JP6491820B2 - フレキシブルダクト - Google Patents

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する。

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。

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間にダクト接続部が設けられている。このダクト接続部は、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、このー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に固定される。枝管部に分岐ダクトが接続される。

特許第２９８４７０８号公報

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によってダクト接続部の断熱（保温）を図っている。しかし、ダクト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、冷暖房の熱が前記ダクト接続部から外部に漏れたり前記ダクト接続部の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間のダクト接続部の断熱性（保温性）を高めることを目的とする。

前記問題点を解決するために、本発明は、管状の第１断熱層にて囲まれた第１気体流路を有する主ダクトと、管状の第２断熱層にて囲まれた第２気体流路を有して前記主ダクトから分岐された分岐ダクトとを備え、前記主ダクトの周側部には連通穴が形成されるとともに前記連通穴にダクト接続部が設けられ、前記ダクト接続部を介して前記主ダクトと前記分岐ダクトとが接続され、ひいては前記第１気体流路と前記第２気体流路とが連通されたフレキシブルダクトにおいて、前記ダクト接続部が、前記連通穴に沿う環状の接続断熱層を有し、前記接続断熱層が、前記第１、第２断熱層とは別のグラスウールにて構成されていることを特徴とする。
これによって、ダクト接続部における断熱性（保温性）を高めることができ、ダクト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。

前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さが、前記接続断熱層の前記主ダクト側の基端面と前記分岐ダクト側の先端面との間の軸長より小さいことが好ましい。これによって、接続断熱層の大径化を抑制して、コストを抑えることができる。

前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さが、前記第１断熱層の内周面と外周面との間の厚さ又は前記第２断熱層の内周面と外周面との間の厚さより大きいことが好ましい。これによって、接続断熱層を第１断熱層又は第２断熱層よりも高断熱性にでき、ダクト接続部の断熱性を十分に高くできる。

前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さは、２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度が好ましい。これによって、ダクト接続部における断熱性を十分に確保することができる。

前記接続断熱層の熱伝導率は、室温で０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ程度が好ましい。これによって、ダクト接続部における断熱性を確実に高くすることができる。熱伝導率は、例えばＪＩＳ Ａ１４１３に準拠して測定できる。

前記接続断熱層が、前記第１断熱層又は前記第２断熱層より硬質であることが好ましい。これによって、ダクト接合部の強度を高めることができる。

前記接続断熱層と前記主ダクトとの間には、粘着性充填剤が前記接続断熱層の全周にわたって塗布されていることが好ましい。これによって、接続断熱層と主ダクトとを粘着性充填剤によって接合できるだけでなく、接続断熱層と主ダクトとの間を気密にシールでき、ダクト接続部における断熱性を一層高くできる。

本発明によれば、フレキシブルダクトにおいて主ダクトから分岐ダクトが分岐するダクト接続部における断熱性（保温性）を高めることができる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、フレキシブルダクトの概略構成を示す斜視図である。 図２は、前記フレキシブルダクトのダクト接続部及びその周辺部の断面図である。 図３は、実施例１における一試料の結露限界線を示すグラフである。

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。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、図示しない冷暖房機や換気装置から延びている。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。芯材１１によって内膜体１２が管状に保形されている。内膜体１２の内部空間が第１気体流路１９となっている。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。

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の外周を囲んでいる。言い換えると、第１気体流路１９が第１断熱層１３にて囲まれている。第１断熱層１３の内周面と外周面との間の厚さｔ_１３は、例えばｔ_１３＝２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。なお、内膜体１２及び外膜体１４の厚さは、第１断熱層１３の厚さｔ_１３と比べて十分に小さいから、主ダクト１０の厚さは、第１断熱層１３の厚さｔ_１３と実質的に等しい。
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ｔ_１３に対して誇張されている。

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ている。この外膜体１４が、管状に形成されて断熱層１３の外周を囲んでいる。

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が分岐されており、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。主ダクト１０の周側部における分岐ダクト２０の分岐部分には、連通穴１８が形成されている。連通穴１８は、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。

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、図２に示すように、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、芯材２１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。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ひいては第２気体流路２９を囲む管状になっている。外膜体２４は、樹脂層の単層又は樹脂層と金属層とのラミネート構造になっており第２断熱層２３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ｔ_２３は、例えばｔ_２３＝２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。なお、内膜体２２及び外膜体２４の厚さは、第２断熱層２３の厚さｔ_２３と比べて十分に小さいから、分岐ダクト２０の厚さは、第２断熱層２３の厚さｔ_２３と実質的に等しい。
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ｔ_２３に対して誇張されている。

