(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に並列に設けたうね状突起を備え、これらうね状突起の間の空間が流体の移動経路を形成する一方の側の基材壁面と、この基材壁面に相対して配置される、前記流体の移動経路を覆う他方の側の基材壁面と、隣接するうね状突起の間の空間に入り込む、一方の側の基材壁面に対し相対的に位置変移可能に他方の側の基材壁面に装着されたうね状突起とを有し、前記一方の側の基材壁面と他方の側の基材壁面は扁平なチューブの形態をしていて、流体移動経路の内圧の増減に伴いうね状突起は昇降動作することのできる流体規正搬送用の扁平配管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、管理された状態で流体を拘束的に流すための流体規正搬送用の扁平配管、特に、流動媒体の移動方向を規正して均等に流動させる流動媒体規正搬送用の扁平配管に関係している。従って、本発明に係る規正搬送扁平配管は、熱交換器、蒸発器およびこれに類似した設備機器に利用することができる。
【０００２】
本発明の利用分野を具体的に列挙すると以下のようになる。
本発明の流体規正搬送用の扁平配管を屋根にはり付けて使用する場合、この扁平配管に沿って温水を流せば、屋根の除雪または融雪を行える。夏期には太陽熱を集熱する集熱シートとして、また屋根や壁面の冷却シートとして使用することができる。建物の内壁側に設置する場合、内壁面は空調／温度管理用の熱交換面として機能する。流体規正搬送用の扁平配管はそれ自身を建造物の建材として使用することも可能である。流体規正搬送用の扁平配管を膜体にはり付けて使用すれば、表面が熱交換性能を備えた膜構造体を構築することができる。流体規正搬送用の扁平配管をボード材料にはり付けておき、組立式の接続ユニットとして連結使用することもできる。
【０００３】
流体規正搬送用の扁平配管を土中に埋設して使用する場合、この部材に沿って水を流せば人工的に冷水が得られる。また、埋設の形態は様々であり、土中に埋設した流体規正搬送用の扁平配管を介して地中蓄熱を行うことも可能である。またシートを路面に敷設すれば融雪路面となる。
【０００４】
本発明の流体規正搬送用の扁平配管を水中に係留したり、水面に浮揚させたり、あるいは水中に浸漬させた状態で設置した場合、この部材に沿って熱媒体を流せば接水面を介しての熱交換が行われる。
【０００５】
次に、流体規正搬送用の扁平配管の用途を具体的に列挙する。
・熱交換設備への利用：屋内外プール、ボイラー給水加熱
・栽培漁業施設への利用：飼育槽に供給する冬期循環海水の低温加熱
・洗浄施設への利用：航空機や鉄道車両の冬期循環水の低温加熱
・活性汚泥槽の冬期における処理水加熱
・施設栽培農業への利用：ぶどう、メロン等の温室、ハウスの加温／夏期冷却
・純水製造用集熱器：工業用、農業用、飲料用
・放熱器／蒸発器：屋根融雪、屋根面冷却、膜体表面冷却、蒸発
・壁面冷却による恒温倉庫：冷蔵庫、茸栽培、農産物保存
・微生物栽培施設：クロレラ／スピルリナ等の栽培液の温度管理
・水耕栽培用への利用：栽培溶液の加温／冷却、液体流路付き栽培床シート
・植物人工栽培床、屋内外の空中架設栽培シートへの利用
・ウォーターキャリア搬送経路：配管シート、扁平配管、汚泥水流下フィルター
・地中埋設用シート：地中熱交換、排水、保水
・蓄熱装置：シート多重積層蓄熱ブロック
・蒸発濃縮シート：天塩製造、排液濃縮
・河川等の水草繁殖シート床：水溶性基材シート
・流水装飾ディスプレイシート
【０００６】
【従来の技術】
扁平な形状をした内部が中空のストリップと、このストリップの平坦な一方の壁と他方の壁に挟まれている、液体吸収性のある繊維質材料から構成された自然落下または自然流下する液体の移動方向を拘束するための誘道路と、この誘道路の両側に形成された誘道路に沿って延びる圧力調節空気通路とを備えた扁平配管テープは、実願平５−７３３９３号より公知となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この公開明細書に記載の液体吸収性のある繊維質材料について、本件出願人は様々な素材を用いて試作研究を続けてきた。前述の扁平配管テープの横幅は単なる選択事項であるが、横幅が拡大するにつれ残留する空気量が増え、空気溜まりを細分化することが困難となる。空気溜まりが残留したまま大きく成長すると流れが不均一となる欠点がある。
