(57)【要約】【目的】ファンを設けることなく、自然対流による上方への効率的な暖房効果も得ることを可能とする輻射型のヒートパイプ式暖房装置を提供する。【構成】内管と外管からなる二重管をそなえ、内管には熱媒体が流通し、内管と外管の間隙には作動液が封入されて、熱媒体により作動液が蒸発するヒートパイプの蒸発部を構成するとともに、前記二重管の内管と外管の間隙と連通し、二重管と略垂直に且つ互いに略平行に突出する複数のパイプをそなえ、該パイプ内で蒸発した作動液が凝縮するヒートパイプの凝縮部を構成し、複数のパイプには傾斜フィンが取り付けられ、該傾斜フィンを囲繞するようケーシングが配設されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管と外管からなる二重管をそなえ、内管には熱媒体が流通し、内管と外管の間隙には作動液が封入されて、熱媒体により作動液が蒸発するヒートパイプの蒸発部を構成するとともに、前記二重管の内管と外管の間隙と連通し、二重管と略垂直に且つ互いに略平行に突出する複数のパイプをそなえ、該パイプ内で蒸発した作動液が凝縮するヒートパイプの凝縮部を構成し、複数のパイプには傾斜フィンが取り付けられ、該傾斜フィンを囲繞するようケーシングが配設されていることを特徴とするヒートパイプ式暖房装置。
【請求項２】
前記複数のパイプと隣接して、複数のパイプと略平行に複数の支持材が立設され、傾斜フィンがパイプと支持材に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式暖房装置。
【請求項３】
前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンと、隣接する他方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンとを、これらの傾斜フィンが対向する側から外方に向けて下方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式暖房装置。
【請求項４】
前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンと、隣接する他方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンとを、これらの傾斜フィンが対向する側から外側に向けて上方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式暖房装置。
【請求項５】
前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプと隣接する他方の複数のパイプに、一体の傾斜フィンを取り付けたことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式暖房装置。
【請求項６】
前記傾斜フィンのパイプに対する傾斜角度（α）が、パイプと直角の方向に対して１０〜４５°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のヒートパイプ式暖房装置。
【請求項７】
前記二重管の内管の外面に溝またはフィンが設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のヒートパイプ式暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプ式暖房装置、詳しくは、輻射型のヒートパイプ式暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内等を暖房する暖房装置としては、温風型、対流型、輻射型の３種類が知られている。温風型は、送風機を用いてバーナーによる燃焼排ガスを温風として温風流出口から室内に流出させるものであり、対流型は、例えば、ヒートパイプの凝縮部に設けられた放熱フィンからの放熱を促進するため、送風機を用いて強制対流を起こし、室内等の暖房を行うものであり、輻射型は、例えば、ヒートパイプの凝縮部に輻射板を設け、該輻射板からの自然放熱により室内等の暖房を行うものである。
【０００３】
これらの暖房装置のうち、輻射型の暖房装置は、温度コントロールがし易いという特徴があり、元々は温水を循環させるものが主流であったが、性能の向上、小型軽量化を目的としてヒートパイプを用いるタイプの暖房装置が種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
輻射型の暖房装置は、輻射面の正面側への快適な暖房効果は得られるが、部屋全体を暖める等の強力な暖房効果が乏しいという問題があり、この問題は、これまで提案されているヒートパイプ式暖房装置においても必ずしも十分には解決されていない。ファンを設けて強制的に風を送ることも可能ではあるが、余分なエネルギーを使うことにもなって好ましくなく、できるだけ簡単な構造で、輻射型の特徴である輻射面の正面側への快適な暖房効果に加え、自然対流による上方への効率的な暖房効果も得ることができる暖房装置が望まれていた。
【特許文献１】特開昭６１−２４６５２８号公報
