説明

室内暖房用の放熱器に接続するための電気ヒーターユニットボックス

【課題】 温水循環暖房システムに於いて、放熱器へ接続する循環システム部を、コンパクトにヒーターユニットボックス内に収納して、搬送、施工容易とし、温水循環暖房システムの設計、配置の自由度を高める。

【解決手段】 両端の蓋1U,1Dで開閉自在とした角筒状のヒーターユニットボックス1内に、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、ボール弁6A,6B,6C、チーズ7,7Aを介してパイプで配管接続して、温水循環機能を収納し、該ヒーターユニットボックス1を温水循環放熱器HRに近接して立設又は横設可能とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、室内暖房用の放熱器に接続して用いるための、ユニットボックスに収納した電気ヒーターユニットボックスに関するものであって、家屋の室内暖房の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、室内用温水暖房システムとしては、各種のタイプが提案され実用化されており、典型的には、図6に示す従来例1、及び図7に示す従来例2がある。
図6に示す従来例1は、非特許文献1に挙げた典型的な室内温水暖房システムであって、図6(A)は暖房システムの概略説明図、図6(B)は放熱部正面図、図6(C)は放熱部の側面図である。
【0003】
即ち、従来例1(図6)は、圧力計、安全逃し弁、排水弁を備えた温水ボイラーを、電気、ガス等で加熱し、温水ボイラーで加熱した温水を、配管及び往き側ヘッダーを介して各居室内の放熱器に配置した放熱器に送水して室内暖房し、各放熱器から配管及び戻り側ヘッダーを介して温水をボイラーに戻して再加熱するものであり、1つの温水循環機能部には、循環ポンプ、密閉膨張タンク、空気抜き弁、ヘッダー等を収め、各放熱器にも、空気抜き弁、サーモスタッドバルブ、温水出入弁を配置したものであり、中央に配置した1つの温水循環システムで、多数の放熱器に接続するものである。
【0004】
また、従来例2(図7)は、特許文献1で挙げたものであって、図7に示す如く、加熱用銅管の外周面に多数の放熱フィンを配置し、加熱用銅管内の加熱室には、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、加熱室内に水溶液を充填し、更に加熱室から膨張室用銅管を、折曲管部を介して延出して膨張室とし、膨張室内にイナートガスを注入し、暖房器全体を加熱部と放熱部とを一体化した形態で小型化すると共に、放熱フィンを短時間のうちに加熱し、放熱の初期立上りを早くした暖房器である。
【非特許文献1】森永エンジニアリング(株)のパンフレット(番号0402−5C−dB)「森永温水パネル暖房技術資料」の、「設計、施工、運転上の注意事項」の項、及び同パンフレットの「サーモパネル取扱方法」の項
【特許文献1】実開平6−18813号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来例1(図6)の温水循環暖房システムは、安全逃し弁、圧力計、排水用仕切弁、給水用仕切弁を備えた温水ボイラーと、安全逃し弁を備えた密閉膨張タンクと、往き用及び戻り用ヘッダーと、温水循環ポンプと、ボイラーと循環ポンプ間に設置した空気抜き弁を備えたエアセパレータで構成する1つの温水循環暖房システムで、各室に配置した多数の放熱器群を、配管パイプで接続して作動させるものであり、1ヶ所のボイラー室から、廊下、壁、天井内の配管で各放熱器に接続しているため、次の問題がある。
【0006】
(イ).中央集中管理システム方式で1つの温水循環暖房システム部と、各分散配置放熱器群とを接続する配管は、建物の新築時の壁、床下、天井内での施工となり、温水循環システムから各放熱器への温水経路の、耐用中の損傷の復旧、修理は、床下、壁内、天井内の工事となるため、時間と経費が必要である。
(ロ).温水循環システム内の循環ポンプ等が故障すると、暖房システム全体の暖房が停止する。
(ハ).1ヶ所の循環システムからの各室内に至るまでの接続配管は、温水経路中に放熱するため、配管経路での熱損失が大きい。
【0007】
従来例2(図7)の電気暖房器にあっては、シーズヒーター内の水溶液を加熱するだけで温水が循環しないため、加熱温度に部分斑が生じ、放熱量が小さい。
そして、暖房の放熱は自然対流なので、放熱の部位による温度斑が生じて放熱部全面からの均斉な暖房が得られない。
また、放熱部と加熱部とは一体化しているため、サーモスタットによる電源のオン、オフ操作が頻繁となり、電力使用量に対する発熱効果が悪い。
