JPS6077391A

JPS6077391A - 蓄熱式電気ヒ−タ

Info

Publication number: JPS6077391A
Application number: JP18535783A
Authority: JP
Inventors: 嘉浩松尾; 隆博和田; 浩二松永; 新田　恒治; 武史林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-05-01

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、人体などの局所暖房器において（ａ　％その保霊
利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に、その電分コ〜ドが常時必要であ
り、暖房器の空間的使用範囲か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々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。しかも、この様な蓄熱式電
気ヒータは軽量であり、可撓性があり、蓄熱に要する時
間が旬かく（蓄熱能率が高く）、安全性が高く、低コス
トであることが要望される。一方、従来の潜熱蓄熱方式
は堅牢な蓄熱槽の中に潜熱蓄熱材を収納し、さらにその
潜熱蓄熱量の中に電気ヒータなどの加熱源を埋設した構
成である。この従来の潜熱蓄熱方式を上述の暖房器の蓄
熱方式として採用するには重量、可撓性。

コストなどにおいて問題があった。

発明の目的本発明の目的は軽量であり、可撓性があり、加熱（蓄熱
）能率が高く、安全性が高く、低コストである潜熱蓄熱
方式による暖房器、保温器などに用いる電気ヒータを提
供することにある。、発明の構成本発明の基本概念は発熱体の周囲に蓄熱量を保持し７、
発熱体からの熱を一度蓄熱拐に貯え、その貯えた熱を自
然放熱により取り出す方式である。

この方式を実現する本発明の基本構成は可撓性電気発熱
体、その発熱体を包囲する可撓性容器、その容器の中に
収納、密封された潜熱蓄熱イＡ１および」二記発熱体と
電気的接続するリード線とから成り、上記潜熱蓄熱量の
保持空間か上記発熱体の表面から一定の距離以内の空間
領域内に限定されるものである。潜熱蓄熱材の保持空Ｉ
ＩＪを限定する発熱体の表面からの距離は、主として用
いる潜熱蓄熱材の種類（固相ての熱伝達速度、液相での
対流による熱伝達速度）、蓄熱（加熱）に要求される時
間、および単位時間当りの実効蓄熱量（発熱体からの発
熱量と蓄熱量からの自然放熱量との差）などによって決
定される。通常、潜熱蓄熱材として無機塩水和物を用い
た場合、その距離は実用的には３ｍ以内である。その距
離が大きくなると蓄熱に必要な時間が長くなり、本発明
の電源コードレス化の使用目的からして望１しくない。

またその距離が短くなると蓄熱に必要な時間は短くなる
が、一方使用する発熱体の長さや面積が増え（使用する
蓄熱量の量を一定とする）、その結果、蓄熱式電気ヒー
タの重量増加、コストアンプになり望ましくない。また
本発明の可撓性電気発熱体としては、軽量、可撓性、コ
ストなどの点から通常、金属線、金属リボン、金属箔、
金属薄板などの発熱体を使用し、必要に応じて表面がプ
ラスチックなどによシミ気絶縁被覆された発熱体を使用
することが望ましい。また本発明の可撓性容器としては
、軽量、可撓性、安定性（強度、耐薬品性、耐水性）、
コストなどの点から通常、プラスチック。

プラスチックフィルム、金属箔、プラスチック・金属箔
ラミネートフィルムなどを用いるのが望ましい０寸だ、本発明の構成は可撓性容器の中に、潜熱蓄熱量と
共に発熱体を収納し、密封したものである。この構成は
発熱体が潜熱蓄熱材と直接熱的接触を保っており、蓄熱
能率（実効蓄熱量／発熱量）を高くし、蓄熱に要する時
間を短かくする上に効果がある。

また、本発明の構成は可撓性容器の中に潜熱蓄熱量を収
納、密封し、その可撓性容器の外表面に発熱体を配置す
るものであるが、その発熱体が可撓性容器によって包囲
されており、発熱体が可撓性容器の壁を介して潜熱蓄熱
量と熱的接触を保っていることが特徴である。この構成
は発熱体の安全性を高め、長寿命化を確保すると共に、
可撓性容器の密封がより容易であり、作業性、量産性を
高める上に効果がある。さらに、上記構成において、複
数個以上の可撓性容器でもって発熱体を包囲し、それら
の容器間を互に密接させることを特徴とする特に２枚の
マント状可撓性容器の間に発熱体をサンドウィンチし、
その容器間を密接させ、発熱体を包囲する構成は電気ヒ
ータの安全性。

