JP2006145135A - Cooling/heating medium distribution header and cooling/heating panel using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷熱媒流通ヘッダー及びそれを用いた冷暖房パネルに関する。詳しくは、内部に供給される冷熱媒の圧力損失を抑制することが可能な冷熱媒流通ヘッダー、及びそれを用いた冷暖房パネルに関する。 The present invention relates to a cooling / heating medium distribution header and a cooling / heating panel using the same. Specifically, the present invention relates to a cooling medium circulation header capable of suppressing pressure loss of a cooling medium supplied to the inside, and an air conditioning panel using the same.
従来の冷暖房パネルとしては、冷熱媒供給源であるボイラーやコンプレッサーと、冷熱媒流通管を埋設した冷暖房パネルとが冷熱媒流通ヘッダーを介して接続され、冷熱媒を循環させることにより冷暖房される形式のものが知られている。 As a conventional cooling / heating panel, a boiler or a compressor, which is a cooling medium supply source, and a cooling / heating panel in which a cooling / heating medium circulation pipe is embedded are connected via a cooling / heating medium distribution header, and the cooling / heating medium is circulated to be cooled / cooled. Things are known.
この冷熱媒流通ヘッダーは、
(1)冷熱媒が流通する流路を有するヘッダー本体と、
(2)該流路に連結され、冷熱媒供給源から冷熱媒受け入れ管(往き管)を介して冷熱媒を受け入れ可能とした冷熱媒受け入れ管接続口と、
(3)該流路に連結され、該冷熱媒供給源に冷熱媒戻し管(戻り管)を介して冷熱媒を排出可能とした冷熱媒排出管接続口と、
(4)該流路に連結され、冷暖房パネルの冷熱媒流通用行き管に接続される冷熱媒流通用行き管接続口と、
(5)該流路に連結され、冷暖房パネルの冷熱媒流通用戻り管に接続される冷熱媒流通用戻り管接続口と、を備え、各接続口には連結管継手が取り付けられている。
This cooling medium distribution header is
(1) a header body having a flow path through which a cooling medium flows;
(2) a cooling medium receiving pipe connection port connected to the flow path and capable of receiving a cooling medium from a cooling medium supply source via a cooling medium receiving pipe (outward pipe);
(3) a cooling medium discharge pipe connection port connected to the flow path and capable of discharging the cooling medium to the cooling medium supply source via a cooling medium return pipe (return pipe);
(4) a cooling medium distribution pipe connection port connected to the flow path and connected to a cooling medium distribution pipe of the cooling and heating panel;
(5) A cooling medium circulation return pipe connection port connected to the flow path and connected to the cooling medium circulation return pipe of the cooling / heating panel, and a coupling pipe joint is attached to each connection port.
このような冷熱媒流通ヘッダーの構造としては、本願出願人が先に行った特許出願である特許文献1の明細書中に、図7に示すものが開示されている。なお、図7は、特許文献1にて開示されているヘッダーにおける全ての連結管継手を簡略化して示しており、ヘッダー及び流路以外に付されていた符号は省略して示している。図7(A)は正面図(ただし内部を透視して表している。)、図7(B)は同(A)におけるVIIB−VIIB矢視断面を表す図である。
しかし、特許文献1にかかる従来のヘッダー70では、その内部において、往き管を介して供給される冷熱媒が流れる複数の流路77a、77b、77cと、戻り管を介して排出される冷熱媒が流れる複数の流路78a、78b、78cとが、平面視で交差することなく立体交差する形態で形成されているため、これらの流路径を大きくすることが困難であった。ここに、ヘッダーへと供給される冷熱媒は、冷熱媒供給源からポンプ等を用いて圧入され、冷暖房パネル内の各冷熱媒流通用往き管・戻り管を経由して循環されているため、上記ポンプを出た後の冷熱媒には、圧力損失が極力生じないことが望まれる。また、特に、中面積又は大面積の冷暖房パネル内の冷熱媒流通用往き管・戻り管に冷熱媒を供給する場合には、パネル内における温度差の発生を抑制するという観点から、2系統以上の冷熱媒流通用往き管・戻り管を介して冷熱媒を供給することが好ましく、かかる場合には、内部に複数の流路を備えるヘッダーとする必要がある。ところが、従来のヘッダー70では、流路径を大きくすることが困難であるため、冷熱媒の圧力損失が生じやすいという問題があった。また、従来のヘッダー70は複数の流路が立体交差する複雑な形状を有していたため、加工に手間がかかり、加工コストがかさみやすいという問題もあった。
However, in the
そこで、本発明は、冷熱媒の圧力損失を低減することが可能であるとともに加工性を向上させることが可能な冷熱媒流通ヘッダー、及びそれを用いた冷暖房パネルを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the cooling-heat-medium distribution header which can reduce the pressure loss of a cooling-heat medium, and can improve workability, and an air-conditioning panel using the same.
