JP2000291967A - 蓄熱式ヒータユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱速度が速く、消費電力ロスの少ない蓄熱
式ヒータユニットを提供する。 【解決手段】 樹脂シート８、８の合わせ目をシールす
ることによって構成される袋容器の中に、加熱されて液
状化する蓄熱材７と発熱体１を一緒に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式ヒータユニ
ットに関し、特に、蓄熱速度の速い蓄熱式ヒータユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】電熱式のヒータユニットは、暖房装置と
しての安全性が高く、使用する場所の空気を汚染するこ
とがないために、様々な用途に使用されている。なかで
も蓄熱式のヒータユニットは、割安な深夜電力を利用し
ての熱源の確保が可能であるために、経済的に有利なヒ
ータユニットとして需要が伸びている。

【０００３】この形式のヒータユニットは、一般に、常
温では固体で、加熱されることによって液体に相変化し
て蓄熱する蓄熱材を組み込んで構成されており、液体か
ら固体への相変化時における蓄熱材からの熱放出を利用
することによって暖房が行われる。

【０００４】蓄熱材としては、硫酸ナトリウム、酢酸ナ
トリウム等が使用され、これらはポリプロピレンの容器
などに収納される。伝熱線によって構成される発熱体
は、この容器の上部に設けられた溝部等に収容され、容
器の外から蓄熱材を加熱し、蓄熱を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の蓄熱式
ヒータユニットによると、蓄熱材、容器および発熱体の
間に完全な接触状態を作り出すことが難しいため、発熱
体から蓄熱材への伝熱が不充分となって蓄熱完了までに
時間がかかり、このため、本来必要とする以上の電力を
消費することがあり、割安料金のメリットを充分に活か
せないところがある。

【０００６】従って、本発明の目的は、蓄熱速度が速
く、消費電力ロスの少ない蓄熱式ヒータユニットを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、発熱体からの熱を蓄熱した蓄熱材によって
周囲を加熱する蓄熱式ヒータユニットにおいて、発熱体
と、加熱されて液状化する蓄熱材と、前記発熱体および
前記蓄熱材を互いに接触させた状態で収納した所定の容
器から構成されることを特徴とする蓄熱式ヒータユニッ
トを提供するものである。

【０００８】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、発熱体からの熱を蓄熱した蓄熱材によって周囲を加
熱する蓄熱式ヒータユニットにおいて、端部から電源に
接続される端子付きリード線を引き出され、前記端子付
きリード線に接続されたヒータ線を所定の密度で配置さ
れた前記発熱体としてのシート状ヒータと、前記シート
状ヒータからの熱を蓄熱し、前記シート状ヒータと略同
一の面積を有する前記蓄熱材としての蓄熱シートと、前
記シート状ヒータと前記蓄熱シートを面接触させ、前記
端子付きリード線を外部に引き出して周辺をシールされ
ることにより前記シール状ヒータと前記蓄熱シートを封
入する一対の樹脂シートより構成されることを特徴とす
る蓄熱式ヒータユニットを提供するものである。

【０００９】発熱体としては、電熱線を蛇行させて平面
的に配線した帯状体ないしはシート状体、あるいは金属
粉、導電性カーボン等の導電性粒子を混入したゴム、プ
ラスティツクス樹脂をシート状または膜状に形成した面
状発熱体等が使用される。

【００１０】前者の発熱体を使用する形態においては、
この発熱体と接触する蓄熱材が加熱によって液状化され
たとき、発熱体を構成する電熱線が液状化して変形する
蓄熱材の中に埋入されることになる。

【００１１】しかも、一度この状態になれば、液相およ
び固相の間で繰り返される蓄熱材の相変化のなかにおい
て、恒常的にその状態が維持されることになり、従っ
て、発熱体と蓄熱材の間には、最良の伝熱関係が構築さ
れることになる。この結果、蓄熱材への蓄熱は、常に、
高い蓄熱速度のもとに行われるようになり、消費電力の
ロスを招くことがない。

【００１２】また、発熱体として後者の面状発熱体を使
用するときにも、加熱されて液状化した蓄熱材は、面状
発熱体の形状に合わせて変形し、面状発熱体に完全に密
着することになり、従って、同じように最良の伝熱性が
確保され、蓄熱速度の高いヒータユニットを構成するこ
とができる。

【００１３】電熱線に基づく発熱体に温調器を組み込む
構成は実際的である。これに対し、発熱体を上記した面
状発熱体によって構成するときには、発熱体自体が昇温
に伴い抵抗を増大させる自己温調タイプに構成すること
が可能であり、従って、この場合には、温調器の組み込
みを省略することができる。

