JP2014218385A - 透明導電膜ガラスヒーター - Google Patents

Abstract

【課題】透明でインテリア性に優れ、採光を遮ることがなく、安全で、遠赤外線を輻射して周囲を緩やかに加温するすると共に、床面に貯留した冷気も吸い上げて暖めることができる、エントツ効果を有するパネルヒーター型の透明導電膜ガラスヒーターを提供する。【解決手段】透明導電膜ガラスヒーター１は、発熱部分を内側に向けて平行に設置された透明導電膜ガラス板１０を含んで形成される２枚の発熱部材１０と、発熱部材１０に給電するための給電部材３０を有し発熱部材１０を長手方向の両側から支持する支持部材２０と、給電部材３０と電気的に接続され、前記発熱部材１０への給電を断続すると共に給電量を制御して前記ヒーターの温度及び発熱量を制御する制御部材４０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、透明導電膜ガラスヒーターに係り、より詳しくは、発熱部分が透明導電膜ガラス製のパネルヒータであって、遠赤外線を輻射して周囲を加温し、かつ空気を加温して対流させる透明導電膜ガラスヒーターに関する。

住宅壁の断熱性が向上するにつれて、高温の空気や高温の輻射熱を発生する暖房器具より、部屋全体を緩やかに暖める暖房装置や遠赤外線を輻射する暖房器具が好まれるようになってきた。
電気式の遠赤外線パネルヒーターは、遠赤外線を輻射して足元を暖めると共に部屋全体を緩やかに加温し、部分的に熱が集中することがなく、換気する必要がなく、クリーンで、健康的な暖房器具として注目されている。

住宅壁の断熱性が向上する一方、大きなガラス窓や、ガラス引き戸が多く設けられるようになった結果、断熱性が劣るガラス面で冷やされて下降してきた冷風が床面に貯留されるコールドドラフトが発生することがある。
電気式の遠赤外線パネルヒーターはコールドドラフトに弱く、また大型でインテリア性に欠け、光を遮るために窓側や引き戸側に置くことができず、置き場所が制限されるという問題点を有している。

透明導電膜ガラスは、絶縁体であるガラスの表面に半導体セラミックスの薄膜を形成して導電性を形成することにより導電性を付与したガラスであって、透明であるにもかかわらず電気を通す性質を有している。
透明導電膜ガラスとしては、酸化インジウムを基体とする半導体セラミックス（ＩＴＯ）をガラスの表面に形成したものが、パソコン、テレビ、携帯電話などのディスプレーに用いられている。また、このためにインジウムの価格が高騰している。

透明導電膜ガラスは比較的大きな電気抵抗を有し、通電すると発熱するので、例えば自動車の窓ガラスの曇り止めや、寒冷地の交通標識などの加温の目的にも使われている（例えば特許文献１を参照）。しかし、酸化インジウムは高温や湿気に弱く、高価であるため暖房等の通常の加熱目的には使用されなかった。また、ガラスは割れることがあり、破片でけがをすることがあるので、ガラスで暖房器を作ることは考えられていなかった。しかし、近年、安価で高温で安定な酸化錫を基体とする透明導電膜ガラスの開発が進められている（例えば特許文献２を参照）。

特開２００２−２０１４２号公報 特開２００１−２３４５７号公報

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであって、透明でインテリア性に優れ、採光を遮ることがなく、安全で、遠赤外線を輻射して周囲を緩やかに加温すると共に、床面に貯留した冷気も吸い上げて暖めることができる、エントツ効果を有するパネルヒーター型の透明導電膜ガラスヒーターを提供することを目的とする。

かかる課題を解決するための本発明の透明導電膜ガラスヒーターは、透明導電膜部分を内側に向けて間隔を持って平行に配置され、床面と離隔して垂直に設置され透明導電膜ガラス板を含んで形成された２枚の発熱部材と、発熱部材を両側から支持する支持部材と、発熱部材に給電する給電部材と、給電部材と電気的に連結され、発熱部材への給電を断続すると共に給電量を制御して発熱部材の温度及び発熱量を制御する制御部材と、を備えることを特徴とする。

前記透明導電膜ガラス板は、ガラス板の一方の面の全面に透明導電膜が形成され、透明導電膜の両側端部の全長に亘って透明導電膜に連結する電極が形成され、給電部材によって通電されてガラスの表面が加熱されることを特徴とする。

前記透明導電膜ガラス板の透明導電膜側表面は、更に、電気絶縁性を有する透絶縁膜で覆われたことを特徴とする。
前記透明導電膜は、酸化錫を基剤とする半導体セラミックスであり、前記透明導電膜ガラス板に設けられた電極は、銀ペーストを５８０〜６８０℃で焼き付けて形成されたことを特徴とする。

