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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-27
(45)【発行日】2023-05-10
(54)【発明の名称】オイルヒーター熱交換横型装置
(51)【国際特許分類】
F24H 3/06 20220101AFI20230428BHJP
F24C 7/04 20210101ALI20230428BHJP
F24D 13/04 20060101ALI20230428BHJP
【ＦＩ】
F24H3/06 302
F24C7/04 C
F24D13/04
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2022193818
(22)【出願日】2022-11-16
【審査請求日】2022-11-16
【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、権利譲渡の用意がある。
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】509229935
【氏名又は名称】佐藤 將之
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 將之
【審査官】豊島 ひろみ
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０２７３８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３０４４３４８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０３－１１５３５２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実公昭５２－０４２６１１（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開平１１－０３７４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２１０１１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｈ ３／００ － ３／１２
Ｆ２４Ｃ ７／００ － ７／１０
Ｆ２４Ｄ １３／００ － １３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
オイルヒーターと、操作パネルと、上部の断面コ字型の熱交換カバーと、後部カバーと、下部の２箇のキャスター台座と、を備えたオイルヒーター熱交換横型装置であって、オイルヒーターは、操作パネルに隣接するラジェターを含む複数の縦型の、ラジェターと、上部オイルパイプと下部オイルパイプと、垂直断面が矩形波形のアルミ製の０．３厚の横型放熱器と、を備え、各ラジェター間の全てに横型放熱器を狭小間隙をもって装填し、横型放熱器を上部オイルパイプにＵボルトで吊り下げ、
熱交換カバーは上部にファンを搭載し、熱交換カバーの下端は上部オイルパイプ下端までを覆う長さであり、
操作パネルの片側であってオイルヒーターの後部をアルミ板金製の後部カバーで閉塞し、前部を開放構造として暖気送出口とし、
２箇のキャスター台座間の下側に反射板を渡し、反射板を下部オイルパイプの下側にＵボルト２箇で固定し、反射板の後部側は後部カバーを載せる余裕を取ってキャスター台座側で垂直に折り曲げ、反射板上に後部カバーを載せ、後部カバーの上側を熱交換カバーの後部と連結金具で連結する構造であって、
ファンからの気流は直下の上部オイルパイプに衝突し２分され、熱交換カバーの下端に引き込まれ、下部オイルパイプに衝突、接触し、その後、反射板に衝突して床面と平行な水平方向に９０度風向を変更し、前部の暖気送出口から熱気流となって送出される、オイルヒーター熱交換横型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オイルヒーターの熱交換効率を向上させて暖房効果を急速に立ち上げる放熱器を考案し、オイルヒーターラジェター床下も含む全外周が開放構造であるが板金部品で構成する狭小空間としデジタル波形状断面のアルミ板金製横型放熱器を全てのラジェターフィン間に配置、ファンモーター搭載の熱交換カバーで放熱器を覆い熱交換効率を高め急速な室温上昇を実現するオイルヒーター熱交換横型装置である。
