温水・蒸気暖房装置
本発明は温水・蒸気暖房装置に関し、該装置では、加熱器が原水を受け入れ、加熱して温水と蒸気を発生させ、温水と蒸気の混合体は、その発生させた蒸気の膨張力によって加熱管内で自動的に循環する。本発明の暖房装置によれば、前記加熱器は原水の供給を受け、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させ、発生させた温水と蒸気は前記加熱管内を温水と蒸気の混合状態で自動的に循環することから、温水と蒸気を循環させるための別個の循環手段が不要である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水・蒸気暖房装置に関し、より具体的には、本発明は、加熱器が原水を受け入れ、加熱して温水と蒸気を発生させ、その発生させた蒸気の膨張力によって温水と蒸気の混合体を加熱管内で自動的に循環させる温水・蒸気暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、暖房用マットなどに使用される暖房装置は暖房水を貯蔵する暖房水タンク、暖房水を加熱して温水を発生させる加熱器、その温水を循環させる循環ポンプ、および暖房用マット内に配設される加熱管を含む。
【０００３】
この従来の暖房装置では、前記暖房水タンク内に貯蔵された暖房水は前記加熱器に供給され、前記加熱器はその暖房水を加熱して温水を発生させ、前記循環ポンプはその温水を前記加熱管内で循環させるように動作する。
【０００４】
しかしながら、前記従来の暖房装置は前記循環ポンプを用いて温水を循環させるように構成されていることから、ノイズと電磁波が循環ポンプの動作によって発生し、さらに、前記循環ポンプの故障が前記暖房装置の寿命短縮につながるという問題がある。
【０００５】
これに関連して、従来技術として２００１年１２月２８日に発行された韓国特許第１０−０３１２６４３号では液体循環型暖房装置が開示されており、この暖房装置は、熱放射部材と、前記熱放射部材内に配設される循環管と、前記循環管内に収容された液体を加熱する前記循環管に連結される加熱手段と、前記加熱手段の動作で膨張した液体を緩衝し、それによってその液体の循環を可能にする圧力緩衝手段と、前記加熱手段と前記圧力緩衝手段の間に取り付けられる第１逆流防止手段と、前記第１逆流防止手段に対向して取り付けられる第２逆流防止手段と、を含む。この暖房装置は、前記熱放射部材内の循環管を流れる液体が熱伝導で加熱され、前記液体の膨張力を利用して液体を自動的に循環させる際に前記循環管内で発生させた圧力を吸収できるように構成されている。
【０００６】
しかしながら、上記の液体循環型暖房装置は液体を加熱することで発生させた膨張力でその液体を循環させるので、前記循環管内で高圧力を発生させてしまう。従って、別個の圧力緩衝手段が、その高圧力を緩衝するために必要となる。
【０００７】
加えて、高い内圧に耐えるために肉厚の循環管が必要となることから、前記暖房装置の全重量を増加させてしまう。また、内圧による前記循環管の爆発を防止するために、前記循環管の周りを織物構造で包む必要があることから、製造コストが増加し、熱伝導効率も低下させてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、従来技術で発生する前述の問題点解決をするためになされたものであり、本発明の主要目的は、加熱器が原水を受け入れ、加熱して、温水と蒸気を発生させ、温水と蒸気の混合体を、その発生させた蒸気の膨張力によって加熱管内で自動的に循環させる温水・蒸気暖房装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができる温水・蒸気暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記本発明の目的を達成するため、本発明によれば、温水・蒸気暖房装置が提供され、前記装置は暖房に使用される原水を貯蔵する原水槽を具備し、前記原水槽は入口ポートと出口ポートを有し、第１逆止弁が、前記出口ポートに接続されて原水の前記原水槽への逆流を防止し、加熱器が、前記第１逆止弁に接続されて原水を加熱し、加熱管が、前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとを相互接続し、第２逆止弁が、前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとの間に取り付けられ、前記第２逆止弁は前記加熱管内を循環する原水の逆流を防止し、前記加熱器は内部的に貫通し、その中に形成されたヒーター挿通部を有し、前記ヒーター挿通部の一側は前記第１逆止弁に接続され、前記ヒーター挿通部の他側は前記加熱管に接続されるので、前記第１逆止弁を介して供給された原水は加熱されて温水と蒸気となり、直水式で前記加熱管に供給される。温度センサーが、前記加熱管の一側に連結されていて前記加熱管の温度を測定し、温度制御器が、前記温度センサーに接続されていて前記加熱器の動作を前記温度センサーの測定値に応じて制御し、ケースが、前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容している。前記加熱器で発生させた温水と蒸気は混合状態で自動的に循環する。
【００１１】
好ましくは、前記加熱器は正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を含む。
【００１２】
