JP2016035345A - Flexible duct - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の空調設備におけるフレキシブルダクトに関し、特にフレキシブルダクトの主ダクトと分岐ダクトとの接続部の断熱構造に関する。 The present invention relates to a flexible duct in an air conditioning facility for a building, and more particularly to a heat insulating structure of a connection portion between a main duct and a branch duct of the flexible duct.
一般に、オフィスビル等の建物には冷暖房や換気等を行なう空調設備が設けられている。空調設備は、空気を通すダクトを備えている。通常、ダクトは、冷暖房機等の空調機から延びる主ダクトと、この主ダクトから分岐する分岐ダクトとを有している。分岐ダクトが、各空調エリアへ延びている。近年、この種のダクトとして、軽量で伸縮性を備えたフレキシブルダクト(特許文献1等参照)の需要が高まっている。
In general, buildings such as office buildings are provided with air conditioning equipment for air conditioning and ventilation. The air conditioning equipment includes a duct through which air passes. Usually, the duct has a main duct extending from an air conditioner such as an air conditioner and a branch duct branched from the main duct. A branch duct extends to each air conditioning area. In recent years, as a duct of this type, there is an increasing demand for flexible ducts that are lightweight and have elasticity (see
特許文献1のフレキシブルダクトにおいては、主ダクトと分岐ダクトとの接続部にダクト接続手段が設けられている。ダクト接続手段は、支持部材と、分岐管部材とを有している。支持部材が主ダクトの内部に配置される。分岐管部材は、ベースプレートと、このベースプレートから突出する枝管部とを含む。ベースプレートが支持部材によって主ダクトの周側部に固定される。枝管部に分岐ダクトの基端部が接続される。
In the flexible duct of
上掲特許文献では、分岐ダクトの断熱層が枝管部の外周に被さっている。したがって、分岐ダクトの断熱層だけで、主ダクトと分岐ダクトとの接続部の断熱(保温)を図っている。しかし、接続部における断熱手段としては十分でない場合があり、冷暖房の熱が接続部から外部に漏れたり接続部外表面に結露が生じたりするおそれがあった。
本発明は、前記事情に鑑み、主ダクトと分岐ダクトとの接続部の断熱性(保温性)を高めることを目的とする。
In the above-mentioned patent document, the heat insulating layer of the branch duct covers the outer periphery of the branch pipe portion. Therefore, only the heat insulation layer of the branch duct is used to insulate (heat-retain) the connection portion between the main duct and the branch duct. However, it may not be sufficient as a heat insulating means in the connection portion, and there is a possibility that heat of cooling and heating leaks from the connection portion to the outside or condensation occurs on the outer surface of the connection portion.
In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to improve the heat insulation (heat retention) of the connection portion between the main duct and the branch duct.
前記問題点を解決するために、本発明は、主ダクトと、前記主ダクトの周側部から分岐された分岐ダクトと、前記主ダクトの周側部と前記分岐ダクトの基端部とを接続するダクト接続手段とを備えたフレキシブルダクトにおいて、前記ダクト接続手段が、前記分岐ダクトの基端部の周方向に沿う環状の接続断熱層を有し、前記接続断熱層が、ポリオレフィン発泡樹脂にて構成されていることを特徴とする。
これによって、主ダクトと分岐ダクトとの接続部における断熱性(保温性)を確保でき、接続部において冷暖房の熱が外部に漏れたり結露が生じたりするのを防止できる。
In order to solve the above problems, the present invention connects a main duct, a branch duct branched from a peripheral side portion of the main duct, and a peripheral side portion of the main duct and a proximal end portion of the branch duct. In the flexible duct including the duct connecting means, the duct connecting means has an annular connection heat insulating layer along the circumferential direction of the proximal end portion of the branch duct, and the connection heat insulating layer is made of a polyolefin foam resin. It is configured.
Thereby, the heat insulation (heat insulation) in the connection part of a main duct and a branch duct can be ensured, and it can prevent that the heat | fever of a cooling / heating leaks outside or a dew condensation arises in a connection part.
