JPH054573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 可動式フアンユニツトと熱風炉を利用した暖房
方式で、工場のような大面積、高軒高（５ｍ以
上）の大型建築施設における熱風炉式温風暖房シ
ステムにおいて、天井にフアンを設け、これをレ
ールにて懸垂させ、可動にし、またはフアンユニ
ツトの吹出口はベーンにて風向可変にし、温度セ
ンサを居住域および天井内に複数設置し、センサ
信号をマイクロコンピユータによる制御装置で処
理し、フアンユニツトを移動させ、フアンを運転
させ、風向ベーンの向きを可変にし、７ｍ以上と
軒高が高い場合には天井面から下方への吹出しを
行い、５ｍ以下と軒高が低い場合は天井面から水
平方向の吹出しをなし、温風到達不能域への送気
を行い、居住域の暖房効果の改善を行う省エネル
ギー型であり、必要暖房域の暖房効果を改善する
経済的な暖房システムである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は暖房方式、特にフアンユニツトを移動
可能に配置し、それを熱風炉と結合して成る工場
の如き大容量の空間のための暖房方式に関する。

〔従来の技術〕

工場、室内集会場、競技場などの大型建築設備
における暖房方式としては、従来下記に記載の方
式が用いられてきた。

第７図の立面図に示されるダクトを用いないパ
ツケージ型熱風炉においては、建屋７１内に温風
炉７２を配置し、ダクトなどを用いることなし
に、熱風炉７２に給気口７３を設け、給気口７３
のベーンを適宜セツトし、必要居住域へ送気させ
暖房をなす。なお第７図において、７４は還気
口、７５は大地表面、７６は建屋の床表面であ
る。

第８図ａの立面図に示される一般的なダクト式
の例においては、建屋８１内に配置した熱風炉８
２にダクト８３を結合し、同図ｂの平面図に示さ
れる如くダクトの吹出口８４から下方または側下
方に向け温風を吹き出す。なお第８図において、
８５は熱風炉の外気取入口、８６は還気口、８７
は大地表面、８８は床面である。

第９図ａの立面図とｂの平面図に示される高温
型熱風炉・ミキシングユニツト方式の例において
は、建屋９１内に配置された高温型の熱風炉９２
を用い、熱風炉９２からの高温の熱風を熱風ダク
ト９３を経てミキシングユニツト９４に送り、ミ
キシングユニツト９４で還気口９５から吸い込む
室内還気と混気（ミキシング）し、温風ダクト９
５の吹出口９６から室内に温風を送つて全体暖房
をなす。同図において、９７は大地表面、９８は
床面、９９は外気取入口である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に説明したいずれの温風炉暖房方式でも、
送気温度を低くし大風量で送気すれば暖房効果は
改善されるが、送風動力は〔抵抗〕×〔風量〕に比
例し相乗的に増大し、炉全体も大型になつてコス
ト高になり、さらには給配気設備も大がかりにな
り高価なものとなる。スペースも大きく固定的に
とられ、スペースの有効活用が図られない。

上記したことのため、適当な風量、一般的には
吸込温度に対しては＋40℃前後が熱風炉の経済的
送気温度となつている。これでは、居住域の必要
暖房温度20℃前後に対し、給気温度が55〜65℃程
度となり、自然上昇気流となつて、特に上と下の
温度ムラが発生する。本発明者の実測によれば、
床面から天井に向い１℃／ｍ程度の上方への温度
勾配が発生し、居住域20℃前後でも、屋根面では
30℃を超える状態となり、暖房熱損失が大にな
る。殊に軒高の高い大型建築物（工場、競技場、
集会場など）ではその傾向が顕著である。また出
入りの多い場合には、床面に冷気が停滞し上下ム
ラが特に大になり、一般的にも軒高の高い場合に
は熱エネルギー損失と共に暖房効果が不良となつ
ている。

水平方向においても、屋外の外気の風向、日射
の状況、内部の発熱体（機械など）、出入口開口
部の具合により温度ムラが発生し易く、暖房負荷
条件が変つたり、温風が届かない事態が発生する
問題がある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもの
で、合理的な、すなわち少ない設備・運転費用で
運営可能な暖房設備を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、建屋の天井面のほぼ中央の建屋
の長手方向に延在するハンガーレールにフアンユ
ニツトを移動可能に取付け、建屋の床面上に熱風
炉を配置し、居住域温度センサと天井内温度セン
サの感知する温度をフアンユニツトの制御部に送
り、制御部からの信号によつてフアンユニツトは
指示する位置に移動し天井面の熱風炉の発生する
温風を建屋内で下方に給気する構成としたことを
特徴とする可動式フアンユニツトと熱風炉による
暖房方式を提供することによつて解決される。

