JPH10306926A - 電熱温水管による暖房方法及びその装置 - Google Patents

電熱温水管による暖房方法及びその装置

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JPH10306926A JP8304124A JP30412496A JPH10306926A JP H10306926 A JPH10306926 A JP H10306926A JP 8304124 A JP8304124 A JP 8304124A JP 30412496 A JP30412496 A JP 30412496A JP H10306926 A JPH10306926 A JP H10306926A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の温水暖房設備の複雑性と使用上の不便
性及び費用負担を重くする温水の加熱手段と温水の供給
循環手段等を省略する新規な暖房手段を提供する。 【構成】 放熱温水管の中に０．３〜０．５ｍｍ太さの
銅熱線を水管の全長と同じ長さに内設してこの銅熱線に
電力を供給し、銅線抵抗の発熱作用により水管内の水を
加熱及び放熱するようにした。これにより、設備費用の
低減化と簡便な使い方で公害なしに暖房することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電熱温水管によ
る室内の暖房方法及びその装置に関し、更に詳しくは、
温水用の水を加熱するボイラーやポンプ等の温水の循環
供給手段を使用することなく、オンドルとして部屋の床
部に平面的に埋設設置された温水管の中に実質的に全長
にわたって銅製の０．３〜０．５ｍｍ太さの発熱線が内
挿され、該銅発熱線に印加した電力によって発熱させ、
当該温水管がボイラーの機能とヒーターの機能との両機
能を発揮させ、殆ど熱損失なく、かつ、極めて簡単な構
造と低価なエネルギー費用で、しかも効率的に暖房する
ことのできる電熱温水管による室内の暖房方法及びその
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、韓国の家屋においてはいわゆ
るオンドルといわれる暖房手段が採られ、室内の床部に
暖房用温水管がジグザク状に又は矩形の渦巻状に平面的
広がりをもって埋設設置されてなる。そして、この暖房
用温水管による暖房設備においては、当該暖房用温水管
に温水を供給すべく、温水を加熱するボイラー等の加熱
手段並びに温水を循環するためのポンプ等の循環供給手
段が必要不可欠なものとして配備される。当該暖房設備
において、温水の加熱手段としては、電気ヒータ、オイ
ルバーナー付きの各型式のボイラー機構、燃料タンク並
びに該燃料の供給機構と噴射機構、及び送風機構等が包
まれる。また、温水の供給手段としては、循環ポンプ、
温水の供給パイプライン、各種調節バルブ機構等を含
む。付加的に給水タンクと膨張タンク及び温度調節器等
を含む。しかして、この従来の温水による暖房方法で
は、ボイラー等の加熱手段によって多量の水を高温に加
熱し、該高温水を循環手段を介して放熱手段すなわち放
熱管に供給し、放熱による暖房をなした後、冷却水を再
度加熱手段に還流させて反復的に加熱手段と放熱手段の
間を温水が強制循環して暖房するものである。
【０００３】しかしながら、この従来の温水暖房設備で
は、加熱手段と放熱手段の両方を循環する過程で温水の
熱損失が非常に大きく、かつ放熱手段に比べて加熱手段
と供給手段の設置費用の占める割合が大きくなり、加え
て当該機構の容積や体積が大型化し、ボイラー室等の特
定の設置場所を必要とし、更には、これらの機構の作動
中における騒音が大きく、オイル燃料による汚染等で生
活環境に公害を与えるという種々の問題がある。更に、
これらの施設・機構の管理維持費を合わせ、総対的な暖
房費用が相当高くなり、その他暖房機構の運転に種々不
便な点が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みなされたものであって、従来の温水暖房設備の複雑性
と使用上の不便性及び費用負担を重くする温水の加熱手
段と温水の供給循環手段等を省略する新規な暖房手段を
提供することを目的とするものである。具体的には、本
発明は、部屋の床面に配設された温水管だけでボイラー
機能とヒーター機能を有する構造が極めて簡単で、か