【０００８】
従って、本件出願人は、流路幅の大きい扁平配管を製作するにあたり、液体を平面状に広げた状態で流動させるためには、流体の移動経路に沿って均等な通路断面が形成されていなければならないとする認識を持つに至った。流体移動経路装置には、一対のシート材料の間に並列する帯状の隔壁要素層を介在させた規正シート（実公平７−８９９６号）を用いることを検討した。これら従来例は、一対の材料の間に形成された隙間を通じ熱媒体液を流下させ、流下する熱媒体液の流下方向を規正する構造に基づくものである。
【０００９】
この従来例によれば、流量を比較的大きく設定してもある程度の規正効果は保持される利点がある。前記従来例は、一方の基材に対し平坦なカバーシートを被せて構成されており、流量が多ければ上側のカバーシートが膨らみ変形して内圧を解放する構造が取り入れられている。しかしながら、シートは流体の大量輸送の可能性を予め考慮に入れた構成を採用してはいるものの、経路毎の流量を精度よく調整することは困難であり、各経路を流れる流体の流量（移動流体の厚み）が不均一となる欠点がある。カバーシートがだれて基材側に接触した状態と、流量が大きいことでシートが浮き上がった状態を示している。シートのだれの原因には、熱膨張によるシートの延び、および経路中の流体量の減少に伴う負圧による延びがある。また、流体の動きが停止している場合にも、経路中に残留する液体によりカバーシートが経路底に付着して経路を塞ぐ現象が認められた。こうした状況は、シートが熱交換扁平配管として使用される場合、性能（熱交換）、応答性（伝熱）にばらつきが生じ、また液体搬送用扁平配管として使用する場合には端面側での流量が不均一となる等の障害の原因をなしていた。さらに、シートは片側から加わる圧下力に弱く、構造上、荷重が加わると扁平配管は容易に閉塞を起こし、流量にアンバランスな状態が発生すると共に、この不均衡な状態は一定せず時間の経過と共に不規則に変化し、平衡した精度のよい流体の搬送管理を行えないことが経験された。
【００１０】
本発明の目的は、流体の流量が大きく変動しても、これに追随して比例的に流通断面を拡大する変形機能と、増減する内圧に順応できる自己調整作用を持たせることで破損しにくい構造にした流体規正搬送用の扁平配管を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前述した効果に加えて、流体経路同士が流体透過性のある隔壁要素を介して互いに導通し、内圧の増減に速やかに順応できる圧力分散機能を備えている流体規正搬送用の扁平配管を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、相対する扁平な壁面を持つチューブ状の形態をした配管基材と、この配管基材の相対する壁面の内壁の各々に並列に設置され間に平行する空間を形成したうね状突起とを有し、それぞれの壁面のうね状突起を相対する壁面の前記平行する空間の一部を占めるように重ね合わせ、内部に任意の断面の包囲通路を必要間隔毎に形成して構成されている。
【００１３】
【作用】
本発明の流体規正搬送用の扁平配管は任意の姿勢で設置される。具体的には、ほぼ水平または垂直に、必要に応じ勾配を持たせて設置される。
【００１４】
包囲経路の断面は、うね状突起の幅および厚みを適宜選択することで自由に設定することができる。また、包囲通路の断面は配管の側部に近いものから順に変化させることができる。
【００１５】
基材壁面は任意の方法でお互いに対し固定することができる。例えば、うね状突起を介して互いを接着することができる。接着箇所はすべての突起とせず、適当に間隔を置いて選んだうね状突起に沿って接着することができる。うね状突起を基材壁面に固定した場合、このうね状突起が液体透過性のある素材から構成されていれば、例えば、繊維質材料、連続気泡質を持つ発泡樹脂材料、各種のコンパウンド、焼結金属、多孔質セラミック等から構成されているなら、このうね状突起を介しての圧力解放が行われる。
【００１６】
一方の面状素材のうね状突起を他方の基材壁面に接着していなければ、うね状突起に直交しての屈曲に際し、その形態に応じてうね状突起は滑り移動し基材壁面は柔軟に変形でき、圧縮側の基材壁面に皺がよることはない。
【００１７】
基材壁面のうね状突起を相対する基材壁面に溶着一体化してあれば、平面的な使用形態の下で、外部から大きな荷重を受けても規正搬送手段は一体構造のものとしてこれに対抗し、容易に破損しない強靭な平面配管が形成される。
