ヒーティングシステム
【課題】 輻射熱発生体より有効とされる遠赤外線・育成光線を放射すると同時に別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱してから熱放射させ、さらに蓄熱体から輻射熱発生体に逆に熱伝導して遠赤外線・育成光線を輻射させることにより、元熱源の使用量を少なくし、省エネルギー性の高いヒーティングシステムの提供。
【解決手段】 内外二重管のうち内側の熱源管３に熱源体４を内装し、該熱源体４により熱源管３を介して外側の真空管２内に封入されている作動液５を加熱して作動させ、遠赤外線・育成光線２ａを発生させると共に該遠赤外線・育成光線２ａを輻射熱として外側の真空管２から放射し、外側の真空管２と接触している潜熱蓄熱体６熱伝導して内蔵している潜熱剤７に蓄熱してから熱を放射し、該潜熱蓄熱体６の温度を感知して、熱源体４を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置１１を設け、潜熱蓄熱体６から外側の真空管２に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させる。
【解決手段】 内外二重管のうち内側の熱源管３に熱源体４を内装し、該熱源体４により熱源管３を介して外側の真空管２内に封入されている作動液５を加熱して作動させ、遠赤外線・育成光線２ａを発生させると共に該遠赤外線・育成光線２ａを輻射熱として外側の真空管２から放射し、外側の真空管２と接触している潜熱蓄熱体６熱伝導して内蔵している潜熱剤７に蓄熱してから熱を放射し、該潜熱蓄熱体６の温度を感知して、熱源体４を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置１１を設け、潜熱蓄熱体６から外側の真空管２に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射熱発生体より暖房に有効とされる熱エネルギーを放射すると同時に別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱してから熱放射させ、さらに蓄熱体から輻射熱発生体に逆に熱伝導して有効とされる熱エネルギーを輻射させることにより、熱源の使用量を少なくし、省エネルギー、低コストとなるヒーティングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気熱源を使用した各種の暖房器具が周知であるが、これらの暖房器具は、石油やガスを燃料とする暖房器具に比べて、制御や管理が容易である反面、消費電力が多く、使用コストが高くなるという問題点があった。このような問題点を解決するために、電気ヒータを発熱させて得られた熱エネルギーを蓄熱しておき、電気ヒータの通電を停止してからでも蓄熱したエネルギーを放熱できるようにした技術が、例えば、特許文献１及び特許文献２などで周知である。
【０００３】
前記特許文献１に記載の「掘りこたつ用暖房装置」には、シーズヒーター２を発熱させて得た熱エネルギーを蓄熱プレート３に保存させ、シーズヒーター２への通電を停止したときに蓄熱プレート３に蓄えた熱エネルギーを長い時間をかけて徐々に放熱させる構成が開示されている。また特許文献２に記載の「蓄熱式加熱装置、蓄熱素子およびそれを用いた座ぶとん、靴、ちょっき、こたつ、マットレス及び毛布」には、蓄熱体３を収納した槽２、蓄熱体３内に設けたヒータ４、空気循環用のダクト５、ダクト５の一部に設けたファン６、槽２の一部に設けた熱交換機８から構成された蓄熱装置１００を、床（または路盤）１と熱的に結合し、蓄熱体３に蓄えた熱を必要量に応じて床（または路盤）１に搬送し、床（または路盤）１の温度を適正に保つ。この方法として熱交換器８と床（または路盤）１に設けた放熱用のパイプ１０をパイプ１１によって循環路を構成するよう連結し、その内部に入れた液体の循環量をポンプ８を用いて制御する、手段が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６５１００号公報
【特許文献２】特開平５−３１２４１１号公報
【０００５】
一方、熱源により暖房に有効とされる遠赤外線を発生させて放射する各種の暖房装置が周知である。その一つとして、熱源体に粉体からなる酸化マグネシウムを絶縁体として収容し、この酸化マグネシウムに粉体の中に熱源としての電気ヒータを挿入して加熱し、放熱する暖房装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１及び特許文献２に開示されている暖房装置は、いずれも電気ヒータにより１つの蓄熱体を加熱して蓄熱し、電気ヒータの通電を停止した状態でも、蓄熱体から熱放射して暖房できるようにしており、このため、電気ヒータのみで加温する場合に比べて省エネルギー化を達成している。しかし、この場合でも、さらに熱源使用量をさらに少なくし、より省エネルギー化を図ることが望まれている。
【０００７】
また、前記熱源体により遠赤外線を発生させて放射する暖房装置、あるいは蓄熱体から発熱をさせる暖房装置においては、熱源としての電気ヒータを使用する場合、粉体の酸化マグネシウムの中に電気ヒータを挿入する工程が面倒であり、製造に多くの時間が掛かってコスト高になる、という問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は、簡単な構成の装置で、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて熱放射し、この放射された遠赤外線・育成光線の一部を別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱させてから熱放射させ、さらに、潜熱蓄熱体が保持する熱エネルギーを熱源として、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を輻射させることにより、元熱源の使用量を大幅に少なくすることができ、電気ヒータを熱源とした場合１００Ｗ以下の容量ですみ、省エネルギー化を図ることができるヒーティングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有することを特徴とする。
Ａ．内外二重管のうち径の細い内側の熱源管に熱源体を内装し、該熱源体により熱源管を介して径の太い外側の真空管内に封入されている作動液を加熱し、該作動液の気化・液化のサイクルにより遠赤外線・育成光線を発生させると共に、該遠赤外線・育成光線を輻射熱として外側の真空管から放射させ、該外側の真空管の外周面に潜熱蓄熱体の外周面を接触させて相互に熱伝導するようにし、潜熱蓄熱体が内蔵している潜熱剤に蓄熱させてから放熱し、該潜熱蓄熱体の温度を感知して前記熱源体を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置を設け、前記熱源体が加熱を停止している時でも潜熱蓄熱体から蓄熱エネルギーを放射し、かつ潜熱蓄熱体から外側の真空管に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させる。
【００１０】
Ｂ．前記熱源管は、コアパイプにより形成して外側の真空管を長さ方向に貫通させて熱源体を内装し、外側の真空管は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成し、潜熱蓄熱体は、同じく熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により真空に、かつ外周面に放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクにより形成し、外側の真空管と蓄熱タンクを接続金具を介して接触させて相互に熱伝導するように構成した。
