JP2006242366A - 熱媒分岐ブロック - Google Patents

Abstract

【課題】 床暖房マットの熱媒分岐ブロック部の盛り上がりを防止し、踏み感を悪化させない熱媒分岐ブロックを提供する。
【解決手段】 矩形平板状の六面体ブロックの一つの側面に、前記六面体ブロック内にある上面側熱媒大流路および下面側熱媒大流路がそれぞれ連通する二つの大口径接続管が設けられ、前記一つの側面と隣接する左右の側面には、各側面に同数の小口径接続管が、前記一つの側面の中心からブロック内部に垂直に延びた軸を対称軸とした軸対称となる位置に設けられており、同じ側面にある隣接する前記小口径接続管の各内部に連通されている熱媒小流路同士および軸対称の関係にある前記左右の側面の前記小口径接続管の各内部に連通されている熱媒小流路同士は、前記六面体ブロック内部で互いに異なる前記熱媒大流路と連接されている、樹脂製の熱媒分岐ブロックとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、熱源機からの熱媒を床暖房マット内の配管回路へ分配するための熱媒分岐ブロックに関する。

一般住宅、集合住宅、ホテル、病院、高齢者養護施設などの建造物において、居住性を高める目的で、床面から暖房する床暖房システムが一般的になりつつある。かかる床暖房システムは、床暖房マット内の配管を流れる熱媒によって温まった床面からの輻射熱により、室内を暖房するものである。

床暖房マットには、熱源機から連絡配管によって運ばれた熱媒を、床暖房マット入り口で、床暖房マット内の一またはそれ以上の配管回路に分配するために、熱媒分岐ブロックが使用されている。従来、熱媒分岐ブロックは金属製のものが使用されていたが、近年、金属製の熱媒分岐ブロックに代わり、例えば、特許文献１にあるような、樹脂製のものが望まれるようになってきている。

樹脂製の熱媒分岐ブロックは、金属製のものと比較して、
・製作コストが安価である
・軽量である
・防錆性、防食性に優れている
・手作業によるろう付けが不要なため、ろう付け強度等の個体差が出ない
等の優れた利点を有している。
特開２０００−１９３１７６号公報

しかしながら、樹脂製の熱媒分岐ブロックは、一般的に射出成形によって製作されるため、熱媒分岐ブロック内で、熱媒流路が上下方向で交差する場合には、仕上がりが従来の金属製のものに比べて厚いものとなってしまう。厚い熱媒分岐ブロックを使用すると、熱媒分岐ブロック近傍の床暖房パネルに歩行等による上面からの荷重がかかった場合、弾力性に富む発泡合成樹脂が基材として用いられていることが多い床暖房パネルが、熱媒分岐ブロック近傍で撓み、熱媒分岐ブロック上の床面部がその周囲に比べて盛り上がってしまって踏み感が悪化するという問題があった。

そこで本発明は、床暖房マットの熱媒分岐ブロック部の盛り上がりを防止し、踏み感を悪化させない熱媒分岐ブロックを提供することを目的とする。

本発明者は鋭意検討した結果、熱媒分岐ブロックの内部の流路の形状を工夫することで熱媒分岐ブロックの厚みを薄くできることを見出し、本発明を完成した。

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。

本発明は、矩形平板状の六面体ブロックの一つの側面（１）に、前記六面体ブロック内にある上面側熱媒大流路（１２’）および下面側熱媒大流路（１１’）がそれぞれ連通する二つの大口径接続管（１１、１２）が設けられ、前記一つの側面（１）と隣接する左右の側面（２、３）には、各側面（２、３）に同数の小口径接続管（１３〜２０）が、前記一つの側面（１）の中心からブロック内部に垂直に延びた軸を対称軸とした軸対称となる位置に設けられており、同じ側面にある隣接する前記小口径接続管（１３〜２０）の各内部に連通されている熱媒小流路（１３’〜２０’）同士および軸対称の関係にある前記左右の側面の前記小口径接続管（１３〜２０）の各内部に連通されている熱媒小流路（１３’〜２０’）同士は、前記六面体ブロック内部で互いに異なる前記熱媒大流路（１１’〜１２’）と連接されている、樹脂製の熱媒分岐ブロック（１００）であって、少なくとも一つの前記熱媒小流路（１３’〜２０’）の、前記六面体ブロック内に位置する前記上面側熱媒大流路（１２’）または前記下面側熱媒大流路（１１’）に連接されている部位の断面形状が、真円の一部を略直線で欠いた優弧状であることを特徴とする、熱媒分岐ブロック（１００）を提供して前記課題を解決するものである。

