JP2509445B2

JP2509445B2 - 空気循環建物

Info

Publication number: JP2509445B2
Application number: JP16125293A
Authority: JP
Inventors: 英晴相澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH0718800A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建物全体を温めること
ができるとともに、お湯も沸かすことができ、それぞれ
の機能を調整できる空気循環建物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の建物は、室内の暖房の効
果を高めるために、内壁と外壁との間に断熱材を入れ、
屋外の影響を受けないととも、屋内の熱が外部に逃げる
のを防止する構造になっている。一方、従来から、太陽
熱を利用してお湯を沸かしたりする集熱器等が存在して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の建物では、単に
壁や床等を断熱構造としているため、１つの部屋を温め
ても他の部屋が寒かったりする。特に、廊下、トイレあ
るいは風呂場等は寒く、健康上好ましくなく、また高齢
者にとっては大きな問題であり、寒冷地においては特に
大きな問題である。さらに、建物全体を暖房しようとす
ると、多額の費用がかかってしまう。そして、太陽熱を
集熱して加熱された外気を、単に導入させるのでは暖房
効率が悪い。また、太陽熱を集熱して加熱された空気
を、室内で屋外とは隔絶された状態で単に循環させるの
では、加熱し過ぎるなど、暖房等の調整が好適にできな
いという課題がある。

【０００４】そこで、本発明は建物全体を暖房する空気
を効率良く加熱するとともに熱媒体等で同時に集熱する
ことができ、それぞれの機能を相互補完的に調整可能な
空気循環建物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、屋根を構成
する鉄板等の屋根板と、該屋根板の表面から若干離間し
てガラス板が配置され、該ガラス板と前記屋根板との間
に密閉空間が設けられて形成された太陽熱の集熱器と、
該集熱器の密閉空間に挿通され、管内部に熱媒体を循環
させることで太陽熱を集熱する集熱パイプと、前記集熱
器の前記屋根板の裏面に区画されて形成され、加熱され
た前記屋根板を介して太陽熱を集熱する集熱空間と、該
集熱空間、床下空間および壁内空間の間で、空気が屋外
とは隔絶した状態で循環されるように、前記各空間を連
通する循環空気の流路と、該循環空気の流路内に配設さ
れ、空気を強制的に循環させる循環ファンとを具備する
ことを特徴とする。また、集熱パイプの管内を循環した
熱媒体を熱交換してお湯を沸かすようにしても良い。

【０００６】

【作用】次に、作用について説明する。太陽の光により
集熱空間内の空気が所定の温度に上昇した際に、温めら
れた空気を連通管を介して床下に送る。そして、床下に
送られた空気を床下および壁内の空間に循環させて建物
全体を温める。また、屋根材とガラス板との密閉空間に
配置した集熱パイプ内を循環した熱媒体を熱交換してお
湯を沸かすようにすることができる。そして、集熱空間
と集熱パイプを相互補完的に利用することによって、屋
内の暖房等を好適に調整することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る建物
の概略を示す断面説明図である。１２は建物１０の布基
礎である。この布基礎１２の内底面（床下）はコンクリ
ートで覆われている。そして、布基礎１２に覆われた内
底面には、部分的に上方に突出する蓄熱部１４が形成さ
れる。また、布基礎１２に沿って、この布基礎１２と蓄
熱部１４により凹部１６が形成されている。この凹部１
６の一部には、大きく凹んだ凹所１８が形成されいる。

【０００８】布基礎１２の上には建物１０が構築され
る。建物１０の床面には床材が張られ床２０を構成し、
内壁には壁材が張られ内壁２２が構成されている。また
天井面には天井材が張られ天井２４が構成されている。
床２０は、前記蓄熱部１４との間に空気が流れるように
所定間隔が保持されている。この間隔は、空気の床流路
２６ａである。一方、内壁２２および天井２４とを、断
熱材２８が覆っている。内壁２２と断熱材２８とは、所
定間隔を保持して壁流路２６ｂが構成されている。天井
２４と断熱材２８とも、所定間隔を保持して天井流路２
６ｃが構成されている。断熱材２８から外部に空気が漏
れないように密閉構造となっている。布基礎１２と断熱
材２８との間においても密閉構造となっている。