Ｃ．前記熱源体は、グラファイトチューブ若しくは潜熱蓄熱剤をセラミックコーティングしたものにマカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型の穴の中に挿入した電気ヒータ、若しくは、マカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型した酸化マグネシウムの穴に挿入したカートリッジタイプの電気ヒータ、または循環する温熱水により構成され、前記作動液は、熱源体により加熱されると沸騰して気化し、ジェットとなって外側の真空管の管壁と衝突して遠赤外線・育成光線を発生させて該外側の真空管から放射させ、前記潜熱蓄熱体の蓄熱剤は、パラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合体により構成し、その配合比率、膨張係数、潜熱量を調節可能とした。
Ｄ．ヒーティングシステムにより得られた加熱体は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器などに利用される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記Ａ．（請求項１）ないしＤ．（請求項４）の構成、手段を有することにより、以下の効果を奏することができる。
イ．上記Ａ．の構成により、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である外側の真空管は、熱源体により作動液を加熱すると、作動液により有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生し、外側の真空管から輻射熱として放射させ、周囲を暖めると共に、外側の真空管と接触している潜熱蓄熱体に熱伝導して内蔵している潜熱剤に蓄熱し、放熱する。潜熱蓄熱体が暖房するのに十分な温度に達すると、熱源体は加熱を停止し、潜熱蓄熱体は蓄熱エネルギーを放熱フィンより空気伝熱放熱しながら環境温度を保ち、かつ潜熱蓄熱体が保持する蓄熱エネルギーを外側の真空管に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を放射させる、潜熱蓄熱体の蓄熱エネルギーが減少して潜熱剤の温度が下がり、潜熱蓄熱体の温度が所定温度より低くなると、これを設定温度制御装置が感知して再度熱源体を作動させ、外側の真空管の温度を高めて潜熱蓄熱体の温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると熱源体の加熱を停止する。また、外側の真空管の温度が低下すると、潜熱蓄熱体が保持する熱エネルギーを外側の真空管に逆伝導して遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返すことにより、ヒーティングシステムは環境温度を所望温度に保持しながら暖房することができる。その結果、熱源体の使用量を大幅に少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。本発明のヒーティングシステムをこたつに用い、熱源体を電気ヒータとした場合に、従来のものでは１００Ｖ・１２００Ｗ必要としたが、本発明では１００Ｖ・１００Ｗ以下にすることができ、非常に高い省エネルギー性を実現した。
【００１２】
ロ．上記Ｂ．の構成により、熱源体を内装する内側の熱源管をコアパイプにより形成し、外側の真空管内に作動液を封入しているので、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて輻射熱として放射する外側の真空管を、簡単に構成することができる。また、外側の真空管及び放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクを、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属管により形成し、両者を接続金具により接触させて相互に熱伝導するので、両者間は効率よく熱伝導され、蓄熱タンクでは放熱用フィンからも熱放射されて暖房効率を高めることができる。
ハ．上記Ｃ．の構成により、熱源体を電気ヒータまたは温熱水の循環により構成したので、暖房装置としての使用範囲を拡大することができる。また、作動液を熱源体により加熱するだけで、有益な光線とされる遠赤外線。育成光線を発生させて外側の真空管から輻射熱として放射させることができる。さらに、潜熱蓄熱体の蓄熱剤をパラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合して構成し、そのを配合比率を特殊にすることで、安定した潜熱量、放熱性が得られる。
ニ．上記Ｄ．の構成により、ヒーティングシステムにより得られた熱源は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器など、広い範囲の暖房器具に安定して利用することができる。オイルパネルヒーターの場合には、従来のものでは１００Ｖ・１５００Ｗ必要としたが、本発明では１００Ｖ・２４０Ｗでよかったため、非常に高い省エネルギー性を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明によるヒーティングシステムのフローチャート、図２は、本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した斜視図、図３は、本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した正面断面図（ａ）、同床置き式のこたつに適用した正面断面図（ｂ）、図４は、本発明によるヒーティングシステムをオイルパネルヒーターに適用した正面断面図（ａ）、同他のオイルパネルヒーターに適用した正面断面図（ｂ）、図５は、本発明によるヒーティングシステムを足温器、または床暖房に適用した正面断面図、図６は、本発明のヒーティングシステムにより発生する遠赤外線・育成光線の波長帯の説明図である。
【００１４】
図１〜図３において、符号１は本発明に係るヒーティングシステムであり、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、オイルパネルヒーター、足温器などの一般家庭の暖房装置、また、床暖房、温室暖房などに用いられる。図２及び図３の（ａ）は吊り下げ式のこたつ、図３の（ｂ）は床置き式のこたつの実施例で、管体からなる遠赤外線・育成光線輻射熱発生体２は、内外二重管により構成されている。二重管のうち内側の径の細い熱源管３はコアパイプにより形成され、電源４ａから通電される電気ヒータ４が内装され、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である径の太い外側の真空管２を長さ方向に沿って貫通している。電気ヒータ４には電源コード４ｂが接続され、給電される。
【００１５】
外側の真空管２内には作動液５が封入されている。この作動液５は、電気ヒータ４によりコアパイプ３を介して加熱されると沸騰し、ジェット（蒸気流）となって外側の真空管２の管壁と衝突し、気化・液化のサイクルにより有益な光線といわれている遠赤外線、育成光線を発生させ、該外側の真空管２から輻射熱として放射する。外側の真空管２は、蓄熱タンクである四角の箱体に潜熱剤７を内蔵し、下側に向け多数の放熱フィン８を突出させた潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６の左右両側に、接続金具９及び締め付けバンド１０を介して接触し、相互に熱伝導するように連結されている。そして、蓄熱タンク６は、外側の真空管２から伝導された熱を蓄熱剤７に蓄熱してから熱放射する。また、電気ヒータ４の電源回路には、蓄熱タンク６の温度を感知して、電気ヒータ４を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置（サーモスタット）１１を設けている。
【００１６】
外側の真空管２は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属管（この実施例ではアルミニウム製であるが、銅製、ニッケル製、チタン製などにしても良い）により真空に形成されたものである。この外側の真空管２に対し、その長さ方向に沿って熱源管であるコアパイプ３が偏心して貫通され、内外二重管を形成している。このコアパイプ３の一端側から電気ヒータ４が挿入され、電源コード４ｂが接続されている。
