JP3133682B2 - 蓄熱壁構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外壁体と内壁体と
の間の空間に、接触流体との熱交換によって蓄熱・放熱
自在な蓄熱体を設け、室内から前記空間に前記接触流体
を取り入れ自在な取入口と、前記空間に取り入れて前記
蓄熱体に接触させた前記接触流体を前記室内へ吐き出し
自在な吐出口と、前記接触流体を前記取入口から前記空
間に吸い込んで前記吐出口から吐き出すためのファンと
を設けてある蓄熱壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の蓄熱壁構造としては、図
１１に示すように、室内に面する内壁体２に、前記取入
口２０と吐出口２１とを形成してあると共に、蓄熱体３
は、内壁体２を形成するときに外壁体１と内壁体２との
間の空間Ｄに設置され、前記内壁体２を取り付けた後
は、前記空間Ｄから出し入れできるようにはなってなか
った。しかし、このような蓄熱壁構造によれば、例え
ば、蓄熱体の保守点検や交換等で、前記空間から蓄熱体
を取り出す必要がある場合には、まず内壁体を取り外さ
なければならず、また、蓄熱体を前記空間に納め直した
後には、再度、内壁体を設置し直す等の工事が必要とな
り、蓄熱壁からの蓄熱体の出し入れに非常に手間がかか
る問題点があった。

【０００３】このような問題を解消する方法として、内
壁体２に蓄熱体３の出し入れができるような大きさの開
口部を設けて、内壁体２を取り付けた後に内壁蓋の開閉
により蓄熱体の取り出しを可能とする方法が考えられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内壁に
大きな開口部を形成して内壁蓋を取り付けるのは、美感
を損ねるため意匠上問題となり、蓄熱体の出し入れの操
作性を確保しつつ、開口部をできるだけ小さくすること
が当業界の要請であった。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、蓄熱壁からの蓄熱体の出し入れの操作性を確保し
つつ、開口部をできるだけ小さくできるような蓄熱壁構
造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴構成は、外壁体と内壁体との間の空間
に、接触流体との熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱
体を設け、室内から前記空間に前記接触流体を取り入れ
自在な取入口と、前記空間に取り入れて前記蓄熱体に接
触させた前記接触流体を前記室内へ吐き出し自在な吐出
口と、前記接触流体を前記取入口から前記空間に吸い込
んで前記吐出口から吐き出すためのファンとを設けてあ
る蓄熱壁構造において、前記取入口又は前記吐出口のう
ち、少なくとも上方に存在するものを前記蓄熱体が通過
自在となるように形成し、複数の前記蓄熱体を索具と連
結して、その索具の操作により出し入れ自在に構成して
あるところにある。ここで、「索具」とはワイヤ、ロー
プ、ピアノ線のようないわゆる線状体の他、チェーンや
鎖等も含む意味で用いられ、上記蓄熱体を吊り下げ可能
であれば、いずれのものも用いることができる。

【０００７】上記の構成において、前記空間の上方部
に、前記索具を巻き掛け可能な滑車を設けてあることが
後述の作用効果より好ましい。ここで、滑車は通常のロ
ープ用の滑車の他、チェーンや鎖等に使用できるような
ギヤ等を有するものであってもよい。

【０００８】また、複数の前記蓄熱体が上下に連結した
状態で索具により懸吊されていることが後述の作用効果
より好ましい。ここで、蓄熱体の連結は、索具により上
下に連結されていてもよく、また索具以外の部材により
連結されるか、もしくは蓄熱体自身が連結構造を有する
などしていてもよい。

【０００９】〔作用及び効果〕本発明の特徴構成によれ
ば、前記取入口又は前記吐出口のうち、少なくとも上方
に存在するものを前記蓄熱体が通過自在となるように形
成してあるため、内壁に大きな開口部を形成することな
く、そこから前記蓄熱体を前記空間に導入することがで
きる。その際、複数の前記蓄熱体が索具と連結されてい
るため、その索具の操作により簡易に、蓄熱体を落下さ
せることなく確実に導入することができる。また、蓄熱
体を取り出す際には、その索具を引き上げることによ
り、連結された複数の前記蓄熱体を一度にスムーズに取
り出すことができる。一方、下方より蓄熱体を取り出す
場合にも、連結された複数の前記蓄熱体を一度にスムー
ズに取り出すことができる。その結果、蓄熱壁からの蓄
熱体の出し入れの操作性を確保しつつ、開口部をできる
だけ小さくできるような蓄熱壁構造を提供することがで
きた。