本発明者は、鋭意検討した結果、ヘッダーの内部において、互いに異なる流れ方向の一の流路と他の流路とを平面視で交差させ、当該交差部において、一の流路の内径よりも小さな外径を有する筒状体の内部を他の流路とすることにより、上記課題を解決可能であることを見出して本発明を完成させた。 As a result of intensive studies, the inventor crossed one flow path and another flow path in mutually different flow directions in a plan view in the header, and at the crossing portion, than the inner diameter of the one flow path. The present invention has been completed by finding that the above problem can be solved by using the inside of a cylindrical body having a small outer diameter as another flow path.
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
第1の本発明は、内部に異なる流れ方向の流路(21、21a、21b、22、22a、22b)を備える冷熱媒流通ヘッダー(20)であって、一の流路(21)は他の流路(22a)と平面視で交差しており、交差の部分(26)において、一の流路(21)内を交差方向に貫通する、当該一の流路(21)の内径よりも小さな外径を有する筒状体(25)の内部が、他の流路(22a)とされていることを特徴とする、冷熱媒流通ヘッダー(20)により、上記課題を解決する。
ここに、本発明及び以下に示す発明において、ヘッダー(20)内の各流路(21、21a、21b、22、22a、22b)は、その一端がヘッダー(20)の端面に開口しているものとする。また、本発明及び以下に示す発明において、筒状体(25)の外径と他の流路(22a)の内径とは略同一であり、筒状体(25)は他の流路(22a)内に隙間なく嵌め込まれているものとする。すなわち、一の流路(21)内を流れる冷熱媒と他の流路(22a)内を流れる冷熱媒とは、筒状体(25)によって略完全に分断されており、両者が当該交差の部分(26)において混合されることはない。
1st this invention is a cooling-medium circulation header (20) provided with the flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) of a different flow direction inside, Comprising: One flow path (21) is another Than the inner diameter of the one channel (21) passing through the one channel (21) in the intersecting direction at the intersection (26). The above-mentioned problem is solved by the cooling medium circulating header (20) characterized in that the inside of the cylindrical body (25) having a small outer diameter serves as another flow path (22a).
Here, in the present invention and the invention described below, one end of each flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) in the header (20) is open to the end face of the header (20). Shall. In the present invention and the invention described below, the outer diameter of the cylindrical body (25) and the inner diameter of the other channel (22a) are substantially the same, and the cylindrical body (25) ) It is assumed that it is fitted in the gap without any gap. That is, the cooling medium flowing in the one flow path (21) and the cooling medium flowing in the other flow path (22a) are substantially completely separated by the cylindrical body (25), and both of them intersect with each other. There is no mixing in part (26).
また、上記第1の本発明において、筒状体(25)が貫通することにより狭められて一の流路(21)の軸方向を法線とする断面が最も狭くなる部位の断面積(x+y)と、筒状体(25)の軸方向を法線方向とする面による当該筒状体内周面断面の面積(z)とが略同一であることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the cross-sectional area (x + y) of the portion that is narrowed by penetrating the cylindrical body (25) and has the narrowest cross section with the normal direction in the axial direction of the one flow path (21). ) And the area (z) of the circumferential section of the cylindrical body by the plane whose normal direction is the axial direction of the cylindrical body (25) are preferably substantially the same.
第2の本発明は、上記第1の本発明にかかる冷熱媒流通ヘッダー(20)が、パネル(15)面内に収容されるように、当該パネル(15)に取り付けられた、冷暖房パネル(15)により、上記課題を解決する。 The second aspect of the present invention is an air conditioning panel (15) attached to the panel (15) so that the cooling medium distribution header (20) according to the first aspect of the present invention is accommodated in the panel (15) plane. 15) to solve the above problem.
第1の本発明によれば、それぞれの流路内を流れる冷熱媒が混合することなく流れ得る形態で、一の流路(21)の側面を一方向に貫通するように他の流路(22a)が形成されているので、これらの流路(21、22a)を含む各流路(21、21a、21b、22、22a、22b)を、従来よりも大きな径で形成することが可能になる。そのため、ヘッダー(20)に形成されている流路(21、21a、21b、22、22a、22b)内を流れる冷熱媒の単位時間当たりの流量を従来よりも多くすることが可能になる結果、冷熱媒の圧力損失を低減し得る冷熱媒流通ヘッダーを提供することが可能になる。また、第1の本発明によれば、ヘッダー(20)の内部に形成される流路を立体交差させる必要がなく、同一平面内で各流路(21、21a、21b、22、22a、22b)を形成することが可能になる。そのため、ヘッダー(20)の加工性を向上させることが可能になる。したがって、第1の本発明によれば、冷熱媒の圧力損失を低減することが可能であるとともに加工性を向上させることが可能な冷熱媒流通ヘッダー(20)を提供することが可能になる。 According to the first aspect of the present invention, in the form in which the cooling medium flowing in each flow channel can flow without mixing, the other flow channel (21) is formed so as to penetrate the side surface of the one flow channel (21) in one direction. 22a) is formed, each flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) including these flow paths (21, 22a) can be formed with a larger diameter than before. Become. Therefore, as a result of being able to increase the flow rate per unit time of the cooling medium flowing in the flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) formed in the header (20) than before, It becomes possible to provide a cooling medium circulating header that can reduce the pressure loss of the cooling medium. Further, according to the first aspect of the present invention, there is no need to three-dimensionally intersect the flow paths formed inside the header (20), and each flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b in the same plane). ) Can be formed. Therefore, the workability of the header (20) can be improved. Therefore, according to 1st this invention, it becomes possible to provide the cooling-heat-medium distribution header (20) which can reduce the pressure loss of a cooling-heat medium and can improve workability.
