(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換効率を高め得る暖房装置を提供する。【解決手段】暖房装置１は複数の階層に仕切られるとともに、互いに隣接する階層同士が連通されたケーシング２を備える。最下位階層のケーシングには燃焼ガスの注入口が設けられるとともに、最上位階層のケーシングには燃焼ガスの排出口ＤＰが設けられる。各階層には、当該階層を通って相対向するケーシングを貫通する管２１〜２３がそれぞれ設けられ、最上位階層に設けられる管２１の一端は外気の入口とされ、最下位階層に設けられる管２３の一端は外気の出口ＯＬとされる。入口および出口ＯＬ以外の管２１〜２３の端部は、入口と出口ＯＬとが各階層の管空を通じて連通するように連結される。【選択図】図５
0003188588.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の階層に仕切られるとともに、互いに隣接する階層同士が連通されたケーシングを備え、
最下位階層のケーシングには燃焼ガスの注入口が設けられるとともに、最上位階層のケーシングには前記燃焼ガスの排出口が設けられ、
各前記階層には、当該階層を通って相対向するケーシングを貫通する管がそれぞれ設けられ、
最上位階層に設けられる前記管の一端は外気の入口とされるとともに、最下位階層に設けられる前記管の一端は外気の出口とされ、
前記入口および前記出口以外の前記管の端部は、前記入口と前記出口とが各前記階層の管空を通じて連通するように、連結される
ことを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
前記外気の入口とされる前記管の一端から前記外気を圧入する外気圧入部
をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【請求項３】
前記互いに隣接する階層同士は、ケーシング内の相対向する内壁面の一方から突出する仕切板の先端と、他方の側壁との隙間によって連通されており、
前記仕切板は、ケーシング内の相対向する内壁面から上下段で交互に突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【請求項４】
前記階層ごとに複数の管が同じ方向に沿って設けられ、互いに隣接する階層に設けられる前記複数の管の端部同士はケーシング壁の外面を覆う被覆部の空間により連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【請求項５】
前記管の側面は凹凸を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は暖房装置に関し、熱交換効率を高める場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばビニールハウスなどの室内を暖房する暖房装置として、特許文献１の温風暖房機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭６１−３２２９６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の温風暖房機における外気の経路の途中には、熱源から比較的離れている箇所があり、当該箇所を経て外気が排出口から排出されるようになっている。このため、この外気の経路の途中箇所では、燃焼ガスにより暖められた外気が冷やされて流動し難くなり、外気と燃焼ガスとの熱交換効率が悪い傾向になることが懸念される。
【０００５】
本考案は以上の点を考慮してなされたもので、熱交換効率を高め得る暖房装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本考案の暖房装置は、複数の階層に仕切られるとともに、互いに隣接する階層同士が連通されたケーシングを備え、最下位階層のケーシングには燃焼ガスの注入口が設けられるとともに、最上位階層のケーシングには前記燃焼ガスの排出口が設けられ、各前記階層には、当該階層を通って相対向するケーシングを貫通する管がそれぞれ設けられ、最上位階層に設けられる前記管の一端は外気の入口とされるとともに、最下位階層に設けられる前記管の一端は外気の出口とされ、前記入口および前記出口以外の前記管の端部は、前記入口と前記出口とが各前記階層の管空を通じて連通するように、連結されることを特徴とする。
【０００７】
ところで、前記外気の入口とされる前記管の一端から前記外気を圧入する外気圧入部をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
また、前記互いに隣接する階層同士は、ケーシング内の相対向する内壁面の一方から突出する仕切板の先端と、他方の側壁との隙間によって連通されており、前記仕切板は、ケーシング内の相対向する内壁面から上下段で交互に突出していることが好ましい。
【０００９】
