JPS61184358A

JPS61184358A - 熱交換器の加熱器

Info

Publication number: JPS61184358A
Application number: JP60024004A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyagawa; 隆宮川
Original assignee: Tanaka Kenichi
Current assignee: Tanaka Kenichi
Priority date: 1985-02-09
Filing date: 1985-02-09
Publication date: 1986-08-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は熱交換器の加熱器に関し、一層詳細には、熱
媒体液としてエチレングリコール等のように高沸点、低
融点かつ比熱が小さい液体を効率よく加熱することがで
きる熱交換器の加熱器に関する。

（従来の技術および問題点）この発明の発明者は、第４図に示すように、加熱器１０
、放熱部１２および膨張室１６を含み循環ポンプ１４に
より管路内にエチレングリコール、トリエチレングリコ
ールなどのように、高沸点、低融点かつ比熱の小さな流
体を熱媒体液として封入し、強性循環される熱交換器を
提案した。この熱交換器の熱媒体液は、高沸点であるの
で高温に加熱することができ効率がよく、比熱が小さい
ので立ち上りが早いなどの効果がある。

また、第５図は上記熱交換器の加熱器ＩＯを示す。ケー
シング１０ａ内にＵ字状の熱媒体液の流路１０ｂを形成
し、この流路１０ｂに放ってヒータ１１が配設されてい
る。この加熱器１０は流路１０ｂ内に熱媒体液が少量ず
つ流れ、熱媒体液を迅速に高温に加熱することができる
。

しかしながら、エチレングリコール等の熱媒体液は液温
か低下すると粘度が高くなり、流動性が極めて悪くなっ
てしまう。そのため、エチレングリコール等を熱媒体液
として用いた熱交換器にあっては、外気が下がり、熱媒
体液の流動性が悪くなった後の使用のため熱源を投入す
ると、循環ポンプが過負荷状態となり熱媒体液の循環が
悪くなり、加熱部内の熱媒体液のみが部分的に加熱され
加熱器に悪影響を与えたり、あるいは加熱器への弊害を
防止するために加熱器に取り付けである温度ヒユーズ等
の保護装置が作動して熱交換器は使用ができなくなると
いう不具合いが生ずる。

また、上記熱交換器にあっては、熱媒体液の加熱温度を
一定に保ために加熱器１０の流量を一定に保つ必要があ
るが、放熱部１２の大きさの変化に伴って熱媒体液の全
体量が変化するとともにポンプの吐出量も変化する。し
たがって、熱媒体液の全体量の変化によって、ヒータ１
１の発熱量や循環ポンプ１４の吐出量を調節することが
必要となる。このような調節は煩雑な作業であり、汎用
性のある加熱器が望まれている。

そこで、この発明者は、鋭意研究を重ねた結果エチレン
グリコールなどのように高沸点、低融点で粘性が大きく
かつ比熱が小さい熱媒体液を筒状体のケーシング内で加
熱すると、ケーシング上部に高温部分、特に中心部分に
極端に高温の部分が偏在するので、ケーシング上部の高
温の熱媒体液を取り出し放熱部に循環するようにすれば
立ち上がりが速く、効率よく熱交換をすることができる
ことを見出した。

この発明は、上記事情に鑑みてなされ、エチレングリコ
ールなどのように高沸点、低融点かつ比熱が小さい熱媒
体液を部分的に加熱し、加熱器に悪ＦＷを与えることが
ないとともに、効率よく加熱することができる熱交換器
の加熱器を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段および作用）この発明に
係る熱交換器の加熱器は以上の問題点を解決するための
次の構造を備えてなる。

エチレングリコールなどのように高沸点、低融点で粘性
が高く、かつ比熱の小さい熱媒体液を加熱する熱交換器
の加熱器において、筐体状のタンクたる本体２０の熱媒
体液を取り出す取り出し口２０ｂを本体２０上部に設け
る一方、電熱ヒータ２４を下部に設けたことを特徴とす
る。

したがって、電熱ヒータ２４で加熱された熱媒体液は本
体２０の上部に上昇し、この上昇した流動性の良い熱媒
体液を順次循環ポンプで取り出し口２０ｂから吸い出さ
れる。

（実施例）以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図において、前記従来例と同様に、１０は加熱器、
１２は放熱器、１４は循環ポンプである。