主ダクト１０の連通穴１８にダクト接続部３０が設置されている。ダクト接続部３０を介して主ダクト１０と分岐ダクト２０とが接続され、ひいては第１気体流路１９と第２気体流路２９とが連通されている。第１気体流路１９の気体が、ダクト接続部３０内を経て、第２気体流路２９へ分流される。

図２に示すように、ダクト接続部３０は、分岐部材３１と、支持部材３２と、接続断熱層３３とを含む。分岐部材３１は、アルミニウム、鉄、鋼等の金属にて構成され、分岐管３１ａと、鍔部３１ｂを一体に有している。分岐管３１ａは、筒状になっている。分岐管３１ａの基端部（図２において下端部）から鍔部３１ｂが径方向外側へ突出されている。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。

主ダクト１０の連通穴１８に分岐管３１ａの基端部が挿通されている。また、連通穴１８の周辺部における第１断熱層１３と芯材１１及び内膜体１２との間に鍔部３１ｂが挿し入れられている。さらに、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を挟むようにして、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。

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、好ましくは後記の粘着性充填剤４１，４２と同一材質のコーキング剤が用いられている。

分岐管３１ａの先端部は、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２気体流路２９が、分岐管３１ａの内部、及び支持部材３２の中心穴３２ｃを経て第１気体流路１９に連なっている。

分岐ダクト２０における主ダクト１０側の端部と主ダクト１０との間に接続断熱層３３が介在されている。接続断熱層３３は、第１、第２断熱層１３，２３とは別体の断熱層であり、連通穴１８に沿う環状になっている。接続断熱層３３の材質は、断熱層１３，２３より硬質（非柔軟性）のグラスウールにて構成され、好ましくは自立的に形状保持する程度に硬質のグラスウールにて構成されている。接続断熱層３３の先端面（分岐ダクト２０側を向く面、図２において上面）には、グラスウールの小片が飛散するのを防止するためのペースト３５が塗布されている。ペースト３５の材質は、合成樹脂系等が好ましい。また、接続断熱層３３の外周面は、被覆材３６にて覆われている。被覆材３６は、例えばアルミ箔シート等にて構成されている。

接続断熱層３３は、連通穴１８に沿うようにして主ダクト１０の外側面上に配置されている。接続断熱層３３の中空部３３ｃに分岐管３１ａにおける主ダクト１０からの突出部分が挿通されている。これによって、接続断熱層３３が分岐管３１ａの外周に嵌められている。接続断熱層３３の内周面が分岐管３１ａの外周面にぴったり接している。接続断熱層３３の基端面（主ダクト１０側の面、図２において下面）は、主ダクト１０における連通穴１８の周辺部の外側面に宛がわれている。図１に示すように、接続断熱層３３の基端面は、主ダクト１０の外側面に沿う曲面状になっており、これによって、接続断熱層３３の基端面と主ダクト１０の外側面とがぴったりと接している。

図２に示すように、接続断熱層３３の基端部（下端部）の外周縁と主ダクト１０の外側面との間には、粘着性充填剤４１が塗布されている。粘着性充填剤４１は、接続断熱層３３の外周の全周にわたって環状に延びている。また、接続断熱層３３の基端部の内周縁と主ダクト１０の連通穴１８の周縁との間には、粘着性充填剤４２が塗布されている。粘着性充填剤４２は、接続断熱層３３の内周の全周にわたって環状に延びている。これら粘着性充填剤４１，４２によって接続断熱層３３と外膜体１４とが接合されるとともに、接続断熱層３３と外膜体１４との間が気密にシールされている。粘着性充填剤４１，４２として、好ましくはコーキング剤が用いられている。コーキング剤の材質は、合成ゴム系又はシリコーン系等が好ましい。
さらに、粘着テープ３７が接続断熱層３３の外周面から主ダクト１０の外周面に跨るように貼り付けられている。

接続断熱層３３の先端面（上面）に分岐ダクト２０の端面が当たっている。図示は省略するが、接続断熱層３３と分岐ダクト２０とは、粘着テープ、板バンド、ビス等にて接合されている。

