(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層床材と下層受部材との間に間隙層を形成し、該間隙層を支持しかつ仕切となる仕切材で区切って複数の空間部を形成し、該各々の空間部に対して蓄熱剤としての水を充填した容器を各々収納した建物の床暖房構造において、これら容器と同様の構成でかつ水を充填した容器を熱交換用容器として別途構成し、当該熱交換用容器は各容器の下部においてこれら各容器と熱交換可能に配置され、熱交換用容器内の水の自然対流により当該熱交換用容器を介して各容器内の水が均一に加熱されるよう構成したことを特徴とする床暖房構造。
【請求項２】
前記各容器には熱源が配置されて各容器内の水が個々に加熱されるよう構成され、かつ熱交換用容器を介して個々に加熱された各水容器内の水の温度が均一となるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の床暖房構造。
【請求項３】
熱交換用容器に対して熱源が配置され、熱交換用容器を介して熱源の熱が各容器に対して均一に伝達されるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の床暖房構造。
【請求項４】
各容器の下部には熱源として温水配管が配設されて各容器内の水が加熱され、かつ熱交換用容器を介して各容器内の水の温度が均一化されるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の床暖房構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冬季、及び厳寒地における床暖房構造に関するもので、更に詳細には、人体、環境に優しく、廉価で入手でき、且つ、熱容量の大きい水を蓄熱剤として用いると共に、床面の温度分布を均一化し、更には、熱源を極力減少させた床暖房構造に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
近年、床面から伝わる伝導熱、或いは、放射による輻射熱によって、部屋全体が均一に温められ、人体に優しいこと、又、部屋の空気の汚れや騒音が無いこと、床面そのものが暖房装置であるため部屋を広く利用できること等から床暖房が注目されつつある。
【０００３】
従来からこの種の暖房装置は多数開発され既に様々に施行されているが、木質等の床面の下側の略全面へ商業電源と電気的に接続した熱源を有した面状ヒーターを敷設し、さらに、その下側へ断熱層、下層床等を形設したものであった。
【０００４】
又、床面下方の略全体にわたってボイラ等で加熱した温水を循環させる温水配管を施した床暖房もあるが、構造が複雑で工事が大がかりと成り、その上、メンテナンスも必要で、コストがかかるものと成っていた。
【０００５】
【解決しようとする課題】
その為、従来の大がかりの配管工事を必要とする床暖房装置では施行に費用がかかりすぎ敬遠されぎみで、又、木造構造に面状ヒーターを用いた床暖房装置では、熱容量が少なく周辺雰囲気の変化によって体感温度が容易に変化することや、低温火傷の可能性もあり、快適さに課題を有しており、又、一般的に面状ヒーターに用いられている蓄熱剤は高価で費用がかかりすぎると共に、廃棄する時には化学物質であるので環境への悪影響を与える恐れがあったため、本出願人が充填剤として水を用いる床暖房構造（特願平５−１３５１７８号）を開示した。
【０００６】
【課題を解決する手段】
即ち本発明は、上記課題を解決するため、表層床材と下層受部材との間に間隙層を形成し、該間隙層を支持しかつ仕切となる仕切材で区切って複数の空間部を形成し、該各々の空間部に対して蓄熱剤としての水を充填した容器を各々収納した建物の床暖房構造において、これら容器と同様の構成でかつ水を充填した容器を熱交換用容器として別途構成し、当該熱交換用容器は各容器の下部においてこれら各容器と熱交換可能に配置され、熱交換用容器内の水の自然対流により当該熱交換用容器を介して各容器内の水が均一に加熱されるよう構成したことを特徴とする床暖房構造である。
【０００７】
