(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排気ガスが内部に流れる熱交換用排気管路を熱交換用筐体内に挿通し、燃料と燃焼用空気とを混合して燃焼させた燃焼排気ガスを熱交換用排気管路に供給する燃焼器を熱交換用排気管路の一端に連通させ、熱交換用排気管路の他端の排気の出口を上方に向けて熱交換用筐体外に突出させ、熱交換される空気を熱交換用筐体内に吸入する吸入口と熱交換用筐体内で熱交換用排気管路と熱交換して加熱された空気を吐出する吐出口とを熱交換用筐体に設けた熱風発生機において、蛇腹状に形成された熱交換用排気管路にて発生した笛鳴りの共鳴音を消音するための消音器を熱交換用排気管路の出口に装着し、消音器の消音器本体を垂直な縦筒と水平な横筒とを横向きＴ字状に交差させた横向きＴ字筒状に形成し、消音器本体の縦筒の下端を熱交換用排気管路の出口に接続し、消音器本体の縦筒の上端を開放して消音器本体から外部に排気を排出する排気口を形成し、消音器本体の横筒の縦筒と反対の端部を開放し、熱交換用排気管路を流れる燃焼排気ガスが縦筒を流れて排気口から外部に排気されると共に、外気が横筒内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口から排出されるようにしたことを特徴とする熱風発生機。
【請求項２】
縦筒の下端から横筒までの長さ寸法ａと、横筒から縦筒の上端までの長さ寸法ｂと、横筒の長さ寸法ｃと、横筒の内径寸法ｄとの寸法関係が、ｂ＝０．５ａ以上、ｃ＝ａ以上、ｃ＝ｄ以上となっていることを特徴とする請求項１記載の熱風発生機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスのような燃料を燃焼させてこの燃焼により発生する燃焼排気ガスと空気とを熱交換させて熱風を得る熱風発生機に関し、詳しくはこの熱風発生機で発生する共鳴音を消音する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、工業用、産業用に使用される大型の乾燥装置ではガス燃焼式熱風発生機を使用してこの熱風発生装置で発生した熱風を供給して乾燥を行うのが主流である。ガス燃焼式熱風発生機としてはガス燃焼で発生した燃焼排気ガスを熱風として直接入れるタイプと、燃焼排気ガスと間接的に熱交換した熱風を入れるタイプがあるが、製品的には後者の間接加熱方式を必要としている場合が多い。
【０００３】
また入力が５０ｋｗ以下の小型の乾燥装置では電気式熱風発生機を用いることで対応していた。これは安価で小型のガス燃焼式熱風発生機がないためであり、熱源が電気の電熱ヒータでヘアードライヤーの大型機のようなものを使用している。
【０００４】
間接的に加熱して熱風を発生するガス燃焼式熱風発生機では燃焼器で燃焼した燃焼排気ガスが熱交換用排気管路を通り、この熱交換用排気管路の外を流れる空気と熱交換して熱風を得るようになっているが、小型でコンパクトなガス燃焼式熱風発生機とする場合、熱交換用排気管路の伝熱面積を増大させ、製作しやすいようにするために熱交換用排気管路を蛇腹管にする必要があった。この場合、燃焼排気ガスが熱交換用排気管路を通過する際に大きな共鳴音が発生し、大きな騒音となるという問題がある。また発熱量を大きくするために強制燃焼用ファンでブラスト燃焼させているため、ファン始動時から安定時までに低温から高音まで広範囲に亙って共鳴音が発生する。
【０００５】
近年、このような燃焼機器で騒音を低減するために消音器を排気の出口に取り付けることで消音することが行われており、例えば特開平９−２９２１１８号公報に開示されるものがある。これは例えば、消音器として膨張型消音器を取り付けてあり、膨張型消音器で音を減衰することで騒音を低減できるようになっているが、膨張型消音器の場合、音を減衰して騒音を抑えることができたとしても上記ガス燃焼式熱風発生機のように笛鳴りのような共鳴音を発生する場合十分に消音できるといえず、十分に騒音を抑えることができないという問題がある。