また、前記階層ごとに複数の管が同じ方向に沿って設けられ、互いに隣接する階層に設けられる前記複数の管の端部同士はケーシング壁の外面を覆う被覆部の空間により連結されることが好ましい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の暖房装置では、最下位階層の注入口から各階層を段階的に経て最上位階層の排出口に至る燃焼ガスの経路がケーシング内に形成される。一方、管の入口から各階層に設けられる管の管空を段階的に経て管の出口に至る外気の経路がケーシング内に形成される。
【００１１】
本考案の暖房装置では、管の入口から外気が入れられるとともに注入口から燃焼ガスが注入された場合、管内を通る外気は管外の燃焼ガスとの熱交換により暖められる。しかも、管は最上位階層から最下位階層に進むにつれて燃焼ガスの注入口に近づくので、外気は下方の階層に進むにつれて徐々に暖められ、管空に停滞することなく流動して管の出口から送り出される。この結果、管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率が高められる。
【００１２】
こうして、熱交換効率を高め得る暖房装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における暖房装置を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’を通る断面を示す図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’を通る断面を示す図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ’を通る断面を示す図である。
【図５】外気の流れを示す概略図である。
【図６】燃焼ガスの流れを示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
（１）実施形態
＜暖房装置の構成＞
図１から図４に示すように、本実施形態における暖房装置１は、ケーシング２、バーナ４、外気の流れる管２１、温める外気を管２１に入れるファン３、外気が流れる被覆部３１，３２、温められた外気の出口７を主な構成要素として備える。
【００１５】
ケーシング２は、ファン３によって管２１内に流入される外気と、バーナ４によってケーシング２内に注入される燃焼ガスとを熱交換させるための箱体であり、熱伝導性を有する。図２に示す通り、ケーシング２内は複数の階層に仕切られるとともに、互いに隣接する階層同士は隙間１３によって連通されている。
【００１６】
本実施形態の場合、互いに隣接する階層同士は、ケーシング２内の相対向する内壁面の一方から突出する仕切板１１，１２の先端と、他方の側壁との隙間１３によって連通されている。仕切板１１，１２は、互いに平行とされ、ケーシング内の相対向する内壁面から上下段で交互に突出している。
【００１７】
最下位階層のケーシングには燃焼ガスの注入口ＩＰ（５）が設けられるとともに、最上位階層のケーシングには燃焼ガスの排出口ＤＰ（６）が設けられる。
【００１８】
図２に示す通り、ケーシング２には、注入口ＩＰから各階層を蛇行して排出口ＤＰに至る燃焼ガスの経路（黒い矢印で示す）が形成される。
【００１９】
ケーシング２内の各階層には、当該階層を通って相対向するケーシング壁を貫通する管２１〜２３がそれぞれ設けられている。本実施形態の場合、階層ごとに複数の管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉが同じ方向に沿って設けられている。
【００２０】
これら管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉは長手方向に沿って真っ直ぐでなる。また、互いに隣接する管の中心間距離は同程度とされる。
【００２１】
管の長手方向に沿って内側に陥入する陥入部が所定間隔ごとに設けられ、当該管の断面の外縁は円ではなく凹凸形状となっている。図１から図４では、これを省略して円形状で示している。
【００２２】
最上位階層に設けられる管２１Ａ〜２１Ｉの一端は外気の入口ＩＬとして開放されるとともに、最下位階層に設けられる管２３Ａ〜２３Ｉの一端は外気の出口ＯＬとして開放される。また、この入口ＩＬと出口ＯＬとが各階層の管空が連通するように、当該入口ＩＬおよび出口ＯＬ以外の端部が連結される。
【００２３】
具体的には、最上位階層の管２１Ａ〜２１Ｉおよび最下位階層の管２３Ａ〜２３Ｉ以外の管２２Ａ〜２２Ｉの一端部は、図３に示すように、その管２２Ａ〜２２Ｉが設けられている階層に隣接する下位の階層に設けられている管の２３Ａ〜２３Ｉの端部と連結される。一方、管２２Ａ〜２２Ｉの他端部は、図４に示すように、その管２２Ａ〜２２Ｉが設けられている階層に隣接する上位の階層に設けられている管の２１Ａ〜２１Ｉの端部と連結される。本実施形態では、互いに隣接する階層に設けられる管２２Ａ〜２２Ｉと管２３Ａ〜２３Ｉとの端部同士は、ケーシング壁の外面を覆う被覆部３１の空間により包括的に連結される。また、互いに隣接する階層に設けられる管２２Ａ〜２２Ｉと管２１Ａ〜２１Ｉとの端部同士は、ケーシング壁の外面を覆う被覆部３２の空間により包括的に連結される。
【００２４】
