JPH01137126A

JPH01137126A - 放熱装置

Info

Publication number: JPH01137126A
Application number: JP28825587A
Authority: JP
Inventors: Juzo Takahashi; 高橋　重蔵; Eiji Yamada; 英治山田
Original assignee: Thermon Manufacturing Co
Current assignee: Thermon Manufacturing Co
Priority date: 1987-11-14
Filing date: 1987-11-14
Publication date: 1989-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は、各種家屋の床暖房用などに使用できる放熱
装置に関する。

［従来の技術］近年、家屋の室内暖房用として床暖房が用いられること
が多くなった。このような床暖房システムには、お湯や
、電気などの熱媒体を使用した放熱装置が多用されてい
る。

例えば、在来日本建築工法によって建築された家屋に敷
設される床暖房システムとして使用される放熱装置は、
一般に第９図に示すように構成されている。

この放熱装置１０はその全体が床材直下に施設された根
太５と根太５との間の空間部分に収容されるものであっ
て、銅板などの金属放熱板１と線状発熱体２とで構成さ
れる。

放熱板１は第１０図に示すように、所定の面積を有する
長方形状の板体が使用され、その長手方向に対して、こ
の例では１条の凹み、つまり凹部ＩＡが形成きれ、ここ
に線状発熱体２が嵌着固定されている。

放熱板１の平面は床材４に密着するように配設されると
共に、放熱板１の周囲は断熱材６によって覆われ、床下
方向に無駄な熱が放熱されないようにしている。

７は断熱材６を保持するための保持板である。

建築現場でこの放熱装置１０を組立てるには、第１０図
に示すように、この放熱装置１０自体をユニット化し、
これを建築現場で図のように床面全体を覆うように組立
てて施設する工法が採用されている。

なお、１２．１３は熱源側の配管、１４ば自在継手を、
１５は直線軍手を示す。

配管１２．１３と線状発熱体２との連結部分及び線状発
熱体２と継手１４．１５との連結部分１６は熱媒体が漏
れないようにハンダ付け、つまりロー付けされる。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上述した構成においては、線状発熱体２は放
熱板１の凹部ＩＡに嵌着固定される構成となされ、線状
発熱体２からの熱がこの放熱板１に効率よく伝達される
構成となされていなければならない。

そのため、線状発熱体２は、これを凹部ＩＡに単に嵌着
するだけではなく、第９図に示すようにハンダ付け（ロ
ー付け）（９はハンダ層を示す）している。

これによフて線状発熱体２と放熱板１との熱的結合をよ
り強固にし、熱伝達率の向上を図るようにしている。

ところで、このようなロー付は作業は、線状発熱体２が
接触している面全体にわたり行うことが理想であるが、
そうした場合には、ロー付は作業に時間がかかってしま
う。特に、第１０図に示すように多数のユニットを連結
して１つの平面発熱源を構成する場合には大変である。

ロー付は作業は工場内で行う場合と、建築現場で行う場
合とが考えられるが、何れの場合でも、その作業が面倒
であることには変りない。

このロー付は作業を短縮すべく、例えば線状発λ〜体２
の接触面全体ではなく、部分的にロー付けすることも考
えられるが、こうすると部分的にしか、放熱板１に熱的
結合がなされていないために、熱の伝達効率が低下する
欠点がある。

また、線状発熱体２は凹部内に嵌合されるものであるこ
とから、四部の上面にはどうしても第９図に示すような
空隙８が生じてしまう。

このような空隙の存在は熱伝達効率を妨げる要因となり
、床面温度を所定の温度に維持するには、より大きな熱
源を必要とするなどの欠点もある。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を構成簡
単に解決したものであって、線状発熱体と放熱板との熱
的連結作業を全廃できる、熱伝達効率の高い放熱装置を
提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段Ｊ上述の問題点を
解決するため、この発明においては、線状発熱体と、この線状発熱体を収容する溝状の凹部が
形成された放熱板と、線状発熱体とこの放熱板との熱的結合を行うために、線
状発熱体と放熱板の凹部との間に充填された熱伝達体と
で構成されたことを待（敦とするものである。

