WO2021240929A1 - 暖房器具 - Google Patents

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WO2021240929A1
WO2021240929A1 PCT/JP2021/007438 JP2021007438W WO2021240929A1 WO 2021240929 A1 WO2021240929 A1 WO 2021240929A1 JP 2021007438 W JP2021007438 W JP 2021007438W WO 2021240929 A1 WO2021240929 A1 WO 2021240929A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
working liquid
hydraulic fluid
partition wall
condensing
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/007438
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岳史 桝澤
Original Assignee
アイリスオーヤマ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイリスオーヤマ株式会社 filed Critical アイリスオーヤマ株式会社
Publication of WO2021240929A1 publication Critical patent/WO2021240929A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/02—Other domestic- or space-heating systems consisting of self-contained heating units, e.g. storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

Definitions

  • the present invention relates to a heating fixture. More specifically, the present invention relates to a heating fixture using a heat pipe.
  • an oil heater as disclosed in Patent Document 1 below has been provided.
  • the oil heater can perform a heating operation by heating flame-retardant oil sealed in a closed container with an electric heater and circulating it through a circulation path to dissipate heat. Therefore, the oil heater of the prior art can perform heating while suppressing air pollution in the room.
  • the flame-retardant oil sealed in a closed container has a large heat capacity, and it takes time to raise the temperature. Therefore, the oil heater of the prior art has a problem that it is slow to rise to a desired temperature from the start of use. Therefore, in the prior art, the oil heater needs to be used in combination with a heating device capable of quickly raising the temperature, for example, an air conditioner, an oil stove, an electric stove, or the like.
  • the present invention has a short time required to rise to a desired temperature from the start of use, and by making it possible to perform a heating operation while suppressing air pollution in a room, heating can be performed without using it in combination with other devices.
  • the purpose was to provide heating appliances that enable this.
  • the heating apparatus of the present invention provided to solve the above-mentioned problems has a working liquid storage unit capable of storing a working liquid that is vaporized by heating, and can be vaporized by heating the working liquid.
  • a working liquid condensing part which is provided so as to extend in a tubular shape toward the upper part of the heating part and the working liquid storage part, and condenses the vapor of the working liquid vaporized by the heating part on the inner wall, and the working liquid condensation part. It has a heat radiating part provided on the outer wall of the part, and the working liquid storage part and the working liquid condensing part are sealed so that the inside is kept in a reduced pressure state at room temperature, and the vapor is transferred to the working liquid. It is characterized in that heating is performed by radiating the condensed heat generated by condensing in the condensing portion through the heat radiating portion.
  • the heating appliance when the working liquid in the working liquid storage part and the working liquid condensing part sealed under reduced pressure is heated and vaporized by the heating part, and the vapor of the working liquid is condensed in the working liquid condensing part.
  • the generated condensation heat is dissipated by the heat dissipation unit. Therefore, the heat of the heating unit can be efficiently transferred to the working liquid, and the condensed heat of the working liquid can be efficiently conducted to the heat radiating part. Therefore, according to the above-mentioned configuration, it is possible to provide a heating appliance capable of reducing the heat capacity and rapidly raising the temperature of the installed space.
  • the degree of decompression of the working liquid storage part and the working liquid condensing part is preferably high (close to the saturated vapor pressure of the working liquid). Further, it is preferable to use a heat radiating portion having a large surface area such as a heat radiating fin in order to improve the heat radiating property. Further, it is preferable that the heat radiating portion includes a fan or a heat radiating fin and a fan are used in combination.
  • a shock wave also referred to as boiling sound
  • bursting bubbles generated by boiling the hydraulic fluid in the reservoir.
  • the hydraulic fluid storage portion has a side wall, and is arranged between the heating portion and the side wall so as to surround the side of the heating portion. It is preferable to have a partition wall.
  • the shock wave also referred to as boiling sound
  • the partition wall can be attenuated by the partition wall. Therefore, it is possible to suppress the shock wave from being transmitted to the side wall of the hydraulic fluid storage portion, and it is possible to operate the heating appliance having a low operating noise.
  • the partition wall is made of lead, copper, or an alloy containing at least one of lead and copper.
  • the partition wall by forming the partition wall with a material having a large internal loss, it can be expected that the effect of attenuating the shock wave due to the boiling of the working liquid with the partition wall is improved as compared with the case where the partition wall is made of another material. As a result, it is possible to suppress the shock wave from being transmitted to the hydraulic fluid storage section and the hydraulic fluid condensing section, and it is possible to minimize the operating noise generated during the heating operation.
  • the upper side of the partition wall is located at a position higher than the liquid level of the working liquid when the heating portion is heating.
  • the partition wall is arranged so as not to touch the side wall of the heating unit and the hydraulic fluid storage unit, and is fixed to the bottom of the hydraulic fluid storage unit at a plurality of fixed points. It is preferable that the working fluids inside and outside the partition wall have a flow section in which the hydraulic fluids inside and outside the partition wall can flow to each other at at least one place between the fixed points.
  • the working liquid can be circulated inside and outside the partition wall through the flow section while suppressing the shock wave caused by the explosion of the bubbles generated by the boiling of the working liquid from propagating to the outside of the partition wall. ..
  • the space between the side wall and the partition wall of the hydraulic fluid storage portion can be effectively used, so that the output can be secured without increasing the size of the heating appliance.
  • the working liquid condensing portion is formed to have a smaller diameter than the working liquid storage portion, and the partition wall is formed on the inner wall of the working liquid condensing portion and the working liquid storage portion in a plan view. It is preferable that it is arranged between the side wall and the side wall.
  • the heating portion is an electric heater, which is formed by bending a rod-shaped or thin plate-shaped heater material, and the main portion of the material is arranged in the horizontal direction. It is good if it is.
  • the working liquid contains water and a defoaming material.
  • the defoaming material can reduce the bubbles when the working liquid boils. Therefore, according to the above-described configuration, it is possible to minimize the size of bubbles in the hydraulic fluid and reduce the shock wave and operating noise generated during the heating operation.
  • the above-mentioned heating fixture is preferably characterized in that the defoaming material is a silicone emulsion.
  • the silicone content of the working liquid is preferably 2 to 20%.
  • the silicone content is more preferably 3 to 10%. More preferably, the silicone content is 4.5%.
  • the size of the mesh in the mesh portion may be smaller than the size assumed as the size of the bubbles reaching the mesh portion.
  • the present invention it takes a short time to rise to a desired temperature from the start of use, and it is possible to perform a heating operation while suppressing air pollution in a room, so that the heating operation can be performed without using it in combination with other devices.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. It is an enlarged sectional view of the main part which concerns on the modification of the mesh part in FIG. It is a schematic sectional view seen from the front direction of the heating appliance which concerns on a modification.
  • (A) is a cross-sectional view taken along the arrow in the DD direction of FIG. 7, and (b) is an explanatory view showing a modified example of the heat radiating portion. It is a schematic diagram which shows the modification of the arrangement of a blower part.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the heating fixture 10 according to the embodiment of the present invention as viewed from the front direction.
  • the heating fixture 10 includes a heat pipe 20, a main body frame 50 surrounding the heat pipe 20, a blower unit 60 provided in the main body frame 50, and a heat dissipation unit provided on the outer periphery of the heat pipe 20. It has 70 etc.
  • the heat pipe 20 has a hydraulic fluid storage unit 21 in which the hydraulic fluid 2 is stored and a hydraulic fluid condensing unit 30 in which the vaporized hydraulic fluid 2 is condensed.
  • the working liquid storage part 21 and the working liquid condensing part 30 are sealed so that the inside is in a reduced pressure state (for example, a vacuum state) to form a sealed container.
  • a reduced pressure state for example, a vacuum state
  • the working liquid condensing part 30 is made of a metal material such as aluminum, stainless steel, or copper.
  • the working liquid 2 is composed of, for example, a volatile liquid such as water.
  • the heat pipe 20 plays the role of a heat exchanger.
  • the hydraulic fluid storage unit 21 is formed, for example, in a cylindrical shape so that the hydraulic fluid 2 can be stored.
  • the hydraulic fluid storage portion 21 includes a circular bottom portion 21a, a cylindrical side wall 21b provided so as to extend upward from the bottom portion 21a, an upper wall 21c provided so as to close the upper end side of the side wall 21b, and the like. Is formed from.
  • the upper wall 21c has a circular hole 21d opened in the center thereof, and a cylindrical hydraulic fluid condensing portion 30 is connected to the circular hole 21d. At this time, it is preferable to form the seam 31 so that the hydraulic fluid condensing portion 30 is inserted into the circular hole 21d. As a result, the droplet 4 of the working liquid 2 condensed in the working liquid condensing part 30 smoothly drops into the working liquid storage part 21 and is collected.
