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石油ファンヒーター

石油ファンヒーター(せきゆファンヒーター)とは暖房器具の1つで、灯油を燃焼しそのエネルギーで得たを送風ファンによって排出し暖をとる電気製品である。他の暖房器具に比べ安価で操作が簡単、ランニングコストが安いことが利点。一方原油価格による影響を受けやすく、また灯油の扱いや燃焼(主に点火・消火)時の臭気がデメリットともされる。政府統計では強制通気型石油ストーブと分類されている。

ファンヒーターは、多くの人に親しまれており、1978年三菱電機が初めて商品化し[1]、以後各家電メーカーや石油ストーブを生産していた暖房器具メーカーが参入した。しかし2004年前後に価格競争の激化や電気ファンヒーター(イオンファンやセラミックファン等)への転換などにより大手メーカーが撤退しはじめ、2007年のシャープをもって総合家電メーカーは石油ファンヒーター事業から手を引くことになった。

また省エネのために住宅の密閉度を高める政策により、換気を要するファンヒーターは使いにくくなっている。 しかし安価で強力な暖房力があり、また乾燥しにくいなどの特性のため、依然として根強い需要がある。エアコンなどを使用している場合でも低温では能力が低下するため、当初ファンヒーターで温度を上げてエアコンで維持する方法が多く使われている。

しかし古くなるとタール蓄積やシリコン付着によるトラブルが発生しやすく、また換気不良による事故もあり訴訟対策のためもあって多くのメーカーが撤退したが、依然としてコロナダイニチ工業トヨトミ日本エー・アイ・シーなどのメーカーが生産を行っている。エアコン普及と住宅気密度上昇により2014年頃ににより一時的に需要が低下したが、その後は微増を続けており現在でも開放式だけで年間200万台以上、金額にして約300億円程度の安定した需要がある[2]

パラフィンファンヒーターparaffin fan heater)またはケロシンファンヒーターkerosene fan heater)とも呼ばれる。

基本的な構造編集

灯油を機械的な仕組みで気化させ、空気との混合ガスに変えて燃焼させ、発生した熱を本体背面にある送風ファンにより機外(室内)へと送り出す。送風ファンによって室内の空気が強制的に攪拌されるため、部屋全体を速く暖める能力には優れている。を使った自然気化式の石油ストーブと比べ構造的には複雑で、商用電源を必要とすることから、停電時には使えなくなる。

全てのストーブは「水平な床」に据え付けて使用するよう指示されており、傾斜・段差・凹凸のある不安定な床に据え付けると「耐震自動消火装置の誤作動」・「灯油漏れによる火災」・「給排気筒や煙突が外れたり・接続部に隙間ができて破損しやすくなり、排ガスが室内に漏れて一酸化炭素中毒」の危険がある[3]

灯油を気化して燃やす方式では通常、電源投入から燃焼&送風ファン回転開始まで5~10分程度かかり、電源を切った後も本体内部の温度を下げるため送風ファンが約7~10分間回る(電源プラグは送風ファン停止を確認してから抜き、いきなりプラグを抜いての強制消火は機器故障のおそれがあるので禁止)。電源入から燃焼開始までの時間を大幅短縮する「スピード点火」機能を用いる場合は(点火プラグへの通電時間が通常より長くなるため)点火時の消費電力が大幅に増える。また学校・公民館・オフィスなどでの集中制御に対応した機種も発売されている(中央警備室などで暖房電源を集中制御することにより、電源切り忘れによる火災や灯油浪費を防げる。業務用暖房機は給油の手間を省くため灯油タンク屋外別設式・電気式・ガス式いずれかを使用。管理者のみが操作できるよう機器操作部前面扉に鍵を付けたり「管理者用モード」を設定可能な機種もある)。なお炎の状態を本体正面の燃焼窓から見た時に「飛び火(リフト)燃焼」や「炎が通常より大きすぎる・または小さすぎる」場合、不良灯油使用や給排気筒・フィルター・送油配管目詰まりなどによる不完全燃焼の疑いがあり、そのまま使い続けると機器の故障や一酸化炭素中毒を招く危険がある。

