暖房システム
【課題】 流体加熱装置を備えた暖房システムにおいて、該流体加熱装置内に発生する空気だまりや水蒸気を抜き去ることができる暖房システムを提供する。
【解決手段】 流体を保持する流体タンク８１と、流体を加熱する流体加熱装置１００と、流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器２２０と、流体を循環させる循環ポンプ８２とを具備し、流体加熱装置を熱源として流体を放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、流体加熱装置から流体タンクに通じるオリフィス１９５を設ける。
【解決手段】 流体を保持する流体タンク８１と、流体を加熱する流体加熱装置１００と、流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器２２０と、流体を循環させる循環ポンプ８２とを具備し、流体加熱装置を熱源として流体を放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、流体加熱装置から流体タンクに通じるオリフィス１９５を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国における高齢化社会の進行に伴い、寒さの厳しい冬季にあっても快適な住環境を提供する床暖房システムが注目されている。床暖房システムは、室内に温風を循環させて室内を暖める暖房システムとは異なり、暖まった床面からの輻射と熱伝導により室内を暖房するため、室内の居住者に不快な風を感じさせないという利点がある。
【０００３】
これまで、温水式床暖房システムはその熱源としてガス、灯油等の燃料を燃焼させる方法、あるいはニクロム線をコア材としたシーズヒータを使用する方法が一般的であった。また、その一方で、床暖房以外の分野においては、多くの流体加熱用ＩＨの提案がなされている。
【０００４】
かかるＩＨ流体加熱装置に関して本願発明者は、先に特許文献１において、絶縁体よりなる外筒と、外筒の外周部に捲線された高周波電流加熱コイルと、外筒の内部に配置されるとともに高周波電流加熱コイルによって発熱する断面形状が回転対称形である柱形状の金属体とを備え、金属体は柱形状の軸心に関して略回転対称の位置に複数の貫通口を備え、外筒の内周面と金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて流体流路を形成したことを特徴とする流体加熱装置を提案した。
【特許文献１】特願２００３−２９６３４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＩＨを利用して流体加熱装置を構成しようとする場合、上記特許文献１に開示された構成のように、外筒内に発熱体を設けることが必要であり、かかる構造ゆえに外筒内に空気だまりができやすいという問題があった。また、水位が低下した場合発生する蒸気の抜きようがないという問題もあった。かかる問題は、ＩＨを利用した流体加熱装置において顕著であるが、流体加熱装置一般に通じる問題点でもある。
【０００６】
そこで、本発明は、流体加熱装置を備えた暖房システムにおいて、該流体加熱装置内に発生する空気だまりや水蒸気を抜き去ることができる暖房システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、流体を保持する流体タンク（８１）と、流体を加熱する流体加熱装置（１００）と、流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器（２２０）と、流体を循環させる循環ポンプ（８２）とを具備し、流体加熱装置を熱源として流体を放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、流体加熱装置から流体タンクに通じるオリフィス（１９５）を設けることを特徴とする暖房システム（２００）である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の暖房システム（２００）において、流体加熱装置（１００）は、軸心方向に順に第一端部（１１０）、中間部（１２０）、及び第二端部（１３０）を備えるとともに少なくとも中間部が絶縁体により形成された外筒（１５０）と、中間部の外周に捲線された高周波電流加熱コイル（１６０）と、外筒の内部に配置されるとともに高周波電流加熱コイルによって発熱する柱形状の金属体（１７０）と、外筒の内周面と金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて形成された流体流路（１８０）と、を具備するとともに、金属体が軸心（Ｘ）方向に関して、中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されており、外筒の第一端部に、流体流路からオリフィス（１９５）に通じる開口（１９６）が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
ここに、「金属体が軸心方向に関して、中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されている。」とは、金属体長手方向の少なくとも一方の側が、高周波電流加熱コイルにより直接発熱される部位よりさらに外方に延設されていることを意味する。必ずしも延設されている金属体の端部が、外筒の端面にまで達している必要はなく、取り付け部材やフランジ、フィンなどで固定されていて、外筒の端面から所定距離離隔していてもよい趣旨である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の暖房システム（２００）において、外筒（１５０）の内周面と金属体（１７０）の外周面との間に、これらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管（６００）をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、流体加熱装置内に発生した空気だまりや蒸気は、オリフィスを通じて流体タンクへと抜くことができる。よって、空気だまりの発生により生じうる流体加熱装置の過熱、部材の溶解や、蒸気の発生により起こり得る水蒸気爆発を未然に防止することができる。また通常の床暖房システムに多用されているいわゆる空気抜きのように、定期的に空気を抜く作業を要しないので、メンテナンスフリーの安全なシステムを構成することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、金属体は、高周波電流加熱コイルにより発熱される部分のさらに外方に延設されるので、長さ方向に温度勾配を形成して、流体の急激な加熱を防止することが容易なものとなる。よって、水蒸気の発生を防止して、より安全性の高い流体加熱装置を備えた暖房システムを構成することが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、流体は流体加熱装置内において、外筒内周面と金属管外周面との間、及び金属管内周面と金属体外周面との間に流通されるので、熱交換面積を広く取ることができる。従って、蒸気の発生を防止してさらに安全な流体加熱装置を備えた暖房システムを構築することができる。