つ、使用に便利な電熱温水管による暖房方法と装置を提
供することを目的とする。本発明はこのため、放熱温水
管の中に０．３〜０．５ｍｍ太さの銅熱線を水管の全長
と同じ長さに内設してこの銅熱線に電力を供給し、銅線
抵抗の発熱作用で水管内の水を加熱及び放熱するように
構成し、低廉の費用と簡便な使い方で楽に公害なしに暖
房するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電熱温水管によ
る暖房方法は、室内の床部に平面的に配設した暖房用温
水管の全長に渡って銅電熱線を内挿するとともに、該温
水管の両端部に延設された銅電熱線に電力を供給し、該
銅電熱線の発熱をもって該温水管に充填された水の加熱
と放熱作用により暖房することを特徴とする。本発明の
電熱温水管による暖房装置は、室内の床部に平面的に配
設された温水管内に銅電熱線が内挿されるとともに、該
銅電熱線は温水管の両端より延設され、前記温水管の両
方の端部は上位にある水槽に連通し、前記銅電熱線の延
長部は電力供給線に結線されてなり、前記銅電熱線の発
熱をもって該温水管内の水の加熱と放熱作用により暖房
することを特徴とする。
【０００６】上記構成において、床部に平面的に配する
態様に変えて、壁体への配設を除外するものではなく、
更にまた、床部及び壁体にわたって配する態様も含む。
更に、上記構成において、銅電熱線への電力の供給は目
的の温度を維持するべく温度調節機構によって制御がな
されるものであり、その具体的構成は実施例及び以下の
記述により開示される。
【０００７】上記電熱温水管による暖房装置において、
銅電熱線の銅線自体は０．３〜０．５ｍｍの太さをな
し、２４０ｍの長さを有する。また、この装置におい
て、銅電熱線は電気的に絶縁状態とされ、かつ、水密状
態を保持する。その具体的構造は、実施例を含めて以下
の記述で開示される。更にまた、この装置において、銅
電熱線は２本以上とされ、その内の１本は常時に使用さ
れる基本線とされ、残りは基本線が不全となったときの
予備線とされる。
【０００８】（構成の特徴、作用）本発明の電熱温水管
による暖房方法は、温水管に満たした水を直接的に該温
水管体内部で加熱する点を特徴とし、この点が従来の方
法すなわちボイラーで加熱した温水を水管を通して放熱
管に供給し暖房する方法と根本的に異なる。もっと言え
ば、温水管に充填された水を局部的に加熱するのではな
く、該温水管の全長に渡って全体的に加熱するものであ
り、このことによって該温水管自体がボイラーとラヂエ
ータの両機能を果たすものである。従って、温水の加熱
手段と供給手段を省略することができるとともに、極め
て簡単な構造の温水管だけで暖房することができる。し
かし、一般家庭の部屋の床面に施された温水管の総延長
は何十ｍ、場合によっては何百ｍに達し、該温水管の全
長に渡り通常の電熱線として採用されるニクロム線を内
設するとすれば、電気抵抗値が高過ぎ、通常の一般家庭
に配電される電気（２２０Ｖ）による加熱によっては無
理が生じる。それ故、従来の電気ヒーター・ボイラーは
局部的に水を加熱して放熱管に温水を循環させて暖房す
る措置を採らざるを得ないものであった。
【０００９】本発明においては、従来の電熱線に採用さ
れるニクロム線の常識的事実にとらわれず、銅線を採用
したことを画期的発想とする。銅線は電気抵抗値が小さ
い良導体であり、Ｏｈｍの公式、すなわち Ｒ＝ρ・ｌ／Ａ〔Ω〕 （上記式中、ρは抵抗値、Ｐは比例定数、ｌは導線の長
さ（ｍ）及びＡは導線の断面積（ｍ2 ）である）に従
う。すなわち、銅線の電気抵抗は銅線の径が太いほど小
さく、銅線の長さが長いほど電気抵抗値は大きくなり、
また抵抗Ｒは銅線の長さｌ（ｍ）に比例し、断面積Ａ
（ｍ2 ）に反比例するものである。言い換えれば、一定
容量の電流を銅線に流すには、銅線は規定太さを保持す
る必要がある。しかし、銅線の太さを細くすると電気抵
抗値が高くなり、通電中の一部の電流は熱に変わり電気
的損失が起こる。
【００１０】本発明はこの現象を利用し、電熱線として
は常識的には採用されない銅線を使用し、放熱温水管の
全長に渡り規定の太さより細い銅線を内挿することによ
って、ＡＣ２２０Ｖの電流を供給するとこの細長い銅線
が全長に渡り適温に発熱し、温水管の全長に渡り水を加
熱するものであり、これにもってボイラー機構なしに暖
房しようとする本発明の目的を達成したものである。従
