(57)【要約】【課題】設備が簡易でしかも融雪効果に優れる炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置を提供する。【解決手段】炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合し焼成した物Ｍが含有された材料に圧力を加えて成形してなる成形品たる屋根瓦１０と、前記屋根瓦１０に接続された電極１１，１２と、前記電極１１，１２と接続され、電極１１，１２を介して前記屋根瓦１０に電力を供給する電源２０と、を備え、電流を流して前記炭を発熱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した物に、電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする炭利用発熱方法。
【請求項２】
炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した後、圧力を加えて成形してなる成形品に電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする炭利用発熱方法。
【請求項３】
炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した後、圧力を加えて成形してなる複数の成形品を接触した状態で配置し、前記成形品に電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする炭利用発熱方法。
【請求項４】
炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合し焼成した物が含有された材料に圧力を加えて成形してなる成形品と、
前記成形品に接続された電極と、
前記電極と接続され、電極を介して前記成形品に電力を供給する電源と、
を備え、電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする炭利用発熱装置。
【請求項５】
前記成形品の温度を検出して、その温度を設定値で保持するように、成形品に供給される電力の量を制御する温度制御装置を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の炭利用発熱装置。
【請求項６】
前記導電性成分は、金，銀，銅，アルミニウム，カルシウム，マグネシウム及びカリウムのうちいずれか一つを含むものであることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置。
【請求項７】
前記炭は、木材を炭化させてなる炭及びやしがら活性炭のうちいずれか一つかあるいは両方であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置。
【請求項８】
前記成形品は、屋根瓦，床材，壁材及び敷設材のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか一つに記載の炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭を利用して発熱させる炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、豪雪地域では、毎年の雪下ろしが苦痛であり、特に過疎化地域では、高齢者しかいなく、雪下ろしは命にも関わる重労働である。また、雪下ろしのための人手も確保が困難である。
そこで、屋根に積もった雪を効率的に融かす方法として、屋根にパイプを敷設して、パイプに温水を流すことによって屋根に積もった雪を融かす方法や、瓦にニクロム線を埋め込んで、通電することによって発熱させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３１７５２７号公報
【０００３】
その他、天然ガス、メタンガスなどを使用した火力により暖房設備を利用した融雪方法も知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした装置は、電流・電圧を過大に必要とし、火力にあたっては、熱量を高めるためには、費用ならびに設備が特に大がかりになる。
また、パイプの敷設やニクロム線の埋設も作業性が煩雑であり、熱効率も悪い。その上、施工経費も膨大に掛かるという問題がある。
【０００５】
また、従来例で示した装置を、屋根の着雪を防ぐことだけでなく、道路の凍結防止として利用される場合があるが、やはり、過大な光熱費の問題や設備が大掛かりになるといった問題がある。
【０００６】
一方、不要となった間伐材や活性炭をリサイクル化して資源の有効利用を図ることの要請が高まっている。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、設備が簡易でしかも融雪効果に優れる炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の炭利用発熱方法は、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した物（Ｍ）に、電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した後、圧力を加えて成形してなる成形品（１０）に電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した後、圧力を加えて成形してなる複数の成形品（１０）を接触した状態で配置し、前記成形品（１０）に電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