JP2006162162A - 冷暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】 配管の設置スペースの増加を抑制することが可能であり、かつ、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連絡管分岐ヘッダーを備える冷暖房システムを提供する。
【解決手段】 冷熱媒供給源１１と熱利用機器１５、１６、１７、１８、…との間に接続される往き管１２及び戻り管１３に連結される連結管分岐ヘッダー２０、２０、…を備える冷暖房システム１００であって、連絡管分岐ヘッダー２０、２０、…は、その内部に異なる流れ方向の流路２１、２１ａ、２２、２２ａを備え、一の流路２２は他の流路２１ａと平面視で交差し、当該交差の部分２６において、一の流路２２内を交差方向に貫通する、一の流路２２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２１ａとされている、冷暖房システム１００とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷暖房システムに関し、特に、単一のヘッダー内部で冷熱媒供給源へと接続される往き管及び戻り管を分岐することが可能な連結管分岐ヘッダーを備える冷暖房システムに関する。

冷暖房パネルを備える従来の冷暖房システムとしては、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、配管及び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。

上記冷熱媒は、冷熱媒供給源から冷暖房パネルへと冷熱媒を供給すべき配管（以下において「往き管」と記述することがある。）を介して、冷暖房パネルへと供給される一方、当該冷暖房パネルにて利用されて排出される冷熱媒は、冷暖房パネルから冷熱媒供給源へと冷熱媒を排出すべき配管（以下において「戻り管」と記述することがある。）を介して、冷熱媒供給源へと戻される。そして、従来の冷暖房システムは、通常、これらの往き管及び戻り管と冷熱媒供給源とは、分岐ヘッダー装置を介して接続されている。

このような分岐ヘッダー装置（以下において、「連結管分岐ヘッダー」と記述する。）に関する技術としては、例えば、特許文献１の明細書中に、図６に示すものが開示されている。なお、図６は、特許文献１にて開示されているヘッダー収容装置におけるヘッダー以外の部位を簡略化して示しており、往きヘッダー及び戻りヘッダー、往き配管及び戻り配管、並びに往き管及び戻り管以外に付されていた符号は省略して示している。一方、ヘッダーに関する技術として、本願出願人が先に行った特許出願である特許文献２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２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。
特開平１０−２５６７号公報 特願２００４−２０８６４９号

しかし、特許文献１のヘッダー収容装置に備えられている往きヘッダー６６は、往き管６２内に供給される冷熱媒を複数の往き配管６４、６４、…へと分岐させるために使用される一方、戻りヘッダー６８は、複数の戻り配管６５、６５、…から供給される冷熱媒を集めて戻り管６３へと供給するために使用されている。すなわち、特許文献１のヘッダー収容装置は、往き管用のヘッダーと戻り管用のヘッダーとを備えており、往き管用のヘッダーと戻り管用のヘッダーとは機能上独立している。そのため、かかる構成のヘッダー収容装置を備える冷暖房システムでは、「熱利用機器×２」の数の配管を敷設する必要があるため配管の設置スペースが増加しやすいという問題のほか、装置の小型化が困難であるとともに組立作業等の作業性の低下を招く等の問題があった。一方、特許文献２に開示されているヘッダー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、立体交差する形態で形成されている。そのため、ヘッダーの内部に形成されている流路径を大きくすることが困難であることから、ヘッダーへと供給される冷熱媒の圧力損失が大きくなりやすいという問題があるほか、かかる複雑な形状のヘッダーは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。

そこで、本発明は、配管の設置スペースの増加を抑制することが可能であり、かつ、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連絡管分岐ヘッダーを備える冷暖房システムを提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討した結果、往き管内を流通する冷熱媒が供給される流路と、戻り管内を流通する冷熱媒が供給される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。

