特開 2024-173199 暖房装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173199

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】暖房装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 3/08 20220101AFI20241205BHJP

   F24H 9/00 20220101ALI20241205BHJP

   F28F 1/40 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

F24H3/08 A

F24H9/00 A

F28F1/40 E

F28F1/40 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091443

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】小林 悠貴

(72)【発明者】

【氏名】河井 利宏

【テーマコード（参考）】

3L036

【Ｆターム（参考）】

3L036AA09

3L036AA46

(57)【要約】

【課題】熱交換効率を向上できる暖房装置を提供する。
【解決手段】バーナ部２３と、並列配置され燃焼ガスが通過する複数の熱交換器２７と、熱交換器に燃焼ガスを流通させる入口ヘッダ２５と、熱交換器を通過した燃焼ガスを集合させる出口ヘッダ２９と、対流ファン３１と、を備え、熱交換器２７のそれぞれは、両端に入口ヘッダ２５と連通する入口と出口ヘッダ２９と連通する出口とが開口され、一対の長手面部２７ａ、２７ｂと一対の短手面部２７ｃ、２７ｄとを有した偏平筒状の筒体を備え、一対の長手面部２７ａ、２７ｂの少なくとも一方には熱交換器２７の外側から内側に陥没する複数の凹部２８が設けられ、短手面部２７ｃ、２７ｄと凹部２８が形成された領域との間の隙間部に燃焼ガスに乱流を発生させるための熱交補助具５０を備えた。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼を行うバーナ部と、
並列配置され前記バーナ部による燃焼ガスが通過する複数の熱交換器と、
前記複数の熱交換器に前記燃焼ガスを流通させる入口ヘッダと、
前記複数の熱交換器を通過した前記燃焼ガスを集合させる出口ヘッダと、
室内空気を吸い込んで前記熱交換器に送風して熱交換させる対流ファンと、
を備え、
前記熱交換器のそれぞれは、
両端に前記入口ヘッダと連通する入口と前記出口ヘッダと連通する出口とが開口され、一対の長手面部と一対の短手面部とを有した偏平筒状の筒体を備え、
前記一対の長手面部の少なくとも一方には前記熱交換器の外側から内側に陥没する複数の凹部が設けられ、
前記短手面部と前記凹部が形成された領域との間の隙間部に前記燃焼ガスに乱流を発生させるための熱交補助具を備えた
ことを特徴とする暖房装置。

【請求項2】

前記熱交補助具は、
互い違いに切起し部を有し、前記燃焼ガスを蛇行させて通過させるバッフル板である
ことを特徴とする請求項１に記載した暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は暖房装置に関し、特に、燃焼ガスと室内空気とを熱交換して暖房を行う温風暖房機の熱効率向上に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、この種の暖房装置では、バーナ部で発生した燃焼ガスを熱交換器に送り、対流ファンで吸い込んだ室内空気を熱交換器に送風することで、室内空気と燃焼ガスとを熱交換して暖房を行うものが知られている。

【0003】

例えば、特許文献１の熱交換器群は、３個の偏平筒状の熱交換器が備えられ、各熱交換器には、両長手面部からの凹ましを内方中央で当接させて形成した複数の凹部を千鳥足状に配列し、内方に複数の蛇行路を形成した熱交換器が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３１９５７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この従来のものは、熱交換器の両長手面部の凹部が形成された領域とかしめ部がある短手面部の間の隙間部には、燃焼ガスの蛇行路が形成できていないため、燃焼ガスの流速が早く、燃焼ガスの温度が低下せずに通過してしまうため、効率のよい熱交換ができておらず、改善の余地があった。

【0006】

本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、熱交換効率を向上できる暖房装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１では、燃焼を行うバーナ部と、並列配置され前記バーナ部による燃焼ガスが通過する複数の熱交換器と、前記複数の熱交換器に前記燃焼ガスを流通させる入口ヘッダと、前記複数の熱交換器を通過した前記燃焼ガスを集合させる出口ヘッダと、室内空気を吸い込んで前記熱交換器に送風して熱交換させる対流ファンと、を備え、前記熱交換器のそれぞれは、両端に前記入口ヘッダと連通する入口と前記出口ヘッダと連通する出口とが開口され、一対の長手面部と一対の短手面部とを有した偏平筒状の筒体を備え、前記一対の長手面部の少なくとも一方には前記熱交換器の外側から内側に陥没する複数の凹部が設けられ、前記短手面部と前記凹部が形成された領域との間の隙間部に前記燃焼ガスに乱流を発生させるための熱交補助具を備えたことを特徴とした。

【0008】

請求項２では、前記熱交補助具は、互い違いに切起し部を有し、前記燃焼ガスを蛇行させて通過させるバッフル板であることを特徴とした。

【発明の効果】

【0009】

この本発明によれば、熱交換効率を向上できる暖房装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態の暖房装置の斜視図

