JP6634010B2 - 相変化物質を備える暖房器具 - Google Patents

Description

本発明は、相変化物質を備える暖房装置に関するものである。本発明の属する技術分野は家庭用暖房に関する。

電気加熱装置であって、部屋の垂直壁に固定された背面を有するフレーム、と、放射前面を有する放射素子を備えたケーシングを備え、例えば、加熱ケーブルまたは抵抗をフィルム上にスクリーン印刷したものなどの加熱素子によって背面から加熱する構成は、従来技術として知られている。

動作中は、これらの機器のケーシングの表面温度は高温に達するため、特に使用者を火傷させるリスクに晒す温度になる。ケーシングの下部は非常に幼い子供でも簡単に接近可能であるため、これらの暖房器具は、より特に危険である。

従来技術で知られている解決方法としては、この種の機器のケーシング表面の温度が上限値を超えないように確保することである。例えば、既存の暖房器具は、ケーシングの表面温度を低くするために、最大電力を低い値に設定していたり、また、最大電力を低い値に低下させるように電気機器を装備したりしている。

しかしながら、これらの解決手段は満足できるものではなく、第一に、暖房器具を特別にその仕様に設計する必要があり、暖房器具が誤動作した場合に使用者がリスクを受けることになる。

従来技術では、暖房器具への電力供給は、制御機器でコントロールされたサイリスタの利用を基にしている。これらのサイリスタは、即効動作スイッチのように作動し、開／閉のサイクルにより暖房機器への電力供給をコントロールしている。

しかしながら、サイリスタによる開／閉のサイクルは、１分間に数回生じることがあり、サイリスタの著しい過熱を引き起こし、損傷を与えることがある。そのため、サイリスタは後に冷却される必要がある。この問題は、特に暖房器具の温度が、ある温度で安定しているときに生じている。

暖房器具内のサイリスタの周囲に空気を導入する対流冷却、次に、ヒートシンクを用いた熱伝導によるサイリスタの冷却方法が知られている。サイリスタに触れると蒸発する液体にサイリスタを浸漬し、さらにその後、サイリスタから離れたところの冷たい表面に接触した時に液化することもまた知られている。サイリスタに蓄積されるエネルギーは、このように取り除くことができる。

しかしながら、これらの解決方法にはいくつかの欠点がある。例えば、シンクの使用では、十分にサイリスタを冷却することができない可能性があり、また、ヒートシンクは、粉塵によって目詰まりする傾向があり、それにより効率が低下することがある。サイリスタの冷却に流体を使用することは、特に高価で目詰まり・汚染するという欠点があり、複雑で密封されたシステムの使用が必要となる。

今日では、電気暖房器具の開発は、ユーザーの快適性を向上することを目的としている。具体的には、設計者は急速に加熱するが、非常にゆっくりと冷却する暖房器具を作ることを目指している。

従来技術においても、いくつかの解決方法が可能である。例えば、低熱慣性の放射素子に加えて、装置の背面に高い熱慣性を持つ素材を使用することが知られている。これにより、放射素子が非常に急速に加熱・冷却する一方、高い熱慣性を持つ要素は非常にゆっくりと加熱・冷却することになる。しかしながら、この解決手段には欠点があり、装備される放熱前面は、放射素子が加熱されなくなるとすぐに冷却してしまうことになる。その他の解決方法としては、中間熱慣性とするために、溶岩(lave)石やガラスなどの不活性慣性素材を使用するものがある。

しかしながら、この解決方法は、高熱慣性と低熱慣性との妥協でしかなく、急速に加熱するが、非常にゆっくりと冷却するという暖房器具は実現されていない。

本発明は、従来技術の欠点を改善することにより、これらの一つまたは複数の技術的問題を解決することを目的とする。

さらに詳細には、本発明は、電気暖房器具に関し、
−相変化物質を備えたケーシングと、実質的に垂直な壁に固定されるのに適した背面と、を備えたフレームを備え、ケーシングと背面とは、フレームの内部容積を区画しており、
−加熱素子が、フレームの内部容積内に配置されている構成である。

