(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床板の下部に温められた空気を送出してなる床暖房システムであって、上記床板の下面に熱伝導板を設けるとともに、この熱伝導板よりも下方に所定距離を有しつつ断熱パネルを設け、上記熱伝導板及び断熱パネルの間に隔壁を設けて複数の区画に仕切られてなる空気衝突空間を構成し、この空気衝突空間ごとに空気を送出する往路管を設けるとともに、該空気衝突空間内の空気を吸引する復路管を設け、上記往路管から分岐しつつ先端が閉塞されてなる空気噴出パイプを上記空気衝突空間のそれぞれに内挿し、上記空気衝突空間内で上向きに開口する空気噴出孔を上記空気噴出パイプに穿設し、上記復路管から分岐しつつ先端が閉塞されてなる空気吸引パイプを上記空気衝突空間のそれぞれに内挿し、上記空気衝突空間内で開口する空気吸引孔を上記空気吸引パイプに穿設してなることを特徴とする床暖房システム。
【請求項２】
前記断熱パネルは、空気噴出パイプ及び空気吸引パイプを埋設できる凹部が構成されている断熱パネルである請求項１に記載の床暖房システム。
【請求項３】
前記隔壁は、前記断熱パネルにより構成してなる隔壁である請求項１又は２に記載の床暖房システム。
【請求項４】
床板の下部に温められた空気を送出してなる床暖房システムであって、床板下部に配置される根太の間に凹部を有する断熱パネルを設置するとともに、６面が熱伝導板で構成してなる空気循環ユニットを上記断熱パネルの凹部に収納し、複数の空気循環ユニットが収納された上面に床板を設置し、上記空気循環ユニット内部に空気を送出する往路管を設けるとともに、該空気循環ユニット内の空気を吸引する復路管を設け、上記往路管の一部で構成される空気噴出パイプを上記空気循環ユニットのそれぞれの内部に設け、上記空気循環ユニット内で開口する空気噴出孔を上記空気噴出パイプに穿設し、上記復路管の一部で構成される空気吸引パイプを上記空気循環ユニットのそれぞれの内部に設け、上記空気循環ユニット内で開口する空気吸引孔を上記空気吸引パイプに穿設してなることを特徴とする床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床暖房システムに関し、特に、床板の下部において送出される温められた空気によって、床板を間接的に温める床暖房システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の床暖房においては、フローリングの下に中空管を蛇行させて配設し、この中空管内に温水を循環させる構成として床面を温め、室内を暖房するもの、温水に替えて中空管内にヒーターケーブルを内挿したものにより床面を温め、室内を暖房するもの等が知られている。これらのシステムは消費エネルギーの節約という観点からは効果のあるものではあるが、施工、メンテナンス等のコストが高いものとなっていた。そこで、本出願人は、特願平１１−３４８８７７号に記載するように、室内冷暖房システムに使用する空気循環パネルを提案している。この空気循環パネルを使用した冷暖房システムは送出ポンプを使用し、床面や壁面に使用されるパネル内部に温風又は冷風を送り込んで循環させるシステムであり、従来の冷暖房システムと比較すると、施工及びメンテナンスコストを削減できるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空気は熱伝導率が低いことから床面を温めるのに時間がかかり、室内を一定温度に保ちつつ、消費エネルギーを節約するという観点から検討した場合には、さらに改良の余地を残すものであった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、空気が保有する熱をできるだけ短時間で床面に伝達させて、室内を一定温度に保つとともに消費エネルギーを節約することができる床暖房システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、床板の下部に温められた空気を送出してなる床暖房システムであって、上記床板の下面に熱伝導板を設けるとともに、この熱伝導板よりも下方に所定距離を有しつつ断熱パネルを設け、上記熱伝導板及び断熱パネルの間に隔壁を設けて複数の区画に仕切られてなる空気衝突空間を構成し、この空気衝突空間ごとに空気を送出する往路管を設けるとともに、該空気衝突空間内の空気を吸引する復路管を設け、上記往路管から分岐しつつ先端が閉塞されてなる空気噴出パイプを上記空気衝突空間のそれぞれに内挿し、上記空気衝突空間内で上向きに開口する空気噴出孔を上記空気噴出パイプに穿設し、上記復路管から分岐しつつ先端が閉塞されてなる空気吸引パイプを上記空気衝突空間のそれぞれに内挿し、上記空気衝突空間内で開口する空気吸引孔を上記空気吸引パイプに穿設してなることを特徴とする床暖房システムを要旨としている。
