JP3336591B2 - 断熱装置 - Google Patents

断熱装置

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JP3336591B2
JP3336591B2 JP18132791A JP18132791A JP3336591B2 JP 3336591 B2 JP3336591 B2 JP 3336591B2 JP 18132791 A JP18132791 A JP 18132791A JP 18132791 A JP18132791 A JP 18132791A JP 3336591 B2 JP3336591 B2 JP 3336591B2
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敦司 町屋
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敦司 町屋
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/08Means for preventing radiation, e.g. with metal foil

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線の吸収、反射を
利用した断熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば床暖房装置はカーペット等
の床仕上げ材を設けたコンパネ等の床材の下面に電熱ヒ
ータを設け、この電熱ヒータの下面側に例えばセラミッ
クウール等の断熱材を設け、そして例えば電熱ヒータに
設けた温度センサーにより電熱ヒータを通電制御してい
る。そして前記電熱ヒータの発熱は下方に位置する断熱
材によって断熱されて床暖房ができるようになってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、空気層を有する断熱材によって電熱ヒータの発熱を
断熱しようとするものである。しかしながら前記断熱材
では空気の熱伝導率が低いことを利用しているにすぎ
ず、その熱伝導率は0.022Kcl/m 〜0.023Kcl/
m 程度である。また断熱材自体にも熱伝導が生ずるもの
であるために、電熱ヒータの発熱は断熱材を介して下方
に熱伝導され、この結果下方に熱伝導された熱は無駄な
エネルギーとなる。このエネルギーは一見少ないように
思えるが、床暖房においては比較的長時間使用されるも
のであるために、前記無駄なエネルギーを放置すること
は電力消費が多大となり省エネルギー化を図ることがで
きないという問題がある。
【0004】本発明は、前記固体形状の断熱材よりも優
れた断熱作用を発揮する断熱装置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】請求項1記載の本発明の
断熱装置は、一方の面には赤外線反射性を有する赤外線
反射部を設けると共に、他方の面には赤外線を吸収しや
すい赤外線吸収部を設けた断熱体を、前記赤外線反射部
に空洞部を介して前記赤外線吸収部を向けて複数重ね合
わせるものである。
【0006】また請求項2記載の本発明の断熱装置は、
赤外線を吸収しやすい赤外線吸収部と赤外線反射性を有
する赤外線反射部を交互に空洞部を介して配設し、前記
赤外線吸収部を移動して隣接する赤外線反射部のいずれ
にも着くことができるように設けたものである。
【0007】さらに請求項3記載の本発明の断熱装置
は、赤外線を吸収しやすい赤外線吸収部と赤外線反射性
を有する赤外線反射部を交互に空洞部を介して配設し、
前記赤外線反射部を移動して隣接する赤外線吸収部のい
ずれにも着くことができるように設けたものである。
【0008】
【作用】前記構成により、熱源から放出される赤外線は
第1の断熱体の赤外線反射部により反射される。そして
前記赤外線の一部は第1の断熱体の赤外線吸収部から赤
外線となって放射されるが、この赤外線は第2の断熱体
の赤外線反射部により反射される。このようにして赤外
線は複数の断熱体により順次減衰されて断熱作用を成す
ことができ、また断熱体間の空洞部により熱伝導を防止
できる。
【0009】また、赤外線吸収部をいずれか一方の赤外
線反射部に着けたり、赤外線反射部をいずれか一方の赤
外線吸収部に着けたりする。
【0010】
【実施例】次に本発明の第1実施例を図1ないし図3を
参照して説明する。図1及び図2において、1は床暖
