JPH08241783A - Heat generating device - Google Patents

Heat generating device

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JPH08241783A
JPH08241783A JP7043786A JP4378695A JPH08241783A JP H08241783 A JPH08241783 A JP H08241783A JP 7043786 A JP7043786 A JP 7043786A JP 4378695 A JP4378695 A JP 4378695A JP H08241783 A JPH08241783 A JP H08241783A
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JP
Japan
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heat
heating element
temperature
heat insulating
generating device
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Application number
JP7043786A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiko Hitomi
豪彦 人見
Michikazu Ogawa
満和 小川
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a heat generating device excellent in energy saving property. CONSTITUTION: In a heat generating device 10 using a self-temperature control heat generating element as a heat generating element 12, the whole heat generating element 12 is covered with a heat insulating material 14. The heat insulating material 14 is formed of a heat insulating part 16 for substantially insulating the heat released from the heat generating element 12, and a radiation resistance part 18 having a heat resistance smaller than the heat insulating part 16 which is arranged on the side of a material 24 subjected to radiation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発熱装置に関し、より
詳細には暖房用、融雪用、保温用等に好適に使用するこ
とのできる発熱装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat generating device, and more particularly to a heat generating device which can be suitably used for heating, snow melting, heat retention and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球環境保護・省資源が強く叫ばれてい
る今日、エネルギー利用の高度化及び省エネルギー化は
重要な課題となっており、暖房・融雪・保温等の分野に
おいても種々の発熱装置の開発がなされ、実用化されて
いる。例えば、福祉施設、病院、官公庁、ホテル、オフ
ィス、学校等の様々な施設の床暖房、壁暖房等の屋内暖
房や、あるいは、それらの屋根の融雪、もしくは道路、
駐車場の融雪として、様々な発熱装置が使用されてい
る。
2. Description of the Related Art Nowadays, there is a strong demand for global environmental protection and resource saving, and sophistication of energy use and energy saving have become important issues, and various heat generating devices are also used in the fields of heating, snow melting, heat retention, etc. Has been developed and put into practical use. For example, floor heating of various facilities such as welfare facilities, hospitals, government offices, hotels, offices, schools, indoor heating such as wall heating, or snow melting of their roofs, or roads,
Various snowflakes are used for snow melting in parking lots.

【0003】このような発熱装置は、一般に、畜熱材を
伴なわず主として発熱体のみから構成されるもの(以
下、畜熱材なしという)と、発熱体とともに畜熱材を備
えるもの(以下、畜熱材ありという)とに大別すること
ができる。
[0003] Such a heat generating device is generally composed mainly of a heating element without a livestock heating material (hereinafter referred to as "no livestock heating material"), and one including a heating material together with a heating element (hereinafter referred to as "livestock heating material"). , And that there is livestock heat material).

【0004】前者においては、例えば道路融雪用として
使用する場合、ケーブルヒータなどの金属発熱線よりな
る発熱体を、アスファルトやコンクリート等からなる路
面中に埋設し、この発熱体に電流を流すことによって発
熱させ、これにより路面を暖めて融雪する。この際、路
面を効果的に暖めるために、発熱体の下方に断熱材を設
けて下方への熱の逃げを防止することもある。
In the former case, for example, when it is used for road snow melting, a heating element made of a metal heating wire such as a cable heater is buried in a road surface made of asphalt, concrete or the like, and an electric current is passed through the heating element. The heat is generated, which warms the road surface and melts the snow. At this time, in order to effectively warm the road surface, a heat insulating material may be provided below the heating element to prevent heat from escaping downward.

【0005】一方、後者においては、例えば床暖房用と
して使用する場合、図6に示すように、基盤101上に
断熱層102を設け、その上に金属箔やカーボンよりな
る面状発熱体103を載置し、更に畜熱材104を載せ
て、その上からモルタル105を流し込んで固め、更に
床材106を形成せしめている。そして、この発熱装置
100においては、通電によって放出される発熱体10
3の熱を畜熱材104に吸収させ、この畜熱材104の
吸収した熱が、非通電時にモルタル105を通って床材
106に放熱するようなされている。
On the other hand, in the latter case, for example, when used for floor heating, as shown in FIG. 6, a heat insulating layer 102 is provided on a substrate 101, and a sheet heating element 103 made of metal foil or carbon is provided thereon. The heat storage material 104 is placed, and the mortar 105 is poured onto the heat storage material 104 to solidify it, and the floor material 106 is further formed. Then, in the heat generating device 100, the heat generating element 10 which is discharged by energization
The heat of No. 3 is absorbed by the heat storage material 104, and the heat absorbed by the heat storage material 104 is radiated to the floor material 106 through the mortar 105 when the power is not supplied.

【0006】また、この畜熱材ありの場合においては、
住宅の床の根太間に敷設した発熱体の上に畜熱材を載置
することもある。
[0006] In addition, in the case of using this livestock heat material,
The heat storage material may be placed on the heating element laid between the joists on the floor of the house.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
畜熱材なしの場合、上述したような従来の発熱体では、
サーモスタット等外部からの温度制御手段を配して、こ
れにより発熱体の温度制御をしなければならないため、
この制御手段の故障によって致命的なトラブルが発生す
ることがあり、安全性及び省エネルギー性の点で問題が
あった。
However, when the former heat storage material is not used, in the conventional heating element as described above,
Since it is necessary to arrange temperature control means from the outside such as a thermostat and to control the temperature of the heating element by this,
A fatal trouble may occur due to the failure of the control means, and there is a problem in safety and energy saving.

【0008】このような問題を解決するために、近年、
発熱体としていわゆる自己温度制御発熱体を用いたもの
がある。ここで、自己温度制御発熱体とは、例えばカー
ボンとポリマーとよりなる熱半導体であって、以下のよ
うに作用するものである。すなわち、発熱体に電力が供
給されるとジュール熱が発生し、当該発熱体及びその周
囲の温度を上昇せしめる。この温度上昇に連れて発熱体
の電気抵抗値が徐々に高くなり、電流量がセーブされ
る。そして、所定温度以上になると電気抵抗値が急激に
増大して電流量が大幅に減少し、ジュール熱の発生が抑
制される。これにより、発熱体を上記所定温度に維持し
つつ消費電力を抑えることができるというものである。
この所定温度をキュリー温度という。
In order to solve such a problem, in recent years,
There is a heating element using a so-called self-temperature control heating element. Here, the self-temperature control heating element is, for example, a thermal semiconductor made of carbon and polymer, and acts as follows. That is, when electric power is supplied to the heating element, Joule heat is generated, and the temperature of the heating element and its surroundings is raised. As the temperature rises, the electric resistance value of the heating element gradually increases, and the amount of current is saved. Then, when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the electric resistance value sharply increases, the amount of current is significantly reduced, and the generation of Joule heat is suppressed. As a result, the power consumption can be suppressed while maintaining the heating element at the predetermined temperature.
This predetermined temperature is called Curie temperature.

【0009】このような自己温度制御発熱体を使用する
場合、上述したような従来の発熱装置では、たとえ発熱
体の下方に断熱材を設けた場合であっても、上記ジュー
ル熱の周囲への放熱が多く、特に冬期の路面中などのよ
うに周囲温度が非常に低い場合、キュリー温度まで到達
することができない。そのため、電気抵抗値が上がらず
に多くの電流が流れる状態のままになって、無駄な電気
を消費し、省エネルギーを可能にするという自己温度制
御発熱体の本来の効果が得られないという問題がある。
When such a self-temperature control heating element is used, in the conventional heating device as described above, even if a heat insulating material is provided below the heating element, the above Joule heat is distributed to the surroundings. There is a lot of heat dissipation, especially when the ambient temperature is very low, such as on the road surface in winter, the Curie temperature cannot be reached. Therefore, there is a problem that the original effect of the self-temperature control heating element that the electric resistance value does not increase and a large amount of current flows and consumes unnecessary electricity and enables energy saving is not obtained. is there.

