JPH04174993A - 発熱体及び該発熱体を利用した屋根用融雪装置並びに床暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発熱体及び該発熱体を利用した屋根用融雪装
置並びに床暖Ｂ装置に関する。

［従来の技ＩＩ＆］ 従来、屋根用融雪装置は、屋根に温水、地下水を流す流
水方式、屋根裏に生活余熱などの暖気を導いたりあるい
は特開昭５９−１６１５５０号公報のような屋根に伝熱
ケーシングを設けるとともにこの伝熱ケーシングに暖気
を供給する暖気方式、電熱ヒータを設けたパネルを屋根
に設ける電熱方式などが知られている。前記流水方式は
ポンプ等の給水設備を設けなければならずその水の管理
なども冬期では煩雑であり、また暖気方式ではその熱量
不足などが懸念される。その魚雷熱方式は維持管理が他
の方式に比較して容易である。

電熱方式に用いられるパネルヒータとして例えば特開昭
６０−１７８１号公報には伝熱ケーシング内にシリコー
ン油を封入し、該シリコーン油に浸るようにニクロム線
等の電熱線を裸のまま配置し、この電熱線両端部を各々
伝熱ケーシングに該伝熱ケーシングと絶縁して設けた端
子部に連結したものが公知である。同様に床暖房装置に
おいても同様なものが周知である。

し発明が解決しようとする課題］ 電熱方式の屋根用融雪装置においては、前記パネルヒー
タの電熱線を各々並列に電源装置に接続し、これら電熱
線に通電して伝熱ケーシング廻りの雪を融かすというも
のであるため維持管理は容易であるもののランニングコ
ストが大きくなるという問題点があった。

そこで本発明は前記問題点を解決するための発熱体及び
該発熱体を利用した屋根用融雪装置並びに床暖房装置を
提供することを目的とする。

［８題を解決するための手段１ 本発明は、電熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一体化し
たものであり、また発熱体を備えたパネルヒータを屋根
に設けた屋根用融雪装置において、前記パネルヒータが
少なくとも上面を屋根材により形成した伝熱ケーシング
と、この伝熱ケーシング内に設けられ電熱ヒータと断熱
材又は蓄熱材を一体化した発熱体とを具備したものであ
り、また前記パネルヒータが屋根に複数設けられるとと
もに、これら発熱体の電熱ヒータを並列に制御Ｍ］装置
を介して電源に接続し、前記制ｍ装置により前記電熱ヒ
ータへの通電を巡回制御］するものであり、さらに床面
に発熱体を設ける床暖房装置において、前記発熱体が電
熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一体化したものであり
、また前記発熱体が床に複数設けられるとともに、これ
ら発熱体の電熱ヒータを並列に制御装置を介して電源に
接続し、前記制御装置により前記発熱体への通電を巡回
制御するものである。

［作　用］ 本発明は、電熱ヒータによる高温短時間の特性発熱は断
熱材または蓄熱材を用いて低温長時間の特性とすること
ができる。また伝熱ケーシングを介して放熱されて融雪
を行うことができるとともに電熱ヒータには給電が巡回
制御されて行われる。また発熱体により床暖房をするこ
とができ、またその発熱体への給電を巡回制御されて行
うことができる。

Ｅ実施例コ 次に本発明の第１実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。

屋根１に複数間隔をおいて設けられるパネルヒータ２は
、伝熱ケーシング３の内側に電熱ヒータたる面状発熱体
４を設け、さらにこの面状発熱体４と前記伝熱ケーシン
グ３間に上部又は下部の厚みＬが例えば１０〜２０ｍｍ
程度の断熱材５を設けてこの面状発熱体４と前記断熱材
５を一体化して発熱体５Ａを形成する。

前記伝熱ケーシング３は、中空であってその上下に屋根
材である例えばポリカーボネイト系の波形屋根材６，７
が設けられており、この上部及び下部の波形屋根材６．
７の縁部には防水コーキング部８が設けられているとと
もに、前記縁部には屋根１へ固定金具（図示せず）を介
して固定するための取付穴９が形成されている。また波
形屋根材６の凹部６Ａ。

