(57)【要約】【課題】特別な管体を使用しなくても、熱伝導面と接触する管体の外周面の接触面積を増やす構造を有する床暖房装置を提供することにある。【解決手段】床暖房装置１は、熱伝達パネル１０と、熱伝達パネル１０の下面に接触し、内径部に液体が流れるホース材２０とを有している。ホース材２０は、弾性部材で環状に形成され、熱伝達パネル１０が載置される下地部材４０と熱伝達パネル１０との間で設定される所定の間隔Ｄに挟まれてホース材２０の径方向に撓むことによりホース材２０の外周面が平坦面となって熱伝達パネル１０に接触される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝達パネルと、前記熱伝達パネルの下面に接触し、内径部に液体が流れるホース材とを有し、
前記ホース材は、弾性部材で環状に形成され、前記熱伝達パネルが載置される下地部材と前記熱伝達パネルとの間で設定される所定の間隔に挟まれて前記ホース材の径方向に撓むことにより前記ホース材の外周面が平坦面となって前記熱伝達パネルに接触される、
ことを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】
前記ホース材は、シリコンゴム又は塩化ビニールにより形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の床暖房装置。
【請求項３】
前記ホース材は、断面が円環形であり、前記所定の間隔に挟まれて扁平な形状に撓んだ状態で前記熱伝達パネルに接触される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の床暖房装置。
【請求項４】
前記熱伝達パネルの前記下側金属板と前記下地部材の上面との間には、前記所定の間隔を規定するスペーサが介在され、
前記スペーサには、前記ホース材を所定の曲げ半径で湾曲させてガイドするガイド部材が配置される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の床暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房装置に係り、特に、温度管理された液体を利用して床の暖房を行う床暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性流体導管を用いた熱伝達の例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の可撓性流体導管は、冷暖房の熱伝達に適用されるものであり、架橋高密度ポリエチレンからなる可撓性チューブと、可撓性チューブの外面に可撓性接着剤層を介して固定された柔軟な熱伝導シースとを有する多層の管体を構成している。可撓性流体導管は、可撓性チューブを撓ませて熱伝導シースを変形させる圧縮固定によって剛体平面の熱伝導面に接触されている。熱伝導シースは、可撓性チューブの外面と熱伝導面との間の効率的な熱伝達を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１３６３６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、冷暖房の熱伝達に、可撓性チューブと熱伝導シースとを有する多層の管体からなる特別な可撓性流体導管が必要となる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、特別な管体を使用しなくても、熱伝導面と接触する管体の外周面の接触面積を増やす構造を有する床暖房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】
本発明は、上記目的を達成するために、熱伝達パネルと、前記熱伝達パネルの下面に接触し、内径部に液体が流れるホース材とを有し、前記ホース材は、弾性部材で環状に形成され、前記熱伝達パネルが載置される下地部材と前記熱伝達パネルとの間で設定される所定の間隔に挟まれて前記ホース材の径方向に撓むことにより前記ホース材の外周面が平坦面となって前記熱伝達パネルに接触される、ことを特徴とする床暖房装置を提供する。
【０００８】
前記ホース材は、シリコンゴム又は塩化ビニールにより形成されることが好ましい。
【０００９】
前記ホース材は、断面が円環形であり、前記所定の間隔に挟まれて扁平な形状に撓んだ状態で前記熱伝達パネルに接触されることが好ましい。
【００１０】