【0010】一方、後者の畜熱材ありの場合、通電によ
って発熱体103から放出される熱は、畜熱材104だ
けでなくモルタル105をも同時に暖めることになって
おり、また、熱を吸収したモルタル105は、その熱を
次々に外部に放出する。そのため、畜熱材104の温度
上昇に長時間を要し、無駄なエネルギー損失を招くとい
う問題がある。
On the other hand, in the latter case with the heat storage material, the heat released from the heating element 103 by energization heats not only the heat storage material 104 but also the mortar 105, and also absorbs the heat. The formed mortar 105 releases its heat to the outside one after another. Therefore, there is a problem that it takes a long time to raise the temperature of the heat storage material 104, resulting in unnecessary energy loss.

【0011】このことは、特に、畜熱材104が、酢酸
ナトリウムやエチレングリコール系等の畜熱剤を容器に
封入せしめたような、固−液間の相変化を伴なう潜熱を
利用するタイプの畜熱材である場合に問題となる。なぜ
なら、このような畜熱材104では、相変化する融解点
まで温度を上げない限り、何時間加熱しても潜熱吸収と
はならない。そのため、素早く畜熱材104を融解点ま
で上昇させることが重要となるが、上記の従来の発熱装
置100の場合、発熱体103より放出される熱は、直
接又は畜熱材104を通ってモルタル105へ、更には
外気へと次々に放出されてしまい、畜熱材104に素早
く吸収されないからである。そのため、特に発熱体10
3に接している部分と接していない部分とにおいて温度
不均一、即ち畜熱材104の厚み方向における温度勾配
が発生し、当該下面側が融解点に達して温度一定の潜熱
吸収状態となっても、当該上面側はなかなか融解点に達
せず、畜熱材104全体における畜熱速度が非常に遅く
なるという問題がある。
This is because the heat storage material 104 particularly utilizes latent heat accompanied by a phase change between solid and liquid, such as a case where a heat storage agent such as sodium acetate or ethylene glycol is enclosed in a container. It becomes a problem when it is a type of animal heat material. This is because such a heat storage material 104 does not absorb latent heat even if it is heated for many hours unless the temperature is raised to the melting point where the phase changes. Therefore, it is important to quickly raise the heat storage material 104 to the melting point, but in the case of the conventional heat generating device 100 described above, the heat released from the heating element 103 is mortar directly or through the heat storage material 104. This is because the heat is released to the air 105 and then to the outside air one after another, and is not quickly absorbed by the heat storage material 104. Therefore, especially the heating element 10
Even if the temperature is non-uniform between the portion in contact with 3 and the portion not in contact, that is, a temperature gradient occurs in the thickness direction of the heat storage material 104, and the lower surface side reaches the melting point and becomes a latent heat absorption state of constant temperature. However, there is a problem in that the upper surface side does not easily reach the melting point, and the heat storage rate of the whole heat storage material 104 becomes very slow.

【0012】また、この場合においても、自己温度制御
発熱体を用いた場合、上述した畜熱材なしの場合と同様
の問題を生じ、その自己温度制御機能による効果を十分
に発揮できないという問題がある。
Also in this case, when the self-temperature control heating element is used, the same problem as in the case without the above-mentioned heat storage material occurs, and the effect of the self-temperature control function cannot be sufficiently exhibited. is there.

【0013】なお、このような畜熱材を有する発熱装置
の場合、低コストの夜間電力を利用することによって昼
間の暖房や朝方の融雪のためのコストを安くすることが
目的となっているため、暖房の必要がなくても夜間に通
電したり、または、降雪・凍結の心配がなくても降雪等
に備えて前夜に通電するようにしている。そのため、省
エネルギーの観点からなるべく短時間で畜熱する必要が
あり、しかも、より熱損失の少ない発熱装置とすること
が望ましい。
In the case of a heat generating device having such a heat storage material, the purpose is to reduce the cost for heating in the daytime and snow melting in the morning by using low-cost nighttime electric power. , Even if there is no need for heating, electricity is applied at night, or even if there is no concern about snowfall / freezing, electricity is applied the night before in preparation for snowfall. Therefore, from the viewpoint of energy saving, it is necessary to store heat in the shortest possible time, and it is desirable to use a heat generating device with less heat loss.

【0014】夜間電力の時間帯は、通常、22時から翌
日の8時までの10時間であるが、従来の発熱装置で
は、その時間内に畜熱することが困難であるため、発熱
温度が80℃という高温の発熱体を使用することがあ
る。高温での畜熱は比較的早く畜熱できるが、モルタル
等も同時に多くの熱量を吸収放出するため、エネルギー
の損失は大きいという問題がある。
The time zone of nighttime electric power is usually 10 hours from 22:00 to 8:00 the next day, but it is difficult for the conventional heat generating device to store heat within that time, so the heat generation temperature is high. A heating element having a high temperature of 80 ° C. may be used. Although the slaughter heat at high temperature can be slaughtered relatively quickly, there is a problem that energy loss is large because mortar and the like also absorb and release a large amount of heat.

【0015】一方、従来のものにおいて、60℃以下の
低温領域の発熱体を使用する場合、畜熱剤の量を少なく
し、また、畜熱剤の融解点を低く設定するなどして、使
用可能としているが、その代償として低温度領域(床温
・室温)でしか使用することができないという問題があ
る。また、この場合においても、長時間の通電が必要で
あるし、また、外部への放熱によるエネルギーの無駄が
大きいという問題もある。
On the other hand, in the conventional case, when a heating element in a low temperature region of 60 ° C. or less is used, the amount of the animal heat storage agent is reduced and the melting point of the animal heat storage agent is set to be low. Although it is possible, there is a problem in that it can be used only in a low temperature region (floor temperature / room temperature). Also in this case, there is a problem that energization for a long time is necessary and energy is wasted due to heat radiation to the outside.

【0016】以上の点に鑑み、本発明は、畜熱材なしの
発熱装置においては、省エネルギー性に優れる発熱装置
を提供することを目的とし、また、畜熱材ありの発熱装
置においては、迅速な畜熱を可能とするとともに省エネ
ルギー性に優れる発熱装置を提供することを目的とす
る。
In view of the above points, the present invention has an object to provide a heat-generating device which is excellent in energy saving in a heat-generating device without a heat-generating material, and in a heat-generating device with a heat-generating material, a rapid heat-generating device is provided. It is an object of the present invention to provide a heat-generating device that enables heat storage and is excellent in energy saving.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】第1の発明の発熱装置
は、発熱体として自己温度制御発熱体を用いた発熱装置
であって、前記発熱体の全体が断熱材で覆われており、
前記断熱材が、前記発熱体から放出される熱を実質的に
遮断する断熱部と、被放熱材側に配され、前記断熱部よ
りも熱抵抗が小さい放熱抵抗部とよりなるものである。
A heating device according to a first aspect of the present invention is a heating device using a self-temperature control heating element as a heating element, wherein the heating element is entirely covered with a heat insulating material,
The heat insulating material includes a heat insulating portion that substantially blocks heat emitted from the heating element, and a heat radiating resistance portion that is disposed on the heat radiating material side and has a smaller thermal resistance than the heat insulating portion.

【0018】第2の発明の発熱装置は、発熱体と、該発
熱体に当接する畜熱材と、これら全体を覆う断熱材とよ
りなり、前記断熱材が、前記発熱体から放出される熱を
実質的に遮断する断熱部と、被放熱材側に配され、前記
断熱部よりも熱抵抗が小さい放熱抵抗部とよりなるもの
である。
A heat generating device according to a second aspect of the present invention comprises a heat generating element, a heat storage material that contacts the heat generating element, and a heat insulating material that covers the whole of the heat generating material. And a heat radiation resistance portion which is disposed on the radiated material side and has a smaller thermal resistance than the heat insulation portion.

【0019】この場合においては、前記発熱体が、自己
温度制御発熱体であり、前記畜熱材が、当該温度変化に
よって固−液間で相変化し、この相変化に伴なう潜熱を
吸放出するものである方が好ましい。
In this case, the heating element is a self-temperature control heating element, and the heat storage material undergoes a phase change between solid and liquid due to the temperature change, and absorbs latent heat accompanying the phase change. It is preferably released.

【0020】以上の第1、第2の発明において、前記断
熱材の外側を外装ハウジングで包被することが好まし
い。
In the above first and second inventions, it is preferable that the outside of the heat insulating material is covered with an exterior housing.

