熱交換装置
【課題】高効率、高出力の熱交換装置を提供することを目的とする。
【解決手段】多数枚のプレートフィン１に設けられた貫通孔１４に貫通されて密着保持された伝熱パイプ３と、前記伝熱パイプ３内に挿入されたシーズヒータ４とを備えた熱交換装置である。したがって、伝熱パイプ３を拡径することによって、プレートフィン１との密着性が向上し、また、シーズヒータ４の熱は確実に伝熱パイプ３に伝達される。これにより、シーズヒータ４からプレートフィン１への熱移動が確実となり、高効率熱交換を実現できることとなる。
【解決手段】多数枚のプレートフィン１に設けられた貫通孔１４に貫通されて密着保持された伝熱パイプ３と、前記伝熱パイプ３内に挿入されたシーズヒータ４とを備えた熱交換装置である。したがって、伝熱パイプ３を拡径することによって、プレートフィン１との密着性が向上し、また、シーズヒータ４の熱は確実に伝熱パイプ３に伝達される。これにより、シーズヒータ４からプレートフィン１への熱移動が確実となり、高効率熱交換を実現できることとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーズヒータを熱源とする熱交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換装置として、並設された多数枚のプレートフィンにシーズヒータを貫通させたものとか、ヒーズヒータのパイプと一体にフィンを形成したものがあった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平４−６８９２８号公報
【特許文献２】特開平６−２３１８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成のうち、前者の熱交換装置では、プレートフィンに対するシーズヒータの貫通構成として、同シーズヒータのパイプを拡径することができないため、貫通部での密着性がどうしても悪く、シージヒータからプレートフィンへの熱伝導がよくなかった。
【０００４】
また、後者のものでは、フィンがヒーズヒータのパイプと一体に形成してあるため、前記のような熱伝導特性面での問題はないが、フィンの面積が大きくとれず、熱効率が高くできなかった。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解消したもので、高効率の熱交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。
【０００７】
この構成により熱源部からプレートフィンへの熱移動が確実となり、高効率の熱交換装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱交換装置によれば、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。
【００１０】
前記伝熱パイプを設けることによって、熱源部のプレートフィンへの熱連係が高まり、また、多くのプレートフィンを配置できることとなる。
【００１１】
プレートフィンの貫通孔に挿入した伝熱パイプは、拡径により前記プレートフィンとの密着性を高めることができる。
【００１２】
プレートフィンにおける貫通孔の孔縁を筒状としておけば、伝熱パイプからプレートフィンへの熱移動がより一層良化できるであろう。
【００１３】
そして、伝熱パイプとシーズヒータとの間には空気層となる間隙を設けておけば、前記間隙の空気層が熱緩衝作用を発揮して加熱すべき負荷が変動しても、伝熱パイプおよびプレートフィンの急激なる温度変動を防止できる。
【００１４】
そして、これら熱交換装置を空気流動路に配置すれば、高出力、高効率の温風暖房機とすることができる。
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態が本発明を限定するものでない。
【００１６】
（実施の形態１）
図において、多数枚のプレートフィン１を並設して一つのフィンブロック２を構成し、このフィンブロック２にそれぞれ伝熱パイプ３を介して複数のシーズヒータ４が挿通してある。
【００１７】
前記シーズヒータ４は、鉄などからなるパイプ５内の中心線上に電気ヒータ６を挿設するとともに、これらパイプ５、電気ヒータ６間に酸化マグネシウムなどの絶縁材７を充填して構成されている。
【００１８】
さらに、前記電気ヒータ６の両端に接続された端子８は封口材９を貫通してパイプ５の両側外方に突出している。
【００１９】
そして、前記伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間には空気層となる間隙１０が設定してある。
【００２０】
前記間隙１０は、シーズヒータ４におけるパイプ５の端部に配置したスペーサ１１の外周に伝熱パイプ３を結合せることで形成されるものであり、また、前記スペーサ１１の外端部に外拡がりのテーパ部１２を設けて伝熱パイプ３の端部への当りとすることによって、シーズヒータ４の長手方向の位置決めが図られている。
【００２１】
前記伝熱パイプ３は熱良導材、例えば銅などでつくられており、熱膨張、腐食などを考慮してスペーサ１１も同材質に設定されている。スペーサ１１の位置は、その耐熱性などを配慮してシーズヒータ４の電気ヒータ６が存在しない端子８の挿通部外周に対応している。