また、上記第1の本発明において、ヘッダー(20)内の交差の部分(26)に配置される筒状体(25)の内径断面積「z」と、当該筒状体(25)が貫通することにより一の流路(21)内を冷熱媒が最も流れ難くなる、いわゆるボトルネック部分における、一の流路(21)の冷熱媒通過可能断面積「x+y」とが、略同一(z≒x+y)であれば、一の流路(21)内、及び筒状体(25)内を流れる冷熱媒の単位時間当たりの流量を略同一にすることが可能になる。すなわち、ヘッダー(20)の各流路(21、21a、21b、22、22a、22b)内を流れる冷熱媒の流量を一定にすることが可能になるため、ヘッダー(20)へと供給される冷熱媒の圧力損失を一層低減することが可能になる。 In the first aspect of the present invention, the inner diameter cross-sectional area “z” of the cylindrical body (25) disposed at the intersecting portion (26) in the header (20) and the cylindrical body (25) penetrate therethrough. As a result, the cross-sectional area “x + y” of the one channel (21) through which the cooling medium can pass is substantially the same (z). If ≈x + y), it is possible to make the flow rate per unit time of the cooling medium flowing in the one flow path (21) and the cylindrical body (25) substantially the same. That is, since the flow rate of the cooling medium flowing in each flow path (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) of the header (20) can be made constant, it is supplied to the header (20). It becomes possible to further reduce the pressure loss of the cooling medium.
第2の本発明によれば、冷熱媒の圧力損失を低減することが可能であるとともに加工性を向上させることが可能な冷熱媒流通ヘッダー(20)が、冷暖房パネル(15)に取り付けられているので、冷暖房効率を向上させることが可能であるとともに容易に製造し得る、冷暖房パネル(15)を提供することが可能になる。 According to 2nd this invention, the cooling-heat-medium distribution | circulation header (20) which can reduce the pressure loss of a cooling-heat medium and can improve workability is attached to an air-conditioning panel (15). Therefore, it is possible to provide the air conditioning panel (15) that can improve the air conditioning efficiency and can be easily manufactured.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
図1は本発明の冷暖房用パネルを備えた冷暖房システムを示す概念図である。図示の冷暖房システムでは、冷熱媒供給源11(例えば、ボイラー、冷凍機コンプレッサー等)において、加温あるいは冷却された冷熱媒体は、冷熱媒往き管12a、ヘッダーを経て、冷暖房パネル15に供給される。冷暖房パネル15は、その内部に冷熱媒流通管が全面に亘って蛇行するように配置されている。かかる冷暖房パネル15は、例えば住宅の室内に配置されており、加温あるいは冷却されて供給された冷熱媒と、室内空気との熱交換をすることにより室温を所定の快適な温度に保持する役割を果たしている。冷暖房パネル15内に流通されることにより、室内空気との熱交換に供されて、降温あるいは昇温された冷熱媒は、冷熱媒流通管の下流側を経てヘッダーに戻される。さらに、冷熱媒戻り管12bを経て、冷熱媒供給源11に戻され、加温、冷却を受けて再び上記循環に供される。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an air conditioning system provided with an air conditioning panel according to the present invention. In the cooling / heating system shown in the figure, the cooling / heating medium heated or cooled in the cooling / heating medium supply source 11 (for example, a boiler, a refrigerator compressor, etc.) is supplied to the cooling /
ここに、冷熱媒供給源11としては、冷熱媒体を冷却、加熱するものが考えられる。加熱装置としては通常、ガスや、灯油等化石燃料を燃焼させて熱源とするもの(いわゆるボイラー)、電磁気エネルギーを熱に変換するヒーター等、あるいは近隣に大規模発電設備あるいは焼却設備等が存在する場合にはそこから発生する廃熱を利用するものであってもよい。冷却装置としては通常、電気で駆動されるコンプレッサーを備えた冷却器を使用することが可能であるが、近隣にLNGや天然ガスの貯蔵設備がある場合には、その冷熱を利用することも可能である。 Here, the cooling medium supply source 11 may be one that cools and heats the cooling medium. As a heating device, there is usually a gas or a fossil fuel such as kerosene that is used as a heat source (so-called boiler), a heater that converts electromagnetic energy into heat, or a large-scale power generation facility or incineration facility nearby. In some cases, waste heat generated therefrom may be used. As a cooling device, it is usually possible to use a cooler with an electrically driven compressor, but if there is a storage facility for LNG or natural gas in the vicinity, it is also possible to use the cold heat It is.
