JP5249117B2 - 輻射パネル装置 - Google Patents

Description

本発明は、輻射暖房及び輻射冷房を行う輻射パネル装置に関する。

従来、輻射パネル装置として、内部に熱媒体を流通させる流路を有する複数のパネルが並設されたものが知られている。この輻射パネル装置では、複数のパネルと別途設置される熱源との間で熱媒体を循環させることによって各パネルに輻射機能を持たせ、これらのパネルによる輻射暖房及び輻射冷房によって居室などの空調を行うことが可能とされている。例えば、特開２００６−１２１９０７号公報に記載された輻射パネル装置は、中空のパネルの上下に上部導管及び下部導管を連結することによって、上部導管、パネル、下部導管へ至る流路を形成し、当該流路と熱源との間で熱媒体を循環させることによって、各パネルに熱輻射機能を持たせることができる。この際、上部導管や下部導管は強度確保の観点、及び製造コストの観点から好ましくは金属によって構成される。

特開２００８−１２１９０７号公報

しかしながら、上述の輻射パネル装置において上部導管及び下部導管を金属によって構成した場合、上部導管及び下部導管はパネルから適宜伝熱されることとなり、上部導管あるいは下部導管の表面に結露が発生する可能性があった。パネルに結露が発生する場合には、当該パネルに沿って結露水を流下させることができるものの、横架される上部導管や下部導管に結露が発生すると、当該結露水が落下して跳ねるなどによって床面が不測の広範囲に亘って汚染される虞があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、各パネルを支持するための部材を金属製とした場合であっても、当該部材に結露が発生することを簡単な構成で抑制することのできる輻射パネル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る輻射パネル装置は、一対の支柱と、一対の支柱に架設されるブリッジと、ブリッジに一端が支持される複数の長尺のパネルと、パネル内に設けられると共に、パネルの一端側から他端側へ向かって熱媒体を流す往路、及び他端側から一端側へ熱媒体を流す復路を有する熱媒体流路と、を備える輻射パネル装置であって、パネル及びブリッジは金属によって構成され、パネルとブリッジとの間には断熱部材が配置されていることを特徴としている。

この輻射パネル装置では、金属によって構成されるパネルとブリッジとの間に断熱部材が配置されているため、パネルとブリッジとの間の熱伝達が断熱部材によって著しく抑制される。従って、冷房時において各パネルが表面に結露が発生する程度まで冷却された場合であっても、パネルの冷熱が断熱部材によってブリッジの手前で遮断される。以上によって、各パネルを支持するためのブリッジを金属製とした場合であっても、当該ブリッジに結露が発生することを簡単な構成で抑制することができる。

本発明に係る輻射パネル装置において、断熱部材は、樹脂から構成されると共にパネルの一端を覆うキャップ状に形成され、管状の熱媒体流路の往路及び復路をそれぞれ挿通させる貫通孔を有していることが好ましい。このように、断熱部材を樹脂製のキャップ状に形成することによって、簡単にパネルに取り付けることが可能となる。また、管状の往路及び復路をそれぞれ挿通させる貫通孔が形成されているため、当該貫通孔に往路及び復路を挿通させるだけの簡単な作業で、流路を妨げることなく断熱部材を取り付けることができる。

本発明に係る輻射パネル装置において、断熱部材は、パネルの他端にも設けられていることが好ましい。これによって、パネルの他端側も樹脂製のキャップ状の断熱部材に覆われる構成となる。従って、金属製パネルの他端におけるエッジ部が樹脂製の断熱部材に覆われて保護されることとなり、装置の安全性を一層向上させることができる。また、パネルの一端側の断熱部材と他端側の断熱部材とで部品の共通化を図ることが可能となると共にコストを低減することが可能となる。

