遠赤外線放射床張り装置
【課題】部屋全体を効率的に暖房でき、施工性及びメンテナンス性に優れた床暖房に使用する遠赤外線放射床張り装置を提供する。
【解決手段】部屋１１の床材１２の一部又は全部と置き換えて部屋１１内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置１０であって、床材１２を固定する台板１３の上に配置される面状発熱手段１４と、面状発熱手段１４の上に配置され、面状発熱手段１４により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材１５と、遠赤外線放射部材１５の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された床材１２の表面高さ位置に一致して、厚みが床材１２より薄く遠赤外線が透過する化粧部材１６とを有する。
【解決手段】部屋１１の床材１２の一部又は全部と置き換えて部屋１１内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置１０であって、床材１２を固定する台板１３の上に配置される面状発熱手段１４と、面状発熱手段１４の上に配置され、面状発熱手段１４により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材１５と、遠赤外線放射部材１５の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された床材１２の表面高さ位置に一致して、厚みが床材１２より薄く遠赤外線が透過する化粧部材１６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房に使用する遠赤外線放射床張り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
床暖房は足元を効率的に暖房しながら部屋全体を暖める最適な暖房手段として、電熱線ヒータを熱源にする電気式システム、温水を熱源とする給湯式システムのものがそれぞれ提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-４２９７９号公報
【特許文献２】特開２００５-９７０１号公報
【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、特許文献１、２に記載された発明では、床材は容易に暖かくなるが、床材を暖めた熱が上方まで到達せず、例えば、床上５０〜１００ｃｍの高さまでは暖かくならないという問題がある。更に、電気式システムでは、電熱線ヒータの蓄熱性が小さいため、常に電熱線ヒータに電流を流しておかねばならず、経済性に劣るという問題がある。一方、給湯式システムでは、床材の下方に温水用配管を設置しなければならず、既設の部屋の床暖房化を図るには大幅な改造工事が発生するという問題が生じ、保守管理にも多くの費用を要するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、部屋全体を効率的に暖房でき、施工性及びメンテナンス性に優れた床暖房に使用する遠赤外線放射床張り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る遠赤外線放射床張り装置は、部屋の床材の一部又は全部と置き換えて該部屋内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置であって、
前記床材を固定する台板の上に配置される面状発熱手段と、
前記面状発熱手段の上に配置され、該面状発熱手段により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材と、
前記遠赤外線放射部材の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された前記床材の表面高さ位置に一致して、厚みが該床材より薄く遠赤外線が透過する化粧部材とを有している。
【０００７】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せからなる天然鉱石と、金属精錬時に発生するスラグと、廃ガラスとを有していることが好ましい。
【０００８】
天然鉱石を、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せとすることで、天然鉱石からの遠赤外線放射量を高位に安定化することができる。そして、天然鉱石、スラグ、及び廃ガラスを使用することで、遠赤外線放射部材のコストを低減することができると共に、遠赤外線放射部材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整できる。
【０００９】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の破砕物及び前記スラグの破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、該天然鉱石の粉砕物及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下の割合で混合された混合物にバインダーを加えて固めた板状体とすることができる。
ここで、スラグの破砕物及び天然鉱石の破砕物の割合は、スラグの破砕物に対して天然鉱石の破砕物が０．５以上１．５以下、天然鉱石の粉砕物及び廃ガラスの粉砕物の割合は、廃ガラスの粉砕物に対して天然鉱石の粉砕物が０．５以上２以下とすることが好ましい。
【００１０】
遠赤外線放射部材を板状体とすることで、広い面積から遠赤外線を一様に放射することができる。そして、骨材に対する細骨材の割合を調整することで、バインダーで固めて形成した板状体の密度を大きくすることができると共に寸法変化、変形を小さくできる。そして、板状体の寸法変化、変形が小さくなることで、板状体の製造歩留まりを向上させることができる。板状体の密度は大きくなることから、単位面積当りから放射される遠赤外線の放射強度を大きくできる。
【００１１】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記混合物に、８００℃以上の温度で焼成した竹炭及び備長炭のいずれか一方又は双方の粉砕物を、外掛けで５質量％以上１０質量％以下添加することが好ましい。
８００℃以上の温度で焼成して製造した竹炭、備長炭の遠赤外線放射率は大きいので、竹炭、備長炭の粉砕物を添加することで遠赤外線放射部材の遠赤外線放射効率を高めることができる。更に、竹炭、備長炭を添加することで、板状体の遠赤外線放射部材の熱伝導が向上し、遠赤外線放射部板を加熱した際に全体の温度を短時間で上げることができ、遠赤外線放射部板からの遠赤外線放射量を大きくできる。
【００１２】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の粉砕物、前記スラグの粉砕物、及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、該混合粉粒体は、前記化粧部材と同一の外形で該化粧部材を支持する枠体内を分割して形成した空間部にそれぞれ収納される容器内に充填されているのがよい。ここで、天然鉱石の粉砕物、スラグの粉砕物、及び廃ガラスの粉砕物の割合は、廃ガラスの粉砕物に対して天然鉱石の粉砕物が１以上４．５以下、スラグの粉砕物が０．３以上１．５以下とすることが好ましい。
【００１３】
遠赤外線放射部材を、天然鉱石の粉砕物、スラグの粉砕物、及び廃ガラスの粉砕物からなる混合粉粒体とすることで、遠赤外線放射部材を安価かつ容易に得ることができる。そして、混合粉粒体を枠体内に形成された各空間部に収納される容器内に充填することで、混合粉粒体を広範囲に安定して存在させることができる。
【００１４】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は和室であって、前記化粧部材は平面視して前記床材に使用している畳床と同一形状で、該化粧部材の表側は畳表で覆われ、該化粧部材の厚みは該畳床の０．１以上０．４以下であることが好ましい。
【００１５】
化粧部材を平面視して床材に使用している畳床と同一形状とすることで、遠赤外線放射床張り装置と畳床とは、平面視して同一形状となり、周囲の畳床との一体性が向上する。そして、化粧部材の厚みは畳床の０．１以上０．４以下であるので、遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線は化粧部材を通過しても大きく減衰せずに部屋内に放射されるため、部屋内を効率的に暖房できる。
【００１６】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、該遠赤外線放射床張り装置は、隣接する前記畳床１畳分の寸法と同一であることが好ましい。
これによって、和室を構成している畳床を部分的に遠赤外線放射床張り装置と入れ換えること、畳床全部を遠赤外線放射床張り装置と入れ換えることができ、部屋の使用状態に対応させて和室を最も効率的に床暖房することができる。
【００１７】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は洋室であって、前記化粧部材は床暖房用のフローリングであることが好ましい。
