JPS5853259B2 - 温風暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、発熱体として正特性サーミスタを用いて、
温風を発生する温風暖房装置に関するものである。

従来、温風暖房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１図に示すようなものがあ
った。

この図で、１は本体ケースであり、その一側面に空気の
吸込口２を、これと対向する側面に吹出口３が設けられ
ている。

４はこの吹込口２と吹出口３との間ＣＣ空気通路を形成
するためのケーシング、５はこの空気通路中、上記吸込
口２の近傍に設けられたフィルター、６は空気流形成の
ためのファン、７は空気通路中でか′つ上記吹出口３の
近傍に設けられた〕＼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、８はこの発熱体７と上記ファ
ン６との間に設けられ、発熱体７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９を回転し、連続的にその角度が変えられるようにな
つている。

このような構成（こなる温風暖房装置はファン６を回転
し、発熱体７に電流を流すと、吸込口２から空気を吸引
、フィルター５で塵埃を除去し、ダンパ８を介して発熱
体７を通過するとき加熱されて吹出口３より温風を吹き
出す。

このときダンパ８の角変を手動により変え発熱体７を流
れる空気量を変えれば発熱体７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暖房装置では発熱体γの発熱量
ｐＨは第２図に示すように発熱体７を通過する空気量Ｑ
（Ｔ１１″７ｆｆｉｉ ｎ ） Ｉｃよって大きく変化
するものの吸込み空気温度Ｔ１１こよっては若干変化す
るだけである。

また吹出口３からの吹き出し空気温度Ｔ。

は概路次の（１）式で表わされ、 Ｔｏ＝ ０．０４７ Ｘ Ｐ／Ｑ＋Ｔ□曲−・＜１）例
えば風量Ｑが０．３ ｍ／ｍｖｔで吸込み空気温度Ｔ１
が２０℃のとき発熱体７の発熱量ＰｔＷ）は第２図から
約３００Ｗ？こなり、吹き出し空気温度Ｔ。

は、Ｔｏ＝０．０４７Ｘ３００１０．３＋２０＝６７（
’○となる。

またこの温風暖房装置（こおいて、吸込み空気温度Ｔ１
が４．０′Ｃ６こなったときは第２図より発熱体７の発
熱量Ｐは２８０Ｗになりそのときの吹き出し空気温度Ｔ
。

はＴｏ ＝０．０４７Ｘ２８０１０．３＋４０＝８４
ぐ０と大きくなる。

この温風暖房装置で吹込み空気温度Ｔ１が４０ぐ０のと
きでも吹込み空気温度Ｔ２が２０’Ｃが２゜°Ｃのとき
と同じように吹き出し空気温度Ｔ。

を６７ＣＯと低くするためには となり、第２図から空気量Ｑを０．５ ｙｒｉ：／／ｆ
ｎｉ似上にする必要があり、手動（こより調節ツマミを
動作させ空気量を変化させねばならない。

つまり雰囲気温度が変わっても、吹き出し温度を一定に
保つためには手動にまり調節つまみを動作させねばなら
ず、かつ一定風量を保つことができないという欠点があ
る。

また上記の温風暖房装置を狭い密閉空間、例えばやぐら
こたつに用い、２０℃の雰囲気から温風暖房装置をＯＮ
した場合やぐらこたつ内の空気温度は、発熱量Ｐが３０
０Ｗの発熱体７により約６７ぐ○に暖められた０、 ３
ｍ、６ｉｎ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、温風暖房装
置の吸込み空気温度Ｔ１ も徐々ｌこ上昇するため、第
３図（こ示すように発熱量Ｐ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暖房装置を使用するには温度検
出器（こよりやぐら内の空気温度を検出し所定温度を越
えたとき発熱体やファンの通電を停止する制御をせざる
を得ない。

一方狭い密閉空間を暖房する電気やぐらこたつは、発熱
体として赤外線ランプが用いられている。

この赤外線ランプを用いたこたつは立ち上り時からある
温度までは大電力により、その温度を越え（設定温度値
）ると小電力に変えその繰り返しくこよってやぐらこた
つ内部の温度調節を行なっている。

この方式ではやぐらこたつ内部の温度変化が大きく、暖
をとっている者にとって不快感を与えるという欠点があ
る。

また上記温度調整を行なうサーモスタット等が、ｒＯＮ
Ｊ 、ｒＯＦＦＪする際に、電波障害が発生し、テレビ
、ラジオ等にノイズが生ずること番こなる。

さらにサーモスタット等の温度調節器が故障した場合、
やぐらこたつ内の温度が異常ｌこ高くなり、発火にいた
る危険性もある。

この発明の目的は従来の温風暖房装置の欠点を除去し、
どのような容積の空間、あるいはそれが開放か、比較的
狭い密閉空間かの区別なく、空気流を一定量吹き出し可
能とし、かつ密閉空間においては吹込み空気温度、つま
り密閉空間の空気温ｑｃこよって発熱量が大巾、かつ自
動的（こ変動し、吹き出し温度を一定とする装置を提供
するものとある。

