JPH0494085A - 遠赤外線輻射パネルヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は暖房用の遠赤外線輻射パネルヒータに関する
。

〔従来の技術〕

電力を用いた従来のパネルヒータとしては、純鉄系の面
状発熱体の表面に石膏ボードを配置するとともに、前記
面状発熱体の裏面に断熱材を配置したものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来のパネルヒータにあっては石膏
ボードや純鉄系の面状発熱体を使用するために通電後の
温度上昇に時間がかがるという不具合があり、またヒー
タ全体の重量が大になるために、天井や壁への設置が不
便であった。仮に天井のように室の上部に設置すること
を可能にしても、ヒータを室の上部に設置することは、
暖房が「頭寒足熱」と称されるように室の下部の温度を
高くし上部の温度は下部よりも低くする必要があるとい
う先入観念に対して逆行する印象を持たれているために
、このように室の上部にヒータを設置することには違和
感があって実現できにくいこともあった。

この発明は、前記従来技術の各問題点に着目してなされ
たものであって、天井面等の下向きの面に取付可能であ
り、且つ室の下部の温度を上昇させることが可能なパネ
ルヒータを得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のヒータは遠赤外線輻射パネルヒータであって
、電力により発熱する面状発熱体の表面に、例えばアル
ミニウム板、銅板等の熱伝導率のよい金属製熱拡散板を
配置するとともに、前記熱拡散板の表面に、金属面より
も遠赤外線の輻射率の高い材料の薄膜を配置してなるも
のである。

前記遠赤外線高輻射率材料の薄膜として、松杉、桧等の
木材の薄膜、又は大谷石、オリビンサンド、珪藻上等の
鉱物の粉末を主成分としこれを接着材料に混練して形成
した薄膜の少なくともいずれかを用いることができる。

前記面状発熱体の裏面に断熱材を配置するとともに、こ
の断熱材の裏面に天井等の取付対象部への着脱自在な取
付材を設けるとよい。

前記面状発熱体は、導電性シリコンゴムをシート状に形
成し、これの対向する両縁部に通電用電極を配置して構
成すると好適である。

〔作用〕

この発明によれば、面状発熱体の熱が金属製熱拡散板に
より拡散され、この熱が遠赤外線高輻射率材料の薄膜に
より遠赤外線として室内に放射され室内を暖房する。

前記遠赤外線高輻射率材料の薄膜として、松材、桧等の
木材の薄膜、又は大谷石、オリビンサンド等の鉱物の粉
末を主成分としこれを接着材料に混練して形成した薄膜
を用いると、これらは金属面よりも遠赤外線の放射率が
高い力・ら遠赤外線による輻射放熱を高める。

前記面状発熱体の裏面に断熱材を配置するとともに、こ
の断熱材の裏面に天井等の取付対象部への着脱自在な取
付材を設けると、天井面、机の下面、壁面等への着脱が
可能になる。

前記面状発熱体に、炭素粒子を混入してシート状に形成
した導電性シリコンゴムを使用すると、シリコンゴムの
特性に基づき耐熱性、耐寒性に優れた発熱体になるとと
もに、毒性がないために火災時においても有毒ガスの発
生源にならず安全性が高くなる。

〔実施例〕

第１，２図はこの発明に遠赤外線低温輻射パネルヒータ
の第１実施例を示す図である。この実施例では、電力に
より発熱する面状発熱体１の表面に、アルミニウム板を
金属製熱拡散板２として配置するとともに、前記熱拡散
板２の表面に、桧の柾目板を遠赤外線高輻射率材料の薄
膜３として配置している。また面状発熱体１の背面には
ロクセルボード（炭酸カルシウム系発泡断熱材）を断熱
材４として配置し、前記面状発熱体１はこれ以外の部材
よりも面積を小さくしであるため、金属製熱拡散板２と
断熱材４との間には、面状発熱体１の周囲にこれと同一
厚みのスペーサ５を配置している。これら上下に重なる
各部材間は密接に接合されている。

