JP4454039B2 - 電気温水循環暖房器 - Google Patents
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Description
従来例1は、特許文献1に開示されたものであって、図11に示す如く、直線状の水平配置した加熱用銅管の外周面に、多数の放熱フィンを周設固定し、且つ、加熱用銅管の内部の加熱室にシーズヒーターを、加熱用銅管のほぼ全長に亘って配置すると共に、加熱室に水溶液を充填し、加熱用銅管から折曲管部を介して水平配置した膨張室用銅管内にイナートガスを充填し、膨張室水平管部の先端に圧力安全弁を配置したものである。
また、加熱室内の水溶液の量が少ないため、サーモスタットによる運転、停止が頻繁に生じて、消費電力に対応する発熱効果も少ない。
また、放熱体(放熱フィン)からの暖房方式は、放熱体からの自然な空気の流れを利用する自然対流方式であり、体に優しい温和な暖房を提供するものではあるが、放熱部(放熱フィン群)がケーシング内に収納されているため、輻射熱暖房効果も少ない。
また、放熱フィンから室内への暖房方式は、従来例1(図11)同様の自然対流方式であるが、放熱体(放熱フィン群)がケースに収納されているため、輻射熱暖房効果は少ない。
また、ヒーターユニットボックス1は、プラスチック板の組立てでも、金属板の組立てでも良いが、メンテナンス上、匡体は、板材で着脱自在に構成するのが良い。
また、ヒーターユニットボックス1内に収納する循環ポンプ3、パイプヒーター4は慣用品で準備すれば良く、循環ポンプ3は、合成樹脂製の電磁ポンプでも金属性循環ポンプでも良く、パイプヒーター4は、省エネルギー性に優れた熱匠(株)製の1kw発熱用SCヒーター(商品名)を暖房能力に応じて適数本採用すれば良く、配管は、耐久性、耐熱性、耐溶剤性に優れた、慣用のエチレン−プロピレンゴム製パイプを採用すれば良い。
また、空気分離圧力タンク2は、慣用の温水循環暖房システムに於ける膨張タンクとエアセパレータとの機能を奏するタンクとして、軽量化、小型化、低価格化の命題の下に開発した新規なプラスチック製密閉タンクであり、容量は、暖房器内を循環させる水の、常温時の量、加温時の量、及び稼動時の空気圧力に基づいて決めれば良く、1kw暖房器仕様にあっては、典型的には、図6に示す如く、容量0.5L(リットル)で矩形箱に裁頭角錐を重ねて省スペースのヒーターユニットボックス1内への配置の自由度を大としたものである。
また、ヒーターユニットボックス1の底面に、図1の如く、キャスター1Vを配置すれば、暖房器HCは床面上の移動が自在となり、引出し自在な電線プラグ9Gと相俟って、室内での使い勝手が向上する。
しかも、放熱パネル面が露出しているため、放熱パネル面からは対流暖房熱と共に、輻射暖房熱も助力し、放熱パネルは、触れても火傷しない程度の温度であっても、ぽかぽか感のある温和な暖房となり、高齢者、小児等にも危険の無い、安全、安心な室内暖房を提供する。
また、本発明の暖房器にあっては、ヒーターユニットボックス1内に配置する水張り継手金具7は、図4(B)に示す如く、パイプ部7Tの両端外周を配管接続用のホースニップル部7Jとし、パイプ部7Tの中央からは、パイプ部7Tの水路開閉用の仕切弁7Bを突出し、仕切弁7Bの両側では接続部7Dを突出し、各接続部7Dにはボール弁7A,7Cを着脱自在に螺着して、ヒーターユニットボックス1内の配管経路内に配置する点も必須要件としている。
この場合、仕切弁7Bはパイプ形状で突出して、先端には仕切弁7Bを開閉操作するための面構造を備えており、典型的には、仕切弁7Bは、パイプ部(標準:長さ97mm、径13.5mm)7Tと同径(標準:13.5mm)のパイプ形状で、50mm突出し、先端の回転面を十字ドライバーで回動して開閉するものである。
従って、暖房器HC内への水張りは、図4(C)の如く、仕切弁7Bを閉止して、ボール弁7Aには、耐圧ホース6Cを用いて水道蛇口6Aと接続すると共に、ボール弁7Cには透明ホース6Dを用いて水を張ったバケツ6Bと接続し、ボール弁7Aからの圧力流水を暖房器内の水経路に充填し、ボール弁7Cからバケツ内への噴出水を確認することにより、密閉型循環経路内に所定圧の水が充填出来る。
この場合、ボール弁7Cからバケツ内への透明ホース6Dに所望水圧相応の揚程を保持し、ボール弁7Aを閉止して水道水圧の付加を無くすることにより、設計値の圧力水の充填が出来、充填水を空気と置換した後、ボール弁7A,7Cを閉止し、仕切弁7Bを開とすれば、暖房器内の配管経路内は、暖房器HCの稼動可能となる。
