(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置が設置され、前記燃焼装置により加熱される燃焼用空気が流れる第１の通路と、
前記燃焼装置よりも流通方向の下流位置で前記第１の通路と合流するように形成され、前記燃焼装置で加熱された前記燃焼用空気と混合される混合用空気が流れる第２の通路と、
相互に合流した前記第１の通路および前記第２の通路に連通して形成され、前記燃焼用空気と前記混合用空気とが混合してなる温風を前方に向けて吐出する温風吐出口と、
所定温度の空気が流れる第３の通路と、
前記第３の通路に設置され、当該第３の通路を流れる空気を冷却する湿式の冷却手段と、
前記第３の通路に連通して形成され、前記空気を上方に向けて吐出する風吐出口と、
前記第１の通路、前記第２の通路および前記第３の通路を流れる空気を導入するファンとを有することを特徴とするファンヒータ。
【請求項２】
前記ファンは、前記第１の通路を流れる前記燃焼用空気、前記第２の通路を流れる前記混合用空気および前記第３の通路を流れる前記空気を一括して導入する単一のファンから構成されていることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【請求項３】
前記第３の通路上には、前記ファンが運転を開始してから所定時間経過した後に前記第３の通路を開放するバルブが取り付けられていることを特徴とする請求項２記載のファンヒータ。
【請求項４】
前記第３の通路上には、前記ファンにより導入される空気が所定の温度まで上昇した後に前記第３の通路を開放するバルブが取り付けられていることを特徴とする請求項２記載のファンヒータ。
【請求項５】
前記ファンは、前記第１の通路を流れる前記燃焼用空気を導入する第１のファンと、前記第２の通路を流れる前記混合用空気および前記第３の通路を流れる前記空気を導入する第２のファンとから構成されていることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【請求項６】
前記ファンは、前記第１の通路を流れる前記燃焼用空気および前記第２の通路を流れる前記混合用空気を導入する第１のファンと、前記第３の通路を流れる前記空気を導入する第２のファンとから構成され、
前記第１のファンが運転を開始してから所定時間した後に前記第２のファンが運転を開始するように前記第１のファンと前記第２のファンとの動作が連動されていることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【請求項７】
前記ファンは、前記第１の通路を流れる前記燃焼用空気および前記第２の通路を流れる前記混合用空気を導入する第１のファンと、前記第３の通路を流れる前記空気を導入する第２のファンとから構成され、
装置内に導入される前記空気の温度を測定する温度測定手段が設けられ、
前記第１のファンが運転を開始して前記温度測定手段による前記空気の温度が所定の温度まで上昇した後に前記第２のファンが運転を開始するように前記第１のファンと前記第２のファンとの動作が連動されていることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はファンヒータに関し、特に、ファンヒータにより温められる部屋の空気の攪拌に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、ガスや石油などのファンヒータは、床に向かって温風を吹き出している。
【０００３】
図１０に示すように、このようなファンヒータ１０では、暖められた空気は上昇するために温度ムラが発生し、部屋の上部ばかりが温めらて居住空間はなかなか暖まらずに寒い思いをする。
【０００４】
また、ファンヒータには、その給気口にサーミスタなどの温度測定手段を設置し、この温度測定手段で測定した室温が設定温度になったならばセーブ運転に移行するように制御されているものがある。すると、前述のように居住空間が暖まりにくくなると温度測定手段に検出される室温が設定温度に到達するまでの時間が長くなってセーブ運転になるまでに時間がかかるので、ガスや灯油などの使用量が多くなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、サーキュレータなどを別に設置して部屋の空気を攪拌することで温度ムラや燃費の問題を解決する技術が提案されている。
【０００６】
しかしながら、このような技術では、サーキュレータの設置工事やそのための費用が必要となって施工性および経済性が良くないのみならず、サーキュレータが設置された部屋しか快適な温度空間が得られないので、利便性の点でも問題があった。さらに、サーキュレータを用いると部屋の空気の対流速度が速くなるので、温風が直に体に当たって違和感を感じてしまう。
