JP2005257187A - 床暖房構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単であって、小型化に寄与できかつ耐久性を高めることにある。
【解決手段】 複数の床暖房本体ユニット１と、各床暖房本体ユニットを床板２の下側で支持する受け材１４とからなり、各床暖房本体ユニットは、槽状の収納箱４と、この収納箱内面を覆っている断熱層５と、収納箱４内に収納してある自然石の小石の蓄熱材６と、この蓄熱材内に水平状態に埋めこまれている渦巻き型の線状の発熱体７とを備えており、各発熱体の一本の発熱線は中央部で折り返された発熱部が中央部を中心として互いに同一方向に等間隔をおいて巻かれており、各床暖房本体ユニットは大引８間にそれぞれ配置されると共に、大引８によって挟まれた状態にあり、収納箱４の上端の開口部が床板２で覆われている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内を暖めるための床暖房構造に関するものである。

床暖房のための技術的手段として、例えば特開平１０−２２７４６８号公報に記載の床暖房断熱ブロック（以下「従来例１」という。）や実用新案登録第３０２３２５１号登録実用新案公報に記載の蓄熱床暖房パネル（以下「従来例２」という。）がそれぞれ提案されている。
従来例１は、四角の箱型に作った繊維補強コンクリートに自己温度制御性面状発熱体を敷いて、気泡コンクリートで充填した構造である。従来例１の使用法は、建物床の下地の上に複数のブロックを敷き詰めて、その上に床材で仕上げるものであり、浴室や玄関ではブロックの表面に陶器製のタイルや石材を貼り付けたものを敷き並べるのである。
従来例２は、皿状又は箱状の下板の上に、断熱材、発熱体及び無機塩水和物などの潜熱蓄熱材を設置し、上記下板の開口部を金属製上板で覆って両板間をボルトなどで結合し、さらに上板の上側から珪酸カルシウム板からなる床板を設置する構造である。上記上板の四隅にはボルト脚が取り付けられており、これらのボルト脚により床面より高さ及び水平を調整することができる。
特開平１０−２２７４６８号公報 実用新案登録第３０２３２５１号登録実用新案公報

従来例１によれば、浴室や玄関など水が使われる場所ではコンクリートブロック製であるから、容易に防水処理ができ床暖房が可能であるものの、ブロック重量が大きいために施工や運搬に手間や費用がかかる課題がある。
従来例２によれば、潜熱蓄熱材を用いているために、割安な深夜電力を利用して夜間に発熱体を加熱し、その熱エネルギーを潜熱蓄熱材に蓄積して、昼間に放熱させるようにして、昼間の加熱にかかる熱エネルギーの軽減を図って、省エネルギーに寄与する利点がある。しかしながら、従来例２では、潜熱蓄熱材として合成樹脂製容器又は袋に充填された形の無機物塩水和物、床板として耐荷重強度や保温性の優れた珪酸カルシウム板が用いられており、製造コストに改善すべき課題がある。
本発明の目的は、施工に手間がかからず、経済性に優れた床暖房構造を提供することにある。

本発明に係る床暖房構造の第１の特徴は、複数の床暖房本体ユニットと、各床暖房本体ユニットを床板下側で支持するユニット支持手段とからなるところにある。上記各床暖房本体ユニットは、槽状の収納箱と、この収納箱内面を覆っている断熱層と、上記収納箱内に収納してある粒状の蓄熱材と、この蓄熱材内に水平状態に埋めこまれている渦巻き型の線状の発熱体とを備えている。上記各発熱体は一本の発熱線を同一平面内にて中央部で折り返して渦巻き状に形成されている。上記各床暖房本体ユニットは大引間にそれぞれ配置されると共に、上記大引によって挟まれた状態にあり、上記収納箱の上端の開口部が上記床板で覆われている。
本発明に係る床暖房構造の第２の特徴は、上記第１の特徴を前提として、各発熱体の一本の発熱線は中央部で折り返された発熱部が中央部を中心として互いに同一方向に等間隔をおいて巻かれているところにある。
本発明に係る床暖房構造の第３の特徴は、上記第１又は第２の特徴を前提として、蓄熱材は自然石からなる小石であるところにある。
本発明に係る床暖房構造の第４の特徴は、上記第１、第２又は第３の特徴を前提として、収納箱は上端の開口部の対向する側壁の縁部に位置保持用の凹部が設けられており、対向する上記凹部内に上記開口部を横断するように配置されている根太が嵌め込まれているところにある。
本発明に係る床暖房構造の第５の特徴は、上記第１、第２、第３又は第４の特徴を前提として、ユニット支持手段は、収納箱の底部を支持している受け材を備えており、上記受け材は大引を保持している束に取り付けられているところにある。

本発明において、大引間にこれらに挟まれる床暖房本体ユニットを用いているので、床暖房の施工が安価にかつ簡易に行え、床の広さに自在に対応することができ、そして各発熱体は一本の発熱線を同一平面内にて中央部で折り返して渦巻き状に形成されているので、床暖房本体ユニットの構成を簡単なものにすることができ、また発熱体を蓄熱材内に埋め込む構成であるので、確実な蓄熱エネルギーの確保ができる。