従って、暖房器HC内への水張りは、小型の新規な水張り継手金具7の介在で簡便に実施出来、メンテナンスフリーの密閉型温水循環暖房器となる。
この場合、放熱パネル81,82の枚数は問わないが、1枚の場合は、下端横パイプ8Aの一端に温水供給口8Sを配置すれば、温水排出口8Rは下端横パイプ8Aの他端側となるため、ヒーターユニットボックス1との接続が煩雑となる。
また、放熱パネルを3枚以上の重ねタイプとすれば、中間の放熱パネル面からの輻射熱放散効果が減殺される。
また、放熱面を担当する縦パイプ8B群の径と、循環路及び補強枠材として機能する横パイプ8Aの径は、1kw暖房器HCにあっては、典型的には、横パイプ8Aが外径(dA)27mm、肉厚5mmであり、縦パイプ8Bが外径13mm、肉厚1.6mmである。
また、各縦パイプ8B群の上下の横パイプ8Aとの接続は、熱融着手段で実施すれば良く、特開2007−247869号公報で開示された手段で実施すれば良い。
しかも、放熱パネルが全合成樹脂製であって、放熱パネル表面温度も、40〜60℃であるため、人手に触れても火傷しない、安全な室内暖房器を提供する。
また、第1放熱パネル81と第2放熱パネル82との対向表面間隔GPは、20mm以上になると、両側の上昇加熱気流間に、冷気の下降流を生ずる怖れがあるが、20mm以下(標準:18.5mm)であるため、間隔GPは上方からの冷気の流下は生じなく、加熱空気は熱溜りを生ずることなく、スムーズに自然対流上昇して室内の温和な暖房を実現する。
この場合、横パイプ8A、縦パイプ8BをPP−R樹脂(ポリプロピレン.ランダム.コポリマー樹脂)で成形する場合は、表層用のプラスチックは、内側のパイプ本体用樹脂(PP−R樹脂)と同一樹脂に所望の顔料を混入して、0.4〜0.6mm厚(標準:0.5mm厚)の表層として2層押出成形すれば良い。
しかも、露出したプラスチック製放熱部の各パイプ8A,8Bは、好みの色彩に着色したにも関わらず、内層のパイプ本体は、顔料の混入していないプラスチック樹脂であるため、顔料混入による合成樹脂の耐久性劣化は避けられる。
この場合、ヒーターユニットボックス1の底面を構成する底板1Cのみを鋼板製とすれば、ヒーターユニットボックス1内に配置する、各種機能機器の配置に十分な強度が付与出来ると共に、軽量化した暖房器HCの転倒防止に有効である。
そして、放熱部8は、上枠13が上端横パイプ8Aを、左右摺動を許容する形態で吊下し、上枠13の両側端を側枠15でヒーターユニットボックス1に支持するため、放熱パネル81,82の、縦パイプ8B群の下方への加熱伸長にも、横パイプ8Aの加熱横伸長にも支障を生じない。
また、上蓋18の空気孔Ha群は、下方の放熱パネル81,82からの上昇加熱空気流を均斉に放出出来れば良く、典型的には、図8(D)に示す如く、幅W18が30mm、長さ222mmの上蓋18に、幅方向の長孔(標準:幅3.5mm、長さ18mm)Ha群を、2mmのスペースを保持して穿孔したものである。
そして、長尺(標準670mm)の押出成形品として製作する上枠13に対する空気流出孔(標準:幅18mm、長さ154mm)H13は、穿孔作業性の悪い、欠込み13A下方の底板13Bへの穿孔作業となるため、作業性の観点から、適当な形態、間隔で配置しても、穿孔作業の容易な1枚板形態の上蓋18に、均斉、且つ整然とした空気孔Ha群を配置することにより、暖房器HCの上面は、上蓋18の空気孔Ha群が均斉な空気放出機能を感じさせ、上蓋18の両側ラインの外見と相俟って、機能デザイン性に優れた外観となる。
この場合、上枠13、上蓋18、側枠15、左側板1A、右側板1Bは、長尺物であって、押出成形出来るため、表面の塗膜層は、本体用合成樹脂に顔料を混入した原料を用意して0.5mm厚の表層とし、必要肉厚の内層と2層押出成形すれば良く、射出成形品にあっては顔料混入樹脂で成形すれば良い。
この場合、放熱部のプラスチック(標準:PP−R樹脂)と枠組み材のプラスチック(標準:ポリカーボネート樹脂)が異なることにより、微妙な色違いを克服するために色合せの試行錯誤製作が必要となる。
しかも、左側板1A及び右側板1Bは、典型的には、図2(A)に示す如く、大形状で断面形状も、弯曲面や段差を有するため、ヒーターユニットボックス1の側板としての必要強度を保持する必要肉厚(標準:3mm厚)とすれば、押出成形にあっては成形歪(型崩れ)が生じ易いが、外皮板PRと内皮板Prとの2枚形態として、肉厚を薄くするため、成形歪も抑制出来る。
また、下方羽根板2Aと上方羽根板2A´とは、共に空気分離を助長するための制御乱流を分流生起するものであり、典型的には、共に30°傾斜で、前側羽根板2Aの幅W5は35mm、後側羽根板2A´の幅W6は40mmである。