接続断熱層３３の内周面と外周面との間の厚さｔ_３３は、接続断熱層３３の基端面（下面）の中央部と先端面（上面）との間の軸長ｈ_３３以下である（ｔ_３３≦ｈ_３３）。接続断熱層３３の外径φ_３３は、接続断熱層３３の軸長ｈ_３３以上である（φ_３３≧ｈ_３３）。また、接続断熱層３３の厚さｔ_３３は、第１断熱層１３の内周面と外周面との間の厚さｔ_１３と同程度（ｔ_３３≒ｔ_１３）又はそれ以上であり（ｔ_３３≧ｔ_１３）、かつ第２断熱層２３の内周面と外周面との間の厚さｔ_２３と同程度（ｔ_３３≒ｔ_２３）又はそれ以上である（ｔ_３３≧ｔ_２３）。したがって、接続断熱層３３の外径φ_３３は第２断熱層２３の外径φ_２３と同程度（φ_３３≒φ_２３）又はそれ以上であり（φ_３３≧φ_２３）、接続断熱層３３の外周面が第２断熱層２３ひいては分岐ダクト２０の外周面とほぼ面一であるか、又は接続断熱層３３が分岐ダクト２０より径方向外側に突出している。図２においては、φ_３３≒φ_２３として図示している。

具体的には、接続断熱層３３の厚さｔ_３３は、好ましくはｔ_３３＝２０ｍｍ〜３０ｍｍであり、より好ましくはｔ_３３＝２５ｍｍ程度である。接続断熱層３３の厚さが小さ過ぎると、ダクト接続部３０の保温性を十分に確保できない。接続断熱層３３の厚さが大き過ぎると、ダクト接続部３０が大型になり、コストが高くなる。

接続断熱層３３のみかけ密度は、好ましくは５０ｋｇ／ｍ^３〜７０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは６４ｋｇ／ｍ^３程度である。接続断熱層３３のみかけ密度が小さ過ぎると設置の施工性が悪くなる。接続断熱層３３のみかけ密度が大き過ぎると重量が重くなる。みかけ密度とは、接続断熱層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、接続断熱層の実部だけでなく接続断熱層の内部の気体層をも含めた体積を言う。みかけ密度は、例えばＪＩＳ Ｋ６７６７に準拠して測定できる。

接続断熱層３３の熱伝導率は、室温（２０℃程度）において好ましくは０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．０４Ｗ／ｍ・Ｋであり、より好ましくは０．０３５Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。接続断熱層３３の熱伝導率が大き過ぎると接続断熱層３３の断熱性を確保できない。接続断熱層３３の熱伝導率が小さ過ぎるとコストが高くなる。
また、接続断熱層３３は、第１断熱層１３及び第２断熱層２３よりも不燃性が高い。

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。

分岐管３１ａにおける主ダクト１０から突出した部分の外周には接続断熱層３３を嵌める。この接続断熱層３３の基端面を主ダクト１０の外側面に宛がう。そして、接続断熱層３３の基端部の外周縁と主ダクト１０の外側面との間に粘着性充填剤４１を塗布するとともに、接続断熱層３３の基端部の内周縁と主ダクト１０の連通穴１８の周縁との間に粘着性充填剤４２を塗布する。さらに、接続断熱層３３の外周面と外膜体１４との間に粘着テープ３７を貼り付ける。
そして、分岐ダクト２０を分岐管３１ａに接続する。

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部３０に接続断熱層３３を設けることによって、ダクト接続部３０おける断熱性（保温性）を確保できる。接続断熱層３３を断熱層１３，２３とは別体にすることによって、接続断熱層３３として、断熱層１３，２３を構成する柔軟なグラスウールとは異なるグラスウールを用いることができ、断熱層１３，２３よりも断熱性の高いグラスウールを用いたり、断熱層１３，２３より厚肉のグラスウールを用いたりすることができる。接続断熱層３３の熱伝導率を室温で好ましくは０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．０４Ｗ／ｍ・Ｋとし、より好ましくは０．０３５Ｗ／ｍ・Ｋとすることによって、ダクト接続部３０の断熱性（保温性）を確実に高めることができる。また、接続断熱層３３を断熱層１３，２３と同程度又はそれ以上の厚さにすることによって、ダクト接続部３０の断熱性（保温性）を確実に高くすることができる。さらに、接続断熱層３３の外周面及び内周面の全周と主ダクト１０との間には粘着性充填剤４１，４２を塗布することによって、ダクト接続部３０における保温性を一層高めることができる。
これによって、ダクト接続部３０及びその周辺において結露が生じるのを防止できる。また、冷暖房の熱がダクト接続部３０から外部へ漏れるのを防止でき、冷暖房効率を向上できる。
さらに、接続断熱層３３は断熱層１３，２３より不燃性が高いため、フレキシブルダクト１の不燃性を確保できる。
接続断熱層３３が第１断熱層１３及び第２断熱層２３より硬質であることによって、ダクト接続部３０の剛性を高めることができ、接続断熱層３３を主ダクト１０に安定的に接続できる。

