JPH0412632Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は暖房器などに用いる蓄熱式電気ヒータ
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の潜熱蓄熱方式は蓄熱槽あるいは蓄熱容器
の中に潜熱蓄熱材料を収納し、さらにその潜熱蓄
熱材料の中に電気ヒータなどの加熱源を埋設した
構成である。しかしこの方式では、固体状態の潜
熱蓄熱材料の熱伝導が悪いため、蓄熱速度および
蓄熱能率が低いという問題点があつた。

これを解決するために熱交換器もしくはフイン
を潜熱蓄熱材料中に多段に組み込む、潜熱蓄熱材
料中に例えばパラフイン等の熱媒体を混入する、
またはカプセル化した潜熱蓄熱材料と上記熱媒体
とを混合する等の手段が講じられている。

熱交換器もしくはフインを多段に組み込む手法
では、潜熱蓄熱材料自体のフレキシブル性が損な
われ潜熱蓄熱材料が重くなると同時に、製造コス
トも高価になるという問題点がある。

潜熱蓄熱材料中に熱媒体を混入する手法では、
熱媒体の混入による蓄放熱能率の低下と、蓄放熱
を繰り返すと熱媒体と潜熱蓄熱材料とが変質する
という問題点があつた。また、潜熱蓄熱材料をカ
プセル化し熱媒体と混合する手法では、確かに潜
熱蓄熱材料と熱媒体との変質は防ぐ効果はあるも
のの、熱媒体を混入させることによる蓄放熱能率
の低下は防ぐことができない。一方、人体などの
局所暖房器においてはその保温材の中に電気ヒー
タだけを埋設した構造が汎用されているが、この
従来の電気ヒータではその電源コードが常時必要
であり、暖房器の空間的使用範囲がその電源コー
ドの長さの範囲に限定されていた。近年、電気ヒ
ータの電源切断後もなお一定時間暖房機能を有す
る暖房器が要望されており、それには蓄熱式電気
ヒータの開発が必要である。しかし、このような
暖房器の蓄熱方式としては、上述の従来の潜熱蓄
熱方式を採用すると、コスト高、重量、蓄放熱能
率の低下、もしくは使用目的によつてはフレキシ
ブル性において問題があつた。

何れにしても従来の提案では、低コスト、軽
量、高蓄熱能率で柔軟性に富む蓄熱式電気ヒータ
はなかつた。

考案の目的 本考案の目的は蓄熱能率が高く、しかも低コス
ト，軽量であり、使用目的によつては柔軟性に富
む潜熱蓄熱方式による暖房器，保温器などに用い
る電気ヒータを提供することにある。

考案の構成 本考案の基本構成は、外面に溝を有する容器
と、その溝の１部又は全部に、はめ込まれた電気
ヒータ、それらと、その容器中に収納された潜熱
蓄熱材料から成る。この潜熱蓄熱式電気ヒータの
特徴は、潜熱蓄熱材料を収納する容器外面に溝を
有し、その中に電気ヒータがはめ込まれた構造を
有する点にあり、この構成により、電気ヒータと
容器の密着性がよくなり、電気ヒータから発生し
た熱が、スムーズに潜熱蓄熱材料に伝達される。
そのため、本考案の蓄熱ヒータは、電気ヒータを
単に容器の外面に設けた構造のものより蓄熱能率
を高めることができる。

潜熱蓄熱材料として、融点が30℃〜100℃の範
囲にある無機含水塩を用い、容器材料としてプラ
スチツクスを、電気ヒータとして表面が電気絶縁
されたフレキシブルなヒータを用いることによ
り、蓄熱能率が高く、低コスト，軽量，しかも柔
軟性を有する蓄熱式電気ヒータを得ることが出来
る。

本考案の蓄熱式電気ヒータの実施態様の１つ
は、容器の外面の溝に電気ヒータをはめ込む際
に、樹脂を用いて容器とヒータを密着させた構造
を有する。電気ヒータを容器と密着させることに
より、ヒータから発生する熱を、潜熱蓄熱材料に
効率よく伝達出来るようになる。用いる樹脂とし
ては、容器とヒータの両方に接着性がよく、しか
も、ヒータにより加熱されても何ら問題の生じな
い十分な耐熱性を有するものが選ばれる。

