JP2017206811A - Heating block - Google Patents
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Abstract
【課題】電波を出力する電波発振器３と、電波を伝送する電波漏洩伝送体５と、電波漏洩伝送体５からの電波を吸収して発熱する発熱ブロック７と、を有する発熱システム１の発熱ブロック７に関する。【解決手段】発熱ブロック７は、電波漏洩伝送体５上に載置され、載置面方向から、基材部１３、発熱体１１を層状に有し、発熱体１１に防水財２１を添加する等の防水処理を施し水の侵入を低減する。寒冷地において融雪用の発熱システム１に用いることができる。発熱ブロック７は多量に被水するが、発熱体１１には浸水しないので電波吸収特性の変化を低減できるため、外部環境への電波漏洩防止効果の劣化がなくなる。よって、発熱ブロック７上を歩行する人に直接電波が照射される量を減らし、安全性が向上すると共に、発熱能力の劣化を低減することができる。【選択図】 図３PROBLEM TO BE SOLVED: To generate heat block of a heat generation system 1 including a radio wave oscillator 3 for outputting radio waves, a radio wave leakage transmitter 5 for transmitting radio waves, and a heat generation block 7 for absorbing radio waves from the radio wave leakage transmitter 5 to generate heat. Regarding 7. A heating block 7 is mounted on a radio wave leakage transmission body 5, has a base material portion 13 and a heating element 11 in a layered manner from the mounting surface direction, and adds a waterproof property 21 to the heating element 11. To reduce the intrusion of water by applying waterproof treatment such as. It can be used for the heat generation system 1 for melting snow in cold regions. Although the heat generating block 7 is exposed to a large amount of water, since the heating element 11 is not flooded, changes in the radio wave absorption characteristics can be reduced, so that the effect of preventing radio wave leakage to the external environment is not deteriorated. Therefore, it is possible to reduce the amount of direct radio wave irradiation to a person walking on the heat generation block 7, improve safety, and reduce deterioration of heat generation ability. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、電波を出力する電波発振器と、電波を伝送する電波漏洩伝送体と、電波漏洩伝送体からの電波を吸収して発熱する発熱ブロックと、を有する発熱システムの発熱ブロックに関する。 The present invention relates to a heat generation block of a heat generation system including a radio wave oscillator that outputs radio waves, a radio wave leakage transmission body that transmits radio waves, and a heat generation block that generates heat by absorbing radio waves from the radio wave leakage transmission body.
ここで、非特許文献１には、電波発振器、電波漏洩伝送体、および発熱ブロックを有する発熱システム（以下、発熱システムという。）の例として、降雪地域の融雪に対応する融雪装置および発熱ブロックが記載されている。 Here, in Non-Patent Document 1, as an example of a heat generation system (hereinafter referred to as a heat generation system) having a radio wave oscillator, a radio wave leakage transmission body, and a heat generation block, there is a snow melting device and a heat generation block corresponding to snow melting in a snowfall area. Have been described.
現状の降雪地域では、公道は自治体が除雪を行い、または融雪装置を設置して降雪の対策がなされている。一方、私有地である個人の敷地内では住民が行なわなければならず、特に家屋と公道までの通路が長い場合、住民にとって大きな負担となっている（図１７参照）。
融雪手段として、融雪剤の散布、電熱線または地下水を用いた融雪がある。しかし、融雪剤はコンクリートや植物への塩害や鉄骨への腐食の原因となる。また、電熱線を用いた融雪装置は、断線や漏電の恐れ、メンテナンス性、消費電力の大きさ、立ち上がりの遅さなどの問題がある。地下水による融雪は、地盤低下の恐れや地下水に含まれる鉱物による路面の汚損などの問題がある。
この発熱システムを用いた融雪装置は、降雪地域の降雪対策として提案されている。
In the current snowfall area, local governments remove snow on public roads or install snow melting equipment to take measures against snowfall. On the other hand, inhabitants must carry out on private premises, especially when the passages to the houses and public roads are long, which places a heavy burden on the inhabitants (see FIG. 17).
As a means for melting snow, there are snow melting agent spraying, snow melting using heating wire or ground water. However, snow melting agents cause salt damage to concrete and plants and corrosion to steel frames. In addition, a snow melting device using a heating wire has problems such as disconnection and electric leakage, maintainability, power consumption, and slow start-up. Melting snow due to groundwater has problems such as fear of ground degradation and soiling of road surfaces due to minerals contained in groundwater.
A snow melting device using this heat generation system has been proposed as a snowfall countermeasure in snowfall areas.