って、極めて寸法の長い放熱水管自体の加熱手段とし
て、細長い銅線を電熱線に用い放熱管中に内設したの
は、本発明が属する技術分野では自明でない新規の試み
である。本発明で電熱線として用いる銅線の太さは直径
が約０．３〜０．５ｍｍ、長さは約２４０〜４４０ｍを
採り、この範囲内において、また、これを基準に、銅線
の長さが長いほど太さを増し、該銅線の長さが短いほど
太さを細くする。銅線の裸線は勿論エナメルの被覆層に
更にデクロン樹脂の絶縁層を積層形成して適当の引張強
度を持つようにする。使用する実用的被覆銅線は太さ約
１〜２ｍｍである。銅線（裸線）の太さと長さの関係を
示すと表１の通りである。
【表１】
【００１１】銅線の固有抵抗は１．６９μΩ・ｍ程度と
小さいが、銅線が細長くて該放熱温水管の全長に渡り内
設された銅線からの電気エネルギーによる発熱作用によ
り、温水を管内で加熱して暖房することができるのであ
る。銅線の電気抵抗値はニクロム線に比べて極めて小さ
いものではあるが、その故、長い寸法の放熱温水管の全
長に渡り銅線を内設し全体的に温水を加熱することがで
きるので、本発明の目的を達成することに銅線は非常に
有用なものである。更に、室内の暖房温度は約２０℃で
十分であり、この程度の温度に対しては放熱温水管の放
熱温度は約４０℃程度で足りる。該放熱温水管中に内設
された銅線にＡＣ２２０Ｖ，３０Ａの電流を供給して約
３０分程で温水管の温度は上記の温度値に上がる。そし
て、温水の加熱と放熱が同時に行われ、室内の暖房がな
される。その後は温度調節機構、具体的には温度調節器
によって電源供給の制御作動により目的の温度を維持す
る。銅線の発熱量（Ｗ）はジュール（Ｊｏｕｌ）の公式
Ｗ＝Ｉ2 Ｒｔ によって計算できる。
【００１２】本発明によって、従来においては約４０℃
の温水を放熱管に循環供給するために、ボイラーで水を
７０〜８０℃に加熱した後供給したのに比べて、熱損失
が殆どなく、実際暖房の熱利用率は１００％に近く、総
体的に暖房の熱エネルギーの使用量が少なく、大きな経
済性を得る。本発明においては、放熱温水管内の水を加
熱と共に放熱して暖房するので、温度調節器によって電
源供給を間欠的に断続する時も暖房の適正温度に達した
水の潜熱によって相当の時間にわたって暖房温度が維持
され、電力使用量が経済的に削減できると同時に、均一
の温度分布が維持され、暖房率を一層高めることができ
るものである。更に、暖房機構の簡単化及び使用の簡便
性だけでなく、特にボイラー、バーナー、送風機・循環
ポンプ等の高価な付随的な装置が省略でき、これらの設
置に要する空間も、更にはそれらの設置費用並びに運転
管理費等すべてが節減できる。また、煤煙及び燃料流出
等による汚染による生活環境公害、機械稼働による騒音
公害等が全て解消され、快適な環境での暖房ができる。
更にまた、本発明によれば銅電熱線への通電をもって作
動されるものであり、電気的制御になじみ、温度検出器
と連動させ、温度調節器による制御により所望の温度
（水温及び室温）が正確に得ることができる。
【００１３】（温水管の配設）本発明では温水管の配設
は、床部あるいは床部に限定されず壁部においても、平
面的にジグザグ状あるいは渦巻状に配管する。この場
合、該温水管自体が加熱管と放熱管の両機能を有するも
のであるので、温水管の湾曲角度はなるべくゆるみを持
たせ、屈曲部分での温度の集中を防止する。温水管の布
設に付いては、該温水管内に予め銅線を内挿した後に配
設する。該温水管の中には２本又はそれ以上の銅線が内
挿され、１本は本設の発熱線として使用され、残りの１
本又はそれ以上の銅線は予備線として使用する。使用中
において、何らかの原因で本設の銅線が切れた場合に
は、予備線に切り替えられる。銅線の被覆層である弗素
樹脂（デフロン）は耐熱性に優れており、暖房の水温で
融解する慮れはなく、漏電の危険もない。
【００１４】
【実施例】図１及び図２は本発明の実施例を示し、図１
はその全体構成を示し、図２は図１のＡ部分の拡大を示
す。銅電熱線１は、直径０．３５ｍｍの太さの銅線（Ｃ
ｕ）にエナメル層（ＦＮ）と弗素樹脂層（ＤＦ）を順次
積層被覆し、電気的にも水等に対して環境的にも良好な
絶縁性を得る。そして、この電熱線１の複数本を弗素樹
脂で一組に束ねてケーブルにする。温水管２は内径が８
〜１０ｍｍの円管をなし、温水管２の中空部内に上記絶
縁被覆された銅電熱線１が該温水管２の全長にわたって
