(57)【要約】      （修正有）【課題】熱エネルギーの放射効率が高く、安全性、耐久性に優れた暖房装置を提供する。【解決手段】床面に立設させる脚部１１と所定の大きさの開口部１２とを有する本体ケース１と、本体ケースの内部に収納され開口部から輻射熱Ｑ１、Ｑ２を放射する面状発熱体２と、面状発熱体に電流を供給する制御部３とを備えた暖房装置１０である。面状発熱体は、綿状に解繊された炭素繊維が所定の厚さに形成された紙繊維に分散配置されてなり、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２Ｎを備えている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
床面に立設させる脚部と所定の大きさの開口部とを有する本体ケースと、前記本体ケースの内部に収納され前記開口部から輻射熱を放射する面状発熱体と、前記面状発熱体に電流を供給する制御部とを備えた暖房装置であって、
前記面状発熱体は、綿状に解繊された炭素繊維が所定の厚さに形成された紙繊維に分散配置されてなり、上下方向に沿って形成された複数の波形状部を備えていることを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載された暖房装置において、
前記面状発熱体には、セラミックス層が被覆されていることを特徴とする暖房装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された暖房装置において、
前記本体ケースには、前記開口部が本暖房装置の前側と後側に形成されていることを特徴とする暖房装置。
【請求項４】
請求項３に記載された暖房装置であって、
前記面状発熱体は、同一の物を２つ備え、本暖房装置の前後方向で所定の隙間を空けて配置され、
前記本体ケースの上端部と下端部には、２つの前記面状発熱体の隙間を流れる気流の通気口が、それぞれ形成されていることを特徴とする暖房装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された暖房装置において、
前記面状発熱体は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように前記炭素繊維と前記紙繊維とが配分されていることを特徴とする暖房装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された暖房装置において、
前記本体ケースには、前記開口部の外縁に沿って外方へ向けて突出する放熱リブが形成されていることを特徴とする暖房装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、暖房装置に関し、詳しくは、部屋の床面などに立設して室内を温めるために使用する暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭の暖房装置には、素早く加熱して、部屋全体を温める石油ストーブやガスストーブにも根強い人気がある。しかし、石油ストーブやガスストーブには、例えば、可燃物が接触して引火する恐れがあること、子供が無意識に接触して火傷する可能性があること等の危険性も備えていた。そのため、上記危険性が少ない暖房装置として、面状発熱体をケース内に収納した電気パネルヒータの考案が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された電気パネルヒータは、図９に示すように、床面に立設させる脚部１０１と所定の大きさの開口部１０２とを有する本体ケース１０３と、本体ケース１０３の内部に収納される面状発熱体１０４と、本体ケース１０３の開口部１０２を覆う前面パネル１０５とを備えている。また、面状発熱体１０４は、矩形状の基板にヒータ線を巻回した発熱体ユニットを支持基板に積層して構成されている。また、本体ケース１０３の前面下部には、操作盤１０６が装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５２８６４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電気パネルヒータ１００では、面状発熱体１０４が、矩形状の基板にヒータ線を巻回した発熱体ユニットを支持基板に積層した構造であるので、発熱体ユニットの熱が支持基板へ逃げて、本体ケース１０３の開口部１０２から放射される熱エネルギーの放射効率が、低下する問題があった。また、操作盤１０６の温度設定ツマミ等を誤って操作してヒータ線に電流を過大に流すと、必要以上の輻射熱が放射され、低温火傷を誘起したり、ヒータ線が断線して面状発熱体１０４を破損させる等、その安全性、耐久性にも問題があった。
【０００６】
本考案は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、熱エネルギーの放射効率が高く、安全性、耐久性に優れた暖房装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本考案の暖房装置は、次のような構成を有している。
（１）床面に立設させる脚部と所定の大きさの開口部とを有する本体ケースと、前記本体ケースの内部に収納され前記開口部から輻射熱を放射する面状発熱体と、前記面状発熱体に電流を供給する制御部とを備えた暖房装置であって、