  • the hydraulic fluid storage unit 21 has a heating unit 22 and a partition wall 23 inside.
  • the heating unit 22 can heat and vaporize the working liquid 2.
  • the heating unit 22 is composed of a heater formed in a substantially annular shape.
  • various heaters such as a sheathed heater, a ceramic heater, and a carbon heater can be used.
  • an electric heater that can be heated by energization can be used.
  • shape of the heating unit 22 various shapes such as a rod shape, a spiral shape, and a sheet shape can be used.
  • the shock wave when the bubble bursts becomes larger as the bubble becomes larger.
  • the heating unit 22 is formed by bending a rod-shaped or thin plate-shaped heater material, and the main portion of the material is arranged in the horizontal direction. Further, the heating portion 22 is provided near the center on the bottom portion 21a. Therefore, it is possible to suppress the growth and enlargement of the bubbles 3 generated in the hydraulic fluid 2 due to the rise.
  • the heating portion 22 is fixed to the bottom portion 21a and is sealed by an appropriate means so as to keep the wiring portion airtight.
  • the hydraulic fluid 2 is supposed to contain water and a defoaming material.
  • a defoaming material for example, a silicone emulsion can be used.
  • the silicone content is, for example, 2 to 20%. Further, the silicone content is more preferably 4.5%. As a result, it is possible to suppress the generation of bubbles 3 or reduce the diameter of the bubbles 3 while maintaining the volatility and heat exchange performance of the working liquid 2.
  • the partition wall 23 separates the heating portion 22 from the side wall 21b.
  • the partition wall 23 is arranged so as to surround the side of the heating portion 22.
  • the partition wall 23 absorbs or buffers a shock wave when the bubble 3 generated when the working liquid 2 boils bursts, and suppresses the shock wave from being transmitted to the outside of the heat pipe 20.
  • the height (upper side) of the partition wall 23 is set higher than the liquid level of the working liquid 2 when the heating unit 22 is heated by energization or the like. Therefore, the bubbles 3 of the working liquid 2 heated and boiled by the heating unit 22 are suppressed from moving to the side wall 21b side. As a result, it is possible to suppress a shock wave generated when the bubble 3 comes into contact with the side wall 21b or the bubble 3 bursts in the vicinity of the side wall 21b.
  • the partition wall 23 is arranged so as not to touch the side wall 21b of the heating unit 22 and the hydraulic fluid storage unit 21. As shown in FIG. 3B, the lower end side of the partition wall 23 is fixed to the bottom portion 21a of the hydraulic fluid storage portion 21 at a plurality of fixing points 23b in the circumferential direction. Further, the partition wall 23 has a distribution section 23a through which the hydraulic fluids 2 inside and outside the partition wall 23 can flow to each other at at least one place between the fixed points 23b.
  • the distribution unit 23a is formed in a slit shape so that the hydraulic fluid 2 can be distributed. As a result, the hydraulic fluid 2 can be freely distributed between the partition wall 23 and the side wall 21b.
  • the distribution unit 23a is provided at a position on the bottom portion 21a side. Further, by arranging the partition wall 23, it is possible to suppress the direct propagation of the shock wave from the axial center side of the partition wall 23 to the hydraulic fluid 2 located between the side wall 21b and the partition wall 23.
  • the hydraulic fluid 2 between the side wall 21b and the partition wall 23 can be expected to exert an effect of absorbing or attenuating the shock wave generated in the region on the axial center side of the partition wall 23.
  • the partition wall 23 is made of, for example, lead or copper having a large internal loss, or an alloy containing at least one of lead and copper. As a result, the shock wave can be attenuated more efficiently by the partition wall 23.
  • the upper wall 21c and the bottom portion 21a may be formed thicker than the side wall 21b. As a result, the effect of suppressing the vertical shock wave caused by the bubble 3 from reaching the upper wall 21c and the bottom 21a can be expected.
  • the working liquid condensing portion 30 is a cylinder (also referred to as a pipe) having a predetermined length formed so as to extend in the vertical direction.
  • the hydraulic fluid condensing section 30 is formed to have a smaller diameter than the hydraulic fluid storage section 21.
  • the hydraulic fluid condensing unit 30 condenses the vapor of the hydraulic fluid 2 that evaporates and rises inside. Specifically, the working liquid 2 boiled by the heater in the working liquid storage part 21 condenses on the inner wall of the working liquid condensing part 30 to generate heat of condensation. When the heat of condensation is generated, the temperature of the portion where the heat of condensation is generated rises.
  • the newly generated vapor of the working liquid 2 condenses at a place where the temperature of the working liquid condensing portion 30 is lower, and generates new heat of condensation.
  • the temperature of the working liquid condensing portion 30 is kept substantially constant regardless of the location.
  • heat exchange is performed between the inside of the working liquid condensing unit 30 and the outside air of the working liquid condensing part 30. That is, the heat of condensation of the working liquid 2 is transferred to the air outside the working liquid condensing portion 30.
  • the droplet 4 of the working liquid 2 condensed in the working liquid condensing part 30 travels along the inner wall, falls again into the working liquid storage part 21, and is collected.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the heat radiating unit 70 is a heat radiating fin provided on the outer wall of the hydraulic fluid condensing unit 30.
  • the heat radiating portions 70 are arranged radially and are formed from the upper end side to the lower end side of the working liquid condensing portion 30. Further, the heat radiating portion 70 is provided so as to be in contact with the outer periphery of the working liquid condensing portion 30. Therefore, the heat radiating unit 70 can promote the condensation of the working liquid 2 in the working liquid condensing part 30, and can efficiently transfer the heat inside the working liquid condensing part 30 to the outside air by heat exchange.
  • the heat radiating unit 70 a material having good heat exchange properties such as aluminum or copper can be used.
  • the heat radiating unit 70 may be made of a lightweight material having good heat exchangeability, such as aluminum.
  • the heat radiating portion 70 dissipates heat from the working liquid condensing portion 30 side toward the outer peripheral side, the temperature on the outer peripheral side drops. Therefore, it is possible to prevent the main body frame 50 or the like on the outer peripheral side of the heat radiating portion 70 from overheating. As a result, it is possible to prevent the portion where the user or the like of the heating fixture 10 is expected to come into direct contact with the heating fixture 10 from becoming excessively high in temperature.
  • the heat radiating unit 70 When the heat radiating unit 70 is configured in this way, the surrounding air is warmed and rises due to the temperature rise of the heat radiating unit 70, and an air flow from the lower side to the upper side is generated. As a result, the air in the room can be heated even if the blower unit 60 described later is not provided.
  • a blower unit 60 is provided below the main body frame 50 and below the hydraulic fluid storage unit 21.
  • the blower unit 60 is assumed to include a single blower fan or a plurality of blower fans (single number in the present embodiment).
  • the blower unit 60 can send external air into the main body frame 50 from below the main body frame 50. Further, the air taken in from the blower unit 60 is sent to the heat dissipation unit 70 by the plurality of straightening vanes 51 provided in the main body frame 50 as shown by the arrows in the drawing.
  • the air taken in from the blower unit 60 receives the heat of the heat dissipation unit 70 and the hydraulic fluid condensing unit 30 and is heated, and is discharged from the air outlet 52 provided above the main body frame 50.
  • the heating fixture 10 can heat the space in which the heating fixture 10 is installed more efficiently than in the case where the blower unit 60 is not provided.
  • the heating fixture 10 is provided with a control device and an operation switch (not shown), and can perform various controls such as the heating unit 22 and the blower unit 60.
  • the heating fixture 10 of the present invention can raise the temperature of the room quickly, and can minimize the operating noise generated by the heating operation. Further, the heating fixture 10 of the present invention can be used without hesitation even in a quiet space such as a bedroom, and does not interfere with sleep or the like. Further, in the heating device 10 of the present invention, when a heater that heats the heating unit 22 by energization is used, quick warming can be ensured and air pollution can be suppressed.
  • the working liquid 2 sealed in the working liquid storage part 21 and the working liquid condensing part 30 in a reduced pressure state is heated and vaporized in the heating part 22.
  • the heat of condensation generated by condensing the vapor of the working liquid 2 in the working liquid condensing unit 30 is dissipated through the heat radiating unit 70.
  • the heating fixture 10 has a small heat capacity and can quickly raise the temperature of a space such as a living room.
  • the hydraulic fluid storage section 21 and the hydraulic fluid condensing section 30 are in a reduced pressure state so as to have a saturated vapor pressure of the hydraulic fluid 2, but the present invention is limited to this. is not it.
