(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にバーナを備えた燃焼筐を器体内に有すると共に、該バーナの炎を囲う燃焼カバーを備え、燃焼筐内に導入された空気を燃焼カバーに開設した空気穴を通して炎に供給し、燃焼カバーから排出される燃焼ガスと送風ファンにより吸引された空気とを混合して器外に温風として送風する温風暖房器において、該燃焼カバーの出口を囲う隔壁部を設けると共に、該隔壁部に、燃焼カバーの出口から排出される燃焼ガスの流れ方向に沿った所定範囲に亙って開口部を開設し隔壁部に囲まれた燃焼ガスに該開口部を介して空気を供給し、かつ、燃焼ガスの流れを横切るように隔壁部の一部に開口部を開設して燃焼ガスに対する冷却部としたことを特徴とする温風暖房器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナの燃焼により生じる燃焼ガスと送風ファンにより吸入された空気とを混合して器外に温風として送風する温風暖房器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の温風暖房器として、すでに特願平７−１３４９９７号として、燃焼カバーを有するバーナを内部に備えた燃焼筐を温風暖房器内に配設し、該燃焼カバーから排出される燃焼ガスと送風ファンにより吸入された空気とを混合して器外に温風として送風する温風暖房器であって、燃焼ガスが燃焼カバーから排出され送風ファンに向かって所定距離流れるまで燃焼ガスの流れと吸入された空気の流れとを区画する分流板を設け、該分流板を介して燃焼ガスと空気との間で熱交換を行うようにした温風暖房器を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高温の燃焼ガスを一気に空気に触れさせ急冷すると燃焼ガス中の窒素酸化物中の主成分である一酸化窒素（ＮＯ）が二酸化窒素（ＮＯ2 ）に変換される割合（二酸化窒素変換率）が大きくなり、二酸化窒素の発生量が増加することが知られている。また、燃焼ガスの温度が高温であるほど窒素酸化物全体の発生量が増加することが知られている。
【０００４】
ところで、上記のすでに提案した温風暖房器では、燃焼カバーから排出された燃焼ガスは分流板により区画され空気と混合される前に分流板を介して熱交換を行うので空気と混合される際には急冷されることはない。しかし、燃焼カバーが燃焼筐内で開口し、かつ空気を流して燃焼筐の上端部分の過熱を防止するため燃焼カバーと燃焼筐の内周面との間に燃焼カバーの全周に亙って連続した隙間が形成され、このため燃焼カバーから排出された燃焼ガスは該隙間を通って上昇する燃焼筐内の空気と直ちに混合され急冷されて、その時点で燃焼ガス中にすでにある程度の二酸化窒素が含まれるという問題が生じる。また、燃焼カバーから排出された燃焼ガスは空気と混合されるまで高温のままの状態を保つため窒素酸化物全体の発生量が増加し、二酸化窒素への変換率が増加しなくても二酸化窒素への変換量は増加するという問題が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、送風される温風の二酸化窒素の含有量を更に低減し得る温風暖房器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、内部にバーナを備えた燃焼筐を器体内に有すると共に、該バーナの炎を囲う燃焼カバーを備え、燃焼筐内に導入された空気を燃焼カバーに開設した空気穴を通して炎に供給し、燃焼カバーから排出される燃焼ガスと送風ファンにより吸引された空気とを混合して器外に温風として送風する温風暖房器において、該燃焼カバーの出口を囲う隔壁部を設けると共に、該隔壁部に、燃焼カバーの出口から排出される燃焼ガスの流れ方向に沿った所定範囲に亙って開口部を開設し隔壁部に囲まれた燃焼ガスに該開口部を介して空気を供給し、かつ、燃焼ガスの流れを横切るように隔壁部の一部に開口部を開設して燃焼ガスに対する冷却部としたことを特徴とする。
