(57)【要約】【課題】集熱効率のよい熱交換器を提供する。【解決手段】流体の出入り口を有する密閉中空体を設け、一方、多孔をその外面に有する通気管を設けるとともに該通気管外側面に集熱管を巻回位置させてなる集熱部を形成し、前記密閉中空体内部に、流体入り口に集熱部端を取り付けて位置させ、該集熱部と密閉中空体内側面との間に、集熱管と近似長の筒体を集熱管を囲って位置させることにより、通気管内を通過排出する有熱流体の熱を集熱管を通過する流体にて吸収して熱交換を行うよう構成したことを特徴とする。【選択図】図１１
2014013132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の出入り口を有する密閉中空体を設け、一方、多孔をその外面に有する通気管を設けるとともに該通気管外側面に集熱管を巻回位置させてなる集熱部を形成し、前記密閉中空体内部に、流体入り口に集熱部端を取り付けて位置させ、該集熱部と密閉中空体内側面との間に、集熱管と近似長の筒体を集熱管を囲って位置させることにより、通気管内を通過排出する有熱流体の熱を集熱管を通過する流体にて吸収して熱交換を行うよう構成したことを特徴とする多孔管を用いた熱交換器。
【請求項２】
通気管中心に対し傾斜して設けられるじゃま板を設け、該じゃま板を通気管内面下部から上部に至るまで連設するとともに、その傾斜方向を交互に配置してなる請求項１記載の多孔管を用いた熱交換器。
【請求項３】
じゃま板の通気管軸芯方向に対する角度を４５度とし、じゃま板先端位置を通気管軸芯位置としてなる請求項２記載の多孔管を用いた熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、多孔管を用いた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、種々の熱交換器が利用されているが、本発明にて示すように、多孔管を用いた熱交換器は見あたらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  一般に熱交換器は、一方の流体の熱を他方の流体に伝えるために用いられ、二重管型、多管型、プレート型などがある。一方、積雪寒冷地においては暖房としてストーブが多用されている。ストーブは石油等を燃焼させてその発熱にて暖房を行うが、煙突からの排気に伴って燃焼熱の一部が捨てられており、熱効率の面からもその熱の回収が望ましいが、従来技術では開放型（ＦＥ）の熱交換器は考案されていたが、密閉型（ＦＦ）においては、そのための有効な手段が見あたらないのが現状となっている。
本発明は以上に鑑み、従来より回収されずに捨てられていた密閉型（ＦＦ）ストーブ排気熱の回収を行うことを目的として開発されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  課題を解決する手段として本発明は以下の構成とした。
すなわち、流体の出入り口を有する密閉中空体を設け、一方、多孔をその外面に有する通気管を設けるとともに該通気管外側面に集熱管を巻回位置させてなる集熱部を形成し、前記密閉中空体内部に、流体入り口に集熱部端を取り付けて位置させ、該集熱部と密閉中空体内側面との間に、集熱管と近似長の筒体を集熱管を囲って位置させることにより、通気管内を通過排出する有熱流体の熱を集熱管を通過する流体にて吸収して熱交換を行うよう構成する。本発明は以上の構成よりなる多孔管を用いた熱交換器である。
【発明の効果】
【０００５】  本発明は下記の効果を有する。
１．通気管と集熱管の接触による熱伝導および通気管の孔より噴出する有熱流体の排気熱が集熱管に伝わって効率よく熱交換することができる。
２．通気管内にじゃま板を設けることにて、熱排気の通気管内通過時間が延長され、伝熱効率を高めることができる。
３．内筒と外筒を設けることにより、集熱管からの放熱拡散を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】  本発明の通気管関係部の拡大平面図
