JP4980738B2 - 暖房装置とその設置方法 - Google Patents

Description

この発明に係る暖房装置は、例えば、床下或は壁内に設置して床暖房或は壁暖房として利用したり、足温器の様な暖房器具として利用する。

足元から室内を暖める床暖房装置が、例えば特許文献１〜３に記載されている様に、従来から知られている。このうちの特許文献１には、温水を利用した床暖房装置が記載されている。図８は、この特許文献１に記載された床暖房装置１を示している。この床暖房装置１は、ボイラ等の熱源器２から供給される温水を、パネル３内に配設された温水管４内を循環させる事により、床暖房を行なうものである。この様な床暖房装置１を設置する場合、屋外や他の部屋（ボイラ室等）に上記熱源器２を設置すると共に、上記パネル３を室内の床下に設置する。そして、これら熱源器２とパネル３内に配設された上記温水管４とを配管５により接続する。この様な温水を利用した暖房装置１の場合、高価なボイラ等の熱源器２を設置する必要があると共に、この熱源器２の設置スペースを確保する必要がある。又、この熱源器２と上記パネル３との間に上記配管５を設置する必要がある。従って、イニシャルコスト（装置自体のコスト、設置コスト等の初期費用）が非常に高くなる。

これに対して特許文献２、３には、通電により発熱する発熱体により床暖房を行なう装置がそれぞれ記載されている。このうちの特許文献２には、電熱線に通電する事によりこの電熱線を発熱させて暖房を行なう装置が記載されている。この様な電熱線による床暖房装置の場合、上述の特許文献１に記載されている様な温水を利用した床暖房装置に比べてイニシャルコストを低くできる。但し、この様な特許文献２に記載された床暖房装置は、主として伝熱効果により暖房を行なうと考えられる為、室内全体を暖める上では、暖房効率は高くない。又、特許文献３には、カーボンヒータを利用した床暖房装置が記載されている。図９は、この特許文献３に記載された床暖房装置１ａを示している。この床暖房装置１ａは、パネル３ａ内に通電により遠赤外線を放射するカーボンヒータ６を設置している。この様な床暖房装置１ａは、遠赤外線の放射により暖房効率を高める事ができる。

但し、上記特許文献３に記載された構造の場合、十分な暖房効果を得られるとは言えない。即ち、この特許文献３に記載された床暖房装置１ａの場合、カーボンヒータ６は、絶縁シート７内に収納された状態で断熱材８の上面に載置されているのみである。従って、上記カーボンヒータ６が設置された部分は暖かくなるが、このカーボンヒータ６が設置されていない部分は殆ど暖かくならない。即ち、このカーボンヒータ６が設置されている部分と設置されていない部分とでは、暖房効果に差がでる。従って、上記カーボンヒータ６が設置されていない部分だけ温度が低く、不快感を与える場合がある。

上記特許文献３に記載された構造の場合、複数の床暖房装置１ａ同士を互いに接続して、互いの隙間をなくしている。この為、床全体を暖める為に多くの床暖房装置１ａが必要となる。従って、上記特許文献３に記載された構造で床全体を暖める場合、イニシャルコストが高くなると共に、消費電力が増大してランニングコスト（維持費用）も高くなる。又、上記特許文献３に記載されたカーボンヒータ６は、カーボンをポリエチレン樹脂に含有させたものを使用している。この様な構造は、樹脂中にカーボンを十分に分散させる事が難しく、遠赤外線を十分に得られない（放射率が低い）事が分かっている。従って、上記特許文献３に記載された構造の場合、遠赤外線による暖房効果は高いとは言えない。

一方、壁内に床暖房と同様の暖房装置を組み込んだ壁暖房が、近年、実施されている。即ち、従来は、壁面にラジエータパネル等を設置して暖房を行なっていたが、この様なラジエータパネルは重く、施工性が良くない等の不都合があった。従って、このラジエータパネルの様な外付けの暖房装置に代わって、上述の様な壁暖房が行われる様になった。この様な壁暖房装置として、例えば、特許文献４、５に記載された構造がある。これら各特許文献４、５に記載された構造の場合も、壁内に組み込む暖房装置として、上述の特許文献１〜３に記載されている様な床暖房装置と同様に、温水や通電により発熱する電熱線等の発熱体を使用している。従って、やはり、イニシャルコストが非常に高くなったり、十分な暖房効果を得られない可能性がある。

尚、特許文献６には、粒状又は粉状の炭素系材料を分散させた状態で含有したコンクリート又はモルタル製の発熱セメント体に関する発明が記載されている。但し、上記特許文献６には、融雪機能付歩道板にこの発熱セメント体を使用した構造が主として記載されており、室内で使用する暖房装置に適用した場合の具体的な構造は記載されていない。

