JPS63226548A - 暖房方式 - 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】 〔概要〕 可動式ファンユニッ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
ファンを設け、これをレールにて懸垂させ、可動にし、
またはファンユニッ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ュータによる制御装置で処理
し、ファンユニットを移動させ、ファンを運転させ、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Ｖ＆房方式、時にファンユニ・７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、屋内集会場、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ノ々ノケー
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
ロア３を設け、給気ロア３のベーンを適宜セットし、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８２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は温風を
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（ｂｌの平面図に示される高温
型熱風炉・ミキシングユニッ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ｐ）風を熱風ダクト９３を経てミキ
シングユニット９４に送り、ミキシングユニット９４で
運気口９５から吸い込む室内運気と混気（ミキシング）
し、温風ダクト９５の吹出口９６から室内に温風を送っ
て全体暖房をなす。同図において、９７は大地表面、９
８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熱風炉暖房方式でも、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
、炉全体も大型になってコスト高になり、さらには給配
気設備も犬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
としては＋４０℃前後が熱風炉の経済的送気温度となっ
ている。これでは、居住域の必要暖房温度２．０℃前後
に対し、給気温度が５５〜６５℃程度となり、自然上昇
気流となって、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、居住域で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
効果が不良となっている。

水平方向においても、屋外の外気の風向、日射の状況、
内部の発熱体く機械など）、出入口開口部の具合により
温度ムラが発生し易く、暖房負荷条件が変ったり、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濫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〕

第１図（ａｌと（ｂ）は本発明第１実施例である垂直吹
下し型暖房設備の立面図と平面図、第３図（ａｌとｆｂ
ｌは本発明第２実施例である水平吹出し型暖房設備の立
面図と平面図である。

本発明においては、天井に移動可能なファンユニット１
７，１７ａを設け、それにはフィルタを付けても付けな
（でもよく、可動ベーン２０付きとする。

ファンユニット１７．１７ａを上下、水平方向の温度ム
ラの発生域に適宜移動させ、上部から下部居住域１５ま
たは水平下方方向に上部の温気を給気させｊｇ住域１５
に温風を拡散させて居住域１５の暖房すＪ果を高める。

水平、垂直方向の温度ムラが解消されれば不必要なファ
ンの運転は停止する。ファンユニット１７．１７ａは天
井に設置されたハンガーレール１６により懸垂され、移
動はファンユニソｈ　１．７゜１７ａに附属する走行モ
ータ１８により自走してもよいし、牽引ワイヤ２７によ
フて牽引されるようにしてもよい。自走方式の場合に動
力の供給は一般に電力を用い、トロリー線２２、ケーブ
ル２８による給電をなす。必要位置への移動指令は天井
内と居住域に適宜配置された温度センサ２５．２６から
の温度信号に従い制御部２３より行う。センサからの信
号をマイクロコンピュータ５１で整理し、必要部位の選
別を行い、ファンユニット１７．１７ａの運転すべき位
置を指令する。そこでファンユニットは上部の温気を必
要居住域へ送気し暖房改善運転を行う。

条件が改善、解消されれば停止または次位の必要域へ移
動し同作業を行う。移動の指定、運動の指定はセンサ信
号の処理の仕方により種々の方法がある。自走ファンユ
ニットは天井面または軒高面近傍に設置されるので、天
井センサを設けてもよく、その場合ファンユニットは随
時移動しセンシングを行う。

〔作用〕

ファンユニットには必要部位に十分な給気がなされるよ
うに風向調整ベーンが設けられる。必要部位に正確迅速
に給気せしめるには、駆動モータにより可変式自動風向
ベーンを用いる。経済的な設備としてまとめるには固定
式調整ベーンで行ってもよい。自動式可変ベーンの場合
、居住域の水平方向の温度ムラの解消と必要域の早期条
件解消が居住域のセンサの指令により行われる。移動の
位置の場合、運転可否指令、ベーン位置指令、フィルタ
目詰り状況警告などは無線または有線によってなす。移
動するファンユニットへは位置信号を発することも行わ
れ、動力線を介して信号を送受してもよく、無線で行っ
てもよい。信号を処理し指定を行うマイクロコンピュー
タは居住域に設置し、またはファンユニットに併設する
。

〔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、（ｂｌは平面図で、大地表面１
２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ｆｂ）に示される如く相対する隅部に２（
１Ｍの熱風炉Ｉ４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３ｍ以下）が）ｇ住域１５で
ある。熱風炉１４は矢印■に示す如（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ｆｂ）の白抜き矢印で示す方向に移
動可能な可動式のファンユニット１７が取付けられ、フ
ァンユニット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■で示す吹田温
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ァンユニット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、ファンユニッ１−１７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ァ
ンユニット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ァンで吹出し、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。

