JPS59198685A - 蓄熱式電気ヒ−タ - Google Patents

蓄熱式電気ヒ−タ

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JPS59198685A
JPS59198685A JP7438383A JP7438383A JPS59198685A JP S59198685 A JPS59198685 A JP S59198685A JP 7438383 A JP7438383 A JP 7438383A JP 7438383 A JP7438383 A JP 7438383A JP S59198685 A JPS59198685 A JP S59198685A
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JP
Japan
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heat storage
outer tube
heater
electric heater
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP7438383A
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English (en)
Inventor
嘉浩 松尾
隆博 和田
浩二 松永
新田 恒治
武史 林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS59198685A publication Critical patent/JPS59198685A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。この方式
では蓄熱速度、放熱速度、および蓄熱能率が問題となり
、それを解決するために熱交換器、フィン、熱媒体など
を用いあるいは潜熱蓄熱材料のカプセル化などの対策が
とられている。一方、人体などの局所暖房器においては
その保温材の中に埋設した電気ヒータが汎用されている
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、上述の従来の潜熱蓄熱方式を採用する
にはコスト、重量、使用目的によっては柔軟性において
問題があった。
を発明の目的 本発明の目的は蓄熱能率が高く、しかも低コスト、軽量
であり、使用目的によっては柔軟性に富む潜熱蓄熱方式
でによる暖房器、保温器などに用いる電気ヒータを提供
することにある。
メ発明の構成 本発明の基本構成は線状発熱体、その線状発熱体を内蔵
した内管、その内管の外周に設置され、端部が密封され
た外管、および内管と外管との間隙が作る空間に収納さ
れた潜熱蓄熱材料とから成る構成である。この蓄熱式電
気ヒータの構成上の特徴は管軸に垂直な方向の断面が管
のどの部分においても同じである点にある。この構成に
よう管状ヒータのどの部分も一様な蓄熱・放熱特性を持
つことができ蓄熱能率を高めることができる。丑だ、設
計すべき内管と外管との間隙距離は要望される蓄熱(入
力)時間、用いた線状発熱体の消費電力、潜熱蓄熱材料
の熱伝導率などによって決定されるが、局所暖房などに
用いる場合通常、2crn以下であることが望ましい。
この場合、蓄熱に要する時間は実用上要求されるはソ1
時間以内になる。また外管の長さは要望される蓄熱容量
に応じて適宜決定される。さらに潜熱蓄熱材料として融
解・凝固温度が30〜100℃の範囲の一定温度にある
無機水和塩を用い、内管および外管にプラスチック材料
を用いることによって、蓄熱能率が高く、低コント、軽
量、しかも柔軟性を特徴とする蓄熱式電気ヒータを得る
ことができる。
さらに本発明の蓄熱式電気ヒータの実施態様は、内管と
外管との間隙にスペーサを有するが、このスペーサは内
管と外管との間隙距離を一定に保つためのものであり、
望捷しくはそのスペーサの存在によp内管の位置が外管
のほぼ中央に固定されるものである。これにより設定さ
れた蓄熱(入力)時間内にすべての潜熱蓄熱材を一様に
溶融状態(蓄熱状態)にすることができ、蓄熱能率は1
00係に近ずけることかできる利点がある。なぜならば
、外管内に収納されたすべての潜熱蓄熱材は、設定され
た蓄熱時間に応じてあらかじめ設計された内管と外管と
の間隙距離の範囲内に存在するからである。
また、実施態様のスペーサは熱良導体であシ、かつ内管
および外管とに密接し、熱的接触を持っている。これに