【背景技術】
【0002】
ラジェターフィンの面積拡大が実施されている。
従来、ラジェター放熱面積の拡大が実施されている。
従来、ラジェター放熱面積の拡大が実施されている。
【先行技術文献】
【0003】
【文献】特開平２０１６－１２５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのために、次のような問題点があった。
（イ）遮蔽されたヒーターの発生熱で充填オイルがオイルパイプ、ラジェター内を対流更に空気の対流に任せた熱交換ではオイルの熱特性で天井に達した暖気が、降下し暖房箇所に達するには１時間以上を必要とし暖房機器では最も遅い。外気温度が１０℃以下では最大電力で使用しても２０℃前後で補助暖房が主でありタイマー制御で省エネルギーとしても室温は上昇しない、結果的に大電力運転になる。
（ロ）発生熱、輻射熱も低く特に床面は長時間低温の状態で電力消費量は他の暖房機と比較しても最大で暖房効果の目的を失っている。
（ハ）電気ストーブ等の電熱機器に比較してもオイルの熱特性が加わり電力の変換効率は最低である。
（ニ）機器構成が鉄製でありラジェターの放熱面積の拡大加工は溶接作業を必要とし熱歪み修正加工、組立て作業を必要とする手造り作業で、オイル漏れの危惧他コスト低減の合理性はなく熱容量の増加により大きな効果は期待出来ない。
（ホ）ラジェターは構造上、輻射面が向かい合い非暖房方向で輻射熱効果は暖房効果に直接寄与できない大きな欠点がある。
（ヘ）家電メーカーがオイルパイプ内蔵ヒーター他ハードの研究開発を促進したが１℃の室温上昇は如何に困難であるか技術文献から窺える。
（ト）エアコンの暖気搬送能力がオイルヒーターにはない。
（チ）ドア、窓の開閉で失われた暖気の回復は低温であり時間を必要とする。
（リ）密閉ヒーター、充填オイルパイプ、ラジェター温度７０度℃前後では、石油ストーブ、電気ストーブとは改善上余地はなく比較対象にならない。
（ヌ）高い天井、吹き抜け構造の建物では全く無力である。
（ル）無風とすると改良の選択肢は殆どない。
（オ）脱炭素社会対応に熱交換効率を高め消費電力低減、最小電力で最大の室温上昇の暖房効果を得る方法を考案し具体化する。
（ワ）暖房片側を窓側、壁面等に配置すると直接暖房効果に寄与せず熱損失になる。
（イ）遮蔽されたヒーターの発生熱で充填オイルがオイルパイプ、ラジェター内を対流更に空気の対流に任せた熱交換ではオイルの熱特性で天井に達した暖気が、降下し暖房箇所に達するには１時間以上を必要とし暖房機器では最も遅い。外気温度が１０℃以下では最大電力で使用しても２０℃前後で補助暖房が主でありタイマー制御で省エネルギーとしても室温は上昇しない、結果的に大電力運転になる。
（ロ）発生熱、輻射熱も低く特に床面は長時間低温の状態で電力消費量は他の暖房機と比較しても最大で暖房効果の目的を失っている。
（ハ）電気ストーブ等の電熱機器に比較してもオイルの熱特性が加わり電力の変換効率は最低である。
（ニ）機器構成が鉄製でありラジェターの放熱面積の拡大加工は溶接作業を必要とし熱歪み修正加工、組立て作業を必要とする手造り作業で、オイル漏れの危惧他コスト低減の合理性はなく熱容量の増加により大きな効果は期待出来ない。
（ホ）ラジェターは構造上、輻射面が向かい合い非暖房方向で輻射熱効果は暖房効果に直接寄与できない大きな欠点がある。
（ヘ）家電メーカーがオイルパイプ内蔵ヒーター他ハードの研究開発を促進したが１℃の室温上昇は如何に困難であるか技術文献から窺える。
（ト）エアコンの暖気搬送能力がオイルヒーターにはない。
（チ）ドア、窓の開閉で失われた暖気の回復は低温であり時間を必要とする。
（リ）密閉ヒーター、充填オイルパイプ、ラジェター温度７０度℃前後では、石油ストーブ、電気ストーブとは改善上余地はなく比較対象にならない。
（ヌ）高い天井、吹き抜け構造の建物では全く無力である。
（ル）無風とすると改良の選択肢は殆どない。
（オ）脱炭素社会対応に熱交換効率を高め消費電力低減、最小電力で最大の室温上昇の暖房効果を得る方法を考案し具体化する。
（ワ）暖房片側を窓側、壁面等に配置すると直接暖房効果に寄与せず熱損失になる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