ファンユニット１７は第２図（ａｌと（ｂ）の立面図と
平面図に詳細に示され、ファンユニット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、ファン駆動用のファンモータ１９、ベーン駆動モ
ータ用のベーンモータ２１によっ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、２
６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、ファンモータ１９、ベーンモータ２１
に給電され、かかる給電は制御部２３によって制御され
る。

ファンユニット１７は１本のハンガーレール１６に第１
図（ｂ）に点線で示される如（複数台設置し暖房効果の
改善、均一性をきめ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台のファン
ユニットを設置し、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（ａｌ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
型のファンユニッ）　１７ａは温気を矢印■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ったり室内の設備（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
荷条件に応じファンユニット（水平型）が移動し暖房を
効果的に行う。複数のファンユニット１７ａを用いると
きは、第３図（ｂｌに点線で示す如く配置するとよい。

第４図（ａｌの側面図と（ｂｌの正面図にファンユニッ
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２８によって給
電する。第４図（ａ）から理解される如くファンユニッ
ト１７ａからの給気は水平方向になされる。

第５図（ａｌはファンユニット１７．１７ａの操作を制
御するための制御のブロック図で、居住域温度センサ２
５、天井内温度センサ２６からの信号は制御部２３のマ
イクロコンピュ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
ファンユニットコントローラ５４に与えられ、ファンユ
ニットコントローラ５４から動力５５を供給する信号が
走行モータ１８、ファンモータ１９、ベーンモータ２１
に与えられる。ファンユニットが複数個設けられる場合
、ファンユニットコントローラ５４は第５図（ａ）に示
す如くに追加する。そのとき、マイクロコンピュータ型
コントローラ５４は複数のファンユニットをそれぞれの
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
ットされた場合、運転方法は第５図（ｂｌ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ァンユニソ）１７
．１７ａを運転せしめ、その他の領域で停止せしめる。

ＯＮレベルの温度とＯＦＦレベルの温度差は例えば２〜
３°Ｃの範囲内に設定する。

センサで感知する温度情報が多（判断が難しい場合、マ
イクロコンピュ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、ベーンの方向セットなどを行
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（ａｌ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った。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ｆａ）に類似の第１０図（ａｌ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℃の範囲内にあった。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℃より下ることのなかったこ
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２０
ｍ　Ｘ　４０ｍのものであったが、そのほぼ全域にわた
って１９〜２０℃の温度分布が得られた。従来例の場合
は第６図（ｂｌに類似の第１０図（ｂｌに示されるが、
従来例の温度分布は１６〜２２℃の範囲であった。

〔発明の効果〕

以上性べてきたように本発明によれば、工場などにおけ
る熱風炉暖房において、必要部位の暖房に対し、上下水
平方向の温度ムラを防止し、省エネルギー効果が得られ
、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
、ダクトが不要になり、大動力ファン設備も不要になる
などの効果がある。

【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（ａｌは立面図
、（ｂ）は平面図、 第２図は第１実施例のファンユニットの詳細図で、その
（ａ）は立面図、中）は平面図、第３図は本発明第２実
施例の図で、その（ａｌは立面図、（ｂ）は平面図、 第４図は第２実施例のファンユニットの詳細図で、その
（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、第５図はファンユニ
ットの制御を示す図で、そのｆａ）は制御のブロック図
、（ｂ）はファンユニットの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
ン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（ａｌは立面図
、ｆｂ）は平面図、 第９図は従来の高温型熱風炉・ミキシングユニ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はファンユニット、 １８は走行モータ、 １９はファンモータ、 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、 ５１はマイクロコンピュータ型コントローラ、５２は信
号、 ５３は位置信号、 ５４はファンユニットコントローラ、 ５５は動力である。 特　許　出願人　　ネボン株式会社 代理人　弁理士　　久木元　　　彰 同　　大菅義之 マ Δ　　　−噴 已 −〇 く 嗟 へ 象 臀 懺 手続？２１Ｈ正書く自発） 昭和６２年４月２９日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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）にファンユニット
   （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ァンユニットの制御部（２３）に送
   り、 制御部（２３）からの信号によってファンユニット（１
   ７）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ァンユニットと熱風炉に
   よる暖房方式。
2. （２）ファンユニット（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。