従って、本発明に使用する空気分離圧力タンク2は、図4(A)に示す如く、2枚の羽根板2A,2A´がタンク2内への流入温水を、空気分離に有効な制御乱流に分流する。
そのため、上辺2Tの接続口J3をゴムキャップ2Cで閉止して圧力タンクとした空気分離圧力タンク2は、密閉タイプの温水循環暖房器での、安全逃し弁、空気抜き弁の配置の不要なタンク2を提供し、且つ、長方形箱型で上半が傾斜辺Sf,Sbを備えているため、限られたスペース内への配置も可能となり、ヒーターユニットボックス1の小型化を可能とする。
図1は、ヒーターユニットボックス1に放熱部8を一体化した説明図であって、(A)は正面図、(B)は側面図であり、図2(A)は暖房器の縦断側面図、図2(B)は暖房器の縦断部分正面図であり、図10はヒーターユニットボックス1の匡体の説明図である。
ヒーターユニットボックス1は、放熱部8の下端と連結し、内部には加熱部、及び循環機能部を収納したものである。
左側板1A及び右側板1Bは、同一形状の対称物であって、曲率半径400mmの、外方への膨出曲面を備え、ヒーターユニットボックス1の、底面幅W1(170mm)から上面幅W1´(90mm)へと、高さL1(146mm)で弯曲し、上面では、両側板1A,1Bの上端から、水平で内方へ突出した両側上辺1Tの突出辺1E間に、放熱パネル挿入用開口部O1を形成したものである。
左側板1A及び右側板1Bは、必要強度厚(標準:3mm)の押出成形では、成形歪の発生が生じ易いこと、及び化粧板としての、製品の色合せで不良品として破棄する材料費を低減するために、塗膜層を備えた薄板(標準:1.5mm厚)の外皮板と、無地の薄板(標準:1.5mm厚)の内皮板の二重構造とするものであり、図10に示す如く、外皮板PRに内皮板Prを重ね合せて構成する。
この場合、外皮板PRは厚さ0.5mmの塗膜層を備えた1.5mm厚のプラスチック樹脂(ポリカーボネート樹脂)で2層押出成形し、内皮板Prは1.5mm厚のプラスチック樹脂(ポリカーボネート樹脂)で押出成形する。
そして、外皮板PRと内皮板Prの積層構造の左側板1A、又は右側板1Bの何れか一方適所に、機器制御用の、慣用の操作パネル9E嵌入孔HEを配置しておく。
また、底板1Cは、ヒーターユニットボックス1の下辺の補強材であって、下面には、それ自体慣用のキャスター1V((株)フリーベアコーポレーション製、商品番号P−5L−5)を配置し、暖房器HCに転倒防止機能をも付与するものであり、2.3mm厚の鋼板折曲製品で、図10(A),(B)に示す如く、水平辺1Dと、水平辺両側端から起立する立上り片1Pを備え、幅wDが164mm、立上り片1Pの高さhPが15mmである。
また、ヒーターユニットボックス1の両端に嵌合止着する塞ぎ具17は、底板1Cの長手方向両端に固定し、両側板1A,1Bの被覆形態の着脱を保証する剛性の必要なものであって、3mm厚のプラスチック(ポリカーボネート樹脂)一体成形品であり、図10(C)の如く、上辺17T、曲面部17R、及び下辺17Bを備え、曲面部17Rと下辺17Bとを垂直辺17Fで連続し、且つ、外端を外側端辺17Sで閉止した形態であって、幅W17(40mm)の塞ぎ具本体から幅W17´(15mm)で、1.5mm厚の、左右側板1A,1Bの端部と当接止着するアンカー辺17Aを、内皮板Prと衝き合せ可能な段落(1.5mm段落)形態で内方に延出し、外端面には、放熱部の側枠15を整合嵌入するための、断面C型の上下方向に貫通する切欠き17Cを、外側端辺17S内に陥没形態で、垂直の補強辺17P,17P´で配置している。
そして、何れかの塞ぎ具17の外側端辺17Sには電線挿通用孔H9(図1)を穿設しておく。
そして、ヒーターユニットボックス1の匡体の組立ては、図10(B),(E)に示す如く、塞ぎ具17下辺17B上面に、底板1Cの水平辺1Dを載置して、底板の切欠き17C´を塞ぎ具17の切欠き17Cに嵌め、底板1C端部と、塞ぎ具下辺17Bとをねじ挿入用孔H17´を介して、図10(E)の如く、塞ぎ具17の下面からボルトb17で固定する。
また、図10(E)に示す如く、内皮板Prは塞ぎ具17の、1.5mm段落で突出したアンカー辺17Aと面一に衝き合せ、外皮板PRは、内皮板Pr、及び塞ぎ具17のアンカー辺17Aに被覆形態で当接し、外皮板PR上辺1Tのねじ挿入用孔H17と塞ぎ具17のアンカー辺17A上端のねじ挿入用孔H17とをナットn17とボルトb17で固定する。
従って、塞ぎ具17の上辺17Tは、側板1A,1Bの上辺1Tと面一に、塞ぎ具17の曲面部17Rは側板1A,1Bの曲面部R1と面一に、塞ぎ具17の垂直辺17Fは側板1A,1Bの垂直辺1Fと面一形態での接続となり、化粧板としての両側板1A,1Bと両端の塞ぎ具17とは、隙間の無い連続一体感を呈したものとなる。
