JPH0592988U - パネルヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】床暖房、道路融雪、屋根融雪など比較的広い面
積の加熱、保温を対象とするもので、面全体の発熱にむ
らがなく、均等に加熱しうるパネルヒーターを得る。 【構成】面状発熱体２、断熱材１、表面板、裏板などを
組合せたパネルヒーターで、面状発熱体の周辺非発熱部
３に発熱線を配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパネルヒーターに関し、さらに詳細には面全体の発熱にむらがなく、 加熱対象物を均等に加熱しうるパネルヒーターに関する。 近年、床暖房、道路融雪、屋根融雪など広い面積の加熱、保温を対象とするパ ネルヒーターが普及しつつある。

【０００２】

【従来の技術】

従来、このような目的に使用されるパネルヒーターとしては、電導性を有する カーボングラフトポリマーを面状に成形し、表面を絶縁被覆した面状発熱体、金 属箔をエッチングによりパターン配線化し表面を絶縁被覆した面状発熱体、ある いは平面基材に全面にわたってコードヒーター、リボンヒータ、テープヒーター などの発熱線を配列し、固定した発熱体などを用いたものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、面状発熱体はその周辺に相当巾の絶縁代を設ける必要があるた め、この部分が非発熱部となり、パネルヒーターの面積に対する発熱部の面積の 割合がが小さくなる。このため被加熱物全面を所定の温度に加熱するには、ワツ ト密度を大きくしなければならず、その結果、発熱部の表面温度が必要以上に高 くなってしまい、ヒーター中央と周辺に温度差が生じ、加熱対象物を均等に加熱 することができなくなるという問題点があった。 また、発熱体全面にコードヒータ、リボンヒーター、テープヒーターを用いた 場合には、これらの配列がジグザグ型の配線パターンとなるため、配線箇所と配 線のない間隙部との間に温度差が生じ、表面の温度分布が不均一になるばかりで なく、ヒーターの折り返し部などの構造が複雑となるため、使用中に断線し易い という欠点もあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本考案者は、これらの課題を解決するべく鋭意研究した結果、面状発熱体にそ の他のヒーターを組合せることに着目し、本考案を完成した。 すなわち本考案は、周辺に絶縁代としての非発熱部を含む面状発熱体と、該面 状発熱体の表面に重ねられた表面板と、該面状発熱体の裏面に接して設けられた 断熱材と、該断熱材の裏面を覆う裏板とを備えてなり、かつ、前記面状発熱体の 非発熱部位に発熱線が配置せしめられてなることを特徴とするパネルヒーターで ある。

【０００５】 本考案のパネルヒーターは、主として床暖房、道路融雪、屋根融雪など一般的 に面積の比較的広い対象物の加熱、保温に使用される。 本考案において、面状発熱体は、通電することによって周辺非発熱部を除く発 熱面の発熱が均一なものであればその種類には特に制限はないが、例えばカー ボンブラックとビニル系などの合成樹脂モノマーを重合させ、これにエポキシ系 の架橋剤、必要に応じ、金属粉などを加えて塗料としたものを浸漬法によりガラ スクロスなどの織物に含浸させて加熱処理した面発熱素子、同様な組成の塗料 や印刷インキを用いて印刷法により合成樹脂性フィルム上に印刷後、熱処理した 面発熱素子、合成樹脂性基板上に固着されたステンレス箔、ニクロム箔、銅ニ ッケル箔などの金属箔をエッチング法によりパターン化配線した面発熱素子があ る。これらのうちでもカーボンブラック系の発熱体であるおよびが好適であ る。 面発熱素子の両面は周辺に所定巾の絶縁代（非発熱部となる）を取りうる大き さの面積を有するエポキシ樹脂などの絶縁皮膜によって被覆され、これに電極が 取り付けられて面状発熱体となる。 面状発熱体の形状および大きさは用途および使用条件などによって異なり一概 に特定はできないが、形状としては、長方形、正方形、円形、楕円形などであり 一般的には屋根や床など広い面積に複数枚を敷きつめて使用する用途が多いこと から通常は長方形、正方形などであり、また、大きさは加工、運搬、施工のし易 さなどから一枚当たりの面積が、０．２〜１．０ｍ² 程度であり、この場合の非 発熱部（絶縁代）の巾は５〜３０ｍｍ程度となる。

