JP2011196627A - 温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダー - Google Patents

Abstract

【課題】温水の流動抵抗が少く、製作が容易な温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダーを提供する。
【解決手段】ヘッダーは、温水往き側ヘッダー要素４ａと還り側ヘッダー要素４ｂから成り、更にヘッダー要素４ａと４ｂは、第一ブロック１０と第二ブロック１５及び２０と２５をパイプ１７と２７でそれぞれ連結した構成とする。そして、このヘッダー要素４ａと４ｂはパイプ１７、２７の中間に形成した凹曲部１７ａ、２７ａ部分でＸ字状に交差させて温水マット１に組み付けて使用する。このように、ヘッダー要素４ａと４ｂをＸ字状に交差させて使用するため、従来例のように交差部分において流路径を絞る必要がなく、流動抵抗の要因がなくなる。また機械加工は各ブロック１０、１５及び２０、２５内の流路１４、１５ａ及び２４、２５ａだけとなり、パイプ１７、２７はブロックに対して溶接を行うだけで良く、製作が容易となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、温水式床暖房用温水マットにおいて、熱源機から温水往き搬送管を経由して送られて来た温水を温水マットに配管された放熱管へ分配し、かつ前記放熱管を一巡して還って来た温水を集合して温水還り搬送管を経由して熱源機へ返送するためのヘッダーに関する。

従来の温水式床暖房用温水マットにおいて用いられているヘッダーの構造は、偏平な四角形の１個の金属ブロックに熱源機と結ばれる温水搬送往き管接続口と還り管接続口を形成すると共に温水マット内に配管された放熱管の回路数に合わせた温水往き側接続口と還り側接続口が形成されていて、ブロック内に機械加工により形成された直線的な流路で往き側の各接続口が結ばれ、同じように還り側の各接続口が結ばれている。

そして、温水マット内に配管されている放熱管は、その温水の流れが逆方向となって放熱の均一化を図る構成となっていることから、ヘッダーも温水往き側接続口を左右に分け、還り側接続口も左右に分けた構造となっている。例えば特開２０００−１９３１７６号公報、特開平０９−２６９１３５号公報、特開２００５−３２６１２０号公報。

このように、従来のヘッダーの場合、偏平な１個の金属ブロックにそれぞれの接続口を左右に分けた構成となっていることから、前記ブロック内においてはどうしても温水の往きと還りの流路に交差する部分が生じる。

そして、前記ブロック内の流路はドリルを用いて機械加工するため、流路は一直線状となり、然も交差する部分において流路に段差を設ける必要がある。

一方、ヘッダーは、通常の温水マットの厚さである１２ｍｍ以内に収まる厚さであることが条件のため、ブロックは通常９ｍｍ厚に制限されている。

このため、ブロック内の流路において交差部が無い場合には、肉厚を考慮して例えば７．５ｍｍ径の流路で結ぶことは可能であるが、９ｍｍ厚のブロック内において交差部がある場合には、この交差部だけの流路径を互いに３．５ｍｍに設定する必要が生じ、流路の加工においてはその径を例えば７ｍｍと３．５ｍｍの二度に分けて加工を行う必要があり、手間がかかると共に、交差部の流路を上下に区画する壁厚は０．５ｍｍ程度に設定していることから、この僅かな肉厚を確保するためには高度な加工技術が要求されている。

このような流路の加工例は、前記した先行技術文献にも具体的に示されている。

特開２０００−１９３１７６号公報 特開平０９−２６９１３５号公報 特開２００５−３２６１２０号公報

しかし、このように流路径を交差部分において縮小すると、その分ヘッダー内において流動抵抗が増大し、熱源機内の循環ポンプの大型化や騒音の問題が発生する。

また、金属ブロック内に細いドリルで二度の孔加工を行うため、この加工には熟練が必要であり、またそれでも加工誤差のために前記した０．５ｍｍの交差部の境界壁を確保できなくなって薄肉化し、耐久性に問題が発生したり、微細なピンホール等が発生して往きと還りの温水が交わってしまうと云った問題が発生することがある。