前記熱伝達パネルの前記下側金属板と前記下地部材の上面との間には、前記所定の間隔を規定するスペーサが介在され、前記スペーサには、前記ホース材を所定の曲げ半径で湾曲させてガイドするガイド部材が配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一般的なホース材を用いて、ホース材における熱伝達の接触面となる外周面の接触面積を増やす構造を有する床暖房装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る床暖房装置の一例を模式的に示す要部断面図である。
【図２】液体循環用のホース材の敷設の一例を説明する平面模式図である。
【図３】液体循環用のホース材を説明する図であって、（ａ）はホース材の一例を模式的に示す断面図、（ｂ）はホース材の他の一例を模式的に示す断面図、（ｃ）は、ホース材が径方向に複層の材質で構成された例であり、２層構造のホース材の断面図、（ｄ）はホース材が径方向に全体的に撓んで形成された平坦部が熱伝達パネルの下面に面接触されている断面図である。
【図４】床暖房装置の熱伝達パネルの一例を模式的に示す図であって、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線矢視断面拡大図である。
【図５】熱伝達パネルを説明する図であって、（ａ）は熱伝達パネルの一例を模式的に示す部分断面図、（ｂ）は熱伝達パネルの他の一例を模式的に示す部分断面図であり、（ｃ）は熱伝達パネルの更に他の一例を模式的に示す部分断面図である。
【図６】室内の間取りの一例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の床暖房装置に係る実施の形態について、以下に添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（床暖房装置の全体構成）
図１及び図２において、床暖房装置１は、所定の温度に温度管理された液体を循環させる熱源部２を用いて床の暖房を行う装置である。床暖房装置１は、熱源部２とともに、熱伝達パネル１０と、熱伝達パネル１０の下面に配置されるホース材２０とを有している。
【００１５】
熱源部２は、ボイラシステムに用いられる一般的な構成となっており、所望の温度の液体を生成する熱交換器や切替弁等の各種機器を備えている。液体としては、水、水溶液や油剤等が用いられる。
【００１６】
床暖房の動作例として、室温の設定を例えば２４°Ｃとすると、床温度は、２°Ｃから３°Ｃ高い温度で違和感がないとされており、これらを考慮して、ホース材２０内の液体温度を設定することができる。
【００１７】
床暖房装置１のホース材２０は、熱源部２から供給される液体を循環ポンプ３により循環させる流路である。室内、床面や液体等の温度を検出する温度センサを設け、温度センサにより検知した温度データに基づいて熱源部２が制御されるようになっている。
【００１８】
（熱伝達パネルの構成）
図１、図２、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示すように、熱伝達パネル１０は、パネル板本体１１と、パネル板本体１１の表面に固定された上側金属板１２及び裏面に固定された下側金属板１３と、上側金属板１２及び下側金属板１３の間に挟まれた状態でパネル板本体１１を貫通して装着された伝熱用の複数の金属部材１４とを備えている。
【００１９】
パネル板本体１１は、金属よりも熱伝導率が小さい、例えば、木質等のものである。本実施の形態に係るパネル板本体１１の１枚の大きさは、約９００ｍｍ×１８００ｍｍ程度であり、パネル板本体１１の板厚は、約１２ｍｍ程度である。
【００２０】
パネル板本体１１の上下面に固定された上側金属板１２及び下側金属板１３は、鉄系金属材料であって、例えば、表面に亜鉛メッキ加工を施したメッキ鋼板である。本実施の形態に係る亜鉛メッキ鋼板の板厚は、約１ｍｍ程度としているが、０．７〜２ｍｍ又は０．７〜１．２ｍｍでもよい。上側金属板１２及び下側金属板１３のそれぞれは、パネル板本体１１にねじ、釘、カシメ、接着等の適宜の固定手段により固定されている。なお、上側金属板１２及び下側金属板１３は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の他の金属であってもよい。
【００２１】
ここで、図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）を参照すると、これらの図には、熱伝達パネル１０の一例が示されている。
【００２２】
図５（ａ）は、パネル板本体１１の上面に上側金属板１２をねじ１５により締め付け固定した一例を示す。図５（ｂ）は、パネル板本体１１の上下面に上側金属板１２及び下側金属板１３をリベット１６によりカシメ固定した一例を示し、図５（ｃ）は、パネル板本体１１の上下面に上側金属板１２及び下側金属板１３を伝熱用の金属部材１４によりカシメ固定した一例を示している。
