JP2006241799A

JP2006241799A - 壁面パネルの熱架橋スイッチ

Info

Publication number: JP2006241799A
Application number: JP2005057971A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fukushiro; 和宏福代
Original assignee: Yamaguchi University NUC
Current assignee: Yamaguchi University NUC
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】
熱架橋スイッチを構成する熱伝導パネルと回転熱伝導平板の２つの部材の当接において、施工精度を必要とせずに回転操作により簡単に接触位置合わせをすることができると共に、該２つの部材は、接触時には平面接触し広い面積で当接するので、熱伝導を効率的に行うことができる壁面パネルの熱架橋スイッチの提供。
【解決手段】
四方の枠部材とその両側面に張設された金属製の熱伝導平板とからなる壁面パネルにおいて、該熱伝導平板の対向面側にそれぞれ対向して突設された金属製の突条の当接部材と、上下枠体に支承され該両当接部材と平面接触して当接する金属製の回転熱伝導平板と該回転熱伝導平板の回転駆動装置とで構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築物の壁面パネルの熱架橋スイッチによる熱通過率の制御に関するものである。

従来、省エネルギーの見地からプレハブ住宅の壁体や、建築物内の間仕切り壁パネルとして、壁パネルの内部に断熱材を充填したパネルが知られている。例えば、図５に示す壁パネル２０は、鉄またはアルミニウム等の金属製の上下左右の四方枠部材２１、２１で囲まれた空間内に断熱材２４を充填すると共に、断熱材２４が充填された空間内に壁パネル２０の補強のために例えば断面Ｈ形状の補強部材２２（鉄またはアルミニウム等の金属製の）が設けられている。しかしながら、パネルを構成する金属製の枠部材や補強部材２２を通じて熱が伝わると云う熱架橋あるいは熱橋現象によって熱損失を促す現象によって壁パネル全体の熱通過率の増加、すなわち断熱性能の低下が起こる例が見られている。このため、壁体の熱通過率を変更するために、壁パネルを構成する対向する２つの熱伝導平板と、この２つの熱伝導平板の間で回転操作により熱伝導平板と接触又は非接触の状態となる回転熱伝導平板とにより壁パネルの熱通過率を切り替えることができる熱架橋スイッチを設けた熱架橋スイッチ付き壁パネルが種々提案されている。

非特許文献１には、図６に示すように対向する２つの熱伝導平板２６、２６と、それらの間に設置され、互いに間隙を開けて設置された断熱材２９とによって構成される断熱壁体２５において、断熱材２９、２９間の空隙内に、高熱伝導性を有する回転熱伝導平板２７を回転可能に設置し、回転熱伝導平板２７が２つの熱伝導平板２６、２６に接触する位置に回転した場合には回転熱伝導平板２７と２つの熱伝導平板２６、２６との間の熱架橋現象によって壁体の熱通過率を高め、回転熱伝導平板２７が２つの熱伝導平板２６、２６に接触しない位置に回転した場合には壁体の熱通過率を低くするという技術が開示されている。なお、実線で記載位置の回転熱伝導平板２７は、回転操作により熱伝導平板と接触した状態で熱架橋スイッチがオンの状態を示しており、また、破線で記載位置の回転熱伝導平板２７は、回転操作により熱伝導平板と非接触の状態で熱架橋スイッチがオフの状態を示している。符号２８は回転熱伝導平板２７に設けた回転軸で、図示されていない上下の枠体に支承されており、符号３０は熱の移動方向である。

しかし、非特許文献１に開示された技術では、回転熱伝導平板と熱伝導平板との接触状態が正しい位置で停止しているかを壁体の外側から確認することができないため、回転熱伝導平板と熱伝導平板との間での確実な熱伝導が行われていない場合もあり、回転熱伝導平板と熱伝導平板との接触面積が線接触と小さく、熱伝導が効率的に行われているとは云えない。また、回転熱伝導平板と熱伝導平板との接触を確実に行うには、断熱壁体の組立や施工の際の厳格な施工精度が求められている。

更に、この図６の熱架橋スイッチを改善したものとして図７に示すように、熱伝導平板２６と回転熱伝導平板２７との接触面積を大きくするために、熱伝導平板２６に凹部３１を設けると共に回転熱伝導平板２７の凸部３２を設け、この凹部３１と凸部３２とが曲面で接触ことで接触面積を大きくし、熱伝導を効率的に行うようにしている。しかしながら、この技術のものでも、非特許文献１と同様、回転熱伝導平板と熱伝導平板との接触を確実に行うには、断熱壁体の組立や施工の際の厳格な施工精度が求められている。なお、実線で記載位置の回転熱伝導平板２７は、回転操作により熱伝導平板と接触した状態で熱架橋スイッチがオンの状態を示しており、また、破線で記載位置の回転熱伝導平板２７は、回転操作により熱伝導平板と非接触の状態で熱架橋スイッチがオフの状態を示している。