前記面状発熱体は、綿状に解繊された炭素繊維が所定の厚さに形成された紙繊維に分散配置されてなり、上下方向に沿って形成された複数の波形状部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本考案においては、面状発熱体は、綿状に解繊された炭素繊維が所定の厚さに形成された紙繊維に分散配置されてなるので、紙繊維に分散配置された炭素繊維が通電時に発熱する。そのため、紙繊維に分散配置された炭素繊維の配分量を、低温火傷をしない程度の適量にすることで、安全性、耐久性を簡単に高めることができる。また、面状発熱体は、上下方向に沿って形成された複数の波形状部を備えているので、面状発熱体自体で上下方向の剛性を備え、面状発熱体を支持する外部支持体を必要としない。更に、面状発熱体は、上下方向に沿って形成された複数の波形状部を備えているので、発熱面積が平面に形成された面状発熱体に比べて増加すると共に、発熱した炭素繊維から出る遠赤外線の輻射熱が波形状部から法線方向へ幅広く放射される。そのため、面状発熱体から放射する熱エネルギーの放射効率を、大幅に高めることができる。
【０００９】
よって、本考案によれば、熱エネルギーの放射効率が高く、安全性、耐久性に優れた暖房装置を提供することができる。
【００１０】
（２）（１）に記載された暖房装置において、
前記面状発熱体には、セラミックス層が被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
本考案においては、面状発熱体には、セラミックス層が被覆されているので、発熱した炭素繊維から出る遠赤外線がセラミックス層を加熱することができる。そのため、加熱されたセラミックス層から出る遠赤外線の輻射熱が、炭素繊維から出る遠赤外線の輻射熱と一緒に重畳的に放射され、熱エネルギーの放射効率をより一層高めることができる。
【００１２】
（３）（１）又は（２）に記載された暖房装置において、
前記本体ケースには、前記開口部が本暖房装置の前側と後側に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本考案においては、本体ケースには、開口部が本暖房装置の前側と後側に形成されているので、面状発熱体の表面側から出る輻射熱が、本暖房装置の前側の開口部から放射され、面状発熱体の裏面側から出る輻射熱が、本暖房装置の後側の開口部から放射される。そのため、本暖房装置を部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置の前後方向でより一層高めることができる。その結果、部屋の中をより一層、効率的に温めることができる。
【００１４】
（４）（３）に記載された暖房装置であって、
前記面状発熱体は、同一の物を２つ備え、本暖房装置の前後方向で所定の隙間を空けて配置され、
前記本体ケースの上端部と下端部には、２つの前記面状発熱体の隙間を流れる気流の通気口が、それぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本考案においては、面状発熱体は、同一の物を２つ備え、本暖房装置の前後方向で所定の隙間を空けて配置され、本体ケースの上端部と下端部には、２つの前記面状発熱体の隙間を流れる気流の通気口が、それぞれ形成されているので、本体ケースの前側の開口部と後側の開口部とから面状発熱体の輻射熱が放射されるのみならず、２つの面状発熱体同士の隙間で加熱された気流が本体ケースの上端部に形成された通気口から放出される。そのため、本暖房装置を部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置の前後方向及び上下方向でより一層高めることができる。その結果、部屋の中を更に一層、効率的に温めることができる。
【００１６】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された暖房装置において、
前記面状発熱体は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように前記炭素繊維と前記紙繊維とが配分されていることを特徴とする。
【００１７】
本考案においては、面状発熱体は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維と紙繊維とが配分されているので、面状発熱体が長時間発熱状態を継続しても、低温火傷や発火の可能性が低い。したがって、例えば、浴室の脱衣場等の狭い空間を安心して暖房することもできる。
【００１８】
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された暖房装置において、
前記本体ケースには、前記開口部の外縁に沿って外方へ向けて突出する放熱リブが形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本考案においては、本体ケースには、開口部の外縁に沿って外方へ向けて突出する放熱リブが形成されているので、面状発熱体が長時間発熱状態を継続しても、本体ケースに蓄熱される熱が放熱リブから放散され、本体ケースの温度上昇を抑制できる。したがって、本体ケースを直接手で持っても、火傷等の問題が生じにくく、例えば、子供のいる部屋でも安心して暖房することができる。
【考案の効果】
【００２０】
本考案によれば、熱エネルギーの放射効率が高く、安全性、耐久性に優れた暖房装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る第１実施例の暖房装置における概略斜視図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に示すＢ部詳細断面図である。
【図４】本実施形態に係る第２実施例の暖房装置における概略斜視図である。
【図５】図４に示すＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図５に示すＥ部詳細断面図である。
【図７】図４に示すＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図１、図４に示す暖房装置における面状発熱体の製造工程を表すフローチャート図である。