本願発明は、これら従来技術の問題点を一挙に解決、又は改善するものであって、電気温水循環システムを、放熱器と別個独立のヒーターユニットボックスとして、コンパクト化して、搬送、配置施工を自在とし、建物の新築時にも、リフォーム時にも、簡便に対処可能としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の電機ヒーターユニットボックスは、例えば図1の如く、両端の蓋1D,1Uで開閉自在とした角筒状のヒーターユニットボックス1内に、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、ボール弁6A,6B,6C、チーズ7,7Aを介して、パイプで配管接続して温水循環機能を収納し、室内暖房用の温水循環放熱器に接続可能としたものである。
この場合、放熱器への往き管(サプライ管)及び戻り管(リターン管)の接続口は、ヒーターユニットボックス1の適所から突出させておけば良い。
【0009】
また、電気ヒーターユニットボックスを構成する、循環ポンプ3、パイプヒーター4、ボール弁6A,6B,6C、チーズ7,7Aは、慣用品で準備し、空気分離圧力タンク2は、従来例1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新規なタンクを採用し、配管用のパイプは、耐久性、耐熱性、耐溶剤性に優れた、慣用のエチレン−プロピレンゴム製を用いれば良い。
また、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発熱用のSCヒーター(商品名)を暖房能力に応じて、複数本採用すれば良い。
【0010】
従って、本発明の電機ヒーターユニットボックスは、汎用タイプの1kw〜3kw用であれば、小型(標準:幅180mm×奥行き160mm×長さ590mm)のヒーターユニットボックス1となるため、別体の温水循環放熱器に、図1の如き横タイプ又は縦タイプで併置出来、ヒーターユニットボックス1から放熱器への配管接続は、同一室内等、近接接続と出来、接続配管からの放熱も、室内暖房に助力する形態と出来、熱損失の実質上ゼロ(0)の温水循環暖房システムが提供出来る。
【0011】
しかも、温水循環機能部がコンパクトな角筒状ボックスであるため、室内への配置の自由度が高く、建物の新築時か、リフォーム時かに係らず、電気ヒーターユニットボックスは、電源端子の設置位置であれば自在に配置出来る。
そのため、例えば、従来例1(図6)の温水循環システムを採用している建物にあっても、本発明の電機ヒーターユニットボックスは、リフォームに際し、床下、壁内、天井内の旧配管は放置したままにして、各放熱器に1:1対応、或いは、近接の2台の放熱器間に1:2対応で配置すれば、放熱部と温水加熱循環部とが別体の、施工性、及びメンテナンス性に優れた室内温水暖房システムが提供出来る。
【0012】
また、本発明にあっては、ヒーターユニットボックス1は、例えば図2、図3に示す如く、断面L型の、長尺の左側板1Lと右側板1Rとを分離自在に接合した長尺の角筒部1Kと、角筒部1Kの両端に、着脱自在に嵌着する上蓋1U及び下蓋1Dとを含み、断面L型の左側板1Lが、一側辺LS1には、上下に、等間隔で複数個の電線挿入用孔H1を備え、他側辺LS2には、各電線挿入用孔H1と対応する位置に、空気流通孔H3を備えているのが好ましい。
【0013】
この場合、左側板1Lは、内面に機器等の支持材を取付けるものであり、右側板1Rは、角筒部1Kの蓋の役目を奏するものである。
また、電線挿入用孔H1は、壁面WL又は床面FLに予め埋設した電気配管ボックス(図示せず)と、ヒーターユニットボックス内に収納する温度調整ユニット(図示せず)との結線を適宜位置で実施可能とするものであり、人手の入る大きさであり、典型的には、幅60mm、高さ40mmの長円孔であり、100mm間隔で5ヶ所に配置したものである。
また、空気流通孔H3は、ヒーターユニットボックス1内の熱を外部に放散するものであって、ヒーターユニットボックス1に空気貫流路を形成するものであり、典型的には、幅20mm、高さ40mmの長円孔である。
尚、ヒーターユニットボックス1を、立設使用する際には、上蓋1Uに操作パネル9Bを配置し、横型として使用する際には、角筒部1Kの蓋機能を奏する右側板1Rに操作パネル9Bを配置すれば良い。
【0014】
従って、上蓋1U及び下蓋1Dを取外すことによって、角筒部1Kは断面L型の左側板1Lと右側板1Rとに分解出来、左側板(1L)のみに収納機器を固定出来るため、角筒部1Kの蓋部材としての右側板1Rを外すことにより、ヒーターユニットボックス1内のメンテナンスが簡便に実施出来る。
また、ヒーターユニットボックス1の各室内への配置も、電線挿入用孔H1を、直列形態で多段に配置したため、外部の電気配管ボックスとの接続位置選定が可能となり、外見を損なわない形態での配置が可能である。
しかも、ヒーターユニットボックス1内も、電線挿入用孔H1及び空気流通孔H3を介して、外部の室内空気の貫流が可能であるため、ヒーターユニットボックス1内で加熱放散する熱は室内暖房に助力し、熱損失が実質上生じない室内暖房システムを提供する。
【0015】