これによって、遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線を洋室内に放射させて、部屋内を効率的に暖房することができると共に、化粧部材の変質及び変形を防止して長期間に渡って安定して使用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置においては、遠赤外線放射部材が面状発熱手段で加熱されて床暖房が行われると共に、面状発熱手段で加熱された遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線が化粧部材を通過して部屋内に放射されるので、部屋全体を効率的に暖房することが可能になる。そして、遠赤外線放射床張り装置は、台板の上に配置される面状発熱手段、面状発熱手段の上に配置される遠赤外線放射部材、及び遠赤外線放射部材の上に配置される化粧部材が積層して構成されるので、施工性及びメンテナンス性に優れる。また、化粧部材の表面高さ位置は、周囲に配置された床材の表面高さ位置に一致しているので、部屋の床材の一部を遠赤外線放射床張り装置と置き換えても、部屋の使用性を維持できる。更に、遠赤外線放射部材の蓄熱性が大きいため、面状発熱手段の運転を停止しても床暖房と遠赤外線の発生がしばらくの間持続して、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室中央部の２畳分を置き換えた場合の平面図、図２は同遠赤外線放射床張り装置における遠赤外線放射部材の配置を示す平面図、図３は図２のＰ-Ｐ矢視断面図、図４は図３のａ部拡大図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室の畳床の一部を置き換えた場合の説明図、図６は図５のＱ-Ｑ矢視断面図である。
【００２０】
図１〜図４に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置１０は、部屋の一例である和室１１の床材である畳床１２の一部（本実施の形態では和室１１の中央部に配置された２畳分の畳床）と置き換えて和室１１内に遠赤外線を放射するものであって、畳床１２を固定する台板（座板）１３の上に配置される面状発熱手段１４と、面状発熱手段１４の上に配置され、面状発熱手段１４により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材１５と、遠赤外線放射部材１５の上に配置され、表面の高さ位置が周囲に配置された畳床１２の表面高さ位置に一致して、厚みが畳床１２より薄く遠赤外線が透過する化粧部材１６とを有している。以下詳細に説明する。
【００２１】
ここで、化粧部材１６は平面視して和室１１に使用している畳床１２と同一形状である。そして、化粧部材１６は芯材１７と、芯材１７の表側を覆う畳表１８とを有し、化粧部材１６の厚みは畳床１２の０．１以上０．４以下である。化粧部材１６の厚みを畳床１２より薄くすることで、遠赤外線放射部材１５から発生した遠赤外線が透過し易くなる。このため、畳表１８は畳床１２で使用する畳表と同一の素材で、芯材１７は畳床１２の芯材と同一の素材でそれそれ構成とすることができるが、畳表１８に、いぐさ表、和紙表、化学繊維を用いた化学表を使用し、芯材１７を床暖房専用芯材で構成すると、遠赤外線の減衰量を更に抑えて、遠赤外線の透過量を多くすることができる。
【００２２】
また、図２、図３に示すように、台板（座板）１３上には、例えば、中央部に設けられたの仕切り部材３２の両側に２列に形成された開口部３３、３４を備えた枠体３５が配置され、面状発熱手段１４と遠赤外線放射部材１５は、枠体３５内に配置されている。このため、面状発熱手段１４と遠赤外線放射部材１５の寸法は、枠体３５の開口部３３、３４の面積に基づいて決まる。なお、枠体３５内には、面状発熱手段１４に電力を供給する電力供給部（図示せず）が設けられ、枠体３５からは電力供給部に接続する図示しない電源ケーブルが設けられている。また、符号３６は、台板１３を支持する根太である。
【００２３】
遠赤外線放射部材１５は、遠赤外線を放射する天然鉱石の破砕物の一例である蛇紋石破砕物、及び金属精錬時に発生するスラグの破砕物の一例である高炉スラグ破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、天然鉱石の粉砕物の一例である蛇紋石粉砕物及び廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下、好ましくは２．５以下の割合で混合された混合物、竹炭の粉砕物、バインダーとしてのセメント（高炉セメント）、及び補強材からなる。ここで、セメントは、遠赤外線放射部材１５中に１５質量％以上２０質量％以下含有されるように加える。また、補強材は、長さが５〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍで、例えば、耐アルカリ性のガラス短繊維、カーボン短繊維、アラミド短繊維、及びポリプロピレン短繊維のいずれか１又は２以上の組み合わせからなり、混合物、竹炭の粉砕物、及びセメントからなる粉粒体に対して、１〜３質量％加える。そして、遠赤外線放射部材１５は、粉粒体と補強材からなる配合物に混練水を加えて調製した混練物を、例えば、縦寸法が２００〜４００ｍｍ、横寸法が２００〜４００ｍｍ、厚みが１０〜１５ｍｍとなるように形成（例えば、油圧プレスを用いて、１８０〜２２０ｋｇ／ｃｍ２の成形圧力でプレス成形）した単位放射板２３を各開口部３３、３４内に並べて形成した板状体である。なお、高炉セメントの代わりに、普通ポルトランドセメントを使用することもできる。
【００２４】
なお、短繊維を使用しないで、粉粒体に混練水を加えて調製した混練物を、面状の補強材の一例である金網又はパンチングメタルが内部に配置されるように、単位放射板を形成してもよい。ここで、金網の網目間隔、パンチングメタルの開口部の最大寸法は、例えば、１０〜１５ｍｍであり、圧縮成形時に成形型内で混練物が移動する際に、粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材は金網（パンチングメタル）を通過できるようになっている。これにより、成形型内での骨材の移動が妨げられず、中央部に金網（パンチングメタル）が配設され、骨材、細骨材、竹炭の粉砕物、及びセメントが均一に分散した状態の単位放射板が得られる。そして、粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材を、骨材に対して０．８以上３以下好ましくは２．５以下配合することで、セメント、細骨材、及び竹炭の粉砕物からなる結合相の収縮量を小さくでき、養生後に得られる乾燥状態の単位放射板において、骨材の周囲が結合相で確実に取り囲まれた状態の組織を形成することができる。その結果、単位放射板に安定した強度を発現させることができる。
【００２５】
混練水には、鉱泉水を使用し、その使用量は、骨材と細骨材の混合物、竹炭の粉砕物、及びセメントの総重量に対して外掛けで１２〜１６質量％である。混練水量が１２質量％未満では、均質な混練物が得られ難く成形型内での混練物の滑りが不十分となり、遠赤外線放射部材１５（即ち、単位放射板２３）の密度が低くなり、単位面積当たりの遠赤外線放射量が低下する。一方、混練水量が１６質量％を超えると、成形直後の単位放射板２３に含まれる水分量が多いため、養生、乾燥後の単位放射板２３の密度は低くなり、単位面積当たりの遠赤外線放射量が低下する。このため、混練水量は、外掛けで１２〜１６質量％とした。
【００２６】
ここで、鉱泉水には、例えば、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、塩素イオン、硫酸イオン、ヒドロ炭素イオン等の各種イオンが含まれており、混練物を調製する際に、上記の各種イオンの作用と考えられるが、混練物の均一性が向上する傾向を示す。このため、単位放射板２３の組織が均一となり、単位放射板２３表面の単位面積当たりからの遠赤外線放射率が向上する。また、混練水には、檜オイルを混練水に対して外掛けで０．０５体積％以上０．４体積％以下添加している。檜オイルを加えることで、混練物に可塑性を付与することができ、成形型内での混練物の滑りが促進されると共に、単位放射板２３を成形した際の表面状態が滑らかになる。
【００２７】
ここで、骨材は、蛇紋石破砕物と高炉スラグ破砕物の割合が、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物が０．５以上で１．５以下、好ましくは１．２以下である。また、細骨材は、蛇紋石粉砕物と廃ガラスの粉砕物の割合が、廃ガラス粉砕物に対して蛇紋石粉砕物が０．５以上２以下である。
【００２８】
