JPS5810660B2 - フリクシヨン型ブロアを有する電気抵抗対流式加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフリクション型ブロアを有する低騒音の電気抵
抗対流式の空気加熱器に関する。

持ち運び可能なファン加熱器は家庭において、特に季節
の変り目の暖房に、広く用いられている。

従来より用いられているブロアを有する加熱器として米
国特許３，２５５，９５７号があるが、これは第５図に
示すように空気流入口１０２、流出口１０４を有するケ
ース１０１内に円筒形ベーン１０５を備えたファン１０
３を配設し、案内枠１０６によりファン１０３からの空
気流を導ひきファン１０３と離れて配置され、縦方向の
発熱体１０７ａを有する加熱器１０７により空気を加熱
し流出口１０４より温風を流出させるようになっている
。

この形式のものは、ファン１０３と加熱器１０７との配
置の関係から装置全体が大きくなり、その配置に広い場
所が必要となると共に、ファン１０３および加熱器１０
７の構造上騒音が発生する。

また従来の他の加熱器の米国特許３，３４７，０５９の
ものは、第６図に示すようにファンのロータ１１０はら
旋形環状部１１１を有し、この環状部１１１は軸方向に
多数の勾玉状断面を有する中空の支持体１１２により結
合されている。

支持体１１２の中空部１１３内に熱媒体が流入される。

ロータ１１０は矢印Ａの方向に回転し、空気は矢印Ｂに
示すように環状部１１１の内側に流入し支持体１１２内
の熱媒体と熱交換して矢印Ｂ′に示すようにロータ１１
０より流出する。

この形状のものは、装置はコンパクトになるが、ロータ
１１０内で空気が加熱され膨張することもあって騒音の
発生を防止することは困難である。

第７図に示す、米国特許３，８７７．５１５の形式のも
のは、ロータ１２０は多数の環状フィン１２１を有し、
フィン１２１は切線方向に整列された多数の支持体１２
２により間隔を置いて層状に支持されている。

支持体１２２は中空形状で、この中空部内に熱媒体が流
通する。

カバー１２３内に口−タ１２０が収容されロータ１２０
は矢印Ｃの方向に回転し、空気は矢印りに示すようにカ
バー１２３内に流入しロータ１２０の内部１２４よりロ
ータ１２０を通り矢印Ｄ’、Ｄ“に示すように流出する
。

ロータ１２０内で空気は支持体１２２内の熱媒体と熱交
換する。

この形式のものも装置はコンパクトになるが、多数の支
持体１２２が多数列あることあるいはロータ１２０内で
空気が膨張することなどもあって騒音の発生を防止する
ことが困難である。

本発明の目的は効果的かつ効率的な低騒音のファン加熱
器を提供することにある。

さらに、ロータ部分は物理的な保護の必要を減少される
ものである。

また本発明により装置全体がコンパクトな加熱器を提供
することが可能となる。

電動機により駆動されるブロアを有する空気加熱装置に
おいて、本発明では、ロータが旋回状円筒形を構成する
環状の軸方向に間隔をおいたフィンを備えたフリクショ
ン型ブロアロータであり、また抵抗加熱要素は、空気が
環状板により拘束される前にこの抵抗加熱要素を横切っ
て通過するようにロータと共軸にかつその上流側に配置
されている。