【図９】特許文献１に記載された電気パネルヒータの外観斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下、本考案に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、本実施形態の第１実施例に係る暖房装置の構成及び動作方法を詳細に説明する。次に、本実施形態の第２実施例に係る暖房装置の構成及び動作方法を詳細に説明する。最後に、本実施形態における面状発熱体の製造工程を説明する。
【００２３】
＜本第１実施例の構成及び動作方法＞
まず、本実施形態の第１実施例に係る暖房装置の構成及び動作方法について、図１〜図３を用いて説明する。図１に、本実施形態に係る第１実施例の暖房装置における概略斜視図を示す。図２に、図１に示すＡ−Ａ断面図を示す。図３に、図２に示すＢ部詳細断面図を示す。
【００２４】
図１〜図３に示すように、本実施形態の第１実施例に係る暖房装置１０は、床面に立設させる脚部１１と所定の大きさの開口部１２（１２ａ、１２ｂ）とを有する本体ケース１と、本体ケース１の内部に収納され開口部１２（１２ａ、１２ｂ）から輻射熱Ｑ１、Ｑ２を放射する面状発熱体２と、面状発熱体２に電流を供給する制御部３とを備えた暖房装置である。また、面状発熱体２は、綿状に解繊された炭素繊維２１が所定の厚さに形成された紙繊維２２に分散配置されてなり、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２Ｎを備えている。面状発熱体２の波形状部２Ｎは、左右方向の両外縁部（後述する電極２４が形成されている箇所）を除き、発熱体全体に形成されている。各波形状部２Ｎは、面状発熱体２の表面側と裏面側に突出する略同一の山形断面に形成され、山の頂上部は、円弧状に形成されているが、Ｖ字状、台形状等に形成しても良い。
【００２５】
また、面状発熱体２は、炭素繊維２１と紙繊維２２とを所定の割合で混抄して形成され、その外縁の輪郭が略矩形状に形成された発熱シートである。面状発熱体２の厚さは、０．３〜０．６ｍｍ程度である。炭素繊維２１は、ＰＡＮ系炭素繊維又は、ピッチ系炭素繊維のいずれでもよく、使用済みの炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から解繊した再利用の炭素繊維でもよい。また、紙繊維２２は、和紙に限らず、洋紙でもよく、針葉樹、広葉樹等の木材繊維又は、楮、三椏等の靱皮繊維などを原料とし、微量の粘着剤で結合される。
【００２６】
また、面状発熱体２は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維２１と紙繊維２２とが配分されている。炭素繊維２１と紙繊維２２との混合比率は、炭素繊維２１が３０〜４０重量％程度で、紙繊維２２が６０〜７０重量％程度が好ましい。また、炭素繊維２１は、長さ５〜１０ｍｍ程度の短繊維状に切断した綿状繊維である。炭素繊維２１同士は、解繊されて互いに綿状に絡み合っている。互いに綿状に絡み合った炭素繊維２１が、紙繊維２２と絡み合った状態で面状発熱体２の全領域に亘って分散している。
【００２７】
また、面状発熱体２には、セラミックス層２３が被覆されていることが好ましい。セラミックス層２３は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス粒子が樹脂等に分散固定されて形成されている。セラミックス層２３の厚さは、数十μｍ程度である。なお、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックスは絶縁体であるため、自ら抵抗発熱はしない。したがって、セラミックス層２３は、発熱した炭素繊維２１の輻射熱Ｑ１を受けて遠赤外線を放射し、自ら電力を消費しない。ここでは、面状発熱体２の表面（装置の前側）のみにセラミックス層２３が被覆されているが、面状発熱体２の裏面（装置の後側）のみ又は両側でもよい。
【００２８】
また、面状発熱体２の左右方向の両外縁部には、電極２４が形成されている。電極２４は、銅箔等の電気伝導率の高い金属が好ましい。電極２４は、図示しない電線を介して制御部３と接続されている。制御部３は、本体ケース１の脚部１１が連結された下部フレーム部材１５に配置されている。制御部３には、外部電源コードが接続され、電源スイッチや面状発熱体２の温度調節ツマミ等が設置されている。また、制御部３には、必要な制御回路が内蔵されている。下部フレーム部材１５の上端部は、略コの字状断面に形成されている。また、本体ケース１には、面状発熱体２の温度を測定する温度センサ（図示しない）が装着され、温度センサは制御回路に接続されている。
【００２９】
また、本体ケース１には、開口部１２（１２ａ、１２ｂ）が本暖房装置１０の前側と後側に形成されている。開口部１２（１２ａ、１２ｂ）は、面状発熱体２の外縁に沿って、略矩形状に形成されている。本体ケース１は、下部フレーム部材１５の左右端部から略コの字状断面の側部フレーム部材１３を起立させ、左右の側部フレーム部材１３の上端部に同断面の上部フレーム部材１４を連結して、面状発熱体２を収納する略矩形状の枠体を構成している。
【００３０】
すなわち、面状発熱体２の電極２４は、側部フレーム部材１３の略コの字状断面の凹部に嵌装されている。面状発熱体２の上部外縁は、上部フレーム部材１４の略コの字状断面の凹部に嵌装されている。面状発熱体２の下部外縁は、下部フレーム部材１５の略コの字状断面の凹部に嵌装されている。なお、本体ケース１には、開口部１２（１２ａ、１２ｂ）を覆うカバー体４（４ａ、４ｂ）を着脱可能に装着してもよい。カバー体４（４ａ、４ｂ）には、面状発熱体２から出る輻射熱Ｑ１、Ｑ２を通過させる網状孔が全面に形成されている。
【００３１】