前記ダクト接続手段が、前記主ダクトの周側部を貫通するとともに前記主ダクトの外側へ突出された分岐管を有し、前記接続断熱層が、前記分岐管の前記突出された部分の外周に被さり、かつ前記分岐ダクトの基端部が、前記接続断熱層の外周に被さっていることが好ましい。
これによって、主ダクトと分岐ダクトとの接続部における断熱性を確実に確保できる。
The duct connecting means has a branch pipe that penetrates a peripheral side portion of the main duct and protrudes to the outside of the main duct, and the connection heat insulating layer is formed on an outer periphery of the protruding portion of the branch pipe. It is preferable that the cover and the base end portion of the branch duct cover the outer periphery of the connection heat insulation layer.
Thereby, the heat insulation in the connection part of a main duct and a branch duct can be ensured reliably.
前記接続断熱層を構成するポリオレフィン発泡樹脂が、ポリエチレン発泡樹脂であることが好ましい。 The polyolefin foamed resin constituting the connection heat insulating layer is preferably a polyethylene foamed resin.
本発明によれば、フレキシブルダクトの主ダクトと分岐ダクトとの接続部における断熱性(保温性)を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat insulation (heat retention) in the connection part of the main duct of a flexible duct and a branch duct can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1及び図2は、例えばオフィスビル等の建物の空調設備の配管として用いられるフレキシブルダクト1を示したものである。フレキシブルダクト1は、アルミダクトより軽量で、柔軟かつ伸縮可能な空調用配管であり、主ダクト10と、分岐ダクト20とを備えている。図示しない冷暖房機や換気装置から主ダクト10が延びている。この主ダクト10から分岐ダクト20が分岐している。この分岐ダクト20が各空調エリア(図示せず)へ延びている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG.1 and FIG.2 shows the
図1及び図2に示すように、主ダクト10は、芯材11と、内膜体12と、第1断熱層13と、外膜体14とを備えている。芯材11は、鋼、鉄等の金属にて構成され、螺旋状になっている。内膜体12は、不織布や樹脂シートにて構成されている。この内膜体12の外周に芯材11が止着されることによって、内膜体12が管状に保形されている。内膜体12の内部に第1気体流路19が画成されている。第1気体流路19内を、温調(冷暖房)された空気や換気対象の空気等の気体が通される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1断熱層13は、柔軟なグラスウールにて構成され、管状になっている。この第1断熱層13が、内膜体12及び芯材11の外周を囲んでいる。第1断熱層13の内周面と外周面との間の厚さは、例えば25mm〜50mm程度である。
The first
外膜体14は、例えばポリエチレン等の樹脂単層又はポリエチレンテレフタレート等の樹脂層とアルミニウム等の金属層とを積層することによって構成され、管状になっている。この外膜体14が、第1断熱層13の外周を囲んでいる。
なお、図2において、内膜体12及び外膜体14の厚さは、第1断熱層13の厚さに対して誇張されている。
The
In FIG. 2, the thicknesses of the
図1及び図2に示すように、主ダクト10の周側部から分岐ダクト20が分岐されている。主ダクト10の周側部には、分岐ダクト20との連通用の連通穴18が形成されている。連通穴18は、概略円形になっており、主ダクト10の内膜体12、第1断熱層13、及び外膜体14を貫通している。連通穴18内に芯材11の一部が露出されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
