JP2000121083A - ゴムチップ電気床暖房パネル及びシステム - Google Patents

ゴムチップ電気床暖房パネル及びシステム

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JP2000121083A
JP2000121083A JP10289419A JP28941998A JP2000121083A JP 2000121083 A JP2000121083 A JP 2000121083A JP 10289419 A JP10289419 A JP 10289419A JP 28941998 A JP28941998 A JP 28941998A JP 2000121083 A JP2000121083 A JP 2000121083A
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panel
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rubber chip
floor heating
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Takeshi Sanroumaru
彪 三▲ろう▼丸
Hidehiko Inoue
英彦 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な伝熱効果が得られ、かつ、電力の初期
負荷が少なくてすむ電気床暖房用パネル及びこれの暖床
システムを提供する。 【解決手段】 複数の溝を有するゴムチップパネルの表
面を伝熱板又は伝熱シートで被覆し、該溝にカーボン発
熱体を嵌め込むか埋込んだ電気床暖房パネル。複数のカ
ーボン発熱体の負荷回路は多回路に分割され、その回路
ごとに時間差をもたせて電力供給を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゴムチップ電気床暖
房パネル及びシステムに関し、詳しくは、ゴムチップパ
ネルに自己制御カーボン発熱ヒーターを埋設し、その自
己制御カーボン発熱ヒーターの初期負荷を軽減し床暖房
全体の負荷容量を軽減させるようにした、ゴムチップ電
気床暖房パネル及びシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】現在多く市販されている電気床暖房パネ
ルは、ニクロム線ヒーター又は面状発熱ヒーターを木質
フロアー或いは構造床に埋設した構造のものである。と
ころが、この従来の電気床暖房パネルは表面が硬いた
め、歩行者が転倒した時に怪我をしたり、また歩行が疲
れるといった欠点がある。更に、ニクロム線ヒーターを
使用した場合、電力の使用量が多くなるという問題点も
ある。
【0003】そこで、ゴムチップパネルをシーズヒータ
ー又は面状発熱ヒーターで加熱する電気床暖房パネル乃
至システムが提案されている。このゴムチップパネルを
用いた電気床暖房パネル乃至システムによれば、前記の
欠点・問題点を解消することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このゴムチッ
プパネルをシーズヒーター又は面状発熱ヒーターで加熱
する電気床暖房パネル乃至システムは、熱が均一に行き
わたらなかったり、消費電力が多い等の不具合があっ
た。従って、本発明の目的は、熱が均一に行きわたり、
消費電力が小さくて済むようにしたゴムチップパネル電
気床暖房パネルおよびシステムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、ゴムチップ及び固結剤を主成分とし、一方の面に溝
を形成するように全体が板状に熱圧成形されたゴムチッ
プパネルの該溝に、自己制御カーボン発熱ヒーターを嵌
め込み又は埋設させ、さらに、該溝を有する側のゴムチ
ップパネル表面を伝熱板又は伝熱シートで被覆したこと
を特徴とするゴムチップ電気床暖房パネルが提供され
る。
【0006】第二に、ゴムチップパネルに設けられた溝
が1又は2以上の直線状溝であることを特徴とする上記
第一に記載のゴムチップ電気床暖房パネルが提供され
る。
【0007】第三に、溝の周壁面を伝熱板又は伝熱シー
トで被覆したことを特徴とする上記第一又は二に記載の
