JP3414965B2

JP3414965B2 - 伸縮性蓄熱カプセル及びその使用方法

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Publication number: JP3414965B2
Application number: JP01639897A
Authority: JP
Inventors: 直達矢野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JPH10213384A

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
の間の空間に蓄熱体を設け、室内からその空間に接触流
体を取り入れ自在な取入口と室内へ吐き出し自在な吐出
口と、そのためのファンとを設けてある蓄熱壁構造に用
いられる伸縮性蓄熱カプセル及びその使用方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６に示すような蓄熱壁構造で
は、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】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、蓄熱壁からの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できるような伸縮性蓄
熱カプセル及びその使用方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の伸縮性蓄熱カプセルの特徴構成は、複数のシ
ート部と、それら複数のシート部間に両端で支持され、
かつ蓄熱材の導入に伴って接触流体の流路を維持しつつ
前記シート部間の厚みを増すように伸縮自在な袋部と、
その袋部に連通し得る開閉自在な連通部とを具備するに
ある。

【０００７】上記構成において、前記袋部は全て連通す
る必要はなく、複数独立させて各々に連通部を設けても
よい。また、前記袋部を伸縮自在に形成する方法として
は、蛇腹状に形成するなど主に形状を工夫したり、弾性
体を用いるなど主に材質を工夫したりすればよい。但
し、前記袋部が全て連通すると共に、蛇腹状に形成して
伸縮自在にしてあることが後述の作用効果より好まし
い。なお、蛇腹状とは複数の屈曲部を有する曲面によ
り、その屈曲の度合いに応じて伸縮自在な形状をいう。

【０００８】本発明の伸縮性蓄熱カプセルの使用方法の
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、前記空間内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
造における上記の伸縮性蓄熱カプセルの使用方法であっ
て、前記袋部を脱気した状態で、前記伸縮性蓄熱カプセ
ルを前記空間内に導入し、前記連通部を介して蓄熱材を
導入することにより、表裏面部に存在する前記シート部
を前記空間の壁面に圧接させ、前記連通部を閉状態とす
ることにある。

【０００９】〔作用効果〕本発明の伸縮性蓄熱カプセル
によれば、複数のシート部と、それら複数のシート部間
に両端で支持され、かつ蓄熱材の導入に伴って前記シー
ト部間の厚みを増すように伸縮自在な袋部とを具備する
ため、蓄熱材の導入によりシート部間の厚みを増して、
表裏面部に存在するシート部が蓄熱壁内の空間の側壁に
圧接し、シート部と側壁の摩擦力により、蓄熱カプセル
が蓄熱壁内の空間に保持される。そして、袋部は接触流
体の流路を維持しつつ膨らむので、保持された状態で接
触流体を流通させて、蓄熱・放熱が可能になる。さら
に、その袋部に連通し得る開閉自在な連通部とを具備す
るため、その部分を開状態にして上記導入操作を行った
のち、閉状態にして蓄熱カプセル内部に蓄熱材を保持す
ることができる。一方、蓄熱材を未導入の状態では、袋
部が縮んでおりシート部間の厚みが小さいため、シート
部の幅を有する狭い隙間から容易に蓄熱カプセルを蓄熱
壁内の空間に出し入れすることができる。その結果、蓄
熱壁からの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できるような蓄熱カプセルを提
供することができた。

【００１０】また、前記袋部が全て連通すると共に、蛇
腹状に形成して伸縮自在にしてある場合、袋部が全て連
通するため、一箇所から蓄熱材を導入すれば蓄熱カプセ
ルの全体に導入することができ、蓄熱材の出し入れ操作
が容易になる。また蛇腹状に形成して伸縮自在にしてあ
るため、接触流体の接触面積を大きくでき、また伸縮時
に材料の弾性力の影響をさほど受けずに厚み方向の伸縮
が可能になり、壁間距離が異なっても幅広く対応でき
る。