特開平９−２８７７４７号公報 特開２０００−１３０７８４号公報 特開２００３−３２９２５７号公報 特開２００６−２３４３４１号公報 特開２００６−４５７８３号公報 国際公開第２００５／６６４１７号パンフレット

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、イニシャルコストを低くできると共に、ランニングコストを抑えつつ十分な暖房効果を得られる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の暖房装置とその設置方法のうち、請求項１に記載した暖房装置は、反射板と、発熱セメント体と、遠赤外線透過部材とを備える。
このうちの反射板は、例えば、ステンレス、鋼、アルミニウム等の金属板の様な遠赤外線を反射するものである。
又、上記発熱セメント体は、粒状又は粉状の炭素系材料を分散させた状態で含有したコンクリート又はモルタル製で、上記反射板との間に所定の隙間（例えば、暖房効果の確保に必要な空気層の厚さが最適になる程度の隙間）を有する状態で設置される。
又、上記遠赤外線透過部材は、遠赤外線が透過可能な、例えば、木材、石材、合成樹脂材等の部材で、上記発熱セメント体の周囲のうちの少なくとも上記反射板と反対側に設置される。
そして、上記発熱セメント体の内部に通電する事により、上記遠赤外線透過部材の外側（反射板並びに発熱セメント体が存在する側と反対側）を暖める。
尚、上述の発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、反射板の両側面のうち、発熱セメント体が存在する側と反対側に断熱板を設置する。

上述の発熱セメント体として好ましくは、請求項３に記載した様に、固化前のコンクリート又はモルタルに粒状又は粉状の炭素系材料を所定の割合で含有させたものを、高圧プレスにより加圧脱水して、この炭素系材料を分散させると共に、所定の形状に成形され、両側に設けた電極により内部に通電自在なものとする。又、上記粒状又は粉状の炭素系材料として、大きさがナノレベル（例えば、３０〜５０nm）である、所謂、ナノカーボンが好ましい。
又、より好ましくは、上記発熱セメント体を、粒状又は粉状の炭素系材料が１．３〜２重量％の割合で均一に分布され、且つ、内部に通電自在とする為の電極が包埋されたコンクリート又はモルタルから成るものとする。
更に好ましくは、請求項４に記載した様に、発熱セメント体の表面を絶縁体（例えば、絶縁樹脂膜）により覆う。

又、上述の暖房装置を、請求項５に記載した様に、床暖房或は壁暖房に使用する事が好ましい。
この場合、遠赤外線透過部材が床板又は壁板となる。又、この床板又は壁板の内側（室内と反対側、床下側又は室外側）に反射板及び発熱セメント体を設置する。更に、これら反射板と発熱セメント体との間に互いに間隔を空けて複数のスペーサ（例えばクッション材）を設ける。そして、この様にスペーサを設ける事により、上記反射板と発熱セメント体との間に所定の隙間（例えば、暖房効果の確保に必要な空気層の厚さが最適になる程度の隙間）を設ける。

更に、請求項６に記載した暖房装置の設置方法は、上記請求項５に記載した暖房装置の設置方法である。
即ち、床板又は壁板の内側に存在する基面上の一部に、反射板と各スペーサと発熱セメント体とを合わせた厚さよりも大きな厚さを有する複数の桟を、互いに間隔を空けて設置する。これと共に、上記基面上のうちのこれら各桟同士の間に上記反射板を設置する。尚、これら各桟と反射板とを設置する順番は問わない。次いで、この反射板の外面（室内側の面）に複数のスペーサを互いに間隔を空けて固定する。更に、これら各スペーサの外面に、隣り合うスペーサ同士を跨ぐ様に複数の発熱セメント体を互いに間隔を空けて設置する。その後、上記各桟の外面に上記床板又は壁板を設置する。

上述の様に構成する本発明によれば、イニシャルコストを低くできると共に、ランニングコストを抑えつつ十分な暖房効果を得られる構造を実現できる。
即ち、発熱セメント体の内部に通電する事により暖房効果を得られるので、ボイラ等の高価な機器を設置する必要がなく、イニシャルコストを低くできる。
又、炭素系材料を分散させた状態で含有した上記発熱セメント体は、自己の発熱に加えて多量の遠赤外線を放射する。本発明の場合、この発熱セメント体を挟んで遠赤外線透過部材と反対側に反射板を設置している為、この発熱セメント体から放射される遠赤外線のうち、上記遠赤外線透過部材側から放射される遠赤外線に加えて、この遠赤外線透過部材と反対側から放射される遠赤外線も上記反射板により反射され、この遠赤外線透過部材を透過する。従って、この遠赤外線透過部材を透過する遠赤外線の量をより多くでき、暖房効果をより向上させられる。

