(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートパイプを加熱するための熱源手段としての熱源管であって、
長手方向に間隔を隔てて、上記ヒートパイプを差し込んで立ち姿勢にて設置するための穴部が形成された外管と、
第２の熱媒体の往復路用に上記外管の内部にその長手方向に挿通された往路用および復路用の内管と、
第１の熱媒体の復路用に上記外管の内部をその長手方向に貫通させた第２の復路用の内管とを備え、
上記外管の内部を往路として上記第１の熱媒体が流れるととともに、上記第２の復路用の内管を復路として上記第１の熱媒体が流れるように成され、
上記往路用および復路用の内管の内部を上記第２の熱媒体が往復して流れるように成され、
上記第１の熱媒体と上記第２の熱媒体との間で熱交換を行わせるように成された熱源管。
【請求項２】
ヒートパイプと、上記ヒートパイプを加熱するための熱源手段としての熱源管と、上記熱源管の内部に流通させる熱媒体を加熱する外部熱源機とを備えた暖房装置であって、
上記熱源管は、
長手方向に間隔を隔てて、上記ヒートパイプを差し込んで立ち姿勢にて設置するための穴部が形成された外管と、
第２の熱媒体の往復路用に上記外管の内部にその長手方向に挿通された往路用および復路用の内管と、
第１の熱媒体の復路用に上記外管の内部をその長手方向に貫通させた第２の復路用の内管とを備え、
上記外管の内部を往路として上記第１の熱媒体が流れるととともに、上記第２の復路用の内管の内部を復路として上記第１の熱媒体が流れるように成され、
上記往路用および復路用の内管の内部を上記第２の熱媒体が往復して流れるように成され、
上記第１の熱媒体と上記第２の熱媒体との間で熱交換を行わせるように成されており、
上記外部熱源機は、上記第１の熱媒体を加熱して上記外管および上記第２の復路用の内管の内部を流通させるとともに、上記第２の熱媒体を加熱して上記往路用および復路用の内管の内部を流通させるように成されていることを特徴とする暖房装置。
【請求項３】
上記外部熱源機は、
上記第１の熱媒体を加熱して上記外管および上記第２の復路用の内管の内部を流通させる第１の外部熱源機と、
上記第２の熱媒体を加熱して上記往路用および復路用の内管の内部を流通させる第２の外部熱源機とを含むことを特徴とする請求項２に記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源管およびこれを用いた暖房装置に関し、特に、輻射用のヒートパイプが熱源管内に流れる熱媒体により加熱されるように設けられ、加熱されたヒートパイプが放熱することによって暖房を行うように構成された暖房装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、輻射用の熱交換部にヒートパイプを用いた従来の暖房装置の一部構成を示す図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）は正面断面図を示す。図５に示すように、この種の従来の暖房装置は、ヒートパイプ１０１と、熱源手段としての筒体１０２とを備えて構成されている。筒体１０２は、外部熱源機（図示せず）から熱媒体として温水を供給させることによって、ヒートパイプ１０１を加熱する。そして、温水によって加熱されたヒートパイプ１０１の放熱により、その輻射熱にて部屋を暖房するようになっている。
【０００３】
筒体１０２には、その長手方向に間隔を隔てて、袋状の差込部１０３を挿入するための穴部１０２ａが形成されている。その穴部１０２ａに差込部１０３を挿入した状態で、差込部１０３にヒートパイプ１０１を差し込み、係止ピン１０４を嵌合させることにより、ヒートパイプ１０１を立ち姿勢にて設置するように構成されている。なお、このような構成の暖房装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３０３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の暖房装置では、筒体１０２の長さが長くなると、外部熱源機から供給される温水が筒体１０２の末端まで流れていく際に、温水が少しずつ冷えてしまい、外部熱源機からの距離が大きい位置では充分な加熱ができない。