【０００９】図２は壁の構造を示している。布基礎１２
の上面にアンカーボルトにより固定された土台から柱３
１・・・が所定間隔ごとに起立している。この柱３１・
・・の内側に壁材２１を張り付ける一方、柱３１・・・
の外側には断熱材２８を張り付ける。そして、壁材２１
と断熱材２８により壁流路２６ｂが構成されている。ま
た、断熱材２８は２枚重であり、内側の断熱材２８ａは
柱３１の間に嵌め込まれ、この断熱材２８ａの外側を断
熱材２８ｂで覆っている。なお、柱３１に対応する位置
には胴縁３２により断熱材２８が柱３１・・・に固定さ
れている。さらに、胴縁３２の外側には外壁材３４が固
定される構造である。

【００１０】床２０は、従来知られている大引きおよび
根太を交差させた上に床材１９を張って構成されてい
る。なお、蓄熱部１４が存在する部分では蓄熱部１４上
面で床１９を支持することができ、大引きは床つか等は
不要である。

【００１１】建物１０の屋根４０の南側の屋根面に集熱
器４２が設けられている。この集熱器４２の構造につい
て、図３を参照しつつ説明する。屋根を構成する垂木４
１・・・は、鉄板等の屋根板４３により覆われている。
屋根板４３の下にやはり鉄板等の波板４４を配置し、さ
らに下方に断熱材４８が配置され、屋根板４３と断熱材
４８との間で集熱空間４５が形成されている。

【００１２】また、集熱空間４５は、屋根板４３と波板
４４との間の空間４５ｂと、波板４４と断熱材４８との
空間４５ａに区画されている。なお、波板４４は、垂木
４１と垂木４１との間隔を保持するとともに屋根の荷重
を受けるための間隔材４７・・・に支持されている。断
熱材４８も間隔材４７・・・の下側から当接して支持さ
れるとともに、垂木４１・・・の間に嵌合している。

【００１３】前記屋根板４３と所定間隔を開けてガラス
板４６が配置されている。ガラス板４６を配置すること
により、屋根板４３とガラス板４６とで区画される密閉
空間４９内の温度を上昇させることができる。一方、屋
根板４３上には、従来周知の構造の集熱パイプ７０が配
置されている。すなわち、集熱パイプ７０は、おむすび
型の管体７１と、この管体７１を覆う板状のフィン７２
とから構成されている。また、フィン７２の幅方向には
継ぎ部７２ａ、７２ｂが形成されている。

【００１４】前記天井流路２６ｃ内の空気を集熱空間４
５に供給するため、天井流路２６ｃと集熱空間４５とが
供給路４８により連結されている。この供給路４８の中
途部には、天井流路２６ｃから集熱器４２にのみ空気が
流れる逆止弁５０が設けられている。

【００１５】前記集熱器４２（集熱空間４５）で温めら
れた空気を前記凹部１６等床下に送るために、集熱空間
４５の上部から延出する連通管５２が設けられている。
この連通管５２は、床下にて分岐している。このよう
に、床流路２６ａ、壁流路２６ｂ、天井流路２６ｃ、供
給路４８および連通管５２とによって、集熱空間４５、
床下空間および壁内空間との間で、空気が屋外とは隔絶
した状態で循環される循環空気の流路が設けられてい
る。各連通管５２の先端部には、供給器としての循環フ
ァン５４、５４が配置されている。この循環ファン５４
が駆動すると、集熱器４２で温められた空気が床下に送
られる。循環ファン５４は、集熱器４２の温度が、例え
ば２０度になった際に駆動するように、公知の電気手段
により制御されるよう設定されている。