また、ヒーターユニットボックス1は、図2に示す如く、断面L型の左側板1Lが、両端にコーナー辺1Aを屈曲延出すると共に、コーナー辺1Aの端部を断面L型のアンカー片1Cとし、断面L型の右側板1Rの両端には、左側板1Lのアンカー片1Cに当接させる当接アンカー片1Fを配置し、断面L型の、左側板1L及び右側板1Rの上下端適所にねじ孔H2を配置して、上蓋1U及び下蓋1Dのねじ孔H2と、左側板1L及び右側板1Rのねじ孔H2とをねじ螺合するのが好ましい。
【0016】
尚、左側板1L及び右側板1Rは、典型的には、1.2mm厚の鋼板であり、左側板1Lの内面には、それ自体慣用の支持部材を介して、ボール弁、チーズ、空気分離圧力タンク等の各必要機器を取付けるため、図4(A)に示す如く、左側板1Lの各辺LS1,LS2、及びコーナー辺1Aには、補強用のリブ突起1Gを配置するのが好ましい。
【0017】
従って、ヒーターユニットボックス1は、上蓋1U及び下蓋1Dと左側板1L及び右側板1Rとの嵌合、ねじ螺着によって、簡便に組立分離が可能となり、収納機器類は左側板1Lのみに取付けてあるため、点検、修理、取替等のメンテナンスも容易である。
そして、アンカー片1Cと当接アンカー片1Fの存在により、メンテナンス時に取外す右側板1Rの左側板1Lへの取付け作業性が向上すると共に、アンカー片1C及び当接アンカー片1Fは、ボックス1の補強リブ機能も奏する。
【0018】
また、ヒーターユニットボックス1内に配置する空気分離圧力タンク2は、図5に示す如く、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と連続する箱形状であって、前辺2Fの上下方向中央部には接続口J1を、後辺2Bの上下方向中央部には接続口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、下方で、且つ前辺の接続口J1の後方対応位置に、後側羽根板2A´が、上方で、且つ上辺接続口J3の下方対応位置に配置したものである
【0019】
この場合、空気分離圧力タンク2の容量は、循環暖房システム内に密閉した水量の常温(標準:15℃)時、及び温水(標準:80℃)時の膨張時水量、及び膨張時水量に伴うタンク2内の空気圧力から算出決定し、各接続口J1,J2,J3の位置は、常温時でも、ヒーターユニットボックス1の横使用時には、接続口J1及び接続口j2が水位面下となるように、ヒーターユニットボックス1の縦使用時には、接続口J3及び接続口J2が水位面下となるように決定すれば良い。
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生起するものであり、傾斜角30°とすれば、タンクの縦使用でも横使用でも、自然発生渦流を抑制し、分流作用によって空気分離を促進する制御乱流を発生させる機能を生ずる。
【0020】
そして、空気分離圧力タンク2は、小型化、プラスチック樹脂製で、空気抜き弁、安全逃し弁、を不要とする命題の下に、循環システム内の高圧時の爆発生起強度の約3倍の強度(安全率)とし、典型的には、0.6mm厚のプラスチック樹脂製であって、放熱器1kwに関しては、縦使用形態では、常温時に、水量0.19L(リットル)、システム内圧力0.01Mpa、80℃時に、水量0.26L、システム内圧力0.04Mpaとなり、横使用では、常温時に、水量0.28L、システム内圧力0.01Mpa、80℃時に、水量0.34L、システム内圧力0.04Mpaとなるものである。
尚、空気分離圧力タンク2は、半透明プラスチック製としておけば、外からの透視が可能となり、循環暖房システム内への水の充填時のタンク内への入水状況が目視出来、循環暖房システムの準備、メンテナンスに好都合である。
【0021】
従って、本発明に使用する空気分離圧力タンク2は、縦使用時にも横使用時にも、2枚の羽根板2A,2A´がタンク2内への流入温水流を、空気分離に有効な制御乱流として、タンク内の流速の急激低下と相俟って、水中の空気泡を好適に上昇分離し、循環システム内での発生空気を、空気分離圧力タンク2内に安全に確保するため、循環システム内にあって、従来例1(図6)の安全逃し弁、空気抜き弁の配置の不要な空気分離圧力タンクを提供し、従来例1(図6)の放熱器を除く全循環システムの、1個のヒーターユニットボックス1内への収納、ヒーターユニットボックス1の縦使用又は横使用の汎用化、及びヒーターユニットボックス1の小型化を可能とする。
【0022】
また、本発明にあって、角筒状のヒーターユニットボックス1を縦配置して使用する際には、空気分離圧力タンク2は、前辺2Fを上側、後辺2Bを下側として配置し、上辺2Tの接続口J3をパイプヒーター4と配管接続し、後辺2Bの接続口J2に往き管Sを接続し、前辺2Fの接続口J1をキャップ2Cで閉止するのが好ましい。
この場合、循環ポンプ3は、ヒーターユニットボックス1内の底板となる下蓋1D上に、架台11を載置固定すれば良い。