好ましくは、前記温度制御器は、外部電源を取り込む電源入力部と； 前記温度センサーの測定値を取り込む前記温度センサーに連結された信号入力部と； 前記温度センサーの測定値を表示する温度インジケーターと； 加熱温度を設定する温度設定部と； 前記加熱器に電源を供給する電源出力部と； 前記信号入力部に入力された温度値を前記温度設定部で設定された温度値と比較し、前記電源出力部を介して前記加熱器に供給される電源を制御する制御部と、を含む。
【００１３】
好ましくは、前記ケース内に前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容後に残った前記ケースの余剰空間内には蓄熱材が充填される。
【００１４】
好ましくは、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の上記構成によれば、前記加熱器は原水の供給を受け、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させ、発生させた温水と蒸気は前記加熱管内を温水と蒸気の混合状態で自動的に循環することから、温水と蒸気を循環させるための別個の循環手段が不要である。
【００１６】
加えて、本発明によれば、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができ、前記加熱管内に圧力が生じないので、軽量装置を提供することができ、内圧による破壊や爆発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付図面と併せて本発明の好適実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図１】本発明に係る暖房装置を示す平面図である。
【図２】本発明に係る暖房装置の動作を説明する部分的な拡大図である。
【図３】本発明に係る温度制御器を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る暖房装置の例示的な応用形態を示す平面図である。さらに、
【図５】本発明に係る暖房装置の別の例示的な応用形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る暖房装置を示す平面図であり、図２は本発明に係る暖房装置の動作を説明する部分的な拡大図であり、図３は本発明に係る温度制御器を示すブロック図であり、図４は本発明に係る暖房装置の例示的な応用形態を示す平面図であり、図５は本発明に係る暖房装置の別の例示的な応用形態を示す平面図である。
【００２０】
図１に例示するように、本発明に係る暖房装置１００は、原水を貯蔵し、それを介して前記原水が前記原水槽１０に流入・流出する入口ポート１２と出口ポート１１とを有する原水槽１０と、前記出口ポート１１に接続される第１逆止弁２０と、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させる加熱器３０と、前記加熱器３０と前記原水槽１０とを相互接続する加熱管４０と、前記加熱器３０と前記原水槽１０の間に介装される第２逆止弁２１と、上記要素を収容するケースと、前記加熱管４０の温度を測定する温度センサー５０と、温度制御器６０と、を含む。
【００２１】
前記原水槽１０は暖房に使用される原水を一定の水位まで貯蔵し、前記原水槽１０は、原水がそれを介して前記原水槽１０に流入・流出する前記入口ポート１２と前記出口ポート１１とをなして形成され、さらに、原水を噴射する水噴射ポートを前記原水槽１０内に形成することもできる。この時点で、前記出口ポート１１を前記入口ポート１２よりも低い位置に取り付けることもでき、原水は、前記原水槽１０内に最大で前記槽容量の約３分の１まで充填することが好ましい。
【００２２】
前記第１逆止弁２０は、前記原水槽１０から流出する原水の逆流を防止するように前記原水槽１０の出口ポート１１と接続される。
【００２３】
図２に例示するように、前記加熱器３０は前記第１逆止弁２０を介して供給される原水を加熱し、前記加熱器３０は矩形状の本体を有し、ヒーター挿通部３１は前記加熱器本体の中央部にその長手方向に形成される。
【００２４】
この時点で、前記第１逆止弁２０は前記ヒーター挿通部３１の一端に接続され、前記加熱管４０は前記ヒーター挿通部３１の他端に接続され、前記第１逆止弁２０を介して供給される原水は前記ヒーター挿通部３１内で加熱されて温水と蒸気を発生し、その発生した蒸気の膨張力によって、その温水と蒸気は混合状態で前記加熱管４０に供給される。従って、前記加熱器３０内で発生する一連のプロセス、すなわち原水供給プロセス、原水加熱プロセス、および加熱された原水の放出プロセスは直水式で行われる。
【００２５】
上記加熱器３０には電気コイルやセラミックヒーターなどの通常加熱手段を採用することもでき、好ましくは、正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を使用することができる。かくして、一種のセラミックヒーターであるＰＴＣ加熱器を用いて人間の健康に有害な電磁波の発生を回避することができる。
【００２６】
ここで、前記ＰＴＣ加熱器は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＣ３）と微量（約０．１〜１．５％）のグループ（Ｉ）カリウムまたはトリウムまたはグループ（ＩＩＩ）イットリウムなどの酸化物を混合し、その混合物を焼結することで形成される。このＰＴＣ加熱器は低温で相対的に低い抵抗値を有し、その温度が一定のレベルに達すると、その抵抗値は急激に増加するため、一定の温度レベルで加熱を停止して過熱を防止する。かくして、過熱を防止する別途の手段が不要で、その製造工程も簡素であることから、コスト削減につながる。