挿通するように内設される。そして、この温水管２を図
１に示すように、部屋の床面３に平面的に一定の間隔を
保って矩形でかつ同心状の螺旋形に配設する。標準の部
屋においては、該温水管２の長さは２４０ｍ程度とな
る。温水管２の両端部は水槽４と連通する給水器５に連
接する。水槽４は温水管２の水準面よりも高い位置に配
される。給水器５において、該温水管２の両端から引き
出された電熱線１の両端部（ａ，ａ’）（ｂ，ｂ’）は
電源供給線１’に各々結線し、該結線部は合成樹脂密封
剤６で密封して電気絶縁性と防水性があるようにする。
電源供給線１’は給水器５の外側に引き出されて、温度
調節器７に結線する。各々の電源供給線１’には開閉ス
イッチＳ，Ｓ’が付けられる。複数のスイッチ中１つの
スイッチを使用し、残りのスイッチは予備電熱線の使う
時まで放置する。あるいは、これらのスイッチは交互に
使っても良い。なお、温度感知器７は室温・水温の設定
値に基づいて電熱線への電力の供給の断続による制御を
なし、漏電遮断器（ｂｋ）と動作表示燈（ＰＲ）、温度
調節ノブ（ＴＳ）等が付いている。
【００１５】この実施例装置の使用において、水槽４に
は水が注入され、その水位保持器をもって一定水位に常
時保持され、給水器５を介して温水管２内に水が充填さ
れる。温水管２内の空気は給水器５に付置された空気排
気弁（ａｖ）を通して外部に排気される。水槽４は大気
に開放されてあり、温度の上昇による水の膨張タンクの
役目をする。一側のスイッチ（ｓ）を接続し（閉路）、
ＡＣ２２０Ｖの商用電力を供給すると、温水管２中に内
設された銅電熱線１は徐々に発熱し、約３０分過ぎに水
は約４０°Ｃに加熱されると共に放熱される。温度調節
器７を所定の温度に合わせておくと温水管２の水温が上
昇する毎に電源供給が制御されて一定の設定した水温
（室温）に維持される。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、部屋の床面に配設した
温水管中に細長い銅線を電熱線として内設し、該銅線に
供給された電気エネルギーによる発熱をもって温水管内
の充填水を加熱して温水管の全長にわたって加熱作用と
放熱作用によって暖房するように構成したので、従来の
温水暖房設備における加熱手段と循環供給手段が省略さ
れて、従って、これらの設置空間が節約されて大きな経
済的便益を受けるものである。また、構造が極めて簡単
で、製作が容易であり、このため少ない製作費用で済
む。更に、使用に当たっては基本的に電熱線に通電する
のみでよく、複雑な操作はない。これはまた、自動制御
機能を有する温度調節器の作動とともに更に簡便化され
る。なお、本発明によれば、暖房の温度分布は部屋床面
の全体的に均一に維持できるとともに熱利用率がより高
くなり、また省略された加熱手段と温水の循環供給手段
の設置に要する費用と運転管理費等が省略でき、総体的
には暖房費が極めて低廉となり、大きな経済的便益を受
ける。更に、暖房温水管の構造が簡単であるので、取扱
いも簡単となり、簡単な操作をもって暖房することがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電熱温水管による暖房装置の全体構成
を示す実施例示図。
【図２】本発明の銅電熱線と電源リード線の結線様態を
示した図１のＡ線部分の拡大図。
【符号の説明】
１…銅電熱線、２…温水管、３…床面、４…水槽、５…
給水器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年４月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 電熱温水管による暖房方法及びその装
置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電熱温水管によ
る室内の暖房方法及びその装置に関し、更に詳しくは、
温水用の水を加熱するボイラーやポンプ等の温水の循環
供給手段を使用することなく、オンドルとして部屋の床
部に平面的に埋設設置された温水管の中に実質的に全長
にわたって銅製の０．３〜０．５ｍｍ太さの発熱線が内
挿され、該銅発熱線に印加した電力によって発熱させ、
当該温水管がボイラーの機能とヒーターの機能との両機
能を発揮させ、殆ど熱損失なく、かつ、極めて簡単な構
造と低価なエネルギー費用で、しかも効率的に暖房する
ことのできる電熱温水管による室内の暖房方法及びその