本発明は、以上で述べたような問題点の解消を目的とするもので、具体的には、流動抵抗が少く、加工が簡単な構造を持った温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダーを提供するのが目的である。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のヘッダーは、
ａ．温水式床暖房用温水マットにおいて、熱源機から搬送往き管を経由して送られて来た温水を前記温水マット内の放熱管に分配すると共にこの放熱管を一巡して還って来た温水を集合して搬送還り管を経由して前記熱源機へ返送するためのヘッダーであって、
ｂ．前記ヘッダーは、前記温水搬送往き管接続口を形成すると共に放熱管の往き接続口を形成して成る温水分配第一ブロック及び、前記温水分配第一ブロックとの間に温水分配パイプを経由して結ばれていると共に前記パイプから送られて来た温水を更に別の放熱管へ分配して送給する放熱管往き接続口を形成して成る温水分配第二ブロックから成る温水分配側ヘッダー要素と、
ｃ．前記温水マット内を一巡して来た放熱管を接続する放熱管の還り接続口を形成して成る温水集合第二ブロック及び、前記温水集合第二ブロックとの間に温水集合パイプを経由して結ばれていると共に温水マット内を一巡して還って来た放熱管を接続する放熱管の還り接続口を形成し、更に前記熱源機に至る温水搬送還り管接続口を形成して成る温水集合第一ブロックから成る温水集合側ヘッダー要素と、
ｄ．前記温水分配パイプと集合パイプには、その中間に互いに反対方向の凹曲部を形成し、この凹曲部で温水分配側ヘッダー要素と集合要素をＸ字状に交差させて温水マットに組み付けるように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載のヘッダーは、前記温水分配第一及び第二ブロック並びに温水集合第一及び第二ブロックには、搬送管の接続口を除いて同数の単数又は複数の接続口が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載のヘッダーは、前記温水分配第一及び第二ブロック並びに温水集合第一及び第二ブロックは、偏平に形成されていると共に厚さは９〜１２ｍｍに設定され、前記分配パイプ及び集合パイプの外径寸法は６ｍｍに設定されていることにより、ヘッダー全体が前記温水マットの厚さである１２ｍｍ以内に収まることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載のヘッダーは、前記温水分配ヘッダー要素と温水集合ヘッダー要素は、金属又は樹脂製であることを特徴とするものである。

本発明は以上のとおり、ヘッダーを偏平な１ケの金属ブロックで構成するのではなく、ヘッダーを温水の分配側と集合側要素の２パーツに分けると共に交差部において２本のパイプをその凹曲部でＸ字状に交差させて組み付けるようにした。

この結果、従来のように交差部において流路の径を縮小していないことから、交差部が流動抵抗となることがない。

また、前記パイプの交差部において、パイプを互いに外側（上下方向）に円曲させて組み合わせることにより、交差部の高さをヘッダーに求められる高さ（厚さ）の範囲内に抑えることができる。

また、温水分配及び集合第一、第二ブロック内の流路は一度の孔加工で良く、然もブロック内の孔径には余裕があるため、熟練者でなくとも孔加工を行うことができると共に各第一、第二ブロック間をそれぞれパイプで結んだことにより、このパイプは既製品を切断して用いることができることから、製作コストを安く抑えることができる。

本発明に係るヘッダーを用いた温水マットの説明図 （Ａ）は温水分配側ヘッダー要素の説明図、（Ｂ）は温水集合側ヘッダー要素の説明図 （Ａ）は図２において、矢印ａ方向、（Ｂ）は矢印ｂ方向から見た状態の説明図 図２、３に示したヘッダー要素を組み合わせて温水マットに組み付ける状態の説明図 図４において、矢印ｃ方向から見た説明図 ４回路の放熱管が配管されている温水マット用ヘッダーの説明図 図６において、矢印ｄ方向から見た説明図 ４回路の放熱管が配管されている温水マット用ヘッダーであって、図６の場合とは第二ブロックにおいて放熱管の接続口の位置、方向が違うヘッダーの説明図 図８において、矢印ｅ方向から見た説明図