【特許文献２】特開昭６２−１３１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来からの問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、ファンを設けることなく、自然対流による上方への効率的な暖房効果も得ることを可能とする輻射型のヒートパイプ式暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１によるヒートパイプ式暖房装置は、内管と外管からなる二重管をそなえ、内管には熱媒体が流通し、内管と外管の間隙には作動液が封入されて、熱媒体により作動液が蒸発するヒートパイプの蒸発部を構成するとともに、前記二重管の内管と外管の間隙と連通し、二重管と略垂直に且つ互いに略平行に突出する複数のパイプをそなえ、該パイプ内で蒸発した作動液が凝縮するヒートパイプの凝縮部を構成し、複数のパイプには傾斜フィンが取り付けられ、該傾斜フィンを囲繞するようケーシングが配設されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１において、前記複数のパイプと隣接して、複数のパイプと略平行に複数の支持材が立設され、傾斜フィンがパイプと支持材に取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１において、前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンと、隣接する他方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンとを、これらの傾斜フィンが対向する側から外方に向けて下方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１において、前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンと、隣接する他方の複数のパイプに取り付けられる傾斜フィンとを、これらの傾斜フィンが対向する側から外側に向けて上方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１において、前記二重管と複数のパイプから構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプと隣接する他方の複数のパイプに、一体の傾斜フィンを取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記傾斜フィンのパイプに対する傾斜角度（α）が、パイプと直角な方向に対して１０〜４５°であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７によるヒートパイプ式暖房装置は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記二重管の内管の外面に溝またはフィンが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、輻射面の正面側への快適な暖房効果に加え、自然対流による上方への効率的な暖房効果も得ることができるヒートパイプ式暖房装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明によるヒートパイプ式暖房装置は、内管と外管からなる二重管をそなえ、内管には熱媒体が流通し、内管と外管の間隙には作動液が封入されて、熱媒体により作動液が蒸発するヒートパイプの蒸発部を構成するとともに、前記二重管の内管と外管の間隙と連通し、二重管と略垂直に且つ互いに略平行に突出する複数のパイプをそなえ、該パイプ内で蒸発した作動液が凝縮するヒートパイプの凝縮部を構成し、複数のパイプには傾斜フィンが取り付けられ、該傾斜フィンを囲繞するようケーシングが配設されていることを特徴とする。
【００１５】
図面により説明すると、図１、図２に示すように、熱源部を内管２と外管３からなる二重管１により形成し、内管２内に温水などの熱媒体を流通させ、内管２と外管３の間隙４には純水などの作動流体が封入され、熱媒体のもつ熱を外気へ放出させることなく、効率的に作動流体に伝え、作動液を蒸発させるヒートパイプの蒸発部を構成する。
【００１６】
内管２を、外側にフィン加工を施したフィンチューブ（ローフィンチューブ、ミドルフィンチューブ、ハイフィンチューブ）とし、あるいは、内管２を、外面に溝加工を施した外面溝付管とするなど、内管２の外面に伝熱促進手段を設けることにより、上記の熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
熱源部に流通させる熱媒体としての温水は、例えば室外の給湯ユニットから、貯湯タンク等を経由し、室内に配管された温水配管から、継手等によって簡単に暖房装置に供給することが可能である。
【００１８】
二重管１の内管２と外管３の間隙４と連通し、二重管１と略垂直に且つ互いに略平行に複数のパイプ５を突出させ、複数のパイプ５に傾斜フィン６を取り付ける。蒸発した作動液は、複数のパイプ５内を上昇し、パイプ５内で凝縮するヒートパイプの凝縮部が構成される。
【００１９】
すなわち、二重管１と複数のパイプ５から、ひとつの大きなヒートパイプが構成される。ヒートパイプの凝縮部には、傾斜フィン６を囲繞するようにケーシング７が配設されている。
【００２０】
前記のとおり、蒸発した作動液は、複数のパイプ５内で凝縮し、凝縮熱は傾斜フィン６に伝達される。傾斜フィン６の熱は、ケーシング７に伝えられ、この熱は外部へ輻射される。ケーシング７は、輻射板の役割も担うため、ケーシング７は熱伝導の良好な金属で構成されることが望ましい。
【００２１】
また、フィンが傾斜していることにより、暖められた空気は図１の矢印Ｆ２の方向へ流れ、この流れによって、下部から矢印Ｆ１で示すように新鮮な空気が流入されて、自然対流による空気の流れが生じ、ファンを設置して強制対流を起こさせることなく、矢印Ｆ３で示すように、上方への効率的な暖房効果を得ることも可能となる。
【００２２】
