JP2000018725A - 蓄熱ユニット構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱ユニット構造に於て、蓄熱ブロックに放
熱フィンを容易に取付けることができると共に、蓄熱ブ
ロックのケーシングの変形を防止できるようにする。 【開設手段】 ケーシング５とその内部に充填される蓄
熱材６とから成る蓄熱ブロック２と、蓄熱ブロック２を
加熱する発熱体３と、ケーシング５の外面に付設される
放熱フィン４とを、備える。端面にねじ孔が形成された
ステイ18を、ケーシング５の対面壁部間に介装する。ケ
ーシング５の壁部に形成された貫孔24に外方から挿通さ
れてねじ孔に螺着されるねじ部材22をもって、放熱フィ
ン４をケーシング５の壁部の外面に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱ユニット構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蓄熱ブロックと発熱体と放熱フィ
ンとから成る蓄熱ユニットを内有した蓄熱式暖房機に於
て、蓄熱ユニットとしては、例えば、ケーシングに蓄熱
材を充填して成る蓄熱ブロックの外面に、放熱フィンを
スポット溶接等により１つ１つ溶接したものが公知であ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のフィン
を溶接したものでは、溶接箇所が多いため、製造の際に
非常に大きな手間と労力を必要とした。さらに、蓄熱ブ
ロックの蓄熱材として、温度上昇により溶融する潜熱蓄
熱材を使用する場合、その蓄熱材が充填されるケーシン
グが変形しないように補強する必要があり、構造が複雑
化して組立が一層困難となる問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、上述の問題を解決し
て、蓄熱ブロックに放熱フィンを容易に取付けることが
できると共に、蓄熱ブロックのケーシングの変形を防止
できる蓄熱ユニット構造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】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る蓄熱ユニット構造は、ケーシングと
その内部に充填される蓄熱材とから成る蓄熱ブロック
と、該蓄熱ブロックを加熱する発熱体と、上記ケーシン
グの外面に付設される放熱フィンとを、備えた蓄熱ユニ
ット構造に於て、端面にねじ孔が形成されたステイを、
上記ケーシングの対面壁部間に介装し、上記ケーシング
の該壁部に形成された貫孔に外方から挿通されて上記ね
じ孔に螺着されるねじ部材をもって、上記放熱フィンを
上記壁部の外面に固着したものである。

【０００６】さらに、放熱フィンが、山部と谷部が交互
に形成された波板状とされ、該放熱フィンの谷部が蓄熱
ブロックのケーシングに当接すると共に、該谷部がステ
イのねじ孔に螺着されるねじ部材にて蓄熱ブロックのケ
ーシングの外面に固定され、線状又は帯状の発熱体が、
上記放熱フィンの上記山部の内側に配設されている。

【０００７】また、蓄熱ブロックのケーシングの内面
に、該ケーシングと蓄熱材との間の熱伝達を促す熱伝達
フィンが、当接するように配設され、該熱伝達フィン
が、ステイとねじ部材にて上記ケーシングの内面に固定
されている。そして、放熱フィンと熱伝達フィンが、山
部と谷部が矩形波を形成する波板状とされ、該放熱フィ
ンの谷部と熱伝達フィンの谷部が、蓄熱ブロックのケー
シングの対向壁部に関して対称に配置され、放熱フィン
と熱伝達フィンが、上記谷部の位置にてステイとねじ部
材にてケーシングに固定されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【０００９】図１と図２は蓄熱式暖房機の内部に設けら
れる蓄熱ユニット１を示す。しかして、本発明に係る蓄
熱ユニット構造は、蓄熱ブロック２と、その蓄熱ブロッ
ク２を加熱する発熱体３，３と、蓄熱ブロック２の外面
に付設される放熱フィン４，４と、を備えている。

【００１０】蓄熱ブロック２は、鋼等の良熱伝導性の金
属材料から成るケーシング５と、そのケーシング５の内
部に充填される蓄熱材６と、から成り、全体として厚肉
板片状の外観を呈する。蓄熱材６は、パラフィン系潜熱
蓄熱材から成る。また、ケーシング５は、左右方向に長
い長方形の前・後壁部５ａ，５ｂと、上下方向に長い左
右壁部５ｃ，５ｄと、図示省略の底壁部と、を有する上
方開口箱状に形成される。あるいは、ケーシング５は、
図示省略の上壁部をさらに設けた箱状に形成される。