【図２】  本発明の通気管関係部の正面図
【図３】  本発明の外筒の拡大平面図
【図４】  本発明の外筒の正面図
【図５】  本発明の内筒の拡大平面図
【図６】  本発明の内筒の正面図
【図７】  本発明の内筒支持体の拡大平面図
【図８】  本発明の内筒支持体の拡大正面図
【図９】  本発明のじゃま板の拡大平面図
【図１０】  本発明のじゃま板の拡大正面図
【図１１】  本発明の内部構造説明図（一部省略表現）
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、本発明の実施形態について説明する。
図において、１は金属製の通気管で、ストーブ排気が通過する。この通気管表面には多数の通気孔２が穿設され、本例では平面視八等配で正面視千鳥状に穿孔されている。
３はじゃま板である。このじゃま板は舌片状の小円板端に小形長方形部分が円板に対し４５度の角度にて設けたものであり、通気管内面に固着されるものである。
該舌片の角度は通気管長手方向（軸芯方向）に対し４５度であり、舌片先端位置は通気管中心（軸芯）位置に近似である。また、このじゃま板は所定間隔にて配置されるとともに、その傾斜配置を交互にして設けられ、通気管の下部から上部まで連設される。
４は外筒受けで、孔を有する円板の外周近傍に短筒端を固着して形成され、この円板外径は短筒外径よりわずかに大きい。５は内筒受けで、外筒受け短筒の内側に位置する短筒であって、前記の孔を有する円板にその端部が固着される。なお、前記の孔には通気管下部が挿入され、この下部には導入筒６が嵌入保持される。
７は集熱管である。この集熱管は、蛇腹状の表面凹凸を有する金属管で可撓性を有し、前記通気管外側面に連続巻回される。この巻回の仕方は、図１１にて示すように通気管下部より連続巻回にて次第に上方へ至り、巻回より少し離れて直線的に下降して、巻回開始位置近傍に至っている。また、各巻回は上下に少しの間隔を有して設けられる。
図１にて示すように、外筒受けの円板には集熱管用孔８、８が穿設されて、この孔を介して集熱管端は集熱管入り口９および集熱管出口１０として円板に対し密閉されて下方突出している。【０００８】  １１は外筒で、前記の外筒受け外面に嵌入可能内径を有する上下部開放の筒体であり、その上部側面には孔が穿設されてこの孔位置に排気筒１２が取り付けられる。
外筒下端は外筒受けに嵌入してその側面がビス止めされ、上端には蓋１３が挿入される。
この蓋は円板に短筒を固着して形成される。この短筒外径は外筒内径よりわずかに小さく、適度の嵌合状態にて外筒に挿入され、その側面がビス止めされる。
１４は内筒で、金属製筒体であって、その下端は前記内筒受け外面に押圧挿入され、ビス止めされて保持され、他端は内筒支持体１５にて外筒に保持される。この内筒支持体は図７および図８にて示すように、短筒体１６の外面に三等配に短板１７を固着して形成される。この短板下部には段部１８が設けられる。短筒体１６の内径は通気管外径よりわずかに大きく、また段部位置は内筒内径よりわずかに小で、短板端は外筒内径よりわずかに内方である。なお、各短板長は同一ではない。従って、図１１にて示すように、短板端は外筒内径に沿って位置し、段部は内筒内径に沿って位置し、短筒体内部に前記通気管が位置して、外筒に対する内筒端と通気管端位置の安定保持がなされる。なお、外筒受けの孔は円板中心位置よりずれているが、これは下降集熱管スペースを考慮したものである。
１９はドレン管で、外筒受けの円板に設けたドレン管用孔２０に取り付けられる。【０００９】  次に、本発明の使用について説明する。
本案の使用に際しては、まず通気管を適宜接続部材を介してストーブ排気部分に接続し、ストーブ排気がこの通気管内を通過するように設置する。本例ではいわゆるＦＦ式石油ストーブを想定している。次に、集熱管を適宜接続部材を介してソーラーコレクター（太陽熱集熱器）に接続し、該コレクターおよび集熱管内を不凍液で満たし、コレクターと集熱管の間に循環ポンプを接続する。ソーラーコレクターは一般的には建物屋根上に設置され、太陽光による発熱を集積するものであり、集積された熱にて不凍液が加熱され、循環ポンプにて本案の集熱管内を循環する。また、前記のごとくストーブ排気は通気管内を通過するが、既述の構成のため、この排気熱は集熱管に伝わり、不凍液が加熱される。
