JP2018155436A - 空調用放射パネル - Google Patents

Abstract

【課題】空調効率と減音性能とに優れた空調用放射パネルを提供する。
【解決手段】放射パネルは複数枚の単位パネル１によって構成されており、単位パネル１は、基板２とその下面に突設されたメインリブ１２とを有する。メインリブ１２の下端には水平状のリップ１５が形成されており、メインリブ１２の左右側面には補助枝リブ１６を突設している。基板２の下面には、メインリブ１２よりも低い高さの補助中間リブ１７を突設している。補助枝リブ１６及び補助中間リブ１７の分だけ単位パネル１の放射面の面積が増大するため、空調性能を向上できる。或いは、空調性能を維持しつつ単位パネル１をコンパクト化できる。音の波がメインリブ１２と補助枝リブ１６と補助中間リブ１７等で複雑に反射するため、空気の振動エネルギを減衰させて高い減音効果を確保可能である。
【選択図】図２

Description

本願発明は、放射空調システムに使用する放射パネルに関するものである。

放射空調システムは、水等の流体（媒体）と空調用放射パネルとの間で熱交換して室内の負荷を管理するもので、吹き出し式の空調システムに比べて、騒音が殆どなくて静粛性に優れている利点や、風が当たらないため人に優しい利点、或いは、地下水などを有効利用してランニングコストの抑制にも貢献可能である利点などがあり、各種施設や一般住宅などで普及しつつある。

この放射空調システムにおいては、空調効率の向上のためには放射面の面積を増大することが有効であり、そこで、本願出願人は、特許文献１，２で、放射面に多数のリブを突設した放射パネルを開示した。

特許文献１，２とも、実施形態の放射パネルは押し出しによって製造されていて、特許文献１では、リブは単なる帯板形状になっている。また、基本的には、隣り合ったリブは、その長手軸心方向から見て互いに平行になっている。但し、特許文献１の図１４では、基板がジグザグ状に曲がっているため、基板の角部から垂下されたリブとその隣のリブとは、逆ハ字の形態になっている。

他方、特許文献２では、リブは、基板から直角に垂下した鉛直姿勢のものが大半であるが、図１４，１５には、鉛直線に対して傾斜した姿勢が開示されている。また、特許文献２では、各リブの下端に水平フランジを形成している。

実開２００８−１２８６２４号公報 特開２０１０−１０１６０３号公報

特許文献１，２は、放射パネルの下面が単なる平板面である場合に比べて放射面積を格段に大きくできるため、空調効率を向上できる。また、リブは空気の振動を吸収する機能を果たすため、単なる平板である場合に比べて音を減衰させる減音効果も発揮できるといえる。

本願発明は、この特許文献１，２を更に発展させて、空調効率や減音効果の一層の向上を課題とするものである。

本願発明は、各請求項の構成を備えている。このうち請求項１の発明では、放射パネルは、基板の広幅面に板状のメインリブの群が並列姿勢で突設されており、前記各メインリブの表裏両側面に、その付け根と先端との間に位置した少なくとも１本の補助枝リブを形成している。基板は表裏の広幅面を有するが、本願発明では、表裏両面のうち片方だけにメインリブが形成されていてもよいし、両方にメインリブが形成されていてもよい。また、メインリブの群は、広幅面の少なくとも一部に形成されておればよい。

請求項２の発明は、請求項１において、前記メインリブの群は、当該メインリブの長手軸心方向から見た状態で、前記基板から先端に向かうに従って隣り合ったメインリブの間隔が変化するように形成されている。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記基板のうち隣り合ったメインリブの間の各部位に、前記メインリブよりも高さが低い補助中間リブを突設している。

請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記基板は平坦な平板構造である一方、前記各メインリブは、当該メインリブの長手軸心方向から見て、前記基板の広幅面と直交した垂線に対して傾斜しており、傾斜方向を交互に変えることにより、ハ字状の姿勢と逆ハ字状の姿勢とが交互に連続している。