空気分離圧力タンク2は、ヒーターユニットボックス1内に配置して、暖房器HC内の循環温水の熱膨張による体積膨張に対処し、循環水から空気泡を分離収納するものであって、従来の、膨張圧力タンク機能と、エアセパレータの機能を兼備した、新規な小型プラスチック製タンクである。
図6(A)は空気分離圧力タンク(圧力タンク)2の斜視図であり、図6(B)は、図6(A)のB−B線縦断面図であり、図6(C)は、(A)図の矢印C視前面図であり、図6(D)は正面図である。
また、各接続口J1,J2,J3は、配管として採用するゴムパイプ(エチレンープロピレンゴムパイプ)5A及びゴムキャップ2Cの取付けを確実にするため、図6(D)に示す如く、幅1mmで突出長が0.5mmの環状突起2Gを、間隔を置いて2個配置する。
この場合、各羽根板2A,2A´は、成形時に一体形成しても、成形時に側板2L,2Rに羽板板挿入孔HTを形成しておき、後工程でプラスチック板を差し渡し挿入しても良い。
そして、各羽根板の構造は、前側羽根板2Aは、前辺2Fから後方25mm(L6)で、底辺2Dから高さ20mm(h5)の位置から、幅W5が35mm、厚さ6mm板を30°傾斜で配置し、後側羽根板2A´は、後辺2Bから前方55mm(L5)で、底辺2Dから高さ35mm(h6)の位置から、幅W6が40mm、厚さ6mmの板を30°傾斜で配置する。
循環ポンプ3は、総外径が80mm、総高さが82mmのラング社(ドイツ)製のポンプ(型式:D5−32/700B)を採用する。
該ポンプ3は、表面が真鍮(銅−亜鉛合金)とプラスチック樹脂とで形成され、内部はステンレス鋼とプラスチック樹脂とで形成されているので、慣用の金属製放熱パネル及びプラスチック樹脂製の放熱器でも、腐蝕の怖れが無く、小型、軽量で駆動音も低く、水の循環がスムーズとなる。
パイプヒーター4は、慣用品であって、肉厚が2mmのステンレス鋼板製で、外径15.9mm、長さが228mmのパイプ形状で、両端は、ゴムパイプ5Aの引き抜け防止用に鍔で膨らんだものである。
このステンレスパイプの外周に、絶縁層、導電層、断熱層を溶射形成し、30w/cm2の高電力密度で、熱効率95%の省エネルギー型のヒーターとする。
このパイプヒーター4は、ステンレスパイプ内に水が流れることで、水温の上昇、暖房の立上りが早い。
尚、パイプヒーター4に、肉厚20mmの保温材を被覆すれば、熱効率は向上する。
そして、1kwのパイプヒーター4は、500w2本の組合せ使用で省エネルギーとなる。
配管5Aは、耐久性、耐熱性、耐候性、耐溶剤性に優れ、軽量、且つ可撓性に富む、慣用の、肉厚3mmで内径が14mmのエチレン−プロピレンゴム(EPDM)パイプを採用する。
図4(B)は、水張り継手金具7の説明図であって、本発明のために開発した新規な継手金具である。
水張り継手金具7は、図4(B)に示す如く、T字形状の砲金製パイプ部材であり、パイプ部7Tは長さL7が97mm、径R7が13.5mmで、両端外周をゴムパイプ接続用の、12mm長のニップル部7Jとし、パイプ部7Tの中央から径が13.5mm、長さ(W7)が50mmで、パイプ部7T内の水路を開閉する弁体を備えたパイプ形状の仕切弁7Bを突出し、仕切弁7Bから左右に、おのおの23mmの位置には、把み治具(パイプレンチ)を止着する幅9mmの水平辺Psを対辺に備え、且つねじ挿入用孔H7´を備えた接続部7Dを、パイプ部7Tから19mm長突出させたもので一体化成形したものである。
従って、水張り作業は、接続部7Dのねじ挿入用孔H7´に、それ自体慣用の、先端にホース接続用ねじ挿入用孔H7“を備えたボール弁7A,7Cを螺合連結して、仕切弁7Bを閉止し、ボール弁7Aを、ねじ挿入用孔H7”を介して、耐圧ホースで水道蛇口と連通し、ボール弁7Cを、ねじ挿入用孔H7“を介して、透明ホースで水を張ったバケツと連結して循環経路内に水を充填し、所定圧の下に水を充填した後、仕切弁7Bを開、ボール弁7A,7Cを閉として実施出来るものである。
従来の温水循環暖房システム同様に、運転制御、温度制御、室温検出等は、慣用の、マイコン組込みの電気制御手段で実施する。
この場合、運転のオン−オフ制御、室温制御には時計機能を介在して制御すれば、暖房器の省エネルギー稼動が実施出来る。
尚、調整ユニットの操作パネル9Eは、図1に示す如く、ヒーターユニットボックス1の左右何れかの側板1A,1Bの適宜位置に配置した嵌入孔HEに嵌め込んで表出させれば良い。