さらに、容器とヒータを密着させるための樹脂
は、熱伝導が良いことが望ましい。樹脂の熱伝導
が良ければそれだけ効率よくヒータから潜熱蓄熱
材料に熱が伝えられる。熱伝導の良い樹脂として
は、アルミナ等の無機化合物や、アルミニウムや
鉄等の金属を含んだ複合樹脂が用いられる。

本考案の蓄熱式電気ヒータの他の実施態様の１
つは、電気ヒータをはめ込んだ溝の開口部を密封
した構造を有する。これは、電気ヒータから発生
した熱を、潜熱蓄熱材料に効率よく伝達するため
に行なうものであり、しかも開口部を密封するこ
とにより、容器外面の凹部をなくし、本考案の蓄
熱式電気ヒータを人体の局所暖房用に用いる際の
異和感をなくすことが出来る。密封方法として
は、樹脂を用いたり、又熱収縮性のフイルムでパ
ツクすることによつても行なわれる。

実施例の説明 以下、本考案の実施例を添付図面を参照して説
明する。

実施例 (1) 第１図は本考案の一実施例にかかる蓄熱式電気
ヒータの構成を示し、１１は電気ヒータであり、
銅−ニツケル合金の導電線に、直径が３mmの照射
ポリエチレンのチユーブをかぶらせた構造を有す
る。この電気ヒータ１１に通常の100Vの交流を
通電した時の消費電力は、100Wである。１２は
潜熱蓄熱材料１４を収納する容器であり、厚さ
0.5mmのポリエチレンから成る。この容器１２の
外面には、１３で示した直径３mmの半円形の溝を
有し、その中に上で説明した電気ヒータ１１がさ
しこまれている。この容器１２の中に潜熱蓄熱材
料１４を400ｇ封入した。ここで用いた潜熱蓄熱
材料１４は過冷却防止材としてピロリン酸ナトリ
ウムを１重量％含有させた酢酸ナトリウム３水塩
である。この潜熱蓄熱材料１４の融点は58℃，結
晶化の始まる温度は、53℃である。又、融解・凝
固潜熱は60cal／ｇであり、固体及び液体の比熱
は、それぞれ0.3cal／ｇ℃，と0.7cal／ｇ℃であ
る。したがつて、外気温度20℃，蓄熱温度を65℃
に設定すると、この蓄熱式ヒータの蓄熱容量は潜
熱量24kcalと顕熱量8.5kcalとの和32.5kcalとな
り、ヒータ電力は100Wであるから、それぞれの
熱量を断熱状態で蓄熱するのに要する時間は約23
分である。

次にこの蓄熱式電気ヒータは、局所暖房器の１
つである電気足温器のヒータとして用いることが
できる。足温器の保温材の中にこの蓄熱ヒータを
埋設した結果、通常の100Vを通電すると、足温
器は、保温状態（30W放熱）に入り、電源を入力
してから約35分で潜熱蓄熱材料の温度は設定温度
の65℃に達し、この時点で通電を停止しても、そ
の後約200分間保温状態（10W放熱）を持続する
ことが出来た。

従来の電気足温器（ヒータ電力は比較のため
20Wとする）は通電時は、保温状態（20W放熱）
を保つことができるが、電源を切断すると急速に
保温機能を失う。これに対して本実施例の蓄熱式
電気ヒータ（ヒータ電力100W，蓄熱容量
32.5kcal）を用いると、電源切断後も保温機能を
持続することが出来る。

本実施例の蓄熱式電気ヒータは、蓄熱能率が高
く、しかも軽量（500ｇ以下）であり、低コスト
であるので、きわめて実用性が高い。

実施例 (2) 第２図は本考案の第２の実施例にかかる蓄熱式
電気ヒータを示し、１１は電気ヒータであり、銅
−ニツケルの合金の導電線に直径が４mmの照射ポ
リエチレンのチユーブをかぶせた構造を有する。
この電気ヒータに通常の100Vの交流を通電した
時の消費電力は100Wである。１２は潜熱蓄熱材
料１４を収納する容器であり、厚さ100μmの蒸着
したアルミニウムを中間層にもつポリエチレンの
フイルムから成る。この容器１２の外面には、１
３で示した断面が１辺４mmの正方形の溝を有し、
その溝１３に上記の電気ヒータ１１がさし込まれ
ている。この容器の中に潜熱蓄熱材料１４を400
ｇ封入した。ここで用いた潜熱材料は実施例１と
同様、過冷却防止材を1wt％含有する酢酸ナトリ
ウム３水塩である。この場合の蓄熱容量も、実施
例１と同様、潜熱及び顕熱を合わせて32.5kcalに
なる。このヒータ電力は100Wであるから、それ
だけの熱量の断熱状態で蓄熱するのに要する時間
は約23分である。