また上記のようなガス燃焼機器の場合、燃焼初期と、燃焼安定時とで燃焼排気ガスの温度が異なり、共鳴音の周波数も変るが、上記構造では周波数の変化に対応して消音できないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、共鳴音を効果的に消音して騒音を大幅に低減できる熱風発生機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の熱風発生機Ａは、燃焼排気ガスが内部に流れる熱交換用排気管路１を熱交換用筐体２内に挿通し、燃料と燃焼用空気とを混合して燃焼させた燃焼排気ガスを熱交換用排気管路１に供給する燃焼器３を熱交換用排気管路１の一端に連通させ、熱交換用排気管路１の他端の排気の出口４を上方に向けて熱交換用筐体２外に突出させ、熱交換される空気を熱交換用筐体２内に吸入する吸入口５と熱交換用筐体２内で熱交換用排気管路１と熱交換して加熱された空気を吐出する吐出口６とを熱交換用筐体２に設けた熱風発生機において、蛇腹状に形成された熱交換用排気管路１にて発生した笛鳴りの共鳴音を消音するための消音器Ｂを熱交換用排気管路１の出口４に装着し、消音器Ｂの消音器本体７を垂直な縦筒１０と水平な横筒１１とを横向きＴ字状に交差させた横向きＴ字筒状に形成し、消音器本体７の縦筒１０の下端を熱交換用排気管路１の出口４に接続し、消音器本体７の縦筒１０の上端を開放して消音器本体７から外部に排気を排出する排気口８を形成し、消音器本体７の横筒１１の縦筒１０と反対の端部を開放し、熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスが縦筒１０を流れて排気口８から外部に排気されると共に、外気が横筒１１内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口８から排出されるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
燃焼器３の燃焼で発生した燃焼排気ガスが熱交換用排気管路１を通り、排気の出口４、消音器Ｂを介して排気口８から排気され、一方吸入口５から熱交換用筐体２に吸入された空気は熱交換用排気管路１の外周を通ることで燃焼排気ガスと熱交換して加熱され、この加熱により得られた熱風が吐出口６から吐出される。熱交換用排気管路１の排気の出口４から出た燃焼排気ガスは消音器Ｂの消音器本体７の縦筒１０を通り、排気口８から排気されるが、蛇腹状に形成された熱交換用排気管路１で発生した笛鳴りのような共鳴音も排気と同様の経路を通って伝播される。このとき外気が横筒１１内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口８から排出されるのであり、消音器本体７から排気口８に伝播する上記笛鳴りのような共鳴音が効果的に消音される。これにより共鳴音よりなる騒音を大幅に低減できる。
【０００９】
また縦筒１０の下端から横筒１１までの長さ寸法ａと、横筒１１から縦筒１０の上端までの長さ寸法ｂと、横筒１１の長さ寸法ｃと、横筒１１の内径寸法ｄとの寸法関係が、ｂ＝０．５ａ以上、ｃ＝ａ以上、ｃ＝ｄ以上となっていることを特徴とすることも好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図２に示すように熱風発生機Ａの外殻を構成する熱交換用筐体２は内部が空洞となった角箱状に形成されており、熱交換用筐体２の下部に設けた脚１６を床面に置くことで設置できるようになっている。熱交換用筐体２の一つの側面には空気を吸入する吸入口５を設けてあり、熱交換用筐体２の他の側面には熱交換用筐体２内の空気を吐出する吐出口６を設けてある。熱交換用筐体２内には送風ファン１７を内装してあり、送風ファン１７を駆動することで吸入口５から空気を熱交換用筐体２内に吸入して吐出口６から吐出するようになっている。
【００１１】
熱交換用排気管路１は熱交換効率を高めるために蛇腹管で形成されており、この熱交換排気管路１をスパイラル状に巻回して熱交換用筐体２内に内装してある。熱交換用筐体２の上面には燃焼器３を設置してあり、この燃焼器３と熱交換用排気管路１の一端とを接続してある。燃焼器３はガスノズル１８、燃焼用送風ファン１９、バーナ部２０等を有し、ガスノズル１８から噴出された燃料ガスと燃焼用送風ファン１７で送風された燃焼用空気とを混合してバーナ部２０で燃焼するようになっており、燃焼により発生した燃焼排気ガスを熱交換用排気管路１に供給できるようになっている。ここで２９はガス管を接続するためのガス供給口であって、ガスノズル１８に連通させてある。熱交換用排気管路１の他端には排気の出口４を設けてあり、この出口４が熱交換用筐体２の上面から上方に突出させてある。この出口４には後述する消音器Ｂを装着してある。
【００１２】