【００１１】一方、本発明の伸縮性蓄熱カプセルの使用
方法によれば、前記袋部を脱気した状態で、前記伸縮性
蓄熱カプセルを前記空間内に導入するため、袋部が縮ん
でおり（空気は少し残っていてもよい）シート部間の厚
みが小さいので、シート部の幅を有する狭い隙間から容
易に蓄熱カプセルを蓄熱壁内の空間に導入できる。ま
た、前記連通部を介して蓄熱材を導入することにより、
表裏面部に存在する前記シート部を前記空間の壁面に圧
接させるため、蓄熱材の導入によりシート部間の厚みを
増して、表裏面部に存在するシート部が蓄熱壁内の空間
の側壁に圧接し、シート部と側壁の摩擦力により、蓄熱
カプセルが蓄熱壁内の空間に保持される。そして、前記
連通部を閉状態とすることにより、蓄熱カプセル内部に
蓄熱材を保持することができる。その結果、蓄熱壁から
の蓄熱体の出し入れの操作性を確保しつつ、開口部をで
きるだけ小さくできるような蓄熱カプセルの使用方法を
提供することができた。

【００１２】

【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。

【００１３】本実施形態の伸縮性蓄熱カプセルは、図１
及び図２に示すように、複数のシート部２１と、それら
複数のシート部２１間に両端で支持され、かつ蓄熱材９
の導入に伴って接触流体の流路Ｓを維持しつつシート部
２１間の厚みを増すように伸縮自在な袋部２２と、その
袋部２２に連通し得る開閉自在な連通部２３とを具備す
るものであり、袋部２２が全て連通すると共に、蛇腹状
に形成して伸縮自在にしてある。

【００１４】シート部２１は、伸縮性蓄熱カプセルを内
壁に設けられた挿入口から導入する際に問題とならない
程度に可撓性のある材質であればよく、各種の樹脂シー
トや金属シートなどを用いることができる。但し、壁内
空間の側壁面との摩擦抵抗がある程度大きいものが好ま
しい。また、シート部２１は、袋部２２を支持できれば
よく、その形状、厚み等は特に限定されない。シート部
２１は裏表両側に１枚づつ設けてもよく、保形性を良好
にするため更に中間部に１枚以上のシート部２１を設け
てもよい。中間部にシート部２１を設ける場合、そのシ
ート部２１に連通孔を設けたり、一部切り欠いた構造と
して、シート部２１の両側に隣接する袋部２２どうしを
連通させてもよい。

【００１５】袋部２２は複数のシート部２１間に両端で
支持されているが、融着や接着により、蓄熱材９が漏れ
ないようにシート部２１に端部を固定すればよい。この
とき、蓄熱材９の漏れを確実に防止するため、シート部
２１を介さずに袋部２２を袋構造として形成し、袋部２
２両端の外接部にてシート部２１に固定するのが好まし
い。また、袋部２２は、図２に示すように、縦長の長形
袋部２２ａが袋連通部２２ｂで連通接続された状態で複
数並設され、中央の長形袋部２２ａに連通部２３が接続
され、全て連通する構造になっている。長形袋部２２ａ
は上下方向の２つの蛇腹部と、その２つ蛇腹部の上下両
端に横方向の蛇腹部と、その両者を接続するための円弧
形の蛇腹部により形成されている。このような長形袋部
２２ａは、蛇腹部を加熱等により曲げ加工等して形成す
ることができる。袋連通部２２ｂは上下方向の蛇腹部の
下側に、蛇腹の山部が連通するように偏平筒状に形成さ
れている。そして、袋部２２は蓄熱材９の導入に伴って
シート部２１間の厚みを増すが、このとき蛇腹部が横方
向に広がりにくく、接触流体の流路Ｓを維持しつつ伸縮
自在になっている。

