JPH0545463U - 室内温度均一化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房時における室内の垂直方向の温度差をな
くして均温化を図る。 【構成】 長さの短いウィック式ヒートパイプを軸線方
向に連結して所定の長さに形成したヒートパイプ２を複
数本備えた吸放熱パネル１を、前記ヒートパイプ２の加
熱部２ａが天井付近に、放熱部２ｂが床面付近に位置す
るようにほぼ垂直に設置する。温度の高い上層の空気か
ら吸熱して、温度の低い床面付近に放熱させて、垂直方
向の温度分布の均一化を図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、暖房された室内における上下方向の温度むらをなくして、快適な 室内環境を確保することのできる室内温度均一化システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

暖房を行なっている室内においては、暖められて軽くなった空気が上昇して室 内の上部に移動してしまい、代りに冷たい空気が下降してきて床付近に滞溜して しまう。したがって、このような場合には、床面付近の温度が低くなってなかな か暖まらず、室内環境が快適とは言えない状態となるばかりか、場合によっては 顔や頭部ばかりが暖められてしまい、人間の作業環境に適した頭寒足熱の状態と は逆の状態となっていた。そこで従来においては、例えば天井ファンを回転させ たり、壁面の送風口から送風することによって、室内の空気をかく拌するか、あ るいはサーキュレータ等により、室内の空気を垂直方向に強制的に循環させて、 暖められた空気を下方に移動させて室内温度の均一化を図っていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前述したように、壁面から温風を送出したり天井ファンやサーキュレ ータ等の手段を用いて行う従来の室内温度の均一化の場合には、動力を必要とす るためランニングコストがかかるとともに、特に壁面から送風する場合には、騒 音や風が当ることによって、送風口の近くにいる人に不快感を与えるという問題 があった。

【０００４】 この考案は、上記の事情に鑑みなされたもので、ランニングコストがかからず メンテナンスフリーであるとともに、周囲の人に不快感を与えることのない室内 温度均一化システムを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記の課題を解決するための手段としてこの考案の室内温度均一化システムは 、複数のウィック式ヒートパイプが所定の間隔で取付けられた吸放熱パネルを、 暖房が行われている室内に、前記各ウィック式ヒートパイプの下端が床面付近に 、その上端が天井付近にそれぞれ位置するようにほぼ垂直に設けたことを特徴と している。

【０００６】 また、前記各ウィック式ヒートパイプは、複数の短いウィック式ヒートパイプ を軸線方向に熱伝達可能に連結して形成してもよい。また、前記吸放熱パネルに よって、室内の内壁面を構成してもよい。さらに、前記吸放熱パネルを室内を区 画形成するパーテーションとして用いることもできる。

【０００７】

【作用】

上記のように、複数のウィック式ヒートパイプを取付けた吸放熱パネルを、暖 房が行われている室内に、前記各ウィック式ヒートパイプの下端が床面付近に、 その上端が天井付近にそれぞれ位置するようにほぼ垂直に設けることにより、温 度の低い床付近に配置されたウィック式ヒートパイプの下端側が凝縮部となり、 上端側の蒸発部から吸収した熱によって、パイプ内に封入された作動液が加熱さ れて蒸発し、気相の作動液（蒸気）となって温度の低い凝縮部に下降し、凝縮部 で熱を奪われて凝縮し、液相の作動液となってパイプ内の下端に液溜りを形成す る。そして、液溜りの作動液は、パイプの内周面に設けられたウィックの毛細管 力によって上部の蒸発部まで上昇して再び加熱されて蒸発する。そして、前記凝 縮部において作動液の蒸気から奪った熱は、この凝縮部の外周面から放熱されて 、周囲の低温の空気を加熱する。したがって、高温の室内上部から室内下部に熱 輸送して、室内の垂直方向の温度分布を均一化する。

【０００８】 また、ウィック式ヒートパイプとして、毛細管限界内の長さの複数の短いウィ ック式ヒートパイプを、長さ方向に熱伝達可能に連結して１本に形成すれば、ト ップヒートモードのヒートパイプによる熱輸送距離を、効率を下げることなく延 長できる。また、前記吸放熱パネルによって、室内の内壁面を構成すれば、室内 空間を狭めることなく室内温度の均一化が図られる。さらに、前記吸放熱パネル を室内を区画形成するパーテーションとすれば、室内温度の均一化を効率的に行 うことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案の室内温度均一化システムの実施例を図１ないし図４に基づい て説明する。

【００１０】 図１および図２はこの考案の第１実施例を示すもので、吸放熱パネル１は、熱 伝導率の高いアルミニウム板等の金属薄板を２枚合せした間に複数本のヒートパ イプ２を、所定の間隔でほぼ垂直に挾持するとともに、各ヒートパイプ２は、そ れぞれの上端側の加熱部２ａおよび下端側の放熱部２ｂにおいて、前記金属薄板 と熱伝達可能に接するように組付けられている。そして、この吸放熱パネル１の 高さは、パネル内に設けられた各ヒートパイプ２の下端側の放熱部２ｂを床面近 くに配設した際に、その上端側の加熱部２ａが天井付近に位置するようにして、 室内の壁面から若干離れた位置にほぼ垂直に配置されている。