【００１５】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の暖房システムに備えられる流体加熱装置の一例を示す断面図である。図１に示すごとく、流体加熱装置１００は、外筒１５０を備え、外筒１５０は軸心Ｘ（図１に、水平方向に仮想線（一点鎖線）にて表されている。）方向に、図の左から順に第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０よりなる。また、図２は、図１に示した流体加熱装置１００の正面図である。図３は、外筒１５０の第一端部１１０の部位を示し、（Ａ）は一部を破断した正面図、（Ｂ）は側面図である。また、図４は、第一端部１１０と金属体１７０とオリフィスたるフレキシブルホース１９５を示す図である。図５は、外筒１５０の中間部１２０を示し、（Ａ）は正面方向からみた断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ視断面図である。さらに、図６は、外筒１５０の第二端部１３０の部位を示し、（Ａ）は長手方向中央付近で切断して、その部分から端部方向に見た図、（Ｂ）は一部を破断した正面図、（Ｃ）は側面図である。以下にこれら図１〜図６、及び図７を参照しつつ、本発明にかかる暖房システムに使用される流体加熱装置１００について説明する。
【００１８】
図１において、上記したように、流体加熱装置１００は、軸心Ｘ方向に順に第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０よりなる外筒１５０と、外筒中間部１２０の外周に捲線された高周波電流加熱コイル１６０と、外筒１５０の内部に配置されるとともに、高周波電流加熱コイル１６０によって発熱する柱形状の金属体１７０と、外筒１５０の内周面と金属体１７０の外周面との間にこれらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管６００と、金属体１７０の外周面に螺旋状に捲線された金属線６５０とを備えている。この金属線６５０は、金属管６００の内周面６０２に圧接して固定されている。
【００１９】
外筒１５０の内周面１５０Ａと金属管６００の外周面６０１との間には一定の間隔を設けて形成された第一流体流路１８１が、金属管６００の内周面６０２と金属体１７０の外周面１７０Ａとの間には、一定の間隔を設けて形成された第二流体流路１８２が設けられている。これら第一流体流路１８１と、第二流体流路１８２とは、流体加熱装置１００の外筒１５０内部を図面左側から右側方向に流体を流通させる流体流路１８０の中央部を構成している。
【００２０】
さらに、外筒１５０の左端面にはワンタッチ継手１９０を介して、フレキシブルホース１９５が取り付けられている。これについては後に詳しく説明する。
【００２１】
図３にも示されているように、第一端部１１０は、断面円形の筒状部１１２と、筒状部１１２の一端側の開口を閉鎖している端部底板１１３とを備え、端部底板１１３とは反対側の開口部１１５の外周縁には、さらに外周方向にフランジ１１１が延設されている。フランジ１１１には、角度等間隔（１２０度毎）に３つの孔１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃが設けられている。これらの孔１１４Ａ〜Ｃを利用して、第一端部１１０と中間部１２０との連結がはかられる。
【００２２】
筒状部１１２には、軸心Ｘに直交し且つオフセットされた方向に流体入り口管５０が取り付けられ、その管内に流通する流体が流体加熱装置１００の流体流路１８０に流入するように流体入り口５１が開口されている。端部底板１１３には軸心Ｘ方向に４枚の係止フィン１１６Ａ〜Ｄが立設されている。
【００２３】
図４にも示すように、各係止フィン１１６Ａ〜Ｄは、矩形の一の角が切り欠かれた形状に形成されており、その切り欠きの部分で、金属体１７０の左端部１７１Ａを支えている。切り欠き部の長さは金属体１７０の半径より小さい。従って、金属体１７０の左端部１７１Ａの端面１７２と、第一端部１１０の端部底板１１３とは係止フィン１１６Ａ〜Ｄによって所定距離だけ離隔して固定配置されている。端部底板１１３には、軸心Ｘに沿って小孔１９６が空けられている。この小孔１９６に通じるように端部底板１１３の外部側にワンタッチ継手１９０が取り付けられ、さらにこのワンタッチ継手１９０の他端側にはフレキシブルホース１９５が装着されている。フレキシブルホース１９５の他端側は、後述する流体タンク８１（図８参照）に連結されている。かかる構成により、外筒１５０内の流体流路１８０は、小孔１９６、ワンタッチ継手１９０、及びフレキシブルホース１９５を介して流体タンク８１へと通じている。
【００２４】
図５（Ａ）にその正面方向からの断面が示されている中間部１２０は、両端面が開口された筒状部１２５を備え、筒状部１２５には図面左の左端側に、第一端部取り付けフランジ１２１Ａ、フェライト取り付けフランジ１２２Ａが、図面右の右端側に、フェライト取り付けフランジ１２２Ｂ、共用取り付けフランジ１２１Ｂがそれぞれ、筒状部１２５の外周面からさらに外方向に延設されている。第一端部取り付けフランジ１２１Ａには筒状部１２５の外周部に沿って、さらにその外周側に６つの孔１２９Ａ〜Ｆが等角度間隔（６０度毎）で形成されている（図５には２つの孔１２９Ａ、１２９Ｄのみが表されている。)。これら孔１２９Ａ〜Ｆを利用して、中間部１２０と第一端部１１０との固定がはかられる。
【００２５】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に表された中間部１２０を右方向から見た側面図であり、共用取り付けフランジ１２１Ｂが明確に表されている。共用取り付けフランジ１２１Ｂの上部、及び下部には、装置取り付け孔１２７Ａ、１２７Ｂが設けられている。これら孔１２７Ａ、１２７Ｂを利用して、流体加熱装置１００は、後に説明する熱源機８０に固定される。
【００２６】
共用取り付けフランジ１２１Ｂにはまた、筒状部１２５の外周部に沿って、さらにその外周側に６つの孔１２８Ａ〜Ｆが等角度間隔（６０度毎）に形成されている。これら孔１２８Ａ〜Ｆを利用して、中間部１２０と第二端部１３０とが連結される。
【００２７】
図６に示されているように、第二端部１３０は、断面形状が円形の筒状部１３２と、筒状部１３２の一端側の開口を閉鎖している端部底板１３３とを備え、端部底板１３３とは反対側の開口部１３５の外周縁には、さらに外周方向にフランジ１３１が延設されている。フランジ１３１には、角度等間隔（１２０度毎）に３つの孔１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが設けられている。これら孔１３４Ａ〜Ｃを利用して、第二端部１３０と中間部１２０とが連結される。
【００２８】
筒状部１３２には、軸心Ｘに直交し且つオフセットされた方向に流体出口管６０が取り付けられ、その管内と流体加熱装置１００の流体流路１８０とが通じるように流体出口６１が開口されている。端部底板１３３には軸心Ｘ方向に４枚の係止フィン１３６Ａ〜Ｄが略等角度間隔（９０度毎）に延設配置されている。各係止フィン１３６Ａ〜Ｄは、矩形に形成されており、各フィンの一辺の部分が、端部底板１３３に固定され、それと直交する一辺が金属体１７０の右端部１７１Ｂの外周部に当接されている。従って、金属体１７０の右端部１７１Ｂの端面１７３は、第二端部１３０の端部底板１３３と当接して配置されている。
【００２９】
再び図１を参照して、第二端部１３０の端部底板１３３中央近傍には、温度センサ１４０が取り付けられている。図示のように温度センサ１４０は、金属体１７０の右端部１７１Ｂに近接して配置されている。熱伝導性の良い金属で形成されている金属体端部１７１Ａ、１７１Ｂは、金属体１７０そのものの温度を代表しており、そこから流体に伝えられた熱が冷暖房システムを循環することから、安全保守上、その部位に温度検知器を設けておくのが望ましい。そこで、外部からの監視、保守の利便性を考えて、金属体端部にもっとも近い第二端部１３０の端部底板１３３に温度センサ１４０を配置したものである。
【００３０】