特許文献１には、夏季には温度上昇を抑え、快適な歩行感を保持しつつ、降雪時にはマイクロ波の照射により効果的に融雪を行なうことが可能な融雪ブロックが記載されている。この融雪ブロックは、セメントを主成分としたコンクリート系の基盤層の上に、ゴムチップにバインダーを混合させて表層ゴム部を形成した融雪ブロックである。基盤層と表層ゴム部の境界部分または表層ゴム部に電磁波吸収骨材が散在されている。 Patent Document 1 describes a snow melting block that can suppress snow temperature rise in summer, maintain a comfortable walking feeling, and can effectively melt snow by irradiating microwaves during snowfall. This snow melting block is a snow melting block in which a surface rubber layer is formed by mixing a binder with a rubber chip on a concrete base layer mainly composed of cement. Electromagnetic wave absorbing aggregates are interspersed at the boundary portion between the base layer and the surface rubber portion or at the surface rubber portion.
本発明におけるモルタルとは、モルタルの他、一般的なコンクリート、セメントペーストを含むものとし、普通ポルトランドセメントよるものの他、アスファルト等や一般的に使われているセメント等を含むものとする。以下、本発明の効果は同等なので、全てをモルタルと記載する。 In the present invention, the mortar includes general concrete and cement paste in addition to mortar, and includes normal portland cement, asphalt, and commonly used cement. Hereinafter, since the effects of the present invention are equivalent, all are described as mortar.
発熱ブロックを構成する発熱体は、吸水すると電波吸収特性が変化し、電波吸収性能が低下する場合がある。よって、発熱能力の低下により融雪性能が低下する問題がある。この際、電波遮蔽性能の低下により電波が漏洩し、ブロック上を歩行する人に多量の電波が直接照射される恐れもある。 When the heat generating elements constituting the heat generating block absorb water, the radio wave absorption characteristics change, and the radio wave absorption performance may be deteriorated. Therefore, there is a problem that the snow melting performance is lowered due to a decrease in heat generation capacity. At this time, the radio wave leaks due to the deterioration of the radio wave shielding performance, and there is a possibility that a large amount of radio waves are directly irradiated to a person walking on the block.
発明１は、電波を出力する電波発振器と、電波を伝送する電波漏洩伝送体と、電波漏洩伝送体からの電波を吸収して発熱する発熱ブロックと、を有する発熱システムにおいて、発熱ブロックは、載置面方向から、基材部、発熱体を層状に有し、発熱体には防水処理が施されていることを特徴とする発熱ブロックである。
発明２は、防水処理として、発熱体に防水剤を添加されたことを特徴とする発明１に記載する発熱ブロックである。
発明３は、防水処理として、発熱体の表面に防水層を有することを特徴とする発明１または２に記載する発熱ブロックである。
発明４は、基材部には防水剤が添加されたことを特徴とする発明１乃至３のいずれか１つに記載する発熱ブロックである。
発明５は、発熱ブロックは表面の少なくとも一部に防水シーラが塗布されたことを特徴とする発明１乃至４のいずれか１つに記載する発熱ブロックである。
発明６は、防水処理として、発熱ブロックの間に目地が設けられ、目地には防水シーラが塗布されていることを特徴とする発明１乃至５のいずれか１つに記載する発熱ブロックである。
Invention 1 includes a radio wave oscillator that outputs radio waves, a radio wave leak transmission body that transmits radio waves, and a heat generation block that generates heat by absorbing radio waves from the radio wave leak transmission body. The heat generating block is characterized in that a base material portion and a heat generating element are formed in layers from the direction of the mounting surface, and the heat generating element is waterproofed.
Invention 2 is the heat generating block described in Invention 1, characterized in that a waterproofing agent is added to the heating element as waterproofing treatment.
Invention 3 is the heat generation block according to Invention 1 or 2, characterized in that a waterproof layer is provided on the surface of the heating element as waterproofing treatment.
Invention 4 is the heat generating block described in any one of Inventions 1 to 3, wherein a waterproofing agent is added to the base material portion.
A fifth aspect of the present invention is the heat generation block according to any one of the first to fourth aspects, wherein a waterproof sealer is applied to at least a part of the surface of the heat generation block.
Invention 6 is the heat generation block according to any one of Inventions 1 to 5, wherein a joint is provided between the heat generation blocks as a waterproof treatment, and a waterproof sealer is applied to the joint.
本発明は以下の効果がある。
（１）発熱体１１に防水処理を行い、発熱体１１への水の侵入を低減することができる。
（２）発熱ブロックの基材部等に防水処理を行い、発熱体１１への水の侵入を低減することができる。
（３）発熱ブロックの間に目地が設けられ、目地に防水処理を行い、発熱体１１への水の侵入を低減することができる。
本発明の発熱ブロックは、寒冷地において融雪用の発熱システムに用いることができる。発熱ブロックは多量に被水するが、発熱体には浸水しにくいので吸水による電波吸収特性の変化を小さくできるため、外部環境への電波漏洩防止効果の低下がやわらげられる。よって、発熱ブロック上を歩行する人に直接電波が照射される量を減らし、安全性が向上すると共に、発熱能力の低下をやわらげることができる。
The present invention has the following effects.
(1) The heating element 11 can be waterproofed to reduce water intrusion into the heating element 11.
(2) It is possible to reduce the intrusion of water into the heating element 11 by performing a waterproofing process on the base part of the heating block.