【００１０】前記空間の上方部に、前記索具を巻き掛け
可能な滑車を設ける場合、その滑車に索具を巻き掛けて
滑車の下方に複数の前記蓄熱体を懸吊した状態で、蓄熱
体の出し入れが可能となるため、外壁体と内壁体との間
の空間の内面と蓄熱体の摩擦力を低減して、スムーズな
出し入れが可能になる。また、滑車により前記索具の引
っ張り方向を変化させることができるので、例えば索具
を手前に引っ張ることで出し入れできるため、より容易
に蓄熱体の出し入れが可能になる。

【００１１】複数の前記蓄熱体が上下に連結した状態で
索具により懸吊されている場合、底部に支持体を設けて
支持する場合と比較して、各蓄熱体がその上方に存在す
る蓄熱体の荷重を受けないため、蓄熱体自身を特に強固
な構造にする必要がなく、その構造を簡易なものにでき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の
符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示してい
る。

【００１３】本実施形態は、図１・１０に示すように、
建物の壁体に蓄熱ユニットＴを内装して、その蓄熱ユニ
ットＴの熱交換によって、室内温度をコントロールでき
るように形成した蓄熱壁Ｗである。但し、本発明の蓄熱
壁構造は、このようなものに限らず、例えば、前記空間
Ｄに直に蓄熱体３を収容してあるものであってもよい。

【００１４】前記蓄熱壁Ｗは、断熱外壁体１と、内壁体
２との間の空間Ｄに、接触する空気（接触流体の一例）
Ｒとの熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱ユニットＴ
を設けて構成してある。

【００１５】前記断熱外壁体１は、厚み内に多数の断熱
用中空部を形成したセメント板状体等で、外壁としての
一般的な機能に加えて断熱効果を強化してある。前記内
壁体２は、石膏ボード等で構成してあり、前記断熱外壁
体１を設置した後、その室内側に前記蓄熱ユニットＴを
沿わせて配置し、さらにその室内側に内壁体２を設置し
て室内空間を確保するものである。また、内壁体２の上
端部及び下端部には、前記蓄熱ユニットＴに備えた後述
の取入口４と吐出口５に対向する部分に、前記空気Ｒを
流通自在な開口部２ａを各別に設けてある。特に、下方
側の開口部２ａは、室内の幅木部ｈに配置してある。こ
こで、壁体における取入口４と吐出口５との位置関係
は、図１では上端部に取入口４、下端部に吐出口５を配
置してあるが、それ以外に、上端部に吐出口、下端部に
取入口を配置したり、取入口と吐出口とを、左右に分離
させて配置するものであってもよい。

【００１６】前記蓄熱ユニットＴは、図１・２・３・４
・５に示すように、前記空気Ｒとの熱交換によって蓄熱
・放熱自在な複数の蓄熱カプセル（蓄熱体の一例）３を
内空部に収容している。また、前記内空部に前記空気Ｒ
を取り入れ自在な取入口４と（図２・５参照）、前記内
空部に取り入れた前記空気Ｒを外部へ吐き出し自在な吐
出口５とを備えたユニット容器６を設け（図３・５参
照）、前記取入口４と吐出口５とをそれぞれ開閉操作自
在な複数のダンパー７と、前記空気Ｒを前記取入口４か
ら前記内空部に吸い込んで前記吐出口５から吐き出すた
めのファンＦとを、前記ユニット容器６に着脱自在に構
成してある。但し、通常は、前記取入口４は、ユニット
容器６の上端部に形成してあり、前記吐出口５は、ユニ
ット容器６の下端部に形成してあるが、前記ファンＦの
回転方向（送風方向）を切り替えることによって、上端
部が吐出口とし、下端部が取入口としてもよい。また、
ファンＦは、ユニット容器６の下端部に設けることに替
えて、ユニット容器６の中間部や上端部に設けることも
可能である。なお、前記ファンＦは、例えば、アクシャ
ルファン、クロスフローファン、シロッコファン等、種
々の形式のファンを採用することが可能である。

