JPS6039937B2 - 温風発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被加熱空気の温度に応動する空気流量制御弁
で、正特‘性サーミスタからなる発熱体への空気流量を
制御することにより、その発熱量を無段に制御して温度
調整を行うようにした温風発生装置に関する。

従来、温風発生装置として電子技術第１９蓋第２号に記
載されているように例えば第５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との間に空気流通路
を形成するためのケーシング、２５はこの空気流通路中
、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は空気流通路中でか
つ吹出口２３の近傍に設けられたハニカム状の空洞を有
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
へ流れる空気流量を調整するためのダンパーで調節ッマ
ミ（図示せず）により回転し、連続的にその角度が変え
られるようになっている。

このような構成から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、フィル夕２５で塵挨を除去し、ダンパ２８を介し
て発熱体２７を通過するとき、この空気は加熱され吹出
口２３より温風となって吹出す。

このダンパ２８の角度を手動により変え、発熱体２７を
流れる空気流量を変えれば発熱体２７の発熱量が変わり
、この温風発生装置の発熱量を調節することが可能であ
る。

ところがこのような温風発生装瞳では発熱体２７の発熱
量Ｐ（Ｗ）は第６図に示すように発熱体２７を通過する
空気流量Ｑくめ／ｍｉｎ）によって大きく変化するもの
の吸込み空気温度Ｔ，（００）によっては若干変化する
だけである。

例えば発熱体２７を通過する空気流量Ｑが０．３で／ｍ
ｉｎで吸込み空気温度Ｔ，が２ぴ０のときの発熱量Ｐは
第６図から約３００Ｗになる。

ここで吸込み温度２０℃の空気を発熱体２７の通過空気
量Ｑを０．１で／ｍ；ｎから０．４〆′ｍｉｎにダンパ
２８の角度を調節することにより変えると発熱量Ｐは約
１３０Ｗから約４６０Ｗと中広く変化する。しかし、通
過空気量が０．３で′ｍｊｎ一定で吸込空気温度Ｔ，が
２び○から８０ｑｏに変ったとしても発熱量Ｐは約３０
０Ｗから約２２０Ｗに変化するだけである。つまり雰囲
気温度が変つたとき発熱量の変動中を大きくするために
は手動でダンパ２８の角度を調節し発熱体２７の通過空
気流量Ｑを可変しなければならないという欠点がある。

こ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、空気流量Ｑが約０．３〆／ｍｊｎになるようダ
ンパ２８の角度を設定した状態で、雰囲気温度２０ｏｏ
から温風発生装置をＯＮした場合、やぐらこたつ内の空
気温度は発熱量Ｐが約３００Ｗの発熱体２７により暖め
られた約０．３〆′ｍｉｎの空気によって暖められる。

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Ｔ，も徐々に上昇するため、第７図
に示すように発熱体２７の発熱量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。この温度発生装置をやぐらこたつの熱
源とするためにはサーモスタット等の温度検出器により
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
つには、一般に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設定
温度値までは一定の大軍力によりやぐら内を暖め設定温
度値を越えると一定の小電力に変え、その繰り返し‘こ
よってやぐらこたつ内部の温度調節を行っている。この
方式ではやぐら内部の温度変化が大きく腰をとっている
者にとっては不快感を与えるという欠点があった。

また上記温度調節を行うサーモスタット等が「ＯＮ」、
「ＯＦＦ」する際に電波障害が発生し、テレビ、ラジオ
等にノイズが発生したり、更にやぐらこたつ内の温度が
異常に高くなり、発火にいたる危険性もある。この発明
の目的は、温風温度に応じて温風量を連続的に制御して
従来の温風発生装置を比較的狭い空間で空気を暖める熱
源として利用したときの欠点を除去し、雰囲気温度すな
わち被加熱空気の温度に応動する空気流制御弁で発熱体
への空気流量を連続的に制御し、この空気流量の変化で
発熱量を連続的にかつ大幅に制御することにより、上記
欠点を解消することを目的とするものである。

即ち、吸込及び吹出口を有する空気流通路内に空気流発
生用のファンと正特性サーミスタからなる発熱体とを配
設すると共に、外周端が固定され、中心端に空気流通路
内の空気流量を調節するダンパの回動軸の一端が連結さ
れた、被加熱空気の温度に応じて変位すろうずまき状の
バイメタルからなる空気流量制御弁を前記発熱体の上流
側に設け、前記発熱体の発熱量が前記空気量に関連して
制御される温風発生装置である。次に本発明の作用を簡
単に説明すると、被加熱空気の温度に応じてうずまき状
のバイメタルが伸縮し、この伸縮量に応じた量当該中心
機に連結されたダンパが回動し、発熱体に供給される空
気量が連続的に変化する。

