JP6553171B2 - ダクトシステム - Google Patents

Description

本発明は、ダクトシステムに、特に、空気分配システムのダクトに関する。

循環空気や加熱空気の分配のためのダクトシステムが、オフィス、倉庫、店舗や工場で広く使用されている。多くの設備において、ダクトが熱的に絶縁されることが要求される。通常、これは、最初にダクトシステム全体を構築し、適切な段階で断熱層でダクトの外側を覆うことによって行われる。この手順に多くの欠点がある。ダクトは、典型的には、地面から高い位置に配置されているので、上記熱対策を施工する労働者のための足場を立てることが必要であるが、安全上の問題を生じ、落下事故の重大なリスクが依然として存在する。このような条件下で働く労働者の生産性は、彼らが地面上で働く場合よりも、必然的に低くなってしまう。上記例示建物のダクトの特定部分、例えば屋根の近くに位置する部分、へのアクセスが困難ということも頻繁に生じる。また、ダクトにコールドスポット及び結露リスクをもたらすギャップが施工時に形成されることで、施工の品質及び均一性の監視や確認が困難である。

したがって、断熱の完全性をあえて妥協した既存システムには多くの欠点があり、また、完全な断熱施工は非常に高価になる。本発明は、これらの問題に対する実用的な解決策を提供することを目的とする。

本発明によって提供される空気分配システム用ダクト部材は、複数のダクト部材を所望の長さの空気通路を形成するよう前記フランジ部材によって相互に結合可能であり、前記ダクト部材は、前記空気通路に断熱ライニングを設けるべく断熱材で内面が覆われ、該ライニングは、隣接するダクト部材が互いに固定されるときに隣接するダクト部材の前記断熱ライニングによって前記空気通路の連続的な断熱ライニングが構成されるように、前記フランジの端面に少なくとも面一である。

好ましくは、前記フレームは、両端部に前記フランジ部材を有する管状部材により構成される。好ましくは、前記フレームは、前記長尺フレームを形成するよう前記フランジ部材の周囲に固定された複数の長尺フレーム要素を有し、断熱ボードが前記断熱ライニング及び前記空気通路を形成するように隣り合うフレーム要素間に固定されている。

好適には、絶縁ガスケットが、隣接するフランジ部材の間に配置される。好ましくは、２つのダクト部材が結合されるときに当接する断熱ライニングの端面は、箔テープまたはＨＡＲＤＣＡＳＴシールで封止される。

好ましい実施形態において、前記断熱材は、マスチック接着剤によって管に固定される。この場合、空隙が、マスチック接着剤によって閉塞されるダクト部材の端部において、前記ダクト部材の内面と前記断熱材との間に形成されていてもよい。好ましくは、前記断熱材及び／又は前記ガスケットは、フェノール樹脂系材料のような発泡プラスチック材料で形成される。

好ましくは、２つのフランジ部材は、矩形であり、フランジ部材のそれぞれの頂点に固定された４つのフレーム要素によって結合されている。

好ましくは、各フレーム要素は、該フレーム要素の耐屈曲性を向上させるために各フレーム要素に設けられたカシメ部または折り目部を有する。

好ましくは、各フランジ部材は、前記フランジ部材から外方に延びて前記断熱材上にあるウェブを有し、該ウェブは前記ボードへの固定手段を有する。フランジ部材が矩形である場合は、各フランジ部材は、断熱ボードの４つすべての部位を前記フレーム部材に固定可能とするよう直角部位の各側部にウェブを有する。好ましくは、フランジ部材は単一の板材から形成され、ウェブは、前記断熱ボード上にあるように前記フランジ部材の平面から直角に外方に延長されるよう前記板材から形成されている。

好ましくは、絶縁ボードは、フランジ部材の外面と面一若しくは僅かに突出するようフランジ部材を通って延びている。

断熱ボードは、フェノール樹脂またはポリイソシアヌレートなどの発泡プラスチック材料で構成されていてよい。また、断熱ボードは、鉱物又は天然ウール系ポリイソシアヌレートで形成されていてよい。すべての形態において、断熱ボードは、クローズドセル防湿皮膜、及び／又は、クラスＯの箔表面プラスチック積層防湿皮膜／被膜、及び／又は、水分の侵入を防ぐために製造時に適用される純アルミニウム箔を有していてよい。

