JP7745872B2 - 放射パネル - Google Patents

Description

本発明は、放射パネルに関する。

室内の冷暖房を行うため、天井等に放射パネルを施工することが従来から行われている。図５に示すように、例えば特許文献１には、パネル本体１０１と、パネル本体１０１の裏面側に配置された熱伝導ユニット１０２とを備える輻射パネル１００が開示されている。熱伝導ユニット１０２は、管状部材１０３と、波状に形成された主熱伝導シート１０４と、平板状の副熱伝導シート１０５とを備えており、主熱伝導シート１０４の谷部１０４ａに管状部材１０３が収容されて、山部１０４ｂが副熱伝導シート１０５に接着されることで、全体がユニット化されている。管状部材１０３を通過する熱媒体の熱は、主熱伝導シート１０４および副熱伝導シート１０５を介して、パネル本体１０１に伝達される。

特開２０１４－２４０７４４号公報

上記従来の輻射パネル１００は、熱伝導ユニット１０２にねじれ等の変形が生じると、主熱伝導シート１０４および副熱伝導シート１０５と管状部材１０３との間や、副熱伝導シート１０５とパネル本体１０１との間に隙間が生じ易くなり、これによって伝熱性が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、伝熱性の向上により空調を効率良く行うことができる放射パネルの提供を目的とする。

本発明の前記目的は、内周面が断面円弧状に形成された装着部を一方面側に有するパネル本体と、前記装着部に装着される円管状のパイプと、前記装着部と前記パイプとの間に介在されて前記パイプの熱を前記パネル本体に伝達するシート状の伝熱部材と、前記パイプを前記伝熱部材に押し付ける押圧部材とを備え、前記伝熱部材は、可撓性を有するグラファイトシートからなり、前記装着部は、円弧方向の両端部が前記パネル本体の一方面側に突出するように前記パネル本体の平坦部に一体的に固定され、前記伝熱部材は、前記装着部の内周面から前記両端部を経て外周面に沿うように折返し部で折り返されて、前記装着部を挟んだ両側で前記パネル本体の一方面に密着し、前記装着部は、肉厚が略一定となるように内周面および外周面が断面円弧状に形成されており、前記伝熱部材は、前記パネル本体の一方面および前記装着部の外周面の双方に沿うように、前記パネル本体に向けて凸となる折曲部が形成されている放射パネルにより達成される。

前記押圧部材は、前記パイプを押圧した状態で前記伝熱部材の折返し部に当接することが好ましい。

前記伝熱部材は、前記折曲部が前記パネル本体の一方面と前記装着部の外周面との間に挟み込まれて固定されていることが好ましい。

本発明の放射パネルによれば、伝熱性の向上により空調を効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係る放射パネルの平面図である。 図１のＡ－Ａ断面の要部拡大図である。 図２の変形例を示す断面図である。 図２の他の変形例を示す断面図である。 従来の放射パネルの要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る放射パネルの平面図である。図１に示す放射パネル１は、屋内の天井に取り付けられる冷暖房用の放射パネルであり、パネル本体１０と、パネル本体１０の上面側に配置されて内部を熱媒流体が通過する円管状のパイプ２０と、パネル本体１０とパイプ２０との間に介在されるシート状の伝熱部材３０と、パイプ２０を伝熱部材３０に押し付ける押圧部材４０とを備えている。

パネル本体１０は、アルミニウム等の熱伝導率が高い金属材料等からなる平面視矩形状の平板状の部材である。パネル本体１０は、後述するパイプ２０の直線部２１の並列方向両側に側壁１１，１２が設けられており、直線部２１の並列方向と直交する方向の両側に、パネル本体１０の上面１０ａから略直角に起立する起立壁１３，１４が設けられている。パネル本体１０の下面側は、本実施形態においては平坦状に形成されているが、複数のリブや湾曲部等を設けてもよい。パネル本体１０の上面１０ａには、パネル本体１０の材料よりも熱伝導率が高い材料（例えば、グラファイト等）からなる伝熱層を設けてもよい。パネル本体１０には、必要に応じて多数の小孔を形成してもよい。