放熱部8は、プラスチックパイプで連通形態に構築した第1放熱パネル81と第2放熱パネル82の2枚を採用し、上枠13及び上蓋18で上面を被覆し、側枠15の柱作用でヒーターユニットボックス1の上部に配置して、ヒーターユニットボックス1から供給する加熱温水で加熱し、室内へ放熱するものである。
図5(A)は第1放熱パネル81の正面図であり、図5(B)は放熱部8の左側面図、図5(C)は放熱部の右側面図、図5(D)は第2放熱パネル82の正面図である。
そして、各縦パイプ8B群は、相互の中心間の距離apを20mm、各縦パイプ8B相互のスペース(間隔)GBを7mmで、上下横パイプ8A間に融着連結して循環水路を形成する。
尚、温水供給口8S及び温水排出口8Rは、縦パイプ8Bと同一パイプ材を切断して、融着連通形態とする。
この場合、各横パイプ8A、及び各縦パイプ8Bは、ポリプロピレン.ランダム.コポリマー樹脂(PP−R樹脂)成形品であって、本体樹脂に所望の顔料を混入した0.5mm厚の塗膜層を表皮とする2層押出成形で準備する。
また、各プラスチックパイプ8A,8B相互の融着作業は、特開2007−247869号公報に開示の融着手段で実施すれば良い。
プラスチックパイプ8A,8B群で構築した放熱部8の、ヒーターユニットボックス1上への載置連結は、図1、図2に示す如く、放熱部8の上端横パイプ8Aを上枠13で把持吊下し、上枠の両端を、上接合具16で両側の、支持柱の機能を奏する側枠15と連結し、側枠15の下端をヒーターユニットボックス1で支承保持すれば良く、放熱部8は、柱作用を奏する両側枠15に連結支持された上枠13によって上端が保持されて、下端がヒーターユニットボックス1の上部に収納された形態となり、縦パイプ8B群の加熱による伸長歪は支障無く吸収出来る。
上枠13は、放熱部8の全長に亘る上部被覆材であると共に、放熱部8を吊下げ保持する部材であり、図8(A)は上枠断面図である。
図8(A)に示す如く、上枠13の断面形状は、幅W13が68mm、高さh13が39mmで、弯曲突面形状の上辺13Tと両側の垂直辺13Fとから成り、一般肉厚1.5mmで、表層を0.5mm厚の着色塗膜層とした、2層成形のポリカーボネート樹脂の押出成形品である。
そして、図8(A)に示す如く、上辺13Tは、幅W13´が31mmの、上蓋配置用の欠込み13Aを備え、欠込み13Aでは、上辺13Tから肉厚部段落(標準:1.5mm)を保って幅5mmの支承片13Uを、両側から内方に突出すると共に、下方に延出(標準:10mm)した立下り片13Cを介して、両側の、横パイプ8Aと当接させるための曲面当接部13Rと、両曲面当接部13R間に亘る底板13Bとを配置し、底板13Bには、適宜形状の空気流出孔H13(標準:幅18mm、長さ154mmの長孔)を、適宜穿孔配置する。
また、上枠13の長さ方向両端部には、図7(B)に示す如く、底板13Bの両端には、上接合具16の上部中央の突出片16Eと嵌着するための嵌合用孔H13”を、中空部13Gの傾斜辺13Sの両端には、図8(A)に示す如く、上接合具16の突出片16Mと嵌着するための嵌合用孔H13´を穿設する。
図7(F)には、側枠15の全体斜視を、図8(B)には側枠の断面を示しており、側枠15は、放熱部8を支持する柱作用を奏するものであって、横断面が台形の角筒であり、一般肉厚1.5mmで、表層に0.5mm厚の着色塗膜層を備えた、ポリカーボネート樹脂の2層押出成形品である。
そして、断面形状は、図8(B)に示す如く、幅W15が68mmで上枠13と同幅であり、厚さ(奥行き)T15が20mmの台形角筒であり、内垂直辺15Fから両側の側垂直辺15A、及び傾斜辺(標準:45°傾斜)15Sを介して幅42mmの外垂直辺15Dを備えたものである。
また、側枠15には、図7(F)に示す如く、内垂直辺15Fの上方には、上接合具16の挿入部16Bの突起16Cと係合用の、嵌合用孔H15(標準:長さ20mmの水平長孔)を配置する。
上接合具16は、上枠13の長手方向端部を側枠15に連結する部材であり、図9は、上接合具の説明図であって、(A)は接合面側の正面図、(B)は上面図、(C)は縦断面図、(D)は上枠との嵌合状態説明図である。
上接合具16は、一般肉厚3mmの、着色ポリカーボネート樹脂の射出成形品であって、図9に示す如く、幅W16が68mmで、上枠13及び側枠15と同幅であり、長さ(奥行き)T16が20mmで、高さは、表出高さh16が59mm、側枠15内へ挿入する挿入部16Bの高さh16´が20mmで、総高さ79mmであり、下方の高さh16´の挿入部16Bは、図8(C)の如く、表面を段落した半肉厚(1.5mm)で、側枠15内に嵌入して、側枠表面と面一連結するものである。
