特表 2023-506237 発熱体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-15

(54)【発明の名称】発熱体

(51)【国際特許分類】

   F28D 1/02 20060101AFI20230208BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20230208BHJP

   F28D 7/10 20060101ALI20230208BHJP

   F24H 9/00 20220101ALI20230208BHJP

   F24D 19/00 20060101ALN20230208BHJP

【ＦＩ】

F28D1/02

F28D15/02 D

F28D15/02 104A

F28D15/02 102A

F28D7/10

F28D15/02 102H

F24H9/00 A

F24D19/00 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2022536506

(86)(22)【出願日】2019-12-13

(85)【翻訳文提出日】2022-06-17

(86)【国際出願番号】 EP2019085116

(87)【国際公開番号】W WO2021115617

(87)【国際公開日】2021-06-17

(31)【優先権主張番号】102019133802.6

(32)【優先日】2019-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522232617

【氏名又は名称】ウルダー、ネイジェット

【氏名又は名称原語表記】ＵＬＵＤＡＧ，ＮＥＪＤＥＴ

【住所又は居所原語表記】Ｔｒｏｍｍｅｌｓｔｒａｓｓｅ ３０，２２７６７ Ｈａｍｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100212705

【弁理士】

【氏名又は名称】矢頭 尚之

(74)【代理人】

【識別番号】100219542

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 郁治

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】ウルダー、ネイジェット

(72)【発明者】

【氏名】オゼルサジログル、ムスタファ

【テーマコード（参考）】

3L036

3L073

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L036AA04

3L036AE34

3L073BB07

3L103AA09

3L103CC02

3L103CC22

3L103DD10

3L103DD38

(57)【要約】

本発明は、作動媒体（１２）で満たされて主として平行又は基本的に平行に延在し、それぞれ第１の端部（２０）と第２の端部（２２）を備えた複数のヒートパイプ（１４）、並びに、前記ヒートパイプ（１４）の前記第１及び／又は第２の端部（２０、２２）と熱的に結合されている熱源（１６）を含む発熱体（１０）に関する。効率が向上し、加熱時間が短縮され、均一な熱分布が達成されるように、前記ヒートパイプ（１４）の前記第１の端部（２０）が開放されて形成されていて、第１の横方向接続管（２４）と流体的に接続された状態であること、及び／又は前記ヒートパイプ（１４）の前記第２の端部（２２）が開放されて形成されていて、第２の横方向接続管（２６）と流体的に接続された状態であり、その際、前記ヒートパイプ（１４）と前記横方向接続管（２４、２６）が前記作動媒体（１２）で満たされた１つの共通の空室を形成すること、及び前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）が、前記熱源（１６）から熱を取り入れる目的で前記熱源（１６）と熱的に結合されていることが想定されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動媒体（１２）で満たされて、主として平行又は基本的に平行に延在し、それぞれ第１の端部（２０）と第２の端部（２２）を備えた複数のヒートパイプ（１４）と、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１及び／又は第２の端部（２０、２２）と熱的に結合されている熱源（１６、１０２）
を含み、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１の端部（２０）が開放されて形成されていて、第１の横方向接続管（２４）と流体的に接続された状態であること、及び／又は前記ヒートパイプ（１４）の前記第２の端部（２２）が開放されて形成されていて、第２の横方向接続管（２６）と流体的に接続された状態であり、その際、前記ヒートパイプ（１４）と前記横方向接続管（２４、２６）が前記作動媒体（１２）で満たされた１つの共通の空室を形成すること、及び前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）が、前記熱源（１６、１０２）から熱を取り入れる目的で前記熱源（１６、１０２）と熱的に結合されていることを特徴とする、発熱体（１０、４６、６６、９８、１１２、１２０、１２２）。

【請求項2】

前記ヒートパイプ（１４）が互いに平行に配置されていて、動作位置において鉛直に延在することを特徴とする、請求項１に記載の発熱体。

【請求項3】

前記ヒートパイプ（１４）が重力式ヒートパイプとして形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発熱体。

【請求項4】

前記作動媒体（１２）が、市販されていて、自由に入手でき、部分的及び／又は完全にハロゲン化されたハイドロフルオロカーボン（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＦＣ）類に属する、それぞれＧＷＰ値（地球温暖化係数）が２５００未満とＧＷＰ値が７５０未満の冷媒及び／又は混合冷媒（非共沸混合物）、及び／又は適切な冷媒であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項5】

前記第１の下部横方向接続管（２４）が前記作動媒体（１２）の蒸発器と成ることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項6】

前記第２の上部横方向接続管（２６）が前記作動媒体（１２）の凝縮器と成ることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項7】

前記ヒートパイプ（１４）が長手方向に沿って平面要素、リブ又はラジエータといった熱放射要素（４０、４２、４４、８８、９０、９２、９４、９６）を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項8】

前記個々のヒートパイプ及び／又はバイパス管の平面要素（４０、４２、９２、９４）が同一平面上に位置することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項9】

前記熱源（１６）が水といった気体状又は液体状の熱媒体（１８）が貫流可能な加熱管であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項10】

前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）の中に長手軸に沿って同軸配置され、前記作動媒体（１２）に包囲されていることと、前記加熱管（１６）の連結管継手（３２、３４）の先端が耐圧性と液密性を備えて前記横方向接続管（２４、２６）と接続されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項11】

前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４，２６）と平行又は基本的に平行に延在し、これと熱的に接続されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項12】

前記発熱体（４６、６６）が往流路連結具（５０、７２）と復流路連結具（６２、８６）を備えた連結システム（４８、７０）を有し、その際、前記往流路が第１のバイパス管（５２、７４）を介して、前記第２の横方向接続管（２６）の先端から突出する管継手（５６、７８）に連結されている主として市販の制御バルブ（５４、７６）と接続されていることと、前記制御バルブ（５４、７６）から、第２のバイパス管（５８、８０）が前記第１のバイパス管と主として平行に延在し、前記加熱管（１６）と流体的に接続された状態であって、前記復流路連結具（６２、８６）と結合されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項13】

前記加熱管（１６）の中に、水といった前記熱媒体（１８）の貫流調整のための流れ分割装置（６０、８２）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項14】

前記流れ分割装置（６０、８２）が、前記加熱管（１６）の先端開口部に配置されたバッフル（６４、８４）から出て前記加熱管（１６）の長手方向において同軸上に延びることと、前記バッフル（６４、８４）を用いて前記発熱体（４６、６６）の連結方式が予め調整可能であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項15】

前記熱源（１６）が電気加熱ロッド（１０２）といった電気熱源であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項16】

前記電気加熱ロッド（１０２）が、前記第１及び／又は第２の横方向接続管（２４、２６）と熱的に結合され、主としていずれか部分的に前記作動媒体（１２）によって包囲されている管（１００）の中に収容されていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項17】

前記第１及び／又は第２の横方向接続管（２４、２６）が二重壁の管構造として形成されていて、その際、前記管（１００）が前記二重壁の管構造の内管であり、前記加熱ロッド用の少なくとも１つの先端開口部と形状結合して前記横方向接続管の中に挿入され、主として液密性と圧力耐性を備えて接続されていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項18】

前記電気加熱ロッド（１０２）が、熱伝導ペースト（１０４）といった熱伝導媒体又はその他の有利な熱伝導要素を介して、前記管（１００）つまり前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）の内管と熱的に結合されていることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項19】

前記ヒートパイプ（１４）と結合された前記熱放射要素が、対流放熱器用フィン（１１４）として形成されていることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項20】

２つ以上の発熱体（１１２）が並列又は直列に相互接続されて、単式発熱体に対して熱出力のより高い１つの加熱コイル（１２２）つまり１つの発熱体になっていることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項21】

前記発熱体（１１２、１２２）が、流れ方向が前記発熱体（１１２、１２２）の広がる平面に対して直角に延在するファン（１１６、１４２）と結合されていることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項22】

