(57)【要約】      （修正有）【課題】放射面の清掃性が優れて、かつ結露を抑制できる放射パネル等を提供する。【解決手段】外界と熱放射により熱交換しうる放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して放射部材２０と熱交換可能な伝熱管１０とを備えた放射パネルであって、伝熱管１０は、内部表面に伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えた長尺の金属押出成形物であり、放射部材２０は、外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の伝熱管１０を熱伝導可能にかつ長尺方向に貫通して収納しうる収納部２１とを備えた長尺の金属押出成形物であり、伝熱管１０を放射部材の収納部２１に収納した単位パネル１を複数備え、かつ複数の単位パネル１に収納された伝熱管相互の接続が、カシメを用いた乾式接合である放射パネル。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界と熱放射により熱交換しうる放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルであって、
前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えた長尺の金属押出成形物であり、
前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えた長尺の金属押出成形物であり、
前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に収納した単位パネルを複数備え、かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続が、カシメを用いた乾式接合であることを特徴とする放射パネル。
【請求項２】
前記伝熱管と前記収納部との熱伝導可能な接触が、重力か又は前記放射部材の金属弾性かによる機械的接触であることを特徴とする請求項１に記載の放射パネル。
【請求項３】
前記金属が、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射パネル。
【請求項４】
前記伝熱部の長尺方向に対する垂直断面の最薄部分の厚みが、前記カシメの圧力に耐えうる厚み以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射パネル。
【請求項５】
前記厚みが、２ｍｍを超えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放射パネル。
【請求項６】
前記伝熱管相互の接続が、カシメ接続可能な端部を備えた流路管を介するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放射パネル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の放射パネルの前記伝熱管を、前記伝熱媒体が流動可能な熱源に接続した放射冷暖房システム。
【請求項８】
外界と熱放射により熱交換する放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルの製造方法であって、
前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えて長尺に金属押出成形し、
前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えて長尺に金属押出成形し、
前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に貫通して収納した単位パネルを複数用い、かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続を、カシメを用いた乾式接合により行うことを特徴とする放射パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射により冷暖房を行う放射パネル及びそれを用いた放射冷暖房システムに関し、特に冷房時の結露抑制と清掃性に優れた放射パネル及びそれを用いた放射冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱放射による冷暖房システムは、各種建築物において広く使用されているが、夏場の冷房では放射パネルに結露が生じやすいため、カビの発生や機器故障の原因、もしくは放射能力を低下させるといった結果になりやすく問題となっていた。