【００２７】
ケース７０は本発明の上記要素を収容し、その内部に収容空間を有する中空構造体から構成され、前記ケース内に前記要素のすべてを取り付け後に残った前記ケースの余剰空間には蓄熱材（図示せず）を充填することができる。この時点で、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムの１つであってもよく、この蓄熱材が前記ケース７０の内部に充填される場合、温水の熱の前記システム外部への放出は防止され、人間の健康に有用な遠赤外線を照射する。
【００２８】
前記加熱管４０は、前記加熱器３０を前記原水槽１０の入口ポート１２と接続し、床暖房用ストーンマット、床暖房用フロアマット、個人用小型マット、椅子などに取り付けて加熱することができ、前記加熱管４０は、例えばポリエチレン、銅、ステンレス鋼、シリコンまたは「テフロン」（登録商標）で形成することもできる。
【００２９】
前記第２逆止弁２１は前記加熱器３０と前記原水槽１０の入口ポート１２の間に取り付けることもでき、前記第２逆止弁２１は前記加熱管４０を循環する原水の逆流を防止し、好ましくは、前記第２逆止弁２１は前記原水槽１０の入口ポート１２に近接して取り付けられる。
【００３０】
前記温度センサー５０は前記加熱管４０の一側に連結され、前記加熱管４０の温度を測定し、この時点で、前記温度センサー５０は、好ましくは前記第２逆止弁２１に近接して取り付けられ、その測定温度値は、それに電気的に接続されている前記温度制御器６０に伝達される。以下、前記温度制御器６０の詳細を説明する。
【００３１】
図３に例示するように、前記温度制御器６０は、電源入力部６１と、前記温度センサーで測定された値を取り込む前記温度センサー５０に接続された信号入力部６２と、前記温度センサー５０の測定値を表示する温度インジケーター６３と、加熱温度を設定する温度設定部６４と、前記加熱器に電源を供給する電源出力部６５と、前記信号入力部６２に入力する温度値を前記温度設定部６４で設定される温度値と比較し、前記電源出力部６５を介して前記加熱器３０に供給される電源を制御する制御部６６と、を含む。ここで、前記電源出力部６５は外部電源を直流に変換してから前記ＰＴＣに供給することもできる。
【００３２】
図３では、上記で説明していない参照符号６８は、外部電源を前記温度制御器６０に供給するか、または外部電源の前記温度制御器６０への供給を遮断する電源スイッチを示す。
【００３３】
図４および図５に例示するように、上記の構成を有する前記暖房装置は暖房マット８０、床暖房用フロアマット８１などに適用することもできる。
【００３４】
図４に例示するように、前記暖房装置を前記暖房用マット８０に適用する場合、前記加熱管４０は前記暖房用マット８０内の全体にわたってジグザグ式に配設され、さらに、前記原水槽、前記逆止弁、および前記加熱器と前記第２逆止弁とを収容する前記ケース７０は、前記暖房用マットのフレーム内側に取り付けられ、前記温度制御器６０は前記装置外側の使用者の頭部を載置することができる位置に取り付けられる。
【００３５】
例示していないが、前記ケース７０と前記温度制御器６０とは前記暖房マット８０の下部、すなわち使用者の足を載置することができる位置に取り付けることもできる。
【００３６】
その一方、図５に例示するように、前記暖房装置を床暖房用フロアマット８１に適用する場合、前記加熱管４０は前記床暖房用フロアマット８１内の全体にわたってジグザグ式に配設され、さらに、前記ケース７０と前記温度制御器６０とは前記床暖房用フロアマット８１の外側に取り付けることもできる。この時点で、前記ケース７０は前記床暖房用フロアマット８１の一側に連結され、前記温度制御器６０は前記ケース７０の一側に連結される。
【００３７】
本明細書では説明していないが、本発明に係る暖房装置は、暖房ベッド、クレイベッド、個人用の小マット、椅子などの暖房を必要とするいかなる場所にでも適用することができる。
【００３８】
以下、本発明に係る温水・蒸気暖房装置の操作を説明する。
【００３９】
本発明に係る暖房装置１００の操作では、まず、前記電源スイッチ６９をオンに切り替えて外部電源を前記温度制御器６０の電源入力部６１に接続する。前記制御部６６は前記温度設定部６４での温度設定値を、前記信号入力部６２を介して入力される前記温度センサー５０で測定された温度値と比較する。前記温度設定部６４での温度設定値がその測定値よりも大きい場合、前記電源出力部６５は電源を前記加熱器３０に供給する。この時点で、前記温度設定部６４での温度設定値は前記温度表示部（インジケータ）６３に表示される。
【００４０】
上記のように、前記加熱器３０が電源供給を受ける場合、前記加熱器３０のヒーター挿通部３１内の原水は加熱されて温水を一定量の蒸気とともに発生させる。
【００４１】
前記ヒーター挿通部３１内で発生した温水と蒸気は、温水と蒸気の混合体中の蒸気の膨張力によって前記加熱管４０内に押し入れられる。この時点で、前記原水槽１０への温水と蒸気の逆流は前記第１逆止弁２０によって防止される。よって、その温水と蒸気は前記加熱管４０に向かって流れるようになる。
【００４２】
前記加熱管４０内を循環する温水と蒸気は前記第２逆止弁２１経由で前記入口ポート１２を介して前記原水槽１０に流れ込む。この時点で、蒸気は熱エネルギーを失い、液化した状態で前記原水槽１０に流れ込む。加えて、前記入口ポート１２を介して流入する原水の前記加熱管４０への逆流は前記第２逆止弁２１によって防止される。