本発明において、冷熱媒供給源11とヘッダーとの間を結ぶ冷熱媒往き管12a、及び冷熱媒戻り管12bは特に限定されるものではなく、通常の冷暖房システムに使用されているものと同様のもの、例えば合成樹脂管、内面及び/又は外面に合成樹脂を被覆した金属管等を使用することができる。
In the present invention, the cooling medium
冷暖房パネルの部分、及びヘッダーについては後に詳しく説明する。なお、本発明は冷房、暖房のいずれにも適用可能であるが、以下の説明では本発明を床暖房に適用した形態について説明する。そのため、以下において、上記冷熱媒供給源11、冷熱媒往き管12a、冷熱媒戻り管12b、及び冷暖房パネル15を、適宜、熱源機11、熱媒体往き管12a、熱媒体戻り管12b、及び暖房パネル15と表記する。特に本発明にかかる冷熱媒流通ヘッダー及びそれを用いた冷暖房パネルは、置き敷きタイプの床暖房システムに適用した場合にその特徴的効果を奏することが顕著となる。
The portion of the air conditioning panel and the header will be described in detail later. In addition, although this invention is applicable to both air_conditioning | cooling and heating, the following description demonstrates the form which applied this invention to floor heating. Therefore, in the following, the cooling medium supply source 11, the cooling
図2は、第1実施形態にかかる本発明の冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダーを示す概略図である。(A)は正面図(ただし、内部を透視して表している。)、(B)は(A)におけるIIB−IIB矢視断面図、(C)は(A)におけるIIC−IIC矢視断面を表す図である。 FIG. 2 is a schematic view showing a cooling medium circulation header for an air conditioning panel according to the first embodiment of the present invention. (A) is a front view (however, the inside is shown through), (B) is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB in (A), and (C) is a cross-sectional view taken along the line IIC-IIC in (A). FIG.
図示の冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー(以下において単に「ヘッダー」と記述する。)20は、図におけるヘッダー20の左右側面と略平行であるとともに略水平に形成された第1の主流路21及び第2の主流路22と、上記主流路21から略直角に分岐して略水平に形成された第1の副流路21a、21b及び上記主流路22から略直角に分岐して略水平に形成された第2の副流路22a、22bとを備えている。本実施形態にかかるヘッダー20では、上記主流路21と上記第2の副流路22aとが平面視で交差しており(図2(B)参照)、当該交差部26では、副流路22a内に嵌め込まれた、当該副流路22aの内周面形状と略同一の外周面形状を有する筒状体25の内部が副流路22aを構成し、当該筒状体25によって主流路21内の熱媒と副流路22a内の熱媒とが分断されている。なお、ヘッダー20において、主流路21及び主流路22の内径は略同一であると共に、副流路21a、21b、22a、及び22bの内径も略同一である。また、上記ヘッダー20において、各流路21、22、21a、21b、22a、及び22bは、略円筒形状に形成されている。
本実施形態にかかるヘッダー20をこのように構成することで、ヘッダー内に形成される流路をヘッダー内で立体交差させる必要がなくなる。したがって、本実施形態にかかるヘッダー20によれば、従来よりも大きな径の流路をヘッダー内部に形成することが可能になるため、ヘッダーの流路内に水垢等の異物が混入した場合であっても、熱媒の循環障害が生じ難いヘッダー20とすることが可能になる。
The cooling / heating panel circulating header (hereinafter simply referred to as “header”) 20 shown in the figure is substantially parallel to the left and right side surfaces of the
By configuring the
また、図2に示すように、上記ヘッダー20では、各流路の端部に連結管継手が連結されており、
主流路21の端部には、熱源機11から熱媒体往き管12aを介して熱媒体を受け入れ可能とした熱媒体受け入れ連結管継ぎ手24が、
主流路22の端部には、熱源機11に熱媒体戻り管12bを解して熱媒体を排出可能とした熱媒体排出連結管継ぎ手27が、
副流路21a及び21bの端部には、暖房パネル15の熱媒体流通用往き管に接続される熱媒体流通用往き連結管継ぎ手28a及び28bが、
副流路22a及び22bの端部には、暖房パネル15の熱媒体流通用戻り管に接続される熱媒体流通用戻り連結管継ぎ手29a及び29bが、それぞれ連結されている。すなわち、上記ヘッダー20は、2つの副流路21a及び21b(以下において、「往き系副流路」と記述することがある。)を介して暖房パネル15に熱媒体を供給するとともに、2つの副流路22a及び22b(以下において、「戻り系副流路」と記述することがある。)を介して暖房パネルから供給される熱媒体を熱源機11へと排出しているため、2系統の熱媒体流通用配管を備える暖房パネルに適用される形態となっている。なお、図2に示すように、本実施形態にかかるヘッダー20内に形成される往き系副流路及び戻り系副流路は、千鳥状に配置されている。往き系副流路及び戻り系副流路をこのように配置することで、暖房パネル面内における温度ムラを抑制することが容易になる。
Also, as shown in FIG. 2, in the
A heat medium receiving connection pipe joint 24 that can receive a heat medium from the heat source device 11 via the heat medium
At the end of the
