JPH11201546A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 採暖機能を有する小型かつ構成の簡単な熱搬
送装置の提供。 【解決手段】 燃焼手段１３と、この燃焼手段の熱を高
温側面で受熱するとともにその熱を低温側面から熱交換
手段１４へ伝熱し、かつ高温側面と低温側面との温度差
に応じて電力を発生する熱電気変換手段２０と、前記熱
電気変換手段の発生電力により駆動して熱媒を前記熱交
換手段へ搬送する熱媒強制循環手段１５と、一端を前記
熱媒強制循環手段に接続し、他端を前記熱交換手段に接
続して前記熱交換手段で熱交換した熱媒を循環させて放
熱する放熱手段１９とを有し、燃焼手段で熱電気変換手
段を加熱しながら当該熱電気変換手段を介して熱変換手
段の加熱ができ、そしてその熱交換手段の加熱によって
熱電気変換手段の高温側と低温側の温度差を合理的に、
かつ十分にとることができる。したがって小型化で構成
の簡素化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可搬性に富み、採暖
機能を有する燃焼熱の熱搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば風呂加熱に用いられる熱搬
送装置は、図４に示すように、浴槽本体１に循環水路２
で風呂釜本体３の熱交換器４を接続し、循環水路２には
強制循環するためのポンプ５を設けてある。そして上記
ポンプ５を駆動するためのエネルギー源としてバーナ６
で加熱されて発電する熱発電素子７が用いてある。この
熱発電素子７は高温側となる受熱部８をバーナ６の燃焼
炎に近接させ、その尾端部９を低温側にして冷却する構
成としてあり、そのためポンプ５から循環水路２とは分
岐して設けたバイパス送水路１０に接触させて設け、配
線１１でポンプ５に接続してあった。

【０００３】上記構成において、バーナ６を燃焼させる
と熱交換器４で温水に加熱すると同時に、熱発電素子７
の受熱部８がバーナ６の燃焼熱で高温側として加熱さ
れ、その尾端部９は分岐して設けたバイパス送水路１０
で低温側として冷却されるため、温度差ができ、熱発電
素子７はゼーベック効果により発電する。そして発生電
力は配線１１でポンプ５に供給されてポンプ５を駆動
し、浴槽本体１の湯を循環して熱を搬送することにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置では、熱発電素子７の受熱部８と尾端部９との温
度差を確保するため尾端部９を循環水路２とは別途分岐
して設けたバイパス送水路１０に固定して冷却する構成
としており、構成が複雑で大型化するという課題を有し
ていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、燃焼手段と、この燃焼手段の熱を高温側面
で受熱するとともにその熱を低温側面から熱交換手段へ
伝熱し、かつ高温側面と低温側面との温度差に応じて電
力を発生する熱電気変換手段と、前記熱電気変換手段の
発生電力により駆動して熱媒を前記熱交換手段へ搬送す
る熱媒強制循環手段と、一端を前記熱媒強制循環手段に
接続し、他端を前記熱交換手段に接続して前記熱交換手
段で熱交換した熱媒を循環させて放熱する放熱手段とか
ら構成したものである。

【０００６】上記発明によれば、燃焼手段を燃焼させる
と、この燃焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面
に受熱し高温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温
側面から低温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。そ
して熱電気変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱する
ことで冷却されるため、熱電気変換手段は高温側面と低
温側面との温度差に応じた電力を発生する。熱媒強制循
環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動して熱媒
を前記熱交換手段へ搬送し、燃焼手段の熱を熱媒と熱交
換させる。さらに熱媒は放熱手段に循環し放熱して熱媒
強制循環手段に戻り、熱搬送ができる。すなわち燃焼手
段で熱電気変換手段を加熱しながら当該熱電気変換手段
を介して熱交換手段の加熱ができ、そしてその熱交換手
段の加熱によって熱電気変換手段の高温側と低温側の温
度差を合理的に、かつ十分にとることができる。したが
って循環水路とは別途分岐してバイパス送水路を設ける
等の必要がなく構成が複雑で大型化するという課題は解
消される。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の熱搬送装
置は、燃焼手段と、この燃焼手段の熱を高温側面で受熱
するとともにその熱を低温側面から熱交換手段へ伝熱
し、かつ高温側面と低温側面との温度差に応じて電力を
発生する熱電気変換手段と、前記熱電気変換手段の発生
電力により駆動して熱媒を前記熱交換手段へ搬送する熱
媒強制循環手段と、一端を前記熱媒強制循環手段に接続
し、他端を前記熱交換手段に接続して前記熱交換手段で
熱交換した熱媒を循環させて放熱する放熱手段とを有す
るものである。