【００１７】
潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６は、外側の真空管２と同様に熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成されている。図２及び図３の（ａ）の吊り下げ式のこたつの場合は、放熱フィン８を下向きに突出させ、図３の（ｂ）の床置き式のこたつの場合には、放熱フィン８を上向きに突出させているほかは、吊り下げ式のこたつと同じ構造である。蓄熱タンク６に内蔵される蓄熱剤７は、液体、固体、半液状体、粒体、粉体など何れでも良いものであるが、この実施例では、パラフィンワックス６５〜９５％、高密度ポリエチレンワックス５〜１０％、低密度ポリエチレンワックス１０〜２０％の配合比率（混合体）により構成し、融点の範囲を１１５〜１６０°Ｆ、膨張係数を４％以下としている。また、蓄熱剤７の潜熱量を２０４Ｊ／ｇとした場合の配合比率を、パラフィンワックス８５％、高密度ポリエチレンワックス５％、低密度ポリエチレンワックス１０％とし、最も好ましい比率としている。これらの配合比率は変更可能である。なお、本実施例の蓄熱剤７は、高温安定性・膨張係数の低下・サイクル試験１万回をパスした材料を使用している。
【００１８】
図６に示すように、太陽光線からの赤外線電磁波は、現在のところ大きく近赤外線、中間赤外線、遠赤外線の３つに区分されている。この中で、一般に遠赤外線といわれる波長帯の中でも、中間赤外線に近い波長（６〜１４μｍ）を「育成光線」とし、特に生物に対し有益な作用をもたらす波長帯として分類・区分けされている。地球上に存在する全ての物質はいろいろな分子で構成され、その分子の質量の構造上の集まり方、配列の状態、結合力の違いにより、それぞれ特有の振動と回転の周波数を持っている。つまり、全ての物質は、それぞれ特有の伸縮動、変角振動をしているが、その分子と同じ振動数を持った波長が当たった場合、分子の振動は一層激しくなる。この現象を「共鳴吸収現象」といい、激しくなった振動により分子と分子との摩擦が増大し摩擦熱が生じる。これが暖かくなるメカニズムである。
【００１９】
本発明による外側の真空管２には、管内部が真空に保たれた状態で作動液５が封入されており、電気ヒータ４により加熱されると沸騰し、ジェット（蒸気流）となり、電気ヒータ４からの潜熱を含み真空管２の表面に高速で多量の熱を移動させると同時に、管内ジェットの音速に近い早さで管内壁へ衝突し、気化・液化のサイクルにより管表面から直接的な熱と共に赤外線電磁波と超音波が放射される。育成光線は、赤外線電磁波の中でも特に電気極性を持つ分子（水分子など）に対し「共鳴吸収現象」、即ち、運動エネルギーを与える。この育成光線を植物に用いた場合、植物の体内にある水分が活性化することにより、栄養分を吸収し、解毒作用をし、排泄作用を円滑にするなど、細胞本来の働きが促進される。そして、種子の細胞分裂が活発化し、植物の葉先の隅々まで養分が行き届き、炭酸同化作用が促進される。本発明による外側の真空管２において水の吸収選択性（水分子の基準振動数を波長に換算すると、２．６５，２．７３，６．２７μｍとなる）がある波長帯を出していることは、東京都立産業技術研究所による分光放射率測定により確認されている。このことから、遠赤外線・育成光線は、動物に対しても有益に作用するものと推測されている。
【００２０】
次に、上記構成の吊り下げ式または床置き式のこたつの作用について説明する。遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である外側の真空管２は、熱源体である電気ヒータ４により加熱されると作動液５が沸騰し、ジェットとなって、外側の真空管２の管壁と衝突して気化・液化のサイクルにより有益な光線とされる遠赤外線、育成光線を発生させて該外側の真空管２から輻射熱として放射させ、周囲を暖めると同時に、外側の真空管２と接触している潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６に熱伝導して内蔵している潜熱剤７に蓄熱する。蓄熱タンク６が暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４は加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６は放熱しながら環境気温を暖め、熱放射により蓄熱タンク６の温度が低下すると、熱源体４より熱源管３を通し作動液５を反応させ、外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６の温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１が感知して電気ヒータ４を作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６の温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４の加熱を停止する。また、外側の真空管２の温度が低下したときは、蓄熱タンク６の熱を逆伝導して外側の真空管２を加熱し、遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギー暖房をする。なお、この実施例の吊り下げ式または床置き式のこたつの暖房熱源は、部屋暖房としても用いることができる。
【００２１】
図４（ａ）及び（ｂ）に、本発明のヒーティングシステム１を移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２に用いた実施例を示す。（ａ）図において、キャスタ１４を装備した支持台１３に、オイル又は蓄熱剤７ａを内蔵した潜熱蓄熱体としての蓄熱タンク６ａを立設している。蓄熱タンク６ａの左右両側面には、前記こたつと同様の外側の真空管２を、上下に２個ずつ左右のものの位置を上下にずらせて、各々接続金具９ａを介して取り付けている。また、蓄熱タンク６ａの左右側面には、多数の放熱フィン８ａを突出させている。
【００２２】
図４（ｂ）に示す移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２は、蓄熱タンク６ａを、キャスタ１４を装備した支持台１３に支持したタンクに、上方に延びる循環路を連通させ、内蔵しているオイル又は潜熱剤７ａを循環させるようにしたものである。この蓄熱タンク６ａのタンク部分の下部と、循環路の上部位置に、それぞれ接続金具９ａを介して外側の真空管２を取り付けている。また、蓄熱タンク６ａの循環路から左右両側に、多数の放熱フィン８ａを突出させている。
【００２３】
このような構成の移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２においては、外側の真空管２が電気ヒータ４により加熱されると遠赤外線。育成光線を発生させ、外側の真空管２から輻射熱として放射させて環境温度を暖めると同時に、接続金具９ａを介して蓄熱タンク６ａに熱伝導して内蔵しているオイル又は潜熱剤７ａに蓄熱する。蓄熱タンク６ａが暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４は加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６ａは放熱しながら環境気温を暖め、熱放射により蓄熱タンク６ａの温度が低下すると、接続金具９ａを介して外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６ａの温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１が感知して電気ヒータ４を作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６ａの温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４の加熱を停止する。また、外側の真空管２の温度が低下したときは、蓄熱タンク６ａの熱を逆伝導して外側の真空管２を加熱し、遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギーの暖房を行う。