量産性はもとより、比較的蓄熱能率においても高いもの
である。さらに本発明は上記構成において、発熱体と可
撓性容器の外壁との間に熱良導性充填剤を設けるか、あ
るいはその両者の間を熱良導性接着剤で接着させること
により、発熱体と潜熱蓄熱材との間接的熱的接触をよシ
よくするものである０捷た、本発明の構成は発熱体が可撓性容器の中、あるい
は外に配置されている両者のいずれの場合においても、
発熱体とリード線との接続部は潜熱蓄熱側と直接的にあ
るいは間接的に熱的接触を保つものである。すなわち、
発熱体の発熱部は必ず潜熱蓄熱拐と熱的接触を保つ構成
である。この構成により、発熱体の表面温度の場所によ
る不均一温度分布は極めて起り難く、発熱体の長寿命化
、安全性を一段と高める上に効果がある。

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は可撓性電気発熱体であり、ここでは電気絶縁性、耐
水性、耐熱性のプラスチックで被覆したニッケル基合金
の薄板を加工して得だ網中２４０、横巾７０の面状発熱
体（ヒータ電力６０Ｗ）を用いた。その面状発熱体１１
の端部１３にリード線１２を接続した。リード線１２は
、プラスチックで電気絶縁被りされており、また面状発
熱体１１とリード線１２との接続部１３もプラスチック
で電気絶縁被覆した。

１４は発熱体を包囲する可撓性容器でるシ、ここでは金
属箔・グラスチックラミネートフィルムから成る内容積
２５０（縦）×８ｍ（横）　ｘｌ　、５ｃｒｎ（厚み）
の密封容器を用いた。１５（は上記フィルムの熱圧着シ
ール端部であり、ここでは捷ず三方シールした袋を作り
、その袋の中に上記面状発熱体１１と潜熱蓄熱イン１６
とを入れた後、残りの開放端部を熱圧着７−ルあるいは
接着剤でもって密封した。特にリード線１２の引き出し
部は接着剤でもって密封した。ここで用いた潜熱蓄熱拐
１６（ｌ−ｉ過冷却防止剤ビＯｌ）ン酸ソーダ１０水和
塩を１重量製含有させた酢酸ソータ３水和塩であり、そ
の使用量は３８０ｙである。

この様にして第１図の蓄熱式電気ヒータを作成した。な
おこの潜熱蓄熱拐１６の融点は５８°Ｃ１凝固点は６３
℃、融解・凝固潜熱は６０ｃａｒ／ｇ、固体での平均比
熱は０．３　ｃａ　ｌ　／ｙ’ｃ、液体での比熱はｏ、
７ｃａｌ／７°Ｃである。したがって、外気温度１０’
Ｃ，蓄熱温度レベルを６５℃に設定すると、この蓄熱式
電気ヒータの蓄熱容量は潜熱量２２．８Ｋｃａｌと顕熱
量７．４Ｋｃａｌとの和３０．２Ｋｃａｌとなり、ヒー
タ電力はｅｏＷ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分間となる。

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、亀、源
を入力すると足温器は保温状態（１０Ｗ放熱）に入り電
源を入力してから４３分間で潜熱蓄熱材１６の温度は設
定温度の６５℃に遡し、この時点で電源を切断しても、
その後２１０分間保温状ｇ（１ｏｗ放熱）を接続するこ
とができた。

従来の電気足温器（ヒータ電力は比較のため１０Ｗとす
る）は電源入力時は保温状態（１０Ｗ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ｅｏＷ。