【００１１】また、蓄熱ブロック２のケーシング５の内
面に、ケーシング５と蓄熱材６との間の熱伝達を促す熱
伝達フィン19, 19を、当接するように配設する。さら
に、複数のステイ18…を、ケーシング５の対面壁部間に
介装する。つまり、前・後壁部５ａ，５ｂ間に（補強部
材として）ステイ18…を介装する。

【００１２】次に、放熱フィン４は、アルミニウム等の
良熱伝導性の金属材料からなり、山部７と谷部８が交互
に形成された波板状とされる。具体的には、放熱フィン
４は、山部７と谷部８が矩形波を形成する波板状であ
り、谷部８…がケーシング５に当接する。また、熱伝達
フィン19もアルミニウム等の良熱伝導性の金属材料から
なり、山部20と谷部21が交互に形成された波板状とされ
る。

【００１３】しかして、放熱フィン４の谷部８…と熱伝
達フィン19の谷部21…を、蓄熱ブロック２のケーシング
５の対向壁部───即ち前・後壁部５ａ，５ｂ───に
関して対称に配置する。

【００１４】さらに、図３の拡大断面図に示すように、
ステイ18の端面にねじ孔23を形成する。かつ、放熱フィ
ン４の谷部８と、ケーシング５の壁部と、熱伝達フィン
19の谷部21に、貫孔24を形成し、その貫孔24にねじ部材
22を外方から挿通して、ステイ18のねじ孔23に螺着す
る。つまり、放熱フィン４と熱伝達フィン19を、谷部
８, 21の位置にてステイ18とねじ部材22にてケーシング
に固定する。言い換えれば、ステイ18のねじ孔23に螺着
されるねじ部材22をもって、放熱フィン４をケーシング
５の壁部の外面に固着する。これにより、山部７の内側
に長手方向両側に開口する横断面矩形状の空間部12が形
成される。

【００１５】また、発熱体３は、図１と図２に示すよう
な線状に形成される。そして、放熱フィン４の隣り合う
山部７…の内側に、その山部７…の長手方向に沿って交
互逆方向に発熱体３を挿通して、その発熱体３を蛇行状
に蓄熱ブロック２の両面（外面）に付設する。

【００１６】さらに、その発熱体３の両端に、リード線
９, ９を接続する。かつ、発熱体３の途中部に安全回路
10を設ける。その安全回路10は、所定温度未満でオン状
態となり所定温度以上でオフ状態となるオン・オフ自動
切換可能なサーモスタットと、異常加熱時にオフ状態と
なり温度が低下しても復帰しない温度ヒューズとを有す
る。リード線９, ９は、発熱体３の発熱と停止を制御す
る発熱体制御手段11に電気的に接続される。

【００１７】上述の構成により、発熱体３に通電するこ
とで発熱体３が発熱して、その熱がケーシング５に直接
伝わる。さらにその熱は、ケーシング５から蓄熱材６に
直接伝わる。かつ、熱伝達フィン19を介して蓄熱材６に
伝わる。これにより、蓄熱材６の表面付近のみならず内
部へも効率よく熱が伝わり、蓄熱ブロック２に蓄熱でき
る。そして、蓄熱が進んで温度が上昇すると蓄熱材６は
次第に柔らかくなり流体状となる。

【００１８】また、放熱時は、蓄熱材６の熱が、ケーシ
ング５に直接伝わりさらに放熱フィン４へと伝わる経路
と、熱伝達フィン19を介してケーシング５に伝わりさら
に放熱フィン４へと伝わる経路との両方をたどる。これ
により、蓄熱材６の内部からもケーシング５に効率よく
熱が伝わり、その熱は放熱フィン４へと伝わる。さら
に、蓄熱ブロック２の表面と空気の間、及び、放熱フィ
ン４と空気の間にて熱交換（放熱）がなされる。そし
て、放熱が進むに連れて蓄熱材６の温度が下降して固化
する。この固化の際に蓄熱材６は収縮するが、ケーシン
グ５はステイ18…にて補強されているので、ケーシング
５は変形しない。