蛇紋石は、非常に高い遠赤外線の放射率を有するが、産地により成分が変動し、遠赤外線放射率も変動するという問題がある。一方、高炉スラグは、遠赤外線の放射率が高い金属酸化物、例えば、シリカ（二酸化珪素）、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムを含み、これらの成分含有率の変動は、蛇紋石の産地による成分変動と比較して安定している。このため、蛇紋石破砕物と高炉スラグ破砕物を組み合わせると、蛇紋石破砕物からの遠赤外線放射率が変動しても、骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することができる。ここで、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物の使用が０．５未満では、骨材からの遠赤外線放射率が低くなって好ましくない。また、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物の使用が１．５を超えると、骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することが困難となる。このため、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物が０．５以上で１．５以下、好ましくは１．２以下とした。
【００２９】
廃ガラスは、シリカが主体で、更に、色ガラスに由来し、遠赤外線の放射率が高い金属酸化物、例えば、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化クロム等を含む。このため、廃ガラスの粉砕物は、高い遠赤外線の放射率を有し、蛇紋石粉砕物と廃ガラス粉砕物を組み合わせることで、蛇紋石粉砕物のみの場合に比べて遠赤外線放射材のコストを下げることができる。ここで、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化クロム等の遠赤外線の放射率が高い金属酸化物が含有される割合は、廃ガラス中の含まれる色ガラスの種類とその割合で決まるため、廃ガラスの粉砕物の遠赤外線放射率の変動幅は、蛇紋石粉砕物の遠赤外線放射率の変動幅よりも大きい。このため、細骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整する場合、蛇紋石粉砕物と廃ガラス粉砕物の割合は、廃ガラス粉砕物に対して蛇紋石粉砕物を０．５以上２以下とした。
【００３０】
更に、単位放射板２３は、８００℃以上の温度で焼成した竹炭の粉砕物（例えば、粒度が３ｍｍ以下）を含有している。８００℃以上の温度で焼成した竹炭の遠赤外線放射率は大きいので、竹炭の粉砕物を添加することで遠赤外線放射材の遠赤外線放射効率を更に高めることができる。また、一般に炭（炭素材）の熱伝導率は大きいので、竹炭の粉砕物を単位放射板２３に含有させることで、単位放射板２３の熱伝導を向上させることができる。このため、図２〜図４に示すように、遠赤外線放射部材１５（単位放射板２３）の裏面側を面状発熱手段１４で加熱して遠赤外線放射部材１５の温度を上昇させ、遠赤外線放射部材１５の表面側から遠赤外線を放射する場合、遠赤外線放射部材１５の表面側の温度が短時間で上昇して、遠赤外線放射部材１５からの遠赤外線放射量を大きくすることができる。
【００３１】
ここで、単位放射板２３の熱伝導の向上が顕著となるには、骨材と細骨材の混合物に対して外掛けで５質量％以上の竹炭の粉砕物を添加する必要である。一方、竹炭の粉砕物の添加量が多くなると、結合相中のセメント部分の連結が竹炭の粉砕物により分断させるため、単位放射板２３の強度は徐々に低下し、骨材と細骨材の混合物に対して外掛けで１０質量％を超えて竹炭の粉砕物を添加すると、単位放射板２３の強度は大きく低下する。このため、骨材と細骨材の混合物に添加する竹炭の量を、外掛けで５質量％以上、好ましくは６質量％以上、１０質量％以下とした。
【００３２】
図２〜図４に示すように、面状発熱手段１４は開口部３３、３４にそれぞれ配置される面状発熱部１４ａ、１４ｂからなり、各面状発熱部１４ａ、１４ｂは、台板１３上に配置され可撓性を備えたシート材（例えば、ポリエチレンフィルムの積層材）の一側表面に、例えば、アルミニウム蒸着層が形成された第１の緩衝材１９と、第１の緩衝材１９の上に配置される主断熱板２０（例えば、ポリスチレンフォーム）と、主断熱板２０の上に配置され第１の緩衝材１９と同一の構成を有する第２の緩衝材２１と、第２の緩衝材２１上に配置される面状発熱体２２とを有している。ここで、面状発熱体２２は、加熱部に、例えば、ＰＴＣヒーターを使用し、縦寸法が８００〜２０００ｍｍ、横寸法３００〜１０００ｍｍ、厚みが２〜１２ｍｍである。
【００３３】
なお、第１の緩衝材１９は、赤外線反射層を主断熱板２０側に向けて配置し、第２の緩衝材２１は、赤外線反射層を面状発熱体２２側に向けて配置している。第１の緩衝材１９を配置することで、主断熱板２０が台板１３に当接して角部が欠けるのを防止することができると共に、主断熱板２０から台板１３に流出する熱の流れを阻止することができる。また、第２の緩衝材２１を配置することで、面状発熱体２２が主断熱板２０に当接して当接面側に損傷が発生するのを防止することができると共に、面状発熱体２２から主断熱板２０に流出する熱の流れを阻止することができる。
【００３４】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置１０の作用について説明する。
図１に示すように、遠赤外線放射床張り装置１０は、和室１１に使用されている畳床１２と平面視して同一形状である。このため、和室１１を構成している畳床１２を部分的に遠赤外線放射床張り装置１０と入れ換えることができ、部屋の使用状態に対応させて必要な場所を効率的に床暖房することができる。そして、遠赤外線放射床張り装置１０の上部側を構成している化粧部材１６の表面高さ位置は、周囲に配置された畳床１２の表面高さ位置に一致しているので、和室１１の畳床１２の一部を遠赤外線放射床張り装置１０と置き換えても、部屋の使用性に支障は生じない。また、遠赤外線放射床張り装置１０が、台板１３の上に配置される面状発熱手段１４、面状発熱手段１４の上に配置される遠赤外線放射部材１５、及び遠赤外線放射部材１５の上に配置される化粧部材１６の各パーツを積層させて構成しているので、遠赤外線放射床張り装置１０の施工性が優れる。更に、遠赤外線放射床張り装置１０の運転において問題が生じた場合、問題が生じたパーツを交換するだけで遠赤外線放射床張り装置１０の運転を再開することができ、メンテナンス性に優れる。
【００３５】
面状発熱手段１４で遠赤外線放射部材１５を構成している単位放射板２３の裏面（面状発熱手段１４側の面）が加熱されると、単位放射板２３の裏面側から表面（化粧部材１６側の面）に向けて熱が移動し、単位放射板２３全体の温度が徐々に上昇する。ここで、単位放射板２３中には、熱伝導率の高い竹炭の粉砕物が分散しているので、単位放射板２３の熱伝導率が大きくなって、単位放射板２３全体の温度が短時間で上昇し、従って、単位放射板２３で構成された遠赤外線放射部材１５の温度も短時間で上昇する。その結果、遠赤外線放射部材１５に当接している化粧部材１６が加熱され、床暖房を行うことができる。
【００３６】
ここで、遠赤外線放射部材１５を形成している単位放射板２３は、遠赤外線の放射率が高い蛇紋石破砕物、高炉スラグ破砕物、蛇紋石粉砕物、廃ガラス粉砕物、竹炭、及びセメントから構成されているので、単位放射板２３の温度が上昇することで蛇紋石破砕物、高炉スラグ破砕物、蛇紋石粉砕物、廃ガラス粉砕物、竹炭から遠赤外線がそれぞれ発生する。更に、結合相の一部を形成しているセメントには酸化アルミニウムが含まれているため、セメントが加熱されると、セメントからも遠赤外線が発生する。このため、遠赤外線放射部材１５から遠赤外線が一様に放射される。そして、化粧部材１６の厚みは畳床１２の０．１以上０．４以下であるので、遠赤外線放射部材１５から発生した遠赤外線は化粧部材１６を通過しても大きく減衰せず、多量の遠赤外線が和室１１内に放射される。このため、和室１１内を、太陽光が差し込んだ場合と同じように暖めることができる。なお、面状発熱手段１４を停止しても、遠赤外線放射部材１５の温度は徐々にしか低下しないので、遠赤外線放射部材１５からはしばらくの間遠赤外線が発生し、和室１１内を暖めることができる。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置２５について説明する。ここで、遠赤外線放射床張り装置２５は、図５、図６に示すように、和室１１の畳床１２の一部（本実施の形態では和室の中央部に配置された２枚の畳床）と置き換えて、和室１１内に遠赤外線を放射するものである。遠赤外線放射床張り装置１０と比較して、遠赤外線放射床張り装置２５の遠赤外線放射部材２６は、遠赤外線を放射する天然鉱石、金属精錬時に発生するスラグ、及び廃ガラスのそれぞれの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、この混合粉粒体は、化粧部材１６と平面視して同一外形で化粧部材１６を支持する、例えば、木製の枠体２７内を木製の縦桟２８及び横桟２９で分割して形成した空間部３０にそれぞれ収納される容器３１内に充填されていることが特徴となっている。このため、遠赤外線放射部材２６に関してのみ説明し、遠赤外線放射床張り装置１０と同一の構成部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３８】
