(57)【要約】【課題】地球温暖化防止の対策として期待されている空気の予熱用パネルにおいて、従来の予熱用パネルに比べて軽量であり、フレキシブル性に優れており、製造コストも安い新規な予熱用パネルを提供すること。【解決手段】厚さ方向に貫通する孔を複数有し、太陽熱を利用して前記孔を通過する空気を予熱する予熱用パネルにおいて、当該予熱用パネルを、着色樹脂層と、前記着色樹脂層の一方の面に位置する金属層と、により構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に貫通する孔を複数有し、太陽熱を利用して前記孔を通過する空気を予熱する予熱用パネルであって、
当該予熱用パネルは、着色樹脂層と、前記着色樹脂層の一方の面に位置する金属層と、を有することを特徴とする予熱用パネル。
【請求項２】
前記着色樹脂層の他方の面には、樹脂層が位置していることを特徴とする請求項１に記載の予熱用パネル。
【請求項３】
前記着色樹脂層および前記金属層が互いに密着した状態で波状を呈していることを特徴とする請求項１または２に記載の予熱用パネル。
【請求項４】
空気を取り込むための吸気システムであって、
当該吸気システムは吸気口を有しており、当該吸気口には、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の予熱用パネルが設置されていることを特徴とする吸気システム。
【請求項５】
前記予熱用パネルが設置された吸気口の下流には、吸気口から吸気された空気の流れを乱すための邪魔板が設置されていることを特徴とする請求項４に記載の吸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予熱用パネルおよびこれを用いた吸気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でＣＯ2排出抑制の取り組みが行われており、いわゆる節電のために太陽熱を利用して空気を予熱し、これを室内の暖房や各種乾燥装置に用いることが注目されている。
【０００３】
太陽熱を利用した空気の予熱方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、厚さ方向に貫通する孔が複数も設けられており、かつ黒色に着色された金属製の予熱用パネルを用い、太陽熱で暖まった予熱用パネルの孔に空気を通すことによって、当該空気を予熱する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８４６９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来からの予熱用パネルは、空気との熱交換効率の観点から金属板が用いられているため、大型化した場合に重量が嵩む、フレキシブル性に欠けるため設置が煩わしい場合がある、製造コストが高い、といった種々の問題があった。
【０００６】
本発明はこのような状況においてなされたものであり、地球温暖化防止の対策として期待されている空気の予熱用パネルおよびこれを用いた吸気システムにおいて、従来の予熱用パネルに比べて軽量であり、フレキシブル性に優れており、製造コストも安い新規な予熱用パネル、およびこれを用いた吸気システムを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための発明は、厚さ方向に貫通する孔を複数有し、太陽熱を利用して前記孔を通過する空気を予熱する予熱用パネルであって、当該予熱用パネルは、着色樹脂層と、前記着色樹脂層の一方の面に位置する金属層と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記の発明にあっては、前記着色樹脂層の他方の面には、樹脂層が位置していてもよい。
【０００９】
また、上記の発明にあっては、前記着色樹脂層および前記金属層が互いに密着した状態で波状を呈していてもよい。
【００１０】
また、上記課題を解決するための別の発明は、空気を取り込むための吸気システムであって、当該吸気システムは吸気口を有しており、当該吸気口には、前記本発明の予熱用パネルが設置されていることを特徴とする。
【００１１】
上記の発明にあっては、前記予熱用パネルが設置された吸気口の下流には、吸気口から吸気された空気の流れを乱すための邪魔板が設置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の予熱用パネルによれば、着色樹脂層が太陽熱を吸熱し、その熱が金属層に伝わり、金属層から放熱されるため、予熱用パネルに設けられた複数の孔を通過する空気を予熱することができる。また本発明の予熱用パネルは、その全体が金属板で形成されておらず、着色樹脂層と金属層との積層構造を呈しているため、従来の金属製の予熱用パネルと比べて着色樹脂層の分だけ重量を軽くすることができる。さらに、当該積層構造を呈していることから、フレキシブル性も向上することができると共に、製造コストを安価とすることができる。
【００１３】
また、本発明の吸気システムにあっても、前記本発明の予熱用パネルが用いられていることから、前期と同様の作用効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる予熱用パネルの正面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。
【図２】着色樹脂層の別の実施形態を説明するための断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はともに、予熱用パネルの別の実施形態を説明するための断面図である。
【図４】予熱用パネルのさらに別の実施形態を説明するための断面図である。
【図５】予熱用パネルのさらに別の実施形態を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる吸気システムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。
