特許 7195981 暖房機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-16

(45)【発行日】2022-12-26

(54)【発明の名称】暖房機

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/02 20060101AFI20221219BHJP

   F24H 3/00 20220101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

F24H9/02 302B

F24H3/00 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019046907

(22)【出願日】2019-03-14

(65)【公開番号】P2020148415

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-08-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100150968

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 悠有子

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 房俊

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大一郎

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０２６５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０６４６６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭４９－１３４０５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－０９６３６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特許第６３６４６９０（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ ３／００ － ３／１２

Ｆ２４Ｈ ９／０２

Ｆ２４Ｄ １３／００ － １３／０４

Ｆ２４Ｄ １９／００ － １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱部と、
前記発熱部を内部に収容し、前記発熱部の熱を外表面から放熱する設置時における上下方向に延びる複数のフィンを有する放熱部と、
前記放熱部を収容し、空気出口を有し上方に配置される上カバーを有する筐体と、を備え、
前記上カバーは、前記上下方向に直交する第１方向と、前記上下方向および前記第１方向に直交する第２方向とを有し、前記第１方向における略中心位置に前記第２方向に沿う１条の放熱用桟を有し、
前記発熱部は、前記第１方向における略中心位置で前記第２方向に沿って延び、前記第２方向に直交する上下方向断面視で円形状を有したヒータであり、
前記上カバーは、前記第１方向に沿う一対の枠と、前記第２方向に沿う一対の枠とで形成される外形枠を有し、前記第１方向に沿う一対の枠に亘る部材は、前記第２方向に沿う一対の枠および前記放熱用桟のみであり、
前記放熱用桟は、前記第２方向に沿う一対の枠よりも太い、暖房機。

【請求項2】

前記発熱部は、前記放熱用桟と前記上下方向視において重なる位置に配置される、請求項１記載の暖房機。

【請求項3】

前記放熱部と前記放熱用桟との間であり前記放熱用桟と上下方向視において重なる位置に配置され、前記放熱部から放熱される熱対流を前記放熱用桟から離す方向に拡散する、拡散部をさらに備える、請求項１または２記載の暖房機。

【請求項4】

前記放熱用桟は、前記第２方向に沿う少なくとも一条の凹部または凸部を有する、請求項１から３の何れか一項記載の暖房機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暖房機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シーズヒータなどの発熱部を有し、発熱部の熱を直接または間接的にフィンを有する放熱部の外表面から放熱する暖房機が知られている。このような暖房機は、フィンからの熱の輻射や対流により、空調対象室の空気を暖める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１８６１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

暖房機が、筐体内の自然対流を利用して空調対象室を暖める場合、対流を生じさせる熱自体は、上昇するにつれてろうそくの炎のように先細りする。このため、暖房機の上面に安全性などの観点から上カバーを設ける場合、上カバーが局所的に高温化してしまい、かえって安全性を阻害する虞がある。

【0005】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、暖房効率を低減させることなく安全性を備える暖房機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】

【0006】

本発明に係る暖房機は、上述した課題を解決するために、発熱部と、前記発熱部を内部に収容し、前記発熱部の熱を外表面から放熱する設置時における上下方向に延びる複数のフィンを有する放熱部と、前記放熱部を収容し、空気出口を有し上方に配置される上カバーを有する筐体と、を備え、前記上カバーは、前記上下方向に直交する第１方向と、前記上下方向および前記第１方向に直交する第２方向とを有し、前記第１方向における略中心位置に前記第２方向に沿う１条の放熱用桟を有し、前記発熱部は、前記第１方向における略中心位置で前記第２方向に沿って延び、前記第２方向に直交する上下方向断面視で円形状を有したヒータであり、前記上カバーは、前記第１方向に沿う一対の枠と、前記第２方向に沿う一対の枠とで形成される外形枠を有し、前記第１方向に沿う一対の枠に亘る部材は、前記第２方向に沿う一対の枠および前記放熱用桟のみであり、前記放熱用桟は、前記第２方向に沿う一対の枠よりも太い。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る暖房機においては、暖房効率を低減させることなく安全性を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る暖房機の一実施形態を示す暖房機の前面側から見た斜視図。

【図2】暖房機の左右パネルを取り外し、左側面側から見た側面図。

【図3】図２の暖房機を右側面側から見た側面図。

【図4】暖房機の上方を特に示す右後側から見た斜視図。

【図5】図２のV－V線に沿う断面図。

【図6】図２のVI－VI線に沿う端面図。

【図7】グリルを上方から示す構成図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る暖房機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0010】

