JP2022019059A - Gas heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気などの気体の通路に設けられ、この空気内を流れる気体を加熱する気体加熱装置に関する。 The present invention relates to a gas heating device provided in a passage of a gas such as air and heating the gas flowing in the air.
従来のこの種の気体加熱装置は、気体の通路途中に通路面積が拡幅された収納容器部を設け、その収納容器部内に電気ヒータなどの発熱体を設けたものが知られている。そして、気体が上記収納容器部内を流れる間に電気ヒータからの熱エネルギを気体に伝達して、その気体を加熱するように構成されている。 A conventional gas heating device of this type is known to have a storage container portion in which the passage area is widened is provided in the middle of a gas passage, and a heating element such as an electric heater is provided in the storage container portion. Then, while the gas flows through the storage container portion, the heat energy from the electric heater is transferred to the gas to heat the gas.
加熱する気体の流量に応じて気体加熱装置の加熱能力を変える必要がある場合、各加熱能力毎に電気ヒータの長さなどを変えた複数種類の電気ヒータを作成し、要求される加熱能力に適合する電気ヒータを上記収納容器部内に収納させていた。 When it is necessary to change the heating capacity of the gas heating device according to the flow rate of the gas to be heated, create multiple types of electric heaters with different lengths of electric heaters for each heating capacity to meet the required heating capacity. A suitable electric heater was stored in the storage container.
一方、電気ヒータを金属製のチューブ内に収納するシースヒータに関する発明ではあるが、板状の絶縁板に電気ヒータを取り付けた発熱ユニットを設け、2枚の発熱ユニットを並列させた状態で連結する保持具を用いて連結した状態で金属チューブ内に収納させたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, although it is an invention relating to a sheath heater in which an electric heater is housed in a metal tube, a heat generating unit in which an electric heater is attached to a plate-shaped insulating plate is provided, and two heat generating units are held in parallel. It is known that the metal tube is stored in a metal tube in a state of being connected by using a tool (see, for example, Patent Document 1).
上記シースヒータに関する特許文献1に記載されたものでは、金属チューブ内に気体を流して、その流れる気体を加熱するものではなく、金属チューブ自体を内側から発熱ユニットで加熱して、高温になった金属チューブの外周面で他のものを加熱するために用いられる。従って、発熱ユニットの電気ヒータと金属チューブの内周面との対向面積を可及的に広くなるように設定する必要があり、そのため、複数枚の発熱ユニットを連結する場合には、平面上に各発熱ユニットを展開する必要がある。従って、各発熱ユニットを相互に連結する保持具は180度方向に2枚の発熱ユニットを連結する必要がある。
In the one described in
ところが、このように水平方向に発熱ユニットを展開したのでは気体加熱装置の発熱体として使用すると、収納容器部が大型化するばかりか、発熱体が発生する熱量の大半が収納容器を加熱するため、不都合が生じる。 However, if the heating unit is deployed in the horizontal direction in this way, if it is used as a heating element for a gas heating device, not only will the storage container become larger, but most of the heat generated by the heating element will heat the storage container. , Inconvenience occurs.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、気体を加熱する発熱体として好適であり、かつ複数の加熱能力に対応することのできる気体加熱装置を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a gas heating device that is suitable as a heating element for heating a gas and that can cope with a plurality of heating capacities.
上記課題を解決するために本発明による気体加熱装置は、気体の通路途中に設けられ、内部を流れる気体と外部とを隔絶する収納容器部と、この収納容器部内に収納され、通電されることによって発熱して収納容器部内を流れる気体を加熱する発熱体とを備えた気体加熱装置において、上記発熱体を、板状の絶縁板に互いに平行になるように偶数列の発熱線が取り付けられた発熱ユニットと、少なくとも3枚のこの発熱ユニットを保持する保持具とを用いて、複数枚の発熱ユニットを立体的に組み上げた複合体で構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the gas heating device according to the present invention is provided in the middle of the gas passage, and is housed in a storage container portion that isolates the gas flowing inside and the outside, and is stored in the storage container portion and energized. In a gas heating device equipped with a heating element that heats the gas flowing in the storage container portion by generating heat, an even row of heating wires is attached to the heating element so as to be parallel to the plate-shaped insulating plate. It is characterized in that it is composed of a composite in which a plurality of heat generating units are three-dimensionally assembled by using a heat generating unit and a holder for holding at least three of the heat generating units.