【００２３】
図１、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示すように、パネル板本体１１には、複数の貫通孔１７がマトリックス状に形成されている。貫通孔１７には、ホース材２０から放出される熱を熱伝達パネル１０の上下面に伝達する金属部材１４が嵌入されている。金属部材１４は、鉄系等の金属材料であって、例えば、丸棒材である。丸棒材の径は、約φ３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。
【００２４】
丸棒材の長さとしては、丸棒材の長さ方向の両端面のそれぞれが２枚の上側金属板１２及び下側金属板１３に当接する長さ寸法に設定されることが好ましい。これにより、丸棒材の長さ方向両端面とパネル板本体１１の上下面とが当接して、熱伝導の効率が高く維持される。なお、金属部材１４は、例えば、丸鋼材（ＪＩＳ−ＳＳ４００等）を所定の長さで切断した丸棒材であってもよい。市販の丸鋼材等は、汎用製品であり、価格が安く、低コストで熱伝達パネルを製造することができる。また、金属部材１４の素材は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の他の金属であってもよい。
【００２５】
金属部材１４は、上記の所定の長さで切断した丸棒材の他には、以下のようなものが好ましい。金属部材１４は、パネル板本体１１の板厚方向の所定長さに合わせて形成されたバルク金属（金属の塊）が望ましい。バルク金属は、金属粉の集合等ではなく、例えば、金属の、鍛造品、鋳造品、焼結品、又はプレス品、等である。バルク金属を用いることで、熱伝達が大きくなり、伝熱効率に優れた熱伝達パネルを構成することができる。
【００２６】
（熱伝達パネル及びホース材の設置構成）
図１及び図２に示すように、熱伝達パネル１０の下面側には、所定の間隔Ｄを規定する複数のスペーサ３０を介して下地部材４０が配置されている。下地部材４０は、熱伝達パネル受け部５０の上面に敷設されている。熱伝達パネル１０の上面には、フローリング材やカーペット材等の床材が敷設される。
【００２７】
スペーサ３０は、根太等の支持材であり、例えば、約４５ｍｍ×４５ｍｍ程度の木の角材である。スペーサ３０の上面には、ホース材２０を受容可能な引き回し溝３１が形成されている。
【００２８】
下地部材４０は、パネル板本体１１と同じ木質等の材料からなり、熱伝達パネル１０を敷設するパネル板状に形成されている。下地部材４０の上下面は、金属板を有していない。
【００２９】
熱伝達パネル受け部５０は、木造（Ｗ造）、鉄骨造（Ｓ造）、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄筋鉄骨コンクリート造（ＳＲＣ造）等における、基礎床部、土台部である。
【００３０】
熱源部２から供給される液体を循環ポンプ３で循環させるホース材２０からの熱は、熱伝達パネル１０の下側金属板１３に伝達される。下側金属板１３からの熱は、金属部材１４によって熱伝達パネル１０の上側金属板１２に集められる。下側金属板１３からの熱と金属部材１４からの熱とが上側金属板１２を介して床材の表面から供給される。このような構成により、ホース材２０からの熱を効率的に床材に伝達させることができる。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、ホース材２０は、柔軟性及び弾力性を有し、耐熱性に優れた腐食しない一般的な円環状（パイプ状）に形成されている。ホース材２０は、ホース材２０が径方向に全体的に撓んで平坦面となって熱伝達パネルに接触されるものであればよい。図３（ｂ）に示すように、ホース材２０は、内部あるいは内径部に金属ワイヤ等の補強部材２３を所定の間隔をもって埋め込んだ構成であってもよい。ホース材２０内を流れる液体は、水、水溶液、油剤等であり、比熱が１を超える水溶液を用いてもよい。
【００３２】
ホース材２０は、径方向に１つの材質で構成された単層構造のホース材であってもよい。
【００３３】
単層のホース材２０は、シリコンゴムなどのゴム材料あるいは塩化ビニールなどの樹脂材料により形成されるが、ホース材２０外周面に、搬入時、施工時の保護のために、ホース材２０の柔軟性及び弾力性を阻害しない程度において、被覆等を設けることが可能である。すなわち、実質的に単層のホース材を使用することが可能である。
【００３４】
ホース材２０は、径方向に複層の材質で構成された複層構造のホース材であってもよい。以下においては、２層構造のホース材で説明する。
