JPH0119005Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 この考案は、石油ストーブ、ガスストーブ等の
燃焼ガスの排熱を他の装置の熱源として利用に供
させる排熱利用装置に関する。

〔背景技術〕

従来、床暖房パネル等暖房器具の熱源として
は、特に熱源にすることを目的としてボイラ等で
温められた温水を利用していた。しかしながら、
ひとつの暖房器具につき単独の熱源を設けること
はエネルギーの無駄である。そこで、熱エネルギ
ーをより有効的に活用する技術の開発が望まれて
いた。

〔考案の目的〕

そこで、この考案は、熱エネルギーの有効的な
利用を実現する排熱利用装置を提供することを目
的とする。

〔考案の開示〕

考案者らは、上記の目的を達成するために鋭意
検討を重ねた。その結果、石油ストーブ、ガスス
トーブ等の燃焼ガスの排熱を利用するならば、良
好な結果が得られることを見出し、この考案を完
成した。

この考案は、熱交換流路および排熱流路を備え
る燃焼ガス排出管と、ダンパを作動させるように
して前記熱交換流路および排熱流路を流れる燃焼
ガスの流量を制御する熱交換調節手段とを備える
排熱利用装置であつて、前記熱交換調節手段には
内部のワツクスの熱膨張と収縮によつて前記ダン
パを作動させるサーモワツクスエレメントと、こ
のサーモワツクスエレメントに熱を伝えるヒータ
とが備わつていて、このヒータが、熱交換後の熱
が利用される装置に設けられている温度感知手段
の働きによりオン・オフされるようになつている
排熱利用装置をその要旨とする。以下、これを、
その実施例をあらわす図面に基づいて詳しく説明
する。

第１図はこの考案にかかる排熱利用装置の一実
施例を使用した温水式床暖房システムをあらわ
す。この図にみるように、石油ストーブ１の燃焼
ガスが排熱利用装置を構成する燃焼ガス排出管２
を通つて排出されるようになつている。この燃焼
ガス排出管の内部では、燃焼ガスの排熱を水と熱
交換することにより温水が作られるようになつて
いる。この温水は給湯口（図示せず）から給湯管
６を通つて循環ユニツト４へ送られ、さらにそこ
から給湯管７を通つて床暖房パネル５へ送られる
ようになつている。図中、３は排熱利用装置を構
成する熱交換調節手段、８は床暖房パネルから循
環ユニツトへ循環水を送る送流管、９は循環ユニ
ツトから燃焼ガス排出管の流入口（図示せず）へ
循環水を送る送流管である。第２図にみるよう
に、燃焼ガス排出管２は、中心部にある内筒１０
とそれを囲む外筒１１との二重構造からなり、内
筒１０内に排熱流路２ａを備え、内筒１０と外筒
１１との間に熱交換流路２ｂを備えている。熱交
換流路２ｂは、第５図にもみるように、外筒１１
の内壁に設けられているプール１２内の水と燃焼
ガスの排熱とを熱交換する部分であり、循環水が
供給される流入口１３と温められた温水を送流す
る給湯口１４とを有している。内筒１０の直下に
は、ダンパ１５が設けられている。その回動によ
り、排熱流路２ａのみが閉塞されて熱交換流路２
ｂのみに燃焼ガスが送り込まれたり、熱交換流路
２ｂと排熱流路２ａの両方に燃焼ガスが送り込ま
れたりするようになつている。すなわち、第１図
にもみる熱交換調節手段３が、ダンパ１５を作動
させるようにして前記熱交換流路２ｂおよび排熱
流路２ａを流れる燃焼ガスの流量を制御するので
ある。この熱交換調節手段３は、内部のワツクス
の熱膨張と収縮によつて前記ダンパ１５を作動さ
せるサーモワツクスエレメント１６と、このサー
モワツクスエレメント１６に熱を伝えるセラミツ
クヒータ１７と、ダンパ１５の回動軸１８を係止
する箱状の係止具１９と、この係止具１９をサー
モワツクスエレメント１６の方向へ付勢するばね
２０とを備え、これらの部品が枠体２１によつて
収納されている。第３図にみるように、サーモワ
ツクスエレメント１６は、先端にロツド２２を備
え、このロツド２２の先端が係止具１９の箱内で
ダンパ１５の回動軸１８と枢着されている。回動
軸１８は、燃焼ガス排出管（図示せず）に固設さ
れた軸受２３，２３によつて位置決めされてい
る、図中、１７はセラミツクヒータ、２０はばね
である。セラミツクヒータ１７は、第２図にみる
ように、その通電状態および非通電状態を操作す
るスイツチ２４と接続している。このスイツチ２
４は、図示はしないが、熱交換後の熱が利用され
る装置に設けられている温度感知手段の働きによ
りオン・オフされるようになつている。