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、韓国の家屋においてはいわゆ
るオンドルといわれる暖房手段が採られ、室内の床部に
暖房用温水管がジグザク状に又は矩形の渦巻状に平面的
広がりをもって埋設設置されてなる。そして、この暖房
用温水管による暖房設備においては、当該暖房用温水管
に温水を供給すべく、温水を加熱するボイラー等の加熱
手段並びに温水を循環するためのポンプ等の循環供給手
段が必要不可欠なものとして配備される。当該暖房設備
において、温水の加熱手段としては、電気ヒータ、オイ
ルバーナー付きの各型式のボイラー機構、燃料タンク並
びに該燃料の供給機構と噴射機構、及び送風機構等が包
まれる。また、温水の供給手段としては、循環ポンプ、
温水の供給パイプライン、各種調節バルブ機構等を含
む。付加的に給水タンクと膨張タンク及び温度調節器等
を含む。しかして、この従来の温水による暖房方法で
は、ボイラー等の加熱手段によって多量の水を高温に加
熱し、該高温水を循環手段を介して放熱手段すなわち放
熱管に供給し、放熱による暖房をなした後、冷却水を再
度加熱手段に還流させて反復的に加熱手段と放熱手段の
間を温水が強制循環して暖房するものである。
【０００３】しかしながら、この従来の温水暖房設備で
は、加熱手段と放熱手段の両方を循環する過程で温水の
熱損失が非常に大きく、かつ放熱手段に比べて加熱手段
と供給手段の設置費用の占める割合が大きくなり、加え
て当該機構の容積や体積が大型化し、ボイラー室等の特
定の設置場所を必要とし、更には、これらの機構の作動
中における騒音が大きく、オイル燃料による汚染等で生
活環境に公害を与えるという種々の問題がある。更に、
これらの施設・機構の管理維持費を合わせ、総対的な暖
房費用が相当高くなり、その他暖房機構の運転に種々不
便な点が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みなされたものであって、従来の温水暖房設備の複雑性
と使用上の不便性及び費用負担を重くする温水の加熱手
段と温水の供給循環手段等を省略する新規な暖房手段を
提供することを目的とするものである。具体的には、本
発明は、部屋の床面に配設された温水管だけでボイラー
機能とヒーター機能を有する構造が極めて簡単で、か
つ、使用に便利な電熱温水管による暖房方法と装置を提
供することを目的とする。本発明はこのため、放熱温水
管の中に０．３〜０．５ｍｍ太さの銅熱線を水管の全長
と同じ長さに内設してこの銅熱線に電力を供給し、銅線
抵抗の発熱作用で水管内の水を加熱及び放熱するように
構成し、費用の低廉化と簡便な使用を図り、公害なしに
暖房するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電熱温水管によ
る暖房方法は、室内の床構造部に平面的に埋設設置され
た少なくとも２００ｍ以上の長尺の暖房用温水管の全長
に渡って規定の太さよりも細く、かつ直線状の銅線を内
挿するとともに、該温水管の両端部に延設された銅線に
規定の電力を供給し、該銅線の発熱をもって該温水管に
充填された水の加熱と放熱作用により暖房することを特
徴とする。上記構成において、銅線はエナメル層及びフ
ッ素樹脂層を順次積層被覆すること、また、温水管の両
端は床構造部よりも上位となる立ち上がり部を介して充
填水の補給部に連通され、温水管内の充填水は循環可能
とすること、は選択的事項である。フッ素樹脂被覆、特
にはテフロン被覆によれば、電気絶縁性に優れ、また耐
温度に対して優れているので銅線の発熱に対して保温性
を発揮し、長時間の使用に対して安全であり、更に、そ
の低摩擦特性により温水管内への電熱線の挿入作業が容
易となる、等優れた特性を発揮する。温水管内の充填水
は大気に開放され、かつ、常時補給を受けるものである
ので、温度上昇による充填水の膨張の悪影響は受けな
い。また、温水管には複数の電熱線が内設され、これら
の電熱線を交互に使用することも選択的事項である。当
該電熱線は、その内の１本は常時に使用される基本線と
され残りは基本線が不全となったときの予備線とされる
態様を採ることも、あるいは、すべてを対等に使用する
態様を採ることもできる。本発明の電熱温水管による暖
房装置は、室内の床構造部に平面的に埋設設置された少
なくとも２００ｍ以上の長尺の温水管内に規定の太さよ
