(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給側メインパイプ、戻り側メインパイプ、及びこれらメインパイプ間を接続する複数の熱交換パイプからなるマット状のパイプユニットと、隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つ長板形状のリテーナと、基板とを備え、パイプユニットの各熱交換パイプをリテーナで保持した状態で、このパイプユニットを基板上に敷設するとともに、各リテーナ上には梁部材を載置して、上記各リテーナを梁部材と上記基板との間に挟んで固定したことを特徴とする冷暖房用パネル。
【請求項２】
リテーナは、一対の桟部材と、これら一対の桟部材をほぼ平行に保つ連結部材と、これら桟部材間で対向させて形成するとともに、その長手方向に適切な間隔で配置した複数の熱交換パイプ保持溝とからなり、複数の熱交換パイプを、それぞれ熱交換パイプ保持溝にはめ込んだことを特徴とする請求項１記載の冷暖房用パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイプユニットを組み込んだ冷暖房用パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、壁や天井等の輻射式冷暖房装置の施工をするのに、建設現場でパイプユニットを壁や天井に組み付けてから、壁面や天井面を設置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような作業を建設現場で行っていたのでは、時間や手間がかかってしまい、多くの労力が要求されることとなる。
この発明の目的は、あらかじめパネル化しておくことで、簡単に冷暖房装置の施工を行うことができ、しかも、強度的にも優れた冷暖房用パネルを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、冷暖房用パネルに係り、供給側メインパイプ、戻り側メインパイプ、及びこれらメインパイプ間を接続する複数の熱交換パイプからなるマット状のパイプユニットと、隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つ長板形状のリテーナと、基板とを備え、パイプユニットの各熱交換パイプをリテーナで保持した状態で、このパイプユニットを基板上に敷設するとともに、各リテーナ上には梁部材を載置して、上記各リテーナを梁部材と上記基板との間に挟んで固定した点に特徴を有する。
【０００５】
第２の発明は、第１の発明において、リテーナは、一対の桟部材と、これら一対の桟部材をほぼ平行に保つ連結部材と、これら桟部材間で対向させて形成するとともに、その長手方向に適切な間隔で配置した複数の熱交換パイプ保持溝とからなり、複数の熱交換パイプを、それぞれ熱交換パイプ保持溝にはめ込んだ点に特徴を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜４に、この発明の冷暖房用パネルの第１実施例を示す。
基板１は、木板、石膏ボード、金属板等からなり、所定の大きさに規格されている。そして、この基板１の裏面には、その短辺に沿って枠部材２を固定している。
一方、パイプユニットは、供給側メインパイプ３と、この供給側メインパイプ３にほぼ平行に並べた戻り側メインパイプ４と、これらメインパイプ３、４間を接続する複数の熱交換パイプ５とからなる。そして、複数の熱交換パイプ５を同一平面内に位置させて、パイプユニット全体をマット状に構成している。
【０００７】
このパイプユニットのうち、両メインパイプ３、４は熱可塑性樹脂等で成形され、ある程度の硬度をもって変形しにくくなっている。
そして、供給側メインパイプ３の一端に、供給用コネクタ６を取付けるとともに、他端をエンドキャップ７で閉塞している。また、戻り側メインパイプ４の他端に、排出用コネクタ８を取付けるとともに、一端をエンドキャップ９で閉塞している。
【０００８】
また、熱交換パイプ５も同じく熱可塑性樹脂等で成形されるが、可撓性を有する。そして、これら熱交換パイプ５をピッチｈで並べるとともに、各熱交換パイプ５の両端を、それぞれ上記供給側メインパイプ３と戻り側メインパイプ４とに溶着して連通させている。
