(57)【要約】【課題】軽量化が図れ、管から熱伝導板への熱の伝達が良好な冷暖房用輻射パネル及びそれを用いたスタンド型輻射装置を提供する。【解決手段】冷暖房用輻射パネル１は、熱媒体が流れる管状部材であって、炭素粉末を含む第３層２２を有する熱交換パイプ２と、厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有し、熱交換パイプ２を挟むようにして互いに接合された一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流れる管状部材であって、熱伝導性を有する粉末又は繊維を含む樹脂層を有する熱交換パイプと、
厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有し、前記熱交換パイプと熱結合した熱伝導板と、
を備えた冷暖房用輻射パネル。
【請求項２】
前記熱伝導板は、前記熱交換パイプを挟むようにして互いに接合された一対の熱伝導板である請求項１に記載の冷暖房用輻射パネル。
【請求項３】
前記熱交換パイプは、気体を透過させ難いガスバリア性を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体の層を含む請求項１又は２に記載の冷暖房用輻射パネル。
【請求項４】
請求項１に記載の冷暖房用輻射パネルと、
床面から前記冷暖房用輻射パネルを支持するスタンド部と、
を備えたスタンド型輻射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導率に異方性を有する熱伝導板を用いた冷暖房用輻射パネル及びそれを用いたスタンド型輻射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、壁暖房、天井暖房或いは床暖房のような平面的に配置された暖房装置要素と関係して利用することを目的として、平面にわたる迅速かつ一様な熱分配を達成するため、平面内における優れた熱伝導を可能にした熱伝導板及びそれを用いた暖房装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、板平面に対して平行方向（面内方向）において少なくとも５．５Ｗ／ｍ・Ｋ、板平面に対して垂直方向（厚さ方向）において３．６Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する熱伝導板が開示されている。また、特許文献１には、上記熱伝導板を用いた暖房装置として、一対の熱伝導板の間に熱媒体を搬送する金属製又は樹脂製の管を配置し、一対の熱伝導板を管とともに圧縮して一対の熱伝導板間を結合剤なしに接合した暖房装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６４２９６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、従来の暖房装置によると、熱媒体を搬送する管として金属製の管を用いた場合には、熱伝導板への熱の伝達は良好になるが、重量が重くなり、樹脂製の管を用いた場合には、軽量化できるが、管から熱伝導板への熱の伝達が十分ではない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、軽量化が図れ、管から熱伝導板への熱の伝達が良好な冷暖房用輻射パネル及びそれを用いたスタンド型輻射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、熱媒体が流れる管状部材であって、熱伝導性の粉末又は繊維を含む樹脂層を有する熱交換パイプと、厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有し、前記熱交換パイプと熱結合した熱伝導板と、を備えた冷暖房用輻射パネルを提供する。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、上記冷暖房用輻射パネルと、床面から前記冷暖房用輻射パネルを支持するスタンド部と、を備えたスタンド型輻射装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軽量化が図れ、管から熱伝導板への熱の伝達が良好になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷暖房用輻射パネルの平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、熱交換パイプの分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係るスタンド型輻射装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は冷暖房用輻射パネルを下側から見た要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷暖房用輻射パネルの平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、熱交換パイプの分解斜視図である。