この態様において、前記各小口径接続管（１３〜２０）に連通されている前記各熱媒小流路（１３’〜２０’）の、前記各小口径接続管端部（１３〜２０）に位置する開口部の形状が、真円状であることが好ましく、また、前記熱媒小流路（１３’〜２０’）の、前記上面側熱媒大流路（１２’）または下面側熱媒大流路（１１’）に連接されている部位の断面形状である優弧の略直線部分は、前記六面体ブロックの内部側に向いており、かつ、前記六面体ブロックの上下の面と平行であることが好ましい。

また、前記上面側大流路（１２’）および前記下面側大流路（１１’）の、一部の区間の断面形状が、真円の一部を略直線で欠いた優弧状であり、前記優弧の略直線部分は、前記六面体ブロックの内部側に向いており、かつ、前記六面体ブロックの上下の面と平行であることも好ましい。

これらの発明によれば、床暖房マットの熱媒分岐ブロック部の盛り上がりを防止し、踏み感を悪化させない熱媒分岐ブロックを提供することができる。

本発明の樹脂製の熱媒分岐ブロックは、必要な流路の大きさを確保しつつも薄型化されているため、熱媒分岐ブロックとしての機能を十分に発揮しつつも熱媒分岐ブロック部が設置された場所の床暖房マットの浮き上がりや踏み感の悪化を防止することができる。

本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

本発明の熱媒分岐ブロックは、一般住宅、集合住宅、商業ビルまたはホテルなどの居住性を高める目的で床に設置される床暖房マットに使用されるものであり、一本の連絡配管から送られてきた熱源機で温められた熱媒を、床面に設置された床暖房マット内の一またはそれ以上の配管回路へ分配する役割を有するものである。

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、本発明にかかる熱媒分岐ブロック１００の上面図である。矩形平板状の六面体ブロックの一つの側面１に、二個の大口径接続管１１、１２が、側面１に対して直角に連接されており、各大口径接続管１１、１２には、六面体ブロック内部に穿設された、互いに平行な二本の熱媒大流路１１’、１２’がまっすぐに連通されている。図２の側面図から分かるように、二つの大口径接続管１１、１２は、側面１の高さの異なる位置に配置されているため、それらと同じ高さで連通している六面体ブロック内部の熱媒大流路１１’、１２’も、高い場所に位置する上面側熱媒大流路１２’と、それよりも低い場所に位置する下面側熱媒大流路１１’という、高さの異なる二つの流路となっている。

大口径接続管１１、１２が設けられた側面１と隣接する左右二つの側面に２、３は、各四つの小口径接続管１３〜２０が、やはり各側面２、３に対して直角に連接されている。小口径接続管は、熱媒分岐ブロックが使用される床暖房マットによっては、各側面に一つづつ、あるいは二つづつ設けられることもある。各小口径接続管１３〜２０には、六面体ブロック内部に穿設された、互いに平行な熱媒小流路１３’〜２０’がそれぞれまっすぐに連通されており、各熱媒小流路１３’〜２０’は、六面体ブロック内部で、上面側熱媒大流路１２’と下面側熱媒大流路１１’のいずれかに連通されている。

図１の上面図上は、左右の側面２、３にある小口径接続管１３〜２０は、互いに左右対称な位置に設けられている。しかし、図３や図４の、左右の側面２、３についての側面図から分かるように、例えば小口径接続管１３と１７のような、左右の対応する位置にある小口径接続管同士は、互いに高さが異なる位置に設けられている。また、小口径接続管１３と１４のような、互いに隣接する小口径接続管同士も、各側面２、３で連接されている高さが互い違いになるよう設けられている。各熱媒小流路１３’〜２０’は、これら小口径接続管１３〜２０と同じ高さのまま六面体ブロック内に穿設されることで、上面側熱媒大流路１２’と下面側熱媒大流路１１’に交互に連接されるようになっている。図１の熱媒分岐ブロック１００では、各側面２、３の下面側に設けられた小口径接続管１３、１５、１８、２０に連通されている熱媒小流路１３’、１５’、１８’、２０’は、下面側熱媒大流路１１’と連接されており、各側面２、３の上面側に設けられた小口径接続管１４、１６、１７、１９に連通されている熱媒小流路１４’、１６’、１７’、１９’は、上面側熱媒大流路１２’と連接されている。その結果として形成された、下面側熱媒大流路１１’と熱媒小流路１３’、１５’、１８’、２０’からなる下面側流路系と、上面側熱媒大流路１２’と熱媒小流路１４’、１６’、１７’、１９’からなる上面側流路系は、六面体ブロック内の高さが異なる位置で、それぞれ上下の面に平行に存在しているため、互いに独立しており流路系が互いに干渉することはない。