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。

第１の本発明は、冷熱媒供給源（１１）と熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）との間に接続される往き管（１２）及び戻り管（１３）に連結される連結管分岐ヘッダー（２０、２０、…）を備える冷暖房システム（１００）であって、連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）は、その内部に異なる流れ方向の流路（２１、２１ａ、２２、２２ａ）を備え、一の流路（２２）は他の流路（２１ａ）と平面視で交差し、当該交差の部分（２６）において、一の流路（２２）内を交差方向に貫通する、一の流路（２２）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（２１ａ）とされていることを特徴とする、冷暖房システム（１００）により、上記課題を解決する。
ここに、本発明において、冷熱媒供給源（１１）は、冷暖房システム（１００）内において利用される冷熱媒を供給し得るものであれば特に限定されるものではなく、その具体例としては、ボイラーや冷凍機コンプレッサー等を挙げることができる。また、熱利用機器（１５、１６、１７、１８）とは、上記冷熱媒供給源（１１）から供給された冷熱媒を利用する機器であれば特に限定されるものではなく、その具体例としては、冷暖房パネル（１５）、風呂乾燥機（１６）、風呂追い炊き回路（１７）、エアコン（１８）等を挙げることができる。なお、本発明において、ヘッダー（２０、２０、…）内の流路（２１、２２）は両端が、同流路（２１ａ、２２ａ）はその一端が、それぞれヘッダー（２０、２０、…）の端面に開口しているものとする。また、本発明において、筒状体（２５）の外径と他の流路（２１ａ）の内径とは略同一であり、筒状体（２５）は他の流路（２１ａ）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（２２）内を流れる冷熱媒と他の流路（２１ａ）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。さらに、本発明において、冷熱媒供給源（１１）と熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）との間とは、冷熱媒供給源（１１）の内部を含む概念である。

また、上記第１の本発明において、連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）が、熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口に、当該熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）と１対１に対応するように配置されていることが好ましい。
ここに、熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口とは、往き管（１２）及び戻り管（１３）から、往き分岐管（１２ａ、１２ａ、…）及び戻り分岐管（１３ａ、１３ａ、…）が分岐している部位を意味している。また、１対１に対応するとは、各熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口に連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）が１つずつ備えられていることを意味している。

さらに、上記第１の本発明において、熱利用機器（１５）が、冷暖房パネルであることが好ましい。

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（２２）の側面を一方向に貫通するように他の流路（２１ａ）が形成されているので、単一のヘッダー内で往き管（１２）と戻り管（１３）とを分岐し得る連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）を提供することが可能になる。かかる形態の連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）とすれば、冷熱媒供給源（１１）に接続されている往き管の主管（１２）及び戻り管の主管（１３）を、各熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口にて分岐することが可能になり、往き管の主管（１２）及び戻り管の主管（１３）の設置スペースの増加を抑制することが可能になる。そして、上記形態とすることで、各流路（２１、２１ａ、２２、２２ａ）を、往き管（１２）及び戻り管（１３）内の流路と同等程度の径で形成することが可能になる。そのため、ヘッダー（２０、２０、…）に形成されている流路（２１、２１ａ、２２、２２ａ）内を流れる冷熱媒の圧力損失を低減し得る連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）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、２０、…）の内部に形成される流路を立体交差させることなく、同一平面内で各流路（２１、２１ａ、２２、２２ａ）を形成することが可能になる。そのため、ヘッダー（２０、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、往き管の主管（１２）及び戻り管の主管（１３）の設置スペースの増加を抑制することが可能であり、かつ、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連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）を備える冷暖房システム（１００）を提供することが可能になる。

また、第１の本発明において、連絡管分岐ヘッダー（２０、２０、…）が、各熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口に配置されていれば、冷熱媒供給源（１１）の出入り口におけるヘッダー（２０、２０、…）の設置スペースを低減しつつ、熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）の出入り口で往き管の主管（１２）と戻り管の主管（１３）とを分岐させることが容易になる。そのため、かかる構成とすることで、往き管の主管（１２）及び戻り管の主管（１３）の数を増やすことなく、熱利用機器（１５、１６、１７、１８、…）を容易に増加させることが可能な、冷暖房システムを提供することが可能になる。

さらに、上記第１の本発明において、熱利用機器（１５、１５、…）が冷暖房パネルであれば、往き管の主管（１２）及び戻り管の主管（１３）の数を増やすことなく、冷暖房パネルのみを増加させることが容易になるため、冷暖房パネルの割付を容易に行うことが可能な冷暖房システムを提供することが可能になる。

本発明の冷暖房システムと従来の冷暖房システムとの差異点を明確にするため、まず、従来の冷暖房システムについて説明する。なお、以下の説明では、往き管と戻り管とをまとめて「配管」と表記することがある。