【0021】なお、以上の第1、第2の発明において、
発熱体や、発熱体及び畜熱材の「全体」を覆う断熱材と
しては、それらを完全に被覆するものはもちろん、それ
らの温度上昇に大きな影響を与えない程度において一部
覆われていない部分を有するものも含む。後者の例とし
ては、例えば、発熱装置が帯状等の細長い形状の場合
に、その長手方向両端の端面が断熱材で覆われていない
ような場合である。
In the above first and second inventions,
As a heat insulating material that covers the heating element and the "whole" of the heating element and the animal heat storage material, not only the one that completely covers them but also the part that is not covered to the extent that they do not significantly affect the temperature rise Also includes those having. An example of the latter case is, for example, a case where the heat generating device has an elongated shape such as a strip shape and the end faces at both ends in the longitudinal direction thereof are not covered with a heat insulating material.

【0022】[0022]

【作用】第1の発明の発熱装置では、自己温度制御発熱
体の全体が断熱部と放熱抵抗部とよりなる断熱材によっ
て覆われているため、当該発熱体から発生するジュール
熱の外部への放出量が減るため、発熱体の温度が上昇し
やすい。また、断熱部によって被放熱材側でない面から
の放熱は実質的に遮断され、放熱抵抗部によって被放熱
材側において部分的に熱が放出され、この熱によって、
被放熱材の温度を上昇させる。
In the heat generating device according to the first aspect of the present invention, since the entire self-temperature control heating element is covered with the heat insulating material including the heat insulating portion and the heat radiation resistance portion, the Joule heat generated from the heat generating element is transmitted to the outside. Since the amount of emission is reduced, the temperature of the heating element easily rises. Further, the heat insulating portion substantially blocks the heat radiation from the surface not on the heat radiating material side, and the heat radiation resistance portion partially radiates heat on the heat radiating material side.
Raise the temperature of the material to be radiated.

【0023】第2の発明の発熱装置では、発熱体に当接
する畜熱材が、発熱体とともに断熱材に包被されている
ので、発熱体から発生するジュール熱を畜熱材に優先的
に吸収させることができる。また、断熱部によって被放
熱材側でない面からの放熱は実質的に遮断され、放熱抵
抗部によって被放熱材側において部分的に熱が放出さ
れ、この熱によって、被放熱材の温度を上昇させる。
In the heat generating device according to the second aspect of the present invention, the heat storage material that contacts the heat generating element is covered with the heat insulation material together with the heat generating element. Therefore, Joule heat generated from the heat generating element is preferentially applied to the heat storage material. Can be absorbed. Further, the heat insulating portion substantially blocks the heat radiation from the surface not on the heat radiating material side, and the heat radiation resistance portion partially radiates heat on the heat radiating material side, and the heat raises the temperature of the heat radiating material. .

【0024】ここで、発熱体として自己温度制御発熱
体、畜熱材として潜熱吸収タイプを用いた場合であって
も、この発熱装置であれば、畜熱材を素早く融解点に到
達させ、潜熱吸収させることができる。また、畜熱材の
温度上昇速度が早いため発熱体を早期にキュリー温度に
到達させることができ、その自己温度制御機能を十分に
発揮させることができる。以上より、この発熱装置であ
れば、自己温度制御発熱体と潜熱吸収タイプの畜熱材の
有効な利用が可能となり、畜熱性と省エネルギー性を両
立させることができる。
Here, even when the self-temperature control heating element is used as the heating element and the latent heat absorption type is used as the animal heating material, this heating device allows the animal heating material to reach the melting point quickly and the latent heat. Can be absorbed. In addition, since the temperature rising rate of the heat storage material is high, the heating element can reach the Curie temperature at an early stage, and the self-temperature control function thereof can be sufficiently exerted. As described above, with this heating device, it is possible to effectively use the self-temperature control heating element and the latent heat absorption type heat storage material, and it is possible to achieve both heat storage performance and energy saving performance.

【0025】以上の第1、第2の発明において、断熱材
の外側を外装ハウジングで包被すれば、耐荷重性に優れ
るため、道路や駐車場の融雪用・凍結防止用に好適に使
用することができる。
In the first and second inventions described above, if the outer side of the heat insulating material is covered with the outer housing, the load resistance is excellent, so that the heat insulating material is suitably used for snow melting and icing prevention on roads and parking lots. be able to.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】まず、第1の発明の一実施例に係る発熱装
置10について図1、2により説明する。
First, a heat generating device 10 according to an embodiment of the first invention will be described with reference to FIGS.

【0028】図1は、この発熱装置10の一部欠載斜視
図であり、図2は、この発熱装置10を床暖房として使
用した状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of the heat generating device 10, and FIG. 2 is a sectional view showing a state in which the heat generating device 10 is used as floor heating.

【0029】この発熱装置10は、畜熱材を備えない構
成のものであり、断面矩形の細長い帯状に形成されてい
る。
The heat generating device 10 has a structure without a heat storage material, and is formed in an elongated strip shape having a rectangular cross section.

【0030】符号12は、自己温度制御機能を有する細
長い矩形板状の面状発熱体である。この面状発熱体12
には、不図示の電極が設けられており、これら電極が電
源にリード線23を介して接続される。
Reference numeral 12 is an elongated rectangular plate-shaped planar heating element having a self-temperature control function. This sheet heating element 12
Are provided with electrodes (not shown), and these electrodes are connected to a power supply via lead wires 23.

【0031】この面状発熱体12は、カーボンとポリエ
チレングリコールとを混合圧延した有機熱半導体よりな
り、キュリー温度が55℃である。すなわち、この面状
発熱体12は、周囲温度が55℃以上になると、電気抵
抗値が急激に増大して電流量が減少し、55℃領域で一
定温度を維持する。
The sheet heating element 12 is made of an organic thermal semiconductor obtained by mixing and rolling carbon and polyethylene glycol, and has a Curie temperature of 55.degree. That is, when the ambient temperature rises to 55 ° C. or higher, the electric resistance value of the planar heating element 12 sharply increases and the amount of current decreases, and the sheet heating element 12 maintains a constant temperature in the 55 ° C. region.

【0032】符号14は、面状発熱体12の全体を覆う
発泡樹脂製の断熱材である。この断熱材14は、面状発
熱体12の下面に当接する断熱部16と、面状発熱体1
2の側面及び上面に当接する放熱抵抗部18とよりな
る。
Reference numeral 14 is a foamed resin heat insulating material that covers the entire sheet heating element 12. The heat insulating material 14 includes a heat insulating portion 16 that contacts the lower surface of the sheet heating element 12 and the sheet heating element 1.
The heat radiation resistance portion 18 is in contact with the side surface and the upper surface of 2.

【0033】断熱部16は、厚さ10mmの矩形板状の
硬質ポリウレタンフォームよりなり、面状発熱体12の
下面寸法よりも若干大きく形成されて、当該下面全体を
下方より支持している。
The heat insulating portion 16 is made of a rigid polyurethane foam in the shape of a rectangular plate having a thickness of 10 mm, is formed slightly larger than the lower surface dimension of the sheet heating element 12, and supports the entire lower surface from below.

【0034】放熱抵抗部18は、厚さ3mmのポリスチ
レンフォームよりなり、断面凹状に形成されており、そ
の凹部に面状発熱体12の上面及び側面が当接してい
る。なお、放熱抵抗部18の下端は断熱部16の上面に
当接している。
The heat radiation resistance portion 18 is made of polystyrene foam having a thickness of 3 mm and has a concave cross section. The upper surface and the side surface of the sheet heating element 12 are in contact with the concave portion. The lower end of the heat radiation resistance portion 18 is in contact with the upper surface of the heat insulation portion 16.

【0035】符号20は、断熱材14の外側を包被する
外装ハウジングである。この外装ハウジング20は、厚
さ2.5mmの角型の鋼管パイプである。
Reference numeral 20 is an exterior housing that covers the outside of the heat insulating material 14. The exterior housing 20 is a square steel pipe having a thickness of 2.5 mm.

【0036】符号21は、発熱装置10の長手方向の両
端に配された外装ハウジング20のキャプである。この
キャプ21の内面には、厚さ3mmのポリスチレンフォ
ームよりなる放熱抵抗部18が配されている。また、こ
のキャプ21には、不図示の小孔が設けられており、リ
ード線23が貫通している。
Reference numeral 21 is a cap of the exterior housing 20 arranged at both ends in the longitudinal direction of the heat generating device 10. On the inner surface of the cap 21, a heat radiation resistance portion 18 made of polystyrene foam having a thickness of 3 mm is arranged. Further, the cap 21 is provided with a small hole (not shown), through which the lead wire 23 penetrates.