更に、上記発熱セメント体と反射板との間に所定の隙間が存在する為、この隙間部分に存在する空気が暖められる。この結果、対流が生じて上記発熱セメント体が存在しない部分の空気の温度も上昇し、暖房効果を高める事ができる。例えば、請求項５、６に記載した様に、本発明の暖房装置を床暖房または壁暖房として使用した場合、床板又は壁板の内側に隙間なく上記発熱セメント体を設置しなくても、上述の様に発熱セメント体が存在しない部分の空気も暖められる為、各発熱セメント体同士の隙間の温度も上昇する。この結果、発熱セメント体が存在しない部分の温度が低くて不快感を感じたりする事もなく、床又は壁全体を暖められ、室内の暖房効果を高められる。又、この様に、発熱セメント体同士の間に隙間が存在しても優れた暖房効果を得られる為、暖房効果を高めるべく発熱セメント体を数多く設置する必要もない。この結果、イニシャルコスト及びランニングコストを、低く抑えられる。

尚、本発明の場合、遠赤外線による暖房効果も得られるので、発熱セメント体の発熱温度を高めなくても、十分な暖房効果を得られる。従って、この点からも消費電力を抑えられる。又、請求項２に記載した様に、反射板の両側面のうち、発熱セメント体が存在する側と反対側に断熱板を設置すれば、これら反射板と発熱セメント体との間の空気をより効率良く暖める事ができ、更に暖房効率を向上させられる。

又、上述の様な発熱セメント体として、請求項３に記載した発熱セメント体を使用すれば、発熱セメント体自体の温度分布を安定させる事ができる（温度のむらがなくなる）と共に、遠赤外線の放射率をより高くできる。即ち、請求項３に記載した発熱セメント体は、固化前のコンクリート又はモルタルに炭素系材料を含有させたものを、高圧プレスにより加圧脱水して、この炭素系材料を分散させると共に、所定の形状に成形する事により、発熱セメント体を構成している。この為、高圧プレスにより、固化前のコンクリート又はモルタルの素材中から水分や空気が押し出される事に伴い、炭素系材料の分布密度を高くする事ができ、上記発熱セメント体の内部にこの炭素系材料をほぼ均一に含有させる事ができる。この為、炭素系材料同士の接触が阻害されにくくなり、炭素系材料同士を有効に接触させ易くできる。特に、上記炭素系材料としてナノカーボンを使用した場合、分布密度を高くし易い。

上述の様に、発熱セメント体内での炭素系材料の分布密度を高くできる為、この発熱セメント体に通電する事により、この発熱セメント体を、むらなく（温度分布が安定した状態で）所望の温度に発熱させる事ができる。又、遠赤外線の放射率の高い炭素系材料を均一に分散させている為、この発熱セメント体自体の遠赤外線の放射率を高くできる。更に、発熱セメント体の内部にほぼ均一に炭素系材料を含有させる事ができる為、この発熱セメント体をほぼ均一に発熱させる事ができ、エネルギ効率が良い。

更に、内部での良好な導電性を確保しつつ、強度を高くできる。即ち、導電性を確保する為には、固化前のコンクリート又はモルタルに含有させる炭素系材料の割合（含有率）を高くする事が考えられる。但し、この炭素系材料の含有率を高くすると、コンクリート又はモルタルにより構成する発熱体の強度不足を招く原因となる。これに対して、上記請求項３に記載した発熱セメント体は、上述の様に、発熱セメント体中に炭素系材料をほぼ均一に分布し易くできる為、発熱セメント体中の炭素系材料の含有率を十分に低く抑えつつ、良好な導電性を得易くなる。この様に、炭素系材料の含有率を低く抑える事ができれば、上記発熱セメント体の強度を高くできる。従って、請求項３に記載した発明によれば、良好な導電性を確保しつつ、強度を高くできる。

又、請求項４に記載した様に、発熱セメント体の表面を絶縁体により覆う事により、発熱セメント体に接する物体の電気抵抗に拘らず、この発熱セメント体を所望の抵抗値で所望の大きさの発熱量で安定して発熱させる事を、容易に行なえる。