［作　用］この構成において、線状発熱体としては、給湯管や、電
熱線が使用される。

線状発熱体２と放熱板１の凹部ＩＡとの間には熱伝達体
３が充填される。

この熱伝達体３を充填すると、これによって線状発熱体
２の外周面と放熱板１の凹部ＩＡの内面とが完全に密着
する。その結果、この熱伝達体３の作用で線状発熱体２
と放熱板１とが熱的に完全に結合する。

熱伝達体３としては、例えば予成形された軟質セメント
が使用される。

熱伝達体３として使用きれるこの軟質セメントは熱によ
って容易に変形するので、線状発熱体２及び放熱板１の
各周面に対して非常になじみがよい。従って、熱結合度
が高い。

しかも、この熱によっては、軟質セメントが流れ出すま
での軟質性はその性質として持ち合わせてはいないので
、加ｆＡ？ａ度によって軟質セメントが溶出することも
ない。

熱伝達体３を使用することによって、ロー付けすること
なく、線状発熱体２と放熱板１とを熱的に完全に結合で
きる。

［実　施　例］続いて、この発明に係る放熱装置の一例を、上述した家
屋の床暖房用に適用した場合につき、第１図以下を参照
して詳細に説明する。

第１図に示すように、この発明に係る放熱装置１０も、
従来と同様に、基本的には、線状発熱体２と放熱板１と
で構成されている。

以下の例では流体循環方式に適用した放熱装置を例示す
るので、発熱媒体（熱源）としてはお湯が使用され、従
って線状発熱体２としては給湯管が使用される。

給湯管は直径１０ｍｍ前後の鈍し鋼管や、内径か８ｍｍ
前後の架橋ポリエチレンパイプなどの可撓性に優れた管
体を使用することができる。

放熱板１としては、０．２〜０．６ｍｍ程度の非常に薄
い銅板などが使用され、これがユニット化に適した面積
を有する長方形状に切断されたものが使用きれる。在来
工法に準拠するならば、根太５と５の間に収容できる程
度の大きざに切断されて使用される。

そして、この放熱板１の長手方向に向かってそのほぼ中
央部に、１条の凹部ＩＡが形成される。

凹部ＩＡは上述した線状発熱体２を嵌合てざる程度の深
さと直径を有する。そして、この例では、その断面がＵ
字状となるように折り曲げ加工（プレス加工）される。

このような形状をなす凹部ＩＡに線状発熱体２が嵌合さ
れる。そして、この線状発熱体２と放熱板１との空隙に
は熱伝達体３が充填される。

熱伝達体３の充填によって、線状発熱体２と放熱板１と
はこの熱伝達体３を介して夫々が熱的に完全に結合され
る。熱伝達体３としては、第２図及び第４図に示すよう
な形状に予成形されたものを使用することができる。

第４図はその一例を示すものであって、施工運搬などに
都合の良い所定の長ざを有し、その下面Ｃは線状発熱体
２の管面形状に沿った形状として成形されると共に、左
右側面ａ、ｂは凹部ＩＡの垂直内側面に沿った形状とし
て成形されている。

そして、上面ｄは放熱板１の上面と面一となるように成
形きれる。

なお、線状発熱体２は施工運搬などに都合のよい所定の
長さに切断されていればよいので、その長ざには特に限
定されるものではない。

このような予成形された熱伝達体３が第１図及び第２図
に示すように、線状発熱体２の周面を覆うように嵌着さ
れる。

この熱伝達体３の充填によって、線状発熱体２は凹部Ｉ
Ａ、換言すれば放熱板１に熱的及び機械的に夫々連結さ
れたことになる。従って、線状発熱体２を放熱板１にロ
ー付けすることなく、両者を熱的及び機械的に連結する
ことがてきる。

熱伝達体３を充填することによって、その上面ｄも床材
４の下面に密着する。

熱伝達体３の充填作業は、工場内で行ってちｔければ、
建築現場で行ってもよい。工場内で予め組立てる場合に
は、放熱装置１０をユニット化した方が可搬作業などの
面からも便利である。