つまり、筒体１０２内に流れる温水を均等に加熱することができないという問題があった。これは、筒体１０２の内側に向かって凸状に形成された穴部１０２ａによって、筒体１０２の内部を流れる温水が抵抗を受けて滞留を生じ、温水を筒体１０２の全体に渡って効率的に供給することができないことが原因と考えられる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、筒体の内部に流れる熱媒体を効率的に均等に加熱できるようにし、筒体の長さが長い場合でも暖房装置として充分に機能させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明の熱源管は、長手方向に間隔を隔てて、ヒートパイプを差し込んで立ち姿勢にて設置するための穴部が形成された外管と、外管の内部にその長手方向に挿通された往路用および復路用の内管とを備え、外管の内部に存在する第１の熱媒体と、往路用および復路用の内管の内部に存在する第２の熱媒体との間で熱交換を行わせるように成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成した本発明によれば、内管の内部を流れる第２の熱媒体は、外管の穴部によって抵抗を受けることなく往路の末端まで効率的に供給されることとなり、途中で滞留などを生じないので、外部熱源機から往路の末端に向けて第２の熱媒体が流れていく過程で冷えてしまう度合いを従来に比べて小さくすることができる。また、復路の内管も外管の中に挿通されており、外管の中には加熱された第１の熱媒体が存在しているので、復路が外管の外側にあって空気中に曝されている場合に比べて、往路の末端から外部熱源機に向けて第２の熱媒体が戻っていく過程で冷えてしまう度合いも小さくすることができる。そのため、戻ってきた第２の熱媒体を外部熱源機で加熱し直す際の効率を上げることができる。
【０００８】
以上のことから、内管の全体に渡って第２の熱媒体を比較的短時間で均等に加熱することができる。これにより、第２の熱媒体との間で熱交換される外管内の第１の熱媒体も、外管の全体に渡って比較的短時間で均等に加熱することができる。その結果、熱源管の長さが長い場合であっても、その内部に流れる熱媒体を効率的に均等に加熱することができるようになり、暖房装置として充分に機能させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明による第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による熱源管１０およびこれを用いた暖房装置の構成例を示す図である。図２は、第１の実施形態による熱源管１０の断面構成例を示す図であり、（ａ）は熱源管１０を側面方向から見た断面図を示し、（ｂ）は熱源管１０を正面方向から見た断面図を示す。
【００１０】
図１および図２に示すように、本実施形態の熱源管１０は、ヒートパイプ１０１を加熱するための熱源手段であって、外管１および内管２を備えて構成されている。
【００１１】
外管１は、その内部に第１の熱媒体が充填されるように成された第１の内径の筒体であって、その長手方向に間隔を隔てて、ヒートパイプ１０１を差し込んで立ち姿勢にて設置するための穴部１ａが形成されている。具体的には、穴部１ａに袋状の差込部１０３を挿入した状態で、差込部１０３にヒートパイプ１０１を差し込み、係止ピン１０４を嵌合させることにより、ヒートパイプ１０１を立ち姿勢にて設置するように成されている。なお、ヒートパイプ１０１を立ち姿勢に保持するためのこの構成は単なる一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【００１２】
外管１の長手方向の両端部には、外管１の中に熱媒体を供給するための供給管１ｂが設けられている。この供給管１ｂから外管１の中に第１の熱媒体を入れて充填した後、供給管１ｂに栓１ｃがされる。この栓１ｃは圧力弁を有している。外管１の中に入れられた第１の熱媒体が加熱されると、外管１が膨張して破壊の危険性があるため、この圧力弁から外管１の外部へ圧力を逃がすことができるように構成されている。なお、図１に示した供給管１ｂの位置は単なる一例に過ぎず、これに限定されるものではない。また、供給管１ｂを２箇所に設けていることも単なる一例に過ぎない。