At the ends of the sub-channels 21a and 21b, there are heat medium distribution forward
Heat medium circulation return
本実施形態にかかるヘッダー20では、筒状体25の内周面断面積「z」(図2(B)参照)と、交差部26において主流路21内を流通し得る空間が最小となる部分における流体の断面積「x+y」(図2(C)参照)とが、略同一になるように構成されている。かかる構成とすることで、主流路21内を供給される熱媒の単位時間当たりの流量と、副流路22a内を供給される熱媒の単位時間当たりの流量とを略同一にすることが可能になる。ここで、上述のように、本実施形態にかかるヘッダー20では、各主流路の内径は略同一であり、各副流路の内径も略同一である。そのため、上記構成とすることで、ヘッダー20内に形成されている各流路を供給される熱媒の単位時間当たりの流量を略同一にすることが可能になる結果、ヘッダー20内における熱媒の圧力損失を一層低減することが可能になる。なお、上述のように、本実施形態にかかるヘッダー20内に形成されている流路は略円筒形状であることから、副流路22aの内周面形状と略同一形状の外周面形状を有する筒状体25の外周面も略円形である。すなわち、筒状体25の外周面は滑らかな流線形状を有しているため、主流路21内において、当該筒状体25による熱媒摩擦抵抗は小さい。したがって、かかる形態とすることで、熱媒の圧力損失を低減し得るヘッダー20とすることが容易になる。
In the
加えて、上述のように、主流路21、22及び副流路21a、21b、22a、22bは略水平に形成されていると共に、主流路21及び副流路21a、21b、並びに、主流路22及び副流路22a、22bがなす角は略直角である。そのため、従来のヘッダーとは異なり、本発明にかかるヘッダー20では、その内部に流路を形成する際に斜め穴加工を施す必要がない。したがって、本発明にかかるヘッダー20は容易に加工することが可能になるほか、略水平な流路とすることで、ヘッダー20における流路長さを短くすることが可能になる。すなわち、ヘッダー20によれば、内部の流路長さを短縮することによっても熱媒の圧力損失を低減することが可能になる。
In addition, as described above, the
なお、本実施形態にかかるヘッダー20において、筒状体25(副流路22a)は、主流路21内を交差方向に貫通していれば、その態様は特に限定されるものではないが、筒状体25(副流路22a)の軸中心と主流路21の軸中心とが略同一水平面上に存在するように、主流路21及び筒状体25(副流路22a)が配置されていることが好ましい。かかる配置とすることで、交差部26の主流路21内において、筒状体25の上側を流れ得る熱媒の量と筒状体25の下側を流れ得る熱媒の量とを略同一にすることが可能になるため、ヘッダー20内における熱媒の圧力損失をより一層低減することが容易になる。
In addition, in the
以下に、本実施形態にかかるヘッダー20の製造方法について説明する。
ヘッダー20を製造する際には、まず、所定の外径寸法(例えば、45mm×45mm×約12mm厚程度)のブロック材を用意し、NCマシン等の工作機械を用いてブロック材の側面から例えば約7mmφの内径寸法を有する主流路21、22用の穴と、例えば約5mmφの内径寸法を有する副流路21a、21b、22a、22b用の穴とを形成する。次に、副流路22aと筒状体25とが、JIS B0401−1「寸法公差及びはめあいの方式―第1部:公差,寸法差及びはめあいの基礎」に規定されている、しまりばめの寸法差を有するように加工された筒状体25を、副流路22a内へと圧入し、交差部26において筒状体25(副流路22a)の内側を流れる熱媒と主流路21内を流れる熱媒とが筒状体25によって略完全に分断されるように、筒状体25を配置する。その後、上記各副流路の端部に連結管継ぎ手を電気溶接等により取り付けるとともに、上記各主流路の端部に着脱可能な連結管継ぎ手を取り付けるか又は電気溶接等により連結管継ぎ手を取り付けることで、ヘッダー20とすることができる。
Below, the manufacturing method of the
When manufacturing the
次に、図3を参照しつつ、本発明の冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー20の暖房パネル15への取り付けについて説明する。図3に示されるように、暖房パネル15はその一部が切り欠かれている。その切り欠き部に冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー20が入り込むように配置されている。暖房パネル15の面と、冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー20の面とが略同一面となるように配置され、各連結管継ぎ手24、27、28a、28b、29a、及び29bも、ヘッダー20の側面側から本体の形成する面内に横方向から取り付けられている。従って、暖房パネル15と冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー20とが同一面内に収められているので、既存の床面に敷設する際にも、床面を加工する等の大掛かりな工事を要しない。
Next, with reference to FIG. 3, attachment of the cooling
便宜上、上記説明では、2系統の往き系副流路及び戻り系副流路が形成されているヘッダー20について記述したが、本発明にかかるヘッダー内に形成され得る往き系副流路及び戻り系副流路の系統数は2系統に限定されるものではなく、取り付けられる暖房パネル内に備えられている系統数に応じた系統数とすることができる。ここに、ヘッダー内に形成される往き系副流路及び戻り系副流路の系統数が増えれば、それに応じて副流路及び上記交差部の数も増えるが、本発明にかかるヘッダーは加工性に優れているため、2系統よりも多系統の往き系副流路及び戻り系副流路が形成されたヘッダーであっても容易に製造することができる。2系統よりも多系統の上記各流路が形成されているヘッダーの例として、図4に、第2実施形態にかかる本発明の冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダーの正面図を概略的に示す。なお、以下の図4にかかる説明において、ヘッダー内に形成される各主流路及び副流路、並びに、交差部を形成する副流路内に嵌め込まれる筒状体の態様は上記第1実施形態と同様であるため、これらに関する詳細な説明は割愛する。
For the sake of convenience, in the above description, the
