JP6821787B2 - ダクトパネル - Google Patents

Description

本発明は広義にはダクトパネル、その製造方法、ダクトセクション及びダクトの設置方法に関する。

エアダクトは、給気及び排気を目的として建物の暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）システムと併用される。１本のエアダクトは通常、複数の短いセクションを組み立てて構成される。建物内にはその要求性能や建築規制に応じて、様々な寸法や種類のエアダクトが設置されている。

従来、エアダクトは建設現場作業の１つとして現場で設置されている。例えば、複数の金属板を折り曲げて金属ダクトを形成した後、その金属ダクトの周囲に断熱層を施工する。この施工作業は通常、手作業により行われる。エアダクトの品質は、施工の熟練度によって変化し得る。断熱材の無駄が増え、また断熱性能が中途半端となりかねない。

さらに、エアダクトの多くは天井高さにあり、その設置作業は高所作業となる。これは作業者らにとって危険であり、設置作業効率も低下する可能性がある。現状の解決策として、エアダクトを建設現場以外の製作所で製作し、これを現場へ搬入することが考えられる。しかし、エアダクトの多くは嵩高く、これを現場へ搬入することは困難かつ非常に手間がかかる。更に、エアダクトは取り扱いにくく、大きな保管場所を要する。

従って、これら問題の少なくとも一部に対処し得るダクトパネルか、又は使いやすい代替品が求められている。

本発明の第１の側面によれば、第１の支持層と第２の支持層との間に配された断熱層を備え、末端幅部を有するラミネート構造体と、上記末端幅部に装着され、ダクトパネルを搭載可能に構成された取付フランジに結合される構成とされた終端キャップと、を備えるダクトパネルであって、上記終端キャップと上記取付フランジとが異なる材料から成り、上記取付フランジと上記第２の支持層とが一体構造とされている、ダクトパネルが提供される。

上記断熱層はポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）から成るものであってよい。

上記終端キャップはプラスチック材料から、また上記取付フランジは金属から成るものであってよい。

上記プラスチック材料はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であってよい。

上記第１の支持層はダクトの内表面を形成する構成とされ、該第１の支持層は亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成るものであってよい。

上記第２の支持層は上記ダクトの外表面を形成する構成とされ、該第２の支持層は亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成るものであってよい。

上記取付フランジは上記第２の支持層から外方向に延在してよい。

上記終端キャップはロック部材を含み、該ロック部材は上記取付フランジ側の対応するロック部材と係合する構成とされていてよい。

本発明の第２の側面によれば、第１の側面で定義されたダクトパネルの複数枚により構成されるダクトセクションであり、これらのダクトパネルが１つの閉断面を形成しているダクトセクションが提供される。

隣接するダクトパネル同士は、各パネルの長さ方向に沿いロック機構を用いて係着されていてよい。

本発明の第３の側面によれば、第１の支持層と第２の支持層との間に断熱層を配し、末端幅部を有するラミネート構造体を形成する工程と、上記末端幅部に終端キャップを取り付ける工程と、上記終端キャップに取付フランジを結合する工程とを備えるダクトパネルの製造方法であって、上記終端キャップと上記取付フランジとが異なる材料から成り、上記取付フランジと上記第２の支持層とが一体構造を形成する様な、方法が提供される。

上記断熱層はポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）から成るものであってよい。

上記終端キャップはプラスチック材料から、また上記取付フランジは金属から成るものであってよい。

上記プラスチック材料はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であってよい。

上記第１の支持層は亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成るものであってよい。

上記第２の支持層は亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成るものであってよい。

本発明の第４の側面によれば、第１の側面で定義されたダクトパネルの複数枚を組み立ててダクトセクションを形成する工程と、上記ダクトセクションを少なくとも１つの隣接するダクトセクションに各々の取付フランジを用いて装着する工程と、を含むダクトの設置方法が提供される。

本発明の実施態様は、以下の明細書の記載から、専ら実施例を通じ、又は、以下に挙げる図面を併用して、当業者にとってより良く理解され明白なものとなろう。

例示的な一実施態様にかかるダクトパネルをある視点で見た様子を示す模式図である。 図１Ａのダクトパネルを別視点で見た様子を示す模式図である。 図１Ａ及び１Ｂのダクトパネルを４枚備えた４面ダクトセクションを示す模式図である。 ２個の隣接する４面ダクトセクションを組み立てて例示的な一実施態様にかかるダクトを形成する様子を示す模式図である。 例示的な一実施態様にかかる、２個の隣接する取付フランジの組立体を拡大して示す模式図である。