このように、ケーシング２には、管２１Ａ〜２１Ｉの入口ＩＬから各階層に設けられる管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉの管空を段階的に経て、管２３Ａ〜２３Ｉの出口に至る外気の経路がケーシング内に形成される。
【００２５】
ファン３は、最上位階層の管２１Ａ〜２１Ｉの入口ＩＬから外気を圧入する部材であり、ケーシング２の外部に設けられ、例えば管２１Ａ〜２１Ｉの入口ＩＬ付近のケーシング壁に取り付けられる。
【００２６】
バーナ４は、最下位階層の注入口ＩＰから燃焼ガスを注入する部材であり、ケーシング２の外部に設けられ、例えば注入口ＩＰ付近のケーシング壁に取り付けられる。
【００２７】
＜暖房装置の作用・効果＞
次に図１から図６を用いて、暖房装置１の作用効果について説明する。
【００２８】
図５は外気の流れを示しており、図６は燃焼ガスの流れを示している。図５において、管２１〜管２３は、それぞれのＡ〜Ｉの複数の管をまとめて、それぞれ１本の管２１，２２，２３として表している。また、管２１と管２２との間を連結している被覆部３１、および、管２２と管２３との間を連結している被覆部３２は、菅２１と菅２２と繋がる菅３１’、菅２２と菅２３と繋がる菅３２’として表している。
【００２９】
このような暖房装置１では、管２１の入口ＩＬから外気が送り込まれた場合、当該外気は、最上位階層に設けられる管２１Ａ〜２１Ｉの管空を通じて被覆部３１に至る。そして、外気は、被覆部３１内の空間を通じて、中位階層に設けられる管２２Ａ〜２２Ｉの管空に入り、当該管空を通じて被覆部３２に至る。その後、外気は、被覆部３２内の空間を通じて、最下位階層に設けられる管２３Ａ〜２３Ｉの管空に入り、当該管空を通じて出口ＯＬから送り出される。
【００３０】
また、注入口ＩＰから燃焼ガスが注入された場合、当該燃焼ガスは、図６に示すように、最下位階層から仕切板１２とケーシング壁との隙間を経由して中位階層に伝搬する。そして、燃焼ガスは、中位階層から仕切板１１とケーシング壁との隙間を経由して最上位階層に伝搬した後、排出口ＤＰから排出される。
【００３１】
したがって、管２１Ａ〜２１Ｉの入口ＩＬから外気が入れられるとともに注入口ＩＰから燃焼ガスが注入された場合、管内を通る外気は管外の燃焼ガスとの熱交換により暖められる。しかも、管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉは最上位階層から最下位階層に進むにつれて燃焼ガスの注入口ＩＰに近づくので、外気は下方の階層に進むにつれて徐々に暖められ、管空に停滞することなく流動して出口ＯＬから送り出される。この結果、管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率が高められる。
【００３２】
本実施形態の暖房装置１の場合、外気の入口ＩＰからファン３によって外気が圧入される。このため、外気が圧入されない場合に比べて、管内の外気が燃焼ガスとの熱交換により暖められて単位体積あたりの密度が下がり、当該管内の外気が最下位階層に流動し難くなることが抑止される。したがって、管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。
【００３３】
また本実施形態の暖房装置１の場合、互いに隣接する階層同士は、ケーシング２内の相対向する内壁面の一方から突出する仕切板１１，１２の先端と、他方の側壁との隙間１３によって連通されている。また、これら仕切板１１，１２は、ケーシング２内の相対向する内壁面から上下段で交互に突出している。このため、ケーシング２には注入口ＩＰから各階層を蛇行して排出口ＤＰに至る経路が形成される。このため、各階層が蛇行していない場合に比べて、燃焼ガスがケーシング内で長く留まることになる。したがって、管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。
【００３４】
また本実施形態の暖房装置１の場合、階層ごとに複数の管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉが同じ方向に沿って設けられる。このため、階層ごとに１つの管が設けられる場合に比べてケーシング内を流動する外気量が多くなるため、その分だけ管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。
【００３５】
また本実施形態の暖房装置１の場合、互いに隣接する階層に設けられる管２１Ａ〜２１Ｉと管２２Ａ〜２２Ｉとの端部同士はケーシング壁の外面を覆う被覆部３１の空間により連結される。同様に、管２２Ａ〜２２Ｉと管２３Ａ〜２３Ｉとの端部同士はケーシング壁の外面を覆う被覆部３２の空間により連結される。このため、管の端部同士が１対１で連結される場合に比べて、当該端部同士の連結を簡易化できる。
【００３６】
（２）変形例
本考案の一例として上記実施形態が説明されたが、本考案は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