天然鉱石には、例えば蛇紋石、金属精錬時に発生するスラグとして例えば高炉スラグが使用できる。ここで、廃ガラスの粉砕物に対して蛇紋石の粉砕物は１以上４．５以下、高炉スラグの粉砕物は０．３以上１．５以下とする。これによって、蛇紋石の成分が産地によって変動しても、廃ガラス中の含まれる色ガラスの種類とその割合が変動しても、遠赤外線放射部材２６からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することができる。また、遠赤外線放射部材２６を充填する容器３１として、例えば、布製の袋が利用できる。そして、蛇紋石、高炉スラグ、及び廃ガラスの各粉砕物の粒度を２ｍｍ以下とすることで、遠赤外線放射部材２６が充填された容器３１を空間部３０内に入れて空間部３０の内側形状に合わせて変形させることができる。これによって、混合粉粒体の状態の遠赤外線放射部材２６を、空間３０内全体に広がった状態で安定して存在させることができ、遠赤外線を広い範囲から発生させることができる。
【００３９】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置２５の作用について説明する。
図５、図６に示すように、遠赤外線放射床張り装置２５は、和室１１に使用されている畳床１２と平面視して同一形状なので、畳床１２を部分的に遠赤外線放射床張り装置２５と入れ換えることができ、和室１１内の必要な場所を効率的に床暖房することができる。そして、遠赤外線放射床張り装置２５の化粧部材１６の表面高さ位置は、畳床１２の表面高さ位置に一致しているので、和室１１の使用性に支障は生じない。また、遠赤外線放射床張り装置２５が、台板１３の上に配置される面状発熱手段１４、面状発熱手段１４の上に配置された枠体２７内に形成された空間部３０内に収納される容器３２に充填された遠赤外線放射部材２６、及び遠赤外線放射部材２６の上に配置される化粧部材１６から構成されているので、遠赤外線放射床張り装置２５の施工性が優れ、更に、遠赤外線放射床張り装置２５に問題が生じた場合、問題が生じたパーツを交換するだけで遠赤外線放射床張り装置２５の運転を再開することができ、メンテナンス性に優れる。なお、図５、図６において、面状発熱体２２は、縦横に並べて配置された複数の板状ヒータ２４から構成されているが、一体の面状発熱体を使用してもよい。
【００４０】
面状発熱手段１４で容器３１内の遠赤外線放射部材２６が加熱されると、遠赤外線放射部材２６全体の温度が上昇し、遠赤外線放射部材２６に当接している化粧部材１６が加熱され、床暖房を行うことができる。一方、遠赤外線放射部材２６を構成している蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物から遠赤外線がそれぞれ発生し、化粧部材１６を通過して和室１１内に放射される。このため、和室１１内を、太陽光が差し込んだ場合と同じように暖めることができる。なお、面状発熱手段１４を停止しても、遠赤外線放射部材２６を構成している蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物の温度は徐々にしか低下しないので、蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物からはしばらくの間遠赤外線が発生し、和室１１内を暖めることができる。
【００４１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、第１、第２の実施の形態では、和室の畳床の一部を遠赤外線放射床張り装置で置き換えたが、すべての畳床を遠赤外線放射床張り装置で置き換えることもできる。そして、面状発熱手段に、第１、２の緩衝材を設けたが、いずれか一方のみ設けるようにすることも、双方とも設けないようにすることもできる。
【００４２】
また、天然鉱石として麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれかを使用することができ、更に、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石の２以上を組合せたものも使用することができる。スラグとしては、製鋼スラグ、非鉄金属精錬で発生するスラグも使用でき、セメントとして、早強セメント、高炉セメント、アルミナセメントも使用できる。更に、竹炭の代りに備長炭、竹炭と備長炭を混合したものも使用でき、混練水として、電解アルカリ水、及び電解酸性水のいずれか、鉱泉水、電解アルカリ水、及び電解酸性水の２以上の組合せ、水道水と鉱泉水、電解アルカリ水、又は電解酸性水との組合せ、あるいは水道水のみも使用できる。
【００４３】
そして、遠赤外線放射部材を構成する単位放射板の製造を、混練物を成形型内に流し込んで成形する流し込み成形により行うこともできる。流し込み成形を行う場合、混練物の流動性を圧縮成形の場合に比べて大きくする必要があり、例えば、混練水の添加量を多くする。なお、単位放射板の大きさ（面積）は、人手で取扱い可能な範囲であれば特に制約はないが、単位放射板の一面側を加熱するのに使用する面状発熱手段の放熱面全体を単独で又は組み合わせて過不足なく覆うことができるような大きさにするのが、遠赤外線放射の効率から好ましい。
【００４４】
更に、洋室のフローリングの一部又は全部を遠赤外線放射床張り装置で置き換えることができる。この場合、平面視した遠赤外線放射床張り装置の形状は、置き換える部分の形状に合わせる。そして、面状発熱手段、遠赤外線放射部材の構成は、第１、第２の実施の形態における面状発熱手段、遠赤外線放射部材の構成と同一にでき、化粧部材は床暖房用のフローリングを使用する。
また、面状発熱手段、遠赤外線放射部材、及び化粧部材は、平面視して同一形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室中央部の２畳分を置き換えた場合の平面図である。
【図２】同遠赤外線放射床張り装置における遠赤外線放射部材の配置を示す平面図である。
【図３】図２のＰ-Ｐ矢視断面図である。
【図４】図３のａ部拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室の畳床の一部を置き換えた場合の説明図である。
【図６】図５のＱ-Ｑ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：遠赤外線放射床張り装置、１１：和室、１２：畳床、１３：台板、１４：面状発熱手段、１４ａ、１４ｂ：面状発熱部、１５：遠赤外線放射部材、１６：化粧部材、１７：芯材、１８：畳表、１９：第１の緩衝材、２０：主断熱板、２１：第２の緩衝材、２２：面状発熱体、２３：単位放射板、２４：板状ヒータ、２５：遠赤外線放射床張り装置、２６：遠赤外線放射部材、２７：枠体、２８：縦桟、２９：横桟、３０：空間部、３１：容器、３２：仕切り部材、３３、３４：開口部、３５：枠体、３６：根太
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房に使用する遠赤外線放射床張り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
床暖房は足元を効率的に暖房しながら部屋全体を暖める最適な暖房手段として、電熱線ヒータを熱源にする電気式システム、温水を熱源とする給湯式システムのものがそれぞれ提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-４２９７９号公報
【特許文献２】特開２００５-９７０１号公報
【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、特許文献１、２に記載された発明では、床材は容易に暖かくなるが、床材を暖めた熱が上方まで到達せず、例えば、床上５０〜１００ｃｍの高さまでは暖かくならないという問題がある。更に、電気式システムでは、電熱線ヒータの蓄熱性が小さいため、常に電熱線ヒータに電流を流しておかねばならず、経済性に劣るという問題がある。一方、給湯式システムでは、床材の下方に温水用配管を設置しなければならず、既設の部屋の床暖房化を図るには大幅な改造工事が発生するという問題が生じ、保守管理にも多くの費用を要するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、部屋全体を効率的に暖房でき、施工性及びメンテナンス性に優れた床暖房に使用する遠赤外線放射床張り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る遠赤外線放射床張り装置は、部屋の床材の一部又は全部と置き換えて該部屋内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置であって、
前記床材を固定する台板の上に配置される面状発熱手段と、
前記面状発熱手段の上に配置され、該面状発熱手段により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材と、
前記遠赤外線放射部材の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された前記床材の表面高さ位置に一致して、厚みが該床材より薄く遠赤外線が透過する化粧部材とを有している。
【０００７】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せからなる天然鉱石と、金属精錬時に発生するスラグと、廃ガラスとを有していることが好ましい。
【０００８】
天然鉱石を、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せとすることで、天然鉱石からの遠赤外線放射量を高位に安定化することができる。そして、天然鉱石、スラグ、及び廃ガラスを使用することで、遠赤外線放射部材のコストを低減することができると共に、遠赤外線放射部材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整できる。