  • the hydraulic fluid storage section 21 and the hydraulic fluid condensing section 30 need only have an internal pressure lower than the atmospheric pressure, and more preferably have a high degree of vacuum.
  • the hydraulic fluid storage portion 21 is provided with the side wall 21b, and the partition wall 23 is provided between the side wall 21b and the heating portion 22 so as to surround the side of the heating portion 22. It is supposed to be. Therefore, even if a shock wave generated when a bubble burst due to boiling of the working liquid 2 is generated, the heating fixture 10 can attenuate the shock wave by the partition wall 23 and suppress the transmission to the side wall 21b. Therefore, the above-mentioned heating fixture 10 has extremely low operating noise during the heating operation.
  • the partition wall 23 is formed by using a material composed of lead or copper or an alloy containing lead or copper. By forming the partition wall 23 from these materials, the damping effect of the shock wave due to the boiling of the working liquid 2 can be enhanced.
  • the partition wall 23 is not limited to the metal-based material described above, and for example, other types of metal-based materials, resins, rubber, elastomers, and other materials having a shock wave absorbing action and an anti-vibration action may be used. good.
  • the material of the partition wall 23 is not limited to the above-mentioned one, and an appropriate material may be adopted.
  • the partition wall 23 is assumed to have its upper side at a position higher than the liquid level of the working liquid 2 when heated by the heating unit 22. As a result, it is possible to suppress the shock wave due to the boiling of the working liquid 2 from being transmitted to the outside of the partition wall 23, and further improve the quietness during the heating operation.
  • the height of the partition wall 23 is adjusted to be higher than the liquid level of the working liquid 2 is shown, but the operating temperature (in a state where the working liquid boils to generate bubbles) is shown. Temperature), the liquid level of the working liquid 2 may be lower than the upper side of the partition wall 23.
  • the upper side of the partition wall 23 is at a position higher than the rippling liquid surface when the working liquid 2 boils.
  • the position of the upper side of the partition wall 23 in this way, it is possible to suppress the shock wave from reaching the side wall 21b of the hydraulic fluid storage portion 21.
  • the partition wall 23 is used. The height may be lower than the liquid level of the working liquid 2.
  • the above-mentioned heating fixture 10 is provided with a distribution unit 23a on the partition wall 23 so that the hydraulic fluids 2 inside and outside the partition wall 23 can be mutually distributed.
  • the heating appliance 10 allows the hydraulic fluid 2 to circulate inside and outside the partition wall 23 via the flow section 23a without transmitting the shock wave due to the boiling of the hydraulic fluid 2 to the outside of the partition wall 23, and the side wall 21b and the partition wall 23.
  • the distribution section 23a is provided on the partition wall 23 is shown, but the heating fixture 10 is not provided with the distribution section 23a, for example, or the shape of the distribution section 23a is different from the above-mentioned one. It may be a thing.
  • the partition wall 23 is arranged so as not to touch the side wall 21b of the heating unit 22 and the hydraulic fluid storage unit 21, but the present invention is not limited thereto.
  • the heating appliance 10 is provided with a material or a structure capable of reducing the shock wave of the hydraulic fluid 2 as the partition wall 23
  • the partition wall 23 may touch the side wall 21b.
  • the shape and size of the flow portion 23a of the partition wall 23 can be appropriately changed as long as the flow of the hydraulic fluid 2 and the reduction of the shock wave are not affected.
  • the hydraulic fluid condensing section 30 is formed to have a smaller diameter than the hydraulic fluid storage section 21. Further, the partition wall 23 is arranged between the inner wall of the hydraulic fluid condensing section 30 and the side wall 21b of the hydraulic fluid storage section 21 in a plan view. With such a configuration, the droplets of the working liquid 2 that are condensed and dropped by the working liquid condensing unit 30 can be dropped in the vicinity of the heating unit 22 and heated by the heating unit 22 shortly after the falling. Therefore, in the heating fixture 10, the working liquid 2 can be smoothly circulated inside the working liquid storage part 21 and the working liquid condensing part 30. As a result, the heating fixture 10 can be heated so that the temperature unevenness is reduced.
  • the hydraulic fluid condensing section 30 is formed to have a smaller diameter than the hydraulic fluid storage section 21, and the partition wall 23 is formed between the inner wall of the working fluid condensing section 30 and the side wall 21b of the working fluid storage section 21 in a plan view.
  • the present invention is not limited to this.
  • the working liquid 2 condensed in the working liquid condensing part 30 may be placed in the vicinity of the heating part 22 or the like. It may be configured so that it can be guided to a specific position of.
  • the heating portion 22 is formed by bending a rod-shaped or thin plate-shaped heater material, and the main portion of the material is arranged in the horizontal direction. Therefore, the heating fixture 10 can prevent the bubbles 3 generated in the hydraulic fluid 2 from growing and increasing as the bubbles 3 rise. As a result, the shock wave generated by the bubble 3 of the hydraulic fluid 2 can be reduced.
  • the main part of the heater material forming the heating part 22 is placed horizontally is shown from the viewpoint of suppressing the growth of the bubbles 3 of the working liquid 2, but the present invention is limited to this. It may be arranged vertically (a posture extending in the vertical direction) in consideration of other viewpoints and the like.
  • the heating fluid 2 contains water and a defoaming material.
  • the heating fixture 10 can reduce the bubbles 3 when the working liquid 2 boils, and suppress the shock wave caused by the bubbles 3. This makes it possible to promote noise reduction during operation of the heating fixture 10.
  • the working liquid 2 is said to contain a silicone emulsion as a defoaming material. According to such a configuration, it is possible to suppress the generation of bubbles 3 due to boiling without reducing the thermal conductivity of the working liquid 2, and to contribute to further noise reduction of the heating appliance 10.
  • the defoaming material added to the working liquid 2 not only the silicone emulsion but also various defoaming materials can be used.
  • the defoaming material to be used may be selected according to the material of the working liquid 2.
  • the silicone content of the defoaming material is set to 2 to 20%, but the silicone content of the defoaming material is not limited to this, and the silicone content of the defoaming material depends on the properties of the silicone emulsion and the properties of the working liquid 2. It can be changed as appropriate.
  • the heating fixture 10 may have a different configuration in addition to the above-mentioned configuration.
  • the heating fixture 10 may further include a mesh unit 80 (net unit) surrounding the heating unit 22.
  • a mesh unit 80 net unit
  • the heating fixture 10 may further include a mesh unit 80 (net unit) surrounding the heating unit 22.
  • the mesh portion 80 can be made of, for example, a metal such as stainless steel or a material such as resin.
  • the size of the holes in the mesh portion 80 may be made finer by crushing the bubbles 3 of the working liquid 2 generated in the heating portion 22. Further, it is preferable that the mesh portion 80 has a hole formed at least on the upper surface side of the heating portion 22.
  • the mesh portion 80 may be fixed to a rib 24 or the like provided on the bottom portion 21a of the hydraulic fluid storage portion 21, or may be directly fixed to the bottom portion 21a.
  • the partition wall 23 may also be fixed directly to the bottom portion 21a or fixed with a rib 24 or the like. When the partition wall 23 is fixed by the rib 24, it is preferable to form the distribution portion 23a on the rib 24 as well.
  • the grown bubbles 3 can be crushed into small pieces, so that an aggregate of small bubbles 3 can be obtained.
  • the aggregated bubbles 3 do not all burst at once, but burst with a time lag from each other, so that a large shock wave is not generated. Therefore, it is possible to reduce the noise of the heating fixture 10, and it is possible to provide the heating fixture 10 that can withstand use at night at bedtime or the like. Moreover, it is possible to provide a heating fixture 10 having a quick warming property that takes advantage of the speed of temperature rise, which is an advantage of the heat pipe type.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an embodiment when the shape of the heating part 22 is changed in the modified example using the mesh part 80 described above.
  • the heating portion 22 is formed in a rod shape and is arranged so as to extend in the vertical direction.
  • the shape of the mesh portion 80 is also formed so as to extend in the vertical direction according to the shape of the heating portion 22.
  • the heating unit 22 When the heating unit 22 is arranged so as to extend in the vertical direction as shown in FIG. 6, the bubbles 3 of the working liquid 2 tend to rise along the heating unit 22.
  • the mesh portion 80 also extends in the vertical direction, and by arranging the mesh portion 80 so as to cover the heating portion 22, it is possible to prevent the shock wave from reaching the side wall 21b of the hydraulic fluid storage portion 21. can. Therefore, even in the case of the configuration as shown in FIG. 6, it is possible to suppress the generation of sound due to the collision of the bubbles 3 with the side wall 21b. Further, according to the configuration as shown in FIG. 6, the bubbles 3 rising along the heating portion 22 are finely crushed by the mesh portion 80 to form an aggregate of small bubbles 3.
