(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ヒータを板状にしてパイプに与える大きな熱量を確保すると共に、空間の余裕が少ない所定の位置に給湯器用熱交換器を設置することができるようにした給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置を提供するものである。【解決手段】ヒータ保持金具２２を変形可能な熱伝導性の高い素材から構成し、そのヒータ保持金具２２にパイプ１２に接触するためのパイプ接合部２８ｂ，３０ｂと、ヒータ２４を固定する箇所である連絡部３４とを形成する。パイプ接合部厚みを薄くして、パイプ接合部をパイプの形状に合わせて変形可能とする。連絡部に板状で厚みの薄い変形可能なヒータを固定する。これによって、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータを固定したヒータ保持金具をパイプに取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。【選択図】　　　図１
2004069260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器ボディの外周に巻き付けたパイプを加熱するための給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置において、厚みの薄い板状のものを円弧形状にしたものであって前記パイプに接合させた際に前記パイプの形状に適応して変形可能なパイプ接合部とそのパイプ接合部と連絡するものであって板状のヒータ取付け部とを有する熱伝導性の高い素材から成るヒータ保持金具と、前記ヒータ取付け部に取付けられる板状のヒータとから成り、前記ヒータを前記熱交換器ボディの近傍に配置したことを特徴とする給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置。
【請求項２】
前記パイプ接合部を２個の部材から構成し、少なくとも１個の前記パイプ接合部に前記ヒータ取付け部を連絡し、前記２個の各パイプ接合部と連絡するつまみ部を設け、各つまみ部を離れる方向に付勢するスプリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置。
【請求項３】
前記ヒータ取付け部の反対側の面を前記熱交換器に固定することを特徴とする請求項１記載の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器ボディに巻き付けられるパイプを加熱するための給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器用熱交換器のパイプは、冬場における凍結を防止するために、ヒータによって加熱される。ここで給湯器用熱交換器の正面図を図８に示す。給湯器用熱交換器のボディ１０は略四角柱の形状をしており、その熱交換器ボディ１０の外壁には熱伝導率の高い素材から成るパイプ１２が渦巻き状に巻き付けられている。このパイプ１２の内部には、熱交換を行うための水等の流体が通過する。パイプ１２には図示しないヒータが接触しており、冬場にはこのヒータの熱によってパイプ１２の中を通過する流体の凍結が防止される。
【０００３】
パイプを加熱するためのパイプ加熱装置が実用新案登録第２５７８３３６号に提案されており、そのパイプ加熱装置を図９に示す。パイプ加熱装置は主に、熱伝導率が高くしかもアルミ等の金属から成るヒータ保持部材６０と、そのヒータ保持部材６０の上に載せられるセラミックヒータ６２と、そのセラミックヒータ６２をヒータ保持部材６０に固定するための板ばね６４とから成る。ヒータ保持部材６０は、ブロック状（厚みのある立方体状）であり、一方の面にパイプ１２の外面に合致する円弧状のパイプ固定溝６６を有する。ヒータ保持部材６０の円弧状のパイプ固定溝６６をパイプ１２に嵌合することで、パイプ固定溝６６はパイプ１２の外径に沿った形状となり、ヒータ保持部材６０はパイプ１２に固定される。
【０００４】
このパイプ加熱装置では、パイプ１２に加える熱量を大きくするために、セラミックヒータ６２の形状を直方体状または板状にしている。このため、ブロック状のヒータ保持部材６０におけるパイプ固定溝６６の反対側の面に、直方体状または板状のセラミックヒータ６２を載せるヒータ溝６８を形成し、そのヒータ溝６８にセラミックヒータ６２を載せて、板ばね６４によってセラミックヒータ６２をヒータ保持部材６０に固定する。セラミックヒータ６２の両端にはリード端子７０が取付けられている。