【０００８】そして、燃焼手段を燃焼させると、この燃
焼手段の燃焼熱を熱電気変換手段は高温側面に受熱し高
温になる。さらに熱は熱電気変換手段の高温側面から低
温側面へ伝わり、熱交換手段へ伝熱する。そして熱電気
変換手段の低温側面は熱交換手段へ伝熱することで冷却
されるため、熱電気変換手段は高温側面と低温側面との
温度差に応じた電力を発生する。熱媒強制循環手段は熱
電気変換手段の発生電力により駆動して熱媒を前記熱交
換手段へ搬送し、燃焼手段の熱を熱媒と熱交換させる。
さらに熱媒は放熱手段に循環し放熱して熱媒強制循環手
段に戻り、熱搬送ができる。すなわち燃焼手段で熱電気
変換手段を加熱しながら当該熱電気変換手段を介して熱
交換手段の加熱ができ、そしてその熱交換手段の加熱に
よって熱電気変換手段の高温側と低温側の温度差を合理
的に、かつ十分にとることができる。したがって循環水
路とは別途分岐してバイパス送水路等を設ける必要がな
く構成が複雑で大型化するという課題は解消できる。

【０００９】また、請求項２の熱搬送手段は、触媒燃焼
である燃焼手段を有するものである。

【００１０】そして、燃焼手段を燃焼させると、触媒燃
焼であるため、炎が存在せず、均一な温度分布を示し、
この燃焼手段の燃焼熱を受熱する熱電気変換手段は高温
側面に均一に受熱し高温になる。熱電気変換手段は通
常、半田を使用しているが温度が不均一に加熱されると
最も高温の部分は半田の融点以上になり、溶けて動作し
なくなることがあったが、このような問題は解消でき、
信頼性が向上する。

【００１１】また、請求項３の熱搬送手段は、燃焼手段
が燃焼炎を囲むボディを有するとともに熱電気変換手段
はボディに取付けて当該熱電気変換手段が燃焼炎に接触
することなく熱伝導で受熱する構成としてある。

【００１２】そして、燃焼手段の燃焼炎は直接、熱電気
変換手段の高温側面に接触せず、熱伝導で高温側面に受
熱するため、均一な温度分布を示し、この燃焼手段の燃
焼熱を受熱する熱電気変換手段は高温側面に均一に受熱
し高温になる。熱電気変換手段は通常、半田を使用して
いるが温度が不均一に加熱されると最も高温の部分は半
田の融点以上になり、溶けて動作しなくなることがあっ
たが、このような問題は解消でき、信頼性が向上する。

【００１３】また、請求項４の熱搬送手段は、熱媒強制
循環手段と放熱手段の間および熱交換手段と放熱手段の
間を搬送チューブで接続した構成としてある。

【００１４】そして、燃焼手段の熱と熱交換した熱媒は
搬送チューブを介して放熱手段に入り、放熱手段で放熱
してから搬送チューブを介して熱媒強制循環手段に戻る
ので、搬送チューブの長さだけ離れた放熱手段に熱搬送
ができ、多様な使用形態が可能になる。