【００１３】
外管１は、その内部に充填された第１の熱媒体からの熱伝導によりヒートパイプ１０１を加熱する。そして、第１の熱媒体によって加熱されたヒートパイプ１０１の放熱により、その輻射熱にて部屋を暖房するようになっている。第１の熱媒体としては、例えば温水を用いることも可能であるが、より熱効率の良いオイルを用いることが好ましい。
【００１４】
内管２は、外管１の内部をその長手方向に貫通させた第２の内径（第１の内径より小さい）の筒体であって、その内部に第２の熱媒体が流れるように成されている。この内管２は、往路用の内管２ａと復路用の内管２ｂとを含み、その両方とも外管１の内部に貫通している。内管２ａ，２ｂの一端は外部熱源機２１に接続され、他端はＵ字管３によって連結されている。なお、ここではＵ字管３が外管１の外部にある例を示しているが、外管１の内部にあっても良い。
【００１５】
内管２は、外部熱源機２１から供給される第２の熱媒体を内部で流通させることにより、外管１の中に充填されている第１の熱媒体を加熱する。すなわち、外管１の内部に第１の熱媒体を充填するとともに、内管２の内部に第２の熱媒体を往復して流通させることにより、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換を行わせるように成されている。第２の熱媒体としては、例えば温水を用いることも可能であるが、より熱効率の良いオイルを用いることが好ましい。
【００１６】
外部熱源機２１は、第２の熱媒体を加熱して内管２内を流通させる。もし、内管２が存在せず、外管１内の第１の熱媒体を加熱するだけであったとすると、従来と同様に第１の熱媒体を外管１の全体に渡って均等に効率的に加熱することができない。しかし、内管２を設けることによって、効率的に加熱することができるようになる。
【００１７】
すなわち、往路用の内管２ａの内部を流れる第２の熱媒体は、穴部１ａによって何ら抵抗を受けることなく、往路の末端まで効率的に供給される。つまり、途中で滞留などを生じないので、外部熱源機２１から往路の末端に向けて第２の熱媒体が流れていく過程で冷えてしまう度合いを従来に比べて小さくすることができる。
【００１８】
また、復路用の内管２ｂも外管１の中を貫通しており、外管１の中には加熱された第１の熱媒体が入っているので、復路用の内管２ｂが外管１の外側にあって空気中に曝されている場合に比べて、往路の末端から外部熱源機２１に向けて第２の熱媒体が戻っていく過程で冷えてしまう度合いも小さくすることができる。そのため、循環して戻ってきた第２の熱媒体を外部熱源機２１で加熱し直す際の効率を上げることができる。
【００１９】
以上のことから、内管２の全体に渡って第２の熱媒体を比較的短時間で均等に加熱することができる。これにより、第２の熱媒体との間で熱交換される外管１内の第１の熱媒体も、外管１の全体に渡って比較的短時間で均等に加熱することができる。その結果、熱源管１０の長さが長い場合であっても、その内部に流れる熱媒体を効率的に均等に加熱することができるようになり、暖房装置として充分に機能させることができるようになる。
【００２０】
なお、上記第１の実施形態において、外管１に形成された穴部１ａと往路用の内管２ａとが接触するように構成しても良い。上記第１の実施形態では、往路用の内管２ａは外管１の中に充填されている第１の熱媒体を加熱し、加熱された第１の熱媒体によってヒートパイプ１０１を加熱するものとして説明した。これに対して、穴部１ａと往路用の内管２ａとを接触させることによって、往路用の内管２ａの中を流通している第２の熱媒体によってヒートパイプ１０１を直接的にも加熱することができ、暖房効率を更に向上させることができる。往路用の内管２ａに加えて、復路用の内管２ｂを穴部１ａに接触させるようにしても良い。
【００２１】
（第２の実施形態）
次に、本発明による第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図３は、第２の実施形態による熱源管２０およびこれを用いた暖房装置の構成例を示す図である。図４は、第２の実施形態による熱源管２０の断面構成例を示す図であり、（ａ）は熱源管２０を側面方向から見た断面図を示し、（ｂ）は熱源管２０を正面方向から見た断面図を示す。