すなわち、通気管内にはじゃま板が位置して、所定の時間をかけて排気が通気管を通り抜けるが、この排気の一部は通気管の通気孔より外方に漏出し、通気管に連続巻回されている集熱管に熱が伝わって該集熱管内の循環不凍液は加熱される。また、通気管の発熱も熱伝導にて集熱管に伝わる。
さらに本発明では集熱管は上下に少しの間隔を有して設けられており、この間隙に位置する通気孔からの排気熱を十分に集熱管に伝えることができる。さらに通気管と外筒との間には内筒が位置しており、通気孔からの排気は通気管と内筒との間隙を上昇するために、この時間がさらに伝熱時間となるために、より一層の集熱効果を得ることができる。
なお、通気孔からの排気は外筒に直接当たらないので、外筒への人体接触時の安全が保たれる。【００１０】  ソーラーコレクターに太陽光が十分当たれば、その熱を給湯や暖房に用いることができるが、天候のよくないときや夜間ではその受光熱が不足がちとなる。また、冬期間でも同様に日照時間が短く外気温も低いため、十分な熱量が得にくくなる。従来はボイラーなどの補助熱源を用いてこの不足熱量を補っていたが、本案は既述のごとく、ストーブ排気熱の回収にてこの不足熱量を充足する
構成としたのである。なお、加熱された不凍液は、別設の貯湯タンク内を配管通過することにて、加温水を作成し、給湯等に利用することができる。また、必要に応じてボイラーを設置し、既述構成にても熱量が不足する場合の対応手段とすることができる。
本例では、不凍液循環方式を用いたので、寒冷時期にても問題なく利用することができる。なお、外筒にて通気管および集熱管を密閉的に覆う構成としたので、通気孔からの漏出熱量を有効に利用して外方への熱放散は防止される。また、じゃま板角度を４５度とし、その先端を通気管中心位置としたので、排気通過に支障がない程度に通過時間を延長して有効な熱交換が得られるよう構成している。【００１１】  以上、本案について記したが、本案はストーブの排気熱を有効回収するために発案されたものであり、とくにソーラーコレクターからの熱量不足の補填に有効利用される。
また、床暖房にも十分利用することができる。
従来は既述のように、ボイラーなどにて熱量不足を補っており、エネルギーを余分に使うものであったが、本案にてこのエネルギーの有効活用が可能となり、余分な二酸化炭素の排出を抑える効果を有している。昨今、エネルギー問題が重視される傾向にあり、地球環境問題も含めて既存手段より一層のエネルギー有効活用が望ましく、その中でも熱エネルギーは重要である。一般家庭においても必要エネルギーの半分以上が熱エネルギーである。太陽熱エネルギーの有効変換効率は４０〜６０パーセントに及ぶが、天候に左右される面もあり、実際に使用する場合において補助熱源が必要となる。
この補助熱源として本案はストーブからの排気熱の有効利用となるものであり、より一層の普及が望まれる。以上説明したように、本発明にて従来にない有用性を有する熱交換器を得ることができる。
【符号の説明】
【００１２】１    通気管
２    通気孔
３    じゃま板
４    外筒受け
５    内筒受け
６    導入筒
７    集熱管
８    集熱管用孔
９    集熱管入り口
１０  集熱管出口
１１  外筒
１２  排気筒
１３  蓋
１４  内筒
１５  内筒支持体
１６  短筒体
１７  短板
１８  段部
１９  ドレン管
２０  ドレン管用孔
【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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