【図2】本発明の第１の実施形態の暖房装置の一部の部品を外した状態の正面図

【図3】本発明の第１の実施形態の暖房装置の熱交換器と入口ヘッダおよび出口ヘッダの拡大図

【図4】本発明の第１の実施形態の暖房装置の熱交換器と入口ヘッダの斜視図

【図5】本発明の第１の実施形態の暖房装置の熱交換器のＣーＣ断面図

【図6】本発明の第１の実施形態の暖房装置の熱交換器の断面斜視図

【図7】従来技術の暖房装置の熱交換器と入口ヘッダおよび出口ヘッダの拡大図

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明にかかる第１の実施形態を図１から図６を参照して説明する。

【0012】

１は温風暖房機本体で、前面略中央に温風を吹き出す吹き出し口２を設けるとともに、前面上部に運転スイッチ３や温度設定スイッチ４等の複数のボタンと温度や時間を表示する表示部５とが一体となった操作・表示ユニット６が設けられ、また、背面には屋外の空気を温風暖房機に給気するための給気部（図示せず）と温風暖房機の排気ガスを屋外に排気するための排気部（図示せず）とからなる給排気筒（図示せず）を接続する排気管７と、給気管８が設けられているもので、置台９と、前面略中央に温風を吹き出す吹き出し口２を設けた前面パネル１０と、右側面板１１と、左側面板１２と、天板１３と、背面板１４とから構成されているものである。

【0013】

１５は燃料供給部で、屋外等に設置されているメインタンク（図示せず）から供給される燃油を所定量貯油するレベラタンク１７と、該レベラタンク１７の上部にレベラタンク１７内の燃油を送油する燃料供給手段である燃料ポンプ１８と、メインタンクからの燃油をレベラタンク１７に汲み上げる汲み上げポンプ１９とが設けられる。
置台９の左側には遮熱板１６により熱的に保護されたプリント基板からなる制御部２０が取り付けられている。

【0014】

２１は燃焼部で、燃料ポンプ１８から送られてきた灯油と燃焼用送風機２２から送られてくる燃焼用空気とにより燃焼をする横向きのバーナ部２３と、該バーナ部２３の左側に接続され、燃焼ガスを排気ガスとして導く外筒２４とからなるものである。

【0015】

２５は後述する熱交換器群２６の入口ヘッダで、下部右側に外筒２４の下流端が取り付けられ、内部には外筒２４から流入する排気ガスを迂回させて通過させるための仕切板（図示せず）を設けたものである。

【0016】

２６は熱交換器群で、入口ヘッダ２５の上部右側に設けられ、３個の偏平筒状の熱交換器２７の各熱交換器２７の一端が入口ヘッダ２５に接続されるとともに、熱交換器２７の偏平筒状の断面の短辺側が温風暖房機本体１の前後方向に、長辺側が略上下方向になるように、３固上下に並列に配置されている。

【0017】

熱交換器２７は、両端に偏平筒状の断面形状と同じ形状で入口ヘッダ２５と連通する入口と後述する出口ヘッダ２９と連通する出口とが開口され、一対の長手面部２７ａ、２７ｂと一対の短手面部２７ｃ、２７ｄとを有した偏平筒状の筒体を備え、一対の長手面部２７ａ、２７ｂの双方に熱交換器２７の外側から内側に陥没する複数の凹部２８を千鳥足状に配列し、内方中央で当接させて設けられている。

【0018】

熱交換器２７の表面にこの凹部２８を多数設けることによって、熱交換器２７の表面積を増すことができ、熱交換器２７内を通過する燃焼ガスと対流ファン３１から送風される室内空気とがより一層、熱交換されるものである。

【0019】

この熱交換器２７は、図５、図６に示すように、プレス成型した長手面部２７ａを有する上板と、長手面部２７ｂを有する下板とを向き合わせ、短手面部２７ｃ、２７ｄの中央部でカシメにより接合して形成したものである。
これにより、熱交換器２７の内側には複数の凹部２８を形成した領域において複数の蛇行路（図５矢印Ａ）が形成されているものである。

【0020】

本発明では、短手面部２７ｃ、２７ｄと凹部２８が形成された領域との間の隙間部に着目し、この隙間部に燃焼ガスに乱流を発生させるための熱交補助具５０を備えたものである。
より詳しくは、熱交補助具５０は、一定間隔で互い違いに切起し部５０ａと貫通孔５０ｂを有し、燃焼ガスを蛇行させて通過させるバッフル板である。

【0021】

また、各熱交換器２７の前側が後側よりも外筒２４側へ近づくように前方下部側にかけて傾斜して設けられており、本実施形態では約１５度の角度で斜めに設けられているものである。