相変化物質は、その物理的状態を変化させることにより、実質的に一定の温度でエネルギーを蓄積することができる物質である。

ケーシングは放射前面を備えた放射素子を備えており、加熱素子により加熱され、相変化物質が放射素子内に配置されていることが望ましい。

本発明の第一の実施例では、相変化物質の相変化温度Tφは、ケーシングに許容される最大温度であるTmaxよりもわずかに高くなっている。

この暖房器具は、もし器具が故障した場合、ケーシングの温度上昇を遅らせることにより、利用者が火傷を負う危険性を低減するという利点がある。

本発明の第二の実施例では、相変化物質の相変化温度TφAは、放射前面の要求温度TvAと実質的に等しくなっている。

放射素子の加熱がサイリスタによって制御されている場合、この加熱器具は特に有利になる。実際上は、この器具ではサイリスタの活性化の頻度を低くして、加熱を制限することが出来る。

この実施例では、放射素子は、有利には、ケーシングに許容される最大温度Tmaxよりもわずかに高い相変化温度Tφである、第二の相変化物質を備える。

本発明の第三の実施例では、相変化物質の相変化温度TφBは、放射前面の要求温度TvBより僅かに低くなっている。
この暖房器具は、急速な加熱と、ゆっくりした冷却という利点を提供するため、ユーザーの快適性の向上が図れる。

この実施例では、放射素子は、有利には、ケーシングに許容される最大温度Tmaxよりもわずかに高い相変化温度Tφである第二の相変化物質を備えており、および／または、第三の相変化物質の相変化温度TφAは、放射前面で要求される温度TvAと実質的に等しくなっている。

本発明の実施例の一つにおいて、放射素子は、いくつかの区画（コンパートメント）を有する密封容器を形成し、その中に相変化物質が充填配置され、放射前面と放射素子の背面とを連結する少なくとも１つのチャネルを形成するように区画（コンパートメント）が構成される。別の例では、実質的に放射前面に平行配置された、少なくとも１つのチャネルを形成するように、更なる区画（コンパートメント）が配備される。

この暖房器具は、背面から放射前面に向けて、放射素子により良好な熱伝導性を保持するという効果を提供している。

本発明は、以下の説明を解読し、添付の図面を参照することによってよりよく理解される。図面は、ガイダンス（解説）のために提供されるものであり、如何なることがあっても本発明を限定するものでない。図面で示すものは：

本発明の一実施例に係る加熱器具の概略断側面図である。

受け取ったエネルギーによって変化する相変化物質の温度変化を示す。

図１に示されたもの以外の本発明の実施例に係る暖房器具の概略断側面図である。

従来技術による暖房器具の前面温度の経時変化を示す。

図３に示すその他の実施例の暖房器具の概略断側面図である。

図３に示す実施例による暖房器具の前面温度の経時変化を示す。

図１および図３に示されたもの以外の本発明の実施例に係る暖房器具の概略断側面図である。

図６に示す実施例による暖房器具の前面温度の経時変化を示す。

図６に示すその他の実施例の暖房器具の概略断側面図である。

図１は、本発明の第一の実施例に係る暖房器具１００を示している。

暖房器具１００は、フレーム１０１を有する。フレーム１０１は、実質的に垂直な壁に固定されるのに適している背面１０２を備えている。フレーム１０１は、ケーシング１０３も装備している。背面１０２とケーシング１０３は共に、加熱素子１０５を収容するフレーム１０１の内部容積１０４を区分している。

ケーシング１０３は、最高許容温度がTmaxからなるものである。最高温度のTmaxは、ユーザーに危険、特に火傷の危険がおよぶ温度を超える（暖房）器具１００の温度である。最高温度Tmaxは、例えば、標準化されるものである。最高温度Tmaxは、例えば、装置１００の中の制御装置（図示せず）のデータメモリに入力される。

本発明の実施例の一つでは、加熱素子１０５は、対流によって器具１００に流動する空気を加熱している。加熱素子１０５は、フレーム１０１の背面１０２の近くに設置される。加熱素子１０５は、例えば、抵抗発熱体からなる。

図１に示す例では、ケーシング１０３は、放射前面１０７を備えた放射素子１０６を備える。放射素子１０６は、加熱素子１０５によって加熱される。加熱素子１０５は、放射素子１０６を実質的に均一に加熱するように配置される。