〔作用〕

すなわち本発明の一実施例では、軒高の高い建
屋の天井面のほぼ中央に建屋の長手方向に移動可
能なフアンユニツトを配置し、居住域の温度と天
井内の温度とを感知した結果をフアンユニツトの
制御部に送り、制御部からの信号の指示する位置
にフアンユニツトが動いて熱風炉の発生した温風
の天井面にある温気を居住域に向け下方に給気す
ることにより建屋の天井の温気を有効に利用して
建屋の高さ方向の温度差を調整し、また本発明の
第２実施例ではフアンユニツトは温気を水平方向
に給気することによつて広がりの大なる軒高の比
較的低い建屋の居住域の水平方向の温度差を調整
する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明第１実施例の図で、そのａは同
実施例の配置を示す立面図、ｂは平面図で、大地
表面１２とほぼ同じ平面上の床面１３をもつ建屋
１１は軒高が高く（５ｍ以上）、建屋１１内には、
床面１３上に、かつ、第１図ｂに示される如く相
対する隅部に２個の熱風炉１４が配置され、この
熱風炉の高さにほぼ等しい高さの部分（床面上３
ｍ以下）が居住域１５である。熱風炉１４は矢印
に示す如く吸引し、矢印で示す如くに給気す
る。建屋１１の天井面のほぼ中央には建屋１１の
長手方向に延びるハンガーレール１６が配置さ
れ、それに第１図ｂの白抜き矢印で示す方向に移
動可能な可動式のフアンユニツト１７が取付けら
れ、フアンユニツト１７は矢印に示す下方向に
給気する。

第１図の建屋１１の如く軒高が高い場合には、
温気が天井にたまり易い。熱風炉１４からの矢印
で示す吹出温風が上昇し、上部に停滞し易いの
で、図示の天井懸垂方式の下方吹出し型フアンユ
ニツト１７を用いる。ダクトによる温風の場合と
異なり室温に近い温気を矢印方向に吸引し、フ
アンユニツト１７が下方に矢印′方向に給気す
る。温度差による上昇気流としてのエネルギーは
小であり、容易に小なる動力で大風量を小静圧の
フアンユニツト１７で下方の居住域１５に拡散す
る。あまりにも大風速で大口径のフアンで吹出
し、居住域１５まで残存風速をもつと冷たく感じ
るので、四方へ拡散するようベーンを用いる。

フアンユニツト１７は第２図ａとｂの立面図と
平面図に詳細に示され、フアンユニツト１７はハ
ンガーレールに移動可能に取り付けられた走行駆
動用のモータ１８、フアン駆動用のフアンモータ
１９、ベーン駆動モータ用のベーンモータ２１に
よつて調整されるベーン部２０から成る。なお第
２図において２２はトロリー線、２３は制御部、
２４は集電子、２５は居住域センサ、２６は天井
内温度センサであり、トロリー線２２から走行駆
動モータ１８、フアンモータ１９、ベーンモータ
２１に給電され、かかる給電は制御部２３によつ
て制御される。

フアンユニツト１７は１本のハンガーレール１
６に第１図ｂに点線で示される如く複数台設置し
暖房効果の改善、均一性を細かく高めることがで
きる。設備費用と暖房効果とを計算し、当初は低
費用で１台のフアンユニツトを設置し、次第に台
数を追加することが可能である。

本発明の第２実施例は第３図ａとｂの立面図と
平面図に示され、図中、第１図に示した部分と同
じ部分は同一符号を付して表示する。この第２実
施例で、水平型のフアンユニツト１７ａは温気を
矢印印方向に吸引し、それを矢印′に示す如
く水平方向に給気するので水平方向に温度ムラの
発生し易い場合に有効である。特に外気の風向に
変化があつたり室内の設備（発熱体があるような
場合）の変更に対し、固定的な設備と異なり負荷
条件に応じフアンユニツト（水平型）が移動し暖
房を効果的に行う。複数のフアンユニツト１７ａ
を用いるときは、第３図ｂに点線で示す如く配置
するとよい。

第４図ａの側面図とｂの正面図にフアンユニツ
ト１７ａが詳細に示され、この例ではトロリー線
に代えて牽引ワイヤ２７に支持されるケーブル２
８によつて給電する。第４図ａから理解される如
くフアンユニツト１７ａからの給気は水平方向に
なされる。

第５図ａはフアンユニツト１７，１７ａの操作
を制御するための制御のブロツク図で、居住域温
度センサ２５、天井内温度センサ２６からの信号
は制御部２３のマイクロコンピユータ型コントロ
ーラ５１に送られ、コントローラ５１から出され
る信号５２と位置信号５３とはフアンユニツトコ
ントローラ５４に与えられ、フアンユニツトコン
トローラ５４から動力５５を供給する信号が走行
モータ１８、フアンモータ１９、ベーンモータ２
１に与えられるフアンユニツトが複数個設けられ
る場合、フアンユニツトコントローラ５４は第５
図ａに示す如くに追加する。そのとき、マイクロ
コンピユータ型コントローラ５１は複数のフアン
ユニツトをそれぞれの適用区域を定め運転せしめ
る。