【００２２】
次に、プレートフィン１に対する伝熱パイプ３の貫通構成について述べる。
【００２３】
前記プレートフィン１は熱良導性のアルミニウムなどが使用されており、伝熱パイプ３を貫通させるために、孔縁１３を筒状とした貫通孔１４が形成してある。
【００２４】
前記伝熱パイプ３を貫通孔１４に通した後、その伝熱パイプ３を拡径することで筒状の孔縁１３に密着され、良好な熱伝達経路を形成するようにしてある。
【００２５】
以上の構成において、通電により、先ず、シーズヒータ４の電気ヒータ６が発熱し、その熱は絶縁材７を介してパイプ５に伝わり、輻射エネルギーとして放射され、間隙１０を通して伝熱パイプ３に至る。
【００２６】
これによって、伝熱パイプ３は吸収した輻射エネルギーにて加熱され、次いで伝導によりプレートフィン１に伝達される。
【００２７】
したがって、フィンブロック２が温風暖房機の通風路に臨ませて配置してあれば、この通風路を流れる空気がプレートフィン１の間の隙間を通過する際、対流などの作用で加熱され、温風化されるものである。
【００２８】
ここで、前記シーズヒータ４を空気層となる間隙１０をおいて伝熱パイプ３に内設した意義について説明する。
【００２９】
例えば、温風暖房機において、その通風路に常に一定量の空気が流動することはない。つまり、シーズヒータ４にかかる負荷は刻々と変化するものである。すなわち、暖房の設定温度などに関連して負荷はリニアーに、或いは断続的ＯＮ−ＯＦＦ的に変動し、それに伴って、シーズヒータ４の出力も制御する必要がある。
【００３０】
しかしながら、空気量の変動とシーズヒータ４における電気ヒータ６の出力制御を完全に同期させることは理論的に困難で、特に、負荷が急激に小方向に変動したときにはシーズヒータ４の温度が異常値に近い値まで上昇してしまう。
【００３１】
ここで、プレートフィン１は熱良導材であるアルミニウムなどが使用されているところから、その耐熱性を考慮すると、シーズヒータ４として高出力のものを使用できないことが理解できるであろう。
【００３２】
しかるに、本実施の形態のように、シーズヒータ４の外側に間隙１０をおいて伝熱パイプ３を設けておくと、その間隙１０の空気層が熱緩衝作用を発揮し、シーズヒータ４の温度変化を吸収することとなる。
【００３３】
その結果、伝熱パイプ３およびプレートフィン１にアルミニウムとか銅などの熱良導材を使用しても、それらが異常高温に達することがなく、耐熱性の障害とならないものである。
【００３４】
以上から、熱交換装置としての効率が向上し、加えて高出力化が図れるものであり、高い耐久性がえられることとなる。
【００３５】
前記のように、熱交換装置としての高効率、高出力化を可能とするシーズヒータ４と伝熱パイプ３との間の間隙１０を確保するスペーサ１１は、前記シーズヒータ４のパイプ５の外周面に接するが、その位置は電気ヒータ６が存在しない部位に設定されているため、高温になることがなく、したがって、銅などを使用しても温度的には支障がないものである。
【００３６】
また、そのスペーサ１１にテーパ部１２を形成しているので、一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の一端に取付けて伝熱パイプ３の中に通し、その伝熱パイプ３の端部にテーパ部１２が当るまで移動させ、その後、もう一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の他端に嵌め、そのテーパ部１２が伝熱パイプ３の他端に当るまで移動させることで、自ずとシーズヒータ４の長手方向の位置決めがなされるものである。
【００３７】
なお、本実施の形態では、伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間に空気層となる間隙１０を設けた例を示したが、単に、熱移動面のみをみれば、伝熱パイプ３の内面に少なくとも一部が接触した形でシーズヒータ４を挿入してもよく、要は、プレートフィン１と実質一体化した伝熱パイプ３にシーズヒータ４が挿入できるものであれば構成的に
限定を受けるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明にかかる熱交換装置は、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものであり、温風を熱源とする暖房機や乾燥機などへの利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換装置の要部拡大断面図
【図２】同熱交換装置の全体斜視図
【図３】同熱交換装置の一部断面図
【符号の説明】
【００４０】
１ プレートフィン
３ 伝熱パイプ
４ シーズヒータ
１３ 孔縁
１４ 貫通孔
１０ 間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーズヒータを熱源とする熱交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換装置として、並設された多数枚のプレートフィンにシーズヒータを貫通させたものとか、ヒーズヒータのパイプと一体にフィンを形成したものがあった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平４−６８９２８号公報
