JPS6227332B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は凝固または硬化可能な媒体中に配置さ
れたプラスチツクス材製の管を含んでなり、該管
位置を下床構造に対して保持部材により固定して
なる、特に床加熱設備に適する、熱伝達設備に関
する。

（従来の技術） 上述の種類の熱伝達設備は公知である。この種
の熱伝達設備は、また広域熱伝達設備とも呼ば
れ、例えば低温加熱設備、特に床加熱設備に関連
して用いられる。この種の設備においては、例え
ば粗コンクリートのような断熱層が一般に下床構
造に設けられ、プラスチツクス材の管取付用の保
持部材が断熱層に金属棒等により固定されてい
る。

複数のプラスチツクス管または１つの長尺管を
対応する保持部材に配置後、プラスチツクス管を
保持部材ともどもセメント層のような床仕上材に
埋込む。管は通常ポリプロピレンまたはポリエチ
レンにより平滑につくられ、断熱層上に保持部材
により螺旋状、曲りくねり状またはループ状に配
置されている。従前使用されている管は主として
円形断面であつた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の伝熱設備では種々の欠点があつた。すな
わち床仕上材が凝固または硬化によつて収縮する
ため、床仕上層に埋設されたプラスチツクス管の
回りに空隙が発生し、このような空隙は管から床
仕上材への熱伝達を著しく減少し、そのために設
備の熱効率を低下せしめる。この欠点は特に低温
加熱設備のような加熱設備において著しく、かか
る設備は低温度で作動しておりかつ熱伝達が乏し
いとより高い熱出力、すなわちより高温の供給を
必要とする。低温加熱設備はしばしばヒートポン
プとともに用いられており効率の低下を加熱エネ
ルギを高めることによつて補うというわけにはい
かない。

プラスチツクス管および床仕上材間にできる空
隙は更に床仕上材および管間の総形締めおよび／
またはしまりばめ結合の形成を妨げそのために床
仕上材および管のプラスチツクス材間の膨脹係数
の違いの結果として、熱伝達設備の起動および停
止時並びに制御操作を行つたときに管が床仕上材
に対して繰返し移動するようになる。かかる管の
床に対する繰返し運動は時とともに管に損傷をき
たすことになる。

このような事情に鑑みて、本発明は床仕上材が
凝固による収縮でこの床仕上材の層に埋設された
熱媒体を通す管の回りに形成される空隙によつて
発生する熱伝達の損失を防止するようにした熱伝
達設備を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、熱媒体を内
在させるプラスチツクス製の管を埋設する媒体
が、凝固による収縮で前記管との回りに空隙を形
成するコンクリート材又はその相当物でなり、 さらに、前記管は楕円又は長円形状の管断面を
有し、前記熱媒体が及ぼす内圧力で管を変形可能
としたことを特徴としている。

（作用） プラスチツクス管の管断面が楕円または長円形
状とは次のことを意味する。すなわち、熱伝達設
備の作動時に、管の内面に管内を通過する熱伝達
媒体により圧力が作用し、かかる圧力は惰円断面
を変形する。熱伝達媒体により作用する内圧は、
楕円管断面を変形し、最も曲率半径の大きい管領
域において特に変形して管の各面は硬化した床仕
上材の面の対応する領域にしつかりとかつ強く押
付けられる。大曲率半径を有する管領域は管周面
のより大きな部分を占めるので、この配置により
プラスチツクス管および床仕上材間の熱伝達が実
質的に高められる。これにより更に床仕上材およ
び管間のしまりばめ結合がなされ、これは設備加
熱作動時における床およびプラスチツクス材料間
の膨脹係数の差に由来する床仕上材内での管の制
御されない付加的なクリープを防止することにな
る。