【００１６】
＜予熱用パネル＞
はじめに本発明の予熱用パネルについて説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる予熱用パネルの正面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態にかかる予熱用パネル１０は、厚さ方向に貫通する孔Ｈ、Ｈ、・・・を複数有し、太陽熱を利用して前記孔Ｈを通過する空気を予熱する予熱用パネルであって、着色樹脂層１１と、前記着色樹脂層１１の一方の面に位置する金属層１２と、を有している。
【００１９】
予熱用パネル１０をこのような構成とすることにより、着色樹脂層１１が太陽熱を吸熱し、その熱が金属層１２に伝わり、金属層１２から放熱されるため、予熱用パネル１０に設けられた複数の孔Ｈを通過する空気を予熱することができる。
【００２０】
（着色樹脂層）
着色樹脂層１１は、前述の通り、太陽熱を吸収し、吸収した熱を金属層１２へ伝えることを役割としている。したがって、着色樹脂層１１を構成する樹脂としては、このような役割を果たすことができる樹脂であれば特に限定されることはなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ナイロン（ＮＹ）樹脂、ポリプロピレン樹脂など、従来公知の樹脂を適宜選択して用いることができる。
【００２１】
また、着色樹脂層１１の色についても上記の役割を果たすことができれば特に限定されることはないが、太陽熱の吸収効率を考慮した場合、黒色ないし黒色に近い茶褐色とすることが好ましい。一方で当該予熱用パネル１０の設置場所の如何により意匠性を考慮した場合、所望する色、例えば赤色や青色などにしてもよい。また、着色樹脂層１１は、必ずしも全面が一色である必要はなく、二色以上によって着色されていてもよい。
【００２２】
着色樹脂層１１の着色方法についても特に限定することはなく、図１に示すように、着色樹脂層１１を構成する樹脂自体に各種着色剤を含有させることにより、樹脂自体を着色せしめることで着色樹脂層１１としてもよい。この場合の各種着色剤についても特に限定さえることはなく、着色しようとする色に応じて、従来公知の顔料や染料などを適宜用いることができる。
【００２３】
図２は、着色樹脂層の別の実施形態を説明するための断面図である。
【００２４】
着色樹脂層１１は、必ずしも単層構造である必要はなく、図２に示すように、着色されていない樹脂からなる層１１ａと、その一方の面に位置する印刷層１１ｂと、によって着色樹脂層１１としてもよい。この場合において、層１１ａを構成する樹脂については前記と同様、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ナイロン（ＮＹ）樹脂、ポリプロピレン樹脂など、従来公知の樹脂を適宜選択して用いればよく、印刷層１１ｂを形成する方法についても、従来公知の印刷方法を適宜選択することができる。
【００２５】
このような着色樹脂層１１の厚さについては特に限定されることはなく、本実施形態にかかる予熱用パネル１０の用途や設置場所等を考慮して、充分な耐久性が得られる程度の厚さとすればよい。具体的には、例えば、５μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。
【００２６】
（金属層）
金属層１２は、前述の着色樹脂層１１が吸収した太陽熱を放出し、孔Ｈを通過する空気を暖めることを役割としている。したがって、当該金属層１２を構成する金属としては、当該役割を果たすことができる金属であれば特に限定されることはなく、例えば、アルミニウム、銅、銀など、さらにはこれらの合金を用いることができる。なかでも、アルミニウムは安価であり、また重量が軽く、腐食にも強いので好適である。
【００２７】
このような金属層１２の厚さについては特に限定されることはなく、自由に設計可能であるが、例えば６μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２８】
また、金属層１２の形成方法についても特に限定されることはなく、所望の層厚の金属層を着色樹脂層１１の表面に形成することができる方法であればいかなる方法をも採用することができる。例えば、化学蒸着法や物理蒸着法などを用いて着色樹脂層１１の表面に直接的に金属層１２を形成してもよい。また、所定の厚さの金属箔を準備し、これと着色樹脂層１１とを各種接着剤や溶融樹脂などを用いて貼り合わせることにより金属層１２としてもよい。
【００２９】
（孔）
本実施形態にかかる予熱用パネル１０は、前述した着色樹脂層１１と金属層１２の積層構造を有しており、着色樹脂層１１および金属層１２の両方を厚さ方向に貫通する孔Ｈが複数設けらている。当該孔Ｈは、空気の通り道としての役割を果たし、当該孔Ｈを通過後、乱流となって金属層１２の表面と接触する際に空気が暖められる。したがって、当該孔Ｈは、このような役割および効果を奏するような孔であればよく、その大きさや形状等については特に限定されることはなく、従来の金属製の予熱用パネルに設けられている孔と同じように設計可能である。
【００３０】
具体的には、例えば、孔Ｈの形状は、図示するように円形状であってもよく、また図示はしないが楕円形状であっても矩形状であってもよい。また、孔Ｈの大きさについても特に限定されることはなく、孔の最も長い部分の長さを０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度としてもよい。
【００３１】
また、開口率、つまり予熱用パネル１０の表面積に占める孔Ｈの部分の面積の割合につついても特に限定されることはないが、予熱用パネル１０の強度、剛性、熱交換率などを考慮すると、例えば０．２％〜２．０％とすることが好ましい。
【００３２】