図4は、内部に4系統の往き系副流路及び戻り系副流路が形成されているヘッダー30を、当該ヘッダーへと連結される各連結管継ぎ手を省略し、その内部に形成されている流路を透視して示している。第2実施形態にかかるヘッダー30は、第1の主流路31及び第2の主流路32と、当該各主流路から分岐して形成された第1の副流路31a、31b、31c、31d、及び第2の副流路32a、32b、32c、32dとを備えている。4系統の往き系副流路(31a、31b、31c、31d)及び戻り系副流路(32a、32b、32c、32d)を備えるヘッダー30の内部では、主流路31と副流路32cとが第1の交差部36aを、主流路31と副流路32aとが第2の交差部36bを、主流路32と副流路31bとが第3の交差部36cを、それぞれ形成している。そして、これらの交差部36a、36b、36cを形成している各副流路32c、32a、31bには、筒状体35a、35b、35cが嵌め込まれている。ヘッダー30をこのように構成することで、4系統の熱媒供給・排出用配管を備える暖房パネルに取り付けられ得るヘッダー30とすることが可能になる。
In FIG. 4, the
また、上記説明では、主流路の端部に連結される連結管継ぎ手と副流路の端部に連結される連結管継ぎ手とが略同一平面上に配置される形態のヘッダーについて記述したが、本発明にかかるヘッダーはかかる形態に限定されるものではない。本発明にかかるヘッダーが備え得る他の形態例としては、主流路の端部に連結される連結管継ぎ手と副流路の端部に連結される連結管継ぎ手とがそれぞれ異なる平面上に配置される形態等を挙げることができる。このような形態のヘッダーを概略的に図5に示す。 In the above description, the connection pipe joint connected to the end of the main flow path and the connection pipe joint connected to the end of the sub flow path are described in the form of a header arranged on substantially the same plane. The header according to the present invention is not limited to such a form. As another form example that the header according to the present invention may be provided, the connecting pipe joint connected to the end of the main flow path and the connecting pipe joint connected to the end of the sub flow path are arranged on different planes. And the like. Such a header is schematically shown in FIG.
図5は、第3実施形態にかかる本発明のヘッダーを示す概略図である。(A)は正面図(ただし、内部を透視して表している。)、(B)は側面図(ただし、内部を透視して表している。)、(C)は(A)におけるVC−VC矢視断面を表す図である。 FIG. 5 is a schematic view showing a header of the present invention according to the third embodiment. (A) is a front view (however, the inside is shown through), (B) is a side view (however, the inside is shown through), and (C) is VC- in (A). It is a figure showing VC arrow cross section.
図5に示すように、第3実施形態にかかるヘッダー50は、主流路51、52へと連結される連結管継ぎ手54、57が位置する面と、副流路51a、51b、52a、及び52bへと連結される連結管継ぎ手58a、58b、59a、及び59bが位置する面とが略直交している。そして、主流路51と副流路52aとが、交差部56において平面視で交差しており、当該交差部56では、副流路52a内に嵌め込まれた、当該副流路52aの内周面形状と略同一の外周面形状を有する筒状体55の内部が副流路52aを構成し、当該筒状体55によって主流路51内の熱媒と副流路52a内の熱媒とが分断されている(図5(C)参照)。なお、ヘッダー50において、主流路51及び主流路52の内径は略同一であると共に、副流路51a、51b、52a、及び52bの内径も略同一である。また、上記ヘッダー50において、各流路51、52、51a、51b、52a、及び52bは、略円筒形状に形成されている。さらに、図5(B)に示すように、上記ヘッダー50では、主流路51及び主流路52を形成する際に空けた穴の一部を塞ぎ、熱媒がこれらの主流路内を効率よく流通されることを可能にする、めくら栓加工53a、53bが施されている。
本実施形態にかかるヘッダー50をこのように構成することで、上記ヘッダー20により得られる効果に加えて、例えば、鉛直方向下方から上方へと向かう方向に敷設された配管内に供給される熱媒を、略水平に敷設された暖房パネル内の配管へと供給し得る、ヘッダー50とすることが可能になる。
As shown in FIG. 5, the
By configuring the
便宜上、上記説明では、略円筒形状の流路が形成されているヘッダーについて記述したが、本発明において、流路の軸方向を法線方向とする面による断面形状は略円形に限定されるものではなく、楕円形等、ヘッダー内へと供給される冷熱媒の圧力損失が増大しない又は増大し難い形状であれば、他の形状であってもよい。 For convenience, in the above description, a header in which a substantially cylindrical flow path is formed has been described. However, in the present invention, the cross-sectional shape by a plane whose normal direction is the axial direction of the flow path is limited to a substantially circular shape. Instead, other shapes may be used as long as the pressure loss of the cooling medium supplied into the header does not increase or hardly increases, such as an ellipse.
