(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土間またはスラブの上に断熱層を形成し、この上に所定の間隔で配置した支持台の上に床板を取付ける根太を設けて、この根太と前記断熱層との間に密閉された温風通路を形成すると共に、床板の下方の、隣接する根太の間に、上下に貫通する複数個の通気孔を開孔した蓄熱体を設け、温風通路の入口側に、温水が循環してフィンから放熱する放熱器と、送風機とで形成された温風発生器を設けると共に、この温風発生器の放熱器を、通水管を介して温風通路の外側に設置した温水ボイラーに接続して、温水ボイラーから温水を前記放熱器に供給し、ここで発生した温風を前記送風機で密閉された温風通路内に循環させて蓄熱体を加熱し、床暖房することを特徴とする温風床暖房装置。
【請求項２】
床下の温風通路内に複数の邪魔板を設けて蛇行した温風通路を形成し、この蛇行した温風通路の入口側に、温風発生器を設けたことを特徴とする請求項１記載の温風床暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は床下に温風を循環させて全室の暖房を行なう温風床暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の室内の床暖房は、床下に温水を循環させる温水マットタイプと電熱ヒーターを埋設したヒーターパネルタイプとが多く利用されている。しかしながら温水を循環させる温水マットタイプは、床下に温水管を蛇行させて配管し、ここにボイラーで沸かした温水をポンプで循環させるため、設備費や運転コストが高く、しかも床からの荷重が加わるため長期間使用している間に配管に亀裂が発生して水漏れする恐れがある。
【０００３】
また電熱ヒーターを埋設したヒーターパネルタイプも施工費用が高く、床に釘やネジを取付けた時に誤って電熱線を断線してしまう危険がある。更に昼間でも暖房する時にだけ通電するので、運転コストの安い深夜電力を利用することができなかった。またこれら従来の装置は施工費が高いため全室に設置せず、通常はリビングルームや食堂など限られた部屋に設備していることが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の問題点を除去し、建物の床下全体に設置して全室の床暖房を行なっても、設備費や施工費が安く、冬期間連続して全室を暖房しても運転コストが安く、しかも構造が簡単で腐食などの問題がなく耐久性に優れた温風床暖房装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の温風床暖房装置は、土間またはスラブの上に断熱層を形成し、この上に所定の間隔で配置した支持台の上に床板を取付ける根太を設けて、この根太と前記断熱層との間に密閉された温風通路を形成すると共に、床板の下方の、隣接する根太の間に、上下に貫通する複数個の通気孔を開孔した蓄熱体を設け、温風通路の入口側に、温水が循環してフィンから放熱する放熱器と、送風機とで形成された温風発生器を設けると共に、この温風発生器の放熱器を、通水管を介して温風通路の外側に設置した温水ボイラーに接続して、温水ボイラーから温水を前記放熱器に供給し、ここで発生した温風を前記送風機で密閉された温風通路内に循環させて蓄熱体を加熱し、床暖房することを特徴とするものである。
【０００６】
更に請求項２記載の温風床暖房装置は、床下の温風通路内に複数の邪魔板を設けて蛇行した温風通路を形成し、この蛇行した温風通路の入口側に、温風発生器を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図において１はコンクリート土間基礎で、この上に、発泡ウレタンなどの発泡プラスチックで形成された断熱層２が設けられている。更にこのコンクリート土間基礎１の上に所定の間隔で大引となる直方体状の支持台５…が配置されている。この支持台５…の上には逆Ｔ形状の鋼材で形成された支持金具６が取付けられている。この支持金具６の逆Ｔ形状の垂直部が、根太８に形成した切欠部７に嵌合して、根太８を支持するようになっている。またこの根太８は集成材で形成したものが好ましい。
【０００８】
このように根太８が縦横に格子状に取付けられ、これと前記断熱層２との間に温風通路１１Ａが形成されている。この格子状に取付けられた根太８の隣接する根太８との間には、蓄熱体３となるコンクリート板９…が取付けられている。このコンクリート板９の両端は図１に示すように、大引となる支持台５の上に取付けた逆Ｔ形状の支持金具６の水平部の端に支持されている。またこのコンクリート板９には、上下に貫通する複数個の通気孔１０が開口し、温風通路１１Ａ内を流通する空気が通過してコンクリート板９を内部からも加熱するようになっている。
【０００９】
