JP4898406B2 - 屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋内スポーツ施設の暖候期に於ける除湿冷房を安価な運転コストで実現できる屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置に関する。

屋内スポーツ施設を春夏秋冬、一年を通じて同じコンディションで開設するためには、暖候期（４〜９月）の除湿冷房換気と寒候期（１１〜３月）の加湿暖房換気が不可欠である。

例えば、屋内スポーツ施設である屋内カーリング場や、屋内スケート場に於いて、寒候期（１１〜３月）の加湿暖房換気は容易である。然し、暖候期（４〜９月）の除湿と冷房換気には高額な運転コストが掛かるためその開設が難しく、実際には、冬季間のみの開設が殆どである。
又、屋内カーリング場等に於いては、暖候期に競技者や観覧者が大勢入場すると、氷温と室温の温度差から霧が発生したり、室内外の温度差で結露・結霜が生じ、等質のデリケートな氷面を必要とするカーリングの正式競技を開催できないという問題がある。
一般に、除湿方法には冷却式、圧縮式、吸着式、吸収式が知られているが、それらの方法は、何れも除湿コストが高くなるため屋内スポーツ施設に於いては実現が困難である。

尚、暖候期（４〜９月）の冷房換気を安価な方法で実現するための装置として、例えば、特許文献１には、自然氷の潜熱を利用した青果物の長期貯蔵方法が記載されている。又、特許文献２には、自然氷の潜熱を利用した建物の冷暖房方法が記載されている。
特公平４−５５６４７号公報 特開２００１−１９３９６７号公報

前述したように、屋内スポーツ施設を一年を通じて同じコンディションで開設するためには、暖候期の除湿冷房換気と寒候期の加湿暖房換気が不可欠である。
特に、屋内カーリング場等に於いては、霧、結露、又は、結霜の発生を防止するための除湿は不可欠である。
然しながら、屋内スポーツ施設に於いては、暖候期の除湿と冷房換気に高額な運転コストが掛かかるという問題がある。

以上の現状に鑑み、本発明は、屋内スポーツ施設の暖候期に於ける除湿冷房を安価な運転コストで実現できる屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、寒候期の外気によって水を製氷し貯蔵する氷室と、前記氷室から屋内スポーツ施設に配設され、前記氷室内に連通されると共に、前記屋内スポーツ施設空間上部に連通される給排気管と、前記給排気管の給気管に配設される送風機と、前記送風機から所定間隔離間して前記給排気管の給気管に配設されるヒータとを具備する除湿冷房装置と、
前記給排気管の排気管に接続される暖房用給気管と、前記暖房用給気管に接続した温水機と、前記温水機の温水を循環させ、給気を加温する放熱機能を備えた温水ヒータと、前記暖房用給気管に外気を導入する外気導入管と、前記屋内スポーツ施設空間内の空気を吸入する吸入管と、前記暖房用給気管内の給気の加湿を行う加湿機と、前記暖房用給気管内の送風を行う暖房用送風機とを具備し、前記除湿冷房装置用の前記排気管を前記暖房用給気管の下流の給気用配管として用いる暖房装置とを備え、
暖候期に於いて、前記氷室で製氷された氷の融解熱によって冷却され、前記送風機によって前記給気管内に吸入され、前記ヒータによって所定湿度になるように加熱されて、除湿された空気を、前記送風機によって、前記給気管を介し前記屋内スポーツ施設空間上部に供給し、一方、前記給排気管の排気管によって、前記屋内スポーツ施設空間上部の空気を前記送風機の作動により負圧になった前記氷室に戻して循環させ、寒候期の外気によって製氷された氷を利用して、暖候期に前記屋内スポーツ施設空間の除湿冷房を行ない、
寒候期に於いて、前記氷室内に開口する前記給排気管の開口部を閉じ、前記温水ヒータに前記温水機の温水を循環させ、前記暖房用送風機を回して前記外気導入管から前記暖房用給気管内に外気を導入し、前記吸入管から前記暖房用給気管内に前記屋内スポーツ施設空間内の空気を吸入し、前記温水ヒータにより前記暖房用給気管内の空気を加温し、前記加湿機により加湿し、前記暖房用送風機により前記暖房用給気管内の空気を前記排気管内に供給し、前記排気管から前記屋内スポーツ施設空間上部に吹き出させ、寒候期に屋内スポーツ施設空間内の加湿暖房を行うように構成したことを特徴とする屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

請求項２に係る発明は、前記給排気管は、前記給気管から成る内管と、前記排気管から成る外管とから成る二重管で構成されることを特徴とする請求項１記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

