(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強板上に形成されたモルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に、断熱材とこの断熱材の上方に積層した蓄熱材及び発熱体とを埋め込み、前記モルタル及び／又は前記コンクリートのブロックの端部に、ユニット同士の接続を行い、温度センサのリード線を挿通するためのＰＦ管を備えたコンクリートボックスを有することを特徴とする蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項２】
前記補強板が、モルタル及び／又はコンクリートのブロックの周囲を覆う側壁を周縁部から立設させた容器状であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項３】
前記補強板の側壁から内側に向けて突設した突起部材をモルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に嵌入させたことを特徴とする請求項２に記載の蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項４】
モルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に、断熱材とこの断熱材の上方に積層した蓄熱材及び発熱体とを埋め込むと共に、このブロックの内部に補強材を埋め込み、更に、前記モルタル及び／又は前記コンクリートのブロックの端部に、ユニット同士の接続を行い、温度センサのリード線を挿通するためのＰＦ管を備えたコンクリートボックスを有することを特徴とする蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項５】
前記補強材が鉄筋であることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項６】
前記ブロックが、前記鉄筋を埋め込んだスラブからなる下層部と、モルタルからなる上層部とで構成され、前記断熱材と蓄熱材及び発熱体が、このモルタルからなる上層部に埋め込まれたことを特徴とする請求項５に記載の蓄熱式床暖房ユニット。
【請求項７】
前記補強材がワイヤメッシュであることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱式床暖房ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の床下から暖房を行う蓄熱式床暖房ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
床暖房装置は、床材の下にヒータ等の発熱体を配置して、室内を床下から暖房するものである。また、蓄熱式床暖房装置は、夜間に発熱体の熱を蓄熱材に蓄積させておき昼間に放熱させるようにした床暖房装置であり、夜間の割安な電力料金を利用してランニングコストの低減を図ることができるという利点を有する。
【０００３】
上記蓄熱式床暖房装置には、コンクリート埋設施工方式や根太間施工方式、フリーアクセスフロア方式等の施工方式がある。このうちコンクリート埋設施工方式による蓄熱式床暖房装置の従来の構成例を図６及び図７に基づいて説明する。コンクリート埋設施工方式では、まず家屋等の床下の基礎となるコンクリートのスラブ１３上に断熱材４を配置し、その上に帯状のシート材に包まれた蓄熱材５を多数並べて載置すると共に、これらの蓄熱材５の上にヒータ線６を蛇行させて敷設する。そして、ここにモルタル１４を流し込むと共に図７に示すワイヤーメッシュ１５を敷設して、ヒータ線６や蓄熱材５をこのモルタル１４内に埋め込み固めた後に、床仕上げ材７を床張りすることにより施工を完成する。なお、コンクリート埋設施工方式は、根太間施工方式等の乾式工法に対して、このようにモルタル１４を流し込むことから湿式工法と称される場合もある。
【０００４】
上記蓄熱式床暖房装置は、ヒータ線６から発した熱を床仕上げ材７を介し直接室内に伝えると共に、下方の蓄熱材５に一旦蓄熱させることができる。従って、夜間にヒータ線６に通電を行い、この間に蓄熱材５に蓄熱させた熱を昼間徐々に床仕上げ材７を介して室内に放熱させることにより、夜間の割安な電力料金を利用することができる。また、断熱材４は、これらヒータ線６や蓄熱材５からの熱が下方のスラブ１３に逃げるのを防止するためのものであり、これによって効率良く室内を暖房することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のコンクリート埋設施工方式による蓄熱式床暖房装置は、断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６を別個に搬入して現場で配置敷設しなければならないために、作業が煩雑になり現場施工性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、発熱体と蓄熱材と断熱材をモルタル等のブロック内に予め埋め込んでおくことにより、現場での施工性を向上させることができる蓄熱式床暖房ユニットを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の蓄熱式床暖房ユニットは、上記課題を解決するために、補強板上に形成されたモルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に、断熱材とこの断熱材の上方に積層した蓄熱材及び発熱体とを埋め込み、前記モルタル及び／又は前記コンクリートのブロックの端部に、ユニット同士の接続を行い、温度センサのリード線を挿通するためのＰＦ管を備えたコンクリートボックスを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、発熱体と蓄熱材と断熱材がモルタル等のブロックの内部に埋め込まれるので、このブロックを現場に搬入し載置すると共に配線の接続を行うだけで施工を完了させることができる。補強板は、このモルタル等のブロックを補強して、輸送時等に割れ等が生じるのを防止するための底板である。