上記のように構成せる熱風発生機Ａで熱風を発生する場合、次のように動作する。燃焼器３で燃料ガスと燃焼用空気とを混合して燃焼させられると、燃焼排気ガスが熱交換用排気管路１に供給されて出口４から消音器Ｂを介して外部に排気され、一方、送風ファン１７が駆動されて吸入口５から空気が熱交換用筐体２内に吸入され、熱交換用筐体２内を通るときに熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスと熱交換されて空気が加熱され、加熱された空気が熱風として吐出口６から吐出されるようになっている。この熱風発生機Ａで発生した熱風は例えば乾燥装置に用いられるものであり、図３に示すように乾燥炉Ｃの入口２３に熱風発生機Ａの吐出口６が熱風供給管２４にて連結され、乾燥炉Ｃの出口２５に熱風発生機Ａの吸入口５が熱風戻し管２６にて連結されている。これにより熱風発生機Ａで発生した熱風が熱風供給管２４を介して乾燥炉Ｃに供給され、乾燥炉Ｃで乾燥に寄与した熱風が熱風戻し管２６にて熱風発生機Ａに戻されて再度加熱するように循環する。このように熱風を循環することで熱効率よく乾燥を行うことができる。
【００１３】
ところで、上記のように構成せる熱風発生機Ａでは蛇腹管よりなる熱交換用排気管路１に燃焼排気ガスを通すために熱交換用排気管路１で笛鳴りのような大きな共鳴音を発生するが、この共鳴音を消音するために次のような消音器Ｂを熱交換用排気管路１の出口４に装着してある。図１、図２、図４及び図５に示す例では次のような構造を採用している。この消音器Ｂの消音器本体７は垂直な縦筒１０と水平な横筒１１とを横向きＴ字状に交差させた横向きＴ字筒状に形成されている。かかる縦筒１０や横筒１１は本例の場合、角筒であるが、丸筒であってもよい。この消音器本体７の縦筒１０の上端は開放されて排気口８となっている。消音器本体７の横筒１１の縦筒１０と反対の端部も開放してある。消音器本体７の縦筒１０の下部が熱交換用排気管路１の出口４に被嵌して接続してあり、縦筒１０の下端を熱交換用筐体２の上面に載置してある。縦筒１０の下端には取り付け片２７を設けてあり、この取り付け片２７が取り付け片２７の取り付け穴２８に挿通したねじ具等で固定してある。上記のような消音器Ａで図５（ｄ）のａ，ｂ，ｃ，ｄの寸法関係は次のようになっている。つまり、ｂ＝０．５ａ以上、ｃ＝ａ以上、ｃ＝ｄ以上となっている。
【００１４】
図４で矢印αのように熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスは消音器Ｂでは矢印βに示すように消音器本体７の縦筒１０を流れて排気口８から外部に排気される。このとき外気が矢印γのように横筒１１内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口８から排出される。このように燃焼排気ガスが消音器Ａ内を流れて排気されるが、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスが流れる経路に沿って排気口８に伝播されるが、横筒１１への矢印γのような外気の吸い込みにて縦筒１０から排気口８に伝播する音の波に干渉して音が消音される。これにより共鳴音よりなる騒音を大幅に低減できる。このとき燃焼初期と安定燃焼時とで共鳴周波数が変っても上記のように外気の吸い込みによって伝播する音の波に干渉させて消音するために効果的に消音して騒音を低減できる。
【００１５】
ここで、参考として、消音の効果がある例について述べると例えば次のものがある。図６に示す消音器Ｂは次のような構造を採用している。この消音器Ｂの消音器本体７は垂直な縦筒１０と水平な横筒１１とを横向きＴ字状に交差させた横向きＴ字筒状に形成されている。消音器本体７の横筒１１の縦筒１０と反対の端部を開放してあり、この開放した部分が排気口８となっている。消音器本体７の縦筒１０の上端は閉塞してあって、縦筒１１の横筒１１より上方に突出する部分が干渉波形成部９としてある。消音器本体７の縦筒１０の下部が熱交換用排気管路１の出口４に被嵌して接続してあり、縦筒１０の下端を熱交換用筐体２の上面に載置してある。
【００１６】