【００１８】
一方の基材壁面のうね状突起が他方の基材壁面に対し相対的に移動できる前述した例では、経路内圧の増減に伴いうね状突起は昇降動作しながら内圧に見合う位置にあって経路の左右対称性を保つことができる。このため、内圧および流速が変動しても流量平均化作用と規正効果は維持され、精度のよい流体の搬送を行える。
【００１９】
うね状突起が液体透過性を備えている場合、または前述した昇降突起構造を採用している場合、扁平配管が突然に折り曲げられたり、風により局部的な変形が生じたり、上部を人が歩行したり車両が走行することで経路に沿って急激な圧力変化が生じても、うね状突起そのものを通し、また昇降突起の上昇動作により圧力の分散が図られ、減圧と共に速やかに元の平衡状態が再現される。こうした自己調節性能を利用すれば、この流体規正搬送用の扁平配管は融雪道路、融雪歩道等の特殊な用途にも使用できることになる。
以下、添付図面に沿って本発明の流体規正搬送用の扁平配管の使用例につき具体的に説明する。
【００２０】
【実施例】
図１は、本発明に係る流体規正搬送用の扁平配管の構成例を示している。流体規正搬送用の扁平配管は、一対の基材壁面１０、１０を備えたチューブの形態をしている。各基材壁面１０は基材とこの基材上に並列に設けたうね状突起１１、１１を備え、うね状突起の間には並列する空間、すなわち流体の移動経路１２、１２が形成されている。基材壁面は、それぞれの基材壁面のうね状突起が相対する基材壁面の前記空間の一部を占めるように重ね合わされる。チューブ状の扁平配管の基材壁面は、例えば、押出し成形ダイスによりチューブ状のものとして連続的に製造できる。あるいは、シートの側面を溶着することでチューブ状に加工したり、基材シートに予めうね状突起を形成しておき、この基材シートの外側表面に樹脂層をラミネートして扁平配管に加工することもできる。
【００２１】
図示の基材壁面は、うね状突起１１が空間１２、１２の中央に位置するように組み合わせた状態を示している。従って、内部には等しい断面の包囲通路１３が等間隔に形成されている。うね状突起を横にずらして組み合わせれば、ずらした程度に見合う分だけ包囲通路１３の断面は増減する。一方の側の基材壁面のうね状突起１１の幅とうね状突起同士の間隔、および他方の側の基材壁面の空間１２の位置と幅を適宜選択すれば、任意断面の包囲通路を適当な間隔に配列した流体規正搬送用の扁平配管が得られる。
【００２２】
図２は、非拘束の基材壁面同士が内圧を受けて広がった状態を示している。この状態では、上下のうね状突起は移動する流体に対し移動方向を充分に拘束しつつ、隣接する包囲通路への流体の逃げを許しており、従って、シートは膨らみつつも局部的な膨張はなく、過剰流体による内圧は全体に均一に分散される。うね状突起と相対する基材壁面とは適当な間隔を置いて予め接着しておくことができる。
【００２３】
基材壁面１０とうね状突起１１は、異種材料から構成して差し支えない。また基材壁面も単一層から構成するのではなく、ラミネート複合層から構成することができる。基材壁面とうね状突起を同種材料から構成する場合でも、密度の異なる、保水性に違いのある、透水率に差のある材料をそれぞれの基材とうね状突起に使用し、両者の物性を変えておくことが可能である。例えば、うね状突起を保水性に富む不織布から構成し、基材を高密度不織布から構成し両者を接着して製作したり、不織布をローラ転圧して構成することもできる。図示の基材壁面は、内側がうね状突起と同種の材料からなり、外側が押出し成形によるラミネート樹脂層１４から形成されてる。
【００２４】
図３、押出し成形された基材壁面にうね状突起を溶着してなる扁平配管構造を示している。図４は、膨らんだ状態の扁平配管の断面図である。
【００２５】
図５は、扁平配管の製造装置の概略を示す平面図である。図中にて、参照番号２０は押出し成形ダイス、２１は転圧ローラを示している。押出し成形ダイス２０に送り込まれたうね状突起となるストリップ材はチューブ状に押し出される樹脂と共に転圧ローラ２１により押圧され、ストリップ材は基材壁面に対し圧着されうね状突起となる。
【００２６】
転圧量、押出し速度等の加工条件は適宜選択される。
【００２７】
図６から図８は、本発明に係る流体規正搬送用の扁平配管を使用した地中蓄熱装置の例を示している。図６は、図８の VI-VI線に沿った縦断面図である。図７は図６の VII-VII線に沿った縦断面図であり、図８は図６の VIII-VIII線に沿った横断面図である。