【０００９】
また、請求項２の蓄熱式床暖房ユニットは、前記補強板が、モルタル及び／又はコンクリートのブロックの周囲を覆う側壁を周縁部から立設させた容器状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、補強板が容器状であるため、モルタル等をこの容器内に流し込んで固めることができ、モルタル等のブロックを形成するための型枠が不要となる。
【００１１】
さらに、請求項３の蓄熱式床暖房ユニットは、前記補強板の側壁から内側に向けて突設した突起部材をモルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に嵌入させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、側壁から突出した突起部材がモルタル等のブロックの内部に食い込み保持されることになるので、振動等を受けてこのブロックが補強板から剥離し抜け落ちるのを防止することができる。
【００１３】
さらに、請求項４の蓄熱式床暖房ユニットは、モルタル及び／又はコンクリートのブロックの内部に、断熱材とこの断熱材の上方に積層した蓄熱材及び発熱体とを埋め込むと共に、このブロックの内部に補強材を埋め込み、更に、前記モルタル及び／又は前記コンクリートのブロックの端部に、ユニット同士の接続を行い、温度センサのリード線を挿通するためのＰＦ管を備えたコンクリートボックスを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、発熱体と蓄熱材と断熱材がモルタル等のブロックの内部に埋め込まれるので、このブロックを現場に搬入し載置すると共に配線の接続を行うだけで施工を完了させることができる。補強材は、このモルタル等のブロックを補強して、輸送時等に割れ等が生じるのを防止するために内部に埋め込まれる。
【００１５】
さらに、請求項５の蓄熱式床暖房ユニットは、前記補強材が鉄筋であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明によれば、強い剛性とある程度の塑性を備えた鉄筋を用いて脆いモルタル等のブロックを確実に補強することができる。鉄筋は、複数本を平行に配置してもよいし、例えば互いに交差させて複数本を配置することもできる。
【００１７】
さらに、請求項６の蓄熱式床暖房ユニットは、前記ブロックが、前記鉄筋を埋め込んだスラブからなる下層部と、モルタルからなる上層部とで構成され、前記断熱材と蓄熱材及び発熱体が、このモルタルからなる上層部に埋め込まれたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明によれば、鉄筋を埋め込んだスラブによって下層部を形成することにより、ブロックの強度を確実に向上させることができる。
【００１９】
さらに、請求項７の蓄熱式床暖房ユニットは、前記補強材がワイヤメッシュであることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明によれば、モルタル等のブロックの内部に網状のワイヤメッシュを埋め込むことにより、ブロックの割れ等を確実に防止することができる。
【００２１】
なお、本発明は、積層する発熱体と蓄熱材の上下関係については特に限定しないが、通常は蓄熱材の上に発熱体を配置することが好ましい。また、この発熱体の上下に蓄熱材をそれぞれ挟み込むように配置してもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示すものであって、図１は蓄熱式床暖房ユニットの構成を示す縦断面正面図、図２は蓄熱式床暖房ユニットの平面図、図３は蓄熱式床暖房ユニットの他の構成を示す縦断面正面図である。なお、図６及び図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２４】
図６及び図７に示した従来例では、ヒータ線６や蓄熱材５等を配置敷設した床下にモルタル１４を流し込むことによりコンクリート埋設施工方式の蓄熱式床暖房装置を構成していた。これに対して、本実施形態（請求項１に対応）の蓄熱式床暖房ユニット１は、予め鉄板２上にモルタルブロック３が成形され、このモルタルブロック３の内部に下方から順に断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６とを積層して埋め込んでいる。モルタルブロック３は、セメント等を砂と混ぜて水を加えて練ったモルタルをブロック状に固めたものである。また、鉄板２は、このモルタルブロック３を補強するための長方形状の補強板であり、これにより輸送時にモルタルブロック３に割れ等が生じるのを防止することができる。
【００２５】
本実施形態の蓄熱式床暖房ユニット１を製造するには、まず、この鉄板２上に断熱材４と蓄熱材５を載置して、この上にヒータ線６を蛇行させて敷設する。図１では１組の断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６のみを配置敷設した場合について示すが、図２に示すように、複数組（図２では３組）の断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６を並べて配置敷設することもできる。次に、鉄板２の周囲を図示しない型枠で囲み、この型枠の内部にモルタルを流し込む。そして、このモルタルが固まってモルタルブロック３が形成されると、型枠を外して蓄熱式床暖房ユニット１を完成する。