りも細く、かつ直線状の銅線が内挿されるとともに、該
銅線は温水管の両端より延設され、前記温水管の両方の
端部は上位にある水槽に連通し、前記銅線の延長部は電
力供給線に結線されてなり、前記銅線の発熱をもって該
温水管内の水の加熱と放熱作用により暖房することを特
徴とする。
【０００６】上記暖房方法及び暖房装置において、銅線
が直線状をなすことは芯線等に螺旋状に巻き付けられな
いことを示し、また、床構造部は建物躯体の一部であっ
て、恒久性を持つ。そして、床構造部に平面的に配する
態様に変えて、壁体への配設を除外するものではなく、
更にまた、床構造部及び壁体にわたって配する態様も含
む。更に、上記構成において、銅電熱線への電力の供給
は目的の温度を維持するべく温度調節機構によって制御
がなされるものであり、その具体的構成は実施例及び以
下の記述により開示される。
【０００７】上記電熱温水管による暖房装置において、
温水管の内径は８〜１０ｍｍを採り、銅電熱線の銅線自
体は０．３〜０．５ｍｍの太さをなし、２４０〜４４０
ｍの長さを有する。また、この装置において、銅電熱線
は電気的に絶縁状態とされ、かつ、水密状態を保持す
る。その具体的構造は、実施例を含めて以下の記述で開
示される。更にまた、この装置において、銅電熱線は２
本以上とされ、その内の１本は常時に使用される基本線
とされ、残りは基本線が不全となったときの予備線とさ
れる。
【０００８】（構成の特徴、作用）本発明の電熱温水管
による暖房方法は、温水管に満たした水を直接的に該温
水管体内部で加熱する点を特徴とし、この点が従来の方
法すなわちボイラーで加熱した温水を水管を通して放熱
管に供給し暖房する方法と根本的に異なる。もっと言え
ば、温水管に充填された水を局部的に加熱するのではな
く、該温水管の全長に渡って全体的に加熱するものであ
り、このことによって該温水管自体がボイラーとラヂエ
ータの両機能を果たすものである。従って、温水の加熱
手段と供給手段を省略することができるとともに、極め
て簡単な構造の温水管だけで暖房することができる。し
かし、一般家庭の部屋の床面に施された温水管の総延長
は何十ｍ、場合によっては何百ｍに達し、該温水管の全
長に渡り通常の電熱線として採用されるニクロム線を内
設するとすれば、電気抵抗値が高過ぎ、通常の一般家庭
に配電される電気（２２０Ｖ）による加熱によっては無
理が生じる。それ故、従来の電気ヒーター・ボイラーは
局部的に水を加熱して放熱管に温水を循環させて暖房す
る措置を採らざるを得ないものであった。
【０００９】本発明においては、従来の電熱線に採用さ
れるニクロム線の常識的事実にとらわれず、銅線を採用
したことを画期的発想とする。銅線は電気抵抗値が小さ
い良導体であり、Ｏｈｍの公式、すなわち Ｒ＝ρ・１／Ａ〔Ω〕 （上記式中、Ｒは抵抗値、ρは比例定数、１は導線の長
さ（ｍ）及びＡは導線の断面積（ｍ２）である）に従
う。すなわち、銅線の電気抵抗は銅線の径が太いほど小
さく、銅線の長さが長いほど電気抵抗値は大きくなり、
換言すれば、銅線の抵抗Ｒは銅線の長さ１（ｍ）に比例
し、断面積Ａ（ｍ２）に反比例するものである。言い換
えれば、一定容量の電流を銅線に流すには、銅線は規定
太さを保持する必要がある。しかし、銅線の太さを細く
すると電気抵抗値が高くなり、通電中の一部の電流は熱
に変わり電気的損失が起こる。
【００１０】本発明はこの現象を利用し、電熱線として
は常識的には採用されない銅線を使用し、放熱温水管の
全長に渡り規定の太さより細い銅線を内挿することによ
って、ＡＣ２２０Ｖの電流を供給するとこの細長い銅線
が全長に渡り適温に発熱し、温水管の全長に渡り水を加
熱するものであり、これによってボイラー機構なしに暖
房しようとする本発明の目的を達成したものである。従
って、極めて寸法の長い放熱水管自体の加熱手段とし
て、細長い銅線を電熱線に用い放熱管中に内設したの
は、本発明が属する技術分野では自明でない新規の試み
である。本発明で電熱線として用いる銅線の太さは直径
が約０．３〜０．５ｍｍ、長さは約２４０〜４４０ｍを
採り、この範囲内において、また、これを基準に、銅線
の長さが長いほど太さを増し、該銅線の長さが短いほど
太さを細くする。銅線の裸線は勿論エナメルの被覆層に
更にフッソ樹脂（商品名「テフロン」）の絶縁層を積層
形成して適当の引張強度を持つようにする。使用する実
用的被覆銅線は太さ約１〜２ｍｍである。銅線（裸線）