オイルヒーターはヒーター内蔵のオイルパイプ、ラジェターの発熱部及び直下床面も外周全てが開放されて、直接暖気発生に不必要な暖房エネルギーを消失している。課題を解決するにはファンモーター２箇を必要とし熱交換区画を狭め、広面積の矩形波デジタル波形状断面を床面に垂直に配置する板金化放熱器を横型とし配置する。具体的にはファンモーター２箇を搭載した熱交換カバーで操作パネル最前列から最後列までのラジェターフィンと、上部オイルパイプを覆う熱交換機能の都合で、上両側部左右は下部オイルパイプまでの適切位置としたが輻射熱、温風の開放面に制約がある。ファン発生の降下気流は上部オイルパイプに衝突後左右に２分されるので飛散はある程度避けられなく、ガイドし両側部を下部オイルパイプに近づけるのが有利であるが、温風と輻射熱の遮蔽となるので上部パイプ部の最下部側面まで覆う変更しない仕様とした。この位置とすると実験の結果脅威の収斂効果を発見、ラジェターフィン間に板金放熱器を装填しても効果は減衰せず再現を実証した、オイルパイプ下面の気流は熱交カバー下側でテストスタンド貼付の短冊は引き込まれその状態は下部オイルパイプに収斂し反射板で急激に暖房方向に進む、この現象は付加放熱器の使用に関係なく収斂する。
直降下気流は２分され暖房側と後部カバー側に分流するが上部オイルパイプ直下では各ラジェターフィン中央部両側に放熱循環路がオイルパイプ上部と下部が接続され９０℃の高温に達する、２分された直下のオイルパイプに接続する放熱循環路の熱量は極めて大きく広面積放熱器配置は最も適切である、そしてラジェターに対向する間に横型放熱器を配置して暖房側と後部カバー側へ伝熱し中央部の高温箇所の熱交換を促進し暖房側ではラジェター列の間隙と横型の断面が並び輻射熱と熱気流を暖房箇所、後面も後部カバーでファンによる圧送で直近暖房箇所に熱気流の搬送で無駄のない暖房を可能にした、低速特に就寝時低騒音、横方向主に暖気を送出するのは低速時である。
収斂効果は課題、熱交換区画狭小と共に最大の効果であるが低速度以上では熱交換速度が大きく暖房効果も大きいオイルヒーターの半分とする省電力である。
熱交換横型放熱器装填後その上部を覆う操作パネル面両側のファン搭載の熱交換カバー後部側の片側をアルミ製後部カバーで、更に下部オイルパイプ床面両側キャスター間に熱交換反射板を配置、反射板は床部の下部オイルパイプ発生熱を反射し熱交換気流と輻射熱を得る。熱交換横型放熱器はデジタル信号波形を可視化した形状で板金化する。断面は矩形波形状で床面に垂直配置とするとヒーター発生熱による発生気流に抵抗は縦型に比較し形状から起伏面から大きいが熱交換距離が大きく減速効果は無風とするオイルヒーターに迫る低騒音となり適切熱交換速度を得る、ラジェターフィンの両側面の間隙が開放され狭小間隙の気流も暖房面と一致しフィン中心部の熱を両側面交換熱が直接暖房箇所に達するオイルヒーターの立ち上げ時の欠点も解決する、後部カバー側でも熱交換が大きく助長され熱交換速度を促進し熱交カバーの下方向の速度上昇になり暖房効果に寄与する主気流方向は横方向で狭小間隙からも横方向の送気が可能でありオイルヒーター横型装置とする。
横型放熱器の狭小間隙を通過した熱交換気流は直接暖房箇所へ送出する暖気の送出開口部とする反射板は前、後部キャスター間の下部オイルパイプ２箇所にその上部をＵボルトで挟み反射板キリ穴を通し下部にナットで固定する。後部カバーを反射板折り曲げ部と両側のキャスター間に外れないように載せ熱交換カバーと連結金具２箇所で後部カバーと連結し開放空間を狭小とした、風向板は備えれば付加価値は得られるがコストを考慮すると普及型は採用しない。
直降下気流は２分され暖房側と後部カバー側に分流するが上部オイルパイプ直下では各ラジェターフィン中央部両側に放熱循環路がオイルパイプ上部と下部が接続され９０℃の高温に達する、２分された直下のオイルパイプに接続する放熱循環路の熱量は極めて大きく広面積放熱器配置は最も適切である、そしてラジェターに対向する間に横型放熱器を配置して暖房側と後部カバー側へ伝熱し中央部の高温箇所の熱交換を促進し暖房側ではラジェター列の間隙と横型の断面が並び輻射熱と熱気流を暖房箇所、後面も後部カバーでファンによる圧送で直近暖房箇所に熱気流の搬送で無駄のない暖房を可能にした、低速特に就寝時低騒音、横方向主に暖気を送出するのは低速時である。
収斂効果は課題、熱交換区画狭小と共に最大の効果であるが低速度以上では熱交換速度が大きく暖房効果も大きいオイルヒーターの半分とする省電力である。