更に、請求項６に記載した暖房装置の設置方法によれば、上述の様な暖房装置を効率良く設置できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜５は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、本発明を床暖房装置に適用したものである。先ず、本例の床暖房装置１ｂの構成に就いて、図１〜３を参照しつつ説明する。この床暖房装置１ｂは、反射板９と、発熱セメント体１０と、スペーサ１１、１１と、遠赤外線透過部材である床板１２とを備える。即ち、この床板１２の下側（図２、３の下側、特許請求の範囲に記載した「内側」）に、少なくとも、上記反射板９と発熱セメント体１０とスペーサ１１、１１とを合わせた厚さよりも深く、床下面１３（特許請求の範囲に記載した「基面」に相当）を設ける。例えば、上記発熱セメント体１０の大きさを縦２１０mm、横２１０mm、厚さ１０mm、スペーサ１１の厚さを５mmとした場合、上記床下面１３の深さを、上記床板１２の下面から２１mm以上とする事が好ましい。尚、この床下面１３の下側には、ガラス繊維や合成樹脂系等の従来から知られている断熱材により形成した断熱板２５を、予め設置している。

上記床下面１３の上（図２、３の上側、特許請求の範囲に記載した「外」）には、所定（例えば３００mm）の間隔で、例えば、木材製の断面矩形（例えば、３０mm×２１mm）の複数の桟１４、１４を固設する。尚、これら各桟１４、１４同士の間隔は、上記発熱セメント体１０の幅以上であれば良い。図示の例の場合、各桟１４、１４同士の間隔を、発熱セメント体１０との間に隙間を存在させられる程度としているが、この発熱セメント体１０の幅とほぼ同じとする事もできる。この場合、この発熱セメント体１０の両側面と上記各桟１４、１４の側面とが当接するが、本例の場合、この発熱セメント体１０を床暖房として使用する為、使用時のこの発熱セメント体１０の温度は高くない（３０〜４０℃程度）。従って、上記各桟１４、１４が、木材製であっても、これら各桟１４、１４と上記発熱セメント体１０とが当接する状態で使用する事もできる。

又、本例の場合、前記床下面１３上で上記各桟１４、１４同士の間に、上記反射板９（図１、４、５に梨子地で示す部分）を設置している。この反射板９は、ステンレス、鋼、アルミニウム等の金属板の様な遠赤外線を反射するもの（例えば、アルミニウム箔）で、幅が、上記発熱セメント体１０の幅以上で、上記各桟１４、１４同士の間隔以下の帯状の板により構成している。この様な反射板９は、次述する様に、この反射板９の上に前記スペーサ１１、１１を介して設置する、上記発熱セメント体１０の安定性を確保する為、上記床下面１３上に接着剤等により固定する事が好ましい。

又、上記各桟１４、１４同士の間に設置された反射板９の上面には、これら各桟１４、１４の間隔の半分の幅よりも十分に小さく、これら各桟１４、１４同士の間隔から上記発熱セメント体１０の幅を差し引いた値の半分の値よりも大きい幅と、所定の厚さとを有する、複数のスペーサ１１、１１を配置している。本例の場合、これら各スペーサ１１、１１は、例えば、耐熱性を有する合成樹脂により直方形に形成している。そして、それぞれのスペーサ１１、１１を、上記各桟１４、１４に沿って配置している。

又、上記各スペーサ１１、１１は、上記各桟１４、１４の配設方向と直交する方向（図１の上下方向、図２の左右方向）に関して、互いに対向する様に配置されている。この様に互いに対向する１対のスペーサ１１、１１同士の間には、所定の隙間を設けている。図示の例の場合、これら両スペーサ１１、１１の側面を上記各桟１４、１４の側面に当接させる事により、これら両スペーサ１１、１１の位置決めを図りつつ、これら両スペーサ１１、１１同士の間に、上記所定の隙間を設けている。

尚、図示の例では、上記各桟１４、１４の配設方向（図１、３の左右方向）に関して隣り合うスペーサ１１、１１同士の間にも、隙間を設けているが、この隙間は設けなくても（互いの端面同士を当接させても）良い。又、これら各スペーサ１１、１１を各桟１４、１４と同様の長さに形成しても良い。更に、この様なスペーサ１１、１１を、これら各桟１４、１４に予め固定したり、これら各桟１４、１４同士と一体に形成する事もできる。例えば、各桟１４、１４の片側面の一部を切除する事により断面Ｌ字型に形成すれば、この片側面の残部が上記各スペーサ１１、１１として機能する。