図面を参照して本発明の床暖房構造について説明する。
図１乃至図４に示す床暖房構造は、複数の床暖房本体ユニット１と、各床暖房本体ユニットを床板２の下方で支持するユニット支持手段３とからなるものである。

図１乃至図３において、各床暖房本体ユニット１は、槽状の収納箱４と、この収納箱内面に設けてある断熱層５と、上記収納箱内に収納してある粒状の蓄熱材６と、この蓄熱材内に水平状態に埋めこまれている渦巻き型の線状の発熱体７とを備えている。各床暖房本体ユニット１は、隣接する大引８間に配置されている。
図１及び図３に示す収納箱４はプラスチックや合板などの材質によって上端が開口となっている四角形のボックスからなる。収納箱４は図５及び図６に示すように上端開口縁部であって、図左右で対向する両側壁４ａ，４ｂに間隔を置いて位置保持用の凹部４ａ１，４ｂ１を設けてある。対向する位置保持用の凹部４ａ１，４ｂ１内に収納箱４の開口部を横断するように配置されている根太９が嵌め込まれている（図３）。収納箱４は根太９によって位置保持がされている。根太９のうち、収納箱４の開口部を横断する根太については、横断する部分の外周面には断熱膜を設けるなど断熱処理を施してある。根太９は、束１０に固定されている大引８間にこれらと直交する方向（図３左右方向）に渡されている。収納箱４はその両側を大引８によって挟まれている状態にある。
断熱層５は、収納箱４の内面（底面及び内周面）全面を被覆しており、このため収納箱はこの断熱層によって後述する発熱体７からの熱の影響を受けない。断熱層５の材質としては、収納箱４の内面に塗布した珪藻土粉末からなる練り材、備長炭などの炭粉末からなる練り材、収納箱の内面に張り付けた紙廃材を粉砕したものを板状に成形した断熱板などが用いられる。
蓄熱材６は、自然の小石（砂利石）などのような粒状の自然素材からなり、収納箱４内に上端の開口部まで充填されている。

発熱体７は、図７及び図８に示すように一本の発熱線を同一平面内にて中央部で折り返して渦巻き状に形成されているものである。発熱体７の図７に示す具体的構成は、中央部７ａで折り返えされた発熱部７ｂ，７ｃが互いに等間隔に左巻きに巻かれて、それぞれの端部が入出力端子１１，１２に接続されている。
発熱体７の配線パターンについて図８に示す例に基づいて説明する。
入出力端子１１，１２は床暖房本体ユニット１が図８上下左右に配置されている場合、左側の上方の床暖房本体ユニットのもの（図示の例では出力端子１２）が下方の床暖房本体ユニットのもの（図示の例では入力端子１１）と、また右側の上方の床暖房本体ユニットのもの（図示の例では入力端子１２）が下方の床暖房本体ユニットのもの（図示の例では出力端子１１）と、互いに対向してそれぞれ電気的に接続されている。図８の下方に位置している両床暖房本体ユニット１の入出力端子１２，１２同士も電気的に接続されている。
入出力端子１１，１２はプラグとソケットのような形態で直接的に接続可能としても、またコネクタやコードを通じて接続可能とする構成であっても良い。
各床暖房本体ユニット１の入出力端子１１，１２を直列状に接続して、そして各床暖房本体ユニットは入出力端子に電気的に接続されているコントローラ１３によって設定温度の制御や電源のオン、オフがキー（図示せず。）によって操作可能である。

ユニット支持手段３について図１乃至図３を参照して説明する。
ユニット支持手段３は、収納箱４の底部を支持している受け材１４を備えている。受け材１４は根太９に沿って複数本が収納箱４の下方に設けられており、両端部が大引８を保持している束１０に取り付けられている。各受け材１４は収納箱４の底部を支え、また受け材の下部が根がらみぬき１５によって支えられている。

次に各床暖房本体ユニット１の使用方法について説明する。
図４に示すように、例えば６畳の広さに相当する部屋の中央部分に４つの床暖房本体ユニット１を上下左右に並べる。この時、各床暖房本体ユニット１を図４左右方向において隣接する大引８間に配置させると共に、収納箱４を受け材１４上に載せる（図３）。
そして蓄熱材６を収納箱４内のほぼ中間レベルの位置まで充填する。その後、各収納箱４内の蓄熱材６上に発熱体７を載せてから（図１）、各発熱体を図８に示すように直列状に接続する。接続してから、再び蓄熱材６を収納箱４の上端開口部まで充填すると、発熱体７は図１及び図２に示すように蓄熱材によって収納箱内に埋められる状態になる。
その後、根太９を配置し、収納箱４を横断する根太については位置保持用の凹部４ａ１，４ｂ１に嵌め込み、収納箱の位置保持をする。
最後に、床板２を張って、各床暖房本体ユニット１を上側から全面的に覆う。
このように設置された各床暖房本体ユニット１を例えば夜間の電力を利用して、発熱体７に通電して加熱して、その熱を蓄熱材に付与することによって蓄熱エネルギーとして蓄熱させ、この蓄熱エネルギーを昼間の床暖房に利用する。