本発明のヘッダー４は、図１に示すように、熱源機５で発生させた約６０℃の温水を部屋のカーペットあるいはフローリング床の下に敷設された小根太及び小小根太２入りの温水マット１のところまで搬送往き管６を経由して送り出された温水を温水マット１内に配管された放熱管３の往き側３ａに分配し、かつこの分配された温水が前記放熱管を一巡して還り側３ｂに還って来たのを集合させて搬送還り管６ａを経由して前記熱源機５へ還すために利用される。

そして、このヘッダー４は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように温水の分配側ヘッダー要素
４ａと集合側ヘッダー要素４ｂの２パーツに別れていて、温水マット１に取り付けるときにこの要素４ａ、４ｂを図４に示すようにＸ字状に組み合わせることにより温水の分配方向を左右に分けて温水マット１内においては温水の流れが対向流となるように分配する構成である。

本実施例１は、上記したように温水マット１内に配管された２本（２回路）の放熱管３に対して温水を分配し、かつ集合する形態のヘッダー４であって、このヘッダー４は、図２（Ａ）に示す温水分配側ヘッダー要素４ａと（Ｂ）に示す温水集合側ヘッダー要素４ｂに別れているが、この要素４ａと４ｂは左右に分けたときには対称的な形状となっている。

以下温水分配側ヘッダー要素４ａについて説明すると、この温水分配側ヘッダー要素４ａは、偏平な金属製第一ブロック１０に熱源機５から延長された２本の搬送管のうち、往き側６が結ばれる接続口１１が図２（Ａ）において下向きに形成されていると共に左向きに１回路の放熱管３の往き接続口１２が形成され、更に右斜め上向きに温水分配管パイプ１７の接続口１３が形成され、これら接続口１１、１２、１３は第一ブロック１０内において倒Ｔ字状の流路１４で結ばれている。

また、温水分配側ヘッダー要素４ａには、偏平な金属製第二ブロック１５が形成され、この第二ブロック１５は、左斜め下向きに形成したパイプ１７の接続口１６が形成されていて、前記第一ブロック１０の接続口１３とは金属製の分配パイプ１７で結ばれていると共に第二ブロック１５には上向きに２回路のうちのもう１回路の放熱管３の往き接続口１８が形成されている。

更に、前記パイプ１７には、図３（Ａ）に示すようにその中間に上向きの凹曲部（湾曲部）１７ａが形成されている。

次に、図２（Ｂ）に基づいて前記ヘッダー４の温水集合側ヘッダー要素４ｂを説明する。但し、構造的には図２（Ａ）で説明した温水分配側ヘッダー要素４ａと対称的となる。

この温水集合側ヘッダー要素４ｂは、偏平な金属製第一ブロック２０に熱源機５から延長された２本の搬送管のうち、還り側６ｂが結ばれる接続口２１が図２（Ｂ）において下向きに形成され、更に右向きに１回路の放熱管３の還り接続口２２が形成されていると共に左斜め上向きに温水集合パイプ２７の接続口２３が形成されている。

また、温水集合側ヘッダー要素４ｂには、偏平な金属製第二ブロック２５が形成され、この第二ブロック２５は、右斜め下向きに形成したパイプ２７の接続口２６が形成され、この接続口２６と前記接続口２３は金属製のパイプ２７で結ばれていると共に上向きに２回路のうちのもう一方の放熱管３の還り接続口２８が形成されている。

更に、前記パイプ２７の中間には、図３（Ｂ）に示すように下向きの凹曲部（湾曲部）２７ａが形成されている。

なお、前記パイプ１７、２７の両端はそれぞれ第一、第二ブロック１０、１５及び２０，２５にろう付けされていると共に搬送往き管６及び還り管６ｂの接続口１１、２１と放熱管の接続口１２、１８及び２２、２８は通称タケノコと称される形状を呈している。

図４は、温水分配側ヘッダー要素４ａと集合側ヘッダー要素４ｂをパイプ１７、２７の凹曲部１７ａ、２７ａを向い合わせにしてＸ字状に組み合わせた状態を示し、この状態で温水マット１に組み付けられる。このとき、パイプ１７、２７の交差部分をテープ等で結び、分離するのを防止するようにしても良いし、何もしないで組み付けるようにしても良い。

