JPH04158167A - 電熱式空気加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、新規な電熱式加熱器に関し、詳しくは電熱式
空気加熱器の発熱電線の断線の防止並びに寿命の長期化
および火災事故の防止に関する空気加熱器である。

〈従来の技術〉 従来技術における電熱式空気加熱器においては、電熱式
空気加熱器の伝熱室で空気の温度を上げるのに電熱線の
温度を高くしなければならず、更には、発熱電線の高温
使用限界温度に近い温度で使用する必要があるため断線
事故が多く発生し、また発熱電線の寿命も短かいという
欠点を有していた。その他、室温度が高いため、火災事
故を完全に防止することも困難であるという重大な問題
点も有していたのである。

具体的な従来技術に属する例として、第４図及び第５図
を添付した。すなわち、絶縁碍子（１３）にニクロム線
（１４）を巻き付け、リード電線（１８）を付けたヒー
ターを絶縁線碍子支持板（１５）（２０）にて固定し、
外ケース（１６）にビス止め（１７）にて取付けたヒ−
ターが典型的な従来技術に属するものである。

尚、図面中、（１９）は絶縁パイプである。しかしなが
ら、このような従来技術だと、電熱面積が少なく、空気
の通過時間が短かく、よってヒーターの温度をより高く
しなければならないという欠点を有するものであり、ま
たヒーター温度を高くする結果、ニクロム線の寿命が短
かく、外ケースが異常に温度が上がり、放電が多くロス
が多くなるという重大な問題点を有するものであった。

〈発明が解決しようとする課題〉 すなわち、対流熱伝達により、空気の温度を上げるため
には、熱の移動は電熱面積と熱伝達率と対数平均温度差
（空気と発熱体の）で支配されるという点に着目するこ
とが大切であり、発熱体が過熱して断線しないためには
、発熱体の温度を低くして運転できるように伝熱面積を
大きくすることと、熱伝達率を大きくすることが有効で
あり大切である事を認識することが非常に重要である。

そこで、本発明においては、上記のような点に着目し、
作業温度を大幅に引き下げ、伝熱室の温度を下げ、更に
熱効率を極限まで高めることを主目的とする電熱式空気
加熱器を提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 このような特徴を有する本発明に係る電熱式空気加熱器
の要旨とするところは、発熱電線を巻き付けた円筒状の
絶縁体の両端を支える支持板と、該支持板の間の空気の
流れを拘束するための空気流拘束パイプとパイプ支持板
を設け、空気が空気流拘束パイプと円筒状の絶縁体間の
アニユラ−状の通路を通過する構造を有すると共にケー
シングを内側ケーシングと外側ケーシングの二重構造と
し、内側ケーシングの外側で余熱した空気を内側ケーシ
ングの内側に配置した電熱式発熱体で所定温度に加熱す
る構造を有するものである。

以下、このような特徴を有する本発明を添付実施例図面
に従って具体的に説明する。

第１図は、本発明に係る電熱式空気加熱器の一例を示す
が、ニクロム線や鉄クローム等の発熱電線（２）を巻き
付けた円筒状の碍子などの絶縁体（１）の外側を流れる
空気の流速が１〜４０ｓ／Ｓｅｃ　（通常は空気側の圧
力損失とも関係スルノで３〜１５ｓ／Ｓｅｃにする場合
が多い）になるように空気流拘束パイプ（４）を配置し
、空気流拘束パイプ（４）と円筒状絶縁体（１）で構成
されるアニユラ−状の通路（１２）に空気入口（９）か
ら強制的に空気を流して加熱すると、空気流拘束パイプ
（４）により拘束され、流速が速くなり、空気側の熱伝
導率が大きくなるので、低い発熱体の温度で、充分に空
気の温度を上昇することが可能となる。これが為に伝熱
室の温度が下がり、従来技術の如き過熱による断線事故
がなくなり寿命が長くなるのである。

通常、電熱により空気を加熱する場合には、伝熱面積が
不足がちになるのと、空気側の熱伝達率が悪いため、伝
熱室の温度が上がり、ヒーター・ケーシングの温度が上
がる傾向がある。

ケーシングからの放熱は熱ロスとなるが、本発明におい
ては、ケーシングも伝熱面積として有効に利用し、また
ケーシングに伝えられる熱量も、積極的に回収し、発熱
体で発生した熱量を全部有効に空気に伝えようとするも
のである。

