JP4744239B2 - Heat source pipe and heating device using the same - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a heat source pipe and a heating device using the same, and in particular, a radiation heat pipe is provided so as to be heated by a heat medium flowing in the heat source pipe, and heating is performed by heat radiation from the heated heat pipe. It is suitable for use in a heating device configured to perform.
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。
FIG. 5 is a diagram showing a partial configuration of a conventional heating device using a heat pipe in a heat exchange section for radiation, where (a) is a side sectional view and (b) is a front sectional view. As shown in FIG. 5, this type of conventional heating apparatus includes a
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。
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。
However, in the above-described conventional heating device, when the length of the
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。 The present invention has been made to solve such a problem, and enables a heating medium flowing inside a cylinder to be efficiently and evenly heated so that the heating device can be used even when the length of the cylinder is long. It aims at making it fully function as.
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。 In order to solve the above-described problems, the heat source pipe of the present invention includes an outer pipe formed with a hole for installing in a standing posture by inserting a heat pipe at intervals in the longitudinal direction, An inner pipe for an outward path and an inward path inserted in the longitudinal direction therein, a first heat medium existing in the outer pipe, and a second existing in the inner pipe for an outward path and an inward path The heat exchange with the heat medium is performed.
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。 According to the present invention configured as described above, the second heat medium flowing inside the inner pipe is efficiently supplied to the end of the forward path without receiving resistance by the hole of the outer pipe, Therefore, the degree of cooling in the process in which the second heat medium flows from the external heat source unit toward the end of the outward path can be reduced as compared with the conventional case. Further, the inner pipe of the return path is also inserted into the outer pipe, and since the heated first heat medium exists in the outer pipe, the return path is outside the outer pipe and is in the air. Compared with the case where it is exposed, the degree of cooling in the process of returning the second heat medium from the end of the forward path toward the external heat source machine can be reduced. Therefore, the efficiency at the time of reheating the returned 2nd heat carrier with an external heat source machine can be raised.
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。 From the above, the second heat medium can be uniformly heated in a relatively short time over the entire inner tube. Accordingly, the first heat medium in the outer tube that exchanges heat with the second heat medium can also be heated uniformly over a relatively short time over the entire outer tube. As a result, even when the length of the heat source pipe is long, the heat medium flowing inside the heat source pipe can be efficiently and evenly heated, and can sufficiently function as a heating device. .
(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。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
The
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。
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The external
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。
That is, the second heat medium flowing through the
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。
Further, the
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。
From the above, the second heat medium can be uniformly heated in a relatively short time over the entire
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。
In addition, in the said 1st Embodiment, you may comprise so that the
(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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
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。
The
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。
At one end in the longitudinal direction of the
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。
The
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。
The
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。
As described above, the two
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。
The
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。
The external
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。
In the first embodiment described above, the first heat medium in the
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。
Further, the
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。
From the above, even when the length of the
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。
In the second embodiment, the
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。
Moreover, although the said 2nd Embodiment demonstrated the example which heats and distribute | circulates both a 1st heat medium and a 2nd heat medium using the one external
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。
In the first and second embodiments, the
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。
In the first embodiment, the example in which the
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。
Moreover, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the example which connects only one heat source pipe |
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。 In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit or main features thereof.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a heating apparatus that is configured so that a heat pipe for radiation is heated by a heat medium flowing in a heat source pipe, and is heated by radiating heat from the heated heat pipe.
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
1,11
Claims (3)
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。 A heat source tube as a heat source means for heating the heat pipe,
An outer tube formed with a hole for installing in a standing posture by inserting the heat pipe with an interval in the longitudinal direction;
An inner tube for a forward path and a backward path inserted in the longitudinal direction into the outer pipe for the reciprocating path of the second heat medium;
An inner pipe for the second return path that penetrates the inside of the outer pipe in the longitudinal direction for the return path of the first heat medium;
The first heat medium flows with the inside of the outer pipe as a forward path, and the first heat medium flows with the inner pipe for the second return path as a return path,
The second heat medium flows in a reciprocating manner inside the inner pipe for the forward path and the backward path,
A heat source tube configured to cause heat exchange between the first heat medium and the second heat medium.
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。 A heating device comprising a heat pipe, a heat source pipe as a heat source means for heating the heat pipe, and an external heat source machine for heating a heat medium to be circulated inside the heat source pipe,
The heat source tube is
An outer tube formed with a hole for installing in a standing posture by inserting the heat pipe with an interval in the longitudinal direction;
An inner tube for a forward path and a backward path inserted in the longitudinal direction into the outer pipe for the reciprocating path of the second heat medium;
An inner pipe for the second return path that penetrates the inside of the outer pipe in the longitudinal direction for the return path of the first heat medium;
The first heat medium flows with the inside of the outer pipe as an outward path, and the first heat medium flows with the inside of the inner pipe for the second return path as a return path,
The second heat medium flows in a reciprocating manner inside the inner pipe for the forward path and the backward path,
Heat exchange is performed between the first heat medium and the second heat medium,
The external heat source unit heats the first heat medium to circulate the inside of the outer pipe and the second return inner pipe, and heats the second heat medium for the forward path and A heating device, characterized in that it is configured to circulate through an inner pipe for a return path.
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。 The external heat source machine
A first external heat source device that heats the first heat medium and circulates the inside of the outer tube and the second return inner tube;
The heating apparatus according to claim 2, further comprising a second external heat source device that heats the second heat medium and distributes the inside of the inner pipe for the forward path and the backward path.
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