カートリッジタンク内の灯油が残り少なくなると(油切れ1時間前より)本体ディスプレイに「給油」表示が出てブザー(またはメロディ)で給油告知をし、本体内油受け皿の灯油が完全に無くなると自動消火する。カートリッジタンク式機種(石油ファンヒーター全機種とFF式石油暖房機&煙突式ストーブの一部機種)は、芯式ポータブル石油ストーブとは異なり「(燃焼中にタンクを抜くと灯油漏れによる火災防止のため強制消火する)給油時自動消火装置」非搭載のため、タンクは電源を切り本体が冷えてから抜く(タンク別設式機種も火災事故防止のため、外付けタンクへの給油は必ずタンク側の送油バルブを閉じ消火してから行う。本体に給油サインは無く、灯油残量は外付けタンクに付いている油量計で確認)。灯油の在庫は今シーズン中に使い切り、変質防止のため翌シーズンに持ち越さない(翌シーズンの使い始めに必要な分だけ新規購入する)よう取説で指示されている(直射日光や雨水が当たらず・かつ火の気のない冷暗所に保管し、変質防止のため給油時以外はポリタンクおよび金属製タンクの蓋を必ず閉めておく)。

大半の機種は時計を内蔵しており、好みの時刻に燃焼を始められる「オン(おはよう)タイマー」と・好みの時刻に消火できる「オフ(おやすみ)タイマー」をそれぞれ搭載している(ただし電波などによる時刻ずれ自動修正機能は非搭載なので、1か月に1回程度の手動時刻調整が必要。バックアップ用バッテリーもなく、停電があったり電源プラグを抜くと設定がリセットされ時刻表示が「0:00」で点滅するので、手動による時刻&タイマー設定やり直しが必要)。また本機の設置中および使用中に異常を検出した時は、本体ディスプレイに異常状態を英文字と2桁数字で知らせる「自己診断(エラーコード)表示」機能を搭載しており、修理依頼時は本体ディスプレイに表示されているエラーコードを販売店または各メーカー相談窓口(カスタマーセンター)へ伝えることで、依頼を受けた担当者が異常発生原因を即座に突き止められるようにしている。

かつては上位機種に加湿機能や加湿器専用コンセントが搭載されていたが、現行モデルの石油ファンヒーターおよびFF式暖房機に加湿機能や加湿器専用コンセントは搭載されていない(電気ストーブの一部に加湿機能搭載モデルがあるのみ)。

構造による違い編集

燃焼用空気の扱いで、大きく分けて以下の3つの方式がある。

開放式編集

単に「石油ファンヒーター」と呼ぶ場合、通常はこの方式のみを指すことが多い。

燃焼用空気を室内から取り入れ、燃焼したガスを室内に排気する方式。燃焼の調節は供給する燃料の量を電子的に制御し、それに応じてファンモーターの出力を自動的に制御するようになっている。使用にあたっては定期的な換気が必要である(通常使用時は不完全燃焼や一酸化炭素中毒防止のため「電源入から3時間後に自動消火」する機能があり、継続使用する場合は1時間に1度以上部屋を換気し「延長」ボタンを押す)。室内に排気するので、一酸化炭素や臭いなどをなるべく出さぬよう燃料の量を正確に制御する技術が求められ、また点火時、消火時に石油臭を減らすために細かい制御が加えられている。そのため、普及においてはFF式の方が早かった。