作動媒体（１５０）で満たされていて、第１及び第２の端部（１５２、１５４）を備えた少なくとも１つのヒートパイプ（１４８）と、前記ヒートパイプ（１４８）と熱的に結合されている熱源（１６４）を含み、
前記ヒートパイプ（１４８）が曲げられて、直線的に平行に延在する部分（１５６）と前記平行部分を接続する上部及び下部の湾曲部分（１５６、１５８）を含む蛇行形状の管束（１４８）になっていて、その際、前記管束（１４８）の前記下部又は上部の湾曲部分（１５６、１５８）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、発熱体（１４６、１６８、１７８、２１０、２２０）。

【請求項23】

前記管束（１４８）の両端部（１５２、１５４）が、液密に、バルブ（３６、３８）を用いて密封されている、又は相互に接続されていることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項24】

前記管束（１４８）の下部弓形部分（１５８）がそれぞれ蒸発器と成り、熱伝導体（１６６）と熱的に結合されていて、その際、前記熱伝導体（１６６）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項25】

前記熱伝導体（１６６）が銅又はアルミニウムといった熱伝導性材料で形成されている、又は適切な凝集状態の有利な熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項26】

前記管束（１４８）が重力式ヒートパイプ束であることを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項27】

前記熱源（１６４）が、前記熱伝導体（１６６）が通過し、水といった熱媒体が貫流するいずれか１つの加熱管（１６４）であることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項28】

前記熱源（１６４）が電気熱源、主として前記熱伝導体（１６６）と熱的に結合されている電気加熱ロッド（１７０）であることを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項29】

前記管束の前記鉛直部分（１５６）が熱伝導フィン（１４４）を有することを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項30】

複数の前記管束（１４８）が並列又は直列に相互接続されて、１つの加熱コイル（１７８、２１０、２２０）になっていて、その際、前記下部湾曲部分（１５８）が共通の熱伝導体（１８０）の中に収容されていることを特徴とする、請求項１から２９のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項31】

熱源（１６４）として他の媒体も、液体状又は気体状で有効であることを特徴とする、請求項１から３０のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項32】

水の温度範囲外の温度が可能であり、その際、前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、請求項１から３１のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項33】

前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、請求項１から３２のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項34】

前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の熱出力を決定することを特徴とする、請求項１から３３のいずれか一項に記載の発熱体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は請求項１の上位概念に記載の発熱体並びに請求項２２の上位概念に記載の代替実施形態に関する。

【背景技術】

【0002】

冒頭に記載の方式の発熱体は独国実用新案第２０２００７０１５７３４号明細書から知られている。組立て式の発熱体が、鉛直配置され加熱された１つのフロントパネル、及び、フロントパネルの背面でフロントパネルと熱伝導的に接続されて垂直配置され、相互に間隔を開けて、冷媒で満たされている複数の閉鎖された中空成形品で構成されている。中空成形品の端部の一方はフロントパネルから突出して、フロントパネルの下方に位置し熱媒体が貫流する水平の搬送横断面管に収容されている。搬送横断面管には、少なくとも１つの入口管継手と少なくとも１つの出口管継手、並びに中空成形品の末端部を熱伝導的かつ形状結合式に収容するための開口部が含まれる。したがって、フロントパネルと熱伝導的に接続された中空成形品を含めて、加熱されたフロントパネルは、熱媒体の遮断と排出無しで搬送横断面管から分離され得る。

【0003】

上記の周知の実施形態において、中空成形品は単一要素として、端部が閉鎖されて形成されている。

【0004】

欧州特許第１３０７６９８号明細書は、基本的に鉛直な１つの加熱管を含み、該管が、該管から基本的に水平な方向に延びて、該管に回転可能に配置されている少なくとも１つの追加的な加熱管と接続されている加熱器に関する。加熱管の少なくとも１つは少なくとも部分的に排水されていて、作動流体を収容するための内部空室を有する。更に、加熱管の少なくとも１つは内部又は外部熱源から熱を取り入れるのに適している。

【0005】

伝熱媒体として温水を有する室内暖房に関しては、様々な形式の発熱体が知られている。その構造方式と機能に応じて、温水発熱体は対流放熱器、コンポーネント式発熱体、管状発熱体とパネル式発熱体に分類される。

【0006】

前述の温水発熱体は基本的にその構造方式と、放射及び／又は対流の形態の放熱方式によって区別される。室内気候にとって決定的に重要であるのは、室内への放熱方式である。放射熱の割合が高いほど、暖房快適性すなわち快適性の知覚がより好ましいものになる。

【0007】

対流熱は発熱体表面に沿った冷気の加熱によって発生し、それによって、室内の空気とダストの循環が増大する。それとは異なり、放射熱（赤外領域の波長）は、固形物、物体、壁、家具、及び／又はバイオマスを含めてあらゆる種類の物質のみを加熱する。赤外放射によって室内空気といった気体も加熱されるが、対流熱によるより基本的に僅かであり、それによって、放射熱によるダストの巻き上げは実際には起こらないという結果になる。

【0008】

受動的対流放熱器は、フィンを備えた導水空隙、例えば管、の表面でより冷たい周囲空気を加熱する発熱体である。大抵の場合垂直なフィン表面の局所的加熱によって、強制的に鉛直方向に向かう空気循環が発生する。フィンによって、該空隙を覆う材料の放熱面積が拡大される。管とフィンは熱伝導性を有する材料で形成しておくことができる。

【0009】

能動的対流放熱器は、少なくとも１つのファンを用いて、フィンを備えた導水管の表面で加熱するべき空気を強制的に通過させて加熱する発熱体である。管とフィンは同様に熱伝導性を有する材料で形成しておくことができる。典型的な構造形態は例えば加熱コイルである。

【0010】

コンポーネント式発熱体は個別コンポーネントを組み立てて構成される。放熱は主に対流によって、主として３／４の対流熱と１／４の放射熱として行われる。発熱体コンポーネントは鋼鉄又は鋳鉄といった熱伝導性を有する金属で形成されている。

【0011】

管状発熱体は、並行して配置されたフィン無しの管から成り、その先端はそれぞれ平行な接続管と液密に接続されている。その効率はコンポーネント式発熱体の効率にほぼ相当し、熱の３／４が対流熱として、熱の１／４が放射熱として放出される。発熱体コンポーネントは熱伝導性を有する材料、主として鋼鉄、銅及び／又はアルミニウムで形成されている。典型的な構造形態は例えばタオルレールである。

【0012】

パネル式発熱体は発熱体の標準形態である。これは、水路／空隙が予め形成されている両パネル片を溶接したものである。導水空室はより平面的に発熱体内に形成されている。それによって、水量に対する伝熱面積の割合がコンポーネント式発熱体の場合より有利である。当然、熱出力が同じ場合にパネル式発熱体が必要とする温水は、コンポーネント式発熱体より僅かであり、パネル式発熱体はコンポーネント式発熱体より約３０％節約される。構造形態に応じて、パネル式発熱体は５０％から７０％の放射熱と３０％から５０％の対流熱を放射する。

【0013】

溶接されたパネルチャンバの表面に対流フィン（リブ）を平行に垂直配置することによって、対流の割合が増加する。熱出力は、液密に接続されている平行なパネル体によって変更され得る。

【0014】

前述の発熱体に対する伝熱媒体は温水である。構造方式すなわち形式によって、熱産生量すなわち出力が同等な場合の水量が決定される。特にパネル式発熱体における熱放射はパネル表面に渡って常に均等に分配されているわけではない。熱放射はとりわけ往流路及び／又は復流路の連結の方法と位置に依存している。根本的には、同側式、交互式、跨座式、及び／又は懸垂式連結に区別される。単管式連結や中央式連結といった特殊形態も知られている。

【0015】

同側式及び／又は交互式連結においては、この連結の組合せが温水発熱体の熱出力に影響を及ぼすことのないことが一般的に知られている。跨座式及び懸垂式連結においては、１５％までの出力低下を考慮に入れなければならない。発熱体の熱出力は基本的に構造方式、寸法、温水の往流温度、水の体積流量、及び／又は往流路及び／又は復流路の連結位置によっても決定される。また、発熱体は所謂「熱慣性」の影響も受ける。

【0016】

熱コストを使用量に応じて計算するための熱コストアロケータは、コンポーネント式発熱体、管状発熱体又はパネル式発熱体においては、標準化された所定の位置に配置され得る。「単なる」対流放熱器における熱コストの算出は水循環内の熱量計によって行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】独国実用新案第２０２００７０１５７３４号明細書