そして、図9(C)に示す如く、内垂直辺16Fと、外垂直辺16Dとを、上辺16Tと上辺傾斜辺16Sで一体化し、側面は、図9(B)に示す如く、内垂直辺16Fから両側の側垂直辺16A及び傾斜辺16Sを介して、外垂直辺16Dに連なったものである。
図8(D)は上蓋18の平面図であり、図8(C)は上蓋18の上枠13への載置状態断面図である。
上蓋18は、上枠13の上辺中央の長手方向に縦設した欠込み13A上に載置嵌合するものであり、一般肉厚1.5mmの着色プラスチック樹脂(ポリカーボネート樹脂)押出成形品であって、図8(D)に示す如く、長さL18が222mm、幅W18が30mmで、幅中央部には、幅3.5mm、長さ18mmの長孔形状の空気孔Haを定間隔(標準:2mm間隔)で、穿孔作業によって多数配置したものであり、1本の上枠13の欠込み13A内には複数本(標準:3本)の上蓋18を継ぎ足し形態で配置するものである。
そのため、上蓋18は、図8(C)に示す如く、上枠13の欠込み13Aの両側の支承片13U上に載置嵌着すれば、上蓋上辺18Tは上枠上辺13Tと整合する曲面を呈し、立下り片18F下端の係止爪18Gが、上枠上端面側の支承片13Uの下面に係合し、上枠13の底板13B上を被覆し、上枠13からの加熱空気の上昇放出を許容しながら、上枠上面に、上蓋18の、両側縁ラインによる意匠効果、及び整然と配置した空気孔Ha群による機能美を付与する。
暖房器の組立ては、ヒーターユニットボックス1の組立てと、機器類、及び配管配線を行い、放熱部を組立てて、放熱部をヒーターユニットボックスと接続する作業であって、工場内で実施する。
この場合、ヒーターユニットボックス1は、図10に示す如く、両側の塞ぎ具17の下辺17Bに、底板1Cを当接載置し、塞ぎ具下辺17Bのねじ挿入用孔H17´及び底板1Cのねじ挿入用孔H17´を介して、塞ぎ具17の下辺17Bの下側よりボルトb17を挿入締着して、両側の塞ぎ具17と底板1Cとを固着する。
この場合、まず内皮板Prを、両側の塞ぎ具17の内方に15mm幅で延出したアンカー辺17Aに面一に衝合し、外皮板PRは、アンカー辺17Aに被覆して塞ぎ具17の外表面と面一に配置し、底板1Cの立上り片1Pに内皮板Prの垂直辺1fを当接し、内皮板Prの垂直辺1fに外皮板PRの垂直辺1Fを被覆当接し、外皮板PR及び内皮板Prのねじ挿入用孔H3を介して、底板1Cの立上り片1Pのねじ挿入用孔H3にボルトb1を用いて締着する。
また、外皮板PRの上辺では、図10(E)に示す如く、塞ぎ具17の上辺の両端部で一部延出してねじ挿入用孔H17を備えたアンカー辺17Aに外皮板PRの上辺1Tを被覆当接し、アンカー辺17Aのねじ挿入用孔H17外周部に配置した立下り片17E下端に、ナットn17を配置してボルトb17で強固に締着し、外皮板PR及び内皮板Prから成る化粧板効果を奏する側板1A(1B)と、底板1Cと、両端の塞ぎ具17とを一体化する。
この場合、底板1Cの上面の適宜位置に、両面テープを用いて、空気分離圧力タンク2、及び循環ポンプ3を止着し、図3(B)に示す如く、空気分離圧力タンク2は上辺接続口J3をゴムキャップ2Cで閉止して、空気分離圧力タンク2の前辺接続口J1から水張り継手金具7を経由して戻り管Rにゴムパイプ5Aを配管P1し、空気分離圧力タンク2の後辺接続口J2と循環ポンプ3の一方の接続部J3とを配管P2し、循環ポンプ3の他方の接続部J3とパイプヒーター4とを配管P3し、パイプヒーター4と往き管Sとを配管P4する、各機器内の配管は、ゴムパイプ5Aをホースバンド5B(図2)で締付け接続すれば良い。
そして、配管隙間に電気配線し、操作パネル9Eを側板1A(1B)に嵌合表出し、電線プラグ9Gを塞ぎ具17の電線挿通用孔H9から伸縮自在に引出す。
この場合、プラスチック製の上枠13は、放熱部8と同長であって、図8(A)に示す如く、上枠13の両側の上部の曲面当接部13Rと下方外側の曲面当接部13Rとが、放熱部の上端の2本の横パイプ8Aを、全長に亘って強固に挟持する。
図4(B)は新規な水張り継手金具7の説明図で、図4(C)は水張り作業説明図である。
温水循環システム内の水張り作業は、図4(C)に示す如く、ボール弁7Aのねじ挿入用孔H7”と水道蛇口6Aとを耐圧ホース6Cで接続し、ボール弁7Cのねじ挿入用孔H7“に透明ホース6Dの一端を接続し、透明ホース6Dの他端をバケツ6Bの水中に、且つ透明ホース6Dには設定水圧付与のため、水圧付与位置6Eまで持ち上げて、揚程(標準:1m)を付与した状態で挿入し、水張り継手金具7の仕切弁7Bを、ドライバーをねじ挿入用孔H7に挿入回動して閉止し、ボール弁7A,7Cを開放し、水道蛇口6Aを開放して、水道圧(標準:0.5Mpa)で水を循環システム内に充填する。