熱交換横型放熱器装填後その上部を覆う操作パネル面両側のファン搭載の熱交換カバー後部側の片側をアルミ製後部カバーで、更に下部オイルパイプ床面両側キャスター間に熱交換反射板を配置、反射板は床部の下部オイルパイプ発生熱を反射し熱交換気流と輻射熱を得る。熱交換横型放熱器はデジタル信号波形を可視化した形状で板金化する。断面は矩形波形状で床面に垂直配置とするとヒーター発生熱による発生気流に抵抗は縦型に比較し形状から起伏面から大きいが熱交換距離が大きく減速効果は無風とするオイルヒーターに迫る低騒音となり適切熱交換速度を得る、ラジェターフィンの両側面の間隙が開放され狭小間隙の気流も暖房面と一致しフィン中心部の熱を両側面交換熱が直接暖房箇所に達するオイルヒーターの立ち上げ時の欠点も解決する、後部カバー側でも熱交換が大きく助長され熱交換速度を促進し熱交カバーの下方向の速度上昇になり暖房効果に寄与する主気流方向は横方向で狭小間隙からも横方向の送気が可能でありオイルヒーター横型装置とする。
横型放熱器の狭小間隙を通過した熱交換気流は直接暖房箇所へ送出する暖気の送出開口部とする反射板は前、後部キャスター間の下部オイルパイプ２箇所にその上部をＵボルトで挟み反射板キリ穴を通し下部にナットで固定する。後部カバーを反射板折り曲げ部と両側のキャスター間に外れないように載せ熱交換カバーと連結金具２箇所で後部カバーと連結し開放空間を狭小とした、風向板は備えれば付加価値は得られるがコストを考慮すると普及型は採用しない。
【発明の効果】
【0006】
熱交換カバーの開口部はファンモーター２個分で、その直下ラジェターフィン列に矩形波デジタル信号波形を可視化した断面形状を０．３ｍｍアルミ板金化、断面を床面に垂直に配置して直降下気流に抵抗が大きく減速され低騒音とする放熱器の表裏と両ラジェターフィン狭小間隙と共に開放して低速時に熱交換機能を発揮する消音効果の放熱器を横型放熱器とした、就寝時にはラジェターフィン間の狭小間隙でも熱交換機能があり横方向の暖房方向にも暖気の送出が可能であるファンを搭載したので横型装置とする。ファン発生の衝突気流の驚異的収斂効果により広い開口部にもかかわらず下部ラジェターパイプに収斂、熱交換効率を向上させ直近暖房点を急速な高温化に成功した、大きな欠点である熱気流、輻射効果が上昇気流主体で不可能だった直近のスポット暖房を可能とした。開放空間の狭小化はファンから反射板まで最小直線距離でオイルヒーター内での熱損失は極めて僅少であり、前面では上部オイルパイプを熱交換カバーが覆っているが暖房側で損失にはならない。広面積放熱器の機能は低速度の熱交換時熱交換機能が低下するが熱輻射の大きな広面積効果で暖房温度を維持する。熱損失の少ない理想的な熱交換環境下、暖房対象熱交換面積の狭小化はオイルヒーターの適切室温を得る電力も２分の１とし外気温度１０℃の時室温１７℃を得るのに１０分以下とし２５℃に３０分で到達する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の斜視図
【図2】本発明の装置動作原理図 （ａ）主気流収斂図、（ｂ）主気流収斂効果
【図3】本発明の熱交換横型装置分解斜視図
【図4】本発明の機器構成、ラジェターと熱交換カバーの配置仕様図
【図5】本発明の横型放熱器の仕様図
【図6】本発明の横型放熱器のラジェター固定方法説明図
【図7】本発明の（ａ）反射板、（ｂ）風向板オプション仕様図
【図8】本発明の後部カバー、熱交換カバー、反射板組み立て図
【図9】本発明の性能試験方法、熱交換試験
【図10】本発明の試験結果、熱交換特性表
【図11】本発明の試験結果グラフ表示
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
横型放熱器（１２）は矩形波形状で形態が不安定、板金製リブ（１３）で補強しておきオイルヒーターの操作パネル側隣接ラジェター（１）と最後部ラジェター間上部オイルパイプ全てにＵボルト（１６）で吊下し下端は伝熱ホルダー（１４）のクリップ部で挟むか、９０度向きを変えバネ側圧でラジェターの適切任意箇所に固定する。
放熱器はＵボルトでオイルパイプを挟み両側ネジ部にナットをセットしておく、板金キリ穴に通しそれぞれ別のナットを仮止めボルト先端の３か所の振れ止め切り穴を通して使用する。ファンモーター（６）２箇、始動停止温度調整器（８）、ファンモーター速度調整器（７）を取り付ける架台は熱交換カバー（５）であり両側面折り曲げ部はファン気流の衝突による乱流を整える整流機能がある、熱交換カバーは下からＵボルトで上部オイルパイプ（２）を挟みカバー取り付け穴を通しカバー上部でナット止めする。
キャスター（４）両側台座間の下部に反射板（１５）を渡し下部オイルパイプ（３）に上部をＵボルト２箇所反射板下部で固定、反射板前縁部断面は暖房側で足部の保護Ｌアングル（１７）で取り付ける、風向板（２３）はオプションとする。