パイプ２０は、互いに平行に配置された複数の直線部２１の隣接する端部同士が曲線部２２を介して接続されることで、流路が蛇行するように配置されており、一方端部側２３から他方端部側２４に向けて熱媒流体を通過させることができる。なお、図１においては、パイプ２０の両端部近傍の図示を省略している。パイプ２０の材料は特に限定されないが、アルミニウムや銅、グラファイト等の高い熱伝導性を有する材料からなる伝熱管を用いてパイプ２０を構成することが好ましい。パイプ２０は、伝熱管の単層管以外に、伝熱管の内面のみがポリエチレン等の樹脂コーティング層で被覆された二層管、あるいは、伝熱管の内外面が樹脂コーティング層で被覆された三層管のいずれであってもよい。パイプ２０が単層管または二層管の場合には、伝熱部材３０が伝熱管に直接密着するため、伝熱部材３０を介してパイプ２０の熱をパネル本体１０に効率良く伝達することができる。

伝熱部材３０は、グラファイト（膨張黒鉛）をシート状に圧延する等して得られた可撓性を有するグラファイトシートからなる。グラファイトシートの厚さは特に限定されないが、一例として、１０～５００μｍであることが好ましく、６０～２５０μｍであることがより好ましい。グラファイトシートの熱伝導率も制限はないが、面方向熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、５０Ｗ／ｍ・Ｋがより好ましい。面方向熱伝導率λ１の厚さ方向熱伝導率λ２に対する比（λ１／λ２）は、１０倍以上であることが好ましく、３０倍以上であることがより好ましい。

本実施形態の伝熱部材３０は、帯状に形成されてパイプ２０の各直線部２１に沿って複数配置されており、直線部２１に個別に接触させているが、単一の伝熱部材３０を複数の直線部２１と接触するように配置してもよい。伝熱部材３０は、本実施形態のようにパイプ２０の大部分に接触させることが好ましいが、パイプ２０の全体に対する接触部分の割合は、特に限定されるものではない。

押圧部材４０は、桟状の部材からなり、パイプ２０の各直線部２１と直交するように、間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）配置されている。各押圧部材４０は、下方が開口する断面コ字状に形成されており、下端部がパイプ２０を押圧するように、長手方向両端部がパネル本体１０の側壁１１，１２にリベットやボルト等で固定されている。

図２は、図１のＡ－Ａ断面の要部拡大図である。図２に示すように、パネル本体１０の上面１０ａ側には、パイプ２０が装着される装着部１５が設けられている。図２に示す装着部１５は、パネル本体１０に複数設けられており、各装着部１５にパイプ２０の直線部２１がそれぞれ装着されている。

装着部１５は、内周面が断面円弧状に形成されており、円弧方向の両端部１５ａ，１５ｂがパネル本体１０の上面１０ａ側に突出するように、パネル本体１０の平坦部に一体的に固定されている。装着部１５の外周面の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、装着部１５の肉厚が略一定となるように、断面円弧状に形成されている。装着部１５の肉厚は特に限定されないが、強度を維持しつつ熱伝達の妨げとならないように、例えば、パイプ２０の肉厚と同程度にすることができる。

装着部１５の円弧方向の中央部１５ｃは、パネル本体１０の下面１０ｂ側に膨出してスパンドレル型のパネル本体１０を構成している。装着部１５の外周面とパネル本体１０の上面１０ａとの間には、くびれ部が形成されている。装着部１５の中央部１５ｃは、パネル本体１０の下面１０ｂ側に膨出しない構成であってもよく、例えば、装着部１５の中央部１５ｃがパネル本体１０の上面１０ａに固定された構成であってもよい。

装着部１５は、内周面の円弧状長さが半円よりも若干長くなるように形成されており、パイプ２０の直線部２１が、上方からハンマー等で叩き込まれて装着される。装着部１５の材料は、パネル本体１０の平坦部と同じ材料であってもよく、あるいは、パネル本体１０の平坦部の材料よりも熱伝導率の高い材料（例えば、グラファイト等）であってもよい。

伝熱部材３０は、装着部１５の内周面および外周面に沿うように、装着部１５の上方において折返し部３１，３２で折り返されており、装着部１５を挟んだ両側でパネル本体１０の上面１０ａに密着している。伝熱部材３０は、パネル本体１０の上面１０ａおよび装着部１５の外周面のそれぞれと密着する部分の間に、パネル本体１０に向けて斜め下方に凸となる折曲部３３，３４が形成されており、この折曲部３３，３４が、パネル本体１０の上面１０ａと装着部１５の外周面との間のくびれ部に挟み込まれて固定されている。