【0037】このようにして、面状発熱体12の全面
は、断熱材14によって完全に包被されている。また、
断熱部16は、放熱抵抗部18よりも熱抵抗が大きく、
面状発熱体12からの放熱を実質的に遮断し得るように
形成されている。一方の放熱抵抗部18は、ある程度の
熱を外部に放出し得るような適度な断熱性を有する。
In this way, the entire surface of the sheet heating element 12 is completely covered with the heat insulating material 14. Also,
The heat insulation part 16 has a larger thermal resistance than the heat dissipation resistance part 18,
It is formed so that the heat radiation from the planar heating element 12 can be substantially blocked. The heat radiation resistance portion 18 has an appropriate heat insulating property so that a certain amount of heat can be released to the outside.

【0038】この発熱装置10を製造する際には、外装
ハウジング20の内面に予め断熱材14を形成せしめて
おき、この中に面状発熱体12を挿入し、その後外装ハ
ウジング20の両端をキャプ21、21で閉じる。
When manufacturing the heat generating device 10, the heat insulating material 14 is previously formed on the inner surface of the outer housing 20, the sheet heating element 12 is inserted therein, and then both ends of the outer housing 20 are capped. It closes at 21, 21.

【0039】この発熱装置10を床下に設置するときに
は、放熱抵抗部18側を上方に向けて、床の基盤22上
に複数個並列させて載置する。そして、リード線23を
電源を接続した後、モルタル24を流し込んで固める。
さらに、その上に床材26を形成せしめる。
When this heat generating device 10 is installed under the floor, a plurality of heat generating devices 10 are placed side by side on the base 22 of the floor with the heat radiation resistance portion 18 side facing upward. Then, after connecting the lead wire 23 to the power source, the mortar 24 is poured and hardened.
Further, the floor material 26 is formed thereon.

【0040】次に、この発熱装置10の作用について説
明する。
Next, the operation of the heat generating device 10 will be described.

【0041】発熱装置10へ通電すると、面状発熱体1
2でジュール熱が発生し、面状発熱体12の温度が上昇
し始める。このジュール熱は、面状発熱体12の下面側
においては、断熱部16があるため放出されない。一
方、面状発熱体12の上面側及び側面側においては、放
熱抵抗部18があるため、部分的にしか外部に放出され
ない。そのため、面状発熱体12の温度は、更に上昇を
続け、断熱材14の内側の温度が55℃以上になって、
電気抵抗値が急激に増大して電流量が減少し、55℃領
域で一定温度を維持する。このとき、断熱材14の外
側、すなわち外装ハウジング20、モルタル24及び床
材26の温度は、上記の部分的に放出された熱によっ
て、55℃よりも低い適度な温度で一定に維持される。
When the heating device 10 is energized, the sheet heating element 1
At 2, Joule heat is generated, and the temperature of the sheet heating element 12 starts to rise. This Joule heat is not emitted on the lower surface side of the sheet heating element 12 because of the heat insulating portion 16. On the other hand, on the upper surface side and the side surface side of the planar heating element 12, since the heat radiation resistance portion 18 is provided, it is only partially released to the outside. Therefore, the temperature of the sheet heating element 12 continues to rise, and the temperature inside the heat insulating material 14 becomes 55 ° C. or higher,
The electric resistance value suddenly increases and the current amount decreases, and a constant temperature is maintained in the 55 ° C region. At this time, the temperature of the outer side of the heat insulating material 14, that is, the temperature of the exterior housing 20, the mortar 24, and the floor material 26 is maintained constant at a moderate temperature lower than 55 ° C. by the heat released partially.

【0042】例えば、本実施例の発熱装置10を、室温
20℃において使用したところ、床材26の温度は約2
5℃で一定に保たれた。
For example, when the heating device 10 of this embodiment is used at room temperature of 20 ° C., the temperature of the floor material 26 is about 2.
It was kept constant at 5 ° C.

【0043】以上のように、本発熱装置10であれば、
面状発熱体12の温度を素早くキュリー温度に到達させ
ることができ、自己温度制御機能を十分に発揮させるこ
とができる。そのため、不必要なエネルギー消費を削減
することができ、省エネルギー性に優れる。
As described above, with the present heating device 10,
The temperature of the planar heating element 12 can quickly reach the Curie temperature, and the self-temperature control function can be sufficiently exerted. Therefore, unnecessary energy consumption can be reduced and energy saving is excellent.

【0044】また、夏期など周囲温度が高いときには、
断熱材14が面状発熱体12をその高温から守ることが
できる。
When the ambient temperature is high, such as in summer,
The heat insulating material 14 can protect the sheet heating element 12 from its high temperature.

【0045】更に、断熱材14中に面状発熱体12を挿
入することにより発熱装置10を構成することができる
ので、製造が容易であり、メンテナンス性にも優れる。
Further, since the heating device 10 can be constructed by inserting the sheet heating element 12 into the heat insulating material 14, the manufacturing is easy and the maintainability is excellent.

【0046】更にまた、この発熱装置10であれば、面
状発熱体12が断熱材14と一体となって外装ハウジン
グ20内に配されているため、それらが独立したものを
設置現場で組立る上述した従来の発熱装置100に比べ
て、設置現場における作業性に優れる。
Furthermore, in the case of this heat generating device 10, since the sheet heating element 12 is arranged integrally with the heat insulating material 14 in the outer housing 20, those independent of each other are assembled at the installation site. The workability at the installation site is superior to that of the conventional heat generating device 100 described above.

【0047】なお、本実施例において、発熱体12とし
ては、上述した自己温度制御機能を有するものであれ
ば、その形状等につき特に限定されることなく使用する
ことができるが、実際の使用においては、面状発熱体が
好ましい。面状発熱体12の場合には、少なくともその
表裏の一方面に断熱部16を、他方面に放熱抵抗部18
を配して断熱材14を構成する。
In the present embodiment, the heating element 12 can be used as long as it has the above-mentioned self-temperature control function without any particular limitation on its shape, etc., but in actual use Is preferably a sheet heating element. In the case of the planar heating element 12, at least one surface of the front and back surfaces thereof is provided with the heat insulating portion 16 and the other surface thereof is provided with the heat radiation resistance portion 18.
Are arranged to form the heat insulating material 14.

【0048】断熱材14については、断熱部16と放熱
抵抗部18とを異なる素材により構成したが、同一素材
で構成することもできる。同一素材の場合、両者の厚み
比は、断熱部16を1としたとき、放熱抵抗部18が
0.5以下であることが上記の適度な断熱効果を発揮さ
せるという点で好ましく、0.3以下であればより好ま
しい。
Regarding the heat insulating material 14, the heat insulating portion 16 and the heat radiation resistance portion 18 are made of different materials, but they may be made of the same material. In the case of the same material, the thickness ratio of the two is preferably 0.5 or less when the heat insulating portion 16 is set to 1 in order to exhibit the above appropriate heat insulating effect, and 0.3 The following is more preferable.

【0049】また、異なる素材の場合、両者の熱抵抗
比、即ち断熱比は、断熱部16を1としたとき、放熱抵
抗部18が0.5以下であることが上記の適度な断熱効
果を発揮させるという点で好ましく、0.3以下であれ
ばより好ましい。
In the case of different materials, the heat resistance ratio of both materials, that is, the adiabatic ratio is 0.5 or less when the heat insulating portion 16 is set to 1, so that the above-mentioned appropriate heat insulating effect is obtained. It is preferable in that it can be exerted, and more preferably 0.3 or less.

