JPH08219370A - 断熱ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の断熱ダクトは、樹脂発泡体からなる
筒状体の外周表面が繊維系断熱材で被覆されていること
を特徴としている。 【効果】 本発明によれば、樹脂発泡体からなる筒状体
によって、ダクト内を流通する空気が繊維系断熱材中に
侵入するのを防止されるので、この断熱ダクトは断熱材
の厚さに則した断熱性能を示と共に、このダクトは、流
通する空気の損失抵抗が小さい。さらにこのダクトを用
いることにより、繊維系断熱材の切片等により、流通空
気が汚染されにくくなる。さらに、樹脂発泡体のみから
形成されたダクトよりも機械的強度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は断熱性に優れたダクトに関
する。さらに詳しくは、ソーラーシステムの送風ダクト
のように加熱された空気を送風するのに特に適した断熱
性のダクトに関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】近年、建築物を断熱材で囲繞して
熱エネルギー収支を制御することにより、より快適な居
住空間を形成するようになってきている。こうした熱エ
ネルギー収支を制御した建築物の代表的な例として、ソ
ーラーシステムハウスがある。このソーラーシステムハ
ウスにおいては、図５に示すように、建築物５０の壁面
および屋根裏等に断熱材５１を配置して、居住空間と屋
内とを断熱材５１で断熱区画する。このような建築物５
１の屋根等には空気集熱器５２が設けられており、この
空気集熱器５２中の暖められた空気は小屋裏等に設けら
れたコントロールボックス５４に移送される。そして、
例えば冬季には、コントロールボックス５４に集められ
た暖気は、ダクト５５を通って床下空間５６に送られ
る。この床下空間５６には蓄熱槽５７が形成されてお
り、ダクト５５から床下空間５６に送られた暖気の熱エ
ネルギーはこの蓄熱槽５７に蓄熱され、必要に取り出さ
れ断熱区画された室内を加温するのに使用される。

【０００３】このようなソーラーシステムハウス５０に
おいて、ダクト５５としては、図６に示されるように、
断熱性を有するグラスウールなどの繊維系断熱材に樹脂
（例えばフェノール樹脂）を含浸させて賦形した筒状体
６１が使用されている。

【０００４】このような筒状体６１は含浸されている樹
脂によって繊維状の断熱材が所定の形状に賦与されてお
り、断熱性を有すると共に加工が容易である。ところ
が、その断熱性能について本発明者が詳細に検討したと
ころ、断熱材の厚さに比して断熱性能が低いことが明ら
かになった。即ち、このような筒状体６１の内周表面６
２から外側に１／３の厚さでは、殆ど断熱性能が発現し
ていないことが判明した。従って、このような繊維系断
熱材から形成されたダクトの断熱性能は、そのダクト壁
を形成する繊維系断熱材の厚さから算出される断熱性能
の２／３程度であり、このダクト内を温風が移動するこ
とによる温風の温度が相当低下する。

【０００５】また、このような繊維系断熱材により形成
されたダクトは、その表面に相当の凹凸があり、空気が
流通する際の損失抵抗が大きいという問題がある。さら
に、このようなダクトは、含浸樹脂によって硬化した繊
維系断熱材を斜めに切断して、こうして斜めに切断され
た端部を接合させ、この接合部分をテープなどでシール
することにより接合する。

【０００６】しかしながら、このように樹脂で硬化され
た繊維系断熱材は、切断する際に断熱材繊維が飛散く、
こうした飛散断熱材繊維が流通空気によって室内に搬送
されることがあり、こうした飛散断熱材により室内の汚
染されやすいという問題がある。

【０００７】上記のような繊維系断熱材から形成された
ダクトは、ソーラーシステムハウス以外にも使用されて
おり、他の用途においても上記と同様の問題がある。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、断熱性に優れたダクトを提供
することを目的としている。また、本発明は、断熱性に
優れると共に、繊維系断熱材による室内空気の汚染に少
ないダクトを提供することを目的としている。さらに、
本発明は、断熱性にすぐれ、室内汚染が少ないと共に、
空気流通の際の損失抵抗の小さいダクトを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【発明の概要】本発明の断熱ダクトは、樹脂発泡体から
なる筒状体の外周表面が繊維系断熱材で被覆されている
ことを特徴としている。

