JP2002054835A - 室内冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 冷暖房対象物の任意の箇所のみの加温、冷却
を効率的に行える冷暖房装置を提供する。 【解決手段】 冷暖房対象物４に対して指向性を有する
室内冷暖房装置１の内部に、指向性のある可視ランプ２
があり、該可視ランプに連動して冷暖房方向を変化させ
る。冷暖房装置の加温、または冷却の方向と、冷暖房装
置の内部または近傍に設けたランプの照射方向が一致し
ており、これらが連動して方向を変えるので、加温、ま
たは冷却対象箇所にランプより照射される可視領域の光
線が当たるようにランプの方向を定めると、それに連動
して冷暖房装置の加温、または冷却の方向も変わり、確
実に加温、または冷却対象箇所を温める、もしくは冷や
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内冷暖房装置と
室内冷暖房装置を組み込んだ冷暖房システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内を冷暖房する装置では、部屋
全体を温める、もしくは冷やす手段と局部的に温める、
もしくは冷やす手段とに大別される。部屋全体を温める
手段としては、ストーブやファンヒータ、エアーコンデ
ィショナーなどが、冷やす手段としては、扇風機やクー
ラーなどが一般的に用いられている。暖房装置の場合、
灯油やガス等の燃料を燃やして熱を発生させるのが一般
的であり、発生した熱は対流によって、部屋全体にゆき
わたることになる。一方、冷房装置の場合、冷房装置内
で冷やされた空気を室内に循環させることで、部屋全体
の温度を下げるのが一般的である。しかしこれらの手段
では、暖かい空気が上に上がり、冷たい空気が下に降り
るため、室内の温度に斑が発生してしまう傾向にあると
ともに、暖房の場合燃焼によって空気が汚れることにな
り、定期的に換気が必要となっていた。また、冷暖房対
象物付近の温度が目的温度に達成するまでに時間を要す
るため、短時間のみ使用する室内や、部屋の一部にしか
冷暖房対象物が無い場合には、無駄にエネルギーを消費
することとなっていた。

【０００３】これに対し、部屋全体ではなく、局部的に
温める暖房装置の熱源には、電気ヒータが一般的に用い
られている。電気ヒータは、燃焼させて熱を発生させる
上記熱源に比べ、空気を汚してしまうことがないので、
安心して使用できていた。さらに、電気ヒータが輻射熱
を放射する場合は、人体との間に輻射熱を吸収する物体
遮断する物体がない限り、直接人体を温める効果が有
り、熱対流式のような室内の温度斑が発生しにくいう
え、人体を温めるのに時間を要することもない。特に、
人体が吸収しやすい波長領域の遠赤外線を出す放射体を
用いたヒータも提案されており、人体を早くしかも芯か
ら温めることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
輻射熱を利用した暖房装置の場合、冷暖房対象物が暖房
装置と対向する位置から外れると、暖房装置からの熱を
受けることができなくなってしまう。また、暖房装置の
輻射方向を冷暖房対象物に合わせるときに、赤外線は可
視光線ではないので正確に加温ポイントに合わせること
ができない。これらのことは輻射を利用した冷房でも同
じである。その結果、輻射熱を利用した冷暖房装置を利
用した場合、冷暖房対象物の位置の変化に影響されずに
効率良く加温、または冷却することができていなかっ
た。

【０００５】そこで本発明では、冷暖房対象物の位置の
変化によらずに効率良く加冷温することができる冷暖房
装置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】上記課題を解決するため
になされた請求項第１項記載の発明は、冷暖房対象物に
対して指向性を有する室内冷暖房装置であって、該冷暖
房装置の近傍、または内部に、指向性のあるランプがあ
り、該ランプに連動して冷暖房方向を変化させることを
特徴とする。

【０００７】本発明においては、冷暖房装置の加温、ま
たは冷却の方向と、冷暖房装置の内部または近傍に設け
たランプの照射方向が一致しており、これらが連動して
方向を変えるので、加温、または冷却対象箇所にランプ
より照射される可視領域の光線が当たるようにランプの
方向を定めると、それに連動して冷暖房装置の加温、ま
たは冷却の方向も変わり、確実に加温、または冷却対象
箇所を温める、もしくは冷やすことができる。その結
果、室内空間全体を温めたり、冷やしたりしないので、
短時間で目標箇所に熱を与える、もしくは目標箇所から
熱を奪うことができ、無駄なエネルギー消費を抑えるこ
ともできる。