開放式の石油ファンヒーターは1978年に三菱電機の群馬製作所が開発し、日本国産第1号機が発売された。商品名は「ダンファン(暖ファン)」と命名された。

FF式(密閉式・強制給排気形)編集

燃焼用空気を室外から給排気筒を通して燃焼用送風機の力で強制的に取り入れ発生した熱を送風ファンで室内へ送り出し、排気は給排気筒を通して室外に出す方式。FF式はForced draught balanced Flue typeの頭文字をとった略称。開放式と違い使用時に定期的な換気は必要ないが、給排気筒の設置工事が必要である[4]。FF式の石油温風暖房機は開放式の石油ファンヒーターが登場する以前から商品化されており、例としては1973年には日立製作所で発売[5]1974年にはコロナで発表された記録がある[6]。灯油タンクは「カートリッジ式」と「別設式」の二通りあり、後者の場合はタンクから機器までの送油配管工事が別途必要となる[7]

FE式(強制排気型)編集

FF式から強制給気を除いたような構造で室内の空気を使って燃焼、排気のみ屋外へ出す構造。FEとはForced Exhaustの略。給気構造を持たないため構造が単純、また排気管も単管であるため延長が容易である。吸気口が積雪で塞がれてしまう懸念があるFF式に比べ、豪雪地帯などで採用が多い[8]。欠点としては燃焼機器のある室内が極端に負圧になった場合に逆流する可能性があることで、暖房機ではなく同様の構造を取るパロマ製のガス湯沸かし器で大規模な事故を出すことになった。

燃焼方式の違い編集

石油ファンヒーターには主に3種類の燃焼方式の違いがあり、各方式により以下のような特徴がある。

ブンゼン式編集

ダイニチ工業が積極的に採用。かつては最も多くのメーカーが採用した燃焼方式。灯油を気化器と呼ばれる装置で電気の力により熱し、自然吸気によってとりいれられた空気と混合されたガスを燃焼筒で燃やす仕組みを持つファンヒーターで他の方式よりも消費電力が多い。また燃焼中の音は他方式に比べて大きい傾向にある。気化器の構造上、点火までの時間が短く灯油の気化ガス発生の制御を電磁弁で瞬時に行えるため点火、消火時の臭いは少ないが、高地での使用はできない(1000mが上限という[9])。

メリット

  • 初期着火までの予熱時間が短い。
  • 点火・消火時の臭いが少ない。

デメリット

  • 灯油気化器を電力で動かすため、消費電力が多い。
  • 燃焼用空気と送風空気のファンが同一である事が多く、炎を安定させるために能力の変化幅が小さい。
  • 灯油の質に左右され、タールによる故障が多い。

クリーニング機能編集

ブンゼン式の特徴である、気化器に付着したタールを焼き尽くしてしまう機能のこと。クリーニング機能動作時は白煙や異臭を放つため、注意書きには屋外で使用するように書かれている。この機能は搭載されていないモデルもある。なお、ダイニチ工業製家庭用灯油ファンヒーターではこのクリーニング(空焼き)機能を搭載したモデルは現在取り扱っていない。。この場合は温度設定を最高にして高温高負荷でしばらく動作させると蓄積したタールを減らすことができる。通常タールは変質した灯油を火力を絞って長時間燃焼させた場合に蓄積しやすい。

ポンプ噴霧式(ARCバーナー)編集

燃焼筒で発生した熱で灯油をガス化し、このガスと空気を機械的に混合して燃焼筒で燃やす仕組みを持つ燃焼方式。過去に多く作られていた方式だが、近年ではコロナのみの製造となっている。電気ヒーターは着火時のみしか使わないため、ブンゼン式に比べても燃焼時消費電力が格段に低いが、初期着火に炉を温めるためのの待ち時間を要する。最近では、使用していない状態でもヒーターで常に給油パイプを保温し、比較的短時間で点火させる機能を持たせているが、当然ながら電力を消費する。

燃焼時に発生する臭気は、ブンゼン式やポット式に比べ少ない。点火時、消火時には臭うため、ファンモータを瞬時に停止して悪臭の発生をへらしており、機種によってはバーナー前面をシャッターで閉鎖するものもある。(体感上ほとんど効果はない) 機械的に空気を混ぜているので、混合ガス用空気を別の口から取り入れているのが特徴。

