JPS582559A - 熱源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明線１、減圧平衡発熱作用を利用した熱源装置に
関する。

一般に知られる民生用の熱源は、石油、天然ガスなどの
点火または電気ヒータなどによって得ている。

このような熱源は、それな）Ｋ各用途に用いられている
が、前者の点火による熱源では、燃焼現象による大気汚
染の原因となって好ましく表いと共に後者の電気ヒータ
では熱効率が悪く消費電力が嵩ばるという問題点があっ
た。

この発明線、叙上の点に着目すると共に従来全く考慮さ
れていなかつ九空気の摩擦熱を熱源として利用できるよ
うにした新規な熱源装置を提供することにある。

また、この発明は１本発明者がさきに出願した特願昭５
５−９４６３０号、特願昭５５−９４６３１号、特願昭
５５二１３２０６５号あるいは特願昭５５−１３２０６
６号または特願昭５６−４６４３６号などに於いて記載
した減圧平衡加熱方法および装置を基本とする。

さらにまた、この発明は、装置内に熱エネルギーを貯蔵
できる蓄熱材を充填して蓄熱効果の下に利用できるよう
にした熱源装置を提供することにある。

以下に、この発明の基本構成を示４実施例を図面第１図
について説明する。

ｌは所望形状の密閉された発熱中空室で、上下左右の外
周壁２は断熱、耐熱構造を備える。３は該発熱中空室ｌ
内に必要に応じて収容した所望形状の蓄熱材料で、熱エ
ネルギーを蓄熱できるよ“うになっている。

４は発熱中空室１の所望個処に開口した吸引口で、回転
体ａを回転自在に配設した減圧摩擦熱発生機構Ｘを有す
る。そして、この回転体ａは図示にあっては、電動１［
５により回転されるプロペラファン、Ｖロツコファンな
どの回転羽根６によって構成された所望の傾斜角度を有
し、かつ１発熱中空室ｌ内の空気を吸引排気するように
回転方向が定められている。そして、この回転体ａの回
転領域には空気との摩擦作用によって発熱できる摩擦熱
発生部Ａが形成される。

つぎに、第２図ないし第５図について他の実施例を説明
する。

なお、第１図と同一の構成は同一符号で表もし“その説
明の詳細を省く。

７は前記減圧摩擦熱発生７機構−の回転体！に僅かの間
隔を置いて対設した回、転体で、前記回転体ａの回転作
用に基づく気体の粘性効果によって従動回転する従動回
転機構Ｙを構成している。この従動回転機構Ｙは、基本
的には支持枠９により１個配設して下方の気流を上方へ
吸引できるピッチ翼を、その回転体７に備えさせれば良
い。しかし図示のように従動回転機構Ｙは、回転体１を
翼車構造（回転翼車）となし、これと一体で回転する吸
引羽根８を一軸として所謂、二段回転構造として形成す
ることができる。

すなわち、吸引口４の下端に、臨設されて固定される直
交した支持枠９を取付け、該枠９の中心を回転体ａの中
心と一致させて軸受部１０となしこの軸受部１０の上方
には前記回転翼車７を、またド方には回転□羽４１！８
を軸杆１１に螺合固定して一体回転できる構成としてい
る。また、回転翼車７は吸：引目４０口径より僅かに小
径のリング１２とそのリング１２の外周に突出した多数
の羽根１３とによって構成され、吸引口４の内壁とリン
グ１２と羽根１８とにより囲繞される多゛数の気室１４
が形成できるようになっている。１５は羽根１３の上端
を稍々斜方向に曲折した折曲部で１回転性能を高められ
るように構成している。１６は中心取付部１７を支持す
る四本の支杆、１８はリング１２の内側に散設した吸引
羽根で、下方の気流を吸上げできるように同じ方向の傾
斜角度を保って取付けられている。

さらに、回転羽根８は１通常のファン構造でよく、発熱
中空室１内の空気を上方に吸上げる方向に羽根８が回転
するように構成し１あればよい。

なお、また回転羽根８の外方に竺前記支持枠９の両端を
支持できる環状部１９ａを有する陣笠状の傾斜板１９が
固定してあシ、回転嬰根８の吸引領域を劃然と規制しで
ある。

なお、図示１ないが、この傾斜板１９を回転羽根８と同
様に軸杆１１に回転可能に固定し、この傾斜板１９の下
面にファン機能を呈する竺斜した羽根を取付けて前記し
たと同様に吸引効果と吸引。

領域とを劃然と規制して実施しても差支えない。

またこの実施例では、中空室ｌ内での気流現象を有効に
して均一な埠度分布を改善するため前記傾斜板１９と共
に吸引口４より下向きに拡開させた円錐状の案内板２０
を突設し、かつ前記傾斜板１９との間で得られる旋Ｉ！
流の流れり兜を規制する規制板２１を介在させた強制旋
回対流案内機構２を備える。