【００１１】 また、吸放熱パネル１内に設けられた複数のヒートパイプ２は、一例として内 径が約２５ミリメートルで、長さＬが約２９０ミリメートルのウィック式ヒート パイプ１２（図２参照）を、軸線方向に１０本前後連結して所定の長さに形成し たものである。そして、各ウィック式ヒートパイプ１２は、その内周面全体にウ ィック１３を備えるとともに、それぞれの上端側の蒸発部１２ａには、外径を絞 った小径円筒状の突部１２ｃが形成され、またそれぞれの下端側の凝縮部１２ｂ には、その端面の中央に、他のウィック式ヒートパイプ１２の上端に形成された 突部１２ｃが密接状態で嵌合する凹部１２ｄを備えている。そして、この下端の 凝縮部１２ｂ内には、このウィック式ヒートパイプ１２内に封入された作動液の 液溜り１４が形成され、それぞれ下側となるウィック式ヒートパイプ１２の上端 の突部１２ｃを、上側のウィック式ヒートパイプ１２の下端の凹部１２ｄに嵌合 することによって広い面積を接触させて連結されている。

【００１２】 次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明すると、複数のヒート パイプ２が組込まれた吸放熱パネル１を室内に設けることにより、暖房時には、 室内上部の温度の高い空気から、吸放熱パネル１を介して吸収された熱が、各ヒ ートパイプ２を構成する複数のウィック式ヒートパイプ１２のうちの加熱部２ａ となる最上段のウィック式ヒートパイプ１２の上端の蒸発部１２ａに伝達される 。熱伝達された最上段のウィック式ヒートパイプ１２においては、蒸発部１２ａ の内周面のウィック１３中に含まれた作動液が加熱されて蒸発し、作動液の蒸気 となって下方の温度が低い凝縮部１２ｂへ移動する。そして、凝縮部１２ｂにお いて熱を奪われて凝縮して液相の作動液に戻って液溜り１４に集められた後、作 動液は内周のウィック１３の毛細管力によって上方の蒸発部１２ａまで移動して 再び加熱されて蒸発するサイクルを繰返し行う。このとき、各ウィック式ヒート パイプ１２の全長を、トップヒートモードにおけるウィック式ヒートパイプの毛 細管限界内の長さとしたので、トップヒートモードのヒートパイプにおける高い 熱輸送能力を確保することができる。

【００１３】 またウィック式ヒートパイプ１２の下部の凝縮部１２ｂで放出された熱は、そ の下側に連結された二段目のウィック式ヒートパイプ１２の蒸発部１２ａに伝達 される。そして、パイプ材を介して伝達される熱によって蒸発部１２ａの温度が 上昇すると、作動液が加熱されて蒸発し、最上段のウィック式ヒートパイプ１２ の場合と同様に凝縮部１２ｂに熱輸送し、順々に下方に連結されたウィック式ヒ ートパイプ１２に熱伝達を行う。このとき、各ウィック式ヒートパイプ１２の蒸 発部１２ａ側の突部１２ｃを、凝縮部１２ｂ側の凹部１２ｄに密接状態に嵌合さ せて連結したので、広い熱伝達面積が得られ、軸線方向に連結されたウィック式 ヒートパイプ１２の相互間の熱伝達を効率よく行うことができる。

【００１４】 そして、ヒートパイプ２の放熱部２ｂとなる最下段のウィック式ヒートパイプ １２に熱伝達されると、同様に蒸発部１２ａの温度が上昇し、作動液が加熱され て蒸発し、この蒸気が下方へ移動し、凝縮部１２ｂで凝縮する際に放出される熱 は、この凝縮部１２ｂに接触している吸放熱パネル１の床面付近の部分に伝達さ れて、周囲の空気中に放熱される。

【００１５】 その結果、吸放熱パネル１内に組付けられた複数のヒートパイプ２によって、 室内上部の高温の空気から吸収した熱を、室内下部の低温な部分まで熱輸送して 放出させることによって、室内の垂直方向の温度むらをなくすことができる。

【００１６】 また図３は、この考案の第２実施例を示すもので、前記第１実施例においては 室内に配置した吸放熱パネルによって建物の壁を形成したもので、以下図面に基 づいて説明する。

【００１７】 室内に面した壁面２１には、複数のヒートパイプ２２が、それぞれの外周面の 約半周部分が全長に亘って露出するように壁面２１に埋設されるとともに、この ヒートパイプ２２の放熱部２２ｂ側となる下端が床面に接し、その上端側の加熱 部２２ａが天井付近に位置するようにして、それぞれほぼ垂直に設けられている 。