【０００７】
上記床暖房システムにおいて、断熱パネルには、空気噴出パイプ及び空気吸引パイプを埋設できる凹部を構成してなることができ、隔壁は、断熱パネルで構成することができる。
【０００８】
また、本発明は、床板の下部に温められた空気を送出してなる床暖房システムであって、床板下部に配置される根太の間に凹部を有する断熱パネルを設置するとともに、６面が熱伝導板で構成してなる空気循環ユニットを上記断熱パネルの凹部に収納し、複数の空気循環ユニットが収納された上面に床板を設置し、上記空気循環ユニット内部に空気を送出する往路管を設けるとともに、該空気循環ユニット内の空気を吸引する復路管を設け、上記往路管の一部で構成される空気噴出パイプを上記空気循環ユニットのそれぞれの内部に設け、上記空気循環ユニット内で開口する空気噴出孔を上記空気噴出パイプに穿設し、上記復路管の一部で構成される空気吸引パイプを上記空気循環ユニットのそれぞれの内部に設け、上記空気循環ユニット内で開口する空気吸引孔を上記空気吸引パイプに穿設してなることを特徴とする床暖房システムを要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の床暖房システムを使用した状態の全体を示す図である。この図に示すように、床板４の下部には熱伝導板３ｆが設けられ、この熱伝導板３ｆのさらに下方に断熱パネル３ｅが設けられており、上記熱伝導板３ｆと断熱パネル３ｅとの間には所定の距離を有する構成となっている。また、上記両者間には隔壁３ａ（図３）が設けられ、複数に仕切られてなる空気衝突空間５が構成されている。この空気衝突空間５には、空気噴出パイプ２ａと、空気吸引パイプ２ｂとが内挿されており、空気噴出パイプ２ａは、空気が送出される往路管２ｆから分岐され、一方の空気吸引パイプ２ｂは、空気を吸引する復路管２ｇから分岐するものである。
【００１０】
ここで、上記往路管２ｆ及び復路管２ｇは、送出ポンプＰ１又は吸引ポンプＰ２を介して、ボイラー１に接続されているのである。従って、このボイラー１で所定の温度に温められた空気は送出ポンプＰ１から空気循環パイプである往路管２ｆを経由して空気循環パネル３内の空気噴出パイプ２ａへと送られるのである。そして、空気循環パネル３内では、上部に設置された熱伝導板３ｆへ空気の有する熱の一部が伝達された後、この空気は吸引ポンプＰ２の吸引力によって空気吸引パイプ２ｂから空気循環パイプである復路管２ｇ内に吸引されてボイラー１へと戻され、ボイラー１内で所定の温度に温められて再び空気循環パネル３内に供給されるのである。従って、上記のように温められた空気が循環するサイクルを持続させることによって、空気循環パネル３の熱伝導板３ｆの上部に設置される床板を間接的に所定の温度となるように温めて室内の暖房を行うことができるのである。
【００１１】
なお、上記の説明における空気循環パネル３とは、断熱パネル３ｅと熱伝導板３ｆとの間において、往路管２ｆの一部で構成される空気噴出パイプ２ａと、復路管２ｇの一部で構成される空気吸引パイプ２ｂとが、それぞれ内挿されてなるものであって、床板４の下部に設置される全体を示すものである。
【００１２】
図２は、上記隔壁３ａにより仕切られてなる空気衝突空間５の一区画分について、空気循環パネル３を拡大した図である。この図に示すように、空気循環パイプである往路管２ｆの側部から空気循環パネル３内へと往路管２ｆの一部である空気噴出パイプ２ａが分岐しており、この空気噴出パイプ２ａの上部には所定の間隔をあけて空気噴出孔２ｃ，２ｃ・・が穿設されている。又、空気噴出パイプ２ａの一端２ｄは閉塞されている。そして、空気噴出パイプ２ａに対して平行に復路管２ｇの一部である空気吸引パイプ２ｂが配設されており、この空気吸引パイプ２ｂの一端２ｄは閉塞され、他端は空気循環パイプである復路管２ｇの側部に連結しているのである。この空気吸引パイプ２ｂの上部には所定の間隔をあけて空気吸引孔２ｅ，２ｅ・・が、上述の空気噴出パイプ２ａの空気噴出孔２ｃとは横方向で一致しない位置に穿設されている。尚、空気循環パネル３の側面は隔壁３ａ，３ａ，３ｂ，３ｃにより他の区画との間が仕切られており、空気噴出パイプ２ａから噴出する空気が他の区画には漏れることがないようになっている。
【００１３】
図３は図１のＡ−Ａ断面図である。この図に示すように、空気噴出パイプ２ａと空気吸引パイプ２ｂとは断熱パネル３ｅの凹部３ｄに収容されている。又、各区画の側面は隔壁３ａによって仕切られていて、隔壁３ａの上部には熱伝導板３ｆが設置されている。そして、この熱伝導板３ｆの上面に床板４が設置されるのである。この隔壁３ａは複数の空気衝突空間に仕切る目的のほかに、上記のように熱伝導板３ｆの設置状態を維持するために所定の高さに設けられており、従って、この隔壁３ａの上部に設置される熱伝導板３ｆは、断熱パネル３ｅとの間で、所定の距離を有する構成となっている。この距離は、後述のとおり、数ミリから数センチの範囲内に設定されている。