房、屋根融雪などに使用される加熱ユニットであり、こ
の加熱ユニット1は枠体2の底部側に、例えば厚みが4
5mm程度の断熱装置3が設けられている。この断熱装
置3の上部にはグラスウール等の断熱材4が設けられる
と共に、さらに断熱材4の上部に面状発熱体5を介して
比較的厚いアルミニウムシートからなる伝熱体6が設け
られている。前記断熱装置3は、板状の断熱体7が上下
7段に配設されたものであって、前記断熱体7はベニア
板などの保持板8の上面にアルミニウムシートが接着な
どによって装着されて赤外線反射性を有する赤外線反射
部9が設けられ一方、熱伝導部材としての保持板8の下
面には赤外線が吸収しやすい黒色塗装層による赤外線吸
収部10が設けられている。そして前記複数の断熱体7の
端部11間には、熱伝導率の低い材料からなるスペサー
(図示せず)などを設けて空洞部12を介して設けられて
いる。前記加熱ユニット1は床下材あるいは屋根上(図
示せず)などに複数並設されると共に、前記加熱ユニッ
ト1上には床材あるいは屋根材(図示せず)が設けられ
る。これら加熱ユニット1の面状発熱体5は電源スイッ
チ、タイマー(図示せず)などを有する制御装置(図示
せず)に接続されている。
【0011】次に前記構成についてその作用を説明す
る。制御装置を操作することによって面状発熱体5に通
電されて発熱する。この熱は伝熱体6に熱伝導して床材
あるいは屋根材を加熱して床暖房あるいは屋根上の雪を
融雪する。この際に面状発熱体5の発熱の一部は断熱材
4に熱伝導し、この結果該断熱材4は蓄熱し高温状態と
なる。そしてこの高温状態の断熱材4の下面から熱が外
部へ放熱しようとするが、前記断熱装置3によってこれ
を防止できる。このメカニズムは、前記断熱材4の下面
から放射する赤外線は第1の断熱体7Aの赤外線反射部
9により反射されて赤外線の放出を防止する。この際に
前記赤外線反射部9自体は輻射熱により加熱され、この
熱の一部は第1の保持板8Aを介して第1の断熱体7A
の赤外線吸収部10に伝導する。そして前記輻射熱吸収部
10に伝導した熱の大部分は第1の第1の断熱体7A下方
の空洞部12による空気断熱により熱伝導は阻止される。
しかしながら前記輻射熱吸収部10の熱の一部は赤外線と
なって第2の断熱体7Bへ向けて放射する。この赤外線
は前記第2の断熱体7Bの赤外線反射部9により反射さ
れると共にこの反射された赤外線は前記第1の断熱体7
Aの赤外線吸収部10に吸収される。すなわち前記赤外線
は前記第2の断熱体7Bの赤外線反射部9により反射さ
れて第1の断熱体7Aに回収される。しかしながら前記
赤外線の一部により第2の断熱体7Bの赤外線反射部9
は加熱される。この熱は赤外線吸収部10に伝導する。そ
して前記第2の断熱体7Bの赤外線吸収部10に伝導した
熱の大部分は第2の断熱体7B下方の空洞部12による空
気断熱により伝導は阻止される。しかしながら第2の断
熱体7Bの赤外線吸収部10の熱の一部は赤外線となって
第3の断熱体7Cへ向けて放射するが、前記と同様に断
熱される。このようにして断熱材4の熱は第1ないし第
7の断熱体7A、7B,7C…を介して、空洞部12によ
る空気断熱作用と、各赤外線反射部9及び赤外線吸収部
10による赤外線減衰作用によって、前記面状発熱体5の
熱が断熱される。
【0012】以上のように、前記実施例の断熱装置3に
おいては保持板8の上面に赤外線反射部9を設けると共
に、保持板8の下面に赤外線吸収部10を設けた断熱体7
を空洞部12を介して複数重ね合せ、断熱体7の重ね合わ
せは、赤外線反射部9に空洞部12を介して赤外線吸収部
10を向けていたことによって、前記赤外線反射部9及び
赤外線吸部10により赤外線が順次減衰され、かつ前記空
洞部12による空気断熱作用によって、面状発熱体5で生
じ断熱材4の下面に伝導した熱を断熱できる。従って前
記面状発熱体5で生じた熱は伝熱体6に効率よく熱伝導
できる。
【0013】図3は断熱効果を示した温度グラフであ
り、前記断熱体7を7段設けた加熱ユニット1の裏面に
温度センサを設けて面状発熱体5の発熱に伴う前記温度
センサの検知温度(当初略24.5℃)と、前記断熱
体7を6段設けた加熱ユニット1の裏面に温度センサを
設けて面状発熱体5の発熱に伴う前記温度センサの検知
温度(当初略24℃)と、前記断熱装置3に代えて発
泡ポリスチレンからなる断熱材を設けた加熱ユニットの
裏面に温度センサを設けて面状発熱体5の発熱に伴う前
記温度センサの検知温度(当初が略24.5℃)とを
比較したものである。この温度グラフのを比較する
