JPH037864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、ストーブ等の排気熱を利用して例え
ば暖房マツト等の放熱部を加温させるのに有用な
排気熱の熱交換器に関するものである。 （従来の技術） しかしてこの発明は、本願出願者が先に提案し
た「特願60−80084号」に係る熱交換器の改良に
関するものであつて、ここで、上記既提案技術の
概要につき述べる。 提案された熱交換器は、石油や薪等を燃料とす
るストーブの煙道を外囲する外筒を熱媒液の受熱
通路とし、同受熱通路を流通して高温化された熱
媒液を、ストーブの近隣に設置された暖房マツト
の放熱チユーブに環流させるようにしたものであ
つて、かつその構成の特徴とする処は、該受熱通
路における熱媒液の受熱量を、調節操作に基づい
て可変に切替え得るようにしたものである。 そのための具体的な構成として、先ず、ストー
ブの煙道を成す内筒と、上述外筒との間を中間径
の仕切筒で内側と外側とに隔室させた上で、同仕
切筒の上端付近に連通開口を穿開させている。 更に、暖房マツトから還流する低温の熱媒体の
流入管を、内側通路の下端に開口させると共に、
暖房マツトへ吐出させる高温の熱媒体の流出管
を、外通路の下端に開口させている。 そのほか、受熱量を可変にするための手段とし
て、仕切筒の中間高さ箇所に連通開口が穿開され
ると共に、同連通開口に対接する外筒壁には、バ
イパス開口が開けられていて、かつ、同パイパス
開口と上述熱媒液流入管の途中箇所との間には、
操作開閉弁が介装されたバイパス管が外付きによ
り配管されている。 このように構成された既提案の熱交換器の作動
間における熱媒液の基本的な流れとしては、流入
管から内側通路の下端に入つた低温の熱媒液は、
内側通路を上昇した後、上端付近の連通開口から
外側通路に折返し、次で、外側通路を降下した
後、外側通路下端の流出管から環流ポンプに吸引
され、この間に、内筒壁からの受熱により流液が
高温となる。 なお、熱媒体が内側通老を上昇する時にバイパ
ス開口を通過する際には、流量の一部分が外側通
路に分流することは言うまでもない。 ところで、バイパス管の開閉弁を開いた状態で
上述作動が行われる場合には、流入管の低下によ
つて内側通路を上昇する熱媒液の大部分がバイパ
ス開口から外側通路に流入して外側通路を落流す
ると共に、バイパス管を経て劾側通路の直接流入
したバイパス流も、同様にして外側通路に合流し
て落流し、これにより内筒の下半部だけからの受
熱によつて熱媒体が加熱されるので、流出液が過
度に高温化されることがない。 一方、開閉弁を閉じた状態で上述作動が行われ
る場合は、内側通路を上昇する熱媒液は、高い流
入圧の付勢によつて大部分の熱媒液が、バイパス
開口から分流することなしに上昇し、次で内側通
路の上端から連通開口を経て外側通路に流入して
落流し、これにより内筒の全長にわたる往復の受
熱により加熱されて、流出液が高温となる。 このように、外気の寒さの程度に対応して開閉
弁を強熱、弱熱の２段階に切替え操作することに
より、暖房マツトに吐出される熱媒液の温度を快
適温度に保つことができる。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、このような既提案の熱交換器において
は、バイパス管が外筒の外に張出していることか
ら、熱交換器の組立作業が複雑かつ面倒であるほ
か、外見上の見栄えも悪い。更に、開閉弁を閉じ
て「強熱」に切替えた場合に、内側通路を通る流
管が分流して少なくなるため過熱して水蒸気が外
部に吹出したり、あるいは熱媒液が外側通路を円
滑に流下しなくなる等の問題点があつた。 そこで本発明は、その構造に外付き配管の必要
がなく、かつ強熱作動時における熱媒液の円滑、
確実な受熱作用が行われるようにした熱交換器を
提供することを目的としている。 （問題点を解決するための手段） その目的を達成するため、本発明の構成におい
ては、ストーブの煙道を成す内筒９と、上記内筒
９を外囲して、同内筒９との間に閉塞された通路
空間を形成させる外筒１２と、上記通路空間を内
外に隔室させる中間径の仕切筒１３であつて、上
記内筒９との間を内側通路１４とすると共に、上
記外筒１２との間を外側通路１５となす仕切筒１
３と、上記内側通路１４の下端付近に開口する熱
媒液の流入管４と、上記外側通路１５の下端付近
に開口する熱媒体の流出管７と、上記仕切管１３
の上端付近に穿設された連通開口１３ａと、上記
外筒１２の中間高さ箇所に取付けられた外部操作
用の開閉コツク２０であつて、その切替操作に基
づき、上記外側通路１５と内側通路１４との間を
連通あるいは遮断させるようにした操作コツクと
を具備した構成としている。 （作用） このような構造から、バイパス管の外付き配管