また、接続口J3とパイプヒーター4間、接続口J2と往き管S間の経路接続は、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)パイプで接続すれば良い。
【0023】
従って、空気分離圧力タンク2は、図5(D)に示す如く、循環水が、常温時にはwLの水位に、80℃ではwLの水位になって、接続口J3からの流入水Finが接続口J2からの流出水Foutとなり、タンク2内では急速に流速が低下し、タンク2内で下方の羽根板2Aの、上方への流れF1、下方への流れF2、上方の羽根板2Aの、上方への流れF3、下方への流れF4となって、水中の空気泡は、キャップ2Cで閉止されたタンク上部の空気域Zaへと分離上昇し、ヒーターユニットボックス1の往き管Sから放熱器8内には空気を含まない温水が循環給水出来る。
そのため、本発明の空気分離圧力タンク2は、図5(D)の如く、縦配置で使用しても、従来例1(図6)の、密閉膨張タンクとエアセパレータとの機能を発揮し、ヒーターユニットボックス1の小型化が可能となる。
【0024】
また、角筒状のヒーターユニットボックス1を横配置して使用する際には、空気分離圧力タンク2の上辺2Tを上側として配置し、前辺2Fの接続口J1をパイプヒーター4と配管で接続し、後辺2Bの接続口J2を往き管Sと配管で接続し、上辺2Tの接続口J3をキャップ2Cで閉止するのが好ましい。
この場合、循環ポンプ3は、図4に示す如く、ヒーターユニットボックス1内の底板となる左側板1Lの一側辺LS1上に、架台11を介して載置固定すれば良い。
また、接続口J1とパイプヒーター4、及び接続口J2と往き間Sとの接続は、エチレン−プロピレンゴム管で接続すれば良い。
そして、上辺2Tの接続口J3をキャップ2Cで空密閉止するため、タンク2の接続口J3の下方域は空気域Zaとなる。
【0025】
従って、空気分離圧力タンク2は、図5(C)に示す如く、循環水が常温(15℃)時には、wLの水位に、80℃ではwLの水位になって、パイプヒーター4からの循環流入水Finが接続口J1からタンク2内に流入し、流速の急速に低下した流入水は、前側羽根板2Aで上側流れF1及び下側流れF2に分流されて流水中の空気泡は分離上昇し、後側羽根板2A´でも、上側流れF3と下側流れF4とに分流され、流水から発生する空気泡をタンク上部の空気域Zaに分離上昇させながら、循環流出水Foutとなって後辺の接続口J2から往き管Sに供給される。
【0026】
そして、上辺2Tの接続口J3はキャップ2Cで閉止し、タンク2の上部の空気域Zaは循環水の加熱膨張最大圧力が爆発臨界値以下(標準:1/3爆発圧力値)に設定されているため、空気分離圧力タンク2は、図5(C)の如く、横配置で使用しても、従来例1(図6)の、密閉膨張タンクとエアセパレータとの機能を発揮し、ヒーターユニットボックス1の小型化が可能となる。
【0027】
また、ヒーターユニットボックス1は、例えば図2に示す如く、右側板1Rの中央コーナー部を傾斜辺1R´に形成し、左側板1Lの一側辺LS1では電線挿入用孔H1列の両側に補強リブ1Gを突設配置し、ヒーターユニットボックス1内への収納機器類を左側板1Lの一側辺LS1の内面を介して取付けるのが好ましい。
【0028】
この場合、循環ポンプ3、空気分離圧力タンク2、パイプヒーター4等の機器は、慣用のハット型鋼を左側板の一側辺LS1の適所に固定し、該ハット型鋼からアングル鋼材等の支持材を持ち出し固定し、各種機器類を支持材に取付ければ良い。
また、補強リブ1Gは、左側板1Lを鋼板で賦型加工する際に、外面に突出形態で配置すれば良い。
【0029】
従って、ヒーターユニットボックス1は、壁面WL又は床面FLの電源ボックス(図示せず)の存在部位に、電線挿入用孔H1を備えた左側板の一側辺LS1を当接形態で配置することとなるが、補強リブ1Gはヒーターユニットボックス1と取付面(壁面WL又は床面FL)との不陸を吸収すると共に、機器取付面LS1を補強する。
そして、各種機器は、補強された左側板の一側辺LS1で安定保持出来ると共に、取付面の電源ボックスから電線挿入用孔H1を介したヒーターユニットボックス1内への電線の配線も混線を生じないで短経路での結線となる。
【0030】
しかも、左側板1Lの一側辺LS1の対向面は、開閉蓋としてのみ機能する右側板1Rであって、右側板1Rは、図2(C)に示す如く、中央のコーナー部が曲面1R´であるため、蓋としての曲面1R´には操作パネル9Bの配置が出来ると共に、意匠効果も発揮し、ヒーターユニットボックス1は、搬送、取付施工が容易で、デザイン性の優れたものとなる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の電気ヒーターユニットボックスは、温水循環暖房システムの加熱循環機能部を角筒状のボックス内にコンパクトに収納しているため、温水循環放熱器HRの、1台に1台対応、又は2台に1台対応等、放熱器HRに、縦形態又は横形態で近接配置出来、建物内の必要個所毎への、別個独立の暖房システムの配置が可能となる。
