JPH10140685A - 蓄熱壁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱壁に設けられた蓄熱体から蓄熱材のみの
出し入れを可能として、出し入れの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。 【解決手段】 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において、前記
蓄熱体３を構成するに、蓄熱材９を充填した管状体１０
を前記空間Ｄに内装すると共に、前記管状体１０の少な
くとも一端を前記内壁体２又は前記外壁体１に設けられ
た開閉自在な連通部１１と接続してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
１０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、蓄熱材を
充填した蓄熱体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であり、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】一方、蓄熱体の保守点検や交換で特に問題
となるのは、蓄熱材の経年劣化であり、その意味では蓄
熱体の容器内に充填された蓄熱材のみを交換できればよ
く、そうすると特に大きな開口部を形成する必要もなく
なる。

【０００６】従って、本発明の目的は、上記に鑑みて、
蓄熱壁に設けられた蓄熱体から蓄熱材のみの出し入れを
可能として、出し入れの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。

【０００７】

【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、前記蓄熱体を構成するに、蓄熱
材を充填した管状体を前記空間に内装すると共に、前記
管状体の少なくとも一端を前記内壁体又は前記外壁体に
設けられた開閉自在な連通部と接続してある点にある。

【０００８】また、上記構成において、前記内壁体又は
前記外壁体の上端近傍に開閉自在な蓄熱材導入用の連通
部を設け、下端近傍に開閉自在な蓄熱材排出用の連通部
を設けると共に、前記管状体の両端部をそれら各連通部
に接続してあることが後述の作用効果より好ましい。

【０００９】更に、前記管状体を柔軟な材料で形成し、
前記空間に取り出し自在に支持してあることが後述の作
用効果より好ましい。

【００１０】〔作用効果〕そして、本発明の上記特徴構
成によれば、蓄熱材を充填した管状体を前記空間に内装
する構造のため、液体状の蓄熱材を管状体に導入してそ
の内部に充填することができ、これにより前記空間内部
に蓄熱体を構成できる。そして、前記空間に内装された
前記管状体の少なくとも一端を前記内壁体又は前記外壁
体に設けられた開閉自在な連通部と接続してあるため、
開状態にしたその連通部を介して蓄熱材を管状体に導入
することができると共に、そこから蓄熱材を排出するこ
ともできる。そして、蓄熱材は液状にして供給等すれば
よいため、前記連通部による壁体の開口は特に大きく形
成する必要はない。しかも蓄熱体の形状が管状体の配管
により自由に決められるため、接触流体の流動を熱交換
に有利にすることができる。その結果、蓄熱壁に設けら
れた蓄熱体から蓄熱材のみの出し入れを可能として、出
し入れの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。

【００１１】また、前記内壁体又は前記外壁体の上端近
傍に開閉自在な蓄熱材導入用の連通部を設け、下端近傍
に開閉自在な蓄熱材排出用の連通部を設けると共に、前
記管状体の両端部をそれら各連通部に接続して構成する
場合、上端近傍に設けた蓄熱材導入用の連通部から、重
力を利用して容易に蓄熱材を前記管状体に導入すること
ができ、一方、下端近傍に設けた蓄熱材排出用の連通部
から、重力を利用して容易に蓄熱材を前記管状体から排
出することができる。また、蓄熱材導入時には、蓄熱材
排出用の連通部を開状態にして、管状体内部の空気抜き
に利用することもでき、一方、蓄熱材排出時には、蓄熱
材導入用の連通部を開状態にして、管状体内部への通気
に利用することもでき、蓄熱材の導入や排出をより容易
にすることができる。

【００１２】更に、前記管状体を柔軟な材料で形成し、
前記空間に取り出し自在に支持してある場合、管状体が
柔軟な材料で形成してあるため、より配管の自由度が増
すとともに、配管のための屈曲継手や特別な曲げ加工な
どが不要になり、また、前記空間に取り出し自在に支持
してあるため、管状体からの蓄熱材漏れ等が生じるとき
に、その部分を前記空間から容易に取り出して点検した
り修理することができる。また、管状体に蓄熱材を密封
する場合に、柔軟な管状体が蓄熱材の体積変動を吸収す
ることができる。