分岐ダクト20は、主ダクト10と同様の構造になっている。すなわち、分岐ダクト20は、芯材21と、内膜体22と、第2断熱層23と、外膜体24を有している。芯材21は、螺旋状の金属にて構成されている。内膜体22は、不織布や樹脂シートにて構成され、外周側から芯材21に止着されることによって管状に保形されている。内膜体22の内部に第2気体流路29が画成されている。この第2気体流路29が、連通穴18を介して第1気体流路19と連通されている。
The
第2断熱層23は、柔軟なグラスウールにて構成され、内膜体22及び芯材21の外周を囲んでいる。第2断熱層23の内周面と外周面との間の厚さは、例えば25mm〜50mm程度である。外膜体24は、樹脂層と金属層との積層体にて構成され、第2断熱層23の外周を囲んでいる。
図2において、内膜体22及び外膜体24の厚さは、第2断熱層23の厚さに対して誇張されている。
The second
In FIG. 2, the thicknesses of the
図2に示すように、分岐ダクト20の基端部(同図において下端部)の第2断熱層23は、径方向に圧縮されている。これによって、分岐ダクト20の基端部の外径が収縮されている。以下、分岐ダクト20の基端部の収縮された部分を、絞り部20eと称す。絞り部20eにおける外膜体24は、第2断熱層23の基端面(図2において下端面)から分岐ダクト20の内周面へ回り込んでいる。絞り部20eの外周には、板バンド26が巻き付けられることで第2断熱層23が締め付けられている。また、板バンド26の抜け止めのために、ビス25が絞り部20eの厚さ方向に打ち込まれている。ビス25は、絞り部20eの周方向に間隔を置いて複数設けられている。更に板バンド26の外側に粘着テープ27が貼り付けられている。絞り部20eの基端面(図2において下端面)は、主ダクト10における連通穴18の周辺の外面に当接されている。
As shown in FIG. 2, the second
図1及び図2に示すように、フレキシブルダクト1における主ダクト10と分岐ダクト20との接続部1cには、ダクト接続手段30が設けられている。ダクト接続手段30によって主ダクト10の周側部と分岐ダクト20の基端部とが接続されている。ダクト接続手段30は、分岐部材31と、支持部材32とを含む。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
分岐部材31は、分岐管31aと、鍔部31bとを一体に有している。分岐部材31を介して主ダクト10から分岐ダクト20が分岐される。分岐部材31の材質は、アルミニウム、鉄、鋼等の金属であるが、硬質樹脂等であってもよい。分岐管31aは、円筒状になっている。この分岐管31aの基端部が連通穴18に挿通されている。言い換えると、分岐管31aが主ダクト10の周側部を貫通している。
The
分岐管31aの基端部(図2において下端部)は、連通穴18の内部における第1断熱層13と内膜体12との境付近に位置している。この分岐管31aの基端部から鍔部31bが径方向外側へ突出されている。この鍔部31bが、連通穴18の周辺部における断熱層13の内周面と芯材11及び内膜体12の外周面との間に挿し入れられている。したがって、鍔部31bの内側面(第1気体流路19を向く面、図2において下面)が、芯材11と直接的に当接している。
The proximal end portion (lower end portion in FIG. 2) of the
分岐部材31は、支持部材32によって主ダクト10に支持される。支持部材32は、アルミニウム、鉄、鋼等の金属にて構成され、円環状の板形状になっている。好ましくは、支持部材32は、人の手の力で容易に変形できる程度の弾性を有している。支持部材32の中央部には中心穴32cが形成されている。この支持部材32が、連通穴18の周辺部における内膜体12の内周面に宛がわれている。そして、鍔部31bと支持部材32とが、芯材11及び内膜体12を挟んで連結部材34にて連結されている。連結部材34は、リベットにて構成されているが、ボルト及びナット等にて構成されていてもよい。連結部材34に代えて、鍔部31b及び支持部材32の何れか一方に係止爪が突出して設けられ、他方に前記係止爪を係止する穴等の係止部が設けられていてもよい。
The
分岐管31aの基端部と支持部材32の内周縁との間には、粘着性充填剤43が充填されている。粘着性充填剤43は、分岐管31a及び支持部材32の内周縁の全周にわたって環状に延びている。この粘着性充填剤43によって分岐管31aと支持部材32との間が気密にシールされている。粘着性充填剤43として、合成ゴム系又はシリコーン系等のコーキング剤が用いられている。
An
ダクト接続手段30における分岐管31aの先端部(図2において上端部)は、主ダクト10から外側(図2において上)へ突出されている。この分岐管31aの先端部に分岐ダクト20が接続されている。第1気体流路19が、分岐管31aの内部、及び支持部材32の中心穴32cを経て第2気体流路29に連なっている。第1気体流路19の気体が、ダクト接続手段30内を経て、第2気体流路29へ分流される。