図１及び図２に明確に示されているように、中間部１２０の外周部には、二つのフェライト取り付けフランジ１２２Ａ、１２２Ｂの間に、高周波電流加熱コイル１６０が捲線されている。また、二つのフェライト取り付けフランジ１２２Ａ、１２２Ｂそれぞれに設けられた６個の角孔１２６Ａ〜Ｆ、１２６Ｇ〜Ｌ（角孔１２６Ｇ〜Ｌは不図示である。）には、軸心Ｘ方向に６本の磁束誘導フェライト１６６Ａ〜Ｆが架け渡されている（図５（Ｃ）も参照されたい。）。
【００３１】
再び図１に戻り説明を続ける。中間部の筒状部１２５の外周径と、第一端部１１０、及び第二端部１３０それぞれの筒状部１１２、１３２の内周径とはほぼ同一寸法に形成されている。しかして、第一端部１１０の開口部１１５に、中間部の筒状部１２５の左端側を差し入れて、フランジ１１１と第二端部取り付けフランジ１２１Ａとを当接させて配置する。そして、これら各フランジの孔１１４Ａ〜Ｃ、１２９Ａ〜Ｆに適宜締結ネジ１９１Ａ〜Ｃ（締結ネジ１９１Ｂ、及び１９１Ｃは図面に現れていない。）を差し入れて三箇所で固定することにより、第一端部１１０と中間部１２０とが連結される。なお、第一端部１１０の内周面と、中間部１２０の外周面との間には、リング状のシール部材７１Ａ、７１Ｂが配設されて、連結部のシールがはかられている。
【００３２】
次に、金属管６００、及び金属線６５０と一体にされた金属体１７０（後に図７により説明する。）を中間部１２０に差し入れて、その左端１７２を第一端部１１０内のフィン１１６Ａ〜Ｄの所定位置に合わせる。しかる後に、第二端部１３０の開口部１３５に、中間部の筒状部１２５の右端側を差し入れて、フランジ１３１と共用取り付けフランジ１２１Ｂとを当接させて配置する。これら各フランジの孔１３４Ａ〜Ｃ、１２８Ａ〜Ｆに適宜締結ネジ１９２Ａ〜Ｃ（締結ネジ１９２Ｂ、及び１９２Ｃは図面に現れていない。）を差し入れて三箇所で固定することにより、第二端部１３０と中間部１２０とが連結される。なお、第二端部１３０の内周面と、中間部１２０の外周面との間には、リング状のシール部材７２Ａ、７２Ｂが配設されて、連結部のシールがはかられている。かくして、第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０が一体に連結されて外筒１５０が構成される。
【００３３】
なお、図１、及び図２においては、流体入り口管５０と流体出口管６０とが同方向に向けて取り付けられているが、各フランジに設けられた孔は、６０度あるいは１２０度ごとに等角度間隔に設けられているので、流体入り口管５０と流体出口管６０とが径方向になす角度を、６０度おきに変化させることができる。これにより、流体加熱装置１００全体の設計の自由度が増し、装置のコンパクト化、圧損の低減を図ることもできる。さらに、フランジ１１１、１３１に設けられている孔１１４Ａ〜Ｃ、１３４Ａ〜Ｃを円周方向の長孔として形成すれば、流体入り口管５０と流体出口管６０とが径方向になす角度を、任意の角度に連続的に変化させることもできる。
【００３４】
図７は、金属体１７０と、金属管６００と、これらの間に螺旋状に捲かれて配置された金属線６５０を示す図である。金属線６５０は、金属体１７０の外周面１７０Ａに螺旋状に捲線されるとともに、該金属線６５０は金属管６００の内周面６０２に圧接固定されている。かかる構成により、比較的簡易な加工によって、金属体１７０の外周側に(第二)流体流路１８２を形成しつつ、金属管６００を配設することが可能となる。
【００３５】
次に各部材を構成する材料について簡単に説明する。中間部１２０を構成する材料は、絶縁体で構成することが必要であり、例えば合成樹脂、あるいはセラミック材料等にて形成する。これに対して、第一端部１１０、及び第二端部１３０は材料としての限定はないが、生産工程における加工性等の観点から、所定の耐熱性を備えた樹脂成形品であることが好ましい。また、中間部１２０と同様にセラミックで構成しても良い。金属体１７０、及び金属管６００は、磁性を備えた材料、たとえばＳＵＳ４３０等のステンレス鋼を材料として使用することができる。また、金属線６５０は、流体として水を使用する場合に、水まわりに真鍮系の材料を使用することが多いため、材料として銅（Ｃｕ）を使用することが好ましい。銅（Ｃｕ）を使用することにより電蝕を防止することができる。温度センサ１４０は、サーミスタにより構成されている。温度センサ１４０を、温度により変化する抵抗値を電流に変換するサーミスタにより構成することにより、熱電対を使用した場合に受けるノイズの影響を避けることができる。
【００３６】
以上のように構成された流体加熱装置１００は、高周波電流加熱コイル１６０により発熱される金属管６００の外周面６０１、及び内周面６０２、並びに金属体１７０の外周面１７０Ａ、さらには金属線６５０の表面において流体との熱交換が行われるので、熱交換面積を、非常に大きなものとすることができる。かかる構成により、突沸を防止でき、また、必要な場合には、流体加熱装置１００自体の大きさをさらにコンパクトなものとすることができる。
【００３７】
また、本発明の流体加熱装置１００は、軸心方向Ｘに関して、高周波電流加熱コイル１６０より、金属体１７０が両端方向に長く形成されているので、高周波電流加熱コイル１６０により、発熱を促された金属体１７０の高周波電流加熱コイル１６０の軸心方向長さに対応する部分から、両端方向に温度勾配を形成して、流体の急激な加熱を防止することが容易なものとなる。また、金属体１７０の端部近傍に温度センサ１４０が配置されているので、金属体１７０の温度を直接的に検知することが可能であり、装置の過熱を防止することが容易となる。
【００３８】
上述した通り、流体加熱装置１００は、外筒１５０の一部をなし絶縁体よりなる中間部１２０と、中間部１２０の外周に捲線された高周波電流加熱コイル１６０と、外筒１５０の内部に高周波電流加熱コイル１６０により誘導加熱される金属体１７０、及び金属管６００とを備えており、この金属体１７０及び金属管６００が高周波誘導電流により内部に渦電流損を発生し、その損失エネルギーにより発熱する（図１及び２も参照）。
磁束誘導フェライト１６６は、高周波電流による発生磁束をフェライト内に誘導して、磁束がＩＨセル外部に漏洩するのを抑止する。磁束が外部に漏洩すると、周辺金属に誘導加熱を引き起こして好ましくないからである。また、電波ノイズが周辺の電子機器に悪影響を及ぼすことを防止する目的もある。
【００３９】
発熱した金属体１７０及び金属管６００を内部に有する外筒１５０内に流体を通すと熱交換が行われ、流体の温度が上昇することになる。即ち、加熱流体となる。本発明に使用される流体としては特に限定されるものではないが、例えば水、エチレングリコールのような不凍液、鉱油、ポリエステル等の合成油などを使用することができる。
【００４０】
図８は、流体タンクと流体加熱装置とを備えた熱源機の内部構造を示す正面図である。図示の熱源機８０において、台板８５上には共用取り付けフランジ１２１Ｂを利用して流体加熱装置１００が縦型に取り付けられている。図１〜７においては流体加熱装置１００、及びそれを構成する各部材が便宜上横向きに表されていたが、実際に流体加熱装置１００が使用されるときには図８に表されているように、縦置きにして使用される。このとき第一端部１１０が上側に配置される。流体加熱装置１００の斜め上方には流体タンク８１が、取り付けパネル板８６にネジ止めされている。流体タンク８１の底面には、流体加熱装置１００のものと同様のワンタッチ継手８７がタンク内部に通じるように取り付けられている。流体加熱装置１００のワンタッチ継手１９０と、流体タンク８１のワンタッチ継手８７とは、前記したフレキシブルホース１９５で連結されている。
【００４１】