より電源接続時の蓄熱過程では内管から供給される熱エ
ネルギーをより速やかに潜熱蓄熱材に伝達することがで
き、一方電源切断後の放熱過程では潜熱蓄熱材に蓄えら
れた熱エネルギーを熱良導体であるスペーサを通じて外
管へ、さらに外管に接した熱媒体あるいは加熱目的物へ
速やかに伝達することができるという利点がある。
さらに丑だ、上述のスペーサの代シに、適当な間隔を置
いてくぼみ部を有する外管を用いることによって、ある
いは適当な間隔を置いて突起部を外壁に有する内管を用
いることによっても内管と外管との間隙距離を一定に保
つように固定することができ、それにより蓄熱能率を高
めることができる。特に前者の構成は外管を熱加工など
によりくぼみ部を設けるだけでよいので低コストの利点
があシ、また一般に電気ヒータはU曲げすることが多い
が、その様な場合にもそのくぼみ部の所を利用すること
ができる 実施例の説明 実施例(1) 第1図に示す様な潜熱蓄熱式電気ヒータを試作した。1
1は線状発熱体であり、ここでは表面が電気絶縁された
銅合金の網線から成り、外直径3間、長さ40 cnI
、消費電力量20Wのヒータ線を用いた。その線状発熱
体11の表面にポリ塩化ビニールを厚み0.5−にコー
ティングし、これを内管12とした。次に同じポリ塩化
ビニール製の内径20mm、外径23て、長さ40σの
パイプを外管13とし、このプラスチックス製外管13
の中にヒータ線11を内蔵するプラスチックス製内管1
2を通した後、その外管13の端部15の一つを熱圧着
封止し、内管12を外管13のはビ中央に固定した。次
に、捷だ開口している外管のもう一方の端部から潜熱蓄
熱材14を外管13の中に充填する。ここで用いた潜熱
蓄熱材料14は過冷却防止剤ピロリン酸ンーダ10水和
塩を1重量係含有させた酢酸ソーダ3水和塩である。こ
れを150g秤量し、66℃の温度で溶融させた後、外
管13の開口端部から外管13の中に流し込んだ。この
潜熱蓄熱材14が冷却し凝固するのを待って、外管13
の開口端部7熱圧着封止し、内管12を外管13のはソ
中央に固定した。以上の工程によシ第1図の蓄熱式電気
ヒータを作成した。
なお、この潜熱蓄熱材14の融点は58℃、凝固点は5
3℃、融解・凝固潜熱は60caシg1固体での平均比
熱は0.3 c a 179 ℃液体での比熱は0.7
cal、今℃である。したがって、外気温度20℃、蓄
熱温度レベルを65℃に設定すると、この蓄熱式ヒータ
の蓄熱容量は潜熱量91alと顕熱量2.57との和1
1 、51calとなり、ヒータ電力は2oWであるか
ら、それだけの熱量を断熱状態で蓄熱するのに要する時
間は約40分となる。
次にこの蓄熱式電気ヒータは局所暖房器の一つである電
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式ヒータを埋設した結果、電源を
入力すると足温器はケ温状態(5,8W放熱)に入り電
源を入力してから60分間で潜熱蓄熱材14の温度は設
定温度の65℃に達し、この時点で電源を切断しても、
その後140分保温状態(5,sW放熱)を持続するこ
とができた。
従来の電気足温器(ヒータ電力は比較のため568Wと
する)は電源入力時は保温状態(6,8W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。これに対し本発明実施例の蓄熱式電気ヒータ(ヒー
タ電力20W1蓄熱容量11.51cal)を用いると
電源切断後も保温機能を持続することができる。しかも
この蓄熱式電気ヒータは軽量(2ooy以下)であり、
低コストであり、実用性の高いものである。
実施例(2) 第2図に示す様な潜熱蓄熱式電気ヒータを試作した。1
1は線状発熱体であシ、実施例(1)と同様の線状発熱
体11(但し、長さは200 cm 、消費電力1oo
W)を用いた。その線状発熱体11の表面にポリ塩化ビ
ニールを厚み0.6mmにコーティングし、これを内管
12とした。16はスペーサであり、ここでは内管12
の外壁と外管13の内壁との間隙距離を5.5Mの一定
に保つために、4咽の穴の中に線状発熱体11を内蔵す
る内管12を通し、8crn間隔でもって24個のスペ
ーサを内管12の外壁に接着剤を用いて固定した。次に
、内管12と同じ材質のポリ塩化ビニール製のパイプ、
内径15M、外径17門、長さ200 cmを外管13
とした。この外管13の中にすでにスペーサ16を固定
した内管12を通した後、その外管13の一方の端部1
5を熱圧着封止した。次に、外管13のもう一方の開口
端部から潜熱蓄熱材14を外管13の中に充填する。こ