請求項５の発明は、請求項１〜４のうちのいずれかにおいて、前記補助枝リブ及び補助中間リブは断面山形に形成されている。

請求項１の発明では、各メインリブに補助枝リブが形成されているため、メインリブを特許文献１，２と同じピッチで同じ高さに形成した場合に比べて、放射面の面積を増大できる。また、請求項２の発明でも、特許文献１，２と同じピッチで形成した場合に比べて、補助中間リブの設けた分だけ放射面の面積を増大できる。

従って、いずれにおいても、放射面の面積を増大して空調効率（熱交換効率）を向上できる。或いは、同じ空調効率を維持しつつ、コンパクト化できる。特に、請求項４のように補助枝リブと補助中間リブとの両方を形成すると、放射面の増大効果が向上するため、一層好適である。

また、音は空気の振動として空気中を伝わっており、放射パネルが単なる平板であると、音はそのエネルギを殆ど減衰させることなく室内に反射するが、本願発明のようにメインリブに補助枝リブを形成すると、メインリブ側面が複雑な形状になるため、音の波（空気の振動）が補助枝リブで攪乱されたり乱反射したりして、その運動エネルギが大きく減衰するといえる。従って、減音効果も向上できるといえる。

請求項２の構成では、隣り合ったメインリブが、横断面において略ハ字又は逆ハ字の姿勢になっているため、空気の振動を破壊する機能に優れていると共に、基板と協働して、乱反射による振動エネルギの減衰機能も高くなっており、従って、減音機能は一層高くなるといえる。

更に、隣り合ったメインリブが逆ハ字状になっていると、逆ハ字状に配置されたメインリブの間の空間が袋状の窄まり空間になるため、音が室内に反射せずに窄まり空間内で乱反射して運動エネルギを消費してしまう現象が現れて、吸音機能が一層強く発揮されるといえる。なお、請求項２の発明は、それ自体が独立した発明たり得る。

更に、請求項３のように、基板に補助中間リブを形成すると、音の乱反射が一層複雑化して空気の振動が効果的に減衰されるため、減音機能は更に高くなるといえる。また、補助中間リブを設けることは、放射面積の増大によって空調効率の向上にも貢献している。補助中間リブを設けることも、補助枝リブとは分離して独立した発明たり得る。

請求項４のように、メインリブの姿勢を交互に変えて、基板の垂線に対して傾斜させると、例えば天井用の放射パネルの場合であると、真下で発生した音も逆ハ字の姿勢のメインリブの間の空間に閉じ込めるようなことができるため、室内で発生した音をまんべんなく吸音できるといえる。

補助枝リブ及び補助中間リブは、断面角形（四角形）の形状も採用できるが、請求項５のように断面山形の形状を採用すると、音を乱反射させる機能に優れているため、吸音性能の向上に貢献できるといえる。

第１実施形態の正面図である。 吸音性を説明するための拡大図である。 第２〜６実施形態の部分正面図である。 第７〜１１実施形態の部分正面図である。 第１２〜１４実施形態の部分正面図である。

(1).第１実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。本実施形態の放射パネルは天井に配置するものであり、基本的な構造は特許文献２に記載したものと同様である。すなわち、放射パネルは、帯状に形成された単位パネル１を複数枚並列配置することにより、１枚のユニットとして構成されている（放射パネルの全体を１枚構造に形成してもよい。）。

図では放射パネルの全体は表示しておらず、１枚の単位パネル１をその長手軸線方向から見た状態（正面図）を表示している。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、単位パネル１の長手軸心方向を前後方向として、これと直交した水平方向を左右方向として定義している。

各単位パネル１は、アルミのような金属の押し出しによって製造されており、例えば厚さ２ｍｍ程度の平坦な基板２を備えている。基板２の左右中間部（単位パネル１の幅方向の中間部）には、熱媒体（例えば水）が流れるパイプ３を保持するパイプホルダー部４を、長手中心線に沿って延びるように一体に形成している。パイプホルダー部４は、その全体が基板２の上側に位置しており、上端は、パイプ３を強制的に嵌入させ得るように少し窄まっている。パイプ３は平面視でジグザグに曲がっており、１つの直線部が１枚の単位パネル１のパイプホルダー部４に嵌まっている。