本発明において、ヘッダーの内部に形成される主流路及び副流路の径は、ヘッダーの厚み及び流路形成後のヘッダーに必要とされる強度等に応じて適宜設定することができ、例えば、ヘッダーに形成された流路端部に連結される連結管継ぎ手内の流路径と同等程度とすることができる。ヘッダーの厚みが約12mmの場合、従来のヘッダー内部には、3mm程度の径を有する流路が形成されていたが、本発明にかかるヘッダーでは、10mm程度の径を有する流路を、その内部に形成することが可能になる。なお、上述のように、本発明にかかるヘッダーでは、交差部を形成する副流路(筒状体)内部を流れる冷熱媒量と、交差部を形成する主流路内部を流れる冷熱媒量とが略同一であることが好ましい。そのため、主流路の内径をR1とするとき、筒状体の内径R2は、例えば(1/√2)×R1程度とすることが好ましく、さらに、副流路の内径は、かかる内径を有する筒状体をしまりばめにより圧入可能な内径とすることが好ましい。 In the present invention, the diameter of the main flow path and the sub flow path formed inside the header can be appropriately set according to the thickness of the header and the strength required for the header after the flow path formation, for example, The diameter of the flow path in the connecting pipe joint connected to the flow path end formed in the header can be made approximately the same. When the thickness of the header is about 12 mm, a flow path having a diameter of about 3 mm is formed inside the conventional header. However, in the header according to the present invention, a flow path having a diameter of about 10 mm is provided inside the header. Can be formed. As described above, in the header according to the present invention, the amount of the cooling medium flowing through the sub-flow channel (cylindrical body) forming the intersecting portion and the amount of the cooling medium flowing through the main channel forming the intersecting portion are It is preferable that they are substantially the same. Therefore, when the inner diameter of the main channel is R1, the inner diameter R2 of the cylindrical body is preferably about (1 / √2) × R1, for example, and the inner diameter of the sub-channel is a cylinder having such an inner diameter. It is preferable that the inner diameter of the shaped body is press-fit by an interference fit.
また、上記交差部を形成する副流路内に圧入される筒状体の厚みは、特に限定されるものではなく、その内部を流れる冷熱媒の圧力損失を可能な限り少なくすることができ、副流路内の冷熱媒と主流路内の冷熱媒とを分断可能な厚みを有していれば、例えば、加工しやすい厚み等とすることができる。一方、当該筒状体の長さは、上記態様にて主流路と副流路とを区分け可能な長さであり、かつ、ヘッダー内に形成される流路に障害(あまりに長すぎると、副流路の端部において当該副流路を塞いでしまう虞がある)を与えない長さとすることができる。 In addition, the thickness of the cylindrical body that is press-fitted into the sub-flow path that forms the intersecting portion is not particularly limited, and the pressure loss of the cooling medium flowing through the inside can be reduced as much as possible. If the thickness of the cooling medium in the sub-channel and the cooling medium in the main channel can be separated, for example, the thickness can be easily processed. On the other hand, the length of the cylindrical body is a length that allows the main flow channel and the sub flow channel to be separated in the above-described mode, and obstructs the flow channel formed in the header (if it is too long, There is a possibility that the sub-flow path may be blocked at the end of the flow path).
さらに、本発明において、冷暖房パネル用冷熱媒流通ヘッダー20、30を構成する材料は特に限定されるものではない。所定の耐熱性、強度、及び時間的耐久性を備えていれば、金属、合成樹脂、セラミック等を使用可能である。これらの中でも、強度、及び耐熱耐久性のバランスを高く保つという観点から金属製とすることが好ましく、内部に形成される主流路及び副流路の加工性や耐食性の観点から、リン青銅等の銅合金等がより好ましい。一方、暖房パネル15の厚みが薄く、ヘッダー20、30の厚みが制限を受ける場合には、多少加工性を犠牲にしても、SUS304やSUS430等のステンレス鋼の使用が推奨される。
Furthermore, in this invention, the material which comprises the cooling-heat-medium distribution |
加えて、ヘッダー内の交差部を形成する副流路内に嵌め込まれる筒状体は、当該副流路との間で電荷の移動が生じ難い材料により構成されていれば、その構成材料は特に限定されるものではない。副流路を備えるヘッダーが銅合金により製造されている場合には、銅合金との間で電荷移動を起こし難いSUS316やSUS304等のステンレス鋼やセラミック等により、筒状体を構成することが好ましい。なかでも、耐食性と上記電荷移動を抑制するという観点からは、セラミックにより構成することがより好ましい。 In addition, if the cylindrical body fitted in the sub-flow channel that forms the intersecting portion in the header is made of a material that does not easily transfer charges between the sub-flow channel, the constituent material is particularly It is not limited. In the case where the header provided with the sub channel is made of a copper alloy, it is preferable that the cylindrical body is made of stainless steel or ceramic such as SUS316 or SUS304 that hardly causes charge transfer with the copper alloy. . Among these, from the viewpoint of suppressing corrosion resistance and the above charge transfer, it is more preferable to use ceramic.