こで用いた潜熱蓄熱材14.は実施例(1)で用いたも
のと同じセある。
その充填量は400.9であシ、これを実施例(1)と
同様溶融状態(65℃)で充填した後、外管13の開口
端部を熱圧着封止した。以上の工程により第2図に示す
蓄熱式電気ヒータを作成した。したがって、外気温度5
℃、蓄熱温度レベルを65℃に設定すると、この蓄熱式
ヒータの蓄熱容量は潜熱量241calと顕熱量8.5
7との和32.51calとなシ、ヒータ電力は100
’Vψであるから、それだけ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一つである電
気チョッキのヒータとして用いることができる。チョッ
キの保温材の中にこの蓄熱式ヒータを埋設した結果、電
源を入力するとチョッキは保温状態(20W放熱)に入
り、電源を入力してから30分間で潜熱蓄熱材の温度は
設定温度の65℃に達し、この時点で電源を切断しても
、その後100分間保温状態(20W放熱)を持続する
ことができた。
従来の電気チョッキ(ヒータ電力は比較のため20V/
とする)は電源入力時は保温状態(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。これに対し本実施例の蓄熱式電気ヒータ(ヒータ電
力1oOW1蓄熱容量32.5kal)を用いると電源
切断後も保温機能を持続することができる。すなわち電
源コードレス化が達せられる。しかもこの蓄熱式電気ヒ
ータは比較的軽量(500fl以下)であり、低コスト
であシ、実用性の高いものである。    \実施例(
3) 実施例(2)の蓄熱式電気ヒータにおいて、第2図のス
ペーサ16の材質のみを金属−プラスチック複合材の熱
良導体に変更した。その結果、内管12の外壁表面温度
と外管13の外壁表面温度との差が、実施例(2)の場
合より小さくなった。この効果により、内管12をコー
トしている線状発熱体11の安全性がより高1つだと同
時に、電源入力時の外管13の外表面からの放熱立上り
がよシ速くなった〇 実施例(4) 第3図に示す様な潜熱蓄熱式電気ヒータを試作した。1
1は線状発熱体であり、実施例(2)と全く同じものを
用いた。その線状発熱体11の表面にポリエチレンを厚
み0.5 配にコーティングし、これを内管12とした
。次に内管12と同材質のポリエチレン製のパイプ、内
径15朔、外径17朋、長さ220crnを外管13と
して用いた。この外管13の中に内管12を通した後、
この外管13の一方の端部15を熱圧着封止した。次に
、実施例(2)と同様の方法で、外管13のもう一方の
開口端部から潜熱蓄熱材14を外管13の中に充填した
。用いた潜熱蓄熱材14は実施例(2)で用いたものと
全く同しであるが、その充填量は360gである。次に
、熱加工によりポリエチレン製外管13にくぼみ部1γ
を10C1n間隔て作った。くほみ部17の平均長さは
1αであシ、このくぼみ部17で外管内壁は内管12の
外壁と(は密接していない。
なお、この熱加工時には潜熱蓄熱材14の温度を常に6
5°〜70℃に保っておく必要がある。くぼみ部17作
成の後、外管13の開口端部を熱圧着封止した。以上の
工程により第3図に示す蓄熱式電気ヒータを作成した。
この蓄熱式電気ヒ〜りの消費電力は100W。
蓄熱容量は30m]であり、実施例(2)と同様に、電
気チョッキのヒータとして用いることができる。
実施例(2)の場合と比較して、このヒータは電源入力
時の放熱立上りが速い、丑だ製造コストが低いなどの利
点を持っている 実施例(6) 第4図に示す様な潜熱蓄熱式電気ヒータを試作した。1
1は線状発熱体であり、ここではマグネシャ粉末で電気
絶縁されたニクロム線からなる消費電力1.5KWのシ
ーズヒータを用−た。このシーズヒータのインコネル製
パイプが内管12に対応する。このシーズヒータの外径
(内管12の外室径に対応)は6韮であり、その長さく
内管12の長さに対応)は130(mである。13は外
管であり、内管12と同じ材質のインコネルを用い、内
直径40 mm 、外直径42闘、長さ13ocrnの
パイプである。この外管13の中に内管12を通した後
、この外管13の一方の端部15を溶接密封した。次に
、外管13のもう一方の開口端部から潜熱蓄熱材14を
外管13の中に充填した。ここヤ用いた潜熱′蓄熱材1
4はNaCtである。これを2300g秤量し、850
℃の温度で溶融させた後、外管13の開口端部から外管
13の中に流し込んだ。次にNaCLの溶融状態を保ち
つつ、インコネル製外管13を熱加工処理して、第4図