本発明によれば、各パネルを支持するための部材を金属製とした場合であっても、当該部材に結露が発生することを簡単な構成で抑制することができる。

本発明の実施形態に係る輻射パネル装置の使用状態を示す図である。 パネルの上端付近の構成を示した展開斜視図である。 パネルを輻射パネル装置の幅方向から見た場合の一部断面図である。 断熱部材を下面側から見た図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る輻射パネル装置の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る輻射パネル装置１の使用状態を示す図である。図１に示すように、建物の居室の一角に設置されて輻射暖房あるいは輻射冷房を行う輻射装置であり、居室の天井板ＴＢと床板ＤＢとの間で鉛直方向に立設された一対の支柱２，３と、一対の支柱２，３の上端側に架設されるブリッジ４と、ブリッジ４に上端が支持される複数の長尺のパネル６と、パネル６の下方で床板ＤＢ上に設けられて結露水を受け止める結露水受構造７とを備えて構成されている。各パネル６内には、図示されない熱源及びポンプに接続されてパネル６の上端（一端）側から下端（他端）側へ向かって熱媒体を流す往路１２ａ、及び熱源に接続されて下端側から上端側へ熱媒体を流す復路１２ｂを有する熱媒体流通管（熱媒体流路）１２が取り付けられている（図３参照）。これによって、温熱源や冷熱源からの熱媒体が往路１２ａを流れた後に復路１２ｂを流れて熱源へ還流することによって回収される。従って、輻射パネル装置１のパネル６は、熱媒体が熱源とパネル６との間で繰り返し循環することで輻射暖房あるいは輻射冷房を行うことが可能となる。

図２はパネル６の上端６ａ付近の構成を示した展開斜視図であり、図３はパネル６を輻射パネル装置１の幅方向から見た場合の一部断面図である。この図３においては、ブリッジ４と、パネル６の上端６ａ付近と、パネル６の下端６ｂ付近と、上端６ａ側の断熱部材１３の一部の断面が示されており、パネル６の厚さ方向における中心位置で切断された断面が示されている。図２及び図３に示すように、パネル６の上端６ａに断熱部材１３が取り付けられると共にパネル６の下端６ｂに断熱部材１４が取り付けれ、パネルの上端６ａは断熱部材１３を介してブリッジ４の底板部４ａに固定されている。

パネル６は、アルミニウムやステンレスなどの金属を、例えば押出成形することによって構成されており、鉛直方向に延在して断面が扁平に形成された中空部材である。以下、パネル６の扁平な断面形状が水平方向に延びる方向を「パネル６の幅方向」と称し、幅方向と垂直な水平方向を「パネル６の厚さ方向」と称する。パネル６は、隣接するパネル６と互いに厚さ方向に対向するように複数並設されている。このパネル６の外壁は、断面が尖円弧状に形成されると共に幅方向外側へ向かうに連れて先細りとなる尖頭部６ｃ，６ｄと、互いに厚さ方向に平行に向かい合うと共に尖頭部６ｃ，６ｄ同士を連結する一対の平板６ｅ，６ｆとを備えて構成されている。尖頭部６ｃ，６ｄの外面には、外気に対する伝熱面積を広げると共に結露水を下方へ伝わせるために鉛直方向へ延在する複数のフィンが設けられている。この複数のフィンは外壁を内面から外側へ向かって突出させることによって形成されている。

パネル６の内部には、尖頭部６ｃにおける幅方向の略中央位置に熱媒体流通管１２の往路１２ａをガイドして保持するためのガイド部６ｇが形成されている。このガイド部６ｇは、パネル６内部で鉛直方向に延在すると共に断面が半円状に形成されている。ガイド部６ｇと長さ方向に対向する位置には鉛直方向に延在すると共に半円状に形成される壁部を有し、パネル６内に挿入されるガイド部材８が配置されている。このガイド部材８の内面とガイド部６ｇの内面によって往路１２ａを挿通させて保持するためのガイド孔が形成される。このガイド孔の内径は、往路１２ａの外径と略同一とされている。尖頭部６ｄにおける幅方向の略中央位置にも、ガイド部６ｇ及びガイド部材８と同様の構成を有し、熱媒体流通管１２の復路１２ｂを保持するためのガイド部６ｈが形成されると共にガイド部材９が配置されている。また、パネル６の内部における尖頭部６ｃ，６ｄの先端位置には上方からネジ１６，１７を締めるための略六角形状の締付孔６ｋ，６ｍが形成されている。