【0050】なお、断熱材14には、例えば、熱伝導率
が0.02〜0.05kcal/m・h・℃(20℃)
である、ポリスチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォ
ーム、ポリオレフィンフォームといった一般的な発泡樹
脂を用いることができる。そして、このような発泡樹脂
を選定する際には、それらの耐熱性、吸水性、圧縮性、
伸び、加工性及び厚み制限などの点から、発熱装置10
の用途や生産性を考慮して行う。このような一般的な発
泡樹脂を用いた場合、断熱部16の厚みは、5mm以上
であることが断熱性の点で好ましく、10mm以上であ
ればより好ましい。また、放熱抵抗部18の厚みは、1
〜5mmであることが上記の適度な断熱効果の点で好ま
しく、より好ましくは2〜3mmである。
The heat insulating material 14 has, for example, a thermal conductivity of 0.02 to 0.05 kcal / m · h · ° C. (20 ° C.).
A general foamed resin such as polystyrene foam, rigid polyurethane foam, or polyolefin foam can be used. And when selecting such foamed resin, their heat resistance, water absorption, compressibility,
From the viewpoint of elongation, workability and thickness limitation, the heat generating device 10
Consider the application and productivity. When such a general foamed resin is used, the thickness of the heat insulating portion 16 is preferably 5 mm or more from the viewpoint of heat insulating property, and more preferably 10 mm or more. Further, the thickness of the heat radiation resistance portion 18 is 1
It is preferably 5 mm from the viewpoint of the above-mentioned appropriate heat insulating effect, and more preferably 2 mm to 3 mm.

【0051】好ましくは、面状発熱体12がキュリー温
度に達したときに、放熱抵抗部18を通ってどれだけの
エネルギーがモルタル24に流れていくかを計算ないし
は実際に測定し、そのエネルギー量が各用途に応じた値
となるように、放熱抵抗部18の熱抵抗の大きさを設定
する。
Preferably, when the sheet heating element 12 reaches the Curie temperature, it is calculated or actually measured how much energy flows to the mortar 24 through the heat radiation resistance portion 18, and the amount of energy is calculated. The heat resistance of the heat radiation resistance unit 18 is set so that the heat resistance becomes a value according to each application.

【0052】なお、本実施例のように帯状の長い発熱装
置10の場合には、外装ハウジング20のキャプ21に
は、必ずしも放熱抵抗部18や、断熱部16や、他の断
熱層を設ける必要はない。すなわち、断熱層を全く設け
なくてもよい。ただし、それらを設けた方が、装置10
端部における熱の無駄な漏洩を防ぐことができるため好
ましい。
In the case of the strip-shaped long heat generating device 10 as in the present embodiment, the cap 21 of the exterior housing 20 does not necessarily have to be provided with the heat radiation resistance portion 18, the heat insulating portion 16 and other heat insulating layers. There is no. That is, the heat insulating layer may not be provided at all. However, it is better to install them.
This is preferable because it is possible to prevent unnecessary leakage of heat at the end portions.

【0053】外装ハウジング20は、角型鋼管パイプに
限定されることなく、例えば、道路融雪用に使用する場
合には、金属製の箱、又は、硬質プラスチック等の樹脂
製のパイプ若しくは箱などのように、上方からの荷重に
耐え得るものであればよい。これは、道路や駐車場など
の融雪・凍結防止に使用される場合、重量負荷、振動あ
るいは路材の伸縮等によって、断線や破損などのトラブ
ルが発生することがあり、このトラブルを防止するため
である。従って、床暖房用に使用する場合には、必ずし
もこの耐荷重性の構成とする必要はない。なお、外装ハ
ウジング20は、道路融雪用として使用する場合には、
アスファルトの溶剤から内部を保護するという効果も有
する。
The exterior housing 20 is not limited to a square steel pipe, but when used for road snow melting, for example, a metal box or a resin pipe or box such as hard plastic is used. As described above, any material that can withstand a load from above may be used. This is because when used to prevent snow melting and freezing on roads and parking lots, problems such as disconnection and damage may occur due to weight load, vibration, expansion and contraction of road materials, etc. Is. Therefore, when it is used for floor heating, it is not always necessary to have this load bearing structure. When the exterior housing 20 is used for road snow melting,
It also has the effect of protecting the interior from the asphalt solvent.

【0054】なお、外装ハウジング20としてパイプを
用いる場合、必ずしも両端部をキャプ21で閉じる必要
はない。
When a pipe is used as the exterior housing 20, both ends need not necessarily be closed by the caps 21.

【0055】また、外装ハウジング20は、箱本体と蓋
とよりなる上下分割式としてその内面に予め断熱材14
を形成させておくこともできる。すなわち、上方に開口
する箱本体の内側の底面に断熱部16を配し、該箱本体
の内側の側面に放熱抵抗部18を配しておき、さらに、
蓋の下方面に放熱抵抗部18を配して、該蓋を箱本体に
被せることによって、上記断熱材14の構成となるよう
にすることもできる。この場合にも、面状発熱体12を
断熱材14中に挿入するだけで、発熱装置10を構成す
ることができるので製造が容易である。
Further, the exterior housing 20 is a vertically divided type consisting of a box body and a lid, and the heat insulating material 14 is previously formed on the inner surface thereof.
Can also be formed. That is, the heat insulating portion 16 is arranged on the inner bottom surface of the box body that opens upward, and the heat radiation resistance portion 18 is arranged on the inner side surface of the box body.
It is also possible to arrange the heat dissipation resistance portion 18 on the lower surface of the lid and cover the box main body with the lid to form the heat insulating material 14. Also in this case, the heating device 10 can be configured only by inserting the planar heating element 12 into the heat insulating material 14, and therefore the manufacturing is easy.

【0056】なお、断熱材14は、断熱部16と放熱抵
抗部18とを一体に成形したものであってもよく、ある
いは、適宜分割した複数部材により構成することもでき
る。すなわち、被放熱材側に適度な断熱性を有する放熱
抵抗部18が、被放熱材がない側に高断熱の断熱部16
が形成されていれば、種々設計変更可能である。
The heat insulating material 14 may be formed by integrally molding the heat insulating portion 16 and the heat radiation resistance portion 18, or may be composed of a plurality of appropriately divided members. That is, the heat radiation resistance portion 18 having an appropriate heat insulating property on the side of the heat radiating material and the heat insulating portion 16 of high heat insulation on the side without the heat radiating material.
If it is formed, various design changes are possible.

【0057】次に、第2の発明の実施例に係る発熱装置
について図3〜5を参照して説明する。
Next, a heat generating device according to an embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS.

【0058】図3は、第2の発明の一実施例に係る発熱
装置50の一部欠載斜視図であり、図4は、その発熱装
置50を道路融雪用として使用した状態を示す断面図で
ある。この発熱装置50は、畜熱材を有する構成のもの
である。なお、特に言及しない限り、上述した図1、2
と同一の符号を付したものは、同一の構成を有するため
説明を省略する。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a heat generating device 50 according to an embodiment of the second invention, and FIG. 4 is a sectional view showing the heat generating device 50 used for road snow melting. Is. The heat generating device 50 is configured to have a heat storage material. In addition, unless otherwise specified, the above-described FIGS.
The components denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0059】符号52は、面状発熱体12の上面に当接
する畜熱材である。この畜熱材52は、面状発熱体12
と同一の長さ及び幅を有して、面状発熱体12の上面の
全体に当接している。この畜熱材52は、容器とその中
に封入された畜熱剤とよりなる。容器は、合成樹脂製の
三層フィルムよりなり、その内側層が熱融着層になって
いる。畜熱剤は、異なる分子量を有するポリエチレング
リコールよりなり、それらの配合比を調節することによ
り、その融解点が約30℃±4℃となっている。
Reference numeral 52 is a heat storage material that comes into contact with the upper surface of the sheet heating element 12. This heat storage material 52 is used as the sheet heating element 12.
It has the same length and width as and contacts the entire upper surface of the sheet heating element 12. The heat storage material 52 is composed of a container and a heat storage agent enclosed in the container. The container is made of a three-layer film made of synthetic resin, and its inner layer is a heat-sealing layer. The heat storage agent is composed of polyethylene glycols having different molecular weights, and the melting point thereof is about 30 ° C. ± 4 ° C. by adjusting the mixing ratio thereof.

【0060】畜熱材52の上面及び側面は、放熱抵抗部
18の内面に当接しており、下面は上述したように面状
発熱体12の上面に当接している。そして、面状発熱体
12の下面は断熱部16の上面に当接しており、これに
より、面状発熱体12と畜熱材52は、それら全体が断
熱材14によって包被されている。
The upper surface and the side surface of the heat storage material 52 are in contact with the inner surface of the heat radiation resistance portion 18, and the lower surface is in contact with the upper surface of the sheet heating element 12 as described above. The lower surface of the sheet heating element 12 is in contact with the upper surface of the heat insulating portion 16, so that the sheet heating element 12 and the heat storage material 52 are entirely covered with the heat insulating material 14.

