(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のメインパイプ間に接続した可撓性を有する複数の熱交換パイプからなるパイプマットと、可撓性を有し、複数の溝を備えた合成樹脂製の整列シートとを備え、上記整列シートは、そのシート面に、シート面の長手方向に連続的に配置される複数の凸部を等間隔に形成し、これら凸部によって、長手方向に伸びる複数の溝と、この長手方向に伸びる溝に直交する方向の複数の溝とを形成し、上記整列シートの長手方向に伸びる溝に、熱交換パイプをはめ込んで整列させるとともに、整列シートの上面を、弾性モルタルで被覆したことを特徴とする熱交換マット。
【請求項２】
上記弾性モルタルに、珪砂などからなる骨材と接着剤とを含ませるとともに、上記整列シートに水抜き用の穴を形成したことを特徴とする請求項１記載の熱交換マット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の熱交換パイプを備えた熱交換マットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、熱交換マットを構成するパイプマットＭを示したものである。このパイプマットＭは、合成樹脂からなる一対の太いメインパイプ１，２と、これらメインパイプ１，２よりも細くした合成樹脂製の複数の熱交換パイプ３とを備え、メインパイプ１，２間に、熱交換パイプ３の両端を熱溶着してマット状にしている。
このようにしたパイプマットＭは、その一方のメインパイプ１に図示しない流体供給源の吐出側を接続し、他方のメインパイプ２に流体供給源の吸い込み側を接続する。そして、流体供給源から吐出した温水又は冷水を、一方のメインパイプ１から複数の熱交換パイプ３を流通して他方のメインパイプ２に導き、再び流体供給源に戻している。このようにメインパイプ１，２および熱交換パイプ３に供給された温水または冷水の輻射熱によって、部屋を温めたり冷やしたりする。
【０００３】
上記のようにしたパイプマットＭを備えた熱交換マットを、例えば床暖房用として用いる場合には、次のようにして施工する。
まず、基板の上に、パイプマットＭを敷く。このようにパイプマットＭを敷いたら、その上からコンクリートを流し込む。そして、このコンクリートが固まることによって、熱交換マットが完成する。つまり、熱交換マットは、施工時に現場で組み立てるようにしていた。
【０００４】
ところが、上記のように熱交換マットを現場で組み立てていると、コンクリートを上から流し込もうとしたときに、作業員が熱交換パイプ３を踏みつけてしまうことがあった。すなわち、熱交換パイプ３は、熱効率を高めるために、細かいピッチで配置されているため、作業員の足の置き場所がない。そのため、熱交換パイプ３を踏みつけることがあった。熱交換パイプ３は、可撓性を有しているので、踏みつけられると潰れたり破損したりする。熱交換パイプ３が潰れてしまうと、そこに流体が供給されにくくなるので、その部分の温度が他の部分よりも低くなる。つまり、熱交換マットの温度ムラの原因となる。また、熱交換パイプが破損すると、そこから流体が漏れてしまう。
さらに、コンクリートが乾燥するまでに時間がかかり、工期が長くなるという問題もある。
いずれにしても、熱交換マットを現場で組み立てようとすると、上記のような不都合が生じることがあった。
【０００５】
そこで、従来、パイプマットＭをコンクリート内に予め埋設して、熱交換マットをユニット化したものがあった。
このユニット化した従来の熱交換マットは、コンクリートによってパイプマットが覆われているので、現場施工時に作業員が熱交換パイプ３を足で直接踏みつけることがない。
したがって、上記のような施工時のトラブルを防止できる。
また、熱交換マットがユニット化されているので、コンクリートが乾燥するまで待つこともないので、工期を短縮できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の熱交換マットでは、次のような問題があった。すなわち、上記従来の熱交換マットは、コンクリートに柔軟性がないために、搬送時や施工時に衝撃が作用すると、コンクリートが割れたり欠けたりするという問題があった。
また、熱交換マットの厚みを薄くすると、それが割れやすくなるので、ある程度の厚みを維持せざるを得ず、熱交換マットが重いものとなっていた。そして、このように熱交換マットが重いと、搬送時や施工時の作業も大変だった。
【０００７】
さらに、熱交換パイプ３というのは、パネル表面の温度ムラを防止するために、等間隔に配置することが望ましい。上記従来例では、メタルラスなどに、熱交換パイプを針金などで固定して、そのピッチを保つようにしている。
しかし、熱交換パイプ３が可撓性を有しているため、針金で固定した部分ではその間隔を保つことができても、固定部分と固定部分との間のピッチまで正確に保つことができなかった。
したがって、熱交換マット製造時に、コンクリートを流し込むと、そのコンクリートのいきおいによって、熱交換パイプ３のピッチがずれてしまい、熱交換マットの表面に温度ムラが生じるという問題があった。
【０００８】