上記のような空気流を形成するために、ケーシング７の側面内側と、傾斜フィン６の先端部との間には、少なくとも一部に、間隙Ｄ１、Ｄ２を設ける。暖められた空気は矢印Ｆ３で示すように、間隙Ｄ２を通って暖房装置の上方へ移動し、放出口Ｅ１から放出され、対流による暖房効果を得ることができる。ケーシング７の内壁と傾斜フィン６の先端部との距離Ｗ１は、暖房装置のサイズをコンパクト化するとともに、良好な空気の上昇流を得るために、通常２０〜６０ｍｍ程度、あるいはケーシング７の内壁間におけるフィンの幅の１０〜５０％程度が望ましい。図１において、Ｇ１、Ｇ２は仕切り板であり、放熱部とその外側を仕切るとともに、複数のパイプ５を固定する役割も担う。
【００２３】
なお、放出口は、図１に示すように一箇所である必要はなく、例えば、図３に示すように、複数の穴からなるスリット状の放出口Ｅ２であってもよく、図４に示すように、放出口Ｅ３をケーシングの側面上部に形成してもよく、また、図５に示すように、放出口Ｅ４をケーシング側面上部の広い範囲に設けることもできる。図６〜９においては、放出口をＥと総称する。
【００２４】
暖房装置全体における均熱性を得るためには、突出させた複数のパイプ５は、二重管の長手方向に沿って略一定の間隔で設けるのが好ましい。また、複数のパイプ５には、複数の傾斜フィン６がほぼ均等間隔で取り付けられていることが望ましい。フィンの傾斜角度（パイプ５と直角な方向に対するフィン６の角度）αは１０〜４５°が望ましく、傾斜角度αが１０°未満では、自然対流による空気の流れを生じさせる効果が十分に得られず、傾斜角度が大きすぎると、同じ空間内に取り付けることができるフィンの枚数（面積）が小さくなり、放熱効率が落ち易くなるとともに、パイプにフィンを安定して取り付けることが難しくなる。
【００２５】
本発明の他の実施形態について説明すると、図６のヒートパイプ式暖房装置は、複数のパイプ５と隣接して、複数のパイプ５と略平行に複数の支持材８が立設され、傾斜フィン６がパイプ５と支持材８に取り付けられていることを特徴とするもので、空気の流れは図１の暖房装置と同様である。支持材８は、傾斜したフィンを安定させる役割を果たすものであり、支持材８としては、例えば、銅製の管、棒を適用することができる。
【００２６】
図７のヒートパイプ式暖房装置は、二重管１と複数のパイプ５から構成される２つのヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプ５に取り付けられる傾斜フィン６と、隣接する他方の複数のパイプ５に取り付けられる傾斜フィン６とを、これらの傾斜フィンが対向する側から外方に向けて下方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とするものであり、空気の流れは矢印Ｆ４で示されるように、２つの放熱部の間を暖められた空気が上昇し、新鮮な空気は矢印Ｆ５で示されるように、ケーシング７の両側面下部より吸引されるようになっている。この場合、対向する傾斜フィン６，６の先端部間の距離Ｗ２は、暖房装置のサイズをコンパクト化するとともに、良好な空気の上昇流を得るために、通常２０〜１２０ｍｍ程度、あるいはケーシング７の内壁間におけるフィン６、６の合計幅の１０〜５０％程度が望ましい。
【００２７】
図８のヒートパイプ式暖房装置は、二重管１と複数のパイプ５から構成される２つのヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプ５に取り付けられる傾斜フィン６と、隣接する他方の複数のパイプ５に取り付けられる傾斜フィン６とを、これらの傾斜フィンが対向する側から外側に向けて上方に傾斜させて取り付けられていることを特徴とするものであり、空気は、矢印Ｆ６で示されるように、傾斜フィン６，６の対向側から、矢印Ｆ７で示されるように、ケーシング７の両側面側へ流れる。この場合、ケーシング７の内壁と傾斜フィン６の先端部との距離Ｗ３は、暖房装置のサイズをコンパクト化するとともに、良好な空気の上昇流を得るために、通常２０〜６０ｍｍ程度、あるいはケーシング７の内壁間におけるフィン６、６の合計幅の１０〜５０％程度が望ましい。
【００２８】
図９のヒートパイプ式暖房装置は、二重管１と複数のパイプ５から構成されるヒートパイプを互いに隣接して配置し、一方の複数のパイプ５と隣接する他方の複数のパイプ５に、一体の傾斜フィン６を取り付けたことを特徴とするものであり、空気の流れは、図１のものと同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のヒートパイプ式暖房装置の実施例の側面を簡略化して示す図である。
【図２】図１の平面を簡略化して示す図である。
【図３】放出口の他の実施例を示す図である。
【図４】放出口の他の実施例を示す図である。
【図５】放出口の他の実施例を示す図である。
【図６】本発明のヒートパイプ式暖房装置の他の実施例の側面を簡略化して示す図である。
【図７】本発明のヒートパイプ式暖房装置の他の実施例の側面を簡略化して示す図である。
【図８】本発明のヒートパイプ式暖房装置の他の実施例の側面を簡略化して示す図である。
【図９】本発明のヒートパイプ式暖房装置の他の実施例の側面を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    二重管
２    内管
３    外管
４    内管と外管の間隙
５    パイプ
６    傾斜フィン
７    ケーシング
８    支持材
Ｅ    放出口
Ｅ１  放出口
Ｅ２  放出口
Ｅ３  放出口
Ｅ４  放出口
Ｇ１  仕切り板
Ｇ２  仕切り板
【図１】
2008261589.tif 000003
【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】
2008261589.tif 000008
【図７】
2008261589.tif 000009
【図８】
2008261589.tif 000010
【図９】
2008261589.tif 000011