【００１６】一方、連通部２３は袋部２２に連通し得る
ための開閉自在な弁２３ａを有しているが、ボルト等に
より開閉自在に構成してもよい。図２では、かかる連通
部２３はシート部２１にほぼ垂直に接続されているが、
その部分が内壁で邪魔になる場合には、袋部２２の下方
から接続するのが好ましい。

【００１７】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（ＣａＣ
ｌ₂・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（ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）に限るも
のではなく、例えば、硫酸ナトリウム１０水塩（ＮａＳ
Ｏ₄・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。

【００１８】一方、本発明の伸縮性蓄熱カプセルの使用
方法は、図３に示すような、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、室内から空間Ｄに接触流体Ｒを
取り入れ自在な取入口４と、空間Ｄ内に取り入れて蓄熱
体３に接触させた接触流体Ｒを室内へ吐き出し自在な吐
出口５と、接触流体Ｒを取入口４から空間Ｄに吸い込ん
で吐出口５から吐き出すためのファンＦとを設けてある
蓄熱壁構造に適用されるものである。

【００１９】まず、蓄熱壁構造の概略について説明する
と、本実施形態では建物の壁体Ｗに蓄熱ユニットＴを内
装して、その蓄熱ユニットＴ内での熱交換によって、室
内温度をコントロールできるように形成してある。但
し、蓄熱壁構造は、このようなものに限らず、例えば、
前記空間Ｄに直に蓄熱体３を収容してあるものであって
もよい。

【００２０】断熱外壁体１は、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り、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、その室内側に内壁体２を設置して室内空間を確
保してある。内壁体２の上端部及び下端部には、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
けてあり、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３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。

【００２１】前記蓄熱ユニットＴは、その空間Ｄ内に伸
縮性蓄熱カプセルＣの導入を可能にするものであり、前
記空気Ｒを取り入れ自在な取入口４と、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とを備えてい
る。更に取入口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を取入口４から内空
部に吸い込んで吐出口５から吐き出すためのファンＦと
を設けてある。但し、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く、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。

【００２２】伸縮性蓄熱カプセルＣを導入する吐出口５
は、他の壁部分の幅木部ｈに該当する箇所に形成してあ
り、室内の景観上、目立ち難く、美観性の低下防止効果
がある。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。

【００２３】そして、上記の蓄熱壁構造に対する、本発
明の伸縮性蓄熱カプセルＣの使用方法は、袋部２２を脱気した状態で、伸縮性蓄熱カプセルＣを
空間Ｄ内に導入し、連通部２３を介して蓄熱材９を導入することにより、
表裏面部に存在するシート部２１ａを空間Ｄの壁面に圧
接させ、連通部２３を閉状態とするものであるが、より具体的
には以下のような方法をとることができる。

【００２４】上記では、開状態の連通部２３を介して
ポンプや人力等で袋部２２を予め脱気し、伸縮性蓄熱カ
プセルＣの厚みを薄くする。このときできるだけ薄くな
るように脱気するのが好ましいが、袋部２２を完全に脱
気する必要はない。この状態で、下側のダンパー７を取
り外した開口部２ａから、伸縮性蓄熱カプセルＣを蓄熱
ユニットＴの空間Ｄ内に導入し、例えば支持部６ａにて
伸縮性蓄熱カプセルＣを支持させる。このとき、支持部
６ａとしては、複数のスリットを有する開閉自在な平板
等を用いてもよい。

【００２５】上記では、供液ポンプ２４等を用いて連
通部２３を介して蓄熱材９を伸縮性蓄熱カプセルＣに導
入する。導入は表裏面部に存在するシート部２１ａのほ
ぼ全体が空間Ｄの壁面に圧接するまで行う。

【００２６】上記では、圧接により伸縮性蓄熱カプセ
ルＣが空間Ｄ内で保持された状態で、弁を閉じるなどし
て連通部２３を閉状態とする。その後、継手２３ｂを外
して供液ポンプ２４等を除去し、下側のダンパー７を元
の位置に取りつける。