【００１４】
また、図３において明確に示されているように、空気噴出パイプ２ａには、上部に穿設されてなる空気噴出孔２ｃを備えているため、この空気噴出孔２ｃから供給される空気は上向きに噴出することとなり、即ち、噴出される空気は、まず熱伝導板３ｆの下面に衝突することとなるのである。その後、方向を変更しつつ隔壁３ａ又は断熱パネル３ｅの表面にも衝突しつつ、再び熱伝導板３ｆの下面に衝突することとなるのである。
【００１５】
一方、空気吸引パイプ２ｂに穿設される空気吸引孔２ｅは、当該空気吸引パイプの上部に設けられているものの、上述のように、空気噴出孔２ｃから離れた位置（例えば、図２に示すように、２個の空気噴出孔２ｃ，２ｃの中間あたり）に設けられるため、噴出した空気が移動できない状態となったものを順次吸引するものである。従って、温められた空気の熱を十分に熱伝導板３ｆに伝達した後、空気循環パネル３から外方に排出されることとなるのである。
【００１６】
次に、図１乃至図３を用いて空気循環パネル内の空気の流れを説明する。先ず、ボイラー１で温められた空気は送出ポンプＰ１の排出力により空気循環パイプである往路管２ｆを矢印の方向に進行し、その一部は分岐する空気噴出パイプ２ａへと流れるのである。そして、空気噴出パイプ２ａの一端２ｄに到達すると空気の抜け道は空気噴出孔２ｃ以外にはなくなるのである。一方、送出ポンプＰ１は所定の圧力に到達するまで空気の送出を続けるため、空気噴出パイプ２ａ内の空気の圧力は高まるのである。そして、空気噴出孔２ｃからは勢いよく空気が噴出し、断熱パネル３ｅと、隔壁３ａ，３ａ，３ｂ，３ｃと、熱伝導板３ｆとで形成される空気衝突空間５内を図３の矢印で示すように隔壁３ａや熱伝導板３ｆ等に衝突しつつ空間内を移動するのである。
【００１７】
ここで、断熱パネル３ｅの上面と熱伝導板３ｆとの間の距離Ａは数ミリから数センチの幅に設定されており、この幅Ａは、空気噴出孔２ｃから噴出す空気が所定の割合で熱伝導板３ｆに衝突するように設定されているのである。このように、ボイラー１で温められた空気を熱伝導板３ｆに複数回衝突させることにより、空気の有する熱の熱伝導板３ｆに伝わる熱量は飛躍的に高まるのである。一般に静止している空気と比較して、運動している空気の熱伝達量は数倍から数十倍になることが知られており、本発明は、この点に着目して空気循環パネル３の構成を工夫しているのである。
【００１８】
さらに、この空気衝突空間５内での空気の衝突を促進させるために、空気吸引パイプ２ｂの空気吸引孔２ｅから吸引ポンプＰ２の吸引力によって、空気衝突空間５内の空気を吸引し、さらに空気吸引パイプ２ｂから空気循環パイプである復路管２ｇへ流れ、図１で示したようにボイラー１へと戻されて温められ、送出ポンプＰ１により再び空気循環パイプである往路管２ｆへと送られて、この循環サイクルが繰り返されるのである。
【００１９】
図４は本発明に使用される空気循環パネルの第２の実施形態を示す図である。図４（ａ）に示すように、空気循環パネルにおいて1区画内で往路管の一部である空気噴出パイプ６ａを一側端に、復路管の一部である空気吸引パイプ７ａを他側端に各々配設し、この双方のパイプ６ａ，７ａが向い合う側の側面に空気噴出パイプ６ａには噴出孔６ｂが空気吸引パイプ７ａには吸引孔７ｂが各々設けられている。そして、熱伝導板３ｆと断熱パネル３ｅとの間に形成される空気衝突空間５には迂回壁８ａ，８ｂが所定の間隔をあけて熱伝導板３ｆ及び断熱パネル３ｅに設置されている。図４（ｂ）は空気循環パネルの第２の実施形態の一区画を示す図である。この図に示すように断熱パネル３ｅは空気噴出パイプ６ａ及び空気吸引パイプ７ａを配設できる凹部と、熱伝導板３ｆとの間で空気衝突空間５を形成する平面とを有するものである。そして、熱伝導板３ｆは、空気噴出パイプ６ａの上面、空気吸引パイプ７ａの上面及び断熱パネル３ｅの両端上面に当接して設置されるのである。
【００２０】
図５は本発明に使用される空気循環パネルの第３の実施形態を示す図である。図５（ａ）は一つの空気循環ユニット１６を示しており、この図に示すように、空気循環ユニット１６は、復路管の一部である空気吸引パイプ９を一側端に配設し、この空気吸引パイプ９の側面の下半分に往路管の一部である空気噴出パイプ１０を当接している。そして、空気噴出パイプ１０の中央側面には噴出孔１０ａが設けられており、空気吸引パイプ９の端部近傍の側面には吸引孔９ａ，９ａが設けられている。この空気循環ユニット１６は６面がアルミニウム板等で覆われてなるものであり、熱伝導板の機能を有しているものである。なお、図は断面を示しているが、空気吸引パイプ９及び空気噴出パイプ１０が通過する部分を除き、図中手前側及び奥側の端面にもアルミニウム板等が存在している。そして、この空気循環ユニット１６を工場等において予め製作しておけば、図５（ｂ）に示すように施工時には根太１１の間に空気循環ユニット１６が収納できる凹部を有する断熱パネル３ｅを設置し、この断熱パネル３ｅ内に空気循環ユニット１６を収納した後、上面に床板４を設置することによって、本発明に係る床暖房システムを容易に構築することができるのである。
