JPS5947809B2 - 暖房用電熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小型で、しかも常に均一な温度分布が得ら
れる暖房用電熱装置に関するものである。

第１図は従来の管形暖房用電熱装置を示す断面図で、１
は外周面に複数の放熱用フィン２を形成した銅または鋼
管等からなる円筒状の密閉容器で、この密閉容器１内の
ほぼ中心部にはこれの両端板１ａ、ｂに絶縁ブツシュ３
ａｙ３ｂを介して両端部を支持させたニクロム線等から
なる発熱体４が収納され、かつこの密閉容器１内の空間
部には熱伝導作用と、電気絶縁作用を有する粉末状のマ
グネシャまたはアルミナ等からなる熱媒体５が充填され
ている。

６ａ、６ｂは上記発熱体４の両端部と、給電用リード線
７ａ、７ｂとを互いに電気的に接続するコネクタである
。

従来の管形電熱装置は上記のように構成されているので
、リード線７ａ、７ｂからの給電によって発熱体４に通
電すると、この発熱体４の熱は、熱媒体５から密閉容器
１を経て放熱用フィン２に達し、外気と熱交換してこれ
を加熱し、暖房用熱源となるものである。

しかしながら、上述したように発熱体４の熱を熱媒体５
を介して密閉容器１および放熱用フィン２に伝導するよ
うにしたものは、熱媒体５の熱伝導率が悪いため、発熱
体４の発熱量に対する伝導ロスがきわめて太きい。

いま、密閉容器１のほぼ中心部に発熱体４を配設してい
るものとして、発熱体４の半径ｒ １＝ １ ｍｍ。

密閉容器１の内壁半径ｒ２＝１０ｍｍ、および熱媒体５
の熱伝導率Ｋ ＝ ０．３ ｋ ｃａ ｌ／ ｍｈ ｒ
’Ｃとすると、その熱抵抗Ｒは、 なる高い熱抵抗が発熱体４と密閉容器１の内壁間に発生
し熱伝導率が悪いときがわかる。

また、このとき発熱体４は当然著しく高温になるため、
絶縁ブツシュ３ ａ ｔ ３ ｂの熱絶縁はもとより電
気絶縁の良好な材料を必要とするので原価高の原因とな
る。

さらに、上記熱抵抗を小さくするためには、発熱体４と
密閉容器１の内周壁との間隔を狭くすればよいが、この
ようにすると、密閉容器１の直径が小さくなり、必然的
にこれの外周に形成する放熱用フィン２の伝熱面積も小
さくなり、所定量の放熱が行ない得られず、結局電熱装
置として犬容量化できない欠点もある。

この発明は、かかる点に着目してなされたもので、小型
で、しかも常に均一な温度分布が得られる暖房用電熱装
置を提供しようとするものである。

すなわち、第２図および第３図はこの発明の一実施例を
示すもので、８は外周面に複数の放熱用フィン１６を形
成した銅または鋼管等からなる円筒状の密閉容器で、こ
の密閉容器８のほぼ中心部にはこれらの両端板８ａ ＋
８ｂを気密に貫通してシーズ発熱体９が収納されてい
る。

しかして、このシーズ発熱体９は、細径管１２のほぼ中
心部に挿通されたニクロム線等からなる発熱線１０と、
この細径管１２の空間部に充填された粉末状のマグネシ
ャまたはアルミナ等からなる熱媒体１１と、上記発熱線
１０の両端部と、給電用リード線１３ａ。

１３ｂとを互いに電気的に接続するコネクタ１４ａ。

１４ｂとによって構成されている。

１５は上記密閉容器８内に上部に空間部１７を残して封
入された「Ｒ−１１３Ｊなとの冷媒で上記シーズ発熱体
９を浸漬するようになされている。

１８は上記密閉容器８の内周面上部に突設された凝縮用
フィンで、この凝縮用フィン１７はシーズ発熱体９によ
って加熱沸騰され、そして空間部１１に蒸発したガス冷
媒を凝縮液化するために設けられたものである。