【０００９】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の破砕物及び前記スラグの破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、該天然鉱石の粉砕物及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下の割合で混合された混合物にバインダーを加えて固めた板状体とすることができる。
ここで、スラグの破砕物及び天然鉱石の破砕物の割合は、スラグの破砕物に対して天然鉱石の破砕物が０．５以上１．５以下、天然鉱石の粉砕物及び廃ガラスの粉砕物の割合は、廃ガラスの粉砕物に対して天然鉱石の粉砕物が０．５以上２以下とすることが好ましい。
【００１０】
遠赤外線放射部材を板状体とすることで、広い面積から遠赤外線を一様に放射することができる。そして、骨材に対する細骨材の割合を調整することで、バインダーで固めて形成した板状体の密度を大きくすることができると共に寸法変化、変形を小さくできる。そして、板状体の寸法変化、変形が小さくなることで、板状体の製造歩留まりを向上させることができる。板状体の密度は大きくなることから、単位面積当りから放射される遠赤外線の放射強度を大きくできる。
【００１１】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記混合物に、８００℃以上の温度で焼成した竹炭及び備長炭のいずれか一方又は双方の粉砕物を、外掛けで５質量％以上１０質量％以下添加することが好ましい。
８００℃以上の温度で焼成して製造した竹炭、備長炭の遠赤外線放射率は大きいので、竹炭、備長炭の粉砕物を添加することで遠赤外線放射部材の遠赤外線放射効率を高めることができる。更に、竹炭、備長炭を添加することで、板状体の遠赤外線放射部材の熱伝導が向上し、遠赤外線放射部板を加熱した際に全体の温度を短時間で上げることができ、遠赤外線放射部板からの遠赤外線放射量を大きくできる。
【００１２】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の粉砕物、前記スラグの粉砕物、及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、該混合粉粒体は、前記化粧部材と同一の外形で該化粧部材を支持する枠体内を分割して形成した空間部にそれぞれ収納される容器内に充填されているのがよい。ここで、天然鉱石の粉砕物、スラグの粉砕物、及び廃ガラスの粉砕物の割合は、廃ガラスの粉砕物に対して天然鉱石の粉砕物が１以上４．５以下、スラグの粉砕物が０．３以上１．５以下とすることが好ましい。
【００１３】
遠赤外線放射部材を、天然鉱石の粉砕物、スラグの粉砕物、及び廃ガラスの粉砕物からなる混合粉粒体とすることで、遠赤外線放射部材を安価かつ容易に得ることができる。そして、混合粉粒体を枠体内に形成された各空間部に収納される容器内に充填することで、混合粉粒体を広範囲に安定して存在させることができる。
【００１４】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は和室であって、前記化粧部材は平面視して前記床材に使用している畳床と同一形状で、該化粧部材の表側は畳表で覆われ、該化粧部材の厚みは該畳床の０．１以上０．４以下であることが好ましい。
【００１５】
化粧部材を平面視して床材に使用している畳床と同一形状とすることで、遠赤外線放射床張り装置と畳床とは、平面視して同一形状となり、周囲の畳床との一体性が向上する。そして、化粧部材の厚みは畳床の０．１以上０．４以下であるので、遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線は化粧部材を通過しても大きく減衰せずに部屋内に放射されるため、部屋内を効率的に暖房できる。
【００１６】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、該遠赤外線放射床張り装置は、隣接する前記畳床１畳分の寸法と同一であることが好ましい。
これによって、和室を構成している畳床を部分的に遠赤外線放射床張り装置と入れ換えること、畳床全部を遠赤外線放射床張り装置と入れ換えることができ、部屋の使用状態に対応させて和室を最も効率的に床暖房することができる。
【００１７】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は洋室であって、前記化粧部材は床暖房用のフローリングであることが好ましい。
これによって、遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線を洋室内に放射させて、部屋内を効率的に暖房することができると共に、化粧部材の変質及び変形を防止して長期間に渡って安定して使用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る遠赤外線放射床張り装置においては、遠赤外線放射部材が面状発熱手段で加熱されて床暖房が行われると共に、面状発熱手段で加熱された遠赤外線放射部材から発生した遠赤外線が化粧部材を通過して部屋内に放射されるので、部屋全体を効率的に暖房することが可能になる。そして、遠赤外線放射床張り装置は、台板の上に配置される面状発熱手段、面状発熱手段の上に配置される遠赤外線放射部材、及び遠赤外線放射部材の上に配置される化粧部材が積層して構成されるので、施工性及びメンテナンス性に優れる。また、化粧部材の表面高さ位置は、周囲に配置された床材の表面高さ位置に一致しているので、部屋の床材の一部を遠赤外線放射床張り装置と置き換えても、部屋の使用性を維持できる。更に、遠赤外線放射部材の蓄熱性が大きいため、面状発熱手段の運転を停止しても床暖房と遠赤外線の発生がしばらくの間持続して、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室中央部の２畳分を置き換えた場合の平面図、図２は同遠赤外線放射床張り装置における遠赤外線放射部材の配置を示す平面図、図３は図２のＰ-Ｐ矢視断面図、図４は図３のａ部拡大図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室の畳床の一部を置き換えた場合の説明図、図６は図５のＱ-Ｑ矢視断面図である。
【００２０】
図１〜図４に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置１０は、部屋の一例である和室１１の床材である畳床１２の一部（本実施の形態では和室１１の中央部に配置された２畳分の畳床）と置き換えて和室１１内に遠赤外線を放射するものであって、畳床１２を固定する台板（座板）１３の上に配置される面状発熱手段１４と、面状発熱手段１４の上に配置され、面状発熱手段１４により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材１５と、遠赤外線放射部材１５の上に配置され、表面の高さ位置が周囲に配置された畳床１２の表面高さ位置に一致して、厚みが畳床１２より薄く遠赤外線が透過する化粧部材１６とを有している。以下詳細に説明する。
【００２１】
ここで、化粧部材１６は平面視して和室１１に使用している畳床１２と同一形状である。そして、化粧部材１６は芯材１７と、芯材１７の表側を覆う畳表１８とを有し、化粧部材１６の厚みは畳床１２の０．１以上０．４以下である。化粧部材１６の厚みを畳床１２より薄くすることで、遠赤外線放射部材１５から発生した遠赤外線が透過し易くなる。このため、畳表１８は畳床１２で使用する畳表と同一の素材で、芯材１７は畳床１２の芯材と同一の素材でそれそれ構成とすることができるが、畳表１８に、いぐさ表、和紙表、化学繊維を用いた化学表を使用し、芯材１７を床暖房専用芯材で構成すると、遠赤外線の減衰量を更に抑えて、遠赤外線の透過量を多くすることができる。
【００２２】
また、図２、図３に示すように、台板（座板）１３上には、例えば、中央部に設けられたの仕切り部材３２の両側に２列に形成された開口部３３、３４を備えた枠体３５が配置され、面状発熱手段１４と遠赤外線放射部材１５は、枠体３５内に配置されている。このため、面状発熱手段１４と遠赤外線放射部材１５の寸法は、枠体３５の開口部３３、３４の面積に基づいて決まる。なお、枠体３５内には、面状発熱手段１４に電力を供給する電力供給部（図示せず）が設けられ、枠体３５からは電力供給部に接続する図示しない電源ケーブルが設けられている。また、符号３６は、台板１３を支持する根太である。
【００２３】