つぎに、上記排熱利用装置の作用について説明
する。

床暖房パネル内の温水が低温である時、温度感
知手段に連動して、熱交換調節手段を構成するス
イツチがオンになると、第４図にみるように、サ
ーモワツクスエレメント１６が次第に加熱されて
ゆき、内部のワツクスが熱膨張を起こす。これに
より、ロツド２２がばね２０の付勢に抗して突出
し、回動軸１８を押す。回動軸１８は係止具１９
に係止されている先端部が押されることによつて
回動し、ダンパ１５を水平状態に至るまで回動さ
せる。この状態で、第５図にみるように、燃焼ガ
ス排出管２の排熱流路２ａのみが閉塞され、熱交
換流路２ｂのみに燃焼ガスが送り込まれるように
なる。こうして、燃焼ガスの全排熱が流入口１３
から入つた循環水２５との熱交換に利用され、温
められた循環水２５が給湯口１４から床暖房パネ
ル方向へ供給される。床暖房パネル内の温水が設
定値より高くなると、温度感知手段に連動してセ
ラミツクヒータと接続するスイツチがオフにな
る。第６図にみるように、セラミツクヒータ１７
がサーモワツクスエレメント１６に熱を供給しな
くなるため、サーモワツクスエレメント内のワツ
クスが温度低下により収縮する。突出していたロ
ツド２２がばね２０の付勢を受けた係止具１９の
押圧によつて後退する。係止具１９とともに回動
軸１８が元の方向に回動し、ダンパ１５が斜めも
しくは垂直の状態になる。この状態で、第７図に
みるように、燃焼ガス排出管２の排熱流路２ａお
よび熱交換流路２ｂの両方が開放状態になり、燃
焼ガスの排熱の熱交換率が低下する。すなわち、
循環水２５の水温が上昇しなくなるのである。

上記実施例では、サーモワツクスエレメント内
のワツクスの熱膨張がロツドによる直線運動とし
て伝達されていた。しかし、ワツクスの熱膨張を
運動として伝える手段は上記のロツドに限られる
ものではない。

サーモワツクスエレメントは、ワツクスが熱膨
張を始める温度がワツクスの種類によつて異な
る。使用するワツクスに特別な制限はない。しか
し、床暖房システム等暖房システムにおいて使用
される場合には、ワツクス設置場所の雰囲気温度
が70℃前後と高くなるため、融点が高いワツクス
が使用されることが好ましい。

上記実施例では、セラミツクヒータを用いてサ
ーモワツクスエレメントの加熱を行つていた。こ
れは、サーモワツクスエレメントの耐熱温度が低
い（例えば、130℃）ため、自動的に一定温度を
保ち、急激な温度上昇がないセラミツクヒータを
使用することが好ましいからである。

この考案にかかる排熱利用装置を構成する燃焼
ガス排出管は、その形状や内部構造において上記
実施例のものに限られない。例えば、第８図にみ
るような内部構造でもよい。すなわち、燃焼ガス
排出管２６がその長手方向に設けられた仕切り２
７によつて熱交換流路２８と排熱流路２９とに二
分割されている。半円状のダンパ３０が、前記仕
切り２７の直下にある回動軸３１を中心として前
記両流路２８，２９をそれぞれ閉塞し得るよう約
180゜回動するようになつている。その回動は、前
記実施例で使用した熱交換調節手段３によつてな
される。熱交換流路２８内には、上端が循環水の
給湯口３２ａ、下端が循環水の流入口３２ｂにな
つていて、コイル状の管からなる熱交換器３２が
設けられている。このような構造であれば、第９
図にみるように、排熱流路２９をダンパ３０で閉
じると、燃焼ガスは全て熱交換流路２８に流れ、
全排熱が熱交換に有効に利用される。また第１０
図にみるように、熱交換流路２８をダンパ３０で
閉じるならば、燃焼ガスが排熱流路２９を通つて
そのまま排気され、熱交換にほとんど利用されな
い。したがつて、熱交換量の調節の幅が前記実施
例に比べて大きくなり、熱交換器３２内を流れる
循環水の温度制御を行いやすくなる。