本発明の熱媒分岐ブロック１００の、下面側熱媒大流路１１’あるいは上面側熱媒大流路１２’が連通されている二つの大口径接続管１１、１２のうちのどちらか一方の大口径接続管（本態様では仮に下面側熱媒大流路１１’が連通された大口径接続管１１とする）には、外部の熱源機から熱媒分岐ブロック１００へ熱媒を取り込むための往き連絡配管が接続され、他方の大口径接続管１２には、熱媒分岐ブロック１００から熱源機へ熱媒を戻すための戻り連絡配管が接続される。

往きの連絡配管によって大口径接続管１１から熱媒大流路１１’に入った熱媒は、熱媒大流路１１’と連接されている左右の熱媒小流路１３’、１５’、１８’、２０’に分配され、各熱媒小流路１３’、１５’、１８’、２０’が連通する小口径接続管１３、１５、１８、２０に接続された熱媒流通用配管によって、床暖房マット内を蛇行するように設けられた配管回路を流通する。床暖房マット内を配管回路に沿って流通した熱媒は、各小口径接続管１４、１６、１７、１９から熱媒分岐ブロック１００に戻り、熱媒小流路１４’、１６’、１７’、１９’が連接された熱媒大流路１２’で合流して再び一つの流れとなり、大口径接続管１２から連絡配管を経由して熱源機に戻され、温度、圧力を調整した上で、再度の一方の大口径接続管１１から熱媒分岐ブロック１００内に戻される。

前述したように、熱媒分岐ブロック１００の左右の複数の小口径接続管１３〜２０は、互い違いに上下の異なる流路系の熱媒小流路１３’〜２０’と連通されているので、熱媒流通用配管を流れる熱媒の方向を、相互に隣接する熱媒用配管の間で反対方向とすることができ、床暖房マットをマクロで見たときに温度斑を少なくし、温度分布をほぼ均一にすることができる。

図５は、図１の破線Ｘ−Ｘ’部分の、矢印方向から見た断面図である。熱媒小流路１４’、１６’の、上面側熱媒大流路１２’と連接された部分が、略直線部分がブロック内部側を向き、ブロックの上下面と平行である優弧の形状をしている。本発明の熱媒分岐ブロック１００は、このように、各熱媒小流路１３’〜２０’の、下面側熱媒大流路１１’または上面側熱媒大流路１２’に連接されている部位の断面形状が、真円の一部を略直線で欠いた優弧状であることを特徴とする。

本発明の熱媒分岐ブロック１００は、合成樹脂を使用した射出成形法により一体成形される。射出成形は、射出成形金型の空間部に樹脂を流すため、金型の空間部には樹脂が流れる程度の厚みが必要となる。したがって、熱媒分岐ブロック１００を薄型化するために熱媒流路と外表面との間にある樹脂の厚みや、上面側熱媒流路系と下面側熱媒流路系との間にある樹脂の厚みを薄くするのには限界がある。そこで、このように真円の一部を略直線で欠いた優弧状にして内部の熱媒流路の高さを減らすことで、熱媒分岐ブロック１００の薄型化を可能にしている。なお、ここで、真円の一部を欠くための「略直線」には、直線状、波形状、三日月状、湾曲状の線も含まれるが、好ましくは熱媒の圧力損失低減の観点から、直線状である。

また、図５で上下方向に位置している熱媒大流路１２’は、側面３の熱媒小流路１７’〜２０’のうちの、大口径接続管１２側からみて一つ目の熱媒小流路１７’と二つ目の熱媒小流路１８’の間から、一番遠い熱媒小流路２０’までの区間が優弧状になっており、ちょうど連接部が優弧状の熱媒小流路１４’、１６’と同じ高さの流路となるようにされている。その一方で、大口径接続管１２から、一つ目の熱媒小流路１７’までは流路が広く、断面形状が違うことが分かる。熱媒分岐ブロック１００の薄型化の観点からは、熱媒大流路１１’、１２’の断面形状も、このように優弧状とすることが好ましいが、大口径接続管１２から一つ目の熱媒小流路１７’までの間は、断面形状の優弧状化が熱媒分岐ブロック１００の薄型化に直接寄与する部分ではないため、その断面形状は、優弧状、楕円状、真円状等、特に限定されない。圧力損失を低減する観点からは広い流路断面積であることが好ましいため、熱媒分岐ブロック１００においては真円状にされている。

