JPH10512037A - 天井付電気ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加熱エレメントを備え、下方向に放射する放射プレート（２）、及び放射プレートを装着し、加熱エレメントを接続する頂部（１）を有し放射熱を放射する天井用電気ヒーターであり、放射プレート（２）は弾性／撓み性のある多数のブラケットの手段によって、頂部（１）に装着され、頂部（１）と放射プレート（２）に回動可能に取り付けられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】 天井付電気ヒーター 本発明は熱を放射する熱放射プレートを基礎とするヒーターに関し、このヒー ターは、放射プレートを介して熱を発生し、分配する加熱エレメント、放射プレ ートを支持し、加熱エレメントと放射プレートとの間の良好な熱接触を確実にす る断熱層、電気的、機械的固定手段が設けられている冷却プレート、最小限の熱 接触で熱放射プレートと冷却プレートを中央点に固定して、これら二つのプレー トを水平方向に自由に移動できるようにする加熱プレートと冷却プレートとの間 の固定手段から成る。 放射パネルヒーターは原理的には、望ましい温度にプレートを加熱することを 基礎にしており、加熱波がプレートからの直接放射として周囲へ放射される。一 般に、加熱波を特定の方向、例えば天井ヒーターから下方に向けることが望まし く、これは別の方向を断熱、または望ましくない方向の放射を遮断することによ って達成される。 約300℃まで加熱される押し出し形成アルミニウムの異形材（profile）から成 る相対的に細長いの放射熱エレメントを備えた天井用電気放射ヒーターは従来公 知である。放射熱異形材は鋼製の箱内に装着され、断熱材は頂部面に配置され、 放射プレートと他の方向に面している放射エレメントの表面との間に相当な温度 差が生じるようにしている。 その様な天井用電気放射ヒーターには様々な形の要求があるため、その設計に は相当な困難が伴い、これらの困難は、とりわけ構造上、材料の熱膨張が一定で ないためことや熱膨張によって望ましくない音や、ねじれ、変形を生じさせ得る ことに起因している。更に、従来公知の例においては、相当な熱接触があり、そ れにより放射熱を放射すべきではないヒーター部分に熱が伝導されるので、この 熱は加熱されるべき区域を加熱するのに利用できなくなる。望ましい方向に放射 される放熱エネルギーだけが有利なエネルギーとして見なすことができ、他の全 ての放射エネルギーは熱損となる。 天井ヒーターは常に室内で見える状態にあるので、その設計は慎重になされる べきであり、また材料の選択は出来る限り天井の邪魔にならないようにすべきで あり、このことは例えば教会のような建造物においては特に重要である。しばし ば天井ヒーターを天井の一部として設計することが望ましいが、既存の構造では 鋼製の箱に並置された一つ以上のアルミニウム異形材に固定するのに大変な作業 となる。 空間暖房には通常次のような型式のヒーターが使用されている。 壁放熱型、壁放熱型の主な目的は、室内の空気を暖めることである。これらは 低い天井の部屋に適しており、長い間に用いられていた。この暖房型式は高い天 井の部屋には適当ではない。それは多量の空気循環を室内に起 こし、同時に暖気が天井に近い頂部に蓄積するからである。 天井暖房型及び床暖房型、天井暖房及び床暖房の両方とも、表面温度が空気温 度より5〜25℃高い低温放射熱手段である。目的は低温の放射熱を天井又は床に 設けられた熱エレメンから、部屋全体に送ることである。このシステムの弱点は 、熱力学慣性力が非常に大きく、また熱が室内の所望の区域に集中しないことで ある。得られる効率は約150watt/m²である。 反射式ヒーター、反射式ヒーターは600〜800℃の白熱エレメントを有する。こ れらのヒーターは大きさに比べて熱出力の高いヒーターである。これらのヒータ ーは長い時間使用していると、度々不快に感じる短波熱放射線を放射する。反射 器は汚れ易く、熱波を室内へ反射させるのを妨げる。結果、ヒーターの特徴は対 流放熱器のように変化し、それによって熱は天井に近接の頂部表面に残る。 中温放射パネルヒーター、これらは、吊り天井システムに自由に吊り下げたり 、組み込んだりする天井ヒーター用カセットであり得、放射プレートの温度は空 気温度より50〜100℃高い範囲である。