凸部６Ｂは軒Ａと平行に設けられている。前記面状発熱
体４は例えば、絶縁性基板１０上に正の抵抗温度係数を
有する面状の抵抗体１１を設け、さらにこの絶縁層１１
Ａを設けた抵抗体１１の両側に電極１２を設けたもので
あり、低温時では前記抵抗体１１の抵抗値は小さく一方
、高温時には前記抵抗体１１の抵抗が著しく大きくなる
特性を有する。そしてこの面状発熱体４は間隔をおいて
前記伝熱ケーシング３内に並列に配置されるとともに、
前記電極１２に接続したリード線１３が並列接続されて
いる。前記断熱材５は不燃性あるいは難燃性のフェルト
状あるいは板状などが用いられる。特にこの断熱材５と
しては曲げ加工が容易な短繊維状のセラミックウールを
用いたものが好ましい。そしてこの断熱材５は前記面状
発熱体４を囲んだりあるいは挾むように設けられている
。さらに前記リード線１３を接続した電源コード１４は
制御装置１５を介してＡＣｌｏｏＶあるいは融雪電源（
ＡＣ２００Ｖ）など電源に接続されている。尚この制御
装置１５は第４図に示すように各パネルヒータ２の面状
発熱体４を、該２つ以上の面状発熱体４が同時に通電せ
ずに、順次通電できるように複数自動巡回制御方式にな
っている。尚、１６　Ｇ、を下部の波形屋根材７と前記
断熱材５間に設けられる反射シートであり、この反射シ
ート１６は例えばシート本体１７にアルミニウムシート
部１８が間隔をおいて設けられたものである。尚前記制
御［ｌ装置１５は融雪効率が向上できるように通電時間
などが設定されている。

次に前記構成につきその作用を説明する。

降雪時において、降雪センサ（図示せず）が降雪を検知
すると自動的にあるいは手動操作により制ｍ装置１５が
作動し、該制御ｌｌ装置１５により第１のパネルヒータ
２Ａの面状発熱体４が通電し、該通電により該面状発熱
体４はジュール熱が発生して比較的短時間で例えば１０
０〜１５０℃程度の高温状態となり、該熱量は第５図（
Ｂ）に示すように断熱材５により長時間低温状態とする
ことができる。すなわち、前記第５図（Ｂ）は発熱体５
Ａの温度特性グラフを示しており、実線は面状発熱体４
の発熱状態を示しており、これは短時間に高温となる。

そしてこの熱は断熱材５により一点鎖線で示すように長
時間低温状態を維持して融雪作用に熱が供される。この
際発熱体５△において面状発熱体４の熱は断熱材５を介
して放熱されるようになるため、面状発熱体４が単体で
使用される場合には輻射熱を有効に用いることができな
かったが、断熱材５を設けたことにより輻射熱を断熱材
５に吸収してこれを融雪のために使用され効率を向上で
きる。尚、第５図（Ｂ）ではパネルヒータ２の表面温度
が４０℃で面状発熱体４が図示しない温度センサにより
制御されてオン、オフ制御できるようにした場合を示し
ている。そして該熱の一部は伝熱ケーシング３を介して
徐々に低温状態で比較的長時間放熱され、該伝熱ケーシ
ング３廻りの雪（図示せず）を融雪する。

また放熱に伴う輻射熱の一部は前記反射シート１６によ
って上部の屋根材６側へ反射する。

そして融雪水は上部の波形屋根材６の溝部６△に集まる
とともにパネルヒータ２の側部へ流れて屋根１上へ落ち
、そしてパネルヒータ２間を軒Ａ側へ流れる。また前記
第１のパネルヒータ２Ａの面状発熱体４が断電すると次
に第２のパネルヒータ２Ｂの面状発熱体４がジュール熱
を生じ前記と同様に融雪する。この後順次第３．第４．
・・・のパネルヒータ２の面状発熱体４が通電されてジ
ュール熱を生じ融雪する。次に再び前記第１のパネルヒ
ータ２Ａの面状発熱体４が通電されジュール熱を生ずる
とともに断熱材５が蓄熱を開始する。

尚前記第１のパネルヒータ２Ａが通電されその後非通電
状態となって再度通電されるまでの間、断熱材５の蓄熱
が比較的短時間徐々に放熱して、該放熱が伝熱ケーシン
グ３を介して放熱して融雪を継続するようになっている
。