そのため、建物の新築時か、リフォーム時かを問わず、温水暖房システムの配置施工が自在となる。
【0032】
また、加熱部(パイプヒーター)を内臓するヒーターユニットボックス1は、放熱器HRと居室内で隣接配置出来るため、加熱部から放熱器への温水循環の接続経路での熱の放出損失は少なく、放熱器HRへの接続経路及びヒーターユニットボックス1内で放散される熱は室内暖房熱となるため、温水循環暖房タイプでありながら、実質上、熱損失0(ゼロ)の室内暖房を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
〔ヒーターユニットボックス匡体(図2、図3)〕
ヒーターユニットボックス1は、電気温水循環暖房システムの、ヒーター、循環ポンプ等を含む温水暖房機能を収納したものであって、放熱器に隣接して、縦配置、又は横配置可能としたものであり、本体の匡体(ボックス)1と、収納する各種機器から成るものである。
図2は、匡体1の分解斜視図であって、(A)は左側板1Lを、(B)は右側板1Rを、(C)は上蓋1Uを、(D)は下蓋1Dを示す図であり、図3(A)は、匡体に組み立てた斜視図であり、図3(B)は、図3(A)のB−B線断面図である。
【0034】
ヒーターユニットボックスの匡体は、1.2mm厚の鋼板を押圧金型で加工した、左側板1L、右側板1Rを角筒形態に組んで、上蓋1Uと下蓋1Dとで両端を嵌合止着するものであって、図3(A)の組立て形態では、幅L1が180mm、奥行きW1が160mm、高さh1が590mmの角筒体である。
左側板1Lは、図2(A)に示す如く、断面L型で、内面に各種機器を固定収納する板材であり、高さh11が550mmで、匡体の幅L1(180mm)となる一側辺LS1側には、上下に、等間隔(100mm間隔)で、長さ60mm、高さ40mmの横長の電線挿入用孔H1を5ヶ所穿設し、匡体の奥行きW1となる他側辺LS2には、幅20mm、高さ40mmの縦長の空気流通孔H3を、電線挿入用孔H1の対応位置に5ヶ所穿設する。
【0035】
そして、図2(A)に示す如く、一側辺LS1及び他側辺LS2の端部から小幅W11(標準:35mm)のコーナー辺1Aを屈曲延出し、コーナー辺1Aの端部には、更に、断面L型のアンカー片1Cを、図3(D)に示す如く、内方に小寸d12(標準:7mm)落ち込ませて延出する。
この場合、アンカー片1Cの上下端は小寸d11(標準:10mm)切落としておく。
そして、各コーナー辺の上下端、及び左側板1Lのコーナー部の上下端には、ねじ孔H2を穿設しておく。
また、電線挿入用孔H1を配置した一側辺LS1は、収納機能を担持するため、適所(標準:各コーナーからL11(40mm)位置の2ヵ所)に、上下に亘る補強リブ1Gを、小寸d15(標準:6mm)の半円外方突起の形態で形成しておく。
【0036】
右側板1Rは、左側板1Lと整合一体化して匡体を形成するものであり、左側板1Lの内面に配置した各種機能機器のメンテナンス時に、取外す蓋板であり、図2(B)に示す如く、断面L型の一側辺RS1と他側辺RS2との屈曲コーナー部を、幅L10(標準:86mm)の傾斜辺1R´として、平滑面に形成し、一側辺RS1の端部及び他側辺RS2の端部は、図2(B)、図3(D)に示す如く、内方に屈曲して、小寸d12(標準:7mm)突出した当接アンカー片1Fを形成し、一側辺RS1及び他側辺RS2の端部の上下にはねじ孔H2を穿設しておく。
【0037】
上蓋1Uは、下蓋1Dと対向同形状物であり、左側板1Lと右側板1Rとで形成する匡体1の角筒部の上端に嵌合係止するものであって、図2(C)に示す如く、天板1Tは、奥行きW1が160mm、幅L1が180mmで、右側板1Rの対向部では、折曲げ部EPから長さW10(標準:85mm)の位置から、右側板1Rの傾斜辺1R´に対向する長さL10(標準:86mm)の傾斜辺TSを備えた、矩形の一辺を傾斜辺TSとした変形5角形板であって、各辺は、天板1Tから下方へ直角折曲形態の、高さh10(20mm)の立上り片1Pを一体的に備えている。
【0038】
即ち、上蓋1Uは、天板1Tと立上り片1Pとの箱蓋形態である。
そして、立上り片1Pの出隅部以外には、立上り片1Pの内面に、突出長d10(10mm)の当接係止片1Vを当接固定し、各当接係止片1Vには、左側板1L及び右側板1Rのねじ孔H2に対応するねじ孔H2を配置しておく。
また、下蓋1Dは、上蓋と面対称の同形状物であって、天板1Tと同形の底板1Bの周囲に、高さh10が20mmの立上り片1Pを配置し、立上り片1Pの出隅部以外には、立上り片1Pの内面に当接係止片1Vを、高さd10(10mm)突出形態に固定し、当接係止片1Vの、左側板1L及び右側板1Rの下端のねじ孔H2の対応位置に、ねじ孔H2を配置したものである。
【0039】
