JP2005291637A - 床暖房装置ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の床暖房装置は、コンクリート床等の上に各部材を積み上げて施工しており、多くの工程を必要とするが、本発明は簡略に施工するユニットを提供する。
【解決手段】上面に小根太３、３ａを所定間隔で平行に配設したベースプレート２の前記小根太の間に、面状発熱シート４と平板状の蓄熱体５とを収容し、更に、蓄熱体５の上面を覆って上板７と金属板６とを小根太３、３ａに押圧固定した床暖房装置ユニット。
【選択図】 図１

Description

本発明は、厚板を扱うように取扱うことができる床暖房装置ユニットの改良に関し、床構造板上に敷設し、ネジ釘などの固定具で簡単に着脱でき、また、配線も容易な床暖房装置ユニットに関する。

床暖房装置は、電気加熱式のものとガスで加熱した温水を流通させた加熱するガス加熱式のものとがある。

電気加熱式の装置は、１）発泡合成樹脂板などの断熱板の上に形成された蛇行状の溝内にニクロム線を内蔵させた発熱ケーブル（発熱体）を配置したもの、２）発熱パターン（発熱体）に形成した金属板を合成樹脂絶縁シートに積層した発熱シートを使用したもの、更に、３）一定温度において抵抗が急上昇する特性（いわゆるＰＴＣ効果）を持つ熱可塑性合成樹脂からなる面状発熱シートを使用したものがある。

前記１）と２）の床暖房装置は、温度制御のために複数個の温度センサーを所定の場所に設ける必要があり、その温度センサーが配置されている場所にタンスや敷物などの放熱を阻害する家具が配置された場合は温度が異常に上昇し、場合によっては火災を発生させる危険性がある。また、この種の発熱体に釘などの金属が打ち込まれた時にはショートや電気ショックや漏電事故につながる可能性があり、最近は次第に使用されなくなっている。

３）ＰＴＣ効果を持つ発熱シートは、あたかも発熱シート面の全面に温度センサーを有するような温度制御機能を発揮して作動する極めて安全な装置であることが長年の使用実績で証明されている。そしてこれには下記のように特許文献１、２及び３などの多数の公知文献で提案されている。

更に、温水加熱式床暖房装置は、断熱材の上面に蛇行する溝を形成し、この溝内に合成樹脂製パイプあるいは銅パイプを配管し、屋外などに別に設置した温水（熱媒体を含む）ボイラと前記パイプを接続して温水を前記床暖房装置に供給する装置である。この床暖房装置は、ガス加熱による温水を熱源としているので、安全性が高い上に暖房コストが安いことから大量に普及されてきた。

しかし、この温水加熱式床暖房装置は、暖房開始時に急速に加熱できないこと、また、温度ムラが発生し易いこと、更に、ボイラやパイプの寿命が８年程度で比較的短く、短期間内に装置を更新する必要がある。しかし、この時点では室内の様子はかなり変化し、例えば床の上に大形の家具が配置されている場合が多く、従って、その部屋の生活を一時的に中断して工事しなければならないなどの問題がある。
特許第１３７６７８９号公報（特公昭６１−３２４４２号公報） 特開平４−７７２１０号公報 特開平７−２７３５２号公報

「特許文献１」に記載された発明は、面状発熱シートを合成樹脂製カバー内に封入して一昼夜の期間放置することにより、このカバーの外形変化を観察してカバーにピンホールがなく、従って空気がカバー内に入っていないことを確認した後にモルタル中に埋設するもので、コンクリート床構造内に面状発熱シートを設置する典型的なものである。

また、「特許文献２」に記載された発明は、和室を床暖房にするもので、根太に支持される鍔を両側に持つチャンネル部材を準備し、このチャンネル部材を２本の根太の間に支持させておいて、その内部に面状発熱シートや蓄熱材などを収容するものであるが、これは床面近くに根太が存在する家の暖房装置に適用できるものである。