ダクトが矩形チューブである場合は、好ましくは、断熱ボードは、上記ダクト通路を形成するよう前記シャーシ内に供給するために前記ボードを矩形チューブに折り曲げ可能とするよう折り目に沿ってカットされたV字溝を有する単一板材から形成される。

本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して実施例により詳細に説明される。

互いに結合された２つのダクト部材の側面断面図。 矩形断面を有するダクト部材の斜視図。 ダクト部材の端部の側面断面図。 空気分配システム用のダクト部材の概略斜視図。 ダクト部材の横断面の一部拡大図。 ダクト部材の一部拡大側面図。

図１を参照すると、断面矩形状の２つのダクト部材１，２の一つの壁部を横断する長手方向断面が示されている。符号３は、ダクトハウジング２と、両ダクト部材１，２を通って延びる空気通路３との関係を示している。ダクト部材１，２は複数の鋼板壁部４から形成され、各ダクト部材１，２はそれぞれの端部に立設するフランジ５，６を有し、隣接するダクト部材は、両フランジ５，６を貫通するボルト又はリベット（図示せず）によって互いに固定可能である。本実施形態では、発泡プラスチック又はブチル材料からなる目地材を形成するガスケット７が、断熱性を付与するようにフランジ５，６間に配置されている。各ダクト部材１，２は、断熱裏打ち材料からなる断熱ライニング８で内面が裏打ちされており、断熱裏打ち材料は、積層フェノール系板材のような発泡合成樹脂材料からなる。

断熱ライニング８は、マスチック接着剤９によってダクト壁部４の内面に固定されており、マスチック接着剤９は、裏打ち材８とダクト壁部４の内面との間に小さな空隙を形成する。ダクト部材１，２の端部において、上記空隙が別のマスチック接着剤１０によって閉塞されている。輸送や組み立て中に断熱ライニングの端部１１が損傷されることを防止するために、端部１１を封止して保護するように端部１１は箔テープ１２又はＨＡＲＤＣＡＳＴ材料によって封止されている。上記ダクトが屋根の外側のような外部用途に使用される場合は、その外側に追加的なマスチック材料が用いられていてもよい。フランジ５，６の外側エッジ１３及びガスケット１４は、好ましくはその外周上に取付けられたウェザーキャップ１５によって密封され、マスチック接着剤で封止されている。内部使用のための別の形態においては、装飾的なキャップを使用することができる。

図２及び図３においてより明確に示されるように、上記裏打ち材は、矩形状ダクト５，６の内面を裏打ちする断熱ボード８の形態であり、隣接するシートの端部１１は空隙が存在しないように当接している。特に図３は、上記裏打ち材とダクト壁部４の内面との間の空隙を図示しており、該空隙はマスチック接着剤によって封止されている。図３から明らかなように、裏打ち材８は、隣接するダクト部材１，２が互いに固定されるときに隣接するダクト部材１，２の間に空隙が形成されないようにダクト部材の端部から非常に僅かに突出している。

これらの実施形態から分かるように、本発明は、上記ダクト断熱を工場の制御された条件下で実施可能であるという利点を有し、断熱の正確性を保証するとともに組み付けの監視及び検査を大幅に容易にする。これにより改善された断熱性をもたらす。上記設置物がダクトの内部にあるという事実は、輸送及び組み付け時の損傷の危険性を低減し、鳥及び／又は害虫によって使用中に引き起こされる損傷の危険性も削減し、メンテナンスコストを削減する。

また、最初にダクトを取付け、次に第２チームが断熱材を取付ける必要のある既知の２段階システムよりむしろの一段階の取付けのみであるので取付けコストがかなり節減される。

図示実施形態では矩形断面のダクトであるが、本発明は、円形若しくは楕円形のダクトにも同様に適用できる。上記実施形態では、裏打ち材は、マスチック接着剤によってダクトの内部に固定されたボードからなる。これに代えて、内面上に発泡プラスチック材料を噴霧するなどの構築方向を使用することができる。また、空気分配システムのためのものとして説明したが、「空気」の用語は、園芸において使用されるような高濃度二酸化炭素空気や工業プロセスにおけるガスのような他のガスを含むよう広く解釈されるべきである。