  • the aggregated bubbles 3 do not all burst at once, but burst with a time lag from each other, so that a large shock wave is not generated. Therefore, the shock wave extending to the upper wall 21c of the hydraulic fluid storage section 21 and the hydraulic fluid condensing section 30 can be alleviated.
  • the above-mentioned heating fixture 10 may have a configuration and arrangement of each part different from those exemplified in the above-described embodiment.
  • the shape and arrangement of the heat radiating unit 70 may be appropriately changed so that the surface area of the heat radiating unit 70 is larger than that described above in order to improve the heat radiating property.
  • the heat radiating unit 70 may be provided with a fan or may be a fan in combination with the heat radiating fins.
  • the heat radiating unit 70 may be, for example, as illustrated in FIGS. 7 and 8 (a).
  • FIG. 7 is a schematic explanatory view showing a modified example of the heat radiating portion 70 used in the heating appliance 10 of the present invention
  • FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • the heat radiating portion 70 is formed by laminating a plurality of discs at predetermined intervals in the axial direction.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the plane in a plan view showing still another modification of the heat radiating portion 70 used in the heating appliance 10 of the present invention.
  • the heat radiating portion 70 is formed as radial heat radiating fins, and the circumference of the working liquid condensing portion 30 is formed on the outside of the heat radiating fins (the radial outside of the working liquid condensing portion 30). It is formed in a shape bent in the direction.
  • the heat radiating portion 70 is formed over substantially the entire vertical direction with respect to the working liquid condensing portion 30 as in the embodiment of FIG. As a result, the contact area with air is widened, and the heat exchange efficiency between the heat pipe 20 and the external air is improved.
  • the heating fixture 10 of the above embodiment has the blower unit 60 arranged on the lower side, it may be configured such that the blower unit 60 is arranged on the upper side as shown in FIG. 9, for example.
  • air is taken into the main body frame 50 from the intake port 53 due to the negative pressure in the main body frame 50 generated when the blower unit 60 discharges warm air to the outside.
  • the blower unit 60 is arranged as shown in FIG. 9, the gas of the hydraulic fluid 2 that has reached the hydraulic fluid condensing unit 30 from the lower side to the upper side in the vaporized state is combined with the low temperature air taken in from the outside by the blower unit 60. It will exchange heat.
  • the air taken in by the blower unit 60 flows in the direction opposite to the flow direction of the vaporized hydraulic fluid 2 in the hydraulic fluid condensing unit 30. Therefore, according to the configuration as shown in FIG. 9, heat energy can be easily recovered from the gas of the working liquid 2 that has reached the working liquid condensing portion 30 from the lower side to the upper side, and improvement in thermal efficiency can be expected.
  • the positions where the blower unit 60, the blower port 52, and the intake port 53 are provided can be appropriately changed. Further, the blower unit 60 may be provided not only in a single unit but also in a plurality of units.
  • the heating device 10 of the above embodiment exemplifies a structure in which the hydraulic fluid storage section 21 and the hydraulic fluid condensing section 30 are formed in a cylindrical shape, but these shapes are not limited to the cylindrical shape, and various types are used. A shape can be adopted. Further, the working liquid storage part 21 and the working liquid condensing part 30 may be integrally formed as well as those formed separately.
  • the heating unit 22 is arranged in the hydraulic fluid 2 of the hydraulic fluid storage unit 21, but for example, the heating unit 22 is provided outside the hydraulic fluid storage unit 21. It may be. Further, the heating unit 22 may use a heating means other than the heater. In this case, it is desirable to use a heating means that does not use fossil fuels from the viewpoint of suppressing air pollution in a room such as a living room. Further, from the viewpoint of ensuring quick warming, it is desirable that the heating unit 22 uses a heating means having a quick rise, such as a heater.
  • the heat radiating unit 70 is not limited to the above-described embodiment, and various shapes and materials can be used.