次に、本第１実施例に係る暖房装置１０の動作方法について説明する。すなわち、制御部３の電源スイッチをオンにし、面状発熱体２の炭素繊維２１に通電されると、炭素繊維２１がジュール熱によって発熱する。面状発熱体２の温度は、温度調節ツマミによって、適宜調節することができる。ただし、面状発熱体２は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維２１と紙繊維２２とが配分されているので、面状発熱体２が長時間発熱状態を継続しても、低温火傷や発火の可能性が低い。そのため、安全性、耐久性を簡単に高めることができる。
【００３２】
一方、面状発熱体２は、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２Ｎを備えているので、発熱面積が平面に形成された面状発熱体に比べて増加すると共に、発熱した炭素繊維２１から出る遠赤外線の輻射熱Ｑ１、Ｑ２が波形状部２Ｎから法線方向へ幅広く放射される。そのため、面状発熱体２から放射する熱エネルギーの放射効率を、大幅に高めることができる。
【００３３】
また、本体ケース１には、開口部１２（１２ａ、１２ｂ）が本暖房装置１０の前側と後側に形成されているので、面状発熱体２の表面側から出る輻射熱Ｑ１が、本暖房装置１０の前側の開口部１２ａから放射され、面状発熱体２の裏面側から出る輻射熱Ｑ２が、本暖房装置１０の後側の開口部１２ｂから放射される。そのため、本暖房装置１０を部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置１０の前後方向でより一層高めることができる。
【００３４】
また、面状発熱体２に、セラミックス層２３が被覆されている場合、発熱した炭素繊維２１から出る遠赤外線がセラミックス層２３を加熱し、そのため、加熱されたセラミックス層２３から出る遠赤外線の輻射熱が、炭素繊維２１から出る遠赤外線の輻射熱と一緒に重畳的に放射される。これによって、本暖房装置１０における熱エネルギーの放射効率を、より一層高めることができる。
【００３５】
＜本第２実施例の構成及び動作方法＞
次に、本実施形態の第２実施例に係る暖房装置の構成及び動作方法について、図４〜図７を用いて説明する。図４に、本実施形態に係る第２実施例の暖房装置における概略斜視図を示す。図５に、図４に示すＣ−Ｃ断面図を示す。図６に、図５に示すＥ部詳細断面図を示す。図７に、図４に示すＤ−Ｄ断面図を示す。
【００３６】
図４〜図７に示すように、本実施形態の第２実施例に係る暖房装置１０Ｂは、床面に立設させる脚部１１Ｂと所定の大きさの開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）とを有する本体ケース１Ｂと、本体ケース１Ｂの内部に収納され開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）から輻射熱Ｑ１、Ｑ２を放射する面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）と、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）に電流を供給する制御部３Ｂとを備えた暖房装置であって、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、綿状に解繊された炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）が所定の厚さに形成された紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）に分散配置されてなり、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）を備えている。面状発熱体２Ｂの波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）は、左右方向の両側部外縁（後述する電極２４Ｂ１、２４Ｂ２が形成されている箇所）を除き、発熱体全体に形成されている。各波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）は、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の表面側と裏面側に突出する略同一の山形断面に形成され、山の頂上部は、円弧状に形成されているが、Ｖ字状、台形状等に形成しても良い。
【００３７】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）と紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）とを所定の割合で混抄して形成され、その外縁の輪郭が略矩形状に形成された発熱シートである。面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の厚さは、０．３〜０．６ｍｍ程度である。炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）は、ＰＡＮ系炭素繊維又は、ピッチ系炭素繊維のいずれでもよく、使用済みの炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から解繊した再利用の炭素繊維でもよい。紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）は、針葉樹、広葉樹等の木材繊維又は、楮、三椏等の靱皮繊維などを原料とし、微量の粘着剤で結合されている。
【００３８】