メリット

  • 燃焼中の灯油気化は燃焼熱を使うため、消費電力が少ない。
  • 燃焼用空気と送風用空気のファンが分かれ、送風力が高く送風力の調節範囲も広い。

デメリット

  • 着火まで時間がかかる。
  • 2系統のファンモーターの回転数を制御する必要がありコストが高い。

ポット式編集

燃焼筒に灯油を滴下して燃焼させる方式で、もともとは大型ストーブ用の燃焼機構で単純な構造の部類に入るもので、黄炎の低速燃焼であり効率も良くないものであったが、トヨトミが小型化・高速高温燃焼化に成功、特許を取得している。タールに弱い気化器が無いので不良灯油でもトラブルが少ない。

一方、ポットを加熱して燃料を滴下する構造のため、着火に時間がかかり石油臭がすること、火力の調節がしにくく低熱量に絞ることが難しい欠点があった。トヨトミは電気ヒーターを用いることで改良して採用している。同社が「レーザーバーナー」の商標特許で複数のメーカーにOEMしていた。消火時はポット内に残余の燃料が残るので、石油臭は他の方式に比べて若干多い。

長年、トヨトミがOEM品も含めて独占的に製造してきたが、2018年にサンポットがトヨトミから特許を購入して「ハイブリッドバーナー」の名称で独自に生産している。

メリット

  • 燃焼中の消費電力が少ない。
  • 気化器を使用せず、基本的に送風ファンと燃料ポンプ以外の動的部分がないため構造が簡単で、耐久性が高い。

デメリット

  • 着火まで時間を要し、細かい火力の調節がしにくい。
  • 予熱から点火までの消費電力が多い。
  • 着火時と消火時に臭いがしやすい。

ロータリー式編集

バーナー直下に回転する円盤状の気化器を搭載し、遠心力で気化させて燃焼させる方式。直線的な噴射のポンプ噴霧式やブンゼン式に比べて灯油をより均一な混合気にできるため石油臭が少ない。ブンゼン式と同じく気化には電力を用いるが、ヒートパイプなどで熱を誘導し効率を上げることができる。現在はサンポットがほぼ唯一のメーカーとなり、同社は2018-2019シーズンの製品はトヨトミから上記『レーザーバーナー』の特許権を受けて製造していたが、2019-2020シーズンは気化器駆動系を一新した『リニアロータリーバーナー』の製品を投入する。なお、サンポットは開放式ファンヒーターは製造していない。かつては三洋電機が代表的なメーカーで、5年補償を謳った「ロータリーガス化バーナー」として販売していた。しかし、同社は2001年に石油暖房機から撤退している。

メリット

  • ブンゼン式に比べると消費電力が低い。
  • 石油臭が少ない。
  • ポット式ほどでは無いが、不良灯油には比較的強い。

デメリット

  • 構造が複雑でコストが高く運転音が大きい。
  • 着火まで時間を要する。


以上の方式の他、油ポンプによって燃料を高圧にしノズルより燃料を微粒化させ噴霧して燃焼に必要な空気と混合したところへ電極捧により点火し燃焼させるガンタイプバーナーを搭載する方式もあり、一部のFF式ファンヒーターで採用されている。またかつては石油ストーブと同様、芯を用いた芯式の石油ファンヒーターも存在したが燃焼性能の問題から間もなく姿を消した。