  • the heat radiating portion 70 which has good heat exchangeability.
  • the shape of the heating unit 22 can be various shapes, for example, a rod shape, a sheet shape, a spiral shape, or the like can be adopted. If the heat of condensation of the working liquid condensing unit 30 can be exchanged with the air outside the working liquid condensing unit 30, the heat radiating unit 70 may be abolished.
  • the hydraulic fluid storage unit 21 is supposed to have a partition wall 23, but the partition wall 23 may not be provided.
  • the side wall 21b and the upper wall 21c of the hydraulic fluid storage portion 21 may be thickly formed, or a defoaming material may be added to the hydraulic fluid 2.
  • a mesh portion 80 may be provided in place of or together with these.
  • the shape of the partition wall 23 is not limited to the above-described embodiment, and various shapes can be used.
  • the surface of the partition wall 23 in contact with the air bubbles 3 may be provided with irregularities, for example, so that the air bubbles 3 can be easily crushed.
  • various materials can be used as long as the shock wave can be reduced.
  • the heating fixture of the present invention can be used to heat various spaces.
  • the heating fixture of the present invention can be suitably used in a quiet space such as a bedroom or an environment where quick warming is desired.

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Abstract

【課題】部屋の温度を速く昇温させることが可能で、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制可能な暖房器具を提供すること。 【解決手段】暖房器具１０は、加熱により気化する作動液２が貯留された作動液貯留部２１と、作動液貯留部２１の作動液２内に配置され、作動液２を加熱する加熱部２２と、作動液貯留部２１の上方に向けて延びるように設けられ、前記作動液２の蒸気を内壁で凝縮させる作動液凝縮部３０と、作動液凝縮部２１の外壁に設けられた放熱部７０とを有している。暖房器具１０は、作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０の内部が常温で減圧状態に保たれるように封止され、作動液２の蒸気を作動液凝縮部３０で凝縮させることにより生じた凝縮熱を、放熱部７０を介して放熱することができる。

Description

暖房器具
　本発明は、暖房器具に関する。さらに詳しくは、ヒートパイプを用いた暖房器具に関する。
　従来から、空気の汚染が少ない暖房器具として、例えば下記特許文献１に開示されているようなオイルヒータ等が提供されている。オイルヒータは、密閉容器に密封された難燃性のオイルを電気ヒータで加熱しつつ、循環路を介して循環させて放熱させることにより、暖房運転を行える。そのため、従来技術のオイルヒータは、室内における空気の汚染を抑制しつつ暖房を行うことができる。
特開２００８－２６７６２６号公報
　ここで、上述したオイルヒータにおいて、密閉容器に密封された難燃性のオイルは熱容量が大きく、昇温させるために時間を要する。そのため、従来技術のオイルヒータは、使用開始から所望の温度まで立ち上がるのが遅いという問題があった。そのため、従来技術において、オイルヒータは、例えば、エアコンや石油ストーブ、電気ストーブ等のような素早く温度を上昇させることが可能な暖房器具と併用する必要があった。
　そこで本発明は、使用開始から所望の温度まで立ち上がるのに要する時間が短く、室内における空気の汚染を抑制しつつ暖房運転を行うことを可能とすることで、他の機器と併用せずとも暖房を可能とする暖房器具の提供を目的とした。
（１）上述した課題を解決すべく提供される本発明の暖房器具は、加熱により気化する作動液を貯留可能な作動液貯留部と、前記作動液を加熱することにより気化させることが可能な加熱部と、前記作動液貯留部の上方に向けて筒状に延びるように設けられ、前記加熱部により気化させた前記作動液の蒸気を内壁で凝縮させる作動液凝縮部と、前記作動液凝縮部の外壁に設けられた放熱部と、を有し、前記作動液貯留部及び前記作動液凝縮部は、内部が常温で減圧状態に保たれるように封止され、前記蒸気を前記作動液凝縮部で凝縮させることにより生じた凝縮熱を、前記放熱部を介して放熱することで暖房を行うことを特徴とするものである。
　上述した暖房器具は、減圧状態で封止された作動液貯留部及び作動液凝縮部内の作動液を加熱部で加熱して気化させ、当該作動液の蒸気を作動液凝縮部で凝縮させる際に生じる凝縮熱を放熱部により、放熱させるものとされている。そのため、加熱部の熱を作動液に効率的に伝え、当該作動液の凝縮熱を放熱部に効率的に伝導させることができる。従って、上述した構成によれば、熱容量を小さくすることができ、設置された空間を速く昇温させることが可能な暖房器具を提供できる。
　なお、上述した暖房器具において、作動液貯留部及び作動液凝縮部の減圧度合いは、真空度が高い（作動液の飽和蒸気圧に近い）ものであると良い。また、放熱部は、放熱性を高めるために、放熱フィンのように表面積の広いものを用いると良い。また、放熱部は、ファンを備えるものや放熱フィンとファンとを併用するものとすると良い。このように放熱部を有するものとすることにより、作動液凝縮部における作動液の凝縮を促進するとともに、放熱部の外周部における温度を低下させることができるので、使用者等が高温部分に直接接触することを抑制できる。
　ここで、上述した暖房器具のように、加熱部によって加熱された作動液（水等の揮発性液体）を凝縮させる際の熱の移動を利用して、暖房を行うものとする場合、作動液貯留部内で作動液が沸騰することで生じた気泡が破裂することによる衝撃波（沸騰音とも称する）が生じることがある。このような衝撃波（沸騰音）が発生すると、例えば寝室等の静かな空間で使用しにくいという問題が生じかねない。
（２）かかる課題を解決すべく、上述した暖房器具は、前記作動液貯留部が側壁を有し、前記加熱部と前記側壁との間に、前記加熱部の側方を囲うように配置された隔壁を有するものとすると良い。
　かかる構成によれば、作動液の沸騰による衝撃波（沸騰音とも称する）を隔壁により、減衰させることができる。そのため、衝撃波が作動液貯留部の側壁に伝わることを抑制でき、動作音の小さい暖房器具を作動させることができる。
（３）上述した暖房器具は、前記隔壁が、鉛、銅、もしくは鉛及び銅のうち少なくとも一方を含む合金よりなるものであると良い。
　かかる構成によれば、内部損失の大きい材質で隔壁をなすことによって、他の材質によって隔壁を構成する場合に比べて作動液の沸騰による衝撃波を隔壁で減衰させる効果の向上が期待できる。これにより、衝撃波が作動液貯留部や作動液凝縮部に伝わることを抑制でき、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制できる。
（４）上述した暖房器具は、前記隔壁の上辺が、前記加熱部で加熱しているときの前記作動液の液面よりも高い位置にあるものであると良い。
　かかる構成によれば、隔壁の内側に作動液の気泡を発生させることができるので、破裂する際の衝撃波が隔壁の外側に伝わることを抑制できる。これにより、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制できる。
（５）上述した暖房器具は、前記隔壁が、前記加熱部及び前記作動液貯留部の側壁に触れないように配置され、前記作動液貯留部の底部に対し、複数の固定点で固定されており、互いの固定点の間の少なくとも１か所に、前記隔壁内外の作動液が相互に流通可能な流通部を有するものであると良い。
　かかる構成によれば、作動液の沸騰により生じた気泡が破裂することによる衝撃波が隔壁の外側に伝播するのを抑制しつつ、流通部を介して隔壁の内外に作動液を流通させることができる。これにより、作動液貯留部の側壁と隔壁との間の空間を有効に利用することができるので、暖房器具を大型化させずに出力を確保することができる。
（６）上述した暖房器具は、前記作動液凝縮部が、前記作動液貯留部よりも小径に形成され、前記隔壁が、平面視において、前記作動液凝縮部の内壁と前記作動液貯留部の側壁との間に配置されているものであると良い。
　かかる構成によれば、作動液凝縮部において凝縮して液化した作動液の液滴を、加熱部の近傍に落下させることができる。そのため、上述した構成によれば、凝縮熱を失って再度液化した作動液を、直ぐに加熱部により加熱して気化させることができる。よって、上述した構成によれば、作動液凝縮部内において作動液をスムーズに循環させることができる。従って、上述した構成によれば、所望の温度まで立ち上がるのに要する時間が短い暖房器具を提供することができる。