即ち、本発明は、高価な化学物質を蓄熱剤として使うことも無く、人体及び自然に優しく、快適で、安全で、コストの殆どかからない水を蓄熱剤として用い、更に、複数の容器の下方の一部をもう一つの容器である熱交換用容器に接触させているだけで床面全体の温度分布が均一化されると共に、熱源を極力減少させるようにした床暖房構造である。
【０００８】
本発明の作用は、蓄熱剤としての水を用いたことによって、加熱させたとき、水の自然の対流作用によって容器の全体が一様に温められ、更に、複数の容器の下方の少なくとも一部と熱交換用容器を接触させることで床面の温度分布の均一化が図られ、従って、床面の全体が均一な温度に成るものであり、更に、熱源を配設した熱交換用容器又は温水配管と接触させるのみで、熱源を極力減少させるものである。
【０００９】
斯かる目的を達成した本発明の床暖房構造を以下実施例の図面によって説明する。
【００１０】
図１は本発明の床暖房構造の実施例を示す床部の平面図であり、図２は本発明の次の実施例を示す床部の平面図であり、図３は図２に示す構成の床部の側面図であり、図４は図３に示す構成の変形例を示す床部の側面図であり、図５は本発明の更に他の実施例を示す床部の平面図である。
【００１１】
即ち、本発明は一般家庭等で用いられる小規模な構成から、学校、幼稚園、病院等の比較的大規模な構成までを可能とする床暖房構造であって、蓄熱剤として水を使用しているために、廉価に入手でき、且つ、入手が容易であるので施行現場での調達、充填を可能とするため搬送コストがかからず、廃棄するときも人体、環境に悪影響を与えること無く廃棄できるものであり、加えて、水は繰返し使用しても劣化する恐れが全く無いものである。
【００１２】
本発明の床暖房構造の施行は、実施例の図１に図示の如く、木質等の床面である表面床材１と、建物の床となる下層受け部材２を敷設して、前記表面床材１と下層受部材２との間に適宜な高さを有する間隙層を形成するものであり、該間隙層を仕切材３で支持及び区切ることによって、後述する容器４を収納できる複数の空間部を形成するものであり、その空間部のスペース、大きさは任意に設定できるものである。
【００１３】
次いで、前記各々の空間部へ容器４を収納するものであるが、容器４は合成樹脂製、合成ゴム製、不織布等単層、或いは、複層で形成した可撓性の容器であり、該容器４の内部へは熱容量が大きく、容易に入手できる水を充填するものである。
【００１４】
そして、水を充填したもう一つの容器である熱交換用容器５は前述した容器４と同様なもので合成樹脂製、合成ゴム製、不織布等単層、或いは、複層で形成した可撓性の容器である。
【００１５】
次に、前記複数の容器４の下方の少なくとも一部と、水を充填した熱交換用容器５との接触は、複数の容器４及び熱交換用容器５の接触部分に熱伝導性の良い金属板等を介設する等により、容器４及び熱交換用容器５との間の熱交換が可能に接触配置されるものである。
【００１６】
この場合、複数の容器４の一部と熱交換用容器５が接触しているため、周りより高温と成った容器４からの熱は熱交換用容器５に伝熱し温度を下げ、温度が上がった熱交換用容器５から更に他の低温の容器４へ伝熱させることによって、複数の容器４の温度はこの熱交換用容器５を介して均一化され、従って床面全体が均一化された温度分布となるものである。
【００１７】
次いで、複数の容器４に熱源６となる電気的エネルギーより加熱されるヒーター、又は太陽熱エネルギーを利用した温風ダクト、石油等のエネルギーを利用した温水配管を配設しているものである。
【００１８】
つまり、本発明の床暖房構造を実施する床体の条件によって、全てを同一サイズの容器即ち、同一の充填容量を有する容器として形成することは必ずしもできず、その為、蓄熱剤とする水の量に応じて発熱量を計算して熱源６を配設することになる。しかし、全ての容器４において温度を同一にすることは困難である。これに対して各々の容器４の条件が異なっても、これら容器４の一部に熱交換用容器５がそれぞれ熱交換可能に接触させるように構成しておけば、この熱交換用容器５を介してそれぞれの容器４の温度が均一化され、結果的に床面全体が均一化された温度分布となる。
【００１９】
次に、図４は、熱交換用容器５の下方に電気エネルギーによるヒーター、又は、太陽光エネルギー等による温風ダクト、或いは石油、ガスエネルギーによって加温した温水配管等の熱源６を配設した構成を示している。
【００２０】