さらにまた、流し込んだコンクリートのいきおいによって熱交換パイプ３が浮き上がってしまうと、コンクリートの厚みを薄くした場合には、この熱交換パイプ３の一部がコンクリートから露出してしまうこともあった。
なお、コンクリート内にパイプマットを埋設した従来の熱交換マットは、熱交換マットの裏表が決まっている場合に、一見しただけではどちらが表面か裏面かわかりにくい。そのため、作業員が裏表を間違って施工しまうおそれもあった。
【０００９】
いずれにしても、パイプマットＭを単にコンクリートに埋設しただけのこの従来の熱交換マットでは、上記のような不都合があった。
この発明の目的は、薄くて柔軟性を有し、しかも、熱交換パイプを等間隔に配置して温度ムラのない熱交換マットを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、一対のメインパイプ間に接続した可撓性を有する複数の熱交換パイプからなるパイプマットと、可撓性を有し、複数の溝を備えた合成樹脂製の整列シートとを備え、上記整列シートは、そのシート面に、シート面の長手方向に連続的に配置される複数の凸部を等間隔に形成し、これら凸部によって、長手方向に伸びる複数の溝と、この長手方向に伸びる溝に直交する方向の複数の溝とを形成し、上記整列シートの長手方向に伸びる溝に、熱交換パイプをはめ込んで整列させるとともに、整列シートの上面を、弾性モルタルで被覆したことを特徴とする。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記弾性モルタルに、珪砂などからなる骨材と接着剤とを含ませるとともに、上記整列シートに水抜き用の穴を形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜５にこの発明の一実施例を示す。
図１に示すように、熱交換マットａは、合成樹脂製の整列シート４と、合成樹脂製のパイプマットＭと、弾性モルタル５とから構成されている。なお、この図１では、弾性モルタル５の一部を切り欠いて、その下側にあるパイプマットＭと整列シート４とを露出させている。
【００１２】
上記整列シート４は、図２に示すように、そのシート面４ａに、複数の凸部６を等間隔に形成している。そして、これら凸部６によって、長手方向に複数の溝７ａを形成し、それと直交する方向に複数の溝７ｂを形成している。ただし、上記溝７ｂの方が、長手方向の溝７ａよりも深くしている。
そして、図３に示すように、長手方向に形成された溝７ａには、パイプマットＭの熱交換パイプ３をはめ込んでいる。
また、図４に示すように、凸部６には突起８，８を形成し、これら突起８，８によって熱交換パイプ３を整列シート４にしっかり固定している。このように熱交換パイプ３を整列シート４側にしっかり固定しておけば、熱交換パイプ３を所定のピッチに正確に保つことができる。
【００１３】
上記のようにして、整列シート４にパイプマットＭを固定したら、整列シート４の上から弾性モルタル５を流し込む。このとき、熱交換パイプ３は、整列シート４にしっかり固定されているので、弾性モルタル５を流し込んでも、そのいきおいによって熱交換パイプ３の位置がずれたり浮き上がったりしない。
したがって、熱交換パイプ３を所定のピッチに保つことができる。
そして、図５に示すように、弾性モルタル５は、整列シート４と熱交換パイプ３との隙間に流れ込み、これら両者の隙間に弾性モルタル５が充満する。
上記のように整列シート４と熱交換パイプ３との間に弾性モルタル５を充満させた後、それを乾燥させれば、熱交換マットが完成する。
なお、上記一連の作業は、現場ではなく、工場で行っている。
【００１４】
上記弾性モルタル５は、セメントに水、砂、および水性ポリマーまたはアクリルエマルジョンなどを配合した公知のものであり、乾燥しても十分な弾性を備えている。そして、このように弾性を備えた弾性モルタル５の強度を、整列シート４や複数の熱交換パイプ３によって補強している。
したがって、熱交換マットを搬送したり施工したりするときに、衝撃によって弾性モルタル５が割れたり欠けたりすることがない。
また、整列シート４およびパイプマットＭも、合成樹脂製で十分な可撓性を備えているので、熱交換マット自体を丸めることもできる。このように熱交換マットを丸めると、それがコンパクトになるので、搬送時に非常に便利である。
【００１５】
また、この実施例によれば、整列シート４によって、熱交換パイプ３を全体的にガイドしているので、それが浮き上がったり、そのピッチがずれたりしない。したがって、熱交換パイプ３のピッチを正確に保つことができ、熱交換マットの表面に温度ムラが生じたりしない。
さらに、整列シート４と熱交換パイプ３との間に弾性モルタル５を充満させているので、熱交換パイプ３内を通過する流体の熱を、弾性モルタル５側に効率よく伝えることができる。
すなわち、図５に示すように、熱交換パイプ３をガイドする溝７ａよりも、溝７ｂの方を深くしているので、この溝７ｂの部分では、熱交換パイプ３の全周囲を弾性モルタル５で覆うことができる。このように熱交換パイプ３の全周囲を弾性モルタル５で覆えば、熱交換パイプ３の熱を、効率良く弾性モルタル５に伝えることができる。