を行わずに熱媒液の流路系を切替えることが可能
となり、かつ開閉コツクのデジタル的な切替え作
用により熱媒液の距離が変り確実に流路系の切替
えが行われる。 （実施例） 以下、第１図ないし第６図に示す一実施例に基
づき、本発明の構成を具体的に述べる。 実施例の熱交換器１は、ストーブ２の排気口と
煙突３との間に取付けられると共に、その熱媒液
の流入管４は、暖房マツト５の加熱チユーブ５ａ
の終端に通じる戻し管６に接続されており、また
熱媒液の流出管７は、同放熱チユーブ５ａの始端
に通じる送出管８に接続されていて、かつ送出管
８の途中には、電動循環ポンプＰが介装されて、
マツト５側に吐出作動している。 しかして熱交換器１は、ストーブ２の煙道をな
す内筒９と、同内筒９を外囲すると共に、環状の
上蓋１０および環状の下蓋１１とにより上下が閉
塞された外筒１２と、内筒９の外筒１２との間の
空間を内外に隔室させる中間径の仕切筒１３との
３重筒により形成されていて、内筒９と仕切筒１
３との間の環空間が熱媒液の内側通路１４を成し
ており、また外筒１２と仕切筒１３との間の環空
間が熱媒液の外側通路１５を成している。 なお、仕切筒１３の周壁の上端寄りの複数箇所
（図示では、４箇所）には、連通開口１３ａが穿
開されている。 次に、内筒９の上端寄りの内面の対向する２箇
所には、掛金１６が固設されると共に、その掛金
１６には、長板より成る保持板１７が着脱自在に
軸線上に懸下されていて、かつこの保持板１７の
上下方向の複数箇所には、風通し穴１７ａが開け
られた上で、各風通し穴１７ａの下縁には、半円
形の邪魔板１８が左右入違い方向に水平に突設さ
れていて、排気流の上昇速度を延伸させる役目を
果している。 一方、内側通路１４の内空には、同通路１４の
環径厚みとほぼ等しい寸法の太さのアルミ材より
成る螺旋棒１９が、軸線方向に沿い、両側の壁面
にスパイラル形に固着されていて、これにより、
内側通路１４内空の厚みが正確かつ強固に保持さ
れると共に、上昇する熱媒液に対し旋回付勢して
受熱時弧を延伸させており、かつこの螺旋棒１８
は、アルミの犠牲極の作用により内筒９の腐食を
防止する役目を果している。 次に、外筒１２の周壁には、下記のように夫々
の部材が取付けられているが、以下の説明文で
は、矢示Ｆを前方、矢印Ａを後方として呼称す
る。 (a) 流出管 ７ 外筒１２の後面の右寄りの下部に取付けられ
たこの流出管７は、その内端を外側通路１５に
開口させている。 (b) 流入管 ４ 外筒１２の後面の流出管７の左側傍に取付け
られたこの流入管４は、外側通路１５内を貫通
した上で、その内端を内側通路１４に開口させ
ている。 (c) 操作コツク ２０ 外筒１２の前面の中間高さに取付けられたこ
の操作コツク２０は、ハンドル２０ａの開閉操
作角が90゜の開閉コツクよりなり、かつ、その
コツク２０を開閉操作することにより、内側通
路１４と外側通路１５との間を選択的に連通あ
るいは遮断させる作用を行つている。 しかして、第６図および第７図に示すよう
に、このコツク２０は、外筒１２の丸穴に固設
されたフランジ状の外側ボス２１に取付け保持
されていて、かつ同コツク２０は、同外側ボス
２１に螺合するバルブボデー２７と、同ボデー
２７のテーパ付き内面に回動可能に内嵌された
袋穴状の内孔を有する閉子２８と、同ボデー２
７の外方端の開口に螺合により覆着されたキヤ
ツプ２９と、上記閉子２８の外方端面に一体に
突出成形されたハンドル軸３０とにより形成さ
れると共に、ボデー２７の内方端は、仕切筒１
３の丸穴に固設されたフランジ状の内側ボス２
２の内壁端面のワツシヤ形のパツキング３１に
当接保持されている。 なお、ボデー２７と閉子２８の夫々の中間部
の互に対接する位置の各箇所には、軸線と直交
する直径線上に、弁路を成す各１対流出開口３
２が穿開されていて、第７図は、操作ハンドル
２ａを「連通」位置に操作して、閉子２８の方
向を連通位置に回動させた状態、すなわち流出
開口３２が開かれた状態を示しており、かつこ
の状態では、内側通路１４と外側通路１５と
は、閉子２８の内孔と流出開口３２とを通じて
互に連通している。 そのほか、ボス２１，２２とバルブボデー２
７との接触面、および同ボデー２７と閉子２８
との接触面の夫々には、Ｏリングが嵌着されて
シールされている。 次に、ハンドル軸３０は、回り止め接合のた
めに断面が４角形に成形された上で、その上端
寄りにねじが切られており、しかしてその軸３
０には、ハンドル２０ａが挿入された上で、ナ
ツト３３で抜け止めされている。 なお、同ハンドル軸３０の基端には、閉子２
８の90゜の回動範囲を位置決めするためのリミ
ツトプレート３３が回り止めにより軸着されて
いる。 操作コツク２０は、このように形成されてい
るので、ハンドル２０ａを１方向に回せば、コ
ツクが開成された状態となり、また、反対方向