また、本体ケース１Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）が本暖房装置１０Ｂの前側と後側に形成されている。開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）は、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の外縁に沿って、略矩形状に形成されている。本体ケース１Ｂは、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の下部外縁を収納する下部フレーム部材１５Ｂと、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の側部外縁を収納する側部フレーム部材１３Ｂと、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の上部外縁を収納する上部フレーム部材１４Ｂとを備え、各フレーム部材１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂを長手方向の端部で連結して形成されている。
【００３９】
各フレーム部材１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂは、略王の字状断面に形成されている。面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の各外縁が略王の字状断面の内周側凹部に嵌装されている。また、本体ケース１Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）を覆うカバー体４Ｂ（４Ｂａ、４Ｂｂ）を着脱可能に装着してもよい。カバー体４Ｂ（４Ｂａ、４Ｂｂ）には、面状発熱体２Ｂから出る輻射熱Ｑ１、Ｑ２を通過させる網状孔が全面に形成されている。なお、脚部１１Ｂ上端部は、下部フレーム部材１５Ｂに連結されている。
【００４０】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、同一の物を２つ備え、本暖房装置１０Ｂの前後方向で所定の隙間を空けて配置され、本体ケース１Ｂの上端部（上部フレーム部材１４Ｂ）と下端部（下部フレーム部材１５Ｂ）には、２つの面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の隙間を流れる気流の通気口１４２Ｂ、１５２Ｂが、それぞれ形成されている。また、本体ケース１Ｂの各フレーム部材１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）の外縁に沿って外方へ向けて突出する３つの放熱リブ１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂが形成されている。通気口１４２Ｂは、上部フレーム部材１４Ｂの放熱リブ１４１Ｂ同士の間に形成され、通気口１５２Ｂは、下部フレーム部材１５Ｂの放熱リブ１５１Ｂ同士の間に形成されている。
【００４１】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）と紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）とが配分されている。炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）と紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）との混合比率は、炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）が３０〜４０重量％程度で、紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）が６０〜７０重量％程度が好ましい。また、炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）は、長さ５〜１０ｍｍ程度の短繊維状に切断した綿状繊維である。炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）同士は、解繊されて互いに綿状に絡み合っている。互いに綿状に絡み合った炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）が、紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）と絡み合った状態で面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の全領域に亘って分散している。
【００４２】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）には、セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）が被覆されていることが好ましい。セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス粒子が樹脂等に分散固定されて形成されている。セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）の厚さは、数十μｍ程度である。なお、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックスは絶縁体であるため、自ら抵抗発熱はしない。したがって、セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）は、発熱した炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）の輻射熱Ｑ１、Ｑ２を受けて遠赤外線を放射し、自ら電力を消費しない。ここでは、前側の面状発熱体２Ｂ１の表面（装置の前側）にセラミックス層２３Ｂ１が被覆され、後側の面状発熱体２Ｂ２の裏面（装置の後側）にセラミックス層２３Ｂ２が被覆されている。なお、各面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の両面に、セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）を被覆しても良い。