【０００８】請求項第２項記載の発明は、前記室内冷暖
房装置の冷暖房対象領域、かつまたは部位を変更する手
段を有することを特徴とする。

【０００９】本発明においては、使用者の希望に応じて
加温もしくは冷却する箇所を変更することができ、ラン
プから照射される可視光線によって冷暖房対象領域、部
位を確認して、確実に加温、もしくは冷却することがで
きる。

【００１０】請求項第３項記載の発明は、前記冷暖房装
置は、温度制御部と、熱源と、機能部と、機能部の方向
を変えるための駆動部と、を有しており、該機能部の表
面に赤外線放射体を備えたことを特徴とする。

【００１１】本発明においては、冷暖房装置の機能部表
面に赤外線放射体を備えたことにより、冷暖房対象物と
の熱伝達を輻射により行うので、冷暖房装置と冷暖房対
象物との間で伝達される熱エネルギーの減衰率が低くな
り省エネ効果が更に高くなる。また、対流による熱伝達
方式より、輻射による方がより加温もしくは冷却に指向
性を持たせることができるので、冷暖房装置稼働直後か
ら冷暖房対象物に温感もしくは冷感を与えることができ
る。

【００１２】請求項第４項記載の発明は、前記機能部表
面を、赤外線の放射率の高い物質で構成したことを特徴
とする。

【００１３】本発明においては、機能部表面を赤外線の
放射率の高い物質で構成したことにより、冷暖房装置と
冷暖房対象物との間の輻射熱交換効率を高くすることが
でき、冷暖房装置稼働後短時間で冷暖房の効果を得るこ
とが出来る。人体を初め、生物一般は遠赤外線の放射率
が高いため、その波長を持った輻射熱伝達の効率は高
い。また、対流や伝導とは違い、輻射熱は皮膚表面下に
ある温感ポイントに直接到達するため、温感を得るまで
の時間が対流や伝導に比べ短い。そのため、機能部表面
を遠赤外線放射率の高い物質で構成することにより、効
率的に加温もしくは冷却することができる。

【００１４】請求項第５項記載の発明は、前記機能部の
表面温度を調節する手段として、熱伝素子を利用するこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明においては、室内冷暖房装置の機能
部の表面温度を調節する手段として熱伝素子を利用する
ことにより、容易に表面温度を高温もしくは低温にする
ことができる。

【００１６】請求項第６項記載の発明は、冷暖房対象物
の位置を検知する手段を有し、該検知手段によって認識
された冷暖房対象物と該室内冷暖房装置機能部表面との
距離によって、該冷暖房装置への印加電圧を制御する手
段を有することを特徴とする。

【００１７】本発明においては、冷暖房対象物の位置を
検知し、冷暖房機能部表面と冷暖房対象物との距離が認
識できるので、最適な輻射熱伝達量となるように冷暖房
機能部表面の温度を、印加電圧によって制御することが
できる。その結果、冷暖房対象物が生物の場合、冷暖房
装置との位置関係が変わっても、常に快適な冷暖房効果
を得ることができる。

【００１８】請求項第７項記載の発明は、冷暖房対象物
の位置を検知する手段として、マイクロ波センサを用い
たことを特徴とする。

【００１９】本発明においては、冷暖房対象物の位置を
検知する手段としてマイクロ波センサを用いたことによ
り、冷暖房装置内、および壁内等にセンサを隠蔽するこ
とができ外観に影響しない。また、マイクロ波センサの
場合、焦点距離に制限がないので、冷暖房装置に冷暖房
対象物が近づいても、また離れていても正確に冷暖房装
置と冷暖房対象物との距離を測ることができる。

【００２０】本発明においては、冷暖房装置もしくは人
体から放射された赤外線のうち冷暖房対象物に到達せず
に拡散したものを、壁面や床、居室内設備等に設けられ
た反射板により冷暖房対象物のある方向に変えられるの
で、より効果的に加温もしくは冷却することができる。

【００２１】請求項第９項記載の発明は、前記反射板の
方向を変更する手段を有することを特徴とする。

【００２２】本発明においては、冷暖房対象物の位置が
変わっても、反射板の方向を変更することで、赤外線の
方向を冷暖房対象物に合わせることができる。その結
果、冷暖房装置からの赤外線が冷暖房対象物に直接到達
せずに拡散しても、壁等に設けられた反射板により冷暖
房対象物に集光され、輻射熱を効率的に伝達することが
できる。