前記面状発熱体ｌとしては、シリコンゴムに炭素粒子を
混入してなる導電性ミラブル型シリコンゴムをカレンダ
ー成形により厚さ０．５〜２゜５祁程度の厚みのシート
状にしものを用い、電気固有抵抗値を１０２〜４Ｘ１０
”Ω／ｃ１１１としている。この面状発熱体１の対向す
る両縁に沿って、厚み５０μｍ１幅２０閣のテープ状銅
箔からなる電極６を第１図に示すように導電性接着剤に
より接着してあり、これらの表裏面に、図示しないがポ
リエチレンテレフタレートの厚さ５０μのフィルムを貼
り合わせてこれを絶縁材としている。前記電極６には電
線７が接続され、これがさらに外面に表れた接続端子８
に接続されている。

金属製熱拡散板２としてのアルミニウム板は厚み１ｍの
ものを用い、熱を拡散させ且つ面状発熱体１を保護して
いる。遠赤外線高輻射率材料の薄膜３は前記アルミニウ
ム板よりも赤外線放射率の高い松、杉、桧等の木材の薄
膜、又は大谷石、オリビンサンド等の鉱物の粉末を主成
分としこれを接着材料に混練して形成した厚さ０．５閣
程度の薄膜のいずれかを用いることができるが、合成樹
脂シートを使用することも可能である。また断熱材４と
しては前記ロクセルボードの厚み２０閣のものを用いた
。

前記遠赤外線高輻射率材料の薄膜３の赤外線輻射率を測
定温度８０゛Ｃにおいて示したのが第３〜６図であり、
第３図は松材について示しである。

ここでは遠赤外線効果のよい波長８〜１４μｍにおいて
は輻射率〔放射率〕が０．８３〜０．９０となっており
、遠赤外線輻射材料として好適であることが分かる。な
お遠赤外線で波長が大体８〜１４μｍの範囲のものは人
体に吸収されやすく、人体内部で熱に変換されるために
、暖房や採暖のためには最も効果的なものとなっている
。

また第４図は大谷石の粉体を接着剤でバルサ材表面に塗
布したものであり、同輻射率は０．８０〜０．８４でこ
れも好適であることが分かる。さらに第５図はオリビン
サンド粉末とシリコンゴムを混合して薄板に形成したも
のであり、同輻射率は０゜７８〜０．８８とこれも好適
である。なお、前記オリビンサンド粉末とシリコンゴム
を混合したものを金属製熱拡散板２表面に塗布すること
により前記実施例の構成とすることもできる。また前記
オリビンサンド粉末はエポキシ樹脂原料（二液性）に混
合して前記金属製熱拡散板２表面に塗布することも可能
である。

なお第６図は比較例としてニッケル蒸着面の場合を示し
ており、この場合における波長８〜１４μｍの範囲での
赤外線輻射率は０．３〜０．３５であるから、前記第３
〜５図の本発明の場合に比較すると赤外線輻射率が低い
。

つぎに、この実施例の遠赤外線低温輻射パネルヒータを
室の窓下腰壁に取付けて放熱状況を測定した結果を第１
表に示す。同表において［アルミニウム面」とあるのは
、遠赤外線高輻射率材料の薄膜３を用いずに、アルミニ
ウム板による金属製熱拡散板２が表面に露出しているパ
ネルヒータであって本発明に対する比較例を示し、［桧
柾目ｊは遠赤外線高輻射率材料の薄膜３として桧柾目の
薄膜を使用した本発明の例、また「塩ビシート」は同薄
膜３として塩ビシートを使用した本発明の例である。

（第１表） この測定の結果、室内気温が１７〜１８℃程度のとき、
電圧１００■の電流を通電した前記３種類のパネルヒー
タのうち、比較例の■の場合は表面温度が６３．３°Ｃ
であるに対して本発明の■■の場合には表面温度が４９
．３°Ｃ，４７，１°Ｃとなって低くなっている。これ
は表面温度は低くなるが輻射して失われる熱量が遠赤外
線高輻射率材料の薄膜３によって太き（なるためである
。特に桧柾目を貼ったものが最も輻射放熱が大きく、桧
の遠赤外線放射作用が大であることを示している。