図５は、従来の冷暖房システムを示す概略図である。図示の冷暖房システム５００では、冷熱媒供給源５１１の出入り口に配置された往き管分岐ヘッダー５２０ａ、５２０ａ及び戻り管分岐ヘッダー５２０ｂ、５２０ｂと、往き管５１２、５１２、…、及び戻り管５１３、５１３、…と、熱利用機器（例えば、冷暖房パネル５１５、風呂乾燥機５１６、風呂追い炊き回路５１７、エアコン５１８等）とを備えている。従来のシステム５００において、往き管分岐ヘッダー５２０ａ、５２０ａによって分岐された各往き管５１２、５１２、…は、上記各熱利用機器５１５、５１６、５１７、５１８、…へと達するとともに、当該各熱利用機器５１５、５１６、５１７、５１８、…に連結されている全ての戻り管５１３、５１３、…は、戻り管分岐ヘッダー５２０ｂ、５２０ｂに連結されていることから、本システム５００では、「熱利用機器数×２」本の配管が存在する。したがって、本システム５００では、配管設置用として多くのスペースを必要とするのみならず、多数の配管を設置する必要があるため配管設置時の作業性が低下する等の問題があった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その要旨は、単一のヘッダー内で往き管と戻り管とを分岐し得る連絡管分岐ヘッダーを提供することで、配管の設置スペースの増加を抑制することが可能であり、かつ、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連絡管分岐ヘッダーを備える冷暖房システムを提供することにある。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。

図１は本発明の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１００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、冷熱媒往き管主管（以下において、「往き管」と記述する。）１２、連結管ヘッダー２０、２０、…、及び冷熱媒往き管分岐管（以下において、「往き分岐管」と記述する。）１２ａ、１２ａ、…を経て、熱利用機器（例えば、冷暖房パネル１５、風呂乾燥機１６、風呂追い炊き回路１７、エアコン１８等）に供給される。これらの熱利用機器１５、１６、１７、１８、…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、室内空気等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。熱利用機器１５、１６、１７、１８、…内に流通されることにより、室内空気等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、冷熱媒戻り管分岐管（以下において、「戻り分岐管」と記述する。）１３ａ、１３ａ、…、連絡管分岐ヘッダー２０、２０、…、及び冷熱媒戻り管主管（以下において、「戻り管」と記述する。）１３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。図示のように、かかる形態の冷暖房システム１００とすれば、熱利用機器１５、１６、１７、１８、…の出入り口で往き管１２及び戻り管１３を分岐することが可能になるため、配管の設置スペースの増加を抑制することが可能になる。
なお、図１に示す冷暖房システム１００において、連絡管分岐ヘッダー２０は、冷熱媒供給源１１の内部にも配置されているものとする（不図示）。また、矢印は、冷暖房システム１００内を循環する冷熱媒の進行方向を示している。

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。

本発明において、冷熱媒供給源１１と熱利用機器１５、１６、１７、１８、…との間を結ぶ往き管１２、往き分岐管１２ａ、１２ａ、…、戻り管１３、及び戻り分岐管１３ａ、１３ａ、…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。

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パネルを備える暖房システム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、及び冷暖房パネル１５を、適宜、熱源機１１、及び暖房パネル１５と表記する。特に本発明にかかる冷暖房システムは、当該冷暖房システムに置き敷きタイプの床暖房パネルが備えられる場合にその特徴的効果を奏することが顕著となる。

図２は、本発明にかかる連絡管分岐ヘッダーの第１実施形態例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。

図示の連絡管分岐ヘッダー（以下において単に「ヘッダー」と記述する。）２０は、図２（Ａ）におけるヘッダー２０の上下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２２と上記第１の副流路２１ａとが平面視で交差しており（図２（Ｃ）参照）、当該交差部２６では、副流路２１ａ内に嵌め込まれた、当該副流路２１ａ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２１ａを構成し、当該筒状体２５によって主流路２２内の熱媒と副流路２１ａ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、及び２２ａ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、及び２２ａ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ことなく、主流路２１、２２を分岐させることが可能になる。したがって、本実施形態にかかるヘッダー２０によれば、異なる熱媒が供給される主流路２１、２２を、当該熱媒同士を混合することなくヘッダー内部で分岐させることが可能であるとともに、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。