の炭利用発熱装置は、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合し焼成した物（Ｍ）が含有された材料に圧力を加えて成形してなる成形品（１０）と、前記成形品（１０）に接続された電極（１１，１２）と、前記電極（１１，１２）と接続され、電極（１１，１２）を介して前記成形品（１０）に電力を供給する電源（２０）と、を備え、電流を流して前記炭を発熱させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、前記成形品（１０）の温度を検出して、その温度を設定値で保持するように、成形品（１０）に供給される電力の量を制御する温度制御装置（４０）を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、前記導電性成分は、金，銀，銅，アルミニウム，カルシウム，マグネシウム及びカリウムのうちいずれか一つを含むものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、前記炭は、木材を炭化させてなる炭及びやしがら活性炭のうちいずれか一つか、木材を炭化させてなる炭とやしがら活性炭の両方であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、前記成形品（１０）は、屋根瓦，床材，壁材及び敷設材のうちいずれか一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成するので、炭に熱を与えることによって炭が発火することを防止することができる。
そして、焼成した物に電流を流して炭を発熱させるので、その焼成した物を、例えば、屋根瓦，床材，壁材，敷設材といった成形品の上から接着剤を介して散布した後、通電させると、成形品の表面を、従来のように、ニクロム線やガスなどを使用することなく容易にかつ短時間で高温にすることができる。また、炭を利用しているので保温効果も高い。
よって、屋根瓦に適用すると、屋根瓦の表面が高温になり瓦に積もった雪を簡単に融かすことができるので、雪下ろしの苦痛から解放される。
また、床材や壁材に適用することにより、従来方法の発熱・暖房施設にくらべ、安価でしかも簡単に床暖房効果や壁面暖房効果が得られる。
さらに、道路などの敷設材に適用することにより寒冷地における着雪や凍結を防止することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した後、圧力を加えて成形してなる成形品に電流を流して炭を発熱させるので、例えば、屋根瓦，床材，壁材，敷設材といった成形品の材料に、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した物を混合して成形品を製造し、その製造された成形品に通電させることができる。
これによれば、屋根瓦，床材，壁材，敷設材といった成形品を製造する段階に、焼成した物を、素材として、あるいは粘着性液体と混ぜて、あるいは下地ボードや壁面ボードに練り込むようにして混合し通電するだけで、成形品が表面だけでなく、成形品全体を高温にさせることが極めて容易にできるので、融雪効果，暖房効果や、着雪や凍結を防止する効果が特に大がかりな設備を必要とすることなく低コストで得られる。
また成形品全体を、従来のように、ニクロム線やガスなどを使用することなく容易にかつ短時間で高温にすることができ、しかも炭を利用しているので保温効果も高い。
【００１８】
また、本発明によれば、炭として間伐材を炭化したものをリサイクル化して使用することができるので、間伐材の処分に困るといった問題を解消することができる。また、間伐材や多孔質の鉱石を使用できるため、環境にやさしく、コストの低減に役立つ。
【００１９】
また、本発明によれば、成形品の温度を設定値に保持するサーモスタットなどの温度制御装置を更に備えるので、例えば、温室栽培の土壌の温度管理に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱方法及び炭利用発熱装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置を一枚の屋根瓦に適用した例を示したものであり、図２は、本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置を複数、ここでは二枚の屋根瓦に適用した例を示すものである。
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置は、成形品である瓦１０に電流を流して瓦１０の材料に含有した炭を発熱させることによって、瓦１０全体を高温化して融雪するものであり、図１に示すように、主に、瓦１０と、瓦１０の表面に接続された２つの電極１１，１２と、それら電極１１，１２と電線１５で接続され、電極１１，１２を介して瓦１０に電力を供給する電源（交流電源）２０を備えている。
また、電源２０と電極１１，１２との間には、電流を安定化させるための整流回路３０と瓦１０の温度を一定にするための温度制御装置４０が介挿されている。
【００２２】
ここに示す瓦１０は、次のような工程によって製造される。
まず、炭、例えば、間伐材などの木材を炭化させてなる炭ややしがら活性炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合する。
多孔質の鉱石に含まれる導電性成分とは、金，銀，銅，アルミニウムといった金属や、カルシウム，マグネシウム，カリウムといったミネラルイオンを有する金属が備えるもので、伝導率が高い金属が選ばれる。
【００２３】