【特許文献２】特開平６−２３１８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成のうち、前者の熱交換装置では、プレートフィンに対するシーズヒータの貫通構成として、同シーズヒータのパイプを拡径することができないため、貫通部での密着性がどうしても悪く、シージヒータからプレートフィンへの熱伝導がよくなかった。
【０００４】
また、後者のものでは、フィンがヒーズヒータのパイプと一体に形成してあるため、前記のような熱伝導特性面での問題はないが、フィンの面積が大きくとれず、熱効率が高くできなかった。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解消したもので、高効率の熱交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。
【０００７】
この構成により熱源部からプレートフィンへの熱移動が確実となり、高効率の熱交換装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱交換装置によれば、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の熱交換装置は、並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えたものである。
【００１０】
前記伝熱パイプを設けることによって、熱源部のプレートフィンへの熱連係が高まり、また、多くのプレートフィンを配置できることとなる。
【００１１】
プレートフィンの貫通孔に挿入した伝熱パイプは、拡径により前記プレートフィンとの密着性を高めることができる。
【００１２】
プレートフィンにおける貫通孔の孔縁を筒状としておけば、伝熱パイプからプレートフィンへの熱移動がより一層良化できるであろう。
【００１３】
そして、伝熱パイプとシーズヒータとの間には空気層となる間隙を設けておけば、前記間隙の空気層が熱緩衝作用を発揮して加熱すべき負荷が変動しても、伝熱パイプおよびプレートフィンの急激なる温度変動を防止できる。
【００１４】
そして、これら熱交換装置を空気流動路に配置すれば、高出力、高効率の温風暖房機とすることができる。
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態が本発明を限定するものでない。
【００１６】
（実施の形態１）
図において、多数枚のプレートフィン１を並設して一つのフィンブロック２を構成し、このフィンブロック２にそれぞれ伝熱パイプ３を介して複数のシーズヒータ４が挿通してある。
【００１７】
前記シーズヒータ４は、鉄などからなるパイプ５内の中心線上に電気ヒータ６を挿設するとともに、これらパイプ５、電気ヒータ６間に酸化マグネシウムなどの絶縁材７を充填して構成されている。
【００１８】
さらに、前記電気ヒータ６の両端に接続された端子８は封口材９を貫通してパイプ５の両側外方に突出している。
【００１９】
そして、前記伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間には空気層となる間隙１０が設定してある。
【００２０】
前記間隙１０は、シーズヒータ４におけるパイプ５の端部に配置したスペーサ１１の外周に伝熱パイプ３を結合せることで形成されるものであり、また、前記スペーサ１１の外端部に外拡がりのテーパ部１２を設けて伝熱パイプ３の端部への当りとすることによって、シーズヒータ４の長手方向の位置決めが図られている。
【００２１】
前記伝熱パイプ３は熱良導材、例えば銅などでつくられており、熱膨張、腐食などを考慮してスペーサ１１も同材質に設定されている。スペーサ１１の位置は、その耐熱性などを配慮してシーズヒータ４の電気ヒータ６が存在しない端子８の挿通部外周に対応している。
【００２２】
次に、プレートフィン１に対する伝熱パイプ３の貫通構成について述べる。
【００２３】
前記プレートフィン１は熱良導性のアルミニウムなどが使用されており、伝熱パイプ３を貫通させるために、孔縁１３を筒状とした貫通孔１４が形成してある。
【００２４】
前記伝熱パイプ３を貫通孔１４に通した後、その伝熱パイプ３を拡径することで筒状の孔縁１３に密着され、良好な熱伝達経路を形成するようにしてある。
【００２５】
以上の構成において、通電により、先ず、シーズヒータ４の電気ヒータ６が発熱し、その熱は絶縁材７を介してパイプ５に伝わり、輻射エネルギーとして放射され、間隙１０を通して伝熱パイプ３に至る。
【００２６】
これによって、伝熱パイプ３は吸収した輻射エネルギーにて加熱され、次いで伝導によりプレートフィン１に伝達される。
【００２７】
したがって、フィンブロック２が温風暖房機の通風路に臨ませて配置してあれば、この通風路を流れる空気がプレートフィン１の間の隙間を通過する際、対流などの作用で加熱され、温風化されるものである。
【００２８】
ここで、前記シーズヒータ４を空気層となる間隙１０をおいて伝熱パイプ３に内設した意義について説明する。
【００２９】
例えば、温風暖房機において、その通風路に常に一定量の空気が流動することはない。つまり、シーズヒータ４にかかる負荷は刻々と変化するものである。すなわち、暖房の設定温度などに関連して負荷はリニアーに、或いは断続的ＯＮ−ＯＦＦ的に変動し、それに伴って、シーズヒータ４の出力も制御する必要がある。