【００２３】請求項第１０項記載の発明は、前記室内冷
暖房装置がトイレ内に設置されていることを特徴とす
る。

【００２４】一般的にトイレ内は冷暖房が常時行われて
いることは少なく、使用時にのみ冷暖房装置が稼働され
ることが多い。そのため、冬の夜間などにトイレ空間に
入ると、使用者が温感を得られるまでにかなりの時間を
要することになり、温感を得られないままに退出してし
まうことも多い。一方、常時トイレ空間を快適な温度に
保つとなると、使用されていない間は無駄なエネルギー
消費が行われていることになってしまう。そこで本発明
によれば、比較的短時間で、単発的にしか使用されない
トイレ空間での冷暖房を効率的に行うことが出来る。

【００２５】請求項第１１項記載の発明は、冷暖房対象
物の表面に、赤外線の透過率、かつまたは反射率の異な
る被覆材を装着することによって、該冷暖房対象物と前
記冷暖房装置との熱の伝達量を制御することを特徴とす
る。

【００２６】本発明においては、冷暖房対象物の表面を
放射率の異なる被覆材で覆うことにより、冷暖房対象物
が受け渡しする輻射熱量を調節することができる。冷暖
房装置の機能部と対向している面の中で温めたくない箇
所がある場合には、その部分のみ反射率の高い、つまり
放射率の低い被覆材で覆えば、任意の箇所のみを加温対
象から外すことが出来る。これは、例えば斜め上後方か
ら輻射熱を受けた場合、頭だけは温めたくないという時
など有効である。また、逆に任意の箇所のみをその周辺
に比べ加温したい場合には、その部分のみ透過率の高い
被覆材で、それ以外は前記に比べ透過率の低い被覆材で
覆えば、加温状態に分布を付けることもできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により詳細に説明する。

【００２８】

【実施例１】図１は、本実施例にかかる暖房装置１をト
イレ空間内に設置した例を示し、この暖房装置１は、冷
暖房対象物であるトイレ使用者４に対して指向性を有す
る可視ランプ２を内部に備え、この可視ランプ２に連動
して暖房方向を変化させるように構成されている。ま
た、トイレ使用者４の位置を検知し、暖房装置１との距
離を認識するためのマイクロ波センサ５と、可視ランプ
２の方向を変えるための操作盤６とを備えている。ここ
でマイクロ波センサ５は壁内に隠蔽されている。暖房装
置１は輻射式暖房装置であり、凹面からトイレ使用者４
に向けて赤外線を放射する。可視ランプ２は暖房装置１
の輻射面内に埋設された状態であり、可視ランプ２の指
向と暖房装置１の指向は連動している。

【００２９】以下に本実施例の作用を示す。トイレ空間
内に人が進入し、便座３上に着座すると、壁内の２カ所
に設置されたマイクロ波センサ５により、暖房装置１と
トイレ使用者４との距離が測定される。その結果に応じ
て、暖房装置１への印加電圧が決定され、暖房装置１か
らトイレ使用者に向かって赤外線が放射される。暖房装
置１の赤外線放射面の湾曲を強くすることで、任意の箇
所に赤外線を集光することができ、スポット的な加温が
可能となる。このとき、赤外線が放射されているポイン
トは、暖房装置１内に埋設された可視ランプ２の光がト
イレ使用者に当たっている箇所で認識できるので、それ
以外の箇所を加温したい場合には、可視ランプ２の光を
加温したいポイントにあうように操作盤６を使って動か
す。その結果、可視ランプ２と連動して動く暖房装置１
の機能部は、加温したいポイントにあうように向きを変
え、トイレ使用者４の希望する箇所を直接加温すること
ができる。

【００３０】一方、図１のような暖房装置１とトイレ使
用者４との位置関係では、トイレ使用者４の背中や膝下
に輻射熱を直接到達させることは難しい。そこで、図２
に示したように、前後壁面に赤外線反射板７を設け、そ
の方向を操作盤６によって変えることで、背中や膝下と
いった箇所にも赤外線を到達させることができる。暖房
装置１から放射された赤外線が反射板７に当たって跳ね
返り、トイレ使用者４の背中、あるいは膝下に到達し
て、トイレ使用者４を加温する。

【００３１】

【実施例２】図３は、居間内に本発明にかかる暖房装置
８を設置した例であり、暖房装置８内に可視ランプ９、
暖房対象者１０、暖房対象者１０の位置を検知し、暖房
装置８との距離を認識するためのマイクロ波センサ１１
を備えている。暖房装置８は輻射式暖房装置であり、凹
面から暖房対象者１０に向けて赤外線を放射する。可視
ランプ９は暖房装置８の輻射面内に埋設された状態であ
り、可視ランプ９の指向と暖房装置８の指向は連動して
いる。