請求項３に係る発明は、前記外管は、前記氷室の上部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部に所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備え、前記内管は、前記氷室の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記氷室の下部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記外管の開口部から所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備えることを特徴とする請求項２記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

請求項４に係る発明は、前記外管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、下方に向かって開口し、前記内管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、水平方向に向かって開口していることを特徴とする請求項２又は３記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

請求項５に係る発明は、前記氷室は、開閉自在の外気取入口を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一に記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

請求項６に係る発明は、前記氷室は、水を貯留するための複数の水槽と、前記複数の水槽を複数段に載置するための棚とを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供するものである。

本発明の請求項１記載の発明によれば、暖候期に於いて、氷室で製氷された氷の融解熱によって冷却され、送風機によって給気管内に吸入され、ヒータによって所定湿度になるように加熱されて、除湿された空気を、送風機によって、給気管を介し屋内スポーツ施設空間上部に供給することにより、屋内スポーツ施設の冷房を安価な運転コストで実現できると共に、安価な運転コストで除湿可能であり、特に、カーリング場等に適用した場合に、霧、結露、又は、結霜の発生を防止でき、寒候期に屋内スポーツ施設空間内の加湿暖房を行うことができる屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、前記給排気管は、前記給気管から成る内管と、前記排気管から成る外管とから成る二重管で構成されるので、請求項１記載の発明の効果に加え、配管がコンパクトになると共に、二重管によって、給気を排気で加温し、排気を給気で冷却できるので、ヒータのコストの低減、氷の融解を遅延させることができる効果がある。

請求項３記載の発明によれば、前記外管は、前記氷室の上部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部に所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備え、前記内管は、前記氷室の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記氷室の下部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記外管の開口部から所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備えるので、請求項２記載の発明の効果に加え、氷室の下部の最も冷たい冷気を内管に取り込むことができ、供給する冷気を屋内スポーツ施設空間上部の複数の開口部から供給して冷却効率を高めると共に、屋内スポーツ施設空間を緩慢に冷却して、霧、結露、又は、結霜の発生を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、前記外管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、下方に向かって開口し、前記内管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、水平方向に向かって開口しているので、請求項２又は３記載の発明の効果に加え、屋内スポーツ施設空間の比較的温度の高い空気を迅速に排出できると共に、供給する冷気を屋内スポーツ施設空間の上部から水平方向に供給して、緩慢に下降させ、霧、結露、又は、結霜の発生を防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、前記氷室は、開閉自在の外気取入口を備えているので、請求項１乃至４のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、除湿冷房時には外気取入口を閉じて、除湿冷房効果を高めることができる。

請求項６記載の発明によれば、前記氷室は、水を貯留するための複数の水槽と、前記複数の水槽を複数段に載置するための棚とを備えているので、請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、大量の水を効率良く製氷することができると共に、給水も容易に行なうことができ、更に、大量の氷の融解熱吸収により、多量の空気を冷却できる。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、本発明による暖候期に使用するための屋内スポーツ施設の除湿冷房装置であり、屋内スポーツ施設の除湿冷房装置１は、水を製氷し貯蔵する断熱された氷室２と、氷室２から屋内スポーツ施設３に配設され、氷室２内に連通されると共に、屋内スポーツ施設空間４上部に連通される給排気管５と、給排気管５の給気管６に配設される送風機７と、送風機７から所定間隔離間して給排気管５の給気管６に配設されるヒータ８とを備えている。

前記給排気管５は、給気管６から成る内管と、排気管１１から成る外管とから成る二重管で構成されている。そして、前記排気管１１は、氷室２の上部に開口する開口部１２と、屋内スポーツ施設空間４上部に所定間隔離間して配設された複数の開口部１３，１３…とを備え、前記給気管６は、氷室２の排気管１１を貫通して排気管１１の外方に突設し、氷室２の下部に開口する開口部１４と、屋内スポーツ施設空間４上部の排気管１１を貫通して排気管１１の外方に突設し、排気管１１の開口部１３から所定間隔離間して配設された複数の開口部１５，１５…とを備えている。尚、前記排気管１１の開口部１２には、開口部１２を開閉するダンパー１６が備えられている。又、前記給気管６の先端部は閉口状態に形成されている。

そして、前記排気管１１の屋内スポーツ施設空間４上部に配設された開口部１３，１３…は、下方に向かって開口し、給気管６の屋内スポーツ施設空間４上部に配設された開口部１５，１５…は、水平方向に向かって開口している。

又、前記氷室２は、開閉自在の外気取入口２１を備え、氷室２内に、水を貯留するための複数の水槽２２，２２…と、複数の水槽２２，２２…を複数段に載置するための棚２３とを備えている。図示は省略するが、水槽２２は、例えば、上部開口部周縁部に鍔部を備え、その鍔部を棚２３の支柱又は棚板から突設する係止部に係止させて棚２３に載置される。