例えば居住域温度20℃、天井内温度24℃の条件
でセツトされた場合、運転方法は第５図ｂの線図
に示される。同図で、横軸に居住域温度、縦軸に
天井内温度をとると、同図の砂地を付した領域で
フアンユニツト１７，１７ａを運転せしめ、その
他の領域で停止せしめる。ONレベルの温度OFF
レベルの温度差は例えば２〜３℃の範囲内に設定
する。センサで感知する温度情報が多く判断が難
しい場合、マイクロコンピユータで予め定めた居
住域優先暖房効果改善を目的とするソフトプログ
ラムで対処し、その指令で運転の可否、場所の指
定、ベーンの方向セツトなどを行うようにする。

水平、垂直温度分布を冬期暖房の床面上におい
て、従来例と本発明の実施例の場合とについてそ
れぞれ実測した。

第６図ａは本発明第１実施例の結果を示し、同
図で温度を横軸に、床面よりの高さを縦軸にとつ
た。この例で、床面よりの高さが０〜10ｍの範囲
において20〜24℃の範囲の温度分布がみられた。
従来例は第６図ａに類似の第１０図ａに示され、
従来例では同じ範囲の床面からの高さにおいて、
温度分布はほぼ18〜28℃の範囲内にあつた。これ
らの線図から、本発明の第１実施例で、軒高の建
屋の床面から10ｍの高さのところで温度は24℃前
後に抑えられ、他方、居住域で温度が20℃より下
がることのなかつたことが理解できる。

本発明の第２実施例において、水平面における
冬期暖房で床面上１、２ｍのところで実測をなし
た結果は第６図ｂに示される。同図の例において
建屋の寸法は20ｍ×40ｍのものであつたが、その
ほぼ全域にわたつて19〜20℃の温度分布が得られ
た。従来例の場合は第６図ｂに類似の第１０図ｂ
に示されるが、従来例の温度分布は16〜22℃の範
囲であつた。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、７ｍ以
上の高い建屋においては、高い天井面の温気を下
方の居住域に向けて給気することにより、例えば
高さ０〜10ｍの範囲内で、従来は18〜28℃の範囲
内にあつた高さ方向の温度分布が20〜24℃の範囲
内の温度分布に改善され、また５ｍ以下の建屋、
例えば20ｍ×40ｍの広さの建屋においては、温度
の高いところの温気を温度の低いところに向け水
平方向に給気することにより、例えば従来16〜22
℃の範囲にあつた水平方向の温度分布は19〜20℃
の温度分布に改善され、熱風炉の供給する温気が
効率良く利用される効果が得られた。かくして、
工場などにおける熱風炉暖房において上下水平方
向の温度ムラを防止し、省エネルギー、暖房負荷
の軽減、動力量の削減が図られ、暖房必要域に効
果的な適時暖房を行うことができ、設備の簡素
化、標準化、現場工事の低減、設備改変の容易化
が実現され、ダクトや、大動力フアン設備も不要
になるなどの利点が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の図で、そのａは立
面図、ｂは平面図、第２図は第１実施例のフアン
ユニツトの詳細図で、そのａ立面図、ｂは平面
図、第３は本発明第２実施例の図で、そのａは立
面図、ｂは平面図、第４図は第２実施例のフアン
ユニツトの詳細図で、そのａは側面図、ｂは正面
図、第５図はフアンユニツトの制御を示す図で、
そのａは制御のブロツク図、ｂはフアンユニツト
のON、OFFレベルを示す図、第６図ａは本発明
による垂直温度分布図、第６図ｂは本発明による
水平温度分布図、第７図は従来のパツケージ型熱
風炉方式の立面図、第８図は従来のダクト方式の
図で、そのａは立面図、ｂは平面図、第９図は従
来の高温型熱風炉、ミキシングユニツト方式の図
で、そのａは立面図、ｂは平面図である。 第１０図ａは従来例による垂直温度分布図、第
１０図ｂは従来例による水平温度分布図である。
第１図〜第５図において、１１は建屋、１２は
大地表面、１３は床面、１４は熱風炉、１５は居
住域、１６はハンガーレール、１７と１７ａはフ
アンユニツト、１８は走行モータ、１９はフアン
モータ、２０はベーン部、２１はベーンモータ、
２２はトロリー線、２３は制御部、２４は集電
子、２５は居住域温度センサ、２６は天井内温度
センサ、２７は牽引ワイヤ、２８はケーブル、５
１はマイクロコンピユータ型コントローラ、５２
は信号、５３は位置信号、５４はフアンユニツト
コントローラ、５５は動力である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 建屋１１の天井面のほぼ中央の建屋の長手方
   向に延在するハンガーレール１６にフアンユニツ
   ト１７を移動可能に取付け、 建屋１１の床面１３上に熱風炉１４を配置し、 居住域温度センサ２５と天井内温度センサ２６
   の感知する温度をフアンユニツトの制御部２３に
   送り、 制御部２３からの信号によつてフアンユニツト
   １７は指示する位置に移動し天井面の熱風炉１４
   の発生する温風を建屋１１内で下方に給気する構
   成としたことを特徴とする可動式フアンユニツト
   と熱風炉による暖房方式。 ２ フアンユニツト１７ａは建屋１１の水平方向
   に給気することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の暖房方式。