【００４３】
かくして、前記加熱された原水と蒸気が前記加熱管４０に押し入れられる場合、前記原水槽１０内に貯蔵された原水は前記第１逆止弁２０を介して前記加熱器３０のヒーター挿通部３１に供給される。よって、その循環は、前記原水槽１０、前記第１逆止弁２０、前記加熱器３０、前記加熱管４０、および前記第２逆止弁２１によって形成されている閉ループに沿って継続する。
【００４４】
従って、前記暖房装置１００は別個の循環手段を使用せずに温水の循環を可能にする。かくして、循環手段の動作に起因するノイズを回避することができ、電磁波も発生することがなく、さらに、循環ポンプの故障や限界のある寿命に関する不安を回避することができる。
【００４５】
その一方、前記ケース内に前記原水槽１０、前記第１および第２逆止弁２０，２１、および前記加熱器３０を収容後、前記ケースの余剰空間は、遠赤外線を照射することができる陶磁器質セラミックやゲルマニウムなどの蓄熱材で充填され、それによって前記加熱器３０などによって発生させた熱を維持することができる。さらに、前記蓄熱材から発生する遠赤外線の照射は人間の健康に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の上記構成によれば、前記加熱器は原水の供給を受け、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させ、発生させた温水と蒸気は前記加熱管内を温水と蒸気の混合状態で自動的に循環することから、温水と蒸気を循環させるための別個の循環手段が不要である。
【００４７】
加えて、本発明によれば、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができ、前記加熱管内に圧力が生じないので、軽量装置を提供することができ、内圧による破壊や爆発を防止することができる。
【００４８】
本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は実施形態によって限定されるものではなく、添付請求項のみによって制限されるものとする。当業者であれば本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく実施形態の変更または修正を行い得ることは理解されるであろう。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水・蒸気暖房装置に関し、より具体的には、本発明は、加熱器が原水を受け入れ、加熱して温水と蒸気を発生させ、その発生させた蒸気の膨張力によって温水と蒸気の混合体を加熱管内で自動的に循環させる温水・蒸気暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、暖房用マットなどに使用される暖房装置は暖房水を貯蔵する暖房水タンク、暖房水を加熱して温水を発生させる加熱器、その温水を循環させる循環ポンプ、および暖房用マット内に配設される加熱管を含む。
【０００３】
この従来の暖房装置では、前記暖房水タンク内に貯蔵された暖房水は前記加熱器に供給され、前記加熱器はその暖房水を加熱して温水を発生させ、前記循環ポンプはその温水を前記加熱管内で循環させるように動作する。
【０００４】
しかしながら、前記従来の暖房装置は前記循環ポンプを用いて温水を循環させるように構成されていることから、ノイズと電磁波が循環ポンプの動作によって発生し、さらに、前記循環ポンプの故障が前記暖房装置の寿命短縮につながるという問題がある。
【０００５】
これに関連して、従来技術として２００１年１２月２８日に発行された韓国特許第１０−０３１２６４３号では液体循環型暖房装置が開示されており、この暖房装置は、熱放射部材と、前記熱放射部材内に配設される循環管と、前記循環管内に収容された液体を加熱する前記循環管に連結される加熱手段と、前記加熱手段の動作で膨張した液体を緩衝し、それによってその液体の循環を可能にする圧力緩衝手段と、前記加熱手段と前記圧力緩衝手段の間に取り付けられる第１逆流防止手段と、前記第１逆流防止手段に対向して取り付けられる第２逆流防止手段と、を含む。この暖房装置は、前記熱放射部材内の循環管を流れる液体が熱伝導で加熱され、前記液体の膨張力を利用して液体を自動的に循環させる際に前記循環管内で発生させた圧力を吸収できるように構成されている。
【０００６】
しかしながら、上記の液体循環型暖房装置は液体を加熱することで発生させた膨張力でその液体を循環させるので、前記循環管内で高圧力を発生させてしまう。従って、別個の圧力緩衝手段が、その高圧力を緩衝するために必要となる。
【０００７】