即ちこの発明は本体ケース内に設けられた吸込口から吹
出口に至る空気通路中（こ空気流発生用ファンと、発熱
体としての正特性サーミスタを配設し、このファンと発
熱体との間の空気通路中に上記吹出口からの空気流と混
合可能（こ空気流を吹き出す排気口を設け、かつ被加熱
物の温度に比例して変位するバイメタルに連動して上記
排気口と上記発熱体への空気流量を被加熱物の温変に応
じて自動的に分配するダンパを備えた温風暖房装置であ
る。

以下この発明を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５図はこの発明の一実施例を示す温風暖房装置の縦断
面図であり、１は本体ケースであり、側壁に空気流の吸
込口２が、この吸込口２と対向する側壁側の底板に空気
流の吹出口３が設けられている。

６はこの本体ケース内（こ配設された空気流発生用ファ
ン、１０はこの空気流発生用ファン６の駆動用モータで
、ロータ１１、ステータ用鉄心１２に巻回されたコイル
１３から構成され、取付板１４に固定されている。

１５は上記本体ケース１（ご固定され、上記ファン６と
モータ１０との間に設けられたモータ固定板で、このモ
ータ固定板ｌこ上記取付板１４が複数個（図示では１個
であるが）の防振ゴム１６を介して固定されている。

１７は上記ファン６のケーシングで、このモータ固定板
１５とで、ファン吹出口１８を形成している。

１９は上記ファン６１こよって生じる空気流の通路の一
部を形成する吹出しダクトで、上記吹出口１８に連結さ
れる。

７はこの吹出しダクト１９内（こ設けられた正特性サー
ミスタからなる発熱体である。

この発熱体は円形矩形、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、ディスク形等を多数空気
流に平行し配列して構成されているもので、これらの発
熱体が１個あるいは複数個設けられている。

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ｌこ比例して発熱量
が増し、空気流量が減少すれば発熱量も減り、空気流量
が零となったとき発熱量は極少となる。

２０は上記ファン吹出口１８と上記吹出しダクト１９と
の間に形成された着脱自在の中間ダクトで、このダクト
の下面ｌこは排気口２１が設けられている。

２２はこの排気口２１に上記ファン６（こよって発生す
る空気流量を分流することにより、上記発熱体７への空
気流量を調節するダンパー、２３は上記排気口２１に連
結して設けられ、上記吹出しダクト１９の一部壁面とで
、上記排気口２１から排気される空気流と上記発熱体７
を通過して吹出される空気流を混合する混合室２４を形
成する混合ダクトで、上記本体ケース１１こ設けられた
吹出口３に連通している。

２５はこの混合室２４内に設けられ一端が回動自在に支
持され上記排気口２１および上記発熱体７を通過して吹
き出される空気流の風圧差ｌこよって回転変位する遮へ
い板である。

中間ダクト２０の構成につき第６図により説明する。

この図において２６は外周端が固定され、中心が回転軸
２７で上記ダンパ２２に結合されたうずまき形状のバイ
メタルで、被加熱物としての空気温度に比例して変位し
、所定温度上昇と回転軸２７ｃこ回転力を与え上記ダン
パ２２を上記排気口２１が開口する方向に回転軸を支点
に回転させるものである。

このように構成された温風暖房装置２８を第４図に示す
ように、こたつ用のやぐら２９の天板３０の下に取付は
温風用のやぐらこたつとして使用する場合についてその
動作Ｉこついて述べる。

スタート時はこたつ内部の温度がまだ低く、バイメタル
２６の変形がないのでダンパ２２は排気口２１を閉じた
ままで、排気口２１から排気される空気流量はなく、発
熱体７を通過して吹き出される空気流量は最大であり、
混合室２４？こ設けられた遮へい板２５は空気流におさ
れて本体ケース１に設けられた吹出口３全体から空気流
量が平均的に吹き出されるよう回転し、空気流量は吹出
口３から平均的に吹き出される。

このとき、発熱体７の発熱量は最大の状態であり、こた
つ内部の温度の立ち上りは早急で、強制送風であるため
に内部温度も均一となる。

こたつ内部の温度が所定温度を越えると温度に比例して
ダンパ２２は回転し、排気口２１より排気される空気流
量が増加し、逆に発熱体７を通過して吹出される空気流
量は減少する。

混合室２４で両方の空気流の風圧差ｌこより遮へい板２
５が回転し、空気流は吹出口３から両方が均一分布して
吹き出される。

発熱体７の発熱量も、通過する空気流量に比例して減少
する。

そして所定温度上昇すればダンパ２２は発熱体７への空
気流量を零にし、排気口２１より空気流量全体が排気さ
れ混合室２４に設けられた遮へい板２５は空気流によっ
て発熱体γ側におされ、発熱体７ｃこ空気流が触れない
よう防止しかつ、吹出口３から平均的に空気量が吹き出
されるよう回転する。