各単位パネル１は、当該単位パネル１と直交した姿勢に配置された吊支用の水平バー５に連結されている。水平バー５は、前後の側板６を有する側面視下向き開口コ字形の形態であり、基板２の左右長手側縁に、それぞれ上向きの係止突条７を一体に形成して、係止突条７の上端に形成した係止爪８を、水平バー５に形成した係合受け部９に係止している。また、基板２の左右長手側縁部には、隣り合った基板２の長手側縁部が上下に重なり合うように、重合段部１０，１１を形成している。従って、左右に隣り合った基板２は、１枚板のような状態に保持されている。

単位パネル１を構成する基板２は、水平姿勢に配置されていることから上下両面（表裏両面）が広幅面になっており、一方の広幅面である下面に、その前後全長に亙って延びるメインリブ１２の群が、左右方向（幅方向に）に飛び飛びで並列に形成されている。本実施形態では、メインリブ１２は、一定のピッチＰで配置されているが、隣り合ったメインリブ１２は、正面視において、基板２の垂線に対して交互に逆向きに傾斜しており、かつ、基板２の下面と直交した垂線に対する傾斜角度θは同じになっている。

従って、隣り合ったメインリブ１２は、正面視でハ字の姿勢と逆ハ字の姿勢とに相互の姿勢が交互に変化している。また、隣り合ったメインリブ１２により、下広がり空間１３と下窄まり空間１４とが、左右方向に交互に並んでいる。各メインリブ１２の下端には、下広がり空間１３に向けて突出した水平状のリップ１５を形成している（リップ１５は、左右両側に突設してもよい。）。なお、リップ１５の先端は、メインリブ１２の付け根の真下のあたりに位置している。

また、各メインリブ１２の左右側面（表裏側面）の中途高さ位置には、当該メインリブの全長に亙って延びる断面三角形の補助枝リブ１６を１条ずつ（１段ずつ）形成している。従って、各補助枝リブ１６は、下広がり空間１３と下窄まり空間１４とに向いて突出している。なお、補助枝リブ１６はメインリブ１２の左右側面（表裏両面）に高さを変えて複数条形成してもよいし、左右の側面で条数を異ならせてもよい。

基板２の下面には、断面三角形の補助中間リブ１７を形成している。補助中間リブ１７は、下広がり空間１３の箇所で３つ形成して、下窄まり空間１４の箇所では２つ形成しているが、その数は任意に設定できる。補助中間リブ１７を連続させて、基板２の下面を鋸歯状に形成することも可能である。補助枝リブ１６にしても補助中間リブ１７にしても、断面山形の他の例として、台形や半円形などの断面形状も採用できるし、山形以外の他の断面形状も採用できる。

(2).第１実施形態の作用
このように、メインリブ１２に補助枝リブ１６を形成して基板２に補助中間リブ１７を形成すると、単位パネル１の下面の表面積が格段に増大するため、メインリブ１２を特許文献１，２のリブと同じピッチ、同じ高さにした場合に比べて、放射面積が格段に増大する。

その結果、パイプ３を通る熱媒体と室内との間の熱交換の効率を向上して、空調効率（熱伝達効率）を向上できる。或いは、メインリブ１２のピッチＰを小さくしたり高さを小さくしたりしても、特許文献１，２と同等の放射面積を確保できるため、空調効率を低下させることなく、空調用放射パネル（単位パネル１）をコンパクト化（薄型化）できる。

さて、室内で発生した音は、空気の振動として単位パネル１の下面に到達し、単位パネル１で反射して室内に戻るが、音の振動（波）が単位パネル１に対して左右の斜め方向から当たると、図２（Ａ）に示すように、音の波（空気の振動）は、メインリブ１２の側面（左右の広幅面）や補助枝リブ１６の面や補助中間リブ１７の面などに衝突して複雑に反射する。