遠赤外線放射部材１５は、遠赤外線を放射する天然鉱石の破砕物の一例である蛇紋石破砕物、及び金属精錬時に発生するスラグの破砕物の一例である高炉スラグ破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、天然鉱石の粉砕物の一例である蛇紋石粉砕物及び廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下、好ましくは２．５以下の割合で混合された混合物、竹炭の粉砕物、バインダーとしてのセメント（高炉セメント）、及び補強材からなる。ここで、セメントは、遠赤外線放射部材１５中に１５質量％以上２０質量％以下含有されるように加える。また、補強材は、長さが５〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍで、例えば、耐アルカリ性のガラス短繊維、カーボン短繊維、アラミド短繊維、及びポリプロピレン短繊維のいずれか１又は２以上の組み合わせからなり、混合物、竹炭の粉砕物、及びセメントからなる粉粒体に対して、１〜３質量％加える。そして、遠赤外線放射部材１５は、粉粒体と補強材からなる配合物に混練水を加えて調製した混練物を、例えば、縦寸法が２００〜４００ｍｍ、横寸法が２００〜４００ｍｍ、厚みが１０〜１５ｍｍとなるように形成（例えば、油圧プレスを用いて、１８０〜２２０ｋｇ／ｃｍ２の成形圧力でプレス成形）した単位放射板２３を各開口部３３、３４内に並べて形成した板状体である。なお、高炉セメントの代わりに、普通ポルトランドセメントを使用することもできる。
【００２４】
なお、短繊維を使用しないで、粉粒体に混練水を加えて調製した混練物を、面状の補強材の一例である金網又はパンチングメタルが内部に配置されるように、単位放射板を形成してもよい。ここで、金網の網目間隔、パンチングメタルの開口部の最大寸法は、例えば、１０〜１５ｍｍであり、圧縮成形時に成形型内で混練物が移動する際に、粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材は金網（パンチングメタル）を通過できるようになっている。これにより、成形型内での骨材の移動が妨げられず、中央部に金網（パンチングメタル）が配設され、骨材、細骨材、竹炭の粉砕物、及びセメントが均一に分散した状態の単位放射板が得られる。そして、粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材を、骨材に対して０．８以上３以下好ましくは２．５以下配合することで、セメント、細骨材、及び竹炭の粉砕物からなる結合相の収縮量を小さくでき、養生後に得られる乾燥状態の単位放射板において、骨材の周囲が結合相で確実に取り囲まれた状態の組織を形成することができる。その結果、単位放射板に安定した強度を発現させることができる。
【００２５】
混練水には、鉱泉水を使用し、その使用量は、骨材と細骨材の混合物、竹炭の粉砕物、及びセメントの総重量に対して外掛けで１２〜１６質量％である。混練水量が１２質量％未満では、均質な混練物が得られ難く成形型内での混練物の滑りが不十分となり、遠赤外線放射部材１５（即ち、単位放射板２３）の密度が低くなり、単位面積当たりの遠赤外線放射量が低下する。一方、混練水量が１６質量％を超えると、成形直後の単位放射板２３に含まれる水分量が多いため、養生、乾燥後の単位放射板２３の密度は低くなり、単位面積当たりの遠赤外線放射量が低下する。このため、混練水量は、外掛けで１２〜１６質量％とした。
【００２６】
ここで、鉱泉水には、例えば、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、塩素イオン、硫酸イオン、ヒドロ炭素イオン等の各種イオンが含まれており、混練物を調製する際に、上記の各種イオンの作用と考えられるが、混練物の均一性が向上する傾向を示す。このため、単位放射板２３の組織が均一となり、単位放射板２３表面の単位面積当たりからの遠赤外線放射率が向上する。また、混練水には、檜オイルを混練水に対して外掛けで０．０５体積％以上０．４体積％以下添加している。檜オイルを加えることで、混練物に可塑性を付与することができ、成形型内での混練物の滑りが促進されると共に、単位放射板２３を成形した際の表面状態が滑らかになる。
【００２７】
ここで、骨材は、蛇紋石破砕物と高炉スラグ破砕物の割合が、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物が０．５以上で１．５以下、好ましくは１．２以下である。また、細骨材は、蛇紋石粉砕物と廃ガラスの粉砕物の割合が、廃ガラス粉砕物に対して蛇紋石粉砕物が０．５以上２以下である。
【００２８】
蛇紋石は、非常に高い遠赤外線の放射率を有するが、産地により成分が変動し、遠赤外線放射率も変動するという問題がある。一方、高炉スラグは、遠赤外線の放射率が高い金属酸化物、例えば、シリカ（二酸化珪素）、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムを含み、これらの成分含有率の変動は、蛇紋石の産地による成分変動と比較して安定している。このため、蛇紋石破砕物と高炉スラグ破砕物を組み合わせると、蛇紋石破砕物からの遠赤外線放射率が変動しても、骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することができる。ここで、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物の使用が０．５未満では、骨材からの遠赤外線放射率が低くなって好ましくない。また、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物の使用が１．５を超えると、骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することが困難となる。このため、高炉スラグ破砕物に対して蛇紋石破砕物が０．５以上で１．５以下、好ましくは１．２以下とした。
【００２９】
廃ガラスは、シリカが主体で、更に、色ガラスに由来し、遠赤外線の放射率が高い金属酸化物、例えば、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化クロム等を含む。このため、廃ガラスの粉砕物は、高い遠赤外線の放射率を有し、蛇紋石粉砕物と廃ガラス粉砕物を組み合わせることで、蛇紋石粉砕物のみの場合に比べて遠赤外線放射材のコストを下げることができる。ここで、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化クロム等の遠赤外線の放射率が高い金属酸化物が含有される割合は、廃ガラス中の含まれる色ガラスの種類とその割合で決まるため、廃ガラスの粉砕物の遠赤外線放射率の変動幅は、蛇紋石粉砕物の遠赤外線放射率の変動幅よりも大きい。このため、細骨材からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整する場合、蛇紋石粉砕物と廃ガラス粉砕物の割合は、廃ガラス粉砕物に対して蛇紋石粉砕物を０．５以上２以下とした。
【００３０】
更に、単位放射板２３は、８００℃以上の温度で焼成した竹炭の粉砕物（例えば、粒度が３ｍｍ以下）を含有している。８００℃以上の温度で焼成した竹炭の遠赤外線放射率は大きいので、竹炭の粉砕物を添加することで遠赤外線放射材の遠赤外線放射効率を更に高めることができる。また、一般に炭（炭素材）の熱伝導率は大きいので、竹炭の粉砕物を単位放射板２３に含有させることで、単位放射板２３の熱伝導を向上させることができる。このため、図２〜図４に示すように、遠赤外線放射部材１５（単位放射板２３）の裏面側を面状発熱手段１４で加熱して遠赤外線放射部材１５の温度を上昇させ、遠赤外線放射部材１５の表面側から遠赤外線を放射する場合、遠赤外線放射部材１５の表面側の温度が短時間で上昇して、遠赤外線放射部材１５からの遠赤外線放射量を大きくすることができる。
【００３１】
ここで、単位放射板２３の熱伝導の向上が顕著となるには、骨材と細骨材の混合物に対して外掛けで５質量％以上の竹炭の粉砕物を添加する必要である。一方、竹炭の粉砕物の添加量が多くなると、結合相中のセメント部分の連結が竹炭の粉砕物により分断させるため、単位放射板２３の強度は徐々に低下し、骨材と細骨材の混合物に対して外掛けで１０質量％を超えて竹炭の粉砕物を添加すると、単位放射板２３の強度は大きく低下する。このため、骨材と細骨材の混合物に添加する竹炭の量を、外掛けで５質量％以上、好ましくは６質量％以上、１０質量％以下とした。
【００３２】
図２〜図４に示すように、面状発熱手段１４は開口部３３、３４にそれぞれ配置される面状発熱部１４ａ、１４ｂからなり、各面状発熱部１４ａ、１４ｂは、台板１３上に配置され可撓性を備えたシート材（例えば、ポリエチレンフィルムの積層材）の一側表面に、例えば、アルミニウム蒸着層が形成された第１の緩衝材１９と、第１の緩衝材１９の上に配置される主断熱板２０（例えば、ポリスチレンフォーム）と、主断熱板２０の上に配置され第１の緩衝材１９と同一の構成を有する第２の緩衝材２１と、第２の緩衝材２１上に配置される面状発熱体２２とを有している。ここで、面状発熱体２２は、加熱部に、例えば、ＰＴＣヒーターを使用し、縦寸法が８００〜２０００ｍｍ、横寸法３００〜１０００ｍｍ、厚みが２〜１２ｍｍである。
【００３３】
なお、第１の緩衝材１９は、赤外線反射層を主断熱板２０側に向けて配置し、第２の緩衝材２１は、赤外線反射層を面状発熱体２２側に向けて配置している。第１の緩衝材１９を配置することで、主断熱板２０が台板１３に当接して角部が欠けるのを防止することができると共に、主断熱板２０から台板１３に流出する熱の流れを阻止することができる。また、第２の緩衝材２１を配置することで、面状発熱体２２が主断熱板２０に当接して当接面側に損傷が発生するのを防止することができると共に、面状発熱体２２から主断熱板２０に流出する熱の流れを阻止することができる。