【００１５】また、請求項５の熱搬送装置は、放熱手段
および搬送チューブの熱媒通路を屈曲自在の可撓性を有
する材料から成る構成としてある。

【００１６】そして、屈曲自在の可撓性を有する材料で
あるため、搬送チューブの長さだけ離れた場所であれ
ば、自在に放熱手段の置き場所が選べ、さらに放熱手段
自体が置き場所の形態にあわせて屈曲自在に変形でき、
多様な使用形態が可能になる。

【００１７】また、請求項６記載の熱搬送装置は、高温
側面と低温側面が互いに平行で平板から成る熱電気変換
手段を有する構成としてある。

【００１８】そして、高温側面と低温側面が互いに平行
で平板であるため、熱電気変換手段と燃焼手段および熱
交換手段との接続が容易にできる。また燃焼手段から高
温側面および低温側面から熱交換手段への伝熱も平板で
あるため容易になる。さらに熱電気変換手段は高温側面
と低温側面の面積を増大させれば、高温側面と低温側面
の間に設けるゼーベック効果を起こす金属素子の個数を
増大できるため、発生電力を増大することが容易にな
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の実施例１の熱
搬送装置の断面図である。

【００２１】図において、１２は装置本体、１３は燃焼
手段である。２０は熱電気変換手段であり、燃焼手段１
３の熱を高温側面２１に受熱し、その熱を低温側面２２
から熱交換手段１４へ伝熱する。そしてこの伝熱により
高温側面２１と低温側面２２との間に温度差を生じ、こ
の温度差に応じた電力を発生する。１５は熱媒強制循環
手段であり、熱電気変換手段２０の発生電力により駆動
して熱媒を熱交換手段１４へ搬送し、熱電気変換手段２
０を介して伝わった燃焼手段１３の熱を熱媒と熱交換さ
せる。１７は燃料供給手段としてのガスボンベであり、
燃焼手段１３にガスや石油等の燃料を供給する。１８は
操作部であり、装置の運転操作を行う。さらに１９は可
撓性材料からなる放熱手段であり、同じく可撓性材料か
らなる搬送チューブ２３を介して、一端を熱媒強制循環
手段１５に接続し、他端を熱交換手段１４に接続して熱
交換手段１４で熱交換した熱媒を循環させて放熱するも
のである。

【００２２】この構成における動作，作用について説明
する。操作部１８で運転操作を行うとガスボンベ１７か
ら燃焼手段１３にガスが供給されると同時に点火が行わ
れ、燃焼手段１３が燃焼をする。この燃焼手段１３の燃
焼熱を熱電気変換手段２０が高温側面２１に受熱し高温
になる。さらに熱は熱電気変換手段２０の高温側面２１
から低温側面２２へ伝わり、熱交換手段１４へ伝熱す
る。熱電気変換手段２０の低温側面２２は熱交換手段１
４へ伝熱することで冷却されるため、熱電気変換手段２
０は高温側面２１と低温側面２２との間に温度差を生
じ、この温度差に応じた電力を発生する。熱媒強制循環
手段１５は熱電気変換手段２０の発生電力により駆動し
て熱媒を前記熱交換手段１４へ搬送し、熱電気変換手段
２０を介して伝わった燃焼手段１３の熱を熱媒と熱交換
させる。さらに熱媒は放熱手段１９に循環し放熱して熱
媒強制循環手段１５に戻る。このようにして熱搬送が行
われる。

【００２３】上記燃焼手段１３はボデー２４で燃焼炎を
囲むため、燃焼炎が直接、熱電気変換手段２０の高温側
面２１に接触せず、熱伝導で高温側面２１に受熱するよ
うになる。このボディ２５を介して燃焼熱を受熱するた
め熱電気変換手段２０の高温側面２１は均一に受熱し高
温になる。熱電気変換手段２０は通常、半田（図示せ
ず）を使用しているが温度が不均一に加熱されると最も
高温の部分は半田の融点（約２００℃）以上になり、溶
けて動作しなくなることがあったが、このような問題は
解消でき、信頼性が向上する。