このため、音の波は反射を繰り返すうちにエネルギが大きく減衰して、音が小さくなる。すなわち、減音作用が発揮される。特に、下窄まり空間１４は袋状になっているため、音の波が下窄まり空間１４に閉じ込められたような状態になって、効率的に減衰することができる。その結果、高い減音性能を確保できるといえる。

図２（Ｂ）では、音が真下で発生した場合を表示しており、この場合も、音の波は、一次的に補助中間リブ１７で反射して、二次的にメインリブ１２や補助枝リブ１６で反射するというように乱反射するため、減音性能を向上できる。また、音の波が真下から向かってきた場合、図２（Ｂ）に矢印１８で示す回折現象により、空間１３，１４の内側面に向かう傾向を呈するため、音の波を空間１３，１４に閉じ込めてエネルギを消耗させる効果が発揮される（この点は、音の波が単位パネル１に斜め下方から当たる場合も同様である。）。

メインリブ１２の高さやピッチＰ、補助枝リブ１６の段数や突出高さ、補助中間リブ１７の高さや左右ピッチなどを工夫することにより、様々な周波数の音を効率よく低減できるといえる。

(3).他の実施形態
次に、図３，４に示す他の実施形態を説明する。図３（Ａ）に示す第２実施形態は、基本的には第１実施形態と同じであり、第１実施形態との相違点は、補助枝リブ１６と補助中間リブ１７とを断面角形（四角形）に形成している点である。この実施形態において、補助枝リブ１６と補助中間リブ１７とのうち片方を断面三角形に形成することも可能である。

図３（Ｂ）に示す第３実施形態は第２実施形態の変形例であり、第２実施形態よりもメインリブ１２の高さを高くして、補助枝リブ１６を２段ずつ（２条ずつ）形成している。この場合は、放射効果及び減音効果は一層高くなると云える。

図３（Ｃ）に示す第４実施形態では、メインリブ１２は、下端にリップは備えておらず、左右側面（表裏側面）に複数段ずつの補助枝リブ１６を形成して、基板２の下面には補助中間リブ１７を形成している。補助中間リブ１７は断面三角形で、補助枝リブ１６は断面四角形に形成している。図３（Ｄ）に示す第５実施形態は第４実施形態の変形例であり、補助枝リブ１６も断面三角形に形成している。

図３（Ｅ）に示す第６実施形態は（Ｃ）の実施形態と似ているが、この実施形態では、補助枝リブ１６を水平姿勢に形成しており、また、メインリブ１２の下端には、下広がり空間１３に向かって突出したリップ１５を形成している。補助中間リブ１７は、断面角形に形成している。

図４（Ａ）に示す第７実施形態は第１実施形態の変形例であり、パイプホルダー部４を基板２の下方に突出させている。この実施形態では、天井裏への熱の放散が少ないので、空調効率を高める上で好ましいといえる。

図４（Ｂ）に示す第８実施形態では、メインリブ１２を、基板２の垂線と平行な第１メインリブ１２ａと、基板２の垂線に対して一方の側に傾斜した第２メインリブ１２ｂと、基板２の垂線に対して他方の側に傾斜した第３メインリブ１２ｃとで構成し、第１メインリブ１２ａ、第２メインリブ１２ｂ、第１メインリブ１２ａ、第３メインリブ１２ｃという順序に並べて、第１メインリブ１２ａを挟んだ両側に第２メインリブ１２ｂと第３メインリブ１２ｃとを配置している。

図４（Ｂ）では補助枝リブ１６と補助中間リブ１７とは省略しているが、補助枝リブ１６と補助中間リブ１７とを備えていない形態も、独立した発明たり得る。任意のメインリブ１２ａ〜１２ｃの下端に、水平状のリップを設けてもよい。この実施形態では、下広がり空間１３と下窄まり空間１４とが一対ずつ交互に現れる。