熱媒体流通管１２は、架橋ポリエチレンを主材として構成される管状部材であるが、他のポリオレフィン系等の樹脂材料、例えばポリブデンを主材として形成することも可能である。また、当該熱媒体流通管１２は、パネル６の延設方向、すなわちパネル６の上端６ａ側から下方へ向かって延びる往路１２ａと、パネル６内部における下端６ｂ側でＵ字状に曲がるＵ字部１２ｃと、パネル６の延設方向、すなわち上方へ向かってパネル６の上端６ａ側に延びる復路１２ｂとを備えて構成されている。この熱媒体流通管１２の往路１２ａ及び復路１２ｂの上端側の一部は、パネル６の一端縁からパネル６外方に伸長しており、当該パネル６の上端６ａをブリッジ４に取付けるとブリッジ４の底板部４ａよりも上方に突出する。当該パネル６外方に伸長する部分は、ブリッジ４に取り付けられる各パネル６の熱媒体流通管１２同士をブリッジ４上にて連結するための連結代としての機能を有している。なお、パネル６の断面形状は長尺方向に一定とされているため、パネル６の下端６ｂの形状も上端６ａの形状と同一とされて尖頭部６ｃ，６ｄ、平板６ｅ，６ｆ、ガイド部６ｇ，６ｈ、締付孔６ｋ，６ｍが形成されているが、ガイド部材８，９は熱媒体流通管１２のＵ字部１２ｃの手前で途切れているため、下端６ｂまでは延びていない。

ブリッジ４は、水平に広がる底板部４ａと、底板部４ａ上に立設される一対のリブ壁４ｂ，４ｃとを備えて構成されており、アルミニウムやステンレスなどの金属を押出成形することによって形成されている。底板部４ａは長尺方向の長さが一対の支柱２，３の間隔相当とされ、幅がパネル６の幅方向の大きさよりも大きくされている。また、リブ壁４ｂ，４ｃは、底板部４ａ上面に当該底板部４ａの幅方向に互いに対向するように立設され、その長さは底板部４ａの長尺方向の長さと略同一されると共に、リブ壁４ｂ，４ｃ同士の間の距離はパネル６の幅方向の大きさと略同一とされている。このブリッジ４の底板部４ａには、ネジ１６，１７を挿通させるための一対の貫通孔４ｄ，４ｅ、熱媒体流通管１２の往路１２ａ及び復路１２ｂをそれぞれ挿通させるための一対の貫通孔４ｆ，４ｇが、長尺方向と直交する方向に並ぶように形成されている。貫通孔４ｄ，４ｅはパネル６の締付孔６ｋ，６ｍに対応する位置に形成されており、貫通孔４ｆ，４ｇはガイド部６ｇ及びガイド部材８によって形成される往路１２ａ用のガイド孔及びガイド部６ｈ及びガイド部材９によって形成される復路１２ｂ用のガイド孔に対応する位置に形成されている。この貫通孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇは、複数のパネル６の上端６ａに対応する位置ごとにそれぞれ形成されている。貫通孔４ｆ，４ｇは、熱媒体流通管１２の往路１２ａ，復路１２ｂの外径よりも内径が大きく、当該往路１２ａ，復路１２ｂを取り囲むような幅方向に延びる長円状の形状をなすルーズ孔として形成されている。これによって、熱媒体流通管１２の連結代の拘束が緩められることとなって当該連結代のブリッジ上での取り回しが容易となると共に、当該リブ壁４ｂ，４ｃ間で発生する結露水をスムーズに貫通孔４ｆ，４ｇを通じてパネル６内部に流下させることが可能となる。なお、ブリッジ４には、リブ壁４ｂ，４ｃの上側を覆うように断面コ字状の補強部材３０が複数位置に取り付けられると共に、当該補強部材３０を介して天井を支持する天井支持構造に連結されている。また、ブリッジ４の上部には、熱媒体流通管１２を取り囲んだ状態で断熱材３１が配置されている。

断熱部材１３は、パネル６の上端６ａを覆うようにキャップ状に形成されており、パネル６の上端６ａを覆う蓋部２１と、パネル６の内壁に係合する舌部２２とを備えて構成されている。この断熱部材１３は、例えばＡＳＡ（アクリロニトリル-スチレン-アクリレート）やＡＥＳ（アクリロニトリル-エチレンプロピレンジエン-スチレン）などを主成分とする樹脂から構成されており、パネル６とブリッジ４との間の熱伝達を抑制する機能を有している。

