JP2000356356A - 温風床暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】床下全体に設置するので施工費用が安く、冬期
間連続して全室を暖房しても運転コストが安く、その
上、コストの安い深夜電力だけを使用することができ、
しかも耐久性に優れた温風床暖房装置を提供するもので
ある。 【解決手段】コンクリート土間基礎１の上に断熱層２を
形成し、この上に所定の間隔で配置した支持台５の上に
床板１２を取付ける根太８を設けて、この根太８と前記
断熱層２との間に温風通路１１Ａを形成し、根太８の底
部に金網１０を張り渡して、この金網１０と床板１２と
の間にブロック状の蓄熱体３を充填すると共に、前記温
風通路１１Ａに発熱ヒーター１３を取付けてここから発
生した温風を温風通路１１Ａ内に循環させることを特徴
とするものである。

Description

【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
環さる温水マットタイプと電熱ヒータを埋設したヒータ
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、床下に配管をし
て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、しかも長期間使用している
間に配管が腐食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
深夜電力だけを利用できなかった。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、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、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、その上、コストの安い深夜電
力だけを使用することもでき、しかも腐食などの問題が
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
に温風通路を形成し、根太の底部に網状体を張り渡し
て、この網状体と床板との間にブロック状の蓄熱体を充
填すると共に、前記温風通路に温風器を取付けてここか
ら発生した温風を温風通路内に循環させることを特徴と
するものである。

【０００６】また請求項２記載の温風床暖房装置は、温
風器が蓄熱体を内蔵していることを特徴とするものであ
る。また請求項３記載の温風床暖房装置は、前記温風器
が、燃焼室の底部側に燃焼バーナーが取付けられ、この
上に蓄熱体が充填され、上部に排気口が取付けられてい
ると共に、燃焼室の底部側に温風通路と連通する冷風吸
引管が接続され、蓄熱体を充填した上部側に温風通路と
連通する温風排出管が接続され、燃焼バーナーの停止状
態で作動するファンを前記冷風吸引管に設けたことを特
徴とするものである。

【０００７】更に請求項４記載の温風床暖房装置は、断
熱層が発泡プラスチックで形成され、ブロック状の蓄熱
体として砂利、セラミック焼結体または不凍液を封入し
た弾性ボールを用いることを特徴とするものである。

【０００８】

【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６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。断熱層２の上面には蓄熱体３となる砂利４が敷き
詰められている。更にこの砂利４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には図２に示
すように、その逆Ｔ形状の垂直部に、所定の間隔で根太
８に形成した切欠部７が嵌合し、水平部の下面が防振ゴ
ム９を介して根太８が直交して取付けられている。

【０００９】この根太８の底面には金網１０が取付けら
れ、ここと前記断熱層２の上に敷き詰めた砂利４との間
の空間に温風通路１１Ａが形成されている。また根太８
の上には室内の床板１２が取付けられ、この根太８の底
面と前記金網１０との間に形成された空間にブロック状
の蓄熱体３となる砂利４が充填されている。なおブロッ
ク状の蓄熱体３としては直径が２０〜４５mmφ程度が好
ましい。

【００１０】また図２に示すように、温風通路１１Ａに
は温風器として深夜電力を使用する電熱式の発熱ヒータ
ー１３が設けられ、この温風吹き出し口１５と冷気吸い
込み口１６が温風通路１１Ａ内に配置されている。この
電熱式の発熱ヒーター１３は、内部に煉瓦などの蓄熱体
ブロック１４が設けられ、この内側に電熱線１７が埋設
されて、この発熱により蓄熱体ブロック１４に蓄熱する
ようになっている。また蓄熱体ブロック１４の内部には
逆Ｕ型の熱交換通路１８が形成され、その一方の開口部
はファン１９を介して前記冷気吸い込み口１６に連通
し、他方の開口部は前記温風吹き出し口１５に連通して
いる。