図１Ａ及び１Ｂは、例示的な一実施態様にかかるダクトパネル１００を示す模式図である。このダクトパネル１００は、第１の金属層１０５として表される第１の支持層１０５と第２の金属層１０６として表される第２の支持層１０６との間に配される断熱層１０４を有するラミネート構造体１０２を備える。このラミネート構造体１０２は少なくとも１つの末端幅部を備え、図１Ａ及び１Ｂでは第１の末端幅部１０８、及び第２の末端幅部１１０として表されている。第１の終端キャップ１１２が第１の末端幅部１０８に装着されており、第２の終端キャップ１１４が第２の末端幅部１１０に装着されている。第１の終端キャップ１１２と第２の終端キャップ１１４は、それぞれ第１の取付フランジ１１６と第２の取付フランジ１１８に結合する構成とされている。第１及び第２の終端キャップ１１２，１１４は、第１及び第２の取付フランジ１１６，１１８と異なる材料から成る。第１の取付フランジ１１６及び第２の取付フランジ１１８は、ダクトパネル１００を外部構造体（図示せず）、例えば隣接するダクトセクションの取付フランジに装着する構成とされる。

上記例示的な実施態様における断熱層１０４は薄い矩形の層であり、第１の表面１２０と第２の表面１２２とを有する。第１の表面１２０は第１の金属層１０５に当接され、第２の表面１２２は第２の金属層１０６に当接されて、ラミネート構造体１０２が形成されている。断熱層１０４は、実質的に平行な２本の長辺を有する。長辺の各々は、２枚のダクトパネルが組み立てられる際に、隣接する断熱層（図示せず）の対応する長辺と衝合される。これら長辺は断熱層１０４の厚さ方向に沿って変化する表面構造、例えば鋸歯や傾斜を有していてよく、この構造は上記の対応する長辺の表面構造に符合する。かかる表面構造は、上記の衝合する長辺同士の接触面積を増大させ、衝合を強固なものとする。各ダクトパネルの長辺同士のかかる衝合は、例えば糊等の接着手段を用いて更に強化してもよい。当業者であれば、断熱層１０４が他の形状、例えば３角形状であってもよく、これを用いて、末端幅部を互いに垂直に配した状態で２枚の隣接するダクトパネルを接合し得ることが理解できるであろう。

本発明の一実施態様において、断熱層１０４はポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）から成る。ＰＩＲは耐熱性が比較的高く、Ｒ値が高く（１インチ当たりＲ６）、Ｋ値が低い（０．０２３Ｗ／ｍ・Ｋ）ため、好適な材料であり得る。当業者であれば、断熱層１０４が他の材料から成るものでもよく、ＰＩＲはその一例であることが理解できるであろう。

断熱層１０４がＰＩＲから成る場合、その厚さは通常２０〜４０ｍｍである。一般に、断熱層１０４の厚さはダクトパネル１００の幅が広くなるほど厚くなる。それは、ダクトパネルが幅広であるほど流速のより早い給気に用いられるのが普通であり、その分良好な断熱性が要求されるからである。一実施態様において、ＰＩＲ断熱層１０４の密度は約５０ｋｇ／ｍ³±２ｋｇ／ｍ³である。断熱層１０４は通常、標準的な長さ、例えば２ｍ未満に製作される。これにより、ダクトパネル１００の製造工程を簡便化し得る。当業者であれば、断熱層１０４の厚さや密度並びに長さは、要求される断熱性能、輸送や保管の容易性、及びダクトパネルの設置場所等に応じて、実施態様が異なれば変更し得るものである。

典型的には、第１の金属層１０５は亜鉛めっき鋼、アルミニウム又はステンレス鋼から成る。同様に、第２の金属層１０６も亜鉛めっき鋼、アルミニウム又はステンレス鋼から成り得る。これらの材料は概ね耐久性が良好で、これら金属層１０５，１０６の厚さは妥当な範囲で薄い、例えば１ｍｍ未満であるのが普通である。これら金属層１０５，１０６は、アルミ箔を用いている従来のダクトに比べてより剛性の高い断熱層１０４の支持構造を提供し得る。更に、これら金属層１０５，１０６の表面に耐食性を持たせてもよい。また、上記表面に装等の処理を施して、更にダクトの耐食性や美観を向上させてもよい。使用時には、第１の金属層１０５がダクトの内表面を形成し、第２の金属層１０６とがダクトの外表面を形成する。当業者であれば、コストや建築規則に応じて第１の金属層１０５及び第２の金属層１０６が異なる材料で製作され得ることが理解できるであろう。更にまた、第１の支持層及び第２の支持層を同等の熱特性及び構造特性を有する非金属材料、例えばコンポジットやプラスチックで製作し得ること、及び上述したこれら材料はほんの一例であることも、理解できるであろう。