【００２４】
図５は、本発明のヒーティングシステム１を床暖房、または足温器１５に用いた実施例である。断熱材１６の上側ほぼ中央部に外側の真空管２を設置し、この外側の真空管２の左右両側に、接続金具９ａを介して蓄熱剤７ｂを内蔵した蓄熱タンク６ｂ、６ｂを配設している。そして、外側の真空管２、接続金具９ａ及び蓄熱タンク６ｂ、６ｂの上面が平らになるように構成されている。なお、この実施例においては、熱源としての電気ヒータ４に代えて、ボイラーから供給される温熱水をコアパイプ３に循環する構成にしても良い。この場合には、蓄熱タンク６ｂ、６ｂの温度を検出して所定温度より低下した場合に、ボイラーからの温熱水の供給温度を上昇させるセンサを設ける。
【００２５】
このような構成の床暖房または足温器１５においては、外側の真空管２が電気ヒータ４または温熱水の循環により加熱されると遠赤外線。育成光線を発生させ、外側の真空管２から輻射熱として放射させて床または足を暖めると同時に、接続金具９ｂを介して蓄熱タンク６ｂに熱伝導して内蔵している潜熱剤７ｂに蓄熱する。蓄熱タンク６ｂが暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４または温熱水の循環による加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６ｂは放熱しながら床または足を暖め、熱放射により蓄熱タンク６ｂの温度が低下すると、接続金具９ａを介して外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６ｂの温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１またはセンサが感知して電気ヒータ４またはボイラーを作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６ｂの温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４または温熱水の循環による加熱を停止する。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギー暖房を行う。
【００２６】
本発明におけるヒーティングシステム１の外側の真空管２は、潜熱蓄熱体である蓄熱タンク４を設けることなく、外側の真空管２を単独で温室やビニールハウス等の園芸施設における暖房装置、あるいは冷房装置として利用することができる。即ち、園芸施設内に外側の真空管２を配設し、熱源には電気ヒータ４か、あるいはボイラーから供給される温熱水をコアパイプ３に循環させて用いる。この場合、外側の真空管２の温度を所定温度に保つために、環境温度を検出して所定の温度になるように電気ヒータ４をオン、オフするサーモスタット、または環境温度を検出してボイラーを制御して循環する温熱水の温度が所定温度になるようにするセンサを設ける。また、温熱水に代えてコアパイプ３に冷水を通すと、外側の真空管２からは遠赤外線。育成光線は発生しないが、冷房機能を発揮することができる。暖房装置として利用する場合、外側の真空管２から遠赤外線、育成光線が輻射熱として放射されるので、植物の育成に効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のヒーティングシステムは、簡単な構成の装置で、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて熱放射し、この放射された遠赤外線・育成光線の一部を別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱させてから熱放射し、さらに、この蓄熱エネルギーを再度、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を放熱することにより、元熱源の使用量を大幅に少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるヒーティングシステムのフローチャートである。
【図２】本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した斜視図である。
【図３】本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつ（ａ）、床置き式のこたつ（ｂ）に適用した正面断面図である。
【図４】本発明によるヒーティングシステムを移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター（ａ）、他の移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター（ｂ）に適用した正面断面図である。
【図５】本発明によるヒーティングシステムを足温器、または床暖房に適用した正面断面図である。
【図６】本発明によるヒーティングシステムによって発生する遠赤外線・育成光線の波長帯の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ヒーティングシステム
２ 外側の真空管（遠赤外線・育成光線輻射熱発生体） ２ａ 輻射熱（遠赤外線・育成光線）
３ 熱源管（コアパイプ）
４ 熱源体（電気ヒータまたは温熱水の循環） ４ａ 電源またはボイラー ４ｂ 電源コード
５ 作動液
６、６ａ，６ｂ 蓄熱タンク（潜熱蓄熱体）
７，７ｂ 蓄熱剤 ７ａ オイル又は潜熱剤
８，８ａ 放熱フィン
９，９ａ，９ｂ 接続金具（接触熱伝導体）
１０ 締め付けバンド
１１ 設定温度制御装置（サーモスタット）
１２ 移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター
１３ 支持台
１４ キャスタ
１５ 床暖房または足温器
１６ 断熱材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射熱発生体より暖房に有効とされる熱エネルギーを放射すると同時に別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱してから熱放射させ、さらに蓄熱体から輻射熱発生体に逆に熱伝導して有効とされる熱エネルギーを輻射させることにより、熱源の使用量を少なくし、省エネルギー、低コストとなるヒーティングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気熱源を使用した各種の暖房器具が周知であるが、これらの暖房器具は、石油やガスを燃料とする暖房器具に比べて、制御や管理が容易である反面、消費電力が多く、使用コストが高くなるという問題点があった。このような問題点を解決するために、電気ヒータを発熱させて得られた熱エネルギーを蓄熱しておき、電気ヒータの通電を停止してからでも蓄熱したエネルギーを放熱できるようにした技術が、例えば、特許文献１及び特許文献２などで周知である。
【０００３】
前記特許文献１に記載の「掘りこたつ用暖房装置」には、シーズヒーター２を発熱させて得た熱エネルギーを蓄熱プレート３に保存させ、シーズヒーター２への通電を停止したときに蓄熱プレート３に蓄えた熱エネルギーを長い時間をかけて徐々に放熱させる構成が開示されている。また特許文献２に記載の「蓄熱式加熱装置、蓄熱素子およびそれを用いた座ぶとん、靴、ちょっき、こたつ、マットレス及び毛布」には、蓄熱体３を収納した槽２、蓄熱体３内に設けたヒータ４、空気循環用のダクト５、ダクト５の一部に設けたファン６、槽２の一部に設けた熱交換機８から構成された蓄熱装置１００を、床（または路盤）１と熱的に結合し、蓄熱体３に蓄えた熱を必要量に応じて床（または路盤）１に搬送し、床（または路盤）１の温度を適正に保つ。この方法として熱交換器８と床（または路盤）１に設けた放熱用のパイプ１０をパイプ１１によって循環路を構成するよう連結し、その内部に入れた液体の循環量をポンプ８を用いて制御する、手段が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６５１００号公報