【００２１】
図６は、空気の循環経路の一例を示す図である。図６（ａ）は、空気を温めるためにボイラーを使用した場合の経路図である。先ず、ボイラー１で温められた空気は、送出ポンプＰ１により、ヘッダー１２ａに送られる。このヘッダー１２ａは空気循環パネル３に送出される空気の圧力が複数の往路管２ｆ，２ｆ・・内で均一となるようにするためのものである。そして、ヘッダー１２ａから各往路管２ｆを介して空気循環パネル３の各区画の空気噴出孔（図示せず）へと空気が送られるのである。次に、吸引ポンプＰ２により各区画の空気吸引孔（図示せず）へ吸引された空気は各復路管２ｇを介してヘッダー１２ｂへと送られた後、再びボイラー１へと戻されるのである。
【００２２】
図６（ｂ）は、ボイラー１に代えてエアコン等を使用した場合の経路図である。この図に示すように、エアコン等は、室外機１３と、室内機１４との間で冷媒を循環させて熱交換を行うことにより、空気を温めることができるものであるが、この室内機１４には、空気室１５が取り付けられており、室内機１４から排出される温められた空気がこの空気室１５に送り込まれることになるのである。そして、送出ポンプＰ１及びヘッダー１２ａを経由して復路管２ｆに送られ、空気循環パネル３に供給されることとなるのである。一方、上記空気室１５には、復路管２ｇ、ヘッダー１２ｂ及び吸引ポンプＰ２を介して吸引された空気が戻されることとなる。そこで、この戻された空気が再び空気室内で温められ、さらに、往路管２ｆへと送られることとなるのである。
【００２３】
本発明の実施形態は以上のとおりであるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる実施の態様をとることができることは無論である。例えば、空気循環パネルの第２の実施形態において、迂回壁８ａ，８ｂを設置した状態を示しているが、空気衝突空間内における空気の衝突を増加させる目的で第１又は第３の実施形態に設置してもよいものである。又、空気循環パネルの第１〜第３の実施形態で示した空気噴出パイプと空気吸引パイプの配設位置を逆にして配設してもよいものである。さらに、空気循環パネルを長手方向に複数連結する場合には、閉塞されている空気噴出パイプ及び空気吸引パイプの一端を開放して連結する構成とすることもできるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、温められた空気を空気衝突空間内において噴出させることにより、この空気を熱伝導板に幾度も衝突させることができ、熱伝導板との熱交換が促進されることによって、短時間で床面に熱を伝達させ、室内を一定温度に保つとともに消費エネルギーを節約することができる。
【００２５】
また、空気循環ユニットを使用する場合には、本発明に係る床暖房システムを容易に構築することができるとともに、空気衝突空間を構成する６面が熱伝導板により構成されるので、当該熱衝突空間における壁面の衝突による熱伝導板及び床板への熱の伝達も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を使用した状態の全体を示す説明図である。
【図２】空気循環パネルの一区画を拡大した説明図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】空気循環パネルの第２の実施形態を示す説明図である。
【図５】空気循環パネルの第３の実施形態を示す説明図である。
【図６】空気の循環経路を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ボイラー
２ａ  空気噴出パイプ
２ｂ  空気吸引パイプ
２ｃ  空気噴出孔
２ｅ  空気吸引孔
２ｆ  往路管
２ｇ  復路管
３  空気循環パネル
３ｅ  断熱パネル
３ｆ  熱伝導板
４  床板
５  空気衝突空間
８ａ，８ｂ  迂回壁
１１  根太
１２ａ，１２ｂ  ヘッダー
【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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