本発明に係る一つの実施例（図示せず）によれば、ケーシング１０３は複数の放射素子１０６を備え、それぞれが放射前面１０７と加熱素子１０５とを備えた構成である。放射素子１０６は、放射素子１０６の放射前面１０７が共に、器具１００の前面を形成するように配置されている。

ケーシング１０３は、相変化物質１０９を備えている。該物質１０９は、例えば、パラフィン、アルコール、シリカゲル、溶融塩または含水塩（塩水和物）からなる。図１に示す例では、相変化物質１０９は、具体的には放射素子１０６内に配置される。

相変化物質１０９は、相変化温度Tφ（の特性）を有する。本発明の好ましい実施例では、相変化温度Tφは、液体から固体へ及び固体から液体への相変化によるものである。その他の例では、相変化温度Tφは、液体から気体（ガス）へ及び気体（ガス）から液体への相変化によるものである。

受領されたエネルギーＥに応じた、固体から液体へ、また、液体から固体へ相変化する経過時の相変化物質１０９の温度Tmの変化が、図２に記載されている。物質１０９が固体相である時は、温度Tmは相変化温度Tφ以下である。物質１０９が固体相の状態で、物質１０９がエネルギーＥを受領すると温度Tmが上昇する。物質１０９の温度Tmが相変化温度Tφに到達すると、物質１０９は固体と液体の相を同時に有することになる。その結果、物質１０９が受領する追加のエネルギーＥは、温度Tmの上昇を伴うことなく、物質１０９に蓄積される。物質１０９の温度Tmは、相変化温度Tφで安定することになる。
さらに、ある程度の量のエネルギーＥを受領した後、該物質１０９は液体相を有したまま、温度Tmがさらに上昇し始める。受領したエネルギーEによる（依存する）液体から気体（ガス）へ、または、気体（ガス）から液体への相変化の経過時の相変化物質１０９の温度Tmの変化は、類似している。

図１に示されている例では、物質１０９は、放射素子１０６を形成する密閉容器１１１の内部に配置される。
容器１１１は、例えば、金属またはプラスチックからなる。別の実施例によれば、容器は、細胞（気泡）構造を持つ物質からなっている。また他の例では、物質１０９は、他の多孔質の固体材料を浸漬するために用いられる。多孔質の固体物質は、複合物質であることが望ましい。複合物質を浸漬する物質１０９は、例えば、セラミックやポリマーボールにカプセル化された溶融塩を浸すために使用されるパラフィンからなる。

図１に示す例では、加熱素子１０５は、放射素子１０６の裏面１０８に対して着設される。加熱素子１０５は、例えば、加熱ケーブルまたはプラスチックフィルムにスクリーン印刷された抵抗からなる。また他の例では、加熱素子１０５は、容器１１１の内部の相変化物質１０９中に埋め込まれている。

図１に示す例では、相変化温度Tφがケーシング１０３の最大温度Tmaxより僅かに高くなるように、相変化物質１０９が選択される。“僅かに高い”とは、相変化温度Tφと最高温度Tmaxとの差が３０℃を超えない事を意味する。

この構成では、ケーシング１０３の温度が、物質１０９の相変化温度Tφに達するまでに、最大許容温度Tmaxを超えた場合には、物質１０９が相変化（相転移）を起こすため、ケーシング１０３の温度は、相変化温度Tφである一定期間の安定を保つことになる。暖房器具１００がオーバーヒートした場合、ケーシング１０３の温度上昇は、このように遅延させられるため、ユーザーのリスクは限定される。

図３は、本発明の第二の実施例に係る暖房器具１００Ａを示している。

暖房器具１００Ａは、フレーム１０１を備える。フレーム１０１Ａは、実質的に垂直な壁に固定されるのに適した背面１０２Ａを備えている。フレーム１０１Ａは、また、ケーシング１０３Ａを備えている。背面１０２Ａとケーシング１０３Ａは共に、加熱素子１０５Ａを収容するフレーム１０１Ａの内部容積１０４Ａを区分している。