【０００５】
この従来例では、セラミックヒータ６２とヒータ保持部材６０との接触面積を大きくして、セラミックヒータ６２からの大量の熱を、ヒータ保持部材６０を介してパイプ１２に伝えることができるという利点がある。更に、ブロック状のヒータ保持部材６０は柔らかい材質の金属から成るため、ヒータ保持部材６０の円弧状のパイプ固定溝６６をパイプ１２に嵌合するだけで、ヒータ保持部材６０をパイプ１２に簡単に取付けることができる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例では、直方体状または板状のセラミックヒータ６２を保持するためのヒータ溝６８を設けるためと、パイプ１２に嵌合するためのパイプ固定溝６６を設けるために、ヒータ保持部材６０の形状はブロック状にする必要がある。このブロック状のヒータ保持部材６０を図８に示すパイプ１２に取付けた場合には、ブロック状のヒータ保持部材６０は、パイプ１２の位置よりボディ１０とは反対側に大幅に突出する。しかし、給湯器用熱交換器においては、その設置位置の周囲に空間の余裕が少ない。このため、ボディ１０とは反対側に大幅に突出するヒータ保持部材６０をパイプ１２に取付けた場合には、給湯器用熱交換器を所定の位置に設置できないという欠点があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ヒータを板状にしてパイプに与える大きな熱量を確保すると共に、空間の余裕が少ない所定の位置に給湯器用熱交換器を設置することができるようにした給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置は、熱交換器ボディの外周に巻き付けたパイプを加熱するための給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置において、厚みの薄い板状のものを円弧形状にしたものであって前記パイプに接合させた際に前記パイプの形状に適応して変形可能なパイプ接合部とそのパイプ接合部と連絡するものであって板状のヒータ取付け部とを有する熱伝導性の高い素材から成るヒータ保持金具と、前記ヒータ取付け部に取付けられる板状のヒータとから成り、前記ヒータを前記熱交換器ボディの近傍に配置するようにしたものである。
【０００９】
本発明の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置は、前記パイプ接合部を２個の部材から構成し、少なくとも１個の前記パイプ接合部に前記ヒータ取付け部を連絡し、前記２個の各パイプ接合部と連絡するつまみ部を設け、各つまみ部を離れる方向に付勢するスプリングを設けるようにしたものである。本発明の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置は、前記ヒータ取付け部の反対側の面を前記熱交換器に固定するようにしたものである。
【００１０】
【発明の第一実施形態】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置の一実施形態を示す断面図、図２は図１のパイプの凍結防止装置の平面図である。図１並びに図２において、熱交換器ボディ１０とパイプ１２は図８に示したものと同一のものである。本発明に係る給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置２０は主に、パイプ１２へ着脱自在に取付けられるヒータ保持金具２２と、そのヒータ保持金具２２に接着等の固定手段で固定されるヒータ２４とから成る。ヒータ保持金具２２は、ピン２６を中心として互いに揺動可能な第一部材２８並びに第二部材３０と、第一部材２８の一端と第二部材３０の一端とを互いに離れる方向に付勢するスプリング３２とから構成される。第一部材２８と第二部材３０は、変形可能で熱伝導率が高い銅等の金属を素材とする。
【００１１】
第一部材２８は、ピン２６の位置を中心にして、一方側に前記スプリング３２と接触するつまみ部２８ａが設けられ、他方側にパイプ１２を挟持するためのパイプ接合部２８ｂが設けられる。第二部材３０も、ピン２６の位置を中心にして、一方側にスプリング３２と接触するつまみ部３０ａが設けられ、他方側にパイプ１２を挟持するためのパイプ接合部３０ｂが設けられる。第一部材２８のつまみ部２８ａと第二部材３０のつまみ部３０ａとをスプリング３２に抗して操作することによって、スプリング３２のばね力でパイプ接合部２８ｂとパイプ接合部３０ｂでパイプ１２を挟んで、ヒータ保持金具２２をパイプ１２に容易に着脱することができる。ヒータ保持金具２２においては、第一部材２８のつまみ部２８ａと第二部材３０のつまみ部３０ａとスプリング３２とで、パイプ１２への着脱操作手段３３を構成する。ヒータ保持金具２２をパイプ１２に取付けた状態では、図１に示すように着脱操作手段３３は、パイプ１２の下位に位置するように設定する。