加えて、高い内圧に耐えるために肉厚の循環管が必要となることから、前記暖房装置の全重量を増加させてしまう。また、内圧による前記循環管の爆発を防止するために、前記循環管の周りを織物構造で包む必要があることから、製造コストが増加し、熱伝導効率も低下させてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、従来技術で発生する前述の問題点解決をするためになされたものであり、本発明の主要目的は、加熱器が原水を受け入れ、加熱して、温水と蒸気を発生させ、温水と蒸気の混合体を、その発生させた蒸気の膨張力によって加熱管内で自動的に循環させる温水・蒸気暖房装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができる温水・蒸気暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記本発明の目的を達成するため、本発明によれば、温水・蒸気暖房装置が提供され、前記装置は暖房に使用される原水を貯蔵する原水槽を具備し、前記原水槽は入口ポートと出口ポートを有し、第１逆止弁が、前記出口ポートに接続されて原水の前記原水槽への逆流を防止し、加熱器が、前記第１逆止弁に接続されて原水を加熱し、加熱管が、前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとを相互接続し、第２逆止弁が、前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとの間に取り付けられ、前記第２逆止弁は前記加熱管内を循環する原水の逆流を防止し、前記加熱器は内部的に貫通し、その中に形成されたヒーター挿通部を有し、前記ヒーター挿通部の一側は前記第１逆止弁に接続され、前記ヒーター挿通部の他側は前記加熱管に接続されるので、前記第１逆止弁を介して供給された原水は加熱されて温水と蒸気となり、直水式で前記加熱管に供給される。温度センサーが、前記加熱管の一側に連結されていて前記加熱管の温度を測定し、温度制御器が、前記温度センサーに接続されていて前記加熱器の動作を前記温度センサーの測定値に応じて制御し、ケースが、前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容している。前記加熱器で発生させた温水と蒸気は混合状態で自動的に循環する。
【００１１】
好ましくは、前記加熱器は正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を含む。
【００１２】
好ましくは、前記温度制御器は、外部電源を取り込む電源入力部と； 前記温度センサーの測定値を取り込む前記温度センサーに連結された信号入力部と； 前記温度センサーの測定値を表示する温度インジケーターと； 加熱温度を設定する温度設定部と； 前記加熱器に電源を供給する電源出力部と； 前記信号入力部に入力された温度値を前記温度設定部で設定された温度値と比較し、前記電源出力部を介して前記加熱器に供給される電源を制御する制御部と、を含む。
【００１３】
好ましくは、前記ケース内に前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容後に残った前記ケースの余剰空間内には蓄熱材が充填される。
【００１４】
好ましくは、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の上記構成によれば、前記加熱器は原水の供給を受け、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させ、発生させた温水と蒸気は前記加熱管内を温水と蒸気の混合状態で自動的に循環することから、温水と蒸気を循環させるための別個の循環手段が不要である。
【００１６】
加えて、本発明によれば、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができ、前記加熱管内に圧力が生じないので、軽量装置を提供することができ、内圧による破壊や爆発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付図面と併せて本発明の好適実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図１】本発明に係る暖房装置を示す平面図である。
【図２】本発明に係る暖房装置の動作を説明する部分的な拡大図である。
【図３】本発明に係る温度制御器を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る暖房装置の例示的な応用形態を示す平面図である。さらに、
【図５】本発明に係る暖房装置の別の例示的な応用形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る暖房装置を示す平面図であり、図２は本発明に係る暖房装置の動作を説明する部分的な拡大図であり、図３は本発明に係る温度制御器を示すブロック図であり、図４は本発明に係る暖房装置の例示的な応用形態を示す平面図であり、図５は本発明に係る暖房装置の別の例示的な応用形態を示す平面図である。
【００２０】
図１に例示するように、本発明に係る暖房装置１００は、原水を貯蔵し、それを介して前記原水が前記原水槽１０に流入・流出する入口ポート１２と出口ポート１１とを有する原水槽１０と、前記出口ポート１１に接続される第１逆止弁２０と、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させる加熱器３０と、前記加熱器３０と前記原水槽１０とを相互接続する加熱管４０と、前記加熱器３０と前記原水槽１０の間に介装される第２逆止弁２１と、上記要素を収容するケースと、前記加熱管４０の温度を測定する温度センサー５０と、温度制御器６０と、を含む。
【００２１】
前記原水槽１０は暖房に使用される原水を一定の水位まで貯蔵し、前記原水槽１０は、原水がそれを介して前記原水槽１０に流入・流出する前記入口ポート１２と前記出口ポート１１とをなして形成され、さらに、原水を噴射する水噴射ポートを前記原水槽１０内に形成することもできる。この時点で、前記出口ポート１１を前記入口ポート１２よりも低い位置に取り付けることもでき、原水は、前記原水槽１０内に最大で前記槽容量の約３分の１まで充填することが好ましい。