【００１７】前記ユニット容器６は、発泡樹脂からなる
中間層を一対の板状体（金属または合成樹脂製）からな
る表面層で挟み込む状態に形成してあるパネル体を、図
５に示すように、前記断熱外壁体１と内壁体２との隙間
に収納できる寸法の箱形状に成形して構成してある。そ
して、ユニット容器６の内空部は、縦長形状に形成して
あり、複数の連通空間を形成しうるようにしてある。具
体的には、ユニット容器６内空部の上端部には、前記取
入口４に連通する取入空間Ｋ１を、下端部には、前記吐
出口５に連通する吐出空間Ｋ２を、中間部には、前記蓄
熱カプセル３を収容自在な縦長形状の収容空間Ｋ３と、
この収容空間Ｋ３と前記取入空間Ｋ１とを連通させる第
一連通空間Ｋ４と、前記収容空間Ｋ３と前記吐出空間Ｋ
２とを連通させる第二連通空間Ｋ５とをそれぞれ設けて
ある。そして、第一連通空間Ｋ４と収容空間Ｋ３との仕
切には、前記取入口４から取入空間Ｋ１を経て前記第一
連通空間Ｋ４に取り入れた空気Ｒを、収容空間Ｋ３内に
収納された蓄熱ユニットＴに接触させる為の複数の第一
流通孔Ｈ１を、間隔をあけて設けてある。一方、第二連
通空間Ｋ５と収容空間Ｋ３との仕切には、前記収容空間
Ｋ３から第二連通空間Ｋ４及び吐出空間Ｋ１を経て吐出
口５へ空気Ｒを吐き出すための複数の第二流通孔Ｈ２
を、間隔をあけて設けてある。各流通孔Ｈ１，Ｈ２は、
前記収容空間Ｋ３に収容された複数の蓄熱カプセル３に
対して、上下位置の違いによって空気の供給量に差が生
じるのを防止できるように考慮して（例えば、孔の形状
や寸法）構成してある。

【００１８】又、ユニット容器６の収容空間Ｋ３と吐出
空間Ｋ２との仕切部６ａは、固設されたものが図示され
ているが（図１・３参照）、上下揺動自在に形成して、
ほぼ水平姿勢の仕切状態においては、前記収容空間Ｋ３
と吐出空間Ｋ２とを仕切ると共に、収容空間Ｋ３内に収
容した蓄熱カプセル３を支持させ、また、この仕切部６
ａを、下方に揺動させた解放状態においては、その開口
した部分を通して、前記蓄熱カプセル３を取り出しでき
るように構成してもよい（図８参照）。その場合、当然
のことながら、開口した部分に対応する前記吐出口５の
寸法設定も、前記蓄熱カプセル３を出し入れ自在に設定
する必要がある。

【００１９】また、当然のことながら、開口した部分に
対応する前記取入口４の寸法設定も、前記蓄熱カプセル
３を出し入れ自在に設定し、ダンパー７を着脱自在に形
成してある必要がある。つまり、この実施形態において
は、前記取入口４が導入口に該当する。

【００２０】この導入口を通して、蓄熱カプセル３のメ
ンテナンス時には、蓄熱カプセル３を簡単に出し入れし
て効率的なメンテナンス作業を実施することができるよ
うに構成してある。また、前記吐出口５は、他の壁部分
の幅木部分に該当する箇所に形成してあり、室内の景観
上、目立ち難く、美観性の低下防止効果がある。一方、
ユニット容器６の上下端部には、ユニット容器６の内空
部と室外空間とを連通させる連通状態と、遮断する遮断
状態とに切替操作自在な連通管８を各別に接続してあ
る。

【００２１】前記蓄熱カプセル３は、図４・６・７に示
すように、熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱剤９を
収容自在な密閉容器１０を設け、前記密閉容器１０の内
空部に、前記蓄熱剤９を充填して構成してある。

【００２２】前記蓄熱剤９としては、熱交換温度、及
び、その範囲によって、種々のものを使用することがで
きるが、その一例としては、塩化カルシウム６水塩（Ｃ
ａＣｌ ₂・６Ｈ₂Ｏ）を挙げることができる。前記蓄熱剤
は、塩化カルシウム６水塩（ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）に限
るものではなく、例えば、硫酸ナトリウム１０水塩（Ｎ
ａＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）であってもよく、他にも室温付近
で相変化する潜熱蓄熱剤を用いることが可能であるり、
それらを総称して蓄熱剤という。