【0022】

２９は熱交換器２７の右側に備えられ各熱交換器２７を流通した後の排気ガスを再び集合させる排気集合室としての出口ヘッダであり、内方には各熱交換器２７からの排気ガスが衝突する１枚板から成る整流板（図示せず）が備えられ、屋外と連通している給排気筒の排気管７と接続され、各熱交換器２７内を通過した排気ガスを排気管７に案内する排気口３０が設けられている。
これにより、入口ヘッダ２５内を通過し、熱交換器群２６の各熱交換器２７に流入して内部を通過し、排気集合室としての出口ヘッダ２９から排気口３０を通過して給排気筒の排気部へと流れて屋外に排気されていくものである。

【0023】

次に、第１の実施形態における作用について説明する。

【0024】

まずバーナ部２３に内蔵されているヒータ（図示せず）に通電してバーナ部２３が所定の温度に上昇すると、燃料供給手段である燃料ポンプ１８から燃油がバーナ部２３に送られて気化し、またバーナ部２３に燃焼用送風機２２から燃焼用空気が送られ、気化した燃油と燃焼用空気が混合され、点火装置４３により着火されて燃焼を開始する。

【0025】

燃焼ガスは排気ガスとしてバーナ部２３から外筒２４内を通過して上昇し、入口ヘッダ２５内の排気遮熱板（図示せず）に案内されて入口ヘッダ２５内を迂回して通過し、熱交換器群２６の各熱交換器２７に流入して内部を通過し、排気集合室としての出口ヘッダ２９から排気口３０を通過して給排気筒の排気部へと流れて屋外に排気されていくものである。

【0026】

また、バーナ部２３で燃焼が開始されると温風暖房機本体１の背面に設けられた対流ファン３１が駆動されて、室内の空気を温風暖房機本体１内に給気し、その給気された室内空気は、対流ファン３１から前方に送風され、外筒２４および熱交換器群２６の各熱交換器２７の外周を通過して熱交換して加熱された後、温風暖房機本体１前面の吹き出し口２から室内に温風として吹き出すものである。

【0027】

従来技術では、熱交換器２７の前後に入口ヘッダ２５と出口ヘッダ２９を備え、図５に示す凹部２８を形成した領域と、短手面部２７ｃ、２７ｄの間の隙間部には、プレス成型上の都合から凹部２８が形成されておらず、燃焼ガスの蛇行路が形成できていないため、図７に示すように、入口ヘッダ２５から凹部２８を介さずに隙間部に流入した燃焼ガスは、その流速が早く、燃焼ガスの温度が低下せずに出口ヘッダ２９へ通過してしまい（図７矢印Ｅ）、全体として効率のよい熱交換ができていなかった。

【0028】

本発明では、短手面部２７ｃ、２７ｄと凹部２８が形成された領域との間の隙間部に着目し、この隙間部に燃焼ガスに乱流を発生させるための熱交補助具５０を備えたものである。
これにより、熱交換器２７の凹部２８を形成した領域と、短手面部２７ｃ、２７ｄの間の隙間部に、互い違いに切起し部５０ａを有して燃焼ガスを蛇行させて通過させる熱交補助具５０（バッフル板）を備えたことにより、この隙間部を流れる燃焼ガスは、切起し部５０ａの切起しにより開口した貫通孔５０ｂを流通して蛇行して流れるため（図５矢印Ｂ）、流速を低下させることができ、熱交換がより促進され、熱交換効率を向上できるものである。

【0029】

また、隙間部を流れる燃焼ガスの流通抵抗が増えることによって、凹部２８が形成された領域における燃焼ガスの流通量が増え、熱交換器２７全体としての効率向上につながるものである。

【0030】

なお、凹部２８は、一対の長手面部２７ａ、２７ｂの双方に熱交換器２７の外側から内側に陥没する複数の凹部２８を設けた構成で説明したが、一対の長手面部２７ａ、２７ｂの一方側のみに熱交換器２７の外側から内側に陥没する複数の凹部２８を設けた構成でもよいものである。
なお、熱交補助具５０は、バッフル板の代わりに、短冊状の細長い板の短辺中央を中心軸にしてねじってツイスト加工した板材でもよいものである。

【0031】

なお、熱交補助具５０は、熱交換器２７の２か所の隙間部にそれぞれ設けた構成で説明したが、一方のみに設けた構成でもよいものである。
なお、熱交補助具５０は、３枚の熱交換器２７すべてに設けた構成で説明したが、３枚の熱交換器２７のうち、いずれかに設けてもよいものである。

【0032】

なお、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0033】

２３ ：バーナ部
２５ ：入口ヘッダ
２７ ：熱交換器
２７ａ ：長手面部
２７ｂ ：長手面部
２７ｃ ：短手面部
２７ｄ ：短手面部
２８ ：凹部
２９ ：出口ヘッダ
３１ ：対流ファン
５０ ：熱交補助具（バッフル板）
５０ａ ：切起し部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】