【特許文献2】欧州特許第１３０７６９８号明細書

【発明の概要】

【0018】

上記に基づき、本発明には冒頭に記載の方式の発熱体を、効率が向上し、加熱時間が短縮され、均一な熱分布が達成されるように更に発展させるという課題がある。

【0019】

上記の課題は発明により、請求項１の特徴によって、及び代替として請求項２２の特徴によって解決される。

【0020】

本発明により、ヒートパイプの第１の端部が開放されて形成されていて、第１の横方向接続管と流体的に接続された状態であること、及び／又はヒートパイプの第２の端部が開放されて形成されていて、第２の横方向接続管と流体的に接続された状態であり、その際、ヒートパイプと横方向接続管は作動媒体で満たされた１つの共通の空室を形成すること、及び第１又は第２の横方向接続管が、熱源から熱を取り入れる目的で熱源と熱的に結合されていることが想定されている。

【0021】

横方向接続管を用いたヒートパイプの第１の開放端部同士あるいは第２の開放端部同士の接続によって、個々のヒートパイプ間のヒートバランスが取られ、それによって、最新技術に従った発熱体に対して、より均一な温度分布が達成される。最新技術に従った温水発熱体に比べて、本発明により熱産生量が増大している。また、発熱体の空隙内の水量、したがって循環水量も減らすことができる。更に、熱線を放出する平面、リブ及び／又はフィンが所定の温度により速く到達することを確認することができた。

【0022】

均一な温度分布によって、熱コスト記録装置の位置決定が簡素化され得る。特に、熱出力は連結方式に関わらず一定である。本発明による形態によって、熱放射面の迅速な加熱、放射する表面、リブ及び／又はフィンの均一な熱分布、連結方式に関わらず迅速な制御挙動、及び従来の発熱体に対して４０％に至るまでのエネルギーコスト削減の達成が達成される。

【0023】

１つの好ましい実施形態は、ヒートパイプが互いに平行に配置されていて、動作位置において鉛直に延在することを想定する。この形態において、ヒートパイプは主として重力式ヒートパイプとして形成されている。

【0024】

作動媒体は主として、市販されていて、自由に入手でき、部分的及び／又は完全にハロゲン化されたハイドロフルオロカーボン（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＦＣ）類に属する、それぞれＧＷＰ値（地球温暖化係数）が２５００未満とＧＷＰ値が７５０未満の冷媒及び／又は混合冷媒（非共沸混合物）、及び／又は適切な冷媒である。

【0025】

更なる好ましい実施形態において、第１の下部横方向接続管が熱源と接続されていて、作動媒体の蒸発器と成り、一方で、第２の上部横方向接続管は作動媒体の凝縮器と成ることが想定されている。

【0026】

熱放射を向上させる目的で、ヒートパイプ及び／又は横方向接続管が長手方向に沿って平面要素、リブ及び／又はフィンといった熱放射要素を有することが想定されている。

【0027】

主として、個々のヒートパイプ及び／又は横方向接続管の平面要素は同一平面上に位置する。

【0028】

主として、熱源は水といった気体状又は液体状の熱媒体が貫流可能な加熱管である。加熱管は第１又は第２の横方向接続管の中に長手軸に沿って同軸配置され、作動媒体に包囲されている。

【0029】

主として、加熱管の往流路及び復流路用の連結管継手の先端は耐圧性と液密性を備えて横方向接続管と接続されている。

【0030】

代替として、加熱管は第１又は第２の横方向接続管と平行又は基本的に平行に延在し、これと熱的に結合しておくこともできる。

【0031】

本発明による発熱体を様々な連結形式に適合させる目的で、加熱管が往流路と復流路を有し、その際、往流路が第１のバイパス管を介して、第２の横方向接続管の先端から出る管継手に連結されている主として市販の制御バルブと接続されていること、及び、制御バルブから、第２のバイパス管が第１のバイパス管と主として平行に延在し、加熱管と流体的に接続された状態であって、復流路と結合されていることが想定されている。

【0032】

上記の実施形態において、加熱管の中に、水といった熱媒体の貫流調整のための流れ分割装置の配置されていることが、補足的に想定されている。流れ分割装置は、加熱管の先端開口部に配置されたバッフルから出て加熱管の長手方向において同軸上に延びることができ、その際、バッフルを用いて発熱体の連結方式が予め調整可能である。

【0033】

代替として、熱源が電気加熱ロッドといった電気熱源であることが想定されている。主として、電気加熱ロッドは、第１又は第２の横方向接続管と熱的に結合され、主として少なくとも部分的に作動媒体によって包囲されている管の中に収容されている。電気熱源によって、熱線を放出する平面、リブ及び／又はフィンが所定の温度により速く到達するという利点が達成される。また、発熱体の温度、したがって室温がより速く制御され得る。

【0034】

特に好ましい実施形態は、第１及び／又は第２の横方向接続管が二重壁の管構造として形成されていて、その際、加熱ロッドを収容するための管が二重壁の管構造の内管であり、加熱ロッド用の少なくとも１つの先端開口部と形状結合して横方向接続管の中に挿入され、主として液密性と圧力耐性を備えて接続されていることを特徴とする。

【0035】

電気加熱ロッドと内管の間の熱伝達を向上させる目的で、電気加熱ロッドが、主として熱伝導ペーストといった熱伝導媒体を介して、上記の管つまり第１又は第２の横方向接続管の内管と熱的に結合されていることが想定されている。

【0036】

主として、ヒートパイプと結合された熱放射要素は、ヒートパイプに対して横に延在する対流放熱器用フィン又はヒートパイプと平行に延在する平面的な要素として形成されている。

【0037】

また、２つ以上の発熱体を並列又は直列に相互接続して、１つの加熱コイルにしておくことができる。

【0038】

有利に、発熱体あるいは加熱コイルは、流れ方向が発熱体の広がる平面に対して直角に延在するファンと結合しておくことができる。それによって、放熱を向上させる目的で、空気が対流放熱器用フィンを通して運ばれ得る。

【0039】

１つの代替形態は、排気され、作動媒体で満たされていて、第１及び第２の端部を備えた少なくとも１つのヒートパイプ、並びにヒートパイプと熱的に結合されている熱源を含む発熱体に関する。

【0040】

上記の代替発明により、ヒートパイプが曲げられて、直線的に平行に延在する部分と該平行部分を接続する上部及び下部の湾曲部分を含む蛇行形状の管束になっていて、その際、管束の下部又は上部の湾曲部分が熱源と熱的に結合されていることが想定されている。

【0041】

特に好ましい実施形態は、管束の両端部が互いに液密に接続されていることを想定する。

【0042】

効率的な熱結合を目的として、管束の下部弓形部分がそれぞれ蒸発器と成り、熱伝導体と熱的に結合されていて、その際、熱伝導体が熱源と熱的に結合されていることが想定されている。

【0043】

熱伝導体は主として、銅又はアルミニウムといった熱伝導性を有する材料で形成されている。

【0044】

主として、管束は重力式ヒートパイプ束である。

【0045】

熱源は、熱伝導体が通過し、水といった熱媒体が貫流する加熱管であり得る。

【0046】

代替として、熱源は電気熱源、主として熱伝導体と熱的に結合されている電気加熱ロッドであり得る。

【0047】

管束の鉛直部分は主として、鉛直部分に対して横又は縦に延在する熱伝導フィンあるいは対流放熱器用フィンを有する。

【0048】

複数の管束を並列又は直列に相互接続して、１つの加熱コイルにしておくことができ、その際、下部湾曲部分は共通の熱伝導体の中に収容されている。

【0049】

本発明の更なる詳細、利点及び特徴は、請求項、請求項から看取され得る特徴－単独で、かつ／又は組合せによる－からだけではなく、以下の好ましい実施例の説明からも明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】ヒートパイプを備えた発熱体の第１の実施形態の断面図である。