押圧部材４０は、パイプ２０と接触する部分に切欠状の押圧部４１が形成されており、押圧部４１がパイプ２０を下方に押圧することにより、パイプ２０を伝熱部材３０に密着させている。押圧部４１の形状は、本実施形態では矩形状に切り欠いた形状としているが、切欠部の形状は、円弧状など他の形状であってもよい。押圧部材４０は、下面が平坦な押さえ板など、切欠部を備えない構成であってもよい。

上記の構成を備える放射パネル１は、グラファイトシートからなる伝熱部材３０が、パネル本体１０の装着部１５とパイプ２０との間に介在されているため、パイプ２０を通過する熱媒流体の熱を、伝熱部材３０を介してパネル本体１０に迅速且つ確実に拡散させることができるので、空調を効率良く行うことができる。

伝熱部材３０は、装着部１５の内周面および外周面に沿うように折返し部３１，３２で折り返されて可撓変形するため、撓みの復元力によって、伝熱部材３０をパイプ２０の外周面に確実に密着させることができ、これによって伝熱効率を高めることができる。

また、伝熱部材３０は、パネル本体２０に向けて凸となる折曲部３３，３４が形成されているため、パネル本体１０の上面１０ａおよび装着部１５との接触面積を増加させて、パイプ２０からパネル本体１０への伝熱を促すことができる。更に、この折曲部３３，３４が、パネル本体１０の上面１０ａと装着部１５の外周面との間に挟み込まれて固定されることで、パネル本体１０の上面１０ａおよび装着部１５と伝熱部材３０との密着状態を確実に維持しつつ、接触面積の最大化を図ることができる。

図２に示す構成において、伝熱部材３０の折返し部３１，３２の浮き上がりを防止して、パネル本体１０およびパイプ２０と伝熱部材３０との密着状態を良好に維持するため、図３に示すように、押圧部材４０が、パイプ２０を押圧した状態で伝熱部材３０の折返し部３１，３２に当接するように構成してもよい。なお、図３において、図２と同様の構成部分には同一の符号を付している（以下の図においても同様）。

また、図２に示す構成において、伝熱部材３０は、折返し部３１，３２や折曲部３３，３４を必ずしも備える必要はなく、図４に示すように、少なくとも装着部１５とパイプ２０との間に介在される構成であればよい。図４に示す構成においても、パイプ２０の熱をパネル本体１０に効率良く伝達することができる。

１ 放射パネル
１０ パネル本体
１５ 装着部
２０ パイプ
３０ 伝熱部材
３１，３２ 折返し部
３３，３４ 折曲部
４０ 押圧部材

Claims (3)

1. 内周面が断面円弧状に形成された装着部を一方面側に有するパネル本体と、
   前記装着部に装着される円管状のパイプと、
   前記装着部と前記パイプとの間に介在されて前記パイプの熱を前記パネル本体に伝達するシート状の伝熱部材と、
   前記パイプを前記伝熱部材に押し付ける押圧部材とを備え、
   前記伝熱部材は、可撓性を有するグラファイトシートからなり、
   前記装着部は、円弧方向の両端部が前記パネル本体の一方面側に突出するように前記パネル本体の平坦部に一体的に固定され、
   前記伝熱部材は、前記装着部の内周面から前記両端部を経て外周面に沿うように折返し部で折り返されて、前記装着部を挟んだ両側で前記パネル本体の一方面に密着し、
   前記装着部は、肉厚が略一定となるように内周面および外周面が断面円弧状に形成されており、
   前記伝熱部材は、前記パネル本体の一方面および前記装着部の外周面の双方に沿うように、前記パネル本体に向けて凸となる折曲部が形成されている放射パネル。
2. 前記押圧部材は、前記パイプを押圧した状態で前記伝熱部材の折返し部に当接する請求項１に記載の放射パネル。
3. 前記伝熱部材は、前記折曲部が前記パネル本体の一方面と前記装着部の外周面との間に挟み込まれて固定されている請求項１に記載の放射パネル。