【０００３】
放射パネルは、放射面の面積を大きくした方が単位面積あたりの冷暖房負荷が軽減されるため放射能力が上がる。また、放射温度が室温に近くなるためマイルドな冷暖房環境となる。冷房時には、パネル近傍の気温が露点以下になりにくいため結露を抑制しやすくなる。一般的な放射パネルは、温度変化に耐えうる接合の信頼性確保や良好な熱伝導性確保の必要性から、専門工場内において伝熱管等の部品の接合に、バーナーを用いたろう付け等により組み立てられている。そのため、単純に表面積を大きくするとパネルが大型化してしまい、かなりの重量物になってしまう。建築物内に搬入することも設置することも困難になる。もしくは、大型にしない場合は、パネルの枚数が増え、実際の空間に設置できないことになる。このため、放射面を凹凸のある複雑な形状にして表面積を確保する試みも行われているが、凹凸部分の清掃性が悪く、運用時にはホコリやゴミが貯まりやすい。さらに部分的にでも結露が発生した場合にはホコリ等が水を含んで著しく汚くなり、冷房効率が低下すると共にかえってカビが発生しやすくなるという問題点があった。
【０００４】
また、放射面積を大きくする以外で結露発生を防止又は低減化する手段としては、例えば、結露が生じては特に困る面の材料構成や塗装を工夫することにより結露を防止しようとするもの（例えば、特許文献１〜３参照）や、熱交換器を介して調整された空気をパネル表面に送風することにより結露を防止しようとするもの（例えば、特許文献４〜５参照）等が提案されている。
【０００５】
しかし、前者では、対策を施した表面では冷暖房の効率が著しく低下するし、対策を施していない他の表面では依然として結露が生じる。また、後者ではシステムが複雑になって設備コストとランニングコストが大きくなるし、実用上では送風ムラが生じやすく、放射パネル全面に対して均一に結露を抑制するのは困難である。そこで、放射パネルの表面と裏面とを貫通し、温湿度を調整した調和空気を吹き出すための吹き出し口を放射パネルの全面に設けるとする提案（例えば、特許文献６参照）もあるが、システム停止時に吹き出し口にホコリやゴミが詰まりやすく、かつ吹き出し口の清掃もしにくいため、システム稼働時には、送風が部分的に停止して結露が発生したりカビが発生するトラブルになりやすい問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８７９７５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０９０４８号公報
【特許文献３】特開平１０−８９７２号公報
【特許文献４】特開２０１３−１３９９４９号公報
【特許文献５】特開２００８−１４５５５号公報
【特許文献６】特開２０１５−１０５７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、放射面の清掃性が優れて、汚れによる性能劣化が生じにくく、かつ結露を抑制できる放射パネル及びそれを用いた放射冷暖房システムを提供することを課題とする。さらには、現場への搬入性や設置性が良好で大型にしやすい放射パネル及びそれを用いた放射冷暖房システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、外界と熱放射により熱交換しうる放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルであって、前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えた長尺の金属押出成形物であり、前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えた長尺の金属押出成形物であり、前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に収納した単位パネルを複数備え、かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続が、カシメを用いた乾式接合である放射パネルである。
【０００９】