したがって、コネクタ６から供給側メインパイプ３に流体が供給されると、その流体は各熱交換パイプ５に分配される。そして、この流体が各熱交換パイプ５を通過する過程で熱交換を行い、戻り側メインパイプ４で再び合流して、コネクタ８から排出されることになる。
【０００９】
なお、前述したように、コネクタ６、８を、両メインパイプ３、４の同じ側でなく、異なる側に配置している。これは、コネクタ６、８を両メインパイプ３、４の同じ側に配置すると、流体がコネクタ６、８側の熱交換パイプ５を通過するのと、コネクタ６、８から離れた側の熱交換パイプ５を通過するのとでは、メインパイプ３、４の長さの分だけ管路抵抗に差が生じてしまうからである。
【００１０】
それに対して、この第１実施例のように、コネクタ６、８をメインパイプ３、４の異なる側に、つまり、パイプユニットの対角線上に位置させれば、流体が供給側メインパイプ３から戻り側メインパイプ４へ通過する過程で、いずれの熱交換パイプ５を通過しても、その管路抵抗をほぼ等しくすることができる。したがって、熱交換パイプ５を通過する流体の流れにほとんど差が生じず、温度ムラが発生することがない。
【００１１】
このようにしたパイプユニットでは、熱効率を良くするために、熱交換パイプ５の径を十分に小さくして、本数を多くし、熱交換を行う表面積をできるだけ確保している。
ここで、熱交換パイプ５は可撓性を有するため、場所によっては、隣り合う熱交換パイプ５がくっついたり、離れたりして、偏って位置することもある。そして、熱交換パイプ５が偏って位置し、ピッチｈが保たれないと、温度ムラが発生して、快適な冷暖房を行えなくなってしまう。
そこで、リテーナ１０を用いて、熱交換パイプ５間のピッチｈを保持し、パイプユニット全体の保形性を高めることとしている。
【００１２】
リテーナ１０は、図３、４に示すように、一対の桟部材１１、１２と、これら桟部材１１、１２をほぼ平行に保つ複数の連結板１３とからなる。
これら桟部材１１、１２には、その長手方向にピッチｈで配置した複数のパイプ保持溝１４を形成している。そして、これらパイプ保持溝１４を、桟部材１２、１３間で互いに対向させている。
【００１３】
パイプ保持溝１４は、図４に示すように、熱交換パイプ５の外径とほぼ同じ円形状としている。そして、この円形状の一部を切り取る形で、熱交換パイプ５の外径よりも小さな幅を有する開口を形成している。したがって、これら開口に熱交換パイプ５を押し当てるようにすれば、熱交換パイプ５をパイプ保持溝１４内にはめ込むことができる。そして、パイプ保持溝１４に保持された熱交換パイプ５は、その間隔がピッチｈに保たれることになる。
【００１４】
上記連結板１３のそれぞれは、熱交換パイプ５の外径とほぼ同じ幅を有するもので、桟部材１１、１２間で対向するパイプ保持溝１４の底部を掛け渡すように設けられている。したがって、パイプ保持溝１４に熱交換パイプ５をはめ込むと、各熱交換パイプ５はこれら連結板１３上にちょうど位置することになる。
また、適当な連結板１３間には、桟部材１１、１２とほぼ同じ厚みを有する固定板１５を一体に形成している。そして、これら固定板１５のほぼ中央に、ネジ孔１６を形成している。
なお、このリテーナ１０は、熱交換パイプ５の長さ方向に、適当な間隔をおいて配置すればよい。
【００１５】
次に、第１実施例の冷暖房用パネルの組み付けについて説明する。
図１に示すように、リテーナ１０で保持されたパイプユニットを、基板１の裏面に敷設する。このとき、両メインパイプ３、４を、基板１の短辺にほぼ平行に位置させている。
また、基板１には、リテーナ１０が位置する箇所に、あらかじめネジ孔１７を形成しておく。そして、パイプユニットを敷設したときに、この基板１のネジ孔１７と、リテーナ１０のネジ孔１６とが一致するようにしている。
【００１６】
この状態で、図２に示すように、各リテーナ１０上にチャネル１８を載置している。
チャネル１８は、図５に示すように、金属製の長板を凹型に加工したものである。そして、その両側部を凹型の内側にさらに曲げることで、特に長手方向ヘの曲げに対する強度を向上させている。
このチャネル１８にも、その長手方向に上記ネジ孔１６、１７と同じ間隔で配置したネジ孔１９を形成している。そして、このチャネル１８のネジ孔１９が、基板１及びリテーナ１０のネジ孔１６、１７に一致するようにしている。
【００１７】