即ち、匡体の組立ては、下蓋1D及び上蓋1Uの各立上り片1Pの端縁が、左側板1L及び右側板1Rの上下端縁と衝き合せ形態で、各当接係止片1Vが、左側板1L及び右側板1Rの内面に当接してねじ固定すれば良く、匡体1は、各立上り片1Pと、左側板1L及び右側板1Rとのねじ固定手段で、解体、及び組立てが自在であって、外面を形成する各鋼板が面一に衝き合せで形成出来るものである。
【0040】
〔空気分離圧力タンク2(図5)〕
図5(A)は、空気分離圧力タンク2の全体斜視図であって、図5(B)は、(A)の矢印B視前面図、図5(C)は、(A)のC−C線縦断面図、図5(D)は、空気分離圧力タンク2の縦配置状態説明図である。
空気分離圧力タンク2は、ヒーターユニットボックス1の温水循環経路内に配置して、従来例1(図6)の膨張タンク、エアセパレータ、水抜き弁、及び安全逃し弁を不要とする新規なタンクであり、1〜3kw暖房用タンクの実施例に就いて説明する。
【0041】
空気分離圧力タンク2は、一般肉厚0.6mmの半透明プラスチック樹脂成形品であり、構造は、図5(C)に示す如く、下部が、長さ(L2)140mm、高さ(h3)55mm、幅(W2)が50mmの箱型形状であり、上部は、上辺2Tの幅(W3)が38mm、長さ(L3)が70mm、高さ(h4)が30mmの裁頭角錐形状で、対向する前辺2F、後辺2Bには、下端から上方30mm(d5)で、幅W2の中央位置に、上辺2Tには、幅W3の中央で、後辺2Bより55mm(L5)の位置に、おのおの、外径13mmで肉厚0.5mmの接続口J1,J2,J3を配置したものである。
【0042】
そして、各接続口J1,J2,J3は、ゴムパイプ5A、又はゴムキャップ2Cの取付けを確実とするため、幅が1mmで突出高さが0.5mmの突起2Gを、6mm間隔で2ヵ所配置する。
また、図5(C)に示す如く、タンク2内には、左側辺2Lと右側辺2R間に、差し渡し状に、前側羽根板2Aと後側羽根板2A´とを配置する。
【0043】
前側の羽根板2Aは、幅W5が35mm、厚さ6mmで、後方に30°傾斜上昇する形態に、且つ、前端が、前辺2Fから距離(L6)25mmで、下辺2Dから高さ(h5)が20mmに配置し、後側羽根板2A´は、幅W6が30mm、厚さ6mmで後方に30°傾斜上昇する形態に、前端が、後辺2Bから距離(L5)55mmで、下辺2Dから高さ(h6)が35mmで配置し、タンク2内の容量を0.5Lとしたものである。
【0044】
従って、該空気分離圧力タンク2は、横使用時は、図5(C)の如く、常温(15℃)水の状態の水位wL、水容量0.28L、空気量(空間容積)0.22Lで、前辺接続口J1から流入水Finが流速0.885m/sで流入し、前側羽根板2A下側で、流速0.118m/sの遅い流れF2となり、羽根板2Aの上側の流れF1は、下側流れF2より更に低い流速となり、水と空気は分離して、空気は上部空気域Zaに至る。
【0045】
また、前側羽根板2Aで未分離の空気は、後側の羽根板2A´の下側の流れF4が0.06m/sと低速であり、循環水は、2枚の羽根板2A,2A´がF1,F2,F3,F3の低速流に分流撹拌することで、水中の空気を完全に分離する。
尚、高温(80℃)で膨張した循環水の水位はwLに至り、上辺の接続口J3をゴムキャップ2Cで閉止して運転するため、空気域Zaは、許容圧力下の圧力空気となる。
【0046】
また、タンク2は、縦使用時は、図5(D)の如く、前辺2Fを上側にして配置し、上辺2Tの接続口J3から流入水Finが流入して後辺2Bの接続口J2から流出水Foutとなり、常温時、即ち運転開始時の水位はwLであって、内容量0.5Lのタンク2は、水容量0.19L、空間容積(空気量)0.31Lで、暖房加熱温度80℃に達すれば、水位はwLに至る。
そして、0.885m/sの流入水Finは、タンク2内で急激に流速低下を生じて後側羽根板2A´に当り、羽根板2A´に上昇案内される流れF1が前側羽根板2Aの表流F3、裏流F4となり、下降流F2と共に、低流速での撹拌分流とすることによって空気を分離し、分離空気は、空気域Zaの圧力空気(標準:0.04Mpa以下)となる。
尚、暖房能力を3kwとし、且つシステム内圧力の低減を図る場合は、必要に応じて、タンク2を2個併用すれば良い。
【0047】
〔循環ポンプ3(図4)〕
循環ポンプ3は、慣用ポンプで、ヒーターユニットボックス1内で、ヒーターユニットボックスの、縦使用時には下蓋1Dに、横使用時には左側板1Lの一側辺LS1上に配置出来るものであれば良く、慣用の樹脂製電磁ポンプを採用する。
樹脂製電磁ポンプは、安価、且つ軽量で、運搬取付け作業性も良く、騒音も38dbと静かである、三相電気(株)製の、商品番号PMD−141B(単相100V用)、又は商品番号PMD−142BSG(単相200V用)を採用すれば良い。
【0048】
〔パイプヒーター4(図4)〕
パイプヒーター4は、ステンレスパイプに絶縁層、導電層、断熱絶縁層を溶射形成し、30w/cmの高電力密度で、熱効率95%の省エネルギー型である、熱匠(株)製のSCヒーター(商品名)を採用すれば良い。