【０００７】
また、ファンヒータからの温風の吹き出し量を多めにして対流速度を速くし、これによって室温のムラを緩和する技術も提案されている。
【０００８】
しかしながら、このような技術では、温風を部屋の床から壁面を通って上方まで到達させなければならないので、このような長い距離まで温風を届かせるための大きな風量が必要となってしまう。これでは、ファンの音が大きくなって快適性が損なわれたり、温風による塵埃の飛散量が多くなって好ましくない。さらに、サーキュレータを用いた場合と同様に、部屋の空気の対流速度が速くなるので、温風が直に体に当たって違和感を感じてしまう。
【０００９】
なお、空気清浄などのように付加的な機能を付与するためのファンが別途設置されたファンヒータでは、このようなファンが本来的に暖房運転とは無関係で温風吐出用のファンとは非連動であるため、空気の攪拌を十分に行うことができない。
【００１０】
そこで、本発明は、空気を違和感なく攪拌して部屋の温度ムラを緩和することのできるファンヒータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るファンヒータは、燃焼装置が設置され、燃焼装置により加熱される燃焼用空気が流れる第１の通路と、燃焼装置よりも流通方向の下流位置で第１の通路と合流するように形成され、燃焼装置で加熱された燃焼用空気と混合される混合用空気が流れる第２の通路と、相互に合流した第１の通路および第２の通路に連通して形成され、燃焼用空気と混合用空気とが混合してなる温風を前方に向けて吐出する温風吐出口と、所定温度の空気が流れる第３の通路と、前記第３の通路に設置され、当該第３の通路を流れる空気を冷却する湿式の冷却手段と、第３の通路に連通して形成され、空気を上方に向けて吐出する風吐出口と、第１の通路、第２の通路および第３の通路を流れる空気を導入するファンとを有することを特徴とする。
【００１２】
このような発明によれば、ダウンフロー効果により冷気が暖気を伴って下降することで部屋の空気が攪拌されるので、空気を違和感なく攪拌して部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるファンヒータを示す概略図、図２は図１のファンヒータによるダウンフロー効果を示す説明図、図３は図１のファンヒータにより暖められた部屋の温度分布を示す説明図、図４は図１のファンヒータによる室温とファンヒータ燃焼量との関係を従来のファンヒータにおけるそれと対比して示すグラフ、図５は本発明の実施の形態１における変形例としてのファンヒータを示す概略図である。
【００１５】
図１に示す本実施の形態のファンヒータ１０は、燃焼体としてガスや石油などが用いられたものである。なお、本発明において、燃焼体としては、ガスおよび石油以外のものを適用してもよい。
【００１６】
ファンヒータ１０のケーシング１１の内部には、前述した燃焼体による燃焼が行われる燃焼装置１２が設置され、燃焼用空気が流れる第１の通路１３が形成されている。燃焼装置１２は第１の通路１３に設置されており、燃焼用空気はこの燃焼装置１２により加熱される。また、燃焼装置１２よりも流通方向の下流位置で第１の通路１３と合流するようにして、燃焼装置１２で加熱された燃焼用空気と混合される混合用空気が流れる第２の通路１４が形成されている。そして、ケーシング１１の前面には、相互に合流した第１の通路１３および第２の通路１４に連通して、燃焼用空気と混合用空気とが混合してなる温風Ａ１を前方に向けて吐出する温風吐出口１５が形成されている。
【００１７】
さらに、ケーシング１１の内部には、冷風Ａ２が流れる第３の通路１６が形成されている。そして、ケーシング１１の上面には、第３の通路１６に連通して、冷風Ａ２を上方に向けて吐出する冷風吐出口（風吐出口）１７が形成されている。
【００１８】
なお、温風吐出口１５は温風Ａ１を前方に吐出できるようになっていればよく、必ずしもケーシング１１の前面に形成されていなくてもよい。同様に、冷風吐出口１７は冷風Ａ２を上方に吐出できるようになっていればよく、必ずしもケーシング１１の上面に形成されていなくてもよい。また、冷風吐出口１７からの冷風Ａ２の吐出方向は真上でも斜め上方でもよい。
【００１９】
ここで、後述するダウンフロー効果を一層実効あるものにするためには、第３の通路１６には、本実施の形態のように冷風Ａ２が流れ、冷風吐出口１７からはこの冷風Ａ２が吐出するようになっているのが望ましい。しかしながら、本発明においては、第３の通路１６を流れるのは必ずしも冷風Ａ２、つまり冷たい空気である必要はなく、ファンヒータ１０の周辺や屋外から導入された所定温度の空気であれば足りる。したがって、冷風吐出口１７から吐出されるのは、必ずしも冷風Ａ２である必要はない。なお、冷風吐出口１７から確実に冷風Ａ２を吐出させるためには、第３の通路１６にたとえば湿式の冷却手段を設置しておくことが考えられる。