ケーシング１０３Ａは、放射前面１０７Ａを備えた放射素子１０６Ａからなる。本発明の一実施例によれば、放射素子１０６Ａは、放射前面１０７Ａから距離を置いて配置されるハニカム板で覆われている。放射素子１０６Ａは、加熱素子１０５Ａによって加熱される。加熱素子１０５Ａは、放射素子１０６Ａを実質的に均一に加熱するように配置されている。

本発明に係る一つの実施例（図示せず）によれば、ケーシング１０３Ａは複数の放射素子１０６Ａを備え、それぞれが放射前面１０７Ａと加熱素子１０５Ａとを備えた構成である。放射素子１０６Ａは、放射素子１０６Ａの放射前面１０７Ａが共に、器具１００Ａの前面を形成するように配置されている。

加熱素子１０５Ａは、スイッチ１１０Ａに接続されている。スイッチ１１０Ａは、トライアック、すなわち、交流のための三極管であることが望ましい。トライアック１００Ａは、２つのサイリスタの組み合わせからなる。

作動時には、トライアック１１０Ａが周期的に開閉する。トライアック１１０Ａが閉じている状態で、加熱素子１０５Ａに電気エネルギが供給される。トライアック１１０Ａが開いている状態では、加熱素子１０５Ａには電気エネルギは供給されない。本発明の一実施例では、トライアック１１０Ａの開時間と閉時間は等間隔としている。また、他の例では、トライアック１１０Ａの開時間と閉時間は同一でない。

トライアック１１０Ａは、装置１００Ａの中の制御装置（図示せず）により制御される。制御装置は、マイクロプロセッサ、データメモリ、プログラムメモリ、および少なくとも１つの通信バスを備える。制御装置は、入力インタフェースにより、器具１００Ａが設置されている空間の温度Tpを測定する1つまたは複数のプローブ（探針手段）と接続されている。制御装置はまた、入力インタフェースにより電子時計とも接続されている。制御装置は、出力インタフェースによりトライアック１１０Ａへと接続されている。

装置１００Ａが起動された後で、空間温度Tpが設定温度Tcに到達したら、制御装置は、空間温度Tpを設定温度Tcに保つためにトライアック１１０Ａを始動させる。設定温度Tcは、例えば、制御装置のデータメモリに予め記録されている。トライアック１１０Ａはその後、一定の時間間隔Δtで開・閉する。時間間隔Δtは、例えば、制御装置のデータメモリに予め記録されている。時間間隔Δtは、トライアック１００Ａの開・閉サイクルにかかわらず、放射前面１０７Ａの温度Tf が実質的に一定になるように設定される。

図４は、暖める空間の温度Tpが設定温度Tcに保持されている相位（形態）の間における、トライアックを備えた前述の従来技術の暖房器具の放射前面の温度Tfの経時変化を示している。カーブ線の下の灰色の領域はTRIACが閉じている時間を表している。放射前面の温度Tfが実質的に一定となるように、開・閉サイクルの時間間隔は短くなっている。その時間間隔は、例えば３０から６０秒の範囲である。

ケーシング１０３Ａは、相変化物質１０９Ａを備える。該物質１０９Ａは、例えば、パラフィン、アルコール、シリカゲル、溶融塩または含水塩（塩水和物）からなる。図３に示す例では、相変化物質１０９Ａは、より詳細には放射素子１０６Ａ内に配置される。

相変化物質１０９Ａは、相変化温度ΤφΑ（の特性）を有する。本発明の好ましい実施形態では、相変化温度ΤφΑは、固体から液体へ及び液体から固体への相変化である。その他の例では、相変化温度ΤφΑは、液体から気体へ及び気体から液体への相変化によるものである。相変化物質１０９Ａの性質は、上述の図２に示されたものと同様である。

図３に示す例では、該物質１０９Ａは、具体的には、放射素子１０６を形成する密閉された容器１１１の中に配置される。容器１１１Ａは、例えば、金属またはプラスチックからなる。別の実施例によれば、容器は、細胞（気泡）構造を持つ物質からなる。その他の例では、物質１０９Ａは、他の多孔質の固体材料を浸漬するために用いられる。多孔質の固体物質は、複合物質であることが望ましい。複合物質を浸漬する物質１０９Ａは、例えば、セラミックやポリマーボールにカプセル化された溶融塩を浸すために使用されるパラフィンからなる。

