JPS5850204Y2 - 温風発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流入空気の温度に比例して変位するバイメタ
ルに連動したダンパにより、正特性サーミスタからなる
発熱体への空気流量を自動調節し、その発熱量を制御し
て、温度調節を行なうようにした温風発生装置の温度調
節機構に関するものである。

従来、温風発生装置として電子技術第１９巻第２号に記
載されているように例えば第４図に示すようなものがあ
った。

この図で２１は本体ケースであり、その一側面に空気の
吸込口２２を、これと対向する側面に吹出口２３が設け
られている。

２４はこの吸込口２２と吹出口２３との間に空気通路を
形成するためのケーシング、２５はこの空気通路中、上
記吸込口２２の近傍に設けられたフィルター、２６は空
気流形成のためのファン、２７は空気通路中でかつ上記
吹出口２３の近傍に設けられたハニカム状の空胴を有す
る正特性サーミスタからなる発熱体、２８はこの発熱体
２７と上記ファン２６との間に設けられ、発熱体２７へ
流れる空気量を調整するためのダンパで調節ツマミ（図
示せず）により回転軸２９を回転し、連続的にその角度
が変えられるようになっている。

このような構成になる温風発生装置はファン２６を回転
し、発熱体２７に電流を流すと、吸込口２２から空気を
吸引、フィルター２５で塵埃を除去し、ダンパ２８を介
して発熱体２７を通過するとき加熱されて吹出口２３よ
り温風を吹き出す。

このときダンパ２８の角度を手動により変え、発熱体２
７を流れる空気量を変えれば発熱体２７の発熱量も変化
し、温度調節することは可能である。

ところがこのような温風発生装置では発熱体２７の発熱
量Ｐ（Ｗ）は第５図に一例を示すように発熱体２７を通
過する空気量Ｑ （ｍ３／ｍｍ）によって大きく変化す
るものの吸込み温度Ｔ１によっては若干変化するだけで
ある。

例えば風量Ｑが０．３ｍ３／ｍｉｎで吸込み空気温度Ｔ
１が２０℃のとき発熱体２７の発熱量Ｐ（Ｗ）は第５図
から約３００Ｗであり、吸込み空気温度Ｔ１が４０℃に
なったときは第５図より発熱体２７の発熱量Ｐは２８０
Ｗになり、発熱量Ｐは若干減少するだけである。

この温風発生装置で吸込み空気温度Ｔ１の変化に従って
発熱体２７の発熱量Ｐを大きく変化させるためには、手
動により調節ツマミを操作し、回転軸２９を中心にダン
パ２８を回動し発熱体２７への空気量を変化させねばな
らない。

つまり雰囲気温度が大きく変わった場合、発熱量を大き
く変化させるためには手動により調節ツマミを動作させ
ねばならないという欠点があった。

また上記の温風発生装置を狭い密閉空間、例えばやぐら
こたつに用い、２０℃の雰囲気がら温風発生装置をＯＮ
した場合やぐらこたつ内の空気温度は、例えば発熱量が
３００Ｗの発熱体２７により暖められたＱ、３ ｒｎ３
／ｍｉｎの空気によってやぐら内の空気が混合され暖め
られる。

そして徐々にやぐら内の空気温度は上昇し、温風発生装
置の吸込み空気温度も徐々に上昇するため、第６図に示
すように発熱量は徐々に減少するもののその変化が少な
い。

従ってやぐら内の空気温度はどんどん上昇するためやぐ
らこたつとしてこの温風発生装置を使用するには温度検
出器によりやぐら内の空気温度を検出し所定温度を越え
たとき発熱体２７やファン２６への通電を停止する制御
をせざるを得ない。

これでは従来の赤外線こたつと異ならず、立上りが遅く
、また温度は鋸歯状な脈動を示し、更にラジオノイズを
発生するなどと欠点を生じ、このような欠点を有しない
という正特性サーミスタの利点が失われる。