図６は、図１の破線Ｙ−Ｙ’部分の矢印方向から見た断面図である。熱媒大流路１１’、１２’との連接部で優弧状となった熱媒小流路１４’、１８’の断面は、小口径接続管１４、１８の内部で広くなっており、小口径接続管１４、１８端部の開口部では真円になっている。優弧状にして断面積を減らすと、圧力損失が大きくなってしまうため、圧力損失低減の観点からは、極力短い距離のみを優弧状とすることが好ましい。そこで、熱媒小流路１４’、１８’の、熱媒分岐ブロック１００の薄型化に影響のない部分については、流路断面積を広くするために真円状とされている。このようにすることで、熱媒分岐ブロック１００の薄型化による圧力損失を極力抑えることができる。

本発明の熱媒分岐ブロック１００の大きさは、熱媒小流路１３’〜２０’方向の長さが、左右の小口径接続管１３〜２０の長さ込みで通常４５〜２００ｍｍ、熱媒分岐ブロック１００の強度、熱媒流路確保、コスト等の観点から好ましくは６０〜１００ｍｍであり、熱媒大流路１１’、１２’方向の幅が、大口径接続管１１、１２の長さ込みで通常４０〜２２０ｍｍ、熱媒分岐ブロック１００の強度、熱媒流路確保、コスト等の観点から好ましくは５０〜１００ｍｍであり、高さは通常１１．０〜１２．０ｍｍ、床暖房マット内への敷設、足踏み感の観点から好ましくは１１．１〜１１．９ｍｍである。また、配管との接続性の観点から、大口径接続管１１、１２および小口径接続管１３〜２０は、先細りで、外周面に凹凸をつけた形状とされるのが好ましい。

本発明にかかる熱媒分岐ブロック１００の射出成形に使用される合成樹脂としては、耐熱性、耐薬品性、剛性などに優れたエンジニアプラスチックが好ましく、例えば、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。中でもポリフェニルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイドが好適である。合成樹脂には、着色剤、安定剤、充填剤、難燃剤、ガラス繊維、タルク、酸化チタンなどの各種樹脂添加剤を配合することができる。

以上、現時点において、最も、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ある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熱媒分岐ブロック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。

本発明にかかる熱媒分岐ブロック１００の上面図である。 図１の側面１の平面図である。 図１の側面２の平面図である。 図１の側面３の平面図である。 図１の破線Ｘ−Ｘ’部分の矢印方向から見た断面図である。 図１の破線Ｙ−Ｙ’部分の矢印方向から見た断面図である。

符号の説明

１、２、３ 側面
１１、１２ 大口径接続管
１１’、１２’ 熱媒大流路
１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０ 小口径接続管
１３’、１４’、１５’、１６’、１７’、１８’、１９’、２０’ 熱媒小流路
１００ 熱媒分岐ブロック

Claims (4)

1. 矩形平板状の六面体ブロックの一つの側面に、前記六面体ブロック内にある上面側熱媒大流路および下面側熱媒大流路がそれぞれ連通する二つの大口径接続管が設けられ、前記一つの側面と隣接する左右の側面には、各側面に同数の小口径接続管が、前記一つの側面の中心からブロック内部に垂直に延びた軸を対称軸とした軸対称となる位置に設けられており、同じ側面にある隣接する前記小口径接続管の各内部に連通されている熱媒小流路同士および軸対称の関係にある前記左右の側面の前記小口径接続管の各内部に連通されている熱媒小流路同士は、前記六面体ブロック内部で互いに異なる前記熱媒大流路と連接されている、樹脂製の熱媒分岐ブロックであって、少なくとも一つの前記熱媒小流路の、前記六面体ブロック内に位置する前記上面側熱媒大流路または前記下面側熱媒大流路に連接されている部位の断面形状が、真円の一部を略直線で欠いた優弧状であることを特徴とする、熱媒分岐ブロック。
2. 前記各小口径接続管に連通されている前記各熱媒小流路の、前記各小口径接続管端部に位置する開口部の形状が、真円状であることを特徴とする、請求項１に記載の熱媒分岐ブロック。
3. 前記熱媒小流路の、前記上面側熱媒大流路または下面側熱媒大流路に連接されている部位の断面形状である優弧の略直線部分は、前記六面体ブロックの内部側に向いており、かつ、前記六面体ブロックの上下の面と平行であることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱媒分岐ブロック。
4. 前記上面側大流路および前記下面側大流路の、一部の区間の断面形状が、真円の一部を略直線で欠いた優弧状であり、前記優弧の略直線部分は、前記六面体ブロックの内部側に向いており、かつ、前記六面体ブロックの上下の面と平行であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱媒分岐ブロック。
   

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