この地中蓄熱装置は、不透水層Ｓの上部に連続地中壁Ｗを構築し、地中壁に囲まれた地盤を開削した後、ローラ転圧作業により蓄熱材３１を敷き詰め、ローラ転圧面上に流体規正搬送用の扁平配管３０を並列に敷設し、さらに上部に蓄熱材３１を敷き詰め、上部に流体規正搬送用の扁平配管３０を敷設する作業を繰り返して多段の熱交換面３０とこの熱交換面の間に介在する蓄熱層を繰り返して形成されている。地中壁Ｗの内側には、積層工事に前後して水が散水され、全体が保水状態に保たれていることが好ましい。
【００２８】
地中壁Ｗの相対する端部側には２つの水槽３２、３３が設置され、これら２つの水槽の間をそれぞれの流体規正搬送用の扁平配管３０が連絡している。図示の例では、一方の水槽３２に投入される熱媒体は流体規正搬送用の扁平配管３０を通じて反対側の水槽３３に至り、その移動の途中に蓄熱材３１との間で熱交換が行われる。水槽内の水頭は地中壁内部の帯水位および負荷の程度により調節され、流体規正搬送用の扁平配管の流量は選択される。
この事例は、都市部において、駐車場の地下の有効利用の一策として現在検討されている。使用後、現場にビル等を構築する際においても現状復帰は容易である。
【００２９】
図９および図１０は、水路に設置した大型熱交換器の実例を示している。図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
図中にて、４０は熱媒体供給配管、４１は回収樋、４２は屈曲設置した流体規正搬送用の扁平配管、４３は吊下げ用のサポートを示している。この熱交換装置の原理は、液体／液体、液体／気体の間での熱交換に使用することができる。例えば、流体規正搬送用の扁平配管には、フィルターを通して導入される新鮮海水を通し、水路には使用済みの廃棄温海水を流せば、両者の間で効率のよい低温熱交換が行われる。
【００３０】
こうした構成において、浸漬した流体規正搬送用の扁平配管には浮力が作用するため、規模を大きくしても流体規正搬送用の扁平配管には大きな荷重は加わりにくいため、大規模な熱交換システムを構築することができる。この方式は、蓄熱水槽にも転用することができる。
【００３１】
図１１は、屋根面に流体規正搬送用の扁平配管を設置した事例を示している。この例の流体規正搬送用の扁平配管は、融雪、集熱、放熱等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体規正搬送用の扁平配管の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示す扁平配管の膨らんだ状態を示す断面図。
【図３】本発明に係る流体規正搬送用の扁平配管の他の実施例を示す断面図。
【図４】図３に示す扁平配管の膨らんだ状態を示す断面図。
【図５】押出しダイス成形による扁平配管の製造例を示す平面図。
【図６】流体規正搬送用の扁平配管を使用した地中蓄熱システムの一例を示す断面図。
【図７】図６の VII-VII線に沿った縦断面図。
【図８】図６の VIII-VIII線に沿った横断面図。
【図９】流体規正搬送用の扁平配管を使用したクロスフロー熱交換システムの具体例を示す平面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図。
【図１１】流体規正搬送用の扁平配管を屋根面に設置した事例を示す説明図。
【符号の説明】
１０    基材壁面
１１    うね状突起
１２    空間
１３    包囲通路
１４    ラミネート樹脂層
２０    押出し成形ダイス
２１    転圧ローラ
３０    流体規正搬送用の扁平配管
３１    蓄熱材
３２    水槽
３３    水槽
４０    熱媒体供給配管
４１    回収樋
４２    流体規正搬送用の扁平配管
４３    吊下げ用のサポート
【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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【図７】
0003817642.tif 000008
【図８】
0003817642.tif 000009
【図９】
0003817642.tif 000010
【図１０】
0003817642.tif 000011
【図１１】
0003817642.tif 000012