主なトラブル編集

一酸化炭素中毒
生命にかかわる事象であり、使用者の過失とは別に、製品の欠陥による死亡事故も起きている。取扱説明書をよく読み、必要な換気を十分におこなうことが重要である。暖められた部屋の空気を冷たい外気と入れ替えても壁・床・家具などが既に帯熱しているため、換気後の発熱はほとんどが冷えた空気の加熱に振り向けられ速やかにもとの室温に戻る。これを防止するために、通常2時間程度で自動的に停止する機構がついており、また燃焼が不安定になると自動的に動作を停止する装置がついている。
不良・不純灯油
太陽光線にあたっていたり長期保管によって揮発分が減り酸化するなど品質が劣化した不良灯油を使用するとタールが付着し故障の原因となる。また、空中の水蒸気が凝縮し燃料に水分が混入し燃焼が不安定になったり機器が錆びて故障することがある。火力が不安定で異臭や煙が多く排出されるなどの症状が現れた場合は灯油に何らかの問題が生じていると見られる。
これを防止するためには、シーズン終了時に機器底面のタンクから燃料をすべて除去して格納することが推奨されている。
シリコーン
ワックス材やヘアスプレー、シャンプー、コンディショナー、枝毛コート剤などに含まれるシリコーンが石油ファンヒーターの安全装置を誤作動させ運転を停止することがある。バーナーの炎を電気的に検知するフレームロッドという炎検知器にシリコーンが付着して高温のため電気抵抗の大きなガラス質のSiO2(二酸化ケイ素)を形成し、正常に燃焼しているにもかかわらず電流が検知できなくなって不完全燃焼と誤認して消火してしまうのである。噴出口が白く汚れているときはシリコーンによる故障が疑われる。この場合は、炎検知器の清掃あるいは交換を必要とする。
なお、1986年度の新規格として不完全燃焼防止装置が搭載されるようになった。

主な石油ファンヒーターメーカー編集

  • ブンゼン式
  • ポンプ噴霧式(ARCバーナー)
    • コロナ→カートリッジタンク式の現行モデルは蓋がばね式に統一されており、つまみの片側をタンク本体に固定する「落ちない灯油蓋」を採用して給油時に手が灯油で汚れず(「よごれま栓」)、蓋の紛失も防ぐ工夫がなされている(蓋がきちんと閉まったか否かは目視により確認可能で、正しく閉まれば「青」表示が出る)。
  • ポット式
    • トヨトミ→カートリッジタンク式機種は蓋こそ従来型ねじ式だが・樹脂製グリップを付けて回しやすくし、蓋がきちんと閉まったか否かは「カチカチ」という音で確認可能。
    • コロナ
    • 長府製作所2006年度で自社生産終了、その後はトヨトミからOEM受給)
  • ロータリー式
  • 過去に製造していたメーカー