更に、「特許文献３」に記載された発明は、断面がコ字形の特殊なチャンネルを準備し、このチャンネルの中に面状発熱シートと蓄熱材を配置した床暖房装置である。

前記３件の発明は、面状発熱シートをコンクリート床構造内に埋め込むことが前提であったり、特殊断面形状のチャンネルを使用し、これを床構造の構成部材として配置し、更に、このチャンネルの中にヒーター等を配置して暖房装置を構成するものである。

前記特許文献１の床暖房装置の場合は、コンクリート床面に面状発熱シートを配置し、更にその上にコンクリート層を形成する必要がある。従って、一旦、モルタルが硬化すると、この発熱シートを直接点検したり、外観観察することができず、不幸にして通電が不能となった場合は、コンクリート床を破壊して点検修理する煩雑で大がかりな作業が必要である。

また、特許文献２及び３に記載された発明は、面状発熱シートや蓄熱材を収容するために特殊な断面形状に形成されたチャンネル部材が必要であり、この部材の中に面状発熱シートなどを組み込んで床構造を形成するものであるので、特別にそのチャンネル部材の製作が必要である。更に、これを使用した床構造は、当然、専門技術を持つ作業員による組立て作業が必要であり、製作コストが高くなる上に、メンテナンスも同様に専門技術者が行わなければならない。

前記のように、従来の床暖房装置は床構造そのものの改良が必要であり、従って、新築家屋の場合には予めその床構造を採用しておくことが可能であるが、後付け的に既設の床を加工するためには、長期にわたる工事が必要である。

従って、例えば、使用中の部屋を１日、あるいは半日だけ工事に使用して迅速に工事を完成させることは全くできない。つまり、家屋の床構造の改良と床暖房装置の両方の工事が必要であったのである。

従来の構造の床暖房装置は、前記のように床構造の工事と床暖房装置の設置工事、そしてこの床暖房装置の上部に床材（フローリング）を敷設する工事などが必要であることから、コンクリート床などのコンクリート工事者と、発熱体を結線する電気配線工事者と、更に床板を組付ける工事者などの一連の専門技術者が必要となる。

しかも、これらの各種の作業が連続して行なわれない場合はその工事に長い期間が必要となる。特に、既に長い間使用されてワックス掛けされた手入れの良い建物のフローリングは、そこの住人には愛着がある。従って、この床板を引き剥がし、前記のような床暖房装置を組付けるための各種の工事はなかなか踏み切れないものがある。

例えば、部屋の模様替えとして、カーペットが気にいらなくなったり、不要となった場合は、これを交換したり廃棄すれば済むことであるから、このような作業は、住み慣れた家の居住者でも比較的受け入れ易い。このような背景を考慮すると、例えば、現在使用中の部屋の床板を気にいった木質ないし模様のものと交換する作業、更に好ましくはこの床板の交換と共に発熱シート（面状発熱体）を床構造内に構成することで、暖房がなかった部屋を簡単に暖房床に模様替えをすることができれば、普通の部屋を床暖房装置付きの部屋に大きく模様換えすることができる。

最近、リースの対象品が増えているが、この対象となる品目は、各種の事務機器から航空機などの大型の装置に至るまで、殆んどの動産が対象となっている。従って、暖房カーペットをリース対象品とすることも可能であるのに対して建物の付属設備や構築物等は不動産であることから原則としてリースの対象外である。

もし、床暖房装置を一体化されたユニットを使用して簡単に組立て、これを部屋に設置でき、更に必要に応じて撤去できるもの、つまり動産として扱うことができるものはリースの対象品とすることが可能である。

本発明は、床構造板の上、あるいは平坦に仕上げられたコンクリート床面上に敷設したボードなどの床構造板の上に、厚目の板材のように取扱って敷設して床暖房装置を形成するための床暖房装置ユニット（以下、単にユニットという）を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る「ユニット」は次のように構成されている。

１）上面に所定間隔で平行に小根太を有するベースプレートと、この小根太の間に配置とされた面状発熱体と平板状の蓄熱体と、更に前記蓄熱体の上面を覆い、小根太に固定される上板と、この上板に沿って配置される金属板とからなる暖房床組立体からなり、この組立体は床構造板に対して固定手段によって着脱可能に固定されるように構成されていることを特徴としている。