【００３４】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置１０の作用について説明する。
図１に示すように、遠赤外線放射床張り装置１０は、和室１１に使用されている畳床１２と平面視して同一形状である。このため、和室１１を構成している畳床１２を部分的に遠赤外線放射床張り装置１０と入れ換えることができ、部屋の使用状態に対応させて必要な場所を効率的に床暖房することができる。そして、遠赤外線放射床張り装置１０の上部側を構成している化粧部材１６の表面高さ位置は、周囲に配置された畳床１２の表面高さ位置に一致しているので、和室１１の畳床１２の一部を遠赤外線放射床張り装置１０と置き換えても、部屋の使用性に支障は生じない。また、遠赤外線放射床張り装置１０が、台板１３の上に配置される面状発熱手段１４、面状発熱手段１４の上に配置される遠赤外線放射部材１５、及び遠赤外線放射部材１５の上に配置される化粧部材１６の各パーツを積層させて構成しているので、遠赤外線放射床張り装置１０の施工性が優れる。更に、遠赤外線放射床張り装置１０の運転において問題が生じた場合、問題が生じたパーツを交換するだけで遠赤外線放射床張り装置１０の運転を再開することができ、メンテナンス性に優れる。
【００３５】
面状発熱手段１４で遠赤外線放射部材１５を構成している単位放射板２３の裏面（面状発熱手段１４側の面）が加熱されると、単位放射板２３の裏面側から表面（化粧部材１６側の面）に向けて熱が移動し、単位放射板２３全体の温度が徐々に上昇する。ここで、単位放射板２３中には、熱伝導率の高い竹炭の粉砕物が分散しているので、単位放射板２３の熱伝導率が大きくなって、単位放射板２３全体の温度が短時間で上昇し、従って、単位放射板２３で構成された遠赤外線放射部材１５の温度も短時間で上昇する。その結果、遠赤外線放射部材１５に当接している化粧部材１６が加熱され、床暖房を行うことができる。
【００３６】
ここで、遠赤外線放射部材１５を形成している単位放射板２３は、遠赤外線の放射率が高い蛇紋石破砕物、高炉スラグ破砕物、蛇紋石粉砕物、廃ガラス粉砕物、竹炭、及びセメントから構成されているので、単位放射板２３の温度が上昇することで蛇紋石破砕物、高炉スラグ破砕物、蛇紋石粉砕物、廃ガラス粉砕物、竹炭から遠赤外線がそれぞれ発生する。更に、結合相の一部を形成しているセメントには酸化アルミニウムが含まれているため、セメントが加熱されると、セメントからも遠赤外線が発生する。このため、遠赤外線放射部材１５から遠赤外線が一様に放射される。そして、化粧部材１６の厚みは畳床１２の０．１以上０．４以下であるので、遠赤外線放射部材１５から発生した遠赤外線は化粧部材１６を通過しても大きく減衰せず、多量の遠赤外線が和室１１内に放射される。このため、和室１１内を、太陽光が差し込んだ場合と同じように暖めることができる。なお、面状発熱手段１４を停止しても、遠赤外線放射部材１５の温度は徐々にしか低下しないので、遠赤外線放射部材１５からはしばらくの間遠赤外線が発生し、和室１１内を暖めることができる。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置２５について説明する。ここで、遠赤外線放射床張り装置２５は、図５、図６に示すように、和室１１の畳床１２の一部（本実施の形態では和室の中央部に配置された２枚の畳床）と置き換えて、和室１１内に遠赤外線を放射するものである。遠赤外線放射床張り装置１０と比較して、遠赤外線放射床張り装置２５の遠赤外線放射部材２６は、遠赤外線を放射する天然鉱石、金属精錬時に発生するスラグ、及び廃ガラスのそれぞれの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、この混合粉粒体は、化粧部材１６と平面視して同一外形で化粧部材１６を支持する、例えば、木製の枠体２７内を木製の縦桟２８及び横桟２９で分割して形成した空間部３０にそれぞれ収納される容器３１内に充填されていることが特徴となっている。このため、遠赤外線放射部材２６に関してのみ説明し、遠赤外線放射床張り装置１０と同一の構成部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３８】
天然鉱石には、例えば蛇紋石、金属精錬時に発生するスラグとして例えば高炉スラグが使用できる。ここで、廃ガラスの粉砕物に対して蛇紋石の粉砕物は１以上４．５以下、高炉スラグの粉砕物は０．３以上１．５以下とする。これによって、蛇紋石の成分が産地によって変動しても、廃ガラス中の含まれる色ガラスの種類とその割合が変動しても、遠赤外線放射部材２６からの遠赤外線放射率を一定範囲に調整することができる。また、遠赤外線放射部材２６を充填する容器３１として、例えば、布製の袋が利用できる。そして、蛇紋石、高炉スラグ、及び廃ガラスの各粉砕物の粒度を２ｍｍ以下とすることで、遠赤外線放射部材２６が充填された容器３１を空間部３０内に入れて空間部３０の内側形状に合わせて変形させることができる。これによって、混合粉粒体の状態の遠赤外線放射部材２６を、空間３０内全体に広がった状態で安定して存在させることができ、遠赤外線を広い範囲から発生させることができる。
【００３９】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置２５の作用について説明する。
図５、図６に示すように、遠赤外線放射床張り装置２５は、和室１１に使用されている畳床１２と平面視して同一形状なので、畳床１２を部分的に遠赤外線放射床張り装置２５と入れ換えることができ、和室１１内の必要な場所を効率的に床暖房することができる。そして、遠赤外線放射床張り装置２５の化粧部材１６の表面高さ位置は、畳床１２の表面高さ位置に一致しているので、和室１１の使用性に支障は生じない。また、遠赤外線放射床張り装置２５が、台板１３の上に配置される面状発熱手段１４、面状発熱手段１４の上に配置された枠体２７内に形成された空間部３０内に収納される容器３２に充填された遠赤外線放射部材２６、及び遠赤外線放射部材２６の上に配置される化粧部材１６から構成されているので、遠赤外線放射床張り装置２５の施工性が優れ、更に、遠赤外線放射床張り装置２５に問題が生じた場合、問題が生じたパーツを交換するだけで遠赤外線放射床張り装置２５の運転を再開することができ、メンテナンス性に優れる。なお、図５、図６において、面状発熱体２２は、縦横に並べて配置された複数の板状ヒータ２４から構成されているが、一体の面状発熱体を使用してもよい。
【００４０】
面状発熱手段１４で容器３１内の遠赤外線放射部材２６が加熱されると、遠赤外線放射部材２６全体の温度が上昇し、遠赤外線放射部材２６に当接している化粧部材１６が加熱され、床暖房を行うことができる。一方、遠赤外線放射部材２６を構成している蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物から遠赤外線がそれぞれ発生し、化粧部材１６を通過して和室１１内に放射される。このため、和室１１内を、太陽光が差し込んだ場合と同じように暖めることができる。なお、面状発熱手段１４を停止しても、遠赤外線放射部材２６を構成している蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物の温度は徐々にしか低下しないので、蛇紋石、高炉スラグ、廃ガラスの各粉砕物からはしばらくの間遠赤外線が発生し、和室１１内を暖めることができる。
【００４１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、第１、第２の実施の形態では、和室の畳床の一部を遠赤外線放射床張り装置で置き換えたが、すべての畳床を遠赤外線放射床張り装置で置き換えることもできる。そして、面状発熱手段に、第１、２の緩衝材を設けたが、いずれか一方のみ設けるようにすることも、双方とも設けないようにすることもできる。
【００４２】
また、天然鉱石として麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれかを使用することができ、更に、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石の２以上を組合せたものも使用することができる。スラグとしては、製鋼スラグ、非鉄金属精錬で発生するスラグも使用でき、セメントとして、早強セメント、高炉セメント、アルミナセメントも使用できる。更に、竹炭の代りに備長炭、竹炭と備長炭を混合したものも使用でき、混練水として、電解アルカリ水、及び電解酸性水のいずれか、鉱泉水、電解アルカリ水、及び電解酸性水の２以上の組合せ、水道水と鉱泉水、電解アルカリ水、又は電解酸性水との組合せ、あるいは水道水のみも使用できる。
【００４３】
そして、遠赤外線放射部材を構成する単位放射板の製造を、混練物を成形型内に流し込んで成形する流し込み成形により行うこともできる。流し込み成形を行う場合、混練物の流動性を圧縮成形の場合に比べて大きくする必要があり、例えば、混練水の添加量を多くする。なお、単位放射板の大きさ（面積）は、人手で取扱い可能な範囲であれば特に制約はないが、単位放射板の一面側を加熱するのに使用する面状発熱手段の放熱面全体を単独で又は組み合わせて過不足なく覆うことができるような大きさにするのが、遠赤外線放射の効率から好ましい。
【００４４】