上記構成では、複数枚の発熱ユニットを連結する保持具は少なくとも3枚を連結するので、各発熱ユニットを立体に敵に連結することができ、効率よく気体を加熱することができ、更に、発熱ユニットの枚数を増減することによって加熱能力を自在に調節することができる。 In the above configuration, since at least three holders for connecting a plurality of heat generating units are connected, each heat generating unit can be connected to the enemy in a three-dimensional manner, the gas can be efficiently heated, and further, heat generation can be performed. The heating capacity can be freely adjusted by increasing or decreasing the number of units.
なお、上記発熱ユニットの偶数列の発熱線は2列が互いに連結されて全ての発熱線が直列に連結されると共に一端側から給電されるように構成することによって、給電のための配線を一端側にまとめることができる。 It should be noted that the heating wires in the even-numbered rows of the heating unit are configured so that the two rows are connected to each other and all the heating wires are connected in series and power is supplied from one end side, so that the wiring for power supply is one end. Can be put together on the side.
また、上記発熱ユニットの発熱線の列数及び断面積の少なくとも一方が相違することによって発熱量が相違する複数種類の発熱ユニットを設け、立体的に組み上げられた複合体の中心部分に最も発熱量の大きな発熱ユニットを配設し、外側に向かうに伴って順次発熱量が小さくなるように発熱ユニットを配設すれば、複合体内を流れる気体を効率よく加熱できると共に、外部への放熱量を抑制することができる。 Further, a plurality of types of heat generation units having different heat generation amounts due to differences in at least one of the number of rows of heat generation lines and the cross-sectional area of the heat generation unit are provided, and the most heat generation amount is in the central portion of the three-dimensionally assembled complex. By arranging a large heat generating unit and arranging the heat generating unit so that the amount of heat generated gradually decreases toward the outside, the gas flowing in the complex can be efficiently heated and the amount of heat radiated to the outside is suppressed. can do.
さらに、上記発熱体を構成する複合体には、発熱線が取り付けられいないブランク材を含むように構成することによって、加熱能力を更に細かく調節することができる。 Further, the heating capacity can be further finely adjusted by configuring the complex constituting the heating element to include a blank material to which the heating wire is not attached.
この場合、上記ブランク材は上記複合体の外周に配設され、上記収納容器の壁面と複合体との間に断熱層を形成すれば、各発熱ユニットが発生する熱エネルギを収納容器ではなく気体に伝達することができる。 In this case, if the blank material is arranged on the outer periphery of the complex and a heat insulating layer is formed between the wall surface of the storage container and the complex, the heat energy generated by each heat generating unit is not a storage container but a gas. Can be communicated to.
以上の説明から明らかなように、本発明は、気体を効率よく加熱することができ、かつ加熱能力を自在に調節することができる。 As is clear from the above description, the present invention can efficiently heat the gas and can freely adjust the heating capacity.