かかる構成によって、流体加熱装置１００の内部と流体タンク８１とは流体の通路が通じている。流体加熱装置１００内において、蒸気や気泡が発生するとそれらは流体加熱装置１００の筒状部１５０内上部へと向かい、ワンタッチ継手１９０、フレキシブルホース１９５、及びワンタッチ継手８７を介して、流体タンク８１へと抜けてゆく。しかして、流体加熱装置１００内に発生した空気だまりや蒸気は筒状体１５０に滞留させることなく、流体タンク８１へと抜くことができる。よって、空気だまりの発生により生じうる流体加熱装置１００の過熱、部材の溶解や、蒸気の発生により起こり得る水蒸気爆発を未然に防止することができる。また通常の床暖房システムに多用されているいわゆる空気抜きのように、定期的に空気を抜く作業を要しないので、メンテナンスフリーの安全な熱源機８０を構成することができる。
【００４２】
流体タンク８１の上部には注水口８８が設けられている。注水口８８から入れられた水は流体タンク８１内に貯水される。流体タンク８１は、配管を介して循環ポンプ８２へと通じている。熱源機８０は商用電源から交流電圧の給電を受けて動作する。漏電ブレーカ８３は、商用電源の基幹配線に設けられており、熱源機８０の内部で漏電が発生するとオフ状態となって、熱源機８０を商用電源から電気的に分離する。温水は不図示の（戻りヘッダー）→（循環ポンプ８２）→（流体加熱装置１００）→（往きヘッダー）→（放熱器）→（戻りヘッダー）の経路で循環される。
【００４３】
図９は、図８に示す熱源機８０を備えた暖房システムの一例を示す図である。この床暖房システム２００は、熱源機８０にて加熱した約６０℃の温水を床下に敷設した温水マット２２０に循環させ、床からの輻射熱で部屋Ａ全体を均一に暖房する。この床暖房システム２００では、熱源機８０に循環ポンプ８２が内蔵されている。この熱源機８０の流体加熱装置１００により、水を所定温度（６０℃）に加熱して、循環ポンプ８２により温水配管２１１に送り出している。
【００４４】
床暖房システム２００の制御信号が流れる信号線２１３を含む温水配管２１１、２１２は、熱源機８０から温水マット２２０に向かう温水が流れる往き管２１１と、温水マット２２０内を循環した水が熱源機８０に戻るための戻り管２１２とを有しており、それらはペアチューブ２１５として一本にまとめられている。ペアチューブ２１５の周囲は不図示の断熱材で囲まれている。
【００４５】
温水マット２２０から熱源機８０への戻りは、戻り管２１２で結ばれている。これらと同様な温水を供給する配管は他のＢ及びＣの部屋にも導かれている。温水マット２２０が設けられた部屋Ａの壁２２１には、部屋Ａの室温を計測して室内の温度調節を行う床暖房コントローラ２２２が取り付けられている。床暖房コントローラ２２２には部屋Ａの居住者が希望する所定の室温を設定することができる。また床暖房コントローラ２２２には、部屋Ａ室内の所定個所に設けられた温度センサ（不図示）からの情報が常時入力されている。
【００４６】
部屋Ａの室温を所望の温度付近に保つように、上記のように構成された床暖房コントローラ２２２から信号線２２３を介し、さらにペアチューブ２１５の信号線２１３を介して熱源機８０（循環ポンプ８２、及び開閉弁（不図示））に対して指令が送出されるように構成されている。熱源機８０（循環ポンプ８２、及び開閉弁）は、床暖房コントローラ２２２からの指令に基づいて温水マット２２０に供給する６０℃の温水の供給を制御して、温水マット２２０からの床を介した輻射熱により部屋Ａを所定の室温に維持している。
【００４７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う暖房システムもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の流体加熱装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示した流体加熱装置の正面図である。
【図３】外筒の第一端部の部位を示す、（Ａ）は一部を破断した正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】第一端部と金属体とフレキシブルホースを示す図である。
【図５】外筒の中間部を示す、（Ａ）は正面方向からみた断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ視断面図である。
【図６】外筒の第二端部の部位を示す、（Ａ）は長手方向中央付近で切断して、その部分から端部方向に見た図、（Ｂ）は一部を破断した正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図７】金属体と金属管を示す図である。
【図８】流体加熱装置を備えた熱源機の一例を示す図である。
【図９】図８に示す熱源機を備えた暖房システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｘ 軸心
５０ 流体入り口管
５１ 流体入り口
６０ 流体出口管
６１ 流体出口
８０ 熱源機
８１ 流体タンク
８２ 循環ポンプ
８３ 漏電ブレーカ
８５ 台板
８６ 取り付けパネル板
８７ ワンタッチ継手
８８ 注水口
１００ 流体加熱装置
１１０ 第一端部
１１１ フランジ
１１２ 筒状部
１１３ 端部底板
１１４Ａ〜Ｃ 孔
１１５ 開口部
１１６Ａ〜Ｄ 係止フィン
１２０ 中間部
１２１Ａ 第一端部取り付けフランジ
１２１Ｂ 共用取り付けフランジ
１２２Ａ、１２２Ｂ フェライト取り付けフランジ
１２５ 筒状部
１２６Ａ〜Ｆ 角孔
１２７Ａ、１２７Ｂ 装置取り付け孔
１２８Ａ〜Ｆ 孔
１２９Ａ〜Ｆ 孔
１３０ 第二端部
１３１ フランジ
１３２ 筒状部
１３３ 端部底板
１３４Ａ〜Ｃ 孔
１３５ 開口部
１３６Ａ〜Ｄ 係止フィン
１４０ 温度センサ
１５０ 外筒
１５０Ａ 内周面
１６０ 高周波電流加熱コイル
１６６Ａ〜Ｆ 磁束誘導フェライト
１７０ 金属体
１７０Ａ 外周面
１７１Ａ 左端部
１７１Ｂ 右端部
１７２ 端面
１７３ 端面
１８０ 流体流路
１８１ 第一流体流路
１８２ 第二流体流路
１９０ ワンタッチ継ぎ手
１９１Ａ〜Ｃ 締結ネジ
１９２Ａ〜Ｃ 締結ネジ
１９５ フレキシブルホース（オリフィス）
１９６ 小孔（孔）
２００ 床暖房システム
２１１ 高温温水配管（往き管）
２１２ 高温温水配管（戻り管）
２１３ 信号線
２１５ ペアチューブ
２１６ 温水コンセント
２１７、２１８ 配管
２１９ 開閉弁
２２０ 温水マット(放熱器）
２２１ 壁
２２２ 床暖房コントローラ
２２３ 信号線
６００ 金属管
６０１ 外周面
６０２ 内周面
６５０ 金属線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国における高齢化社会の進行に伴い、寒さの厳しい冬季にあっても快適な住環境を提供する床暖房システムが注目されている。床暖房システムは、室内に温風を循環させて室内を暖める暖房システムとは異なり、暖まった床面からの輻射と熱伝導により室内を暖房するため、室内の居住者に不快な風を感じさせないという利点がある。
【０００３】
これまで、温水式床暖房システムはその熱源としてガス、灯油等の燃料を燃焼させる方法、あるいはニクロム線をコア材としたシーズヒータを使用する方法が一般的であった。また、その一方で、床暖房以外の分野においては、多くの流体加熱用ＩＨの提案がなされている。
【０００４】
かかるＩＨ流体加熱装置に関して本願発明者は、先に特許文献１において、絶縁体よりなる外筒と、外筒の外周部に捲線された高周波電流加熱コイルと、外筒の内部に配置されるとともに高周波電流加熱コイルによって発熱する断面形状が回転対称形である柱形状の金属体とを備え、金属体は柱形状の軸心に関して略回転対称の位置に複数の貫通口を備え、外筒の内周面と金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて流体流路を形成したことを特徴とする流体加熱装置を提案した。