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ぎ手が連結されており、
往き管１２内を流れる熱媒体が供給される主流路２１の端部には、熱源機１１から往き管１２を介して当該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２３ａ、２３ｂが、
戻り管１３を介して排出される熱媒体が流れる主流路２２の端部には、熱源機１１に熱媒体戻り管１３を解して当該熱媒体を排出可能とした熱媒体排出連結管継ぎ手２４ａ、２４ｂが、
副流路２１ａの端部には、往き分岐管１２ａに接続される熱媒体流通用往き連結管継ぎ手２８が、
副流路２２ａの端部には、戻り分岐管１３ａに接続される熱媒体流通用戻り連結管継ぎ手２９が、それぞれ連結されている。すなわち、上記ヘッダー２０は、副流路２１ａを介して往き管１２内を供給される熱媒体を往き分岐管１２ａへと供給するとともに、副流路２２ａを介して戻り分岐管１３ａへと排出される熱媒体を戻り管１３及び熱源機１１へと排出しているため、単一のヘッダー内で往き管１２と戻り管１３とを往き分岐管１２ａと戻り分岐管１３ａへと分岐し得る形態となっている。したがって、暖房パネル１５等に代表される熱利用機器を増設する場合であっても、増設される熱利用機器の出入り口に本発明にかかる連絡管分岐ヘッダーを配置することで、往き管１２及び戻り管１３の数を増やすことなく、容易にこれらの管を分岐することが可能になり、パネル１５の割付等にかかる作業性の向上と省スペース化とを図ることが可能になる。

本実施形態にかかるヘッダー２０では、筒状体２５（副流路２１ａ）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２２内を流通し得る空間が最小となる部分における流路の断面積「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ことが好ましい。かかる構成とすることで、主流路２２内を供給される熱媒体の単位時間当たりの流量と、副流路２１ａ内を供給される熱媒体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に供給される熱媒体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内における熱媒体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２１ａ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２２内において、当該筒状体２５による乱流の発生が最小限にとどめられる。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。

加えて、上述のように、主流路２１、２２及び副流路２１ａ、２２ａ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、並びに、主流路２２及び副流路２２ａがなす角は略直角である。そのため、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体の圧力損失を低減することが可能になる。

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２１ａ）は、主流路２２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２１ａ）の軸中心と主流路２２の軸中心とが略同一水平面上に存在するように、主流路２２及び筒状体２５（副流路２１ａ）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２２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内における熱媒体の圧力損失をより一層低減することが容易になる。

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１５ｍｍ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１０ｍｍφの内径寸法を有する主流路２１、２２用の穴と、例えば約７ｍｍφの内径寸法を有する副流路２１ａ、２２ａ用の穴とを形成する。次に、副流路２１ａ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２１ａ内へと圧入し、交差部２６において筒状体２５（副流路２１ａ）の内側を流れる熱媒と主流路２２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。

便宜上、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３に示す。

図３は、本発明にかかるヘッダーの第２実施形態例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ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ矢視断面を表す図である。図３において、図２と同じ構成を採る部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図３（Ｃ）では、往き分岐管及び戻り分岐管における熱媒体の流れを示す矢印は省略している。

図３に示すように、第２実施形態にかかるヘッダー３０は、主流路３１、及び３２へと連結される連結管継ぎ手３３ａ、３３ｂ、及び３４ａ、３４ｂが位置する面と、副流路３１ａ、及び３２ａへと連結される連結管継ぎ手３８、及び３９が位置する面とが略直交している。そして、主流路３２と副流路３１ａとが、交差部３６において平面視で交差しており、当該交差部３６では、副流路３１ａ内に嵌め込まれた、当該副流路３１ａの内周面形状と略同一の外周面形状を有する筒状体３５の内部が副流路３１ａを構成し、当該筒状体３５によって主流路３２内の熱媒と副流路３１ａ内の熱媒とが分断されている（図３（Ｃ）参照）。なお、ヘッダー３０において、主流路３１及び主流路３２の内径は略同一であると共に、副流路３１ａ、及び３２ａの内径も略同一である。また、上記ヘッダー３０において、各流路３１、３２、３１ａ、及び３２ａは、略円筒形状に形成されている。さらに、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、上記ヘッダー３０では、副流路３１ａ及び３２ａを形成する際に開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３７ａ、３７ｂが施されている。
本実施形態にかかるヘッダー３０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、室内の壁面に平行に敷設された往き管及び戻り管を、室内の床面に平行に敷設された往き分岐管及び戻り分岐管へと容易に分岐し得る、ヘッダー３０とすることが可能になる。