図３に示す実施例では、加熱素子１０５Ａは、放射素子１０６Ａの背面１０８Ａに対して着設される。加熱素子１０５Ａは、例えば、加熱ケーブルまたはプラスチックフィルムにスクリーン印刷された抵抗からなる。また他の例では、加熱素子１０５Ａは、容器１１１Ａの内部の相変化物質１０９Ａ中に埋め込まれている。
図５に示す別の例では、加熱素子１０５Ａは抵抗線からなり、容器１１１Ａは、電気的な絶縁性と熱伝導性ある物質１１６Ａ、例えばマグネシア（酸化マグネシウム）、の中に抵抗線１０５Ａが埋め込まれた区画１１５Ａを備えており、一つまたは複数の他の区画１１７Ａには相変化物質１０９Ａが配置される。放射素子１０６Ａを覆うハニカム板１１８Ａの使用は、具体的には最後の実施例に適用される。

図３に示す例では、相変化温度TφAが、放射前面１０７Ａの要求温度TvAと実質的に等しくなるように、相変化物質１０９Ａが選択される。要求される温度TvAは、例えば、室内温度Tp が設定温度Tc.に到達した時に、放射前面１０７Ａの温度Tf と実質的に等しくなる。

ここでは、要求温度TvAに近くなると、相変化物質は相（態）を変化（相転移）させ、放射前面１０７Ａの温度の上昇または降下は遅く（鈍く）なる。放射前面１０７Ａは、このようにして実質的に一定の温度を保つことが可能であり、この時間間隔Δtは、図４に示されている従来の時間間隔に対して増加するので、従って、トライアック１１０Ａの作動の頻度も少なくて済むため、サイリスタの加熱が低減（限定）される。
図６は、暖める空間の温度Tpが設定温度Tcに保持されている間の相位（形態）の、器具１００Ａの放射前面１０７Ａの温度Tfの時間tにおける経時変化を示している。カーブ（曲）線の下の灰色の領域はトライアック１１０Ａが閉じている時間を表している。図６は、器具１００Ａの筐体１０３Ａの中に相変化物質１０９Ａを用いることにより、放射前面１０７Ａの温度Tfが、図４と同じように要求温度TvAあたりで変化するとともに、サイリスタ１１０Ａの開・閉サイクルの頻度が減少していること示している。

本発明の第二の実施例は、有利には、本発明の第一の実施例と組み合わせることが可能である。放射素子１０６Ａは、ケーシング１０３Ａの最大許容温度Tmaxよりもわずかに高い相変化温度TφAを有する第二の相変化物質１０９を備える。したがって、器具１１０Ａは、相変化物質１０９Ａの使用に関する利点と、相変化物質１０９の使用に関する利点の両方を共有する。

図７は、本発明の第三の実施例に係る暖房器具１００Ｂを示している。

暖房器具１００Ｂは、フレーム１０１Ｂを備える。フレーム１０１Ｂは、実質的に垂直な壁に固定されるのに適している背面１０２Ｂを備えている。フレーム１０１Ｂは、ケーシング１０３Ｂを装備している。背面１０２Ｂとケーシング１０３Ｂは共に、加熱素子１０５Ｂを収容するフレーム１０１Ｂの内部容積１０４Ｂを区分している。

ケーシング１０３Ｂは、放射前面１０７Ｂを備えた放射素子１０６Ｂを備える。本発明の一実施例によれば、放射素子１０６Ｂは、ハニカム板で覆われており、放射前面１０７Ｂから距離を置いて配置されている。放射素子１０６Ｂは、加熱素子１０５Ｂによって加熱される。加熱素子１０５Ｂは、放射素子１０６Ｂを実質的に均一に加熱するように配置されている。

本発明に係る実施例（図示せず）によれば、ケーシング１０３Ｂは複数の放射素子１０６Ｂを備え、それぞれが放射前面１０７Ｂと加熱素子１０５Ｂを備えた構成である。放射素子１０６Ｂは、放射素子１０６Ｂの放射前面１０７Ｂが共に、器具１００Ｂの前面を形成するように配置されている。