また根太８と断熱層２との間には図２および図３に示すように金属板で角筒状に形成された送風ダクト１４が配管されている。この送風ダクト１４には、その両側面に所定の間隔で温風吹出口１５…が設けられている。またこの送風ダクト１４には図３に示すように温風発生器となる放熱器１６と送風機１８が取付けられている。
【００１０】
この放熱器１６は通水管１９を介して石油燃焼式の温水ボイラー１７に接続され、ここからの温水が放熱器１６内に設けた放熱フィンを加熱し、送風機１８から送られた空気を加熱して温風にするようになっている。
【００１１】
また室内の床板１２には温度センサー２０が埋め込まれ、この温度センサー２０は制御装置２１に接続されている。更にこの制御装置２１は前記温水ボイラー１７と送風機１８に接続され、温度センサー２０で検知した所定の温度範囲で温水ボイラー１７と送風機１８をオン・オフするようになっている。
【００１２】
また２階についても図１と同様に、１階の天井となるスラブ２３の上に断熱層２が形成され、支持台５…の上に支持された根太８と断熱層２との間に温風通路１１Ｂが形成され、格子状に取付けられた根太８の隣接する根太８との間に、蓄熱体３となるコンクリート板９…が取付けられている。
【００１３】
また図３に示すように１階の温風通路１１Ａと、２階の温風通路１１Ｂとを連通する温風上昇管２４が設けられ、この上部は２階の温風通路１１Ｂ内に配管した送風ダクト１４に接続されている。また２階の送風ダクト１４の入り口側にも放熱器１６が設けられ、これは通水管１９により１階の温水ボイラー１７に接続されている。
【００１４】
また２階の温風通路１１Ｂの温風流入側と反対側には、１階の送風機１８の流入側と連通する冷風下降管２５が設けられ、温風が密閉された１階の温風通路１１Ａと、２階の温風通路１１Ｂとを循環するようになっている。
【００１５】
上記構成の温風床暖房装置は、例えば初冬に暖房が必要になった時には図３に示すように制御装置２１のスイッチを入れて加熱温度を設定し、冬期間から春先にかけて連続運転する。先ず運転開始時にスイッチを入れると、温水ボイラー１７と送風機１８が運転される。温水ボイラー１７が運転され、例えば６０℃に設定されているとすると６０℃に加熱された不凍液が通水管１９を通って、１階と２階に設けた放熱器１６に送られ、ここでフィンを加熱する。
【００１６】
一方、送風機１８が運転されることから、送風ダクト１４を通って空気が送られ、放熱器１６のフィンで放熱されて温風となる。この温風は送風ダクト１４の側面に開口した温風吹出口１５…から横方向に吹出しながら１階の温風通路１１Ａ内に全体に広がる。更に１階の温風通路１１Ａ内に広がり温度が低下した温風は温風上昇管２４を通って２階の温風通路１１Ｂ内に配管した送風ダクト１４に導かれる。
【００１７】
２階の送風ダクト１４の温風流入側には温水が循環している放熱器１６が設けられているので、ここで再び加熱され送風ダクト１４の側面に開口した温風吹出口１５…から横方向に吹出しながら２階の温風通路１１Ｂ内に全体に広がる。この後、温度が低下した温風は冷風下降管２５を下降し、送風機１８を通って再び１階の送風ダクト１４に導かれて放熱器１６で再度加熱され、以下同様に温風が密閉された１階と２階の温風通路１１Ａ、１１Ｂを循環し、外部に放散しないようになっている。
【００１８】
このように温風通路１１Ａ、１１Ｂ内に噴出された温風は床下全体にほぼ均一に広がり、温風通路１１Ａ、１１Ｂの上部に設けた蓄熱体３となるコンクリート板９を加熱する。この場合、コンクリート板９には複数の通気孔１０…が開口されているのでここを温風が上昇して内部から加熱すると共に、上昇した温風は床板１２を裏面側から加熱して室内を暖房する。またコンクリート板９を加熱して蓄熱されると徐々に放熱され、ここから放射された熱が床板１２を裏面側から長時間に亘って加熱して室内を暖房する。
【００１９】
本発明の装置では床下に蓄熱体３となるコンクリート板９が一面に敷設され、しかもコンクリート板９は蓄熱量が大きいので、運転開始時には暖まるまでに時間がかかるが、一旦、コンクリート板９に蓄熱されると徐々に放熱して長時間に亘って放熱することができる。
【００２０】
従って初冬の運転立ち上げ時には設定室内温度に達するまでは多少時間はかかるが、その後は間欠的に運転するだけで室内を設定温度に保持することができる。このため全室を冬中２４時間暖房しても、従来の電熱ヒーターを埋設したヒーターパネルタイプや床下に温水を循環させる温水マットタイプに比べて施工費用が安く、また運転コストも１５分の１以下となり、特に温水ボイラー１７として石油を燃焼させるものは安く、また深夜電力を用いたものでも運転コストを安くすることができる。
【００２１】
従来の装置では施工費が高いため全室に設置せず、リビングルームや食堂など限られた部屋に設備していることが多かったが、本発明は配管や配線構造が少なく、その上、規格化されたコンクリート板９を取付けていくだけであり施工が容易である。しかも使用する温水ボイラー１７や送風機１８は一旦、コンクリート板９に蓄熱されたら、その後、運転は間欠的に行なわれるので容量の小さい機器で十分であり、全室を床暖房しても従来に比べて施工費を１０分の１以下にすることができる。