この空気量に応じて発熱体の抵抗値が変わり、発熱体か
らの発熱量が連続的に変化し、被加熱空気の温度変化が
連続的でスムーズとなり、快適な暖房が可能となる。ま
た発熱量の変化は発熱体の特性により行なわれるもので
あるから、電波障害の発生並びに発熱体の過熱を防止で
きることとなる。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１図は本発明による温鼠発生装置を組込んだやぐらこ
たつを示す。

図において、１はやぐら、２はやぐら１の天板の下面に
取付けられた温風発生装置である。また、第２図に上記
温風発生装置２の内部構造を示す。

図において、３は温風発生装置２の本体ケース、４，５
は本体ケース３に設けられた空気吸込口及び空気吹出口
、６は空気流通路、７は空気流通路６の一部を構成する
ファンケーシング、８はファンケーシング７内に設けら
れた空気流発生用のファン、９は一端がファンケーシン
グ７に、他端が空気流通路６の吹出口６ｂとなる空気流
通路６の一部を構成する吹出ダクト、１０は吹出ダクト
９内に配設された正特性サーミスタからなる発熱体で、
円形、矩形、多角形等の通気孔を多数有してなるもの、
あるいは平板形、ディスク形等を多数空気流に対して配
列して構成されてなるもの等がある。そして、これらの
発熱体１０‘ま吹出ダクト９内に１個又は複数個設けら
れてし、鏡愛鱗鰯灘ラさる灘鰭滅する。

１１は一端がファンケーシング７に蓮通し、池端が空気
流通路６の吸込口６ａとなる空気流通路６の一部を構成
する吸込ダクト、１２は吸込ダクト１１内に設けられ被
加熱空気の温度に応動して空気流通路断面を可変し、発
熱体１０への空気流量を連続的に制御する空気流量制御
弁である。

更に第３図は吸込ダクト１１内の空気流量制御弁１２を
示す。

図において、１３はダンパ、１４はダンパ１３の回動軸
、１５はうずまき状に形成され、外周端が固定され中心
端が回動藤１４に連結したバイメタルで、被加熱空気の
温度に応じてうずまき状のバィメタルの各位層が熱膨張
し然も一端が固定されているので、前記熱膨張による変
位は他端に連結された回転軸の回転変位としての吸収さ
れて回転軸に回転力を与え、ダンパ１３で空気流通路断
面の面積を小さくする。そして、被加熱空気の温度が所
定温度になると発熱体１０への空気流量を極少にする。
かかる構成による温風発生装置を備えた電気こたつの動
作を説明する。

このこたつの暖房過程はこたつ内部の空気をファン８に
よって本体２の空気吸込口４を介して空気流通路６の吸
込口６ａから空気流通路６内に吸引する。

吸引された空気は空気流通路６内に設けられた発熱体１
０を通過する際に熱を吸収して温風となり空気吹出口５
から吹出される。吹出された空気は再び空気流通路６内
に吸引される。このように被加熱空気となるこたつ内部
の空気を循環させることにより徐々にこたつ内部の温度
を上昇させる。まず、暖房のスタート時はこたつ内部の
温度が低く吸込口６ａを通過する空気の温度が低いので
、バイメタル１５の変位がなくダンパ１３は回動しない
。

このため、空気流量制御弁１２は空気流通路６を最大に
開いたままであり発熱体１０を通過して吹出される空気
流量は最大である。従って、空気流量に比例する発熱体
１０の発熱量が最大の状態にあり、こたつ内部の温度の
立上りは早急となる。また、ファン８を用いた強制送風
であるのでこたつ内部の温度は略均一となる。その後、
こたつ内部の温度が上昇しある温度を越えると温度に比
例してバイメタル１５が変位し始める。

このバイメタル１５の変位に応じてダンパ１３が連続的
に回動し空気流通路６の吸込口６ａを閉じ始めるので、
空気流通路６の抵抗が増え発熱体１０への空気流量が減
少する。これにより発熱体１０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、こたつ内部の温度、
即ち空気流通路６内に吸引される空気温度が所定温度に
なると空気流量制御弁１２が閉じて空気流通路６内の空
気流量を極少にする。従って、発熱体１０の発熱量も極
少となりこたつ内部の温度上昇が止まる。こたつ内部の
温度が下がれば、その温度に応じて空気流量制御弁１２
が空気流通路６を開く方向に回動し、該流通路６内の空
気流量が増加するので発熱体１０の発熱量も増加する。

このため、こたつ内部の温度も再び上昇し始める。この
ようにして、こたつ内部の温度を略一定に保つことがで
きる。そして、発熱体１０‘ま正特性サーミスタからな
っているので決して過熱せず異常発熱しないので安全で
ある。

第４図は負荷を一定とした場合における温度変化につい
て従釆の赤外線こたつと本実施例のこたつとの比較を示
してある。図中ａは従来の赤外線こたつ、ｂは本実施例
のこたつを夫々示す。