【０００６】 本考案において、面状発熱体の周辺非発熱部に発熱線が配置される。 発熱線としては、ニクロム線、銅ニッケル線および鉄クロム線などの金属発熱 線であり、これらをそのまま使用することもできるが、通常はシリコンゴム、樹 脂などの耐熱性の絶縁材料で被覆された形体で用いられる。例えば金属発熱線を ガラス芯にスパイラル状に巻き付け、その表面をシリコンゴムなどの耐熱性材料 で絶縁被覆したコードヒータ、直線状の金属発熱線をそのまま耐熱性絶縁材料で 絶縁被覆したコードヒーター、リボンヒーター、テープヒーターなどが使用され る。これらのうちでも非発熱面に直線状、蛇行状など任意の配列で均等に配置し うることおよび固定のし易さなどからコードヒーターが好適である。 発熱線は非発熱部の温度を面状発熱体の発熱面と同等の温度に加熱することが できさへすればその配置には特に制限はないが、非発熱部の中央部に縦方向に配 置することが好ましい。 非発熱部に配置される発熱線の固定手段としては例えば、面状発熱体の非発 熱部自体に接着剤、アルミ粘着テープ、金具などを使用して固定する方法、面 状発熱体の非発熱部相当位置で断熱材上に接着剤、アルミ粘着テープ、金具など を用いて固定する方法、非発熱部相当位置で断熱材面に発熱線を埋設しうる溝 を設け、その溝内に埋設固定する方法などがある。発熱線としてコードヒーター を用いる場合には、およびの方法が好ましく、溝の大きさはコードヒーター の直径などに応じて定められるが、通常は巾、深さ共に２〜５ｍｍ程度である。

【０００７】 断熱材はパネルヒーターの裏面からの熱の逸散を防止するものであり、その材 質は耐熱性および断熱効果を有するものであればよいが、一般的にはガラス繊維 、石綿などの無機繊維、あるいはポリ塩化ビニル、ポリスチロール、ポリエチレ ン、ポリプロピレンおよびポリウレタンなどの合成樹脂板が用いられ、その厚さ は２〜１０ｍｍ程度である。 本考案において、発熱部を支持するとともにその熱のロスを防止するために発 熱部の周囲を囲む枠板を設けることが好ましい。枠板の材質は木質材、合成樹脂 などである。

【０００８】 面状発熱体に重ねられる表面板および裏板は用途、使用環境などによって選択 されるが、一般的には厚さが１〜１０ｍｍ程度の木質板、ポリエステル、ホリプ ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどの合成樹脂板または金属板な どが用いられる。 表面板および裏板の固定は接着剤による接着およびビスなどによって両者を直 接に、あるいは枠板を介して取り付けられる。 本考案において、パネルヒーターの表面温度をより均一にするために面状発熱 体と表面板との間に均熱板を介在させることが好ましい。均熱板の材質としては 熱伝導性の大きい素材あればよく、例えば鉄、アルミニウムなどの金属性の薄板 であり、厚さ０．５〜１．５ｍｍ程度のものである。

【０００９】 次に、本考案のパネルヒーターを図面によって例示し、さらに具体的に説明す る。 図１および図２は、断熱材にコードヒーターが設置が配置されたそれぞれ異な る態様の発熱部の一部切欠斜視図およびＡ−Ａ’断面図であり、図３はこれらの 発熱部が内蔵されたパネルヒーターの１部切欠斜視図である。 図１において、断熱材１の上面で、かつ、面状発熱体２の周辺非発熱部３の相 当位置縦方向に溝４が設けられ、溝４にはコードヒーター５が埋設されている。 断熱材１の上面には面状発熱体２が重ね合わされ、コードヒーター５および面状 発熱体２の電極は、それぞれ電源線６および７と接続され、発熱部８となってい る。 図２において、断熱材１の上面で、かつ、面状発熱体２の周辺非発熱部３の相 当位置縦方向にコードヒーター５が配置され、アルミ粘着テープ９によって断熱 材１に固定されている。断熱材１の上面には面状発熱体２が重ね合わされ、コー ドヒーター５および面状発熱体２の電極は、それぞれ電源線６および７と接続さ れ、発熱部８となっている。 図３において、図１または図２で示したと同様の発熱部８の周囲に枠板１０が 設けられ、発熱部８の上面には均熱板１１が重ねられ、その上に表面板１２、断 熱材１の下面には裏板１３がそれぞれ取り付けられ、本発明のパネルヒーターを 構成している。