【００１３】
この冷暖房用輻射パネル１は、図１、図２に示すように、水、ガス等の熱媒体が流れる熱交換パイプ２と、熱交換パイプ２と熱結合した一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂと、熱伝導板３Ａ、３Ｂの表面側に設けられた表面材６Ａ、６Ｂと、熱伝導板３Ａ、３Ｂ及び表面材６Ａ、６Ｂの周縁を保持する枠部材７とを備え、例えば、室内の床、側壁、天井等に配置されて用いられる。
【００１４】
（熱交換パイプ）
熱交換パイプ２は、図２、図３に示すように、例えば、３層構造のガスバリア性（酸素不透過）を有するチューブを用いる。このチューブは、例えば、合成樹脂としてのポリウレタンからなる第１層２０、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）からなる第２層２１、合成樹脂としてのポリウレタンに熱伝導性を有する炭素粉末を含有させてなる樹脂層からなる第３層２２を、内側からこの順に有する。ＥＶＯＨは、ガスバリア性が高く、熱交換パイプ２中の流体に空気中の酸素が溶け込むことを防ぐ。これにより、熱交換パイプ２に熱媒体を循環させる熱源装置における錆の発生を防止することができる。また、第３層２２に炭素粉末を用いることで、熱交換パイプ２から熱伝導板３Ａ、３Ｂへの熱の伝達が良好になる。熱交換パイプ２は、管状部材の一例である。第３層２２は、熱伝導性を有する粉末又は繊維を含む樹脂層の一例である。また、炭素粉末に替えて炭素繊維を用いてもよく、炭素粉末とともに炭素繊維を用いてよい。他には、熱伝導性を有する粉末又は繊維として、金属や無機材料の粉末や繊維を用いることもできる。
【００１５】
熱交換パイプ２は、本実施の形態では、直線部分２ａと曲線部分２ｂが交互に位置して蛇行した形状を有し、直線部分２ａがほぼ平行な状態で一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂ内に収容されている。また、熱交換パイプ２は、他の熱交換パイプ等と連結するための連結部２ｃを有する。なお、例えば、後述する熱伝導板３Ａ、３Ｂと組み合わせた場合、熱交換パイプ２の直線部分２ａは、長手方向に対して３度以上傾いても傾いていないものと比べて温度ムラはほとんど生じない。また、直線部分２ａは、直線に限らず、僅かに蛇行したり湾曲する近似直線状でも構わない。直線部分２ａが蛇行したり湾曲した近似直線状でも直線部分２ａが蛇行したり湾曲していないものと比べて温度ムラはほとんど生じない。
【００１６】
（熱伝導板）
熱伝導板３Ａ、３Ｂは、膨張黒鉛を含んで構成されているが、膨張黒鉛の他に、結合剤や追加剤を含んでもよい。一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂの接合面３ｃ、３ｄ同士は、本実施の形態では、接着剤を用いずに接合されているが、接着剤を用いて接合されていてもよい。
【００１７】
熱伝導板３Ａ、３Ｂは、例えば、５〜５０ｍｍあるいは１０〜４０ｍｍの厚さを有し、床、側壁及び天井に適用される場合には、例えば、平面のサイズとして６００×６００ｍｍ〜１０００×３０００ｍｍを有する。
【００１８】
熱伝導板３Ａ、３Ｂは、主面３ａ、３ｂに対して垂直な方向（厚さ方向）の熱伝導率よりも主面３ａ、３ｂに平行な方向（面内方向）の方が高い熱伝導率（例えば１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上）を有する。熱伝導板３Ａ、３Ｂの面内方向の熱伝導率は、例えば５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂは、厚さ方向に圧縮されることで、所定の密度（例えば０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ３）を有する。
【００１９】
表面材６Ａ、６Ｂは、例えば印刷フイルム（住友スリーエム株式会社製、登録商標「ダイノック」）や、樹脂製の繊維からなる不織布、紙等を用いることができる。表面材６Ａ、６Ｂを接着する接着剤としては、合成系接着剤や無機系接着剤等を用いることができる。
【００２０】
枠部材７は、図２に示すように、縦壁７ａと、一対の横壁７ｂ、７ｃを有して断面コ字状又は断面Ｕ字状に形成されている。また、枠部材７は、複数の部材から構成され、ネジで組み立てできるように構成されている。枠部材７の一部には、熱交換パイプ２の連結部２ｃを通過させるための穴が形成されている。枠部材７としては、例えば、アルミニウム板、アルミニウム合金板、鋼板等の厚さ０．５〜２ｍｍ程度の金属板を用いることができる。