上述の様に各桟１４、１４同士の間に設けたスペーサ１１、１１の上面には、上記発熱セメント体１０を、これら各桟１４、１４の配設方向と直交する方向に配置される１対のスペーサ１１、１１を跨ぐ様に設置している。尚、本例の場合、上記発熱セメント体１０は、耐熱性を有する、シリコン系の接着剤或は両面が粘着面である両面テープにより、上記各スペーサ１１、１１の上面に固定されている。但し、前述した様に、上記各桟１４、１４同士の間隔と上記発熱セメント体１０の幅とがほぼ同じである場合、この発熱セメント体１０は、上記各桟１４、１４との間に挟持される事により固定される為、上述の様な接着剤等を使用しなくても良い（勿論、使用する事もできる）。何れにしても、上記発熱セメント体１０の下面と前記反射板９との間には、上記スペーサ１１、１１同士の間の隙間分の空間１５が存在する。

又、本例の発熱セメント体１０は、粒状又は粉状の炭素系材料を分散させたコンクリート又はモルタル製で、全体を板状に形成している。この様な発熱セメント体１０は、例えば、固化前（フレッシュ時）のコンクリート又はモルタルに、それぞれが粒状又は粉状であるグラファイト等の炭素系材料を、１．３〜２重量％の所定割合で含有させたものを、高圧プレス機により例えば９８０ｋＮ（＝１００ｔｆ）程度の大きさの高圧プレスで加圧脱水して板状に成形する。尚、グラファイトの粒子の大きさは、３０〜５０ｎｍ程度のナノカーボン（例えば３８ｎｍ）とする事が好ましい。

又、上記発熱セメント体１０の幅方向（図１の上下方向、図２の左右方向）両端部には、１対の電極１６、１６を互いに平行に埋設している。これら各電極１６、１６は、銅、カーボン繊維等により造る。そして、これら各電極１６、１６の端部に導体１７、１７を接続すると共に、これら各導体１７、１７を上記発熱セメント体１０の外部に導出させている。前記各桟１４、１４の配設方向に関して隣り合う発熱セメント体１０同士の導体１７、１７は、後述する図４（Ｃ）及び図５に示す様に、互いに接続（結線）される。この様な結線は、例えば、圧着スリーブにより導体１７、１７同士を接続し、高圧用の絶縁テープで、二重或は三重に巻き付ける事により行なう。尚、上記各導体１７、１７の表面のうち、これら各導体１７、１７同士の接続部分以外も、勿論、絶縁材料により被覆されている。

尚、本例の床暖房装置１ｂに使用する電気が、例えば、一般家庭で使用される様な（１００Ｖの）低圧であっても、より絶縁性を高める為、上述の様に高圧用（例えば、２００Ｖ用）の絶縁テープを使用する事が好ましい。又、上述の様な結線方法に代えて、上記各導体１７、１７同士を防水用のコネクターにより結線しても良い。但し、この様な防水コネクターは、施工性の面で有利であるが、絶縁性を考えた場合、上述の様な、圧着スリーブと高圧用絶縁テープによる結線の方が好ましい。更に、他の結線方法として、導体１７、１７の端部に予め、互いに係合する端子をそれぞれ固定し、これら両端子同士を繋ぐ方法もある。この場合、予め、一方の導体１７を覆う被覆材と同材料（例えば塩化ビニル）製のチューブを、この一方の導体１７を覆う被覆材の端部に溶着させておく。これにより、この一方の導体１７に固定した端子を上記チューブにより覆う。又、他方の導体１７を覆う被覆材の端部表面には、溶着材を塗布しておく。そして、この他方の導体１７の端子を、上記チューブ内に挿入すると共に、上記一方の導体１７の端子に接続する。このチューブの他方側の端部は、上記他方の導体１７を覆う被覆材に塗布された溶着材により、この他方の導体１７を覆う被覆材に溶着される。これにより、上記各導体１７、１７同士の接続部の絶縁を図れる。尚、上記チューブを、予め、何れかの導体１７の中間部に配置しておき、双方の導体１７、１７の端子同士を接続した後、上記チューブをこの接続部の周囲にスライドさせ、このチューブの両端部と上記双方の導体１７、１７の被覆材とを溶着する事もできる。

又、上記発熱セメント体１０の表面のうち、上記各導体１７、１７の導出部を除く部分を、例えば、数μｍ程度の厚さを有するシリコンゴム系、或は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の絶縁用樹脂等の皮膜を二重に被覆したり、更には、１mm程度の厚さを有する塩化ビニル等のビニル系のシートにより覆う事等により構成され、特許請求の範囲に記載した絶縁体である、絶縁皮膜１８により覆っている。これにより、上記発熱セメント体１０に接する物体の電気抵抗に拘らず、この発熱セメント体１０を所望の抵抗値で所望の大きさの発熱量で安定して発熱させる事を、容易に行なえる。