【００２２】
更にコンクリート板９を蓄熱体３として使用しているので、コンクリート板９が一旦、加熱されると、ここから二次放射される熱は遠赤外線が多くなり、床板１２を貫通して室内にいる人や空気を直接加熱して体を内部から温めることができ、従来の石油ファンヒーターや、温水循環暖房にはない優れた効果も発揮することができる。更にコンクリート板９の表面に遠赤外線発生効率の高いパウダーを塗布したものは、遠赤外線の発生量が多くなり、室内にいる人や空気を効率よく加熱して体を温めることができる。
【００２３】
更に本発明は、密閉された温風通路１１Ａ、１１Ｂに温風を繰り返し循環させて暖房するので、石油ファンヒーターのように温風を外部に放出せず効率よく熱を再利用することができ、運転コストも従来装置に比べて２４時間運転しても１５分の１以下に低減でき、従来の１室分の運転コストで全室暖房を行なうことができる。しかも万一、温風通路１１Ａ、１１Ｂに隙間ができて、ここから温風が僅かに漏れ出しても燃焼廃ガスが通っていないので、衛生や安全上も影響がなく、その上、構造が簡単で腐食部分もないので耐久性にも優れている。
【００２４】
図４および図５は本発明の他の実施の形態を示すもので、１階と２階の温風通路を仕切壁２７でそれぞれ２分割して温風通路１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２を形成する。これら各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２には、それぞれ温風流入側に放熱器１６を設けた送風ダクト１４が配管されている。また１階の温風通路１１ａ２と２階の温風通路１１ｂ２の送風ダクト１４の温風流入側は、仕切壁２７に開口した連通孔２８を貫通している。
【００２５】
上記構成の温風床暖房装置は、１階と２階の温風通路を仕切壁２７でそれぞれ２分割して温風通路１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２に狭く形成されているので、全体に均一に温風が流れる。しかも各通路を流れる温風が放熱器１６により再度加熱されるので、床下を流れる温風をほぼ均一な温度で全体に平均して流すことができ、この結果、各室をほぼ均一に暖房することができる。
【００２６】
図６は本発明の他の実施の形態を示すもので、１階と２階の温風通路を仕切壁２７でそれぞれ２分割して温風通路１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２を形成する。これら各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２には、それぞれ仕切壁２７の温風流入側に連通孔２８が開口され、ここに放熱器１６がそれぞれ取付けられている。更に各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２には、邪魔板２９…が千鳥状に取付けられて蛇行した通路が形成されている。この構造では邪魔板２９…により温風が蛇行しながら床下を流れるのでほぼ均一な温度で全体を加熱することができる。
【００２７】
図７は本発明の他の実施の形態を示すもので、１階と２階の床下に邪魔板２９を千鳥状に設けて蛇行した温風通路１１Ａ、１１Ｂを形成する。送風機１８の近くの１階の温風通路１１Ａの流入側に放熱器１６を設け、更にこの放熱器１６の近傍の、温風通路１１Ａの中間と流出側にそれぞれ放熱器１６が設けられ、ここに温風上昇管２４が取付けられている。更に２階の蛇行した温風通路１１Ｂの、温風上昇管２４の近傍の中間にも放熱器１６が設けられ、また流出側に冷風下降管２５が設けられ、これは送風機１８を介して１階の流入側の放熱器１６に接続されている。
【００２８】
上記構成の温風床暖房装置は、１階と２階に設けた放熱器１６が温水ボイラー１７の近くに設置されているので、温水の循環経路が短くなり設備費が安くなる上、放熱や通水抵抗も少なくなって、小さい容量の温水ボイラー１７でも効率よく暖房することができる。
【００２９】
図８は本発明の他の実施の形態を示すもので、１階と２階の温風通路を仕切壁２７でそれぞれ２分割して温風通路１１ａ１、１１ａ２、１１ｂ１、１１ｂ２を形成する。これら各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２には、それぞれ仕切壁２７の温風流入側に連通孔２８が開口され、ここに放熱器１６がそれぞれ取付けられている。更に各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２には、複数の通気孔３０を開孔した邪魔板２９…が等間隔で取付けられている。
