JP3891515B2 - 冷暖房用パネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイプユニットを組み込んだ冷暖房用パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来は、壁や天井等の輻射式冷暖房装置の施工をするのに、建設現場でパイプユニットを壁や天井に組み付けてから、壁面や天井面を設置していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような作業を建設現場で行っていたのでは、時間や手間がかかってしまい、多くの労力が要求されることとなる。
この発明の目的は、あらかじめパネル化しておくことで、簡単に冷暖房装置の施工を行うことができ、しかも、強度的にも優れた冷暖房用パネルを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、冷暖房用パネルに係り、供給側メインパイプ、戻り側メインパイプ、及びこれらメインパイプ間を接続する複数の熱交換パイプからなるマット状のパイプユニットと、隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つ長板形状のリテーナと、基板とを備え、パイプユニットの各熱交換パイプをリテーナで保持した状態で、このパイプユニットを基板上に敷設するとともに、各リテーナ上には梁部材を載置して、上記各リテーナを梁部材と上記基板との間に挟んで固定した点に特徴を有する。
【0005】
第2の発明は、第1の発明において、リテーナは、一対の桟部材と、これら一対の桟部材をほぼ平行に保つ連結部材と、これら桟部材間で対向させて形成するとともに、その長手方向に適切な間隔で配置した複数の熱交換パイプ保持溝とからなり、複数の熱交換パイプを、それぞれ熱交換パイプ保持溝にはめ込んだ点に特徴を有する。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1〜4に、この発明の冷暖房用パネルの第1実施例を示す。
基板1は、木板、石膏ボード、金属板等からなり、所定の大きさに規格されている。そして、この基板1の裏面には、その短辺に沿って枠部材2を固定している。
一方、パイプユニットは、供給側メインパイプ3と、この供給側メインパイプ3にほぼ平行に並べた戻り側メインパイプ4と、これらメインパイプ3、4間を接続する複数の熱交換パイプ5とからなる。そして、複数の熱交換パイプ5を同一平面内に位置させて、パイプユニット全体をマット状に構成している。
【0007】
このパイプユニットのうち、両メインパイプ3、4は熱可塑性樹脂等で成形され、ある程度の硬度をもって変形しにくくなっている。
そして、供給側メインパイプ3の一端に、供給用コネクタ6を取付けるとともに、他端をエンドキャップ7で閉塞している。また、戻り側メインパイプ4の他端に、排出用コネクタ8を取付けるとともに、一端をエンドキャップ9で閉塞している。
【0008】
また、熱交換パイプ5も同じく熱可塑性樹脂等で成形されるが、可撓性を有する。そして、これら熱交換パイプ5をピッチhで並べるとともに、各熱交換パイプ5の両端を、それぞれ上記供給側メインパイプ3と戻り側メインパイプ4とに溶着して連通させている。
したがって、コネクタ6から供給側メインパイプ3に流体が供給されると、その流体は各熱交換パイプ5に分配される。そして、この流体が各熱交換パイプ5を通過する過程で熱交換を行い、戻り側メインパイプ4で再び合流して、コネクタ8から排出されることになる。
【0009】
なお、前述したように、コネクタ6、8を、両メインパイプ3、4の同じ側でなく、異なる側に配置している。これは、コネクタ6、8を両メインパイプ3、4の同じ側に配置すると、流体がコネクタ6、8側の熱交換パイプ5を通過するのと、コネクタ6、8から離れた側の熱交換パイプ5を通過するのとでは、メインパイプ3、4の長さの分だけ管路抵抗に差が生じてしまうからである。
【0010】
それに対して、この第1実施例のように、コネクタ6、8をメインパイプ3、4の異なる側に、つまり、パイプユニットの対角線上に位置させれば、流体が供給側メインパイプ3から戻り側メインパイプ4へ通過する過程で、いずれの熱交換パイプ5を通過しても、その管路抵抗をほぼ等しくすることができる。したがって、熱交換パイプ5を通過する流体の流れにほとんど差が生じず、温度ムラが発生することがない。