より高い温度（330℃まで）用には放射プ レートは通常、加熱エレメントを有する押し出し形成アルミニウム異形材であり 、加熱エレメントは外部ハウジングに設けられたアルミニウム異形材のトラック に配置されており、長手方向の熱膨張はでき るだけ妨げられずに起こり得る（ノルウェー特許出願番号第873830）。これらの ヒーターは温度力学的慣性力がほとんどなく、ヒーターが汚れても、良好時と同 等に機能し、特に壁の断熱が貧弱で、連続使用しない高い天井の部屋に十分に適 合している。これらのヒーターは室内の暖房が望まれる区域に渡って、集中され 得る快適な長波放射熱を供給し、室内に多量の空気循環を作らない。それらのヒ ーターは500〜5000watt/m²の効率をもたらすヒーターである。 本発明の特徴は頂部と放射プレートの両方がプレート形材料で作られ、大体同 じ形と大きさで、放射プレートの温度に関係なく全てのヒーターの設計に均一に でき、そして天井用中温放射パネルヒーターの全ての型式と大きさを網羅するこ とにある。 放射パネルヒーターは主に、放射熱を放射する加熱プレート及び、全表面に渡 り熱プレートを一様に加熱する加熱エレメント及び熱がヒーターを形成する冷却 プレートへ広がるのを妨ぐ断熱手段から成り、断熱手段には天井固定用ブラケッ ト及び、電気的接続箱が取り付けられている。 その様なヒーターの主要な問題は、熱プレートがプレート全体に渡って、出来 るだけ均一な温度にすることである。なぜなら放射熱の程度を決める最高温度を 有するプレート上の点は、与えられた表面から得ることが可能であるからであり 、放射プレートが耐えられる最高温度 に注意が払われるべきである。これは製造経費に関して非常に重要である。 もし熱プレートの温度が均一でないと、不均一な温度膨張が発生し、熱プレー トは変形したりねじれたりする可能性があり、結果的にこれは外見上そして特に 加熱エレメントと放射プレートとの間の熱接触において起こり得る。この問題は 放射プレートの温度が上昇すると、大きくなる。すなわち、特に放射プレートの 材料の剛性は温度の上昇によって、度々大きく低下するからである。 加熱中、熱プレート全体は全方向に膨張し、そしてこの膨張は妨害されること なく進行されなければならない。 加熱エレメントは熱を水平方向に充分に伝えなければならず、放射プレートと 良好な熱接触をして、放射プレートと主に放射表面全体に渡って均一な温度にす る。加熱エレメントの膨張はしばしば放射プレートのそれと異なるため、加熱エ レメントは加熱エレメントが放射プレートに対して押し付けられると同時に、放 射プレートに対して自由に移動できなければならない、。 断熱手段は主としてヒーターの加熱部とヒーターの冷却部との間の望ましい断 熱を行うが、また機械的応力に対して放射プレートを支持し、放射プレートに対 して加熱エレメントを押し付けられ得る。 ヒーターの異なる部分は、水平方向の動きを妨げられることないように熱プレ ートと冷却プレートとの間で、出来るだけほとんど熱接触のないようにして、接 続され なければならない。 市場競争のため、その様なヒーター構造体は実用的で安く製造できなければな らず、特殊な目的に応じて異なる大きさと形状で作ることができなければならな い。ヒーターは統一され、慎重に作られた設計で作られることが可能であるべき であり、特徴と色が天井の他の部分と適合できる表面を有するべきである。全て のヒーターが同じ原理で製造され、幾つかが全ての型式と大きさのヒーターに対 して多くの同じ技術的解決方法と構成要素が使用できることは、製造技術に関し て有利である。 上記の説明により、本発明によれば更に請求の範囲に開示されている解決手段 が設けられている。 次に、本発明を図面を参照して、より詳しく説明する。 第１図は、上部１、放射プレート２、弾性で回動可能なブラケット６、弾性を で非回動ブラケット７、及び冷却頂部と熱放射プレートとの間のスペーシング９ を備える放射パネルヒーターを示す斜視図である。 第２図は頂部１が実線によって描かれており、加熱状態の放射プレート２が点 線によって描かれており、冷却状態で頂部１と同様の大きさの放射プレート２が 、発熱／放熱状態ではＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線との間で中心点から全方向への膨張し ている状態を矢印で示す放射パネルヒーターの上部平面図である。 第３図は放射プレート２が冷却状態にある時の、Ａ− Ａ線とＢ−Ｂ線に平行な放射パネルヒーターの部分断面図である。 