本発明の透明導電膜ガラスヒーターは、２枚の透明導電膜ガラスが、表面温度が均一に加熱されるので、遠赤外線を輻射して足元を暖めると共に、２枚の発熱部材の間に設けられた空気流通路の下部から空気を吸い上げて加温するエントツ効果を有するので、コールドドラフトを解消して部屋全体を効果的に加温することができる。

本発明の透明導電膜ガラスヒーターは、発熱部材が透明導電膜ガラスなので、視界を遮らずデザイン性に優れる。特に窓や引き戸側に設置した場合には、採光を遮ることがなく、更に断熱性に劣るガラスを伝って下降する寒気を下部から吸い上げて加温することによって、コールドドラフトを解消すると共に温風のエアカーテンの役目も果たすことができる。

本発明の透明導電膜ガラスヒーターは、透明導電膜ガラスが直接発熱するので熱効率が良い。また透明導電膜ガラスは全面が均一に加熱されるので均一に暖房することができる。更に制御部材を備えるので、発熱温度を自由に制御できる。
内面は絶縁膜で覆われるので感電することがなく、安全性に優れている。

本発明の透明導電膜ガラスヒーターの構成を示す斜視図である。 本発明の透明導電膜ガラスヒーターを正面から見た外観図である。 本発明の透明導電膜ガラスヒーターの斜め上方からの斜視図である。 本発明の透明導電膜ガラス板の構造を示す部分要図である。 本発明の透明導電膜ガラス板と給電部材との連結部分を示す切開図である。

以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の透明導電膜ガラスヒーターを詳細に説明する。
図１は、本発明の透明導電膜ガラスヒーターの構成を示す斜視図であり、図２は、正面から見た外観図であり、図３は、斜め上方からの斜視図である。
図１に示すように、本発明の透明導電膜ガラスヒーター１は、発熱部材１０と、空気流通路１４と、支持部材２０と、給電部材３０と、制御部材４０と、を主要構成として有する。

発熱部材１０は遠赤外線を輻射して周囲を加温し、空気流通路１４は空気を加温する。
発熱部材１０は、給電部材３０と連結され、給電部材３０は、発熱部材への給電を断続すると共に、給電量を制御して発熱部材の温度及び発熱量を制御する制御部材４０と連結される。
制御部材４０は、発熱部材の温度及び発熱量を制御する目的で１以上の温度センサーを設けることができる。また、制御部材４０は、温度センサーからの情報及び／又は使用者からの入力に対応して、予め保存されたプログラムに従って給電量を制御し、発熱部材の温度及び発熱量を制御するように設定することができる。

図４は、本発明の透明導電膜ガラス板の構造を示す部分要図である。
図４に示すように、本発明の透明導電膜ガラスヒーターは、２枚の透明導電膜ガラス板１１が、透明導電膜１３を内側に向けて平行に、床面５０（図１参照）と離隔して垂直に設置され、両側から支持部材２０に支持される。

本発明の発熱部材１０は、透明導電膜ガラス板１１と絶縁膜１６とから形成され、透明導電膜ガラス板１１は、ガラス板１２の一方の面に透明導電膜１３を融着して形成される。透明導電膜ガラス板１１は、更に、透明導電膜１３の両側端部の全長に亘って透明導電膜１３に連結する電極１５が形成されることが好ましい。電極１５を透明導電膜１３の両側端部の全長にわたって形成することによって、透明導電膜ガラス板１１の全面を均一な温度に発熱させることができる。

本発明の透明導電膜ガラス板１１は、透明導電膜１３側の表面は、露出したままでは感電する可能性があるので、最外面を絶縁膜１６で覆うことが好ましい。
絶縁膜１６は、透明であることができるが、所望によってすりガラス状のものや絵柄をプリントしたものを用いることができる。

また、本発明の透明導電膜ガラス板１１は、７０％以上の可視光透過率を有することが好ましく、より好ましくは、８０％以上の可視光透過率を有する。最も好ましくは、８５％以上の可視光透過率を有する。

本発明の透明導電膜ガラスヒーター１は、支持部材２０を床に固定し、給電部材３０を床下及び壁を通して設置することができる。
また発明の透明導電膜ガラスヒーター１は、支持部材２０を別途の基礎部材（図示しない）に垂設し、給電部材３０に差し込むコンセントを設けて移動式に設けることができる。

本発明の透明導電膜は、本発明の目的に合致するものであれば何れのものであっても支障ないが、酸化錫を基剤とする半導体セラミックスであることがより好ましい。本発明で支障なく用いることができる透明導電膜ガラスとして、株式会社モノハ（東京都渋谷区）製のウォームガラス（登録商標）を例示することができる。

本発明の発熱部材１０を構成する発熱部材１０の外側表面の温度は、４０〜７０℃であることができる。外側表面の温度が４０℃未満では、充分な暖房効果が得られず、７０℃以上では、発熱部材１０の外側表面が熱くなるために、別途の保護装置が必要となり、視界が遮られて透明ガラスヒーターの特徴が減少される可能性がある。