【特許文献１】特願２００３−２９６３４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＩＨを利用して流体加熱装置を構成しようとする場合、上記特許文献１に開示された構成のように、外筒内に発熱体を設けることが必要であり、かかる構造ゆえに外筒内に空気だまりができやすいという問題があった。また、水位が低下した場合発生する蒸気の抜きようがないという問題もあった。かかる問題は、ＩＨを利用した流体加熱装置において顕著であるが、流体加熱装置一般に通じる問題点でもある。
【０００６】
そこで、本発明は、流体加熱装置を備えた暖房システムにおいて、該流体加熱装置内に発生する空気だまりや水蒸気を抜き去ることができる暖房システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、流体を保持する流体タンク（８１）と、流体を加熱する流体加熱装置（１００）と、流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器（２２０）と、流体を循環させる循環ポンプ（８２）とを具備し、流体加熱装置を熱源として流体を放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、流体加熱装置から流体タンクに通じるオリフィス（１９５）を設けることを特徴とする暖房システム（２００）である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の暖房システム（２００）において、流体加熱装置（１００）は、軸心方向に順に第一端部（１１０）、中間部（１２０）、及び第二端部（１３０）を備えるとともに少なくとも中間部が絶縁体により形成された外筒（１５０）と、中間部の外周に捲線された高周波電流加熱コイル（１６０）と、外筒の内部に配置されるとともに高周波電流加熱コイルによって発熱する柱形状の金属体（１７０）と、外筒の内周面と金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて形成された流体流路（１８０）と、を具備するとともに、金属体が軸心（Ｘ）方向に関して、中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されており、外筒の第一端部に、流体流路からオリフィス（１９５）に通じる開口（１９６）が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
ここに、「金属体が軸心方向に関して、中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されている。」とは、金属体長手方向の少なくとも一方の側が、高周波電流加熱コイルにより直接発熱される部位よりさらに外方に延設されていることを意味する。必ずしも延設されている金属体の端部が、外筒の端面にまで達している必要はなく、取り付け部材やフランジ、フィンなどで固定されていて、外筒の端面から所定距離離隔していてもよい趣旨である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の暖房システム（２００）において、外筒（１５０）の内周面と金属体（１７０）の外周面との間に、これらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管（６００）をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、流体加熱装置内に発生した空気だまりや蒸気は、オリフィスを通じて流体タンクへと抜くことができる。よって、空気だまりの発生により生じうる流体加熱装置の過熱、部材の溶解や、蒸気の発生により起こり得る水蒸気爆発を未然に防止することができる。また通常の床暖房システムに多用されているいわゆる空気抜きのように、定期的に空気を抜く作業を要しないので、メンテナンスフリーの安全なシステムを構成することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、金属体は、高周波電流加熱コイルにより発熱される部分のさらに外方に延設されるので、長さ方向に温度勾配を形成して、流体の急激な加熱を防止することが容易なものとなる。よって、水蒸気の発生を防止して、より安全性の高い流体加熱装置を備えた暖房システムを構成することが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、流体は流体加熱装置内において、外筒内周面と金属管外周面との間、及び金属管内周面と金属体外周面との間に流通されるので、熱交換面積を広く取ることができる。従って、蒸気の発生を防止してさらに安全な流体加熱装置を備えた暖房システムを構築することができる。
【００１５】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の暖房システムに備えられる流体加熱装置の一例を示す断面図である。図１に示すごとく、流体加熱装置１００は、外筒１５０を備え、外筒１５０は軸心Ｘ（図１に、水平方向に仮想線（一点鎖線）にて表されている。）方向に、図の左から順に第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０よりなる。また、図２は、図１に示した流体加熱装置１００の正面図である。図３は、外筒１５０の第一端部１１０の部位を示し、（Ａ）は一部を破断した正面図、（Ｂ）は側面図である。また、図４は、第一端部１１０と金属体１７０とオリフィスたるフレキシブルホース１９５を示す図である。図５は、外筒１５０の中間部１２０を示し、（Ａ）は正面方向からみた断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ視断面図である。さらに、図６は、外筒１５０の第二端部１３０の部位を示し、（Ａ）は長手方向中央付近で切断して、その部分から端部方向に見た図、（Ｂ）は一部を破断した正面図、（Ｃ）は側面図である。以下にこれら図１〜図６、及び図７を参照しつつ、本発明にかかる暖房システムに使用される流体加熱装置１００について説明する。
【００１８】
図１において、上記したように、流体加熱装置１００は、軸心Ｘ方向に順に第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０よりなる外筒１５０と、外筒中間部１２０の外周に捲線された高周波電流加熱コイル１６０と、外筒１５０の内部に配置されるとともに、高周波電流加熱コイル１６０によって発熱する柱形状の金属体１７０と、外筒１５０の内周面と金属体１７０の外周面との間にこれらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管６００と、金属体１７０の外周面に螺旋状に捲線された金属線６５０とを備えている。この金属線６５０は、金属管６００の内周面６０２に圧接して固定されている。
【００１９】
外筒１５０の内周面１５０Ａと金属管６００の外周面６０１との間には一定の間隔を設けて形成された第一流体流路１８１が、金属管６００の内周面６０２と金属体１７０の外周面１７０Ａとの間には、一定の間隔を設けて形成された第二流体流路１８２が設けられている。これら第一流体流路１８１と、第二流体流路１８２とは、流体加熱装置１００の外筒１５０内部を図面左側から右側方向に流体を流通させる流体流路１８０の中央部を構成している。
【００２０】
さらに、外筒１５０の左端面にはワンタッチ継手１９０を介して、フレキシブルホース１９５が取り付けられている。これについては後に詳しく説明する。
【００２１】