【0061】なお、外装ハウジング20として、肉厚
2.5mm、外径:120(幅)×40(高さ)mm、
内径:115(幅)×35(高さ)mmの鋼管角パイプ
を用いている。
The exterior housing 20 has a wall thickness of 2.5 mm, an outer diameter of 120 (width) × 40 (height) mm,
An inner diameter: 115 (width) x 35 (height) mm square steel pipe is used.

【0062】以上の発熱装置50を製造するに際して
は、予め断熱材14が形成された外装ハウジング20内
に、畜熱材52の容器を、面状発熱体12とともに挿入
する。その後、該容器の開口部より畜熱剤を注入してか
ら、その開口部を熱融着で封印する。
When manufacturing the heat generating device 50 described above, the container of the heat storage material 52 is inserted together with the sheet heating element 12 into the exterior housing 20 in which the heat insulating material 14 is formed in advance. After that, the heat storage agent is injected through the opening of the container, and the opening is sealed by heat fusion.

【0063】このように、畜熱材52の容器として三層
フィルムを用いて、畜熱剤を封入する前に断熱材14内
に挿入することによって、畜熱材52を面状発熱体12
や放熱抵抗部18とよりよく密着させることができる。
As described above, by using the three-layer film as the container for the animal heat storage material 52 and inserting it into the heat insulating material 14 before enclosing the animal heat storage agent, the animal heat storage material 52 is inserted into the sheet heating element 12.
And the heat radiation resistance portion 18 can be more closely attached.

【0064】以上よりなる発熱装置50が、その放熱抵
抗部18側を上方に向けて、道路の基盤54上に複数個
所定位置に所定間隔で載置される。そして、不図示の電
極に電源を接続した後、アスファルト56を流し込ん
で、路面58を平らにして固める。
A plurality of the above-described heat generating devices 50 are placed at predetermined positions at predetermined intervals on the road base 54 with the heat radiation resistance portion 18 side facing upward. Then, after connecting a power source to an electrode (not shown), the asphalt 56 is poured to flatten and harden the road surface 58.

【0065】次に、この発熱装置50の作用について説
明する。
Next, the operation of the heat generating device 50 will be described.

【0066】発熱装置50へ通電すると、面状発熱体1
2でジュール熱が発生し、面状発熱体12の温度が上昇
し始める。このジュール熱が、面状発熱体12の上面に
当接する畜熱材52に吸収され、畜熱材52の温度も上
昇し始める。その際、畜熱材52の上面及び側面は放熱
抵抗部18で囲まれているので、そこからは部分的にし
か放熱されない。そのため、上記ジュール熱は効率良く
畜熱材52に吸収される。なお、このジュール熱は、面
状発熱体12の下面側においては、断熱部16により外
部へは放出されず、また、側面側においては、放熱抵抗
部18により部分的にしか外部に放出されない。
When the heating device 50 is energized, the sheet heating element 1
At 2, Joule heat is generated, and the temperature of the sheet heating element 12 starts to rise. This Joule heat is absorbed by the heat storage material 52 that contacts the upper surface of the sheet heating element 12, and the temperature of the heat storage material 52 also begins to rise. At this time, since the upper surface and the side surface of the heat storage material 52 are surrounded by the heat radiation resistance portion 18, heat is only partially radiated from there. Therefore, the Joule heat is efficiently absorbed by the heat storage material 52. The Joule heat is not released to the outside by the heat insulating portion 16 on the lower surface side of the sheet heating element 12, and is only partially released to the outside on the side surface side by the heat radiation resistance portion 18.

【0067】このように畜熱材52は、放熱抵抗部18
の熱抵抗によって、面状発熱体12から吸収したエネル
ギーよりも少ないエネルギーしか放出しない。そのた
め、畜熱材52の温度は、効率良く上昇して相変化を起
す融解点30℃に素早く到達し、その温度一定状態で潜
熱エネルギーを吸収する。
As described above, the heat storage material 52 has the heat radiation resistance portion 18
Due to the heat resistance of the sheet heating element, less energy is absorbed than the energy absorbed from the sheet heating element 12. Therefore, the temperature of the animal heat storage material 52 efficiently reaches the melting point 30 ° C. at which the temperature rises efficiently and causes a phase change, and the latent heat energy is absorbed in the temperature constant state.

【0068】潜熱エネルギーを吸収し終ると、畜熱材5
2の温度は、再び上昇し始め、55℃以上になったと
き、面状発熱体12の電気抵抗値が急激に増大して電流
量が減少し、55℃領域で一定温度を維持する。なお、
アスファルト56は、放熱抵抗部18を通って少しづつ
放出される熱によって徐々に熱せられ、適度な温度に予
熱されている。この予熱によっても融雪等が可能であ
る。
When the latent heat energy is completely absorbed, the animal heat storage material 5
The temperature of 2 starts to rise again, and when it reaches 55 ° C. or higher, the electric resistance value of the sheet heating element 12 rapidly increases and the amount of current decreases, and the temperature is maintained constant in the 55 ° C. range. In addition,
The asphalt 56 is gradually heated by the heat released through the heat dissipation resistance portion 18 little by little, and is preheated to an appropriate temperature. This preheating also enables snow melting and the like.

【0069】その後、通電を止めると、畜熱材52は、
その温度が55℃から凝固点である約30℃に達するま
で、その温度降下に伴なう顕熱放熱を行なう。そして、
凝固点でその温度を維持しつつ潜熱を放出する。潜熱を
放出し終った後に、再び温度が降下し始め、顕熱を放熱
する。これにより、路面58は、一定温度に維持されて
融雪される。また、凍結防止もなされる。
Then, when the power supply is stopped, the heat storage material 52
Until the temperature reaches from 55.degree. C. to about 30.degree. C., which is the freezing point, sensible heat radiation accompanied by the temperature drop is performed. And
Latent heat is released while maintaining that temperature at the freezing point. After the latent heat is released, the temperature starts to drop again and the sensible heat is radiated. As a result, the road surface 58 is maintained at a constant temperature and melts snow. In addition, freezing is also prevented.

【0070】以上のように、本発熱装置50であれば、
畜熱材52が素早く融解点に達し、潜熱吸収状態となる
ため、短時間での畜熱が可能となる。また、畜熱材52
が素早く融解点に達することから、外装ハウジング20
及びアスファルト56の温度も適度な温度領域まで素早
く上昇して、その温度領域に維持される。つまり、断熱
材14を設けることによって、短時間畜熱を可能にする
とともに、無駄なエネルギーの放出を防止することもで
きる。
As described above, with the present heating device 50,
Since the animal heat storage material 52 quickly reaches the melting point and enters the latent heat absorbing state, the animal heat storage can be performed in a short time. Also, livestock heat material 52
Reaches the melting point quickly, so the outer housing 20
Also, the temperature of the asphalt 56 quickly rises to an appropriate temperature range and is maintained in that temperature range. That is, by providing the heat insulating material 14, it is possible to store heat for a short time and prevent wasteful energy release.

【0071】また、断熱材14により、面状発熱体12
の温度を素早くキュリー温度に到達させることができる
ため、自己温度制御機能を有する発熱体であっても、十
分にその機能を発揮させることができる。
Further, the heat insulating material 14 allows the sheet heating element 12 to be formed.
Since the temperature of 1 can quickly reach the Curie temperature, even a heating element having a self-temperature control function can sufficiently exhibit its function.

【0072】更に、夏期など周囲温度が高いときには、
断熱材14によって、面状発熱体12及び畜熱材52が
その高温から保護される。
Furthermore, when the ambient temperature is high such as in summer,
The heat insulating material 14 protects the sheet heating element 12 and the heat storage material 52 from the high temperature.

【0073】更にまた、断熱材14中に面状発熱体12
及び畜熱材52を挿入することにより発熱装置50を構
成するので、製造が容易であり、メンテナンス性にも優
れる。
Furthermore, the sheet heating element 12 is provided in the heat insulating material 14.
Since the heat generating device 50 is configured by inserting the heat storage material 52, the manufacturing is easy and the maintainability is excellent.