図2に示す本発明にかかるヘッダー(実施例)と、図7に示す従来のヘッダー(比較例)とを用いて、ヘッダー内部における冷熱媒の圧力損失とヘッダーへと供給される冷熱媒の流量との関係を調べた。実施例及び比較例の結果を、図6にあわせて示す。図6において、横軸及び縦軸は、実施例又は比較例にかかるヘッダーへと供給された冷熱媒の流量(L/min)、及び、圧力損失の相対値である。この相対値は、比較例にかかるヘッダーに2L/minの冷熱媒を供給した際に測定された圧力損失を1(基準値)とし、実施例及び比較例にかかるヘッダーへ冷熱媒を供給した場合に測定された圧力損失を当該基準値で除することにより、算出している。なお、図6において、実線は実施例の結果を、破線は比較例の結果をそれぞれ表している。本実施例及び比較例では、ヘッダーに水を供給し、かかる水の圧力損失を調査した。また、実施例にかかるヘッダー内部に形成した主流路の径は7mm、同副流路の径は5mmであり、当該ヘッダー内の交差部を形成する副流路内に嵌め込まれた筒状体の内径は4mm、外径は5mmであった。これに対し、比較例にかかるヘッダー内部に形成した流路の径は3mmであった。
図6より、本発明にかかるヘッダーによれば、従来のヘッダーよりも圧力損失を約20%低減可能であることが確認された。したがって、当該ヘッダーを備える冷暖房パネルでは、冷熱媒の供給効率を向上させることが可能になる。
Using the header (example) according to the present invention shown in FIG. 2 and the conventional header (comparative example) shown in FIG. 7, the pressure loss of the cooling medium inside the header and the flow rate of the cooling medium supplied to the header I investigated the relationship with. The results of Examples and Comparative Examples are shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis and the vertical axis represent the flow rate (L / min) of the cooling medium supplied to the header according to the example or the comparative example, and the relative value of the pressure loss. This relative value is obtained when the pressure loss measured when a 2 L / min cooling medium is supplied to the header according to the comparative example is 1 (reference value) and the cooling medium is supplied to the header according to the example and the comparative example. It is calculated by dividing the pressure loss measured in the above by the reference value. In FIG. 6, the solid line represents the result of the example, and the broken line represents the result of the comparative example. In this example and comparative example, water was supplied to the header and the pressure loss of the water was investigated. Further, the diameter of the main flow path formed inside the header according to the embodiment is 7 mm, the diameter of the sub flow path is 5 mm, and the cylindrical body fitted in the sub flow path that forms the intersection in the header. The inner diameter was 4 mm and the outer diameter was 5 mm. On the other hand, the diameter of the flow path formed inside the header according to the comparative example was 3 mm.
FIG. 6 confirms that the header according to the present invention can reduce the pressure loss by about 20% compared to the conventional header. Therefore, in the cooling / heating panel provided with the header, it is possible to improve the supply efficiency of the cooling medium.
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷熱媒流通ヘッダー及びそれを用いた冷暖房パネルもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。 While the present invention has been described in connection with embodiments that are presently the most practical and preferred, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. However, the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a cooling medium distribution header and such a cooling / heating panel using the same are also included in the present invention. It should be understood as encompassed within the technical scope.
15 冷暖房パネル
20 冷熱媒流通ヘッダー
21、22 主流路(一の流路)
21a、21b、22a、22b 副流路(他の流路)
25 筒状体
26 交差部(交差の部分)
15 Heating /
21a, 21b, 22a, 22b Subchannel (other channels)
25
Claims (3)
一の流路は他の流路と平面視で交差しており、
前記交差の部分において、前記一の流路内を交差方向に貫通する、前記一の流路の内径よりも小さな外径を有する筒状体の内部が、前記他の流路とされていることを特徴とする、冷熱媒流通ヘッダー。 A cooling medium distribution header having flow paths in different flow directions inside,
One channel intersects with other channels in plan view,
In the crossing portion, the inside of the cylindrical body having an outer diameter smaller than the inner diameter of the one flow path that penetrates the one flow path in the crossing direction is the other flow path. Cooling medium distribution header characterized by
A cooling / heating panel attached to the panel so that the cooling medium circulation header according to claim 1 or 2 is accommodated in the panel surface.
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- 2004-11-22 JP JP2004337416A patent/JP2006145135A/en active Pending
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