に示すようにその外管13にくぼみ部17を3ケ所に作
った。そのくぼみ部17の一つの長さは10mである。
このくぼみ部17での外管内壁は内管12の外壁とは密
接していない。くほみ部17作成後、外管13の開口端
部を溶接により密封した。以上の工程により第4図に示
す蓄熱式電気ヒータを作成した。なお、この潜熱蓄熱材
の融解・凝固点は800℃、潜熱量117cal:/f
l 、固体の平均比熱0−226cal/Ii℃  で
ある。したがって、ヒータ作動の最低温度100℃、最
高温度(蓄熱温度に対応)850℃に設定すると、この
蓄熱式ヒータの蓄熱容量は潜熱量2697と顕熱量45
07との和7197となり、ヒータ電力は1.5KWで
あるから、それだけの熱量を断熱状態で蓄熱するのに要
する時間は約35分である。
次にとの會熱式電気ヒータは局所暖房器の一つである電
気火ばち、あるいは調理・保温器などにも適用すること
ができる。例えば電気火ばちのヒ=りとして用いた場合
、火ばちの保温材の中にこの蓄熱式ヒータを設置し、電
源を入力すると火はちは保温状態(400W放熱)に入
り、電源を入力してから46分で潜熱蓄熱材の温度は設
定温度の850℃に達し4、この時点で電源を切断して
も、120分間保温状態(400’W’放熱)を持続す
ることができた。
この様に、本実施例の蓄熱式電気ヒータを用いた電気火
ばちは電源切断後も数時間程度保温機能を持っている。
したがって、火はちを使用中に電源コードをはづして、
自由に他の場所に移動させてしばらくの量大ばちとして
使用することができる。
址だ、本蓄熱式電気ヒータは調理・保温器のヒータと(
〜て使用することができ、例えば台所などで調理に使用
した後、電源コードをはづして、客間などに移動させて
しばらくの間調理物を保温状態にしておくことができる
ものである。
発明の効果 本発明の蓄熱式電気ヒータの構成によシ、短時間蓄熱(
例えば1時間以内)、長時間放熱(例えば1時間以上)
が可能であり、しかもヒータの各部において一様な蓄熱
・放熱特性を得ることができ蓄熱能率の高いヒータを得
ることができる。また本発明の構成はそれに用いる材質
によっては柔軟性に富み、軽量、低コストなヒータを提
供し、局所暖房器などのヒータとして用いた場合、その
コードレス化を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図および第4図はそれぞれ本発明
の蓄熱式電気ヒータの実施例を示す断面図、第5図は同
スペーサの断面図である。 11・・・・・・線状発熱体、12・・・・・・線状発
熱体を内蔵する内管、13・・・・・・内管の外周に設
けた、潜熱蓄熱材料を収納する外管、14 ・・・・潜
熱蓄熱材料、15・・・・・−密封された外管端部、1
6・・・・・内管と外管との間隙に設けたスペーサ、1
7・・・・・外管のくぼみ部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名品 
1 口 第20 3図 84図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)線状発熱体を内蔵する内管と、その内管の外周に
    設ける外管との間隙に潜熱蓄熱材料を収納し、上記外管
    端部を密封した蓄熱式電気ヒータ。
  2. (2)  内管と外管との間隙にスペーサを設けた特許
    請求の範囲第1項記載の蓄熱式電気ヒータ。
  3. (3)  スペーサが熱良導体で、内管と外管とに密接
    させた特許請求の範囲第2項に記載の蓄熱式電気ヒータ
  4. (4)外管は適当な間隔を置いてくぼみ部を有する特許
    請求の範囲第1項に記載の蓄熱式電気ヒータ。
  5. (5)  内管は適当な間隔を置いてその外壁に突起部
    を有する特許請求の範囲第1項に記載の蓄熱式電気ヒー
    タ。
JP7438383A 1983-04-26 1983-04-26 蓄熱式電気ヒ−タ Pending JPS59198685A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997050279A1 (fr) * 1996-06-25 1997-12-31 Takehiko Hitomi Dispositif de chauffage, corps generateur de chaleur regenerative et leur plaque protectrice
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