本実施例１においては、熱源機５から送られて来た温水は、搬送往き管６を経由して接続口１１から第一ブロック１０内に入り、流路１４を経由して接続口１３及びパイプ１７を経由して第二ブロック１５の接続口１６から流路１５ａ、接続口１８を経由して放熱管に分配される。

一方、放熱管を一巡して還って来た温水は、第二ブロック２５の接続口２８から流路２５ａ及びパイプ２７内の流路２７ａを経由して第一ブロック２０の流路２４内に入り、第一ブロック２０の接続口２２から入った温水と流路２４で合流し、搬送還り管６ａを経由して熱源機５に還る。

本実施例２は、上記したように温水マット１内に配管された４本（４回路）の放熱管３において、４本の往き側３ａに分配し、４本の還り側３ｂを集合する形態のヘッダー４であって、このヘッダー４は、実施例１と同様温水分配側ヘッダー要素４ａと温水集合側ヘッダー要素４ｂに別れており、これをＸ字状に組み合わせた例を示したのが図６である。

先ず、温水分配側ヘッダー要素４ａについて説明すると、この温水分配側ヘッダー要素４ａは、偏平な金属製第一ブロック１０に熱源機５から延長された２本の搬送管のうち、往き側６が結ばれる接続口１１が図６において下向きに形成されていると共に左向きに２回路の放熱管３の往き側３ａの接続口１２、１２ａが形成され、更に右斜め上向きに温水分配管パイプ１７の接続口１３が形成され、これら接続口１１、１２、１２ａ、１３は第一ブロック１０内において流路１４で結ばれている。

また、温水分配側ヘッダー要素４ａには、偏平な金属製第二ブロック１５が形成され、この第二ブロック１５は、左斜め下向きに形成したパイプ１７の接続口１６が形成されていて、この接続口１６と前記接続口１３は金属製のパイプ１７で結ばれていると共に右向きに２回路の放熱管の往き側３ａの接続口１８、１８ａが形成されている。

更に、前記パイプ１７には、図７に示すようにその中間に下向きの凹曲部１７ａが形成されている。

次に、図６に基づいて前記ヘッダーの温水集合側ヘッダー要素４ｂを説明する。但し、構造的には温水分配側ヘッダー要素４ａと左右に分けたときには対称となる。

この温水集合側ヘッダー要素４ｂは、偏平な金属製第一ブロック２０に熱源機５から延長された２本の搬送管のうち、還り管６ａが結ばれる接続口２１が図６において下向きに形成されていると共に右向きに２回路の放熱管３の還り側３ｂの還り側接続口２２、２２ａが形成され、更に左斜め上向きに温水集合管パイプ２７の接続口２３が形成されている。

また、温水集合側ヘッダー要素４ｂには、偏平な金属製第二ブロック２５が形成され、この第二ブロック２５は、右斜め下向きにパイプ２７の接続口２６が形成され、この接続口２６と前記接続口２３は金属製のパイプ２７で結ばれていると共に左向きに２回路の放熱管３の還り側３ｂの還り側接続口２８、２８ａが形成されている。

更に、前記パイプ２７には、図７に示すようにその中間に上向きの凹曲部２７ａが形成されている。

なお、前記分配パイプ１７、集合パイプ２７の両端はそれぞれ第一、第二ブロック１０、１５及び２０，２５にろう付けされていると共に搬送往き管６ａと還り管６ｂ及び放熱管３の往き側接続口１２、１２ａ、及び１８、１８ａ及び還り接続口２２、２２ａ、及び２８、２８ａは通称タケノコと称される形状を呈している。

上記温水送り側ヘッダー要素４ａと還り側ヘッダー要素４ｂは、図６、７に示すようにパイプ１７、２７の凹曲部１７ａ、２７ａを向い合わせにしてＸ字状に組み合わせた状態を示し、この状態で温水マット１に組み付けられる。このとき、パイプ１７、２７の交差部分をテープ等で結び、分離するのを防止するようにしても良いし、なにもしないで組み付けるようにしても良い。