【００２２】
前記第１逆止弁２０は、前記原水槽１０から流出する原水の逆流を防止するように前記原水槽１０の出口ポート１１と接続される。
【００２３】
図２に例示するように、前記加熱器３０は前記第１逆止弁２０を介して供給される原水を加熱し、前記加熱器３０は矩形状の本体を有し、ヒーター挿通部３１は前記加熱器本体の中央部にその長手方向に形成される。
【００２４】
この時点で、前記第１逆止弁２０は前記ヒーター挿通部３１の一端に接続され、前記加熱管４０は前記ヒーター挿通部３１の他端に接続され、前記第１逆止弁２０を介して供給される原水は前記ヒーター挿通部３１内で加熱されて温水と蒸気を発生し、その発生した蒸気の膨張力によって、その温水と蒸気は混合状態で前記加熱管４０に供給される。従って、前記加熱器３０内で発生する一連のプロセス、すなわち原水供給プロセス、原水加熱プロセス、および加熱された原水の放出プロセスは直水式で行われる。
【００２５】
上記加熱器３０には電気コイルやセラミックヒーターなどの通常加熱手段を採用することもでき、好ましくは、正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を使用することができる。かくして、一種のセラミックヒーターであるＰＴＣ加熱器を用いて人間の健康に有害な電磁波の発生を回避することができる。
【００２６】
ここで、前記ＰＴＣ加熱器は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＣ３）と微量（約０．１〜１．５％）のグループ（Ｉ）カリウムまたはトリウムまたはグループ（ＩＩＩ）イットリウムなどの酸化物を混合し、その混合物を焼結することで形成される。このＰＴＣ加熱器は低温で相対的に低い抵抗値を有し、その温度が一定のレベルに達すると、その抵抗値は急激に増加するため、一定の温度レベルで加熱を停止して過熱を防止する。かくして、過熱を防止する別途の手段が不要で、その製造工程も簡素であることから、コスト削減につながる。
【００２７】
ケース７０は本発明の上記要素を収容し、その内部に収容空間を有する中空構造体から構成され、前記ケース内に前記要素のすべてを取り付け後に残った前記ケースの余剰空間には蓄熱材（図示せず）を充填することができる。この時点で、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムの１つであってもよく、この蓄熱材が前記ケース７０の内部に充填される場合、温水の熱の前記システム外部への放出は防止され、人間の健康に有用な遠赤外線を照射する。
【００２８】
前記加熱管４０は、前記加熱器３０を前記原水槽１０の入口ポート１２と接続し、床暖房用ストーンマット、床暖房用フロアマット、個人用小型マット、椅子などに取り付けて加熱することができ、前記加熱管４０は、例えばポリエチレン、銅、ステンレス鋼、シリコンまたは「テフロン」（登録商標）で形成することもできる。
【００２９】
前記第２逆止弁２１は前記加熱器３０と前記原水槽１０の入口ポート１２の間に取り付けることもでき、前記第２逆止弁２１は前記加熱管４０を循環する原水の逆流を防止し、好ましくは、前記第２逆止弁２１は前記原水槽１０の入口ポート１２に近接して取り付けられる。
【００３０】
前記温度センサー５０は前記加熱管４０の一側に連結され、前記加熱管４０の温度を測定し、この時点で、前記温度センサー５０は、好ましくは前記第２逆止弁２１に近接して取り付けられ、その測定温度値は、それに電気的に接続されている前記温度制御器６０に伝達される。以下、前記温度制御器６０の詳細を説明する。
【００３１】
図３に例示するように、前記温度制御器６０は、電源入力部６１と、前記温度センサーで測定された値を取り込む前記温度センサー５０に接続された信号入力部６２と、前記温度センサー５０の測定値を表示する温度インジケーター６３と、加熱温度を設定する温度設定部６４と、前記加熱器に電源を供給する電源出力部６５と、前記信号入力部６２に入力する温度値を前記温度設定部６４で設定される温度値と比較し、前記電源出力部６５を介して前記加熱器３０に供給される電源を制御する制御部６６と、を含む。ここで、前記電源出力部６５は外部電源を直流に変換してから前記ＰＴＣに供給することもできる。
【００３２】
図３では、上記で説明していない参照符号６８は、外部電源を前記温度制御器６０に供給するか、または外部電源の前記温度制御器６０への供給を遮断する電源スイッチを示す。
【００３３】
図４および図５に例示するように、上記の構成を有する前記暖房装置は暖房マット８０、床暖房用フロアマット８１などに適用することもできる。
【００３４】
図４に例示するように、前記暖房装置を前記暖房用マット８０に適用する場合、前記加熱管４０は前記暖房用マット８０内の全体にわたってジグザグ式に配設され、さらに、前記原水槽、前記逆止弁、および前記加熱器と前記第２逆止弁とを収容する前記ケース７０は、前記暖房用マットのフレーム内側に取り付けられ、前記温度制御器６０は前記装置外側の使用者の頭部を載置することができる位置に取り付けられる。
【００３５】
例示していないが、前記ケース７０と前記温度制御器６０とは前記暖房マット８０の下部、すなわち使用者の足を載置することができる位置に取り付けることもできる。
【００３６】