そこで本考案者らは、第１図及び第２図に示すようにダ
ンパ７を自動的且つ連続的に駆動し、更に発熱体５への
送風量、すなわち発熱体５の発熱量を大巾に変化させる
には、ファン４と発熱体５との中間部分から分岐し、発
熱体５をバイパスする開口６を設けるとともに、吸込み
空気温度に応動するバイメタル９を駆動されるダンパ７
で、開口６の空気流量を変えて発熱体５への送風量を調
節すればよいことに想到した。

ところが、本考案者らの実験、研究等によれば、第１図
及び第２図に示すものにあっては、ダンパ７の回転角度
によって、発熱体５へ流入する空気流量が直線的に制御
される場合と、されない場合があることが判明した。

（空気流量が直線的に制御されないと、発熱体の発熱量
の制御が不正確なものとなる。

）即ち第３図に示すように、ダンパ７が９０°回転して
空気流通路を閉じる場合には、ａに示すようになり、ま
たダンパ７が５０°、及び３０°回転する場合には、夫
々ｂ、Ｃに示すようになり、そしてダンパ７が回転角５
０°以下の回転角で発熱体５を通過する空気流量を制御
する場合には、その空気流量をほは゛直線的に制御でき
ることが判明した。

そこでこの考案は、この点に着目してなされたもので、
バイメタルに連動したダンパを回転角度５０°以下の所
定回転角で発熱体側に流入する空気流量を制御すること
により、その空気流量を直線的に制御することを目的と
する。

このためこの考案は、空気流通路を有し、この空気流通
路に空気流発生用ファンと、正特性サーミスタからなる
発熱体とを配設するとともにその空気流通路に前記ファ
ンと発熱体との中間に位置して開口を設け、この開口に
、流入空気温度に比例して変位するバイメタルに連動し
、流入空気温度が高くなるとその開口から流出する空気
流量を多くさせて前記発熱体を通過する空気流量を減少
させる方向に回動すると共に流入空気温度が低くなると
その開口から流出する空気流量を減少させて前記発熱体
を通過する空気量を増加させる方向に回動するダイバを
設け、かつこのダンパの回転角を５０°以下とした構成
としたものである。

そしてこの考案に係る温風発生装置は、上述したような
構成であるので次のように作用する。

即ち、温風発生開始時はこたつ内部等暖房空間の温度は
まだ低く、バイメタルの変形はないのでダンパも回転せ
ず開口から排気される空気流量がないので発熱体を通過
して吹き出される空気流量は最大であり、発熱体の発熱
量は最大であり、暖房空間の温度の立ち上りは早急で、
また強制送風であるために暖房空間温度も均一となる。

暖房空間の温度が徐々に上るにつれてダンパが徐々に回
転し、開口より排気される空気流量が温度上昇に比例し
て増加し、逆に発熱体を通過して暖房空間に吹き出され
る空気流量が減少し発熱量も減少する。

暖房空間の温度が下がれば、ダンパはバイメタルの変形
量の減少に追従して上記と逆方向に回転するので、発熱
体を通過する空気流量は増加の方向となる。

ダンパが回転角度５０°以下の所定角度で空気流通路を
閉しるよう構成されているので、ダンパはこたつ内部の
温度上昇に比例して発熱体への空気流量をほぼ直線的に
制御するため、発熱体の発熱量の制御が正確となる。

発熱体は正温度係数のサーミスタであるから決して過熱
せず、高温になれば発熱体を通過する空気流量が減少す
るように構成されているため、発熱体自体は異常発熱す
ることなく安全である。

またこたつ内の温度が人の出入りによって冷えても、そ
れに応じてダンパ７により空気流量が自動調節され発熱
量も自動的に増加するなど常にこたつ内部の温度を一定
に保つ。