事故・リコール編集

脚注編集

  1. ^ 石油ファンヒーター KD-32AT - 国立科学博物館産業技術史資料情報センター
  2. ^ http://www.jgka.or.jp/industry/toukei/kougyo-toukei/shukkajisseki/pdf/2018_03_02_shukajissekimikomi_for_kokai_2018.pdf ガス・石油機器 出荷実績見込みと予測 2018 - 日本ガス石油機器工業会 
  3. ^ かつては全てのストーブに「水平器」が取り付けられていたが、現行モデルに水平器は取り付けられていない。
  4. ^ 壁に給排気筒および送油配管の取り付け穴を開ける時は、配電線・ガス管・上下水道管などのある場所を避けなければならず、これらを見分けて最適な穴あけ場所や本体設置場所を定めるには技術と経験を要する(本体と給排気筒の周囲には必ず点検可能な空間=サービススペースを確保する。風がよどむ場所=風圧帯・風下では排ガスが室内に逆流し一酸化炭素中毒を起こす危険がある。天井および床下に穴を開けての給排気筒工事は火災や排ガス逆流による一酸化炭素中毒の危険があるので禁止。壁材に電気を通しやすい金属造営物がある場合、感電や火災防止のため必ず絶縁措置を施して金属材と給排気筒・送油配管とが直に触れないようにする)。使用中に外部から強い衝撃が加わるなどして給排気筒接続部が外れた・または破損した場合、排ガスが室内に漏れ一酸化炭素中毒事故の危険があるので、全ての機器には安全装置として「排気管外れ検知センサー」が付いており、専用リード線より接続部に微電流を流す形で「正しく管がつながっているか」を常時確認している(万一接続部が外れたり破損するとエラー表示が出て強制消火し、給排気筒が正しくつなぎ直されるまでFF暖房機は使用不可。検知用リード線が所定位置につながっていないと安全装置が作動せず、使用者が接続部外れに気づかないまま使い続け一酸化炭素中毒などの事故に至る危険がある)。また給排気筒は雨水の機器内侵入や排ガスの室内逆流を防ぐため「室外へ向かって下り勾配で取り付ける」よう指示されており、市販の暖房用熱交換器を取り付けると結露水が凍結して給排気口が塞がれ機器が故障したり、排ガスが室内に逆流し一酸化炭素中毒の危険がある。積雪地域では給排気筒が雪で塞がれ排ガスが室内に逆流しないよう・給排気筒の周辺を定期的に除雪する必要があり(板などによる雪囲いは酸欠で不完全燃焼・および排ガス室内逆流など給排気妨げの危険があるので禁止)、豪雪地帯では別売りの延長配管部材を用いて高所へ給排気筒を取り付けることも珍しくない(ただし延長工事は「長さ3m以内・屈折3か所以内」と定められており、規定より長くしすぎたり屈折箇所が多すぎると給排気性能が低下し、不完全燃焼による一酸化炭素中毒の危険がある。このため規定通りの給排気筒延長工事ができない積雪2m以上の豪雪地域では「煙突式ストーブ」や「電気暖房」を用いる場合もある)。リフォームなどによる機器移設の必要が生じた場合は必ず専門の工事店・販売店へ連絡する。
  5. ^ 『日立評論』1973年7月号(第55巻第7号)、日立評論社、1973年、96頁。
  6. ^ コロナの歴史|企業情報|株式会社コロナ、2018年10月5日閲覧。
  7. ^ ゴム製送油管は屋内専用(劣化しやすいため異常がなくても3年に1回程度の交換を推奨。直射日光が当たると劣化が早まり灯油漏れのおそれがあるため、日なたでは屋内でも必ず金属配管にする)。屋外では金属配管を用い、一つのホームタンクから2階以上の石油暖房機や石油給湯器へも分配する場合は市販の「オイルレベラー」が別途必要。使用前には強い衝撃が加わった時の油漏れを防ぐ(耐震自動消火装置に相当する)「定油面器」をセットしないと機器側へ灯油が供給されない。給油はタンク内灯油が完全に空となる前に行う必要があり、万一タンク内灯油が空の状態・およびタンク側送油バルブを閉じたまま運転した場合は送油配管内の空気抜きが必要となる(空気が管内に溜まったままではタンク内に灯油を満たしても機器へ供給されない。空気抜き方法は「バルブについている空気抜き用ねじを緩める」・「タンク側から機器側へゴム製送油ホースを順次たぐる」・「機器側のゴムホースを抜き、適当な容器を用意したうえでタンク側の送油バルブを開き灯油が出てくるかどうか確かめる」の3通りある)。また「石油燃焼機器と灯油タンクは屋内外問わず2m以上離して据え付け、やむを得ず近接させる場合は機器とタンクの間に不燃材使用の防火壁を設ける」よう消防法で定められている。
  8. ^ 排ガス室内逆流を防ぐため煙突の横引きは「2m以内」とし、屋外に向かって上り勾配で配管。煙突トップは風圧帯(風下)より外へ出すよう定められている。また薄壁を貫通させる場合は火災事故防止のため煙突周囲に不燃材の「メガネ石」を、壁材に電気を通しやすい金属造営物がある場合は「絶縁材」をそれぞれ入れるよう・各市区町村の火災予防条例で規定されている。なお煙突式ストーブや内釜(半密閉)式風呂を運転中の部屋で換気扇を回すと、排ガスが室内に逆流し一酸化炭素中毒を起こす危険がある。
  9. ^ ダイニチ工業 よくあるご質問 -石油暖房機器- 設置場所(高度や環境)に制限はありますか?

関連項目編集