その一方、図５に例示するように、前記暖房装置を床暖房用フロアマット８１に適用する場合、前記加熱管４０は前記床暖房用フロアマット８１内の全体にわたってジグザグ式に配設され、さらに、前記ケース７０と前記温度制御器６０とは前記床暖房用フロアマット８１の外側に取り付けることもできる。この時点で、前記ケース７０は前記床暖房用フロアマット８１の一側に連結され、前記温度制御器６０は前記ケース７０の一側に連結される。
【００３７】
本明細書では説明していないが、本発明に係る暖房装置は、暖房ベッド、クレイベッド、個人用の小マット、椅子などの暖房を必要とするいかなる場所にでも適用することができる。
【００３８】
以下、本発明に係る温水・蒸気暖房装置の操作を説明する。
【００３９】
本発明に係る暖房装置１００の操作では、まず、前記電源スイッチ６９をオンに切り替えて外部電源を前記温度制御器６０の電源入力部６１に接続する。前記制御部６６は前記温度設定部６４での温度設定値を、前記信号入力部６２を介して入力される前記温度センサー５０で測定された温度値と比較する。前記温度設定部６４での温度設定値がその測定値よりも大きい場合、前記電源出力部６５は電源を前記加熱器３０に供給する。この時点で、前記温度設定部６４での温度設定値は前記温度表示部（インジケータ）６３に表示される。
【００４０】
上記のように、前記加熱器３０が電源供給を受ける場合、前記加熱器３０のヒーター挿通部３１内の原水は加熱されて温水を一定量の蒸気とともに発生させる。
【００４１】
前記ヒーター挿通部３１内で発生した温水と蒸気は、温水と蒸気の混合体中の蒸気の膨張力によって前記加熱管４０内に押し入れられる。この時点で、前記原水槽１０への温水と蒸気の逆流は前記第１逆止弁２０によって防止される。よって、その温水と蒸気は前記加熱管４０に向かって流れるようになる。
【００４２】
前記加熱管４０内を循環する温水と蒸気は前記第２逆止弁２１経由で前記入口ポート１２を介して前記原水槽１０に流れ込む。この時点で、蒸気は熱エネルギーを失い、液化した状態で前記原水槽１０に流れ込む。加えて、前記入口ポート１２を介して流入する原水の前記加熱管４０への逆流は前記第２逆止弁２１によって防止される。
【００４３】
かくして、前記加熱された原水と蒸気が前記加熱管４０に押し入れられる場合、前記原水槽１０内に貯蔵された原水は前記第１逆止弁２０を介して前記加熱器３０のヒーター挿通部３１に供給される。よって、その循環は、前記原水槽１０、前記第１逆止弁２０、前記加熱器３０、前記加熱管４０、および前記第２逆止弁２１によって形成されている閉ループに沿って継続する。
【００４４】
従って、前記暖房装置１００は別個の循環手段を使用せずに温水の循環を可能にする。かくして、循環手段の動作に起因するノイズを回避することができ、電磁波も発生することがなく、さらに、循環ポンプの故障や限界のある寿命に関する不安を回避することができる。
【００４５】
その一方、前記ケース内に前記原水槽１０、前記第１および第２逆止弁２０，２１、および前記加熱器３０を収容後、前記ケースの余剰空間は、遠赤外線を照射することができる陶磁器質セラミックやゲルマニウムなどの蓄熱材で充填され、それによって前記加熱器３０などによって発生させた熱を維持することができる。さらに、前記蓄熱材から発生する遠赤外線の照射は人間の健康に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の上記構成によれば、前記加熱器は原水の供給を受け、その原水を加熱して温水と蒸気を発生させ、発生させた温水と蒸気は前記加熱管内を温水と蒸気の混合状態で自動的に循環することから、温水と蒸気を循環させるための別個の循環手段が不要である。
【００４７】
加えて、本発明によれば、温水と蒸気の循環によって発生するノイズと電磁波を回避することができ、前記加熱管内に圧力が生じないので、軽量装置を提供することができ、内圧による破壊や爆発を防止することができる。
【００４８】
本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は実施形態によって限定されるものではなく、添付請求項のみによって制限されるものとする。当業者であれば本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく実施形態の変更または修正を行い得ることは理解されるであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水・蒸気暖房装置において、
暖房に使用される原水を貯蔵し、かつ、入口ポートと出口ポートとを有する原水槽と；
原水の前記原水槽への逆流を防止する前記出口ポートに接続された第１逆止弁と；
原水を加熱するため、前記第１逆止弁に接続された加熱器と；
前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとを相互接続する加熱管と；
前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとの間に取り付けられ、前記加熱管内を循環する原水の逆流を防止し、そこでは、前記加熱器は内部的に貫通し、その中に形成された通孔部を有し、前記ヒーター挿通部は、その一側で前記第１逆止弁に接続され、その他側では、前記第１逆止弁を介して供給された原水が加熱されて温水と蒸気となり、直水式で前記加熱管に供給されるように前記加熱管に接続される第２逆止弁と；
前記加熱管の一側に連結されて前記加熱管の温度を測定する温度センサーと；
前記温度センサーでの測定値に応じて前記加熱器の動作を制御する前記温度センサーに接続される温度制御器と；