【００１６】分岐した連通管５２の一方は、蓄熱部１４
内を貫通している。このように連通管５２の一部が蓄熱
部１４内を横切って通過するとともに、連通管５２の先
端に循環ファン５４を設けた。このため、集熱空間４５
で加熱された空気が、連通管５２の中途部あるいは蓄熱
部１４で熱を放熱するため、循環ファン５４が比較的温
度が低下した空気の雰囲気中に位置することとなる。

【００１７】前記凹所１８には、熱交換器７４が配置さ
れている。前記集熱パイプ７０は連結パイプを介して熱
交換器７４まで配管されており、集熱器４２で温められ
た熱媒体は連結パイプを介して熱交換器７４まで送られ
る。そして、熱交換器７４では、熱媒体と水との間で熱
交換を行い水を温めることとなる。

【００１８】前記建物１０には、２階部分２Ｆが存在す
る。この２階部分２Ｆは床６０および仕切り壁６２によ
り構成されている。これら床６０および仕切り壁６２に
も、前記床流路２６ａと同様に流路が構成されている。
床の流路を６０ａ、仕切り壁６２の流路を６２ａとす
る。各流路６０ａ、６２ａは、壁流路２６ｂおよび天井
流路２６ｃに連通する流路を構成している。なお、建物
１０は断熱材２８により覆われた密閉構造であり、空気
の漏れない構造である。特に、継ぎ目部分等はシール部
材等によりシールすることが好適である。

【００１９】上述するように構成された建物１０の空気
の流れについて説明する。太陽の光により集熱空間４５
内の空気が所定の温度、例えば２０度まで上昇した際
に、循環ファン５４が駆動を開始する。すると、温めら
れた空気は、連通管５２を介して床下に送られる。一
方、集熱器４２内の温められた空気が引き抜かれると、
集熱器４２内の集熱空間４５が負圧になり、逆止弁５０
が開き、壁流路２６ｂおよび天井流路２６ｃの空気が吸
い込まれる。この吸引力と、循環ファン５４の供給力に
より空気が循環する。すなわち、床下に送られた空気
は、凹所１８および凹部１６内に充満し、床２０を温め
る。なお、蓄熱部１４と床２０との間にも空気が流れ、
また蓄熱部１４内を連通管５２が通過しているため、蓄
熱部１４も温められる。

【００２０】凹部１６等の空気は、壁流路２６ｂ内を上
昇して、天井流路２６ｃに達する。一方、２階部分２Ｆ
は、床６０の流路６０ａおよび仕切り壁６２の流路６２
ａを連通して天井流路２６ｃに循環する。

【００２１】一方、屋根板４３とガラス板４６とで区画
される密閉空間４９内も温度が上昇するため、屋根板４
３上の集熱パイプ７０内の熱媒体も加熱され、加熱され
た熱媒体は連結パイプを介して熱交換器７４に送られ、
熱交換器７４では熱媒体と水との間で熱交換を行い水を
温めることとなる。

【００２２】なお、集熱器４２内の集熱空間４５の温度
が、例えば２０度以下に下がると、循環ファン５４の駆
動が停止する。しかし、建物１０全体は、断熱材２８の
内側で、温かい空気に包まれた状態である。また、循環
ファン５４が止まった後も、蓄熱部１４に熱が蓄熱され
て温かいため、蓄熱部１４等から放熱されて建物１０全
体が温かい状態を継続して保持することができる。夜間
等に、集熱器４２の集熱空間４５内の空気の温度が下が
っても、逆止弁５０が存在するため、冷たい空気が循環
することがない。

【００２３】また、上述するように、建物１０の各部屋
の床、壁および天井を温かい空気が通過するため、建物
１０全体を温めることができる。また、閉鎖された循環
路内を空気が循環し、冷たい外気を取り込むことがない
ため効率的である。そして、集熱器４２には集熱パイプ
７０が併設されているため、屋外と隔絶された閉塞空間
である集熱空間４５が過度に加熱されることを防止でき
るなど、集熱空間４５で加熱されて循環される空気の温
度を好適に調整できる。さらに、一旦あたたまった室内
の空気は、断熱材２８および空気層（床流路２６ａ、壁
流路２６ｂおよび天井流路２６ｃ）により覆われている
ため、断熱効果に優れ、冷えることがない。