図４を参照すると、空気分配システムのためのダクトの一部を形成するダクト部材の概略斜視図が示されている。ダクト部材は、２つの対向フランジ部材２２から構成されており、その一つのみが明確に図示されている。各フランジ部材は、４つの側部２３ａ〜２３ｄを有する実質的に矩形状の平坦なボディからなり、ダクトの断面積を規定する開口を取り囲んでいる。フランジ部材の各側部上に、フランジの平面に対して直角に他方のフランジ部材に向かって延びるウェブ２２ａが形成されている。４つの長尺フレーム要素２４が両フランジ部材２２の対応する角部間に延びており、これによりシャーシを形成する離間関係でねじ２７によって２つのフランジ部材が互いに固定され、フレーム要素２４の長さはダクト部材の長さを規定する。

長尺フレーム要素２４は、断面Ｌ字状であり、そのエッジでロールオーバーされるか、若しくは、カシメ部や凹部（図示せず）を設けることによって補強され、曲げ応力に対してフレーム要素を強化している。

このように形成されたシャーシは完全に開放されているが、断熱ボード２５でダクト壁部を形成することによって閉鎖されている。上記ボードは、フェノール樹脂若しくはポリイソシアヌレートなどの発泡プラスチック材料からなる。これに代えて、鉱物ウール、天然ウール又は再生紙などの断熱材を使用してもよい。好ましくは、ボード２５は、クローズドセル防湿皮膜、及び／又は、クラスＯの箔表面プラスチック積層防湿皮膜／被膜、及び／又は、水分の侵入を防ぐために製造時に適用される純アルミニウム箔で覆われている。

図に示すように、ダクトは、上記ボードから矩形状ダクト部材に形成された４つの壁部を有する。４つの壁部はボードの単一片から形成され、適切に離間した溝がボードに９０度Ｖ字溝をカットすることにより形成され、上記ボードはダクトとなる矩形チューブを形成するよう９０度Ｖ字溝周りにヒンジ結合されている。次に、上記チューブは、ダクトの端部に挿入され、上記チューブの端面２５ａが２つのフランジ２２の外表面と整列するまで、若しくは、上記フランジ外表面の平面外に僅かに突出するように、押し込まれている。

さらに、図５及び図６を参照すると、絶縁ボード２５を所定位置に確実に保持する方法の要部拡大図が示されている。ネジ２８は、シャーシとの間の断熱を確保するようにフレーム要素２４の壁部を通って断熱ボード２５にねじ込まれている。図示していないが、さらに別のネジがボード２５をウェブ２２ａに固定するために使用されてもよい。

図示された複数のダクト部材のフランジ２２を該フランジ内の固定孔２９を通るボルトによって固定することによって、要求される長さのダクトが得られる。一般的な施工では、図６に示すように、ガスケット３０が隣接するフランジの間に配置される。このような方法で相互に固定されたとき、隣接するダクト部材の断熱ボードの端面は、漏れが生じるギャップやブリッジの無いようにダクト全長に連続する断熱材料の連続壁を提供するよう当接する。断熱材の外側に枠組みを有するシャーシを使用すると、ダクトを超えて通過するケーブル等からボードをある程度保護できる。このシステムは、一方の面上の高温が対向面上の極端な低温及び非常に高い湿度と結合された極限状態でのみコールドブリッジの非常に低いリスクが存在することとなるので、コールドブリッジのリスクを除去できるが、これらの条件が通常の使用時に同時発生することはないであろう。同時に、このシステムは、既知の方式よりもはるかに低コストで製造可能な非常に軽量なダクトを提供する。

矩形ダクトとして図示されているが、他の断面が用いられていてもよい。例えば、ダクトは、断面において、円形、フラットオーバル、その他の形状であってよく、建築構造や設計者の要求に適合していてよく、フランジが相互に固定される３若しくは４つのフレーム要素を有する円形、フラットオーバル、その他の対応する形状のフランジを使用できる。この場合、フレーム要素の断面は、円形ダクト用の円弧状のような形状に適合するよう形成される。断熱ボードは、工場で組み立てのためにフレキシブルな材料で作ることができ、または予備成形剛性チューブを押し出すことによって成形することができる。

また、単一の直線ダクト部材が開示されているが、本発明は、ＨＶＡＣ産業で一般的に用いられているT字形状、曲げ又は任意のアイテムのような接合部の製造にも同様に適用可能である。特殊な形状の接続箱に用いることもできる。開示された実施形態は、ダクト部材を相互に固定するために外部フランジを用いているが、固定の他の形態が用いられていてもよく、完成したダクトに必要な外観によって決定することができる。