ここで、前記伝熱管と前記収納部との熱伝導可能な接触が、重力か又は前記放射部材の金属弾性かによる機械的接触であることは好ましい。また、前記金属が、アルミニウム又はアルミニウム合金であることは好ましい。また、前記伝熱部の長尺方向に対する垂直断面の最薄部分の厚みが、前記カシメの圧力に耐えうる厚み以上であることは好ましい。また、前記厚みが、２ｍｍを超えることは好ましい。また、前記伝熱管相互の接続が、カシメ接続可能な端部を備えた流路管を介するものであることは好ましい。また、上記の放射パネルのいずれかの前記伝熱管を、前記伝熱媒体が流動可能に熱源に接続した放射冷暖房システムとすることは好ましい。
【００１０】
また、発明の第２は、外界と熱放射により熱交換する放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルの製造方法であって、前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えて長尺に金属押出成形し、前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えて長尺に金属押出成形し、前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に貫通して収納した単位パネルを複数用い、かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続を、カシメを用いた乾式接合により行う放射パネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の放射パネルは、製造が容易で大型にしやすく、大型にした場合の搬入性や取り扱い性が良いので建築物内に設置しやすい。大型にしやすいので単位面積あたりの熱負荷を小さくしやすく、運転時には結露が生じにくいマイルドな運転が可能になる。パネル表面の清掃性が良くてホコリやゴミがたまりにくく、結露が生じにくいことと合わせてカビの発生も大幅に抑制される。また、放射パネルの全体が機械的な接触や乾式接続だけで構成されているため、放射パネルの組み立てや設置にバーナー等の火気が必要なく、設置現場でパネルを組み立てることができるし、設置の際に伝熱管の長さ等を現場で調整することも容易である。また、伝熱管の接合の信頼性等を確保しつつ現場で短時間で組み立てることが可能であり、運転時には媒体の漏れ等によるトラブルが生じにくい。さらに、建築物内に大型の放射パネルを設置するにあたり、放射パネルの単位パネルの長さや設置間隔や数を任意に設計でき、室内の容積や床面積や壁面積や冷暖房負荷が異なる様々な空間に対し、放射面積を任意に設計できるうえ、設置位置の自由度も大きく、室内の形状やサイズに合わせて適宜設計することができる。この放射パネルを用いた冷暖房システムは、構成が比較的単純で、熱交換器、除湿器、外調機のような高価な設備類が必要ないため、低コストで設置と運用を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、伝熱管１０の例の斜視図である。
【図２】図２は、伝熱管１０のＡ−Ａ'断面図である。
【図３】図３は、放射部材２０の例の斜視図である。
【図４】図４は、放射部材２０の収納部２１に伝熱管１０が収納された状態を示した斜視図である。
【図５】図５は、放射部材の他の例である放射部材３０に伝熱管１０が収納された状態を示した斜視図である。
【図６】図６は、放射部材のさらに他の例である放射部材４０に伝熱管１０が収納された状態を示した斜視図である。
【図７】図７は、放射パネル組み立て前の各部材の取り付け位置の関係を模式的に示した図である。
【図８】図８は、放射パネルの組み立て後の例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について、以下、図面も用いて具体的に説明する。本発明の放射パネルは、外界と熱放射により熱交換しうる放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備える。
【００１４】