図４（Ｃ）に示す第９実施形態では、基板２の垂線に対して同じ方向に傾斜しつつ傾斜角度が異なる２種類のメインリブ１２ｄ，１２ｅが、左右方向に交互に形成されている。この実施形態でも補助枝リブ１６及び補助中間リブ１７は省略しているが、図の形態自体でも独立した発明たり得る。この実施形態では、隣り合ったメインリブ１２ｄ，１２ｅの間には、下窄まり空間１４のみが形成される。従って、減音性能に優れていると推測される。

図４（Ｄ）に示す第１０実施形態及び図４（Ｅ）に示す第１１実施形態では、各メインリブ１２は、基板２の垂線と平行な姿勢になっている。従って，隣り合ったメインリブ１２は、正面視で平行な姿勢で基板２から突出している。

そして、図４（Ｄ）では、各メインリブ１２の左右両側面に薄片状（フィン状）の補助枝リブ１６を多段に形成しており、（Ｅ）では、断面三角形の補助枝リブ１６を１段ずつ形成している。図４（Ｄ）において、各補助枝リブ１６を三角形等の山形に形成してもよい。また、補助枝リブ１６を多段に形成した場合、基板から離れるに従って左右幅を小さくしたり、逆に大きくしたりすることも可能である。

図５（Ａ）に示す第１２実施形態では、メインリブは、基板２から垂下した第１メインリブ１２ａと、屈曲した２種類の第４及び第５のメインリブ１２ｆ，１２ｇとから成っており、第４メインリブ１２ｆと第５メインリブ１２ｇとは屈曲方向が逆になっていて、第１メインリブ１２ａを挟んで交互に配置されている。図の状態から第１メインリブ１２ａを無くした形態も採用できる。

図５（Ｂ）に示す第１３実施形態では、一方方向に屈曲した１種類のメインリブ１２を同じ姿勢で並べている。屈曲方向は逆にしてもよい。図５（Ｃ）では、メインリブ１２は円弧状に湾曲しており、同じ姿勢で並べている（交互に姿勢を変えてもよい。）。

図５の各発明では、隣り合ったメインリブの間の空間に音の波（空気の振動）を閉じ込めることができるため、減音効果に優れているといえる。図５の各図では補助枝リブ１６も補助中間リブ１７も省略しているが、補助枝リブ１６及び補助中間リブ１７を備えていない形態も、独立した発明たり得る。補助枝リブ１６と補助中間リブ１７とのうち少なくとも一方を設けると、空調効果と減音効果とは更に向上するといえる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、異なる高さのメインリブを交互に形成することも可能である。

本願発明は、実際に空調用放射パネルに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 単位パネル
２ 基板
３ 熱媒体が流れるパイプ
４ パイプホルダー部
１２，１２ａ〜１２ｈ メインリブ
１３ 下広がり空間
１４ 下窄まり空間
１５ リップ
１６ 補助枝リブ
１７ 補助中間リブ

Claims (5)

1. 基板の広幅面に板状のメインリブの群が並列姿勢で突設されており、前記各メインリブの表裏両側面に、その付け根と先端との間に位置した少なくとも１本の補助枝リブを形成している、
   空調用放射パネル。
2. 前記メインリブの群は、当該メインリブの長手軸心方向から見た状態で、前記基板から先端に向かうに従って隣り合ったメインリブの間隔が変化するように形成されている、
   請求項１に記載した空調用放射パネル。
3. 前記基板のうち隣り合ったメインリブの間の各部位に、前記メインリブよりも高さが低い補助中間リブを突設している、
   請求項１又は２に記載した空調用放射パネル。
4. 前記基板は平坦な平板構造である一方、前記各メインリブは、当該メインリブの長手軸心方向から見て、前記基板の広幅面と直交した垂線に対して傾斜しており、傾斜方向を交互に変えることにより、ハ字状の姿勢と逆ハ字状の姿勢とが交互に連続している、
   請求項２又は３に記載した空調用放射パネル。
5. 前記補助枝リブ及び補助中間リブは断面山形に形成されている、
   請求項１〜４のうちのいずれかに記載した空調用放射パネル。

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