他のパネルヒータ２も同様に非通電時融雪する。

尚融雪時において、上部の屋根材６から屋根１に滴下し
た融雪水は軒Ａ側へ落下し、また下部の屋根材７と屋根
材６間においては、該屋根材７より放熱された暖気が屋
根１に沿って上押する。

以上のように前記実施例においては、発熱体５Ａを電熱
ヒータたる面状発熱体４に断熱材５を一体化したもので
あるため、高温となった面状発熱体４の伝導による熱以
外に輻射熱をも断熱材５により無駄なく利用でき熱効率
を向上できる。

また、屋根１に設けられるパネルヒータ２を伝熱ケーシ
ング３内に電熱ヒータとしての面状発熱体４を設けると
ともに、この面状発熱体４と前記伝熱ケーシング３間に
断熱材５を設けたことにより、前記断熱材５により多量
の蓄熱が可能となり、面状発熱体４への通電が比較的短
時間であっても放熱作用に伴う融雪作用を比較的長時間
行うことができる。

この結果面状発熱体４による熱のロスがなくなり消費電
力を有効に利用してランニングコストを小さくすること
ができる。

さらに前記伝熱ケーシング３の上面は波形屋根材６で形
成されるとともに、この屋根材６の溝部６Ａは軒Ａ側へ
向いているため、融雪水を自然落下して効率的に排水で
きる。しかも屋根１に設けられる複数のパネルヒータ２
の面状発熱体４は制御装［１５によって自動巡回制御さ
れるようになっており、したかって−時的に大電流が通
電するようなことはなく電源設備の小型化やイニシャル
コストの低減を図れる。しかも下部の波形屋根材７と屋
根１間に空間が形成でき、その空間により断熱層が形成
されて、前記発熱体５Ａの熱が屋根１側へ一層伝導され
ることはない。

また前記実施例ではパネルヒータ２を屋根１に固定した
後、電源コード１４を制ｍ装置１５に接続して施工がで
きるため工事が簡単であり、またポンプなどの大形設備
がないためイニシャルコストの低減も行うことができる
。

しかも上部の波形屋根材６の凹部６Ａ、凸部６Ｂを軒Ａ
と平行に設けたことにより、融雪水は凹部６Ａに集まっ
た後パネルヒータ２の側部へ流れそして屋根１に落下す
るとともにパネルヒータ２間を軒Ａに向かって流れるた
め、パネルヒータ２内における凸部６Ｂに集まった暖気
が融雪水により熱を奪われることはなく熱効率を向上で
きる。

第６図乃至第８図は本発明の第２実施例乃至第４実施例
を示しており、前記第１実施例と同一部分には同一符号
を付しその詳細な説明を省略する。

第２実施例では電熱ヒータをニクロム線１９によって形
成するとともにこれを絶縁処理したものである。また数
表はこの場合の実験データであり、１個のパネルヒータ
を該パネルヒータに設けた温度センサ（図示せず）によ
り４０℃でオフ、４５℃でオフとした場合の通電率が９
５％、２５４％となり消費電力を低減できる。

第３実施例においては床暖房を示しており、断熱材２１
上に板材等構造材２２を設け、この構造材２２上にバッ
キング２３を介して絶縁処理したニクロム線１９を設け
た発熱体５Ａを設け、さらにこの発熱体５Ａにアルミニ
ウムシート１８を設け、このアルミニウムシート１８上
に床材２４を設けたものであって、前記複数段けられる
発熱体５Ａは前記第４図、第５図のように制御される。

またバッキング２３及びアルミニウムシート１８により
下方への熱伝導を防止でき、また発熱体５Ａを利用した
ことにより効率良く床暖房することができる。尚この際
も前記表と同様な通電率が得られる。

第４実施例は壁状とした床暖房の変形例であって、空気
小室３１を多数並設した硬質合成樹脂製の断熱層材３２
上にシート状、フェルト状などの断熱材５と絶縁処理し
たニクロム線１９からなる発熱体５Ａを設け、この発熱
体５Ａ上にも前記断熱層材３２をアルミニウムシート１
８を介して設け、その上に畳表たる藺草３３を設けたも
のである。このようにして和風に床暖房してもよい。

尚本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例え
ば第９図のように１枚ものの面状発熱体４としてこれを
絶縁処理してもよい。