外界とは、放射パネルの周辺環境を言い、放射冷暖房システムによる冷暖房の対象となる範囲を言う。特に望ましい外界は建築物の室内環境である。建築物内に設置する放射パネルに適しているからである。建築物とは、戸建て住宅、マンション、事務所、病院、ホテル、工場等のいずれでも良い。特に、内部空間の大きさが限定されていてクレーン等が使用しにくい建築物であって、建築物の使用時に内部で冷暖房を必要とする建築物であることは望ましい。また、建築物は新築であっても既築であってもよい。特に、既築の建築物にあとから放射冷暖房システムを設置する場合に適しているが、新築の建築物であっても、建築工程上はドア等が取り付けられてから冷暖房システムを設置する場合が大半なので、既築の建築物と同様に適している。
【００１５】
放射パネルは、熱源との間で伝熱媒体を循環せしめるための長尺の伝熱管を備える。伝熱管は、内部に伝熱媒体が流動しうる中空流路を長尺方向に沿って有しており、伝熱媒体との間で熱交換を行い、さらに伝熱管が接している放射部材と熱交換を行う機能を有する。すなわち、伝熱管の長尺方向は伝熱媒体の流動方向と一致する。
【００１６】
熱交換性を高く確保するためと後述するカシメ圧に耐えるため、伝熱管は熱伝導性に優れた金属製である。金属としては、熱伝導性が良く成形性が良いものであってかつできるだけ軽量で低コストのものが好ましく、銅製またはアルミニウム製またはアルミニウム合金製が好ましく、特にアルミニウム製又はアルミニウム合金製であることが好ましい。
【００１７】
伝熱管内部の中空流路の表面には、伝熱媒体の流動方向に略平行方向に沿って複数のヒダが設けられている。伝熱媒体と伝熱管との間の熱交換効率を高めつつ、カシメ圧に耐えるためである。略平行方向とは、ヒダの山の方向が流動方向に一致して平行に設けられていても良いし、銃身の内部に切られた螺旋ミゾのように、螺旋状に少しずつ回転していても良い意味である。前者では、伝熱管の作製が容易で伝熱媒体の流動抵抗が小さいメリットがあり、後者では、流動に伴い伝熱媒体に若干の撹拌が生じるため、熱伝導効率が向上するメリットがある。いずれにするかは、コストと求める性能との対比で適宜決定すればよい。
【００１８】
ヒダの数に関しても、多ければ表面積が増えて熱交換効率が向上するが、少ない方が作製が容易で伝熱媒体の流動抵抗が小さくなり低コストである。ヒダの数や大きさは、これらを勘案しながら適宜決定すればよいが、後述するカシメ圧に対する抵抗となる観点からは、例えば、住宅等の典型的な部屋の冷暖房の場合には、ヒダの数は少なくとも３枚であることが好ましく、さらに好ましくは６枚以上１０枚以下である。ヒダの大きさ（高さと厚み）に関しても同様である。
【００１９】
伝熱管の長尺方向断面におけるヒダの配置は、伝熱管の中心軸に対して点対称となるように配置するのが好ましい。このように配置することでカシメ圧に対する抵抗力が増し、伝熱媒体の温度変化に耐えて漏れのない信頼性の高い接続を得ることが可能になる。
【００２０】
伝熱管の長尺方向に垂直断面の外形は特に限定されないが、カシメによる接続を行うにあたり、カシメ圧が均一にかかって伝熱媒体の漏れが生じない信頼性の高い接続を低コストで実現するためには、外形が円形であることが望ましい。外形が円形である場合の外径は、冷暖房に必要な熱容量やポンプ動力から適宜設計すればよいが、例えば、住宅等の典型的な部屋の冷暖房の場合には、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とするのが好ましく、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とするのがより好ましく、２１ｍｍ以上２３ｍｍ以下とすることがもっとも好ましい。
【００２１】
同様に、伝熱管の最薄部分の厚みは、放射パネル全体の重量を軽くしつつコストを抑える観点からできるだけ薄い方が好ましいが、一方で、カシメ圧に耐えて断面形状が変形しない厚み以上であることが好ましい。変形が生じるとカシメ圧が均一にならず、伝熱媒体の温度変化に伴う媒体の漏れが生じやすくなるからである。例えば、断面が円形で外径が２１-２３ｍｍの室内冷暖房用の伝熱管の最薄部分の厚みは、２ｍｍを超えることが好ましく、より好ましくは２．５ｍｍ以上であり、さらに２．８ｍｍ以上とすることが好ましい。厚みの上限は、伝熱媒体の流動を確保しつつ伝熱管の重量をできるだけ軽くする観点から適宜定めればよい。
【００２２】
伝熱管は、金型を用いた押出成形法により製造する押出成形物である。押出成型法は、低コストで様々な断面形状を有する長尺物の作製に適した方法であり、押出成形法としては通常の方法を用いれば良く特に限定されない。
【００２３】