【００１１】また温風通路１１Ａ内には温風吹き出し口
１５に接続する送風ダクト２１が取付けられ、この送風
ダクト２１には図３に示すようにファン１９が取付けら
れていると共に、ダクト側面には所定の間隔で複数の噴
出口２２…が開口されている。また送風ダクト２１の先
端は、浴室２４の床コンクリート２５内に埋設した温風
配管２６に連通して、浴室２４内を暖房するようになっ
ている。また温風通路１１Ａ内には、複数の邪魔板２７
…が送風ダクト２１に対して斜めに設置され、送風ダク
ト２１の噴出口２２から噴出した温風が１階の床下に形
成した温風通路１１Ａ内に均一に流通するようになって
いる。また居間２８には温度センサー２９が設けられ、
これは前記発熱ヒーター１３に接続されて、床下の温度
を調整するようになっている。

【００１２】また図４は２階の床下の断面構造を示すも
ので、１階の天井となる２階のスラブ３２の上面に断熱
層２が設けられていると共に、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に防振ゴム９を介して根
太８が設けられ、その切欠部７が嵌合して接合されてい
る。

【００１３】この根太８の底面には金網１０が取付けら
れ、ここと前記２階のスラブ３２の上面との間の空間に
２階の温風通路１１Ｂが形成されている。また根太８の
上には室内の床板１２が取付けられ、この底面と前記金
網１０との間に形成された空間に蓄熱体３となる砂利４
が充填されている。

【００１４】図５は２階の床下構造を示すもので、温風
通路１１Ｂ内に間隔をおいて邪魔板２７が取付けられて
いる。また図３および図５に示すように１階の温風通路
１１Ａ内の発熱ヒーター１３が設けられた反対側の部分
には、２階の温風通路１１Ｂに連通する温風上昇管３
０、３０が設けられ、また一階の発熱ヒーター１３側に
は、２階の温風通路１１Ｂから１階の発熱ヒーター１３
の冷気吸い込み口１６に連通する冷風下降管３１が設け
られている。またこの冷風下降管３１の中間にはファン
１９が取付けられている。

【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２に示すように発熱ヒー
ター１３のスイッチを入れて、冬期間から春先にかけて
連続運転する。先ず運転開始時に発熱ヒーター１３のス
イッチを入れると、深夜電力により電熱線１７に通電さ
れて発熱し、この熱が蓄熱体ブロック１４に蓄熱され
る。一方、ファン１９が回転して、２階の温風通路１１
Ｂから冷風下降管３１を通して引き込んだ空気を、蓄熱
体ブロック１４内の熱交換通路１８に通して加熱する。
加熱された温風は温風吹き出し口１５から送風ダクト２
１を通り、この側面に開口した噴出口２２…から温風通
路１１Ａ内に噴出される。

【００１６】温風通路１１Ａ内に噴出された温風は邪魔
板２７により１階の床下全体にほぼ均一に流れると共
に、温風通路１１Ａの上部に設けた金網１０を通り、蓄
熱体３となる砂利４を加熱し、更に砂利４の隙間を上昇
して床板１２を裏面側から加熱して室内を暖房する。な
お温風通路１１Ａの底面側にも蓄熱体３となる砂利４が
敷き詰められており、これも温風により加熱される。

【００１７】更に送風ダクト２１の先端に達した温風は
図３に示すように浴室２４の床コンクリート２５内に埋
設した温風配管２６を通って、床コンクリート２５を加
熱して浴室２４を暖房することができる。また温風通路
１１Ａ内に配置された蓄熱体３を加熱した温風は、温風
上昇管３０、３０を通って２階の温風通路１１Ｂに上昇
する。ここでも図４に示すように金網１０を通って蓄熱
体３となる砂利４を加熱すると共に、砂利４の隙間を上
昇して床板１２を裏面側から加熱して室内を暖房する。

【００１８】この場合、スラブ３２の上には断熱層２が
設けられているので熱は上方にだけ移動して２階の部屋
を効率よく加熱することができる。この後、温度が下が
った冷風は冷風下降管３１のファン１９により吸引され
て下降し、発熱ヒーター１３に戻されてここで再度加熱
されて温風となる。このように温風通路１１Ａ、１１Ｂ
の密閉された空間内を温風が循環し、外部に放散しない
ようになっている。