【0074】この発熱装置50であれば、面状発熱体1
2、畜熱材52及び断熱材14が一体となって外装ハウ
ジング20内に配されているため、耐荷重性及び設置現
場における作業性に優れる。
With this heating device 50, the sheet heating element 1
2. Since the heat storage material 52 and the heat insulating material 14 are integrally arranged in the exterior housing 20, the load resistance and workability at the installation site are excellent.

【0075】なお、本実施例において、発熱体12は、
必ずしも自己温度制御機能を有する面状発熱体である必
要はなく、例えば、金属線発熱体や、あるいは金属箔よ
りなる面状発熱体であってもよい。この点は図1に示す
発熱装置10とは異なり、この場合には、サーモスタッ
トを設けて温度制御を行なう。
In this embodiment, the heating element 12 is
The sheet heating element does not necessarily have a self-temperature control function, and may be, for example, a metal wire heating element or a sheet heating element made of a metal foil. This point is different from the heat generating device 10 shown in FIG. 1, and in this case, a thermostat is provided to control the temperature.

【0076】本実施例のように、自己温度制御発熱体1
2といわゆる潜熱吸収タイプの畜熱材52とを用いた場
合であっても、サーモスタットを設けて、例えば、畜熱
材52が潜熱吸収状態から再び温度上昇し始めた時点で
発熱体12への電力供給を切るように設定してもよい。
また、夜間電力のみを使用する場合には、それ以外の時
間帯で電力をOFFする制御手段を設けてもよい。
As in this embodiment, the self-temperature control heating element 1
Even when 2 and a so-called latent heat absorption type animal heat storage material 52 are used, a thermostat is provided, and for example, when the temperature of the animal heat storage material 52 starts to rise again from the latent heat absorption state It may be set to cut off the power supply.
Further, when only nighttime power is used, control means for turning off power in other time zones may be provided.

【0077】本実施例において、畜熱材52として用い
る畜熱剤は、上記のポリエチレングリコールに限定され
ることなく、例えば、エチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール等のグリコール類や、酢酸ナトリウム、硫
酸ナトリウムなど、使用温度範囲域に融解点を設定する
ことができるものであれば種々使用することができる。
In the present embodiment, the heat storage agent used as the heat storage material 52 is not limited to the above-mentioned polyethylene glycol, for example, glycols such as ethylene glycol and polyethylene glycol, sodium acetate, sodium sulfate and the like. Various materials can be used as long as the melting point can be set within the operating temperature range.

【0078】畜熱材52の容器としては、上述した三層
フィルムに限定されることなく、例えば、丸パイプや角
箱などの成形容器であってもよい。また、畜熱材52の
容器には、予め面状発熱体12を一体に形成させておく
こともできる。
The container for the heat storage material 52 is not limited to the above-mentioned three-layer film, but may be a molded container such as a round pipe or a rectangular box. Further, the sheet heating element 12 may be integrally formed in advance in the container of the heat storage material 52.

【0079】なお、本実施例のように、発熱体12が面
状発熱体であり、畜熱材52が板状である場合には、そ
れらを重ね合せて、その重ね合せた表裏の、少なくとも
一方面に断熱部16を、他方面に放熱抵抗部18を配し
て断熱材14を構成する。
When the heating element 12 is a planar heating element and the heat storage material 52 is plate-shaped as in this embodiment, they are superposed and at least the front and back of the superposed ones are overlapped. The heat insulating portion 16 is arranged on one surface and the heat radiation resistance portion 18 is arranged on the other surface to form the heat insulating material 14.

【0080】本実施例においては、放熱抵抗部18の断
熱性は、上記畜熱材52の融解点において、その放熱抵
抗部18を適度なエネルギーが通過するように設定すれ
ばよい。すなわち、融解点において、融雪負荷の必要熱
量が、放熱抵抗部18を通過してアスファルト56に供
給されるように設定すればよい。このような断熱設計と
して、発熱装置10において詳述した断熱部16と放熱
抵抗部18の構成を好適に用いることができる。
In the present embodiment, the heat insulating property of the heat radiating resistor portion 18 may be set so that appropriate energy can pass through the heat radiating resistor portion 18 at the melting point of the heat storage material 52. That is, at the melting point, the required amount of heat of the snow melting load may be set so as to pass through the heat radiation resistance portion 18 and be supplied to the asphalt 56. As such a heat insulating design, the configurations of the heat insulating portion 16 and the heat radiation resistance portion 18 described in detail in the heat generating device 10 can be preferably used.

【0081】図5は、第2の発明の他の実施例に係る発
熱装置60の断面図であり、床暖房用として使用した状
態を示している。この発熱装置60は、面状発熱体12
と畜熱材52の配置において、上記の発熱装置50と相
違する。
FIG. 5 is a sectional view of a heat generating device 60 according to another embodiment of the second invention, showing a state in which it is used for floor heating. The heat generating device 60 includes the sheet heating element 12
The arrangement of the heat storage material 52 is different from that of the heat generating device 50.

【0082】この発熱装置60では、面状発熱体12と
畜熱材52の位置関係が逆転している。すなわち、断熱
部16の上面には、畜熱材52が当接しており、この畜
熱材52の上面に発熱体12が配されている。
In this heating device 60, the positional relationship between the sheet heating element 12 and the heat storage material 52 is reversed. That is, the heat storage material 52 is in contact with the upper surface of the heat insulating portion 16, and the heating element 12 is arranged on the upper surface of the heat storage material 52.

【0083】このように、配置を逆転することにより、
発熱装置50を使用する場合に比べて、高い床材26温
度が得られる。しかしながら、この場合、面状発熱体1
2の上面が断熱性の低い放熱抵抗部18に当接している
ため、この放熱抵抗部18からのジュール熱の放出が発
熱装置50に比べて大きくなる。そのため畜熱性を重視
する場合には、よりジュール熱を優先的に畜熱材52に
吸収させることのできる発熱装置50の配置構成の方が
好ましい。
By reversing the arrangement in this way,
As compared with the case where the heat generating device 50 is used, a higher floor material 26 temperature is obtained. However, in this case, the sheet heating element 1
Since the upper surface of 2 is in contact with the heat radiation resistance portion 18 having a low heat insulating property, the radiation of Joule heat from the heat radiation resistance portion 18 is larger than that of the heat generating device 50. Therefore, when the heat storage property is emphasized, it is preferable to arrange the heating device 50 so that the heat storage material 52 can preferentially absorb the Joule heat.

【0084】以下、図3、4に示す本発明の発熱装置5
0(以下、実施例という)と図6に示す従来の発熱装置
100(以下、比較例という)とについて、畜熱性を比
較した例を説明する。なお、比較例において、面状発熱
体103及び畜熱材104については、実施例のものと
同一のものを使用し、また、断熱層102については実
施例の断熱部16と同一の断熱性を有するものを使用し
た。
Hereinafter, the heat generating device 5 of the present invention shown in FIGS.
An example in which the heat storage properties of 0 (hereinafter, referred to as an example) and the conventional heat generating device 100 (hereinafter, referred to as a comparative example) shown in FIG. 6 are compared will be described. In the comparative example, the planar heating element 103 and the heat storage material 104 are the same as those in the example, and the heat insulating layer 102 has the same heat insulating property as the heat insulating part 16 in the example. I used the one I had.

【0085】両発熱装置を、それぞれ、砂で充填された
ケース中に埋め込み、屋外の日陰に設置した。そして、
両装置に通電し、畜熱材及び砂の中間層の温度を1時間
置きに測定した。測定結果を表1に示す。なお、測定開
始時における外気温度は3.5℃であった。
Both heat generating devices were embedded in a case filled with sand and placed in the shade outdoors. And
Both devices were energized, and the temperature of the intermediate layer of the heat storage material and sand was measured every 1 hour. Table 1 shows the measurement results. The outside air temperature at the start of measurement was 3.5 ° C.

【0086】[0086]

【表1】 実施例の畜熱材52の温度は、3時間45分後に30℃
となって、潜熱吸収領域(30℃±4℃)に到達した
が、比較例の畜熱材104では、6時間50分を要し
た。これにより、実施例は、比較例に対して、2倍に近
い畜熱速度を有している。
[Table 1] The temperature of the heat storage material 52 of the embodiment is 30 ° C. after 3 hours and 45 minutes.
Then, the latent heat absorption region (30 ° C. ± 4 ° C.) was reached, but the heat storage material 104 of the comparative example required 6 hours and 50 minutes. As a result, the example has a heat storage rate nearly double that of the comparative example.