伝熱管の端部は、図１に記載のように切断したままの形状でよく、他の管と接続するために特殊な形状に加工する必要はない。これにより、放射パネルを設置現場で設置するに当たり、設計寸法より長めの伝熱管をあらかじめ用意することで、設置現場の各種サイズや形状の変動に合わせて伝熱管の長さを容易に調整することが可能になる。なお、伝熱管を切断した場合は、伝熱管の腐食等を防止するため、切断面に絶縁スプレーの吹きつけや塗布法等を用いて絶縁加工することが望ましい。
【００２４】
ここで、図１と図２を用いて伝熱管についてより具体的に説明する。図１は、伝熱管の一例を示した斜視図である。伝熱管１０は、図面に向かって上下方向に長い長尺物であり、図ではわかりやすくするため上下方向の長さを比較的短くして模式的に描いている。伝熱管１０の内部には、長尺方向に沿って伝熱媒体流路１１が貫通して設けられている。この伝熱管１０のＡ−Ａ'断面を図２に示す。伝熱管１０では、８枚のヒダが流路内面に突き出すように設けられて、内表面の面積を増加させている。これにより伝熱媒体と伝熱管との間の伝熱管単位長さあたり熱交換効率が向上するとともに、カシメ圧に耐えることが可能になる。
【００２５】
伝熱管１０のＡ−Ａ'断面における最薄部厚みは、図の最薄部厚み１３として示されている。この厚みが足りないとカシメ圧に耐えられずに変形を生じやすくなり、漏れが生じやすくなって接続の信頼性が損なわれる可能性がでてくる。
【００２６】
次に、放射パネルは、前記の伝熱管に加えて、長尺の放射部材を備えており、放射部材は、外界と熱放射により熱交換する放射フィンと、伝熱管を長尺方向に収納して伝熱管と熱交換する収納部とを備える。
【００２７】
放射フィンは、外界との界面である放射面が、平滑な曲面又は平滑な平面である。ここにいう平滑とは、細かい凹凸が無いこと又は細かい凹凸が有っても凹凸に角となる部分や深い凹部がなく、ゴミやホコリが引っかかり難いなだらかな平面又は曲面であることを意味する。このような放射フィンにより、ホコリやゴミが放射面に付きにくく、かつ清掃性が良い。放射面を平滑にすることにより、単位縦横長さの放射面あたりの放射面積を大きくできないため、結露を生じにくくするには放射パネルのサイズを大きくする必要が生じるものの、結露が生じにくく、カビも発生しにくくなる大きなメリットがある。
【００２８】
放射フィンの長尺方向の長さは、放射パネルとして必要な面積から適宜定めればよいが、例えば、室内の壁面に放射パネルを設置する場合は、天井から床面に達する長さが上限となるため、必要な放射面積を確保するためには複数の放射部材を組み合わせて用いる。天井面や床面に設置する場合も同様である。
【００２９】
収納部は、伝熱管を長尺方向に収納すると共に、伝熱管と熱交換し、さらに放射フィンに伝熱する機能を有する。収納部は、一つの放射部材に対して少なくとも一本の伝熱管が収納されていればよいから、少なくとも一つあれば良いが、一つの放射部材に複数の収納部を設けて、複数の伝熱管を収納できるようにしても良い。
【００３０】
収納部の長尺方向の長さは、収納される伝熱管より短くする。収納部の長尺方向の長さは、伝熱管が収納部を長尺方向に貫通して、収納部の両端部から伝熱管の両端部が出る長さとし、収納部の両端部から出た伝熱管の両端部には後述のカシメ接続管を接続する。
【００３１】
熱交換性を高く確保するため、放射部材は熱伝導性に優れた金属製である。金属としては、熱伝導性が良く成形性が良いものであってかつできるだけ軽量で低コストのものが好ましく、銅製またはアルミニウム製またはアルミニウム合金製が好ましく、特にアルミニウム製又はアルミニウム合金製であることが好ましい。放射部材と伝熱管は、異種金属による電位差を生じない組み合わせであればよく、同じ金属材料によって構成されることが望ましい。
【００３２】
放射部材は、伝熱管と同様に、金型を用いた押出成形法により製造する押出成形物である。これにより、放射フィンと収納部が一体に成形される。押出成形法としては通常の方法を用いれば良く、特に限定されない。
【００３３】
ここで、図３を用いて放射部材の例を具体的に説明する。図３は、放射部材の一例を示した斜視図である。放射部材２０は、図面に向かって上下方向に長い長尺物であり、図ではわかりやすくするため長尺方向の長さを短くして模式的に描いている。放射部材２０は、４枚の放射フィン２２と二つの収納部２１から構成されており、断面がほぼクサビ形の変形管である。二つの収納部２１は、互いに対向して一つの伝熱管収納空間を構成している。放射部材の断面形状は、必要に応じて様々な変形が可能であり、後述の図４、図５でも他の例を説明する。
