(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が収容される空所を有した扁平細長状の放熱板と、該放熱板の裏面側であって該放熱板の長手方向に沿って設けられるとともに上記放熱板の空所に連通して流体が収容される管路を有した管体と、該管体の管路内の流体を加温する加温部とを備えた流体加温ヒータ装置において、
上記管体の途中から上記放熱板に沿って斜め上方に立ち上がるとともに該管体の途中の管路に一端が連通し上記放熱板の空所に他端が連通する傾斜通路を有した分岐パイプを設けたことを特徴とする流体加温ヒータ装置。
【請求項２】
上記加温部を、電熱線が内蔵され上記管体の基端部から管路内に突出して設けられる発熱体と、上記管体の基端部に設けられ上記発熱体の電熱線に通電して電熱線の温度を制御するコントローラとを備えて構成し、上記分岐パイプの一端を上記加温部の発熱体の先端の近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の流体加温ヒータ装置。
【請求項３】
上記分岐パイプの一端を、上記加温部の発熱体の先端の近傍であって、該発熱体の先端より基端側の位置に設けたことを特徴とする請求項２記載の流体加温ヒータ装置。
【請求項４】
上記管体の基端部側に上記放熱板の空所に連通する基端側連通管を設け、上記管体の先端に上記放熱板の空所に連通する先端連通管を設けるとともに、上記分岐パイプの他端を上記基端側連通管と先端連通管との間の略中央に位置させたことを特徴とする請求項１，２または３記載の流体加温ヒータ装置。
【請求項５】
上記基端側連通管を複数設けたことを特徴とする請求項４記載の流体加温ヒータ装置。
【請求項６】
流体が収容される空所を有した扁平細長状の放熱板と、該放熱板の裏面側であって該放熱板の長手方向に沿って設けられるとともに上記放熱板の空所に連通して流体が収容される管路を有した管体と、該管体の管路内の流体を加温する加温部とを備えた流体加温ヒータ装置において、
上記管体の基端部側に上記放熱板の空所に連通する基端側連通管を一対設け、上記管体の先端に上記放熱板の空所に連通する先端連通管を設け、
上記加温部を、電熱線が内蔵され上記管体の基端部から管路内に突出して設けられる発熱体と、上記管体の基端部に設けられ上記発熱体の電熱線に通電して電熱線の温度を制御するコントローラとを備えて構成し、
上記管体の途中から上記放熱板に沿って斜め上方に立ち上がるとともに該管体の途中の管路に一端が連通し上記放熱板の空所に他端が連通する傾斜通路を有した分岐パイプを設け、
上記分岐パイプの一端を上記加温部の発熱体の先端の近傍であって、該発熱体の先端より基端側の位置に設け、
上記分岐パイプの他端を上記基端側連通管と先端連通管との間の略中央に位置させたことを特徴とする流体加温ヒータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の適所に設置される小型の流体加温ヒータ装置に係り、特に、扁平細長状の放熱板を有した高さが低く横長の流体加温ヒータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体加温ヒータ装置は市場にはほとんどでていないが、本願出願人は、このヒータの開発を長年行なってきている。開発過程では、流体加温ヒータ装置は、例えば、図４に示すように、流体が収容される空所１ａを有した扁平細長状の放熱板１と、放熱板１の裏面側であって放熱板１の長手方向に沿って設けられるとともに放熱板１の空所１ａに連通して流体が収容される管路を有した管体２と、管体２の管路内の流体を加温する加温部３とを備えて構成した。流体としては、例えば、水やオイル等が用いられる。
この流体加温ヒータ装置においては、流体を循環させるためのポンプ等の動力は特に使用していない。加温部３で加温された流体の対流によって放熱板１の空所１ａに流体を循環させ、この流体によって放熱板１を加温し、加温された放熱板１から熱を放熱して、室内等を加暖するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の流体加温ヒータ装置にあっては、放熱板１の高さが低くしかも横長になっているので、放熱板１の空所１ａの流体の対流が必ずしも円滑に行なわれにくく、これに起因し、放熱板１の温度ムラ（温度のバラツキ）が生じてしまい、放熱効率が必ずしも充分とはいえないという問題があった。そのため、より一層の改良が望まれている。