【００２０】
このようなファンヒータ１０には、第１の通路１３、第２の通路１４および第３の通路１６を流れる空気を導入するファン１８が設置されている。
【００２１】
図示するように、第１の通路１３、第２の通路１４および第３の通路１６は、何れも共通の給気通路１９に連通されており、この給気通路１９上にファン１８が設置されている。したがって、第１の通路１３を流れる燃焼用空気、第２の通路１４を流れる混合用空気および第３の通路１６を流れる冷風Ａ２はファン１８により一括して導入される。
【００２２】
次に、以上の構成を有するファンヒータ１０による部屋の空気の攪拌について説明する。
【００２３】
ファンヒータ１０が燃焼運転を開始すると、温風吐出口１５からは、燃焼用空気と混合用空気とが混合された温風Ａ１が前方に向けて吐出される。一方、冷風吐出口１７からは、冷風Ａ２が上方に向けて吐出される。
【００２４】
これにより、図２に示すように、部屋の最上部には冷気が蓄積されるとともに、部屋の床付近に吐出された温風Ａ１による暖気は周辺の空気との比重差により上昇して冷気の直下まで到達する。
【００２５】
すると、最上部の冷気は、その直下に位置する暖気を伴ってダウンフロー効果により下降を開始する。そして、このような暖気の上昇に対する冷気の下降が連続的に行われると、部屋の空気が攪拌されてその温度分布は図３に示すようになる。
【００２６】
図３を既に説明した図１０と比較すると分かるように、温度ムラが大幅に緩和されており、居住空間がなかなか暖まらないといったことにはならない。
【００２７】
このように、本実施の形態のファンヒータ１０によれば、部屋の空気の対流速度を速くするのではなく、ダウンフロー効果により冷気が暖気を伴って下降することで部屋の空気が攪拌されるので、空気を違和感なく攪拌して部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００２８】
また、ファンヒータ１０からの温風Ａ１の吹き出し量を多くする必要がないので、ファン１８の音が大きくなったり、温風Ａ１による塵埃の飛散量が多くなることもない。
【００２９】
これにより、快適な居住空間を得ることができる。
【００３０】
さらに、サーキュレータのような撹拌手段を別途設置する必要がないので、攪拌手段を設置するための工事やそのための費用が不要になる。また、攪拌手段が不要になることから、ファンヒータ１０を配置したどの部屋でも部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００３１】
ここで、室温とファンヒータ燃焼量との関係を見ると、図４に示すように、実線で示す本実施の形態のファンヒータ１０によれば、部屋の温度ムラが緩和されるので、破線で示す従来のファンヒータに比べて、室温が速やかに設定温度まで上昇している。これにより、ファンヒータ１０の燃焼量は短時間のうちに小さくなり、つまり短時間でセーブ運転に移行することになり、ガスや灯油などの使用量を削減することが可能になる。
【００３２】
なお、以上に説明したファンヒータ１０ではファン１８は一台のみ設けられ、第１の通路１３、第２の通路１４および第３の通路１６を流れる空気はこのファン１８により一括して導入されるようになっているが、図５に示すように、第１のファン１８ａおよび第２のファン１８ｂの２台のファン１８を設け、第１のファン１８ａにより第１の通路１３を流れる燃焼用空気を導入するようにし、第２のファン１８ｂにより第２の通路１４を流れる混合用空気および第３の通路１６を流れる冷風Ａ２を導入するようにしてもよい。
【００３３】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２によるファンヒータを示す概略図である。
【００３４】
本実施の形態では、第１のファン１８ａおよび第２のファン１８ｂの２台のファン１８が設けられており、第１のファン１８ａにより第１の通路１３を流れる燃焼用空気および第２の通路１４を流れる混合用空気が導入され、第２のファン１８ｂにより第３の通路１６を流れる冷風Ａ２が導入されるようになっている。
【００３５】
そして、第１のファン１８ａが運転を開始して上方に暖気が滞留した所定時間後（たとえば、５分後）に第２のファン１８ｂが運転を開始するように第１のファン１８ａと第２のファン１８ｂとの動作が連動されている。
【００３６】