この図からわかるようにこたつ内部の温度変化は従来の
赤外線こたつに比べてスムーズである。

ここでダンパの構成及び駆動方法について述べると、本
実施例とは逆にバイメタルの中心を固定し、外周端によ
ってダンパに回動力を付与する方法、板状のバイメタル
を用いる方法等数多くの方法があるが、実施例のように
外周機を固定し中心端がダンパの回転軸の一端に連結さ
れたうずまき状のバイメタルであればダンパへの回転力
の伝達がスムーズに行えかつ構造もコンパクトに簡単な
ものとなる。ダンパが回動軸に対してその偶力が均合う
ようにダンパ形状を工夫すると、重力方向にダンパが回
動する構造においてダンパの自重分によるトルクがバイ
メタルを加わらない。

このためバイメタルは被加熱空気の温度のみに比例して
変位しダンパを回動するので一層正確に発熱量を調整で
きるものとなる。又、ダンパが水平方向に運動する構造
であってもよく、これによるとダンパの自重分の影響が
ないので上述した偶力が均合っていなくてもよいのでダ
ンパの構造が簡単となる。また空気流量制御弁は空気流
通路６内の空気流量を被加熱空気温度に応じて変化させ
ればよく、その位置は吸込口６ａに限定されるものでは
ないが特に吸込口６ａに空気流量制御弁１２を設ければ
、吸込み空気温度により忠実に作用しかつ組立性も容易
になる。

さらに、空気流量制御弁は空気流通路６内の空気量を被
加熱空気温度に応じて変化させればよく、その位置は吸
込口６ａに限定されるものではない。

尚、空気流量制御弁は発熱体への空気流量が零となるよ
うに空気流通路を密閉するものに限定せず、所定空気流
量が常に発熱体を通過するように隙間を有して空気流通
路を閉じてもよい。

この場合、発熱体自身の温度は空気流量が零の時に比べ
てかなり低くなるので安全性は一層向上するものとなる
。そして、本発明による温風発生装置を本実施例におい
ては電気こたつに用いた場合について説明したが、その
他の暖房器にも利用できることはいうまでもない。

また、本発明の温風発生装置は比較的広い開放空間で使
用した場合吸込み空気温度が大幅に変化しないので、空
気流量制御弁は変動せず発熱体への空気流量はほぼ定量
を保たれ発熱量をほぼ一定とすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、吸込及び吹出口
を有する空気流通路内に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すると共に、外周端が固
定され、中心端に空気流通路内の空気流量を調節するダ
ンパの回動軸の一端が連結された、被加熱空気の温度に
応じて変位すろうずまき状のバイメタルからなる空気流
量制御弁を前記発熱体の上流側に設けて空気の温度に比
例して発熱体への空気流量を制御しその発熱量を連続的
にかつ大幅に制御するように構成したので、温度の立ち
上がりがはやく、温度変化がスムーズとなり、暖をとつ
ている人に不′決感を与えることがない。

又、電波障害の発生もなく、そして発熱体の過熱もない
ので安全性の高いものとなる。また、うずまき状のバイ
メタルの中心端にダンパを連結し、外周端を固定する構
成として該ダンパにより空気流量を調節する構成である
から、電気ェネルギ等を必要とせず、安価で精度の高い
流量調節とすることができる。

図面の簡単な説明第１図は本発明に係る温風発生装置の
１実施例を組込んだやぐらこたつの縦断面図、第２図は
上記装置の拡大縦断面図、第３図は上記装置の吸込ダク
トの一部を切欠いた拡大斜視図、第４図は負荷一定の場
合での時間に対する温度変化を示すグラフ、第５図は従
来の温度発生装置の縦断面図、第６図は正棒性サーミス
タ発熱体の通過空気量と発熱量の関係を示す特性図、第
７図は同上温風発生装置をやぐらこたつ内の熱源として
組込んだときのこたつ内の温度と発熱量との関係を示す
特性図である。

６・…・・空気流通路、６ａ・・・・・・吸込口、６ｂ
…・・・吹出口、８・…・・ファン、１０・・・・・・
発熱体、１２・・・・・・空気流量制御弁、１３・・・
・・・ダンパ、１５・・・・・・バイメタル。

第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸込及び吹出口６ａ，６ｂを有する空気流通路６内
   に空気流発生用のフアン８と正特性サーミスタからなる
   発熱体１０とを配設すると共に、外周端が固定され、中
   心端に空気流通路６内の空気流量を調節するダンパ１３
   の回動軸の一端が連結された、被加熱空気の温度に応じ
   て変位するうずまき状のバイメタル１５からなる空気流
   量制御弁１２を前記発熱体１０の上流側に設け、前記発
   熱体１０の発熱量が前記空気量に効関連して制御される
   ことを特徴とする温風発生装置。