また、図８及び９に示すように、壁パネル３３、３７を構成する対向する２つの突条リブ付き熱伝導平板３４、３４と３８、３８の一方の突条リブ付き熱伝導平板３４、３８を左右方向にスライド又は上下方向にスライドさせることにより、突条リブ３５、３５同士を接触又は非接触状態にしたり、また、突条リブ３９を対向する突条リブ付き熱伝導平板３８に接触又は非接触状態とし、熱伝導を行っている。しかしながら、いずれも接触時には面接触しているので、熱伝導は効率的に行われているが、これらの壁パネル３３、３７では、壁パネルを構成する対向する２つの突条リブ付き熱伝導平板のうち一方の突条リブ付き熱伝導平板を左右又は上下方向にスライドさせなければならず、構造的にも複雑である。

「２００３年４月、第３７回空気調和・冷凍連合講演会講演論文集」、「壁体の熱通過率制御に関する研究」（第１１５〜１１８ページの記載参照）

そこで本発明は、前記課題によりなされたもので、熱架橋スイッチを構成する熱伝導パネルと回転熱伝導平板の２つの部材の当接において、施工精度を必要とせずに回転操作により簡単に接触位置合わせをすることができると共に、該２つの部材は、接触時には平面接触し広い面積で当接するので、熱伝導を効率的に行うことができる壁面パネルの熱架橋スイッチを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、四方の枠部材とその両側面に張設された熱伝導平板とからなる壁面パネルにおいて、該熱伝導平板の対向面側にそれぞれ対向して突設された突条の当接部材と、上下枠体に支承され該両当接部材と平面接触して当接する回転熱伝導平板と、該回転熱伝導平板の回転駆動装置とを有することを特徴とするものである。また、上記目的を達成するため、本発明の請求項２に記載の発明は、張設された熱伝導パネル、当接部材及び回転熱伝導平板はいずれも金属材であることを特徴とするものである。

本発明の請求項１及び２に記載の発明は、熱架橋スイッチを構成する熱伝導平板に突設した当接部材と回転熱伝導平板との当接において、熱伝導平板の当接部材とが当接して回転熱伝導平板の回転を制止することにより、架橋平板の停止位置を施工精度を必要とせずに確実に停止させることができると共に、熱伝導平板の当接部材と回転熱伝導平板とが平面接触して広い接触面積で当接するので、両者間での熱伝導による温度調整も効率的に行うことができる、との効果がある。

熱架橋スイッチを構成する回転熱伝導平板と当接する凸条の当接部材を対向する熱伝導平板の対向面に突設し、回転操作される回転熱伝導平板が熱伝導平板の対向面に突設した凸条の当接部材に当接することで、回転熱伝導平板の回転を確実に停止させることのできる熱架橋スイッチを実現した。

以下、本発明の実施の態様を図１〜４により説明する。図１は、本発明の熱架橋スイッチを設けた壁パネルの概略斜視図で、図２は、本発明の熱架橋スイッチのオン状態を示す概略断面図で、図３は、本発明の熱架橋スイッチのオフ状態を示す概略断面図で、図４は、本発明の熱架橋スイッチの他の実施の態様の概略断面図である。

本発明を実施するための最良の形態

本発明の壁パネル１は、四方の枠部材２と、この縦枠部材の内側に設けた発泡スチロールまたはグラスウール等の熱伝導率の低い素材の断熱材４、４と、その両側面に張設された熱伝導平板３、３とからなり、この熱伝導平板３、３の対向面側にはその長さ方向にそれぞれ対向して突条の当接部材５、５が突設されている。これら熱伝導平板３、突条の当接部材５および回転熱伝導平板７は、銅またはアルミニウムまたは鉄等の熱伝導率の高い金属によって作られている。そして、この熱伝導平板３、３と断熱材４、４とで囲繞された空間部８に、図示されていない上下の枠部材に回転軸６、６で回転可能に支承された回転熱伝導平板７が設けられている。

回転熱伝導平板７の下方に設けられた回転軸６には、図示されていない回転熱伝導平板７を回転駆動する傘歯車の組合せとこの傘歯車を回転操作するハンドル部材、回転軸６の下端側に設けた回転操作するレバー部材が設けられている。
これらハンドル部材、レバー部材を回転操作することにより、回転熱伝導平板７が回転して熱伝導平板３、３の対向面側に設けた当接部材５、５と当接して面接触する位置（すなわち、熱架橋スイッチがオンの状態）、あるいは当接部材５と接触しない位置（すなわち、熱架橋スイッチがオフの状態）に回転する。熱伝導平板３にハンドル部材、レバー部材を回転操作するための閉鎖部材付きの開口部を設ける。また、回転操作するハンドル部材、レバー部材に代えて電動式とすることも可能である。