【００１３】

【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。

【００１４】本実施形態は、図１〜２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。前記蓄熱壁Ｗは、かか
る蓄熱ユニットＴを内装することにより、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・放熱自在な蓄熱体３を
設けている。その際、蓄熱材９を充填した管状体１０を
前記空間Ｄ（本実施形態では蓄熱ユニットＴの内部空
間）に内装すると共に、内壁体２の上端近傍に開閉自在
な蓄熱材導入用の連通部１１ａを設け、下端近傍に開閉
自在な蓄熱材排出用の連通部１１ｂを設けて、前記管状
体１０の両端部をそれら各連通部１１ａ，１１ｂに接続
してある。但し、本発明の蓄熱壁構造は、このようなユ
ニット化したものに限らず、例えば、前記空間Ｄに直に
蓄熱体３を構成してあるものであってもよい。

【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３に示すよう
に、前記空気Ｒとの熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄
熱体３を内装し、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１〜３参照）、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、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に設けてある。このように、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
端部を吐出口とし、下端部を取入口としてもよい。ま
た、ファンＦは、ユニット容器６の上端部に設けること
に替えて、ユニット容器６の中間部や下端部に設けるこ
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
３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、本実施形態ではその内部を横切るように、蓄熱材
９を充填する管状体１０が配置され、取入口４を経て取
り入れた空気Ｒを、蓄熱体３に接触させる為の流路が蓄
熱体３の充填により生じる隙間に形成されている。な
お、流路に均一に接触流体Ｒを流すために、適当な整風
板を設けてもよい。また、内壁体２の上端近傍に対応す
る位置に開閉自在な蓄熱材導入用の連通部１１ａを設
け、下端近傍にに対応する位置に開閉自在な蓄熱材排出
用の連通部１１ｂを設けて、管状体１０の両端部をそれ
ら各連通部１１ａ，１１ｂに接続してある。なお、本実
施形態においては連通部の開閉はボルトの螺合により行
われる構成としているが、開閉弁などを用いて、開閉を
容易に行えるように構成してもよい。

【００１８】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。

【００１９】前記管状体１０に充填される蓄熱材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（ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）を挙げること
ができる。前記蓄熱材は、塩化カルシウム６水塩（Ｃａ
Ｃｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）に限るものではなく、例えば、硫酸ナ
トリウム１０水塩（ＮａＳＯ₄・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材を用いる
ことが可能であり、それらを総称して蓄熱材という。

【００２０】前記管状体１０としては、軟質樹脂製のホ
ースのように柔軟な材質や、樹脂パイプまたは金属管な
どのように固い材質のものを用いることができるが、熱
交換速度を高めるには熱伝導度の高いものが好ましい。
また、配管の容易性や体積変化の吸収性の点から柔軟な
材質のものが好ましい。なお、蓄熱材は凝固・融解時に
体積変動を生じやすいが、蓄熱材を封入する場合、それ
を吸収するために、空気層部を封入するか、圧力アキュ
ームレータを接続しておくのが好ましい。本実施形態で
は管状体１０の配管に配管支持具１２が用いられ、水平
方向の複数箇所で管状体１０が支持されているが、支持
の仕方などは、熱交換の妨げとならず配管が良好に支持
できるものであれば、いずれの方法も採用することがで
きる。