２）ユニットに内蔵する蓄熱体は、合成樹脂シートからなる袋の内部に、多孔性の板体からなる骨材と蓄熱材が収容されたことを特徴としている。

３）前記上板と金属板とは一体的に形成されていることを特徴としている。

前記ユニットは、次のように施工するのが好ましい。

上面に所定間隔で平行に小根太を有するベースプレートと、前記小根太の間に配置とされた面状発熱体と平板状の蓄熱体と、更に前記小根太の間の蓄熱体の上面を覆い、小根太に固定される上板と、金属板とからなるユニットを床構造板に固定手段によって着脱可能に固定する工程、前記面状発熱体の配線を行う工程、更に、前記ユニットの上に床板を固定する工程からなることを特徴としている。

また、一つの暖房室内に設けられた床構造板上に、前記暖房室の周囲の少なくとも一部にダミープレートを配置し、このダミープレートの内側にユニットを敷設し、このユニットの面状発熱体と給電装置との間を配線する工程と、前記ユニットを床構造板上にネジ釘などの着脱可能な固定手段で前記ユニットを床構造板上に固定する工程と、前記ユニットの上に床板を配置し、これを固定する工程と、前記ダミープレートの縁部を覆うように壁面に幅木を固定する工程とからなることを特徴としている。

本発明に係るユニットは、１枚の厚板状に構成されており、その内部に面状発熱ヒーターや蓄熱材を収容して完成体となっているので、単にこれを暖房室の床構造板上に敷いて配線し、更に床板を敷くことにより施工が完成することから、タンスや棚のような家具、システムキッチンなどを建物に取付けるように、簡単に取付けることができる。また、少しの部分を分解して検査し、更に取外したり、交換することも可能である。

また、ユニットを家電製品のように工場において製造し、運搬し、倉庫へ収納あるいは搬出することが簡単にできる。そして、ユニットを床構造板上に敷設して固定し、配線し、更に床板をユニットの上面に好みの床板を敷設するだけで床暖房装置が完成する。

このように、組立型の家電製品のように取扱うことができるので、リースの対象品とすることもできる。

図１は、本発明に係る床暖房装置を構成するユニット（暖房床組立体）の構成の斜視図、図２は同正断面図、図３は図２に対応する一部切開した平面図である。

１は、２枚の面状発熱シート４を組込んだユニットを示しており、例えば合成樹脂発泡体からなる断熱性の板材からなるベースプレート２の上面に、狭い幅の小根太３ａと、この幅の２倍の幅を持つ小根太３を所定の幅に配置する。

そして３本の小根太３、３ａの間に２枚の面状発熱シート４（ＰＴＣ特性を持つもの）と２枚の蓄熱材５を上下に積層する。そして下面に金属板（薄く、厚手の金属箔のようなアルミシート、均熱シート）６を貼った薄いベニヤ板からなる蓋板７を載せ、必要に応じてベースプレート２から蓋板７とをネジクギなどの固定部材で分解可能に接合して一体化して小組立ユニットＦ１とする。

次に、前記蓋板７の上面に両面接着テープ８によって床板９（フロア材）を貼付けて一体化して大組立ユニットＦ２を形成する。

本発明においては、前記小組立ユニットＦ１を、下記する暖房室の床構造板上にネジクギなどの固定部材で固定し、最後に蓋板７上に貼着されていた両面接着テープ８の離型シートを剥離して任意の床板９を実加工１０、１０ａを嵌合させながら次々に接着して床構造を完成する第１の施工法を実施する。また、大組立ユニットＦ２を床構造板上に、床板９の実加工１０、１０ａを嵌合させながら組立てる第２の施工法を実施する２つの工法がある。

図３に示すように、２枚の面状発熱シート４（イ）の一方の配線１３ａを供給側とすると、反対側の出口側の配線１３ｂと、平行して配置されている他の面状発熱シート４（ロ）の配線１３ｃをコネクタ１４で結合する。そしてこの配線１３ｃの反対側の配線１３ｄを隣接する面状発熱シート４の供給側の配線と結合する。