【０００４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、放熱板の空所の流体の対流が円滑に行なわれるようにして、放熱板の温度ムラを低減し、放熱効率の向上を図った流体加温ヒータ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の流体加温ヒータ装置は、流体が収容される空所を有した扁平細長状の放熱板と、該放熱板の裏面側であって該放熱板の長手方向に沿って設けられるとともに上記放熱板の空所に連通して流体が収容される管路を有した管体と、該管体の管路内の流体を加温する加温部とを備えた流体加温ヒータ装置において、上記管体の途中から上記放熱板に沿って斜め上方に立ち上がるとともに該管体の途中の管路に一端が連通し上記放熱板の空所に他端が連通する傾斜通路を有した分岐パイプを設けた構成としている。
【０００６】
これにより、使用の際には、加温部の発熱体により流体が加温されて、流体が管体の管路及び放熱板の空所間を対流する。この対流する流体によって放熱板が加温され、加温された放熱板から熱が放熱されて、室内等が加暖されていく。
この場合、対流する流体は、分岐パイプをも通って流通するので、それだけ、放熱板の空所の流体の対流が円滑に行なわれ、また、この分岐パイプは、斜め上方に立ち上がって設けられているので、管体で加温された流体が対流する際、分岐パイプの傾斜通路を上昇して流通し易くなり、そのため、放熱板の空所の流体の対流がより一層円滑に行なわれて、放熱板の温度ムラが低減され、放熱効率が向上させられる。
【０００７】
そして、必要に応じ、上記加温部を、電熱線が内蔵され上記管体の基端部から管路内に突出して設けられる発熱体と、上記管体の基端部に設けられ上記発熱体の電熱線に通電して電熱線の温度を制御するコントローラとを備えて構成し、上記分岐パイプの一端を上記加温部の発熱体の先端の近傍に設けた構成としている。分岐パイプの一端が加温部の発熱体の先端の近傍にあるので、発熱体で加温された流体がすぐ分岐パイプに入り易くなり、流体の対流効率が向上させられる。この場合、上記分岐パイプの一端を、上記加温部の発熱体の先端の近傍であって、該発熱体の先端より基端側の位置に設けた構成としたことが有効である。発熱体の直上に分岐パイプの一端が位置することになるので、発熱体で加温された流体を、より確実に分岐パイプに入り易くすることができる。
【０００８】
また、必要に応じ、上記管体の基端部側に上記放熱板の空所に連通する基端側連通管を設け、上記管体の先端に上記放熱板の空所に連通する先端連通管を設けるとともに、上記分岐パイプの他端を上記基端側連通管と先端連通管との間の略中央に位置させた構成としている。連通管が管体の基端部側と先端に位置し、かつ、分岐パイプの他端がこれらの略中央に位置するので、略等間隔で放熱板の空所に管体の連通路が設けられることになり、そのため、バランス良く流体が出入りし易くなることから、より一層、流体の対流効率が向上させられる。
この場合、上記基端側連通管を複数設けたことが有効である。連通路が管体の基端部側に複数あるので、発熱体で加温された流体が連通路に入り易くなり、より一層、流体の対流効率が向上させられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る流体加温ヒータ装置について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る流体加温ヒータ装置Ｓは、流体が収容される空所１１を有した扁平細長状の放熱板１０を備えている。放熱板１０は、扁平の鋼管であり、例えば、高さＨがＨ＝５０〜１００ｍｍ（実施の形態ではＨ＝７０ｍｍ），長さＬがＬ＝５００〜３０００ｍｍ（実施の形態ではＬ＝１０００ｍｍ），幅ＤがＤ＝４０〜６０ｍｍ（実施の形態ではＤ＝５２ｍｍ）の大きさに形成されている。
【００１０】
放熱板１０の裏面側には、放熱板１０の長手方向に沿って設けられるとともに放熱板１０の空所１１に連通して流体が収容される管路１２を有した管体１３が設けられている。
管体１３には、その基端部１３ａ側に位置し放熱板１０の空所１１に連通する基端側連通管１４が設けられている。基端側連通管１４は複数（実施の形態では一対）並列に設けられている。