【００１９】この装置を深夜電力を使用して運転する状
態を図６で説明する。初冬の運転開始時には砂利４の温
度が低いため、夜間に蓄熱された熱だけでは床下の蓄熱
体３は十分に加熱されず、数日運転している間に、蓄熱
体３の温度が次第に上昇してくる。これに伴って室内の
温度が次第に上昇してきて、設定した温度になると居間
２８に設置した温度センサー２９がこれを検知して発熱
ヒーター１３のファン１９の運転を停止する。室内の温
度が下がると温度センサー２９によりファン１９が再び
作動し、蓄熱体ブロック１４により加熱された温風が温
風通路１１Ａ、１１Ｂを循環して砂利４を加熱する。こ
のような定常運転状態になると深夜電力だけで全室の床
暖房を行なうことができる。

【００２０】１階の居間２８の床下に充填した砂利４の
温度と、居間２８の室温を測定した結果を図６に示すグ
ラフで見ると、破線で示す蓄熱体３の温度は、発熱ヒー
ター１３の運転に伴って上昇していく。運転開始時には
砂利４が冷えているのでこれを加熱するのに時間がかか
るが、約２日で温度が６５℃に達し、この時、居間２８
の室温は実線で示すように設定温度の２５℃に達した。

【００２１】この後、ファン１９を停止すると、砂利４
の温度は次第に下がっていくが室温は暫く上昇する。こ
の後、室温が２５℃以下に下がると再びファン１９が回
転して、蓄熱体ブロック１４に蓄熱されていた熱により
温風が温風通路１１Ａ、１１Ｂを循環して蓄熱体３とな
る砂利４を加熱する。以下同様にファン１９のオン・オ
フにより室内の温度をほぼ設定温度に保持することがで
きる。

【００２２】従って本発明は、床下に温風通路１１Ａ、
１１Ｂを設け、この上の床板１２の裏面に蓄熱体３とな
る砂利４を充填した構造なので、蓄熱できる熱容量が極
めて大きく、一旦、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る。このため、
初冬の運転立ち上がりは遅いが、一旦、蓄熱体３である
砂利４が内部まで加熱されると徐々に熱を放出して冷め
にくく、深夜電力だけで全室を冬中２４時間暖房できる
ので運転コストが安い。また砂利４には隙間があり温風
がここを通って上昇して、床板１２の裏面からも直接、
加熱することもできるので室内の温度上昇が速い。

【００２３】更に砂利４を蓄熱体３として使用している
ので、砂利４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。

【００２４】また本発明は、温水マットタイプのような
温水を循環させる配管設備が不要で、またヒーターパネ
ルタイプのような電熱ヒーターや絶縁処理が不要で、床
下の温風通路１１Ａ、１１Ｂと、この上に砂利４を敷き
詰めた蓄熱体層を形成した極めて簡単な構造で全室を暖
房できるので、施工費や設備費が従来の装置に比べて１
０分の１以下にすることができた。

【００２５】更に本発明は、密閉された温風通路１１
Ａ、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
よく熱を再利用でき、運転コストも従来装置に比べて２
４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、また構造が簡単
で腐食部分もないので耐久性にも優れている。

【００２６】なお上記説明では深夜電力を使用して運転
する発熱ヒーター１３について説明したが、立ち上がり
時は電力を多く消費するが、定常運転時は消費電力が少
ないので、昼間電力を使用する構造の発熱ヒーター１３
を用いても良い。

【００２７】図７は本発明の他の実施の形態を示すもの
で、温風器として燃焼式の発熱ヒーター３３を取付けた
ものである。この燃焼式の発熱ヒーター３３は燃焼室３
４の底部側に燃焼バーナー３５が取付けられ、この上の
燃焼室３４内に蓄熱体３として砂利４が充填され、上部
に排気口３６が取付けられている。この排気口３６には
ダンパー４０が設けられ、燃焼バーナー３５が停止する
と閉じるようになっている。更に燃焼室３４の底部側に
冷風吸引管３７が接続され、砂利４を充填した上部側に
温風排出管３８が接続されている。

【００２８】この燃焼式の発熱ヒーター３３は建物の外
部に設置され、温風排出管３８は１階の温風通路１１Ａ
に接続され、また冷風吸引管３７はファン１９を介して
２階の温風通路１１Ｂに接続されている。なお建物内の
１階の温風通路１１Ａと２階の温風通路１１Ｂとは図３
と同様に温風上昇管３０で連通されている。