【００１８】 また、前記各ヒートパイプ２２は、前記第１実施例と同様に、長さの短いウィ ック式ヒートパイプを軸線方向に複数本連結して所定の長さに形成したもので、 トップヒートモードにおいて第１実施例の場合と同様に作動する。

【００１９】 そして、暖房時には、ヒートパイプ２２の室内側に露出した部分のうち、上端 の加熱部２２ａが、天井付近の高温の空気中から熱を吸収し、この熱を下方の放 熱部２２ｂに熱輸送し、床面付近の低温の空気中に放熱して、室内の垂直方向の 温度分布の均一化を図ることができる。また、ヒートパイプ２２を壁内にその一 部を露出させて埋設することにより、室内空間を狭めることなく設けることがで き、また壁面の装飾面として用いることができ、和室等にも違和感をなく設置す ることができる。

【００２０】 さらに図４は、この考案の第３実施例を示すもので、前記第１実施例において は室内に配置した吸放熱パネルを、室内を区画形成するパーテーシヨンとして使 用したもので、以下図面に基づいて説明する。

【００２１】 室内を複数のブロックに分割するパーテーション３１は、熱伝導率の高いアル ミニウム板等の金属薄板を２枚合せした間に複数本のヒートパイプ３２を、所定 の間隔でほぼ垂直に挾持し、各ヒートパイプ３２の下端側の放熱部３２ｂを床面 近くに配設した際に、その上端側の加熱部３２ａが天井に近い位置となるように 、それぞれほぼ垂直に配置されている。

【００２２】 また、前記各ヒートパイプ３２は、前記第１実施例と同様に、長さの短いウィ ック式ヒートパイプを軸線方向に複数本連結して所定の長さに形成したもので、 トップヒートモードにおいて第１実施例の場合と同様に作動する。

【００２３】 そして、暖房時には、各パーテーション３１の上部が吸熱板となって上層の高 温の空気中から熱を吸収し、この熱によって、各ヒートパイプ３２の加熱部３２ ａが加熱され、作動液の蒸気により熱輸送されて下方の放熱部３２ｂに運ばれ、 床面付近の低温の空気中に放熱して、室内の垂直方向の温度分布を均一化するこ とができる。また、パーテーション３１で仕切られて通風が悪く、暖房むらが生 じ易い室内を効率よく均温化することができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上、説明したようにこの考案の室内温度均一化システムは、複数のウィック 式ヒートパイプが所定の間隔で取付けられた吸放熱パネルを、暖房が行われてい る室内に、前記各ウィック式ヒートパイプの下端が床面付近に、その上端が天井 付近にそれぞれ位置するようにほぼ垂直に設けたので、室内の垂直方向の温度分 布の均一化を図ることができ、動力を必要とせずに快適な室内環境が得られると ともに、省エネルギに貢献することができる。

【００２５】 また、複数の短いウィック式ヒートパイプを軸線方向に連結して用いることに より、トップヒートモードにおいて効率的に室内温度の均一化を図ることができ る。また、吸放熱パネルによって室内の内壁面を構成すれば、室内空間を狭める ことなく設置することができる。さらに、吸放熱パネルを、室内を区画形成する パーテーションとして使用すれば、通風条件の悪い室内の温度を効率よく均一化 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の室内温度均一化システムの第１実施
例を示す概略図である。

【図２】ウィック式ヒートパイプの一例を示す断面図で
ある。

【図３】この考案の第２実施例を示す概略図である。

【図４】この考案の第３実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１…吸放熱パネル、 ２…ヒートパイプ、 ２ａ…加熱
部、 ２ｂ…放熱部、１２…ウィック式ヒートパイプ、
１２ａ…蒸発部、 １２ｂ…凝縮部、 １３…ウィッ
ク、 ２２…ヒートパイプ、 ２２ａ…加熱部、 ２２
ｂ…放熱部、３１…パーテーション、 ３２…ヒートパ
イプ、 ３２ａ…加熱部、 ３２ｂ…放熱部。

フロントページの続き (72)考案者 杉原 伸一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 伊藤 雅彦 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 千葉 隆 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のウィック式ヒートパイプが所定の
   間隔で取付けられた吸放熱パネルを、暖房が行われてい
   る室内に、前記各ウィック式ヒートパイプの下端が床面
   付近に、その上端が天井付近にそれぞれ位置するように
   ほぼ垂直に設けたことを特徴とする室内温度均一化シス
   テム。
2. 【請求項２】 前記各ウィック式ヒートパイプが、複数
   の短いウィック式ヒートパイプを軸線方向に熱伝達可能
   に連結して形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の室内温度均一化システム。
3. 【請求項３】 前記吸放熱パネルが、室内の内壁面を構
   成していることを特徴とする請求項１記載の室内温度均
   一化システム。
4. 【請求項４】 前記吸放熱パネルを、室内を区画形成す
   るパーテーションとしたことを特徴とする請求項１記載
   の室内温度均一化システム。