Claims (18)

1. 内部に空気通路を形成する開口部を有する２つの対向するフランジ部材を両端部に有する長尺フレームを有する空気分配システム用ダクト部材であって、所望の長さの空気通路を形成するよう前記フランジ部材によって複数の前記ダクト部材を相互に結合可能であり、
   前記ダクト部材は、前記空気通路に断熱ライニングを設けるべく断熱ライニング材で内面が覆われ、
   該断熱ライニング材は、隣接するダクト部材が互いに固定されると、隣接するダクト部材の前記断熱ライニング材によって前記空気通路の連続的な断熱ライニングが構成されて、隣接するダクト部材の前記断熱ライニング材の間に空隙が形成されないように、ダクト部材の端部から突出しており、
   さらに、複数の前記ダクト部材が相互に固定されるときに隣接する前記フランジ部材間に配置される断熱材からなるガスケットを備え、隣接する前記ダクト部材の前記断熱ライニング材が前記ガスケットに当接して、該ガスケットにより、熱ブリッジの無いように連続する断熱材料の連続壁を提供する目地材が形成される、ダクト部材。
2. 前記長尺フレームは、両端部に前記フランジ部材を有する管状部材により構成される、請求項１に記載のダクト部材。
3. 前記長尺フレームは、前記長尺フレームを形成するよう前記フランジ部材の周囲に固定された複数の長尺フレーム要素を有し、断熱ボードが前記断熱ライニング及び前記空気通路を形成するように隣り合うフレーム要素間に固定されている、請求項１に記載のダクト部材。
4. 前記長尺フレームの内面と前記断熱ライニング材との間に空隙が形成されており、該空隙が、前記ダクト部材の端部において閉塞されている、請求項１に記載のダクト部材。
5. ２つのダクト部材が結合されると当接する前記断熱ライニング材の端面が、箔テープ又はＨＡＲＤＣＡＳＴシールでシールされている、請求項１に記載のダクト部材。
6. 前記断熱ライニング材はマスチック接着剤によって前記長尺フレームに固定されている、請求項１に記載のダクト部材。
7. 前記長尺フレームの内面と前記断熱ライニング材との間に空隙が形成されており、該空隙がマスチック接着剤によって閉塞されている、請求項１に記載のダクト部材。
8. 前記断熱ライニング材は発泡プラスチック材料から形成されている、請求項１に記載のダクト部材。
9. 前記ガスケットは発泡プラスチック材料から形成されている、請求項１に記載のダクト部材。
10. 前記発泡プラスチック材料はフェノール系材料である、請求項８又は９に記載のダクト部材。
11. ２の前記フランジ部材は、矩形であり、シャーシを形成するように前記フランジ部材のそれぞれの頂点に固定された４つの前記フレーム要素によって結合されている、請求項３に記載のダクト部材。
12. 前記断熱ライニングは、前記シャーシ内への供給のために前記断熱ボードを矩形チューブに折り曲げ可能にするよう折り目に沿ってカットされたV字溝を有する単一板材から形成されている、請求項１１に記載のダクト部材。
13. 各フレーム要素は、該フレーム要素の耐屈曲性を向上させるために各フレーム要素に設けられたカシメ部または折り目部を有する、請求項１１に記載のダクト部材。
14. 各フランジ部材は、フランジ部材から外方に延びて前記断熱ライニング材上にあるウェブを有し、該ウェブは、前記断熱ライニング材への固定手段を有する、請求項１〜１３のいずれかに記載のダクト部材。
15. 各フランジ部材は、前記断熱ボードの４つすべての部位を前記フレーム要素に固定可能とするよう直角部位の各側部にウェブを有する、請求項１１に記載のダクト部材。
16. 前記フランジ部材は平坦な板材から形成され、前記ウェブは、前記断熱ボード上にあるように前記フランジ部材の平面から直角に外方に延長されるよう前記板材から形成されている、請求項１１に記載のダクト部材。
17. 前記断熱ライニング材は、鉱物ウール又は天然ウール系材料から形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のダクト部材。
18. 前記断熱ボードは、クローズドセル防湿皮膜、及び／又は、クラスＯの箔表面プラスチック積層防湿皮膜／被膜、及び／又は、水分の侵入を防ぐために製造時に適用される純アルミニウム箔を有する、請求項１〜１７のいずれかに記載のダクト部材。

Images