【図2】図１に従う発熱体のヒートパイプの斜視図である。

【図3】作動媒体で満たされた図１に従う発熱体の断面図である。

【図4】熱媒体で満たされた図１に従う発熱体の断面図である。

【図5】部分的に断面が示されている、平面的な熱放射要素を備えた図１に従う発熱体の正面図である。

【図6】ラジエータとしての平面的な熱放射要素を備えた図５に従う発熱体のヒートパイプを９０°回転して示した図である。

【図7】主として鋼鉄製の、往流路と復流路並びに自在連結用のバイパス管を含む、連結装置を備えた図１に従う発熱体の断面図である。

【図8】主としてアルミニウム製の、往流路と復流路並びに自在連結用のバイパス管を含む、連結装置を備えた図１に従う発熱体の断面図である。

【図9】作動媒体で満たされた図７に従う発熱体の断面図である。

【図10】作動媒体で満たされた図８に従う発熱体の断面図である。

【図11】熱媒体で満たされた図７に従う発熱体の断面図である。

【図12】熱媒体で満たされた図８に従う発熱体の断面図である。

【図13】主としてアルミニウム製の、往流路と復流路並びに跨座式連結用と右下部連結用のバイパス管を含む、連結装置を備えた図８に従う発熱体の断面図である。

【図14a】熱放射要素の例示的な第１の形態を備えた、図７又は図８に従う発熱体の正面図である。

【図14b】熱放射要素の例示的な代替形態を備えた、図７又は図８に従う発熱体の正面図である。

【図15】ラジエータとしてのリブの形態の熱放射要素を備えた図１４に従う発熱体のヒートパイプを９０°回転して示した図である。

【図16】電気加熱ロッドの形態の電気熱源を備えた発熱体の第２の実施形態の断面図である。

【図17】作動媒体で満たされた図１６に従う発熱体の断面図である。

【図18】部分的に断面が示されている、熱源としての電気加熱ロッドを備え、例示的に右側が熱放射要素で覆われた図１６に従う発熱体の正面図である。

【図19】熱放射要素としてのフィンを備えた加熱コイルの形態の発熱体の第３の実施形態の断面図である。

【図20】作動媒体で満たされた図１９に従う発熱体の断面図である。

【図21】熱媒体で満たされた図１９に従う発熱体の断面図である。

【図22】熱源としての電気加熱ロッドを備えた加熱コイルの形態の発熱体の第４の実施形態の断面図である。

【図23a】図１９に従う加熱コイル２つを並列接続した発熱体の断面図である。

【図23b】図２３ａに従う発熱体の上面図である。

【図23c】図２３ａに従う発熱体の側面図である。

【図24】図２３ａから図２３ｃに従う加熱コイル式発熱体の概略図である。

【図25a】熱源としての電気加熱ロッドを備えた図２２に従う加熱コイル２つを並列接続した発熱体の断面図である。

【図25b】図２５ａに従う発熱体の上面図である。

【図25c】図２５ａに従う発熱体の側面図である。

【図26】図２５ａから図２５ｃに従う加熱コイル式発熱体の概略図である。

【図27】加熱管の形態の熱源を備えた蛇行形状のヒートパイプ管束の形態の発熱体の第５の実施形態の断面図である。

【図28】電気加熱ロッドの形態の熱源を備えた蛇行形状のヒートパイプ管束の形態の発熱体の第６の実施形態の断面図である。

【図29a】３つのコイルセグメントを備え、管束が直列接続され、コイルセグメントが図２７に従って平行配置され、熱媒体管が並列接続されている、管束状加熱コイルの形態の発熱体の第８の実施形態の断面図である。

【図29b】図２９ａに従う管束状加熱コイルの上面図である。

【図29c】図２９ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図29d】図２９ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。

【図29e】図２９ａに従う管束状加熱コイルの、図２９ｃ、図２９ｄに従う切断線Ｂ－Ｂに沿った側面図と断面図である。

【図29f】図２９ｄに従う管束状加熱コイルの側面図である。

【図30a】例示的に３つのコイルセグメントを備え、管束が直列接続され、コイルセグメントが電気熱源と並列接続されている、図２８に従う管束状加熱コイルの形態の発熱体の第９の実施形態の断面図である。

【図30b】図３０ａに従う管束状加熱コイルの上面図である。

【図30c】図３０ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図30d】図３０ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。

【図30e】図３０ａに従う管束状加熱コイルの、図３０ｃ、図３０ｄに従う切断線Ｂ－Ｂに沿った側面図と断面図である。

【図31a】例示的に平行配置された３つのコイルセグメントを備え、管束が熱源としての主として水と直列接続され、熱媒体管が並列接続されている、管束状加熱コイルの形態の発熱体の第１０の実施形態の断面図である。

【図31b】図３１ａに従う管束状加熱コイルの上面図である。

【図31c】図３１ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図31d】図３１ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。

【図31e】図３１ａに従う管束状加熱コイルの、図３１ｃ、図３１ｄに従う切断線Ｂ－Ｂに沿った側面図と断面図である。

【図31f】図３１ｄに従う管束状加熱コイルの側面図である。

【図32a】例示的に平行配置された３つのコイルセグメントを備え、管束が直列接続され、熱媒体管が直列接続されている、図２７に従う管束状加熱コイルの形態の発熱体の第１１の実施形態の断面図である。

【図32b】図３２ａに従う管束状加熱コイルの上面図である。

【図32c】図３２ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図32d】図３２ａに従う管束状加熱コイルの、切断線Ｃ－Ｃに沿った断面図である。

【図32e】図３２ａに従う管束状加熱コイルの、図３２ｃ、図３２ｄに従う切断線Ｂ－Ｂに沿った側面図と断面図である。

【図32f】図３２ｄに従う管束状加熱コイルの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図１は、排気され、作動媒体１２で満たされて平行又は基本的に平行に延在する複数のヒートパイプ１４、並びに、水といった熱媒体１８が貫流し、ヒートパイプ１４と熱的に結合されている加熱管の形態の熱源１６を有する発熱体１０の断面図である。

【0052】

本発明により、ヒートパイプ１４は重力式ヒートパイプとして形成されていて、それぞれ第１の開放端部２０と第２の開放端部２２を有する。第１の開放端部は第１の閉鎖された横方向接続管２４に通じ、これと液密に接続されている。第２の開放端部２２は閉鎖された第２の横方向接続管２６に通じ、これと液密に流体的に接続されている。

【0053】

ヒートパイプ１４の空室並びに横方向接続管２４、２６の空室は、排気され、作動媒体１２で満たされている単一の空室を形成する。作動媒体として、例えば非共沸混合物における部分的にハロゲン化されたハイドロフルオロカーボン（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＦＣ）類に属するような、主として不燃性で、市販の、自由に入手できる混合冷媒が用いられる。ヒートパイプ１４と横方向接続管２４、２６の内部の圧力は、７０℃までの発熱体の表面温度に応じて、主として３３バールである。適切な作動媒体を用いることで温水式暖房機の範囲外の温度にも到達し得る。

【0054】

横方向接続管２４は加熱管１６を同軸方向に収容し、その際横方向接続管の先端２８、３０は液密に閉鎖されていて、加熱管の連結管継手３２、３４のみが先端面２８、３０から外に通じる。第２の横方向接続管の主として先端には注入バルブ３６が、そして例示的に管壁の中央には安全バルブ３８が配置されている。構造上、横方向接続管における安全バルブのあらゆる他の有利な位置、又は作動媒体が満たされた複数の空室も可能である。技術的指針によって必要である場合は、該バルブの有利な安全カバーが装備されている。第１の下部横方向接続管２４は基本的に蒸発器（液体収集器）と成り、第２の上部横方向接続管２６は凝縮器（蒸気収集器）と成る。

【0055】

図２は重力式ヒートパイプの形態のヒートパイプ１４を単純な形態で示す。ヒートパイプ１４並びに横方向接続管２４、２６はアルミニウム、銅、炭素鋼及び／又はステンレス鋼、又は他の熱伝導性の固体材料、並びに様々な材料の組合せで製造しておくことができる。

【0056】

ヒートパイプ１４は熱輸送に用いられる装置であり、この目的で、循環において蒸発して再び凝縮する可動な作動媒体、例えば水、アンモニア、又は冷媒を使用する。作動媒体は最初は液体であり、第１の横方向接続管２４の中の加熱管１６を通って熱、蒸発熱を吸収して蒸発する。その後作動媒体は第１の開放端部２０からヒートパイプ１４を通って第２の開放端部２２へと移動し、そこで、熱を放出して再び凝縮する。その後該液体は再び第１の開放端部すなわち第１の横方向接続管へと戻る。