【００１０】この樹脂発泡体からなる筒状体の厚さは、
０.２〜５mm、または、５〜５０mmにすることができ
る。筒状体の厚さが０.２〜５mmの断熱ダクトでは、こ
の樹脂発泡体からなる筒状体は、繊維系断熱材の表面を
被覆して加熱空気が繊維系断熱材中に侵入しないように
する防風層としての作用が大きく、他方、筒状体の厚さ
が５〜５０mmの断熱ダクトでは、この樹脂発泡体自体が
良好な断熱性能を示し、この樹脂発泡体からなる筒状体
の外周に配置される繊維系断熱材と共同して特に良好な
断熱性を示す。

【００１１】本発明の断熱ダクトは、樹脂発泡体からな
る筒状体の外周表面が繊維系断熱材で被覆されているの
で、ダクト内壁面が平滑になりダクトの損失抵抗が小さ
くなる。従って、このダクトを例えばソーラーシステム
ハウスの送風ダクトとして使用すると送風ファン等の送
風システムの小型化を図ることができる。また、本発明
の断熱ダクトでは、加熱空気が流通する通風孔が樹脂発
泡体で形成されており、繊維状断熱材が露出していない
ので、従来の繊維系断熱材からなるダクトのように断熱
材内に流通空気が侵入してダクトの断熱性能が低下する
といった事態は生じない。また、本発明の断熱ダクト
は、その内周表面に樹脂発泡体で形成され、繊維系断熱
材は露出していないので、このダクトを切断した際に接
合部から流通空気内へ繊維系断熱材の切片が混入しにく
く、室内の空気が繊維系断熱材で汚染されにくい。

【００１２】

【発明の具体的説明】次に本発明の断熱ダクトについて
図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明の
断熱ダクトの一実施例を示す縦断面図であり、図２は、
この図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【００１３】本発明の断熱ダクト１０は、図１及び図２
に示されるように、上端部および下端部が開口して通風
孔１３を形成する筒状体１２と、この筒状体の外周表面
を被覆する繊維系断熱材１１とを有している。この筒状
体１２によって形成される通風孔１３の直径Ｄ₀は、そ
の断面形状が円形の場合、用途等により適宜設定するこ
とができる。

【００１４】この樹脂発泡体からなる筒状体１２は、例
えば、ポリオレフィン（例:ポリエチレン、ポリプロピ
レン）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリα-メチ
ルスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタ
ン、ポリスチレン等のような発泡成形可能な種々の樹脂
で形成することができる。

【００１５】特に本発明においては、この樹脂発泡体か
らなる筒状体１２を８０℃前後の加熱空気が連続して流
れてもこの樹脂発泡体からなる筒状体１２が変形しない
ような樹脂で形成することが好ましく、特に本発明で
は、この樹脂発泡体からなる筒状体１２を自己変形温度
が８０℃以上の樹脂を発泡成形することにより形成する
ことが好ましい。

【００１６】このような自己変形温度が８０℃以上であ
って、この筒状体１２を形成するのに好適な樹脂の例と
しては、ポリα-メチルスチレン、ポリウレタン、ポリ
エチレンテレフタレートを挙げることができる。これら
の樹脂は発泡成形性に優れると共に、優れた耐熱性を有
している。

【００１７】本発明において、上記のような樹脂の発泡
体から形成される筒状体１２の厚さＷ₂は適宜設定する
ことができるが、例えば５〜５０mmの厚さ、好ましくは
１０〜５０mmの厚さの樹脂発泡体は良好な断熱性能を示
すので、この筒状体１２とこの筒状体１２の外周表面に
配置される繊維系断熱材１１とが共同することにより本
発明のダクトの断熱性が向上する。また、この樹脂発泡
体の表面は繊維系断熱材の表面とは異なり平滑であるの
で、この樹脂発泡体からなる筒状体１２を最内層とする
本発明の断熱ダクトは、損失抵抗が小さい。

【００１８】また、本発明においては、上記のような樹
脂の発泡体から形成される筒状体１２の厚さＷ₂を０.２
〜５mm、好ましくは０.４〜５mmにすることができる。
樹脂発泡体が上記のような厚さの筒状体は、それ自体あ
る程度の断熱性は有するけれども、その断熱性能はそれ
ほど高くはない。従って、このような厚さの筒状体は、
主として繊維系断熱材の表面被覆材として作用する。