つまり、熱交換用容器５を多数の容器４に接触させて、かつ熱交換用容器５を熱源６により加熱する。これにより、熱交換用容器５の熱媒体及び伝熱剤が水であるため、熱交換用容器５内において水の自然対流が発生し、加熱された水は熱交換用容器５の上方に移動し、更に熱交換用容器５の上方を水平方向に広がって、熱交換用容器５の上面が一様に均一な温度分布となる。
【００２１】
本発明は高温から低温に伝熱されることを利用して、熱交換用容器５と、当該熱交換用容器５の上面の少なくとも一部が接触された複数の容器４との間には温度差が有り、高温の熱交換用容器５から低温の複数の容器４に伝熱され、各々の容器４の水にも同様に自然対流が発生し、加熱された水は容器４の上方に移動し、次に、容器４の上面全体に拡がって、やがて、各容器４が加熱されるものである。つまり、一か所に熱源６を付設した熱交換用容器５のみで床面全体を均一化された温度分布で加熱することができるものである（図２参照）。
【００２２】
図５に示す、床暖房構造施行のための床体は、前述と同様な建物の床体である。つまり、下層受部材１２の上に適当間隔の多数の仕切材１３で区切った空間部を形成し、該空間部に水を充填した容器１４を並設して表面床材１１を敷設するものであるが、前記並設させた複数の水を充填した容器１４の下方の少なくとも一部と接触する状態で、温水が流通する温水配管１５が配設されている。これにより従来、施工されていた床下の全体に温水配管を施工すること無く、各々の容器１４の少なくとも一部と接触するよう温水が通水する温水配管１５を最短距離で施工するものである。
【００２３】
その為、大がかりの温水配管１５の配管工事を施工することなく、最短距離での配管工事で良く、温水が流れている温水配管１５の上方に多数の容器１４の少なくとも一部が接触していることにより温水配管１５から各容器１４に伝熱が行われ、水を充填した容器１４は一か所が加熱されることによって自然対流により容器１４の上面が均一に加熱され、各容器１４はそれぞれ均一化した温度分布となるものである。
【００２４】
更に、図４に図示の如く、熱交換用容器１６を複数の容器１４の下方の少なくとも一部と接触させて配設すれば、この熱交換用容器１６を介して個々に均一化された各容器１４の温度差を無くすことができ、この結果前述の床面全体が均一化された温度分布とすることも可能なものである。
【００２５】
そして、暖房が不要な夏期においては、夜間の冷気をダクトで、或いは、加熱しない水を配管で熱源とすることによって冷房構造としても利用でき、加えて床面全体に水を配しているため、防音効果の優れた床となるものである。
【００２６】
本発明は前述の構成のように、複数の容器と一部が接触した熱交換用容器を備え、且つ、充填剤として水を用いているため、一部を加熱することにより自然対流によって水全体が一様な温度分布と成り、表層床材又は表層天井材へ均一化された熱エネルギーが伝導されるものであり、従って、熱交換用容器がバランサーと成り部屋全体に均一化した熱エネルギー放熱ができるものであり、更に、蓄熱剤としての水も殆どコストがかからない上、廃棄するときも、或いは、万一水漏れが発生しても人体、環境に悪影響を与えることなく、人体、環境に優しい床暖房構造であり、加えて、熱源を多数設けることなく一か所又は最短距離で配した温水配管で良く、画期的で実用性の高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の床暖房構造の実施例を示す床部の平面図である。
【図２】  本発明の次の実施例を示す床部の平面図である。
【図３】  図２に示す構成の床部の側面図である。
【図４】  図３に示す構成の変形例を示す床部の側面図である。
【図５】  本発明の更に他の実施例を示す床部の平面図である。
【図６】  図５に示す構成の床部の側面図である。
【符号の説明】
１  表層部材
２  下層受部材
３  仕切材
４  容器
５  熱交換用容器
６  熱源
１１  表層部材
１２  下層受部材
１３  仕切材
１４  容器
１５  温熱配管
１６  熱交換用容器
【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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