【0057】

この場合、作動媒体が基本的に顕熱輸送ではなく潜熱輸送を行うことが看取され得る。これは、温度変化がほとんど起こらないで、蒸発あるいは凝縮が起こり、その結果、蒸発熱あるいは凝縮熱が伝達されることを意味する。

【0058】

本発明による、横方向接続管とヒートパイプから成る管構造は、意外なことに二相熱サイフォンとして作動する。作動媒体の循環は、熱サイフォンにおいてはヒートパイプのほぼ鉛直方向の配置を必要とし、その結果、熱輸送は下から上へのみ機能する。所謂重力式ヒートパイプである。すなわち、液状の作動媒体は重力によって下方に、本明細書の場合は、第１の横方向接続管（蒸発器）へと流れ、一方、そこで蒸発した媒体は上方に、第２の横方向接続管（凝縮器）へと上昇し得る。作動媒体がまだ確実に下方に流れ得る限りは、比較的平面的な配置が可能である。熱サイフォンの場合は重力（引力）が利用されることから、重力式ヒートパイプという言葉も用いられる。

【0059】

前述の原理は以下の様々な発熱体の実施形態においても用いられる。

【0060】

図３は、ヒートパイプ１４と横方向接続管２４、２６によって形成された空室が作動媒体１２で満たされ、灰色で表示されている、図１に従う発熱体１０の断面図である。

【0061】

図４は、加熱管１６の中で流れる、水といった熱媒体１８が灰色で表示されている、発熱体１０の断面図である。

【0062】

図５は、発熱体１０を、一部は断面図として、一部はヒートパイプ１４と横方向接続管２４、２６がそれぞれ熱的に結合されているカバー要素４２と放熱板４０を備えた状態で示す。

【0063】

図６は、対流要素としての接続板４４を介してヒートパイプ１４と熱的に結合されている平面的な熱放射要素４０を備えたヒートパイプ１４の斜視図である。複数の熱放射要素４０は組み立てられた状態において同一平面上にあり、主として発熱体の前面にも背面にもある。

【0064】

図７は、主として鋼鉄製の、様々な発熱体連結具に適応可能な連結システム４８を備えた発熱体４６の第２の実施形態を示す。連結システム４８には、バイパス管５２を介して主として市販の制御バルブ５４の入口と接続されている往流路連結具５０が含まれ、該バルブは第２の横方向接続管２６から出るドッキング用管端部５６に連結されている。制御バルブ５４から第２のバイパス管５８が加熱管１６の方向に延在し、加熱管と流体的に接続されている。加熱管１６の内部において同軸上に熱媒体分流器６０が配置されていて、これを介して熱媒体が第２のバイパス管５８から加熱管１６を通って導かれ、復流路連結具６２へと戻される。熱媒体分流器６０は、加熱管１６の先端横断面に配置されたバッフル６４から出て、加熱管１６の連結管継手３２、３４か往流路及び復流路連結具５０、６２のいずれかを介して発熱体を作動させることを目的としている。

【0065】

図８は、主としてアルミニウム製の発熱体６６の第３の実施形態を示す。この実施形態は、第１の横方向接続管２４と加熱管１６が並んで平行に延在し、熱的に結合されている点で、図７に従う実施形態と区別される。主として、第１の横方向接続管２４と加熱管１６は押出し形材６８、主としてアルミニウム押出し形材として形成されている。

【0066】

発熱体６６には、第１のバイパス管７４を介して市販の発熱体制御バルブ７６と接続されている流入口７２を備えた自在連結システム７０が同様に含まれ、該バルブは第２の横方向接続管２６のドッキング用管端部７８と連結されている。制御バルブ７６から第２のバイパス管８０が加熱管１６の方向に延在し、加熱管と流体的に接続されている。加熱管１６の内部において同軸上に熱媒体分流器８２が延在し、これは加熱管１６の先端開口部に配置されているバッフル８４と接続されている。第２のバイパス管８０を介して、熱媒体は熱媒体分流器８２に沿って、加熱管の長手方向に導かれ、復流路連結具８６へと戻される。

【0067】

図９は作動媒体が満たされた鋼鉄製の発熱体４６を示し、図１０は作動媒体が満たされたアルミニウム製の発熱体６６を示していて、作動媒体はそれぞれ灰色で表示されている。

【0068】

図１１と図１２は、それぞれ灰色で表示されている熱媒体が満たされた発熱体４６と６６をそれぞれ示す。

【0069】

図１３は、図８に従う発熱体６６の実施形態を示す。この実施形態は、流入口８６を備えた連結システム７０が第１のバイパス管７４を介して第２のバイパス管８０及び復流路連結具７２と熱的に結合されている点で、図８に従う実施形態と区別される。該連結システムは連結具７２が往流路であり、連結具８６が復流路である場合も機能する。該発熱体は、熱媒体１８の流れ方向（往流路／復流路）とは関係なく、「跨座式連結」つまり「下部連結」に対してのみ適している。

【0070】

図１４ａと図１４ｂは、ヒートパイプ１４、図７に従うバイパス管５８及び図８と図１３に従うバイパス管８０に沿って延びる、熱を放射する平らな平面要素８８、９２を備えた発熱体４６、６６の異なる実施形態を例示的に示す。平面要素９０、９４は例示的なカバーである。

【0071】

図１５は、対流要素９６としての接続板を介して長手方向にヒートパイプ１４と熱的に結合されている平面的な熱放射要素８８、９２を備えた図１４ａ、図１４ｂに従うヒートパイプ１４の斜視図である。複数の熱放射要素８８、９２は複数の対流要素９６と組み立てられた状態において平行に配置され、主として発熱体の前面においても背面においても接合技術的に接続されている。

【0072】

図１６は、図１に従う発熱体と基本的に同じ構造を有する発熱体９８の第４の実施形態の断面図であり、同じ要素には同じ参照符号が付されている。

【0073】

第１の横方向接続管２４は、図１に示されているように、中心軸に沿って同軸管１００を有し、同軸管は図示した実施例においては電気加熱ロッド１０２を長手方向に収容する。加熱ロッド１０２と該管１００の間の最適な熱伝達を達成する目的で、加熱ロッド１０２と該管１００の間に主として熱伝導媒体１０４が配置されることが想定されている。該管１００の先端は横方向接続管２４と液密に接続されていて、その外側の周囲を作動媒体１２が流れる。

【0074】

加熱ロッドの連結は図示された側に限定されておらず、前述したような必要な液状封止材を用いて、対向する管端部においても行われ得る。

【0075】

図１７は灰色で表示された作動媒体１２が満たされた発熱体９８を示す。

【0076】

図１８は、発熱体９８を、一部は断面図として、一部は、ヒートパイプ１４の長手方向に延在する平面的な熱放射要素１０６の形態のカバーを備えた状態で示す。平面要素１０８、１０９、１１０は例示的なカバーである。

【0077】

図１９は、図１に従う発熱体１０と基本的に同じ構造を有するが、ヒートパイプ１４が横に延在するフィン１１４を介して熱的に結合されている、発熱体１１２の第５の実施形態を示す。更に、フィン１１４の間に形成される開口部を通して気流１１８を導き得るファン１１６が装備されている。

【0078】

図２０は、灰色で表示された作動媒体１２が満たされた図１９に従う発熱体１１２を示す。

【0079】

図２１は、灰色で表示された、水１８といった熱媒体が満たされた図１９に従う発熱体１１２を示す。

【0080】

図２２は、図１６に従う発熱体９８と基本的に同じ構造を有するが、ヒートパイプ１４が横に延在するフィン１１４を介して熱的に結合されている、発熱体１２０の第６の実施形態を示す。更に、フィン１１４の間に形成される開口部を通して気流１１８を導き得るファン１１６が装備されている。