【００３０】
この構造では邪魔板２９の通気孔３０から流入した温風は一旦、広がり、更に隣接する邪魔板２９の通気孔３０を通ってここで絞られるので、各温風通路１１ａ１〜１１ｂ２内を均一に流通させることができる。なお上記説明では１階と２階の温風通路をそれぞれ２分割したものについて示したが３分割以上の構造でも良い。また邪魔板２９を木板で構成しても良いが、石膏ボードを使用すればこれ自体が蓄熱体３としても作用するので、更に蓄熱量を増大させることができる。
【００３１】
図９は本発明の他の実施の形態を示すもので、通気孔１０の表面に凹凸面３３を形成したもので、表面積を拡大して温風との接触面積を大きくしたものである。また図１０はコンクリート板９の底面をアーチ形に形成し、その両端に係合段部３４を設けたものである。
【００３２】
図１１は本発明の他の実施の形態を示すもので、１階の床下を仕切壁２７で２分割し、この内部に邪魔板２９を千鳥状に設けて蛇行した温風通路１１ａ１、１１ａ２を形成する。各温風通路１１ａ１、１１ａ２には、放熱器１６と送風機１８が一体に構成されたファンコイル３５がそれぞれ設けられ、この放熱器１６、１６は温水ボイラー１７に通水管１９で接続されている。
【００３３】
上記構成の温風床暖房装置は、放熱器１６と送風機１８が一体に構成されたファンコイル３５を用い、また２分割して流路を短かくした温風通路１１ａ１、１１ａ２にそれぞれ設置するので、容量の小さい小型のファンコイル３５を床下に設置することができると共に、温度の均一化を図ることができる。
【００３４】
なお上記説明では蓄熱体３としてコンクリート板を用いた場合について示したが、石材や陶器、セラミック焼結体もしくは不凍液を封入した弾性ボールを用いても良い。なおブロック状の蓄熱体を用いる場合には、根太８の底面に金網などの通気性を有する網状体を取付け、この上の床板１２との間にブロック状の蓄熱体を載せるか、もしくはネットなどの網状体で包んで取付けても良い。
【００３５】
なお上記説明では２階建の建物に適用した場合について示したが、平屋建でも良く、この場合には温風上昇管２４や冷風下降管２５は不要で、この代わりに温風通路１１Ａ内に冷風を放熱器１６まで戻す通路や管路を設ける必要がある。またアパートなどでは、各戸の床下に温風が循環する独立した温風通路を形成し、ここに取付けた放熱器１６と送風機１８を各戸別に制御するようにしても良い。この場合、温水ボイラー１７は１台あれば各戸の放熱器１６に同時に温水を供給することができる。
【００３６】
また本発明は木造家屋やプレハブ住宅にも設置することができ、またコンクリート土間基礎１に限らず、敷石だけを敷した土間の上に断熱層２を設け、この上に温風通路１１Ａを形成しても良い。
【００３７】
【実施例】
図１ないし図３に示す構造の蓄熱体３としてコンクリート板９を設けた温風床暖房装置を設置した、１階が面積５０平方ｍ、２階が面積５０平方ｍの合計面積１００平方ｍで温風通路１１Ａ、１１Ｂの合計空間容積は１６立方ｍの実験住宅を建てた。また温水ボイラー１７としては時間当り６０００キロカロリーの発熱量の灯油燃焼式のものを用い、送風機１８としては時間当り５７０立方ｍの送風量のものを用いた。
【００３８】
また１階の台所の床表面に温度センサー２０を設置し、制御装置２１で２７℃でオン、３０℃でオフする設定を行なった。また温度センサー２０は１階の和室と２階の洋室の床表面にも設置して温度の変化を測定した。測定は３月初頭の外気温が零下にまで下がる日に装置を立ち上げて以後連続運転を行ない、その時の一階の台所と和室および２階の洋室の床の表面温度を測定した。この結果は図１２に示すような測定結果が得られた。なおこの日は最高気温が３℃、最低気温が−４．５℃であった。
【００３９】
図１２の測定結果から、運転開始後、約４時間の午後６時まで急激に温度が上昇し、ほぼ１０時間後の午前０時には設定温度に達して制御装置２１が作動し、温水ボイラー１７と送風機１８の運転が停止した。停止後、３時間経過した翌日の午前３時に再び温水ボイラー１７と送風機１８の運転が再開され、再開して３時間後の午前６時に再び温水ボイラー１７と送風機１８の運転が停止した。
【００４０】
その後、朝になって外気温が上昇し、外部放熱が少なくなってきたため、停止してから６時間後の午後０時まで停止して、再び温水ボイラー１７と送風機１８の運転が再開され、その３時間後の午後３時に停止し、午後７時に運転が再開された。以後３〜４時間の間隔でオン・オフを繰り返し、台所の床表面が設定温度に保持され、室温は１７〜２０℃でほぼ一定の温度で暖房されていることが確認できた。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の温風床暖房装置によれば、床下に温風通路を設け、この上方の床板の裏面に蓄熱体を設けたので、蓄熱できる熱容量が極めて大きく、蓄熱体の温度が上昇すると緩やかに熱を放出して室内を床下から暖房することができ、全室を冬中暖房しても運転コストを、従来に比べて大幅に低減することができる。また温風と蓄熱体から放熱される放射熱の両者により床を加熱し、しかも蓄熱体には複数の通気孔が開口されているので、ここを温風が上昇して内部から加熱すると共に、上昇した温風は床板を裏面側から加熱して室内を暖房する。この結果、室内の温度上昇を速めることができると共に、設定温度に達して温風の循環を停止した後は、蓄熱体から徐々に放熱するので長時間に亘って暖房することができる。