【００１２】
パイプ接合部２８ｂ並びにパイプ接合部３０ｂは、変形可能な厚みの薄い板状のものをパイプ１２の外壁に沿った断面が円弧形状にしたもので、それらはパイプ１２の外形形状に適応できるようにしたものである。パイプ１２の外形形状とは、パイプ１２の断面形状と、パイプ１２の延長方向に沿った形状とを意味するものである。パイプ接合部２８ｂとパイプ接合部３０ｂの厚みは、例えばパイプ１２の厚みより薄いものが望ましいが、それに限るものではない。パイプ接合部２８ｂ並びにパイプ接合部３０ｂは、厚みを薄くすることで、素材が金属であっても、パイプ１２の外形形状に適応して変形することができる。
【００１３】
図２に示すように、第一部材２８のパイプ接合部２８ｂは、パイプ１２に沿った方向に長く伸びた形状をしている。図示しないが、第二部材３０のパイプ接合部３０ｂもパイプ１２に沿った方向に長く伸びた形状をしている。この断面円弧形状のパイプ接合部２８ｂの外縁に、厚みが薄く断面が板状の連絡部（ヒータ取付け部）３４を一体に形成する。この連絡部３４は、熱交換器ボディ１０の近傍に備えられる。即ち、連絡部３４は、図１においてこの断面円弧形状のパイプ接合部２８ｂの外縁より熱交換器ボディ１０に向けて伸び、図２においてパイプ１２に沿った方向に長く伸びるものである。パイプ接合部２８ｂと連絡部３４との境界を、図１及び図２において二点鎖線で示す。連絡部３４はパイプ接合部２８ｂと一体に形成されているので、パイプ接合部２８ｂの変形に応じて変形できる。連絡部３４のパイプ１２に沿った方向の長さは、パイプ接合部２８ｂのパイプ１２に沿った方向の長さと同じとするが、その長さはそれに限るものではない。その連絡部３４の外表面に、細長い板状のヒータ２４を接着等の固定手段で固定する。連絡部３４へのヒータ２４の固定手段は接着に限るものではない。ヒータ２４は厚みの薄い板状とする。パイプ接合部２８ｂに代えて、パイプ接合部３０ｂに断面板状の連絡部３４を形成して、ヒータ２４をパイプ接合部３０ｂに固定するようにしても良い。図２においては、ヒータ２４の接続ケーブルを省略してある。
【００１４】
本発明の第一実施形態では、パイプ接合部２８ｂとパイプ接合部３０ｂは厚みが薄い変形可能な断面円弧形状とすることで、ヒータ保持金具２２をパイプ１２に取付けた状態では、パイプ１２より外側には、ヒータ保持金具２２はパイプ接合部２８ｂの厚みの分だけ飛び出す。また、ヒータ保持金具２２の着脱操作手段３３は、図１でパイプ１２の下方に位置させることで、図２において着脱操作手段３３はパイプ１２より外側に（熱交換器ボディ１０より離れた方向に）大幅に飛び出すことがないようにすることができる。更に、ヒータ２４はヒータ保持金具２２における熱交換器ボディ１０の近傍の連絡部３４に固定される。このように、板状のヒータ２４を備えたヒータ保持金具２２は、パイプ１２を越えて熱交換器ボディ１０の外側に大幅に突出することがない。よって、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータ２４を固定したヒータ保持金具２２をパイプ１２に取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。また、大きい熱量の板状のヒータ２４をヒータ保持金具２２に取付けることができるので、パイプ１２の凍結を確実に防止することができる。
【００１５】
図３及び図４に本発明と従来例とのパイプ上昇温度のグラフを示す。ヒータ保持金具２２は厚みの薄い板状のもので構成されており、従来のブロック状のものと比べて、熱伝達率が良くかつ熱放出も少ない。よって、図３及び図４に示すように、本発明のパイプ上昇温度は従来例のパイプ上昇温度より上昇温度が高くなり、パイプ１２の凍結をより確実に防止することができる。
【００１６】
【発明の第二実施形態】
次に、本発明の第二実施形態を図５に示す。図５において図１と異なる点は、連絡部３４の外縁に沿って、熱交換器ボディ１０に接触するための厚みの薄い断面板状の接触部３６を一体に形成した点である。その接触部３６一面を熱交換器ボディ１０に接触させ、その接触部３６の外表面（熱交換器ボディ１０の反対側の面）に、長い板状のヒータ２４を接着等によって固定する。即ち、この第二実施形態では、熱交換器ボディ１０に接触する接触部３６がヒータ取付け部となる。この第二実施形態においては、ヒータ２４は熱交換器ボディ１０の近傍に配置され、ヒータ保持金具２２はパイプ１２よりも外側に大幅に突出することがない。よって、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータ２４を固定したヒータ保持金具２２をパイプ１２に取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。