と1時間後に於いては略5.7℃の温度差が生じている
ことが判明する。さらにグラフのを比較すると1時
間後に於いては略5.5℃の温度差が生じていることが
判明する。従って本発明の断熱装置3では顕著な断熱効
果を得ることできる。
【0014】図4ないし図6は本発明の第2実施例ない
し第4実施例を示しており、前記第1実施例と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2
実施例は断熱材4の下方に断熱装置3が設けられると共
に、この断熱装置3の下方に下部断熱材21を設けたもの
である。このようにすることによって前記断熱装置3の
下面からごく僅かに漏れる程度の熱も断熱できる。
【0015】図5は第3実施例を示しており、この第3
実施例では例えば家屋の壁面建材として用いられる断熱
装置31を示しており、一方の面には外側から赤外線Bを
吸収する性能を有する赤外線吸収部32を設けると共に、
他方の面には外側からの赤外線Bを反射する性能を有す
る赤外線反射部33を設け両側面で赤外線の透過率が異な
るミラーガラスのような断熱体34をスペサー(図示せ
ず)を介して複数重ね合せて、前記断熱体34間に空洞部
36を設けたものである。そして前記赤外線吸収部32を家
屋の外側に向けて配設し、前記赤外線反射部33を家屋の
室内37側に向けて断熱装置31を取り付ける。従って、冬
期などにおいては室内37内の赤外線は室内37側に設けら
れた赤外線反射部33によって反射される。また前記室内
37にある暖房器(図示せず)などの赤外線は室内37側の
断熱体34Aの赤外線反射部33によって反射されるが、前
記赤外線の一部により断熱体34Aの赤外線反射部33は加
熱される。そして前記赤外線吸収部32から隣接する断熱
体34B側に赤外線となって放射するもののこの赤外線は
断熱体34Bの赤外線反射部33により反射されると共に、
断熱体34Aの赤外線吸収部32に吸収されることにより外
部への熱放射を防止できる。さらに断熱体34Aと断熱体
34B間の空洞部36により熱の伝導が防止できる。同様に
各断熱体34C…において断熱作用が行われる。一方前記
太陽光線等の赤外線Bは外側の断熱体34Nの赤外線吸収
部32を通って吸収される。さらに前記赤外線Bは断熱体
34C、34B、34Aを通って室内37に至る。この結果室内
37の赤外線は外部に放出されることはなく、また外部の
太陽光線による赤外線Bは各赤外線線吸収部32を透過し
て室内37側に至る。このように一方の面には外側から赤
外線Bを吸収する赤外線吸収部32を設けると共に、他方
の面には赤外線Bを反射する赤外線反射部33を設けた断
熱体34を複数重ね合せて、前記断熱体34間に空洞部36を
設けたことによって、室内37から放出する赤外線の断熱
を図ることができる。さらに外部の赤外線Bを各赤外線
吸収部32を透過して室内37側に得ることができるため
に、室内37を暖かくすることができる。
【0016】図6は前記第3実施例の変形例である第4
実施例を示しており、前記第3実施例と同一部分には同
一符号を付し、その詳細な説明を省略する。この第4実
施例では透過率が異なるシート状または板状の赤外線吸
収部32と、同じく赤外線反射部33を交互に配設し、そし
て前記赤外線吸収部32を隣接する赤外線反射部33のいず
れにも密着できるように設けられている。この赤外線吸
収部32の移動手段としては、例えば静電気生成装置(図
示せず)を利用して赤外線吸収部32をいずれか一方の赤
外線反射部材33に密着できるようにしたり、空気圧縮及
び空気吸引装置(図示せず)により赤外線吸収部32のい
ずれか一方の空気圧を高めると共に、他方の空気圧を負
圧として赤外線吸収部32をいずれか一方の赤外線反射部
33に密着できるようにする。またシリンダ装置(図示せ
ず)により駆動する移動装置(図示せず)、あるいはモ
ータ(図示せず)により駆動する移動装置(図示せず)
により前記赤外線吸収部32をいずれか一方の赤外線反射
部33に密着できるようにしてもよい。したがって冬期な
どで赤外線吸収部32を実線で示した方向に移動して赤外
線反射部33を一側の赤外線吸収部32に密着させると、前
記第3実施例と同様に室内37から放出する輻射熱の断熱
を図ることができる。さらに外部の太陽光線等の可視光
線Bを各赤外線吸収部32を透過して室内37側に得ること
ができるために、室内37を暖かくすることができる。一
方、夏期などで赤外線吸収部32を破線で示した方向に移
動して赤外線反射部33を他方の赤外線吸収部32Aに密着