【００４２】
また本発明は、従来の温水マットタイプやヒーターパネルタイプに比べ、床下に温風通路と蓄熱体を設けた簡単な構造により全室を暖房できるので、施工費や設備費が従来構造に比べて１０分の１以下に低減できる。また全室を２４時間暖房しても運転コストは従来装置に比べて１５分の１以下に低減することができる。更に本発明は床下構造のメンテナンスも不要で耐久性に優れ、しかも温風通路から温風が室内に多少漏れたとしても熱的にも安全上も全く問題がなく、クリーンで快適な暖房を行なうことができる。
【００４３】
また温水ボイラーからの温水が循環してフィンから放熱して空気を加熱する放熱器を用いているので設備費が安く、メンテナンスも容易で、機器の耐久性に優れている。
【００４４】
また請求項２記載の温風床暖房装置によれば、温風通路内に間隔をおいて複数の邪魔板を設けて蛇行した温風通路を形成したので、温風をほぼ均一に流通させて均一に加熱することができ、送風ダクトが不要で施工費を安くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による１階の温風床暖房装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す温風床暖房装置の断面図である。
【図３】２階建て住宅に設置した温風床暖房装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による２階建住宅に設置した温風床暖房装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す温風床暖房装置の断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態による２階建住宅に設置した邪魔板式の温風床暖房装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施の形態による２階建住宅に設置した邪魔板式の温風床暖房装置の構成を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態による２階建住宅に設置した邪魔板式の温風床暖房装置の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態によるコンクリート板の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態によるコンクリート板の断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態によるファンコイルを設置した温風床暖房装置の構成を示す平面図である。
【図１２】温風床暖房装置による温度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１      コンクリート土間基礎
２      断熱層
３      蓄熱体
５      支持台
６      支持金具
８      根太
９      コンクリート板
１０    通気孔
１１Ａ  温風通路
１２    床板
１４    送風ダクト
１５    温風吹出口
１６    放熱器
１７    温水ボイラー
１８    送風機
１９    通水管
２０    温度センサー
２１    制御装置
２３    スラブ
２４    温風上昇管
２５    冷風下降管
２７    仕切壁
２８    連通孔
２９    邪魔板
３０    通気孔
３３    凹凸面
３４    係合段部
３５    ファンコイル
【図１】
0003555109.tif 000002
【図２】
0003555109.tif 000003
【図３】
0003555109.tif 000004
【図４】
0003555109.tif 000005
【図５】
0003555109.tif 000006
【図６】
0003555109.tif 000007
【図７】
0003555109.tif 000008
【図８】
0003555109.tif 000009
【図９】
0003555109.tif 000010
【図１０】
0003555109.tif 000011
【図１１】
0003555109.tif 000012
【図１２】
0003555109.tif 000013