【００４３】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の左右方向の両側部外縁には、電極２４Ｂ（２４Ｂ１、２４Ｂ２）が形成されている。電極２４Ｂ（２４Ｂ１、２４Ｂ２）は、銅箔等の電気伝導率の高い金属が好ましい。電極２４Ｂ（２４Ｂ１、２４Ｂ２）は、図示しない電線を介して制御部３Ｂと接続されている。制御部３Ｂは、本体ケース１Ｂの脚部１１Ｂに配置されている。制御部３Ｂには、外部電源コードが接続され、電源スイッチや面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の温度調節ツマミ等が設置されている。また、制御部３Ｂには、必要な制御回路が内蔵されている。また、本体ケース１Ｂには、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の温度を測定する温度センサ（図示しない）が装着され、温度センサは制御回路に接続されている。
【００４４】
次に、本第２実施例に係る暖房装置１０Ｂの動作方法について説明する。すなわち、制御部３Ｂの電源スイッチをオンにし、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）に通電されると、炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）がジュール熱によって発熱する。面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の温度は、制御部３Ｂの温度調節ツマミによって、適宜調節することができる。ただし、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）と紙繊維２２Ｂ（２２Ｂ１、２２Ｂ２）とが配分されているので、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）が長時間発熱状態を継続しても、低温火傷や発火の可能性が低い。そのため、安全性、耐久性を簡単に高めることができる。
【００４５】
また、本体ケース１Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）の外縁に沿って外方へ向けて突出する放熱リブ１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂが形成されているので、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）が長時間発熱状態を継続しても、本体ケース１Ｂに蓄熱される熱が放熱リブ１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂから放散され、本体ケース１Ｂの温度上昇を抑制できる。
【００４６】
一方、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）を備えているので、発熱面積が平面に形成された面状発熱体に比べて増加すると共に、発熱した炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）から出る遠赤外線の輻射熱Ｑ１、Ｑ２が波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）から法線方向へ幅広く放射される。そのため、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）から放射する熱エネルギーの放射効率を、大幅に高めることができる。
【００４７】
また、本体ケース１Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）が本暖房装置１０Ｂの前側と後側に形成されている。また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、同一の物を２つ備え、本暖房装置１０Ｂの前後方向で所定の隙間を空けて配置され、本体ケース１Ｂの上端部（上部フレーム部材１４Ｂ）と下端部（下部フレーム部材１５Ｂ）には、２つの面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の隙間を流れる気流の通気口１４２Ｂ、１５２Ｂが、それぞれ形成されているので、本体ケース１Ｂの前側の開口部１２Ｂａと後側の開口部１２Ｂｂとから面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の輻射熱Ｑ１、Ｑ２が放射されるのみならず、２つの面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）同士の隙間で加熱された気流が本体ケース１Ｂの上端部（上部フレーム部材１４Ｂ）に形成された通気口１４２Ｂから放出される。そのため、本暖房装置１０Ｂを部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置１０Ｂの前後方向及び上下方向でより一層高めることができる。
【００４８】