The leading end portion (upper end portion in FIG. 2) of the
分岐管31aの先端部の外周には、接続断熱層33が被さっている。この接続断熱層33の外周に分岐ダクト20の絞り部20eを含む基端部が被さっている。つまり、分岐ダクト20の基端部の内周面と分岐管31aの先端部の外周面との間に接続断熱層33が介在されている。したがって、フレキシブルダクト1の接続部1cにおける断熱層は、分岐ダクト20の第2断熱層23と接続断熱層33との二層構造になっている。
The connection
接続断熱層33は、断熱層13,23とは別体の断熱層であり、分岐ダクト20の基端部の周方向に沿う環状になっている。接続断熱層33は、ポリオレフィン発泡樹脂にて構成され、好ましくはポリエチレン発泡樹脂にて構成されている。また、接続断熱層33は、多数の微細な独立気泡を有している。さらに、接続断熱層33を構成する樹脂は、架橋されていることが好ましい。
The connection
接続断熱層33は、断熱層13,23よりも断熱性が高い(熱伝導率が低い)。好ましくは、接続断熱層33の熱伝導率は、0.030W/m・K〜0.037W/m・K程度であり、より好ましくは0.030W/m・K〜0.032W/m・K程度である。
接続断熱層33の発泡倍率は、好ましくは5倍〜40倍程度である。
接続断熱層33の厚さt33は、好ましくはt33=3mm〜20mm程度である。
接続断熱層33の軸長L33は、好ましくはL33=10mm〜130mm程度である。
接続断熱層33のみかけ密度は、好ましくは5kg/m2〜50kg/m2である。ここで、みかけ密度とは、接続断熱層33の重量をみかけの体積で除した密度を言う。みかけの体積とは、接続断熱層33の実部だけでなく接続断熱層33の内部の気体層をも含めた体積を言う。
The connection
The expansion ratio of the connection
The thickness t 33 of the connection
Axial length L 33 of the connecting
The apparent density of the connection
接続断熱層33の初期形状は平坦なシート状になっている。この接続断熱層33が、分岐管31aの外周に巻き付けられることによって環状(筒状)になっている。接続断熱層33と分岐管31aの間には、接着剤層35が介在されている。接着剤層35の材質は、例えばアクリル系である。接着剤層35は、接続断熱層33に塗布してもよく、分岐管31aの外周面に塗布してもよい。この接着剤層35によって接続断熱層33と分岐管31aとが接着されている。
The initial shape of the connection
接続断熱層33の基端面(図2において下端面)は、主ダクト10における連通穴18の周辺の外面に接している。接続断熱層33の先端面(図2において上端面)は、分岐管31aの先端面とほぼ面一になっている。したがって、分岐管31aにおける主ダクト10から突出された部分の外周部のほぼ全体が接続断熱層33によって覆われている。接続断熱層33の軸長L33は、分岐ダクト20の絞り部20eの軸長よりも大きい。そのため、接続断熱層33の先端部が、分岐ダクト20における絞り部20eよりも奥側(図2において上)へ入り込んでいる。
The base end surface (the lower end surface in FIG. 2) of the connection
主ダクト10に分岐ダクト20を接続する手順の一例を説明する。
主ダクト10における分岐ダクト20が分岐されるべき部分の外膜体14と第1断熱層13と内膜体12とを円形に切除し、連通穴18を形成する。
この連通穴18を通して主ダクト10の内部に支持部材32を入れる。このとき、支持部材32は、連通穴18を通過できるように弾性変形させる。なお、主ダクト10の長手方向の端部の開口から連通穴18までの距離によっては、支持部材32を前記開口から主ダクト10の内部に入れてもよい。更に分岐部材31の基端部を連通穴18に挿入するとともに、鍔部31bを第1断熱層13と内膜体12との間に挿し入れる。そして、鍔部31bと支持部材32とを、内膜体12及び芯材11を挟んで連結部材34によって連結する。分岐管31aの基端部と支持部材32の内周縁との間には、粘着性充填剤43を塗布する。
An example of a procedure for connecting the
The
A
分岐管31aにおける主ダクト10から突出した先端部の外周には、接着剤層35を介して接続断熱層33を貼り付ける。
さらに、この接続断熱層33の外周に分岐ダクト20の基端部を被せる。この分岐ダクト20の絞り部20eの外周に板バンド26を巻いて締め付けるとともにビス25を打ち込んで抜け止めする。さらに、粘着テープ27を貼り付けて養生する。これによって、分岐ダクト20を分岐管31aに縛り付ける。
A connection
Further, the base end portion of the