【００２３】前記密閉容器１０は、高密度ポリエチレン
製の一対のフィルム材１１を積層し、両フィルム材１１
間に前記蓄熱剤９を収容する複数の収納室Ｖを形成でき
るように両フィルム材１１の外周部及び室仕切部に該当
する所定部分を圧着して構成してあり、ある程度の柔軟
性を有するものである。また、密閉容器１０の上辺部分
には、長尺のクランプ部材１３を設けて下方に隣接する
蓄熱カプセル３を挟持させると共に、クランプ部材１３
の両端部を索具３０に固定した連結部材３１に支持させ
ている。このような蓄熱カプセル３は、ユニット容器６
内に索具３０により複数懸吊してあり、壁内の狭い空間
に、効率よく蓄熱剤９を配置でき、高い蓄熱性・熱交換
性を確保できるように構成してある。因に、積層させた
蓄熱カプセル３どうしの隙間は、前記蓄熱カプセル３に
対して横向きの流れで前記空気Ｒを接触させる複数の接
触流路Ｓにあたり、この接触流路Ｓは、前記各流通孔Ｈ
１，Ｈ２に各別に対応する状態に並設してある。

【００２４】本発明の蓄熱壁構造においては、蓄熱カプ
セル３の導入時には、上側のダンパー７を取り外した
後、索具３０の下方に蓄熱体３の連結部材３１を連結さ
せて、取入口４より下端側より導入することができる。
導入後には係止された懸吊部材３２により懸吊して、蓄
熱体をその導入位置に保持することができる。また、取
り出し時には、導入時とは逆の順序で蓄熱体３を取り出
すことができる。

【００２５】前記蓄熱壁Ｗによる室内温コントロールの
一例を説明すると、図１０（イ）に示すように、昼間、
前記連通管８を閉塞した状態で、各ダンパー７を開いて
ファンＦを駆動させることによって、室内の余分な熱を
蓄熱剤９に蓄熱し、暑い時期においては室温低下効果を
発揮し、寒い時期においては、蓄熱した熱を夜間に放出
して室温増大効果を発揮することができる。但し、暑い
時期の使用に関しては、図１０（ロ）に示すように、夜
間に、吐出口５を閉めて連通管８を開けた状態でファン
Ｆを駆動することによって、蓄熱した熱を外部に排熱し
て翌日の蓄熱に備えることができる。

【００２６】本発明に係わる蓄熱壁は、一般住宅をはじ
め、工場設備やオフィースビル等種々の構造物の壁体に
適応することが可能である。

【００２７】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。

【００２８】〈１〉 先の実施形態では、前記取入口又
は前記吐出口のうち、少なくとも上方に存在するものか
ら前記蓄熱体の出し入れを行う例を示したが、前述のよ
うに上方から入れた蓄熱体を下方から取り出し可能に形
成してあってもよい（図８参照）。その場合、ファンＦ
は上下いずれに配設してもよいが、いずれの場合も着脱
自在にしておくことが好ましい。また同様に下端のダン
パー７も着脱自在にしておく必要がある。蓄熱体を下方
から取り出す際には、上方の懸吊部材３２を傾斜させて
ユニット容器６内を通過させつつ、下方より索具３０を
引っ張って、連結された複数の前記蓄熱体を一度にスム
ーズに取り出すことができる。上記構成によると、重力
に逆らって上方から取り出すよりも労力が少なくてす
む。

【００２９】〈２〉 先の実施形態では、蓄熱体の出し
入れを行う際、索具の引っ張り方向が蓄熱体の荷重方向
に対応するものの例を示したが、図９に示すように前記
空間Ｄの上方部に、前記索具を巻き掛け可能な滑車を設
けてあってもよい。かかる滑車３３としては、蓄熱体の
荷重に耐えうる固定滑車等であればよく、連結部材３１
は滑車３３を通過可能なような形状にすることが好まし
い。上記構成によると、滑車３３に索具３０を巻き掛け
て滑車の下方に複数の前記蓄熱体３を懸吊した状態で、
蓄熱体の出し入れが可能となるため、外壁体と内壁体と
の間の空間の内面と蓄熱体の摩擦力をより低減して、ス
ムーズな出し入れが可能になる。また、滑車により前記
索具の引っ張り方向を変化させることができるので、例
えば索具を手前に引っ張ることで出し入れできるため、
より容易に蓄熱体の出し入れが可能になる。