【００２６】
ヒータ線６は、抵抗線を例えばエチレンプロピレンゴム絶縁体で覆い耐熱ビニルシースで被覆したものであり、これを蛇行させて蓄熱材５上に敷設する。また、予めヒータ線６を蛇行させておき、適宜箇所を樹脂テープ等で止めたり、シート材等の間に挟み込んだ面状発熱体を蓄熱材５の上に敷設してもよい。また、このようなヒータ線６に代えて、ＰＴＣ発熱体（正温度係数発熱体）による面状発熱体を用いることもできる。ＰＴＣ発熱体は、スクリーン印刷等により形成した発熱層をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のシート材の間に挟み込んで使用する。なお、ヒータ線６を用いる場合には、温度センサを用いた閉ループによる温度制御が必要となるが、ＰＴＣ発熱体を用いる場合には、このＰＴＣ発熱体の自動温度制御機能により開ループによる温度制御が可能となる。また、電熱作用により発熱するこれらヒータ線６やＰＴＣ発熱体に代えて、誘導加熱等を用いた他の発熱体を用いることも可能である。
【００２７】
蓄熱材５は、このヒータ線６が発した熱を一旦蓄積して徐々に時間をかけて放出するものであればよいので、単に熱容量が大きいだけのもの（顕熱のみを利用する蓄熱材）を用いることもできるが、潜熱を利用して温度上昇を伴わずに熱を蓄積できる潜熱型蓄熱材を用いる方が効率が良いため、ここでは融解熱を利用して熱を蓄積するパラフィン系のものを使用する。特に、本実施形態では、蓄熱状態でも液化せず固体状態を保つことができるパラフィン系の潜熱型蓄熱材を用いる。また、断熱材４は、これらヒータ線６や蓄熱材５から放出される熱が下方に逃げるのを防止するためのものであり、熱伝導性の低い空気を大量に含んだウレタンフォームやグラスウール等を用いるのが好ましい。
【００２８】
上記構成の蓄熱式床暖房ユニット１は、家屋等の床下の基礎となるコンクリートのスラブ上に所定個数を並べて載置し配線の接続を行う。そして、必要に応じてさらにこの上からモルタルを流し込んで固めることにより施工を行う。従って、この蓄熱式床暖房ユニット１は、ヒータ線６と蓄熱材５と断熱材４がモルタル１４のブロックによって一体化された状態で現場に搬入されスラブ上に設置するだけで施工が完了するので、工事の手間を大幅に軽減することができる。なお、床下のスラブは、各蓄熱式床暖房ユニット１を載置支持するための周縁部のみを露出させ、これ以外の部分に断熱材を埋め込んでおくことにより、断熱効果をさらに高めるようにすることもできる。このようにして設置した蓄熱式床暖房ユニット１の上方には、図６に示した従来例と同様に、床仕上げ材７が床張りされる。
【００２９】
また、上記各蓄熱式床暖房ユニット１は、図２に示すように、モルタルブロック３の一端部の両側にそれぞれコンクリートボックス３ａを形成しておき、隣接する蓄熱式床暖房ユニット１同士の配線をこのコンクリートボックス３ａ内で接続するようにしている。各モルタルブロック３の両側のコンクリートボックス３ａの間には、予めヒータ線６の配線用のケーブル８が埋め込まれると共に、温度センサ用のリード線を通すためのＰＦ管９も埋め込まれている。従って、隣接する蓄熱式床暖房ユニット１のケーブル８同士を順次コンクリートボックス３ａ内で接続し、最後にこのケーブル８を電源に接続することにより、各ヒータ線６をパラレルに接続することができる。また、各蓄熱式床暖房ユニット１の温度センサからのリード線も順次ＰＦ管９を通して温度制御装置に接続することができる。
【００３０】
上記蓄熱式床暖房ユニット１は、従来と同様に、ヒータ線６からの熱をモルタル１４と床仕上げ材７を介して室内に伝えることにより床暖房を行う。また、夜間にヒータ線６に通電を行うことにより蓄熱材５に蓄熱させ、この蓄熱材５からの熱を終日にわたって室内に放出させることにより、割安な電力料金を利用することもできる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、補強板として平板状の鉄板２を用いたが、図３に示すように、この鉄板２の周縁部に側壁２ａを立設して容器状とすることもできる（請求項２に対応）。このように側壁２ａを設けると、型枠を用いることなくモルタルを流し込んでモルタルブロック３を形成することができる。しかも、モルタルブロック３は、この側壁２ａによって周囲も保護されるので、輸送時に乱暴な扱いを受けても割れ等が生じるようなおそれがなくなる。また、この側壁２ａには、内側に向けて突起部材１０を突設してもよい（請求項３に対応）。この場合、側壁２ａ内にモルタルを流し込んでモルタルブロック３を形成すると、この内部に突起部材１０が嵌入することになり、これによってモルタルブロック３が鉄板２や側壁２ａから剥離するのを防止することができる。
【００３２】
なお、上記第１実施形態では、補強板として鉄板２を用いた場合について説明したが、ある程度の剛性を有する板材であれば、このような鉄材に限らず、他の金属板又は木製の板材等を用いることもできる。また、この補強板の形状も長方形状には限定されない。さらに、上記第１実施形態では、断熱材４を鉄板２上に直接載置した場合について示したが、この鉄板２の上方にある程度浮かせてモルタルブロック３の内部に完全に埋め込むことも可能である。
【００３３】