本発明の透明導電膜ガラスヒーター１は、発熱部材１０が遠赤外線を放射して透明導電膜ガラスヒーター１の周囲を輻射加熱すると共に、２枚の発熱部材１０の間の空気流通路１４が下部から空気を吸入し加熱して室内の空気を加温することができる。

空気流通路１４は、前記２枚の発熱部材１０が、例えば５ｍｍ乃至５０ｍｍの間隔で離隔して設けることができる。発熱部材の間隔が５０ｍｍ以上では、空気を充分に加温することができない場合があり、５ｍｍ未満では、加温される空気量が減少すると共に、加温された空気の温度が高くなり過ぎて、加熱された空気が部屋の上部に貯留されてしまうという現象が起こることがある。

２枚の発熱部材１０の間隔は、発熱部材１０によって暖められた空気が、床面から１．３〜１．７メートルの高さまで上昇しその後拡散されるように、発熱部材１０の寸法に対応して設定されることが好ましい。サーモグラフィーカメラによる観察の結果、空気の上昇が１．３メートル未満では空気の加熱が不充分であり、１．７メートル以上上昇する場合は、加熱された空気が部屋の上部に貯留されてしまうという現象が起こることがある。

本発明の透明導電膜ガラスヒーター１は、冷気を吸い上げて２枚の発熱部材１０の間で加熱する構成を有するので、前記発熱部材１０を、床面から３０ｍｍ以上の間隔を空けて設けることが好ましい。透明導電膜ガラス板１２と床面５０との間隔が３０ｍｍ以下では、充分な量の空気を吸い上げることができなくなることがある。床面から発熱部材１０までの間隔は、例えば電気掃除機の吸入口が入るように、１００〜３００ｍｍにすることができる。

本発明の透明導電膜ガラス板１２は、厚さが４乃至８ｍｍであることが好ましい。本発明の発熱部分は、２枚の透明導電膜ガラスを平行に設けたものなので、厚さが各４ｍｍの透明導電膜ガラス板１２であれば十分な強度を保持することができて、通常の衝撃に耐えることができる。厚さが８ｍｍ以上では、熱がガラス板に蓄積されて加熱能力が低下し、ヒーター全体の重量が増加し、高価になるだけで、それ以上の安全性の増加は少ない。

図５は、本発明の透明導電膜ガラス板と給電部材との連結部分を示す切開図である。
図５に示すように、電極１５は、透明導電膜１３の両側端部の全長にわたって形成されることが好ましい。電極１５は、透明導電膜１３に通電できるものであれば、何れの電極であっても支障がない。好ましくは、銀ペーストを５８０〜６８０℃で焼き付けて形成された電極を挙げることができる。このように形成された電極１５は、リード線３２との接続が容易であってしかも耐久性に優れている。リード線３２は配線３３を介して制御部材４０に連結される。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１ 透明導電膜ガラスヒーター
１０ 発熱部材
１１ 透明導電膜ガラス板
１２ ガラス板
１３ 透明導電膜
１４ 空気流通路
１５ 電極
１６ 透明絶縁膜
２０ 支持部材
３０ 給電部材
３１ 接点
３２ リード線
３３ 配線
４０ 制御部材
５０ 床面

Claims (5)

1. 透明導電膜部分を内側に向けて間隔を持って平行に配置され、床面と離隔して垂直に設置された透明導電膜ガラス板を含んで形成された２枚の発熱部材と、
   前記２枚の発熱部材の間に設けられた空気流通路と、
   前記発熱部材を両側から支持する支持部材と、
   前記発熱部材に給電する給電部材と、
   前記給電部材と電気的に連結され、前記発熱部材への給電を断続すると共に給電量を制御して前記発熱部材の温度及び発熱量を制御する制御部材と、
   を備えることを特徴とする透明導電膜ガラスヒーター。
2. 前記透明導電膜ガラス板は、ガラス板の一方の面の全面に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の両側端部の全長に亘って前記透明導電膜に連結する電極が形成され、前記給電部材によって通電されてガラスの表面が加熱されることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜ガラスヒーター。
3. 前記透明導電膜ガラス板の透明導電膜側表面は、更に、電気絶縁性を有する絶縁膜で覆われたことを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜ガラスヒーター。
4. 前記透明導電膜は、酸化錫を基剤とする透明半導体セラミックスであることを特徴とする請求項２に記載の透明導電膜ガラスヒーター。
5. 前記透明導電膜ガラス板に設けられた前記電極は、銀ペーストを５８０〜６８０℃に焼き付けて形成されたことを特徴とする請求項２に記載の透明導電膜ガラスヒーター。

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