また発熱量が連続的に自動調節されるため、こたつ内の
温度変化も従来の赤外線こたつに比べて少なく、暖をと
る人に不快感をあまり与えない。

サーモスタット等のＯＮ、ＯＦＦによる温度調度器を有
していないため、従来の赤外線こたつに発生したテレビ
、ラジオ等への電波障害が全くなくなる。

従ってこの考案によれば、温度変化に対して空気流量が
概略直線的なので、空気の温度制御が正確に行なえ、正
特性サーミスタからなる発熱体に強制送風によって空気
を与えるので温度は立ち上りがよく、均一となり、温度
変化の少ない快適な暖を与え、かつ安全性の高い電波障
害の発生しない温風発生装置を得ることができるという
特有の効果を奏する。

以下本考案を暖房器の一例として、やぐらこたつに組み
込んだ場合の実施例にもとづいて説明する。

第１図において１はやぐら、２はこのやぐら１の天板の
下に設けられた内部に吸排気口３ａ、３ｂを有する空気
流通路３を形成するケーシング、４はこのケーシングで
形成された空気流通路３に空気流を発生させるファン、
５は上記空気流通路３の排気口３ｂ側に位置して配設さ
れた正特性サーミスタからなる発熱体で、これは円形、
矩形、多角形等の多数の通気孔を有してなるもの、ある
いは平板形、テ゛イスク形等を多数空気流に手記に配列
して構成されているもので、これらが１個あるいは複数
個ケーシング内に設けられる。

しかしてこの発熱体は正特性サーミスタからなるため、
発熱体を通過する空気流量が増大すればそれに比例して
、発熱量が増し、空気流量が減少すれば発熱量も減り、
空気流量が極少になったとき発熱量は極少となる。

６は上記空気流通路３に上記ファン４と上記発熱体５の
間に位置して設けられた開口で、回転角５０’以下の所
定回転角で回転するダンパ７により自動的に開閉される
。

なお空気流通路３の吸排気口３ ａ 、３ ｂはケーシ
ング２の壁面に開口させである。

第２図はケーシング部分を一部切り欠いて上記ダンパ７
部分の構成を詳細に示した拡大斜視図である。

９は空気の温度に比例して変位する外端をケーシング２
に固定し内端が上記ダンパ７の回転軸１０に固定された
うずまき形状のバイメタルである。

上記バイメタル９は流入空気の温度によって所定温度以
上になれば、温度差に対して一定角度の割合で開口６を
開く方向にダンパ７を回転させるよう設けられており、
所定温度上昇すればダンパ７は空気流通路を閉じ上記発
熱体への空気流量が極少になるように閉じる。

第３図はダンパ７の回転角度に対する発熱体への空気流
量の変化をダンパ７の空気流通路を閉じる回転角をパラ
メターにして示している。

図中曲線ａはダンパ７が９０°回転して空気流通路を閉
じる場合、曲線すはタッパ７が５０’回転して空気流通
路を閉じる場合、曲線Ｃはダンパ７が３０°回転して空
気流量を閉じる場合の変化を示している。

すなわち回転角５０°以下の所定回転角で空気流路を閉
じるようダンパを設計すれば、ダンパ回転角に対して、
発熱体への空気流量はほぼ直線的に変化する。

上記のように構成された温風こたつにおいては、スター
ト時はこたつ内部の温度はまだ低く、バイメタル９の変
形はないのでダンパ７も回転セス開口６から排気される
空気流量がないので発熱体５を通過して吹き出される空
気流量は最大であり、発熱体５の発熱量は最大であり、
こたつ内部の温度の立ち上りは早急で、また強制送風で
あるために内部温度も均一となる。

こたつの温度が徐々に上るにつれてダンパ７が徐々に回
転し、開口６より排気される空気流量が温度上昇に比例
して増加し、逆に発熱体５を通過して排気口３ｂがら吹
き出される空気流量が減少し発熱量も減少する。