図６で矢印αのように熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスは消音器Ｂでは矢印βに示すように消音器本体７の縦筒１０及び横筒１１を流れて排気口８から外部に排気される。このように燃焼排気ガスが消音器Ａ内を流れて排気されるが、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスが流れる経路に沿って排気口８に伝播されるが、縦筒１０の上部の干渉波形成部９（一端を閉端とする閉管）に音の波が形成され、この音の波が縦筒１０の下部から横筒１１を経て排気口８に伝播する音の波に干渉して音が消音される。つまり、消音器本体７から排気口８に伝播する音の波の周波数と同じであるが、位相のずれた（逆位相）の音の波が干渉波形成部９に形成され、位相のずれた（逆位相）の音の波がぶつかって干渉することで共鳴音が効果的に消音される。
【００１７】
また図７に示す消音器は次の構造を採用している。この消音器Ｂの消音器本体７は垂直な縦筒１３と水平な横筒１２とをＴ字状に交差させたＴ字筒状に形成されている。この消音器本体７の横筒１２の左右のうち一端は開放されて排気口８となっており、横筒１２の他端は閉塞されて横筒１２の他端部分を干渉波形成部９としてある。消音器本体７の縦筒１３の下部が熱交換用排気管路１の出口４に被嵌して接続してあり、縦筒１３の下端を熱交換用筐体２の上面に載置してある。上記のような消音器Ａで図７のｅ，ｆ，ｇの寸法関係は次のようになっている。つまり、ｆ＝０．５ｅ程度、ｇ＝０．５ｅ程度となっている。
【００１８】
図７で矢印αのように熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスは消音器Ｂでは矢印βに示すように消音器本体７の縦筒１３及び横筒１２を流れて排気口８から外部に排気される。このように燃焼排気ガスが消音器Ａ内を流れて排気されるが、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスが流れる経路に沿って排気口８に伝播されるが、横筒１２の干渉波形成部９（一端を閉端とする閉管）に音の波が形成され、この音の波が縦筒１３から横筒１２を経て排気口８に伝播する音の波に干渉して音が消音される。つまり、消音器本体７から排気口８に伝播する音の波の周波数と同じであるが、位相のずれた（逆位相）の音の波が干渉波形成部９に形成され、位相のずれた（逆位相）の音の波がぶつかって干渉することで共鳴音が効果的に消音される。
【００１９】
なお、図７に示すものでは縦筒１３の下端を出口４に被嵌して接続したが、図８に示すように出口４の上方に縦筒１３の下端を対向させる構造でも上記と同様に消音することができた。このとき出口４と縦筒１３の下端との間の間隔ｈは５０ｍｍ以下にする必要がある。
【００２０】
また図９の消音器Ｂでは次の構造を採用している。消音器本体７は横に長い箱体１４と箱体１４の横方向の一端の上面から上方に突設した縦筒１５とで形成されている。消音器本体７の箱体１４の縦筒１５と反対側で熱交換用排気管路１の出口４を出口４が箱体１４内に突出するように導入して接続してある。消音器本体７の縦筒１５の上端は開放して排気口８とてあり、出口４が内部に突出したことで箱体１４内を干渉波形成部９としてある。
【００２１】
図９で矢印αのように熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスは消音器Ｂでは矢印βに示すように消音器本体７の箱体１４及び縦筒１５を流れて排気口８から外部に排気される。このように燃焼排気ガスが消音器Ａ内を流れて排気されるが、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスが流れる経路に沿って排気口８に伝播されるが、箱体１４の干渉波形成部９に干渉する音の波が形成され、この音の波が箱体１４から縦筒１５を経て排気口８に伝播する音の波に干渉して音が消音される。つまり、消音器本体７から排気口８に伝播する音の波の周波数と同じであるが、位相のずれた（逆位相）の音の波が干渉波形成部９に形成され、位相のずれた（逆位相）の音の波がぶつかって干渉することで共鳴音が効果的に消音される。
【００２２】
ここで消音の効果がない例について述べると例えば次のものがある。図１０のものは消音器Ｂの消音器本体７が垂直な縦筒１３と水平な横筒１２とをＴ字状に交差させたＴ字筒状に形成されている。この消音器本体７の横筒１２の左右の両端が開放されて排気口８となっている。図１０の矢印αのように熱交換用排気管路１を流れる燃焼排気ガスは消音器Ｂでは矢印βに示すように消音器本体７の縦筒１３及び横筒１２を流れ、横筒１２の両端の排気口８から排気される。このとき、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスが流れる経路に沿って左右両側の排気口８に伝播されて排気口８から出て音の干渉がなくて消音されない。