蓄熱容量３ｏ、２Ｋｃａｌ　）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（４４０ｙ）であり、可撓性もあり、蓄熱能率
か高く、安全性が高く、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。２
１は可撓性電気発熱体であり、ここではプラスチック材
料で電気絶縁被覆された銅合金線から成る、夕１直径３
　’１ｍ　、長さ２０Ｌ：ｍ、消費電力１０Ｗ（印加電
圧１０ｖ）のヒータ線を用いた。その線状発熱体２１の
端部２３にリード線２２を接続した。リード線２２はプ
ラスチックで電気絶縁被覆されており、また線状発熱体
２１とリード線２２との接続部２３もプラスチックで電
気絶縁被覆しだ。２４は発熱体を包囲する可撓性容器で
あり、ここではプラスチｊの中空成形体から成る内容積
２．○Ｃｉ（力＋面積）×２１　ｃｍ　（長さ）の、溝
（巾３防、深さ約１ｃｍ　）のある円筒状密封容器を用
いた。この円筒状密封容器２４の溝の中に線状発熱体２
１およびリード線２２を第２図の様に埋設し、それらを
熱良導性接着剤でもって密封容器２４の外壁に固定した
。ここで発熱体とリード線との接続部２３は密封容器２
４の溝の中にあり、容器壁を介して潜熱蓄熱材２６と熱
的接触を保つ様にしだ。

２５は円筒状密封容器２４の中に潜熱蓄熱月２６を注入
するだめの開口部であり、潜熱蓄熱拐２６を注入した後
には安全密封した。ここで用いた潜熱蓄熱材２６は過冷
却防止剤ビロリン酸ソーダ１０水和塩を１重量饅含有さ
せた酢酸ソーダ３水和」名であり、その使用量は５３ｙ
であった。

この様にして第２図の蓄熱式電気ヒータを作成した。こ
の様な蓄熱式電気ヒータの同じものを１０個作成し、そ
れらを互に直列に電気的接続した。この様な１０個のユ
ニットの直列接続からなる蓄熱式電気ヒータの総消費電
力は１００Ｗ（印加電圧１ｏＯ■）となり、認容熱容量
は４２Ｋｃａｌ（外気温度１０℃、蓄熱温度レベルを６
５℃とする）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
キの保温羽の中にこの１０個のユニットの直列接続から
成る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３７分間で潜熱蓄熱４Ａの温度は設定温度の６
５°Ｃに達し、この時点で電源を切鵬しても、その後、
１４６分間保温状態（２０Ｗ放熱）を持続することかで
きた。

従来の電気チョッキ（ヒータ電力は比較のため２０Ｗと
する）は電動入力時は保温状態（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
１ｏｏＷ’。

蓄熱容量４２Ｋｃａｌ）を用いると電源切り後も保温機
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総重量
でも比較的軽量（６２０ｙ）であり、可撓性があシ、蓄
熱に要する時間は放熱時間よりも短かく（実施例では約
４分の１）、ヒータの安全性が高く、低コストであり、
実用性の高いものである。

実施例（３）第３図に示す様な潜熱蓄熱式電気ヒータを試作した。３
１は可撓性電気発熱体であり、ここではプラスチック材
料で電気絶縁被覆された銅合金線から成る外直径３鵡、
長さ２００α、消費電力１ｏｏＷ’（印加電圧１　ｏｏ
Ｖ　）ｃ７）ヒータ線を用いた。その線状発熱体３１の
端部３３にリード線３２を接続した。リード線３２はプ
ラスチンつて電気絶縁被覆されてお９、寸だ発熱体３１
とリード線３２との接続部３３もプラスチックで電気絶
縁被覆した。３４は発熱体を包囲する可撓性容器であり
、ここでは金属箔・プラスチックラミネートフィルムか
ら成る内容積３４ｃｍ（縦）　Ｘ　２６ｃｍ　（横）　
Ｘ　０．３Ｌ：ｍ（平均厚み）の密封容器を２個用いた
。３５−１上記フイルムの熱圧着シール端部であり、こ
こではまず三方をソールしたラミネートフィルムの袋を
作り、その袋の中に潜熱蓄熱拐３６を収納した後、残り
の開放端部を熱圧着７−ルして密封した。この様に潜熱
蓄熱拐を収納し、密封した容器（蓄熱マット）を２個用
意し、その２個の容器でもって発熱体３１およびリード
線３２を第３図の様にサンドウィッチし、固定し／こ。