【００１９】即ち、従来、繊維系断熱材を例えばフェノ
ール樹脂のような熱硬化性樹脂で円筒状に賦形したダク
トが使用されていたのは上述の通りであるが、本発明者
の検討によると、繊維系断熱材からなるダクトでは通風
孔を流通する加熱空気の一部がダクトの内周表面から繊
維系断熱材内部に侵入することがわかった。例えば、繊
維系断熱材からなるダクトの壁面における温度を測定す
ると、図３の破線で示したようになる。

【００２０】図３において、通風孔内を流れる空気の温
度はＴ₀である。従来の繊維系断熱材からなるダクトで
は、この通風孔内流通空気は、ダクトの内壁表面からダ
クト壁内に侵入し、例え繊維系断熱材からなる壁厚が１
２.５mmであるダクトでは、図３に示すようにダクト内
周表面から外側に約１／３の深さにおける温度Ｔ₂は、
通風孔内流通空気の温度Ｔ₀と殆ど変わらない。即ち、
このダクトではダクト内周表面から外側に約１／３の深
さにまで通風孔内流通空気が侵入していることを意味す
る。

【００２１】従って、従来の繊維系断熱材から形成され
たダクトでは、使用している繊維系断熱材の約２／３が
断熱材として機能しているに過ぎないのである。さら
に、こうした従来の繊維系断熱材から形成されたダクト
は、繊維系断熱材内に通風孔内流通空気が侵入すると共
に、ダクト内周表面に繊維状断熱材が露出しているため
その表面が平滑でないので、ダクトの損失抵抗が大きく
なってしまうのである。

【００２２】これに対して本発明の断熱ダクトには、図
１及び図２に示すように、筒状の繊維系断熱材１１が直
接流通空気と接することがないように、その内周表面に
は、樹脂発泡体からなる筒状体１２が形成されている。

【００２３】従って、本発明の断熱ダクトでは、樹脂発
泡体からなる筒状体１２の厚さに拘わりなく、この樹脂
発泡体が繊維系断熱材の表面を覆うことになるので、通
風孔１３内を流通する加熱空気が直接繊維系断熱材と接
触することがなくなる。従って、図３に実線で示すよう
に、本発明の断熱ダクトでは、断熱材（樹脂発泡体と繊
維系断熱材との総和）の厚さに対応した断熱性が発現
し、断熱ダクトの外周面の温度は、内周面に樹脂発泡体
からなる筒状体を形成しない断熱ダクトの外周面の温度
よりもΔＴ℃（Ｔ₃−Ｔ₁）だけ低くなる。即ち、この断
熱ダクトの外周面から漏洩する熱エネルギーが少なくな
る。また、樹脂発泡体からなる筒状体を設けることによ
り、通風孔の表面が平滑になるので損失抵抗が小さくな
るのである。

【００２４】上記のようにして形成された樹脂発泡体か
らなる筒状体の外周には、上述のように繊維系断熱材が
配置されている。ここで使用される繊維系断熱材として
は、断熱材として通常使用されている繊維の集合体であ
ればよく、グラスウール、ロックウール、合成樹脂繊維
不織布等を挙げることができる。特に本発明ではグラス
ウールが好ましい。このような繊維系断熱材は、繊維が
絡み合った構造を有しており、その繊維間には相当量の
空気が含有されており、この繊維間に含有される空気が
移動することなく停滞して空気層を形成することにより
断熱作用が発現するのである。

【００２５】このような繊維系断熱材１１は、樹脂発泡
体からなる筒状体の外周に例えば接着材等をもちいて付
設されており、さらにこの繊維系断熱材に樹脂を含浸さ
せて所望の形状に賦形しその形状を固定したものであっ
てもよい。ここで使用される樹脂は、熱変化の少ないも
のであることが好ましく、従って、例えばフェノール樹
脂のような熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。

【００２６】このような繊維系断熱材１１の壁面の厚さ
Ｗ₁は、樹脂発布体からなる筒状体１２の厚さ、流通空
気の温度および使用する繊維系断熱材の種類によって異
なる。

【００２７】このように繊維系断熱材を樹脂発泡体から
なる筒状体の外周に配置することにより、断熱性能が向
上するのは勿論であるが、全体を樹脂発泡体で製造した
場合よりもダクトの機械的強度が高くなる。