図１は、本発明に係る暖房機の一実施形態を示す暖房機１の前面側から見た斜視図である。
図２は、暖房機１の左右パネル３５を取り外し、左側面側から見た側面図である。
図３は、図２の暖房機１を右側面側から見た側面図である。
図４は、暖房機１の上方を特に示す右後側から見た斜視図である。
図５は、図２のV－V線に沿う断面図である。
図６は、図２のVI－VI線に沿う端面図である。

【0011】

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、および「左」は、図１から図６における定義に従う。また、上下方向は、暖房機１の設置時における上下方向に対応する。前後方向および左右方向は、暖房機１の設置時における水平方向に対応する。

【0012】

暖房機１は、放熱部１０と、発熱部２０と、筐体３０と、遮熱板５０と、固定具６０と、拡散部１００と、を主に有する。

【0013】

放熱部１０は、発熱部２０（図５）を内部に収容し、発熱部２０の熱を外表面から放熱する。放熱部１０は、アルミニウム合金のダイカスト成形品である。放熱部１０は、発熱部収容部１１と、フィン１２と、を有する。発熱部収容部１１は、前後方向に沿う面方向を有する右面１３と、右面１３に左右方向で対向し前後方向に沿う面方向を有する左面１４と、を有する。発熱部２０は、この右面１３および左面１４の間に収容される。フィン１２は、右面１３および左面１４から略垂直に突出し、設置時における上下方向に延びる（上下方向に沿う面方向を有する）複数のフィン１２である。フィン１２は、前後方向に沿って、例えば略等間隔で配列される。放熱部１０は、固定具６０で支持されるための貫通孔１５（図６）を有する。貫通孔１５は、前後方向の中心を対称に２箇所形成され、フィン１２内を左右方向に貫通して形成される。

【0014】

放熱部１０は、上下方向に沿って配列された複数の放熱部であり、上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、および下段放熱部１０ｃを有する。例えば、上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、および下段放熱部１０ｃは、フィン１２の形状、フィン１２の寸法、および隣接するフィン１２の間隔を含み、略同一の外形を有する。

【0015】

発熱部２０は、両端に端子（図示せず）を有する、例えばシーズヒータである。発熱部２０は、主に前後方向に延びたＵ字形状を有する。発熱部２０は、端子を露出して各放熱部１０の内部に収容されている。具体的には、発熱部２０は、放熱部１０の内部に鋳込まれることにより、放熱部１０と一体成形される。

【0016】

筐体３０は、放熱部１０を収容し、暖房機１の外郭をなす。筐体３０は、前板３１と、後板３２と、下板３３と、上カバー３４と、左右パネル３５と、を有する。前板３１、後板３２、下板３３、上カバー３４、および左右パネル３５は、例えば冷間圧延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板などの薄鋼板からなる。

【0017】

前板３１は、暖房機１の前面に沿って配置される。前板３１は、表示部３７と、操作部３８と、前側取っ手３９ａと、を有する。表示部３７は、暖房機１の運転状態や操作内容を表示する、例えば液晶表示パネルである。操作部３８は、暖房機１の電源の入れ切れや、運転内容の指示を受け付ける。前側取っ手３９ａは、表示部３７の上方に配置され、ユーザによる暖房機１の移動に用いられる。後板３２は、暖房機１の後面に沿って配置される。後板３２は、前側取っ手３９ａと前後方向において対になる位置に、後側取っ手３９ｂを有する。前板３１および後板３２は、前後方向で対向する一対の内壁３１ａ、３２ａ（図６）を有する。

【0018】

下板３３は、暖房機１の下面に沿って配置される。下板３３は、前板３１、後板３２、および遮熱板５０のベースとなる。下板３３は、暖房機１内に空気を取り入れる空気入口４０（図５）を有する。下板３３は、暖房機１を移動するために用いられる一対のキャスター付脚４１を下方の前後方向において対になる位置に有する。

【0019】

上カバー３４は、暖房機１の上面に沿って上方に配置される。上カバー３４は、グリル４２と、金網４３と、パネル取付具４５と、を有する。グリル４２は、空気入口４０から取り入れられ、暖房機１内を隣接するフィン１２間を流路として下から上に向かって流れる空気の出口となる空気出口４６を有する。グリル４２の詳細な構成については、後述する。金網４３は、空気出口４６を塞ぐように、グリル４２の下方に配置される。パネル取付具４５は、金網４３の下方に配置され、一対の遮熱板５０間に前後に架設された枠部材である。パネル取付具４５は、左右パネル３５を固定するための構造である爪部４５ａを左右の枠面に有する。