前記のフレキシブルダクト1によれば、主ダクト10と分岐ダクト20との間のダクト接続手段30に接続断熱層33を設けることによって、フレキシブルダクト1の接続部1cおける断熱性(保温性)を確保できる。接続断熱層33の材質としてポリオレフィン発泡樹脂を用い、好ましくはポリエチレン発泡樹脂を用いることによって、断熱性を高くすることができる。或いは、接続断熱層33の厚さが小さくても、所要の断熱性(保温性)を確保できる。接続断熱層33の厚さを小さくできるから、この接続断熱層33の外周に分岐ダクト20の基端部を被せることができる。これによって、フレキシブルダクト1の接続部1cにおける断熱層を第2断熱層23と接続断熱層33との二層構造にでき、フレキシブルダクト1の接続部1cの断熱性(保温性)を十分に確保できる。この結果、フレキシブルダクト1の接続部1cの外表面に結露が生じるのを防止できる。また、冷暖房の熱がフレキシブルダクト1の接続部1cから外部へ漏れるのを確実に防止でき、冷暖房効率を向上できる。
According to the
接続部1cにおいて、接続断熱層33が絞り部20eと重なっている領域R0では、第2断熱層23が収縮されている分だけ分岐ダクト20の断熱性が低下するが、第2断熱層23と接続断熱層33とが重なることによって、主ダクト10及び分岐ダクト20の接続部1c以外の部分と同程度の断熱性を確保できる。また、接続断熱層33が絞り部20eよりも分岐ダクト20の奥側(図2において上側)へ入り込んだ領域R1では、収縮されていない第2断熱層23と接続断熱層33とが重なることによって、主ダクト10及び分岐ダクト20の接続部1c以外の部分を上回る断熱性を確保できる。しかも、分岐管31aにおける主ダクト10から突出された部分のほぼ全体を接続断熱層33によって覆うことによって、接続部1c内を通る空調気体の熱が金属製の分岐管31aを伝って放散されるのを確実に防止することができる。この結果、接続部1cにおける結露を確実に防止できるとともに、冷暖房効率を確実に向上できる。
In the
発明者等の試算によれば、接続断熱層33の熱伝導率を好ましくは0.030W/m・K〜0.037W/m・K程度、より好ましくは0.030W/m・K〜0.035W/m・K程度とすることによって、接続断熱層33の厚さt33がt33=3mm〜20mm程度であっても、通常の使用条件(例えばダクト周囲温度=20℃〜30℃程度、相対湿度=50%RH〜80%RH程度、冷房温度=11℃〜15℃程度)であれば、接続部1cの外表面に結露が生じるのを十分に防止できる。
According to the inventors' estimation, the thermal conductivity of the connection
接続部1cにおける結露を防止するために必要な接続断熱層33の厚さt33は、式1によって求めることができる。
ここで、λ33は、接続断熱層33の熱伝導率(W/m・K)である。
Kは、接続部1cにおける結露防止に必要な熱貫流率(W/m2・K)であり、接続部1cの周辺の外気温度及び露点温度、接続部1cの内部温度、接続部1cの表面の熱伝達率αoなどによって決まる。
αiは、接続部1cの内表面での熱伝達率(W/m2・K)である。
αoは、接続部1cの外表面での熱伝達率(W/m2・K)である。
riは、接続部1cの内半径(m)である。
roは、接続部1cの外半径(m)である。
rnは、接続部1cの軸心から第n層外面までの距離(m)である。
λnは、第n層の熱伝導率(W/m・K)である。
なお、第1層(n=1)は分岐管31a、第2層(n=2)は接続断熱層33、第3層(n=3)は内膜体22、第4層(n=4)は第2断熱層23、第5層(n=5)は外膜体24である。
The thickness t 33 of the connecting
Here, λ 33 is the thermal conductivity (W / m · K) of the connection
K is a heat flow rate (W / m 2 · K) necessary for preventing dew condensation in the
α i is a heat transfer coefficient (W / m 2 · K) on the inner surface of the connecting
α o is a heat transfer coefficient (W / m 2 · K) on the outer surface of the connecting
ri is the inner radius (m) of the connecting
ro is the outer radius (m) of the connecting
rn is the distance (m) from the axial center of the connecting
λn is the thermal conductivity (W / m · K) of the nth layer.