【００３４】
次に、単位パネルについて説明する。単位パネルは、一つの放射部材の収納部に少なくとも１本の伝熱管を長尺方向に挿入、収納して構成される。放射部材への伝熱管の収納は、収納部に対して伝熱管を重力又は放射部材の金属弾性による機械的な接触により実質的に固定する。ここで、機械的な接触により実質的に固定するとは、ろう付け等の接着やボルト止めのような固定手段を用いる必要がないことを意味する。例えば、収納部の伝熱管収納空間が、伝熱管のサイズより大きい場合は、収納部に単純に伝熱管を挿入し、重力に従って静置すればよい。このような収納形式は、放射パネルが天井又は床面を構成する場合に適しており、放射パネルの設置作業が簡単になる。収納部の伝熱管収納空間が、伝熱管のサイズとほぼ同じ場合は、そのまま伝熱管を収納空間に押し込んで、収納部の金属弾性により固定すればよい。伝熱管収納空間が、伝熱管のサイズよりやや小さい場合であっても、収納部をやや押し広げるようにして伝熱管を押し込み、やはり収納部の金属弾性により伝熱管を固定すればよい。このような収納形式は、放射パネルが天井、床面、壁面のいずれであっても適するが、特に壁面に用いることが適している。
【００３５】
いずれの場合も、伝熱管と放射部材との熱伝導可能な接続が、従来のろう付け等のごとき固定形式と比較して著しく簡単であり、組み立て作業や設置作業が大幅に簡単になる。しかも、これらのような形式で、意外にも伝熱管と放射部材との間で必要十分な熱伝導が生じることが判明した。
【００３６】
単位パネルのサイズや形状は、設置する空間の天井高さや広さ、室内の意匠等に合わせて適宜選択すればよい。
【００３７】
このような単位パネルの例を図４〜６を用いて説明する。図４は、図３の放射部材２０の収納部２１に伝熱管１０を収納した単位パネル１を示した斜視図である。なお、伝熱管１０及び放射部材２０は、図面に向かって上下方向に長い長尺物であり、図４ではわかりやすくするため単位パネル１の上端部分だけを模式的に描いている。以下の図５〜６についても同様である。単位パネル１は、二つの収納部２１に挟まれて伝熱管１０よりやや小さめの伝熱管収納空間に、伝熱管１０が押し込まれて収納され、放射部材２０の金属弾性により実質的に固定されている例である。図４の単位パネル例は、天井ルーバーのように天井面へ設置したり、平面である壁面に設置したり、オブジェやパーテションのように壁から分離して設置したりする場合に適した例である。
【００３８】
図５は、円筒形の収納部３２を中心に、断面１／４円の４枚の放射フィン３１が、断面が⊃○⊂型になるように付加された形状を有する放射部材３０と、収納部３２に収納された伝熱管１０とからなる単位パネル２の上端部を示した斜視図である。単位パネル２は、収納部３２の内径が伝熱管１０の外径とほぼ同じであり、放射部材の金属弾性により伝熱管が実質的に固定されている例である。図５の単位パネル例は、平面である壁面に設置したり、オブジェやパーテションのように壁から分離して設置したりする場合に適した例である。
【００３９】
図６は、円筒形の収納部４２を中心に、平面型の放射フィン４１と支持脚４３とが対向して付加された放射部材４０の上端部を示した斜視図である。単位パネル３は、収納部４２の内径が伝熱管１０の外径とほぼ同じであり、放射部材の金属弾性により伝熱管が実質的に固定されている例である。放射部材４０は、天井、床面、壁面等の平面を構成する用途で用いるのに適した形態である。
【００４０】
図４〜６に例示されたごとき単位パネルを複数組み合わせて、放射パネルを構成する。単位パネルを複数組み合わせることにより、結露を生じにくい放射パネルに必要とされる放射面積を確保することができる。単位パネルの組み合わせは、同種類の単位パネルだけを組み合わせても良いし、放射パネルを設置する場所の形状や意匠に合わせて、異なる種類の単位パネルを組み合わせても良い。複数の単位パネルのサイズや配置に関しても同様であり、設置場所の状況に合わせて、サイズを自由に設計できるし、配置も設置場所の形状やサイズに合わせて自由に設計できる。その際、単位パネルを並列に並べても良いし、直列に並べても良い。単位パネルを用いて天井面や床面や壁面を構成する場合は、並列に配置して平面を構成するのが良い。
【００４１】