【0011】
このようにしたパイプユニットでは、熱効率を良くするために、熱交換パイプ5の径を十分に小さくして、本数を多くし、熱交換を行う表面積をできるだけ確保している。
ここで、熱交換パイプ5は可撓性を有するため、場所によっては、隣り合う熱交換パイプ5がくっついたり、離れたりして、偏って位置することもある。そして、熱交換パイプ5が偏って位置し、ピッチhが保たれないと、温度ムラが発生して、快適な冷暖房を行えなくなってしまう。
そこで、リテーナ10を用いて、熱交換パイプ5間のピッチhを保持し、パイプユニット全体の保形性を高めることとしている。
【0012】
リテーナ10は、図3、4に示すように、一対の桟部材11、12と、これら桟部材11、12をほぼ平行に保つ複数の連結板13とからなる。
これら桟部材11、12には、その長手方向にピッチhで配置した複数のパイプ保持溝14を形成している。そして、これらパイプ保持溝14を、桟部材12、13間で互いに対向させている。
【0013】
パイプ保持溝14は、図4に示すように、熱交換パイプ5の外径とほぼ同じ円形状としている。そして、この円形状の一部を切り取る形で、熱交換パイプ5の外径よりも小さな幅を有する開口を形成している。したがって、これら開口に熱交換パイプ5を押し当てるようにすれば、熱交換パイプ5をパイプ保持溝14内にはめ込むことができる。そして、パイプ保持溝14に保持された熱交換パイプ5は、その間隔がピッチhに保たれることになる。
【0014】
上記連結板13のそれぞれは、熱交換パイプ5の外径とほぼ同じ幅を有するもので、桟部材11、12間で対向するパイプ保持溝14の底部を掛け渡すように設けられている。したがって、パイプ保持溝14に熱交換パイプ5をはめ込むと、各熱交換パイプ5はこれら連結板13上にちょうど位置することになる。
また、適当な連結板13間には、桟部材11、12とほぼ同じ厚みを有する固定板15を一体に形成している。そして、これら固定板15のほぼ中央に、ネジ孔16を形成している。
なお、このリテーナ10は、熱交換パイプ5の長さ方向に、適当な間隔をおいて配置すればよい。
【0015】
次に、第1実施例の冷暖房用パネルの組み付けについて説明する。
図1に示すように、リテーナ10で保持されたパイプユニットを、基板1の裏面に敷設する。このとき、両メインパイプ3、4を、基板1の短辺にほぼ平行に位置させている。
また、基板1には、リテーナ10が位置する箇所に、あらかじめネジ孔17を形成しておく。そして、パイプユニットを敷設したときに、この基板1のネジ孔17と、リテーナ10のネジ孔16とが一致するようにしている。
【0016】
この状態で、図2に示すように、各リテーナ10上にチャネル18を載置している。
チャネル18は、図5に示すように、金属製の長板を凹型に加工したものである。そして、その両側部を凹型の内側にさらに曲げることで、特に長手方向ヘの曲げに対する強度を向上させている。
このチャネル18にも、その長手方向に上記ネジ孔16、17と同じ間隔で配置したネジ孔19を形成している。そして、このチャネル18のネジ孔19が、基板1及びリテーナ10のネジ孔16、17に一致するようにしている。
【0017】
各リテーナ10上にチャネル18を載置したら、上記ネジ孔16、17、19にネジ20を組み付けて、基板1にリテーナ10及びチャネル18を固定している。そして、枠部材2とチャネル18とに囲まれた部分にガラスウール等の断熱材21を敷き詰めて、冷暖房用パネルを完成させている。
なお、第1実施例では、この発明でいう梁部材としてチャネル18を用いたが、それ以外に木材等を用いてもかまわない。
【0018】
以上述べた第1実施例では、あらかじめ冷暖房用パネルを完成させているので、それを建設現場に運ぶだけで、簡単に冷暖房装置の施工をすることができる。つまり、建物側に設けておいた継手部材や吊り下げ部材に、この冷暖房用パネルのチャネル18を固定するとともに、コネクタ6をポンプ側に、また、コネクタ8をタンク側に接続するだけで、冷暖房装置の施工が完了する。
なお、冷暖房用パネルを固定したら、基板1の表面を下地材として用い、そこに壁材等を貼りつけたりすればよい。あるいは、基板1の表面そのものを壁面等とするようにあらかじめ加工しておけば、さらに現場での作業を簡単化・短縮化することができる。