The first layer (n = 1) is the
また、接続断熱層33の気泡は独立気泡であるために、気泡の内部で結露が生じるおそれがなく、ひいては気泡内結露による保温性の低下を招くことがない。
接続断熱層33は、グラスウールではなく、発泡樹脂にて構成されているため、小片が飛散するおそれがない。
さらに、ポリオレフィン発泡樹脂は安価であるから、フレキシブルダクト1の製造コストを低減できる。
In addition, since the bubbles in the connection
Since the connection
Furthermore, since the polyolefin foam resin is inexpensive, the manufacturing cost of the
本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、接続断熱層33は、ポリエチレン発泡樹脂に限られず、ポリプロピレン(PP)発泡樹脂などの、他のポリオレフィン発泡樹脂にて構成されていてもよい。
本発明の主ダクト及び分岐ダクトは相対的であり、分岐ダクト20から更に第2の分岐ダクトが分岐されている場合は、分岐ダクト20が、第2の分岐ダクトに対して「主ダクト」となり得、第2の分岐ダクトが「分岐ダクト」となり得る。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the connection
The main duct and the branch duct of the present invention are relative, and when the second branch duct is further branched from the
ポリエチレン発泡樹脂からなる接続断熱層33の試料について結露発生限界をシミュレーションした。
試料の厚さは3mm、みかけ密度は33kg/m3、熱伝導率は0.035W/m・K(at 20℃)、熱貫流率は1.22W/m2Kであった。
その結果、図3に示すように、前述した通常の使用条件(ダクト周囲温度20℃〜30℃程度、相対湿度50%RH〜80%RH程度、冷房温度11℃〜15℃程度)であれば、結露を十分に防止でき、厚さ3mmで、25mm厚さの断熱層に迫る断熱性能を発揮できることが確認された。
Condensation generation limit was simulated for the sample of the connection
The thickness of the sample was 3 mm, the apparent density was 33 kg / m 3 , the thermal conductivity was 0.035 W / m · K (at 20 ° C.), and the thermal conductivity was 1.22 W / m 2 K.
As a result, as shown in FIG. 3, if the normal use conditions described above (the duct ambient temperature is about 20 ° C. to 30 ° C., the relative humidity is about 50% RH to 80% RH, and the cooling temperature is about 11 ° C. to 15 ° C.). It was confirmed that dew condensation can be sufficiently prevented and that the heat insulation performance close to that of a 25 mm thick heat insulation layer can be exhibited at a thickness of 3 mm.
本発明は、例えばオフィスビルの空調配管として利用できる。 The present invention can be used, for example, as air conditioning piping in an office building.
1 フレキシブルダクト
1c 接続部
10 主ダクト
20 分岐ダクト
30 ダクト接続手段
31a 分岐管
33 接続断熱層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ダクト接続手段が、前記分岐ダクトの基端部の周方向に沿う環状の接続断熱層を有し、前記接続断熱層が、ポリオレフィン発泡樹脂にて構成されていることを特徴とするフレキシブルダクト。 In a flexible duct comprising a main duct, a branch duct branched from a peripheral side portion of the main duct, and a duct connecting means for connecting a peripheral side portion of the main duct and a proximal end portion of the branch duct,
The flexible duct characterized in that the duct connection means has an annular connection heat insulation layer along a circumferential direction of a base end portion of the branch duct, and the connection heat insulation layer is made of a polyolefin foamed resin.
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