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、連通穴１８の内径が接続断熱層３３の外径φ_３３と略等しくなっており、接続断熱層３３の基端部が連通穴１８内に挿入されていてもよい。接続断熱層３３の外周面が第１断熱層１３における連通穴１８の内周面と接するようにしてもよい。
接続断熱層３３の厚さｔ_３３が、接続断熱層３３の軸長ｈ_３３以上でもよい（ｔ_３３≧ｈ_３３）。接続断熱層３３の外径φ_３３が、接続断熱層３３の軸長ｈ_３３以下でもよい（φ_３３≦ｈ_３３）。接続断熱層３３の厚さｔ_３３が、第１断熱層１３の厚さｔ_１３以下でもよい（ｔ_３３≦ｔ_１３）。接続断熱層３３の厚さｔ_３３が、第２断熱層２３の厚さｔ_２３以下でもよい（ｔ_３３≦ｔ_２３）。接続断熱層３３の外径φ_３３が、第２断熱層２３の外径φ_２３以下でもよい（φ_３３≦φ_２３）。

実施例を説明する。ただし、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１では、表１のNo.1〜No.6に列記するグラスウール試料を接続断熱層３３として用いた場合の断熱性（保温性）について検討した。これら試料No.1〜No.6は、何れも、厚さｔ_３３＝２５ｍｍ、外径φ_３３＝２００ｍｍ、内径＝１５０ｍｍとした。さらに、各試料No.1〜No.6の重さ、みかけ密度、熱貫流率、及び熱伝導率は、表１の通りであった。

なお、表１において、重さ（ｇ／ｍ^２）は、接続断熱層３３の内周面又は外周面の単位面積当たりの重さである。

また、試料No.4についての結露限界線をシミュレーションしたところ、図３の通りであった。なお、他の試料No.1〜3,5,6についての結露限界線も図３と近似していた。これら結果（表１及び図３等）から、試料No.1〜No.6によれば、主ダクト１０の第１断熱層１３及び分岐ダクトの第２断熱層２３と同程度の断熱性（保温性）を発揮でき、ダクト接続部３０での結露を十分に防止し得ると評価された。

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。

１ フレキシブルダクト
１０ 主ダクト
１３ 第１断熱層
１８ 連通穴
１９ 第１気体流路
２０ 分岐ダクト
２３ 第２断熱層
２９ 第２気体流路
３０ ダクト接続部
３３ 接続断熱層
４１，４２ 粘着性充填剤

Claims (6)

1. 管状の第１断熱層にて囲まれた第１気体流路を有する主ダクトと、管状の第２断熱層にて囲まれた第２気体流路を有して前記主ダクトから分岐された分岐ダクトとを備え、前記主ダクトの周側部には連通穴が形成されるとともに前記連通穴にダクト接続部が設けられ、前記ダクト接続部を介して前記主ダクトと前記分岐ダクトとが接続され、ひいては前記第１気体流路と前記第２気体流路とが連通されたフレキシブルダクトにおいて、
   前記第１断熱層及び前記第２断熱層が柔軟性を有するグラスウールにて構成され、
   前記ダクト接続部が、前記連通穴に沿う環状の接続断熱層を有し、前記接続断熱層が、前記第１、第２断熱層とは別のグラスウールにて構成され、前記接続断熱層を構成するグラスウールが、前記第１、第２断熱層を構成するグラスウールより硬質で自立的に形状保持し、かつ前記第１、第２断熱層を構成するグラスウールより断熱性が高く、前記接続断熱層と前記主ダクトとの間には、粘着性充填剤が前記接続断熱層の全周にわたって塗布され、前記粘着性充填剤は、前記接続断熱層の外周面と前記主ダクトの外側面に跨って設けられていることを特徴とするフレキシブルダクト。
2. 前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さが、前記接続断熱層の前記主ダクト側の基端面と前記分岐ダクト側の先端面との間の軸長より小さいことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルダクト。
3. 前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さが、前記第１断熱層の内周面と外周面との間の厚さ又は前記第２断熱層の内周面と外周面との間の厚さより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルダクト。
4. 前記接続断熱層の内周面と外周面との間の厚さが、２０ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフレキシブルダクト。
5. 前記接続断熱層の熱伝導率が、室温で０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．０４Ｗ／ｍ・Ｋであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフレキシブルダクト。
6. 前記接続断熱層における分岐ダクト側を向く先端面には、前記接続断熱層のグラスウールの小片が飛散するのを防止するペーストが塗布されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のフレキシブルダクト。

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