ケーシング１０３Ｂは、相変化物質１０９Ｂを備えている。物質１０９Ｂは、例えば、パラフィン、アルコール、シリカゲル、溶融塩または含水塩（塩水和物）からなる。図７に示す例では、相変化物質１０９Ｂは、より詳細には放射素子１０６Ｂ内に配置されている。

相変化物質１０９Ｂは、相変化温度TφB（の特性）を有する。本発明の好ましい実施形態では、相変化温度ΤφBは、固体から液体へ及び液体から固体への相変化によるものである。その他の例では、相変化温度ΤφBは、液体から気体へ及び気体から液体への相変化によるものである。相変化物質１０９Ｂの性質は、上述の図２に示されたものと同様である。

相変化物質は、一般的に低い熱伝導率を有する。言い換えれば、相変化物質は容易に熱を伝達しない。相変化物質は、一般的に、単純な相位（固体、液体または気体）の状態では低い熱量であるが、相変化（固体、液体または気体）する状態の間は高い熱容量となる。言い換えれば、単純な相位の状態の相変化物質の温度を上昇させるよりも、相変化の状態において相変化物質の温度を上昇させる方が、より多くのエネルギーを必要とする。

図７に示す例では、物質１０９Ｂは、放射素子１０６Ｂを形成する密閉容器の内部に配置される。容器１１１Ｂは、例えば、金属またはプラスチックからなる。
別の実施例によれば、容器は、細胞（気泡）構造を持つ物質からなっている。また、別の例では、物質１０９Ｂは、他の多孔質の固体材料を浸漬するために用いられる。多孔質固体物質は、複合物質であることが望ましい。複合物質を浸漬する物質１０９Ｂは、例えば、セラミックやポリマーボールにカプセル化された溶融塩を浸すために使用されるパラフィンからなる。

図７に示す例では、加熱素子１０５Ｂは、放射素子１０６Ｂの裏面１０８Ｂに対して着設される。加熱素子１０５Ｂは、例えば、加熱ケーブルまたはプラスチックフィルムにスクリーン印刷された抵抗からなる。また、他の例では、加熱素子１０５Ｂは、容器１１１Ｂの内部の相変化物質１０９Ｂ中に埋め込まれている。
別の例では、加熱素子１０５Ｂは抵抗線からなり、容器１１１Ｂは、電気的な絶縁性と熱伝導性ある物質１１６Ａ、例えばマグネシア（酸化マグネシウム）、の中に抵抗線が埋め込まれた区画を備えており、一つまたは複数の他の区画に相変化物質１０９Ｂが配置されている。放射素子１０６Ｂを覆うハニカム板の使用は、具体的には最後の例に適用される。この例は、本実施例で図５に示すものと同一である。

図７に示す例では、相変化温度TφBが、放射前面１０７Ｂの要求温度TvBより若干低くなるように相変化物質１０９Ｂが選択される。要求される温度TvBは、例えば、器具１００Ｂの設置された室内温度Tpが、設定温度Tcに到達した時に、放射前面１０７Ａの温度Tfと実質的に等しくなる。“僅かに低い”とは、相変化温度TφBと要求温度TvBとの差が７０℃を超えない事を意味する。要求温度TvBは、例えば、装置１００Ｂの中の制御装置（図示せず）のデータメモリに入力される。

このように、暖房器具１００Ｂの温度が急激に上昇し、穏やかに降下することで、ユーザーの快適性を向上させている。

図８は、器具１００Ｂの温度の上昇とその後の下降する状態における、経時tにわたる器具１００Ｂの放射前面１０７Ｂの温度Tf の変化を示している。図８はまた、同じ状態（段階）における、従来技術の機器の放射前面の経時ｔにわたる温度Tf の変化も示している。