【００２１】
（冷暖房用輻射パネルの製造方法）
次に、本冷暖房用輻射パネル１の製造方法の一例について説明する。まず、ステージ上で膨張黒鉛を含んで形成された熱伝導板３Ａ、３Ｂ間に熱交換パイプ２を配置し、一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂを熱交換パイプ２とともに上方から圧縮する。この圧縮によって一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂの接合面３ｃ、３ｄ同士が接合され、熱伝導板３Ａ、３Ｂの内面は、熱交換パイプ２の表面に接触した状態となる。また、一対の熱伝導板３Ａ、３Ｂの密度は、接合作業時の圧縮によって所定の値となる。
【００２２】
次に、熱伝導板３Ａ、３Ｂの主面３ａ、３ｂに表面材６Ａ、６Ｂを接着剤により接着し、熱伝導板３Ａ、３Ｂ及び表面材６Ａ、６Ｂの周囲に枠部材７を取り付ける。以上のようにして冷暖房用輻射パネル１が製造される。
【００２３】
（第１の実施の形態の動作）
次に、実施の形態の冷暖房用輻射パネル１の動作の一例について説明する。図示しない熱源装置から温度及び流量が制御された熱媒体が熱交換パイプ２に供給されると、熱交換パイプ２に供給された熱媒体は、直線部分２ａ及び曲線部分２ｂを循環して再び熱源装置に戻る。熱媒体が熱交換パイプ２を通過する間に、熱伝導板３Ａ、３Ｂ及びパネル本体５で熱交換され、冷暖房用輻射パネル１による輻射が行われて室内が冷暖房される。
【００２４】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）熱交換パイプ２の第３層２２を炭素粉末を含む合成樹脂層とすることで、樹脂製のパイプと比べて熱交換パイプ２から熱伝導板３Ａ、３Ｂへの熱の伝達が良好になる。
（イ）熱交換パイプ２の周囲を厚さ方向よりも面内方向の方が高い熱伝導率を有する熱伝導板３Ａ、３Ｂにより覆っているため、熱伝導板３Ｂの主面３ｂにおける温度分布の均一化が図れる。
（ウ）熱伝導板３Ａ、３Ｂは、熱交換パイプ２の表面全周に密着するため、良好な熱結合が得られる。
（エ）枠部材７を有しているので、冷暖房用輻射パネル１の床、側壁、天井等への取り付けが容易になる。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るスタンド型輻射装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は冷暖房用輻射パネルを下側から見た要部斜視図である。
【００２６】
このスタンド型輻射装置１００は、スタンド部１１０と、スタンド部１１０に取り付けられた第１の実施の形態の冷暖房用輻射パネル１とを備える。
【００２７】
スタンド型輻射装置１００は、例えばベッドと組み合わされて使用される。なお、ベッドを組み合わせる他に、マットレス、布団等の寝具、机や椅子等の家具等と組み合わせてもよい。
【００２８】
（スタンド部）
スタンド部１１０は、床面ＦＬから冷暖房用輻射パネル１を支持するものであり、側方から見て全体としてコ字状を有し、床面ＦＬに置かれるベース部１１１と、ベース部１１１にほぼ垂直に接続された柱部１１２と、床面ＦＬに対向するように、例えば、床面ＦＬにほぼ平行（例えば、床面ＦＬに対して±５°以内の傾き）になるように柱部１１２に接続され、冷暖房用輻射パネル１が取り付けられるアーム部１１３とを備える。スタンド部１１０は、例えばアルミニウム等の金属を主な材料として形成される。スタンド部１１０は、床面ＦＬから冷暖房用輻射パネル１までの距離は、例えば１７００〜２０００ｍｍとしている。
【００２９】
ベース部１１１は、ベッドの下に入るような幅（例えば５００〜７００ｍｍ）を有する。ベース部１１１は、本実施の形態ではキャスタ１１４を備えているが、床面ＦＬにアンカーボルト等の固定手段で固定してもよい。
【００３０】
アーム部１１３は、必ずしも床面ＦＬに平行になっていなくてもよく、例えば先端を予め持ち上げておき、冷暖房用輻射パネル１をアーム部１１３に取り付けたときに床面ＦＬに平行になるようにしてもよい。また、アーム部１１３は、天井からワイヤー等により支持してもよい。これにより、地震等による大きな外力が加わってもアーム部１１３や冷暖房用輻射パネル１が外れたり落ちたりするのを防止することが可能となり、アーム部１１３を薄型化、軽量化することができる。アーム部１１３のサイズは、例えば、幅２０〜１００ｍｍ、長さ２０００〜２３００ｍｍである。
【００３１】