【００２４】なお、上記実施例において、屋根板４３と
ガラス板４６とで区画される密閉空間４９内の空気が遮
断しているため、太陽光により密閉空間４９内の空気の
温度が上昇することとなる。また、密閉空間４９内の空
気温度の上昇により、集熱空間４５内の空気の温度も上
昇することととなる。すなわち、屋根板４３上にガラス
板４６を配置して密閉空間４９を構成することにより、
密閉空間４９の温度の上昇を図るとともに、集熱空間４
５の温度の上昇をさせることができる。

【００２５】上記実施例では冬期間における使用方法に
ついて説明したが、夏期においては夜間使用すると好適
である。すなわち、夏期の夜間にあっては、集熱器４２
で集熱空間４５内の空気の温度が下がった際に、温度の
下がった空気を循環させることにより、室内の温度を下
げることができる。なお、夏期の昼間においては、集熱
空間４５内の空気を循環して使用することがないが、密
閉空間４９に集熱パイプ７０を配置したので、集熱空間
４５内の温度の上昇をある程度抑えることができる。以
上本発明の好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものでなく、発明の精神を
逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得ることはもちろ
んである。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述するように構成されている
ため、建物の各部屋の床、壁および天井を温かい空気が
通過するため、建物全体を温めることができる。また、
集熱器は、屋根板上にガラス板を配置して密閉空間を構
成することにより、密閉空間の温度の上昇を図るととも
に、建物内の閉塞空間内で循環される空気を温める集熱
空間の温度の上昇をさせることができる。すなわち、１
つの集熱器で２つの機能を発揮させることができる。こ
のため、集熱器も極めて安価に施工することができる。
また、屋外と隔絶されて循環する循環空気が加熱される
ため、屋内を効率良く温めることができる。そして、集
熱器には集熱パイプが併設されているため、屋外と隔絶
された閉塞空間である集熱空間が過度に加熱されること
を防止できるなど、集熱空間で加熱されて循環される空
気の温度を好適に調整できる。さらに、構造も簡便であ
り、太陽光を利用するため、維持費も極めて安価である
等の著効を奏する。すなわち、本発明によれば、太陽熱
を利用して建物全体を暖房する空気を効率良く加熱する
とともに、熱媒体で同時に集熱することができ、それぞ
れの機能を相互補完的に調整可能であるという著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建物の概略を示す断面説明図であ
る。

【図２】壁の構造を示す断面説明図である。

【図３】集熱器の構造を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１０建物１２布基礎１４蓄熱部１６凹条１８凹所２０床２２内壁２４天井２８断熱材４２集熱器４５集熱空間４９密閉空間５０逆止弁５２連通管５４循環ファン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】屋根を構成する鉄板等の屋根板と、該屋根板の表面から若干離間してガラス板が配置され、
該ガラス板と前記屋根板との間に密閉空間が設けられて
形成された太陽熱の集熱器と、該集熱器の密閉空間に挿通され、管内部に熱媒体を循環
させることで太陽熱を集熱する集熱パイプと、前記集熱器の前記屋根板の裏面に区画されて形成され、
加熱された前記屋根板を介して太陽熱を集熱する集熱空
間と、該集熱空間、床下空間および壁内空間の間で、空気が屋
外とは隔絶した状態で循環されるように、前記各空間を
連通する循環空気の流路と、該循環空気の流路内に配設され、空気を強制的に循環さ
せる循環ファンとを具備することを特徴とする空気循環
建物。
【請求項２】集熱パイプの管内を循環した熱媒体を熱
交換してお湯を沸かすようにしたことを特徴とする請求
項１記載の空気循環建物。