この状態では発熱体７を通過する空気流量が零でかつ排
気口２１からの空気流も発熱体７（こ触れないので発熱
体７の発熱体７の発熱量は極小である。

こたつ内の温度が下がれば、ダンパ２２は排気口２１を
閉じる方向に回転し、発熱体７を通過する空気流量は増
加の方向となる。

ところで発熱体７は正特性サーミスタであるから、高温
になると抵抗値が増加し、電流が減少するので決して過
熱せず、しかも高温になれば、ダンパ２２により発熱体
７を通過する空気流量が減少するよう設計されているた
め、発熱体自体は異常発熱することなく安全である。

また、こたつ内の温度が人の出入りによって下がっても
、それに応じてダンパ２２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おり、排気口２１か
ら排気される空気と発熱体７を通過した空気が混合し一
個所から常に一定流量吹き出される。

従って排気口２１からの空気と発熱体７を経過した空気
とがそれぞれ別々の吹き出し口から吹き出される場合に
比べ暖をとっているものに不快感を与えることが少ない
。

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
っている人ζこ不快感を与えない。

第７図の特性グラフは負荷一定とした場合における温度
変化を従来の赤外線こたつｂとこの発明のこたつａ（ｔ
こついて示している。

この発明を応用したこたつはサーモスタット等のｒＯＮ
Ｊ ｌ０ＦＦＪｃこよる温度調節器を有していないの
で、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。

そのうえ発熱体を通過する空気流量を、ファンと発熱体
の中間に排気口とダンパとをもって調節しているので、
ファン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、寿命も長くなる。

なお上記実施例では、混合室２４に遮へい板２５を回転
するよう（こ設けられているが、たんに排気口２１から
排気された空気流が発熱体７ｃこ触れないように、所定
角度で遮へい板を固定することで同じ効果が得られる。

しかし吹出口３からは均一に空気流が吹き出さないとい
う欠点が生ずる。

またダンパ２２の駆動方法はうずまき形状のバイメタル
によることに限定するものではなく、ダンパ自体を板状
バイメタルで形成しても同様な効果が得られ、その他に
も数多くの方法が考えられる。

さらｌこ混合ダクトを設けずとも排気口からの空気流と
発熱体からの空気流とが混合可能に同一面から同一方向
に吹出されるようにしてもよい。

ところで上記実施例ではやぐらこたつに適用した場合に
ついて述べたが、その他の暖房器にも適用でき、さらに
単体でも使用できることは云うまでもない。

以上述べたようにこの発明は吹出口とは別個に正特性サ
ーミスタからなる発熱体の手前に排気口を設け、被加熱
物の温度に比例して自動的に変位するバイメタルに連動
したダンパーによって上記発熱体を通過して吹出口から
吹出される空気と排気口から吹出される空気とを自動的
に分配し、この分流された空気流を再び同一方向へ吹出
しているのが、吹出し空気流の温度変化が少なく、かつ
常に一定流量が吹き出されるので、如何なる空間に用い
られても快適な暖を得ることができ、さらｌこファンの
負荷量が一定しているのでファンの長寿命化も計れるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温風暖房装置の縦断面図、第２図は正特
性サーミスタ発熱体の通過空気量と発熱量との関係を示
す特性図、第３図は従来の温風暖房装置をやぐらこたつ
内ｌこ組み込んだときの時間に対するこたつ内温度と発
熱量との関係を示す特性図、第４図はやぐらこたつにこ
の発明の一実施例を組み込んだ縦断面図、第５図はこの
発明の一実施例を示す縦断面図、第６図は中間ダクトの
一部を切欠いて斜視図、第７図はこの発明による温風暖
房装置を用いたやぐらこたつと赤外線やぐらこたつとの
時間と温度との関係を示す特性図である。 図中同一符号は同一または相当部分を示し、１は本体ケ
ース、２は吸込口、３は吹出口、６はファン、７は発熱
体、２１は排気口、２２はダンパ、２３は混合ダクト、
２４は混合室、２５は遮へい板、２６はバイメタルであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体ケース内（こ設けられた吸込口から吹出口に至
   る空気通路に配設された空気発生用ファンと発熱体とし
   ての正特性サーミスタ、上記ファンと発熱体との間の空
   気流通路（こ設けられ、上記発熱体を通過して吹き出さ
   れる空気流と混合可能にこの空気流と同一面から同一方
   向に空気流を吹き出す排気口、被加熱物の温度Ｏこ比例
   して変位するバイメタルに連動し、上記排気口への空気
   流量を変え、上記発熱体への空気流量を自動調節するダ
   ンパを備えたことを特徴とする温風暖房装置。 ２ 排気口から吹き出される空気と、発熱体を通過して
   吹き出される空気とを混合する手段として混合ダクトを
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温
   風暖房装置。 ３ 排気口から吹き出される空気が発熱体に触れるのを
   防止する遮へい板を具備して混合ダクトを構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の温風暖房装置
   。 ４ 排気口および発熱体を通過して吹き出される空気の
   風圧差によって回転変位する遮へい板を混合ダクト内に
   具備したことを特徴とする特許請求の範囲第２項または
   第３項に記載の温風暖房装置。