その為に、ケーシングを二重構造とし、内側ケーシング
（６）の外側に空気を強制的に流して熱量を回収し、放
熱ロスを徹底して防止する構造をなしているので、その
為に高い熱効率を得ることが出来るのである。また、本
発明においては放熱防止のための断熱材が節約でき、熱
容量の小さい構造とすることが可能となるので、蓄熱量
が少なくなり、制御温度に対する応答性もよくなる効果
が期待できるのである。

次に本発明に係る空気加熱器を用いた場合における空気
の通過経路を具体的に説明する（第２図および第３図を
参照のこと）。空気入口（９）から導入された空気は、
内側ケーシング（６）で構成されるアニユラ−状の通路
（１２）を通り、その端で反転して内側ケーシング（６
）の内側に位置する入口側発熱体支持板（３）の開口部
を経て、空気流拘束パイプ（４）と円筒状絶縁体（１）
で構成されるアニユラ−状の通路（１２）（発熱型１　
（２）で加熱された円筒状絶縁体（１）および空気流拘
束パイプ（４）で構成されるアニユラ−状通路）で加熱
され、出口側発熱体支持板（３）の開口部を経て空気出
口（１０）から流出する。

本発明に係る構造では、円筒状絶縁体（１）。

発熱電線（２）１発熱体支持板（３）（３）。

空気流拘束パイプ（４）、空気流拘束パイプ支持板（５
）、内側ケーシング（６）および外側ケーシング（７）
の内側は何れも伝熱面積として機能する構成を有してい
るので、ヒーターとしては極めて低い温度で電熱線から
空気に大きな熱の伝達が可能となるのである。

このため、本発明に係る伝熱式空気加熱器を穀類の乾燥
や焙煎に使用するときには、ヒーター内の温度を穀類の
発火温度以下で運転することが可能となり、火災に対し
ての安全度が極めて高くなるのである。

尚、発熱体支持板（３）および空気流拘束パイプ支持板
（５）はタイロッドで位置決めされ、ヒーター・ケーシ
ングの蓋に固定される。発熱電線のリード線もヒーター
・ケーシングの蓋（１１）に取り付けられた絶縁端子（
８）を介して通電される。

〈発明の効果〉 本発明に係る電熱式空気加熱器は、上記のように構成さ
れるので、従来技術の如く、加熱器の伝熱室で空気の温
度を上げるのに必要な電熱線温度を高くしなければなら
ないばかりか１発熱電線の高温使用限界温度に近い温度
で使用する必要から、断線事故が多く発生したり、発熱
電線の寿命が短かいという欠点のみならず、室温度が高
いことに起因する火災事故の完全防止を可能ならしめる
ことは不可能とされていたが、本発明においては、対流
熱伝達を基本的に利用することに着目し、空気の温度を
上げるためには、熱の移動が電熱面積と熱伝達率と空気
と発熱体との対数平均温度差で支配されるという点を重
視し研究した結果、作業温度を大幅に引き下げ、伝熱室
の温度を下げ、更に熱効率を極限まで高めることに成功
したのである。よって、前述の本発明目的に記載の如く
１発熱伝線の断線の防止、並びに寿命の長期化、更には
火災事故の完全防止を可能ならしめるなど顕著な発明効
果が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電熱式空気加熱器の一例を示す説
明図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は
第１図Ｂ−Ｂ線断面図である。そして、第４図は従来技
術に属する加熱器の一例を示す説明図であり、第５図は
第４図のＣ−Ｃ線断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発熱電線（２）を巻き付けた円筒状の絶縁体（１）
   の両端を支える支持板（３）と、該支持板（３）の間の
   空気の流れを拘束するための空気流拘束パイプ（４）と
   パイプ支持板（５）を設け、空気が空気流拘束パイプ（
   ４）と円筒状の絶縁体（１）間のアニュラー状の通路（
   １２）を通過する構造を有すると共にケーシングを内側
   ケーシング（６）と外側ケーシング（７）の二重構造と
   し、内側ケーシング（６）の外側で余熱した空気を内側
   ケーシング（６）の内側に配置した電熱式発熱体で所定
   温度に加熱する構造を有することを特徴とする電熱式空
   気加熱器。