また、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）に、セラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）が被覆されている場合、発熱した炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）から出る遠赤外線がセラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）を加熱し、そのため、加熱されたセラミックス層２３Ｂ（２３Ｂ１、２３Ｂ２）から出る遠赤外線の輻射熱が、炭素繊維２１Ｂ（２１Ｂ１、２１Ｂ２）から出る遠赤外線の輻射熱と一緒に重畳的に放射される。これによって、本暖房装置１０Ｂにおける熱エネルギーの放射効率を、より一層高めることができる。
【００４９】
＜面状発熱体の製造工程＞
次に、本実施形態における暖房装置１０、１０Ｂの面状発熱体２、２Ｂの製造工程を、図８を用いて説明する。図８に、図１、図４に示す暖房装置における面状発熱体の製造工程を表すフローチャート図を示す。
【００５０】
図８に示すように、本実施形態に係る面状発熱体２、２Ｂの製造工程Ｓ０には、炭素繊維の解繊工程Ｓ１と、紙抄き工程Ｓ２と、セラミックス層の形成工程Ｓ３と、波形状部の成形工程Ｓ４と、電極形成工程Ｓ５と、を備えている。
【００５１】
炭素繊維解繊工程Ｓ１は、炭素繊維２１、２１Ｂを短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に解繊して形成する工程である。本工程Ｓ１では、長さ５〜１０ｍｍ程度の短繊維に切断した炭素繊維原料から解繊された炭素繊維２１、２１Ｂを解繊シリンダと吸引ケージとの間に設けた空気室にて浮遊させてから、吸引ケージに吸引して綿状に積層させる。綿状の炭素繊維２１、２１Ｂは、空気室にて浮遊させてから、吸引ケージに吸引して積層させるので、１本１本の炭素繊維２１、２１Ｂがバラバラの向きで、互いに絡ませながら積層させることができる。
【００５２】
紙抄き工程Ｓ２は、炭素繊維の解繊工程Ｓ１にて綿状に解繊した炭素繊維２１、２１Ｂと紙繊維２２、２２Ｂとを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄して、炭素繊維混抄シートを製造する工程である。炭素繊維２１、２１Ｂと紙繊維２２、２２Ｂとの混合比率は、炭素繊維２１、２１Ｂが３０〜４０重量％程度で、紙繊維２２、２２Ｂが６０〜７０重量％程度である。粘着剤には、ＳＢＲ(Ｓtyrene-Ｂutadiene Ｒubber)などを用いることができる。粘度やぬれ性を調整するために、増粘剤や界面活性剤を含んでもよい。増粘剤や界面活性剤としては、公知のものを使用することができる。本工程Ｓ２では、炭素繊維２１、２１Ｂ同士を互いに綿状に絡み合わせた状態で、炭素繊維２１、２１Ｂと紙繊維２２、２２Ｂとを混合させるので、略同一方向を向いた炭素繊維２１、２１Ｂが束状に集合して紙繊維２２、２２Ｂの一部に偏析する恐れが少ない。したがって、炭素繊維２１、２１Ｂと紙繊維２２、２２Ｂとを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維２１、２１Ｂの折損等も防止できる。
【００５３】
セラミックス層の形成工程Ｓ３は、紙抄き工程Ｓ２にて混抄した炭素繊維混抄シートにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス粒子を分散混合した水溶性樹脂液を塗工してセラミックス層２３、２３Ｂの被膜を形成する工程である。水溶性樹脂液は、ウレタン系樹脂に水系架橋剤、増粘剤、界面活性剤等を配合した水溶液である。セラミックス層２３、２３Ｂの厚さは、数十μｍ程度である。
【００５４】
波形状部の成形工程Ｓ４は、セラミックス層の形成工程Ｓ３にてセラミックス層２３、２３Ｂを形成した面状発熱体２、２Ｂの左右方向の両側部を除き、面状発熱体２、２Ｂの全面に、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）を形成する工程である。本工程Ｓ４では、波形状部を形成する凹凸面が形成された成形型の間に、セラミックス層２３、２３Ｂが形成された面状発熱体２、２Ｂを投入し、上下加圧して加熱・乾燥することによって、波形状部２ＮＢ（２ＮＢ１、２ＮＢ２）を成形する。
【００５５】
電極形成工程Ｓ５は、波形状部の成形工程Ｓ４にて形成した面状発熱体２、２Ｂの左右方向の両側部外縁に銅箔等の電極２４、２４Ｂを接合する工程である。電極２４、２４Ｂを接合する面状発熱体２、２Ｂの面には、銀ペースト等の導電性ペーストを塗布すると、電極２４、２４Ｂの発熱を抑制できるので好ましい。
【００５６】
＜作用効果＞
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る暖房装置１０、１０Ｂによれば、面状発熱体２、２Ｂは、綿状に解繊された炭素繊維２１、２１Ｂが所定の厚さに形成された紙繊維２２、２２Ｂに分散配置されてなるので、紙繊維２２、２２Ｂに分散配置された炭素繊維２１、２１Ｂが通電時に発熱する。そのため、紙繊維２２、２２Ｂに分散配置された炭素繊維２１、２１Ｂの配分量を、低温火傷をしない程度の敵量にすることで、安全性、耐久性を簡単に高めることができる。また、面状発熱体２、２Ｂは、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２Ｎ、２ＮＢを備えているので、面状発熱体２、２Ｂ自体で上下方向の剛性を備え、面状発熱体２、２Ｂを支持する外部支持体を必要としない。更に、面状発熱体２、２Ｂは、上下方向に沿って形成された複数の波形状部２Ｎ、２ＮＢを備えているので、発熱面積が平面に形成された面状発熱体に比べて増加すると共に、発熱した炭素繊維２１、２１Ｂから出る遠赤外線の輻射熱Ｑ１、Ｑ２が波形状部２Ｎ、２ＮＢから法線方向へ幅広く放射される。そのため、面状発熱体２、２Ｂから放射する熱エネルギーの放射効率を、大幅に高めることができる。