ここで、上述した熱伝達体３は軟質ゴムをバインダとし
て、これにグラファイトやカーボン等の熱伝導物質を所
要量含有させた軟質セメントを使用することができる。

軟質ゴムとしては、ブチルゴム、シリコンゴム、ポリウ
レタン、アクリル系樹脂などが使用される。

従って、最も適切な軟質セメントとしては、特公昭５１
−４６２９１号公報に開示された軟質セメントである。

このような軟質セメントの成形品は−１５℃〜５０℃当
りの温度範囲ではその柔軟性と、成形された形状を良く
保持し、しかも床暖房の熱媒体動作温度である５０〜６
０℃付近の温度に接する表面は、ざらに弾力性に富んで
くるので、これを熱伝達体３として使用する場合には、
線状発熱体２及びｌ’ｌ熱板１の凹部ＩＡに対する密着
性が一段と高くなる。

しかも、このような温度環境下に長期にわたり置かれて
乙、その軟化か進行し、軟質セメントが（配れ出すよう
なごともない。

凹部ＩＡに線状発熱体２が嵌着された放熱板１は、第１
図に示すように、床材４と根太５との空間内に配設され
る。

放熱板１の外側には図のような断熱材６が充填される。

ところで、第３図に示すように、複数のユニット化され
た放熱装置１ｏて床暖房システムを構成する場合には、
使用する線状発熱体２はユニットごとに切断された管体
を使用するのではなく、図示するような１本の管体を使
用した方が都合がよい。

それは、線状発熱体２そのものは比較的柔軟性に富む材
質が使用されているので、第３図のように折り曲げて使
用することが容易にできるからである。

そうして、このように１本の線状発熱体２を使用する場
合には、各ユニットごとに自在継手を使用して、管体同
士を連結するようなロー付けを完全に省略できる。

また、このロー付けをなくすことは、この連結部分から
の漏水の心配を一掃できる大ぎなメリットをもたらすこ
とになる。

第５図以下は、凹部ＩＡの折り曲げ形状の変形例を示す
ものである。

第５図Ａ、Ｂから明らかなように、この例では線状発熱
体２の直径よりも僅かにおおきめに選定されたＵ字状の
凹部ＩＡとして加工される。

このときに使用される熱伝達体３は線状発熱体２の外周
を全て覆うような形状となされている。

このような熱伝達体３を使用すると、熱伝達体３を介し
て線状発熱体２側の熱が放熱板１側に伝達されることに
なる。また、加工精度のバラツキによって凹部１Δの形
状が変形していても、熱伝達体３が加熱きれれば、この
形状に熱伝達体３が密着するようになる。

そのため、このタイプはそれ程、凹部ＩＡに対Ｊ゛る加
工の精度が要求されない。

第６図は凹部ＩＡを半円月状に成形した場合であり、第
７図は逆三角形状に成形した場合であり、また第８図は
横コ字状に成形した場合を夫々示す。

これらに対応して熱伝達体３が予成形される。

何れの実施例の場合でも、線状発熱体２は間接的に放熱
板１に熱的に結合される。従って、凹部ＩＡの加工精度
をそれ程問題にしなくても、線状発熱体２と放熱板１と
の密着性を確保でき、充分な熱伝達効率を得ることがで
きる。

なお、線状発熱体２として使用される銅バイブは、これ
に加えられた熱によって伸縮するが、熱伝達体３自体は
、柔軟性と共に、伸縮性がよいので飼パイプ自体の伸縮
に伴なって熱結合が劣化するようなことはない。つまり
、熱変形歪を少なくすることができる。

上述では、予成形された熱伝達体３を使用して線状発熱
体２と放熱板１との熱的結合を図ったが、ペースト状の
熱伝達剤を用意し、これを建築現場で充填した後、自然
乾燥させることによって熱伝達体３を形成してもよい。

熱伝達剤としては上述した軟質セメントが使用される。

ただし、この場合には、材質が若干１０偉するが、その
詳細な説明は割愛する。

このような例としては、特に工期が急がないような場合
に適用して好適である。

上述した線状発熱体用の管体としては、銅バイブばかり
でなく、その他の金属製バイブや、ポリエチレン系バイ
ブのような熱抵抗の大きな樹脂製バイブであっても使用
することができる。

放熱装置１０としては、上述したように流体循環方式の
放熱装置を例示したが、線状発熱体として電熱線を使用
した放熱装置にもこの発明を適用することができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の構成によれば、線状発
熱体とこの放熱板との熱的結合を行うために、線状発熱
体と放熱板の凹部との間に熱伝達体を充填するように構
成したものである。