に90゜回せば、コツクが閉止された状態となる。 (d) 水位計を兼ねた給水箱 ２３ 外筒１２の右端面の中間高さに取付けられた
この給水箱２３は、開閉蓋２４を有する縦長の
容器より成ると共に、その片側の側面には、水
位の眺き窓２５が形成されている。 なお、その容器の底穴を外側通路１５に開口
させていて、これにより給水箱２３は、熱媒液
の補給口と外側通路１５の水位計の作用を兼ね
ている。 (e) 温度計ユニツト ２６ この温度計ユニツト２６は、シート状の液晶
温度計よりなり、外筒１２の前面の操作コツク
２０の下方に貼り付けられ、これにより熱媒液
の温度を直接検測した上で、その検出値を表示
面２６ａに液晶表示する作用を行つている。 次に、このように構成された実施例の熱交換器
１の操作と作動につき述べる。 暖房マツト５を使用する際には、先ず、熱媒液
を給水箱２３から流し込んで所要の水位まで熱交
換器１内に補給しておき、次で、寒冷時でない普
通の寒さの時のように弱熱で足りる場合（また
は、寒冷時のように強熱を必要とする場合）に
は、ハンドル２０ａを回して操作コツク２０を
「開」位置（または、「閉」位置にセツトし、その
後循環ポンプＰを始動させる。 このようにすれば、先ず、弱熱運転状態の下で
は、熱媒液の流路系は、流入管４→内側通路１４
（下半部）→コツク２０弁路→外側通路１５（下
半部）→流出路７の系路を流過し、これにより熱
媒液の受熱面積が全体の半部程度に小さいことか
ら、流出管７から外部に吸引される熱媒液の温度
は、中程度の高温となる。 次に、強熱運転状態の下では、熱媒液の流路系
は、流入管４→内側通路１４→連通開口１３ａ→
外側通路１５→流出管７の系路を流過し、これに
より熱媒液の受熱面積は、排気煙路を成す内筒９
の全体の広い面積に及ぶことから、流出管７から
外部に吸引される熱媒液の温度は、十分に高い高
温となる。 実施例の熱交換器１は、このように作動するの
で、温度計ユニツト２６の表示温度を参考にしな
がら弱熱、強熱の切換操作を必要に応じて行え
ば、継続的にマツト５を快適な温度に保つことが
できる。 しかも上述した実施例の熱媒流路系の途中に
は、流量が変動し易い特性を有する分流箇所が設
けられていないことから、局時的に過熱または温
度低下を招く虞れがなく、従つて、熱媒液流の蒸
発や詰りに起因する不具合が生じない。 なお、熱媒液の流路の途中に外付き配管がない
ことから、熱交換器１の外観は良好で、またその
製作時における組付作業は容易である。 ところで、上述した実施例の構成では、外筒１
２の中間高さの１箇所だけに操作コツク２０を設
けたが、これに替え、中間高さの上下複数箇所
（例えば、上下２段ないし３段程度）に並列させ
て同様な操作コツクを設けても良く、このように
すれば、強熱、弱熱の切換え段階に加えて、中熱
等の途中段階の作動運転が可能となる。 （発明の効果） 以上述べたように、本発明に係る熱交換器によ
れば、外筒の中間高さに操作用の開閉コツクを設
けると共に、同コツクの切換作動に基づき、内側
通路と外側通路との間を連通または遮断せしめる
ように構成したので、熱交換器内を流過する熱媒
液の受熱量を、複数段に確実かつ円滑に可変切換
えさせることが可能となり、これにより、熱交換
作動の信頼性、安定性と、熱交換器の製作性、商
品性とを向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す熱交換器の
配置斜視図、第２図は、第１図の熱交換器の前面
図、第３図は、同右側面図、第４図は、同後面
図、第５図は、同左側断面図、第６図は、第５図
の切断しない状態の上面図、第７図は、第５図の
−線における上断面図である。 １……熱交換器、３……ストーブ、４……流入
管、７……流出管、９……内筒、１２……外筒、
１３……仕切筒、１３ａ……連通開口、１４……
内側通路、１５……外側通路、２０……操作コツ
ク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストーブの煙道を成す内筒９と、 上記内筒を外囲して、同内筒との間に閉塞され
   た通路空間を形成させる外筒１２と、 上記通路空間を内外に隔室させる中間径の仕切
   筒であつて、上記内筒との間を内側通路１４とす
   ると共に、上記外筒との間を外側通路１５となす
   仕切筒１３と、 上記内側通路１４の下端付近に開口する熱媒液
   の流入管４と、 上記外側通路１５の下端付近に開口する熱媒液
   の流出管７と、 上記仕切筒１３の上端付近に穿開された連通開
   口１３ａと、 上記外筒１２の中間高さ箇所に取付けられた外
   部操作用の開閉コツク２０であつて、その切替操
   作に基づき上記外側通路１５と内側通路１４との
   間を連通あるいは遮断させるようにした操作コツ
   クとを具備したことを特徴とする熱交換器。