本実施例２においては、熱源機５から送られて来た温水は、搬送往き管６を経由して接続口１１から第一ブロック１０内に入り、流路１４を経由して接続口１２、１２ａ及びパイプ１７を経由して第二ブロック１５の流路１５ａから接続口１８、１８ａを経由して放熱管３の往き側３ａへ分配される。

一方、放熱管３を一巡して来た温水は、第二ブロック２５の接続口２８、２８ａから流路２５ａ及びパイプ２７を経由して第一ブロック２０の流路２４内に入り、第一ブロック２０の接続口２２、２２ａから入った温水と流路２４で合流し、搬送還り管６ａを経由して熱源機５に還る。

本実施例３を図８、図９に示す。但し、本実施例３は、実施例２の第二ブロック１５、２５において放熱管３の接続口１８、１８ａ及び２８、２８ａを横向きと上向きに形成した以外、構成はすべて実施例２と同一であり、またその作用も同一のため、説明の重複を避けるために図８、９において同一箇所に同一の符号のみを記し、詳細な説明は省略する。

なお、上記実施例において、ヘッダー要素４ａと４ｂはすべて金属製であるが、これは樹脂製とすることもでき、本発明の技術的範囲内である。

又、上記実施例１〜３において、各第一及び第二ブロックを結ぶパイプ１７は、ブロックの肉厚の中央に形成された接続口１３、１６間に結ばれているが、この接続口１３、１６を中間よりやや上位にずらして結び、反対にパイプ２７を下位にずらして結ぶことにより、それぞれの凹曲部１７ａ及び２７ａの湾曲を大きくしてパイプ１７、２７の曲げ加工を少しでもしやすいようにしても良い。

１ 温水マット
３ 放熱管
４ ヘッダー
４ａ、４ｂ ヘッダー要素
５ 熱源機
６ 搬送往き管
６ａ 搬送還り管
１０、２０ 第一ブロック
１５、２５ 第二ブロック
１７、２７ パイプ
１７ａ、２７ａ 凹曲部

Claims (4)

1. ａ．温水式床暖房用温水マットにおいて、熱源機から搬送往き管を経由して送られて来た温水を前記温水マット内の放熱管に分配すると共にこの放熱管を一巡して還って来た温水を集合して搬送還り管を経由して前記熱源機へ返送するためのヘッダーであって、
   ｂ．前記ヘッダーは、前記温水搬送往き管接続口を形成すると共に放熱管の往き接続口を形成して成る温水分配第一ブロック及び、前記温水分配第一ブロックとの間に温水分配パイプを経由して結ばれていると共に前記パイプから送られて来た温水を更に別の放熱管へ分配して送給する放熱管往き接続口を形成して成る温水分配第二ブロックから成る温水分配側ヘッダー要素と、
   ｃ．前記温水マット内を一巡して来た放熱管を接続する放熱管の還り接続口を形成して成る温水集合第二ブロック及び、前記温水集合第二ブロックとの間に温水集合パイプを経由して結ばれていると共に温水マット内を一巡して還って来た放熱管を接続する放熱管の還り接続口を形成し、更に前記熱源機に至る温水搬送還り管接続口を形成して成る温水集合第一ブロックから成る温水集合側ヘッダー要素と、
   ｄ．前記温水分配パイプと集合パイプには、その中間に互いに反対方向の凹曲部を形成し、この凹曲部で温水分配側ヘッダー要素と集合要素をＸ字状に交差させて温水マットに組み付けるように構成されていることを特徴とする温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダー。
2. 前記温水分配第一及び第二ブロック並びに温水集合第一及び第二ブロックには、搬送管の接続口を除いて同数の単数又は複数の接続口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダー。
3. 前記温水分配第一及び第二ブロック並びに温水集合第一及び第二ブロックは、偏平に形成されていると共に厚さは９〜１２ｍｍに設定され、前記分配パイプ及び集合パイプの外径寸法は６ｍｍに設定されていることにより、ヘッダー全体が前記温水マットの厚さである１２ｍｍ以内に収まることを特徴とする請求項１又は２に記載の温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダー。
4. 前記温水分配ヘッダー要素と温水集合ヘッダー要素は、金属又は樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温水式床暖房用温水マットに用いられるヘッダー。

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