さらに温度が上昇すればダンパ７は排気口３ｂ側への空
気流通路を閉じ発熱体５への空気流量を極少にし開口６
より排気される空気流を最大とする。

このときダンパ７は吸気口３ａから開口６へ流通する空
気流の風圧を全面に受けて排気口３ｂ側への空気流通路
の開基をさらに完全にする。

こたつの内部の温度が下がれば、ダンパ７はバイメタル
９の変形量の減少に追従して上記と逆方向に回転するの
で、発熱体５を通過する空気流量は増加の方向となる。

ダンパ７が回転角度５０°以下の所定角度で空気流通路
を閉じるよう設計されているので、ダンパ７はこたつ内
部の温度上昇に比例して発熱体への空気流量をほは゛直
線的に制御するため、発熱体５の発熱量の制御が正確と
なる。

しかるに発熱体５は正温度係数のサーミスタであるから
決して過熱せず、高温になれば発熱体５を通過する空気
流量が減少するように設計されているため、発熱体自体
は異常発熱することなく安全である。

またこたつ内の温度か人の出入りによって冷えても、そ
れに応じてダンパ７により空気流量が自動調節され発熱
量も自動的に増加するなど常にこたつ内部の温度を一定
に保つような構造になっている。

また発熱量が連続的に自動調節されるため、こたつ内の
温度変化も従来の赤外線こたつに比べて少なく、暖をと
る人に不快感をあまり与えない。

サーモスタット等のＯＮ、ＯＦＦによる温度調節器を有
していないため、従来の赤外線こたつに発生したテレビ
、ラジオ等への電波障害が全くなくなった。

その上発熱体５を通過する空気流量を、フィン４と発熱
体５の間に開口６とダンパ７とをもって構成されている
のでファン４が発生する風量は常に一定であり、ファン
モータの冷却効果も大きく、寿命なども十分考慮して設
計しである。

なお上記実施例では、バイメタル９をうずまき形状で構
成し、ダンパ７の回転軸で回転力を加え、ダンパ７を回
転しているが、バイメタルの形状は平板であってもよく
、回転力の与える位置はダンパ７の先端でもよく、回転
軸に限るものではない。

バイメタルの位置は、被加熱物の温度を代表できる位置
であれは゛どこでもよい。

ところで上記説明ではこの考案を電気こたつの場合につ
いて説明したが、その他の暖房機に利用できることはい
うまでもない。

この考案は以上説明したとおり、バイメタルに連動した
ダンパを回転角５０°以下の所定回転角で発熱体へ通過
する空気流量を制御するので、温度変化に対して空気流
量が概略直線的になり空気温度の制御が正確に行える。

また正特性サーミスタからなる発熱体に強制送風によっ
て空気を与えるので温度は立ち上りがよく、均一となり
、温度変化の少ない快適な暖を与え、がつ安全性の高い
電波障害の発生しないことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本考案の一実施例を示すもので第１図は縦
断面図、第２図はダンパを取り付けたケーシング部分の
一部を切欠いた拡大斜視図、第３図はダンパ回転角に対
する発熱体への空気流量の関係を示すグラフ、第４図は
従来装置の縦断面図、第５図及び第６図は正特性サーミ
スタの特性図である。 図において、２はケーシング、３は空気流通路、４は空
気流発生用ファン、５は発熱体、６は開口、７はダンパ
である。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気流通路を有し、この空気流通路に空気流発生用ファ
   ンと、正特性サーミスタからなる発熱体とを配設すると
   ともにその空気流通路に前記ファンと発熱体との中間に
   位置して開口を設け、この開口に、流入空気温度に比例
   して変位するバイメタルに連動し、流入空気温度が高く
   なるとその開口から流出する空気流量を多くさせて前記
   発熱体を通過する空気流量を減少させる方向に回動する
   と共に流入空気温度が低くなるとその開口から流出する
   空気流量を減少させて前記発熱体を通過する空気流量を
   増加させる方向に回動するダンパを設け、かつこのダン
   パの回転角を５０°以下としたことを特徴とする温風発
   生装置。