(3) A joint is provided between the heat generating blocks, the joint is waterproofed, and water intrusion into the heating element 11 can be reduced.
The heat generating block of the present invention can be used in a heat generating system for melting snow in a cold region. Although the heat generating block is covered with a large amount of water, since the heat generating element is difficult to be submerged, the change in the radio wave absorption characteristics due to water absorption can be reduced, so that the effect of preventing the leakage of radio waves to the external environment can be eased. Therefore, it is possible to reduce the amount of radio waves directly radiated to a person walking on the heat generation block, improve safety, and ease the decrease in heat generation capacity.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the invention.
図１は、発熱システム１を示す。電波発振器３は、特定の周波数（例：２．４５ＧＨｚ）の電波を出力する。電波漏洩伝送体５は、電波を伝送する。電波漏洩伝送体５の上部には、スリット５−１があり、上部へ電波を漏洩させる。複数の発熱ブロック７は、電波漏洩伝送体５の上部に載置される。発熱ブロック７は、電波漏洩伝送体５から漏洩された電波を吸収して発熱する。 FIG. 1 shows a heat generation system 1. The radio wave oscillator 3 outputs a radio wave having a specific frequency (eg, 2.45 GHz). The radio wave leakage transmitter 5 transmits radio waves. A slit 5-1 is provided at the upper part of the radio wave leakage transmission body 5, and radio waves are leaked upward. The plurality of heat generating blocks 7 are mounted on the upper part of the radio wave leakage transmission body 5. The heat generation block 7 absorbs the radio wave leaked from the radio wave leakage transmission body 5 and generates heat.
図２は、発熱ブロック７の例を示す。
図２（ａ）に示す発熱ブロック７は、外形寸法が、３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形で、厚みが４０ｍｍである。発熱ブロック７は、載置面より、基材部１３、発熱体１１、反射材１５、及び基材部１３を層状に積層されて構成されている。発熱体１１の厚みは、８ｍｍである。
ここで、電波漏洩伝送体５の幅は１００ｍｍである。漏洩された電波は発熱体１１に吸収され、熱エネルギーに変換される。その熱は伝導されるので、上面の外形寸法３００ｍｍ×３００ｍｍの発熱ブロック７を、電波漏洩伝送体５の中心線に対して左右対称に載置すると、発熱ブロック７の表面は電波漏洩伝送体５の中心線の直上から左右に広がって温度上昇する。
また、発熱ブロックの形状は、３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形に限定されない。例えば、３０００ｍｍ×２０００ｍｍや需要に合わせたこれ以上の大きさであって良く、発熱体、基材、反射材の厚さ、および発熱ブロックの総厚さは材料の特性によって随時最適な厚さに調整することができる。この際、電波漏洩伝送体５は、発熱ブロック上面全体の温度が上昇するように複数設置される。
発熱体１１は、電波を磁性損失により吸収するスラグと非磁性損失材であるモルタルが混合されている。
基材部１３は、モルタルで構成される。
反射材１５は、導電性の細線を特定の周波数を反射するピッチに配置した金網等が用いられる。
発熱体１１は、発熱ブロック７の側面に一部が露出している。
図２（ｂ）に示す発熱ブロック７は、発熱体１１の端部が、発熱ブロック７の側面に露出していない。すなわち、発熱体１１は、発熱ブロック７の側面から内側に約８ｍｍオフセットされおり、発熱ブロックのオフセットされた部位には基材１３が充填されている。その他の寸法、材料等の仕様は、図２（ａ）と同じである。
また、寸歩、材料等の仕様は一例である、他の寸法、材料等でも良い。
FIG. 2 shows an example of the heat generation block 7.
The heat generating block 7 shown in FIG. 2A has a square shape with an outer dimension of 300 mm × 300 mm and a thickness of 40 mm. The heat generating block 7 is configured by laminating the base material portion 13, the heating element 11, the reflective material 15, and the base material portion 13 in a layered manner from the mounting surface. The thickness of the heating element 11 is 8 mm.
Here, the width of the radio wave leakage transmitter 5 is 100 mm. The leaked radio wave is absorbed by the heating element 11 and converted into thermal energy. Since the heat is conducted, when the heat generating block 7 having an outer dimension of 300 mm × 300 mm on the upper surface is placed symmetrically with respect to the center line of the radio wave leakage transmission body 5, the surface of the heat generation block 7 becomes the radio wave leakage transmission body 5. The temperature rises from right above the center line to the left and right.
Further, the shape of the heat generating block is not limited to a square of 300 mm × 300 mm. For example, the size may be 3000 mm × 2000 mm or larger according to demand, and the thickness of the heating element, base material, reflector, and total thickness of the heating block may be optimized as needed depending on the characteristics of the material. Can be adjusted. At this time, a plurality of radio wave leakage transmitters 5 are installed so that the temperature of the entire upper surface of the heat generating block rises.
The heating element 11 is a mixture of slag that absorbs radio waves due to magnetic loss and mortar that is a non-magnetic loss material.