また前記制御装置はタイマー、マイクロコンピュータあ
るいは電気抵抗値の特性変化による通電制御方法あるい
はセンサ、サーモ等を使用する温度による制御して、オ
ン、オフのリレー操作を行うようにしてもよい。また断
熱材は綿状、棒状、板状、粉末体状、れき状など種々の
変形が可能であり、前記蓄熱層は蓄熱材により形成して
もよい。さらに前記実施例では電熱ヒータを一層にして
設けたが多層に設けてもよく、また屋根材は波形以外に
平板状、凹凸状などでもよいなど種々の変形が可能であ
る。

［発明の効果］ 本発明は電熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一体化した
ものであり、電熱ヒータの輻射熱をも断熱材または蓄熱
材により有効利用でき、効率の高い発熱体を提供できる
。

また本発明は発熱体を備えたパネルヒータを屋根に設け
た屋根用融雪装置において、前記パネルヒータが少なく
とも上面を屋根材により形成した伝熱ケーシングと、こ
の伝熱ケーシング内に設けられ電熱ヒータと断熱材又は
蓄熱材を一体化した発熱体とを具備したものであり、比
較的長時間放熱による融雪作用を行うことができる。

さらに本発明は前記パネルヒータが屋根に複数設けられ
るとともに、これら発熱体の電熱ヒータを並列に制ｍ装
置を介して電源に接続し、前記制ｍ装置により前記電熱
ヒータへの通電を巡回制御するものであり、−時的に大
容量の電力が不要であり、それに伴う設備などを小型化
できる。

また本発明は床面に発熱体を、設ける床暖房装置におい
て、前記発熱体が電熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一
体化したものであり、効率良く床暖房ができ、さらに本
発明は前記発熱体が床に複数設けられるとともに、これ
ら発熱体の電熱ヒータを並列に制Ｗ装置を介して電源に
接続し、前記制ｗ装置により前記発熱体への通電を巡回
制御するものであり、−時的に大容量の電力が不要にな
るなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は第１実施例を示しており、第１図は
パネルヒータの一部切欠き斜視図、第２図はパネルヒー
タの平面図、第３図は全体斜視図、第４図は電気回路図
、第５図（Ａ）。 はタイムチャート、第５図（Ｂ）は温度特性グラフ、第
６図は第２実施例を示す平面図、第７図は第３実施例を
示す断面図、第８図は第４実施例を示す断面図、第９図
は第５実施例を示す平面図である。 １・・・屋根 ２・・・パネルヒータ ３・・・伝熱ケーシング ４・・・面状発熱体く電熱ヒータ） ５・・・断熱材 ５Ａ・・・発熱体 ６・・・波形屋根材 １５・・・制ｍ装置 特　　許　　出　　願　　人　　　　　町　　　　屋　
　　　敦　　　　司代　　理　　人　　弁理士　　　　
　牛　　　　　木　　　　　　護電熱ヒー９　　　　　
ＯＦＦ 笛５図（Ａ） 第５図　（Ｂ） 第６Ｃ 第７図 第９図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一体化したこ
   とを特徴とする発熱体。
2. （２）発熱体を備えたパネルヒータを屋根に設けた屋根
   用融雪装置において、前記パネルヒータが少なくとも上
   面を屋根材により形成した伝熱ケーシングと、この伝熱
   ケーシング内に設けられ電熱ヒータと断熱材又は蓄熱材
   を一体化した発熱体とを具備したことを特徴とする屋根
   用融雪装置。
3. （３）前記パネルヒータが屋根に複数設けられるととも
   に、これら発熱体の電熱ヒータを並列に制御装置を介し
   て電源に接続し、前記制御装置により前記電熱ヒータへ
   の通電を巡回制御することを特徴とする請求項（２）記
   載の屋根用融雪装置。
4. （４）床面に発熱体を設ける床暖房装置において、前記
   発熱体が電熱ヒータに断熱材または蓄熱材を一体化した
   ことを特徴とする床暖房装置。
5. （５）前記発熱体が床に複数設けられるとともに、これ
   ら発熱体の電熱ヒータを並列に制御装置を介して電源に
   接続し、前記制御装置により前記発熱体への通電を巡回
   制御することを特徴とする請求項（４）記載の床暖房装
   置。