第４図は放射プレートが加熱状態にあり、それによってヒーターの中心から全方 向に膨張している時の、Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線に平行な放射パネルヒーターの部分 断面図である。 以下に、本発明において前記に記載された特性を有するヒーターがどのように して製作できるようになるかについて説明する。 第１図は、冷却頂部１を有し、天井または壁に設置するための固定手段を含む 放射パネルヒーターを示しており、それは電気的接続のためのスペースを有し、 機械的に安定し、受けるであろう外部及び内部応力に耐えるのに充分な強さを有 する予め仕上げられたヒーターを形成し、スペーシング９によって頂部１から分 離される底部放射プレート２を有し、スペーシングは二つのプレート間の温度差 によって広さが２〜８mmであり得る。このスペーシングは加熱部とヒーターの冷 却部との間の熱伝導を最小にしている。 更に、第１図には二つの部分が先端部の全ての点での固定ブラケット６、各側 面の中間での固定ブラケット７そして、固定ブラケットを頂部１と放射プレート ２各々に固定されるねじ８によって、どの様に互いに固定されているかが示され ている。 第２図には、上から見た放射パネルヒーターを示して おり、冷却状態の頂部と放射プレートが実線によって描かれており、加熱状態の 放射プレートが点線によって描かれている。矢印は、放射プレートが全方向に膨 張する様子を示しており、それによって膨張の長さに合わせることができる冷却 頂部１と熱放射プレート２との間の固定手段を有することの必然性を示しており 、完成したヒーターが雑音を出さず、変形されず、または他の方法で損傷を受け ないようにしている。 第３図には、第２図のＡ−Ａ線またはＢ−Ｂ線に平行なヒーターの断面図を示 しており、放射プレートは冷却状態である。第４図には同様の断面図を示してい るが、加熱状態である。 頂部１は好ましくは、高い剛性を有するプレート形材料から成り、その処理表 面は可能である最も低い放射率を有し、このプレートが熱放射プレートに対して 最適な断熱性を有すると共に、可能な限り微量の熱を放射する。 放射プレート２はおよそ頂部１と同じ大きさ、形をしており、好ましくはプレ ート形をした材料から成り、この材料がプレートがさらされる温度で高い剛性を 有し、しかも可能な最高をもたらすように放射率の表面処理され、また冷却プレ ート１に対して最適な断熱性を有するプレートと共に、可能な限り多量の熱を放 射する。 頂部１と放射プレート２の両方は上方向へ曲げられたフランジ1.1とフランジ2 .1を好ましくは全側縁部に備え、これらのフランジは補強材としてまた二つの部 分を接続 する固定ブラケット６と７用の取付ベースとしても用いられる。前記フランジは 同じ高さであり、そしてスペーシング９が側端部の中央部にあるか、スペーシン グが異なって、そして放射プレートまたは頂部に近接に配置されている。更にス ペーシングは頂部と放射プレートとの間の温度差によって、または設計の可能な 要求によって、異なった広さに成り得る。 もしヒーターが細長くなる場合には、頂部１と放射プレート２は全ての角部ま たは側面に沿った複数の位置で、固定ブラケット６によって互いにつながってお り、その様な配置は放射プレートの熱膨張によるヒーターの変形を防止するため に必要とされる。 熱膨張は固定ブラケット６によって補償され、一つの平面において固定ブラケ ット６は固定ネジ8.1と固定ネジ8.2を中心として回動可能であり、回動平面と直 角方向において、固定ブラケット６は第３図と第４図から明らかなように固定ブ ラケット6.1の中間部は弾性である。それによって、放射プレート２は水平面の 全方向への熱膨張を起こすが、垂直面にロックされ、それによってねじれないよ うにしている。 ヒーターの両側面での熱膨張を等しく、放射プレート２が頂部１に対して基の 位置に戻るのを確実にするため、頂部１と放射プレート２とが全長手方向の側面 の中央部に保持されている固定ブラケット７は弾性であるが、固定ネジ８を中心 に回転しないように頂部１に固定され固 定ブラケット７は頂部に対してロックにされるのに充分な長さをしており、恐ら く一方の側面に二つの固定ネジを有するか、頂部１に接着される。熱膨張はこの ようにして第２図の中央軸線Ａ−ＡとＢ−Ｂの周りでロックされる。 加熱エレメント４を有するプレート加熱エレメント３は放射プレート２に直接 接触している。