【００１９】しかして、この蓄熱ユニット構造によれ
ば、放熱フィン４, ４及び熱伝達フィン19, 19を、蓄熱
ブロック２のケーシング５に簡単に取付けることができ
る。かつ、ケーシング５に溶融した蓄熱材６を流入させ
る際のケーシング５の変形を防止できると共に蓄熱材６
が冷却固化して収縮する際のケーシング５の変形を防止
できる。しかも、ステイ18…とねじ部材22…を、ケーシ
ング５の補強と放熱フィン４, ４及び熱伝達フィン19,
19の取付けの両方に兼用できるため、構造が簡単となる
と共に組立工数を低減できる。従って、大量生産に好適
であると共に製造コストを削減できる。

【００２０】また、熱伝達フィン19により、蓄熱の際
に、蓄熱材６の内部へ効率良く熱を伝えることができる
と共に、放熱の際に、蓄熱材６の内部の熱を効率よく外
部へと伝えることができる。しかも、放熱フィン４は発
熱体３に当接しないので、発熱体３が傷付き難くなり故
障が起こり難いと共に、蓄熱時に発熱体３の熱が放熱フ
ィン４に不要に伝達されることが無く熱が逃げ難い。さ
らに、放熱フィン４を取外すことなく発熱体３を交換す
ることができ、修理等のメンテナンスが簡単である。

【００２１】上述の蓄熱ユニット１は、例えば、図６に
示すような蓄熱式暖房機Ａに使用される。同図に於て、
Ｂは建物の窓、Ｃは外壁、Ｄは床壁を示し、蓄熱式暖房
機Ａは、建物の窓際（ペリメータゾーン）に設置され
る。この蓄熱式暖房機Ａは、下部に吸気孔13が設けられ
かつ上部に温風吹出窓部14が設けられた筐体15と、その
筐体15内に空間17, 17が開くように設けられる２つの蓄
熱ユニット１，１と、筐体15の温風吹出窓部14からの温
風Ｈの放出と停止を切換え可能な開閉蓋16と、を備え、
自然対流により温風吹出窓部14から温風Ｈを放出するよ
うに構成されている。

【００２２】これにより、夜間の安価な電力にて効率よ
く蓄熱することができると共に、運転時には、室内を効
率よく暖房することができる。なお、この蓄熱ブロック
２は、上述のような蓄熱式暖房機Ａ以外の暖房機にも勿
論適用可能である。

【００２３】次に、図４は、本発明に係る蓄熱ユニット
構造の他の実施の形態を示し、図２と図３に示した熱伝
達フィン19を省略して、ステイ18の端面をケーシング５
の内面に当接させたものである。他の構成は、図１〜図
３と同様である。このようにすれば、構造が簡単となる
と共に、部品点数が減少し、かつ、一層容易に組立てる
ことができる。

【００２４】また、図５に示すように、発熱体３を帯状
とし、かつ、熱伝達フィン19を、平板部27とその平板部
27の一面側に突設された多数の帯板状片部28…と、から
構成してもよい場合がある。

【００２５】なお、本発明の蓄熱ユニット構造は、上述
の実施の形態以外にも設計変更可能であり、例えば、放
熱フィン４と熱伝達フィン19の形状としては、図７の
（ａ）に示すように、山部７と谷部８を台形状としても
よく、あるいは、同図（ｂ）に示すように、山部７側を
半円弧状とし谷部８側を矩形状としてもよい場合があ
る。また、蓄熱ブロック２の蓄熱材６としてパラフィン
系以外の潜熱蓄熱材を使用してもよい場合がある。

【００２６】また、蓄熱ブロック２の両面に放熱フィン
４，４を設けると共に片面にのみ発熱体３を配設しても
よく、あるいは、片面にのみ発熱体３と放熱フィン４を
配設してもよい。また、図１では、ケーシング５内にス
テイ18…が６本配設されているが、ケーシング５の大き
さに合わせてステイ18…の本数を適宜変更可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。