放射パネルを完成するには、設置場所に配置された複数の単位パネルの各放射部材の両端部から出た伝熱管の両端部を、カシメを用いた乾式接続により後述の流路管やカシメ接続管を介して相互に接続すればよい。ここにいうカシメを用いた乾式接続とは、接続対象である伝熱管もしくは伝熱管の接続部品の一部の塑性変形による接続を言い、例えば、接続部品として管端部の全周に渡ると共に内径が管の外径よりやや大きい金属環に、管の端部を挿入し金属環を専用の油圧工具で圧縮し塑性変形させて管表面に圧着した接続や、同様な形状の金属環の内側表面に、管の挿入方向の抵抗は小さいが逆方向の抵抗が大きくなるエッジ（釣り針でいう返しに相当する。）を全周に設けたものに、管の端部を押し込むことで生じるカシメ圧で管の表面をわずかに塑性変形させた接続等があげられる。このような金属環を両端に備えた後述のカシメ接続管等を用いるなどして二本の管を機械的に接続する。なお、前者はプレス式と呼ばれコストが低いものの、いったん接続すると接続を解除するには管を切断する必要がある一方、後者はワンタッチ式と呼ばれ、専用工具を用いることにより、管を切断することなく接続を解除できる場合があり、パネルの修理や配置換えが容易である。前者の金属環を用いた接続管の例としては、商品名モルコジョイント（商標）（株式会社ベンカン製）があげられ、後者の金属環を用いた接続管の例としては、商品名ＥＧジョイント（商標）（株式会社ベンカン製）があげられる。
【００４２】
伝熱管を乾式接続することで従来のろう付けのような湿式接続のためのバーナー等の火気が不要になり、放射パネルの設置現場での組み立て作業や管の接続作業が容易になる。さらに、各種の乾式接続の中でも特にカシメ接続による管の接続は、接続のために伝熱管の端部を特殊形状にする必要がなく、設置現場での伝熱管の長さ調整を行うことが可能であるうえ、比較的低コストで単純な接続方法でありながら、伝熱媒体の温度変化に伴う膨潤・収縮に耐えて、媒体の漏れが生じにくく高い信頼性を得られることが判明した。カシメによる乾式接続は、接続の全部をカシメで行うのが望ましいが、接続部分の過半数の主要部分についてカシメを用いて行い、残余の特殊形状の端部や外部の熱源と接続する端部等を、ネジ、フランジ等の他の乾式接続によって行っても良い。
【００４３】
ここで流路管とは、Ｕ字管やＬ字管やＴ字管やクシ形分岐管のごとき流路の向きを変更又は分岐するための様々な形状を有し、内部を伝熱流体が流動可能で、２つ以上の伝熱流体の出入り口を有する比較的短い管である。なお、単位パネルの配置の都合上、流路管を用いずに、伝熱管どうしを後述のカシメ接続管だけで接続することも可能である。
【００４４】
カシメを用いた管の接続は、カシメ接続管を用いて行うのが簡単である。カシメ接続管は、例えば、両端がメス型になった金属製の短管であり、メス型の両端部がカシメにより接続可能な金属環になっており、カシメ処理により、内部に媒体の流路を確保しつつ管を乾式接続しうる短管の金属部材である。伝熱管の端部をカシメ接続管の一端に挿入し、さらに、カシメ接続管を介して適切な流路管を他端に挿入し、カシメ処理を行って伝熱媒体が漏れないように伝熱媒体の流路を構成する。
【００４５】
カシメ接続管を用いた場合のカシメ処理は、それらの全部を放射パネルの設置現場で行ってもよいが、流路管とカシメ接続管とをあらかじめ接続しておき、設置現場では、伝熱管とカシメ接続管の接続を行うようにしても良い。これにより、設置現場での伝熱管の長さ調整を可能にしつつ、設置現場でのカシメ処理作業の負荷を減少させることが可能になる。
【００４６】
また、カシメを用いた管の接続は、前記のカシメ接続管を用いないで行うことも可能である。そのためには、伝熱管と接続するための端部をあらかじめカシメ接続可能な金属環に構成した流路管を用いればよい。このような流路管は、工場で製造される際に、その端部にカシメにより接続可能なメス型端部となるように金属環をあらかじめ設ければよい。このような流路管を用いることで、流路管の製造コストは高くなるものの、流路管とカシメ接続管をカシメ接続する必要が無くなるし、設置現場では、伝熱管の長さ調整を可能にしつつ、伝熱管と流路管のカシメ処理による接続だけを行えばよく、設置現場での放射パネル組み立て作業の負荷が大幅に軽減するメリットがある。
【００４７】
伝熱媒体の流路は、カシメ接続管や各種の流路管を用いることで、伝熱媒体が各単位パネルの全部を直列に流れるように構成しても良いし、全部を並列に流れるように構成しても良いし、一部を直列に一部を並列に流れるように構成しても良く、適宜選択すればよい。
