JP7745873B2 - 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６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、パネル本体と、前記パネル本体の一方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と、前記パイプを被覆するシート状の伝熱部材と、前記伝熱部材を介して前記パイプを前記パネル本体に向けて押圧す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、前記パイプの外周面に密着するように湾曲し、前記パイプを挟んだ両側で前記パネル本体の一方面に密着し、前記押圧部材は、前記伝熱部材と接触する部分に切欠状の押圧部が形成されており、前記押圧部が前記伝熱部材を介して前記パイプを押圧する放射パネルにより達成される。

この放射パネルにおいて、前記伝熱部材は、前記パネル本体の一方面および前記パイプ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パイプ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。

前記パネル本体は、前記パイプが装着される断面円弧状の装着部を備えることができ、前記装着部は、円弧状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構成することができる。この構成において、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いることが好ましい。

前記伝熱部材によって被覆される前記パネル本体と前記パイプとの間には、放熱グリスが介在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。 本発明の他の実施形態に係る放射パネルの要部拡大断面図である。 図４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、パイプ２０を被覆するシート状の伝熱部材３０と、伝熱部材３０を介してパイプ２０をパネル本体１０に向けて押圧する押圧部材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、必要に応じてパンチング孔等の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を個別に被覆しているが、複数の直線部２１を単一の伝熱部材３０で一体的に被覆してもよい。伝熱部材３０は、本実施形態のようにパイプ２０の大部分を被覆することが好ましいが、パイプ２０の全体に対する被覆部分の割合は、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、下端部が伝熱部材３０を介してパイプ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、伝熱部材３０は、パイプ２０の直線部２１の外周面に密着するように円弧状に湾曲しており、パイプ２０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およびパイプ２０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３１，３２が形成されており、この折曲部３１，３２がパネル本体１０とパイプ２０との間に挟み込まれている。

押圧部材４０は、伝熱部材３０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が伝熱部材３０を介してパイプ２０を下方に押圧することにより、伝熱部材３０をパネル本体１０およびパイプ２０の双方に密着させている。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およびパイプ２０に密着することで、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、パネル本体２０に向けて凸となる折曲部３１，３２が形成されているため、パネル本体１０ａおよびパイプ２０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３１，３２が、パネル本体１０の上面１０ａとパイプ２０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およびパイプ２０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３に示すように、伝熱部材３０により覆われたパネル本体１０の上面１０ａとパイプ２０の外周面との間には、熱伝導性に優れる放熱グリス５０を介在させてもよい。放熱グリス５０をパネル本体１０とパイプ２０との間に供給した後に伝熱部材３０により被覆することで、パネル本体１０とパイプ２０との隙間を放熱グリス５０で確実に埋めることができるので、パイプ２０からパネル本体１０への熱伝達をより効率良く行うことができる。放熱グリス５０は、例えば、シリコーンオイルにアルミナ等の熱伝導率が高い粉末を分散させた公知のものを使用することができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態においては、パネル本体１０の平坦な上面１０ａにパイプ２０を載置しているが、パネル本体１０の上面１０ａ側にパイプ２０の装着部を備える場合には、この装着部に装着されたパイプ２０を伝熱部材３０で被覆するように構成してもよい。

図４は、パネル本体１０の装着部にパイプ２０が装着された放射パネルの一例を示す要部拡大断面図である。図４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が装着されている。なお、図４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。

装着部１５は、略一定の肉厚を有する断面円弧状に形成されており、円弧状の両端部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の円弧状の中央部１５ｃは、パネル本体１０の下面１０ｂ側に膨出しており、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は、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、パイプ２０が装着部１５の上方に露出する部分に密着しており、パイプ２０を挟んだ両側で、装着部１５の断面円弧状の外周面に沿って密着すると共にパネル本体１０の上面１０ａに密着している。伝熱部材３０の折曲部３１，３２は、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。このような構成においても、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。

図４に示す構成において、装着部１５およびパイプ２０が伝熱部材３０によって被覆される部分には、放熱グリスを介在させてもよい。図５に示すように、パネル本体１０の装着部１５とパイプ２０との間に放熱グリス５０を介在させることで、パイプ２０からパネル本体１０への熱伝達をより効率良く行うことができる。更に、パネル本体１０の上面１０ａと装着部１５の外周面との間に放熱グリス５１，５２を介在させることで、パネル本体１０と伝熱部材３０との隙間を確実に埋めて、熱伝達ロスを抑制することができる。

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 折曲部
４０ 押圧部材
５０ 放熱グリス

Claims (5)

1. パネル本体と、
   前記パネル本体の一方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と、
   前記パイプを被覆するシート状の伝熱部材と、
   前記伝熱部材を介して前記パイプを前記パネル本体に向けて押圧す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、前記パイプの外周面に密着するように湾曲し、前記パイプを挟んだ両側で前記パネル本体の一方面に密着し、
   前記押圧部材は、前記伝熱部材と接触する部分に切欠状の押圧部が形成されており、前記押圧部が前記伝熱部材を介して前記パイプを押圧する放射パネル。
2. 前記伝熱部材は、前記パネル本体の一方面および前記パイプ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パイプの外周面との間に挟み込まれて固定されている請求項２に記載の放射パネル。
4. 前記パネル本体は、前記パイプが装着される断面円弧状の装着部を備えており、
   前記装着部は、円弧状の両端部が前記パネル本体の一方面側に突出し、
   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いる請求項２に記載の放射パネル。
5. 前記伝熱部材によって被覆される前記パネル本体と前記パイプとの間には、放熱グリスが介在されている請求項１から３のいずれかに記載の放射パネル。