【特許文献２】特開平５−３１２４１１号公報
【０００５】
一方、熱源により暖房に有効とされる遠赤外線を発生させて放射する各種の暖房装置が周知である。その一つとして、熱源体に粉体からなる酸化マグネシウムを絶縁体として収容し、この酸化マグネシウムに粉体の中に熱源としての電気ヒータを挿入して加熱し、放熱する暖房装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１及び特許文献２に開示されている暖房装置は、いずれも電気ヒータにより１つの蓄熱体を加熱して蓄熱し、電気ヒータの通電を停止した状態でも、蓄熱体から熱放射して暖房できるようにしており、このため、電気ヒータのみで加温する場合に比べて省エネルギー化を達成している。しかし、この場合でも、さらに熱源使用量をさらに少なくし、より省エネルギー化を図ることが望まれている。
【０００７】
また、前記熱源体により遠赤外線を発生させて放射する暖房装置、あるいは蓄熱体から発熱をさせる暖房装置においては、熱源としての電気ヒータを使用する場合、粉体の酸化マグネシウムの中に電気ヒータを挿入する工程が面倒であり、製造に多くの時間が掛かってコスト高になる、という問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は、簡単な構成の装置で、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて熱放射し、この放射された遠赤外線・育成光線の一部を別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱させてから熱放射させ、さらに、潜熱蓄熱体が保持する熱エネルギーを熱源として、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を輻射させることにより、元熱源の使用量を大幅に少なくすることができ、電気ヒータを熱源とした場合１００Ｗ以下の容量ですみ、省エネルギー化を図ることができるヒーティングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有することを特徴とする。
Ａ．内外二重管のうち径の細い内側の熱源管に熱源体を内装し、該熱源体により熱源管を介して径の太い外側の真空管内に封入されている作動液を加熱し、該作動液の気化・液化のサイクルにより遠赤外線・育成光線を発生させると共に、該遠赤外線・育成光線を輻射熱として外側の真空管から放射させ、該外側の真空管の外周面に潜熱蓄熱体の外周面を接触させて相互に熱伝導するようにし、潜熱蓄熱体が内蔵している潜熱剤に蓄熱させてから放熱し、該潜熱蓄熱体の温度を感知して前記熱源体を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置を設け、前記熱源体が加熱を停止している時でも潜熱蓄熱体から蓄熱エネルギーを放射し、かつ潜熱蓄熱体から外側の真空管に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させる。
【００１０】
Ｂ．前記熱源管は、コアパイプにより形成して外側の真空管を長さ方向に貫通させて熱源体を内装し、外側の真空管は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成し、潜熱蓄熱体は、同じく熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により真空に、かつ外周面に放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクにより形成し、外側の真空管と蓄熱タンクを接続金具を介して接触させて相互に熱伝導するように構成した。
Ｃ．前記熱源体は、グラファイトチューブ若しくは潜熱蓄熱剤をセラミックコーティングしたものにマカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型の穴の中に挿入した電気ヒータ、若しくは、マカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型した酸化マグネシウムの穴に挿入したカートリッジタイプの電気ヒータ、または循環する温熱水により構成され、前記作動液は、熱源体により加熱されると沸騰して気化し、ジェットとなって外側の真空管の管壁と衝突して遠赤外線・育成光線を発生させて該外側の真空管から放射させ、前記潜熱蓄熱体の蓄熱剤は、パラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合体により構成し、その配合比率、膨張係数、潜熱量を調節可能とした。
Ｄ．ヒーティングシステムにより得られた加熱体は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器などに利用される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記Ａ．（請求項１）ないしＤ．（請求項４）の構成、手段を有することにより、以下の効果を奏することができる。
イ．上記Ａ．の構成により、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である外側の真空管は、熱源体により作動液を加熱すると、作動液により有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生し、外側の真空管から輻射熱として放射させ、周囲を暖めると共に、外側の真空管と接触している潜熱蓄熱体に熱伝導して内蔵している潜熱剤に蓄熱し、放熱する。潜熱蓄熱体が暖房するのに十分な温度に達すると、熱源体は加熱を停止し、潜熱蓄熱体は蓄熱エネルギーを放熱フィンより空気伝熱放熱しながら環境温度を保ち、かつ潜熱蓄熱体が保持する蓄熱エネルギーを外側の真空管に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を放射させる、潜熱蓄熱体の蓄熱エネルギーが減少して潜熱剤の温度が下がり、潜熱蓄熱体の温度が所定温度より低くなると、これを設定温度制御装置が感知して再度熱源体を作動させ、外側の真空管の温度を高めて潜熱蓄熱体の温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると熱源体の加熱を停止する。また、外側の真空管の温度が低下すると、潜熱蓄熱体が保持する熱エネルギーを外側の真空管に逆伝導して遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返すことにより、ヒーティングシステムは環境温度を所望温度に保持しながら暖房することができる。その結果、熱源体の使用量を大幅に少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。本発明のヒーティングシステムをこたつに用い、熱源体を電気ヒータとした場合に、従来のものでは１００Ｖ・１２００Ｗ必要としたが、本発明では１００Ｖ・１００Ｗ以下にすることができ、非常に高い省エネルギー性を実現した。
【００１２】
ロ．上記Ｂ．の構成により、熱源体を内装する内側の熱源管をコアパイプにより形成し、外側の真空管内に作動液を封入しているので、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて輻射熱として放射する外側の真空管を、簡単に構成することができる。また、外側の真空管及び放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクを、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属管により形成し、両者を接続金具により接触させて相互に熱伝導するので、両者間は効率よく熱伝導され、蓄熱タンクでは放熱用フィンからも熱放射されて暖房効率を高めることができる。