又、本例の場合、上記発熱セメント体１０の一部（図示の例では下面）に、温度センサ１９を設けている。そして、この発熱セメント体１０の表面温度を測定している。この温度センサ１９の信号は、図示しない制御器に送られる。この制御器は、この温度センサ１９の信号に基づいて、各導体１７、１７を通じて上記発熱セメント体１０に印加する電圧を調節する等して、この発熱セメント体１０の表面温度が所望の温度となる様に制御する。尚、温度センサは、発熱セメント体１０に直接設ける事に加えて、或は、発熱セメント体１０とは別に、床暖房装置１ｂを設置する室内の一部に設けても良い。

上述の様に、床下面１３上に、反射板９、スペーサ１１、１１、発熱セメント体１０等を設置したならば、図２、３に鎖線で示す様に、前記各桟１４、１４の上面に前記床板１２を設置する。この床板１２は、遠赤外線が透過可能な、例えば、木材、石材、合成樹脂材等の材料を所定の形状に形成したものである。

上述の様に構成される床暖房装置１ｂは、例えば、次の様に設置する。この点に就いて図４、５により説明する。先ず、床下面１３の上に、所定の間隔で各桟１４、１４を設置する。次に、図４（Ａ）に示す様に、この床下面１３上のこれら各桟１４、１４同士の間部分にそれぞれ、反射板９を設置する。次いで、図４（Ｂ）に示す様に、この反射板９の上面の所定位置に複数のスペーサ１１、１１を設置する。更に、図４（Ｃ）に示す様に、これら各スペーサ１１、１１の上面に、上記各桟１４、１４の配設方向に直交する方向に関して隣り合うスペーサ１１、１１同士を跨ぐ様に、発熱セメント体１０、１０を設置し、上記各桟１４、１４の配設方向に関して隣り合う発熱セメント体１０、１０の導体１７、１７同士を接続する。この結果、床下に、図５に示す様な状態で、これら各発熱セメント体１０、１０等が設置される。

尚、上記各発熱セメン体１０、１０の全て、或は、所定の数の発熱セメント体１０、１０に予め、温度センサ１９（図２、３参照）を固定しておく。例えば、１対の桟１４、１４同士に間に配置される発熱セメント体１０、１０を１つの列として考えた場合、各列毎に１つの発熱セメント体１０に上記温度センサ１９を設置したり、或は、１部屋毎に１個の発熱セメント体１０にこの温度センサ１９を設置する。又、この様に、発熱セメント体１０、１０に直接温度センサ１９を設置する事に加えて、或は、発熱セメント体１０に直接設置する代わりに、室内の壁等に温度センサを設けても良い。何れにしても、この様な温度センサ１９と、上記各発熱セメント体１０、１０に通電する電圧等を制御する制御器との間を配線したり、或は無線により、上記温度センサ１９の信号をこの制御器に送信可能とする。

又、上記各発熱セメント体１０、１０の導体１７、１７同士の結線を終了した段階で、これら各発熱セメント体１０、１０に通電し、結線部分の絶縁性を確認すると共に、通電状態を確認する。更に、上記制御器により、上記各発熱セメント体１０、１０或は、室内の温度を確実に制御できるか否かを試験する。この様に、安全性及び作動状態を確認した後に、前記各桟１４、１４の上面に床板１２を設置する。

上述の様に構成される床暖房装置１ｂは、導体１７、１７を介して発熱セメント体１０の内部に通電する事により、上記床板１２の外側を暖める。即ち、通電により、この発熱セメント体１０が発熱すると共に、遠赤外線を放射する。従って、この発熱セメント体１０自体の発熱に加えて、遠赤外線がこの床板１２を透過する。本例の場合、この発熱セメント体１０を、セメント或はモルタル内に炭素系材料を均一に分散させる事により形成している為、この発熱セメント体１０自体の温度分布を均一にできると共に、この発熱セメント体１０の内部の電気抵抗を所定値に調整し易い。更に、この発熱セメント体１０の遠赤外線の放射率を高くできる。

又、本例の場合、上記発熱セメント体１０と所定の隙間を有する状態で、この発熱セメント体１０の下側に前記反射板９を設置している。この為、この発熱セメント体１０から放射される遠赤外線のうち、上面から放射される遠赤外線に加えて、下面から放射される遠赤外線も上記反射板９により反射され、前記床板１２を透過する。即ち、この反射板９により反射された遠赤外線は、上記発熱セメント体１０及び上記床板１２を透過する。この結果、室内に放射される遠赤外線の量を多くでき、暖房効果をより向上させられる。