【００２４】また熱媒は搬送チューブ２５を通過して放
熱手段１９に入り、放熱手段１９で放熱してから搬送チ
ューブ２５を通過して熱媒強制循環手段１５に戻る。す
なわち搬送チューブ２５を介して搬送チューブ２５の長
さだけ離れた放熱手段１９に熱搬送ができ、多様な使用
形態が可能になる。

【００２５】さらに搬送チューブ２３は屈曲自在な可撓
性の材料２６で形成してあるから、搬送チューブ２５の
長さだけ離れた場所であれば、自在に放熱手段１９の置
き場所が選べ、加えて放熱手段１９自体も可撓性の材料
で形成してあるから、置き場所の形態にあわせて屈曲自
在に変形でき、多様な使用形態が可能になる。

【００２６】また熱電気変換手段２０は高温側面２１と
低温側面２２が互いに平行で平板からなる構成としてい
るので、熱電気変換手段２０と燃焼手段１３および熱交
換手段１４との接続が容易にできる。また燃焼手段１３
から高温側面２１、および低温側面２２から熱交換手段
１４への伝熱も平板であるため容易になる。さらに熱電
気変換手段２０は高温側面２１と低温側面２２の面積を
増大させれば、高温側面２１と低温側面２２の間に設け
るゼーベック効果を起こすゼーベック金属体２５の個数
を増大できるため、発生電力を増大することが容易にな
る。

【００２７】（実施例２）図３は本発明の実施例２の熱
搬送装置の断面図である。

【００２８】実施例１と異なる点は、燃焼手段として触
媒燃焼手段２５を用いたところである。

【００２９】なお実施例１と同一符号のものは同一構造
を有し、説明は省略する。次に動作，作用について説明
する。触媒燃焼手段２５を燃焼させると、触媒燃焼をす
るため、炎が存在せず、均一な温度分布を示し、この触
媒燃焼手段２５の燃焼熱を受熱する熱電気変換手段２０
は高温側面２１に均一に受熱し高温になる。熱電気変換
手段２０は通常、半田（図示せず）を使用しているが温
度が不均一に加熱されると最も高温の部分は半田の融点
（通常２００℃程度）以上になり、溶けて動作しなくな
ることがあったが、このような問題は解消でき、信頼性
が向上する。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、燃焼手段と、こ
の燃焼手段の熱を高温側面で受熱するとともにその熱を
低温側面から熱交換手段へ伝熱し、かつ高温側面と低温
側面との温度差に応じて電力を発生する熱電気変換手段
と、前記熱電気変換手段の発生電力により駆動して熱媒
を前記熱交換手段へ搬送する熱媒強制循環手段と、一端
を前記熱媒強制循環手段に接続し、他端を前記熱交換手
段に接続して前記熱交換手段で熱交換した熱媒を循環さ
せて放熱する放熱手段とを有するものであり、燃焼手段
で熱電気変換手段を加熱しながら当該熱電気変換手段を
介して熱交換手段の加熱ができ、そしてその熱交換手段
の加熱によって熱電気変換手段の高温側と低温側の温度
差を合理的に、かつ十分にとることができる。したがっ
て循環水路とは別途分岐してバイパス送水路等を設ける
必要がなく、構成の簡素化，小型化が図れる。また熱媒
強制循環手段は熱電気変換手段の発生電力により駆動す
るので、電池等を用いた場合のような電池交換の手間や
不経済性はなく、また、電池の寿命が尽きて熱媒強制循
環手段が停止し熱媒が異常に昇温するというようなこと
もなくなるという利点がある。

【００３１】また、触媒燃焼手段を用いたものは、炎が
存在せず、均一な温度分布を示すので、この触媒燃焼手
段の燃焼熱を受熱する熱電気変換手段は高温側面に均一
に受熱し高温になる。熱電気変換手段は通常、半田を使
用しているが温度が不均一に加熱されると最も高温の部
分は半田の融点以上になり、溶けて動作しなくなること
があったが、このような問題は解消でき、信頼性が向上
するという有利な効果を有する。