第７．８図は第２実施例を示す図である。この実施例で
は周囲を長さ１２００ｍｍ、幅４００肛厚み２９ｍｍの
枠木９で囲み、その下側となる表面に厚みｌｌ１ｌｆｆ
ｉのアルミニウム板からなる金属製熱拡散板２を張り、
さらにその下側の表面に、前記第１実施例と同様の遠赤
外線高輻射率材料の薄膜３を接着している。枠木９の内
部には、これも第１実施例と同様の面状発熱体１を前記
金属製熱拡散板２の裏面に配置し、その裏面に、表面を
アルミニウム箔で覆ったグラスウールからなる厚み２５
鵬の断熱材４を配置する。前記面状発熱体１には図示し
ないが、第１実施例と同様に電極が配置され、これには
さらに電線が接続されるともに、面状発熱体１の表裏面
には第１実施例と同様に絶縁材が貼られている。

また枠木９の上側となる裏面には、リン酸処理パルプを
段ボール状に形成した厚み１０閣の板ｌＯが固定されて
いる。さらに前記枠木９の一部には溝９ａが多数形成さ
れて、面状発熱体１に連続する電線がこれらの一部を通
過して枠木９の外部に案内される。四辺形をなす枠木９
の平行な長辺の一方には、長手方向に沿って溝９ｂが形
成され且つ他方には同様に凸条９ｃが形成されて、複数
のパネルヒータが枠木９どうしを前記溝９ｂと凸条９Ｃ
とで嵌合させることにより連続できるようにしである。

このパネルヒータを千葉系に建設した軽量コンクリート
住宅の２階の６畳間（換気口あり）で以下のように使用
した。すなわち、周壁には断熱を施したうえ天井面に前
記パネルヒータを、天井面積の８２％にわたって設置し
通電したところ、消費電力５００〜６００Ｗ／Ｈで室内
温度を２０°Ｃ以上に保つことができた。しかも室内や
周壁の温度分布も良好であって、特に垂直温度分布は居
住空間で上下温度差が１〜２℃程度であった（第９図）
。これは、通常の温風暖房時の上下温度差が３〜５℃で
あること（第１０図）と比較しても温熱環境上価れてい
ることが分かる。また、室内気温（１，２ｍ　Ｈ）と壁
面、床面との温度差も天井パネル暖房のほうが温風暖房
よりも小さくなり、室内の快適性がすぐれたものとなり
やすいことが示されている。

すなわち、第９図が本発明のパネルヒータを使用した例
であり、天井面のパネルヒータ面の温度は３３℃である
。天井面から離れるとその直下に向けては温度は低くな
る。そして床上１．７　ｍから床上までの領域では温度
差が１〜２°Ｃ程度であること、及び床上の部分ではそ
の直上よりも温度が上昇していることが分かる。これに
対して、床上設置型の温風暖房時の上下温度差は第１０
図に示したように床上と１．７ｍ高では３〜５℃の差が
あり、しかも床上０．５ｍの範囲ではその上の部分より
も温度の低下が顕著であって、暖房中でも足元は冷たい
現象が表れている。なお、前記第９図と第１０図では測
定時の外気温度が相違するものであるために、両図間で
の相対的な温度差を比較することはできないが、暖房手
段の相違による室内の上下温度差は充分に理解すること
ができる。

第１１図は第３実施例を示すものであって、前記第１．
２実施例のパネルヒータを符号Ｐで示しており、これの
上側に表れる裏面（第２図における断熱材４の上面、第
３図における板７の上面）に、着脱自在の取付材１１を
装着したものである。