一方、前記屋内スポーツ施設３は、寒候期に使用するための暖房装置３１も併せて備えている。
暖房装置３１は、前記除湿冷房装置１の給排気管５の排気管１１と連通する給気管３２と、給気管３２に接続した温水機３３と、温水機３３の温水を循環させ、給気を加温する放熱機能を備えた温水ヒータ３４と、給気管３２に外気を導入する外気導入管３５と、屋内スポーツ施設空間４内の空気を吸入する吸入管３６と、給気管３２内の給気の加湿を行う加湿機３７と、給気管３２内の送風を行なう送風機３８とを備えている。

而して、前記氷室２の水槽に貯留された水は、寒候期の例えば、外気温が０℃以下の時に、図示省略のセンサーの検知によって、又は、人手によって開かれた前記外気取入口２１及び／又は他の外気取入口から自然換気によって流入する外気により製氷する。尚、適宜、送風機等により、外気を強制流入させても良い。
製氷された氷は、寒候期から暖候期まで、断熱された氷室２内で殆ど氷の状態で維持される。

そして、暖候期に於いて、前記ダンパー１６を上げて開口部１２を開き、前記外気取入口２１、外気導入管３５及び吸入管３６を閉じた状態で、前記氷室２の氷の融解熱によって冷却された冷気を、送風機７によって、氷室２の給気管６の開口部１４から吸入し、給気管６を介し屋内スポーツ施設空間４上部に開口する給気管６の開口部１５，１５…から屋内スポーツ施設空間４上部に供給すると共に、給気される給気管６内の空気（湿度略１００％）をヒータ８によって加熱して所定湿度（５０％程度）に低下させる。

一方、送風機７による氷室２の負圧により、排気管１１内が負圧になり、屋内スポーツ施設空間４上部の空気が、排気管１１の開口部１３，１３…から、排気管１１内に吸入され、排気管１１を介して排気管１１の開口部１２から、氷室２に戻される。

このように氷室２と、屋内スポーツ施設空間４の空気は循環され、屋内スポーツ施設空間４内の除湿冷房が行なわれる。
前述した除湿冷房によって、氷室２内は、温度０℃、湿度１００％に保たれたまま、給気管６の氷室２近傍の開口部１５からは、例えば、温度１０℃、湿度５０％の空気が供給され、給気管６の氷室２から離れた開口部１５からは、例えば、温度１３℃、湿度４０％の空気が供給され、屋内スポーツ施設空間４内は、例えば、上部が１５℃、中間部が１０℃、下部が０℃に除湿冷房される。

図２（ａ）、（ｂ）は暖候期に於ける前記給排気管５の空気の流れを示している。
給気管６から除湿された空気、例えば、温度１０℃、湿度５０％の空気が開口部１５，１５…から、屋内スポーツ施設空間４上部に、水平方向に供給され、供給された空気の比重が比較的重いことから下方に緩慢に下降してゆく。
一方、屋内スポーツ施設空間４上部の比較的に温かく比重の軽い空気は開口部１３，１３…から排気管１１内に流入し、排気管１１を介して氷室２に向かって流動する。

図３は屋内スポーツ施設空間４内の空気の流れを示している。給気管６の開口部１５，１５…から供給された空気は屋内スポーツ施設空間４上部に水平方向に排出され、屋内スポーツ施設空間４の外側部近傍を下降し、一方、屋内スポーツ施設空間４の比較的温かい空気は屋内スポーツ施設空間４上部方向に押し上げられて排気管１１の開口部１３内に流入する。

又、図４に示すように、寒候期には、前記ダンパー１６を下げて開口部１２を閉じ、前記外気取入口２１を閉じた状態で、外気導入管３５及び吸入管３６の開口部を開き、前記暖房装置３１の温水機３３を加温し、温水ヒータ３４に温水機３３の温水を循環させる。

更に、送風機３８を回すことにより、外気導入管３５から外気が導入され、吸入管３６から屋内スポーツ施設空間４の下部の空気が吸入され、空気は前記温水ヒータ３４によって加温され、前記加湿機３７によって加湿されてから、給気管３２を介して排気管１１内に供給され、排気管の開口部１３，１３…から屋内スポーツ施設空間４上部に吹き出される。