の太さと長さの関係を示すと表１の通りである。
【表１】
【００１１】銅線の固有抵抗は１．６９μΩ・ｍ程度と
小さいが、銅線が細長くて該放熱温水管の全長に渡り内
設された銅線からの電気エネルギーによる発熱作用によ
り、温水を管内で加熱して暖房することができるのであ
る。銅線の電気抵抗値はニクロム線に比べて極めて小さ
いものではあるが、その故、長い寸法の放熱温水管の全
長に渡り銅線を内設し全体的に温水を加熱することがで
きるので、本発明の目的を達成することに銅線は非常に
有用なものである。更に、室内の暖房温度は約２０℃で
十分であり、この程度の温度に対しては放熱温水管の放
熱温度は約４０℃程度で足りる。該放熱温水管中に内設
された銅線にＡＣ２２０Ｖ，３０Ａの電流を供給して約
３０分程で温水管の温度は上記の温度値に上がる。そし
て、温水の加熱と放熱が同時に行われ、室内の暖房がな
される。その後は温度調節機構、具体的には温度調節器
によって電源供給の制御作動により目的の温度を維持す
る。銅線の発熱量（Ｗ）はジュール（Ｊｏｕｌ）の公式
Ｗ＝Ｉ２Ｒｔ によって計算できる。
【００１２】本発明によって、従来においては約４０℃
の温水を放熱管に循環供給するために、ボイラーで水を
７０〜８０℃に加熱した後供給したのに比べて、熱損失
が殆どなく、実際暖房の熱利用率は１００％に近く、総
体的に暖房の熱エネルギーの使用量が少なく、大きな経
済性を得る。本発明においては、放熱温水管内の水を加
熱と共に放熱して暖房するので、温度調節器によって電
源供給を間欠的に断続する時も暖房の適正温度に達した
水の潜熱によって相当の時間にわたって暖房温度が維持
され、電力使用量が経済的に削減できると同時に、均一
の温度分布が維持され、暖房率を一層高めることができ
るものである。更に、暖房機構の簡単化及び使用の簡便
性だけでなく、特にボイラー、バーナー、送風機・循環
ポンプ等の高価な付随的な装置が省略でき、これらの設
置に要する空間も、更にはそれらの設置費用並びに運転
管理費等すべてが節減できる。また、煤煙及び燃料流出
等による汚染による生活環境公害、機械稼働による騒音
公害等が全て解消され、快適な環境での暖房ができる。
更にまた、本発明によれば銅電熱線への通電をもって作
動されるものであり、電気的制御になじみ、温度検出器
と連動させ、温度調節器による制御により所望の温度
（水温及び室温）が正確に得ることができる。
【００１３】（温水管の配設）本発明では温水管の配設
は、床部あるいは床部に限定されず壁部においても、平
面的にジグザグ状あるいは渦巻状に配管する。この場
合、該温水管自体が加熱管と放熱管の両機能を有するも
のであるので、温水管の湾曲角度はなるべくゆるみを持
たせ、屈曲部分での温度の集中を防止する。温水管の布
設に付いては、該温水管内に予め銅線を内挿した後に配
設する。該温水管の中には２本又はそれ以上の銅線が内
挿され、１本は本設の発熱線として使用され、残りの１
本又はそれ以上の銅線は予備線として使用する。使用中
において、何らかの原因で本設の銅線が切れた場合に
は、予備線に切り替えられる。銅線の被覆層である弗素
樹脂（テフロン）は耐熱性に優れており、暖房の水温で
融解する慮れはなく、漏電の危険もない。
【００１４】
【実施例】図１及び図２は本発明の実施例を示し、図１
はその全体構成を示し、図２は図１のＡ部分の拡大を示
す。銅電熱線１は、直径０．３５ｍｍの太さの銅線（Ｃ
ｕ）にエナメル層（ＦＮ）と弗素樹脂層（ＤＦ）を順次
積層被覆し、電気的にも水等に対して環境的にも良好な
絶縁性を得る。そして、この電熱線１の複数本を弗素樹
脂で一組に束ねてケーブルにする。温水管２は内径が８
〜１０ｍｍの円管をなし、温水管２の中空部内に上記絶
縁被覆された銅電熱線１が該温水管２の全長にわたって
挿通するように内設される。そして、この温水管２を図
１に示すように、部屋の床面３に平面的に一定の間隔を
保って矩形でかつ同心状の螺旋形に配設する。標準の部
屋においては、該温水管２の長さは２４０ｍ程度とな
る。温水管２の両端部は水槽４と連通する給水器５に連
接する。水槽４は温水管２の水準面よりも高い位置に配
される。給水器５において、該温水管２の両端から引き
出された電熱線１の両端部（ａ，ａ’）（ｂ，ｂ’）は
電源供給線１’に各々結線し、該結線部は合成樹脂密封
剤６で密封して電気絶縁性と防水性があるようにする。
電源供給線１’は給水器５の外側に引き出されて、温度