【００３５】
図３（ｃ）に示すように、ホース材２０は、内層側の第１ホース材２０ａと外層側の第２ホース材２０ｂでパイプ状に構成されている。単層構成と同様に、第１ホース材２０ａ、第２ホース材２０ｂの内部、あるいは内径部に金属ワイヤ等の補強部材を所定の間隔をもって埋め込んだ構成であってもよい。複層構造のホース材２０においても、図３（ｄ）に示すように、ホース材２０が径方向に全体的に撓んで形成された平坦部２５が熱伝達パネル１０の下面に面接触されている。複層のホース材２０は、ホース材２０が径方向に全体的に撓んで平坦面となって熱伝達パネルに接触されるものであればよい。
【００３６】
複層のホース材２０においても、ホース材２０の柔軟性及び弾力性を阻害せずに、ホース材２０が径方向に全体的に撓んで平坦面となって熱伝達パネルに接触される程度において、搬入時、施工時の保護のために、ホース材２０外周面に被覆等を設けることが可能である。
【００３７】
ホース材２０の外周面は、熱伝達パネル１０の下側金属板１３との接触面積を確保するために、平坦状に形成されることが好ましい。ホース材２０は、扁平に撓んだ状態で熱伝達パネル１０の下側金属板１３との接触が維持される程度の弾性力を有する材質であれば、各種の弾性変形可能な材料を使用することができる。ホース材２０は、−３０°Ｃ〜１５０°Ｃの温度に耐えられる耐久性を有しており、例えば、シリコンゴムなどのゴム材料あるいは塩化ビニールなどの樹脂材料により形成される。
【００３８】
図示例では、ホース材２０は、下地部材４０の上面と熱伝達パネル１０の下面との間で設定される所定の間隔Ｄ（例えば、４５ｍｍ）に挟まれて設置されている。ホース材２０は、下地部材４０の上面と熱伝達パネル１０の下面との間に形成された空間内において径方向に撓んだ状態で、湾曲部２１と平坦部２２とからなる断面が長円形状をなしている。ホース材２０が径方向に撓んで形成された平坦部２２が熱伝達パネル１０の下面となる下側金属板１３に面接触されている。これにより、ホース材２０における熱伝達の接触面となる外周面の接触面積を増大させることができる。
【００３９】
本実施の形態におけるホース材２０は、約７０ｍｍ程度の径を有する円環形であるが、下地部材４０の上面と熱伝達パネル１０の下面との間に形成された空間内において、約４５ｍｍ程度の短軸径を有する横長の扁平な形状に撓んだ状態で維持されている。
【００４０】
図２に示すように、ホース材２０は、下地部材４０の上面両側部で交互にＵ字状に湾曲させながら蛇行して敷設される１本の長いパイプであり、熱伝達パネル１０と下地部材４０との間に所定の間隔Ｄを規定するスペーサ３０に沿って直線状に引き回されるとともに、スペーサ３０に形成された引き回し溝３１に挿入して曲線状に引き回されている。
【００４１】
熱伝達パネル１０と下地部材４０との間に所定の間隔Ｄを規定するスペーサ３０には、ホース材２０を所定の曲げ半径で湾曲させてガイドするガイド部材６０が設置されている。
【００４２】
ガイド部材６０の材質は、ポリプロピレン樹脂等からなる。ガイド部材６０は、スペーサ３０の引き回し溝３１を横切って配置される湾曲部６０ａと、スペーサ３０の両側壁面を挟持するクリップ部６０ｂとを有する弾性変形可能なクリップタイプの部材からなる。この構成により、ガイド部材６０の湾曲部６０ａに沿ってホース材２０の湾曲形状がガイドされるようになっている。
【００４３】
ガイド部材６０は、ホース材２０の設置場所に応じて適宜使用される。室内の間取りに応じてガイド部材６０の種類を変えることが好ましく、湾曲曲率が異なるガイド部材６１や円柱状のガイド部材６２を設置することで、ホース材２０の引き回し作業を容易に行うことができる。
【００４４】
（床暖房装置の施工手順）
次に、図１、図２、及び図６を参照しながら、本実施の形態に係る床暖房装置１の施工手順について説明する。なお、図６は、室内の間取りの一例を模式的に示す平面図である。
【００４５】
いま、基礎床部として熱伝達パネル受け部５０が施工されている。先ず、熱伝達パネル受け部５０の上面に下地部材４０を敷設する。次に、下地部材４０の上面に複数本のスペーサ３０を所定の間隔で配置する。次に、各スペーサ３０の上面に形成された引き回し溝３１にガイド部材６０を設置する。
【００４６】
次に、各スペーサ３０の側面に沿ってホース材２０を直線状に引き回すとともに、各スペーサ３０の引き回し溝３１にホース材２０を挿入してガイド部材６０に沿って曲線状に引き回す。その後、ホース材２０の両端部を熱源部２のＩＮ、ＯＵＴに接続する。
【００４７】