スタンド部１１０は、種々な周辺機器、付属品等を備えることができる。例えば、柱部１１２、アーム部１１３、冷暖房用輻射パネル１等に照度を調整可能なＬＥＤ照明を設けてもよい。また、柱部１１２に、手すり、荷物を吊り下げるためのフック、テレビ台等を設けてもよい。また、アーム部１１３又は冷暖房用輻射パネル１等の露出している部分に、患者の状態、治療プラン等が分かるランプサイン等を設けてもよい。これにより、本スタンド型輻射装置１００を病室内に設置した場合にベッドから離れた場所からでも患者の状態が把握できる。
【００３２】
なお、冷暖房用輻射パネル１の４つの側面、あるいはいずれかの側面にロール式カーテンを設けてもよい。例えば、ロール式カーテンを冷暖房用輻射パネル１の柱部１１２側の側面を除く３つの側面にそれぞれ設けてもよい。このロール式カーテンは、気流遮蔽部材の一例である。
【００３３】
ロール式カーテンは、例えば、巻き取り軸にカーテンを巻き取り及び引出し可能に連結して構成されている。ロール式カーテンは、エアーコンディショナーや天井に設けられた吹出口からの空気流が冷暖房用輻射パネル１の下のベッドに寝ている者、例えば患者に当たるのを抑制することができるものであれば、材質やサイズ等は問わない。カーテンは、例えば、完全に気流を遮断するものでもよく、エアーコンディショナーの風を患者が感じない程度で微風を通すことのできる通気性を有する布目の粗い素材でもよい。また、カーテンは、患者のプライバシー保護のために中が見えないようにするものや、看護師が患者の状態や機器の状態を監視することのできるレース素材など外側からベッド上に居る者のシルエットがぼんやり視認可能な程度の光透過性を有するのが好ましい。ロール式カーテンの巻き取り軸を冷暖房用輻射パネル１の側面に取り付ければ、高い気流遮蔽効果が得られ、気流遮蔽量を調節できる点で好ましい。
【００３４】
なお、気流遮蔽部材としては、ロール式カーテンの他に、横引き式のカーテンでもよく、板部材でもよい。カーテンは、複数の種類のカーテンを組み合わせて通気性を調整できるようにしてもよい。
【００３５】
（第２の実施の形態の効果）
（ア）本スタンド型輻射装置１００を用いることで、従来のように既存の天井を解体して新たに冷暖房用輻射パネルによる天井を形成しなくても輻射空調環境を作ることができるので、個人毎に快適な空調環境を簡易に作り出すことが可能となる。
（イ）エアーコンディショナーや天井の吹出口からの風をロール式カーテンによって遮ることができるので、風の無い快適な空調空間を提供することができ、ベッドの上に快適に寝ていられる。
（ウ）本スタンド型輻射装置１００は、自立型であるので、既存のベッドに取り付けたり、並設することを容易にできる。
（エ）冷暖房用輻射パネル１が軽量なので、スタンド部１１０の柱部１１２やアーム部１１３の負荷が少ない。
（オ）ロール式カーテンでエアーコンディショナーからの風を遮蔽した環境内において、ベッドに寝ている患者からの熱のやり取りは冷暖房用輻射パネル１で行うため、風のない快適な空調環境を作り出すことができ、夏は冷房、冬は暖房の環境を作り出すことができる。
【００３６】
［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、熱交換パイプは、３層で構成したが、これに限られない。また、炭素粉末は、いずれの層に添加してもよい。また、熱交換パイプ２と接触する熱伝導板３Ａ、３Ｂの接合面３ｃ、３ｄに予め凹部を形成して熱交換パイプ２の位置決めを行ってもよい。
【００３７】
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素のうち一部を除くことも可能である。例えば、表面材６Ａ、６Ｂの代わりに、又は表面材６Ａ、６Ｂと共に、断熱部材を冷暖房が不要な熱伝導板３Ａ、３Ｂの主面３ａ、３ｂ側に配置すれば、断熱材を有していないものに比べ、パネルの熱交換効率を改善することができる。さらには、冷暖房が不要な側の熱伝導板３Ａ、３Ｂを取り除き、この箇所に断熱材を配置してもよい。また、枠部材７以外に熱伝導板を天井等に取り付ける手段があれば、枠部材７を省略してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…冷暖房用輻射パネル、２…熱交換パイプ、２ａ…直線部分、２ｂ…曲線部分、２ｃ…連結部、３Ａ、３Ｂ…熱伝導板、３ａ、３ｂ…主面、３ｃ、３ｄ…接合面、６Ａ、６Ｂ…表面材、７…枠部材、７ａ…縦壁、７ｂ、７ｃ…横壁、２０…第１層、２１…第２層、２２…第３層、１００…スタンド型輻射装置、１１０…スタンド部、１１１…ベース部、１１２…柱部、１１３…アーム部、１１４…キャスタ、ＦＬ…床面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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