【００３０】
しかしながら、空気量の変動とシーズヒータ４における電気ヒータ６の出力制御を完全に同期させることは理論的に困難で、特に、負荷が急激に小方向に変動したときにはシーズヒータ４の温度が異常値に近い値まで上昇してしまう。
【００３１】
ここで、プレートフィン１は熱良導材であるアルミニウムなどが使用されているところから、その耐熱性を考慮すると、シーズヒータ４として高出力のものを使用できないことが理解できるであろう。
【００３２】
しかるに、本実施の形態のように、シーズヒータ４の外側に間隙１０をおいて伝熱パイプ３を設けておくと、その間隙１０の空気層が熱緩衝作用を発揮し、シーズヒータ４の温度変化を吸収することとなる。
【００３３】
その結果、伝熱パイプ３およびプレートフィン１にアルミニウムとか銅などの熱良導材を使用しても、それらが異常高温に達することがなく、耐熱性の障害とならないものである。
【００３４】
以上から、熱交換装置としての効率が向上し、加えて高出力化が図れるものであり、高い耐久性がえられることとなる。
【００３５】
前記のように、熱交換装置としての高効率、高出力化を可能とするシーズヒータ４と伝熱パイプ３との間の間隙１０を確保するスペーサ１１は、前記シーズヒータ４のパイプ５の外周面に接するが、その位置は電気ヒータ６が存在しない部位に設定されているため、高温になることがなく、したがって、銅などを使用しても温度的には支障がないものである。
【００３６】
また、そのスペーサ１１にテーパ部１２を形成しているので、一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の一端に取付けて伝熱パイプ３の中に通し、その伝熱パイプ３の端部にテーパ部１２が当るまで移動させ、その後、もう一つのスペーサ１１をシーズヒータ４の他端に嵌め、そのテーパ部１２が伝熱パイプ３の他端に当るまで移動させることで、自ずとシーズヒータ４の長手方向の位置決めがなされるものである。
【００３７】
なお、本実施の形態では、伝熱パイプ３とシーズヒータ４のパイプ５との間に空気層となる間隙１０を設けた例を示したが、単に、熱移動面のみをみれば、伝熱パイプ３の内面に少なくとも一部が接触した形でシーズヒータ４を挿入してもよく、要は、プレートフィン１と実質一体化した伝熱パイプ３にシーズヒータ４が挿入できるものであれば構成的に
限定を受けるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明にかかる熱交換装置は、シーズヒータからプレートフィンへの熱移動を確実として高効率熱交換を実現できるものであり、温風を熱源とする暖房機や乾燥機などへの利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換装置の要部拡大断面図
【図２】同熱交換装置の全体斜視図
【図３】同熱交換装置の一部断面図
【符号の説明】
【００４０】
１ プレートフィン
３ 伝熱パイプ
４ シーズヒータ
１３ 孔縁
１４ 貫通孔
１０ 間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えた熱交換装置。
【請求項２】
プレートフィンの貫通孔に挿入した伝熱パイプを拡径して前記プレートフィンと伝熱パイプを密着させた請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
プレートフィンにおける貫通孔の孔縁を筒状とした請求項１または２記載の熱交換装置。
【請求項４】
伝熱パイプとシーズヒータとの間には空気層となる間隙を設けた請求項１記載の熱交換装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の熱交換装置を空気流動路に配置した温風暖房機。
【請求項１】
並設された多数枚のプレートフィンと、前記プレートフィンに設けられた貫通孔に貫通されて密着保持された伝熱パイプと、前記伝熱パイプ内に挿入されたシーズヒータとを備えた熱交換装置。
【請求項２】
プレートフィンの貫通孔に挿入した伝熱パイプを拡径して前記プレートフィンと伝熱パイプを密着させた請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
プレートフィンにおける貫通孔の孔縁を筒状とした請求項１または２記載の熱交換装置。
【請求項４】
伝熱パイプとシーズヒータとの間には空気層となる間隙を設けた請求項１記載の熱交換装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の熱交換装置を空気流動路に配置した温風暖房機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２１８１３８（Ｐ２００９−２１８１３８Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２１７６（Ｐ２００８−６２１７６）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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