【００２３】
図１１のものは消音器Ｂの消音器本体７がエルボ状に形成されており、図１２のものは消音器本体７が直管状に形成されており、いずれも矢印βのように燃焼排気ガスが流れて排気口８から排気されるが、熱交換用排気管路１で発生した共鳴音も燃焼排気ガスの流れる経路に沿って排気口８に伝播されて排気口８から出て音の干渉がなくて消音されない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は燃焼排気ガスが内部に流れる熱交換用排気管路を熱交換用筐体内に挿通し、燃料と燃焼用空気とを混合して燃焼させた燃焼排気ガスを熱交換用排気管路に供給する燃焼器を熱交換用排気管路の一端に連通させ、熱交換用排気管路の他端の排気の出口を上方に向けて熱交換用筐体外に突出させ、熱交換される空気を熱交換用筐体内に吸入する吸入口と熱交換用筐体内で熱交換用排気管路と熱交換して加熱された空気を吐出する吐出口とを熱交換用筐体に設けたので、燃焼器の燃焼で発生した燃焼排気ガスが熱交換用排気管路を通り、排気の出口を介して排気され、一方吸入口から熱交換用筐体に吸入された空気は熱交換用排気管路の外周を通ることで燃焼排気ガスと熱交換して加熱され、この加熱により得られた熱風が吐出口から吐出されるものであって、燃焼排気ガスと間接的に熱交換して温風を得ることができるのは勿論、蛇腹状に形成された熱交換用排気管路にて発生した笛鳴りの共鳴音を消音するための消音器を熱交換用排気管路の出口に装着し、消音器の消音器本体を垂直な縦筒と水平な横筒とを横向きＴ字状に交差させた横向きＴ字筒状に形成し、消音器本体の縦筒の下端を熱交換用排気管路の出口に接続し、消音器本体の縦筒の上端を開放して消音器本体から外部に排気を排出する排気口を形成し、消音器本体の横筒の縦筒と反対の端部を開放し、熱交換用排気管路を流れる燃焼排気ガスが縦筒を流れて排気口から外部に排気されると共に、外気が横筒内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口から排出されるようにしたので、蛇腹状に形成された熱交換用排気管路で発生した笛鳴りのような共鳴音が消音器本体を介して排気口に伝播する際、上記外気が横筒内を通って吸い込まれて燃焼排気ガスと一緒に排気口から排出されることで消音器本体から排気口に伝播する上記笛鳴りのような共鳴音が効果的に消音されるものであり、これにより共鳴音よりなる騒音を大幅に低減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱風発生機の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は同上の正面から見た断面図、（ｂ）は同上の側面から見た断面図である。
【図３】同上の熱風発生機と乾燥炉とを接続した状態を示す概略図である。
【図４】同上の消音器の構造を説明する説明図である。
【図５】同上の消音器を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は断面図である。
【図６】消音効果のある参考例としての消音器を説明する説明図である。
【図７】消音効果のある参考例としての消音器を説明する説明図である。
【図８】消音効果のある参考例としての消音器を説明する説明図である。
【図９】消音効果のある参考例としての消音器を説明する説明図である。
【図１０】消音効果のなかった消音器を説明する説明図である。
【図１１】消音効果のなかった消音器を説明する説明図である。
【図１２】消音効果のなかった消音器を説明する説明図である。
【符号の説明】
Ａ 温風発生機
Ｂ 消音器
１ 熱交換用排気管路
２ 熱交換用筐体
３ 燃焼器
４ 出口
５ 吸入口
６ 吐出口
７ 消音器本体
８ 排気口
９ 干渉波形成部
１０ 縦筒
１１ 横筒
１２ 横筒
１３ 縦筒
１４ 箱体
１５ 縦筒
【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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【図１１】
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【図１２】
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