これらの加熱部１０、循環ポンプ１４、放熱部１２を管
１８で直列に接続して一つの循環管路が形成されている
。そして、この循環管路内には、エチレングリコールな
どのように高沸点、低融点かつ比熱が小さく、低温にな
ると粘度が高くなる液体が熱媒体液として封入されてい
る。

第１図ａ、ｂは加熱器１０を示す断面図である。

直方体状の加熱器の本体２０は、隔壁２２により上室２
０Ａと下室２０Ｂの２室に区画されている。

王室２０Ｂの下部には下室２０Ｂの底部に沿って２本の
電熱ヒータ２４が設けられている。この電熱ヒータ２４
は下室２０Ｂの一側面図２Ｑｃを貫通して長手方向にＵ
字状に延在しているとともに、王室２０Ｂの底面２０ｄ
に沿ってそれぞれ平行に配設されている。また、電熱ヒ
ータ２４の基部の隔壁２２には、王室２０Ｂと上室２０
Ａを連通ずる連通孔２２ａが穿設されている一方、電熱
ヒータ２４の先端方向の王室２０Ｂ上部に熱媒体液の取
り出し口２０ｂが設けられている。

上室２０Ａの前記電熱ヒータ２４の突出する側面２０ｃ
と対向する側面２０ｅの上部に、熱媒体液の流入口２０
ａが設けられ管１８ａを介して循環ポンプ１４の吸い込
み口１４ａ側に接続している。また、上室２ＯＡの上部
には空間２６が形成されるとともに、上室２０Ａの上面
に空気孔２０ｆが開口して、加熱により熱媒体液が膨張
しても空間２６で吸収される一方、この空間２６は空気
孔２０ｆにより大気圧を保っている。

本実施例の加熱器１０は以上のように構成されている。

したがって、電熱ヒータ２４の電源を投入すると、電熱
ヒータ２４で加熱された熱媒体液は王室２０Ｂの隔壁２
２下面まで上昇し、下方へ向かって高温の熱媒体液から
低温の熱媒体液が順次分布し、そして循環ポンプ１４に
より取り出し口２０ｂから高温の熱媒体液が順次吸い出
され循環管路内を循環する。一方、循環管路を循環した
熱媒体液は、流入口２０ａから加熱器１０の上室２０Ａ
に流入する。そして、上室２０Ａに収納された熱媒体液
は蓄えられ流速を減じ、矢印Ａで示すごとく、順次熱媒
体液が連通孔２２ａを介して電熱ヒータ２４の基部まで
ゆっくり流下し、上記同様に加熱される。

また、加熱され王室２０Ｂの隔壁２２下面まで上昇した
熱媒体液は、隔壁２２を介して上室２０Ａに蓄えられた
熱媒体液を加温するので、熱の無駄な放出を防ぐことが
できる。

また、２段構造としたため下室２０ｂの上部に空間が形
成されることなく、加熱された熱媒体液を有効に取り出
すことができる。

なお、前述のごとくエチレングリコール等の熱媒体液は
、ケーシング内の上部に高温のものから低温のものへ順
次下方へ分布するため、王室２０Ｂがかまぼこ型に成る
ように、隔壁２２を第１図す中二点鎖線で示す形状に形
成してもよい。さらに、好適には隔壁２２が、電熱ヒー
タ２４の先端方向に向かって若干上昇するように形成す
るのがよい。

さらにまた、下室２０Ｂの電熱ヒータ２４の先端部分に
傾斜面２０ｇを形成し取り出し口２０ｂからの熱媒体液
の流れをスムーズとしてもよい。

第３図ａ、ｂは加熱器の他の実施例を示す。

加熱器ｌＯは、筐体状の本体３０の下部に電熱ヒータ３
４を設けるとともに、同じ（本体３０下部に熱媒体液の
流入口３０ａが形成されている。

また、本体３０上部には熱媒体液の取り出し口３０ｂが
形成され、管１８ａを介して循環ポンプ１４の吸込口１
４ａ側に接続されている。

また、本体３０上部には若干の空間２４が形成されると
ともに、本体３０の上面に空気孔３０ｆが開口して、加
熱により熱媒体液が膨張しても空間３６で吸収される一
方、この空間３６は空気孔　　　　３０ｆにより大気圧
を保っている。