時間軸ｔ１１において、器具１００Ｂおよび従来技術の器具は、例えば、作動を開始する。

安定状態となる要求された温度TvB に達するまで、従来技術の器具の放射前面の温度Tfは、急激に上昇する。

器具１００Ｂが作動した状態では、放射素子１０６Ｂ内に配置される相変化物質１０９Ｂは、固体の状態にある。時間軸t１２において、器具１００Ｂの放射前面１０７Ｂの温度Tfは、物質１０９Ｂの相変化温度TφBを僅かに下回る温度まで急激に上昇する。時間軸t１２において、物質１０９Ｂは相位（態）を変化させ：固体と液体の両方からなる状態となる。物質１０９Ｂの相位（態）が変化する間は、時間軸t１３にかけて、物質１０９Ｂの相変化温度TφBよりも僅かに高い温度に達するまで、放射前面１０７Ｂの温度Tfは遅い速度で上昇（進行）する。

物質１０９Ｂの相位が変化するとき、放射前面１０７Ｂの温度Tfが遅い速度で上昇するのは、物質１０９Ｂは、単純な相位では低い熱容量を有しており、相位変化の間は高い熱容量を有するからである。時間軸t１３において、物質１０９Ｂは、液体状態であり、おおよそ安定する要求温度TvB に達するまで、放射前面１０７Ｂの温度Tf は再び急速に上昇し始める。

したがって、その物質１０９Ｂの相変化温度TφBが、要求温度TvBより僅かに下のものを選択すれば、放射前面１０７Ｂの高速な温度上昇は僅かにしか影響されない。器具１００Ｂの温度が上昇する時に、ユーザーには快適さが提供される。時間軸t21において、器具１００Ｂおよび従来技術の器具は作動終了（off）とされる。

先行技術の器具の放射前面の温度Tfは、安定状態となる室温に達するまで急激に低下する。

器具１００Ｂがオフ（作動終了）となった場合、放射素子１０６Ｂ内に配置される相変化物質１０９Ｂは、まだ液体の状態である。器具１００Ｂの放射前面１０７Ｂの温度Tfは、時間軸t２２において、物質１０９Ｂの相変化温度TφBより僅かに高い温度へと急激に降下する。時間軸t２２において、物質１０９Ｂは相位（態）を変化させる。物質１０９Ｂの相位（形態）が変化するまでの間、放射前面１０７Ｂの温度Tfは、物質１０９Ｂの相変化温度TφBよりも僅かに低い温度に、時間軸t２３まで、よりゆっくりと降下する。時間軸t２３では、物質１０９Ｂは、固体状態となり、おおよそ安定状態となる室温に達するまで、放射前面１０７Ｂの温度Tfは再び急速に降下し始める。

したがって、要求温度TvBより僅かに低い相変化温度TφBの物質１０９Ｂを選択することにより、放射前面１０７Ｂの温度の降下は、物質１０９Ｂの相変化によって減速され、ある一定時間、相変化温度TφBに留める。この器具１００Ｂの温度の降下により、ユーザーに快適性が提供されている。

図９は、図７に示す他の実施形態に応じた器具１００Ｂを示している。図９に示している他の例は、本発明の第一および第二の実施例にも適用可能である。

図９に示す例では、容器１１１Ｂは、相変化物質１０９Ｂが充填された幾つかの区画１１２Ｂを備えている。容器１１１Ｂは、アルミニウムであることが望ましい。区画１１２Ｂは、放射前面１０７Ｂと放射素子１０６Ｂの背面１０８Ｂとを連結する、少なくとも1つのチャネル１１３Ｂが形成されるように配置されている。この例では、区画１１２Ｂには、複数のチャネル１１３Ｂが形成されている。チャネル１１３Ｂは、実質的に平面でかつ垂直（鉛直）であることが望ましい。チャネル１１３Ｂは、放射素子１０６Ｂの背面１０８Ｂからの熱が、放射前面１０７Ｂへ容易に伝わるように形成されている。図９に示す例では、区画１１２Ｂは、チャネル１１４Ｂが実質的に放射前面１０７Ｂと並行に形成されるように配置されている。

図９に示す例では、放射前面１０７Ｂは凸状である。放射前面１０７Ｂは、底部から上部へ向けて凸状となっている。“上部”および“底部”の語は、器具１００Ｂが垂直壁に設置された状態における理解である。チャネル１１３Ｂは、放射素子１０６Ｂの背面１０８から凸状に放射前面１０７Ｂに向けて、スポークのように配置されている。別なものとして、放射前面１０７Ｂが、底部から上部へ向けて凹状のものもある。その他の例として、放射前面１０７Ｂが、一つ又はそれ以上の波形で形成されたものある。