【００２８】請求項１記載の蓄熱ユニット構造によれ
ば、ステイ18…とねじ部材22…を、ケーシング５の補強
と放熱フィン４のケーシング５への取付けの両方に兼用
できる。従って、蓄熱材６としてパラフィン系潜熱蓄熱
材を使用しても、ケーシング５に溶融した蓄熱材６を流
入させる際のケーシング５の変形を防止できると共に蓄
熱材６が冷却固化して収縮する際のケーシング５の変形
を防止できる。かつ、（スポット溶接に比して）放熱フ
ィン４を蓄熱ブロック２のケーシング５に簡単に取付け
ることができる。従って、組立工数を低減でき、大量生
産に好適であると共に製造コストを削減できる。

【００２９】請求項２記載の蓄熱ユニット構造によれ
ば、請求項１記載のものと同様の効果を奏すると共に、
放熱フィン４を取外すことなく発熱体３の交換や目視に
よる点検等を行うことができ、メンテナンスが簡単とな
る。しかも、放熱フィン４の谷部８がケーシング５に当
接するので、効率良く放熱できる。

【００３０】請求項３記載の蓄熱ユニット構造によれ
ば、ステイ18…とねじ部材22…を、熱伝達フィン19の取
付けにも兼用できる。かつ、熱伝達フィン19により、蓄
熱の際に、蓄熱材６の内部へ効率良く熱を伝えることが
できると共に、放熱の際に、蓄熱材６の内部の熱を効率
よく外部へと伝えることができる。

【００３１】請求項４記載の蓄熱ユニット構造によれ
ば、ケーシング５への放熱フィン４と熱伝達フィン19の
取付けが一層簡単となる。かつ、蓄熱と放熱を一層効率
よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す斜視図である。

【図２】要部断面平面図である。

【図３】要部拡大断面図である。

【図４】他の実施の形態の要部拡大断面図である。

【図５】別の実施の形態の要部拡大断面図である。

【図６】使用状態説明図である。

【図７】他の放熱フィンの断面図である。

【符号の説明】

２ 蓄熱ブロック ３ 発熱体 ４ 放熱フィン ５ ケーシング ６ 蓄熱材 ７ 山部 ８ 谷部 18 ステイ 19 熱伝達フィン 20 山部 21 谷部 22 ねじ部材 23 ねじ孔 24 貫孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングとその内部に充填される蓄熱
   材とから成る蓄熱ブロックと、該蓄熱ブロックを加熱す
   る発熱体と、上記ケーシングの外面に付設される放熱フ
   ィンとを、備えた蓄熱ユニット構造に於て、端面にねじ
   孔が形成されたステイを、上記ケーシングの対面壁部間
   に介装し、上記ケーシングの該壁部に形成された貫孔に
   外方から挿通されて上記ねじ孔に螺着されるねじ部材を
   もって、上記放熱フィンを上記壁部の外面に固着したこ
   とを特徴とする蓄熱ユニット構造。
2. 【請求項２】 放熱フィンが、山部と谷部が交互に形成
   された波板状とされ、該放熱フィンの谷部が蓄熱ブロッ
   クのケーシングに当接すると共に、該谷部がステイのね
   じ孔に螺着されるねじ部材にて蓄熱ブロックのケーシン
   グの外面に固定され、線状又は帯状の発熱体が、上記放
   熱フィンの上記山部の内側に配設されている請求項１記
   載の蓄熱ユニット構造。
3. 【請求項３】 蓄熱ブロックのケーシングの内面に、該
   ケーシングと蓄熱材との間の熱伝達を促す熱伝達フィン
   が、当接するように配設され、該熱伝達フィンが、ステ
   イとねじ部材にて上記ケーシングの内面に固定されてい
   る請求項１又は２記載の蓄熱ユニット構造。
4. 【請求項４】 放熱フィンと熱伝達フィンが、山部と谷
   部が矩形波を形成する波板状とされ、該放熱フィンの谷
   部と熱伝達フィンの谷部が、蓄熱ブロックのケーシング
   の対向壁部に関して対称に配置され、放熱フィンと熱伝
   達フィンが、上記谷部の位置にてステイとねじ部材にて
   ケーシングに固定されている請求項３記載の蓄熱ユニッ
   ト構造。