前記減圧摩擦熱発生機構Ｘにおいて、２２は電動機５の
支持筒で、回転体ａの回転領域を含んだ熱風通路２３を
有する。２４は電動機５を断熱包囲する電空間部、２５
は熱風通路２３の開口端に接続した加熱空気吐出口であ
る。２６は発熱中空室１には一端を接続口たパイプのよ
うな外気導入機構で発熱中空室ｌ内の室温が所望の設定
値に達した際に０町制御する自動開閉弁２７を備える。

なお、発熱中空室１つの室温が必要以上の危険な温度に
上昇しないように電動機５を自動的に点滅制御できるこ
とは勿論である。また、従動回転機構Ｙは三段以上の回
転体を同軸で配設することもできる。

叙上の構成に基づいて、この発明の詳細な説明する。

まず、電動機５に通電し、回転羽−根６を回転させれば
、減圧摩擦熱発生機構Ｘが働き、密閉された発熱中空室
ｌ内の空気は回シ羽根６の吸引排気作用によって、次第
に排気減圧され発熱中空室１の内外の圧力差が次第に大
きくなるが、成る圧力差に達した時、牟−で略平衡状態
を、維持する。この略一定の平衡状態における発熱中空
室ｌの内外の圧力差は、回転羽根６０回転吸引力の大き
さと吸引口４と回転羽根６との間隙の大きさなどによっ
て定まるが、この平衡状態は回転羽根６の回転作用が継
続する限り維持される。

この平衡状態では回転羽根６０回転領域内にある摩擦熱
発生部Ａにおいて空気の滞留現象が生じ回転羽根６との
摩擦作用が反覆継続するので、摩擦熱が発生して次第に
その温度が上昇する。

したがって、発熱中空室１内の温度が上昇すると共に、
蓄熱材料３を収容して置けばより有効□に蓄熱材料８に
も熱エネルギーが漸次と蓄えられる。

予じめ発熱中空室１内の室温を所望の温度に設定して、
外気導入機構２６の自動開閉弁２７を働かせるようにし
て置けば、室温がその設定温度に達すると自動開閉弁２
７が開いて外気を吸入すると共に室１内の熱空気は熱−
通路２３を介して加熱空気吐出口２５より外部に吐出さ
れる。したがってその吐出された加熱空気を各種熱源と
して利用できる。放熱によシ発熱中空室ｌ内の温度が降
下すると再び自動開閉弁２７が閉じて摩擦熱発熱作用が
繰り返えされて同一操作を反覆する。

なお、外気導入機構２６が外気を吸入する時は熱空気は
回転体ａの作用で強制的に加熱空気吐出口２５より吐出
されるので送風効果もきわめて高い。

つぎに第２図ないし第５図の実施例について詳説する。

この実施例では第１図の構成に対して従動回転機構Ｙが
設けられているので、回転体ａすなわち回転羽根６によ
って回転される加熱された旋回流は、流体の粘性効果に
より離開しているとの従動回転機構Ｙの回転体７を同一
方向に回転させる。

そして発熱中空室１内の空気を排気して所望の減圧状態
、すなわち、発熱中空室ｉ内外の圧力差がほぼ一定の平
衡状態に達するまで従動回転機構Ｙは専ら排気作用を呈
する。

この一定の減圧状態に達し死後、回転体ａの回転作用で
従動する回転翼車７により該回転翼車７のリング１２と
羽根１３と吸引口４の内壁とで囲繞される気室１４内の
気体を強制的に旋回させると共に回転翼車７と同軸の回
転羽根８を同一方向に回転させることとなる。

この強制的に旋回作用を受ける気室１４内の加熱気流は
、強制旋回対流案内機構２により案内板２０と傾斜板１
９とで形成される空間部に、規制　　　　　−板２１に
よって旋回流を附勢させながら導入されさらに発熱中空
室１の外周内壁に向って吐出されるものである。一方、
従動回転機構Ｙは回転翼車７０回転によ抄一体回転する
回転羽根８の作用で該回転羽Ｉ１８の下方に位置する気
流は強制的に上方に吸引されリング１２の吸引羽根１８
の吸上効果と相俟って減圧摩擦熱発生機構Ｘの回転羽根
６の摩擦熱発熱作用に強制的に送に込まれ核部で既に昇
温した気流と入れ替わりながら回転翼車７によって前述
のように下方に旋回流を形成して吐出されるものである
。