以下に、加熱される気体として空気を例に、温風発生装置に本発明を適用した場合について説明する。図1を参照して、1は本発明による気体加熱装置であり、送風機BLから送出される空気の通路Aの途中にこの気体加熱装置1が取り付けられている。この気体加熱装置1は、内部に空気が流れる収納容器部11と、その収納容器部11内に収納され、電源部PSから供給される電力を熱エネルギに変換して、収納容器部11内を流れる空気を加熱する発熱体2とから構成されている。
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a warm air generator will be described by taking air as an example of the gas to be heated. With reference to FIG. 1,
この発熱体2は、図2に示す発熱ユニット3が複数枚集合されて構成されている。図2を参照して、この発熱ユニット3は耐熱性を備えた板状の絶縁体から構成される絶縁板4と、この絶縁板4の長さ方向に沿って取り付けられた2列の発熱線5とを備えている。この絶縁板4には、長手方向に対して直角方向、すなわち幅方向に長い長方形のスリット41が多数設けられており、上記発熱線5はこのスリット41を通って絶縁板4を縫うように取り付けられている。そして、絶縁板4の一端を3Aとし、他端を3Bとすると、他端3Bで両発熱線5は板状の導体から構成される短絡板32によって相互に連結されており、一端3A側から電線31を介して上記電源部PSからの電力供給を受けるように構成されている。なお、上記発熱線5は断面が円形の線材や複数の細線を編み上げたものでもよいが、本発明では扁平なリボン状のものを用いた。
The
図2に図3および図4を合わせて参照して、発熱線5の固定にはボルト33を用いる。このボルト33には貫通した長穴33aが形成されており、絶縁板4に対してボルト33を下方から挿通し、絶縁板4の上面側で長穴33aに発熱線5を挿通する。その状態でボルト33にナット34を螺合させて、発熱線5を絶縁板4とナット34で挟み込むと同時にボルト33を絶縁板4に固定する。
With reference to FIGS. 3 and 4 together with FIG. 2,
その状態で短絡板32をボルト33に取り付け、更にナット34をボルト33に螺合させることによって、短絡板32を2個のナット34で上下方向から挟み込んで固定する。このように構成することによって発熱線5と短絡板32とが電気的に連結される。なお、ここまでの説明では他端3B側における構成を説明したが、一端3A側では短絡板32の代わりに電線31の先端に取り付けた端子を2個のナット34で上下方向から挟み込む。
In that state, the short-
そして、このように構成された発熱ユニット3は図3に示す保持具6に保持される。この保持具6は軸体61の軸線に対して直角方向に開口する4個の溝6aを有しており、1個の保持具6に対して4枚の発熱ユニット3を保持させることができる。
Then, the
図5を参照して、4枚の発熱ユニット3を保持する上記保持具6を用いた気体加熱装置1の一例を説明する。この構成では発熱ユニット3の他に、発熱ユニット3の絶縁板4と同一の寸法であるが発熱線5が取り付けられていない第1のブランク材71と、同じく発熱線5が取り付けられておらず、かつ幅寸法が狭い第2のブランク材72とを用いて立体的な発熱体2を構成している。この例では、上下各4枚の発熱ユニット3を用いているが、加熱能力を下げる場合には幾枚かの発熱ユニット3を第1のブランク材71に置き代えればよい。また、逆に加熱能力を上げる場合には上下3段になっているブランク材72の一部もしくは全部を発熱ユニット3に置き換えればよい。ただし、置き換えた部分の上下のブランク材72も合わせてブランク材71に置き換える。なお、この場合、横寸法が長くなるため収納容器部11も合わせて交換するか、予めこのような横寸法の増加に対応できる大きさの収納容器部11を使用する。
An example of the
なお、図示した構成では、発熱体2の外側を発熱線が取り付けられていないブランク材71,72で覆った。このように構成することによってブランク材71,72と収納容器部11との間に断熱用の空間が確保されるので、発熱ユニット3に取り付けられている各発熱線5が発する熱エネルギを効率よく空気に伝達することができる。
In the illustrated configuration, the outside of the
ところで、上記の実施の形態では保持具6として4個の溝6aを備えたものを用いたが、この溝6aの個数は4個に限定されない。例えば、3個の溝6aを備えた保持具6を用いた場合の構成を図6に示す。この構成では、発熱ユニット3で6角形の通路を立体的に構成して、その通路内を流れる空気を加熱する。また、この構成では発熱体2の全表面をブランク材71,72で覆うのではなく、一部を覆うことにした。
By the way, in the above embodiment, the
そして、本実施の形態では絶縁板4に取り付けられている発熱線の、幅寸法や厚さ、また発熱線として線材を用いた場合には線径を変えることによって、発熱ユニット1枚あたりの発熱量を相違させた。この実施の形態では発熱量の大きい順に発熱ユニット3-1,発熱ユニット3-2,発熱ユニット3-3の3種類の発熱ユニットを作成し、最も発熱量の大きい発熱ユニット3-1を中心部分に位置させ、外側に向かって順次発熱量が小さくなるように、発熱ユニット3-2と発熱ユニット3-3を配置した。このように中心部に向かって発熱量の大きな発熱ユニットを配置することによって、中心部分がより高温になって、流れる空気を効率よく加熱すると共に、外側における発熱量を抑制することによって収納容器部11に放熱され、空気加熱に関してロスとなる熱量が少なくなるようにした。ところで、1枚あたりの発熱量を変更する際に、後述するように絶縁板4に取り付ける発熱線5の列数を増やしてもよい。
Then, in the present embodiment, the width dimension and thickness of the heating wire attached to the insulating
また、6個の溝6aを用いた構成を図7に示す。この構成では上記図6に示した構成よりも更に多くの発熱ユニットを発熱体内に組み込むことができる。本実施の形態でも中心部分に最も発熱量の大きい発熱ユニット3-1を配置し、外側に向かって順次発熱量が小さくなるように発熱ユニット3-2,発熱ユニット3-3を配置している。