この蓄熱式電気ヒータは、局所暖房器の１つで
ある電気チヨツキ用のヒータとして用いることが
出来る。チヨツキの保温材の中にこの蓄熱式ヒー
タを埋設した。ヒータに通電しはじめると、チヨ
ツキは保温状態（40W放熱）に入り、通電を開始
してから40分間で、潜熱蓄熱材料の温度は、設定
温度の65℃に達し、その時点で通電を停止して
も、その後100分間保温状態（20W放熱）を持続
することが出来た。

従来の電気チヨツキ（ヒータ電力は比較のため
30Wとする）は通電時は、保温状態を保つことが
できるが、通電を停止すると急速にその保温機能
を失なう。これに対して本実施例の蓄熱式電気ヒ
ータ（ヒータ電力100W，蓄熱容量32.5kcal）を
用いると、通電を停止した後も保温機能を持続す
ることが出来る。

本実施例の蓄熱式電気ヒータは、蓄熱能率が高
く、比較的軽量（500ｇ以下）であり、低コスト
で、しかも実用性が高い。

実施例 (3) 実施例(1)の蓄熱式電気ヒータにおいて、電気ヒ
ータ１１を、容器１２の溝１３にはめ込む際に、
エポキシ系樹脂を用いて、電気ヒータを容器の溝
に密着させた。この蓄熱式電気ヒータを実施例(1)
と同様に電気足温器用のヒータとして用いた。通
常の100Vを通電すると、足温器は保温状態
（20W放熱）に入り、通電をはじめてから約30分
で潜熱蓄熱材料１４は、設定温度の65℃に達し、
その時点で通電を停止しても約200分間保温状態
（10W放熱）を持続することが出来た。このよう
に、本実施例の蓄熱式電気ヒータは、実施例(1)に
比べて、蓄熱が完了するまでの時間が短くなり、
しかも均一な保温状態が得られた。

実施例 (4) 実施例(3)の蓄熱式ヒータにおいて、電気ヒータ
１１と容器１２の接着に、アルミニウム粉を含有
したエポキシ樹脂からなる良熱伝導性の樹脂を用
いた。この蓄熱式電気ヒータを実施例(3)と同様
に、電気足温用のヒータとして用いた。通常の
100Vを通電すると、足温器は保温状態（15W放
熱）に入り、通電をはじめてから約27分で潜熱蓄
熱材料１４は、設定温度の65℃に達し、その時点
で通電を停止しても約200分間保温状態（10W放
熱）を持続することが出来た。このように、本実
施例の蓄熱式電気ヒータは、実施例(3)と比べて若
干ではあるが蓄熱が完了するまでの時間が短くな
り、しかも均一な保温状態が得られた。

実施例 (5) 第３図は第５図の実施例にかかる蓄熱式電気ヒ
ータを示し、これは第２図に示した実施例(2)の蓄
熱式電気ヒータとほとんど同様の構造をしている
が、図の１５で示したように、電気ヒータをはめ
こんだ溝１３の開口部を実施例(3)で用いた樹脂を
用いて密封している所が異なる。この蓄熱式電気
ヒータを実施例(2)と同様に電気チヨツキ用のヒー
タとして用いた。通電しはじめると、チヨツキは
保温状態（30W放熱）に入り、通電を開始してか
ら約35分間で、潜熱蓄熱材料１４の温度は65℃に
達し、その時点で通電を停止しても、その後、
100分間保温状態（20W放熱）を持続することが
出来た。このように本実施例の蓄熱式電気ヒータ
は実施例(2)に比べて、蓄熱が完了するまでの時間
が短くなり、しかも均一な保温状態が得られた。