【００２１】本実施形態においては、蓄熱材９の導入時
には、蓄熱材排出用の連通部１１ｂを閉状態に、蓄熱材
導入用の連通部１１ａを開状態とし、液状に温度調整し
た蓄熱材９を連通部１１ａからゆっくりと導入する。ま
た、排出時には、蓄熱材９が液状である温度を見計らっ
て、蓄熱材排出用の連通部１１ｂを開状態にし、蓄熱材
９を連通部１１ｂから排出する。このとき、蓄熱材導入
用の連通部１１ａを開状態にしておくと、そこらか通気
が行われて、蓄熱材９の排出が容易になる。なお、蓄熱
材導入時にポンプ等を用いて下側の蓄熱材排出用の連通
部１１ｂから蓄熱材９を導入することもでき、その場
合、上側の連通部１１ａを開状態として空気抜きを行う
のが好ましい。

【００２２】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４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材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４（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。

【００２３】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。

【００２４】以上の本実施形態によると、液体状の蓄熱
材を管状体に充填して壁内の空間に蓄熱体を構成でき、
連通部を介して蓄熱材を管状体に容易に導入・排出する
ことができる。そして蓄熱材は液状にして供給等すれば
よいため、壁体の開口は特に大きく形成する必要はな
く、また、接触流体の流動を熱交換に有利に配管するこ
とができる。その結果、蓄熱壁に設けられた蓄熱体から
蓄熱材のみの出し入れを可能として、出し入れの開口部
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。

【００２５】〔別実施形態〕以下、本発明の他の実施形
態について説明する。

【００２６】〈１〉先の実施形態では、管状体がユニッ
ト容器の横方向に配管される例を示したが、図５及び図
６に示すように、管状体１０を柔軟な材料で形成し、空
間Ｄに取り出し自在に支持して、管状体が縦方向に垂下
するように構成してもよい。その場合、ファンＦおよび
ダンパー７部分を着脱自在に形成しておき、それを取り
外すことにより、その内壁体２の開口部２ａから管状体
１０を部分的に取り出せるようにするのが好ましい。ま
た、吐出口５に相当する開口部２ａから管状体１０を部
分的に取り出せるように構成してもよい。本実施形態に
おいては、蓄熱材９の導入時には、連通部１１ａ，１１
ｂを開状態とし、液状に温度調整した蓄熱材９を連通部
からゆっくりと導入する。また、排出時には、蓄熱材９
が液状である温度を見計らって、連通部１１ａ，１１ｂ
を開状態にし、蓄熱材９をそこからポンプ等で吸引して
排出する。このように構成すると、先の実施形態の効果
に加え、管状体１０を柔軟な材料で形成し、空間Ｄに取
り出し自在に支持してあるため、管状体１０からの蓄熱
材漏れ等が生じるときに、その部分を前記空間Ｄから容
易に取り出して点検したり修理することができる。

【００２７】〈２〉先の実施形態では、管状体の両端が
連通部に接続されている例を示したが、図７及び図８に
示すように、管状体１０の一端のみを内壁体２に設けら
れた開閉自在な連通部１１と接続して、他端側１０ａを
開放する構成としてもよい。その場合、管状体１０の一
番高い部分をオーバーフロー部１０ｂに形成して、そこ
から下端に設けられた吐出口５まで管状体１０を配管
し、その他端側１０ａを吐出口５に位置させるととも
に、吐出口５のダンパー７部分を着脱自在に形成してお
くことが好ましい。本実施形態においては、蓄熱材９の
導入時には、連通部１１を開状態とし、液状に温度調整
した蓄熱材９を連通部１１からポンプ等で導入するが、
管状体１０の他端側１０ａから蓄熱材９が出るまで導入
を続けるなどすればよい。また、排出時には、蓄熱材９
が液状である温度を見計らって、連通部１１を開状態に
し、蓄熱材９をそこから排出させる。なお、温度変化に
より蓄熱材９が膨張するなどして、管状体１０の他端側
１０ａから排出される可能性があるので、受器をその下
部に設けたり、蓄熱材９の液面がオーバフロー高さより
やや低い位置になるように導入を行えばよい。このよう
に構成すると、連通部１１を内壁体の１か所に設けるだ
けでよく、また蓄熱材９の導入時に空気が封入され難い
という効果が得られる。