Further, FIG. 7 shows a configuration using the six
なお、上記図6に示した構成および図7に示した構成共に、任意の発熱ユニットをブランク材71に置き換えることによって加熱能力を下げる方向に調節することができる。
In both the configuration shown in FIG. 6 and the configuration shown in FIG. 7, the heating capacity can be adjusted to decrease by replacing any heat generating unit with the
上記実施の形態では発熱ユニット3として、図2に示すように、絶縁板4に対して2列の発熱線5を取り付けたものを用いた。ただし、発熱線5は2列に限定されるものではなく、例えば図8に示すように、4列の発熱線5を設けてもよい。この実施の形態では図示のように、4列の発熱線5を直列に接続している。このように発熱線5の列数を増やすことによって発熱ユニット3の長さ寸法を短くすることができる。ただし、空気流の上流側に電線31を位置させて電線31が温風の影響を受けないようにするためには、絶縁板4には偶数列の発熱線5を取り付けて、両電線31が共に一端3A側に位置することが望ましい。
In the above embodiment, as the
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
1 気体加熱装置
2 発熱体
3 発熱ユニット
4 絶縁板
5 発熱線
6 保持具
6a 溝
11 収納容器部
31 電線
32 短絡板
33 ボルト
33a 長穴
34 ナット
41 スリット
61 軸体
71 ブランク材
72 ブランク材
1
上記課題を解決するために本発明による気体加熱装置は、気体の通路途中に設けられ、内部を流れる気体と外部とを隔絶する収納容器部と、この収納容器部内に収納され、通電されることによって発熱して収納容器部内を流れる気体を加熱する発熱体とを備えた気体加熱装置において、上記発熱体を、板状の絶縁板に互いに平行になるように相互に独立した偶数列の発熱線であって、絶縁板に形成したスリットに挿通することによって保持され、さらに、端部がこれら発熱体とは別部材の導体によって相互に連結されたものが取り付けられた発熱ユニットと、少なくとも3枚のこの発熱ユニットを保持する保持具とを用いて、複数枚の発熱ユニットを立体的に組み上げた複合体で構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the gas heating device according to the present invention is provided in the middle of the gas passage, and is housed in a storage container portion that isolates the gas flowing inside and the outside, and is stored in the storage container portion and energized. In a gas heating device provided with a heating element that heats the gas flowing in the storage container portion by generating heat, the heating elements are arranged in an even number of rows independently of each other so as to be parallel to the plate-shaped insulating plate. It is held by inserting it into a slit formed in the insulating plate, and further, at least three heat generating units are attached to which the ends are connected to each other by a conductor of a member different from these heating elements. It is characterized in that it is composed of a composite in which a plurality of heat generating units are three-dimensionally assembled by using a holder for holding the heat generating unit.
さらに、上記発熱体を構成する複合体には、発熱線が取り付けられていないブランク材を含むように構成することによって、加熱能力を更に細かく調節することができる。 Further, the heating capacity can be further finely adjusted by configuring the complex constituting the heating element to include a blank material to which the heating wire is not attached.
この場合、上記ブランク材は上記複合体の外周に配設され、上記収納容器部の壁面と複合体との間に断熱層を形成すれば、各発熱ユニットが発生する熱エネルギを収納容器ではなく気体に伝達することができる。
In this case, if the blank material is arranged on the outer periphery of the complex and a heat insulating layer is formed between the wall surface of the storage container and the complex, the heat energy generated by each heat generating unit is not the storage container. Can be transmitted to gas.
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