ファンヒータ１０が燃焼運転を開始してしばらくの間は、まだ暖気が部屋の上方には滞留していない。このような状態で冷風吐出口１７から冷風Ａ２を上方に向けて吐出すると、暖気を伴わない冷気がダウンフロー効果で下降することになって違和感を生じるようになる。
【００３７】
そこで、本実施の形態のように、第１のファン１８ａと第２のファン１８ｂとを設けて第２のファン１８ｂを冷風Ａ２の吐出専用とし、暖気が上方に滞留するまでの時間は第１のファン１８ａのみで運転を行い、その後第２のファン１８ｂの運転を開始して冷風Ａ２を吐出するようにすれば、暖気を伴った冷気が下降する。
【００３８】
これにより、冷気のみの下降によるダウンフローの違和感を生じることなく部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００３９】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３によるファンヒータを示す概略図である。
【００４０】
本実施の形態においても、第１のファン１８ａおよび第２のファン１８ｂの２台のファン１８が設けられており、第１のファン１８ａにより第１の通路１３を流れる燃焼用空気および第２の通路１４を流れる混合用空気が導入され、第２のファン１８ｂにより第３の通路１６を流れる冷風Ａ２が導入されるようになっている。
【００４１】
また、給気通路１９上には、第１のファン１８ａにより導入される空気の温度を測定するサーミスタ（温度測定手段）２０が設けられている。なお、温度測定手段には、サーミスタ以外を用いてもよい。
【００４２】
そして、第１のファン１８ａが運転を開始してサーミスタ２０による空気の温度が所定の温度まで上昇した後に第２のファン１８ｂが運転を開始するように第１のファン１８ａと第２のファン１８ｂとの動作が連動されている。
【００４３】
一般のファンヒータでは、給気口にサーミスタなどを取り付け、給気温度が上昇して設定温度との差が小さくなったならばセーブ運転に移行するような制御が行われている。
【００４４】
しかしながら、部屋の空気が攪拌されずに温度ムラが発生すると、ファンヒータの設置された部屋下部の温度である給気温度が設定温度に達するまでには時間を要するので、なかなかセーブ運転に移行せずに不経済である。
【００４５】
また、給気温度が設定温度に達してセーブ運転に移行する頃には、部屋の上部は設定温度より大幅に温度が高くなっている。
【００４６】
そこで、本実施の形態のように、第１のファン１８ａと第２のファン１８ｂとを設けて第２のファン１８ｂを冷風Ａ２の吐出専用とし、サーミスタ２０による空気の温度が所定の温度まで上昇した後に第２のファン１８ｂが運転を開始して冷風Ａ２を吐出するようにすれば、部屋の空気が攪拌されて温度ムラが緩和された状態の室温が測定されるので、給気温度が設定温度に達するまでの時間が短くなる。
【００４７】
これにより、速やかにセーブ運転に移行することになって経済的な装置になるとともに、部屋の温度ムラを速やかに緩和することが可能になる。
【００４８】
なお、第２のファン１８ｂが運転を開始するタイミングは次のようにして決定される。
【００４９】
すなわち、冷風Ａ２である給気温度の上昇カーブをサーミスタ２０により検知し、これを微分して各時間点における傾きを求める。時間が経つにつれて給気温度の上昇速度は鈍くなるので、時間の経過とともに微分値は小さくなって行く。そこで、当該微分値が予め設定された閾値以下になったならば、これを部屋の温度ムラが大きくなった状態として第２のファン１８ｂの運転開始のタイミングにするというものである。
【００５０】
（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４によるファンヒータを示す概略図である。
【００５１】
本実施の形態のファンヒータ１０は、前述した実施の形態１における図１のファンヒータ１０に加えて、第３の通路１６上に、ファン１８が運転を開始して上方に暖気が滞留した所定時間後（たとえば、５分後）に第３の通路１６を開放するバルブ２１が取り付けられているものである。
【００５２】
このようなファンヒータ１０によれば、暖気が上方に滞留した後にバルブ２１が開いて冷風吐出口１７から冷風Ａ２が吐出されるので、既に説明した実施の形態２に示す場合と同じように、冷気のみの下降によるダウンフローの違和感を生じることなく部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００５３】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５によるファンヒータを示す概略図である。
【００５４】