【００２９】上記構造の燃焼式の発熱ヒーター３３は、
ファン１９と燃焼バーナー３５とを図示しないタイマー
により交互に運転するようになっている。例えば運転開
始時においては先ず燃焼バーナー３５を運転して燃焼炎
により砂利４を加熱して、燃焼排ガスはダンパー４０が
開いている排気口３６から外部に排出される。このよう
にして例えば３０分間、砂利４を加熱したら燃焼バーナ
ー３５を停止して、排気口３６のダンパー４０を閉じ
る。

【００３０】次にファン１９を９０分間運転すると、冷
風吸引管３７から燃焼室３４の底部に送られた冷風は蓄
熱体３となる加熱された砂利４の間を上昇して温風とな
る。この温風は温風排出管３８から１階の温風通路１１
Ａに送られ、ここで床下に設けられた蓄熱体３を加熱す
る。更に温風は、温風上昇管３０を通って２階の温風通
路１１Ｂに導かれ、ここで再び蓄熱体３を加熱し、冷風
となった空気は冷風吸引管３７により燃焼式の発熱ヒー
ター３３に戻されるようになっている。

【００３１】また定常状態に達したら、室内に設置した
温度センサー２９により室温を検知し、設定温度より下
がると燃焼バーナー３５が点火して燃焼炎により砂利４
を３０分間加熱した後、燃焼バーナー３５が停止して、
排気口３６のダンパー４０を閉じる。次にファン１９が
運転を開始し、冷風吸引管３７から燃焼室３４の底部に
送られた冷風は加熱された砂利４の間を上昇して温風と
なって温風通路１１Ａに送られるようになっている。ま
たこの構造では灯油やガスなどの安い燃料を利用できる
上、燃焼廃ガスは外部に放出して、加熱された蓄熱体３
からの熱だけを利用した温風を室内に循環させるので、
衛生上や安全上からも優れている。

【００３２】図８は本発明の異なる他の実施の形態を示
すもので、蓄熱体３として不凍液４２を封入した弾性ボ
ール４３を用いたものである。なお弾性ボール４３とし
てはゴムや軟質プラスチックなどで形成されている。こ
の蓄熱体３は前記と同様に温風通路１１Ａの上の、根太
８の底面に取付けた金網１０と床板１２との間に充填し
たものである。

【００３３】この構造では温風が通過すると弾性ボール
４３に封入した不凍液４２が加熱されてここに蓄熱され
ると共に、不凍液４２の加熱による膨張に応じて弾性ボ
ール４３も弾性的に変形することができる。また不凍液
４２は零下になっても凍らず、熱容量が大きいので多量
の熱を蓄熱することができる。また万一、火災が発生し
た場合にも、弾性ボール４３に封入した不凍液４２が飛
散して消火を助けることもできる。なお、弾性ボール４
３に封入した不凍液４２と砂利４を混合して使用しても
良い。

【００３４】図９は本発明の異なる他の実施の形態によ
る畳４４を敷いた和室に適用した場合を示すものであ
る。この畳４４は、上下方向の通気口４５を開口した発
泡プラスチック板４６の上に、いぐさ４７を取付け、こ
の周縁をＴ形の縁押え４８で固定したものである。この
構造では、温風が通気口４５を通っていぐさ４７を裏面
から加熱するようになっている。

【００３５】なお上記説明では２階建ての建物に適用し
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３０や冷風下降管３１は不要で、この代わ
りに冷風を発熱ヒーター１３まで戻す通路や管路を設け
れば良い。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を介して温風
通路１１Ａを形成しても良い。なお上記説明では蓄熱体
３を金網１０で支持した構造について示したが、パンチ
ングメタルやラス材など、通気性を有する網状体であれ
ば良い。

【００３６】また蓄熱体３としては上記のものに限ら
ず、ブロック状のレンガや、鉱石粉末を焼結したセラミ
ックの焼結体を用いても良い。また図１に示す装置では
温風通路１１Ａの断熱層２の上に蓄熱体３を敷き詰めた
構造について示したが、これを設けていない構造でも良
い。また本発明では床下に蓄熱体層が設けられているの
で、温風器としてはＦＦ式石油ファンヒーターのように
蓄熱体ブロックや蓄熱体を内蔵していない構造のもので
も良い。