【００３２】また、燃焼手段のボデー内で燃焼させて燃
焼炎が直接、熱電気変換手段の高温側面に接触せず熱伝
導で高温側面に受熱させる構成としたものは、熱電気変
換手段の高温側面を均一に高温にすることができる。熱
電気変換手段は通常、半田を使用しているが温度が不均
一に加熱されると最も高温の部分は半田の融点以上にな
り、溶けて動作しなくなることがあったが、このような
問題は解消でき、信頼性が向上するという有利な効果を
有する。

【００３３】また、熱媒強制循環手段と放熱手段の間お
よび熱交換手段と放熱手段の間を搬送チューブで接続し
たものは、搬送チューブの長さだけ離れた放熱手段に熱
搬送ができ、多様な使用形態が可能になるという有利な
効果を有する。

【００３４】また、放熱手段および搬送チューブの熱媒
通路を屈曲自在の可撓性を有する材料で形成したもの
は、自在に放熱手段の置き場所が選べ、さらに放熱手段
自体も置き場所の形態にあわせて屈曲自在に変形でき、
多様な使用形態が可能になるという有利な効果を有す
る。

【００３５】また、熱電気変換手段をその高温側面と低
温側面が互いに平行で平板から成る構成としたものは、
熱電気変換手段と燃焼手段および熱交換手段との接続が
容易にできる。また燃焼手段から高温側面、および低温
側面から熱交換手段への伝熱も平板であるため容易にな
る。さらに熱電気変換手段は高温側面と低温側面の面積
を増大させれば、高温側面と低温側面の間に設けるゼー
ベック効果を起こすゼーベック金属体の個数を増大で
き、発生電力を増大することが容易になるという有利な
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における熱搬送装置の断面図

【図２】同熱搬送装置の熱電気変換手段の斜視図

【図３】本発明の実施例２における熱搬送装置の断面図

【図４】従来の熱搬送装置の断面図

【符号の説明】

１２ 装置本体 １３ 燃焼手段 １４ 熱交換手段 １５ 熱媒強制循環手段 １９ 放熱手段 ２０ 熱電気変換手段 ２１ 高温側面 ２２ 低温側面 ２３ 搬送チューブ ２４ ボデー ２５ 触媒燃焼手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼手段と、この燃焼手段の熱を高温側
   面で受熱するとともにその熱を低温側面から熱交換手段
   へ伝熱し、かつ高温側面と低温側面との温度差に応じて
   電力を発生する熱電気変換手段と、前記熱電気変換手段
   の発生電力により駆動して熱媒を前記熱交換手段へ搬送
   する熱媒強制循環手段と、一端を前記熱媒強制循環手段
   に接続し、他端を前記熱交換手段に接続して前記熱交換
   手段で熱交換した熱媒を循環させて放熱する放熱手段と
   で構成した熱搬送装置。
2. 【請求項２】 燃焼手段は触媒燃焼である請求項１記載
   の熱搬送装置。
3. 【請求項３】 燃焼手段は燃焼炎を囲むボディを有する
   とともに熱電気変換手段はボディに取付けて当該熱電気
   変換手段が炎に接触することなく熱伝導で受熱する構成
   とした請求項１または２記載の熱搬送装置。
4. 【請求項４】 熱媒の強制循環手段と放熱手段の間およ
   び熱交換手段と放熱手段の間は熱媒を循環させる搬送チ
   ューブで接続した請求項１ないし３のいずれか１項記載
   の熱搬送装置。
5. 【請求項５】 放熱手段および搬送チューブはその熱媒
   通路が屈曲自在の可撓性を有する材料から成る請求項１
   ないし４のいずれか１項記載の熱搬送装置。
6. 【請求項６】 熱電気変換手段はその高温側面と低温側
   面が互いに平行で平板から成る請求項１ないし５のいず
   れか１項記載の熱搬送装置。