【００２８】本発明の断熱ダクト１０は、樹脂発泡体か
らなる筒状体１２と、この表面を被覆する繊維系断熱材
１１とを有しているが、さらに本発明の断熱ダクト１０
には、繊維系断熱材１１の外周表面に金属薄膜層１５が
形成されていることが好ましい。

【００２９】この金属薄膜層１５は、通常はアルミニウ
ム箔で形成されている。このように筒状体１１の外周表
面に金属薄膜層１５を形成することにより、繊維系断熱
材を物理的に保護することができると共にこの繊維系断
熱材中への外部からの水の侵入を防止できる。さらに、
この金属薄膜層１５を付設することにより、ダクトの断
熱性も向上する。

【００３０】本発明の断熱ダクトは、例えば、樹脂を所
定の形状になるように発泡成形して筒状体を製造し、次
いでこの筒状体の外周表面に繊維系断熱材を巻回して接
着し、さらに所望によりこの繊維系断熱材の外周表面に
アルミニウム箔等を巻回接着することにより製造するこ
とができる。また、樹脂発泡体からなる筒状体の厚さが
薄く、自立性が低い場合には、通風孔の径に対応する太
さの芯材を用意し、この芯材に樹脂発泡体シートを巻回
して筒状体を形成し、さらに繊維系断熱材、所望により
アルミニウム箔等を順次巻回接着した後、芯材を撤去す
ることにより製造することができる。

【００３１】この接合に際して、本発明の断熱ダクトの
端部は他のダクトの端部が嵌合するように矧方を形成す
ることが好ましい。図１には合決１６が形成された態様
が示されている。

【００３２】この矧方の形状は樹脂発泡体からなる筒状
体の厚さおよび繊維系断熱材の厚さなどを考慮して適宜
選定することができる。図１に示した合決１６の形状
は、樹脂発泡体からなる筒状体が厚い場合の態様を示し
たものであり、このように二重構造の合決にすることに
より、断熱ダクトの気密性がより向上する。

【００３３】本発明の断熱ダクトは、端部に他のダクト
の一端部を挿入することにより連結され、通常こうして
形成される連結部には、外部から気密テープを巻回す
る。またこの接合部に接着剤を塗設して接合させること
もできる。特に樹脂発泡体からなる筒状体１２の厚さが
厚い場合には、この筒状体１２の合決部分に接着剤を塗
設して接着することできる。この場合には、気密テープ
を併用しなくとも高い気密性を確保することができる。
ただし、こうした場合であっても気密テープを併用する
ことにより、接合部分の気密性をより確実なものにする
ことができる。

【００３４】また、本発明の断熱ダクトを曲げて接合す
るには、２本の断熱ダクトの端部を斜めに切断し、この
切断面を合わせてテープ等でシールすることにより接合
することができる。特に樹脂発泡体からなる筒状体１２
の厚さが厚い場合には、この筒状体１２の切断面を相互
に接着剤を用いて接着することが容易になり、気密テー
プを併用しなくとも高い気密性を確保することができ
る。ただし、こうした場合であっても気密テープを併用
することにより、接合部分の気密性をより確実なものに
することができる。

【００３５】本発明の断熱ダクトは、上記のような構成
を有しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々に改変することができる。本
発明の断熱ダクトは、図１に示されるようにその断面形
状が円形である必要はなく、その断面が角形、楕円形な
ど種々の形状であってもよい。図４には４角形の断面構
造を有する本発明の断熱ダクトが示されており、図４に
おいて、断熱ダクトは１０で示されており、樹脂発泡体
からなる筒状体は１２で示されている。また、繊維系断
熱材は１１で示されており、金属薄膜層は１５で示され
ている。

【００３６】上記のような本発明の断熱ダクトは、従来
のダクトと同様に使用することができる。例えば図５に
示すようにソーラーハウスにおいて、屋根に設けられた
空気集熱器５２からの加熱空気を小屋裏に設けられたコ
ントロールボックス５４を介して床下空間に移送する際
のダクトとして使用することができる。

【００３７】さらにこうしたソーラーハウスにおけるダ
クトだけではなく、外気と温度差のある空気を移動させ
るためのダクトとして有効に使用することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の断熱ダクトは、樹脂発泡体から
なる筒状体と、この筒状体の外周に付設された繊維系断
熱材とを有しているので、流通する空気が繊維系断熱材
と直接接触することがないので、従来の繊維系断熱材の
ように流通空気が繊維系断熱材の通風孔表面から断熱材
内に侵入して断熱材の厚さに比して断熱性能が低いとい
った事態が生ずることがなく、従って本発明のダクトは
断熱性に優れている。