【００１７】
この図５に示す第二実施形態においても第一実施形態と同様に、大きな熱量を発生するヒータ２４を接触部３６に固定するので、大きな熱量でパイプ１２を効率良く加熱して、凍結を確実に防止することができる。この図５に示す第二実施形態においては、熱交換器ボディ１０も同時に加熱することができる。
【００１８】
【発明の第三実施形態】
次に、本発明のその他の実施形態を図６に示す。図６において、図１や図２と同一符号は同一部材を示す。第三実施形態のパイプの凍結防止装置４０は、ヒータ保持金具４２とヒータ２４とから成る。ヒータ保持金具４２は、つまみ部４４ａとパイプ接合部４４ｂとを有する熱伝導率の高い銅等の素材で構成した第一部材４４と、つまみ部４６ａとパイプ接合部４６ｂとを有する熱伝導率の高い銅等の素材で構成した第二部材４６と、ピン２６と、スプリング３２とから成る。パイプ接合部４４ｂとパイプ接合部４６ｂは、厚みを薄くして変形可能とする。パイプ接合部４４ｂとパイプ接合部４６ｂは断面円弧形状をしており、しかもパイプ１２に沿った方向の長さを長くしたものである。パイプ１２の下側に対面するパイプ接合部４６ｂには、その円弧形状の途中にパイプ１２の外表面からやや離れてしかもパイプ１２に対面する平面状のヒータ取付け部４８を形成する。このヒータ取付け部４８に、長い板状のヒータ２４を接着等によって固定する。このヒータ取付け部４８は、熱交換器ボディ１０に対して、パイプ１２よりも外側には突出しない位置に備えられる。
【００１９】
第一部材４４のつまみ部４４ａと、第二部材４６のつまみ部スプリング３２とで、パイプ１２への着脱操作手段４９を構成する。ヒータ保持金具４２をパイプ１２に取付けた状態では、着脱操作手段４９はパイプ１２の上位に位置するように設定する。これによって、着脱操作手段４９はパイプ１２より外側に（熱交換器ボディ１０より離れた方向に）大幅に飛び出さないようにすることができる。また、パイプ１２と接触するパイプ接合部４４ｂとパイプ接合部４６ｂは、厚みが薄く形成されているので、ヒータ保持金具４２はパイプ１２より外側に（熱交換器ボディ１０より離れた方向に）大幅に飛び出すことはない。また、ヒータ２４を固定するヒータ取付け部４８も、熱交換器ボディ１０より離れた方向に飛び出すことはない。これによって、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータ２４を固定したヒータ保持金具４２をパイプ１２に取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。
【００２０】
この図６に示す第三実施形態では、ヒータ２４の熱は、第二部材４６のパイプ接合部４６ｂを介してパイプ１２に伝達される。ヒータ２４からの熱は、輻射によってもパイプ１２に伝達される。この図６に示す第三実施形態では、板状のヒータ２４の一方の面はパイプ接合部４６ｂ（ヒータ取付け部４８）で覆われ、ヒータ２４の他方の面はパイプ１２に対面している。このため、ヒータ２４の熱は外部へ放出されることが少ないため、より効率良くパイプ１２に熱を伝達することができる。
【００２１】
【発明の第四実施形態】
次に本発明の更に他の実施形態を図７に示す。第四実施形態のパイプの凍結防止装置５０は、パイプ１２を覆うオーム形（Ω形）のヒータ保持金具５２とヒータ２４とから成る。ヒータ保持金具５２は、パイプ１２の外形断面に沿った断面円弧状のパイプ接合部５４と、熱交換器ボディ１０に接触するための上下２個の断面板状の接触部（ヒータ取付け部）５６と、パイプ接合部５４と接触部５６とを連絡する連絡部５８とから成る。なお、接触部５６は１個でも構わない。ヒータ保持金具５２は熱伝導率の高い銅等の素材で構成されており、パイプ接合部５４は厚みを薄くして変形可能としてある。ヒータ保持金具５２は熱交換器ボディ１０に沿った板状の長いものとし、接触部５６を熱交換器ボディ１０に接着等により固定する。この接触部５６の外表面に、板状のヒータ２４を接着等によって固定する。なお、図７において接触部５６の外表面にヒータ２４を固定したが、連絡部５８の外表面にヒータ２４を固定しても良い。
【００２２】