本実施の形態のファンヒータ１０は、前述した実施の形態１における図１のファンヒータ１０に加えて、第３の通路１６上に、ファン１８により導入される空気が所定の温度まで上昇したことをサーミスタ（温度測定手段）２０が検知した後に第３の通路１６を開放するバルブ２１が取り付けられているものである。
【００５５】
このようなファンヒータ１０によれば、サーミスタ２０による冷風Ａ２の温度が所定の温度まで上昇した後にバルブ２１が開いて冷風吐出口１７から冷風Ａ２が吐出されるので、既に説明した実施の形態３に示す場合と同じように、部屋の空気が攪拌されて温度ムラが緩和された状態で給気される冷風Ａ２の温度が測定され、給気温度が設定温度に達するまでの時間が短くなる。
【００５６】
これにより、速やかにセーブ運転に移行することになって経済的な装置になるとともに、部屋の温度ムラを速やかに緩和することが可能になる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００５８】
（１）．部屋の空気の対流速度を速くするのではなく、ダウンフロー効果により冷気が暖気を伴って下降することで部屋の空気が攪拌されるので、空気を違和感なく攪拌して部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００５９】
（２）．ファンヒータからの温風の吹き出し量を多くする必要がないので、ファンの音が大きくなったり、温風による塵埃の飛散量が多くなることもない。
【００６０】
（３）．サーキュレータのような攪拌手段を別途設置する必要がないので、攪拌手段を設置するための工事やそのための費用が不要になる。また、攪拌手段が不要になることから、ファンヒータを配置したどの部屋でも部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００６１】
（４）．部屋の温度ムラが緩和されることで室温が速やかに設定温度まで上昇するので、短時間でセーブ運転に移行することになってガスや灯油などの使用量を削減することが可能になる。
【００６２】
（５）．ファンが運転を開始してから所定時間経過した後に冷風を吐出するようにすれば、暖気を伴った冷気が下降するので、冷気のみの下降によるダウンフローの違和感を生じることなく部屋の温度ムラを緩和することが可能になる。
【００６３】
（６）．空気が所定の温度まで上昇した後に冷風を吐出するようにすれば、温度ムラが緩和された状態の温度が測定されるので、給気温度が設定温度に達するまでの時間が短くなって速やかにセーブ運転に移行することになって経済的な装置になるとともに、部屋の温度ムラを速やかに緩和することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるファンヒータを示す概略図である。
【図２】図１のファンヒータによるダウンフロー効果を示す説明図である。
【図３】図１のファンヒータにより暖められた部屋の温度分布を示す説明図である。
【図４】図１のファンヒータによる室温とファンヒータ燃焼量との関係を従来のファンヒータにおけるそれと対比して示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１における変形例としてのファンヒータを示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態２によるファンヒータを示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３によるファンヒータを示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるファンヒータを示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるファンヒータを示す概略図である。
【図１０】従来のファンヒータにより暖められた部屋の温度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  ファンヒータ
１１  ケーシング
１２  燃焼装置
１３  第１の通路
１４  第２の通路
１５  温風吐出口
１６  第３の通路
１７  冷風吐出口（風吐出口）
１８  ファン
１８ａ  第１のファン
１８ｂ  第２のファン
１９  給気通路
２０  サーミスタ（温度測定手段）
２１  バルブ
Ａ１  温風
Ａ２  冷風
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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