この構成によれば、従来に比し以下のような特徴を有す
る。

第１に、熱伝達体によって線状発熱体と放熱板とを熱的
にかつ機械的に結合できるから、従来のようなロー付は
作業を全廃できる。

そのため、放熱装置の組立て作業性の向上を図ることが
できる。

第２に、予成形された熱伝達体を使用することができる
ので、凹部への嵌着作業だけで放熱装置を組立てること
ができる。そのため、建築現場でもそれ程の作業設備を
必要としないで、しかも簡単に装置本体を組立てること
ができる実益を有する。

従来では、放熱板の折り曲げ加工治具の他に、ロー付け
のための治具などを必要としたからである。

第３に、熱伝達体によって線状発熱体と放熱板との密着
性が大幅に改善される。

定常の加熱温度によって熱伝達体が変形されて線状発熱
体及び放熱板とが完全に密着する。これによれば、熱の
伝達効率が改善されるし、放熱板の凹部の成形精度にあ
まり高度な成形精度が要求されない。

従来では、ロー付けを部分的に行う場合、加工精度が悪
いと、その空隙を埋める術かないため、ある程度の加工
精度が要求されると共に、熱の伝達効率が悪くなる欠点
があるからである。

第４に、線状発熱体と放熱板との空隙を熱伝達体によっ
て完全に埋めることができるから、熱の伝達効率が向上
する。

従来では、線状発熱体を放熱板に挿入嵌着するため、と
うじでも若干の空隙か必要になり、この空隙を介して床
材４に熱が伝達されることになる。

そのため、この空隙部分が熱伝達部位として充分に機能
していなかった。

これに対して、この発明によれば、線状発熱体の全周面
が熱伝達体で覆われているため、線状発熱体の上面部位
をも熱伝達部位として利用することかできる。その結果
、この線状発熱体からの熱を効率よく放熱板及び床材に
伝達できる特徴を有する。

このことは、まず、銅バイブを使用したときには、熱量
を削減できる。

例えば、２０〜２３セ程度の床温度を得ようとする場合
には、従来では５５〜６０℃程度の湯温である必要があ
った。

この発明では、５０〜５５℃程度の湯温に下げても、同
じ床温度が得られることが確認された。

循環させる湯温を下げることができれば、それだけ放熱
装置の運転経費を節約できると共に、床材４が受ける熱
変形歪も少な（なる。

このようなことを総合すると、この発明に係る放熱装置
は組立て作業性、材料コスト、運転コスト、熱変形歪な
どを改善できる放ｆＡ装置を提供できる特徴を有する。

従って、この発明に係る放熱装置は上述したような在来
工法による家屋の床暖房システムなどに適用して極めて
好適であるが、運転コスト、低価格化などを考慮すると
、施工費、維持費か廉価になるため、家屋の融雪装置な
どにも適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る放熱装置の一例を示す要部の断
面図、第２図はその一部の拡大断面図、第３図は床暖房
システムに適用したときの配設図、第４図は熱伝達体の
一例を示す斜視図、第５図〜第８図は夫々熱伝達体と凹
部形状の他の例を示す図、第９図は従来の放熱装置の断
面図、第１０図はこれを使用した床暖房システムの配設
図である。１・・・放熱板ＩＡ・・・凹部２・・・線状発熱体３・・・熱伝達体４・・・床材５・・・根太６・・・断熱材１０・・・放熱装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）線状発熱体と、この線状発熱体を収容する溝状の凹部が形成された放熱
板と、上記線状発熱体とこの放熱板との熱的結合を行うために
、上記線状発熱体と放熱板の凹部との間に充填された熱
伝達体とで構成されたことを特徴とする放熱装置。
（２）上記線状発熱体として、給湯管が使用されてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放熱装置
。
（３）上記線状発熱体として、電熱線が使用されてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放熱装置
。
（４）上記熱伝達体として、予成形された軟質セメント
が使用されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、第２項若しくは第３項記載の放熱装置。
（５）軟質セメントとして、グラファイトに熱可塑性バ
インダが充填されたセメントが使用されてなることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の放熱装置。