ゴムチップ電気床暖房パネルが提供される。
【0008】第四に、自己制御カーボン発熱ヒーターの
露出面を伝熱板又は伝熱シートで被覆したことを特徴と
する上記第一〜三のいずれかに記載のゴムチップ電気床
暖房パネルが提供される。
【0009】第五に、伝熱板又は伝熱シートがアルミニ
ウム製又はアルミニウム基合金製の板体、シートあるい
はテープであることを特徴とする上記第一〜四のいずれ
かに記載のゴムチップ電気床暖房パネルが提供される。
【0010】第六に、上記第一〜五記載のいずれかのゴ
ムチップ電気床暖房パネルを用い、自己制御カーボン発
熱ヒーターの負荷回路を多回路に分割し、その分割され
た多回路に時間差をもたせて電力供給を行なうことを特
徴とするゴムチップ電気床暖房システムが提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
る。図1(a)は本発明に係る電気床暖房用構造材(伝
熱板付ゴムチップパネル)の一例の平面図であり、図1
(b)はその断面図である。図中、1はゴムチップパネ
ル、2は伝熱板又は伝熱シート、3は溝、4は不織布を
示している。ゴムチップパネル1の表面は電熱板又は伝
熱シート2で被覆されている。しかし、溝3の周壁面に
は伝熱板又は伝熱シートが設けられていてもいなくても
かまわないが、好ましくは設けられる。不織布4はあっ
てもなくてもよく、また不織布の代わりにポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどのシートを用い
ることもできる。なお、図1(a)および(b)には、
電力供給のための端子は示されていない。
【0012】図2(a)は図1の電気床暖房用構造材
(不織布4は除いてある)の溝3にカーボン発熱帯(自
己制御カーボン発熱ヒーター)5を嵌め込んだ又は埋設
した状態の一部切欠断面図である。ここでは、カーボン
発熱帯5に設けられる電源接続端子は省略してある。ま
た、このカーボン発熱帯5の露出面には伝熱板又は伝熱
シート2で覆うのが望ましい。
【0013】図3は温度を自己制御する機能を有するカ
ーボン発熱帯5を表わしたもので、51は母線導体、5
2は自己制御性発熱体、53は絶縁被覆、54は錫メッ
キ銅編組、55は外層被覆である。母線導体51は発熱
体52に電圧を印加し、自己制御性発熱体52は抵抗体
素子である。錫メッキ銅編組54はアースとして作用す
るとともに、ヒーターを機械的なダメージから保護す
る。外層被覆55は発熱体52、絶縁被覆53、銅編組
を機械的なダメージから保護する。自己制御性発熱体5
2は2本の導線全長にわたり無数の並列回路が形成され
ており、温度が低い時は発熱体が僅かに収縮し、導電性
ポリマーの結合が密になり多数の電流通路を形成しヒー
ターが発熱する。温度が中間の時は発熱体が僅かに膨張
し、電流通路が切断され電気抵抗が増加し、ヒーターの
出力が下がる。温度が高い時は発熱体の膨張により電流
通路が殆ど切断され、高い電気抵抗のため、出力はほと
んど零に近くなるというものである。
【0014】ゴムチップパネル1は、ゴムチップに固結
剤を混合して熱圧成形することにより得られるが、固結
剤には組成の主成分がゴムと同じポリブタジエン系プレ
ポリマーが使用されるのが望ましい。具体的には、三井
東圧化学社製の商品名「ハイプレン AX−940」で
市販されている、1液型MDI/ポリブタジエン系プレ
ポリマーなどが使用できる。ゴムチップパネル1には1
又は2以上の、望ましくは複数の溝3が設けられてお
り、この溝3は好ましくは直線状である。
【0015】本発明においては、ゴムチップ電気床暖房
パネルの温度むらを少なくする手段として、少なくとも
ゴムチップパネル1の表面を伝熱板又は伝熱シート2で
覆い、この伝熱板又は伝熱シート2とカーボン発熱帯5
とをできるだけ近接又は密着させることにより、熱伝導
性能を高め、ゴムチップ電気床暖房の温度むらを解消す
るとともに発熱量を高める工夫が採られている。伝熱板
又は伝熱シート2の材質としては熱伝導性、加工性等が
よく、比較的安価に入手しうるものが好ましく、具体的
には、アルミニウム又はアルミニウム基合金の板、箔、
テープなどが挙げられる。
【0016】ところで、図3に示すカーボン発熱ヒータ
ーは、一般の使用状態では、使用開始時に電気の初期負
荷が大きく、このためゴムチップパネルにカーボン発熱