図４に、本発明にかかるヘッダーの室内における配置態様例を示す。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態にかかるヘッダー２０の配置態様例、及び第２実施形態にかかるヘッダー３０の配置態様例を概略的に示す断面図である。図４（Ａ）は、床面と平行に敷設された往き管及び戻り管を、床面と平行に敷設された暖房パネル１５へと接続されている往き分岐管１２ａ及び戻り分岐管１３ａへと分岐する際に使用されるヘッダー２０を概略的に示している。これに対し、図４（Ｂ）は、壁面と平行に敷設された往き管及び戻り管を、床面と平行に敷設された暖房パネル１５へと接続されている往き分岐管１２ａ及び戻り分岐管１３ａへと分岐する際に使用されるヘッダー３０を概略的に示している。図示のように、本発明にかかるヘッダーは、往き管及び戻り管、並びに、往き分岐管及び戻り分岐管の配置態様に応じて、適宜その形態を変更することができる。このようにすることで、連結管ヘッダーを往き管及び戻り管、並びに、往き分岐管及び戻り分岐管へと接続する際の作業性を向上させることが容易になる。

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。

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１５ｍｍの場合、本発明にかかるヘッダーでは、例えば１３ｍｍ程度の径を有する流路を、その内部に形成することも可能になる。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。

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。

さらに、本発明において、連絡管分岐ヘッダー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、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。

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、銅合金により構成することがより好ましい。

なお、便宜上、上記説明では、冷熱媒供給源の内部に連結管分岐ヘッダーが配置される形態について記述したが、本発明にかかる連結管分岐ヘッダーは、冷熱媒供給源の外部にのみ配置されていても良い。ここに、上記連絡管分岐ヘッダーを内部に備える冷熱媒供給源とすれば、例えば、風呂乾燥機やエアコン等へと供給される高温熱媒体（例えば、８０℃程度）の系統と、床暖房等へと供給される低温熱媒体（例えば、６０℃程度）の系統とを、内部にて分岐し得る冷熱媒供給源を備える、冷暖房システムを提供することが可能になる。

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暖房システム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。

本発明の冷暖房システムを示す概念図である。 本発明にかかる連絡管分岐ヘッダーの第１実施形態例を示す概略図である。 本発明にかかる連絡管分岐ヘッダーの第２実施形態例を示す概略図である。 本発明にかかるヘッダーの室内における配置態様例を示す概略図である。 従来の冷暖房システムを示す概念図である。 従来のヘッダー収容装置を示す概略図である。 従来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。

符号の説明

１１ 冷熱媒供給源
１２ 往き管
１２ａ 往き分岐管
１３ 戻り管
１３ａ 戻り分岐管
１５ 冷暖房パネル（熱利用機器）
１６ 風呂乾燥機（熱利用機器）
１７ 風呂追い炊き回路（熱利用機器）
１８ エアコン（熱利用機器）
２０ 連結管分岐ヘッダー
２１、２２ 主流路
２１ａ、２２ａ 副流路
２５ 筒状体
２６ 交差部（交差の部分）
１００ 冷暖房システム

Claims (3)

1. 冷熱媒供給源と熱利用機器との間に接続される往き管及び戻り管に連結される連結管分岐ヘッダーを備える冷暖房システムであって、
   前記連絡管分岐ヘッダーは、その内部に異なる流れ方向の流路を備え、一の流路は他の流路と平面視で交差し、該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、冷暖房システム。
2. 前記連絡管分岐ヘッダーが、前記熱利用機器の出入り口に、該熱利用機器と１対１に対応するように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の冷暖房システム。
3. 前記熱利用機器が、冷暖房パネルであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷暖房システム。
   

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