孔Ｈの形成方法についても特に限定されることはなく、予熱用パネル１０の厚さ方向に所望の貫通孔を形成できる方法の中から適宜選択することができる。例えば、パンチング加工などによって連続的に孔Ｈを形成してもよく、エッチング加工などを用いてもよい。
【００３３】
（他の実施態様）
図３（ａ）、（ｂ）はともに、予熱用パネルの別の実施形態を説明するための断面図である。
【００３４】
孔Ｈは、必ずしも予熱用パネル１０の厚さ方向に平行に形成されている必要はなく、図３（ａ）に示すように、厚さ方向に所定の角度をもって形成されていてもよい。このように、厚さ方向に角度をもって形成することにより、空気と予熱用パネル１０との接触面積を大きくすることができ、その分だけ熱交換効率を向上することができる。
【００３５】
このような観点から、図３（ｂ）に示すように、予熱用パネル１０の孔Ｈ周辺を曲げ加工することにより、さらに空気と予熱用パネル１０との接触面積を大きくしてもよい。
【００３６】
図４は、予熱用パネルのさらに別の実施形態を説明するための断面図である。
【００３７】
図４に示すように、予熱用パネル１０は、前述した着色樹脂層１１および金属層１２に加え、着色樹脂層１１の金属層１２が形成されていない面に樹脂層１３を設けてもよい。
【００３８】
このような樹脂層１３を設けることにより、外気の対流による熱損失を抑制することができる。また、着色樹脂層１１が直接太陽光に曝され、紫外線などによる劣化を防止することができる。このように樹脂層１３を耐候性保護層として機能させる場合にあっては、当該樹脂層１３を形成する樹脂としては、例えば紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂を用いることが好ましく、さらに当該樹脂層１３中に、紫外線吸収剤や光安定剤など、種々の機能性材料を含有せしめてもよい。
【００３９】
図５は、予熱用パネルのさらに別の実施形態を説明するための断面図である。
【００４０】
図５に示すように、予熱用パネル１０を構成する着色樹脂層１１および前記金属層１２を互いに密着した状態で波状としてもよい。このような構成とすることにより、着色樹脂層１１および金属層１２の表面積を大きくすることができ、その分だけ熱交換効率を向上することができる。この場合において、前述した樹脂層１３を設ける場合には、樹脂層１３も併せて波状としてもよく、図５に示すように、樹脂層１３は平板状のままとしてもよい。図示するように、樹脂層１３のみ平板状のままとすることにより、樹脂層１３と着色樹脂層１１との間に空間Ｘを形成することができ、当該空間に空気が対流することで、より熱交換効率を向上することが期待できる。
【００４１】
＜吸気システム＞
次に、本発明の吸気システムについて説明する。
【００４２】
図６は、本発明の実施形態にかかる吸気システムの概略断面図である。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態にかかる吸気システム５０は、空気を取り込むための吸気口５１を有しており、当該吸気口５１に、上記で説明した本発明の予熱用パネル１０が設置されている。なお、図６においては、予熱用パネル１０に設けられている孔Ｈは省略してある。このような吸気システム５０によれば、外の空気を内部に取り込むにあたり、外の空気を予熱用パネルによって予熱し、暖めた状態で内部に取り込むことが可能となる。よって、当該吸気システムの下流に各種乾燥機や各種暖房器具を配置することで、これらの省エネに寄与することができる。
【００４４】
ここで、本実施形態にかかる吸気システム５０にあっては、予熱用パネル１０が設置された吸気口５１の下流に、吸気口５１から吸気された空気の流れを乱すための邪魔板５２が設置されていてもよい。当該邪魔板５２を設置することにより、図６に示すように、吸気口５１から吸気された空気が予熱用パネル１０近傍で一時的に滞留することとなるため、熱交換効率を向上することができるからである。
【００４５】
ここで用いられる邪魔板５２の材質や形状等については特に限定されることはなく、上記の作用効果を奏するように適宜設計可能である。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
厚さ１２μｍのＰＥＴ樹脂の一方の面に黒色インキを塗布することで着色樹脂層とし、前記着色樹脂層の他方の面に厚さ７μｍのアルミニウム箔を貼り合わせることで、当該アルミニウム箔を金属層とした。次いで、直径２ｍｍの貫通孔を２０ｍｍ間隔で形成することで本発明の実施例１の予熱用パネルを作成した。この予熱用パネルの開口率は０．７８５％であり、予熱用パネルの大きさは１．０ｍ2であった。
【００４７】
この実施例１の予熱用パネルをアルミニウム製の吸気システムの吸気口に設置し、その下流にサーキュレーターファン（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ社製：ＨＦＴ−３１３）を設置して吸気をして、外気温度と予熱用パネル通過後の内気温度とを測定した。その結果を以下の表１に示す。
【００４８】
（実施例２）
実施例１の吸気システムを用い、さらに予熱用パネルの下流側に図６に示すような邪魔板を設置して、同様の測定を行った。その結果を以下の表１に示す。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
上記表１からも明らかなように、本発明の実施例１の予熱用パネルによれば、従来からの金属のみからなる予熱用パネルとほぼ同等の熱効率を得られることが分かった。また、邪魔板を設置することにより、熱効率が６％上昇することが分かった。
【符号の説明】
【００５１】
１０…予熱用パネル
１１…着色樹脂層
１２…金属層
１３…樹脂層
５０…吸気システム
５１…吸気口
５２…邪魔板
Ｈ  …孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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