プレート加熱エレメント３は焼き戻し純アルミニウムから成り、 加熱性に優れ、更に容易に合金アルミニウムが形成される。プレート加熱エレメ ントは、低温に対してシリコン断熱ケーブルそして、高温に対して管エレメント またはビーズ断熱コイルであり得、そして中心部から望ましい距離に複雑な形式 で配置され、ナット3.1によってプレート加熱エレメントに取り付けられている 加熱エレメント４によって加熱される。中心からの距離と、プレート加熱エレメ ントの材料の厚さの変化及び、それによる水平方向に熱を伝導する能力によって 、望ましい熱分布が得られる。 プレート加熱エレメント３は平らにそして放射プレート２に対してゆるく置か れて、水平プレーンで全方向に自由に動くことができ、そして断熱手段５によっ て、放射プレートへ押し付けられる。断熱手段５は好ましくは剛性セラミックフ ァイバーであり、頂部１とプレート加熱エレメント３との間の全体のスペースを 覆い、熱をプレート加熱エレメント３から頂部１へ伝導させることを 妨げ、プレート加熱エレメント３を放射プレート２へ押し付けそして、放射プレ ート２を機械的に支持して、同時に全体構造は機械的に安定となる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．加熱エレメントを備え、下方向に放射する放射プレート（２）、及び放射プ レートを装着し、加熱エレメントを接続する頂部（１）を有する放射熱を放射す る天井用電気ヒーターにおいて、 放射プレート（２）が、回転可能で撓み性のある多数のブラケット（６）の手段 によって、頂部（１）に設置され、多数の撓み性ブラケットにのみ取り付けられ 得ることを特徴とする天井用電気ヒーター。 ２．固定ブラケット（６）と（７）は熱伝導性の弱い材料から成り、中央部に孔 （６．１）と（７．１）を有することを特徴とする請求の範囲１に記載のヒータ ー。 ３．固定ブラケット（６）、（７）がヒーターの内側へ曲がる中央部を有し、固 定ブラケットの中央部が放射プレート（２）の動きを妨げないことを特徴とする 請求の範囲１または２のいずれか一つに記載のヒーター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加熱エレメントを備え、下方向に放射する放射プレート（２）、及び放射プ レートを装着し、加熱エレメントを接続する頂部（１）を有する放射熱を放射す る天井用電気ヒーターにおいて、 放射プレート（２）が、弾性／撓み性のある多数のブラケットの手段によって、 頂部（１）に設置され、頂部（１）と放射プレート（２）に回動可能に取り付け られ得ることを特徴とする天井用電気ヒーター。 ２．下方へ放射する放射プレート（２）及び、加熱エレメントの電気的接続と装 着のための頂部（１）を有する放射熱用天井電気ヒーターで、 それらが全ての側面で、放射プレートと頂部との間の温度差によって2〜8mmのス ペーシングによって分離されることを特徴とする放射熱用天井電気ヒーター。 ３．頂部（１）及び、放射プレート（２）が、弾性であり、回動可能な固定ブラ ケット（６）手段によって、全ての角部で互いに接続されることを特徴とする請 求の範囲１に記載のヒーター。 ４．頂部（１）及び底部（２）が、弾性であるが、横方向へ回動不可能な固定ブ ラケット（７）によって、全ての側面の中央部で互いに固定されることを特徴と する請求の範囲１または２に記載のヒーター。 ５．プレート加熱エレメント（３）が上方に配置されている放射プレート（２） と頂部（１）との間に、二つの プレートの間の全体の空間を占め、同時に放射プレート（２）の機械的支持物を 備える高い剛性を有するセラミック断熱材（５）が設けられることを特徴とする 請求の範囲１、２または３のいずれか一つに記載のヒーター。 ６．頂部（１）とプレート加熱エレメント（５）との間のセラミック断熱材（５ ）が、プレート加熱エレメント（３）を放射プレート（２）に対して押し付け、 適当な熱接触を達成することを特徴とする請求の範囲４に記載のヒーター。 ７．固定ブラケット（６）と（７）は熱伝導性の弱い材料から成り、中央部に孔 （６．１）と（７．１）を有することを特徴とする請求の範囲１または２に記載 のヒーター。 ８．固定ブラケット（６）、（７）がヒーターの内側へ曲がる中央部を有し、固 定ブラケットの中央部が放射プレート（２）の動きを妨げないことを特徴とする 請求の範囲１、２または６のいずれか一つに記載のヒーター。