ブレード形状の遠心ブロアの上流側に加熱要素を配置す
ることは既に提案されている。

この配置はブロアが大容積の空気を通さなければなら。

ず、その結果低効率のみならず低圧および低送出率を発
生する不利益がある。

この後者の不利益はレイノズル数が温度上昇とともに低
下し、それにより大きい粘性力がファンブレードによる
加速の低下を導ひくことに基づいている。

送出の与えられた速度のために、ブロアは、仮に冷空気
を受は入れるものよりも大きくすべきであり、もちろん
それは高温強度の材料で作られるべきである。

かくして、本発明による装置では、連続したプロフィル
を有し、表面が実質的に平担な要素（後。

述の環状フィン４を指す）と空気の間に空気の粘性によ
り生ずる摩擦力で空気を前記要素の接線方向に加速する
。

境界層における前記要素と空気の間の摩擦力が空気を加
速するエネルギとして作用する力となる。

摩擦力は空気の粘性の関数である。空気の粘性は温度の
増加と共に実質的に増加する。

抵抗加熱要素の下流にファンを備えることは効果的な低
騒音加熱装置を提供することによって空気の増加した粘
性および上昇した温度を有利に利用する。

これは温度の影響が不利益を導ひく公知の装置と対照的
である。

次に本発明を実施例により図面を参照しつつ説明する。

第１図においてモータ１は回転ディスク２を介しモータ
１と共軸に配置された中空で円筒状のロータ３を駆動す
る。

このロータ３は実質的に平坦な多数の環状フィン４で構
成され、これら環状フィン４はアルミニウムのストリッ
プを螺旋形に巻いて製造するのが好ましい。

環状フィン４の集合体の最小半径にできるだけ近く配置
されたボルト５および図示しないディスタンスピースに
より環状フィン４は軸方向に間隔をおいて固定される。

この間隔は、例えば環状フィン４のボルト穴を囲むワッ
シャもしくはフランジによって保証することが出来る。

部屋の空気が装置の全周にわたって矢印７に沿って下側
から吸込まれる。

ハウジングはボルト２４によって組立てられた円板ｉｉ
、１ａ。

１９で構成される。

抵抗加熱要素８もロータ３と共軸に配置され、その厚さ
に対する幅の比が大きい適当な金属材料の螺旋形のスト
リップとして構成される。

また、この抵抗加熱要素８は第１図において見られるよ
うにロータ３を通る空気流の方向に関しロータ３の上流
側に配置されている。

この場合、間隔の保持は絶縁ポスト９によって行なわれ
る。

加熱された空気は矢印１０に示すようにロータ３の内部
に入り、前に述べたように環状フィン４との摩擦力によ
って加速を受ける。

加熱された空気は矢印２２で示す半径方向の速度成分を
持って流出される。

モータ１を冷却する空気を入れるために開口１２が設け
られている。

更に、ハウジング１９の中に円筒形の中間壁１３が設け
られている。

空気は矢印１４に示すように開口１２を通って吸込まれ
、直ちにモータ１を冷却し、円錐状の開口１５から出て
行き、矢印１７に示すように外部に向かって加速される
。

第２ａ図は第１図の加熱通風装置の別の実施例を示して
おり、この場合、加熱要素２０には空気に触れる部分を
広くして空気を早く加熱するためにジグザグの起伏が付
けられている。

熱を放出する区域の大部分が半径方向に配置されている
。

第２ａ図に示されたロータ３′では、環状フィン４′は
、その面がロータ３′の軸線と同心の円錐面内にあるよ
うに形成されている。

これによって、加熱通風装置へ入り、矢印２８で示され
る半径方向の通路に沿って流れる間に加熱要素２０によ
り加熱された空気は軸方向の速度成分を持ってロータ３
′から流れ出る。

ロータ３′の冷却は羽根１６を持つ補助ファンによって
行なわれ、これにより空気が開口１２′を通って矢印１
４′で示すようにモータ２１に給送される。

第２ｂ図は第２ａ図の切断線■ｂ−４ｂで切った断面図
を示しており、これから加熱要素２０の半径方向の配置
が判る。

空気は、矢印２８で示すように外から半径方向に吸い込
まれる。

第２ａ図において、モータ２１は、第１図と同様に、実
質的に防護ケージを形成する程、多数のボルトないしス
タッド２４によって基板２３上に据えつけられたカバー
板２３に接続されている。

第３図は第１図に従う実施例を示しているが、ポスト９
′上に螺旋状のスーＪツブを有する加熱要素８′はロー
タ３′の内部に位置し、螺旋状のスーＪツブを有するロ
ータ３′とほぼ同一平面にある。

このため、第１図の円筒形の壁１３は不要となる。

モータ１′がスポーク状のアーム３０により環状のフロ
ア部分３１に結合されている。

この環状のフロア部分３１は、脚部３２を備えることに
よって内部空間３３に空気が入り込めるようになってい
る。

第４図は流れ出る空気流が矢印４２と４６で示される方
向を持つように渦巻き形のケーシング４１にロータ４０
が配置された、本発明の装置の概略の断面を示している
。

本発明によれば、加熱装置の加熱要素をブロアのロータ
と同軸にその吸込み区域に配置しているので、吸込まれ
た空気が、環状フィンの間で加速される前にこの加熱要
素を貫流するようになる。

空気はローフ内を流れる際に加熱による膨張がないので
騒音の発生は少なく、又ブロアと共軸に加熱器が配置さ
れているので装置はきわめて小型になり、本発明に従っ
て、ブレード形ファンのロータの場合にのみ省くことが
出来る、装置の内部に手等が接触するのを防止する手段
が不要である。