各リテーナ１０上にチャネル１８を載置したら、上記ネジ孔１６、１７、１９にネジ２０を組み付けて、基板１にリテーナ１０及びチャネル１８を固定している。そして、枠部材２とチャネル１８とに囲まれた部分にガラスウール等の断熱材２１を敷き詰めて、冷暖房用パネルを完成させている。
なお、第１実施例では、この発明でいう梁部材としてチャネル１８を用いたが、それ以外に木材等を用いてもかまわない。
【００１８】
以上述べた第１実施例では、あらかじめ冷暖房用パネルを完成させているので、それを建設現場に運ぶだけで、簡単に冷暖房装置の施工をすることができる。つまり、建物側に設けておいた継手部材や吊り下げ部材に、この冷暖房用パネルのチャネル１８を固定するとともに、コネクタ６をポンプ側に、また、コネクタ８をタンク側に接続するだけで、冷暖房装置の施工が完了する。
なお、冷暖房用パネルを固定したら、基板１の表面を下地材として用い、そこに壁材等を貼りつけたりすればよい。あるいは、基板１の表面そのものを壁面等とするようにあらかじめ加工しておけば、さらに現場での作業を簡単化・短縮化することができる。
【００１９】
また、基板１にチャネル１８を固定しているので、それが補強材として機能することとなり、冷暖房用パネルとしての強度性を高めることができる。したがって、この冷暖房用パネルを運んだり、設置したりするときに、基板１がたわむようなことがない。
しかも、リテーナ１０は基板１とチャネル１８とでしっかりと挟まれ固定されるので、例えば、熱交換パイプ５が熱により伸縮したような場合でも、この熱交換パイプ５がリテーナ１０ごと基板１の裏面から浮き上がってしまうこともない。したがって、熱交換パイプ５を常に基板１の裏面に接触させた状態を保つことができ、長年使用したとしても熱効率が悪くなることがなくなる。
【００２０】
図６に示す第２実施例は、上記第１実施例とパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図６に示すように、供給側メインパイプ３と戻り側メインパイプ４とを同軸上に連結して、互いに連通しないよう内部で区画している。そして、これらメインパイプ３、４には、その連結部分と逆側の端部に、それぞれコネクタ６、８を取付けている。
また、これら連結するメインパイプ３、４とほぼ平行に、両端を閉塞させた中継パイプ２２を設けている。この中継パイプ２２は、上記メインパイプ３、４と同じ径を有し、その長さを、連結状態にあるメインパイプ３、４の長さとほぼ同じにしている。
【００２１】
そして、連結状態にあるメインパイプ３、４と、中継パイプ２２とを、ピッチｈで並べた複数の熱交換パイプ５で接続するのであるが、そのうちの半数の熱交換パイプで、供給側メインパイプ３と中継パイプ２２とを接続し、残り半数の熱交換パイプ５で、戻り側メインパイプ４と中継パイプ２２とを接続している。
このようにしたパイプユニットでは、コネクタ６から供給側メインパイプ３に流体が供給されると、その流体は、供給側メインパイプ３側の熱交換パイプ５に分配されて、中継パイプ２２に導かれる。そして、この中継パイプ２２でいったん合流した流体は、戻り側メインパイプ４側の熱交換パイプ５に再び分配されて、戻り側メインパイプ４に導かれることになる。
【００２２】
この第２実施例によれば、両コネクタ６、８を冷暖房用パネルの同じ側に位置させることができる。
例えば、上記第１実施例では、コネクタ６、８が冷暖房用パネルの対角線上に位置するので、それをポンプ側やタンク側に接続する流路も分けて配置しなければならない。そのため、冷暖房用パネルを壁に用いるような場合、コネクタ６、８を流路に接続する作業を床側と天井側とで行わなければならず、作業効率が悪くなってしまう。
【００２３】
それに対して、この第２実施例のように、コネクタ６、８を冷暖房用パネルの同じ側に位置させてやれば、これらコネクタ６、８をポンプ側やタンク側に接続する流路もまとめて配置でき、冷暖房用パネルの取付け作業やメンテナンス作業がやりやすくなる。例えば、冷暖房用パネルを壁に用いるような場合、コネクタ６、８を流路に接続する作業が、床側あるいは天井側いずれか一方だけですみ、作業効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
図７に示す第３実施例も、上記第１実施例とはパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図７に示すように、供給側メインパイプ３と戻り側メインパイプ４とを、ピッチｈで並べた複数の熱交換パイプ５で接続するとともに、熱交換パイプ５をほぼ中央付近で折り曲げて、Ｕターンさせている。