台座間に後部カバー（１８）を載せ上部で熱交換カバー（５）の後部に連結板（１９）で２箇所をネジ止めする。ファンケース（１１）は熱交換カバーにＬアングル（１７）で取り 付け発明は以上のような構成で使用するときは、始動、停止温度調整器（８）で冷風送出の防止温度を任意に設定し以降変更以外は必要がない、ファンは機器保護のため自動的に停止する他はファン速度調整（７）だけでオイルヒーターと同じであり操作の制約はなく暖房開始時は急速な室温上昇とするファンモーター定格速度の最大にし、電力最大とする、適温に達したら適切電力、ファン速度で省エネルギーとする。
横型放熱器（１２）は矩形波形状で形態が不安定、板金製リブ（１３）で補強しておきオイルヒーターの操作パネル側隣接ラジェター（１）と最後部ラジェター間上部オイルパイプ全てにＵボルト（１６）で吊下し下端は伝熱ホルダー（１４）のクリップ部で挟むか、９０度向きを変えバネ側圧でラジェターの適切任意箇所に固定する。
放熱器はＵボルトでオイルパイプを挟み両側ネジ部にナットをセットしておく、板金キリ穴に通しそれぞれ別のナットを仮止めボルト先端の３か所の振れ止め切り穴を通して使用する。ファンモーター（６）２箇、始動停止温度調整器（８）、ファンモーター速度調整器（７）を取り付ける架台は熱交換カバー（５）であり両側面折り曲げ部はファン気流の衝突による乱流を整える整流機能がある、熱交換カバーは下からＵボルトで上部オイルパイプ（２）を挟みカバー取り付け穴を通しカバー上部でナット止めする。
キャスター（４）両側台座間の下部に反射板（１５）を渡し下部オイルパイプ（３）に上部をＵボルト２箇所反射板下部で固定、反射板前縁部断面は暖房側で足部の保護Ｌアングル（１７）で取り付ける、風向板（２３）はオプションとする。
台座間に後部カバー（１８）を載せ上部で熱交換カバー（５）の後部に連結板（１９）で２箇所をネジ止めする。ファンケース（１１）は熱交換カバーにＬアングル（１７）で取り 付け発明は以上のような構成で使用するときは、始動、停止温度調整器（８）で冷風送出の防止温度を任意に設定し以降変更以外は必要がない、ファンは機器保護のため自動的に停止する他はファン速度調整（７）だけでオイルヒーターと同じであり操作の制約はなく暖房開始時は急速な室温上昇とするファンモーター定格速度の最大にし、電力最大とする、適温に達したら適切電力、ファン速度で省エネルギーとする。
【符号の説明】
【0009】
１ラジェター
２上部オイルパイプ
３下部オイルパイプ
４キャスター
５熱交換カバー
６ファンモーター
７ファン速度調整器
８ファン始動温度調整器
９ファン表示灯
１０フィルター
１１ファンケース
１２横型放熱器
１３リブ
１４伝熱ホルダ
１５反射板
１６Ｕボルト
１７保護Ｌアングル
１８後部カバー
１９連結板
２０リベット
２１ネジ
２２Ｌアングル
２３風向板
２上部オイルパイプ
３下部オイルパイプ
４キャスター
５熱交換カバー
６ファンモーター
７ファン速度調整器
８ファン始動温度調整器
９ファン表示灯
１０フィルター
１１ファンケース
１２横型放熱器
１３リブ
１４伝熱ホルダ
１５反射板
１６Ｕボルト
１７保護Ｌアングル
１８後部カバー
１９連結板
２０リベット
２１ネジ
２２Ｌアングル
２３風向板
【要約】 （修正有）
【課題】低速時、就寝時には低騒音で横方向の送気が機能するオイルヒーター横型装置を提供する。
【解決手段】発生気流が上部オイルパイプと衝突による気流が２分され上、下部パイプ間中央部の減速、過流、乱流で高温となり下部オイルパイプに収斂すると推測するこの収斂現象は降下気流の下部オイルパイプに引き込まれ非常に大きな熱交換が得られる。更に中央の高温部は横型放熱器の伝熱機能で暖房、非暖房方向に熱交換、降下気流で圧送後、暖房方向に収束し到達する、横型収斂熱交換面積が広く暖房側にも狭小だが開放し暖房機能が優れている横型放熱器はファン発生気流に対し波板で減速を受けるが十分な熱交換が可能である。
【選択図】図１
【解決手段】発生気流が上部オイルパイプと衝突による気流が２分され上、下部パイプ間中央部の減速、過流、乱流で高温となり下部オイルパイプに収斂すると推測するこの収斂現象は降下気流の下部オイルパイプに引き込まれ非常に大きな熱交換が得られる。更に中央の高温部は横型放熱器の伝熱機能で暖房、非暖房方向に熱交換、降下気流で圧送後、暖房方向に収束し到達する、横型収斂熱交換面積が広く暖房側にも狭小だが開放し暖房機能が優れている横型放熱器はファン発生気流に対し波板で減速を受けるが十分な熱交換が可能である。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】