このように配線１３ｂと１３ｃをベースプレート２上に収納する構成を採用すると、ユニットの設置が容易となり、更に現場での配線を効率的に行うことができる。

図３におけるベースプレート２の幅Ｂと長さＬとは、暖房する室内に合わせて製造する必要があることから、建築の基準である（尺）を利用する。例えば、幅Ｂを６００ｍｍ（２尺）、長さＬを１８２０ｍｍ（６尺）などとする。この尺に近い寸法を採用することによって面状発熱シート４を２枚、４枚あるいは６枚使用したユニット１とすることができる。

図４は２枚の面状発熱シート４を使用したユニット１Ａ（大組立ユニット）の斜視図であって、この例においては３枚の床板９を連結して小組立ユニットの上に配置している。

また、図５は４枚の面状発熱シート４を使用したユニット１Ｂ（大組立ユニット）を示しており、図４のユニット１Ａのベースプレート２を２枚使用し、蓋板７ａと床板９ａを図４のものの２場合の幅を持つものを使用して組立ている。このように、ベースプレート２の幅を変更すると共に面状発熱シート４の枚数を変更することによって各種のユニット１とすることができる。
（床暖房装置の組立工程）
床暖房装置を施工する際の準備工程として、図６に示す如く部屋Ｒのコンクリート床１５の周囲にキワ根太１６を配置する。そしてこのキワ根太１６と支持脚１７（足先となる緩衝体と、長さを調節できるボルトと、パーチクルボードの小片からなる受け板で構成される）をパーチクルボードからなる置き床１８の所定の位置にネジ釘で固定しながら、前記コンクリート床１５より所定間隔ｈだけ上げた状態で部屋Ｒ全体に置き床１８を配置する。

図１及び図６に示す符号１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、本発明において採用したユニット（小組立ユニット）を示しており、小根太３、３ａを所定の位置に配置したベースプレート２と、この小根太３、３ａの間に面状発熱シート４と蓄熱材５を収容し、更に、前記小根太３、３ａの上に、均熱板として作用する金属板６を下面に積層した蓋体７を配置して構成している。

そしてこの蓋板７から小根太３、３ａまでネジクギを螺入して全体を１枚の厚板の状態に組立てる。この場合、前記の如く、１枚のベースプレート２と２枚の面状発熱体５を単位とするユニット１（小組立ユニット）を構成している。前記の如く、このベースプレート２の幅を２倍３倍と変更することによって異なる寸法のモジュル化された暖房床組立体として、部屋の大きさなどを考慮した構造の床暖房装置とすることができる。

図６に示す如く部屋Ｒの周囲にはダミープレート１９、２０を配置し、これの内側に本発明に係るユニット１を敷設しており、前記ダミープレートの部分を非発熱部となっている。このダミープレート１９、２０と壁２１との間に「間隙２２」が形成されているが、この間隙２２はユニット１の位置の調整をしたり、ユニット１を交換する際にこれをずらすための作業部分としたり、あるいは内部の面状発熱シート４などの電気的な検査を行う際の作業空間でもある。そして、この間隙２２は壁面に固定される幅木２３によってその上方を閉止して仕上げされる。

図７の平面図に示す如く、部屋Ｒの周囲にダミープレート２０（１９）とユニット（この場合、小組立ユニット）１Ａ、１Ｂ、１Ｃを配置する。そしてこのこのユニットを所定の位置に置いた状態で前記ダミープレート２０、１９をユニットの側面に合わせる。この場合、壁２１とダミープレート２０（１９）との間に間隙２２が形成される。前記ダミープレート２０（１９）とユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃとの間に、配線用間隙２５が形成されている。また、２６は分電盤である。

図８は複数枚の面状発熱シート４Ａ、４Ｂ、４Ｃと分電盤２６との間を配線１３した状態の配線図である。そして図９と図１０は配線１３を終了した状態と、ダミープレート２０と壁２１との間の間隙２２を幅木２３で閉止した状態を示す図である。