本実施の形態に係るホース材２０は、シリコンゴムなどのゴム材料あるいは塩化ビニールなどの樹脂材料により、円環状（パイプ状）に形成されている。したがって、上記の曲線状の引き回しにおいて、湾曲させながら蛇行して敷設することが容易である。これに対して、従来技術で示したような多層の管体では、湾曲させる際の制約が大きく、管体の引き回しの作業性が悪い。
【００４８】
次に、間取りに合わせてカットすることで所定の大きさを有する熱伝達パネル１０を製作した後、各スペーサ３０の上面に熱伝達パネル１０を掛け渡すように配置する。下地部材４０の上面と熱伝達パネル１０の下面との間に形成された空間内においてホース材２０を径方向に撓んだ状態で、ホース材２０を熱伝達パネル１０の下面に接触させる。熱伝達パネル１０をスペーサ３０等に固定した後、熱伝達パネル１０の上面にフローリング材等の床材を敷設する。
【００４９】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る床暖房装置１は、パネル板本体１１、パネル板本体１１の上下面に固定された上側金属板１２及び下側金属板１３、並びに上側金属板１２及び下側金属板１３に接触した状態でパネル板本体１１内に装着された金属部材１４を有する熱伝達パネル１０と、熱伝達パネル１０の下面に対向配置された下地部材４０の上面に敷設された液体循環用のホース材２０とを備えており、熱伝達パネル１０の下側金属板１３と下地部材４０の上面との間にホース材２０が径方向に撓んだ状態で接触される所定の間隔Ｄを有している。
【００５０】
従来技術で示したような多層の管体では、湾曲させる際の制約が大きく、管体の引き回しの作業性が悪いが、本実施の形態に係るホース材２０は、シリコンゴムなどのゴム材料あるいは塩化ビニールなどの樹脂材料により、円環状（パイプ状）に形成されているので、曲線状の引き回しにおいて、湾曲させながら蛇行して敷設する作業性に優れる、という効果を有する。
【００５１】
熱伝達パネル１０の下側金属板１３と下地部材４０の上面との間には、所定の間隔Ｄを規定するスペーサ３０が介在されており、スペーサ３０には、ホース材２０を所定の曲げ半径で湾曲させてガイドするガイド部材６０が配置されることが好適である。
【００５２】
このような構成を有する床暖房装置１によれば、
（１）設置が容易で工事に手間がかからない。すなわち、基礎床部にホース材２０を引き回し、その上から、熱伝達パネル１０を間取りに合わせてカットして敷き詰める。このような構造、工法により、工事が容易であるという特長を備えている。
（２）耐震性に優れている。地震により揺れが生じた場合でも、熱伝達パネル１０とホース材２０は接しているだけの構造であるので、柔軟な構造として地震等の揺れや衝撃に強いという特長を備えている。
（３）住宅、マンション、オフィスビル、一般建物全般に好適に適用することが可能である。
【００５３】
また、以下のような効果も得られる。
（４）コストが抑えられ、設備費用を安くすることができる。
（５）ホコリが舞わず、乾燥もしない。
（６）低温やけどの心配がない。
（７）音がせず静かで、臭いもしない。
（８）室内等の温度を検出する温度センサで、熱交換器等をコントロールして快適な温度を保つことができる。
（９）熱しやすく冷めやすい液体を使い、ガス代も軽減できる（液体は人体に無害なものを使用する）。
（１０）トイレ、廊下、洗面所等のエアコンでは暖めにくい場所も全てに暖房効果がある。
（１１）どんな間取りでも対応できる。
（１２）火災発生の危険性がない。
（１３）メンテナンスの必要性が少なく、安く維持することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態およびその変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態およびその変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１…床暖房装置、２…熱源部、３…循環ポンプ、１０…熱伝達パネル、１１…パネル板本体、１２…上側金属板、１３…下側金属板、１４…金属部材、１５…ねじ、１６…リベット、１７…貫通孔、２０…ホース材、２０ａ…第１ホース材、２０ｂ…第２ホース材、２１…湾曲部、２２…平坦部、２３…補強部材、２５…平坦部、３０…スペーサ、３１…引き回し溝、４０…下地部材、５０…熱伝達パネル受け部、６０，６１，６２…ガイド部材、６０ａ…湾曲部、６０ｂ…クリップ部、Ｄ…間隔
【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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