図３にも示されているように、第一端部１１０は、断面円形の筒状部１１２と、筒状部１１２の一端側の開口を閉鎖している端部底板１１３とを備え、端部底板１１３とは反対側の開口部１１５の外周縁には、さらに外周方向にフランジ１１１が延設されている。フランジ１１１には、角度等間隔（１２０度毎）に３つの孔１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃが設けられている。これらの孔１１４Ａ〜Ｃを利用して、第一端部１１０と中間部１２０との連結がはかられる。
【００２２】
筒状部１１２には、軸心Ｘに直交し且つオフセットされた方向に流体入り口管５０が取り付けられ、その管内に流通する流体が流体加熱装置１００の流体流路１８０に流入するように流体入り口５１が開口されている。端部底板１１３には軸心Ｘ方向に４枚の係止フィン１１６Ａ〜Ｄが立設されている。
【００２３】
図４にも示すように、各係止フィン１１６Ａ〜Ｄは、矩形の一の角が切り欠かれた形状に形成されており、その切り欠きの部分で、金属体１７０の左端部１７１Ａを支えている。切り欠き部の長さは金属体１７０の半径より小さい。従って、金属体１７０の左端部１７１Ａの端面１７２と、第一端部１１０の端部底板１１３とは係止フィン１１６Ａ〜Ｄによって所定距離だけ離隔して固定配置されている。端部底板１１３には、軸心Ｘに沿って小孔１９６が空けられている。この小孔１９６に通じるように端部底板１１３の外部側にワンタッチ継手１９０が取り付けられ、さらにこのワンタッチ継手１９０の他端側にはフレキシブルホース１９５が装着されている。フレキシブルホース１９５の他端側は、後述する流体タンク８１（図８参照）に連結されている。かかる構成により、外筒１５０内の流体流路１８０は、小孔１９６、ワンタッチ継手１９０、及びフレキシブルホース１９５を介して流体タンク８１へと通じている。
【００２４】
図５（Ａ）にその正面方向からの断面が示されている中間部１２０は、両端面が開口された筒状部１２５を備え、筒状部１２５には図面左の左端側に、第一端部取り付けフランジ１２１Ａ、フェライト取り付けフランジ１２２Ａが、図面右の右端側に、フェライト取り付けフランジ１２２Ｂ、共用取り付けフランジ１２１Ｂがそれぞれ、筒状部１２５の外周面からさらに外方向に延設されている。第一端部取り付けフランジ１２１Ａには筒状部１２５の外周部に沿って、さらにその外周側に６つの孔１２９Ａ〜Ｆが等角度間隔（６０度毎）で形成されている（図５には２つの孔１２９Ａ、１２９Ｄのみが表されている。)。これら孔１２９Ａ〜Ｆを利用して、中間部１２０と第一端部１１０との固定がはかられる。
【００２５】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に表された中間部１２０を右方向から見た側面図であり、共用取り付けフランジ１２１Ｂが明確に表されている。共用取り付けフランジ１２１Ｂの上部、及び下部には、装置取り付け孔１２７Ａ、１２７Ｂが設けられている。これら孔１２７Ａ、１２７Ｂを利用して、流体加熱装置１００は、後に説明する熱源機８０に固定される。
【００２６】
共用取り付けフランジ１２１Ｂにはまた、筒状部１２５の外周部に沿って、さらにその外周側に６つの孔１２８Ａ〜Ｆが等角度間隔（６０度毎）に形成されている。これら孔１２８Ａ〜Ｆを利用して、中間部１２０と第二端部１３０とが連結される。
【００２７】
図６に示されているように、第二端部１３０は、断面形状が円形の筒状部１３２と、筒状部１３２の一端側の開口を閉鎖している端部底板１３３とを備え、端部底板１３３とは反対側の開口部１３５の外周縁には、さらに外周方向にフランジ１３１が延設されている。フランジ１３１には、角度等間隔（１２０度毎）に３つの孔１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが設けられている。これら孔１３４Ａ〜Ｃを利用して、第二端部１３０と中間部１２０とが連結される。
【００２８】
筒状部１３２には、軸心Ｘに直交し且つオフセットされた方向に流体出口管６０が取り付けられ、その管内と流体加熱装置１００の流体流路１８０とが通じるように流体出口６１が開口されている。端部底板１３３には軸心Ｘ方向に４枚の係止フィン１３６Ａ〜Ｄが略等角度間隔（９０度毎）に延設配置されている。各係止フィン１３６Ａ〜Ｄは、矩形に形成されており、各フィンの一辺の部分が、端部底板１３３に固定され、それと直交する一辺が金属体１７０の右端部１７１Ｂの外周部に当接されている。従って、金属体１７０の右端部１７１Ｂの端面１７３は、第二端部１３０の端部底板１３３と当接して配置されている。
【００２９】
再び図１を参照して、第二端部１３０の端部底板１３３中央近傍には、温度センサ１４０が取り付けられている。図示のように温度センサ１４０は、金属体１７０の右端部１７１Ｂに近接して配置されている。熱伝導性の良い金属で形成されている金属体端部１７１Ａ、１７１Ｂは、金属体１７０そのものの温度を代表しており、そこから流体に伝えられた熱が冷暖房システムを循環することから、安全保守上、その部位に温度検知器を設けておくのが望ましい。そこで、外部からの監視、保守の利便性を考えて、金属体端部にもっとも近い第二端部１３０の端部底板１３３に温度センサ１４０を配置したものである。
【００３０】
図１及び図２に明確に示されているように、中間部１２０の外周部には、二つのフェライト取り付けフランジ１２２Ａ、１２２Ｂの間に、高周波電流加熱コイル１６０が捲線されている。また、二つのフェライト取り付けフランジ１２２Ａ、１２２Ｂそれぞれに設けられた６個の角孔１２６Ａ〜Ｆ、１２６Ｇ〜Ｌ（角孔１２６Ｇ〜Ｌは不図示である。）には、軸心Ｘ方向に６本の磁束誘導フェライト１６６Ａ〜Ｆが架け渡されている（図５（Ｃ）も参照されたい。）。
【００３１】
再び図１に戻り説明を続ける。中間部の筒状部１２５の外周径と、第一端部１１０、及び第二端部１３０それぞれの筒状部１１２、１３２の内周径とはほぼ同一寸法に形成されている。しかして、第一端部１１０の開口部１１５に、中間部の筒状部１２５の左端側を差し入れて、フランジ１１１と第二端部取り付けフランジ１２１Ａとを当接させて配置する。そして、これら各フランジの孔１１４Ａ〜Ｃ、１２９Ａ〜Ｆに適宜締結ネジ１９１Ａ〜Ｃ（締結ネジ１９１Ｂ、及び１９１Ｃは図面に現れていない。）を差し入れて三箇所で固定することにより、第一端部１１０と中間部１２０とが連結される。なお、第一端部１１０の内周面と、中間部１２０の外周面との間には、リング状のシール部材７１Ａ、７１Ｂが配設されて、連結部のシールがはかられている。
【００３２】
次に、金属管６００、及び金属線６５０と一体にされた金属体１７０（後に図７により説明する。）を中間部１２０に差し入れて、その左端１７２を第一端部１１０内のフィン１１６Ａ〜Ｄの所定位置に合わせる。しかる後に、第二端部１３０の開口部１３５に、中間部の筒状部１２５の右端側を差し入れて、フランジ１３１と共用取り付けフランジ１２１Ｂとを当接させて配置する。これら各フランジの孔１３４Ａ〜Ｃ、１２８Ａ〜Ｆに適宜締結ネジ１９２Ａ〜Ｃ（締結ネジ１９２Ｂ、及び１９２Ｃは図面に現れていない。）を差し入れて三箇所で固定することにより、第二端部１３０と中間部１２０とが連結される。なお、第二端部１３０の内周面と、中間部１２０の外周面との間には、リング状のシール部材７２Ａ、７２Ｂが配設されて、連結部のシールがはかられている。かくして、第一端部１１０、中間部１２０、及び第二端部１３０が一体に連結されて外筒１５０が構成される。
【００３３】