更に、洋室のフローリングの一部又は全部を遠赤外線放射床張り装置で置き換えることができる。この場合、平面視した遠赤外線放射床張り装置の形状は、置き換える部分の形状に合わせる。そして、面状発熱手段、遠赤外線放射部材の構成は、第１、第２の実施の形態における面状発熱手段、遠赤外線放射部材の構成と同一にでき、化粧部材は床暖房用のフローリングを使用する。
また、面状発熱手段、遠赤外線放射部材、及び化粧部材は、平面視して同一形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室中央部の２畳分を置き換えた場合の平面図である。
【図２】同遠赤外線放射床張り装置における遠赤外線放射部材の配置を示す平面図である。
【図３】図２のＰ-Ｐ矢視断面図である。
【図４】図３のａ部拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る遠赤外線放射床張り装置で和室の畳床の一部を置き換えた場合の説明図である。
【図６】図５のＱ-Ｑ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：遠赤外線放射床張り装置、１１：和室、１２：畳床、１３：台板、１４：面状発熱手段、１４ａ、１４ｂ：面状発熱部、１５：遠赤外線放射部材、１６：化粧部材、１７：芯材、１８：畳表、１９：第１の緩衝材、２０：主断熱板、２１：第２の緩衝材、２２：面状発熱体、２３：単位放射板、２４：板状ヒータ、２５：遠赤外線放射床張り装置、２６：遠赤外線放射部材、２７：枠体、２８：縦桟、２９：横桟、３０：空間部、３１：容器、３２：仕切り部材、３３、３４：開口部、３５：枠体、３６：根太
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋の床材の一部又は全部と置き換えて該部屋内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置であって、
前記床材を固定する台板の上に配置される面状発熱手段と、
前記面状発熱手段の上に配置され、該面状発熱手段により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材と、
前記遠赤外線放射部材の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された前記床材の表面高さ位置に一致して、厚みが該床材より薄く遠赤外線が透過する化粧部材とを有することを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項２】
請求項１記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せからなる天然鉱石と、金属精錬時に発生するスラグと、廃ガラスとを有していることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項３】
請求項２記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の破砕物及び前記スラグの破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、該天然鉱石の粉砕物及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下の割合で混合された混合物にバインダーを加えて固めた板状体であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項４】
請求項３記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記混合物に、８００℃以上の温度で焼成した竹炭及び備長炭のいずれか一方又は双方の粉砕物を、外掛けで５質量％以上１０質量％以下添加することを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項５】
請求項２記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の粉砕物、前記スラグの粉砕物、及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、該混合粉粒体は、前記化粧部材と同一の外形で該化粧部材を支持する枠体内を分割して形成した空間部にそれぞれ収納される容器内に充填されていることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は和室であって、前記化粧部材は平面視して前記床材に使用している畳床と同一形状で、該化粧部材の表側は畳表で覆われ、該化粧部材の厚みは該畳床の０．１以上０．４以下であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項７】
請求項６記載の遠赤外線放射床張り装置において、該遠赤外線放射床張り装置は、隣接する前記畳床１畳分の寸法と同一であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は洋室であって、前記化粧部材は床暖房用のフローリングであることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項１】
部屋の床材の一部又は全部と置き換えて該部屋内に遠赤外線を放射する遠赤外線放射床張り装置であって、
前記床材を固定する台板の上に配置される面状発熱手段と、
前記面状発熱手段の上に配置され、該面状発熱手段により加熱されて遠赤外線を放射する遠赤外線放射部材と、
前記遠赤外線放射部材の上に配置され、表面の高さ位置が周囲又は側方に配置された前記床材の表面高さ位置に一致して、厚みが該床材より薄く遠赤外線が透過する化粧部材とを有することを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項２】
請求項１記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、蛇紋石、麦飯石、ブラックシリカ、トルマリン、安山岩、溶岩石、及び祖母聖光石のいずれか１又は２以上の組合せからなる天然鉱石と、金属精錬時に発生するスラグと、廃ガラスとを有していることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項３】
請求項２記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の破砕物及び前記スラグの破砕物からなる粒度が１ｍｍ以上６ｍｍ以下の骨材に対して、該天然鉱石の粉砕物及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の細骨材が０．８以上３以下の割合で混合された混合物にバインダーを加えて固めた板状体であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項４】
請求項３記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記混合物に、８００℃以上の温度で焼成した竹炭及び備長炭のいずれか一方又は双方の粉砕物を、外掛けで５質量％以上１０質量％以下添加することを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項５】
請求項２記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記遠赤外線放射部材は、前記天然鉱石の粉砕物、前記スラグの粉砕物、及び前記廃ガラスの粉砕物からなる粒度が２ｍｍ以下の混合粉粒体であり、該混合粉粒体は、前記化粧部材と同一の外形で該化粧部材を支持する枠体内を分割して形成した空間部にそれぞれ収納される容器内に充填されていることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は和室であって、前記化粧部材は平面視して前記床材に使用している畳床と同一形状で、該化粧部材の表側は畳表で覆われ、該化粧部材の厚みは該畳床の０．１以上０．４以下であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項７】
請求項６記載の遠赤外線放射床張り装置において、該遠赤外線放射床張り装置は、隣接する前記畳床１畳分の寸法と同一であることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠赤外線放射床張り装置において、前記部屋は洋室であって、前記化粧部材は床暖房用のフローリングであることを特徴とする遠赤外線放射床張り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１８６０２５（Ｐ２００９−１８６０２５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３１００（Ｐ２００８−２３１００）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（５０７４０９１５１）有限会社ウッドメック (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（５０７４０９１５１）有限会社ウッドメック (3)
【Ｆターム（参考）】
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