The base material part 13 is comprised with mortar.
As the reflecting material 15, a wire net or the like in which conductive thin wires are arranged at a pitch that reflects a specific frequency is used.
A part of the heating element 11 is exposed on the side surface of the heating block 7.
In the heat generating block 7 shown in FIG. 2B, the end of the heat generating element 11 is not exposed on the side surface of the heat generating block 7. That is, the heating element 11 is offset about 8 mm inward from the side surface of the heating block 7, and the substrate 13 is filled in the offset portion of the heating block. Other specifications such as dimensions and materials are the same as in FIG.
Also, specifications such as dimensions and materials are examples, and other dimensions and materials may be used.
（第１実施形態）
図３は、第１実施形態の発熱ブロック７を示す。
図３（ａ）は、図２（ａ）の発熱ブロック７の発熱体１１に防水剤２１を添加させ、図３（ｂ）は、図２（ｂ）の発熱ブロック７の発熱体１１に防水剤２１を添加させている。
発熱体１１の防水処理として、発熱体１１に防水剤２１を加えることで、発熱体１１への水の侵入を低減することができる。防水剤２１には、例えば高級脂肪酸塩等の混合物や重合油アルミニウム、脂肪酸アルミニウムなどが含まれるモルタル、コンクリート用の防水剤を用いることができる。これらの防水剤２１は、モルタル等の多孔質体に添加されるとモルタル等の撥水性を向上させ水の侵入を低減する。
(First embodiment)
FIG. 3 shows the heat generating block 7 of the first embodiment.
3 (a) adds a waterproofing agent 21 to the heating element 11 of the heating block 7 of FIG. 2 (a), and FIG. 3 (b) waterproofs the heating element 11 of the heating block 7 of FIG. 2 (b). Agent 21 is added.
As a waterproofing treatment of the heating element 11, the water intrusion into the heating element 11 can be reduced by adding a waterproofing agent 21 to the heating element 11. As the waterproofing agent 21, for example, a mixture of higher fatty acid salts, a mortar containing polymerized aluminum, fatty acid aluminum, or the like, or a waterproofing agent for concrete can be used. When these waterproofing agents 21 are added to a porous material such as mortar, the water repellency of mortar and the like is improved and water intrusion is reduced.
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の発熱ブロック７を示す。
図４（ａ）は、図２（ａ）の発熱ブロック７の発熱体１１の表面に防水層２３を有している。
図４（ｂ）は、図２（ｂ）の発熱ブロック７の発熱体１１の表面に防水層２３を有している。
防水層２３は、防水性のあるシリコン系、変成シリコン系、ウレタン系、酢酸ビニル系、アクリル系などの樹脂性シーラやシーリング剤等を発熱体１１の表面に塗布されて構成される。これらの材料は、多孔質体では無いので水の侵入を低減させることができる。
また、防水層２３は、モルタルに防水剤２１を添加したものでもよい。
発熱体１１の防水処理として、発熱体１１の表面に防水層２３を有することで、発熱体１１への水の侵入を低減することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows the heat generating block 7 of the second embodiment.
4A has a waterproof layer 23 on the surface of the heating element 11 of the heating block 7 of FIG.
4B has a waterproof layer 23 on the surface of the heating element 11 of the heating block 7 of FIG.
The waterproof layer 23 is configured by applying a waterproof silicon-based, modified silicon-based, urethane-based, vinyl acetate-based, acrylic-based resin sealer, sealing agent, or the like to the surface of the heating element 11. Since these materials are not porous bodies, entry of water can be reduced.
The waterproof layer 23 may be a mortar to which the waterproof agent 21 is added.
By providing the waterproof layer 23 on the surface of the heating element 11 as a waterproofing treatment of the heating element 11, it is possible to reduce water intrusion into the heating element 11.
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の発熱ブロック７を示す。
図５（ａ）は、図２（ａ）の発熱ブロック７の基材部１３に防水剤２１が添加され、図５（ｂ）は、図２（ｂ）の発熱ブロック７の基材部１３に防水剤２１が添加されている。
基材部１３に防水剤２１を加えることで、発熱体１１への水の侵入低減性能を更に向上させることができる。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows the heat generating block 7 of the third embodiment.
5A shows a case where a waterproofing agent 21 is added to the base portion 13 of the heat generating block 7 shown in FIG. 2A. FIG. 5B shows a case where the base portion 13 of the heat generating block 7 shown in FIG. In addition, a waterproofing agent 21 is added.
By adding the waterproofing agent 21 to the base material part 13, it is possible to further improve the performance of reducing water intrusion into the heating element 11.