図１Ａ及び１Ｂには又、第２の金属層１０６がロック機構としてスナップロック部材１２４を備えている様子も図示されている。このスナップロック部材１２４は、隣接する２枚のダクトパネルを組み立てる際に、他方のダクトパネルの対応するスナップロック部材と相互に噛み合う構成とされている。これら隣接するダクトパネルのスナップロック部材同士の噛み合いにより、組立作業が簡便となり、隣接するダクトパネル間の組立てがより強固となり得る。他の実施態様では、スナップロック部材１２４が第１の金属層１０５に配されていてもよく、或いは第１の金属層１０５と第２の金属層１０６の双方に配されていてもよい。

図１Ａ及び１Ｂに示す例では、第１の終端キャップ１１２及び第２の終端キャップ１１４がそれぞれ、ラミネート構造体１０２の第１の末端幅部１０８及び第２の末端幅部１１０に装着されている。具体的には、終端キャップ１１２，１１４が、第１の金属層１０５と第２の金属層１０６の部分でラミネート構造体１０２を把持している。

終端キャップ１１２，１１４の各側面は、典型的には断熱層の各長辺と面一に構成される。例えば図１Ｂでは、終端キャップ１１２，１１４の双方の側面が傾斜し、傾斜構造を有する長辺側の表面構造に対応している。一実施態様において、終端キャップ１１２，１１４は例えば鋸歯状表面の様なテクスチャ構造を有していてもよい。かかるテクスチャ表面を第１の末端幅部１０８に装着する前に、該テクスチャ表面に糊を塗布してもよい。テクスチャ表面をより強固に装着することができる。

図１Ａ及び１Ｂに示す様に、第１の取付フランジ１１６と第２の取付フランジ１１８は、第２の金属層１０６と共に一体構造を形成する。例えば、取付フランジ１１６，１１８と第２の金属層１０６とは、１枚の金属板を折り曲げたものであってよい。当業者であれば上記の一体構造の形成に他の製造方法、例えばアルミニウムの押出成形も用い得ることが理解できるであろう。他の実施態様において、第１の取付フランジ１１６及び第２の取付フランジ１１８は、第２の金属層１０６に着脱可能な構成とされる。換言すれば、取付フランジ１１６，１１８と第２の金属層１０６とは全て独立の構造体である。いずれの場合も、ダクトパネル１００を装着するための穴がフランジを貫通して設けられるのが普通である。取付フランジ１１６，１１８は通常、十分な延性を有する材料、例えば金属から成る。

図１Ａ及び１Ｂにおいて、第１の終端キャップ１１２は、第１の取付フランジ１１６の対応するロック部材１２８と係合するロック部材１２６を有し、これらロック部材１２６，１２８は第２の金属層１０６の隣りで互いに噛み合う。第２の終端キャップ１１４もまた、同様の構造で第２の取付フランジ１１８と係合する。この結果、第１の取付フランジ１１６と第２の取付フランジ１１８とは第２の金属層１０６に対して外側方向に延在する。当業者であれば、終端キャップ１１２，１１４が他の構造により取付フランジ１１６，１１８とそれぞれ係合し得ることが理解できるであろう。例えば、取付フランジ１１６，１１８はネジ等の締結手段を用いて終端キャップ１１２，１１４と締結することができる。

使用時には、終端キャップ１１２，１１４の中で第１の金属層１０５に隣接する部分は、ダクト内を流れる気流に曝される。このダクト内を流れる空気の温度は、該ダクト外の空気の温度と異なる場合も多い。終端キャップ１１２，１１４を介した熱 伝導を低減し、ダクトパネル１００内で生じ得る熱橋を防止するため、終端キャップ１１２，１１４は典型的には熱抵抗の大きい材料、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチック材料から成る。これにより、ダクト内を流れる空気の不必要な熱利得や熱損失を首尾良く低減させることができる。当業者であれば、終端キャップ１１２，１１４を適切な熱抵抗を有する他の材料で製作することができ、ＰＶＣはその一例であることが理解できるであろう。