図１乃至図３に示す床暖房構造において、部屋の広さに応じて各床暖房本体ユニット１を複数組み合わせることによって簡単に床暖房が可能になると共に、安価な夜間電力を蓄熱エネルギーに変えて利用することによって、経済性に寄与するものである。発熱体７の渦巻型は図７に示すものに限られないが、一本の発熱線は中央部７ａで折り返えされて、これを中心として発熱部７ｂ，７ｃが互いに等間隔に同一方向（左巻き方向）に渦巻き状に巻かれているので、発熱体の構成が簡単となる。発熱体７における発熱線の巻き数を増減させることにより、収納箱４の容積の変化に容易に対応することができる。また蓄熱材６として自然石を用いれば、安価に床暖房構造が提供できる他に、廃棄時に伴う公害発生の問題もなく、再利用が可能であるから資源の有効利用が図られる。さらに、各床暖房本体ユニット１を大引８間に配置し、大引で挟むように、さらに根太９をも収納箱４の位置支持手段として利用できるから、この限りで格別な支持手段が不要となり、支持手段の構成が簡単となり、施工コストを安価にすることができる。

本発明に係る床暖房構造における床暖房本体ユニット１の配置方法としては、図４に示すものに限られず、例えば図９に示すような部屋が８畳条間の広さがある床である場合には、６つの床暖房本体ユニットを上下方向に左右１対の３組に組み合わせて使用する。

本発明に係る床暖房構造において、床暖房本体ユニット１の発熱体７の配線パターンは図８に示す直列状の形態に限られず、図１０に示すように、床暖房本体ユニットの発熱体７それぞれを並列状に接続しても良い。

断熱層５は、上述したような珪藻土粉末からなる練り材、備長炭などの炭粉末からなる練り材、紙廃材を粉砕したものを板状に成形した断熱板を用いれば、良い環境の保持に寄与するが、必ずしも上記のものに限定されない。また蓄熱材６は、自然の小石（砂利石）や自然石を細かく破砕した破砕材などのような粒状の自然素材を用いるのが望ましいが、これらの例に限られない。

本発明に係る床暖房構造の主要部を示す拡大断面図である。 図１ＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の一部切欠平面図である。 本発明に係る床暖房構造における床暖房本体ユニットの配置方法を示す一部切欠平面図である。 本発明に係る床暖房構造における収納箱を示す拡大平面図である。 図５ＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明に係る床暖房構造における発熱体を示す拡大平面図である。 本発明に係る床暖房構造における発熱体の配線パターンを示す平面図である。 本発明に係る床暖房構造における床暖房本体ユニットの配置方法の他の実施形態を示す平面図である。 本発明に係る床暖房構造の床暖房本体ユニットにおける発熱体に係る配線パターンの他の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１ 床暖房本体ユニット
２ 床板
３ ユニット支持手段
４ 収納箱
４ａ，４ｂ 側壁
４ａ１，４ｂ１ 位置保持用の凹部
５ 断熱層
６ 蓄熱材
７ 発熱体
７ａ 中央部
７ｂ 発熱部
７ｃ 発熱部
８ 大引
９ 根太
１０ 束
１４ 受け材

Claims (5)

1. 複数の床暖房本体ユニットと、各床暖房本体ユニットを床板の下側で支持するユニット支持手段とからなり、
   上記各床暖房本体ユニットは、槽状の収納箱と、この収納箱内面を覆っている断熱層と、上記収納箱内に収納してある粒状の蓄熱材と、この蓄熱材内に水平状態に埋めこまれている渦巻き型の線状の発熱体とを備えており、
   上記各発熱体は一本の発熱線を同一平面内にて中央部で折り返して渦巻き状に形成されており、
   上記各床暖房本体ユニットは大引間にそれぞれ配置されると共に、上記大引によって挟まれた状態にあり、上記収納箱の上端の開口部が上記床板で覆われている
   ことを特徴とする床暖房構造。
2. 各発熱体の一本の発熱線は、中央部で折り返された発熱部が中央部を中心として互いに同一方向に等間隔をおいて巻かれていることを特徴とする請求項１記載の床暖房構造。
3. 蓄熱材は自然石からなる小石であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の床暖房構造。
4. 収納箱は上端の開口部の対向する側壁の縁部に位置保持用の凹部が設けられており、対向する上記凹部内に上記開口部を横断するように配置されている根太が嵌め込まれていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の床暖房構造。
5. ユニット支持手段は、収納箱の底部を支持している受け材を備えており、上記受け材は大引を保持している束に取り付けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の床暖房構造。

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