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の発熱ブロック７を示す。
図６（ａ）は、図２（ａ）の発熱ブロック７の表面に防水シーラ２５が塗布され、図６（ｂ）は、図２（ｂ）の発熱ブロック７の表面に防水シーラ２５が塗布されている。
防水シーラ２５には、防水性のあるシリコン系、変成シリコン系、ウレタン系、酢酸ビニル系、アクリル系などの樹脂性シーラやシーリング剤等が用いられる。これらの材料は、多孔質体では無いので水の侵入を低減させることができる。
また、防水剤２１を添加したモルタルを、発熱ブロック７の表面に塗布してもよい。図６（ａ）および図６（ｂ）では全面にシーラが塗布されているが、側面など、一部に塗布するだけでも良い。
発熱ブロック７の表面に防水シーラ２５が塗布されていることで、発熱体１１への水の侵入低減性能を更に向上させることができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows the heat generating block 7 of the fourth embodiment.
6A, the waterproof sealer 25 is applied to the surface of the heat generating block 7 in FIG. 2A, and FIG. 6B is the waterproof sealer 25 applied to the surface of the heat generating block 7 in FIG. 2B. Has been.
For the waterproof sealer 25, a waterproof silicone-based, modified silicone-based, urethane-based, vinyl acetate-based, acrylic-based resin-based sealer, sealing agent, or the like is used. Since these materials are not porous bodies, entry of water can be reduced.
Further, mortar to which the waterproofing agent 21 is added may be applied to the surface of the heat generating block 7. In FIGS. 6A and 6B, the sealer is applied to the entire surface, but it may be applied only to a part of the side surface.
Since the waterproof sealer 25 is applied to the surface of the heat generating block 7, it is possible to further improve the performance of reducing water intrusion into the heat generating element 11.
（第５実施形態）
図７は、第５実施形態の発熱ブロック７を示す。すなわち、図３（ａ）の発熱ブロック７を複数、隙間（以下、目地という）を設けて配置し、目地にバックアップ材２７を詰め、その上に防水目地材２９を施工している。
バックアップ材２７には、スポンジや木材等が用いられる。
防水目地材２９には、防水性のあるシリコン系、変成シリコン系、ウレタン系、酢酸ビニル系、アクリル系などの樹脂性シーリング剤等が用いられる。防水剤２１が添加されたモルタルを防水目地材２９として用いてもよい。
発熱ブロック７を設置する際、目地に防水目地材２９が施工されていることで、発熱体１１への水の侵入低減性能を更に向上させることができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 shows a heat generating block 7 of the fifth embodiment. That is, a plurality of heat generating blocks 7 in FIG. 3A are arranged with gaps (hereinafter referred to as joints), a backup material 27 is filled in the joints, and a waterproof joint material 29 is applied thereon.
For the backup material 27, sponge, wood or the like is used.
For the waterproof joint material 29, a waterproof silicone-based, modified silicone-based, urethane-based, vinyl acetate-based, acrylic-based resin sealing agent, or the like is used. A mortar to which the waterproofing agent 21 is added may be used as the waterproof joint material 29.
When the heat generating block 7 is installed, the waterproof joint material 29 is applied to the joint, whereby the water intrusion reducing performance of the heat generating element 11 can be further improved.
以上、第１実施形態乃至第５実施形態により、発熱ブロック７の発熱体１１が防水機能を有する。 As described above, according to the first to fifth embodiments, the heating element 11 of the heating block 7 has a waterproof function.
（実施例）
発熱体１１は、モルタルとスラグを混合して構成（以下、混合体という）される。スラグは鉄を生産する際に生じる電気炉酸化スラグなどの産業廃棄物を用いることが好適であるが、フェライトやカーボンなどの磁性吸体、導電性磁性体、誘電性磁性体などの電波吸収材料を用いてもよい。発明者は、粒度０．３ｍｍ以下、絶乾密度３．５２〜３．８９ｇ／ｃｍ３の電気炉で酸化させたスラグを用いた。図６に、スラグの組成を示す。スラグは多数の酸化金属を含むが、中でも鉄の酸化物を多く含む。
(Example)
The heating element 11 is configured by mixing mortar and slag (hereinafter referred to as a mixture). It is preferable to use industrial waste such as electric furnace oxidation slag that is produced when iron is produced as slag, but electromagnetic absorbers such as ferrite and carbon, conductive magnetic bodies, and electromagnetic wave absorbing materials such as dielectric magnetic bodies. May be used. The inventor used slag oxidized in an electric furnace having a particle size of 0.3 mm or less and an absolutely dry density of 3.52 to 3.89 g / cm 3 . FIG. 6 shows the composition of the slag. Slag contains a large number of metal oxides, and among them, it contains a lot of iron oxides.