【0081】

図２３ａから図２３ｃは、２つの並列接続された図１９に従う発熱体１１２で構成される発熱体１２２を、それぞれ異なる方向から見た図である。図２３ａに従って、発熱体１２２には第１の加熱コイルセグメント１２４並びに第２の加熱コイルセグメント１２６が含まれ、加熱管１６は並列接続されている。この目的で、連結管継手１２８、１３０が接続要素１３２を介して共に往流路管継手１３４と接続されていることが想定されている。出口側において、出口管継手１３６、１３８が管接続具を介して連結管継手１４０と接続されている。該連結システムは連結具１４０が往流路であり、連結具１３４が復流路である場合も機能する。

【0082】

加熱コイルセグメント１２４、１２６は、図１９から図２１に関して記載されたように、基本的に発熱体１１２の構造に相応する構造を有する。

【0083】

更に、長手軸１４４が該セグメントの広がる平面に対して基本的に直角に延在するファン１４２が装備されていて、それによって、フィン１１４の間の開口部を通る気流が生成され得る。

【0084】

図２４は発熱体１２２の貫流原理を簡略化して示した単なる概略図である。加熱コイルセグメント１２４、１２６のヒートパイプ１４はそれぞれ横方向接続管２４、２６と流体的に接続されている。横方向接続管２４と同軸上に、図示した実施例では熱媒体として水を導く加熱管１６が延在する。該管の入口側と出口側は、水圧バランスを取るために並列接続されている。代替として、図示した通り、水圧バランスバルブを追加で装備し得る。また、もう１つの横方向接続管によって示されているように、更なるセグメントを並列接続する可能性も存在する。

【0085】

図２５ａから図２５ｃは、熱媒体として電気加熱ロッド１０２を備えている、図２３に従う発熱体１２２の実施形態をそれぞれ異なる方向から見た図である。該加熱コイルには第１の発熱体部分１２４と第２の発熱体部分１２６が含まれる。

【0086】

加熱コイルセグメント１２４、１２６は、図１９から図２２に関して記載されたように、基本的に図２２の発熱体１２０の構造に相応する構造を有する。

【0087】

加熱ロッドの連結は図示された側に限定されておらず、前述したような必要な液状封止材を用いて、対向する管端部においても行われ得る。

【0088】

図２６は発熱体１２２の貫流原理を簡略化して示した単なる概略図である。加熱コイルセグメント１２４、１２６のヒートパイプ１４はそれぞれ横方向接続管２４、２６と流体的に接続されている。横方向接続管２４と同軸上に、図示した実施例では電気加熱ロッド１０２を収容する管１００が延在する。また、もう１つの横方向接続管によって示されているように、更なるセグメントを並列接続する可能性も存在する。

【0089】

図２７は、蛇行形状に形成され、作動媒体１５０で満たされて、その端部１５２、１５４において液密に閉鎖されている、ヒートパイプ束１４８の形態の発熱体１４６の第７の形態の断面図である。該管束１４８の平行に延在する管部分１５６はヒートパイプと成り、一方で、第１の弓形管部分１５８は蒸発器１６０、第２の弓形管部分１５６は凝縮器１６２と成る。

【0090】

蒸発器として機能する管部分１５８は、加熱管といった熱源１６４と熱的に結合されている。本明細書の場合は、加熱管１６４は、アルミニウム又は銅といった熱伝達媒体又は有利な熱伝導性を有する材料で形成されている熱伝導体１６６の中に延在する。管部分１５８へ熱を伝達する目的で、水といった熱媒体１８が加熱管１６４を貫流する。

【0091】

管部分の端部１５２には主として安全バルブ３８が、管束の端部１５４には注入バルブ３６が配置されている。構造上、安全バルブ３８と注入バルブ３６のあらゆる他の有利な位置、又は作動媒体が満たされた複数の空室も可能である。技術的指針によって必要である場合は、バルブ３８の有利な安全カバーが装備されている。

【0092】

代替として、安全バルブ３８の前の端部１５２と注入バルブ３６の前の端部１５４を配管部品によって互いに接続することもでき、その結果として１つの閉鎖された管構造が生じる。それによって、管束がはめ込まれた空室の内部における作動媒体の作用の分配が改善され得る。

【0093】

図２８は、熱源が連結具１７２を備えた電気加熱ロッド１７０として形成されている、図２７に従う発熱体１６８の更なる実施形態を示す。電気加熱ロッド１７０は熱伝導体１６６の開口部１７４の中で延びる。熱伝達を向上させる目的で、電気加熱ロッド１７０と熱伝導体１６６の間の移行部には熱伝導媒体１７６が備わっている。

【0094】

加熱ロッドの連結は図示された側に限定されておらず、前述したような必要な液状封止材を用いて、対向する管端部においても行われ得る。

【0095】

図２９ａから図２９ｆは、図２７に従う発熱体１４６に基づく発熱体１７８の実施形態を異なる方向から見た図である。図２９ａ）は正面断面図である。図２９ｂ）は発熱体１７８の上面図である。図２９ｃ）は図２９ａ）の切断線Ａ－Ａに沿った上面断面図である。図２９ｄ）は図２９ａ）の切断線Ｃ－Ｃに沿った上面断面図である。図２９ｅ）は図２９ｃ、図２９ｄ）の切断線Ｂ－Ｂに沿った側面断面図であり、図２９ｆ）は連結フランジを右から見た側面図である。

【0096】

図２９ａ）は発熱体１７８の断面図である。湾曲管部分１５８は共通の熱伝導体１８０の中で熱的に結合されている。湾曲管部分１５８と平行に、図２９ｅ）に従う側面図に示されているように、加熱管１８２、１８４、１８６、１８８が延在する。

【0097】

加熱管は、一方の端部ともう一方の端部に、それぞれ連結部品１９０と１９８、１９２と２００、１９４と２０２、１９６と２０４を有し、これらはそれぞれ有利に共通のフランジ２０６、２０８に通じる。加熱管は並列接続されている。往流路／復流路の連結は熱媒体の流れ方向とは無関係である。

【0098】

図３０ａ）から図３０ｅ）は、基本的に図２９ａ）から図２９ｅ）に従う発熱体１７８に相応し、熱媒体である水が貫流する管路１８２、１８４、１８６、１８８の代わりに、電気加熱ロッド２１２、２１４、２１６、２１８が熱源として使用されるという相違点を有する、発熱体２１０の実施形態を複数の方向から見た図である。

【0099】

加熱ロッドの連結は図示された側に限定されておらず、前述したような必要な液状封止材を用いて、対向する管端部においても行われ得る。

【0100】

図３１ａ）から図３１ｆ）は、基本的に図２９ａ）から図２９ｅ）に従う発熱体１７８に相応し、加熱管１８２、１８４、１８６、１８８の端部１９０、１９２、１９４、１９６と端部１９８、２００、２０２、２０４が共通のフランジ２０６、２０８には通じず、それぞれ２つの端部１９０と１９８、１９２と２００、１９４と２０２、１９６と２０４が別々の管フランジ２２２、２２４に通じるという相違点を有する、発熱体２２０の実施形態を複数の方向から見た図である。

【0101】

加熱管は並列接続されている。往流路／復流路の連結は熱媒体の流れ方向とは無関係である。

【0102】

図３２ａ）から図３２ｆ）は、基本的に図２９ａ）から図２９ｅ）に従う発熱体１７８に相応し、加熱管１８２、１８４、１８６、１８８の端部１９０、１９２、１９４、１９６と端部１９８、２００、２０２、２０４が共通のフランジ２０６、２０８に至るのではなく、連結接続具２２８、２３０を用いて直列接続されているという相違点を有する、発熱体２２６の実施形態を複数の方向から見た図である。

【0103】

フランジの連結２３０は図示された側に限定されておらず、対向する管端部においても行われ得る。往流路／復流路の連結は熱媒体の流れ方向とは無関係である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14a】