【００１４】また、面状発熱体の使用は、たとえば、樹
脂フィルムに導電性樹脂の塗料を塗布して固化させ、こ
れにより極薄の発熱体を構成することができるので、薄
肉のヒータユニットを構成するときに有利となる。

【００１５】蓄熱材は、発熱体の上下のいずれに配置し
てもよく、あるいは上下双方に配置してもよい。後者の
場合には、同じ量の蓄熱材を収納するとき、伝熱が倍加
するので好ましい実施の形態となる。

【００１６】発熱体と蓄熱材を収納する容器としては、
発熱体および蓄熱材を上下から挟持した樹脂シートの合
わせ目をシールし、偏平状の袋としたものが好ましい。
樹脂シートの構成材としては、たとえば、ポリエチレン
テレフタレート、あるいはポリプロピレンのような高強
度のプラスティツクス類が使用される。厚さが薄く、コ
ンパクトなヒータユニットを構成するうえにおいて、以
上の構成は有益である。

【００１７】蓄熱材としては、硫酸ナトリウム、あるい
は酢酸ナトリウム等が使用される。これらの蓄熱材によ
る化学作用から発熱体を保護するために、発熱体の外周
に、蓄熱材からの化学作用に対して抵抗力を有するポリ
プロピレン、あるいはポリエチレン等の保護被覆を形成
することが好ましい。

【００１８】本発明によるヒータユニットは、コンパク
トに構成できる特質を活かして携帯懐炉のような特殊用
途への適用が可能であり、さらには、床材のような構造
物への適用も可能である。後者の用途においては、ヒー
タユニットに床材と同じ剛性を持たせるよりも、床材に
形成した凹部の中にヒータユニットを収容する構成が実
際的である。このように構成するときには、床材の厚さ
の中にヒータユニットの厚さを吸収できるので、全体厚
の薄い床暖房材を構成することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による蓄熱式ヒータ
ユニットの実施の形態を説明する。図１（ａ）におい
て、１は導体上に絶縁層を被覆した電熱線（ヒータ線）
２を蛇行させて平面的に配線し、シート状ないしは帯状
に構成した発熱体、３はその電源線、４は温度調節のた
めに発熱体１の所定の個所に取り付けられた温調器、５
は電源線３から伸ばされたリード線、６はリード線に取
り付けられた端子（あるいはコネクタ）を示す。

【００２０】７は常温において固化し、加熱されること
によつて液状化する硫酸ナトリウムのシート状物により
構成された蓄熱材を示し、発熱体１と略同一の面積を有
している。８は上下から面接触する発熱体１および蓄熱
材７の積層体を密接して覆い、周辺の合わせ目がシール
されて偏平状の袋とされるポリエチレンテレフタレート
等の一対の樹脂シートを示す。図１（ｂ）は、以上によ
り構成された蓄熱式ヒータユニット９を示し、端子６付
きのリード線５が両端より引き出されている。

【００２１】この構成において、リード線５から電力が
供給されると、発熱体１が発熱し、これにより蓄熱材７
が液状化する。この結果、電源線２をはじめとした発熱
体１は、液状化した蓄熱材７の中に埋入されることにな
り、発熱体１と蓄熱材７の間には最良の伝熱状態が築か
れることになる。従って、これにより蓄熱速度の速いヒ
ータユニットが構成される。

【００２２】図２（ａ）は、本発明による蓄熱式ヒータ
ユニットを暖房床材に組み込むときの構成例を示す分解
図である。図１の構成を有するヒータユニット９と、こ
れの上下に配置された蓋材１０および床材１１より構成
される。床材１１には、周囲を縁部１２により囲まれた
凹部１３が形成されており、凹部１３の中央部には、突
出部１４が形成されている。ヒータユニット９は２枚準
備され、それぞれ突出部１４の両側に位置して凹部１３
の中に収容される。

【００２３】図２（ｂ）は、組み立てられた暖房床材の
構造を示したもので、床材１１の縁部１２および突出部
１４と蓋材１０とが接着剤を介して接着されて一体化さ
れ、リード線５が引き出されて所定の暖房床材１５が構
成される。