断熱部材１３の蓋部２１は、上下方向から見た場合に、パネル６の横断面における外形と同一の外形を有する扁平の板状部材から形成されている。以下、断熱部材１３の蓋部２１の扁平な断面形状が水平方向に延びる方向を「断熱部材１３の長さ方向」と称し、幅方向と垂直な水平方向を「断熱部材１３の幅方向」と称する。蓋部２１は、尖円弧状に形成されると共に長さ方向外側へ向かうに連れて先細りとなる尖頭部２１ｃ，２１ｄと、外壁が互いに幅方向に平行に向かい合うと共に尖頭部２１ｃ，２１ｄ同士を連結する平板部２１ｅとを備えて構成されている。蓋部２１の尖頭部２１ｃ，２１ｄの外周壁にはパネル６の複数のフィンに対応する位置及び形状の複数のフィンが設けられている。これらのフィンは、断熱部材１３をパネル６の上端６ａに取り付けた際にパネル６のフィンと連結される。

蓋部２１には、尖頭部２１ｃにおける長さ方向の略中央位置に熱媒体流通管１２の往路１２ａを挿通させる貫通孔２１ｆが形成されるとともに、尖頭部２１ｄにおける長さ方向の略中央位置に熱媒体流通管１２の復路１２ｂを挿通させる貫通孔２１ｇが形成されている。貫通孔２１ｆは、取付時にパネル６のガイド部６ｇ及びガイド部材８によって形成されるガイド孔とブリッジ４の貫通孔４ｆに対応する位置に設けられており、ブリッジ４の貫通孔４ｆと同一形状となるように、長さ方向に延びる長円状の形状をなすルーズ孔として形成されている。また、貫通孔２１ｇは、取付時にパネル６のガイド部６ｈ及びガイド部材９によって形成されるガイド孔とブリッジ４の貫通孔４ｇに対応する位置に設けられており、ブリッジ４の貫通孔４ｇと同一形状となるように、長さ方向に延びる長円状の形状をなしている。

蓋部２１には、尖頭部２１ｃにおける先端部にネジ１６を挿通させる貫通孔２１ｈが形成されるとともに、尖頭部２１ｄにおける先端部にネジ１７を挿通させる貫通孔２１ｋが形成されている。貫通孔２１ｈは、取付時にパネル６の締付孔６ｋとブリッジ４の貫通孔４ｄに対応する位置に形成される円形状の孔である。また、貫通孔２１ｋは、取付時にパネル６の締付孔６ｍとブリッジ４の貫通孔４ｅに対応する位置に設けられる円形状の孔である。

蓋部２１の下面からは、断面略Ｈ字状の舌部２２が下方へ向かって延びている。この舌部２２は、蓋部２１の中央位置から長さ方向の両側に向かって延びると共に、互いに幅方向に平行に対向するように形成された一対の壁部２２ａ，２２ｂと、蓋部２１の中央位置において壁部２２ａから壁部２２ｂへ向かって幅方向に延びる補強部２２ｃとを備えて構成されている（図４参照）。壁部２２ａは、長さ方向において貫通孔２１ｆの手前側から貫通孔２１ｇの手前側まで延びると共に、その幅方向の外面はパネル６の平板６ｅの内面と一致するように配置されている。また、壁部２２ｂは、長さ方向において貫通孔２１ｆの手前側から貫通孔２１ｇの手前側まで延びると共に、その幅方向の外面はパネル６の平板６ｆの内面と一致するように配置されている。更に、壁部２２ａと壁部２２ｂの外面の少なくとも一方には鉛直方向に延びる複数のリブ２２ｄが形成されている。以上によって、パネル６の平板６ｅ，６ｆの内面と断熱部材１３の舌部２２の壁部２２ａ，２２ｂの外面とが一致する配置とされると共にリブ２２ｄで平板６ｅが押さえられることによって、断熱部材１３をパネル６に確実に取り付けることができる。また、補強部２２ｃによって壁部２２ａ，２２ｂが内側に倒れこんでしまうことを抑制することができる。