更に、本例の場合、上記各発熱セメント体１０、１０と反射板９との間に所定の空間１５が存在する為、これら各発熱セメント体１０、１０自体の発熱により、この空間１５に存在する空気が暖められる。この結果、対流が生じて上記各発熱セメント体１０、１０が存在しない部分の空気の温度も上昇する。そして、これら各発熱セメント体１０、１０が存在しない部分の温度が低くて不快感を感じたりする事もなく、床全体を暖められ、室内の暖房効果を高められる。本例の場合、床下面１３の下側に断熱板２５を設置している為、上記空間１５に存在する空気を、より効率良く暖める事ができ、更に暖房効率を向上させられる。

又、本例の床暖房装置１ｂの場合、上記各発熱セメント体１０、１０の内部に通電する事により暖房効果を得られるので、ボイラ等の高価な機器を設置する必要がない。又、本例の場合、遠赤外線による暖房効果も得られるので、上記各発熱セメント体１０、１０の発熱温度を高めなくても、十分な暖房効果を得られる。従って、消費電力を抑えられる。更に、上記発熱セメント体１０、１０同士の間に隙間が存在しても優れた暖房効果を得られる為、暖房効果を高めるべくこれら各発熱セメント体１０、１０を数多く設置する必要もない。この結果、本例の暖房装置１ｂの場合、イニシャルコスト及びランニングコストを低く抑えられる。本発明者が行なった実験によれば、同じ広さの室内を、ニクロム線による電気ヒータや、オイルヒータを使用して暖めた場合と比べて、消費電力を凡そ半分にできる事が分かった。

又、上述のニクロム線等の電気ヒータ等はヒータの表面温度が高い為、子供等が火傷する可能性があるが、本例の床暖房装置１ｂの場合、発熱セメント体１０、１０の表面温度は、３０〜４０℃程度で済むので、仮にこれら各発熱セメント体１０、１０を直接触った場合でも、火傷する心配はない。

［実施の形態の第２例］
図６は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、本発明を壁暖房に適用した場合を示している。本例の壁暖房装置２０の場合、特許請求の範囲に記載した遠赤外線透過部材である、図示しない壁板の内側に、水平方向と平行（図６の左右方向）に桟１４ａ、１４ａを固定する。これら各桟１４ａ、１４ａ同士の間隔は、発熱セメント体１０、１０の鉛直方向（図６の上下方向）の幅とほぼ同じとする。これら各発熱セメント体１０、１０を壁内に設置する場合、特許請求の範囲に記載した基面に相当する壁内面２１上に、上記各桟１４ａ、１４ａを所定の間隔で固定し、これら各桟１４ａ、１４ａの間に反射板９を設置する。次に、これら各反射板９の外面（図６の表裏方向の表側の面）の所定位置に、スペーサ１１、１１を固定する。そして、これら各スペーサ１１、１１の外面に、上記各発熱セメント体１０、１０を接着剤等により固定する。

上記各発熱セメント体１０、１０を設置する際、これら各発熱セメント体１０、１０の鉛直方向下側の面を、上記各桟１４ａ、１４ａのうち、これら各発熱セメント体１０、１０の下側に存在する桟１４ａの鉛直方向上面に載置する。この状態で、上記各発熱セメント体１０、１０の鉛直方向上面は、これら各発熱セメント体１０、１０の上側に存在する桟１４ａの鉛直方向下面に当接する。この結果、これら各発熱セメント体１０、１０が、上記各桟１４ａ、１４ａの間に挟持される。これにより、仮に、これら各発熱セメント体１０、１０と上記各スペーサ１１、１１との接着が剥がれても、これら各発熱セメント体１０、１０が上記各桟１４ａ、１４ａの間から脱落する事を防止できる。

尚、上記各発熱セメント体１０、１０の重さは、２１０mm×２１０mm×１０mmの大きさで、凡そ１kgである。従って、上記各発熱セメント体１０、１０と上記各スペーサ１１、１１との接着のみにより固定した場合、これら各発熱セメント体１０、１０の固定が不十分となる可能性がある。従って、上述の様に、各発熱セメント体１０、１０を、上記各スペーサ１１、１１との接着に加えて、上記各桟１４ａ、１４ａ同士の間に挟持する事により、壁内に固定する事が好ましい。又、上記各発熱セメント体１０、１０の一部を上記各桟１４ａ、１４ａの一部に、耐熱性及び絶縁性を有する粘着テープで固定すれば、より強固に固定できる。又、壁板の内側に、所定の突出量を有する木材或は耐熱性を有する弾性材等の突起を設け、この壁板の固定に伴い、この突起により上記各発熱セメント体１０、１０を抑え付ける様にしても良い。或は、別の止め部材により、これら各発熱セメント体１０、１０を壁内面２１に直接固定しても良い。その他の構造及び作用は、上述の実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
図７は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、本発明を足温器に適用した場合を示している。本例の足温器２２は、持ち運びができ、且つ、上面に足を載せる等して、簡易的に暖房を行なえるものである。この様な足温器２２を構成する為に、木材等の所定の強度を有する枠２３内に、反射板９、スペーサ１１、１１、発熱セメント体１０を設置している。