【００２７】伸縮性蓄熱カプセルＣを取り出す時には、
上記の操作を逆の順に行えばよい。即ち、連通部２３
を開状態として、連通部２３を介して蓄熱材９を排出
し、縮んだ伸縮性蓄熱カプセルＣを空間Ｄから取り出せば
よい。

【００２８】前記蓄熱壁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。

【００２９】本発明は、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用することが
可能である。

【００３０】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。

【００３１】〈１〉先の実施形態では、袋部２２を蛇
腹状に形成して伸縮自在にしてある例を示したが、図５
に示すように、袋状ゴム等の袋状弾性体で袋部２２を形
成してもよい。その場合、分岐管を有する管状の袋連通
部２２ｂの端部に連通部２３が接続され、それぞれの分
岐管にゴム等の弾性体で形成された管状袋部２２ｃが接
続され、更に管状袋部２２ｃがシート部２１にその接触
部で接着支持等されている。。そして、管状袋部２２ｃ
の他端側および袋連通部２２ｂの他端側は閉じられてい
る。このように構成すると、弾性体の形状復元力により
脱気が容易となり、脱気後の伸縮性蓄熱カプセルの厚み
を薄くでき、また、連通部２３が袋連通部２２ｂの端部
に接続されているため、伸縮性蓄熱カプセルの導入時に
連通部２３が側壁との関係で邪魔になりにくい。

【００３２】〈２〉先の実施形態では、シート部の全
面が均質なものの例を示したが、シート部を屈曲し易い
複数の節部とその間の平板部とで構成してもよい。その
場合、袋部もその節部で屈曲するように構成するのが好
ましい。このように構成すると、シート部の下端部を下
方から支持することにより、屈曲性をある程度維持しつ
つ、平板部の強度によって蓄熱材導入後の伸縮性蓄熱カ
プセルの荷重を好適に保持することができる。

【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】伸縮性蓄熱カプセルを示す斜視図

【図２】伸縮性蓄熱カプセルを示す図であり、（イ）は
縦断面図、（ロ）は横断面図

【図３】蓄熱壁を示す断面図であり、（イ）は使用時の
状態、（ロ）は出し入れ時の状態

【図４】蓄熱壁の使用状態を示す図であり、（イ）は主
に冬場での使用状態、（ロ）は夏場での使用状態

【図５】別実施形態の伸縮性蓄熱カプセルを示す図であ
り、（イ）は縦断面図、（ロ）は横断面図

【図６】従来の蓄熱壁構造を示す縦断面図

【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２１シート部２１ａ表裏面部に存在するシート部２２袋部２３連通部Ｓ接触流体の流路Ｃ伸縮性蓄熱カプセルＤ空間ＦファンＲ接触流体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のシート部（２１）と、それら複数
のシート部（２１）間に両端で支持され、かつ蓄熱材
（９）の導入に伴って接触流体の流路（Ｓ）を維持しつ
つ前記シート部（２１）間の厚みを増すように伸縮自在
な袋部（２２）と、その袋部（２２）に連通し得る開閉
自在な連通部（２３）とを具備する伸縮性蓄熱カプセ
ル。
【請求項２】前記袋部（２２）が全て連通すると共
に、蛇腹状に形成して伸縮自在にしてある請求項１に記
載の伸縮性蓄熱カプセル。
【請求項３】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）内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ける請求項１又は２に記載の伸縮性
蓄熱カプセル（Ｃ）の使用方法であって、前記袋部（２２）を脱気した状態で、前記伸縮性蓄熱カ
プセル（Ｃ）を前記空間（Ｄ）内に導入し、前記連通部（２３）を介して蓄熱材（９）を導入するこ
とにより、表裏面部に存在する前記シート部（２１ａ）
を前記空間（Ｄ）の壁面に圧接させ、前記連通部（２
３）を閉状態とする伸縮性蓄熱カプセルの使用方法。