図２には、回転熱伝導平板４が熱伝導平板３、３の対向面側に設けた当接部材５、５と当接して面接触している状態、すなわち熱架橋スイッチがオン作動している状態が図示されており、また、図３には、回転熱伝導平板７が熱伝導平板３、３の対向面側に設けた当接部材５、５と非接触の状態、すなわち熱架橋スイッチがオフの状態が図示されている。図２の状態では、当接部材５は、回転熱伝導平板７との接触面積を広くして接触しており、熱の伝導をより確実にすると共に、回転熱伝導平板７を正しい位置で停止させる役割をしている。図２の状態で、対向する２つの熱伝導平板３のうち、一方の熱伝導平板３が相対的に高温に、他方の熱伝導平板３が相対的に低温になっている場合、高温側の熱伝導平板３の熱の多くは当接部材５−回転熱伝導平板７−低温の熱伝導平板３に伝えられる。

図３は回転熱伝導平板７が当接部材５と接触していない状態、すなわち熱架橋スイッチが作動していない状態で、対向する２つの熱伝導平板３のうち、一方の熱伝導平板３が相対的に高温側に、他方の熱伝導平板３が相対的に低温側となっている場合、高温の熱伝導平板３の極く一部の熱が断熱材２における熱伝導および断熱材４同士の間隙での熱放射および熱伝達により低温の熱伝導平板３に伝えられるが、高温側の熱伝導平板３の熱の多くは当接部材５と回転熱伝導平板７とが接触していないため、低温側の熱伝導平板３には伝えられない。また、図４のように、熱伝導平板３に突設された突条の当接部材５の回転熱伝導平板７と当接して接触する面を傾斜面とすることにより、両者の接触時には接触面積をより広く採ることができるので、熱を効率よく高温側から低温側に伝導することができる。

なお、本発明の実施の態様において、熱伝導平板３に突設された突条の当接部材５、及び該当接部材５と当接接触する回転熱伝導平板７を壁パネル１の長さ方向に設けたものについて説明したが、突条の当接部材５及び回転熱伝導平板７を壁パネル１の横方向に設けても良い。

上述したように、ハンドル部材、レバー部材の回転操作により、回転熱伝導平板７と当接部材５との接触および非接触を切り替えることにより、本発明の熱架橋スイッチは対向する２つの熱伝導平板３、３に挟まれた壁体全体の熱通過率を変化させることができる。本発明の壁面パネルの熱架橋スイッチは、プレハブ建築物の壁体として利用することが可能である。例えば、冬季の日中に建築物内部の温度が低い場合で、さらに熱架橋スイッチが設置された壁体に日射が当たっている場合、本発明の壁面パネルの熱架橋スイッチを動作させることで、日射の熱を建築物内部に伝えることができ、建築物内部の温度を高めることができる。また冬季の夜間に建築物内部の温度が外部の温度よりも高くなっている場合には、熱架橋スイッチを動作させないことによって熱架橋スイッチが設置された壁体の熱通過率を下げ、断熱効果を高めることができる。

本発明の熱架橋スイッチを設けた壁パネルの概略斜視図である。本発明の熱架橋スイッチのオン状態を示す概略断面図である。本発明の熱架橋スイッチのオフ状態を示す概略断面図である。本発明の熱架橋スイッチの他の実施の態様の概略断面図である。従来の断熱壁パネルの概略斜視図である。従来の熱架橋スイッチの概略図である。従来の他の熱架橋スイッチの概略図である。従来の他のスライド型の熱架橋スイッチの概略図である。従来の他の噛み合い型の熱架橋スイッチの概略図である。

符号の説明

１壁パネル
２枠部材
３熱伝導平板
４断熱材
５当接部材
６回転軸
７回転熱伝導平板
８空間部

Claims

四方の枠部材とその両側面に張設された熱伝導平板とからなる壁面パネルにおいて、該熱伝導平板の対向面側にそれぞれ対向して突設された突条の当接部材と、上下枠体に支承され該両当接部材と平面接触して当接する回転熱伝導平板と、該回転熱伝導平板の回転駆動装置とを有することを特徴とする壁面パネルの熱架橋スイッチ。
前記張設された熱伝導平板、当接部材及び回転熱伝導平板はいずれも金属材であることを特徴とする請求項１に記載の壁面パネルの熱架橋スイッチ。