【００５７】
よって、本実施形態によれば、熱エネルギーの放射効率が高く、安全性、耐久性に優れた暖房装置１０、１０Ｂを提供することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、面状発熱体２、２Ｂには、セラミックス層２３、２３Ｂが被覆されているので、発熱した炭素繊維２１、２１Ｂから出る遠赤外線がセラミックス層２３、２３Ｂを加熱することができる。そのため、加熱されたセラミックス層２３、２３Ｂから出る遠赤外線の輻射熱が、炭素繊維２１、２１Ｂから出る遠赤外線の輻射熱と一緒に重畳的に放射され、熱エネルギーの放射効率をより一層高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、本体ケース１、１Ｂには、開口部１２（１２ａ、１２ｂ）、１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）が本暖房装置１０、１０Ｂの前側と後側に形成されているので、面状発熱体２、２Ｂの表面側から出る輻射熱Ｑ１が、本暖房装置１０、１０Ｂの前側の開口部１２ａ、１２Ｂａから放射され、面状発熱体２、２Ｂの裏面側から出る輻射熱Ｑ２が、本暖房装置１０、１０Ｂの後側の開口部１２ｂ、１２Ｂｂから放射される。そのため、本暖房装置１０、１０Ｂを部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置１０、１０Ｂの前後方向でより一層高めることができる。その結果、部屋の中をより一層、効率的に温めることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）は、同一の物を２つ備え、本暖房装置１０Ｂの前後方向で所定の隙間を空けて配置され、本体ケース１Ｂの上端部（上部フレーム部材１４Ｂ）と下端部（下部フレーム部材１５Ｂ）には、２つの面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の隙間を流れる気流の通気口１４２Ｂ、１５２Ｂが、それぞれ形成されているので、本体ケース１Ｂの前側の開口部１２Ｂａと後側の開口部１２Ｂｂとから面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）の輻射熱Ｑ１、Ｑ２が放射されるのみならず、２つの面状発熱体２Ｂ同士の隙間で加熱された気流の送風熱Ｑ３が本体ケース１Ｂの上端部（上部フレーム部材１４Ｂ）に形成された通気口１４２Ｂから放出される。そのため、本暖房装置１０Ｂを部屋の中央部に配置することによって、熱エネルギーの放射効率を本暖房装置１０Ｂの前後方向及び上下方向でより一層高めることができる。その結果、部屋の中を更に一層、効率的に温めることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、面状発熱体２、２Ｂは、その表面温度が最高５０〜６０℃になるように炭素繊維２１、２１Ｂと紙繊維２２、２２Ｂとが配分されているので、面状発熱体２、２Ｂが長時間発熱状態を継続しても、低温火傷や発火の可能性が低い。したがって、例えば、浴室の脱衣場等の狭い空間を安心して暖房することもできる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、本体ケース１Ｂには、開口部１２Ｂ（１２Ｂａ、１２Ｂｂ）の外縁に沿って外方へ向けて突出する放熱リブ１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂが形成されているので、面状発熱体２Ｂ（２Ｂ１、２Ｂ２）が長時間発熱状態を継続しても、本体ケース１Ｂに蓄熱される熱が放熱リブ１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂから放散され、本体ケース１Ｂの温度上昇を抑制できる。したがって、本体ケース１Ｂを直接手で持っても、火傷等の問題が生じにくく、例えば、子供のいる部屋でも安心して暖房することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本考案は、部屋の床面などに立設して室内を温めるために使用する暖房装置として利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ｂ                            本体ケース
２、２Ｂ、２Ｂ１、２Ｂ２            面状発熱体
２Ｎ、２ＮＢ、２ＮＢ１、２ＮＢ２    波形状部
３、３Ｂ                            制御部
１０、１０Ｂ                        暖房装置
１１、１１Ｂ                        脚部
１２、１２Ｂ、１２ａ、１２ｂ        開口部
１２Ｂａ、１２Ｂｂ                  開口部
１４Ｂ                              上部フレーム部材（上端部）
１５Ｂ                              下部フレーム部材（下端部）
２１、２１Ｂ、２１Ｂ１、２１Ｂ２    炭素繊維
２２、２２Ｂ、２２Ｂ１、２２Ｂ２    紙繊維
２３、２３Ｂ、２３Ｂ１、２３Ｂ２    セラミックス層
１４２Ｂ、１５２Ｂ                  通気口
１３１Ｂ、１４１Ｂ、１５１Ｂ        放熱リブ
Ｑ１、Ｑ２                          輻射熱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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