【0019】
また、基板1にチャネル18を固定しているので、それが補強材として機能することとなり、冷暖房用パネルとしての強度性を高めることができる。したがって、この冷暖房用パネルを運んだり、設置したりするときに、基板1がたわむようなことがない。
しかも、リテーナ10は基板1とチャネル18とでしっかりと挟まれ固定されるので、例えば、熱交換パイプ5が熱により伸縮したような場合でも、この熱交換パイプ5がリテーナ10ごと基板1の裏面から浮き上がってしまうこともない。したがって、熱交換パイプ5を常に基板1の裏面に接触させた状態を保つことができ、長年使用したとしても熱効率が悪くなることがなくなる。
【0020】
図6に示す第2実施例は、上記第1実施例とパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第1実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図6に示すように、供給側メインパイプ3と戻り側メインパイプ4とを同軸上に連結して、互いに連通しないよう内部で区画している。そして、これらメインパイプ3、4には、その連結部分と逆側の端部に、それぞれコネクタ6、8を取付けている。
また、これら連結するメインパイプ3、4とほぼ平行に、両端を閉塞させた中継パイプ22を設けている。この中継パイプ22は、上記メインパイプ3、4と同じ径を有し、その長さを、連結状態にあるメインパイプ3、4の長さとほぼ同じにしている。
【0021】
そして、連結状態にあるメインパイプ3、4と、中継パイプ22とを、ピッチhで並べた複数の熱交換パイプ5で接続するのであるが、そのうちの半数の熱交換パイプで、供給側メインパイプ3と中継パイプ22とを接続し、残り半数の熱交換パイプ5で、戻り側メインパイプ4と中継パイプ22とを接続している。
このようにしたパイプユニットでは、コネクタ6から供給側メインパイプ3に流体が供給されると、その流体は、供給側メインパイプ3側の熱交換パイプ5に分配されて、中継パイプ22に導かれる。そして、この中継パイプ22でいったん合流した流体は、戻り側メインパイプ4側の熱交換パイプ5に再び分配されて、戻り側メインパイプ4に導かれることになる。
【0022】
この第2実施例によれば、両コネクタ6、8を冷暖房用パネルの同じ側に位置させることができる。
例えば、上記第1実施例では、コネクタ6、8が冷暖房用パネルの対角線上に位置するので、それをポンプ側やタンク側に接続する流路も分けて配置しなければならない。そのため、冷暖房用パネルを壁に用いるような場合、コネクタ6、8を流路に接続する作業を床側と天井側とで行わなければならず、作業効率が悪くなってしまう。
【0023】
それに対して、この第2実施例のように、コネクタ6、8を冷暖房用パネルの同じ側に位置させてやれば、これらコネクタ6、8をポンプ側やタンク側に接続する流路もまとめて配置でき、冷暖房用パネルの取付け作業やメンテナンス作業がやりやすくなる。例えば、冷暖房用パネルを壁に用いるような場合、コネクタ6、8を流路に接続する作業が、床側あるいは天井側いずれか一方だけですみ、作業効率を向上させることが可能となる。
【0024】
図7に示す第3実施例も、上記第1実施例とはパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第1実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図7に示すように、供給側メインパイプ3と戻り側メインパイプ4とを、ピッチhで並べた複数の熱交換パイプ5で接続するとともに、熱交換パイプ5をほぼ中央付近で折り曲げて、Uターンさせている。
そして、両メインパイプ3、4をほぼ同軸上に配置した状態で、熱交換パイプ5をリテーナ10で保持し、ピッチhを保つようにしている。
【0025】
図8に示す第4実施例も、上記第1実施例とはパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第1実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図8に示すように、供給側メインパイプ3と戻り側メインパイプ4とを、複数の熱交換パイプ5で接続するとともに、これら熱交換パイプ5をほぼ中央付近で折り曲げて、Uターンさせている。
