JPS63290336A - 冷暖房構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、家屋における屋根、天井、外壁、床、土間、
あるいは内壁を形成する部分の構造に係るものである。

さらに詳しくは、家屋における防寒、防暑、冷房、暖房
、および融雪を目的とする冷暖房構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、降雪地方における雪降ろし作業は、肉体的に大変
な作業であり、また危険を伴う作業であった。そこで、
屋根の融雪ということで種々の方法が考え出されてきて
いる。その一つとしては、屋根に熱線、あるいは温水、
温風等を介して雪をとかしながら降ろす方法、または機
械的に雪をかき降ろす方法がある。しかしながらコスト
、維持費が高く普及が遅れている。また、これら地方に
おける家屋では、冬期においては零度以下にまで下がり
、室内における暖房は欠かせないものである。このため
、一般的なストーブ、温風ヒータ等を使用して暖房をし
たり、配熱利用のエアサイクル、床暖房等が普及しつつ
ある。しかしながら、ストーブ、温風ヒータ等は室内の
空気の汚染が生起され換気は不可欠なもので効率が悪く
、またエアサイクル構造、床暖房においては室内空気の
汚染は生起されないもののコスト、維持費がかなりかか
るものであった。さらにこの種構造においては、装置が
作動中にのみ効果があるものであると共に、熱効率が悪
かった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような欠点を除去するため、屋根、天井、
外壁、床、土間、あるいは内壁部分にヒートパイプを複
数本配設固定し、ヒートパイプを蓄熱層兼保護層となる
モルタル中に埋設し、ヒートパイプの一端を熱媒体によ
り加温、あるいは冷却することにより、均質冷暖房を可
能とすると共に、融雪も可能な冷暖房構造に関するもの
である。

〔実施例〕　　゛ 以下に図面を用いて本発明に係る冷暖房構造について詳
細に説明する。第１図（ａｌ〜（Ｃ）は本発明に係る冷
暖房構造を屋根に施工した場合の概略説明図と一部拡大
断面図であり、Ａは家屋、Ｂは屋根、Ｇは熱媒体供給機
、５はヒートパイプ、６はモルタルである。さらに詳説
すると、屋根Ｂの構造は第１図（ａ）におけるイーイ線
、ローロ線断面図である第１図（ｂｌ、（Ｃ）に拡大し
て示すように、垂木１、断熱補強板２、防水シート３、
横木４、ヒートパイプ５、モルタル６、保護シート７、
屋根材８から形成したものである。断熱補強板２は熱媒
体供給機Ｇより供給された熱媒体α（矢印で示す）によ
りモルタル６に蓄熱された熱を小屋裏側へ放熱しないよ
うに設けると共に、モルタル６の受けとして機能するも
のであり、合成樹脂発泡体、ロックウールボード、石膏
ボード、シージングボード、シージングインシュレーシ
ョンボード、スレート板、木毛セメント板、炭酸カルシ
ウム板、珪酸カルシウム板、ＦＲＣ板、ＧＲＣ板、合板
の１種以上からなり、その両面、または片面をクラフト
紙、防水処理したアスベスト紙、金属箔（Ａ　Ｉｌ、　
Ｐｂ、　Ｃｕ。

Ｆｅ、ステンレス等）、ガラス繊維不織布、合成樹脂シ
ート、ポリエチシートおよびこれらの１種以上をラミネ
ート、蒸着したシートで被覆したものも含むものである
。特にこの実施例では、合板の片面にポリイソシアヌレ
ートフオームを一体に形成して、そのポリイソシアヌレ
ートフオームの外側面をアルミクラフト紙で被覆したも
のを使用するものである。防水シート３は、垂木ｌ上の
全面に配設された断熱補強板２上を被覆して、防水下地
として機能するものであり、アスファルトフェルト、合
成樹脂シート（ポリエチシート、塩ビシート等）、無機
質発泡シート等からなり、万が−の浅水に対して、防水
機能を発揮するものの一種以上からなるものである。４
は横木で図示するようにヒートパイプ５を棟から桁方向
にして配列固定する際には、ヒートパイプ５の配列ピッ
チに合わせた長さで、ヒートパイプ５の外径より高さを
高くしたものであり、後記するモルタル６の植設を容易
にすると共に、植設時のガイド、ヒートパイプ５の位置
ぎめ、および屋根材８を固定する際の下地として機能す
るものである。ヒートパイプ５は屋根Ｂの防水シート３
上に複数本配列固定するものであり、必要部位により配
列を密にしたり粗にしたりすることも可能である。さら
に詳説すると、ヒートパイプ５は両端を閉じたパイプの
内側にガラス繊維や網状の細い銅線、羽根状構造などを
設け、内部に充填した熱伝達物質の移動で熱を伝えるも
ので、第２図に示すような構成であり、銅、ステンレス
、アルミニウム等からなる両端を閉じたパイプ５ａ内に
、フロン、アンモニア、メタノールなどの一種からなる
特殊熱媒体５ｂを注入し、密閉、したものである。この
ヒートパイプ５は、一端を熱媒体供給機Ｇより中空パイ
プ９内を通ってきた熱媒体αにより加温すると、特殊熱
媒体５ｂが蒸発して反対側に行き冷却され凝縮し、後記
するモルタル６にその凝縮熱が移動することを繰り返し
て熱を運ぶものである。なお熱媒体αを送給する中空パ
イプ９の素材としては、鋼材からなるパイプ、外表面を
防錆処理あるいは塗装した鋼材パイプ、合成樹脂材から
なるものであり、中空パイプ９の途中に設けた連結部に
ヒートパイプ５の一端を連結し、ヒートパイプ５に確実
に熱が伝わるようにする。勿論、連結部は、中空パイプ
９の内部を通過する熱媒体αが洩れ出さないようにバッ
キング材等で密閉されているものである。また、中空パ
イプ９が外気と接触する部分では、中空パイプ９を断熱
材で被覆して熱放散を防止するものである。モルタル６
は、蓄熱層兼保護層として機能するものであり、横木４
により形成される空間に植設、または段葺状の屋根材８
を使用する際には断面略三角形状に形成するものである
。モルタル６は一般の外壁を形成する際に使用するモル
タルの他に、そのモルタル中に凍結防止剤を混入して、
冬場にモルタルが凍結融解により破壊されるのを防止し
たり、骨材（砂利等）の量を多くして、蓄熱効果をさら
にアップすることも可能である。