調節器７に結線する。各々の電源供給線１’には開閉ス
イッチＳ，Ｓ’が付けられる。複数のスイッチ中１つの
スイッチを使用し、残りのスイッチは予備電熱線の使う
時まで放置する。あるいは、これらのスイッチは交互に
使っても良い。なお、温度感知器７は室温・水温の設定
値に基づいて電熱線への電力の供給の断続による制御を
なし、漏電遮断器（ＢＫ）と動作表示燈（ＰＲ）、温度
調節ノブ（ＴＳ）等が付いている。
【００１５】この実施例装置の使用において、水槽４に
は水が注入され、その水位保持器をもって一定水位に常
時保持され、給水器５を介して温水管２内に水が充填さ
れる。温水管２内の空気は給水器５に付置された空気排
気弁（ａｖ）を通して外部に排気される。水槽４は大気
に開放されてあり、温度の上昇による水の膨張タンクの
役目をする。一側のスイッチ（ｓ）を接続し（閉路）、
ＡＣ２２０Ｖの商用電力を供給すると、温水管２中に内
設された銅電熱線１は徐々に発熱し、約３０分過ぎに水
は約４０゜Ｃに加熱されると共に放熱される。温度調節
器７を所定の温度に合わせておくと温水管２の水温が上
昇する毎に電源供給が制御されて一定の設定した水温
（室温）に維持される。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、部屋の床面に配設した
温水管中に細長い銅線を電熱線として内設し、該銅線に
供給された電気エネルギーによる発熱をもって温水管内
の充填水を加熱して温水管の全長にわたって加熱作用と
放熱作用によって暖房するように構成したので、従来の
温水暖房設備における加熱手段と循環供給手段が省略さ
れて、従って、これらの設置空間が節約されて大きな経
済的便益を受けるものである。また、構造が極めて簡単
で、製作が容易であり、このため少ない製作費用で済
む。更に、使用に当たっては基本的に電熱線に通電する
のみでよく、複雑な操作はない。これはまた、自動制御
機能を有する温度調節器の作動とともに更に簡便化され
る。なお、本発明によれば、暖房の温度分布は部屋床面
の全体的に均一に維持できるとともに熱利用率がより高
くなり、また省略された加熱手段と温水の循環供給手段
の設置に要する費用と運転管理費等が省略でき、総体的
には暖房費が極めて低廉となり、大きな経済的便益を受
ける。更に、暖房温水管の構造が簡単であるので、取扱
いも簡単となり、簡単な操作をもって暖房することがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電熱温水管による暖房装置の全体構成
を示す実施例示図。
【図２】本発明の銅電熱線と電源リード線の結線様態を
示した図１のＡ線部分の拡大図。
【符号の説明】 １…銅電熱線、２…温水管、３…床面、４…水槽、５…
給水器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】室内の床部に平面的に配設した暖房用温水
    管の全長に渡って銅電熱線を内挿するとともに、該温水
    管の両端部に延設された銅電熱線に電力を供給し、該銅
    電熱線の発熱をもって該温水管に充填された水の加熱と
    放熱作用により暖房する、ことを特徴とする電熱温水管
    による暖房方法。
  2. 【請求項２】室内の床部に平面的に配設された温水管内
    に銅電熱線が内挿されるとともに、該銅電熱線は温水管
    の両端より延設され、 前記温水管の両方の端部は上位にある水槽に連通し、 前記銅電熱線の延長部は電力供給線に結線されてなり、 前記銅電熱線の発熱をもって該温水管内の水の加熱と放
    熱作用により暖房する、ことを特徴とする電熱温水管に
    よる暖房装置。
  3. 【請求項３】請求項２において、温水管に内挿された銅
    電熱線は太さが約０．３〜０．５ｍｍで、長さが約２４
    ０〜４４０ｍである電熱温水管による暖房装置。
  4. 【請求項４】請求項２において、温水管に内挿された銅
    電熱線は電気的に絶縁及び水密の状態を保持して電力供
    給線に結線されてなる電熱温水管による暖房装置。
  5. 【請求項５】請求項２において、温水管には基本電熱線
    と復数の予備線が内設されることを特徴とする電熱温水
    管による暖房装置。
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