【００２２】
図３および図４に示すように、第２の実施形態による熱源管２０は、ヒートパイプ１０１を加熱するための熱源手段であって、外管１１および内管１２を備えて構成されている。
【００２３】
外管１１は、その内部に第１の熱媒体が流れるように成された第１の内径の筒体であって、その長手方向に間隔を隔てて、ヒートパイプ１０１を差し込んで立ち姿勢にて設置するための穴部１１ａが形成されている。具体的には、穴部１１ａに袋状の差込部１０３を挿入した状態で、差込部１０３にヒートパイプ１０１を差し込み、係止ピン１０４を嵌合させることにより、ヒートパイプ１０１を立ち姿勢にて設置するように成されている。なお、ヒートパイプ１０１を立ち姿勢に保持するためのこの構成は単なる一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【００２４】
外管１１の長手方向の一方の端部には、外部熱源機２１から外管１１の中に第１の熱媒体を供給するための送給管１３ａと、外管１１の中を流通して戻ってくる第１の熱媒体を外部熱源機２１に引き入れるための受給管１３ｂとが接続されている。
【００２５】
外管１１は、外部熱源機２１から供給される第１の熱媒体を内部で流通させることによって、熱伝導によりヒートパイプ１０１を加熱する。そして、第１の熱媒体によって加熱されたヒートパイプ１０１の放熱により、その輻射熱にて部屋を暖房するようになっている。第１の熱媒体としては、例えば温水を用いることも可能であるが、より熱効率の良いオイルを用いることが好ましい。
【００２６】
内管１２は、外管１１の内部をその長手方向に貫通させた第２の内径（第１の内径より小さい）の筒体であって、その内部に第２の熱媒体が流れるように成された往路用の内管１２ａと復路用の内管１２ｂとを備えている。これらの内管１２ａ，１２ｂは、第１の実施形態における内管２ａ，２ｂに相当する。さらに、第２の実施形態では、その内部に第１の熱媒体が流れるように成された復路用の内管１２ｃ（本発明による第２の復路用の内管に相当）も備えている。すなわち、外部熱源機２１から外管１１に供給された第１の熱媒体は、その内部で流通した後、Ｕ字管３を介して復路用の内管１２ｃを通って外部熱源機２１に戻り、ここで加熱されて再び外管１１に供給される。
【００２７】
上述したように、第２の熱媒体を流通させる２本の内管１２ａ，１２ｂは、何れも外管１１の内部に貫通している。第１の熱媒体を流通させる内管１２ｃも、外管１１の外側に配管することも可能ではあるが、本実施形態では外管１１の内部に貫通させている。
【００２８】
内管１２ａ，１２ｂは、外部熱源機２１から供給される第２の熱媒体を内部で流通させることにより、外管１１の中を流通している第１の熱媒体を加熱する。すなわち、外管１１の内部に第１の熱媒体を流通させるとともに、内管２の内部に第２の熱媒体を往復して流通させることにより、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換を行わせるように成されている。第２の熱媒体としては、例えば温水を用いることも可能であるが、より熱効率の良いオイルを用いることが好ましい。
【００２９】
外部熱源機２１は、第１の熱媒体を加熱して外管１１および復路用の内管１２ｃ内を流通させる。また、外部熱源機２１は、第２の熱媒体を加熱して往路用および復路用の内管１２ａ，１２ｂ内を流通させる。
【００３０】
上述した第１の実施形態では、外管１１内の第１の熱媒体は、内管１２ａ，１２ｂの中を流通している第２の熱媒体によって加熱されるのみであった。これに対して、第２の実施形態では、第１の熱媒体自体も外部熱源機２１によって加熱するようにしている。上述したように、内管１２ａ，１２ｂが存在しなければ第１の熱源体を外管１１の全体に渡って均等に効率的に加熱することはできないが、内管１２ａ，１２ｂが存在することによってこれが可能となる。しかも、第１の熱媒体も直接加熱するようにしているので、第１の熱媒体を外管１１の全体に渡って均等に加熱することを、第１の実施形態に比べて更に効率的に行うことができるようになる。
【００３１】