【００１６】
また、図４に示すように、整列シート４に形成した溝７ａの部分でも、熱交換パイプ３のほぼ半周に弾性モルタル５を接触させているので、この熱交換パイプ３の熱を効率良く弾性モルタル５に伝えることができる。
つまり、この実施例では、熱交換パイプ３の熱を、弾性モルタル５に少しでも多く伝えることができるようにしている。
さらにまた、整列シート４の凸部６の裏面は、空間となっているので、それが断熱層となる。つまり、熱交換マットの裏側に熱が逃げるのを防止して、その表面側に効率良く熱を伝えることができる。
【００１７】
一方、上記弾性モルタル５には、ガラス繊維などの補強材を含ませたり、ガラス繊維製の補強材を網状にして弾性モルタル５との間に積層してもよい。このように補強材を含ませたり積層したりすれば、弾性モルタル５の強度が上がるばかりか、その可撓性も向上する。弾性モルタル５の強度と可撓性が向上すれば、搬送時などにそれがより割れにくくなり、パネル施工時の作業性がより向上する。
そして、このように弾性モルタル５の可撓性が高まれば、この熱交換マットを曲面の壁等にも用いることができる。
【００１８】
さらに、上記補強材を弾性モルタル５に入れたり積層したりすると、その強度も向上するので、弾性モルタル５の厚みを薄くすることができる。このように弾性モルタル５を薄くすれば、熱交換マットが軽くなるので、搬送作業や施行作業がさらにやりやすくなる。
そして、弾性モルタル５を薄くすれば、その表面に熱交換パイプ３の熱が伝わりやすくなるので、さらに熱伝達効率が向上する。
【００１９】
ただし、上記したよう弾性モルタル５に補強材を入れたり積層させたりしなくても、弾性モルタル５の厚みをそれほど厚くしなければ、マット全体の可撓性を十分維持することができる。なぜなら、整列シート４は、凸部６の部分で弾性モルタル５の厚みが薄くなっていて、しかも、この凸部６の裏側が凹部となっているため、その部分で弾性モルタル５を十分変形しやすくしているからである。つまり、この実施例では、整列シート４の形状によっても、熱交換マットの可撓性を得られるようにしている。
【００２０】
また、この実施例によれば、複数の熱交換パイプ３が、弾性モルタル５のクラックを防止する機能も発揮する。つまり、熱交換パイプ３が、メタルラスと同様の機能も発揮している。
さらに、上記したように、この実施例では、整列シート４の凸部６の部分で弾性モルタル５の厚みを薄くできる。このように弾性モルタル５の厚みを部分的に薄くすれば、コンクリート内に熱交換パイプを単に組み込んだ前記従来例よりも軽量化できる。
一方、上記のように弾性モルタル５に薄い部分があったとしても、溝７ｂの部分に弾性モルタル５が充満されているので、その部分によって、上からの力に十分耐えることができる。
【００２１】
さらに、この実施例のように、整列シート４の上側を弾性モルタル５で覆う構成にすれば、一目見ただけで、熱交換マットａの上面と下面との区別ができるので、熱交換マットａを施工するときに、その裏表を間違えることもない。
このようにした実施例の熱交換マットａは、部屋の床や壁などに用いることができるが、それ以外にも、例えば融雪を目的として、鉄道のプラットホームなどに敷いてもよい。
【００２２】
融雪を目的とする場合には、弾性モルタル５に、珪砂などからなる骨材に加えて、エポキシ樹脂等の接着剤などを含有するとよい。このようにすると、弾性モルタル５の透湿性や透水性が向上するので、解けた雪の水分をスムーズに下方に排出することができる。
なお、上記のように融雪用いる場合には、整列シート４に水抜き用の穴などを形成してもよい。
いずれにしても、この熱交換マットは、可撓性を有し、施工性に優れているので、熱交換を行う場合に設置する場合に最適である。
【００２３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、熱交換マットが、十分な強度と、弾性および可撓性とを備えているので、現場での施工性をより向上させることができる。
また、整列シートを用いたので、熱交換パイプのピッチを正確に保つことができ、パネル表面の温度ムラを防止できる。
第２の発明によれば、熱交換マットの透湿性や透水性を高めることができるので、融雪マットとして用いた場合に、解けた雪をスムーズに排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の平面図であり、弾性モルタル５の一部を切り欠いた状態を示す図である。
【図２】整列シート４の平面図である。
【図３】整列シート４の溝７に熱交換パイプ３をはめ込んだ状態を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】パイプマットＭの平面図である。
【符号の説明】
１，２  メインパイプ
３  熱交換パイプ
４  整列シート
５  弾性モルタル
Ｍ  パイプマット
ａ  熱交換マット
【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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