【００３２】居間の場合、暖房対象者１０の位置は頻繁
に変わるので、その動きをマイクロ波センサ１１により
検知し、それぞれの距離に対して最適な赤外線量を暖房
対象者１０に放射する。また、トイレ内では、身体の露
出している部分を中心に積極的に加温することが望まれ
るのに対し、居間においては、暖房対象者１０の身体全
体を加温する方が望まれるので、暖房装置８の赤外線放
射面の湾曲を弱めて赤外線の集光度を下げる。その結
果、居間のどの場所に暖房対象者が移動しても、常に暖
房対象者は身体全体で温感を得ることができる。このと
き、空気や居室内設備等は加温しないので、無駄なエネ
ルギー消費が省けると共に、暖房装置駆動直後から暖房
対象者は温感を得ることが出来る。

【００３３】図４に、可視ランプ９の方向を変えるため
のリモコンの一例を示す。四方に向いている三角形状の
ボタン１３を押すことにより、暖房の方向を前後左右等
に変えることができる。居間のような比較的広い空間に
おいては、冷暖房対象者が広い範囲に亘って移動した
り、長い時間滞在する場所（ソファの上、床の上、ダイ
ニングテーブルの周辺等）が複数あったりするので、そ
れに伴って冷暖房の方向を任意に変えられるようにする
のが好ましい。

【００３４】

【発明の効果】本発明においては、冷暖房対象物に対し
て指向性を有する室内冷暖房装置の近傍、または内部に
設けられた指向性のあるランプに連動して冷暖房方向を
変化させることにより、冷暖房装置と任意の箇所の間で
熱伝達が行われるため、効率的に冷暖房目標物のみを加
温、もしくは冷却することができる。また、赤外線の反
射を利用して、冷暖房装置と直接熱の伝達を行うことの
できない箇所でも、同様に加温、もしくは冷却すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る暖房装置を設置し
たトイレ空間の説明図である。

【図２】 図１の変形例を示すトイレ空間の説明図であ
る。

【図３】 本発明の第２実施例に係る暖房装置を設置し
た居間の斜視図である。

【図４】 同、リモコンの概略平面図である。

【符号の説明】

１，８…暖房装置、２，９…可視ランプ、３…便座、４
…トイレ使用者、５、１１…マイクロ波センサ、６…操
作盤、７…反射板、１０…暖房対象者、１２…リモコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L060 AA03 DD08 EE01 EE21 EE31 3L072 AA01 AB07 AC02 AD16 AE04 AF11

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷暖房対象物に対して指向性を有する室
   内冷暖房装置であって、該冷暖房装置の近傍、または内
   部に、指向性のあるランプがあり、該ランプに連動して
   冷暖房方向を変化させることを特徴とする室内冷暖房装
   置。
2. 【請求項２】 前記室内冷暖房装置の冷暖房対象領域、
   かつまたは部位を変更する手段を有することを特徴とす
   る請求項１記載の室内冷暖房装置。
3. 【請求項３】 前記冷暖房装置は、温度制御部と、熱源
   と、機能部と、機能部の方向を変えるための駆動部と、
   を有しており、該機能部の表面に赤外線放射体を備えた
   ことを特徴とする請求項１乃至２記載の室内冷暖房装
   置。
4. 【請求項４】 前記機能部表面を、赤外線の放射率の高
   い物質で構成したことを特徴とする請求項３記載の室内
   冷暖房装置。
5. 【請求項５】 前記機能部の表面温度を調節する手段と
   して、熱伝素子を利用することを特徴とする請求項３又
   は４記載の室内冷暖房装置。
6. 【請求項６】 冷暖房対象物の位置を検知する手段を有
   し、該検知手段によって認識された冷暖房対象物と該室
   内冷暖房装置機能部表面との距離によって、該冷暖房装
   置への印加電圧を制御する手段を有することを特徴とす
   る請求項１乃至５記載の室内冷暖房装置。
7. 【請求項７】 冷暖房対象物の位置を検知する手段とし
   て、マイクロ波センサを用いたことを特徴とする請求項
   ６記載の室内冷暖房装置。
8. 【請求項８】 室内の壁面、床、及び居室内設備等の何
   れかに反射板を設けたことを特徴とする請求項１乃至７
   記載の室内冷暖房装置。
9. 【請求項９】 前記反射板の方向を変更する手段を有す
   ることを特徴とする請求項８記載の室内冷暖房装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９記載の室内冷暖房装置
    がトイレ内に設置されていることを特徴とするトイレ内
    冷暖房装置。
11. 【請求項１１】 冷暖房対象物の表面に、赤外線の透過
    率、かつまたは反射率の異なる被覆材を装着することに
    よって、該冷暖房対象物と前記冷暖房装置との熱の伝達
    量を制御することを特徴とする冷暖房システム。