図２は、図１Ａ及び１Ｂに示した４枚のダクトパネル２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄを有する４面ダクトセクション２００を示す模式図である。ここでは、第１のダクトパネル２０２ａ、第２のダクトパネル２０２ｂ及び第３のダクトパネル２０２ｃが既に組み立てられ、「Ｃ」字形の構造体でダクトセクション２００の３面を構成している様子を示している。第４のダクトパネル２０２ｄは、「Ｃ」字形の構造体に組み入れられる。図１Ａ及び１Ｂを参照しながら上述した様に、２個の隣接するダクトパネルを組み立てると、該ダクトパネルの断熱層の対応する長辺同士が衝合される。本例では、第４のダクトパネル２０２ｄの断熱層の上記各長辺が、第１のダクトパネル２０２ａ及び第３のダクトパネル２０２ｃの各断熱層の対応する各長辺と衝合される。

第４のダクトパネル２０２ｄは、第１の取付フランジ２０４ａと第２の取付フランジ２０４ｂとを備える。第１の隅部ピース２０６ａ、第２の隅部ピース２０６ｂ、第３の隅部ピース２０６ｃ及び第４の隅部ピース２０６ｄが、第１及び第２の取付フランジ２０４ａ，２０４ｂの各辺に挿入される。これら隅部ピース２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄは別の構成を有していてもよく、例えば単一のＬ字形ピースであってもよいし、２個のＩ字形ピースを組み合わせたものであってもよい。隅部ピース２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄは、例えばネジやボルト等の締結手段（図示せず）を挿入する貫通孔２０８を備えていてもよい。これら隅部ピース２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄはその後、第１のダクトパネル２０２ａ及び第３のダクトパネル２０２ｃの対応する各取付フランジへ挿入される。締結手段を貫通孔２０８に挿入し、隅部ピース２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄを各取付フランジ２０４ａ，２０４ｂへ固定するか、又は、図４を参照しながら後述する様に、ダクトセクション２００を隣接する外部構造体（図示せず）、例えば隣りのダクトセクションに固定する。ダクトパネル２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｄの各々の金属層のスナップロック部材、例えば２１０ａ，２１０ｂは、隣接するダクトパネル２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｄの対応するスナップロック部材と噛み合うことができる。

図３は２個の隣接する４面ダクトセクション３０２ａ，３０２ｂを組み立てて１本のダクトを形成した状態を示す模式図である。ここでは、第１のダクトセクション３０２ａが第２のダクトセクション３０２ｂに装着されている。これらダクトセクション３０２ａ，３０２ｂの各々は外向きに延在する４つの取付フランジを有する。典型的には、第１のダクトセクション３０２ａの取付フランジ３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄと第２のダクトセクション３０２ｂの取付フランジ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ，３０６ｄとの間に適度な熱抵抗を有するシール材を配し、該第１のダクトセクション３０２ａの該取付フランジ３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄと該第２のダクトセクション３０２ｂの該取付フランジ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ，３０６ｄとの間の接続を実質的に液密としてもよい。

図４は２つの隣接する取付フランジ４０２ａ，４０２ｂの例示的な組立体を拡大して示す模式図である。ここでは、第１の取付フランジ４０２ａと第２の取付フランジ４０２ｂとが、それぞれ第１のダクトパネル４０４ａと第２のダクトパネル４０４ｂとに搭載されている。本実施態様では、第１の取付フランジ４０２ａ及び第２の取付フランジ４０２ｂが、それぞれ第１の金属層４０６ａ及び第２の金属層４０６ｂと共に一体構造を形成している。更に、各ダクトパネル４０４ａ，４０４ｂは各終端キャップ４０８ａ，４０８ｂを備えており、これらは該ダクトパネル４０４ａ，４０４ｂの末端幅部に装着されている。各終端キャップ４０８ａ，４０８ｂは、取付フランジ４０２ａ，４０２ｂの対応するロック部材４１２ａ，４１２ｂと係合するロック部材４１０ａ，４１０ｂを備えている。

第１及び第２のダクトパネル４０４ａ，４０４ｂの間には、シール４１４が見える。第１の取付フランジ４０２ａは、ネジ４１６とナット４１８を用いて第２の取付フランジ４０２ｂに装着されている。スナップフィット部材４２０を用いて取付フランジ４０２ａ，４０２ｂを押圧し、この装着状態を更に強化したり、ダクトが屋外に設置される場合の水や汚れの蓄積を防止してもよい。当業者であれば、隣接する取付フランジ４０２ａ，４０２ｂを装着するのに他の締結手段を用い得ること、ネジとナットの使用は一例に過ぎないことが理解できるであろう。更に、これら隣接する取付フランジ４０２ａ，４０２ｂの組立体には他の構造要素、例えば取付フランジ４０２ａ，４０２ｂの破損を防止するためのフランジ内補強部材が含まれてよいことも、理解できるであろう。