なお、図１、及び図２においては、流体入り口管５０と流体出口管６０とが同方向に向けて取り付けられているが、各フランジに設けられた孔は、６０度あるいは１２０度ごとに等角度間隔に設けられているので、流体入り口管５０と流体出口管６０とが径方向になす角度を、６０度おきに変化させることができる。これにより、流体加熱装置１００全体の設計の自由度が増し、装置のコンパクト化、圧損の低減を図ることもできる。さらに、フランジ１１１、１３１に設けられている孔１１４Ａ〜Ｃ、１３４Ａ〜Ｃを円周方向の長孔として形成すれば、流体入り口管５０と流体出口管６０とが径方向になす角度を、任意の角度に連続的に変化させることもできる。
【００３４】
図７は、金属体１７０と、金属管６００と、これらの間に螺旋状に捲かれて配置された金属線６５０を示す図である。金属線６５０は、金属体１７０の外周面１７０Ａに螺旋状に捲線されるとともに、該金属線６５０は金属管６００の内周面６０２に圧接固定されている。かかる構成により、比較的簡易な加工によって、金属体１７０の外周側に(第二)流体流路１８２を形成しつつ、金属管６００を配設することが可能となる。
【００３５】
次に各部材を構成する材料について簡単に説明する。中間部１２０を構成する材料は、絶縁体で構成することが必要であり、例えば合成樹脂、あるいはセラミック材料等にて形成する。これに対して、第一端部１１０、及び第二端部１３０は材料としての限定はないが、生産工程における加工性等の観点から、所定の耐熱性を備えた樹脂成形品であることが好ましい。また、中間部１２０と同様にセラミックで構成しても良い。金属体１７０、及び金属管６００は、磁性を備えた材料、たとえばＳＵＳ４３０等のステンレス鋼を材料として使用することができる。また、金属線６５０は、流体として水を使用する場合に、水まわりに真鍮系の材料を使用することが多いため、材料として銅（Ｃｕ）を使用することが好ましい。銅（Ｃｕ）を使用することにより電蝕を防止することができる。温度センサ１４０は、サーミスタにより構成されている。温度センサ１４０を、温度により変化する抵抗値を電流に変換するサーミスタにより構成することにより、熱電対を使用した場合に受けるノイズの影響を避けることができる。
【００３６】
以上のように構成された流体加熱装置１００は、高周波電流加熱コイル１６０により発熱される金属管６００の外周面６０１、及び内周面６０２、並びに金属体１７０の外周面１７０Ａ、さらには金属線６５０の表面において流体との熱交換が行われるので、熱交換面積を、非常に大きなものとすることができる。かかる構成により、突沸を防止でき、また、必要な場合には、流体加熱装置１００自体の大きさをさらにコンパクトなものとすることができる。
【００３７】
また、本発明の流体加熱装置１００は、軸心方向Ｘに関して、高周波電流加熱コイル１６０より、金属体１７０が両端方向に長く形成されているので、高周波電流加熱コイル１６０により、発熱を促された金属体１７０の高周波電流加熱コイル１６０の軸心方向長さに対応する部分から、両端方向に温度勾配を形成して、流体の急激な加熱を防止することが容易なものとなる。また、金属体１７０の端部近傍に温度センサ１４０が配置されているので、金属体１７０の温度を直接的に検知することが可能であり、装置の過熱を防止することが容易となる。
【００３８】
上述した通り、流体加熱装置１００は、外筒１５０の一部をなし絶縁体よりなる中間部１２０と、中間部１２０の外周に捲線された高周波電流加熱コイル１６０と、外筒１５０の内部に高周波電流加熱コイル１６０により誘導加熱される金属体１７０、及び金属管６００とを備えており、この金属体１７０及び金属管６００が高周波誘導電流により内部に渦電流損を発生し、その損失エネルギーにより発熱する（図１及び２も参照）。
磁束誘導フェライト１６６は、高周波電流による発生磁束をフェライト内に誘導して、磁束がＩＨセル外部に漏洩するのを抑止する。磁束が外部に漏洩すると、周辺金属に誘導加熱を引き起こして好ましくないからである。また、電波ノイズが周辺の電子機器に悪影響を及ぼすことを防止する目的もある。
【００３９】
発熱した金属体１７０及び金属管６００を内部に有する外筒１５０内に流体を通すと熱交換が行われ、流体の温度が上昇することになる。即ち、加熱流体となる。本発明に使用される流体としては特に限定されるものではないが、例えば水、エチレングリコールのような不凍液、鉱油、ポリエステル等の合成油などを使用することができる。
【００４０】
図８は、流体タンクと流体加熱装置とを備えた熱源機の内部構造を示す正面図である。図示の熱源機８０において、台板８５上には共用取り付けフランジ１２１Ｂを利用して流体加熱装置１００が縦型に取り付けられている。図１〜７においては流体加熱装置１００、及びそれを構成する各部材が便宜上横向きに表されていたが、実際に流体加熱装置１００が使用されるときには図８に表されているように、縦置きにして使用される。このとき第一端部１１０が上側に配置される。流体加熱装置１００の斜め上方には流体タンク８１が、取り付けパネル板８６にネジ止めされている。流体タンク８１の底面には、流体加熱装置１００のものと同様のワンタッチ継手８７がタンク内部に通じるように取り付けられている。流体加熱装置１００のワンタッチ継手１９０と、流体タンク８１のワンタッチ継手８７とは、前記したフレキシブルホース１９５で連結されている。
【００４１】
かかる構成によって、流体加熱装置１００の内部と流体タンク８１とは流体の通路が通じている。流体加熱装置１００内において、蒸気や気泡が発生するとそれらは流体加熱装置１００の筒状部１５０内上部へと向かい、ワンタッチ継手１９０、フレキシブルホース１９５、及びワンタッチ継手８７を介して、流体タンク８１へと抜けてゆく。しかして、流体加熱装置１００内に発生した空気だまりや蒸気は筒状体１５０に滞留させることなく、流体タンク８１へと抜くことができる。よって、空気だまりの発生により生じうる流体加熱装置１００の過熱、部材の溶解や、蒸気の発生により起こり得る水蒸気爆発を未然に防止することができる。また通常の床暖房システムに多用されているいわゆる空気抜きのように、定期的に空気を抜く作業を要しないので、メンテナンスフリーの安全な熱源機８０を構成することができる。
【００４２】
流体タンク８１の上部には注水口８８が設けられている。注水口８８から入れられた水は流体タンク８１内に貯水される。流体タンク８１は、配管を介して循環ポンプ８２へと通じている。熱源機８０は商用電源から交流電圧の給電を受けて動作する。漏電ブレーカ８３は、商用電源の基幹配線に設けられており、熱源機８０の内部で漏電が発生するとオフ状態となって、熱源機８０を商用電源から電気的に分離する。温水は不図示の（戻りヘッダー）→（循環ポンプ８２）→（流体加熱装置１００）→（往きヘッダー）→（放熱器）→（戻りヘッダー）の経路で循環される。
【００４３】
図９は、図８に示す熱源機８０を備えた暖房システムの一例を示す図である。この床暖房システム２００は、熱源機８０にて加熱した約６０℃の温水を床下に敷設した温水マット２２０に循環させ、床からの輻射熱で部屋Ａ全体を均一に暖房する。この床暖房システム２００では、熱源機８０に循環ポンプ８２が内蔵されている。この熱源機８０の流体加熱装置１００により、水を所定温度（６０℃）に加熱して、循環ポンプ８２により温水配管２１１に送り出している。
【００４４】
床暖房システム２００の制御信号が流れる信号線２１３を含む温水配管２１１、２１２は、熱源機８０から温水マット２２０に向かう温水が流れる往き管２１１と、温水マット２２０内を循環した水が熱源機８０に戻るための戻り管２１２とを有しており、それらはペアチューブ２１５として一本にまとめられている。ペアチューブ２１５の周囲は不図示の断熱材で囲まれている。
【００４５】
温水マット２２０から熱源機８０への戻りは、戻り管２１２で結ばれている。これらと同様な温水を供給する配管は他のＢ及びＣの部屋にも導かれている。温水マット２２０が設けられた部屋Ａの壁２２１には、部屋Ａの室温を計測して室内の温度調節を行う床暖房コントローラ２２２が取り付けられている。床暖房コントローラ２２２には部屋Ａの居住者が希望する所定の室温を設定することができる。また床暖房コントローラ２２２には、部屋Ａ室内の所定個所に設けられた温度センサ（不図示）からの情報が常時入力されている。