この図７に示す第四実施形態では、ヒータ２４の熱は、一方はヒータ保持金具５２のパイプ接合部５４を介してパイプ１２に伝達され、他方はヒータ保持金具５２の接触部５６を介して熱交換器ボディ１０に伝達される。この図７に示す第四実施形態では、ヒータ２４は熱交換器ボディ１０に近い位置に備えられており、パイプ１２と接触する断面円弧状のパイプ接合部５４は、厚みが薄く形成されているので、ヒータ２４とヒータ保持金具５２はパイプ１２より外側に（熱交換器ボディ１０より離れた方向に）大幅に飛び出すことはない。これによって、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータ２４を固定したヒータ保持金具２２をパイプ１２に取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。
【００２３】
なお、前記実施形態においては、熱交換器ボディ１０を四角柱として説明したが、熱交換器ボディ１０が円柱で、円柱の熱交換器ボディ１０の周囲にパイプ１２を螺旋状に巻き付けたものにおいても適応できる。パイプ１２が螺旋状である場合には、従来例ではパイプ１２に取付けるヒータ保持部材６０のパイプ１２に沿った方向の長さを長くすることができない。このため、従来例ではセラミックヒータ６２の長さも長くすることができず、パイプ１２を加熱する熱量を大きくすることができない。これに対して本発明では、ヒータ保持金具２２のパイプ接合部２８ｂ並びにパイプ接合部３０ｂを、変形可能で厚みの薄い板状のものをパイプ１２の外壁に沿った断面が円弧形状にすることで、パイプ接合部２８ｂやパイプ接合部３０ｂをパイプ１２の螺旋形状に沿って変形させることができる。このため、ヒータ保持金具２２をパイプ１２に沿った方向の長さを長くすることができ、それに取付けるヒータ２４の長さも長くすることができる。これは、第一実施形態から第四実施形態までの全てに適用することができる。この際、ヒータ２４を変形可能な素材とすれば、ヒータ２４の長さもより長くすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置によれば、ヒータ保持金具のパイプ接合部の厚みの薄い変形可能な熱伝導率の高い素材から構成し、ヒータを熱交換器ボディの近傍のヒータ保持金具に固定することによって、ヒータとヒータ保持金具とを熱交換器ボディより離れる方向に突出させないようにすることができる。この結果、給湯器用熱交換器の設置位置の周囲の空間に余裕が少なくても、ヒータを固定したヒータ保持金具をパイプに取付けた状態で、給湯器用熱交換器を所定の位置に配置することができる。また、ヒータとヒータ取付け部とを板状とすることで、パイプの凍結防止に必要な大きい熱量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の給湯器用熱交換器のパイプの凍結防止装置の平面図である。
【図３】本発明と従来例とのパイプ上昇温度を示す特性図である。
【図４】本発明と従来例とのパイプ上昇温度を示す他の特性図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明のその他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図８】従来既知の熱交換器の正面図である。
【図９】従来のパイプ加熱装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０　熱交換器ボディ
１２　パイプ
２０　加熱装置
２２　ヒータ保持金具
２４　ヒータ
２８　第一部材
２８ｂ　パイプ接合部
３０　第二部材
３０ｂ　パイプ接合部
３２　スプリング
３３　着脱操作手段
３４　ヒータ取付け部
３６　接触部
３８　ヒータ取付け部
４０　加熱装置
４２　ヒータ保持金具
４４　第一部材
４４ｂ　パイプ接合部
４６　第二部材
４６ｂ　パイプ接合部
４８　ヒータ取付け面
４９　着脱操作手段
５０　加熱装置
５２　ヒータ保持金具
５４　パイプ接合部
５６　接触部
５８　連絡部
【図１】
2004069260.tif 000003
【図２】
2004069260.tif 000004
【図３】
2004069260.tif 000005
【図４】
2004069260.tif 000006
【図５】
2004069260.tif 000007
【図６】
2004069260.tif 000008
【図７】
2004069260.tif 000009
【図８】
2004069260.tif 000010
【図９】
2004069260.tif 000011