【0087】また、砂の中間層の温度は、実施例では、
約5時間後で温度上昇が鈍化し、5時間経過以降におい
ては、12〜13℃の領域に維持されたのに対して、比
較例では、4時間経過時点で14.4℃に達し、更に上
昇を続けた。これにより、比較例においては、砂の温度
が融雪には不必要な温度領域まで上昇しているため、無
駄なエネルギーの損失が生じていることが分かる。
The temperature of the sand intermediate layer is, in the embodiment,
About 5 hours later, the temperature rise slowed down, and after 5 hours, the temperature was maintained in the range of 12 to 13 ° C, whereas in Comparative Example, the temperature reached 14.4 ° C after 4 hours, and Continued to rise. As a result, in the comparative example, it is found that the temperature of the sand has risen to a temperature range unnecessary for snow melting, resulting in unnecessary energy loss.

【0088】なお、実施例における12〜13℃は、融
雪には十分な温度であり、たとえ外気温度が0℃以下に
なって降雪が生じ、地中温度が低下しても畜熱材52の
潜熱放熱によって融雪の負荷に容易に追従することがで
きる。
The temperature of 12 to 13 ° C. in the embodiment is sufficient for snow melting, and even if the outside air temperature becomes 0 ° C. or less and snowfall occurs and the ground temperature decreases, The load of snowmelt can be easily followed by latent heat dissipation.

【0089】この実施例と比較例における上述した現象
は、80℃以上の高温で発熱するカーボン面状発熱体を
用いた場合に、さらに顕著となる。
The above-mentioned phenomenon in this example and the comparative example becomes more remarkable when the carbon sheet heating element that generates heat at a high temperature of 80 ° C. or higher is used.

【0090】以上のように、この実施例の発熱装置50
であれば、 畜熱速度が約2倍(畜熱時間が半分)となるため、夜
間の放熱時間が半減し、熱損失が半減するとともに、無
駄な夜間畜熱を回避し経済的である。 畜熱速度が2倍となるので、同じ時間内で2倍の畜熱
量が得られる。 放熱を制御しながら周囲温度を一定に維持することが
できる。 無駄な放熱がないため、低温域の発熱体であっても素
早く温度上昇させることができる。 外装ハウジング20により耐荷重性に優れる。 という効果が得られる。したがって、この発熱装置50
であれば、迅速な畜熱と省エネルギー性と耐荷重性とを
全て満足させることができる。
As described above, the heating device 50 of this embodiment.
In this case, the slaughter heat rate will be doubled (suffering time is half), and the heat dissipation time at night will be halved, the heat loss will be halved, and unnecessary night slaughter heat will be avoided, which is economical. Since the heat storage rate is doubled, twice the amount of heat storage can be obtained within the same time. The ambient temperature can be maintained constant while controlling heat dissipation. Since there is no wasteful heat dissipation, it is possible to quickly raise the temperature even for a heating element in a low temperature range. The load resistance is excellent due to the outer housing 20. The effect is obtained. Therefore, this heating device 50
If so, rapid heat storage, energy saving, and load resistance can be satisfied.

【0091】[0091]

【発明の効果】第1の発明の発熱装置であると、ジュー
ル熱の外部への放熱を制御することにより、冬期の路面
中などのように周囲温度が非常に低い場合であっても、
キュリー温度まで素早く到達させることができる。その
ため、早期に電流量をセーブして無駄な電気の消費を抑
えて、自己温度制御発熱体の本来の効果を十分に発揮さ
せることができるため、省エネルギー性に優れる。ま
た、発熱体が断熱材に包被されているため、夏期等の高
温時において、発熱体を熱的に保護することができる。
According to the heat generating device of the first aspect of the present invention, by controlling the heat radiation of Joule heat to the outside, even when the ambient temperature is very low, such as on a road surface in winter,
Curie temperature can be reached quickly. Therefore, the amount of current can be saved at an early stage, wasteful consumption of electricity can be suppressed, and the original effect of the self-temperature control heating element can be sufficiently exerted, resulting in excellent energy saving. Further, since the heating element is covered with the heat insulating material, the heating element can be thermally protected at high temperatures such as summer.

【0092】第2の発明の発熱装置であると、ジュール
熱を畜熱材に優先的に吸収させるので、畜熱材の温度上
昇速度が早く、よって迅速な畜熱が可能となる。また、
放熱抵抗部からの部分的な放熱により、畜熱時における
被放熱材への放熱を制御することができるので、省エネ
ルギー性に優れる。また、発熱体及び畜熱材が断熱材に
包被されているため、夏期等の高温時において、発熱体
及び畜熱材を熱的に保護することができる。
In the heat generating device according to the second aspect of the present invention, the heat storage material preferentially absorbs the Joule heat, so that the temperature rising speed of the heat storage material is fast, and therefore quick heat storage is possible. Also,
The partial heat dissipation from the heat dissipation resistance portion can control the heat dissipation to the heat-dissipated material during heat storage, so that it is excellent in energy saving. In addition, since the heat generating element and the heat storage material are covered with the heat insulating material, the heat generating element and the heat storage material can be thermally protected at high temperatures such as summer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明の一実施例に係る発熱装置10の一
部欠載斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a heat generating device 10 according to an embodiment of the first invention.

【図2】発熱装置10の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat generating device 10.

【図3】第2の発明の一実施例に係る発熱装置50の一
部欠載斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a heat generating device 50 according to an embodiment of the second invention.

【図4】発熱装置50の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat generating device 50.

【図5】第2の発明の他の実施例に係る発熱装置60の
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a heat generating device 60 according to another embodiment of the second invention.

【図6】従来の発熱装置100の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional heat generating device 100.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、50、60……発熱装置 12……面状発熱体 14……断熱材 16……断熱部 18……放熱抵抗部 20……外装ハウジング 52……畜熱材 10, 50, 60 ... Heating device 12 ... Sheet heating element 14 ... Insulation material 16 ... Insulation part 18 ... Radiation resistance part 20 ... Exterior housing 52 ... Heat storage material

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発熱体として自己温度制御発熱体を用いた
発熱装置であって、 前記発熱体の全体が断熱材で覆われており、 前記断熱材が、前記発熱体から放出される熱を実質的に
遮断する断熱部と、被放熱材側に配され、前記断熱部よ
りも熱抵抗が小さい放熱抵抗部とよりなることを特徴と
する発熱装置。
1. A heating device using a self-temperature control heating element as a heating element, wherein the entire heating element is covered with a heat insulating material, and the heat insulating material protects heat emitted from the heat generating element. A heat generating device, comprising: a heat insulating portion that substantially cuts off; and a heat radiating resistance portion that is disposed on the heat radiating material side and has a smaller heat resistance than the heat insulating portion.
【請求項2】発熱体と、該発熱体に当接する畜熱材と、
これら全体を覆う断熱材とよりなり、 前記断熱材が、前記発熱体から放出される熱を実質的に
遮断する断熱部と、被放熱材側に配され、前記断熱部よ
りも熱抵抗が小さい放熱抵抗部とよりなることを特徴と
する発熱装置。
2. A heating element, and a heat storage material contacting the heating element,
A heat insulating material that covers all of these, the heat insulating material being disposed on the heat radiating material side and a heat insulating portion that substantially blocks the heat emitted from the heating element, and having a smaller thermal resistance than the heat insulating portion. A heat generating device comprising a heat radiation resistance portion.
【請求項3】前記発熱体が、自己温度制御発熱体であ
り、 前記畜熱材が、当該温度変化によって固−液間で相変化
し、この相変化に伴なう潜熱を吸放出することを特徴と
する請求項2に記載の発熱装置。
3. The heating element is a self-temperature control heating element, and the heat storage material undergoes a phase change between solid and liquid due to the temperature change, and absorbs and releases latent heat accompanying the phase change. The heat generating device according to claim 2, wherein
【請求項4】前記断熱材の外側を外装ハウジングで包被
したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の発熱装置。
4. The heat generating device according to claim 1, wherein the heat insulating material is covered on the outside with an exterior housing.
JP7043786A 1995-03-03 1995-03-03 Heat generating device Pending JPH08241783A (en)

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