本発明の第三の実施例は、効果的に本発明の第一の実施例と組合せることが可能である。放射素子１０６Ｂはそこでは、ケーシング１０３Ｂに許容される最大温度Tmaxよりも僅かに高い相変化温度TφAからなる第二の相変化物質１０９を備えることになる。これにより、器具１１０Ｂは、相変化物質１０９Ｂを使用したことによる利点と、相変化物質１０９を使用したことによる利点の両方を共有することになる。

本発明の第三の実施例は、効果的に本発明の第二の実施例と組合せることが可能である。放射素子１０６Ｂはそこでは、放射前面１０７Ｂの要求温度TvAと実質的に同一の相変化温度TφAからなる第二の相変化物質１０９Ａを備えることになる。放射前面１０７Ｂの要求温度TvBは、放射前面１０７Ｂの要求温度TvA と同一であってもよく、または、異なっていてもよい。これにより、器具１１０Ｂは、相変化物質１０９Ｂを使用したことによる利点と、相変化物質１０９Ａを使用したことによる利点の両方を共有することになる。

本発明の第三の実施例は、効果的に本発明の第一および第二の実施例と組合せることが可能である。放射素子１０６Ｂはここでは、ケーシング１０３Ｂに許容される最大温度Tmaxよりも僅かに高い相変化温度Tφを有する第二の相変化物質１０９と、放射前面１０７Ｂの要求温度TvAに実質的に等しい相変化温度TφAを有する第三の相変化物資１０９Ａとを備えることになる。放射前面１０７Ｂの要求温度TvBは、放射前面１０７Ｂの要求温度TvAと同一であってもよく、または、異なっていてもよい。これにより、器具１１０Ｂは、相変化材料１０９Ｂを使用したことによる利点と、第二の相変化物質１０９を使用したことによる利点と、さらには、第三の相変化物質１０９Ａを使用したことによる利点とを共有することになる。

Claims (5)

1. 電気暖房器具（１００Ｂ）が、
   −フレームであって、該フレームの内部容積（１０４Ｂ）を区画するケーシング（１０３Ｂ）と背面（１０２Ｂ）とを有し、前記背面は実質的に垂直な壁に固定されるのに適している、フレーム（１０１Ｂ）と、
   −前記フレームの内部容積中に設置される加熱素子（１０５Ｂ）と、
   からなり、
   前記ケーシングは、放射前面（１０７Ｂ）を備えた放射素子（１０６Ｂ）を備えており、電気エネルギーが供給されることによって発熱する前記加熱素子によって加熱されるとともに、相変化物質が、前記放射素子内に配置され、
   前記相変化物質（１０９Ｂ）の相変化温度TφBが、前記放射前面（１０７Ｂ）の要求温度TvBより僅かに低いことを特徴とする暖房器具。
2. 放射素子（１０６Ａ）は、相変化温度Tφがケーシング（１０３Ａ）の許容する最大温度Tmaxより僅かに高い相変化温度Tφである第二の相変化物質（１０９）を備えることを特徴とする請求項１記載の暖房器具。
3. 放射素子（１０６Ｂ）は、相変化温度TφAが放射前面（１０７Ｂ）の要求温度TvAと実質的に等しい第三の相変化物質（１０９Ａ）を備えることを特徴とする請求項１または２記載の暖房器具。
4. 放射素子は、幾つかの区画（１１２Ｂ）を有する密閉容器（１１１Ｂ）を形成し、相変化物質がその中に充填配置されるものであり、放射前面と放射素子の背面（１０８Ｂ）とを連結する少なくとも１つのチャネル（１１３Ｂ）が形成されるように区画が構成されることを特徴とする請求項１乃至３記載の暖房器具。
5. 区画（１１２Ｂ）は、実質的に放射前面と並行に配置された少なくとも一つのチャンネル（１１４Ｂ）を形成するように配置されることを特徴とする請求項４記載の暖房器具。