そして、システム内の空気の排出(空気→水置換)を確認し、水道蛇口6A及びボール弁7Aを閉止すれば、システム内は給水停止となって圧力ゼロとなり、透明ホース6Dで保持した揚程により、システム内充填水は、初期圧力0.01Mpaとなる。
システム内への所定の初期圧力で水を充填した後、ボール弁7A,7Cを閉、仕切弁7Bを開として、耐圧ホース6C及び透明ホース6Dを外し、もう一方の側板1B(1A)を塞ぎ具17に被覆止着し、上蓋18を上枠13上に嵌合すれば、完成品となる。
尚、システムに故障が生じても、ヒーターユニットボックスの、何れか一方の側板1A(1B)を取外して、点検、若しくは修理、交換をすれば良く、使い易い暖房器となった。
そして、北海道工業試験場、環境エネルギー部測定室での、試験方法の指導、立合いの下に、デロンギ社(デンマーク)のオイルヒーターと、同一条件下(1.2kw)で、性能比較したところ、次表のとおりであった。
パネル表面温度 面放射温度 放熱量
プラスチック暖房器 48.8℃ 28.7℃ 472w/m 2
オイルヒーター 71.7℃ 24.8℃ 447w/m 2
上記の比較試験から明らかな如く、本発明のプラスチック暖房器は、放熱パネル表面温度は低いが、面放射温度、放熱量は高く、火傷の心配の無い暖房器となった。
また、プラスチック暖房器を1500wで能力試験を実施(H19.6.18)したところ、温水供給口8Sの水温が70.8℃で流入し、温水排出口8Rの水温が63.3℃と、7.5℃低下したが、該温度低下量は室内放熱である。
そして、本発明の温水循環暖房システムの流量は2.0リットル/minで、出入口の温度差は9.5℃(標準:10℃)と高効率であった。
また、本発明プラスチック暖房器の放熱部8と、従来のプラスチック放熱部(特開2007−247869号公報の図5に開示のもの)との配管内流れ抵抗を比較したところ、本発明放熱部8の配管内抵抗は、0.09mmAg/mであり、従来の、プラスチック放熱部の(A)タイプ(1本パイプの屈曲並列)では、6.7mmAg/m、(B)タイプでは、0.34mmAg/m、(C)タイプでは、3.36mmAg/mであった。
従って、本発明のプラスチック暖房器HCは、放熱部8内の流水は、スムーズに流れるため、小型の循環ポンプが採用出来、熱効率の良い、省エネルギー暖房器となった。
1A,1B 側板
1C 底板
1D 水平辺
1E 突出辺
1F,1f 垂直辺
1P 立上り片
1T,1t 上辺
1V キャスター
1W 下辺
2 空気分離圧力タンク(圧力タンク、タンク)
2A 前側羽根板(羽根板)
2A´ 後側羽根板(羽根板)
2B 後辺
2C ゴムキャップ(キャップ)
2D 下辺
2F 前辺
2G 環状突起(突起)
2L,2R 側辺
2T 上辺
3 循環ポンプ
3J 接続部
4 パイプヒーター
5A 配管(ゴムパイプ)
5B ホースバンド
6A 水道蛇口(蛇口)
6B バケツ
6D 透明ホース
6E 水圧付与位置
7 水張り継手金具
7A,7C ボール弁
7B 仕切弁
7D 接続部
7J ホースニップル部
7T パイプ部
8 放熱部
8A 横パイプ
8B 縦パイプ
8C 連通パイプ
8D スペーサーパイプ
8E,8F 閉止板
8R 温水排出口
8S 温水供給口
9E 操作パネル
9G 電線プラグ
13 上枠
13A 欠込み
13B 底板
13C 立下り片
13D 水平辺
13F 垂直辺
13G 中空部
13R 曲面当接部
13S 傾斜辺
13U 支承辺
15 側枠
15A 側垂直辺
15D 外垂直辺
15F 内垂直辺
15S 傾斜辺
16 上接合具
16A 側垂直辺
16B 挿入部
16C 突起
16D 外垂直辺
16F 内垂直辺
16K 支持片
16E,16M 突出片
16E´,16M´ 係止片
16S 傾斜辺
16T 上辺
17 塞ぎ具
17A アンカー辺
17B 下辺
17C,17C´ 切欠き
17E 立下り片
17F 垂直辺
17P,17P´ 補強辺
17R 曲面部
17S 外端板(外側端辺)
17T 上辺
18F 立下り片
18G 係止爪
18T 上辺
81 第1放熱パネル(放熱パネル)
82 第2放熱パネル(放熱パネル)
Ha 空気孔
GB,GP 間隔(スペース)
HA,HA´ 嵌入溝
H2,H3,H7,H7´,H7“,H17,H17´,H17” ねじ挿入用孔
H2´ 落込み穴
H9 電線挿通用孔
H13 空気流出孔
H13´,H13“,H15 嵌合用孔
HC 温水循環暖房器(暖房器)
HE 嵌入孔
HT 羽板板挿入孔
J1,J2,J3 接続口
O1 開口部
PR 外皮板
Pr 内皮板
R1,r1 曲面部
R 戻り管(リターン管)
S 往き管(サプライ管)