【図14b】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23a】

【図23b】

【図23c】

【図24】

【図25a】

【図25b】

【図25c】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29a】

【図29b】

【図29c】

【図29d】

【図29e】

【図29f】

【図30a】

【図30b】

【図30c】

【図30d】

【図30e】

【図31a】

【図31b】

【図31c】

【図31d】

【図31e】

【図31f】

【図32a】

【図32b】

【図32c】

【図32d】

【図32e】

【図32f】

【手続補正書】

【提出日】2022-08-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動媒体（１２）で満たされて、主として平行又は基本的に平行に延在し、それぞれ第１の端部（２０）と第２の端部（２２）を備えた複数のヒートパイプ（１４）と、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１及び／又は第２の端部（２０、２２）と熱的に結合されている熱源（１６、１０２）
を含み、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１の端部（２０）が開放されて形成されていて、第１の横方向接続管（２４）と流体的に接続された状態であること、及び／又は前記ヒートパイプ（１４）の前記第２の端部（２２）が開放されて形成されていて、第２の横方向接続管（２６）と流体的に接続された状態であり、その際、前記ヒートパイプ（１４）と前記横方向接続管（２４、２６）が前記作動媒体（１２）で満たされた１つの共通の空室を形成すること、及び前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）が、前記熱源（１６、１０２）から熱を取り入れる目的で前記熱源（１６、１０２）と熱的に結合され、
前記熱源（１６）が気体状又は液体状の熱媒体（１８）が貫流可能な加熱管であり、前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）の中に長手軸に沿って同軸配置され、前記作動媒体（１２）に包囲されていることと、前記加熱管（１６）の連結管継手（３２、３４）の先端が耐圧性と液密性を備えて前記横方向接続管（２４、２６）と接続され、発熱体（４６、６６）が往流路連結具（５０、７２）と復流路連結具（６２、８６）を備えた連結システム（４８、７０）を有し、その際、前記往流路が第１のバイパス管（５２、７４）を介して、前記第２の横方向接続管（２６）の先端から突出する管継手（５６、７８）に連結されている制御バルブ（５４、７６）と接続されていることと、前記制御バルブ（５４、７６）から、第２のバイパス管（５８、８０）が前記第１のバイパス管と主として平行に延在し、前記加熱管（１６）と流体的に接続された状態であって、前記復流路連結具（６２、８６）と結合されていることを特徴とする、発熱体（１０、４６、６６、９８、１１２、１２０、１２２）。

【請求項2】

前記ヒートパイプ（１４）が互いに平行に配置されていて、動作位置において鉛直に延在することを特徴とする、請求項１に記載の発熱体。

【請求項3】

前記ヒートパイプ（１４）が重力式ヒートパイプとして形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発熱体。

【請求項4】

前記作動媒体（１２）が、市販されていて、自由に入手でき、部分的及び／又は完全にハロゲン化されたハイドロフルオロカーボン（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＦＣ）類に属する、それぞれＧＷＰ値（地球温暖化係数）が２５００未満とＧＷＰ値が７５０未満の冷媒及び／又は混合冷媒（非共沸混合物）、及び／又は適切な冷媒であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項5】

前記第１の下部横方向接続管（２４）が前記作動媒体（１２）の蒸発器と成ることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項6】

前記第２の上部横方向接続管（２６）が前記作動媒体（１２）の凝縮器と成ることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項7】

前記ヒートパイプ（１４）が長手方向に沿って平面要素、リブ又はラジエータといった熱放射要素（４０、４２、４４、８８、９０、９２、９４、９６）を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項8】

前記個々のヒートパイプ及び／又はバイパス管の平面要素（４０、４２、９２、９４）が同一平面上に位置することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項9】

前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４，２６）と平行又は基本的に平行に延在し、これと熱的に接続されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項10】

前記加熱管（１６）の中に、水といった前記熱媒体（１８）の貫流調整のための流れ分割装置（６０、８２）が配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項11】

前記流れ分割装置（６０、８２）が、前記加熱管（１６）の先端開口部に配置されたバッフル（６４、８４）から出て前記加熱管（１６）の長手方向において同軸上に延びることと、前記バッフル（６４、８４）を用いて前記発熱体（４６、６６）の連結方式が予め調整可能であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項12】

前記ヒートパイプ（１４）と結合された前記熱放射要素が、対流放熱器用フィン（１１４）として形成されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項13】

２つ以上の発熱体（１１２）が並列又は直列に相互接続されて、単式発熱体に対して熱出力のより高い１つの加熱コイル（１２２）つまり１つの発熱体になっていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項14】

前記発熱体（１１２、１２２）が、流れ方向が前記発熱体（１１２、１２２）の広がる平面に対して直角に延在するファン（１１６、１４２）と結合されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項15】

作動媒体（１５０）で満たされていて、第１及び第２の端部（１５２、１５４）を備えた少なくとも１つのヒートパイプ（１４８）と、前記ヒートパイプ（１４８）と熱的に結合されている熱源（１６４）を含み、
前記ヒートパイプ（１４８）が曲げられて、直線的に平行に延在する部分（１５６）と前記平行部分を接続する上部及び下部の湾曲部分（１５６、１５８）を含む蛇行形状の管束（１４８）になっていて、その際、前記管束（１４８）の前記下部又は上部の湾曲部分（１５６、１５８）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、発熱体（１４６、１６８、１７８、２１０、２２０）。

【請求項16】

前記管束（１４８）の両端部（１５２、１５４）が、液密に、バルブ（３６、３８）を用いて密封されている、又は相互に接続されていることを特徴とする、請求項１５に記載の発熱体。

【請求項17】

前記管束（１４８）の下部弓形部分（１５８）がそれぞれ蒸発器と成り、熱伝導体（１６６）と熱的に結合されていて、その際、前記熱伝導体（１６６）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の発熱体。

【請求項18】

前記熱伝導体（１６６）が銅又はアルミニウムといった熱伝導性材料で形成されている、又は適切な凝集状態の有利な熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項19】

前記管束（１４８）が重力式ヒートパイプ束であることを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項20】

前記熱源（１６４）が、前記熱伝導体（１６６）が通過し、水といった熱媒体が貫流する少なくとも１つの加熱管（１６４）であることを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項21】

前記熱源（１６４）が電気熱源、主として前記熱伝導体（１６６）と熱的に結合されている電気加熱ロッド（１７０）であることを特徴とする、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項22】

前記管束の前記鉛直部分（１５６）が熱伝導フィン（１４４）を有することを特徴とする、請求項１５から２１のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項23】

複数の前記管束（１４８）が並列又は直列に相互接続されて、１つの加熱コイル（１７８、２１０、２２０）になっていて、その際、前記下部湾曲部分（１５８）が共通の熱伝導体（１８０）の中に収容されていることを特徴とする、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項24】

熱源（１６４）として他の媒体も、液体状又は気体状で有効であることを特徴とする、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項25】

水の温度範囲外の温度が可能であり、その際、前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、請求項１５から２４のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項26】

前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、請求項１５から２５のいずれか一項に記載の発熱体。

【請求項27】

前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の熱出力を決定することを特徴とする、請求項１５から２６のいずれか一項に記載の発熱体。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0103】