図９は、周波数２．４５ＧＨｚにおけるモルタルとスラグの混合体の質量比による混合比率（質量比を指す。以下同じ。）ごとの反射減衰量示す。混合体の厚みは、１０ｍｍである。混合比率（モルタル：スラグ）１０：０〜５：５においては、スラグの混合比率の増加に対応して、反射減衰量は緩やかに増加している。しかし、混合比率５：５〜０：１０においては、反射減衰量量は急激に増加している。よって、電波吸収量とスラグの混合比率の関係は、比例関係にならない。すなわち、セメントとスラグの混合粉体によって、一定の電波吸収特性を得るためには、少なくともスラグの混合比率が6割を超える必要がある。可能な限りスラグの混合比率を高くすることで好適な電波吸収特性が得られると考える。 FIG. 9 shows the return loss for each mixing ratio (referring to the mass ratio; the same applies hereinafter) based on the mass ratio of the mixture of mortar and slag at a frequency of 2.45 GHz. The thickness of the mixture is 10 mm. In the mixing ratio (mortar: slag) 10: 0 to 5: 5, the return loss gradually increases corresponding to the increase in the mixing ratio of slag. However, when the mixing ratio is 5: 5 to 0:10, the amount of return loss increases rapidly. Therefore, the relationship between the radio wave absorption amount and the mixing ratio of slag is not a proportional relationship. In other words, in order to obtain a certain radio wave absorption characteristic with the mixed powder of cement and slag, at least the mixing ratio of slag needs to exceed 60%. It is considered that suitable radio wave absorption characteristics can be obtained by increasing the mixing ratio of slag as much as possible.
図１０は、発熱体１１のモルタルとスラグ等の混合比率を示す。
混合体の混合比率は６種類であり、モルタルとスラグを混合比率２：８〜７：３まで、スラグを１/１０ずつモルタルに置換している。ここで、計融雪用の発熱ブロック７の発熱体１１として、寒冷地において使用することを想定する。よって、多量の吸水による電波吸収特性変化を低減するため、防水剤２１をモルタルに対して３％添加する。また、施工性向上のため調合２：８のみ高性能ＡＥ減水剤をセメントに対して０．７％添加する。
FIG. 10 shows the mixing ratio of mortar and slag of the heating element 11.
Mixing ratios of the mixture are six, and the mortar and slag are replaced with the mixing ratio of 2: 8 to 7: 3, and the slag is replaced with mortar by 1/10. Here, it is assumed that the heating element 11 of the heat generating block 7 for melting snow is used in a cold region. Therefore, 3% of the waterproofing agent 21 is added to the mortar in order to reduce the change in the radio wave absorption characteristics due to a large amount of water absorption. Moreover, 0.7% of high-performance AE water reducing agent is added to the cement only for formulation 2: 8 for improving workability.
図１１は、防水剤２１の混合比率による組成を示す。
防水剤２１は、高級脂肪酸塩の混合物を３０〜３５％、界面活性剤を２％以下、水を６４〜６９％を混合させている。界面活性剤としては、ポリ（オキシエチレン）=ノニルフェニルエーテルを用いている。
基材部１３や発熱体１１に防水剤２１を添加することにより、基材部１３や発熱体１１の防水性能が向上させている。これは多孔質体であるモルタルの防水機能は、素材のもつ撥水性により水滴の表面張力による。防水剤２１は、モルタルに添加されることにより撥水性を高め水滴の表面張力を大きくしている。
FIG. 11 shows the composition according to the mixing ratio of the waterproofing agent 21.
The waterproofing agent 21 is a mixture of a higher fatty acid salt of 30 to 35%, a surfactant of 2% or less, and water of 64 to 69%. As the surfactant, poly (oxyethylene) = nonylphenyl ether is used.
By adding the waterproofing agent 21 to the base material part 13 and the heating element 11, the waterproof performance of the base material part 13 and the heating element 11 is improved. This is because the waterproof function of the mortar, which is a porous body, depends on the surface tension of the water droplets due to the water repellency of the material. The waterproofing agent 21 is added to the mortar to increase the water repellency and increase the surface tension of the water droplets.
図１２は、基材部１３の例として砂とモルタルの混合体の混合比率を示す。モルタルが１に対して砂が３、水が０．４５、および防水剤２１が０．０３となるように混合されている。防水剤２１をくわえたのは、発熱体１１と同様、多量の吸水による電波吸収特性変化を低減するためである。 FIG. 12 shows a mixing ratio of a mixture of sand and mortar as an example of the base material portion 13. The mortar is 1 so that the sand is 3, the water is 0.45, and the waterproofing agent 21 is 0.03. The reason why the waterproofing agent 21 is added is to reduce the change in the radio wave absorption characteristics due to the large amount of water absorption as in the case of the heating element 11.
図１３（ａ）に、フランジにスラグモルタル（発熱体１１）、図１３（ｂ）に、砂モルタル（基材部１３）を充填した状態を示す。
スラグモルタルのフランジは、混合比率モルタル４に対してスラグ６、厚さ８ｍｍを供試体として用いた。厚さは１ｍｍごと、４〜１４ｍｍまでの金属製のフランジにスラグモルタルを充填して、硬化後に表面を研磨する。気中養生１日、水中養生５日の後、１００℃の恒温恒湿器で２４時間乾燥させた。
砂モルタルのフランジは、厚み４〜１４ｍｍまでの金属製のフランジに充填して、硬化後に表面を研磨し、気中養生１日、水中養生５日の後、１００℃の恒温恒湿器で２４時間乾燥させた。砂モルタルのフランジは組み合わせることで、砂モルタルの厚さを４〜４１ｍｍまで変更できる。
なお、データは省略するが、砂モルタルはスラグモルタルと異なり、スラグのように電波を吸収する材料が混入されていないため、単独ではほとんど電波を吸収することができない。
FIG. 13A shows a state where the flange is filled with slag mortar (heating element 11) and FIG. 13B is filled with sand mortar (base material portion 13).