実施例 以下本発明の熱伝達設備の好ましい実施例を添
付図面を参照して説明しその特徴を明らかにす
る。

床加熱設備として用いた熱伝達設備の基本構造
を第１図および第２図を参照して説明する。適宜
な断熱材、好ましくはスチロポール
（Styropor）、からなる断熱層２を下床構造１、
例えば粗コンクリート、上に設ける。固定バー３
を断熱層上に互いに所定の間隔で所定の配置とし
ている。バー３は例えば金属からなり保持部材４
を受入れるようになしている。保持部材４はいか
なる所望形状としてもよく、プラスチツクス製の
管５を引用数字６で示す床仕上材を付与する前に
固定する。この配置において、管５を好ましくは
保持部材またはクリツプ部材４によりクランプす
ることにより設けて床仕上層６を設ける前に管を
例えば第５図に示すような蛇行状に屈曲させて配
置する。第５図は管５の可能な配置方法の例を示
すのみであり、管５は所望により個々の管を連結
して構成するか、あるいは長尺管から構成する。
保持部材またはクリツプ部材４の配置もまた単に
例示的に示している。床仕上層６を施工しかつ床
仕上材が硬化した後にいかなる所望の床被覆７を
その表面に設けてもよい。ここに述べた熱伝達設
備の構造は公知である。

第１図に示す実施例では、惰円形断面の管を保
持部材４内に次のように嵌合させる。管断面の長
軸を下床構造面、すなわち管５を設けた面、に直
交させる。しかして、その直線領域（第２図に符
号Ａで示している）にわたり、管５は断熱層２上
を次にように延在する。管断面の長軸は領域Ａに
わたり、変形することなく、下床構造１に直交し
ている。管断面の長軸は更に管の曲り領域Ｂにわ
たり下床構造１に直交している。管をこのように
置くときには、楕円管がその長軸を下床構造に直
交させているために、円形環状断面管を置く従来
方法に比較して、領域Ｂでの管の曲りを容易とす
る。第５図に示す方法に類似して管を置くために
従来の円形環状断面管では、例えば温水を通過さ
せて加熱して、管を領域Ｂにおいて曲げていた
が、第１図に示す配置形状の楕円形状管は加熱す
ることなくまたは僅かに加熱して配置することが
できる。

よつて、床仕上材内の管配置を断面の長軸が下
床構造に直交する縦形楕円管を用いたときには、
床仕上施工前の管の据付時に管の曲げ作業を容易
に行なえるとともに次のような作用・効果を奏す
る。

床仕上材の凝固による収縮により、床仕上材の
層６と楕円管５との間で楕円管５の外周回りにほ
ぼ均一な環状の空隙部分が形成されている。

ここで、楕円管５の管断面が上記縦形楕円であ
ると、管の内面に作用する熱媒体圧力により管の
上下方向の２つの頂点領域で内方へ圧力を受け、
その部分の管直径が減少して床仕上材との関連に
おいて空隙が形成される。

一方、水平方向の大曲率半径の管領域内では、
逆に外方へ圧力を受け、管の直径の増大により空
隙は阻止され、この部分の管領域は床仕上層６に
密着することになる。

したがつて、管内の熱媒体は下床構造側への熱
伝達は空隙によつて、ほぼ阻止され、管の水平方
向の左右から熱媒体の熱が伝達され、蛇行状に配
置された管と管との間の床仕上層６部分が暖めら
れ、この熱は床仕上層６の上部に拡散していく。

また、管上方の頂点での熱伝達は空隙のため弱
められるので、管配置に沿つてその上面部分のみ
が熱せられるという従来の欠点を解消して床表面
を均一な温度に暖めることができる。

このような縦形楕円管の特徴に対し、管の長軸
が下床構造の面に平行し、水平方向に扁平な横形
楕円管の場合には、従来のような円形の環状断面
を有する管に比較すれば楕円管であるため管断面
が熱媒体により変形する点から管の上下方向の大
曲率半径の管領域で空隙部分が阻止され、床仕上
層６に密着するので、熱伝達効率を向上させるこ
とができる。