【0026】
ただし、上記第3実施例とは異なり、熱交換パイプ5を上記ピッチhのほぼ二倍程度の間隔で並べた状態で、両メインパイプ3、4に溶着している。そして、熱交換パイプ5を折り曲げて両メインパイプ3、4を重ねた状態から、両メインパイプ3、4を、その長手方向にピッチhだけずらしている。
したがって、この第3実施例では、Uターンする同一の熱交換パイプ5が、ピッチhで並ぶことになる。そして、その状態で熱交換パイプ5をリテーナ10で保持し、そのピッチhを保つようにしている。
【0027】
これら第3、4実施例でも、上記第2実施例と同様に、コネクタ6、8が冷暖房用パネルの同じ側に配置されるので、その取付け作業やメンテナンス作業がやりやすくなる。
しかも、熱交換パイプ5をUターンさせているので、例えば、第1実施例のパイプユニットと同面積の熱交換を行う場合、熱交換パイプ5の長さは二倍になるものの、その本数を半分にすることができる。
ここで、パイプユニットを製造する過程で最も手間のかかる作業は、メインパイプ3、4に熱交換パイプ5を溶着する作業である。そして、熱交換パイプ5の本数が半分になるということは、その溶着作業も半分ですみ、コストダウンを図ることが可能となる。
【0028】
【発明の効果】
第1の発明によれば、冷暖房用パネルをあらかじめ完成させておくことができ、それを建設現場に運ぶだけで、簡単に冷暖房装置の施工をすることができる。また、基板に梁部材を固定しているので、それが補強材として機能することとなり、冷暖房用パネルとしての強度性を高めることができる。したがって、この冷暖房用パネルを運んだり、設置したりするときに、基板がたわむようなことがない。
しかも、リテーナは基板と梁部材とでしっかりと挟まれ固定されるので、例えば、熱交換パイプが熱により伸縮したような場合でも、この熱交換パイプがリテーナごと基板の裏面から浮き上がることもない。したがって、熱交換パイプを常に基板の裏面に接触させた状態を保つことができ、長年使用したとしても熱効率が悪くなることがなくなる。
第2の発明によれば、第1の発明において、熱交換パイプをパイプ保持溝にはめ込んでいくだけで、簡単に隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図2】図1の冷暖房用パネルのII−II線断面図であり、断熱材21を敷き詰めた状態を示している。
【図3】リテーナ10を示す正面図である。
【図4】図3のリテーナ10のIV−IV線断面図である。
【図5】チャネル18を示す斜視図である。
【図6】第2実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図7】第3実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図8】第4実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【符号の説明】
1 基板
3 供給側メインパイプ
4 戻り側メインパイプ
5 熱交換パイプ
10 リテーナ
11、12 桟部材
13 連結板
14 パイプ保持溝
15 固定板
18 チャネル
Claims (2)
- 供給側メインパイプ、戻り側メインパイプ、及びこれらメインパイプ間を接続する複数の熱交換パイプからなるマット状のパイプユニットと、隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つ長板形状のリテーナと、基板とを備え、パイプユニットの各熱交換パイプをリテーナで保持した状態で、このパイプユニットを基板上に敷設するとともに、各リテーナ上には梁部材を載置して、上記各リテーナを梁部材と上記基板との間に挟んで固定したことを特徴とする冷暖房用パネル。
- リテーナは、一対の桟部材と、これら一対の桟部材をほぼ平行に保つ連結部材と、これら桟部材間で対向させて形成するとともに、その長手方向に適切な間隔で配置した複数の熱交換パイプ保持溝とからなり、複数の熱交換パイプを、それぞれ熱交換パイプ保持溝にはめ込んだことを特徴とする請求項1記載の冷暖房用パネル。
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