　ここで、本発明者らが鋭意検討したところ、形成される気泡の大きさが大きいほど、気泡が破裂することによる衝撃波が大きくなる傾向にあることを見いだした。また、本発明者らが鋭意検討したところ、加熱部に電気ヒータを用いる場合、通電により発熱するヒータ素材の主要部を水平方向に配することで、気泡が大きくなるのを抑制できることが見いだされた。
（７）かかる知見に基づけば、上述した暖房器具は、前記加熱部が、電気ヒータであり、棒状又は細板状のヒータ素材を折り曲げて形成され、素材の主たる部分が水平方向に配されているものであると良い。
　上述した構成によれば、作動液に発生した気泡が大きくなるのを抑制し、大きな衝撃波が発生するのを抑制できる。従って、上述した構成によれば、作動液の気泡の破裂に伴う衝撃波の発生に起因する作動音を低減することができる。
（８）上述した暖房器具は、前記作動液が、水及び消泡材を含むものであると良い。
　かかる構成によれば、消泡材により、作動液が沸騰する際の気泡を小さくすることができる。従って、上述した構成によれば、作動液の気泡の大きさを最小限に抑制し、暖房運転に伴って発生する衝撃波や作動音を低減することができる。
（９）上述した暖房器具は、前記消泡材が、シリコーンのエマルジョンであることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、作動液の熱伝導性を減じることなく、沸騰による気泡の発生を抑制することができる。これにより、気泡による衝撃波を抑制することができるので、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制できる。
（１０）上述したように消泡剤としてシリコーンのエマルジョンを用いる場合には、前記作動液のシリコーン含有量が、２～２０％であると良い。
　かかる構成によれば、作動液の熱伝導性を減じることなく、沸騰による気泡の発生を抑制することができる。なお、シリコーン含有量は、より好ましくは、３～１０％とすると良い。さらに好ましくは、シリコーン含有量は、４．５％とすると良い。
（１１）上述した暖房器具は、前記加熱部の少なくとも上面が、メッシュ部により覆われているものであると良い。
　かかる構成によれば、加熱部の周囲で発生した作動液の気泡が上昇する際に、メッシュ部により破砕されて、小さい気泡とすることができる。これにより、作動液の気泡により発生する衝撃波を減じ、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制できる。なお、メッシュ部のメッシュの大きさは、メッシュ部に到達する気泡の大きさとして想定される大きさを下回るものとすれば良い。
　本発明によれば、使用開始から所望の温度まで立ち上がるのに要する時間が短く、室内における空気の汚染を抑制しつつ暖房運転を行うことを可能とすることで、他の機器と併用せずとも暖房を可能とする暖房器具を提供できる。
本発明の一実施形態に係る暖房器具を正面方向から見た概略断面図である。 図１における要部拡大断面図である。 （ａ）は図１のＡ－Ａ方向断面矢視図、（ｂ）は図２のＢ－Ｂ方向断面矢視図である。 変形例に係る暖房器具の要部拡大断面図である。 図４のＣ－Ｃ方向断面矢視図である。 図４におけるメッシュ部の変形例に係る要部拡大断面図である。 変形例に係る暖房器具の正面方向から見た概略断面図である。 （ａ）は図７のＤ－Ｄ方向矢視断面図、（ｂ）は放熱部の変形例を表す説明図である。 送風部の配置の変形例を表す概略図である。
　本発明の暖房器具の一実施形態について、以下に詳細を説明する。なお、各図における寸法は、説明の便宜上、実際の比率と異なる場合があることに留意されたい。
　図１は、本発明の一実施形態に係る暖房器具１０の正面方向から見た概略断面図である。図１に示すように、暖房器具１０は、ヒートパイプ２０と、ヒートパイプ２０を囲う本体枠５０と、本体枠５０に設けられた送風部６０と、ヒートパイプ２０の外周に設けられた放熱部７０等を有している。
　ヒートパイプ２０は、作動液２が貯留された作動液貯留部２１と、気化した作動液２を凝縮させる作動液凝縮部３０とを有している。作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０は、内部が減圧状態（例えば、真空状態）となるように封止され、密封容器を形成している。作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０のうち、少なくとも作動液凝縮部３０は、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等の金属材料により構成されている。作動液２は、例えば、水等の揮発性液体から構成されている。これにより、ヒートパイプ２０は、熱交換器の役割を果たすものとされている。
　図２及び図３（ｂ）に示すように、作動液貯留部２１は、作動液２を貯留可能なように、例えば、円筒形状に形成されている。作動液貯留部２１は、円形状の底部２１ａと、底部２１ａから上方に向けて延びるように設けられた円筒形状の側壁２１ｂと、側壁２１ｂの上端側を塞ぐように設けられた上壁２１ｃ等から形成されている。上壁２１ｃは、中央部に円形孔２１ｄが開口しており、円形孔２１ｄに円筒状の作動液凝縮部３０が接続されている。このとき、作動液凝縮部３０が円形孔２１ｄに挿入されるように継目３１を形成すると良い。これにより、作動液凝縮部３０で凝縮した作動液２の液滴４が、スムーズに作動液貯留部２１に落下して回収される。
　作動液貯留部２１は、加熱部２２と隔壁２３とを、内部に有している。加熱部２２は、作動液２を加熱して気化させることができる。加熱部２２は、略円環状に形成されたヒータによって構成されている。加熱部２２をなすヒータは、例えば、シーズヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータ等の各種のものを用いることができる。上述したヒータは、例えば、通電により加熱できる電気ヒータを用いることができる。また、加熱部２２の形状も、棒状、渦巻き状、シート状のものなどの各種の形状のものを使用できる。ここで、気泡が破裂する際の衝撃波は、気泡が大きいほど大きくなると想定される。そのため、本実施形態では、加熱部２２は、棒状又は細板状のヒータ素材を折り曲げて形成されたものとされ、素材の主たる部分が水平方向に配されている。また、加熱部２２は、底部２１ａ上の中央付近に設けられている。従って、作動液２に発生した気泡３が上昇することにより成長して大きくなるのを抑制できる。加熱部２２は、底部２１ａに固定されており、配線部分を気密に保つように適宜の手段でシールされている。
　また、作動液２は、水及び消泡材を含むものとされている。これにより、作動液２が沸騰して気化する際に発生する気泡３を小さく、あるいは、消泡させることができる。消泡材には、例えば、シリコーンエマルジョンを用いることができる。また、消泡材にシリコーンエマルジョンを用いる場合は、シリコーン含有量が、例えば２～２０％であることが望ましい。また、シリコーン含有量は、より好ましくは、４．５％であると良い。これにより、作動液２の揮発性や熱交換性能を維持しながら、気泡３の発生の抑制又は気泡３の小径化を図ることができる。
　隔壁２３は、加熱部２２と側壁２１ｂとの間を隔てるものである。隔壁２３は、加熱部２２の側方を囲うように配置されている。隔壁２３は、作動液２が沸騰する際に発生する気泡３が破裂する際の衝撃波を吸収あるいは緩衝し、ヒートパイプ２０の外部に衝撃波が伝わることを抑制する。
　隔壁２３の高さ（上辺）は、加熱部２２を通電等により加熱しているときの作動液２の液面より、高い位置に設定されている。従って、加熱部２２で加熱されて沸騰した作動液２の気泡３が、側壁２１ｂ側に移動することが抑制される。これにより、気泡３が側壁２１ｂと接触したり、気泡３が側壁２１ｂ近傍で破裂したりして発生する衝撃波を抑制できる。
　また、隔壁２３は、加熱部２２及び作動液貯留部２１の側壁２１ｂに触れないように配置されている。図３（ｂ）に示すように、隔壁２３の下端側は、作動液貯留部２１の底部２１ａに対し、円周方向に亘って複数の固定点２３ｂで固定されている。また、隔壁２３は、互いの固定点２３ｂの間の少なくとも１か所に、隔壁２３内外の作動液２が相互に流通可能な流通部２３ａを有している。
　流通部２３ａは、作動液２の流通が可能なように、スリット状に形成されている。これにより、作動液２を、隔壁２３と側壁２１ｂとの間で自由に流通可能とされている。流通部２３ａは、底部２１ａ側の位置に設けられている。また、隔壁２３を配置することにより、側壁２１ｂと隔壁２３との間に位置する作動液２に対して、隔壁２３よりも軸心側から直接的に衝撃波が伝播するのを抑制できる。側壁２１ｂと隔壁２３との間にある作動液２は、隔壁２３よりも軸心側の領域において発生した衝撃波を吸収したり、減衰させたりする効果を発揮したりするものとして期待できる。隔壁２３は、例えば、内部損失が大きい鉛、銅、もしくは、鉛及び銅の少なくとも一方を含む合金よりなるものとすることが望ましい。これにより、上記衝撃波を隔壁２３でより効率的に減衰させることができる。
上壁２１ｃや底部２１ａは、側壁２１ｂよりも厚く形成しておくと良い。これにより、気泡３による上下方向への衝撃波が、上壁２１ｃや底部２１ａに及ぶことを抑制する効果が期待できる。
　図１及び図２に示すように、作動液凝縮部３０は、上下方向に延びるように形成された所定の長さを有する筒体（パイプとも称する）である。作動液凝縮部３０は、作動液貯留部２１よりも小径に形成されている。作動液凝縮部３０は、内部で気化して上昇する作動液２の蒸気を凝縮させるものである。具体的には、作動液貯留部２１でヒータにより沸騰させられた作動液２は、作動液凝縮部３０の内壁で凝縮して凝縮熱を発生させる。前記凝縮熱が発生することにより、当該凝縮熱の発生部分の温度が上昇する。新たに発生する作動液２の蒸気は、作動液凝縮部３０のより温度が低いところで凝縮し、新たな凝縮熱を発生させる。上述した工程が繰り返し行われることで、作動液凝縮部３０の温度は、場所に関わらずほぼ一定に保たれることとなる。この熱移動の過程で、作動液凝縮部３０の内部と作動液凝縮部３０の外部の空気との間での熱交換が行われる。すなわち、作動液２の凝縮熱が、作動液凝縮部３０の外部の空気に伝達される。作動液凝縮部３０で凝縮した作動液２の液滴４は、内壁を伝って、再び、作動液貯留部２１に落下して回収される。