【０００７】
燃焼カバーの出口から燃焼ガスが排出されても隔壁部によって燃焼筐内の空気が燃焼ガスに急激に混ざらないようにして燃焼ガスが急冷されることを防止する。但し、隔壁部で燃焼カバーの出口を囲っただけでは隔壁部を通り抜けた時点で燃焼ガスは隔壁部の外周に沿って流れる空気によって急冷され、二酸化窒素の発生量を抑えることができない。そこで、隔壁部に上記開口部を開設し、該開口部から隔壁部内へと空気を徐々に取り入れて燃焼ガスに混合させることにより燃焼ガスが隔壁部を通って排出されるまでに燃焼ガスを徐冷することとした。
【０００８】
また、上述のように燃焼カバーの出口から燃焼ガスが排出されるが、未燃焼ガスも多く含まれている。燃焼カバーの出口から排出される未燃焼ガスは燃焼ガスの流れを横切るように設けた冷却部の手前で燃焼ガスに変化する。そこで、該冷却部を設けることにより、冷却板の手前で変化した燃焼ガス自体の温度を下げるようにした。そのため、燃焼ガスの温度が低下し、窒素酸化物全体の発生量が低減される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は本発明にかかる温風暖房器の本体であり、該本体１内にはバーナ２１及び点火プラグＰを備えた燃焼筐２とその下方に送風ファン３とが配設されており、該送風ファン３を作動させると本体１の背面に設けた吸入口１１から器外の空気を本体１内に吸入し、燃焼筐２から排出される燃焼ガスと吸入された空気とを混合して本体１の前面に設けた送風口１２から温風として器外へ送風するように構成されている。尚、図１において、空気の流れを白抜きの矢印で示し、燃焼ガスの流れを黒塗りの矢印で示し、空気と燃焼ガスとが混合された温風の流れを白と黒とに塗り分けた矢印で示している。ところで、上記バーナ２１には箱形の燃焼カバー２２が取り付けられ、該燃焼カバー２２の上面に開設された出口である開口２３から燃焼ガスが排出される。尚、燃焼カバー２２の上部には後述する隔壁部である隔壁カバー５が取り付けられ、開口２３は該隔壁カバー５で囲まれる。尚、本実施の形態では隔壁カバー５を燃焼カバー２２とは別体に形成し、隔壁カバー５を燃焼カバー２２にねじ止めするが、隔壁カバー５を燃焼カバー２２と一体に形成しても良い。また、該燃焼カバー２２の内部には１対の絞り部材２４を設けて燃焼カバー２２内での燃焼ガスの上昇通路を狭めた絞り部２４ａを形成すると共に、該絞り部材２４の上方に燃焼用の二次空気を燃焼カバー２２内に少量導入する空気穴２４ｂを形成し、バーナ２１から開口２３に向かう燃焼ガスの上昇速度を遅らせると共に、燃焼用の二次空気をバーナ２１の炎口の近傍に設けた空気穴２１ａと上記空気穴２４ｂとからに分けて２段階に導入する。これにより燃焼用の空気が不足した状態で徐々にガスを燃焼させて燃焼反応が遅くなるようにした。このように炎の燃焼反応が遅くなると燃焼温度が高温にならないため二酸化窒素の原料物質である一酸化窒素（ＮＯ）の発生量が少なくなる。尚、燃焼筐２の後面２Ｂの下部に空気取入口２０が開設され、送風ファン３の作動により生じる吸引力により該空気取入口２０から燃焼筐２内に空気が吸入される。燃焼筐２内に吸入された空気の一部は上記空気穴２１ａを通ってバーナ２１の炎口に形成される一次炎の燃焼用二次空気として用いられ、残りは燃焼カバー２２の外側を通って上方へ流れる。該燃焼カバー２２の外側を流れる空気は燃焼カバー２２を介して加熱されながら上昇する。そして、該加熱された空気の一部は上記空気穴２４ｂを通って燃焼カバー２２内に導入され、絞り部２４ａから立ち上がる二次炎の燃焼用二次空気として用いられる。残りの空気は隔壁カバー５に沿って更に上昇する。該隔壁カバー５は図３に示すように、開口２３から排出される燃焼ガスの流れ方向Ｆに沿って、本実施の形態では列設されたスリット穴状の開口部５１が左右方向に複数列（例えば１５列）並んで開設されている。
