が広くなった場合の重量増加あるいは風圧の増大に
大してバイメタル７に十分な機能を与えることができ、
スムースな温度制御を実現できる。

【００２６】（ｂ）は、バイメタル７については従来と
同様、異なる２種類の金属板から成るものを使用する
が、ダンパー５の重量増加あるいは風圧増加の場合にバ
イメタル７の取付箇所を図示のように２箇所又はそれ以
上とした例である。図示の例ではダンパー５は外気の取
入口の全幅に対して１つの同じ幅のものを示している
が、ダンパー５は２つ又はそれ以上に分割したものとし
てもよい。あるいは、ダンパー５の幅が大きくなった場
合はバイメタル７を１箇所で２段又はそれ以上に重ね合
せたものとしてもよい。

【００２７】これにより、（ａ）の場合と同様に、蓄熱
容量や送風機の容量が大きい場合のダンパー５の開閉を
スムースに制御することができる。

【００２８】

【効果】以上詳細に説明したように、この発明の通風路
構造はダンパーをヘ字状とし補助ヒータ使用時に風が蓄
熱体側への通風路へ流れるのを完全に遮断するようにし
たから、夜間補助ヒータを使用しながら蓄熱を同時にす
る夜間暖房が可能となり、２４時間連続運転の暖房が可
能となり、かつバイメタルにヒータを取り付けるという
非常に簡単な構造で、電気蓄熱暖房器の深夜電力時間帯
前後におけるダンパー開閉音を低減し、使用者の生活を
妨げない暖房器を提供するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の蓄熱暖房器の概略構成図

【図２】バイメタルの変形実施例についての概略図

【図３】従来例の蓄熱暖房器の概略構成図

【符号の説明】

１ 蓄熱体 ２ 蓄熱ヒータ ３ 断熱材 ４ 通風ファン ５ ダンパー ６ 補助ヒータ ７ バイメタル ８ 正特性サーミスタ Ａ 温風路 Ｂ 冷風路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 隈元 貴浩 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 伊藤 哲二 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 宇佐見 浩 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 稲葉 盛 北海道札幌市豊平区美しが丘４条９丁目２ 番１号 北海道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 武山 悟 北海道札幌市豊平区美しが丘４条９丁目２ 番１号 北海道電力株式会社総合研究所内 (72)発明者 薗田 不二夫 北海道空知郡奈井江町字奈井江776番地 北海道電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込側の通風ファンで風を吸入しダンパ
   ーで制御してこれを分流する入口通風路に、断熱材で囲
   まれた蓄熱体と接触して直接熱交換する温風路と、蓄熱
   体と非接触又は殆んど触れないよう冷風を出口側へ送る
   冷風路とを並列に接続し、両通路の合流点付近に補助ヒ
   ータを設けた出口通風路から成り、前記ダンパーをヘ字
   状として補助ヒータによる暖房中は温風路への送風を遮
   断するように構成し、かつ前記ダンパーに対して温度変
   化により形状変化する金属体とこれを加熱する加熱手段
   を設けたことを特徴とする電気蓄熱暖房器の通風路構
   造。