　図３（ａ）は、図１のＡ－Ａ方向矢視断面図である。図３（ａ）に示すように、放熱部７０は、作動液凝縮部３０の外壁に設けられた放熱フィンである。本実施形態では、放熱部７０は、放射状に配置されており、作動液凝縮部３０の上端側から下端側に亘って形成されている。また、放熱部７０は、作動液凝縮部３０の外周に接するように設けられている。そのため、放熱部７０は、作動液凝縮部３０における作動液２の凝縮を促進でき、作動液凝縮部３０の内部の熱を外部の空気に効率良く熱交換により伝達できる。放熱部７０は、例えばアルミニウムや銅等の熱交換性の良い素材を用いることができる。なお、持ち運び性を考慮した場合、放熱部７０は、アルミニウム等の軽量で熱交換性の良い素材を用いれば良い。また、放熱部７０は、作動液凝縮部３０側から外周側に向けて放熱されていくため、外周側の温度が低下する。そのため、放熱部７０に対して外周側にある本体枠５０等が過熱するのを抑制できる。これにより、暖房器具１０の使用者等が通常の使用形態において直接触れると想定される箇所が、過剰に高温になるのを抑制できる。このように放熱部７０を構成した場合、放熱部７０の温度上昇によって周辺の空気が暖められて上昇し、下方から上方への気流が発生する。これにより、後述する送風部６０を設けなかったとしても、室内の空気を温めることが出来る。
　また、図１に示すように、本体枠５０の下方で、作動液貯留部２１の下方には、送風部６０が設けられている。送風部６０は、単数又は複数（本実施形態では単数）の送風ファンを備えたものとされている。送風部６０は、本体枠５０の下方から外部の空気を本体枠５０の内部に送り込むことができる。また、送風部６０から取り込まれた空気は、本体枠５０に設けられた複数の整流板５１により、図示矢印のように放熱部７０に送り込まれる。送風部６０から取り込まれた空気は、放熱部７０及び作動液凝縮部３０の熱を受け取って加熱され、本体枠５０上方に設けられた送風口５２から放出される。これにより、暖房器具１０は、送風部６０を設けない場合に比べ、暖房器具１０が設置された空間をより効率的に暖めることが可能である。
　また、暖房器具１０には、図示しない制御装置や操作スイッチが設けられており、加熱部２２や送風部６０等の各種の制御を行うことができる。これらにより、本発明の暖房器具１０は、部屋の温度を速く昇温させることが可能で、暖房運転に伴って発生する作動音を最小限に抑制できる。また、本発明の暖房器具１０は、例えば、寝室等の静かな空間においても、躊躇なく使用でき、睡眠等を妨げることがない。さらに、本発明の暖房器具１０において、加熱部２２に通電により加熱するヒータを用いる場合は、速暖性が確保でき、空気を汚染することも抑制できる。
　上述したように、本実施形態の暖房器具１０は、作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０の内部に減圧状態で封止された作動液２を、加熱部２２において加熱して気化させると共に、作動液２の蒸気を作動液凝縮部３０で凝縮させることで生じる凝縮熱を放熱部７０を介して放熱させるものとされている。このような構成とされているため、暖房器具１０は、熱容量が小さく、居室等の空間を速く昇温させることができる。
　なお、本実施形態では、作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０をほぼ作動液２の飽和蒸気圧となるように減圧状態とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０は、内圧が大気圧よりも低ければ良く、真空度が高いとさらに良い。
　また、上述した暖房器具１０は、作動液貯留部２１が側壁２１ｂを備えると共に、側壁２１ｂと加熱部２２との間に、加熱部２２の側方を囲うように配置された隔壁２３を備えたものとされている。そのため、暖房器具１０は、作動液２の沸騰による気泡が破裂した際に発生する衝撃波が発生したとしても、この衝撃波を隔壁２３によって減衰させ、側壁２１ｂに伝わるのを抑制できる。従って、上述した暖房器具１０は、暖房運転の際の作動音が極めて小さい。
　上述した暖房器具１０において、隔壁２３は、鉛や銅、もしくは鉛や銅を含む合金よって構成された素材を用いて形成されている。これらの素材により隔壁２３を形成することにより、作動液２の沸騰による衝撃波の減衰効果を高まることができる。なお、本実施形態では、前述したような素材によって隔壁２３を形成した例を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、隔壁２３は、前述した金属系の素材に限定されず、例えば他の種類の金属系の素材や、樹脂、ゴム、エラストマー等、衝撃波の吸収作用や防振作用を有する素材を用いても良い。また、隔壁２３の素材に起因する衝撃波の吸収作用や防振作用を求めない場合には、隔壁２３の素材として、前述したものに限定されず適宜のものを採用すると良い。
　上述した暖房器具１０において、隔壁２３は、その上辺が、加熱部２２で加熱しているときの作動液２の液面よりも高い位置にあるものとされている。これにより、作動液２の沸騰による衝撃波が隔壁２３の外側に伝わることを抑制し、暖房運転時の静音性をより一層向上させることができる。なお、本実施形態では、隔壁２３の高さを、作動液２の液面よりも高い位置になるように調整した例を示したが、作動温度（作動液が沸騰により気泡を生ずる状態での温度）において、作動液２の液面が隔壁２３の上辺よりも低い位置にあればよい。また、隔壁２３の上辺は、作動液２が沸騰する際に、波立つ液面よりも高い位置にあることが望ましい。このように隔壁２３の上辺の位置を設定することにより、衝撃波が作動液貯留部２１の側壁２１ｂに及ぶことを抑制できる。また、例えば、隔壁２３の高さを、作動液２の液面よりも低くしつつ、他の部材を設けることによって作動液２の沸騰による衝撃波の伝播を抑制できる場合等には、隔壁２３の高さを作動液２の液面よりも低くしても良い。
　上述した暖房器具１０は、隔壁２３に流通部２３ａを設け、隔壁２３内外の作動液２が相互に流通可能としたものである。これにより、暖房器具１０は、作動液２の沸騰による衝撃波を、隔壁２３の外側に伝えることなく、作動液２を、流通部２３ａを介して隔壁２３の内外に流通させ、側壁２１ｂと隔壁２３との間の空間を有効利用できる。なお、本実施形態では、隔壁２３に流通部２３ａを設けた例を示したが、暖房器具１０は、例えば流通部２３ａを設けないものとしたり、流通部２３ａの形状を上述したものとは異なるものとしたりしても良い。
　また、上述した暖房器具１０において、隔壁２３は、加熱部２２及び作動液貯留部２１の側壁２１ｂに触れないように配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、暖房器具１０は、隔壁２３として作動液２の衝撃波を低減できる素材や構成を備えたものを用いる場合等においては、隔壁２３が側壁２１ｂに触れるものであっても良い。また、隔壁２３の流通部２３ａの形状や大きさは、作動液２の流通や衝撃波の低減に影響が出ない範囲で適宜変更できる。
　上述したように、暖房器具１０は、作動液凝縮部３０が、作動液貯留部２１よりも小径に形成されている。また、隔壁２３は、平面視において、作動液凝縮部３０の内壁と作動液貯留部２１の側壁２１ｂとの間に配置されている。このような構成とされているため、作動液凝縮部３０で凝縮して落下する作動液２の液滴を加熱部２２の近傍に落下させ、落下後まもなく加熱部２２により加熱することができる。従って、暖房器具１０においては、作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０の内部において作動液２をスムーズに循環させることができる。これにより、暖房器具１０は、温度ムラが少なくなるように暖房を行うことができる。
　なお、本実施形態では、作動液凝縮部３０を作動液貯留部２１よりも小径に形成すると共に、平面視において隔壁２３を作動液凝縮部３０の内壁と作動液貯留部２１の側壁２１ｂとの間に配置した例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、作動液凝縮部３０と作動液貯留部２１との間に、テーパー状のダクトのようなものを設ける等して、作動液凝縮部３０において凝縮した作動液２を加熱部２２の近傍等の特定の位置に誘導できる構成等としても良い。
　上述したように、暖房器具１０は、加熱部２２が、棒状又は細板状のヒータ素材を折り曲げて形成され、素材の主たる部分を水平方向に配したものとされている。そのため、暖房器具１０は、作動液２に発生した気泡３が上昇に伴って成長して大きくなるのを抑制できる。これにより、作動液２の気泡３により発生する衝撃波を低減することができる。なお、本実施形態では、作動液２の気泡３の成長を抑制する等の観点から、加熱部２２をなすヒータ素材の主要部を横置きにした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の観点等を考慮し、縦置き（上下方向に向けて延びる姿勢）で配置する等しても良い。
　上述したように、暖房器具１０においては、作動液２として、水及び消泡材を含むものを用いている。これにより、暖房器具１０は、作動液２が沸騰する際の気泡３を小さくし、気泡３による衝撃波を抑制することができる。これにより、暖房器具１０における運転時の静音化を促進できる。また、作動液２は、消泡材として、シリコーンのエマルジョンを含有したものとされている。このような構成によれば、作動液２の熱伝導性を減じることなく、沸騰による気泡３の発生を抑制し、暖房器具１０の更なる静音化に貢献できる。
　なお、本実施形態の暖房器具１０では、作動液２に水を用いているが、作動液２は、水以外の各種の液体を使用できる。また、作動液２に添加する消泡材もシリコーンエマルジョンだけでなく、各種の消泡材を用いることができる。この場合、作動液２の材質に応じて、使用する消泡材を選択すれば良い。また、本実施形態では、消泡材のシリコーン含有量を２～２０％としたが、これには限定されず、消泡材のシリコーン含有量は、シリコーンエマルジョンの性状や作動液２の性状に応じて適宜変更できる。
　暖房器具１０は、上述した構成に加えて、さらに別の構成を備えたものであっても良い。例えば、図４及び図５に示す変形例のように、暖房器具１０は、加熱部２２を取り囲むメッシュ部８０（網部）をさらに備えたものとしても良い。このような構成によれば、加熱部２２の周囲で発生した作動液２の気泡３が上昇する際に、気泡３をメッシュ部８０により破砕して小さくすることができる。これにより、作動液２の気泡３により発生する衝撃波を減じ、暖房器具１０の運転音を静音化できる。
　さらに詳細に説明すると、メッシュ部８０は、例えば、ステンレス等の金属や樹脂等の素材で構成することができる。メッシュ部８０の孔の大きさは、加熱部２２で発生する作動液２の気泡３を破砕して細かくできるものとすると良い。また、メッシュ部８０は、少なくとも加熱部２２の上面側に孔が形成されていると良い。メッシュ部８０は、作動液貯留部２１の底部２１ａに設けたリブ２４等に固定するか、直接底部２１ａに固定すると良い。なお、隔壁２３も、底部２１ａに直接固定するか、リブ２４等で固定すると良い。隔壁２３をリブ２４で固定する場合は、リブ２４にも流通部２３ａを形成すると良い。