例えば上記実施形態では、ケーシング２内の階層が３階層とされたが、当該階層数は複数であれば様々な数とすることができる。なお、仕切板数についても、ケーシング２内の階層数に応じて様々な数とすることができる。
【００３８】
また上記実施形態では、ケーシング２が熱伝導性を有するものとされたが、当該熱伝導性を有しないケーシングが適用されてもよい。
【００３９】
また上記実施形態では、互いに隣接する階層同士が、ケーシング２内の相対向する内壁面の一方から突出する仕切板１１，１２の先端と、他方の側壁との隙間によって連通された。しかしながら、ケーシング２内の相対向する内壁面の一方から他方にわたって隙間なく仕切板が設けられ、その仕切板に穿設される貫通孔によって互いに隣接する階層同士が連通されていてもよい。
【００４０】
また上記実施形態では、仕切板１１，１２が、互いに平行とされ、ケーシング内の相対向する内壁面から上下段で交互に突出された。しかしながら、仕切板１１，１２の一方または双方が傾斜していてもよく、必ずしも上下段で交互に突出していなくてもよい。
【００４１】
また上記実施形態では、階層ごとに複数の管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉが同じ方向に沿って設けられた。しかしながら、各階層の管数は１本以上であれば様々な数とすることができ。なお、各階層の管数が複数である場合、当該管同士は同じ方向に沿って設けられていなくてもよい。ただし、階層ごとに複数の管を設けた場合、階層ごとに１つの管が設けられる場合に比べてケーシング内を流動する外気量が多くなるため、その分だけ管内の外気との燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。
【００４２】
また上記実施形態では、管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉが長手方向に沿って真っ直ぐとされた。しかしながら、全体又は一部の箇所で屈曲する管が適用されてもよい。
【００４３】
管の側面が凹凸を有していることにより、上記実施形態のように管の側面が凹凸を有していない場合に比べて、単位長さあたりの表面積が大きくなる。したがって、管内の外気とケーシング内の燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。
【００４４】
また上記実施形態では、互いに隣接する階層に設けられる管２２Ａ〜２２Ｉと管２３Ａ〜２３Ｉ、２１Ａ〜２１Ｉとの端部同士が、ケーシング壁の外面を覆う被覆部３１，３２の空間により包括的に連結された。しかしながら、管２２Ａ〜２２Ｉと管２３Ａ〜２３Ｉ、２１Ａ〜２１Ｉとの端部同士が、図５または図６に概念図で示したように、管状部材により１対１で連結されていてもよい。なお、管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉと管状部材とは一体として成形されていてもよい。ただし、複数の管の端部同士が包括的に連結された場合、複数の管の端部同士が１対１で連結される場合に比べて、当該端部同士の連結を簡易化できる。
【００４５】
また上記実施形態では、回転可能に軸支される羽根の回転により外気を送り出すファン３が適用されたが、管２１Ａ〜２１Ｉの入口ＩＬから外気を圧入する外気圧入部であれば、ファン３以外のものが適用可能である。
【００４６】
また上記実施形態では、燃料を気体中に拡散させることにより混合して高温で燃焼させるバーナ４が適用されたが、注入口ＩＰから燃焼ガスを注入する燃焼ガス注入部であれば、バーナ４以外のものが適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１……暖房装置
２……ケーシング
３……ファン
４……バーナ
５……注入口（ＩＰ）
６……排出口（ＤＰ）
７……出口（ＯＬ）
１１，１２……仕切板
１３……隙間
２１Ａ〜２１Ｉ……管
２２Ａ〜２２Ｉ……管
２３Ａ〜２３Ｉ……管
３１，３２……被覆部
【図１】
0003188588.tif 000003
【図２】
0003188588.tif 000004
【図３】
0003188588.tif 000005
【図４】
0003188588.tif 000006
【図５】
0003188588.tif 000007
【図６】
0003188588.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月20日(2013.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また上記実施形態では、階層ごとに複数の管２１Ａ〜２１Ｉ、２２Ａ〜２２Ｉ、２３Ａ〜２３Ｉが同じ方向に沿って設けられた。しかしながら、各階層の管数は１本以上であれば様々な数とすることができる。なお、各階層の管数が複数である場合、当該管同士は同じ方向に沿って設けられていなくてもよい。ただし、階層ごとに複数の管を設けた場合、階層ごとに１つの管が設けられる場合に比べてケーシング内を流動する外気量が多くなるため、その分だけ管内の外気との燃焼ガスとの熱交換効率がより一段と高められる。