As the flange of the slag mortar, slag 6 with a thickness of 8 mm was used as a specimen for the mixing ratio mortar 4. Thickness is 1 mm, metal flanges of 4 to 14 mm are filled with slag mortar, and the surface is polished after curing. After 1 day of air curing and 5 days of water curing, the film was dried for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber at 100 ° C.
The sand mortar flange is filled in a metal flange with a thickness of 4 to 14 mm, and the surface is polished after hardening, and after 24 days in an air curing and 5 days in water, a constant temperature and humidity chamber at 100 ° C. is used. Let dry for hours. By combining the sand mortar flange, the thickness of the sand mortar can be changed from 4 to 41 mm.
Although data is omitted, sand mortar, unlike slag mortar, is not mixed with a material that absorbs radio waves like slag, so it can hardly absorb radio waves alone.
図１４は、電波吸収特性の測定装置を示す。上から、同軸導波管変換機、砂モルタル（基材部１３）が充填された砂モルタルフランジ、スラグモルタル（発熱体１１）が充填されたスラグモルタルフランジ、短絡のための反射板の順に重ねる。この状態でＳパラメータ測定法による反射減衰量測定を行うと、ネットワークアナライザから出力された電波は、砂モルタル（基材部１３）、発熱体であるスラグモルタル（発熱体１１）を通じて反射板で反射されることになる。よって、発熱ブロック７に電波が照射された場合を想定した測定ができる。
発熱ブロック７の構成を想定し、発熱体１１であるスラグモルタルと発熱体１１下部を支持する基材部１３である砂モルタルを重ねた状態で、電波吸収特性を評価し、砂モルタルの厚さが電波吸収特性に及ぼす影響を確認する。評価はＳパラメータ測定法により求められる反射減衰量によって行う。
FIG. 14 shows an apparatus for measuring radio wave absorption characteristics. From above, coaxial waveguide converter, sand mortar flange filled with sand mortar (base material part 13), slag mortar flange filled with slag mortar (heating element 11), and reflector for short circuit are stacked in this order. . In this state, when the return loss measurement is performed by the S-parameter measurement method, the radio wave output from the network analyzer is reflected by the reflector through the sand mortar (base material portion 13) and the slag mortar (heating element 11) that is a heating element. Will be. Therefore, it is possible to perform measurement assuming that the heating block 7 is irradiated with radio waves.
Assuming the configuration of the heat generating block 7, the radio wave absorption characteristics are evaluated in a state where the slag mortar as the heat generating element 11 and the sand mortar as the base material part 13 supporting the lower part of the heat generating element 11 are overlapped, and the thickness of the sand mortar To confirm the effect of noise on the electromagnetic wave absorption characteristics. The evaluation is performed based on the return loss obtained by the S parameter measurement method.
図１５は、スラグモルタル（発熱体１１）おける調合と周波数、反射減衰量の関係示す。スラグモルタルの厚みは８ｍｍである。
図１４に示す電波吸収特性の測定装置において、砂モルタルフランジを無くし、スラグモルタルフランジのみを設定して測定した。
反射減衰量には、ピークが存在する。ピークは供試体が厚くなるほど低周波側に移動する。また、モルタルとスラグの混合比が４：６の時に他の調合のピークと比較して反射減衰量が最も高くなる。よって、スラグモルタルは、調合におけるスラグの割合と充填厚みを制御することで、任意の周波数における反射減衰量を高めることができる。また、混合粉体と異なり、必ずしもスラグが多いほど反射減衰量は高くなっていないこともわかる。
FIG. 15 shows the relationship between the blending, frequency, and return loss in the slag mortar (heating element 11). The thickness of the slag mortar is 8 mm.
In the radio wave absorption characteristic measuring apparatus shown in FIG. 14, the sand mortar flange was removed, and only the slag mortar flange was set and measured.
There is a peak in the return loss. The peak moves to the lower frequency side as the specimen becomes thicker. Further, when the mixing ratio of mortar and slag is 4: 6, the return loss is the highest as compared with the peaks of other preparations. Therefore, the slag mortar can increase the return loss at an arbitrary frequency by controlling the slag ratio and the filling thickness in the preparation. It can also be seen that unlike the mixed powder, the amount of return loss does not necessarily increase as the slag increases.