ハ．上記Ｃ．の構成により、熱源体を電気ヒータまたは温熱水の循環により構成したので、暖房装置としての使用範囲を拡大することができる。また、作動液を熱源体により加熱するだけで、有益な光線とされる遠赤外線。育成光線を発生させて外側の真空管から輻射熱として放射させることができる。さらに、潜熱蓄熱体の蓄熱剤をパラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合して構成し、そのを配合比率を特殊にすることで、安定した潜熱量、放熱性が得られる。
ニ．上記Ｄ．の構成により、ヒーティングシステムにより得られた熱源は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器など、広い範囲の暖房器具に安定して利用することができる。オイルパネルヒーターの場合には、従来のものでは１００Ｖ・１５００Ｗ必要としたが、本発明では１００Ｖ・２４０Ｗでよかったため、非常に高い省エネルギー性を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明によるヒーティングシステムのフローチャート、図２は、本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した斜視図、図３は、本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した正面断面図（ａ）、同床置き式のこたつに適用した正面断面図（ｂ）、図４は、本発明によるヒーティングシステムをオイルパネルヒーターに適用した正面断面図（ａ）、同他のオイルパネルヒーターに適用した正面断面図（ｂ）、図５は、本発明によるヒーティングシステムを足温器、または床暖房に適用した正面断面図、図６は、本発明のヒーティングシステムにより発生する遠赤外線・育成光線の波長帯の説明図である。
【００１４】
図１〜図３において、符号１は本発明に係るヒーティングシステムであり、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、オイルパネルヒーター、足温器などの一般家庭の暖房装置、また、床暖房、温室暖房などに用いられる。図２及び図３の（ａ）は吊り下げ式のこたつ、図３の（ｂ）は床置き式のこたつの実施例で、管体からなる遠赤外線・育成光線輻射熱発生体２は、内外二重管により構成されている。二重管のうち内側の径の細い熱源管３はコアパイプにより形成され、電源４ａから通電される電気ヒータ４が内装され、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である径の太い外側の真空管２を長さ方向に沿って貫通している。電気ヒータ４には電源コード４ｂが接続され、給電される。
【００１５】
外側の真空管２内には作動液５が封入されている。この作動液５は、電気ヒータ４によりコアパイプ３を介して加熱されると沸騰し、ジェット（蒸気流）となって外側の真空管２の管壁と衝突し、気化・液化のサイクルにより有益な光線といわれている遠赤外線、育成光線を発生させ、該外側の真空管２から輻射熱として放射する。外側の真空管２は、蓄熱タンクである四角の箱体に潜熱剤７を内蔵し、下側に向け多数の放熱フィン８を突出させた潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６の左右両側に、接続金具９及び締め付けバンド１０を介して接触し、相互に熱伝導するように連結されている。そして、蓄熱タンク６は、外側の真空管２から伝導された熱を蓄熱剤７に蓄熱してから熱放射する。また、電気ヒータ４の電源回路には、蓄熱タンク６の温度を感知して、電気ヒータ４を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置（サーモスタット）１１を設けている。
【００１６】
外側の真空管２は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属管（この実施例ではアルミニウム製であるが、銅製、ニッケル製、チタン製などにしても良い）により真空に形成されたものである。この外側の真空管２に対し、その長さ方向に沿って熱源管であるコアパイプ３が偏心して貫通され、内外二重管を形成している。このコアパイプ３の一端側から電気ヒータ４が挿入され、電源コード４ｂが接続されている。
【００１７】
潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６は、外側の真空管２と同様に熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成されている。図２及び図３の（ａ）の吊り下げ式のこたつの場合は、放熱フィン８を下向きに突出させ、図３の（ｂ）の床置き式のこたつの場合には、放熱フィン８を上向きに突出させているほかは、吊り下げ式のこたつと同じ構造である。蓄熱タンク６に内蔵される蓄熱剤７は、液体、固体、半液状体、粒体、粉体など何れでも良いものであるが、この実施例では、パラフィンワックス６５〜９５％、高密度ポリエチレンワックス５〜１０％、低密度ポリエチレンワックス１０〜２０％の配合比率（混合体）により構成し、融点の範囲を１１５〜１６０°Ｆ、膨張係数を４％以下としている。また、蓄熱剤７の潜熱量を２０４Ｊ／ｇとした場合の配合比率を、パラフィンワックス８５％、高密度ポリエチレンワックス５％、低密度ポリエチレンワックス１０％とし、最も好ましい比率としている。これらの配合比率は変更可能である。なお、本実施例の蓄熱剤７は、高温安定性・膨張係数の低下・サイクル試験１万回をパスした材料を使用している。
【００１８】
図６に示すように、太陽光線からの赤外線電磁波は、現在のところ大きく近赤外線、中間赤外線、遠赤外線の３つに区分されている。この中で、一般に遠赤外線といわれる波長帯の中でも、中間赤外線に近い波長（６〜１４μｍ）を「育成光線」とし、特に生物に対し有益な作用をもたらす波長帯として分類・区分けされている。地球上に存在する全ての物質はいろいろな分子で構成され、その分子の質量の構造上の集まり方、配列の状態、結合力の違いにより、それぞれ特有の振動と回転の周波数を持っている。つまり、全ての物質は、それぞれ特有の伸縮動、変角振動をしているが、その分子と同じ振動数を持った波長が当たった場合、分子の振動は一層激しくなる。この現象を「共鳴吸収現象」といい、激しくなった振動により分子と分子との摩擦が増大し摩擦熱が生じる。これが暖かくなるメカニズムである。
【００１９】
本発明による外側の真空管２には、管内部が真空に保たれた状態で作動液５が封入されており、電気ヒータ４により加熱されると沸騰し、ジェット（蒸気流）となり、電気ヒータ４からの潜熱を含み真空管２の表面に高速で多量の熱を移動させると同時に、管内ジェットの音速に近い早さで管内壁へ衝突し、気化・液化のサイクルにより管表面から直接的な熱と共に赤外線電磁波と超音波が放射される。育成光線は、赤外線電磁波の中でも特に電気極性を持つ分子（水分子など）に対し「共鳴吸収現象」、即ち、運動エネルギーを与える。この育成光線を植物に用いた場合、植物の体内にある水分が活性化することにより、栄養分を吸収し、解毒作用をし、排泄作用を円滑にするなど、細胞本来の働きが促進される。そして、種子の細胞分裂が活発化し、植物の葉先の隅々まで養分が行き届き、炭酸同化作用が促進される。本発明による外側の真空管２において水の吸収選択性（水分子の基準振動数を波長に換算すると、２．６５，２．７３，６．２７μｍとなる）がある波長帯を出していることは、東京都立産業技術研究所による分光放射率測定により確認されている。このことから、遠赤外線・育成光線は、動物に対しても有益に作用するものと推測されている。
【００２０】