【００３０】〈３〉 先の実施形態では、流体の流路が
第一連通空間Ｋ４から第二連通空間Ｋ５へと横方向に成
形されており、取入空間Ｋ１と収容空間Ｋ３との仕切り
部分に懸吊部材３２を設けてある例を示したが、流体の
流路を上下方向に形成するとともに、懸吊部材３２を通
気自在に形成したり、蓄熱体を棒状体で形成してもよ
い。

【００３１】〈４〉 前記蓄熱体は、先の実施形態で説
明した薄型の蓄熱部材を内挿してあるものに限るもので
はなく、例えば、塊状の蓄熱部材を収納して形成した
り、網籠状の受部に各種の形状の蓄熱部材を入れてある
ものでもよく、壁体の有効寸法にあわせて適宜設計する
ことが可能である。但し、前記取入口４又は吐出口５か
ら出し入れ自在にしておく必要がある。

【００３２】〈５〉 先の実施形態では、複数の前記蓄
熱体が上下に連結した状態で索具により懸吊されている
例を示したが、底部に存在する仕切部６ａにより蓄熱カ
プセル３を支持させ、蓄熱カプセル自身の強度を高くす
るか、補強材を使用するなどして、使用状態では索具に
より懸吊する必要がないように構成してもよい。

【００３３】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】蓄熱壁を示す断面図であり、（イ）は使用状
態、（ロ）は出し入れ時の状態

【図２】蓄熱壁の上端部の詳細を示す断面図

【図３】蓄熱壁の下端部の詳細を示す断面図

【図４】蓄熱カプセルの懸吊状態を示す斜視図

【図５】蓄熱ユニットを示す一部切欠正面図

【図６】蓄熱カプセルを示す断面図

【図７】蓄熱カプセルを示す断面図

【図８】別実施形態の蓄熱壁構造を示す断面図であり、
（イ）は使用状態、（ロ）は取り出し時の状態

【図９】別実施形態の蓄熱壁構造の出し入れ時の状態を
示す断面図

【図１０】蓄熱壁の作用説明図であり、（イ）は冬場で
の使用状態、（ロ）は夏場での使用状態

【図１１】従来蓄熱壁構造を示す正面図

【符号の説明】

１ 外壁体 ２ 内壁体 ３ 蓄熱体 ４ 取入口 ５ 吐出口 ６ ユニット容器 ３０ 索具 ３３ 滑車 Ｄ 空間 Ｆ ファン ｈ 幅木部 Ｒ 接触流体

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外壁体（１）と内壁体（２）との間の空
   間（Ｄ）に、接触流体（Ｒ）との熱交換によって蓄熱・
   放熱自在な複数の蓄熱体（３）を設け、室内から前記空
   間（Ｄ）に前記接触流体（Ｒ）を取り入れ自在な取入口
   （４）と、前記空間（Ｄ）に取り入れて前記蓄熱体
   （３）に接触させた前記接触流体（Ｒ）を前記室内へ吐
   き出し自在な吐出口（５）と、前記接触流体（Ｒ）を前
   記取入口（４）から前記空間（Ｄ）に吸い込んで前記吐
   出口（５）から吐き出すためのファン（Ｆ）とを設けて
   ある蓄熱壁構造であって、 前記取入口（４）又は前記吐出口（５）のうち、少なく
   とも上方に存在するものを前記蓄熱体（３）が通過自在
   となるように形成し、 複数の前記蓄熱体（３）を索具（３０）と連結して、そ
   の索具（３０）の操作により出し入れ自在に構成してあ
   る蓄熱壁構造。
2. 【請求項２】 前記空間（Ｄ）の上方部に、前記索具
   （３０）を巻き掛け可能な滑車（３３）を設けてある請
   求項１に記載の蓄熱壁構造。
3. 【請求項３】 複数の前記蓄熱体（３）が上下に連結し
   た状態で索具（３０）により懸吊されている請求項１又
   は２に記載の蓄熱壁構造。