断熱部材１４は、パネル６の下端６ｂを覆うようにキャップ状に形成されており、パネル６の下端６ｂを覆う蓋部２３と、パネル６の内壁に係合する舌部２４とを備えて構成されている。この断熱部材１４は、断熱部材１３と同じく、例えばＡＳＡ（アクリロニトリル-スチレン-アクリレート）やＡＥＳ（アクリロニトリル-エチレンプロピレンジエン-スチレン）などを主成分とする樹脂から構成されており、パネル６の下端６ｂのエッジ部を保護する機能を有している。断熱部材１４の蓋部２３及び舌部２４は、断熱部材１３の蓋部２１及び舌部２２と同様の構成を有しており、尖頭部２１ｃ，２１ｄ、平板部２１ｅ、貫通孔２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｋと同様の構成を有する尖頭部２３ｃ，２３ｄ、平板部２３ｅ、貫通孔２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ，２３ｋを有すると共に、壁部２２ａ，２２ｂ、補強部２２ｃ、リブ２２ｄと同様の構成を有する壁部２４ａ，２４ｂ、補強部２４ｃ、リブ２４ｄを有している。断熱部材１４においては、貫通孔２３ｆ，２３ｇには熱媒体流通管１２は挿通されないが、貫通孔２３ｆ，２３ｇは、上方からパネル６内部を伝ってきた結露水を結露水受構造７へ向けて排出する機能を備えている。また、当該断熱部材１４の蓋部２３のフィンは、断熱部材１４をパネル６の下端６ｂに取り付けた際にパネル６のフィンと連結される。これによって、連結された各フィンを伝わせることでパネル６表面に付着する結露水を周囲に飛散させることなく流下させることができる。

上述のように構成されたパネル６、熱媒体流通管１２、断熱部材１３，１４、ブリッジ４の取付方法について説明する。まず、パネル６の上端６ａ側からパネル６内部に熱媒体流通管１２を挿入する。このとき、熱媒体流通管１２のＵ字部１２ｃ側からパネル６へ挿入し、往路１２ａがガイド部６ｇにガイドされると共に復路１２ｂがガイド部６ｈにガイドされるようにパネル６内部へ押し込む。パネル６へ押し込む際は、熱媒体流通管１２の上端側の一部が連結代としてパネル６の上端６ａからパネル６外方に伸長させる。熱媒体流通管１２を挿入すると同時に、あるいは挿入した後に、ガイド部材８，９をパネル６内に挿入する。次に、パネル６の上端６ａに断熱部材１３を取り付けると共にパネル６の下端６ｂに断熱部材１４を取り付ける。このとき、断熱部材１３の舌部２２がパネル６の平板６ｅ，６ｆ付近に挟まれるようにして挿入すると共に、蓋部２１の下面がパネル６の上端６ａに当接する位置まではめ込む。断熱部材１４も舌部２４がパネル６の平板６ｅ，６ｆ付近に挟まれるようにして挿入すると共に、蓋部２３の下面がパネル６の下端６ｂに当接する位置まではめ込む。また、断熱部材１３の取り付けの際は、熱媒体流通管１２の往路１２ａの上端側の連結代を断熱部材１３の貫通孔２１ｆに挿通すると共に、復路１２ｂの上端側の連結代を断熱部材１３の貫通孔２１ｇに挿通しながら取り付ける。

次に、パネル６をブリッジ４に取り付ける。このとき、熱媒体流通管１２の往路１２ａの上端側の連結代をブリッジ４の底板部４ａの貫通孔４ｆに挿通すると共に、復路１２ｂの上端側の連結代をブリッジ４の底板部４ａの貫通孔４ｇに挿通しながら取り付ける。断熱部材１３に上面をブリッジ４の底板部４ａの下面に接触させた状態で、ネジ１６を貫通孔４ｄ、貫通孔２１ｈを挿通させて締付孔６ｋにねじ込んで締め付けると共に、ネジ１７を貫通孔４ｅ、貫通孔２１ｋに挿通させて締付孔６ｍにねじ込んで締め付けることによって断熱部材１３を介してブリッジ４にパネル６を取り付ける。更に、下端６ｂ側では、ネジ１８を貫通孔２３ｋに挿通させて締付孔６ｋにねじ込んで締め付けると共に、ネジ１９を貫通孔２３ｈに挿通させて締付孔６ｍにねじ込んで締め付けることによって、パネル６に断熱部材１４を取り付ける。