即ち、上記枠２３の奥面２４に上記反射板９を設置すると共に、この反射板９の上面に所定の間隔を空けて、上記各スペーサ１１、１１を固定している。そして、これら各スペーサ１１、１１同士を跨ぐ様に、上記発熱セメント体１０を固定している。この発熱セメント体１０の表面の一部には、温度センサ１９を設置している。又、この発熱セメント体１０の内部の幅方向両側に設けた１対の電極に接続した導体１７、１７を外部に導出する。これら各導体１７、１７は、上記枠２３の一部に設けた通孔を通じて、図示しない電源に接続される。又、これら各導体１７、１７と電源との間に制御器を設け、上記発熱セメント体１０の発熱温度を調整する。更に、上記枠２３の上側の開口部に、遠赤外線が透過可能な、例えば、木材製等の図示しない蓋を固定する。使用時には、この蓋の上面に足を載せる等して、暖房を行なう。その他の構成及び作用は、前述の実施の形態の第１例と同様である。

本発明の実施の形態の第１例を、一部を抜き出して床板を省略した状態で模式的に示す平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図 第１例の設置方法を段階的（工程順）に示す、図１と同様の図。 第１例の設置状態の１例を、一部を抜き出して模式的に示す斜視図。 本発明の実施の形態の第２例を、壁板を省略した状態で示す、図１と同様の図。 同じく第３例を、蓋を省略した状態で模式的に示す平面図。 床暖房装置の従来構造の第１例を示す模式図。 同じく第２例を示す部分断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 床暖房装置
２ 熱源器
３、３ａ パネル
４ 温水管
５ 配管
６ カーボンヒータ
７ 絶縁シート
８ 断熱材
９ 反射板
１０ 発熱セメント体
１１ スペーサ
１２ 床板
１３ 床下面
１４、１４ａ 桟
１５ 空間
１６ 電極
１７ 導体
１８ 絶縁皮膜
１９ 温度センサ
２０ 壁暖房装置
２１ 壁内面
２２ 足温器
２３ 枠
２４ 奥面
２５ 断熱板

Claims (6)

1. 遠赤外線を反射させる反射板と、この反射板との間に所定の隙間を有する状態で設置され、粒状又は粉状の炭素系材料を分散させた状態で含有したコンクリート又はモルタル製の発熱セメント体と、この発熱セメント体の周囲のうちの少なくとも上記反射板と反対側に設置され、遠赤外線が透過可能な遠赤外線透過部材とを備え、上記発熱セメント体の内部に通電する事により、この遠赤外線透過部材の外側を暖める暖房装置。
2. 反射板の両側面のうち、発熱セメント体が存在する側と反対側に断熱板を設置した、請求項１に記載した暖房装置。
3. 発熱セメント体が、固化前のコンクリート又はモルタルに粒状又は粉状の炭素系材料を所定の割合で含有させたものを、高圧プレスにより加圧脱水して、この炭素系材料を分散させると共に、所定の形状に成形され、両側に設けた電極により内部に通電自在である、請求項１又は請求項２に記載した暖房装置。
4. 発熱セメント体の表面を絶縁体により覆った、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した暖房装置。
5. 遠赤外線透過部材が床板又は壁板であり、この床板又は壁板の内側に反射板及び発熱セメント体を設置しており、これら反射板と発熱セメント体との間に互いに間隔を空けて複数のスペーサを設ける事により、これら反射板と発熱セメント体との間に所定の隙間を設けた、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した暖房装置。
6. 請求項５に記載した暖房装置の設置方法であって、床板又は壁板の内側に存在する基面上の一部に、反射板と各スペーサと発熱セメント体とを合わせた厚さよりも大きな厚さを有する複数の桟を、互いに間隔を空けて設置すると共に、上記基面上のうちのこれら各桟同士の間に上記反射板を設置し、次いで、この反射板の外面に複数のスペーサを互いに間隔を空けて固定し、更に、これら各スペーサの外面に、隣り合うスペーサ同士を跨ぐ様に複数の発熱セメント体を互いに間隔を空けて設置した後、上記各桟の外面に上記床板又は壁板を設置する暖房装置の設置方法。

Images