図１６は、スラグモルタル（発熱体１１）と砂モルタル（基材部１３）の重ね合わせにおける周波数、反射減衰量の関係を示す。
スラグモルタルの厚みは８ｍｍ、モルタルとスラグの混合比は、４：６を用いた。
砂モルタルは、フランジ厚４〜４１ｍｍとした。
測定範囲内において、特定の供試体厚で特定の周波数に電波吸収のピークが存在する。このピークは砂モルタルが厚くなるほど低周波側に移動する。よって、砂モルタルは単独ではほとんど電波を吸収することができないが、スラグモルタルと重ね合わせる場合、その電波吸収特性に著しい影響を及ぼすと言える。
砂モルタルの厚さが増しても、ピークの反射減衰量に顕著な減少傾向は見られない。よって、砂モルタルの厚さを制御することで、スラグモルタルと砂モルタルを重ね合わせた際の、スラグモルタルの電波吸収性能の顕著な低下を防ぐことができる。２．４５ＧＨｚにおいては、厚さ２９ｍｍで最も高い反射減衰量が得られる。
ピークは砂モルタル厚１５ｍｍを境に測定範囲内に存在しなくなり、２１ｍｍを境にもう一度現れ始めている。よって、ピークは砂モルタルの厚みに対して周期性を有する可能性がある。この周期性は、入射波が形成する定在波の波長と供試体厚の関係に起因すると考える。周期性を有する場合、周期に合わせて発熱モルタルブロックの設計を行えば、要求される強度を満足する厚さの発熱ブロック７を設計できる。 なお、砂モルタルの厚みが一定量増すごとにピークが移動する割合は、砂モルタルが厚くなるほど小さくなっている。
FIG. 16 shows the relationship between the frequency and return loss in the superposition of slag mortar (heating element 11) and sand mortar (base material part 13).
The thickness of the slag mortar was 8 mm, and the mixing ratio of mortar and slag was 4: 6.
The sand mortar had a flange thickness of 4 to 41 mm.
Within the measurement range, there is a peak of radio wave absorption at a specific frequency with a specific specimen thickness. This peak moves to the lower frequency side as the sand mortar becomes thicker. Therefore, sand mortar alone can hardly absorb radio waves, but it can be said that when it is overlapped with slag mortar, its radio wave absorption characteristics are significantly affected.
Even when the thickness of the sand mortar is increased, no significant decrease in peak return loss is observed. Therefore, by controlling the thickness of the sand mortar, it is possible to prevent a significant decrease in the radio wave absorption performance of the slag mortar when the slag mortar and the sand mortar are overlapped. At 2.45 GHz, the highest return loss is obtained at a thickness of 29 mm.
The peak does not exist in the measurement range with a sand mortar thickness of 15 mm as a boundary, and starts appearing again with a boundary of 21 mm. Therefore, the peak may have periodicity with respect to the thickness of the sand mortar. This periodicity is considered to be caused by the relationship between the wavelength of the standing wave formed by the incident wave and the specimen thickness. In the case of having periodicity, if the heat generating mortar block is designed according to the cycle, the heat generating block 7 having a thickness that satisfies the required strength can be designed. The rate at which the peak moves whenever the thickness of the sand mortar increases by a certain amount decreases as the sand mortar becomes thicker.
本発明の発熱ブロック７は、寒冷地において融雪用の発熱システム１に用いることができる。発熱ブロック７は多量に被水するが、発熱体１１には浸水しないので電波吸収特性の変化を低減できるため、外部環境への電波漏洩防止効果の劣化がなくなる。よって、発熱ブロック７上を歩行する人に直接電波が照射される量を減らし、安全性が向上すると共に、発熱能力の低下をやわらげることができる。
発熱システム１は、発熱ブロック７により、防水性があるので、屋外だけでなく、屋内に暖房器具として、特に被水の可能性がある厨房等に展開することが可能となる。
The heat generating block 7 of the present invention can be used for the heat generating system 1 for melting snow in a cold region. Although the heat generating block 7 is flooded with a large amount of water, the heat generating element 11 is not submerged, so that the change of the radio wave absorption characteristics can be reduced, so that the effect of preventing the leakage of radio waves to the external environment is eliminated. Therefore, it is possible to reduce the amount of radio waves directly radiated to the person walking on the heat generating block 7, improve safety, and ease the decrease in heat generating capacity.
Since the heat generation system 1 is waterproof due to the heat generation block 7, it can be deployed not only outdoors but also indoors as a heating appliance, particularly in a kitchen or the like where there is a possibility of getting water.
１ 発熱システム
３ 電波発振器
５ 電波漏洩伝送体
５−１ スリット
７ 発熱ブロック
１１ 発熱体
１３ 基材部
１５ 反射材
２１ 防水剤
２３ 防水層
２５ 防水シーラ
２７ バックアップ材
２９ 防水目地材
1 Heat generation system
3 Radio Wave Oscillator 5 Radio Wave Leakage Transmitter 5-1 Slit 7 Heating Block 11 Heating Body
13 Base material part 15 Reflective material 21 Waterproof agent 23 Waterproof layer 25 Waterproof sealer 27 Backup material 29 Waterproof joint material
Claims (6)
The heat generation block according to any one of claims 1 to 5, wherein a joint is provided between the heat generation blocks as the waterproof treatment, and the waterproof sealer is applied to the joint.
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