発熱体３１の容器３４の外壁への固定は熱良導性接着に
よシ行い、サンドウィッチされた容器３４の間隙、即ち
発熱体３１の周辺部３７には熱良導性充填剤を結め、サ
ンドウィッチされた容器の間を、特にそのソール端部３
５において面Ｊ熱性接着剤で封止した。ここで発熱体３
１とリード線３２との接続部３３はサンｉ・ウィッチさ
れた容器３４の間隙の中にあり、容器３４の壁を介して
、潜熱蓄熱制３６と熱的接触を保つ様にした。ここで用
いた潜熱蓄熱利３６は実施例（１）および（２）で用い
たものと同じ材料であり、その使用量は一つの可撓性密
封容器３４当り、３１０７であった。この様にして第３
図の蓄熱式電気ヒータを作成した。この蓄熱式電気ヒー
タの消費電力は１００Ｗ（印加電圧１００Ｖ　）Ｔあり
、外気温度を１０°Ｃ１蓄熱温度レベルを６５°Ｃに設
定すると蓄熱容量は４９Ｋｃａｌとなる。

次にこの蓄熱式電気ヒータを実施例（２）と同様に電気
チョッキのヒータとして用いた。チョッキの保温月の中
にこの蓄熱式ヒータを埋設した　４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４３分間で潜熱蓄熱材３６の温度は設定温
度の６５°Ｃに達し、この時点で電源を切断しても、そ
の後１７０分間保温状態（２０Ｗ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
いると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＠量（７５ｏｙ）であり、可撓
性があり、蓄熱能率が高く、安全性が高く、低コストで
あり、実用性の高いものである。

発明の効果本発明の蓄熱式電気ヒータの構成により、短時間蓄熱（
例えば１時間以内）、長時間放熱（例えば２時間以上）
がｂｊ能であり、しかも軽量（例えば１に９以下）であ
り、可撓性があり、安全性が高く、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りる。

【図面の簡単な説明】

第１図、（ａ）　、　（ｂ）第２図（ａ）、（ｂｊおよ
び第３図（ａ）。Ｈｂ）はそれぞれ本発明の蓄熱式電気ヒータの実施例を
示す力１面図および平面図である。１１．２１．３１　・可撓性電気発熱体、１２゜２２．
３２・　・　リート線、１３，２３．３３・　・発熱体
とリート線との接続部、１４，２４．３４−一発熱体を
包囲するｎ」撓性容器、１６．２６゜３６−ａ熱蓄熱制
。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図　（α）薦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ｏｌ撓性電気発熱体と、この発熱体を包囲する
可撓性容器と、この容器の中に収納、密封きれた潜熱蓄
熱材と、上記発熱体と電気的接続するリード線とから構
成される蓄熱式電気ヒータ。
（２）潜熱蓄熱羽は、発熱体の表面から３Ｃｍ以内の空
間領域に保持した特許請求の範囲第１項記載の蓄熱式電
気ヒ〜り。
（３）発熱体は容器の中に配置され、潜熱蓄熱旧と熱的
に接触させた特許請求の範囲第１項記載の蓄熱式電気ヒ
ータ。
（４）発熱体は潜熱蓄熱材と容器の壁を介して熱的に接
触させた特許請求の範囲第１項記載の蓄熱式電気ヒータ
。
（５）発熱体とリード線との接続部は、潜熱蓄熱材と熱
的に接触させた特許請求の範囲第１項記載の式別しオ１
目ロ；イ竺；Ｔし・−Ａ−
（６）発熱体を、複数個の容器でもって包囲し、それら
の容器間を互に密接させた特許請求の範囲第１項記載の
蓄熱式電気ヒータ。
（７）発熱体は、線状、リボン状、あるいは面状発熱体
で構成した特許請求の範囲第１項記載の蓄熱式電気ヒー
タ。
（８）発熱体およびリード線は電気絶縁被覆を有する特
許請求の範囲第１項記載の蓄熱式電気ヒ−り。
（９）発熱体と容器の外壁との間は熱良導性充填剤又は
熱良導性接着剤を介して熱的に接触させた特許請求の範
囲第４項記載の蓄熱式電気ヒータ。