したがって、従動回転機構Ｙと強制旋回対流案内機構２
の働きにより発熱中空室１内の気流は、外周方向から下
降し中央部分から上昇する強制的な対流作用と、渦巻状
の旋回作用（渦巻作用とも認められる）とを奏すること
ができる。

このように発熱中空室ｌ内の空気圧が回転羽根６の回転
による減圧作用を受けた状態において、旋回する気流を
外周方向から下降させ一旦下降した後、発熱中空室１の
下部外周より中心側に向って移行する気流の対流作用を
強制的に生起させているので、室ｌ内の温度を所望の設
定された温度に急速に均一化できる。しかも、対流する
加温された気流は、室１内に配設され九蓄熱材料３内に
均一に作用し全体を加熱蓄熱できる。

なお、発熱中空室ｌは図示では立方体形状であるが、こ
の形状または減圧摩擦熱発生機構の取付位置などは何等
特定されるものでなく１円筒構造であっても良いことは
勿論である。なお、図示のように立方体形状の場合はそ
の四隅部に屈曲面を形成して旋回層□流の流れ械抗を逓
減させることもある。

この発明は、叙上のように、回転体の回転作用によって
密閉された発熱□中空室内の空気を吸引排気し、該発熱
中空室を減圧状態に保ち、しかも室内外の圧力差を略一
定の平衡状態において回転体の回転作用を継続させて回
転体と空気との摩擦作用によって摩擦熱を発生できる。

したがって、この摩擦熱が必要に応じて設けた発熱中空
室内の蓄熱材料に熱エネルギーとなって蓄えられ、小さ
な容積の発熱中空室を以ってその容積の数十〜数百倍に
も達する大きさの熱源となることができる。

また、この発明によれば従動回転機構と強制旋回対流案
内機構とによって発熱中空室内で有効な旋回渦巻作用と
対流作用とを強制的に生起させているので均一な温度上
昇と温度分布が得られる特徴を有する。

なお、蕗気導入機構の自動開閉弁は、人為的に制御でき
る手動弁であって屯良い。

以上述べたよう−１この発ＱｌｉＫよれば、この発熱さ
れ丸中麩室内゛アーエネルギーを送風手段を別個に設け
ることなく回転体の送−効果′によって外部に吐出させ
ていて室内暖房、床暖房を始め種々の用途に熱源として
利用できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る熱源装置の一実施例を示す基
本構成め断面説−図、・第２図は他の実施例を示す断面
説＠―、第３”′図は同上要部の拡大断′面図、第４図
および゛第５図は同上のＩＶ＝ｆｆ線およびｖ−Ｊｍ断
面図であ゛る１゜“ ”１゛・・・・・・・・・発熱中空室　　　　゛　□−
一　　３・・・□・・・・・・所望の蓄（熱材料４・・
・・・；・・・減圧□摩擦熱”発生機構Ｘの吸・引ｄ′
　　７・・・・・・五従動回ｒｉ＊ｍＹの回転体′　　
８二・・・・・・回転羽根゛□ ａ−゛・・・・・・・・・ｉ′転体ゼ糸□゛し、゛電動
機５と回転羽根６で構゛成さ□れる　　　　　　− Ａ・・・・・・・・・摩擦熱発垂部　　２５・・・・・
・・・・加熱空気吐出口　　　　−２６・・・・・・・
・・外気導入機構 ２７・・・・・・・・・自動開閉弁′ 一　　　　　　　　　　　　　　−２′、・　　　　　
　　　　　　　・　・　　　　　　、゛　　パ、。 〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）密閉された発熱中空室に、外気導入機構と、加熱
   空気を吐出できる回転体による減圧＊擦熱発生機構とを
   設けて成る熱源装置。　　　　　　　′（２）密閉され
   丸見熱中空室に、外気導入機構と、加熱空気を吐出でき
   ′る回転体によ□る減圧摩擦熱発生機構とを設け、さら
   に゛前記発−中空室内には蓄熱材料を収容して成暮熱源
   装置。 （３）外気導入機構は、発熱中空室内の設定温度に応じ
   て自動制御弁を開閉できるようにした特許請求の範囲第
   １項または第２項いずれか記載の熱源装置。 （４）　　第１項または第２項記載の発熱中空室内には
   加熱空気を吐出できる回転□体による減圧摩擦熱発生機
   構に相対向して従動回転機構と強制旋回対流案内機構と
   を設叶て成る熱源装置。 （５）回転体による減圧摩擦ｉ発生機構は、発熱中空室
   内の空気を強制吸引して室外に排気させ、室内を減圧し
   て室内外の圧力差を略一定の平衡状態に保つと共に、こ
   の平衡状態を維持しながら、前記回転体の回転作用を継
   続させて空気との摩擦作用を促進して摩擦熱を発生でき
   るようにした特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   熱源装置。