以上によって、本実施形態に係る輻射パネル装置１によれば、金属によって構成されるパネル６とブリッジ４との間に断熱部材１３が配置されているため、パネル６とブリッジ４との間の熱伝達が断熱部材１３によって著しく抑制される。従って、冷房時において各パネル６が表面に結露が発生する程度まで冷却された場合であっても、パネル６の冷熱が断熱部材１３によってブリッジ４の手前で遮断される。以上によって、各パネル６を支持するためのブリッジ４を金属製とした場合であっても、当該ブリッジ４に結露が発生することを簡単な構成で抑制することができる。

また、輻射パネル装置１において、断熱部材１３は、樹脂から構成されると共にパネル６の上端６ａを覆うキャップ状に形成され、熱媒体流通管１２の往路１２ａ及び復路１２ｂをそれぞれ挿通させる貫通孔２１ｇ，２１ｆを有している。このように、断熱部材１３を樹脂製のキャップ状に形成することによって、簡単にパネル６に取り付けることが可能となる。また、管状の往路１２ａ及び復路１２ｂをそれぞれ挿通させる貫通孔２１ｇ，２１ｆが形成されているため、当該貫通孔２１ｇ，２１ｆに往路１２ａ及び復路１２ｂを挿通させるだけの簡単な作業で、熱媒体流通管１２を妨げることなく断熱部材１３を取り付けることができる。

また、輻射パネル装置１において、断熱部材１３は、パネル６の下端６ｂにも設けられている。これによって、パネル６の下端６ｂ側も樹脂製のキャップ状の断熱部材１４に覆われる構成となる。従って、金属製のパネル６の下端６ｂにおけるエッジ部が樹脂製の断熱部材１４に覆われて保護されることとなり、装置の安全性を一層向上させることができる。また、パネル６の上端６ａ側の断熱部材１３と下端６ｂ側の断熱部材１４とで部品の共通化を図ることが可能となると共にコストを低減することが可能となる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では断熱部材１３の蓋部２１をパネル６の横断面形状と同一の形状としたが、この形状は特に限定されず、パネル６とブリッジ４との間に断熱部材が配置されていればよい。

また、上述の実施形態ではパネル６の下端６ｂ側にも断熱部材１４が取り付けられているが、少なくとも上端６ａ側の断熱部材１３が取り付けられていればよく、断熱部材１４が取り付けられていない構成としてもよい。

１…輻射パネル装置、２，３…支柱、４…ブリッジ、６…パネル、６ａ…上端（一端）、６ｂ…下端（他端）、１２…熱媒体流通管（熱媒体流路）、１２ａ…往路、１２ｂ…復路、１３，１４…断熱部材、２１ｆ，２１ｇ…貫通孔。

Claims (3)

1. 一対の支柱と、
   前記一対の支柱に架設されるブリッジと、
   前記ブリッジに一端が支持される複数の長尺のパネルと、
   前記パネル内に設けられると共に、前記パネルの前記一端側から他端側へ向かって熱媒体を流す往路、及び前記他端側から前記一端側へ前記熱媒体を流す復路を有する熱媒体流路と、を備える輻射パネル装置であって、
   前記パネル及び前記ブリッジは金属によって構成され、
   前記パネルと前記ブリッジとの間には断熱部材が配置されていることを特徴とする輻射パネル装置。
2. 前記断熱部材は、樹脂から構成されると共に前記パネルの前記一端を覆うキャップ状に形成され、管状の前記熱媒体流路の前記往路及び前記復路をそれぞれ挿通させる貫通孔を有していることを特徴とする請求項１記載の輻射パネル装置。
3. 前記断熱部材は、前記パネルの前記他端にも設けられていることを特徴とする請求項２記載の輻射パネル装置。

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