【００２４】この構成においては、蓋材１０が縁部１２
によって支えられると同時に、突出部１４によっても支
えられるので、荷重が加わったときに蓋材１０が橈むこ
とがなく、従って、歩行感のよい暖房床材を構成するこ
とができる。このことは、蓋材１０の薄肉化につながる
ことでもあり、非暖房床材との間に段差が生ずることを
嫌う暖房床材にとって、好ましい構成となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による蓄熱
式ヒータユニットによれば、所定の容器の中に、発熱体
および加熱されて液状化する蓄熱材を互いに接触した状
態で収納するため、蓄熱材の液状化に伴う変形によって
発熱体と蓄熱材の間に良好な密着状態を作り出すことが
でき、従って、発熱体と蓄熱材の間には、最良の伝熱関
係が構築されることになる。この結果、蓄熱速度が速
く、消費電力にロスの少ない優れた蓄熱式ヒータユニッ
トの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蓄熱式ヒータユニットの実施の形
態を示す説明図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は組立
図を示す。

【図２】本発明による蓄熱式ヒータユニットの他の実施
の携帯を示す説明図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は
組立図を示す。

【符号の説明】

１ 発熱体 ２ 電熱線 ３ 電源線 ４ 温調器 ５ リード線 ６ 端子 ７ 蓄熱材 ８ 樹脂シート ９ ヒータユニット １０ 蓋材 １１ 床材 １２ 縁部 １３ 凹部 １４ 突出部 １５ 暖房床材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松栄 豊和 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 3L071 CC05 CD01 CE01 CF06 CG04 CH02 CJ01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱体からの熱を蓄熱した蓄熱材によって
   周囲を加熱する蓄熱式ヒータユニットにおいて、 発熱体と、加熱されて液状化する蓄熱材と、前記発熱体
   と前記蓄熱材を互いに接触させた状態で収納した所定の
   容器から構成されることを特徴とする蓄熱式ヒータユニ
   ット。
2. 【請求項２】前記発熱体は、電熱線を蛇行させて平面的
   に配線した帯状体により構成され、前記電熱線は、液状
   化によって変形する前記蓄熱材の中に埋入されることを
   特徴とする請求項１項記載の蓄熱式ヒータユニット。
3. 【請求項３】前記発熱体は、その所定の個所に温度調節
   器を有することを特徴とする請求項２項記載の蓄熱式ヒ
   ータユニット。
4. 【請求項４】前記発熱体は、導電性粒子を混入した樹脂
   を面状に成型した面状発熱体によって構成され、前記面
   状発熱体は、液状化によって変形する前記蓄熱材と密着
   していることを特徴とする請求項１項記載の蓄熱式ヒー
   タユニット。
5. 【請求項５】前記発熱体は、導電性粒子を混入した樹脂
   の塗料が塗布された樹脂フィルムによる面状発熱体によ
   って構成され、前記面状発熱体は、液状化によって変形
   する前記蓄熱材と密着していることを特徴とする請求項
   １項記載の蓄熱式ヒータユニット。
6. 【請求項６】前記蓄熱材は、前記発熱体の上下に配置さ
   れて前記所定の容器の中に収納されることを特徴とする
   請求項１項記載の蓄熱式ヒータユニット。
7. 【請求項７】前記所定の容器は、前記発熱体および蓄熱
   材を上下から挟持した一対の樹脂シートの合わせ目をシ
   ールして構成されることを特徴とする請求項１項記載の
   蓄熱式ヒータユニット。
8. 【請求項８】前記蓄熱材は、硫酸ナトリウムあるいは酢
   酸ナトリウムにより構成されることを特徴とする請求項
   １項記載の蓄熱式ヒータユニット。
9. 【請求項９】前記発熱体は、前記蓄熱材からの化学作用
   に対して抵抗力を備えたポリプロピレン、ポリエチレン
   等の被覆によって保護されていることを特徴とする請求
   項８項記載の蓄熱式ヒータユニット。
10. 【請求項１０】前記発熱体および蓄熱材を収納した前記
    所定の容器は、凹部を有した床材の前記凹部の中に収容
    されることを特徴とする請求項１項記載の蓄熱式ヒータ
    ユニット。
11. 【請求項１１】発熱体からの熱を蓄熱した蓄熱材によっ
    て周囲を加熱する蓄熱式ヒータユニットにおいて、 端部から電源に接続される端子付きリード線に接続され
    たヒータ線を所定の密度で配置された前記発熱体として
    のシート状ヒータと、 前記シート状ヒータからの熱を蓄熱し、前記シート状ヒ
    ータと略同一の面積を有する前記蓄熱材としての蓄熱シ
    ートと、 前記シート状ヒータと前記蓄熱シートを面接触させ、前
    記端子付きリード線を外部に引き出して周辺をシールさ
    れることにより前記シート状ヒータと前記蓄熱シートを
    封入する一対の樹脂シートより構成されることを特徴と
    する蓄熱式ヒータユニット。