させると、前記第3実施例の場合とは逆に室外の太陽光
線は室内37に入り込まずに断熱でき一方、室内37側の輻
射熱は室外に出るために、この結果室内37の低温化を図
ることができる。
【0017】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば第4実施例において赤外線吸収部32で
はなく、赤外線反射部33を移動できるようにしてもよい
など各種の変形が可能である。さらに本発明は前記床暖
房、屋根融雪、壁面建材等に使用用途が限定されるもの
ではなく、冷凍、冷却装置、加熱装置など各種の産業機
械などにも使用することができる。また前記赤外線吸収
部を凹凸状に形成して空間を設けてもよい。さらに第4
実施例において室内に温度センサーを設けて、この温度
センサーによって移動装置を作動して、赤外線吸収部あ
るいは赤外線反射部を移動させて室内の温度調節できる
ようにしてもよい。また実施例では熱源を面状発熱体と
したが、温水パイプ等、他の熱源でもよい。
【0018】さらに、前記赤外線反射部についてはアル
ミ箔などの赤外線反射物質に限定されるものではなく、
セラミックなどの反射物質つまり、赤外線を吸収すると
同時に大量の放射を行い、結果として赤外線を反射する
作用を有するものでもよい。
【0019】
【発明の効果】請求項1記載の本発明は、一方の面には
赤外線反射性を有する赤外線反射部を設けると共に、他
方の面には赤外線を吸収しやすい赤外線吸収部を設けた
断熱体を、前記赤外線反射部に空洞部を介して前記赤外
線吸収部を向けて複数重ね合わせたものであり、赤外線
を順次減衰させ、空洞部による空気断熱作用により優れ
た断熱効果を発揮できると共に、薄形化を図れる断熱装
置を提供できる。
【0020】さらに請求項2記載の本発明は、赤外線を
吸収しやすい赤外線吸収部と赤外線反射性を有する赤外
線反射部を交互に空洞部を介して配設し、前記赤外線吸
収部を移動して隣接する赤外線反射部のいずれにも着く
ことができるように設けた断熱装置であり、室内から放
出する輻射熱の断熱を図ることができたり、逆に室内側
の輻射熱を室外に出すことができる。
【0021】また請求項3記載の本発明は、赤外線を吸
収しやすい赤外線吸収部と赤外線反射性を有する赤外線
反射部を交互に空洞部を介して配設し、前記赤外線反射
部を移動して隣接する赤外線吸収部のいずれにも着くこ
とができるように設けた断熱装置であり、室内から放出
する輻射熱の断熱を図ることができたり、逆に室内側の
輻射熱を室外に出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す全体断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す要部の断面図であ
る。
【図3】本発明の第1実施例の断熱効果を示すグラフで
ある。
【図4】本発明の第2実施例を示す全体断面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す断面図である。
【図6】本発明の第4実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 加熱ユニット 7 断熱体 9 赤外線反射部 10 赤外線吸収部 12 空洞部 34 断熱体 32 赤外線吸収部 33 赤外線反射部 36 空洞部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の面には赤外線反射性を有する赤外
    線反射部を設けると共に、他方の面には赤外線を吸収し
    やすい赤外線吸収部を設けた断熱体を、前記赤外線反射
    部に空洞部を介して前記赤外線吸収部を向けて複数重ね
    合わせることを特徴とする断熱装置。
  2. 【請求項2】赤外線を吸収しやすい赤外線吸収部と赤外
    線反射性を有する赤外線反射部を交互に空洞部を介して
    配設し、前記赤外線吸収部を移動して隣接する赤外線反
    射部のいずれにも着くことができるように設けたことを
    特徴とする断熱装置。
  3. 【請求項3】 赤外線を吸収しやすい赤外線吸収部と
    外線反射性を有する赤外線反射部を交互に空洞部を介し
    て配設し、前記赤外線反射部を移動して隣接する赤外線
    吸収部のいずれにも着くことができるように設けたこと
    を特徴とする断熱装置。
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