このモルタル６は、ヒートパイプ５により、冬には熱を
蓄熱放散することにより、屋根Ｂ上に降雪した雪等を解
かし、屋根Ｂへの積雪を防止して、雪降ろしという重労
働をなくし、さらに落雷の防止に多大な効果を発揮する
ものである。また、夏場には冷した熱媒体αを循環させ
、夏場における屋根部の防暑効果に役立つものである。

さらに詳説すると、モルタル６はヒートパイプ５の均一
放熱と共に、ヒートパイプ５より放散される熱を均一に
蓄熱、放散し、屋根Ｂ上の雪が部分的に残存するのを防
止するのに有効なものである。保護シート７は、上記防
水シート３と同質の素材からなり、使用する際は、下地
として形成した防水シート３と同じもの、あるいは違う
ものを使用してもかまわない。さらに詳説すると、保護
シート７は、浅水を防止すると共に、屋根材８が鋼板で
形成された場合に、モルタル６中に塩分が含まれている
と、その塩分により屋根材８が腐食されるため、その防
止を図るために設けるものである。８は屋根材であり、
特にその形状、素材は特定するものではなく、任意所望
のものである。さらに、本発明に係る冷暖房構造は、天
井Ｃ１外壁Ｄ、床Ｅ、土間Ｆ、あるいは図示しないが内
壁にも形成でき、屋根Ｂでの融雪効果の他に、家屋Ａに
おける断熱および冷、暖房としても利用できるものであ
る。

つまり、第３図から第６図にその一部を拡大して示すよ
うに、第３図は天井Ｃを示すものであり、天井板１０を
野縁１１に固定すると共に、その野縁１１間にヒートパ
イプ５、モルタル６を植設したもの。

第４図は外壁りを示すものであり、躯体１２上に木すり
板１３、防水シート３、ラス材１４を形成し、その上に
ヒートパイプ５、モルタル６を形成したもの。第５図は
床Ｅを示すもの−であり、根太１５の裏面を合板１６に
よって被覆すると共に、その根太１５間にヒートパイプ
５、モルタル６を形成し、床板−１７で被覆したもの。

第６図は土間Ｆを示すものであり、地面１８上に断熱補
強板２を間隙なく敷設し、その上にヒートパイプ５、モ
ルタル６を形成したものである。また、ヒートパイプ５
は、第７図に示すような固定具Ｈを介して下地上に固定
し、ヒートパイプ５の固定を確実にすることもできる。

また熱媒体αは、ヒートパイプ５に熱を供給できるもの
で、熱容量の大きいものであり、その−例としては、温
風、冷風、不凍液（エチレングリコ゛−ル）、水（温水
、冷水）、または地下水（冷水、温泉）、地下熱、家屋
Ａ内の冷暖房器の廃熱などを利用した温風、冷風等を使
用するものである。