次に、混合した粉末を、８００〜１０００度（℃）程度の高温で焼成する。このように、混合した粉末を焼成するのは、炭に熱を与えることによって炭が発火することを防止するために行うものである。
そして、焼成した後の粉末状の物Ｍを、通常、瓦１０を製造するために使用される材料、例えば、粘土やセメントとともに圧力を加えて瓦状に成形してなるものである。このようにして成形された瓦１０は全体として導電性を有する。
【００２４】
電極１１，１２としては、棒状あるいは平板状の接触コネクターが使用され、瓦１０との接着面には耐熱用の接着方法を用いている。
温度制御装置４０は、瓦１０の温度を検出するセンサーＳで検出して、その検出した温度を設定値（例えば、０〜１００度（℃））で保持するように、電源２０から瓦１０に供給される電力の量を自動的に制御する装置であり、例えば、サーモスタットなどがあげられる。
【００２５】
図１のように構成された炭利用発熱装置において、交流電圧１００Ｖ、電流７０Ａの電圧・電流を１５分通電したところ、瓦１０表面の温度は３５℃に達し、さらに、その状態で、外気温度５℃で放置した結果、３時間後に３０℃を保ったままであった。なお、このとき瓦１０は、炭化した炭とやしがら活性炭を５００ｇを、導電性成分としてアルミニウムを有する多孔質の鉱石であるアルミナを粉末にしたものと混合した後、９００度（℃）の高温で焼成し、焼成した後の粉末状の物を、バインダー粘土とともに圧力を加えて瓦状に成形してなるものである。
このように、本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置によれば、通電することにより瓦１０の材料に含まれる炭が短時間で発熱し、さらに、電源２０を切断しても長時間、発熱温度を維持することができる。
よって、例えば、豪雪地域において上述した瓦１０を屋根に敷き詰めることによって、低コストで屋根に積もった雪を効率的に融かすことができる。
【００２６】
図１では、一枚の瓦１０に電極１１，１２を接続して通電させるようにしたが、瓦１０自体は、導電性を有するため、図２に示すように、複数の瓦１０を互いに接触した状態で配置し、一つの瓦１０（図２では上側）に電極１１を接続し、別の瓦１０（図２では下側）に電極１２を接続し、両瓦１０，１０間に電流を流すようにしてもよい。図２では、２枚の瓦１０を接触させたが、３枚以上の瓦を接触させ、電極１１，１２を接続した後、通電するようにしてもよい。
【００２７】
（第２実施形態）
本発明の第１実施形態では、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した焼成粉末Ｍを、瓦１０を製造するために使用される材料、例えば、粘土やセメントとともに圧力を加えて瓦状に成形し、その成形した瓦１０に通電することで瓦１０の温度を高めるものであったが、本発明の第２実施形態では、図３に示すように、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した焼成粉末Ｍを、既に成形された通常の瓦１０の表面に接着剤とともに散布し、あるいは散布した後、接着剤で固めた後、電極１１，１２を接続して電流を流すようにした。
【００２８】
本発明の第２実施形態に関する実験として、ビーカーに、炭化した炭とやしがら活性炭を５００ｇ挿入し、次に導電性成分として、アルミニウムを有する多孔質の鉱石であるアルミナを粉末にしたものを挿入して両者を混合した後、９００度（℃）の高温で焼成し、焼成した粉末Ｍに、鉄とアルミの電極接続棒を差し込み、交流電圧１００Ｖ、電流７０Ａの電圧・電流を１５秒通電したところ、焼成粉末Ｍの温度は９０℃に達した。さらに、その状態で、外気温度５℃で放置した結果、３時間後に６０℃を保ったままであった。
なお、焼成粉末Ｍをより発熱させるためには、電線を太くしたり、電極接続棒を太くするようにすればよい。
【００２９】
これによれば、炭に、導電性成分を有する多孔質の鉱石を粉末にしたものを混合して焼成した焼成粉末Ｍを、既に成形された通常の瓦１０の表面に散布した後、通電すると、瓦１０の表面温度を短時間で直接高めることができ、長時間の保温が可能である。よって、省電力で融雪効果を上げることができる。
【００３０】
なお、本発明の第１実施形態では、成形品を屋根瓦１０としてこの材料に焼成粉末Ｍを混合させたが、成形品として屋根瓦１０にかえて、床材，壁材，あるいは、敷設材を製造する材料に上述した焼成粉末Ｍを混合させた後、通電するようにしてもよい。
また、本発明の第２実施形態のように、既に成形された床材，壁材，あるいは、敷設材の上に接着剤を介して焼成粉末Ｍを散布するようにしてもよい。
これによれば、床材や壁材に使用することで暖房効果が得られ、また、敷設材として道路のアスファルトに混合することにより、凍結や着雪を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置を一枚の屋根瓦に適用した例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る炭利用発熱装置を二枚の屋根瓦に適用した例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る炭利用発熱装置を一枚の屋根瓦に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    瓦
１１    電極
１２    電極
１５    送電線
２０    電源
３０    整流回路
４０    温度制御装置
Ｍ    焼成粉末
Ｓ    温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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