しかし、縦形楕円管と比較した場合には、横形
楕円管では、管上方への熱伝達が得られるものの
管底部側の大曲率半径部分が床仕上材に密着して
下床構造側へ熱媒体の熱を伝達する。この熱伝達
は床表面を暖める床加熱暖房には意味がなく、熱
伝達効率の面からはマイナスに作用し、さらに均
一の床表面温度を形成する点においても、横形楕
円管は管上方の大曲率半径部分が床仕上材の上部
に密着した部分に熱伝達が集中するので、縦形楕
円管より床加熱設備としての性能は低下する。

第１図に示すクリツプ部材４は管５をバー３に
固定するものであり、アーム４ａ，４ｂにより管
をクランプしかつ管５を引用数字４ｃで示すクリ
ツプの基礎部分に対し保持する。クリツプ部材４
は例示的に示すもので他の所望形状の保持部材を
用いてもよい。第１図に示す実施例では、管の長
軸がその置かれている面に直交している縦形楕円
管なので、管の長軸が下床構造の面に平行し、水
平方向に偏平する横形楕円管に比較して必要なク
リツプ部材はその幅を狭くすることができる。な
お、床仕上層６を施工し硬化後、クリツプ部材は
もはや何ら機能せず床仕上層６の施工前に管５を
断熱層２に固定するためにのみ用いられる。

第３図および第４図に管５の他の実施例を示
す。管の軸線に沿い、管に周辺リングまたはリブ
８を互いに所定の間隔をもつて好ましくは管５上
にその一体の部品として形成する。この種のリブ
８を設けることによつて管５およびその上に施工
された床仕上層６間に床仕上材の硬化後に付加的
な積極的結合がもたらされ、特に管５の床仕上層
６に対する制御されない伸張を防止する。

したがつて、管の長手方向に離隔配置した付加
的なリブは設備加熱作動時における床およびプラ
スチツクス材料間の膨脹係数の差に由来する管の
クリープ現象に対して熱変形を防止する効果があ
る。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように、本発明
はコンクリート材又はその相当物である床仕上材
が凝固による収縮で床仕上材の層に埋設された熱
媒体を通す管の回りに形成された空隙によつて熱
伝達効率を低下させてしまうという欠点を解消す
るため、上記管の管断面を楕円または長円形状の
構成とし、管断面形状が管内の熱媒体による熱圧
力によつて変形することを利用して、管の大曲率
半径部分の管領域側に空隙部分をなくして床仕上
材に密着させるので、従来の円形断面のプラスチ
ツクス管を用いた床加熱設備に比較して熱伝達効
率が向上し、低供給温度でもつて同じ床面温度を
得るとともに、床表面温度をより均一に保つこと
ができ、プラスチツクス管および床仕上層間の熱
伝達を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱伝達設備の構造の断面図、第２図は
保持部材付の配置管の部分図、第３図は管の好ま
しい他の実施例を示し、第４図は第３図の−
線に沿う断面図である。 １……下床構造、２……断熱層、３……固定バ
ー、４……保持部材、５……管、６……床仕上
層、８……リング、Ａ……直管領域（主要伸長
部）、Ｂ……曲り領域（屈曲部）、Ｓ……頂点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凝固または硬化可能な媒体６中に配置され温
   水等の熱媒体を内在させるプラスチツクス材製の
   管５を含んでなり、該管が蛇行状に配置され主要
   伸長部Ａと屈曲部Ｂを下床構造上に形成してなる
   床加熱設備としての熱伝達設備において、 前記媒体６が凝固による収縮で前記管５との回
   りに空隙を形成するコンクリート材又はその相当
   物でなり、さらに 前記管５は惰円又は長円形状の管断面を有し、
   前記熱媒体が及ぼす内圧力で変形可能としたこと
   を特徴とする熱伝達設備。 ２ 管５はその断面の長軸を下床構造１の面に直
   交させて組み立てられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の熱伝達設備。 ３ 管５がその周面まわりに延在するリング８を
   具備し、該リングが互いに間隔をあけて設けられ
   ている特許請求の範囲第１項又は２項記載の熱伝
   達設備。 ４ 前記リング８が管５に一体形成されている特
   許請求の範囲第３項記載の熱伝達設備。