Sb 後側傾斜辺(傾斜辺)
Sf 前側傾斜辺(傾斜辺)
Za 空気域
Claims (8)
- 上部の放熱部(8)を下部のヒーターユニットボックス(1)と一体化した電気加温式の温水循環暖房器であって、放熱部(8)は、温水供給口(8S)及び温水排出口(8R)を備えた温水循環放熱パネルであって、パネル面を露出しており、ヒーターユニットボックス(1)は、パイプ部(7T)の両端外周を配管接続用のホースニップル部(7J)とし、パイプ部(7T)の中央からは、パイプ部(7T)の水路開閉用の仕切弁(7B)を突出し、仕切弁(7B)の両側では接続部(7D)を突出し、各接続部(7D)にはボール弁(7A,7C)を着脱自在に螺着する水張り継手金具(7)、空気分離圧力タンク(2)、循環ポンプ(3)、パイプヒーター(4)を配管接続して温水循環機能部を収納し、往き管(S)及び戻り管(R)で放熱部(8)と接続すると共に、側面適所には電線プラグ(9G)を引出し自在に配置した、温水循環暖房器。
- 放熱部(8)は、プラスチック製の小径縦パイプ(8B)群を、上端及び下端のプラスチック製の大径横パイプ(8A)で接続連通し、下端横パイプ(8A)に温水供給口(8S)及び温水排出口(8R)を配置したプラスチック樹脂製放熱パネル(81,82)である、請求項1の温水循環暖房器。
- 放熱部(8)は、第1放熱パネル(81)と第2放熱パネル(82)とを、対向表面間隔(GP)が、加熱空気のみの上昇流動を許容する寸法で一体化し、第1放熱パネル(81)の、下端横パイプ(8A)の一側下端には温水供給口(8S)を、第2放熱パネル(82)の、下端横パイプ(8A)の一側下端には温水排出口(8R)を配置した、請求項2の温水循環暖房器。
- 放熱パネル(81,82)の、横パイプ(8A)及び縦パイプ(8B)の全てが、表面に塗膜層を備えた2層成形プラスチックパイプである、請求項2又は3の温水循環暖房器。
- ヒーターユニットボックス(1)が、外端板(17S)の外面に上下方向切欠き(17C)を備えた塞ぎ具(17)を底板(1C)の長手方向両端に止着し、一対の長手方向の左側板(1A)と右側板(1B)とを、底板(1C)及び塞ぎ具(17)を被覆する形態で、底板(1C)及び塞ぎ具(17)に着脱自在に止着し、放熱部(8)の上端横パイプ(8A)を吊下げ支持した上枠(13)の長手方向両端と、上接合具(16)を介して連結した上下方向側枠(15)を、塞ぎ具(17)の切欠き(17C)に上方から嵌入して、側枠(15)の下端を塞ぎ具(17)で支承した、請求項2又は3又は4の温水循環暖房器。
- 上枠(13)は、上辺(13T)に長手方向の欠込み(13A)を備えると共に、欠込み(13A)下部には、両側の曲面当接部(13R)と中央の空気流出孔(H13)を備えた底板(13B)を備え、両側の垂直辺(13F)の下端内側には曲面当接部(13R)を備えた剛性中空部(13G)を配置し、上蓋(18)は、幅中央部に空気孔(Ha)群を整列配置すると共に、係止爪(18G)を備えた立下り片(18F)を空気孔(Ha)群の両側から下方に突出し、上蓋(18)を上枠(13)の欠込み(13A)に、立下り片(18F)を介して着脱自在に嵌着した、請求項5の温水循環暖房器。
- 暖房器(HC)の枠組みを構成する上枠(13)、上蓋(18)、上接合具(16)、側枠(15)、左側板(1A)、右側板(1B)及び塞ぎ具(17)が、全てプラスチック製であって、押出成形品は表面に塗膜層を備え、射出成形品は顔料混入樹脂製であり、左側板(1A)及び右側板(1B)は外皮板(PR)と内皮板(Pr)との重ね板である、請求項5又は6の温水循環暖房器。
- 空気分離圧力タンク(2)は、下辺(2D)、前辺(2F)、後辺(2B)、上辺(2T)及び両側辺(2L,2R)を含み、且つ、上辺(2T)が、前側傾斜辺(Sf)で前辺(2F)と、後側傾斜辺(Sb)で後辺(2B)と連続した箱形状であって、前辺(2F)の上下方向中間部には接続口(J1)を、後辺(2B)の上下方向中間部には接続口(J2)を、上辺(2T)の後部には接続口(J3)を備え、両側辺(2L,2R)間に亘って、後方に傾斜上昇する2枚の羽根板(2A,2A´)を、前側羽根板(2A)が前辺(2F)の接続口(J1)の後方対応位置に、後側羽根板(2A´)が、前側羽根板(2A)より上方、且つ、上辺接続口(J3)の下方対応位置に配置し、前側接続口(J1)を戻り管(R)側と、後側接続口(J2)を循環ポンプ(3)側と配管接続し、上側接続口(J3)をゴムキャップ(2C)で閉止した、請求項1乃至7のいずれか1項の温水循環暖房器。
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