ヒーターが多数設けられている場合には、設備容量は可
成り大きくする必要がある。例えば、図1に示した伝熱
板付ゴムチップパネルでは溝3が6本形成されているこ
とから、このパネルには6本のカーボン発熱ヒーターが
使用される。そこで、本発明では初期負荷を軽減するた
め、システムにより複数のカーボン発熱ヒーターの回路
ごとの通電に時間差をつけることにより、床暖房全体の
初期負荷を均一にして、設備容量を大きくすることな
く、設備費および電力費を軽減することの配慮がなされ
ている。
【0017】従って、本発明のゴムチップ電気床暖房シ
ステムでは、負荷回路を多回路に分割し、電力供給を時
間差をもって回路ごとに順次行なうものである。図4は
複数あるゴムチップ電気床暖房パネルのカーボン発熱帯
(1φ3WAC100/200Vの場合)の負荷回路
を、回路1、回路2、回路3、回路4、回路5、回路6
の6つに分割し、これらの回路にON、OFFによる電
力供給が順次なされる様子を表わしている。すなわち、
回路1と回路4に電力供給が行われている時は回路2、
回路3、回路5および回路6には電力の供給がなされて
いない。次に回路1と回路4への電力供給が切られると
回路2、回路5に電力供給が行われる。この時、回路
3、回路6にはまだ電力が供給されていない。続いて、
回路2と回路5への電力供給が切られると回路3、回路
6に電力供給が行われる。この時、回路1、回路4には
いまだ電力の供給がされていない。さらに、回路3、回
路6への電力供給が切られると、再び回路1、回路4に
電力供給が行われる(この段階では回路2、回路5に電
力の供給がされていない)という、各回路への電力供給
方式が使用される。図中、“運転”とあるのは電力供給
がなされることを意味している。また、図5はカーボン
発熱ヒーター(1φAC100Vの場合)の負荷回路
を、回路1、回路2、回路3の3つとし、これらの回路
にON、OFFによる電力供給がなされる様子を表わし
ている。
【0018】図6は図5の電力供給システムの回路ブロ
ック図である。メインコントローラは電源回路、ゼロク
ロス検出回路、トライアック駆動回路およびマイクロコ
ンピュータから構成されている。ゼロクロス検出回路は
電力投入によるノイズ、高周波の発生を抑えるのに有用
である。
【0019】図7は本発明のシステム構成例(コントロ
ーラの設定)の図で3室用に有用なものである。この例
では、システムをマスタコントローラ、ローカルコント
ローラ、ユニットコントローラの3ブロックで構成し、
これらは4芯のケーブルで接続されたマスタコントロー
ラで接続されマスタコントローラが中核となり、各エリ
アに配置したローカルコントローラ、ユニットコントロ
ーラと通信を行い、システムの運転を行なうようにして
ある。図8はこの3室用ユニットローラ構成の配線例で
ある。
【0020】図9は本発明の他のシステム構成例の図で
1室用に有用なものである。この単一エリアへの設置の
例では、システムをローカルコントローラ、ユニットコ
ントローラの2ブロックだけで構成することができる。
図10はこの1室用ユニットコントローラ構成の配線例
である。
【0021】また、図11は5室用のシステム構成例、
図12はこの5室用ユニットコントローラ構成の配線例
である。
【0022】本発明のシステムにおいては、システムの
全ての機能がコントロールされる。すなわち、マスタコ
ントローラは各エリアに配置したローカルコントローラ
への電源の入/切の状態・設定温度・測定温度の読み取
り、及び電源の入/切・設定温度の変更指示の送信を行
う。また、電切の入/切・測定温度の状況によりユニッ
トコントローラへの運転指示の送信を行う。また、マス
タコントローラはエリア1の温度センサを内蔵してお
り、エリア1のコントロールを行うことができる。
【0023】ローカルコントローラはエリア2〜5にそ
れぞれ1台ずつ配置された内蔵して温度センサでそれぞ
れのエリアの温度を測定する。ローカルコントローラで
電源の入/切、設定温度の変更ができ、マスタコントロ
ーラの要求によりこれらの情報を送る。またマスタコン
トローラの指示により電源の入/切・設定温度の変更が
行なわれる。
【0024】ユニットコントローラはマスタコントロー
ラの指示によりそれぞれのエリアのヒータを入/切す
る。ヒータはエリアごとに4系統に分け順次運転を行い