【００１０】

【実施例】

実施例１、２ 図１に示したと同様の形態の発熱部で、ガラス繊維製で、厚さ８ｍｍの断熱材 の上面非発熱部相当位置に、巾３ｍｍ、深さ３ｍｍの溝を設け、この溝に発熱線 として銅ニッケル素線をシリコンゴムで被覆した直径２．６ｍｍ、全長約１．７ ｍ、消費電力３６Ｗの市販のコードヒーターを埋設した。 また、図２に示したと同様の形態の発熱部で、ガラス繊維製で、厚さ８ｍｍの 断熱材の上面非発熱部相当位置に発熱線として上記と同様のコードヒーターを配 置し、巾４５ｍｍ、厚さ５０μのアルミ粘着テープ固定した。 この２つの断熱材のそれぞれについて以下のようにして２種類のパネルヒータ ーを製作した。 長さ８５０ｍｍ、幅２５０ｍｍで、消費電力が４９Ｗ、周辺非発熱部の巾１０ ｍｍのカーボングラフトポリマー系の面状発熱体を重ね合わせた後、面状発熱体 とコードヒーターをそれぞれ並列に結線し、発熱部とした。 この発熱部を木製の枠板で囲い、上面に厚さ０．５ｍｍのアルミ板製の均熱板 を重ね合わせ、さらに木製で厚さ５ｍｍの表面板および厚さ２ｍｍの裏板を取り 付け、図３で示したと同様の形態で、長さ９００ｍｍ、幅３０３ｍｍ、厚み１８ ｍｍのパネルヒーターを製作した。 この２種類のパネルヒーターをそれぞれ４５ｍｍの角材（根太）、ガラス繊維 製断熱材、厚さ１０ｍｍのコンクリートパネルで構成した床面上に設置して床暖 房のテストをおこなった。 パネルヒーターに１００Ｖの電圧を印加して加熱し、３時間後に床の表面温度 を測定したところ、パネルヒーターの周縁部は３７．５℃であったが、周縁から ２５ｍｍの位置から面状発熱体の中央部にかけては４０℃であり、いずれも図４ に示したように表面温度の勾配が平になっており、全体がほぼ均等に加熱されて いることが確認された。

【００１１】 比較例１ 実施例と同様のパネルヒーターで、面状発熱体の非発熱部にコードヒーター配 置していないパネルヒーターを用いた他は、実施例におけると同様にして床暖房 のテストをおこなった。 その結果、図５に示したように中央部の温度は４０℃であったが、周辺部に近 ずくにつれて表面の温度は低下し、周縁部では３５℃と５℃の温度差が生じてい た。

【００１２】 比較例２ 面状発熱体の代わりに、発熱部として断熱材に設けたジグザグ状の溝に、発熱 線として銅ニッケル素線をシリコンゴムで被覆した直径２．６ｍｍ、全長約８ｍ で消費電力８５Ｗの市販のコードヒーターを配置したものを用いた他は実施例と 同様に製作したパネルヒーターを用い、実施例１におけると同様にして床暖房の テストをおこなった。 その結果、図６に示したようにヒーターのある箇所と無い箇所との間に３℃以 上の温度差が生じて鋸状の温度曲線となり、面全体が均等に加熱されていなかっ た。

【００１３】

【考案の効果】

本考案のパネルヒーターを使用することによって、表面温度が均一化されむら がなく、床暖房用に使用した場合には、表面温度差による不快感を生ずることが なく、また、道路、屋根の融雪などに使用した場合には、雪が部分的に溶け残っ たりする虞もなく、安心して使用することができる。 また、面全体が均等に加熱されるので加熱電圧を高める必要がなく、従来のパ ネルヒーターに比べて消費電力が大巾に削減でき、しかも、ワット密度の上昇に よる局部加熱の虞もなく、安全性が高い。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】断熱材にコードヒーターを設置した発熱部の一
部切欠斜視図、断面図。

【図２】断熱材にコードヒーターを設置した発熱部の一
部切欠斜視図、断面図。

【図３】本考案のパネルヒーターの１部切欠斜視図。

【図４】本考案のパネルヒーターの表面温度曲線図。

【図５】面状発熱体を用いた従来のパネルヒーターの表
面温度曲線図。

【図６】コードヒーターのみを用いたパネルヒーターの
表面温度曲線図。

【符号の説明】

１ 断熱材 ２ 面状発熱体 ３ 非発熱部 ４ 溝 ５ コードヒーター ６ 電源線 ７ 電源線 ８ 発熱部 ９ アルミ粘着テープ １０ 枠板 １１ 均熱板 １２ 表面板 １３ 裏板

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周辺に絶縁代としての非発熱部を含む面状
   発熱体と、該面状発熱体の表面に重ねられた表面板と、
   該面状発熱体の裏面に接して設けられた断熱材と、該断
   熱材の裏面を覆う裏板とを備えてなり、かつ、前記面状
   発熱体の非発熱部位に発熱線が配置せしめられてなるこ
   とを特徴とするパネルヒーター。
2. 【請求項２】発熱線が断熱材に固定されてなる請求項１
   に記載のパネルヒーター。
3. 【請求項３】面状発熱体がカーボンブラックグラフトポ
   リマー系の発熱体である請求項１に記載のパネルヒータ
   ー。
4. 【請求項４】面状発熱体と表面板との間に均熱板が介在
   せいめられてなる請求項１に記載のパネルヒーター。
5. 【請求項５】発熱線が金属発熱線の表面を耐熱性絶縁材
   料で被覆してなるコードヒーターである請求項１に記載
   のパネルヒーター。