【００１０】
一方、該燃焼筐２には左右方向全幅に亙って排気口２５を覆う分流板４が燃焼筐２の後面２Ｂとの間に少許の隙間を存して取り付けられている。該分流板４は燃焼筐２の後面２Ｂから排気口２５の上方を覆い、更に、前側に垂れ下がって燃焼筐２の前面２Ｆとの間に燃焼ガス通路２６を形成している。そして、該分流板４の下端縁４１は排気口２５の前側周縁である前面２Ｆの上縁に対して距離Ｌ下方に位置しており、すなわち隔壁カバー５から排出された燃焼ガスは燃焼筐２の外側を流れている空気と混合されることなく燃焼ガス通路２６内を距離Ｌ流れることになる。一方、前面２Ｆの上半部であって分流板４の前面垂下部に対向する部分を内側に向かって折り曲げて燃焼ガス通路２６が上流部２６ａに向かって通路内の容積が拡がるようにした。このように上流部２６ａの容積を拡げると排気口２５と分流板４とが離れ、排気口２５から排出される燃焼ガスによって分流板４が必要以上に加熱されることを防止することができる。ところで、分流板４の前面垂下部を外側に膨らませて排気口２５から遠ざけるのではなく、このように前板２Ｆの上半部を内側に折り曲げたので本体１が大きくなることはない。尚、本実施の形態では距離Ｌを略５０ｍｍに設定し排気通路２６の出口における燃焼ガスの温度が略６００度になるようにしている。また、図２に示す６は蓋板であり、バーナ２１に燃焼カバー２２及び隔壁カバー５を取り付けた状態で開口から燃焼筐２内に挿入し、その後該蓋板６で燃焼筐２の開口を塞ぐことにより燃焼カバー２２や隔壁カバー５を燃焼筐２によって覆うようにして送風ファン３の吸引力が短絡して作用しないようにした。
【００１１】
ところで、上記燃焼筐２・送風ファン３・分流板４は本体１内に設けられた壁板１３により区画された温風通路４Ｂ内に配設されており、図外の電装装置等が格納される空間４Ｃに温風が流れないようにした。従って、送風ファン３の作動により吸入口１１から吸入された空気は壁板１３と分流板４との間の隙間４Ａを通って送風ファン３へと流れる。そして、燃焼カバー２２から排出された燃焼ガスは分流板４に案内されて流れるので、該空気と燃焼ガスとは分流板４を介して熱交換が行われる。その結果、空気は隙間４Ａを流れる間に分流板４を介して燃焼ガスにより加熱されると共に燃焼ガスは分流板４を介して空気に熱を奪われ徐々に冷やされる。従って、分流板４の下端縁４１より下流で空気と燃焼ガスとが混合される時点では空気と燃焼ガスとの温度差は小さくなっており、燃焼ガスに空気が混合されても燃焼ガスは急冷されることは無い。尚、壁板１３の下部には開口１４が設けられており、吸入口１１から空間４Ｃ及び開口１４を通して温風通路４Ｂに空気を流し、上記電装部品等の冷却を行うようにしている。また、上記燃焼ガス通路２６の上流部２６ａの容積を拡げたが、燃焼ガス通路２６の出口の開口は寸法Ｈに絞っているので、空気取入口２０から取り込まれる空気量が制限され、燃焼ガス通路２６内の燃焼ガスが余剰空気によって急激に冷却されない。
【００１２】
図４を参照して、隔壁カバー５に沿って上昇する空気は、隔壁カバー５の背面部５ａ及び傾斜部５ｂに開設された開口部５１を通って隔壁カバー５内に導入され、隔壁カバー５内の燃焼ガスに徐々に混合されていく。そして、隔壁カバー５内で徐冷された燃焼ガスは隔壁カバー５の前面部５ｃに開設された開口部５１を通って排出される。また、前面部５ｃの上流近傍にて生成された燃焼ガスは該前面部５ｃの開口部５１を通過する際に前面部５ｃが冷却部として作用し、燃焼ガス自体の温度を下げる。