広範囲を低電力で暖房する。
【0025】本発明の電気床暖房システムではカーボン
発熱ヒーターへの電力供給を図4(b)、図5(b)に
示したように回路ごとに行なっているが、この回路ごと
の電力供給は一定の規則性をもっていれば、どのような
電力供給の仕方があってもかまわない。
【0026】
【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、次のような効果がもたらされる。 (1)ゴムチップパネル表面を伝熱板又は伝熱シート等
で被覆してあるため、ゴムチップパネルの加温がむらな
く行なえる。 (2)カーボン発熱帯の負荷回路を多回路とし、電力供
給をその回路ごとに順次行なうことにより、消費電力を
抑えるとともに設備容量を小さくすることができる。 (3)床暖房用構造体又はカーボン発熱帯が疲労したと
きは、それぞれ別個に取りかえることができる。 (4)自己制御性カーボン発熱帯を使用したので電力が
節約できる。 (5)ゴムチップパネルの裏面側に断熱材を張りあわせ
れば、他への放熱が妨げられ、熱効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明に係る伝熱板付ゴムチップ
パネルの平面図、図1(b)はその断面図。
【図2】本発明のゴムチップ電気床暖房パネルの一例の
一部切欠断面図。
【図3】カーボン発熱帯の構成を表わした図。
【図4】(a)はカーボン発熱帯の負荷回路を6つに分
割した状態の図、(b)はこれら負荷回路に時間差をも
たせて電力を供給する場合の説明図。
【図5】(a)はカーボン発熱帯の負荷回路を3つに分
割した状態の図、(b)はこれら負荷回路に時間差をも
たせて電力を供給する場合の説明図。
【図6】本発明の床暖房システム図。
【図7】3室用に有用なシステム構成例。
【図8】3室用ユニットコントローラ構成の配線例。
【図9】1室用に有用なシステム構成例。
【図10】1室用ユニットコントローラ構成の配線例。
【図11】5室用に有用なシステム構成例。
【図12】5室用ユニットコントローラ構成の配線例。
【符号の説明】
1 ゴムチップ 2 伝熱板 3 溝 4 不織布 5 カーボン発熱帯 6 マスタコントローラ 7 ローカルコントローラ 8 ヒータコントローラ 9 温度センサ 51 母体導体 52 自己制御性発熱体 53 絶縁被覆 54 錫メッキ銅編組 55 外層被覆

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴムチップ及び固結剤を主成分とし、一
    方の面に溝を形成するように全体が板状に熱圧成形され
    たゴムチップパネルの該溝に、自己制御カーボン発熱ヒ
    ーターを嵌め込み又は埋設させ、さらに、該溝を有する
    側のゴムチップパネルの表面を伝熱板又は伝熱シートで
    被覆したことを特徴とするゴムチップ電気床暖房パネ
    ル。
  2. 【請求項2】 ゴムチップパネルに設けられた溝が1又
    は2以上の直線状溝であることを特徴とする請求項1記
    載のゴムチップ電気床暖房パネル。
  3. 【請求項3】 溝の周壁面を伝熱板又は伝熱シートで被
    覆したことを特徴とする請求項1又は2記載のゴムチッ
    プ電気床暖房パネル。
  4. 【請求項4】 自己制御カーボン発熱ヒーターの露出面
    を伝熱板又は伝熱シートで被覆したことを特徴とする請
    求項1〜3のいずれかに記載のゴムチップ電気床暖房パ
    ネル。
  5. 【請求項5】 伝熱板又は伝熱シートがアルミニウム製
    又はアルミニウム基合金製の板体、シートあるいはテー
    プであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
    載のゴムチップ電気床暖房パネル。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5記載のいずれかのゴムチッ
    プ電気床暖房パネルを用い、自己制御カーボン発熱ヒー
    ターの負荷回路を多回路に分割し、その分割された多回
    路に時間差をもたせて電力供給を行なうことを特徴とす
    るゴムチップ電気床暖房システム。
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