図４〜図５は本発明の第２実施形態を示すものであって、図４は蓄熱式床暖房ユニットの構成を示す縦断面正面図、図５は蓄熱式床暖房ユニットの他の構成を示す縦断面正面図である。なお、図１〜図３に示した第１実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態（請求項４に対応）の蓄熱式床暖房ユニット１は、モルタルブロック３の内部に、第１実施形態と同様の断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６を下方から順に積層して埋め込んだものである。そして、このモルタルブロック３は、底部に鉄板２を配置する代わりに、内部に補強材として鉄筋１１を埋め込んでいる（請求項５に対応）。
【００３５】
本実施形態の蓄熱式床暖房ユニット１を製造するには、まず、容器状の型枠内の底部にのみモルタルを流し込んで固める。次に、この上に断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６を配置敷設すると共に、その周囲に鉄筋１１を配置する。そして、容器状の型枠内にモルタルを追加して流し込み固めることによりモルタルブロック３を完成する。すると、これら断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６が積層された状態でモルタルブロック３の内部に完全に埋め込まれると共に、補強材の鉄筋１１も埋め込まれる。なお、これら断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６と鉄筋１１を予め支持材を用いて型枠の底部から浮かせて支持しておけば、モルタルを１度に流し込むことができるようになる。
【００３６】
上記構成の蓄熱式床暖房ユニット１は、第１実施形態のものと同様に、スラブ上に所定個数を並べて載置するだけでよいので、現場施工性を向上させることができる。しかも、モルタルブロック３の内部には、鉄筋１１が埋め込まれるので、鉄板２を使用しなくても十分な強度を得ることができる。
【００３７】
なお、上記第２実施形態では、蓄熱式床暖房ユニット１をモルタルブロック３のみで形成したが、図５に示すように、スラブからなるスラブブロック１２を下層部とし、この上にモルタルブロック３の上層部を形成することもできる（請求項６に対応）。この場合、鉄筋１１は、スラブブロック１２の内部に埋め込み、断熱材４と蓄熱材５とヒータ線６は、モルタルブロック３の内部に埋め込む。このようにすれば、モルタルブロック３が、鉄筋１１によって補強されたコンクリートのスラブブロック１２によって保護されるので、輸送時の乱暴な取り扱いにも十分に耐えることができるようになる。
【００３８】
また、上記第２実施形態では、補強材として鉄筋１１を用いた場合について説明したが、これに代えて又はこれと共にワイヤメッシュ等の任意の補強材を用いることができる（請求項７に対応）。
【００３９】
さらに、上記第１と第２の実施形態では、蓄熱材５の上にヒータ線６等の発熱体を敷設する場合について説明したが、これら発熱体と蓄熱材５の上下関係は特に限定されず、この発熱体の上下両側に蓄熱材５をそれぞれ配置するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上記第１と第２の実施形態で用いたモルタルブロック３は、セメント等に混ぜる砂に小石等を加えてコンクリートによるブロックとすることもできる。例えば、図４と図５に示したモルタルブロック３をコンクリートのブロックに代えると、ほぼ同様の構成となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の蓄熱式床暖房ユニットによれば、発熱体と蓄熱材と断熱材がモルタル等のブロックの内部に埋め込まれるので、このブロックを現場に搬入し載置等を行うだけで施工を完了させることができ、現場施工性の向上を図ることができる。また、このブロックは、補強板の上に形成されたり、補強材が埋め込まれるので、輸送時等に割れ等が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、蓄熱式床暖房ユニットの構成を示す縦断面正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、蓄熱式床暖房ユニットの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、蓄熱式床暖房ユニットの他の構成を示す縦断面正面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、蓄熱式床暖房ユニットの構成を示す縦断面正面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すものであって、蓄熱式床暖房ユニットの他の構成を示す縦断面正面図である。
【図６】従来例を示すものであって、蓄熱式床暖房装置を設置した家屋の床の断面を示す斜視図である。
【図７】従来例を示すものであって、コンクリート埋設施工方式の蓄熱式床暖房装置の構成例を示す縦断面正面図である。
【符号の説明】
１    蓄熱式床暖房ユニット
２    鉄板
２ａ  側壁
３    モルタルブロック
４    断熱材
５    蓄熱材
６    ヒータ線
１０    突起部材
１１    鉄筋
１２    スラブブロック
【図１】
0003561122.tif 000002
【図２】
0003561122.tif 000003
【図３】
0003561122.tif 000004
【図４】
0003561122.tif 000005
【図５】
0003561122.tif 000006
【図６】
0003561122.tif 000007
【図７】
0003561122.tif 000008