また、管体１３には、その先端１３ｂに位置し放熱板１０の空所１１に連通する先端連通管１５が設けられている。
【００１１】
更に、流体加温ヒータ装置Ｓには、放熱板１０の裏面側において、管体１３の管路１２内の流体を加温する加温部２０が備えられている。加温部２０は、電熱線が内蔵され管体１３の基端部１３ａから管路１２内に突出して設けられる発熱体２１と、管体１３の基端部１３ａに設けられ発熱体２１の電熱線に通電して電熱線の温度を制御するコントローラ２２とを備えて構成されている。コントローラ２２において、図中、符号２３は電源スイッチ、２４は電熱線の温度を可変にして流体の温度を調整するための温度調整ダイヤル、２５は通電中に点灯するランプ、２６は電源に接続される漏電遮断器付きプラグである。
【００１２】
そして、この流体加温ヒータ装置Ｓにおいては、分岐パイプ３０が設けられている。分岐パイプ３０は、管体１３の途中から放熱板１０に沿って斜め上方に立ち上がるとともに、管体１３の途中の管路１２に一端３１が連通し放熱板１０の空所１１に他端３２が連通する傾斜通路３３を有している。
この分岐パイプ３０の一端３１は、加温部２０の発熱体２１の先端２１ａの近傍であって、発熱体２１の先端２１ａより基端側の位置に設けられている。実施の形態では、分岐パイプ３０の一端３１が発熱体２１の先端２１ａと略同位置に位置させられている。
また、分岐パイプ３０の他端３２は、基端側連通管１４と先端連通管１５との間の略中央に位置させられている。
【００１３】
従って、この流体加温ヒータ装置Ｓを、室内に設置するときは、例えば、棚，家具，台所のシンクの下，壁際等に設置し、あるいは、コールドドラフト防止のために窓際に設置したり、所望の場所に設置する。
そして、使用するときは、電源スイッチ２３をオンにする。これにより、加温部２０の発熱体２１が発熱し、流体が加温されて、管体１３の管路１２及び放熱板１０の空所１１間を対流する。この対流する流体によって放熱板１０が加温され、加温された放熱板１０から熱が放熱されて、室内等が加暖されていく。
【００１４】
この場合、対流する流体は、管体１３の基端側連通管１４，先端連通管１５を通って管体１３の管路１２と放熱板１０の空所１１間を流通し、更には、分岐パイプ３０を通って流通する。
そのため、基端側連通管１４及び先端連通管１５のみならず、分岐パイプ３０をも通って流通するので、それだけ、放熱板１０の空所１１の流体の対流が円滑に行なわれて、放熱板１０の温度ムラ（温度のバラツキ）が低減され、放熱効率が向上させられる。
また、この分岐パイプ３０は、斜め上方に立ち上がって設けられているので、管体１３で加温された流体が対流する際、分岐パイプ３０の傾斜通路３３を上昇して流通し易くなり、そのため、放熱板１０の空所１１の流体の対流がより一層円滑に行なわれて、放熱板１０の温度ムラが低減され、放熱効率が向上させられる。
【００１５】
更に、分岐パイプ３０の一端３１が加温部２０の発熱体２１の先端２１ａの近傍にあるので、発熱体２１で加温された流体がすぐ分岐パイプ３０に入り易くなり、これによっても、流体の対流が円滑に行なわれる。
更にまた、分岐パイプ３０の一端３１は、発熱体２１の先端２１ａより基端側の位置に設けられているので、発熱体２１の直上に分岐パイプ３０の一端３１が位置することになり、そのため、加温された流体をより確実に分岐パイプ３０に入り易くすることができる。
【００１６】
また、連通管１４，１５が管体１３の基端部１３ａ側と先端１３ｂに位置し、かつ、分岐パイプ３０の他端３２がこれらの略中央に位置するので、略等間隔で放熱板１０の空所１１に管体１３の連通路が設けられることになり、そのため、バランス良く流体が出入りし易くなることから、流体の対流効率がよく、流体の対流がより円滑に行なわれて、放熱板１０の温度ムラが低減され、放熱効率が向上させられる。
更に、基端側連通管１４が一対あり、即ち、連通路が管体１３の基端部１３ａ側に複数あるので、発熱体２１で加温された流体が連通路に入り易くなり、より一層、流体の対流効率が向上させられる。
【００１７】
【実験例】
本発明の実施例について、比較例とともに、放熱板１０の温度分布に関して比較実験を行なった。
実施例として、高さＨ＝７０ｍｍ，長さＬ＝２７５０ｍｍ，幅Ｄ＝５２ｍｍのもので、ヒータエレメント（発熱体）のヒータ容量が１００Ｖ，３００Ｗのものを用いた。
比較例としては、分岐パイプのないもので、実施例と寸法が同じでヒータエレメントヒータ容量も同じのものを用いた。