この発明の暖房用電熱装置は上記のように構成されてい
るので、給電されたシーズ発熱体９の発熱により液冷媒
１５は加熱沸騰され、そして空間部１７に蒸発する。

そして蒸発したガス冷媒は、凝縮用フィン１７と接触す
ることにより冷却凝縮され、そして液化された液冷媒は
密閉容器８の下部に流下し再びシーズ発熱体９により加
熱沸騰するサイクルは繰り返すわけである。

なお、蒸発ガス冷媒と熱交換することによって密閉容器
８の放熱フィン１６に伝達された熱は、外気と熱交換し
てこれを加熱し暖房用熱源となるわけである。

この発明の暖房用電熱装置は上述したように、冷媒１５
の沸騰・凝縮の反復によって発熱体９の熱を密閉容器８
の放熱フィン１６に伝導させるようにしたから、その熱
抵抗は従来の粉末状のマグネシャ、またはアルミナ等か
らなる熱媒体と比較するときわめて小さい。

すなわち、いま冷媒１５として［Ｒ−１１３Ｊを用い 沸騰熱伝導率ｈＢ＝５０００ｋｃａｌ／ｍｈｒ’ｃ凝縮
熱伝導率ｈＣ＝ ４００ ｋ ｃａｌ／ｒｒｔ ｈｒ’
Ｃとすると、上記〔１〕式の計算に用いた形状において
は、細径管の半径ｒ１′−３ｍｍとしてとなり、熱抵抗
が大巾に小さくなることがわかる。

また、シーズ発熱体９の細径管１２の半径と、発熱線１
０の半径比は、「１」に近くとれるため、発熱線１０と
、細径管１２間の熱抵抗は、細径管１２の外径ｒ１’−
３ｍｍとして 程度に設定でき、全体の熱抵抗は、 Ｒ’１＋Ｒ１＝０．６３４＜１．２２２ Ｒとなる。

したがって、この発明によれば発熱体９と密閉容器８間
の熱抵抗が小さくなることによって必然的にこの発熱体
９と密閉容器８間の温度差も小さくなり、従来のものと
同一電力量であれば、放熱量の大きい暖房用電熱装置が
得られ、また同一放熱量の場合は発熱体８の発熱量が低
くて済むため、絶縁対策が簡易化されるばかりでなく、
電熱装置として小形化が可能になる優れた効果を有する
ものである。

なお、第４図はこの発明の他の実施例を示すもので、こ
れは上記一実施例の凝縮用ファン１８が密閉容器８の内
周面において周方向に延長して三日月状に配設されてい
るのに対し、この他の実施例は密閉容器８の内周面にお
いて軸方向に延長して配設したもので、その作用効果は
上述した一実施例と全く同様である。

また、第５図はこの発明の電熱装置の一使用例を示すも
ので、複数の電熱装置をプレート１８に互いに平行にか
つ所定間隔をあけて配設し、送風機１９によって強制熱
交換させるようにしたもので、これは大容量暖房装置と
して構成した場合を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電熱装置を示す断面図、第２図および第
３図は何れもこの発明の一実施例を示すもので、第２図
は断面図、第３図は第２図のＩ［Ｉ −■線における断
面図である。 また、第４図はこの発明の他の実施例を示す断面図であ
る。 さらに、第５図ＡおよびＢはこの発明の電熱装置の一使
用例を示すもので、第５図Ａは正面図、第５図Ｂは側面
図である。 図面中、８は密閉容器、９はシーズ発熱体、１０は発熱
線、１１は熱媒体、１５は冷媒、１６は放熱用フィン、
１７は空間部、１８は凝縮用フィンである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に放熱用フィンを形成し、内周面上部に凝縮
   用フィンを形成した密閉容器、この密閉容器内の底部に
   装着された発熱体、および上記密閉容器内の上部に空間
   部を残してこの容器内に封入され、上記発熱体を浸漬し
   た冷媒を備え、上記発熱体により加熱沸騰され、そして
   空間部に蒸発した冷媒を凝縮用フィンにより凝縮液化さ
   せて密閉容器内を循環するようにしたことを特徴とする
   暖房用電熱装置。 ２ 発熱体としてシーズ発熱体を用いたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の暖房用電熱装置。 ３ 冷媒として［Ｒ−１１３Ｊを用いたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の暖房用電熱装置。