【００１３】
尚、隔壁カバー５に開設する開口部は上記図３に示したスリット状の開口部５１に限らず、例えば、円孔を燃焼ガスの流れ方向Ｆに沿って複数列並べて開設するようにしてもよい。ところで、図１に示すように、燃焼カバー２２と燃焼筐２との間を上昇する空気は燃焼カバー２２によって上昇中に加熱される。但し、燃焼筐２の前面２Ｆは比較的高温の燃焼ガスが通る燃焼ガス通路２６に接しているものの後面２Ｂは吸入口１１に面しているので、燃焼カバー２２の後側を上昇する空気は前側を上昇する空気より低温であり、開口２３から排出される燃焼ガスに混合すると燃焼ガスの冷却速度が速くなる。本実施の形態では、隔壁カバー５の後側の隔壁に前方に傾けながら上方へ延びる傾斜部５ｂを設けているので、燃焼カバー２２の後側を上昇してきた空気が燃焼ガスに対して更に徐々に混合される。尚、上記傾斜部５ｂを分流板４に対して平行になるように傾斜させているので、燃焼カバー２２の後側を上昇する空気の通路を狭めることがない。
【００１４】
ところで、開口部５１の開口面積を燃焼ガスの流れ方向に沿って上流側が小さく下流に行くに従って大きくさせることによりさらに急冷を防止させることができる。開口部の開口面積を下流に行くに従って増加させるには、開口部５１の幅寸法を下方に行くにしたがって狭くなるように形成し、あるいは複数開設した開口部５１の内の一部のものの深さを浅くすればよい。
【００１５】
上記図３に示した隔壁カバー５の実施例として、幅２ｍｍのスリットを１０ｍｍ間隔で１５列開設したものとを用いバーナへのインプットを３０００キロカロリとした場合の二酸化窒素濃度・窒素酸化物濃度・二酸化窒素変換率は、各々５．９ｐｐｍ・１２．５ｐｐｍ・４７．２％であった。
【００１６】
上記実施の形態では燃焼カバーの二次空気は上下２段で取り込んでいるが、１段で取り込んでも良く、あるいは３段以上で取り込んでも良い。また、分流板４を燃焼筐２の後面２Ｂとの間に隙間を存することなく取り付けたが、若干の隙間を設け、あるいは分流板４に小さな穴を開けて、燃焼ガス通路２６内に少量の空気を取り込むことにより燃焼筐２から排出された燃焼ガスの徐冷速度を調節するようにしてもよい。尚、開口部５１を横方向に長手のスリット状の長穴形状に形成しても良い。
【００１７】
ところで、上記の実施の形態では空気穴２１ａの他に燃焼カバー２２の側壁に円形の空気穴２４ｂを設けた。これは、燃焼ガスの上昇途中に少量の二次空気を導入させるためである。従って、空気穴２４ｂの代わりに図５に示すようにスリット状の空気穴２４ｃを燃焼カバー２２に設け、燃焼ガスの上昇に沿って連続的に二次空気を燃焼カバー２２内に導入させるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、燃焼カバーから排出される燃焼ガスの冷却速度を遅らせると共に、燃焼ガス自体の温度を下げることにより器外に送風される温風中の二酸化窒素の含有量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す図
【図２】燃焼筐の構造を示す分解斜視図
【図３】隔壁カバーの形状の詳細を示す部分斜視図
【図４】隔壁カバーに対する空気の流れを示す部分拡大図
【図５】燃焼カバーの他の実施の形態を示す部分斜視図
【符号の説明】
１  （温風暖房器の）本体
２  燃焼筐
３  送風ファン
５  隔壁カバー
１１  吸入口
１２  送風口
２１  バーナ
２２  燃焼カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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