そして、ヒータエレメントによって加温された流体の温度が、８０℃でオフ、７７℃でオンする液膨張式サーモスタット設定として、図２（ｂ）に示すように、実施例及び比較例の放熱板１０において、コントローラ２２がある側から１５０ｍｍの位置（ａ１  ）を起点として、３００ｍｍずつの間隔の位置（ａ２  〜ａ１０）の１０か所の点で、熱電対を用いて温度測定をし、比較した。結果を図３に示す。
【００１８】
この実験では、比較例では、内部の液膨張式サーモが働き、オン−オフになって、ヒータエレメントの能力が発揮されない。実施例では、ヒータエレメントはオンのままの状態で、効率よく放熱が行なわれた。
また、図３の結果を見ても、比較例に比較して、実施例では温度分府が平均化され、放熱板１０の温度ムラが低減されていることが分かる。
以上のことから、分岐パイプ３０の存在によって、放熱板１０の内部に円滑な流体の流れを作り出すことが分かり、そのことにより、放熱板１０の内部及び表面の温度分布を平均化して良好にすることができ、熱源のエネルギーを効率よく放熱させることができることが分かる。
【００１９】
尚、上記実施の形態において、分岐パイプ３０の取付位置，傾斜方向や傾斜角度は上記に限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。また、分岐パイプ３０の数も１本に限らず２本以上設けて良いことは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の流体加温ヒータ装置によれば、管体の途中から放熱板に沿って斜め上方に立ち上がるとともに管体の途中の管路に一端が連通し放熱板の空所に他端が連通する傾斜通路を有した分岐パイプを設けたので、管体で加温された流体が対流する際、分岐パイプの傾斜通路を上昇して流通し易くなり、そのため、放熱板の空所の流体の対流を円滑に行なわせることができ、放熱板の温度ムラを低減して、放熱効率を向上させることができる。
【００２１】
そして、加温部を、管体内にコントローラで制御される発熱体を備えて構成し、分岐パイプの一端を加温部の発熱体の先端の近傍に設けた場合には、発熱体で加温された流体がすぐ分岐パイプに入り易くなり、そのため、流体の対流効率を向上させることができる。
この場合、分岐パイプの一端を、加温部の発熱体の先端の近傍であって発熱体の先端より基端側の位置に設けた場合には、発熱体の直上に分岐パイプの一端が位置するので、加温された流体をより確実に分岐パイプに入り易くすることができる。
【００２２】
また、分岐パイプの他端を基端側連通管と先端連通管との間の略中央に位置させた場合には、略等間隔で放熱板の空所に管体の連通路が設けられることになり、そのため、流体が出入りし易くなることから、より一層、流体の対流効率を向上させることができる。
この場合、基端側連通管を複数設けた場合には、連通路が複数あるので、発熱体で加温された流体が連通路に入り易くなり、より一層、流体の対流効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体加温ヒータ装置を示す裏面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る流体加温ヒータ装置を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の実施例に係る流体加温ヒータ装置について比較例とともに放熱板の温度分布に関して比較実験を行なった結果を示すグラフ図である。
【図４】本発明の開発過程で考えられた流体加温ヒータ装置を裏面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ  流体加温ヒータ装置
１０  放熱板
１１  空所
１２  管路
１３  管体
１３ａ  基端部
１３ｂ  先端
１４  基端側連通管
１５  先端連通管
２０  加温部
２１  発熱体
２２  コントローラ
２３  電源スイッチ
２４  温度調整ダイヤル
２５  ランプ
２６  プラグ
３０  分岐パイプ
３１  一端
３２  他端
３３  傾斜通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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