そして、開口部１３，１３…から吹き出された空気によって下方に押しやられた屋内スポーツ施設空間４の比較的冷たい空気は吸入管３６に吸入される。
このように屋内スポーツ施設空間４の空気は循環され、屋内スポーツ施設空間４内の加湿暖房が行なわれる。
前述した加湿暖房によって、温水ヒータ３４近傍の排気管１１の開口部１３からは、例えば、温度１５℃の空気が供給され、温水ヒータ３４から離れた排気管１１の開口部１３からは、例えば、温度１２℃の空気が供給され、屋内スポーツ施設空間４内は、例えば、上部が１５℃、中間部が１０℃、下部が０℃に暖房される。

本発明による暖候期に於ける除湿冷房装置による空気の流れを示す屋内スポーツ施設の正面縦断面図である。 （ａ）本発明による暖候期に於ける給排気管の正面図である。（ｂ）本発明による暖候期に於ける給排気管の側面縦断面図である。（ｃ）本発明による寒候期に於ける給排気管の正面図である。（ｄ）本発明による寒候期に於ける給排気管の側面縦断面図である。 本発明の暖候期に於ける除湿冷房装置による屋内スポーツ施設内の空気の流れを示す説明図である。 本発明による寒候期に於ける加湿暖房装置による空気の流れを示す屋内スポーツ施設の正面縦断面図である。

符号の説明

１ 除湿冷房装置
２ 氷室
３ 屋内スポーツ施設
４ 屋内スポーツ施設空間
５ 給排気管
６ 給気管
７ 送風機
８ ヒータ
１１ 排気管
１２，１３，１４，１５ 開口部
２１ 外気取入口
２２ 水槽
２３ 棚

Claims (6)

1. 寒候期の外気によって水を製氷し貯蔵する氷室と、前記氷室から屋内スポーツ施設に配設され、前記氷室内に連通されると共に、前記屋内スポーツ施設空間上部に連通される給排気管と、前記給排気管の給気管に配設される送風機と、前記送風機から所定間隔離間して前記給排気管の給気管に配設されるヒータとを具備する除湿冷房装置と、
   前記給排気管の排気管に接続される暖房用給気管と、前記暖房用給気管に接続した温水機と、前記温水機の温水を循環させ、給気を加温する放熱機能を備えた温水ヒータと、前記暖房用給気管に外気を導入する外気導入管と、前記屋内スポーツ施設空間内の空気を吸入する吸入管と、前記暖房用給気管内の給気の加湿を行う加湿機と、前記暖房用給気管内の送風を行う暖房用送風機とを具備し、前記除湿冷房装置用の前記排気管を前記暖房用給気管の下流の給気用配管として用いる暖房装置とを備え、
   暖候期に於いて、前記氷室で製氷された氷の融解熱によって冷却され、前記送風機によって前記給気管内に吸入され、前記ヒータによって所定湿度になるように加熱されて、除湿された空気を、前記送風機によって、前記給気管を介し前記屋内スポーツ施設空間上部に供給し、一方、前記給排気管の排気管によって、前記屋内スポーツ施設空間上部の空気を前記送風機の作動により負圧になった前記氷室に戻して循環させ、寒候期の外気によって製氷された氷を利用して、暖候期に前記屋内スポーツ施設空間の除湿冷房を行ない、
   寒候期に於いて、前記氷室内に開口する前記給排気管の開口部を閉じ、前記温水ヒータに前記温水機の温水を循環させ、前記暖房用送風機を回して前記外気導入管から前記暖房用給気管内に外気を導入し、前記吸入管から前記暖房用給気管内に前記屋内スポーツ施設空間内の空気を吸入し、前記温水ヒータにより前記暖房用給気管内の空気を加温し、前記加湿機により加湿し、前記暖房用送風機により前記暖房用給気管内の空気を前記排気管内に供給し、前記排気管から前記屋内スポーツ施設空間上部に吹き出させ、寒候期に屋内スポーツ施設空間内の加湿暖房を行うように構成したことを特徴とする屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
2. 前記給排気管は、前記給気管から成る内管と、前記排気管から成る外管とから成る二重管で構成されることを特徴とする請求項１記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
3. 前記外管は、前記氷室の上部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部に所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備え、前記内管は、前記氷室の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記氷室の下部に開口する開口部と、前記屋内スポーツ施設空間上部の前記外管を貫通して前記外管の外方に突設し、前記外管の開口部から所定間隔離間して配設された複数の開口部とを備えることを特徴とする請求項２記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
4. 前記外管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、下方に向かって開口し、前記内管の屋内スポーツ施設空間上部に配設された開口部は、水平方向に向かって開口していることを特徴とする請求項２又は３記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
5. 前記氷室は、開閉自在の外気取入口を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一に記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
6. 前記氷室は、水を貯留するための複数の水槽と、前記複数の水槽を複数段に載置するための棚とを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の屋内スポーツ施設の除湿冷房・加湿暖房装置。
   

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