1本が1kwの該パイプヒーター4は、外径が15.88mm、長さが280mmで肉厚2mmのパイプ形状で、両端の外周をサンドブラスト処理で粗面としたものであり、また、暖房能力3kwとする場合には、3本採用すれば良い。
そして、肉厚20mmの保温材をパイプ外周に被覆すれば、発熱効果が向上する。
【0049】
〔配管用パイプ〕
配管用パイプは、ヒーターユニットボックス1内の流水経路を形成するもので、耐久性、耐熱性、耐寒性、耐溶剤性に優れ、軽量、且つ可撓性がある、慣用の、肉厚が3mmで内径14mmのエチレン−プロピレンゴム(EPDM)のゴムパイプを採用する。
【0050】
〔ボール弁6A,6B,6C(図4)〕
ボール弁6A,6B,6Cは、ヒーターユニットボックス1内に配置する水経路の開閉弁であって、円筒部に径3mmの開閉用孔を備え、該孔に六角レンチを挿入して弁の開閉を行うもので、長さ29.5mmのパイプ形状で、一方の端部に径12mmのねじ部を備える、バロフイック社(デンマーク)のザルホ型ボール弁を採用する。
【0051】
〔チーズ(図4)〕
チーズ7,7Aは、ヒーターユニットボックス1内での水経路の接続に用いるもので、T字形状で、三方より配管を接続することが出来る継手金具であり、径26mmで長さが46mmの、円筒部の長さ方向中央から、継ぎ口が直交して9mm突出した、慣用のT型チーズ7を採用する。
【0052】
〔ヒーターユニットボックス内への機器の組込み(図4)〕
ヒーターユニットボックス1内への機器類の組込みは、組立工場内で行うもので、例えば、図4に示す横型ヒーターユニットボックス1の場合は、左側板1Lと下蓋1Dとをねじ挿入用孔H2を介してねじ固定し、側辺LS1を下にし、側辺LS2を立設して、側辺LS1の上面で、循環ポンプ3のスタンド3Sに整合して架台11を配置し、ボルト3Bを介して循環ポンプ3を固定する。
同様に、空気分離圧力タンク2の下に架台11を敷設して、図4(D)に示す如く、補強リブ1Gを備えた側辺LS1上に固定する。
また、一側辺LS1から支持材(図示せず)を立設して3本のパイプヒーター4を配設する。
【0053】
そして、配管用パイプを用いて、循環ポンプ3の回転継ぎ部3Fと上側のパイプヒーター4とを配管P2接続し、各3段のパイプヒーター4間を配管P3,P4接続し、下側のパイプヒーター4と圧力タンク2とを配管P5接続し、圧力タンク2から放熱部8の温水供給口8S用に配管P7接続し、クロスチーズ7Aを介して放熱部8の排出口8R用に配管P1接続する。
次いで、機器類の隙間を利用して、循環ポンプ3、パイプヒーター4、サーモスタット(図示せず)、温度センサー(図示せず)等の、制御ユニットの電気配線を施し、電気制御ユニットの操作パネル9Bを右側板1Rの傾斜辺1R´に配置して、右側板1Rを左側板1L及び蓋1D,1Uとねじで固定する。
尚、図4にあって、配管P8は、放湿タンク12を採用する場合の例示であり、通常の密閉循環システムとして用いる際には、放湿タンク12及び配管P8は除去する。
【0054】
〔その他〕
実施例ではヒーターユニットボックス1の1台を、図1の如く、上枠13、下枠14、側枠15、上接合具16、下接合具17、及び覆い蓋18で枠組みした放熱器HR1台の下方に、横タイプで配置したが、ヒーターユニットボックス1は、放熱器HRの側面に1:1で配置しても良く、また、壁を介在する複数放熱器HRに対して1台を、縦タイプ又は横タイプで対応配置しても良い。
また、ヒーターユニットボックス1を縦型(縦タイプ)配置する場合は、圧力タンク2を図6(D)の如く縦使用すれば良く、この場合電子制御ユニットの操作パネル9Bは図4(E)に示す如く、上蓋1Uに配置すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本発明のヒーターユニットボックスを放熱器の下部に横配置した斜視図である。
【図2】ヒーターユニットボックスの匡体分解斜視図であって、(A)は左側板1Lを、(B)は右側板1Rを、(C)は上蓋を、(D)は下蓋を示す図であり、(E)は(C)図の部分拡大図である。
【図3】ヒーターユニットボックスの説明図であって、(A)は匡体の組立て状態斜視図、(B)は(A)図のB−B線断面図、(C)は(A)図のC部断面拡大図、(D)は(B)図のD部拡大図、(E)は(B)図のE部拡大図である。
【図4】ヒーターユニットボックスの説明図であって、(A)は水の流れ系統図、(B)は横断平面図、(C)は縦断正面図、(D)は縦断側面図である。
【図5】空気分離圧力タンクの説明図であって、(A)は、全体斜視図、(B)は、(A)図の矢印B視前面図、(C)は、(A)図のC−C線縦断面図、(D)は縦型使用状態説明図である。
【図6】従来例1の説明図であって、(A)はシステム系統図、(B)は使用する放熱器の正面図、(C)は放熱器の側面図である。
【図7】従来例2の電気温水暖房器の縦断正面図である。
【符号の説明】
【0056】
1 ヒーターユニットボックス(匡体、ボックス)
1A コーナー辺
1B 底板
1C アンカー片
1D 下蓋(蓋)
1F 当接アンカー片