図１１は、４枚の面状発熱シート４Ａ・・４Ｄを配線１３ａ・・１３ｇで配線した状態を示している。この図より分かるように、隣接して配置されている面状発熱シート４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの電極線同士がコネクタ１４を使用して連結されている。この面状発熱シートの一方の端部に配線されるのではなく、両端部に側に、あたかも蛇行するように配線される。このような構成を採用すると、配線用間隙２５における配線の交差を防止することができ、配線事故の発生を防止できる。

図１２は、本発明の面状発熱シート４の断面図であって、この面状発熱シート４は、例えば特許第１２３２５９４号公報（特公昭５５−３１５９８号公報）に記載された技術によって得ることができるものであり、その原料は熱可塑性樹脂に黒鉛の微粉末を添加して成形して面状発熱シート本体４０としたもので、その両端に電極線４１を配置している。

この面状発熱シート本体４０は特殊な構造をしており、その表面に黒鉛微粉末が偏って導電層を形成し、中間部は黒鉛微粉末が多く存在せず、ほぼ電気絶縁状態である。そしてこの面状発熱シートは、温度上昇と共に電気抵抗が次第に増加し、そしてある温度以上になると、極端に電気抵抗が増加する性質があり、その結果、前記温度において電流の流れが阻止され、温度が自然に低下する性質、即ち、ＰＴＣ特性を持っている。

この面状発熱シート本体４０には、２本の電極線４１の間の発熱シートの部分を電流が流れることになる。つまり、電流は２本の電極に直交するように流れて発熱する性質を持っている。従って、この面状発熱シート４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと連結しても、その電極線４１の間に形成されている発熱部をを流れる電流に変わりがない（つまり、直列抵抗にはならない）ことから、前記図１１に示したように見かけ上は直列の配線を方法を採用することによって約５０ｍ位の長さに連結しても、十分に給電でき、各面状発熱シートを一斉に発熱させることが可能である。

なお、本発明において使用する面状発熱シートの消費電力としては、２０ｃｍ幅のもので１ｍあたり６０Ｗ、３０ｃｍ幅が１００Ｗ、４５ｃｍ幅が１２０Ｗである。

本発明の実施の形態に係るユニットの斜視図である。 ２列型のユニットの正面図である。 図２のユニットの内部構造の説明用平面図である。 床板一体型の２列型ユニットの斜視図である。 床板一体型の４列型ユニットの斜視図である。 床構造の正断面図である。 室内にダミープレートとユニットとを敷く工程の説明図である。 図７に示したユニットの配線図である。 ダミープレート上に幅木を設けた状態の平面図である。 図９の正断面である。 面状発熱シートの配線図である。 面状発熱シートの拡大断面図である。

符号の説明

１ 暖房床組立体（ユニット） ２ ベースプレート
３、３ａ 小根太 ４ 面状発熱シート
５ 蓄熱材 ６ 金属板 ７ 蓋板
８ 両面接着テープ ９ 床板（フロア材）
１０、１０ａ 実加工 １４ コネクタ
１５ コンクリート床 １６ キワ根太
１７ 支持脚 １８ 置き床
１９、２０ ダミープレート ２１ 壁
２２ 間隙 ２３ 幅木
２５ 配線用間隙 ２６ 電源

Claims (4)

1. 上面に小根太を所定間隔で平行に配設したベースプレートの前記小根太の間に、面状発熱シートと平板状の蓄熱体とを収容し、更に、前記蓄熱体の上面を覆って上板と金属板とを小根太に押圧状態で固定したことを特徴とする床暖房装置ユニット。
2. 前記面状発熱シートは、熱可塑性樹脂に導電材料からなる微粉末を添加してシート状に形成すると共に、このシートの両縁部に電極線が埋設されており、前記蓄熱体は、合成樹脂シート製袋の内部に蓄熱材と共に多孔板状の形態保持部材を収容したことを特徴とする請求項１に記載の床暖房装置ユニット。
3. 前記ベースプレートは発泡合成樹脂板であり、小根太は螺入されたネジクギを固定保持する強度を持つ木板であることを特徴とする請求項１記載の床暖房装置ユニット。
4. 前記上板は木製薄板で、金属板は強度部材として作用しない薄い板であり、これらは一体的に積層されていることを特徴とする請求項１記載の床暖房装置ユニット。
   
   

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