この考案にかかる排熱利用装置は、実施例では
床暖房システムに使用されていたが、その使用方
法は床暖房システムに限られない。その他の暖房
システムや給湯設備等にも使用し得る。また、熱
交換に使用する熱媒体は、水に限られるものでは
なく、その他の液体や気体であつても構わない。

なお、ダンパを作動させるに当たり、ソレノイ
ドコイルを使用することも可能である。しかし、
ソレノイドコイルは、通電時と通電解除時に大き
な騒音を発するため、好ましくない。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案にかかる排熱利用装置
は、熱交換流路および排熱流路を備える燃焼ガス
排出管と、ダンパを作動させるようにして前記熱
交換流路および排熱流路を流れる燃焼ガスの流量
を制御する熱交換調節手段とを備える排熱利用装
置であつて、前記熱交換調節手段には内部のワツ
クスの熱膨張と収縮によつて前記ダンパを作動さ
せるサーモワツクスエレメントと、このサーモワ
ツクスエレメントに熱を伝えるヒータとが備わつ
ていて、このヒータが、熱交換後の熱が利用され
る装置に設けられている温度感知手段の働きによ
りオン・オフされるようになつているので、燃焼
ガスの排熱を利用することにより、熱エネルギー
の有効的な利用が実現されるという効果がもたら
されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる排熱利用装置の一実
施例を使用した床暖房システムをあらわす斜視
図、第２図はこの考案にかかる排熱利用装置の一
実施例をあらわす一部切欠部分的斜視図、第３図
は第２図の排熱利用装置を構成する熱交換調節手
段をあらわす一部切欠部分的斜視図、第４図は第
３図の熱交換調節手段の作用をあらわす側面図、
第５図は第４図の熱交換調節手段に対応する燃焼
ガス排出管の作用をあらわす断面図、第６図は第
３図の熱交換調節手段の別の作用をあらわす側面
図、第７図は第６図の熱交換調節手段に対応する
燃焼ガス排出管の作用をあらわす断面図、第８図
はこの考案にかかる排熱利用装置の別の実施例を
あらわす一部切欠部分的斜視図、第９図および第
１０図は第８図の排熱利用装置のそれぞれ異なる
作用をあらわす部分的断面図である。 ２，２６……燃焼ガス排出管、２ａ，２９……
排熱流路、２ｂ，２８……熱交換流路、３……熱
交換調節手段、１５，３０……ダンパ、１６……
サーモワツクスエレメント、１７……セラミツク
ヒータ、１８，３１……回動軸、２７……仕切
り。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 熱交換流路および排熱流路を備える燃焼ガス
   排出管と、ダンパを作動させるようにして前記
   熱交換流路および排熱流路を流れる燃焼ガスの
   流量を制御する熱交換調節手段とを備える排熱
   利用装置であつて、前記熱交換調節手段には内
   部のワツクスの熱膨張と収縮によつて前記ダン
   パを作動させるサーモワツクスエレメントと、
   このサーモワツクスエレメントに熱を伝えるヒ
   ータとが備わつていて、このヒータが、熱交換
   後の熱が利用される装置に設けられている温度
   感知手段の働きによりオン・オフされるように
   なつている排熱利用装置。 (2) 燃焼ガス排出管がその長手方向に設けられた
   仕切りによつて熱交換流路と排熱流路とに二分
   割されており、ダンパが前記仕切りの直下にあ
   る回動軸を中心として前記両流路をそれぞれ閉
   塞し得るよう約180゜回動するようになつている
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の排熱利用
   装置。 (3) ヒータがセラミツクヒータである実用新案登
   録請求の範囲第１項または第２項記載の排熱利
   用装置。