【0020】

左右パネル３５は、暖房機１の左右側面に沿ってそれぞれ配置される。左右パネル３５は、放熱部１０からの高温の熱に対するユーザの安全性を確保するため、放熱部１０を覆って遮蔽する。これにより、暖房機１の内部はユーザにより視認されない。

【0021】

左右パネル３５は、上端に内面方向の折返し（図示せず）を有する。左右パネル３５の上端は、この折り返しをパネル取付具４５の爪部４５ａに引っ掛けることにより固定されている。左右パネル３５の下端は、下板３３にネジ止めされることにより固定されている。また、左右パネル３５の前後端は、前板３１および後板３２にそれぞれ係止されている。左右パネル３５の中央部３６ａは、外縁部３６ｂに対して放熱部１０から離れるように膨出した形状を有している。これにより左右パネル３５は、遮熱板５０とは非接触に固定されているとともに、放熱部１０との間に一定の隙間が設けられている。このため、左右パネル３５は、過剰な温度上昇が抑制されている。

【0022】

遮熱板５０は、例えば薄鋼板からなり、放熱部１０からの熱を、前板３１および後板３２の一対の内壁３１ａ、３２ａと放熱部１０との間で遮熱する。すなわち、遮熱板５０は、前側遮熱板５０ａと、後側遮熱板５０ｂと、を有する一対の遮熱板５０である。図６に示すように、前側遮熱板５０ａは、前板３１の内壁３１ａと放熱部１０の前端１８ａとの間に配置される。後側遮熱板５０ｂは、後板３２の内壁３２ａと放熱部１０の後端１８ｂとの間に配置される。遮熱板５０は、少なくとも放熱部１０が配置される上下方向の範囲に設けられる。これにより、遮熱板５０は、前板３１または後板３２の内壁３１ａ、３２ａ側に設けられる回路基板や配線類などの電子部品と放熱部１０との間を仕切り、放熱部１０と電子部品とを隔離する。遮熱板５０は、ベースとなる下板３３に下部が固定され、遮熱板５０の上方に位置するパネル取付具４５に上部が固定される。これにより、遮熱板５０およびパネル取付具４５は、暖房機１の内部骨格を構成している。

【0023】

固定具６０は、例えば薄鋼板からなり、放熱部１０を支持し、前後方向に亘って一対の遮熱板５０に両端６５、７５が固定（架設）される。具体的には、固定具６０は、右固定具６１と、左固定具７１と、を有し、これら一対の固定具６０により放熱部１０を左右側面で支持し、遮熱板５０に固定される。

【0024】

右固定具６１は、放熱部１０の右面１３側で放熱部１０を支持し、右面１３側で一対の遮熱板５０に固定される。右固定具６１は、前後方向に略直線的な形状を有し、遮熱板５０に固定される両端６５を有する。右固定具６１は、右固定具側ボルト孔６７と、肉抜き部６８と、を有する。右固定具側ボルト孔６７は、右固定具６１、左固定具７１および放熱部１０を連結するためのボルト８１が貫通する孔であり、貫通孔１５に対応する位置に設けられる。肉抜き部６８は、固定具６０から遮熱板５０へ熱を伝わりにくくする。

【0025】

左固定具７１は、左面１４側で放熱部１０を支持し、左面１４側で一対の遮熱板５０に固定される。左固定具７１は、基部７２と、垂れ下がり部７３と、を有する。基部７２は、前後方向に略直線的な形状を有し、遮熱板５０に固定される両端７５を有する。垂れ下がり部７３は、基部７２の両端７５から中心寄りに前後方向の端部を有し、基部７２から垂れ下がる形状を有する。垂れ下がり部７３は、左固定具側ボルト孔７７と、肉抜き部７８と、を有する。左固定具側ボルト孔７７は、右固定具側ボルト孔６７と同様の作用を有し、貫通孔１５に対応する位置に設けられる。肉抜き部７８は、肉抜き部６８と同様の作用を有し、垂れ下がり部７３のうち、左固定具側ボルト孔７７が形成される領域以外の可能な限り広い範囲で形成される。

【0026】

固定具６０は、放熱部１０の個数に対応する複数の固定具である。各固定具６０は、各放熱部１０を支持し、一対の遮熱板５０に固定される。すなわち、固定具６０は、上段放熱部１０ａを支持する一対の上段固定具６０ａと、中段放熱部１０ｂを支持する一対の中段固定具６０ｂと、下段放熱部１０ｃを支持する一対の下段固定具６０ｃと、を有する。上段固定具６０ａ、中段固定具６０ｂ、および下段固定具６０ｃは、形状、寸法において略同一である。