実施例 (6) 第４図は第６の実施例にかかる蓄熱式電気ヒー
タを示し、１１は電気ヒータであり、実施例(2)と
同様のものを用いた。１２は潜熱蓄熱材料を収納
する容器であり、厚さ１mmのポリエチレンから成
る。その容器の外面には、電気ヒータと密着する
ように先端が半円形の溝１３がおりてあり、その
溝の中に電気ヒータ１１をさし込むと、ちようど
ヒータ１１が容器１２の中心部にくるようになつ
ている。電気ヒータ１１は、実施例(4)で用いた良
熱伝導性の樹脂を用いて溝１３の中に固定されて
いる。この容器の中の実施例(2)と同様の潜熱蓄熱
材料を400ｇ封入した後、図の１５で示すように
中間層に10μmのアルミニウムはくをはさんだラ
ミネートフイルムの袋を用いてパツクして、溝１
３の開口部を密封した。

この蓄熱式電気ヒータを実施例(2)と同様に電気
チヨツキ用のヒータとして用いた。通電しはじめ
ると、チヨツキは保温状態（20W）放熱に入り、
通電を開始してから約30分間で潜熱蓄熱材料の温
度は65℃に達し、その時点で通電を停止しても、
その後、100分間保温状態（20W放熱）を持続す
ることが出来た。このように、本実施例の蓄熱式
電気ヒータは、実施例(2)と比べて蓄熱が完了する
までの時間が短くなり、しかも均一な保温状態が
得られた。

考案の効果 本考案の蓄熱式電気ヒータは、潜熱蓄熱材料を
収納するフレキシブル性を有する容器の外面に溝
を設け、一部又は全部の溝内に表面が電気絶縁さ
れたフレキシブルな線状電気ヒータをはめこんで
固定した構成を有する。

フレキシブルな線状電気ヒータを蓄熱面側に高
密度で配設でき、しかも電気ヒータと潜熱蓄熱材
料との接触面積が大きくとれるため、蓄熱能率が
高く短時間で蓄熱（例えば１時間以内）が可能と
いう効果がある。また、本考案の電気ヒータは、
潜熱蓄熱材料を収納した容器表面の溝中に埋設さ
れているため、電気ヒータ線が短絡し部分的に過
度の加熱を引き起こすといつた事故もない。

また、本考案の蓄熱電気ヒータは熱媒体等の添
加材を混入する必要がないため、放熱速度を緩や
かにできる効果がある。さらに、本考案の蓄熱式
電気ヒータを、蓄熱面側と放熱面側とを別面に設
けた形態とすると、放熱面側は熱伝導が悪い固体
状態の潜熱蓄熱材料が放熱面表面を保護するた
め、長時間放熱（例えば１時間以上）が可能で、
蓄熱時にも放熱面側からは通常使用の熱だけを伝
導することができるため、本考案の蓄熱式電気ヒ
ータは蓄熱時でも通常の状態で使用できる効果も
ある。

さらに本考案の蓄熱式電気ヒータの潜熱蓄熱材
料の材質の選択によつては、柔軟性に富む軽量な
蓄熱式電気ヒータが提供でき、構成が簡単なため
低コストのヒータを提供できる効果がある。

また、本考案の蓄熱式電気ヒータを例えば局所
暖房用のヒータとして用いた場合、短時間の蓄熱
時だけヒータと電源とを接続し蓄熱後コードレス
で長時間放熱を可能にできる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ、第２図ａ，ｂ、第３図ａ，ｂ、
および第４図ａ，ｂはそれぞれ本考案の蓄熱式電
気ヒータの実施例を示す断面図及び平面図であ
る。 １１……電気ヒータ、１２……容器、１３……
溝、１４……潜熱蓄熱材料。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 潜熱蓄熱材料を収納するフレキシブル性を有
   する容器の外面に溝を設け、１部又は全部の溝
   内に表面が電気絶縁されたフレキシブルな線状
   電気ヒータをはめこんで固定した蓄熱式電気ヒ
   ータ。 (2) 容器の外面と電気ヒータの間を樹脂を介して
   密着させた実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の蓄熱式電気ヒータ。 (3) 樹脂を良熱伝導性の樹脂で構成した実用新案
   登録請求の範囲第２項記載の蓄熱式電気ヒー
   タ。 (4) 電気ヒータをはめこんだ溝の開口部を、密封
   した実用新案登録請求の範囲第１項記載の蓄熱
   式電気ヒータ。