【００３９】本発明の断熱ダクトは、樹脂発泡体からな
る筒状体の外周表面が繊維系断熱材で被覆されており、
通風孔の表面が樹脂発泡体で形成されているので、ダク
ト内壁面が平滑になりダクトの損失抵抗が小さくなる。
従って、このダクトを例えばソーラーシステムハウスの
送風ダクトとして使用すると送風ファン等の送風システ
ムの小型化を図ることができる。

【００４０】また、本発明の断熱ダクトは、その内周表
面に樹脂発泡体で形成され、繊維系断熱材は露出してい
ないので、このダクトを切断した際に接合部から流通空
気内へ繊維系断熱材の切片が混入しにくく、室内の空気
が繊維系断熱材で汚染されにくい。

【００４１】そして、樹脂発泡体からなる筒状体の外周
に繊維系断熱材を配置することにより、単に樹脂発泡体
からなるダクトよりも機械的強度が格段に向上する。さ
らに、自己変形温度が８０℃以上の特定の樹脂を用いて
樹脂発泡体からなる筒状体を形成することにより、断熱
ダクトは良好な耐熱性を示し、例えば、ソーラーハウス
における空気集熱器で加熱された空気を移送するための
ダクトとして有効に使用することができる。

【００４２】またさらに、繊維系断熱材の外周表面に例
えばアルミニウム箔等で形成された金属薄膜層を付設す
ることにより、この断熱ダクトの強度が高くなると共に
断熱性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の断熱ダクトの一例を示す縦
断面図である。

【図２】 図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】 図３は、断熱ダクトを形成する繊維系断熱材
の厚さ方向で測定した温度を模式的に示すグラフであ
る。

【図４】 図４は、本発明の断熱ダクトの他の例を示す
横断面図である。

【図５】 図５は、ソーラーハウスにおいて、断熱ダク
トが使用される例を示す図である。

【図６】 図６は、従来の断熱ダクトを示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・断熱ダクト １１・・・繊維系断熱材 １２・・・樹脂発泡体からなる筒状体 １３・・・通風孔 １５・・・金属薄膜層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂発泡体からなる筒状体の外周表面が
   繊維系断熱材で被覆されていることを特徴とする断熱ダ
   クト。
2. 【請求項２】 上記樹脂発泡体からなる筒状体の厚さが
   ０.２〜５mmの範囲内にあることを特徴とする請求項第
   １項記載の断熱ダクト。
3. 【請求項３】 上記樹脂発泡体からなる筒状体の厚さが
   ５〜５０mmの範囲内にあることを特徴とする請求項第１
   項記載の断熱ダクト。
4. 【請求項４】 上記繊維系断熱材が、含浸樹脂により固
   化されていることを特徴とする請求項第１項乃至第３項
   のいずれかの項記載の断熱ダクト。
5. 【請求項５】 上記樹脂発泡体からなる筒状体が、発泡
   ポリ塩化ビニル、発泡ポリスチレンおよび発泡ポリオレ
   フィンよりなる群から選ばれる少なくとも一種類の樹脂
   発泡体で形成されていることを特徴とする請求項第１乃
   至第４項のいずれかの項記載の断熱ダクト。
6. 【請求項６】 上記樹脂発泡体からなる筒状体が、自己
   変形温度が８０℃以上の樹脂の発泡体で形成されている
   ことを特徴とする請求項第１項乃至第４項のいずれかの
   項記載の断熱ダクト。
7. 【請求項７】 上記自己変形温度が８０℃以上の樹脂の
   発泡体からなる筒状体が、α-メチルスチレン樹脂発泡
   体、ポリウレタン発泡体およびポリエチレンテレフタレ
   ート発泡体よりなる群から選ばれる少なくとも一種類の
   樹脂発泡体で形成されていることを特徴とする請求項第
   ６項記載の耐熱性断熱ダクト。
8. 【請求項８】 上記繊維系断熱材の外周表面に金属薄膜
   層が形成されていることを特徴とする請求項第１項記載
   の断熱ダクト。