【0027】

各一対の固定具６０（上段固定具６０ａ、中段固定具６０ｂ、下段固定具６０ｃ）は、放熱部１０（上段放熱部１０ａ、中段放熱部１０ｂ、下段放熱部１０ｃ）を挟み込み連結（固定）することにより、放熱部１０と一体となった放熱ユニット８０を形成する。図６に示すように、放熱ユニット８０においては、放熱部１０は、右面１３側に配置される右固定具６１と、左面１４側に配置される左固定具７１とにより挟み込まれている。左固定具側ボルト孔７７、貫通孔１５および右固定具側ボルト孔６７をボルト８１が順次貫通し、このボルト８１が右固定具６１側でナット８２により締められることにより、放熱ユニット８０は、一体化されている。

【0028】

ボルト８１とナット８２による連結構造は、スペーサ８３と、ワッシャー８４と、を有する。スペーサ８３は、ボルト８１の外側に配置された状態で貫通孔１５内に挿入される。スペーサ８３は、放熱部１０の貫通孔１５の長さよりも長く、貫通孔１５の端部１５ａ、１５ｂから若干量突出している。ワッシャー８４は、貫通孔１５の右側端部１５ａと右固定具６１の内面６１ａとの間、および貫通孔１５の左側端部１５ｂと左固定具７１の内面７１ａとの間に配置される。ボルト８１、ナット８２およびスペーサ８３は、互いに同様の熱伝導率を有する材料（例えばステンレス鋼）からなる。ワッシャー８４は、熱伝導率が低く、耐熱性を有する材料（例えばテフロン（登録商標））または接触面積を減らして熱伝導を抑えたステンレス鋼製のウェーブワッシャーからなる。

【0029】

スペーサ８３およびワッシャー８４は、放熱部１０と固定具６０とが、直接接することを回避するために設けられる。すなわち、貫通孔１５から突出したスペーサ８３の端部８３ａが、固定具６０と貫通孔１５の端部１５ａ、１５ｂとの間に隙間を形成し、その隙間に耐熱性のワッシャー８４が配置される。これにより、固定具６０は、放熱部１０に非接触となり、放熱部１０の熱が固定具６０に直接的に伝わることを回避できる。また、ボルト８１、ナット８２、およびスペーサ８３は、略同様の熱伝導率を有する材料、または同一の材料とすることで、熱による伸縮量が同じとなり、熱膨張の影響により放熱部１０の支持および遮熱板５０への固定に及ぼす歪みなどの影響を抑制する。

【0030】

拡散部１００は、放熱部１０から放熱される熱（熱対流）を後述する放熱用桟１１６から離す方向に拡散する。図４および図５に示すように、拡散部１００は、上段放熱部１０ａ（放熱部１０）と放熱用桟１１６との間であり、放熱用桟１１６と上下方向視において重なる位置に配置される。拡散部１００は、前後方向に直線的に延び、略Ｖ字形状の上下方向の断面を有する。拡散部１００は、前後方向に亘って遮熱板５０ａ、５０ｂに両端が固定（架設）される。拡散部１００は、例えば薄鋼板からなる。拡散部１００の位置や形状は、放熱部１０により生じる熱対流の位置や程度に応じて、適宜決定される。

【0031】

次に、上カバー３４のグリル４２の詳細について説明する。図７は、グリル４２を上方から示す構成図である。

【0032】

グリル４２（上カバー３４）は、外形枠１１１と、補強用桟１１５と、放熱用桟１１６と、を有する。

【0033】

外形枠１１１は、筐体３０の上面の外縁に略対応する外形を有し、左右方向（第１方向）と、前後方向（第２方向）とを有する。具体的には、外形枠１１１は、左右方向に沿う一対の左右方向枠１１２と、前後方向に沿う一対の前後方向枠１１３と、を有する。

【0034】

補強用桟１１５は、左右方向枠１１２に平行に前後方向枠１１３と放熱用桟１１６とに亘って、複数箇所（例えば６箇所）設けられる。補強用桟１１５は、空気出口４６が形成されることによりグリル４２上で強度が低下する虞のある領域を補強するため、およびユーザが金網４３に触れることを防止するために設けられる。