前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容し、そこでは、前記加熱器で発生させた温水と蒸気とが混合状態で自動的に循環するようになっているケースと、
を具備することを特徴とする温水・蒸気暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載の暖房装置において、前記加熱器は正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を具備することを特徴とする暖房装置。
【請求項３】
請求項１に記載の暖房装置において、前記温度制御器は、外部電源を取り込む電源入力部と；
前記温度センサーの測定値を取り込む前記温度センサーに連結された信号入力部と；
前記温度センサーの測定値を表示する温度インジケーターと；
加熱温度を設定する温度設定部と；
前記加熱器に電源を供給する電源出力部と；
前記信号入力部に入力された温度値を前記温度設定部で設定された温度値と比較し、前記電源出力部を介して前記加熱器に供給される電源を制御する制御部と、を具備することを特徴とする暖房装置。
【請求項４】
請求項１に記載の暖房装置において、蓄熱材が、前記ケース内に前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容後に残った前記ケースの余剰空間内に充填されることを特徴とする暖房装置。
【請求項５】
請求項４に記載の暖房装置において、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムであることを特徴とする暖房装置。
【請求項１】
温水・蒸気暖房装置において、
暖房に使用される原水を貯蔵し、かつ、入口ポートと出口ポートとを有する原水槽と；
原水の前記原水槽への逆流を防止する前記出口ポートに接続された第１逆止弁と；
原水を加熱するため、前記第１逆止弁に接続された加熱器と；
前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとを相互接続する加熱管と；
前記加熱器と前記原水槽の入口ポートとの間に取り付けられ、前記加熱管内を循環する原水の逆流を防止し、そこでは、前記加熱器は内部的に貫通し、その中に形成された通孔部を有し、前記ヒーター挿通部は、その一側で前記第１逆止弁に接続され、その他側では、前記第１逆止弁を介して供給された原水が加熱されて温水と蒸気となり、直水式で前記加熱管に供給されるように前記加熱管に接続される第２逆止弁と；
前記加熱管の一側に連結されて前記加熱管の温度を測定する温度センサーと；
前記温度センサーでの測定値に応じて前記加熱器の動作を制御する前記温度センサーに接続される温度制御器と；
前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容し、そこでは、前記加熱器で発生させた温水と蒸気とが混合状態で自動的に循環するようになっているケースと、
を具備することを特徴とする温水・蒸気暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載の暖房装置において、前記加熱器は正温度係数（ＰＴＣ）加熱器を具備することを特徴とする暖房装置。
【請求項３】
請求項１に記載の暖房装置において、前記温度制御器は、外部電源を取り込む電源入力部と；
前記温度センサーの測定値を取り込む前記温度センサーに連結された信号入力部と；
前記温度センサーの測定値を表示する温度インジケーターと；
加熱温度を設定する温度設定部と；
前記加熱器に電源を供給する電源出力部と；
前記信号入力部に入力された温度値を前記温度設定部で設定された温度値と比較し、前記電源出力部を介して前記加熱器に供給される電源を制御する制御部と、を具備することを特徴とする暖房装置。
【請求項４】
請求項１に記載の暖房装置において、蓄熱材が、前記ケース内に前記原水槽、前記第１および第２逆止弁、および前記加熱器を収容後に残った前記ケースの余剰空間内に充填されることを特徴とする暖房装置。
【請求項５】
請求項４に記載の暖房装置において、前記蓄熱材は陶磁器質セラミックまたはゲルマニウムであることを特徴とする暖房装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１０−５３４８１８（Ｐ２０１０−５３４８１８Ａ）
【公表日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１８１１６（Ｐ２０１０−５１８１１６）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００４３２７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１４３８６
【国際公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（５１００２２９３４）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００４３２７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１４３８６
【国際公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（５１００２２９３４）
【Ｆターム（参考）】
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