【００２８】〈３〉先の実施形態では、管状体が分岐を
有さない例を示したが、図９に示すように、管状体が分
岐を有するように構成してもよい。このように構成する
と、分岐路の存在により、蓄熱材９の導入時に部分的に
空気が封入され難くなり、均一に蓄熱材９を導入できる
という効果が得られる。

【００２９】〈４〉先の実施形態では、規則的に管状体
を配置する例を示したが、管状体を柔軟な材料で形成
し、空間にランダムに配置して取り出し自在に支持する
構成にしてもよい。

【００３０】〈５〉先の実施形態では、一本（分岐した
ものを含む）の管状体を用いる例を示したが、複数の管
状体を用いて構成してもよい。その場合、各管状体に対
応する連通部を設ければよい。このように構成すると、
仮にいずれかの管状体の一部から液漏れが生じても、そ
の管状体だけを修理すればよくなるという効果が得られ
る。

【００３１】〈６〉先の実施形態では、内壁体に連通部
を設ける例を示したが、外壁体に連通部を設けて構成し
てもよく、内壁体と外壁体の両方に連通部を設けて構成
してもよい。その場合、雨などが侵入しないように連通
部を十分シールしておくことが好ましい。このように構
成すると、内壁体に連通部を設けなくてもすみ、室内の
美観上より好ましい。

【００３２】〈７〉先の実施形態では、内壁体等に連通
部用の開口部を設ける例を示したが、接触流体の取入口
や吐出口を利用して蓄熱材の導入・排出が行えるよう
に、内壁体裏側の取入口や吐出口の近傍に連通部を配置
して、特に内壁体等に連通部用の開口部を設けない構成
としてもよい。その場合、内壁体に設けられた取入口や
吐出口が連通部としての機能を兼用することになる。こ
のように構成すると、内壁体に連通部用の開口部を設け
なくてもすみ、室内の美観上より好ましい。

【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

【図２】蓄熱壁の上端部の詳細を示す断面図

【図３】蓄熱ユニットを示す一部切欠正面図

【図４】蓄熱壁の作用説明図

【図５】別実施形態の蓄熱壁を示す断面図

【図６】別実施形態の蓄熱ユニットを示す一部切欠正面
図

【図７】別実施形態の蓄熱壁を示す断面図

【図８】別実施形態の蓄熱ユニットを示す一部切欠正面
図

【図９】別実施形態の蓄熱ユニットを示す一部切欠正面
図

【図１０】従来蓄熱壁構造を示す断面図

【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 ９ 蓄熱材 １０ 管状体 １１ 連通部 １１ａ 蓄熱材導入用の連通部 １１ｂ 蓄熱材排出用の連通部 Ｄ 空間 Ｆ ファン Ｒ 接触流体

Claims (3)

【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、 前記蓄熱体（３）を構成するに、蓄熱材（９）を充填し
   た管状体（１０）を前記空間（Ｄ）に内装すると共に、
   前記管状体（１０）の少なくとも一端を前記内壁体
   （２）又は前記外壁体（１）に設けられた開閉自在な連
   通部（１１）と接続してある蓄熱壁構造。
2. 【請求項２】 前記内壁体（２）又は前記外壁体（１）
   の上端近傍に開閉自在な蓄熱材導入用の連通部（１１
   ａ）を設け、下端近傍に開閉自在な蓄熱材排出用の連通
   部（１１ｂ）を設けると共に、前記管状体（１０）の両
   端部をそれら各連通部（１１ａ，１１ｂ）に接続してあ
   る請求項１記載の蓄熱壁構造。
3. 【請求項３】 前記管状体（１０）を柔軟な材料で形成
   し、前記空間（Ｄ）に取り出し自在に支持してある請求
   項１又は２記載の蓄熱壁構造。