【００３７】

【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構造である
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
することができるので、全室を冬中暖房しても運転コス
トが安い。またブロック状の蓄熱体を充填しているので
隙間があり、温風がここを通って上昇して床板の裏面を
直接、加熱できるので室内の温度上昇を速くすることが
できる。

【００３８】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
層を形成した簡単な構造で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。また全室を暖房しても運転コストが安く、特に深夜
電力を使用して運転する温風器を用いれば、２４時間全
室を暖房しても従来装置に比べて１５分の１以下に低減
することができる。また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問題がない。

【００３９】また請求項２記載の温風床暖房装置によれ
ば、温風器が蓄熱体を内蔵しているので、深夜電力の使
用が可能で運転コストを低く押えることができる。また
請求項３記載の温風床暖房装置によれば、燃焼式の温風
器を屋外に設置して、灯油やガスなどの安い燃料を利用
できる上、燃焼廃ガスを外部に放出して、加熱された蓄
熱体からの熱だけを利用した温風を室内に循環させるの
で、衛生上や安全上も優れている。

【００４０】また請求項４記載の温風床暖房装置によれ
ば、断熱層が発泡プラスチックで形成されているので熱
が下方に逃げず熱損失が少ない。また蓄熱体として砂利
やセラミック焼結体を用いれば設備費が安く、また不凍
液を封入した弾性ボールを用いると、熱容量が大きいの
で多量の熱を蓄熱することができる。

【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】図１に示す温風床暖房装置を設置した１階の床
下構造を示す説明図である。

【図４】２階の温風床暖房装置を示す断面図である。

【図５】図４に示す温風床暖房装置を設置した２階の床
下構造を示す説明図である。

【図６】本発明の温風床暖房装置による蓄熱体と室温の
温度変化の状態を示すグラフである。

【図７】本発明の他の実施の形態による燃焼式の発熱ヒ
ーターを示す断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態による弾性ボールに不
凍液を封入した蓄熱体を設けた温風床暖房装置の断面図
である。

【図９】本発明の他の実施の形態による畳を敷いた和室
の温風床暖房装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ コンクリート土間基礎 ２ 断熱層 ３ 蓄熱体 ４ 砂利 ５ 支持台 ６ 支持金具 ８ 根太 １０ 金網 １１Ａ 温風通路 １１Ｂ 温風通路 １２ 床板 １３ 発熱ヒーター １４ 蓄熱体ブロック １５ 温風吹き出し口 １６ 冷気吸い込み口 １７ 電熱線 １８ 熱交換通路 １９ ファン ２１ 送風ダクト ２４ 浴室 ２６ 温風配管 ２７ 邪魔板 ２９ 温度センサー ３０ 温風上昇管 ３１ 冷風下降管 ３３ 燃焼式の発熱ヒーター ３４ 燃焼室 ３５ 燃焼バーナー ４２ 不凍液 ４３ 弾性ボール ４４ 畳

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   温風通路を形成し、根太の底部に網状体を張り渡して、
   この網状体と床板との間にブロック状の蓄熱体を充填す
   ると共に、前記温風通路に温風器を取付けてここから発
   生した温風を温風通路内に循環させることを特徴とする
   温風床暖房装置。
2. 【請求項２】 温風器が蓄熱体を内蔵していることを特
   徴とする請求項１記載の温風床暖房装置。
3. 【請求項３】 温風器は、燃焼室の底部側に燃焼バーナ
   ーが取付けられ、この上に蓄熱体が充填され、上部に排
   気口が取付けられていると共に、燃焼室の底部側に温風
   通路と連通する冷風吸引管が接続され、蓄熱体を充填し
   た上部側に温風通路と連通する温風排出管が接続され、
   燃焼バーナーの停止状態で作動するファンを前記冷風吸
   引管に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の
   温風床暖房装置。
4. 【請求項４】 断熱層が発泡プラスチックで形成され、
   ブロック状の蓄熱体として砂利、セラミック焼結体また
   は不凍液を封入した弾性ボールを用いることを特徴とす
   る請求項１記載の温風床暖房装置。