次に、上記構成の吊り下げ式または床置き式のこたつの作用について説明する。遠赤外線・育成光線輻射熱発生体である外側の真空管２は、熱源体である電気ヒータ４により加熱されると作動液５が沸騰し、ジェットとなって、外側の真空管２の管壁と衝突して気化・液化のサイクルにより有益な光線とされる遠赤外線、育成光線を発生させて該外側の真空管２から輻射熱として放射させ、周囲を暖めると同時に、外側の真空管２と接触している潜熱蓄熱体である蓄熱タンク６に熱伝導して内蔵している潜熱剤７に蓄熱する。蓄熱タンク６が暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４は加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６は放熱しながら環境気温を暖め、熱放射により蓄熱タンク６の温度が低下すると、熱源体４より熱源管３を通し作動液５を反応させ、外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６の温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１が感知して電気ヒータ４を作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６の温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４の加熱を停止する。また、外側の真空管２の温度が低下したときは、蓄熱タンク６の熱を逆伝導して外側の真空管２を加熱し、遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギー暖房をする。なお、この実施例の吊り下げ式または床置き式のこたつの暖房熱源は、部屋暖房としても用いることができる。
【００２１】
図４（ａ）及び（ｂ）に、本発明のヒーティングシステム１を移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２に用いた実施例を示す。（ａ）図において、キャスタ１４を装備した支持台１３に、オイル又は蓄熱剤７ａを内蔵した潜熱蓄熱体としての蓄熱タンク６ａを立設している。蓄熱タンク６ａの左右両側面には、前記こたつと同様の外側の真空管２を、上下に２個ずつ左右のものの位置を上下にずらせて、各々接続金具９ａを介して取り付けている。また、蓄熱タンク６ａの左右側面には、多数の放熱フィン８ａを突出させている。
【００２２】
図４（ｂ）に示す移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２は、蓄熱タンク６ａを、キャスタ１４を装備した支持台１３に支持したタンクに、上方に延びる循環路を連通させ、内蔵しているオイル又は潜熱剤７ａを循環させるようにしたものである。この蓄熱タンク６ａのタンク部分の下部と、循環路の上部位置に、それぞれ接続金具９ａを介して外側の真空管２を取り付けている。また、蓄熱タンク６ａの循環路から左右両側に、多数の放熱フィン８ａを突出させている。
【００２３】
このような構成の移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター１２においては、外側の真空管２が電気ヒータ４により加熱されると遠赤外線。育成光線を発生させ、外側の真空管２から輻射熱として放射させて環境温度を暖めると同時に、接続金具９ａを介して蓄熱タンク６ａに熱伝導して内蔵しているオイル又は潜熱剤７ａに蓄熱する。蓄熱タンク６ａが暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４は加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６ａは放熱しながら環境気温を暖め、熱放射により蓄熱タンク６ａの温度が低下すると、接続金具９ａを介して外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６ａの温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１が感知して電気ヒータ４を作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６ａの温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４の加熱を停止する。また、外側の真空管２の温度が低下したときは、蓄熱タンク６ａの熱を逆伝導して外側の真空管２を加熱し、遠赤外線・育成光線を輻射させる。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギーの暖房を行う。
【００２４】
図５は、本発明のヒーティングシステム１を床暖房、または足温器１５に用いた実施例である。断熱材１６の上側ほぼ中央部に外側の真空管２を設置し、この外側の真空管２の左右両側に、接続金具９ａを介して蓄熱剤７ｂを内蔵した蓄熱タンク６ｂ、６ｂを配設している。そして、外側の真空管２、接続金具９ａ及び蓄熱タンク６ｂ、６ｂの上面が平らになるように構成されている。なお、この実施例においては、熱源としての電気ヒータ４に代えて、ボイラーから供給される温熱水をコアパイプ３に循環する構成にしても良い。この場合には、蓄熱タンク６ｂ、６ｂの温度を検出して所定温度より低下した場合に、ボイラーからの温熱水の供給温度を上昇させるセンサを設ける。
【００２５】
このような構成の床暖房または足温器１５においては、外側の真空管２が電気ヒータ４または温熱水の循環により加熱されると遠赤外線。育成光線を発生させ、外側の真空管２から輻射熱として放射させて床または足を暖めると同時に、接続金具９ｂを介して蓄熱タンク６ｂに熱伝導して内蔵している潜熱剤７ｂに蓄熱する。蓄熱タンク６ｂが暖房するのに十分な温度に達すると、電気ヒータ４または温熱水の循環による加熱を停止し、外側の真空管２及び蓄熱タンク６ｂは放熱しながら床または足を暖め、熱放射により蓄熱タンク６ｂの温度が低下すると、接続金具９ａを介して外側の真空管２から熱伝導を受け続け、蓄熱タンク６ｂの温度が所定温度より低くなると、これをサーモスタット１１またはセンサが感知して電気ヒータ４またはボイラーを作動させ、外側の真空管２の温度を高めて蓄熱タンク６ｂの温度を所定温度まで上昇させ、所定温度に達すると電気ヒータ４または温熱水の循環による加熱を停止する。このようなサイクルを繰り返えして、ヒーティングシステム１は環境温度を所望温度に保持しながら省エネルギー暖房を行う。
【００２６】
本発明におけるヒーティングシステム１の外側の真空管２は、潜熱蓄熱体である蓄熱タンク４を設けることなく、外側の真空管２を単独で温室やビニールハウス等の園芸施設における暖房装置、あるいは冷房装置として利用することができる。即ち、園芸施設内に外側の真空管２を配設し、熱源には電気ヒータ４か、あるいはボイラーから供給される温熱水をコアパイプ３に循環させて用いる。この場合、外側の真空管２の温度を所定温度に保つために、環境温度を検出して所定の温度になるように電気ヒータ４をオン、オフするサーモスタット、または環境温度を検出してボイラーを制御して循環する温熱水の温度が所定温度になるようにするセンサを設ける。また、温熱水に代えてコアパイプ３に冷水を通すと、外側の真空管２からは遠赤外線。育成光線は発生しないが、冷房機能を発揮することができる。暖房装置として利用する場合、外側の真空管２から遠赤外線、育成光線が輻射熱として放射されるので、植物の育成に効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のヒーティングシステムは、簡単な構成の装置で、有益な光線とされる遠赤外線・育成光線を発生させて熱放射し、この放射された遠赤外線・育成光線の一部を別の蓄熱体に熱伝導して蓄熱させてから熱放射し、さらに、この蓄熱エネルギーを再度、遠赤外線・育成光線輻射熱発生体に逆伝導させ遠赤外線・育成光線を放熱することにより、元熱源の使用量を大幅に少なくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるヒーティングシステムのフローチャートである。
【図２】本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつに適用した斜視図である。