【００４８】
放射パネルを構成する部材の取り付け位置の例を図７を用いて説明する。図７は、４つの単位パネル３を互いに並列に配置して放射パネルを構成する例を模式的に示した図である。放射部材４０の両端部から出た伝熱管１０の両端部に、各々カシメ接続管５３を配置した。カシメ接続管５３は両端がメス型になっている。さらにカシメ接続管５３の反対側には、Ｕ字管５１やＬ字管５２で例示される流路管を配置した。これにより放射パネルが完成した場合、伝熱媒体が各単位パネルを直列に流れる流路が構成される。
【００４９】
図８には、図７のように配置された各部材を該当部分に挿入し、各接続部分でカシメ処理６０を行って完成した放射パネル１の正面図を模式的に示した。放射パネル１のＬ字管５２の未接続の両端部は、記載されていない熱源４に接続され、伝熱媒体の循環流路を形成する。
【００５０】
放射パネルは、ユニットにして建築物の壁や天井や床として用いることができるし、既存の壁等に埋め込むこともできるし、また、壁の前に設置することもできるし、天井に設置してルーバー型の放射パネルとして利用することも可能である。放射パネルは、未接続の流路端部を熱源に接続することで放射冷暖房システムが構成でき、伝熱媒体が伝熱管内部を循環流動して放射冷暖房を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
建築物内の放射冷暖房に用いることができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界と熱放射により熱交換しうる放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルであって、
前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えた長尺の金属押出成形物であり、
前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えた長尺の金属押出成形物であり、
前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に収納した単位パネルを複数備え、
かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続が、カシメを用いた乾式接合であり、前記伝熱管の長尺方向に対する垂直断面の最薄部分の厚み及び前記ヒダが、前記カシメの圧力に耐えるものであることを特徴とする放射パネル。
【請求項２】
前記伝熱管と前記収納部との熱伝導可能な接触が、重力か又は前記放射部材の金属弾性かによる機械的接触であることを特徴とする請求項１に記載の放射パネル。
【請求項３】
前記金属が、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射パネル。
【請求項４】
前記厚みが、２ｍｍを超えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射パネル。
【請求項５】
前記伝熱管相互の接続が、カシメ接続可能な端部を備えた流路管を介するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放射パネル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の放射パネルの前記伝熱管を、前記伝熱媒体が流動可能な熱源に接続した放射冷暖房システム。
【請求項７】
外界と熱放射により熱交換する放射部材と、伝熱媒体が内部を流動して前記放射部材と熱交換可能な伝熱管とを備えた放射パネルの製造方法であって、
前記伝熱管は、前記内部の表面に前記伝熱媒体の流動方向に略平行に複数のヒダを備えて長尺に金属押出成形し、
前記放射部材は、前記外界との界面が平滑な曲面又は平滑な平面である放射フィンと、少なくとも１本の前記伝熱管を熱伝導可能にかつ前記長尺方向に貫通して収納しうる収納部とを備えて長尺に金属押出成形し、
前記伝熱管を前記放射部材の前記収納部に貫通して収納した単位パネルを複数用い、かつ前記複数の単位パネルに収納された前記伝熱管相互の接続を、カシメを用いた乾式接合により行い、さらに前記伝熱部の長尺方向に対する垂直断面の最薄部分の厚み及び前記ヒダが、前記カシメの圧力に耐えるものであることを特徴とする放射パネルの製造方法。