また、第１の熱媒体を流通させる復路用の内管１２ｃに関しても、外管１１の中を貫通している。外管１１の中には加熱された第１の熱媒体が入っているので、復路用の内管１２ｃが外管１１の外側にあって空気中に曝されている場合に比べて、往路の末端から外部熱源機２１に向けて第１の熱媒体が戻っていく過程で冷えてしまう度合いを小さくすることができる。そのため、循環して戻ってきた第１の熱媒体を外部熱源機２１で加熱し直す際の効率を上げることができる。
【００３２】
以上のことから、熱源管２０の長さが長い場合であっても、その内部に流れる熱媒体を効率的に均等に加熱することができるようになり、暖房装置として充分に機能させることができるようになる。
【００３３】
なお、上記第２の実施形態において、外管１１に形成された穴部１１ａと往路用の内管１２ａとが接触するように構成しても良い。往路用の内管１２ａに加えて、復路用の内管１２ｂを穴部１１ａに接触させるようにしても良い。さらに、第１の熱媒体を流通させる復路用の内管１２ｃを穴部１１ａに接触させるようにしても良い。穴部１１ａと内管１２ａ，１２ｂ，１２ｃとを接触させることによって、内管１２ａ，１２ｂ，１２ｃの中を流通している第１の熱媒体や第２の熱媒体によってヒートパイプ１０１を直接的にも加熱することができ、暖房効率を更に向上させることができる。
【００３４】
また、上記第２の実施形態では、１つの外部熱源機２１を用いて第１の熱媒体および第２の熱媒体の両方を加熱して流通させる例について説明したが、第１の熱媒体を加熱して流通させる第１の外部熱源機と、第２の熱媒体を加熱して流通させる第２の外部熱源機とを別々に設けるようにしても良い。外部熱源機を別々に設けることにより、加熱の効率を上げることができる。
【００３５】
また、上記第１および第２の実施形態において、外管１，１１も内管２，１２もその断面形状が円形の筒体として説明したが、形状はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、上記第１の実施形態では、往路用の内管２ａと復路用の内管２ｂを１本ずつ外管１に貫通させる例について説明したが、複数本の往路用の内管２ａと復路用の内管２ｂを設けるようにしても良い。第２の実施形態でも同様に、複数本の往路用の内管１２ａと復路用の内管１２ｂとを外管１１に貫通させるようにしても良い。さらに、第１の熱媒体を流通させる復路用の内管１２ｃを複数本、外管１１に貫通させるようにしても良い。
【００３７】
また、上記第１および第２の実施形態では、外部熱源機２１に対して熱源管１０，２０を１つのみ接続する例について説明したが、複数の熱源管１０，２０を連結し、その末端においてＵ字管３を接続することも可能である。
【００３８】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、輻射用のヒートパイプが熱源管内に流れる熱媒体により加熱されるように設けられ、加熱されたヒートパイプが放熱することによって暖房を行うように構成された暖房装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態による熱源管およびこれを用いた暖房装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態による熱源管の断面構成例を示す図である。
【図３】第２の実施形態による熱源管およびこれを用いた暖房装置の構成例を示す図である。
【図４】第２の実施形態による熱源管の断面構成例を示す図である。
【図５】輻射用の熱交換部にヒートパイプを用いた従来の暖房装置の一部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１１  外管
２，１２  内管
２ａ，１２ａ  第２の熱媒体を流通させる往路用の内管
２ｂ，１２ｂ  第２の熱媒体を流通させる復路用の内管
１２ｃ  第１の熱媒体を流通させる復路用の内管
１０，２０  熱源管
２１  外部熱源機
【図１】
0004744239.tif 000002
【図２】
0004744239.tif 000003
【図３】
0004744239.tif 000004
【図４】
0004744239.tif 000005
【図５】
0004744239.tif 000006