【００４６】
部屋Ａの室温を所望の温度付近に保つように、上記のように構成された床暖房コントローラ２２２から信号線２２３を介し、さらにペアチューブ２１５の信号線２１３を介して熱源機８０（循環ポンプ８２、及び開閉弁（不図示））に対して指令が送出されるように構成されている。熱源機８０（循環ポンプ８２、及び開閉弁）は、床暖房コントローラ２２２からの指令に基づいて温水マット２２０に供給する６０℃の温水の供給を制御して、温水マット２２０からの床を介した輻射熱により部屋Ａを所定の室温に維持している。
【００４７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う暖房システムもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の流体加熱装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示した流体加熱装置の正面図である。
【図３】外筒の第一端部の部位を示す、（Ａ）は一部を破断した正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】第一端部と金属体とフレキシブルホースを示す図である。
【図５】外筒の中間部を示す、（Ａ）は正面方向からみた断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ視断面図である。
【図６】外筒の第二端部の部位を示す、（Ａ）は長手方向中央付近で切断して、その部分から端部方向に見た図、（Ｂ）は一部を破断した正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図７】金属体と金属管を示す図である。
【図８】流体加熱装置を備えた熱源機の一例を示す図である。
【図９】図８に示す熱源機を備えた暖房システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｘ 軸心
５０ 流体入り口管
５１ 流体入り口
６０ 流体出口管
６１ 流体出口
８０ 熱源機
８１ 流体タンク
８２ 循環ポンプ
８３ 漏電ブレーカ
８５ 台板
８６ 取り付けパネル板
８７ ワンタッチ継手
８８ 注水口
１００ 流体加熱装置
１１０ 第一端部
１１１ フランジ
１１２ 筒状部
１１３ 端部底板
１１４Ａ〜Ｃ 孔
１１５ 開口部
１１６Ａ〜Ｄ 係止フィン
１２０ 中間部
１２１Ａ 第一端部取り付けフランジ
１２１Ｂ 共用取り付けフランジ
１２２Ａ、１２２Ｂ フェライト取り付けフランジ
１２５ 筒状部
１２６Ａ〜Ｆ 角孔
１２７Ａ、１２７Ｂ 装置取り付け孔
１２８Ａ〜Ｆ 孔
１２９Ａ〜Ｆ 孔
１３０ 第二端部
１３１ フランジ
１３２ 筒状部
１３３ 端部底板
１３４Ａ〜Ｃ 孔
１３５ 開口部
１３６Ａ〜Ｄ 係止フィン
１４０ 温度センサ
１５０ 外筒
１５０Ａ 内周面
１６０ 高周波電流加熱コイル
１６６Ａ〜Ｆ 磁束誘導フェライト
１７０ 金属体
１７０Ａ 外周面
１７１Ａ 左端部
１７１Ｂ 右端部
１７２ 端面
１７３ 端面
１８０ 流体流路
１８１ 第一流体流路
１８２ 第二流体流路
１９０ ワンタッチ継ぎ手
１９１Ａ〜Ｃ 締結ネジ
１９２Ａ〜Ｃ 締結ネジ
１９５ フレキシブルホース（オリフィス）
１９６ 小孔（孔）
２００ 床暖房システム
２１１ 高温温水配管（往き管）
２１２ 高温温水配管（戻り管）
２１３ 信号線
２１５ ペアチューブ
２１６ 温水コンセント
２１７、２１８ 配管
２１９ 開閉弁
２２０ 温水マット(放熱器）
２２１ 壁
２２２ 床暖房コントローラ
２２３ 信号線
６００ 金属管
６０１ 外周面
６０２ 内周面
６５０ 金属線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を保持する流体タンクと、前記流体を加熱する流体加熱装置と、前記流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器と、前記流体を循環させる循環ポンプとを具備し、
前記流体加熱装置を熱源として、前記流体を前記放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、
前記流体加熱装置から前記流体タンクに通じるオリフィスを設けることを特徴とする暖房システム。
【請求項２】
前記流体加熱装置は、軸心方向に順に第一端部、中間部、及び第二端部を備えるとともに少なくとも前記中間部が絶縁体により形成された外筒と、前記中間部の外周に捲線された高周波電流加熱コイルと、前記外筒の内部に配置されるとともに前記高周波電流加熱コイルによって発熱する柱形状の金属体と、前記外筒の内周面と前記金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて形成された流体流路と、を具備するとともに、前記金属体が前記軸心方向に関して、前記中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されており、
前記外筒の第一端部に、前記流体流路からオリフィスに通じる開口が設けられていることを特徴とする暖房システム。
【請求項３】
前記外筒の内周面と前記金属体の外周面との間に、これらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の暖房システム。
【請求項１】
流体を保持する流体タンクと、前記流体を加熱する流体加熱装置と、前記流体加熱装置により発生した熱を室内に供給する放熱器と、前記流体を循環させる循環ポンプとを具備し、
前記流体加熱装置を熱源として、前記流体を前記放熱器に循環させるように構成した暖房システムであって、
前記流体加熱装置から前記流体タンクに通じるオリフィスを設けることを特徴とする暖房システム。
【請求項２】
前記流体加熱装置は、軸心方向に順に第一端部、中間部、及び第二端部を備えるとともに少なくとも前記中間部が絶縁体により形成された外筒と、前記中間部の外周に捲線された高周波電流加熱コイルと、前記外筒の内部に配置されるとともに前記高周波電流加熱コイルによって発熱する柱形状の金属体と、前記外筒の内周面と前記金属体の外周面との間に一定の間隔を設けて形成された流体流路と、を具備するとともに、前記金属体が前記軸心方向に関して、前記中間部に対応する位置から両端方向の少なくとも一方に延設されており、
前記外筒の第一端部に、前記流体流路からオリフィスに通じる開口が設けられていることを特徴とする暖房システム。
【請求項３】
前記外筒の内周面と前記金属体の外周面との間に、これらの面と所定の間隔を隔てて配設された金属管をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の暖房システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１４５１４３（Ｐ２００６−１４５１４３Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３７９７５（Ｐ２００４−３３７９７５）
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（５０１２９９４２８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（５０１２９９４２８）
【Ｆターム（参考）】
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