そして、両メインパイプ３、４をほぼ同軸上に配置した状態で、熱交換パイプ５をリテーナ１０で保持し、ピッチｈを保つようにしている。
【００２５】
図８に示す第４実施例も、上記第１実施例とはパイプユニットの構成を変更しただけである。したがって、以下では、第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図８に示すように、供給側メインパイプ３と戻り側メインパイプ４とを、複数の熱交換パイプ５で接続するとともに、これら熱交換パイプ５をほぼ中央付近で折り曲げて、Ｕターンさせている。
【００２６】
ただし、上記第３実施例とは異なり、熱交換パイプ５を上記ピッチｈのほぼ二倍程度の間隔で並べた状態で、両メインパイプ３、４に溶着している。そして、熱交換パイプ５を折り曲げて両メインパイプ３、４を重ねた状態から、両メインパイプ３、４を、その長手方向にピッチｈだけずらしている。
したがって、この第３実施例では、Ｕターンする同一の熱交換パイプ５が、ピッチｈで並ぶことになる。そして、その状態で熱交換パイプ５をリテーナ１０で保持し、そのピッチｈを保つようにしている。
【００２７】
これら第３、４実施例でも、上記第２実施例と同様に、コネクタ６、８が冷暖房用パネルの同じ側に配置されるので、その取付け作業やメンテナンス作業がやりやすくなる。
しかも、熱交換パイプ５をＵターンさせているので、例えば、第１実施例のパイプユニットと同面積の熱交換を行う場合、熱交換パイプ５の長さは二倍になるものの、その本数を半分にすることができる。
ここで、パイプユニットを製造する過程で最も手間のかかる作業は、メインパイプ３、４に熱交換パイプ５を溶着する作業である。そして、熱交換パイプ５の本数が半分になるということは、その溶着作業も半分ですみ、コストダウンを図ることが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、冷暖房用パネルをあらかじめ完成させておくことができ、それを建設現場に運ぶだけで、簡単に冷暖房装置の施工をすることができる。また、基板に梁部材を固定しているので、それが補強材として機能することとなり、冷暖房用パネルとしての強度性を高めることができる。したがって、この冷暖房用パネルを運んだり、設置したりするときに、基板がたわむようなことがない。
しかも、リテーナは基板と梁部材とでしっかりと挟まれ固定されるので、例えば、熱交換パイプが熱により伸縮したような場合でも、この熱交換パイプがリテーナごと基板の裏面から浮き上がることもない。したがって、熱交換パイプを常に基板の裏面に接触させた状態を保つことができ、長年使用したとしても熱効率が悪くなることがなくなる。
第２の発明によれば、第１の発明において、熱交換パイプをパイプ保持溝にはめ込んでいくだけで、簡単に隣り合う熱交換パイプを適切な間隔に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図２】図１の冷暖房用パネルのII−II線断面図であり、断熱材２１を敷き詰めた状態を示している。
【図３】リテーナ１０を示す正面図である。
【図４】図３のリテーナ１０のIV−IV線断面図である。
【図５】チャネル１８を示す斜視図である。
【図６】第２実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図７】第３実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【図８】第４実施例の冷暖房用パネルを示す正面図である。
【符号の説明】
１          基板
３          供給側メインパイプ
４          戻り側メインパイプ
５          熱交換パイプ
１０        リテーナ
１１、１２  桟部材
１３        連結板
１４        パイプ保持溝
１５        固定板
１８        チャネル
【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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