【0035】

放熱用桟１１６は、グリル４２の左右方向における略中心位置に、前後方向に沿って設けられる。具体的には、放熱用桟１１６は、左右方向枠１１２に亘って、前後方向枠１１３と略平行に直線的に設けられる。グリル４２においては、左右方向枠１１２に亘って設けられる部材は、一対の前後方向枠１１３および放熱用桟１１６のみである。このような放熱用桟１１６は、前後方向枠１１３よりも太く形成されることにより、熱対流により主に放熱用桟１１６に伝わる熱を、前後方向へ効率的に熱伝導させるとともに、広い表面積で効率的に放熱させる。また、発熱部２０（放熱部１０）は、この放熱用桟１１６に対して上下方向視において重なる位置に配置される。なお、放熱用桟１１６は、発熱部２０の位置に応じて、グリル４２の左右方向の略中心位置に限らず、最も放熱効率のよい位置に配置されてもよい。

【0036】

放熱用桟１１６は、前後方向（第２方向）に沿う、少なくとも１条の凹部１１７（本実施形態においては３条）を有する。凹部１１７は、放熱用桟１１６の剛性を高めるとともに、放熱用桟１１６の表面積を大きくすることにより放熱効率を向上させることができる。また、凹部１１７は、高温化する放熱用桟１１６の接触可能な面積を小さくすることにより、ユーザによる放熱用桟１１６の接触を低減できる。

【0037】

このような暖房機１は、暖房効率を低減させることなく安全性を備えることができる。すなわち、暖房機１は、下方から上方までの熱による自然対流を利用して空調対象室を暖めるが、熱対流を生じさせる熱（高温領域）は上方に行くにつれてろうそくの炎のように先細りする。この結果、放熱部１０の熱は、放熱部１０の上方に位置する上カバー３４のうち、発熱部２０の直上が最も高温化することになる。すなわち、暖房機１においては、グリル４２の左右方向の中心位置が最も高温化する。安全性の観点から、上カバー３４の高温化を避ける必要がある。そのため、暖房機１の出力を低下させることが考えられるが、暖房効率が低下してしまうという課題がある。

【0038】

これに対し、本実施形態における暖房機１は、最も高温化する上カバー３４のグリル４２に、放熱効率に優れた放熱用桟１１６を設けた。上方に行くにつれて先細りする熱は、放熱用桟１１６に集中的に伝わるが、放熱用桟１１６の十分な表面積により効率的に放熱される。この結果、上カバー３４の高温化を効果的に抑制することができる。

【0039】

また、上カバー３４の直下に、拡散部１００を設けた。これにより、先細りした熱対流が放熱部１０（発熱部２０）の直上に集中することを低減でき、グリル４２全体を放熱に寄与させることができる。

【0040】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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いない。これら新規な実施形態は、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で、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。

【0041】

例えば、発熱部２０が主に水平方向に延びるＵ字形状のシーズヒータである例を説明したが、上下方向に延びたり、Ｉ字、Ｌ字などのＵ字以外の曲げ部を有する形状であったり、シーズヒータ以外の他の種類のヒータであったりしてもよい。この場合、放熱用桟１１６および拡散部１００の位置、形状は、発熱部（放熱部）の位置や形状に応じて、適宜好適に設定される。

【0042】

また、放熱用桟１１６の裏面に断熱材および／または遮熱板を設けて、放熱用桟１１６への入熱を減らすようにしてもよい。

【0043】

さらに、放熱用桟１１６の凹部１１７は、放熱用桟１１６の表面に対して突出した凸部であってもよい。凸部も凹部１１７と同様に、放熱用桟１１６の剛性を高めるとともに放熱用桟１１６の表面積を大きくし、放熱用桟１１６の接触可能な面積を小さくすることにより、ユーザによる放熱用桟１１６の接触を低減できる。

【符号の説明】

【0044】

１ 暖房機
１０ 放熱部
１１ 発熱部収容部
１２ フィン
１５ 貫通孔
２０ 発熱部
３０ 筐体
３１ 前板
３１ａ 内壁
３２ 後板
３２ａ 内壁
３３ 下板
３４ 上カバー
３５ 左右パネル
５０、５０ａ、５０ｂ 遮熱板
６０ 固定具
６１ 右固定具
６５、７５ 両端
６８、７８ 肉抜き部
７１ 左固定具
７２ 基部
７３ 垂れ下がり部
８０ 放熱ユニット
１００ 拡散部
１１１ 外形枠
１１２ 左右方向枠
１１３ 前後方向枠
１１５ 補強用桟
１１６ 放熱用桟
１１７ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】