例示的な実施態様に係る上記ダクトパネル１００を従来のダクトパネルと比較すると、該例示的な実施態様に係るダクトパネル１００は上記ＨＶＡＣシステムにおいてより効率的なエネルギー利用を可能とする。具体的には、ダクト内における断熱性能が向上した結果として、エネルギー損失又は利得を減少できる。例えば、ダクトパネル１００はＰＶＣ製の終端キャップ１１２，１１４を有し、これらは該終端キャップを通じた熱伝導を減少させることができる。このことにより、ダクトパネル内、ひいてはダクト内における熱橋を防止することができる。

上記の例示的な実施態様に係るダクトパネルは、現場外で製造され、比較的コンパクトなパネルの形状で現場へ搬入される。これらダクトパネルを、スナップフィット式の係合により現場で組み立て、ダクトセクションを形成することができる。例えば、終端キャップ１１２，１１４はロック部材を用いて取付フランジ１１６，１１８と結合される。ダクトに追加の断熱材は不要である。これにより、ダクトの断熱施工を実質的に削減することができ、また現場で発生する騒音レベルを下げることができる。また、ダクトは従来のダクトに比べてより軽量で高強度とすることができる。ダクトパネルの更なる利点として、手作業による断熱施工が削減できることによる廃棄物の削減、現場における生産性の向上、使用材料がホルムアルデヒドを含まないので環境に優しい製品であることが挙げられる。

当業者であれば、広義に記載された本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない限りにおいて、上記の具体的な各実施態様で示した本発明に対して種々の変更及び／又は改良を加え得ることが理解できるであろう。したがって上述した本実施態様はあらゆる点で例示的なものであり、決して限定的ではないものと理解すべきである。

Claims (17)

1. 第１の支持層と第２の支持層との間に配された断熱層を備え、末端幅部を有するラミネート構造体と、
   前記末端幅部に装着され、ダクトパネルを搭載可能に構成された取付フランジに結合される構成とされた終端キャップと、
   を備えるダクトパネルであって、
   前記終端キャップと前記取付フランジとが異なる材料から成り、
   前記取付フランジと前記第２の支持層とが一体構造とされている、ダクトパネル。
2. 前記断熱層がポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）から成る、請求項１に記載のダクトパネル。
3. 前記終端キャップがプラスチック材料から成り、前記取付フランジが金属から成る、請求項１又は２に記載のダクトパネル。
4. 前記プラスチック材料がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である、請求項３に記載のダクトパネル。
5. 前記第１の支持層がダクトの内表面を形成する構成とされ、該第１の支持層が亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成る、請求項１から４のいずれか１項に記載のダクトパネル。
6. 前記第２の支持層が前記ダクトの外表面を形成する構成とされ、該第２の支持層が亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成る、請求項５に記載のダクトパネル。
7. 前記取付フランジが前記第２の支持層から外方向に延在する、請求項６に記載のダクトパネル。
8. 前記終端キャップはロック部材を含み、該ロック部材は前記取付フランジ側の対応するロック部材と係合する構成とされている、請求項１から７のいずれか１項に記載のダクトパネル。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のダクトパネルの複数枚により構成されるダクトセクションであり、これらのダクトパネルが１つの閉断面を形成している、ダクトセクション。
10. 隣接するダクトパネル同士が各パネルの長さ方向に沿いロック機構を用いて装着されている、請求項９に記載のダクトセクション。
11. 第１の支持層と第２の支持層との間に断熱層を配し、末端幅部を有するラミネート構造体を形成する工程と、
    前記末端幅部に終端キャップを取り付ける工程と、
    前記終端キャップに取付フランジを結合する工程と
    を備えるダクトパネルの製造方法であって、
    前記終端キャップと前記取付フランジとが異なる材料から成り、
    前記取付フランジと前記第２の支持層とが一体構造を形成している、方法。
12. 前記断熱層がポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）から成る、請求項１１に記載の方法。
13. 前記終端キャップがプラスチック材料から成り、前記取付フランジが金属から成る、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記プラスチック材料がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１の支持層が亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成る、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記第２の支持層が亜鉛めっき鋼、アルミニウム及びステンレス鋼から成る群より選択される１種の材料から成る、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 請求項１から８のいずれか１項に記載されたダクトパネルの複数枚を組み立ててダクトセクションを形成する工程と、
    前記ダクトセクションを少なくとも１つの隣接するダクトセクションに各々の取付フランジを用いて装着する工程と、
    を含む、ダクトの設置方法。