この取付材１１の一例としては次のファスナーをあげる
ことができる。すなわち、一方は裏面に接着剤が施され
たテープの表面上に多数の鉤を備え、且つ他方は裏面に
同様に接着剤が施されたテープの表面上に多数のループ
を備えて、前記鉤とループが互いに引っ掛けられるよう
になっている着脱自在の周知のファスナー（商品名・マ
ジックファスナー）がこれである。この取付材１１を用
いてパネルヒータＰを机１２の下面に装着することによ
り、机利用者の下半身を暖房する。なお、パネルヒータ
Ｐの取付対象位置は、壁や家具類であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にあっては、前記構成を
とるために軽量化が可能となるから、天井や壁に設置す
ることができるとともに、金属製熱拡散板により拡散さ
れた熱が遠赤外線高輻射率材料の薄膜により遠赤外線と
して室内に放射されて暖房するから、室の下部の温度を
上部に比して低下させず、もって暖房の態様として理想
的な足元の暖房を可能にする。

また遠赤外線高輻射率材料の薄膜として、松。

杉、桧等の木材の薄膜、又は大谷石、オリビンサンド等
の鉱物の粉末を主成分としこれを接着材料に混練して形
成した薄膜を用いると、これらは金属面よりも遠赤外線
の放射率が高いから、人体の加温に有効な遠赤外線を比
較的多量に放射する低温輻射遠赤外線による暖房作用を
高める。一方、重量も大にはならないからパネルヒータ
を前記のような天井や壁に設置することを実現させる。

前記面状発熱体の裏面に断熱材を配置するとともに、こ
の断熱材の裏面に天井等の取付対象部への着脱自在な取
付材を設けると、熱を必要な方向にのみ放射することが
できるし、天井面、机の下面、壁面等への着脱が可能に
なる。またこれら低温輻射パネルを机面、天井面、壁面
等に手軽に張り付け、その後、ネジ等による固定化の作
業を１人で行うことができるという利点もある。

前記面状発熱体に、炭素粒子を混′入してシート状に形
成した導電性シリコンゴムを使用すると、シリコンゴム
の特性に基づき耐熱性、耐寒性に優れた発熱体になると
ともに、毒性がないために火災時においても有毒ガスの
発生源にならず安全性が高くなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の平面図、第２図は第１図の■−■
線断面図、第３図は松材の赤外線放射率を示すグラフ、
第４図はパルサ材に塗布した大谷石の赤外線放射率を示
すグラフ、第５図はシリコンに混合したオリビンサンド
粉末の赤外線放射率を示すグラフ、第６図は和紙に蒸着
したニッケル粉末の赤外線放射率を示すグラフ、第７図
は第２実施例の断面図、第８図は第７図の枠木と金属製
熱拡散板の平面図、第９図はこの発明の室内垂直温度分
布を示すグラフ、第１０図は温風暖房時の室内垂直温度
分布を示すグラフ、第１１図は第３実施例の使用説明図
である。 １・・・面状発熱体、２・・・金属製熱拡散板、３・・
・遠赤外線高輻射率材料の薄膜、４・・・断熱材、６・
・・電極、７・・・電線、９・・・枠木、１１・・・取
付材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力により発熱する面状発熱体の表面に、熱伝導
   率のよい金属製熱拡散板を配置するとともに、前記熱拡
   散板の表面に遠赤外線高輻射率材料の薄膜を配置したこ
   とを特徴とする遠赤外線輻射パネルヒータ。
2. （２）前記遠赤外線高輻射率材料の薄膜として、松、杉
   、桧等の木材の薄膜、又は大谷石、オリビンサンド等の
   鉱物の粉末を主成分としこれを接着材料に混練して形成
   した薄膜のいずれかを用いてなる第１請求項記載の遠赤
   外線輻射パネルヒータ。
3. （３）前記面状発熱体の裏面に断熱材を配置するととも
   に、この断熱材の裏面に天井等の取付対象部への着脱自
   在な取付材を設けたことを特徴とする第１又は第２請求
   項に記載の遠赤外線輻射パネルヒータ。
4. （４）前記面状発熱体は、導電性シリコンゴムをシート
   状に形成し、これの対向する両縁部に通電用電極を配置
   してなることを特徴とする第１乃至第３請求項のいずれ
   かに記載の遠赤外線輻射パネルヒータ。