【図３】本発明によるヒーティングシステムを吊り下げ式のこたつ（ａ）、床置き式のこたつ（ｂ）に適用した正面断面図である。
【図４】本発明によるヒーティングシステムを移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター（ａ）、他の移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター（ｂ）に適用した正面断面図である。
【図５】本発明によるヒーティングシステムを足温器、または床暖房に適用した正面断面図である。
【図６】本発明によるヒーティングシステムによって発生する遠赤外線・育成光線の波長帯の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ヒーティングシステム
２ 外側の真空管（遠赤外線・育成光線輻射熱発生体） ２ａ 輻射熱（遠赤外線・育成光線）
３ 熱源管（コアパイプ）
４ 熱源体（電気ヒータまたは温熱水の循環） ４ａ 電源またはボイラー ４ｂ 電源コード
５ 作動液
６、６ａ，６ｂ 蓄熱タンク（潜熱蓄熱体）
７，７ｂ 蓄熱剤 ７ａ オイル又は潜熱剤
８，８ａ 放熱フィン
９，９ａ，９ｂ 接続金具（接触熱伝導体）
１０ 締め付けバンド
１１ 設定温度制御装置（サーモスタット）
１２ 移動式オイル又は潜熱剤パネルヒーター
１３ 支持台
１４ キャスタ
１５ 床暖房または足温器
１６ 断熱材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外二重管のうち径の細い内側の熱源管に熱源体を内装し、該熱源体により熱源管を介して径の太い外側の真空管内に封入されている作動液を加熱し、該作動液の気化・液化のサイクルにより遠赤外線・育成光線を発生させると共に、該遠赤外線・育成光線を輻射熱として外側の真空管から放射させ、該外側の真空管の外周面に潜熱蓄熱体の外周面を接触させて相互に熱伝導するようにし、潜熱蓄熱体が内蔵している潜熱剤に蓄熱させてから放熱し、該潜熱蓄熱体の温度を感知して前記熱源体を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置を設け、前記熱源体が加熱を停止している時でも潜熱蓄熱体から蓄熱エネルギーを放射し、かつ潜熱蓄熱体から外側の真空管に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させることを特徴とするヒーティングシステム。
【請求項２】
前記熱源管は、コアパイプにより形成して外側の真空管を長さ方向に貫通させて熱源体を内装し、外側の真空管は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成し、潜熱蓄熱体は、同じく熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により真空に、かつ外周面に放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクにより形成し、外側の真空管と蓄熱タンクを接続金具を介して接触させて相互に熱伝導するように構成したことを特徴とする請求項１記載のヒーティングシステム。
【請求項３】
前記熱源体は、グラファイトチューブ若しくは潜熱蓄熱剤をセラミックコーティングしたものにマカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型の穴の中に挿入した電気ヒータ、若しくは、マカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型した酸化マグネシウムの穴に挿入したカートリッジタイプの電気ヒータ、または循環する温熱水により構成され、前記作動液は、熱源体により加熱されると沸騰して気化し、ジェットとなって外側の真空管の管壁と衝突して遠赤外線・育成光線を発生させて該外側の真空管から放射させ、前記潜熱蓄熱体の蓄熱剤は、パラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合体により構成し、その配合比率、膨張係数、潜熱量を調節可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載のヒーティングシステム。
【請求項４】
ヒーティングシステムにより得られた加熱体は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器などに利用されることを特徴とする請求項１、２又は３記載のヒーティングシステム。
【請求項１】
内外二重管のうち径の細い内側の熱源管に熱源体を内装し、該熱源体により熱源管を介して径の太い外側の真空管内に封入されている作動液を加熱し、該作動液の気化・液化のサイクルにより遠赤外線・育成光線を発生させると共に、該遠赤外線・育成光線を輻射熱として外側の真空管から放射させ、該外側の真空管の外周面に潜熱蓄熱体の外周面を接触させて相互に熱伝導するようにし、潜熱蓄熱体が内蔵している潜熱剤に蓄熱させてから放熱し、該潜熱蓄熱体の温度を感知して前記熱源体を制御して環境温度を設定温度に保持する設定温度制御装置を設け、前記熱源体が加熱を停止している時でも潜熱蓄熱体から蓄熱エネルギーを放射し、かつ潜熱蓄熱体から外側の真空管に熱を逆伝導させて遠赤外線・育成光線を輻射させることを特徴とするヒーティングシステム。
【請求項２】
前記熱源管は、コアパイプにより形成して外側の真空管を長さ方向に貫通させて熱源体を内装し、外側の真空管は、熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により形成し、潜熱蓄熱体は、同じく熱伝導性及び熱放射性の良好な金属により真空に、かつ外周面に放熱用のフィンを設けた蓄熱タンクにより形成し、外側の真空管と蓄熱タンクを接続金具を介して接触させて相互に熱伝導するように構成したことを特徴とする請求項１記載のヒーティングシステム。
【請求項３】
前記熱源体は、グラファイトチューブ若しくは潜熱蓄熱剤をセラミックコーティングしたものにマカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型の穴の中に挿入した電気ヒータ、若しくは、マカロニ状あるいはチョーク状に棒状成型した酸化マグネシウムの穴に挿入したカートリッジタイプの電気ヒータ、または循環する温熱水により構成され、前記作動液は、熱源体により加熱されると沸騰して気化し、ジェットとなって外側の真空管の管壁と衝突して遠赤外線・育成光線を発生させて該外側の真空管から放射させ、前記潜熱蓄熱体の蓄熱剤は、パラフィンワックス、高密度ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレンワックスの混合体により構成し、その配合比率、膨張係数、潜熱量を調節可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載のヒーティングシステム。
【請求項４】
ヒーティングシステムにより得られた加熱体は、机下の暖房、吊り下げ式または床置き式のこたつ、室内暖房、床暖房、温室暖房、オイルパネルヒーター、足温器などに利用されることを特徴とする請求項１、２又は３記載のヒーティングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−５２８７２（Ｐ２００６−５２８７２Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３３３２０（Ｐ２００４−２３３３２０）
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（５０４３０５４６３）株式会社 カフェ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（５０４３０５４６３）株式会社 カフェ (1)
【Ｆターム（参考）】
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