従って、本発明の加熱装置では、空気の加速がファンの
羽根ではなく給送要素によって行なわれ、この給送要素
が空気の粘性を、それを回転方向、従って遠心方向にも
加速する為に利用する。

環状フィンとして構成された給送要素の中に空気を導入
するのに決定的な作用をするのは境界層における摩擦で
あり、これも空気の粘性の函数である。

空気のこの粘性は空気の加熱と共に著しく増加する。

従って、本発明で加熱要素及び通風装置を縦続接続した
ことは、公知の加熱装置では少なからぬ欠点を招いた加
熱された空気の挙動を有利に利用して、効率の良い騒音
の少ないブロアを有する加熱装置を得ることができる。

この発明は特許請求の範囲の記載に関連して次の実施態
様をとり得る。

（イ）加熱要素が吸込み区域に同軸に設けられること。

（ロ）環状フィン４′がロータの軸線と同心の円錐面内
にあること。

（ハ）装置のハウジングが３つの固定の板１１．１８゜
１９又は２３，２５．２６を持ち、この内部くとも２つ
が大体軸方向に伸びる棒体２４によって互いに堅固に接
続されていること。

に）前記（ロ）項に於て、モータ１が下側の板１９と堅
固に接続されていること。

（ホ）前記（０）項に於て、モータ２１が上側の板２３
と堅固に接続されていること。

（ハ）前記（ロ）項に於て、電気加熱要素８が隣り合う
２つの板１８及び１９の間に配置されていること。

（ｇ）平坦な帯として構成された加熱要素８，８′が直
立螺旋形に構成され、その軸線がモータの軸線と大体一
致すること。

（ｆ）前記（へ）項に於て、直立螺旋形８，８′が、そ
れに対して大体垂直に配置された絶縁棒９，９′により
その位置が保持されること。

（す）加熱要素が平坦な帯２０で構成され、これが基板
２５とリング２６との間に千鳥形に配置されること。

（ヌ）前記（チ）項に於て、加熱要素２０の垂直に伸び
る区域が半径平面２７内にあること。

（ル）モータ１が覆い１３によって囲まれていること。

（３）前記（ヌ）項に於て、ハウジング内に切欠き１２
を設け、冷たい空気がこの切欠きを介して覆い１３とモ
ータ１との間に入ることが出来るようにすること。

（ワ）前記（ヌ）項に於て、回転子３の端板２が羽根１
６を持ち、この為これが場合によっては、ハウジングの
板２３と関連して通風装置になり、モータ１に空気１４
′を給送すること。

（カ）前記（へ）項に於て、力熱要素８′の外形がロー
タ３′の内形より小さく、加熱要素８’、９’がロータ
の中にロータ３′と同心に入り込んで配置されること。

（ヨ）前記（ワ）項に於て、モータ１′がスポーク３０
によって支持されること。

（す）ドラム形ロータ３０が少くともその半周にわたり
螺旋形ハウジング３１によって囲まれていること。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の加熱装置の簡略軸断面図、第２ａ図
及び第２ｂ図はこの発明の加熱装置の別の実施形式を互
いに垂直な２つの面で切った断面図、第３図はこの発明
の加熱装置の第３の実施形式を第１図と同様に示す断面
図、第４図はこの発明のファンを空気流を通すファン・
ハウジング部分に付設する場合を示す簡略断面図である
。 第５図は従来のブロア付加熱器の例の説明のための断面
図、第６図は従来の他の例の加熱器説明のためのロータ
の斜視図、第７図は従来のその他の例の加熱器説明のた
めの断面図である。 １・・・・・・モータ、３・・・・・・ロータ、４・・
・・・・環状フィン、８・・・・・・加熱要素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フリクション型ブロアを有する電気抵抗対流式加熱
   装置において、該ブロアのロータは実質的に平担な環状
   部が軸方向に間隔を置いてら旋状にかつ多重層状に形成
   されたフィンを有し、該フィンのら旋のピッチはら旋の
   各巻により層状の環体を形成する程度の小ささであり、
   該ら旋状フィンの内側は軸方向に空気流入部を形成し、
   該ロータが回転する時空気はロータの内部へ軸方向に入
   りそして軸方向に間隔を置いた該フィンの間を通って該
   ロータの外側へ半径方向に流れ、該ロータ回転用のモー
   タおよび静止状態の環状の加熱要素は該ロータに関し共
   軸に配設され、また該環状の加熱要素は該ロータを通る
   空気の流通する方向に関し該ロータの上流側に配置され
   ていることを特徴とするフリクション型ブロアを有する
   電気抵抗対流式加熱装置。