1G 補強リブ(突起)
1K 角筒部
1L 左側板
1P 立上り片
1R 右側板
1R´,TS 傾斜辺
1T 天板
1U 上蓋(蓋)
1V 当接係止片(止着片)
2 空気分離圧力タンク(圧力タンク、タンク)
2A 前側羽根板(下方羽根板、羽根板)
2A´ 後側羽根板(上方羽根板、羽根板)
2B 後辺
2C キャップ
2D 下辺
2F 前辺
2G 突起
2L 左側辺(側辺)
2R 右側辺(側辺)
2T 上辺
3 循環ポンプ
3F 回転継ぎ部
3J 継ぎ部
3S スタンド
4 パイプヒーター
6A,6B,6C ボール弁
7,7A チーズ
8 放熱部
8A 横パイプ(プラスチックパイプ)
8B 縦パイプ(プラスチックパイプ)
8R 温水排出口(排出口)
8S 温水供給口(供給口)
9B 操作パネル
11 架台
13 上枠
14 下枠
15 側枠
16 上接続具
17 下接続具
18 覆い蓋
EP 折曲げ部
FL 床面
H1 電線挿入用孔
H2 ねじ孔
H3 空気流通孔
HR 放熱器
J1,J2,J3 接続口
LS1,LS2,RS1,RS2 側辺
P1〜P8 配管
R 戻り管(リターン管)
S 往き管(サプライ管)
SY 温水循環システム
WL 壁面
wL,wL 水位

【特許請求の範囲】
【請求項1】
両端の蓋(1D,1U)で開閉自在とした角筒状のヒーターユニットボックス(1)内に、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、ボール弁(6A,6B,6C)、チーズ(7,7A)を介して、パイプで配管接続して温水循環機能を収納し、室内暖房用の温水循環放熱器に接続可能とした電気ヒーターユニットボックス。
【請求項2】
ヒーターユニットボックス(1)は、断面L型の、長尺の左側板(1L)と右側板(1R)とを分離自在に接合した長尺の角筒部(1K)と、角筒部(1K)の両端に、着脱自在に嵌着する上蓋(1U)及び下蓋(1D)とを含み、断面L型の左側板(1L)が、一側辺(LS1)には、上下に、等間隔で複数個の電線挿入用孔(H1)を備え、他側辺(LS2)には、各電線挿入用孔(H1)と対応する位置に、空気流通孔(H3)を備えている、請求項1の電気ヒーターユニットボックス。
【請求項3】
ヒーターユニットボックス(1)は、断面L型の左側板(1L)が、両端にコーナー辺(1A)を屈曲延出すると共に、コーナー辺(1A)の端部を断面L型のアンカー片(1C)とし、断面L型の右側板(1R)の両端には、左側板(1L)のアンカー片(1C)に当接させる当接アンカー片(1F)を配置し、断面L型の、左側板(1L)及び右側板(1R)の上下端適所にねじ孔(H2)を配置して、上蓋(1U)及び下蓋(1D)のねじ孔(H2)と、左側板(1L)及び右側板(1R)のねじ孔(H2)とをねじ螺合した、請求項2の電気ヒーターユニットボックス。
【請求項4】
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)と連続する箱形状であって、前辺(2F)の上下方向中央部には接続口(J1)を、後辺(2B)上下方向中央部には接続口(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、下方で、且つ前辺の接続口(J1)の後方対応位置に、後側羽根板(2A´)が、上方で、且つ上辺接続口(J3)の下方対応位置に配置した、請求項1乃至3のいずれか1項の電気ヒーターユニットボックス。
【請求項5】
角筒状のヒーターユニットボックス(1)を縦配置し、空気分離圧力タンク(2)は、前辺(2F)を上側、後辺(2B)を下側として配置し、上辺(2T)の接続口(J3)にパイプヒーター(4)と配管接続し、後辺(2B)の接続口(J2)に往き管(S)を接続し、前辺(2F)の接続口(J1)をキャップ(2C)で閉止した、請求項1乃至4のいずれか1項の電気ヒーターユニットボックス。
【請求項6】
角筒状のヒーターユニットボックス(1)を横配置し、空気分離圧力タンク(2)の上辺(2T)を上側として配置し、前辺(2F)の接続口(J1)をパイプヒーター(4)と配管で接続し、後辺(2B)の接続口(J2)を往き管(S)と配管で接続し、上辺(2T)の接続口(J3)をキャップ(2C)で閉止した、請求項1乃至4のいずれか1項の電気ヒーターユニットボックス。
【請求項7】
ヒーターユニットボックス(1)は、右側板(1R)の中央コーナー部を傾斜辺(1R´)に形成し、左側板(1L)の一側辺(LS1)では電線挿入用孔(H1)列の両側に補強リブ(1G)を突設配置し、ヒーターユニットボックス(1)内への収納機器類を左側板(1L)の一側辺(LS1)の内面を介して取付けた、請求項2乃至6のいずれか1項の電気ヒーターユニットボックス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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