次に本発明に係る冷暖房構造を屋根Ｂに施工した場合の
施工方法について第１図（ａｌ〜（Ｃ）を用いて説明す
る。まず、熱媒体供給機Ｇより供給される熱媒体αは不
凍液とし、垂木１、断熱補強板２、防水シート３、配列
ピッチＰを５００　ｍ、間隔ｌを５ＯＮ＠とした横木４
よりなる屋根下地上に、ステンレスパイプ内にフロンを
注入し密閉したヒートパイプ５を横木４の間隔Ｅ内に挿
入するようにして複数本配列固定する。次に、ヒートパ
イプ５の各々の一端を中空パイプ９に連結し、ヒートパ
イプ５の一端に、中空パイプ９の中を流れる熱媒体αの
熱が確実に伝わるようにする。ヒートパイプ５と中空パ
イプ９の連結が全て完了したら、横木４より形成される
間隙にヒートパイプ５を埋設するように凍結防止剤入り
のモルタル６を間隙なく植設し、その上をポリエチレン
シートからなる保護シート７で全面被覆する。その後、
屋根材８で屋根Ｂを葺き上げて施工を終了するものであ
る。このようにして形成した屋根Ｂは熱媒体αの熱をヒ
ートパイプ５に連続的に供給することにより、冬場には
その熱がモルタル６に蓄熱すると共に、屋根材８側に放
散し、屋根上に降雪した雪を解かすと共に、防寒効果を
発揮するものである。なお、図では中空パイプ９は、熱
媒体αが屋根Ｂを通った後に、熱媒体供給機Ｇにもどる
ように配管している。

〔その他の実施例〕

以上説明したのは、本発明に係る冷暖房構造の一実施例
にすぎず、第８図に示すように横木４を横方向に配列固
定し、ヒートパイプ５を横木４間に配列することにより
屋根Ｂを段葺き状に形成することもできる。また第９図
（ａ）に示すように、銅板１９を床板１７の下に敷設す
ると共に、ヒートパイプ５をつつみ込んで、さらに床暖
房の効率化を図ることもできるし、第９図山）に示すよ
うにモルタル６上に銅板１９を敷設し、屋根Ｂにおける
融雪効果をさらにアップすることもできる。さらに第１
０図に示すように、ヒートパイプ５の配列ピッチに合わ
せて切り欠き４ａを形成した横木４を用いることもでき
る。なお、屋根Ｂ、天井Ｃ１外壁Ｄ、床Ｅ、土間Ｆ、あ
るいは内壁の各種構造は、家屋Ａにおいてすべて使用す
るというものではなく、それらを各々組み合わせて、通
夜適所に形成するものである。又、熱媒体供給機Ｇは複
数個設けることも可能であり、また各構造への中空パイ
プ９の配管を別々として、弁により操作したり、家屋Ａ
内に設けた制御盤■により家屋Ａ内でその制御を手動、
あるいは自動で行っても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る冷暖房構造によれば
■屋根に施工した場合には、モルタルが蓄熱層として機
能し、屋根における融雪が確実かつ安定して作用する。

■モルタルが保護層として機能し、家屋全体が強固なも
のとなると共に、遮音効果も具備する。■冷、暖房の効
率がモルタルにより一段と向上する。■冷暖房構造が簡
単に形成できる。■融雪におけるランニングコストおよ
び、施工コストが少なくてすむ。■家屋内の空気の汚染
が全くなくなる。■居住性、防虫性、防食性、防カビ性
が向上する。■ヒートパイプにより、均一熱伝導を可能
にする。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る冷暖房構造を屋根
に施工した場合の一例を示す、一部切り欠き概略説明図
と第１図（ａ）におけるイーイ線、ローロ線の一部拡大
断面図、第２図はヒートパイプの構成を示す説明図、第
３図〜第６図は天井、外壁、床、土間に形成した冷暖房
構造を示す一部拡大断面図、第７図は中空パイプを固定
する固定具の一例を示す斜視図、第８図、第９図および
第１０図（ａ）、伽）はその他の実施例を示す説明図で
ある。 Ａ・・・家屋、Ｂ・・・屋根、Ｃ・・・天井、Ｄ・・・
外壁、Ｅ・・・床、Ｆ・・・土間、Ｇ・・・熱媒体供給
機、α・・・熱媒体、５・・・ヒートパイプ、６・・・
モルタル。 第１図 〔α）　　　　　　　　ダへ ６、七ルフ１し 第１図 （ｂ） ≦８ 第２図 ダ５ 第３図 第４図 第Ｓ図 第６図 〈１ １　　　　　　　１Ｂ （、／ 第９図 〈８ 第し：１図 （）ｌ）　　　　　　　／　Ｂ 第１０図 昭和６２年８７１１２日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 昭和６２年特許願第１２６３７０号 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　〒９９９−３７　７ＩＥＬ　０２３７（４２）０
３７７５、補正により減少する発明の数　　　　　０６
、補正の対象 明細書の「凹面の前車な説明」の項 ７、補正の内容 明細書の第１３ページ第１行目に「・・・第９図および
第１０図（ａｌ、（ｂ）は」とあるのを、「・・・第９
図＋ａ）、（ｂｌおよび第１０図は」のように補正する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）家屋における屋根、天井、外壁、床、土間あるい
   は内壁の少なくとも１つの冷暖房構造において、ヒート
   パイプを複数本配設固定し、該ヒートパイプを蓄熱層兼
   保護層となるモルタル中に埋設し、前記ヒートパイプの
   一端を熱媒体により加温、あるいは冷却したことを特徴
   とする冷暖房構造。