第３図すの加熱器１０は、上記第３図ａと同様に形成さ
れた本体３０、電熱ヒータ３４おみび流入口３０ａが形
成されている。一方、熱媒体液の取り出し口３０ｂは、
本体３０の側面最上端に形成され、管１８ａを介して循
環ポンプ１４の吸込口１４ａ側に接続されている。また
、膨張室（図示せず）は、循環回路の適宜位置、あるい
は加熱器１０の本体３０に直接設けられている。

したがって、本体２０上部に空間が無いため上部に集合
した熱い熱媒体液から順次取り出すことができる。

以上のように構成された加熱器１０を熱交換器に組み入
れた際には、外気温が低下して熱媒体液の流動性が極め
て悪い状態で電源を投入しても、加熱器で加熱され加熱
器上部に集積し、流動性の良くなった熱媒体液を加熱器
の取り出し口から循環ポンプが吸いだして循環管路内に
圧送するので、循環ポンプに過負荷がかかることなく破
損することもない。また、立ち上がり時に熱媒体液の流
動性を確保することができ、スムーズに循環管路内を流
動させることができるため立ち上がりが極めて早いとと
もに、所定の循環量を確保することができる。

また、低温時にも熱媒体液の流動性を確保することがで
きるため、循環ポンプは小型のものでもよく、コストを
低度に抑えることができる。

さらに、本発明の加熱器１０と循環ポンプ１４の位置を
逆転させた場合には、ポンプから押し出された熱媒体液
が、加熱器内に送られた際に、加熱器内で熱媒体液が乱
れない程度の流速に設定すれば、上記実施例と同様の作
用効果を奏する。

以上、この発明につき好適な実施例を挙げて説明したが
、この発明はこの実施例に限定されるものでなく、加熱
器の構造は特に限定されることなく、熱媒体を加熱する
のに電熱ヒータを用いたがこの電熱ヒータは、抵抗加熱
の他に誘電加熱あるいは誘導加熱によるものでもよく、
さらに電熱ヒータに限らず他の熱源、例えば、ガス、灯
油等を用いてもよいなど、発明の精神を逸脱しない範囲
内で多くの改変を施しｆｌるのはもちろんのことである
。

（発明の効果）このようにしてこの発明によれば、加熱器が筐体状に形
成され、電熱ヒータが下部に設けられているため、加熱
された熱媒体液が順次上昇し部分的に熱媒体液を加熱す
ることがない。また、加熱され、上昇し流動性の良くな
った高温の熱媒体液を、上部に設けた取り出し口から循
環ポンプにより順次吸い出すので、循環ポンプに過負荷
がかかることがないとともに効率のよい加熱を行うこと
ができる。

さらに、膨張室と加熱器を一体に形成することができ、
装置全体をコンパクトにすることができるなどの著効を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはそれぞれこの発明の好適な実施例を示す
加熱器の縦断面図と横断面図、第２図は熱交換器の循環
管路の説明図、第３図ａ、ｂは他の加熱器の断面図、第
４図は従来の熱交換器の循環管路の説明図、第５図は従
来の加熱器を示す断面図である。１０・・・加熱器、１０ａ・・・ケーシング、１０ｂ・
・・流路、１１・・・ヒータ、１２・・・放熱部、１４
・・・循環ポンプ、１６・・・膨張室、１８．１８ａ・
・・管、２０・・・本体、２０Ａ・・・上室、２０Ｂ・
・・下室、２０ａ・・・流入口、２０ｂ・・・取り出し
口、２０ｃ、２０ｅ・・・側面、２０ｄ・・・底面、２
０ｆ・・・空気孔、２０ｇ・・・（頃斜面、２２・・・
隔壁、２２ａ連通孔、２４・・・電熱ヒータ、２６・・
・空間、３０・・・本体、３０ａ・・・流入口、３０ｆ
・・・空気孔、３０ｂ・・・取り出し口、３４・・・電
熱ヒータ、３６・・・空間。

Claims

【特許請求の範囲】

１、タンク内の高沸点かつ低融点を有する粘性の高い熱
媒体液を加熱する熱交換器の加熱器において、前記タン
クの上部から熱媒体液を取り出すような取り出し口を設
けたことを特徴とする熱交換器の加熱器。