　上述の構成を採用することで、成長した気泡３を破砕して細かくすることができるので、小さな気泡３の集合体とすることができる。これにより、集合体となった気泡３は、一度に全てが破裂することがなく、互いに時間差をもって破裂するので、大きな衝撃波を生ずることがない。そのため、暖房器具１０の静音化を図ることができ、夜間の就寝時等の使用に耐え得る暖房器具１０を提供することができる。しかも、ヒートパイプ式の利点である温度の立ち上がりの速さを活かした速暖性を有する暖房器具１０を提供することができる。
　図６は、上述のメッシュ部８０を用いた変形例において、加熱部２２の形状を変更した場合の実施形態を表す要部拡大断面図である。図６に示す変形例では、加熱部２２が棒状に形成されており、上下方向に延びるように配置されている。また、加熱部２２の形状に合わせて、メッシュ部８０の形状も上下方向に延びるように形成されている。
　図６のように加熱部２２を上下方向に延びるように配置すると、作動液２の気泡３が、加熱部２２に沿って上昇しやすい。しかしながら、加熱部２２と同様にメッシュ部８０も上下方向に延びるものとし、加熱部２２を覆うように配置することで、作動液貯留部２１の側壁２１ｂ方向に衝撃波が及び難いものとすることができる。従って、図６のような構成とした場合にも、側壁２１ｂに気泡３が衝突することによる音の発生を抑制できる。また、図６のような構成によれば、加熱部２２に沿って上昇した気泡３は、メッシュ部８０により細かく破砕され、小さな気泡３の集合体とされる。そのため、集合体となった気泡３は、一度に全てが破裂することがなく、互いに時間差をもって破裂するので、大きな衝撃波を生ずることがない。従って、作動液貯留部２１の上壁２１ｃや作動液凝縮部３０に及ぶ衝撃波も緩和させることができる。
　上述した暖房器具１０は、各部の構成や配置を上記実施形態において例示したものとは異なるものとしても良い。例えば、放熱部７０は、放熱性を高めるために、上述したものよりも表面積が大きくなるように、形状や配置を適宜変更しても良い。また、放熱部７０は、ファンを備えるものや放熱フィンとファンとを併用するものであっても良い。このように放熱部７０を有するものとすることにより、放熱部７０の外周部における温度を低下させることができるので、使用者等が高温部分に直接接触することを抑制できる。
　さらに具体的には、放熱部７０は、例えば図７や図８（ａ）に例示するようなものとしても良い。図７は、本発明の暖房器具１０に用いる放熱部７０の変形例を表す概略説明図であり、図８（ａ）は、図７のＤ－Ｄ方向矢視断面図である。図７及び図８（ａ）に示す変形例は、放熱部７０が、複数の円板を軸線方向に向けて所定の間隔毎に積層して形成したものである。放熱部７０をこのような構成とすることによっても、空気との接触面積を広げ、ヒートパイプ２０との熱交換効率を向上させることができる。
　図８（ｂ）は、本発明の暖房器具１０に用いる放熱部７０のさらに別の変形例を表す平面方向矢視断面図である。図８（ｂ）に示す変形例においては、放熱部７０が、放射状の放熱フィンとして形成され、当該放熱フィンの外側（作動液凝縮部３０の径方向外側）において、作動液凝縮部３０の周方向に折り曲げられた形状に形成されている。また、図示しないが、放熱部７０は、図１の実施形態と同様に作動液凝縮部３０に対して上下方向の略全域に亘って形成されている。これにより、空気との接触面積が広げられ、ヒートパイプ２０と外部の空気との熱交換効率が向上する。
　また、上記実施形態の暖房器具１０は、送風部６０を下方側に配置したものであるが、例えば図９に示すように、送風部６０を上方側に配置変更した構成としても良い。この場合は、送風部６０が外部に暖気を放出する際に生じる本体枠５０内の負圧により、吸気口５３から空気が本体枠５０内に吸気される。また、図９のように送風部６０を配置すると、気化した状態で作動液凝縮部３０を下方から上方に到達した作動液２の気体が、送風部６０によって外部から取り入れられた低温の空気と熱交換することになる。すなわち、作動液凝縮部３０における気化した作動液２の流れ方向に対して反対方向に向けて、送風部６０によって取り込まれた空気が流れることになる。そのため、図９のような構成によれば、作動液凝縮部３０を下方から上方に到達した作動液２の気体からも熱エネルギーの回収がしやすくなり、熱効率の向上が期待できる。なお、送風部６０、送風口５２及び吸気口５３を設ける位置は、適宜変更することができる。また、送風部６０は、単数だけではなく複数設けることも可能である。
　また、上記実施形態の暖房器具１０は、作動液貯留部２１や作動液凝縮部３０を円筒形状に形成したものを例示したが、これらの形状は円筒形に限定されるものでなく、各種の形状のものを採用できる。また、作動液貯留部２１及び作動液凝縮部３０が別体で構成されているものだけではなく、一体的に形成されているものであっても良い。
　上記実施形態において例示した暖房器具１０は、加熱部２２が作動液貯留部２１の作動液２内に配置されたものであるが、例えば、作動液貯留部２１の外部に加熱部２２を設けるものであっても良い。また、加熱部２２は、ヒータ以外の加熱手段を用いても良い。この場合は、居室等の室内における空気の汚染を抑制する等の観点からすれば、化石燃料を使用しない加熱手段を用いることが望ましい。また、速暖性を確保する観点からすれば、加熱部２２は、ヒータのように立ち上がりが速い加熱手段を用いることが望ましい。放熱部７０も、上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の形状や材質のものを用いることができる。この場合、放熱部７０は、熱交換性が良く、軽量な素材を用いると良い。また、加熱部２２の形状は、各種の形状のものとすることができ、例えば、棒状、シート状、らせん状のものなどを採用することができる。なお、作動液凝縮部３０の凝縮熱を作動液凝縮部３０の外側の空気と熱交換ができる場合は、放熱部７０を廃しても良い。
　また、上記実施形態において例示した暖房器具１０は、作動液貯留部２１が隔壁２３を有するものとされているが、隔壁２３を設けないものであっても良い。この場合は、作動液貯留部２１の側壁２１ｂや上壁２１ｃを厚く形成したり、作動液２に消泡材を加えたりすると良い。また、これらに代えて、あるいは、これらと共にメッシュ部８０が設けられても良い。また、隔壁２３の形状は上述の実施形態に限定されるものではなく、各種の形状のものを使用できる。隔壁２３の気泡３と接する面は、適宜気泡３を破砕しやすいように例えば凹凸を設けても良い。また、隔壁２３の材質は、衝撃波を低減できるものであれば、各種の材質のものを用いることができる。
　本発明は、上述した実施形態や変形例等として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
　本発明の暖房器具は、各種の空間を暖める場合に利用することが可能である。本発明の暖房器具は、寝室等、静かな空間や速暖したいような環境で好適に利用することが可能である。
　　　２　：作動液
　　　３　：気泡
　　　４　：液滴
　　１０　：暖房器具
　　２０　：ヒートパイプ
　　２１　：作動液貯留部
　　２１ａ：底部
　　２１ｂ：側壁
　　２１ｃ：上壁
　　２２　：加熱部
　　２３　：隔壁
　　２３ａ：流通部
　　２３ｂ：固定点
　　３０　：作動液凝縮部
　　５０　：本体枠
　　５１　：整流板
　　５２　：送風口
　　５３　：吸気口
　　６０　：送風部
　　７０　：放熱部
　　８０　：メッシュ部（網部）

Claims (11)

  1. 　加熱により気化する作動液を貯留可能な作動液貯留部と、
    　前記作動液を加熱することにより気化させることが可能な加熱部と、
    　前記作動液貯留部の上方に向けて筒状に延びるように設けられ、前記加熱部により気化させた前記作動液の蒸気を内壁で凝縮させる作動液凝縮部と、
    　前記作動液凝縮部の外壁に設けられた放熱部と、を有し、
    　前記作動液貯留部及び前記作動液凝縮部は、内部が常温で減圧状態に保たれるように封止され、
    　前記蒸気を前記作動液凝縮部で凝縮させることにより生じた凝縮熱を、前記放熱部を介して放熱することで暖房を行うことを特徴とする暖房器具。
  2. 　前記作動液貯留部が側壁を有し、
    　前記加熱部と前記側壁との間に、前記加熱部の側方を囲うように配置された隔壁を有することを特徴とする請求項１に記載の暖房器具。
  3. 　前記隔壁が、鉛、銅、もしくは鉛及び銅のうち少なくとも一方を含む合金よりなることを特徴とする請求項２に記載の暖房器具。
  4. 　前記隔壁の上辺が、前記加熱部で加熱しているときの前記作動液の液面よりも高い位置にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の暖房器具。
  5. 　前記隔壁が、前記加熱部及び前記作動液貯留部の側壁に触れないように配置され、
    　前記作動液貯留部の底部に対し、複数の固定点で固定されており、互いの固定点の間の少なくとも１か所に、前記隔壁内外の作動液が相互に流通可能な流通部を有することを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の暖房器具。
  6. 　前記作動液凝縮部が、前記作動液貯留部よりも小径に形成され、
    　前記隔壁が、平面視において、前記作動液凝縮部の内壁と前記作動液貯留部の側壁との間に配置されていることを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の暖房器具。
  7. 　前記加熱部が、ヒータであり、棒状又は細板状のヒータ素材を折り曲げて形成され、素材の主たる部分が水平方向に配されていることを特徴とする請求項１に記載の暖房器具。
  8. 　前記作動液が、水及び消泡材を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の暖房器具。
  9. 　前記消泡材が、シリコーンのエマルジョンであることを特徴とする請求項８に記載の暖房器具。
  10. 　前記作動液のシリコーン含有量が、２～２０％であることを特徴とする請求項９に記載の暖房器具。
  11. 　前記加熱部の少なくとも上面が、メッシュ部により覆われていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の暖房器具。
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