フランジの連結２３０は図示された側に限定されておらず、対向する管端部においても行われ得る。往流路／復流路の連結は熱媒体の流れ方向とは無関係である。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 作動媒体（１２）で満たされて、主として平行又は基本的に平行に延在し、それぞれ第１の端部（２０）と第２の端部（２２）を備えた複数のヒートパイプ（１４）と、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１及び／又は第２の端部（２０、２２）と熱的に結合されている熱源（１６、１０２）
を含み、
前記ヒートパイプ（１４）の前記第１の端部（２０）が開放されて形成されていて、第１の横方向接続管（２４）と流体的に接続された状態であること、及び／又は前記ヒートパイプ（１４）の前記第２の端部（２２）が開放されて形成されていて、第２の横方向接続管（２６）と流体的に接続された状態であり、その際、前記ヒートパイプ（１４）と前記横方向接続管（２４、２６）が前記作動媒体（１２）で満たされた１つの共通の空室を形成すること、及び前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）が、前記熱源（１６、１０２）から熱を取り入れる目的で前記熱源（１６、１０２）と熱的に結合されていることを特徴とする、発熱体（１０、４６、６６、９８、１１２、１２０、１２２）。
［２］ 前記ヒートパイプ（１４）が互いに平行に配置されていて、動作位置において鉛直に延在することを特徴とする、［１］に記載の発熱体。
［３］ 前記ヒートパイプ（１４）が重力式ヒートパイプとして形成されていることを特徴とする、［１］又は［２］に記載の発熱体。
［４］ 前記作動媒体（１２）が、市販されていて、自由に入手でき、部分的及び／又は完全にハロゲン化されたハイドロフルオロカーボン（Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：ＨＦＣ）類に属する、それぞれＧＷＰ値（地球温暖化係数）が２５００未満とＧＷＰ値が７５０未満の冷媒及び／又は混合冷媒（非共沸混合物）、及び／又は適切な冷媒であることを特徴とする、［１］から［３］のいずれか一項に記載の発熱体。
［５］ 前記第１の下部横方向接続管（２４）が前記作動媒体（１２）の蒸発器と成ることを特徴とする、［１］から［４］のいずれか一項に記載の発熱体。
［６］ 前記第２の上部横方向接続管（２６）が前記作動媒体（１２）の凝縮器と成ることを特徴とする、［１］から［５］のいずれか一項に記載の発熱体。
［７］ 前記ヒートパイプ（１４）が長手方向に沿って平面要素、リブ又はラジエータといった熱放射要素（４０、４２、４４、８８、９０、９２、９４、９６）を有することを特徴とする、［１］から［６］のいずれか一項に記載の発熱体。
［８］ 前記個々のヒートパイプ及び／又はバイパス管の平面要素（４０、４２、９２、９４）が同一平面上に位置することを特徴とする、［１］から［７］のいずれか一項に記載の発熱体。
［９］ 前記熱源（１６）が水といった気体状又は液体状の熱媒体（１８）が貫流可能な加熱管であることを特徴とする、［１］から［８］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１０］ 前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）の中に長手軸に沿って同軸配置され、前記作動媒体（１２）に包囲されていることと、前記加熱管（１６）の連結管継手（３２、３４）の先端が耐圧性と液密性を備えて前記横方向接続管（２４、２６）と接続されていることを特徴とする、［１］から［９］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１１］ 前記加熱管（１６）が前記第１又は第２の横方向接続管（２４，２６）と平行又は基本的に平行に延在し、これと熱的に接続されていることを特徴とする、［１］から［１０］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１２］ 前記発熱体（４６、６６）が往流路連結具（５０、７２）と復流路連結具（６２、８６）を備えた連結システム（４８、７０）を有し、その際、前記往流路が第１のバイパス管（５２、７４）を介して、前記第２の横方向接続管（２６）の先端から突出する管継手（５６、７８）に連結されている主として市販の制御バルブ（５４、７６）と接続されていることと、前記制御バルブ（５４、７６）から、第２のバイパス管（５８、８０）が前記第１のバイパス管と主として平行に延在し、前記加熱管（１６）と流体的に接続された状態であって、前記復流路連結具（６２、８６）と結合されていることを特徴とする、［１］から［１１］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１３］ 前記加熱管（１６）の中に、水といった前記熱媒体（１８）の貫流調整のための流れ分割装置（６０、８２）が配置されていることを特徴とする、［１］から［１２］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１４］ 前記流れ分割装置（６０、８２）が、前記加熱管（１６）の先端開口部に配置されたバッフル（６４、８４）から出て前記加熱管（１６）の長手方向において同軸上に延びることと、前記バッフル（６４、８４）を用いて前記発熱体（４６、６６）の連結方式が予め調整可能であることを特徴とする、［１］から［１３］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１５］ 前記熱源（１６）が電気加熱ロッド（１０２）といった電気熱源であることを特徴とする、［１］から［１４］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１６］ 前記電気加熱ロッド（１０２）が、前記第１及び／又は第２の横方向接続管（２４、２６）と熱的に結合され、主として少なくとも部分的に前記作動媒体（１２）によって包囲されている管（１００）の中に収容されていることを特徴とする、［１］から［１５］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１７］ 前記第１及び／又は第２の横方向接続管（２４、２６）が二重壁の管構造として形成されていて、その際、前記管（１００）が前記二重壁の管構造の内管であり、前記加熱ロッド用の少なくとも１つの先端開口部と形状結合して前記横方向接続管の中に挿入され、主として液密性と圧力耐性を備えて接続されていることを特徴とする、［１］から［１６］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１８］ 前記電気加熱ロッド（１０２）が、熱伝導ペースト（１０４）といった熱伝導媒体又はその他の有利な熱伝導要素を介して、前記管（１００）つまり前記第１又は第２の横方向接続管（２４、２６）の内管と熱的に結合されていることを特徴とする、［１］から［１７］のいずれか一項に記載の発熱体。
［１９］ 前記ヒートパイプ（１４）と結合された前記熱放射要素が、対流放熱器用フィン（１１４）として形成されていることを特徴とする、［１］から［１８］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２０］ ２つ以上の発熱体（１１２）が並列又は直列に相互接続されて、単式発熱体に対して熱出力のより高い１つの加熱コイル（１２２）つまり１つの発熱体になっていることを特徴とする、［１］から［１９］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２１］ 前記発熱体（１１２、１２２）が、流れ方向が前記発熱体（１１２、１２２）の広がる平面に対して直角に延在するファン（１１６、１４２）と結合されていることを特徴とする、［１］から［２０］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２２］ 作動媒体（１５０）で満たされていて、第１及び第２の端部（１５２、１５４）を備えた少なくとも１つのヒートパイプ（１４８）と、前記ヒートパイプ（１４８）と熱的に結合されている熱源（１６４）を含み、
前記ヒートパイプ（１４８）が曲げられて、直線的に平行に延在する部分（１５６）と前記平行部分を接続する上部及び下部の湾曲部分（１５６、１５８）を含む蛇行形状の管束（１４８）になっていて、その際、前記管束（１４８）の前記下部又は上部の湾曲部分（１５６、１５８）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、発熱体（１４６、１６８、１７８、２１０、２２０）。
［２３］ 前記管束（１４８）の両端部（１５２、１５４）が、液密に、バルブ（３６、３８）を用いて密封されている、又は相互に接続されていることを特徴とする、［１］から［２２］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２４］ 前記管束（１４８）の下部弓形部分（１５８）がそれぞれ蒸発器と成り、熱伝導体（１６６）と熱的に結合されていて、その際、前記熱伝導体（１６６）が前記熱源（１６４）と熱的に結合されていることを特徴とする、［１］から［２３］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２５］ 前記熱伝導体（１６６）が銅又はアルミニウムといった熱伝導性材料で形成されている、又は適切な凝集状態の有利な熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする、［１］から［２４］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２６］ 前記管束（１４８）が重力式ヒートパイプ束であることを特徴とする、［１］から［２５］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２７］ 前記熱源（１６４）が、前記熱伝導体（１６６）が通過し、水といった熱媒体が貫流する少なくとも１つの加熱管（１６４）であることを特徴とする、［１］から［２６］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２８］ 前記熱源（１６４）が電気熱源、主として前記熱伝導体（１６６）と熱的に結合されている電気加熱ロッド（１７０）であることを特徴とする、［１］から［２７］のいずれか一項に記載の発熱体。
［２９］ 前記管束の前記鉛直部分（１５６）が熱伝導フィン（１４４）を有することを特徴とする、［１］から［２８］のいずれか一項に記載の発熱体。
［３０］ 複数の前記管束（１４８）が並列又は直列に相互接続されて、１つの加熱コイル（１７８、２１０、２２０）になっていて、その際、前記下部湾曲部分（１５８）が共通の熱伝導体（１８０）の中に収容されていることを特徴とする、［１］から［２９］のいずれか一項に記載の発熱体。
［３１］ 熱源（１６４）として他の媒体も、液体状又は気体状で有効であることを特徴とする、［１］から［３０］のいずれか一項に記載の発熱体。
［３２］ 水の温度範囲外の温度が可能であり、その際、前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、［１］から［３１］のいずれか一項に記載の発熱体。
［３３］ 前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の温度範囲を決定することを特徴とする、［１］から［３２］のいずれか一項に記載の発熱体。
［３４］ 前記ヒートパイプ（１４、１４８）の中の前記作動媒体（１２）が前記発熱体の熱出力を決定することを特徴とする、［１］から［３３］のいずれか一項に記載の発熱体。

【国際調査報告】