JP7486332B2 - 伝熱促進フィン - Google Patents

Description

本発明は、伝熱促進フィンに関し、特に、床下空調システムにおける床からの熱の放射効率を向上可能な伝熱促進フィンに関する。

従来、オフィスなどにおける空調の一つとして床下空調システムが知られている。床下空調システムでは、建物の基礎部に複数の支持脚を配置し、この支持脚によって基礎部の上方に床材を敷き詰めた床構造を形成し、床材と基礎部の間に形成された床下空間を空調装置からの給気の流路として利用し、床材の一部に設けた吹出口から居室に給気するように構成されている。このような床下空調では、吹出口からの給気に加え、床下空間の熱が床を介して居室の環境に影響を及ぼすことが知られている。

特開２０１８－１５９５１４号公報

しかしながら、居室を区画する床材は、敷設された場所によって温度むらが生じるため、床下空間の熱を有効に利用できていないという問題がある。一般に、敷設された床材同士の間には、施工性などを考慮した隙間が生じている場合が多く、個々の床材が独立した状態にある。このため、吹出口から吹き出された給気にさらされた床材とそうでない床材とで温度が異なり、居室を区画する床に温度ムラが生じてしまい、床から居室に対する熱の影響（熱放射）を有効に利用できていないという問題がある。
そこで、本発明では、床下空調において床からの熱放射を有効に利用可能な伝熱促進フィンを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための伝熱促進フィンの構成として、複数の床材により区画される床下空間を床下空調として利用可能な床構造に用いられる伝熱促進フィンであって、隣接する床材間の隙間に挿入され、床材の下面よりも下方に突出する挿入片と、隙間を跨ぎ、隙間を形成する床材上面に接触可能に形成された架設片とを備え、挿入片及び架設片が、床材表面の熱伝導率以上の高い素材で形成され、挿入片は、床材間の隙間への挿入時には畳まれ、床下空間内において広がる突片を備える構成とした。
本構成によれば、床下空間への給気の熱を、床下空間側から居室側への伝熱を促進することができ、居室への熱放射の効率を向上させることができる。また、挿入片が床材の下面よりも下方に突出することにより、床下空間への給気の熱を、床下空間側から居室側への伝熱をより促進することができる。
また、伝熱促進フィンの他の構成として、挿入片は、一方の面が断熱性を有することにより、床材において放射空調を積極的に利用するエリアと、利用しないエリアとを選択的にすることができる。

床構造の一実施形態を示す概略図である。 伝熱促進フィンを示す図である。 伝熱促進フィンの他の形態を示す図である。 伝熱促進フィンの配置例を示す図である。 伝熱促進フィンの配置例を示す図である。 伝熱促進フィンの他の形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、床下空調に用いられる床構造の一実施形態を示す図である。図１（ａ）に示すように、床下空調に利用される床構造は、例えば、大梁１４上に設けられたコンクリートスラブ１５に、複数の支持部材１６を立設し、この支持部材１６によって居室における床の構造部材である床下地基板（以下、単に床材という）１７が、コンクリートスラブ１５から所定距離上方に位置するように、を支持することで、コンクリートスラブ１５と床材１７との間に床下空間を形成するように構成される。床下空間には、空調装置２から延長するダクト３が開口し、所定の温度に調整された空気が給気される。

図１（ｂ）に示すように、床材１７は、四隅を４つの支持部材１６によって支持され、居室内の全体にわたり敷設される。床材１７は、敷設された状態において隣接する床材１７との間に隙間Ｇが形成されている。この隙間Ｇは、例えば、床材１７の敷設作業の作業性を考慮し、床材１７同士が密着しないようにして設けられたものである。そして、隙間Ｇには、本実施形態に係る伝熱促進フィン２０が挿入され、床材１７に伝熱促進フィン２０が挿入された上から床仕上げ材１８を敷き詰めることで居室における床面が形成される。
なお、以下の説明では、各床材１７の居室側表面１７ａが平面状に形成されているものとし、１つの床を形成するように複数の床材１７が敷き詰められた状態において、各床材１７の居室側表面１７ａが一つの平面を形成しているものとして説明する。

本実施形態に係る床材１７には、空調装置から床下空間への給気の熱を、床下空間側から居室側へと伝導可能な金属材のものが用いられる。ここでいう金属材のものとは、床下空間における熱を居室側に効率良く伝導可能なものであればよく、その形態として従来の床材として利用されるパーティクルボード等のシートパネル、捨貼り材（合板等）等の木材を鋼材、アルミニウムなどの軽金属等の金属板で包んだものや、床材１７そのものを鋼材、アルミニウムなどの軽金属等の金属材で形成したものであっても良い。即ち、床材１７の表面が熱伝導のよい金属材であれば良い。
本実施形態では、床材１７は、図１（ｂ）に示すように、正方形のものとして示すが、これに限定されず他の矩形状、或いは、矩形形状以外の多角形状等、床に敷き詰め可能な形状であれば良い。
これにより、空調装置２から床下に吹き出された給気の有する熱を有効に利用することができる。

図２は、伝熱促進フィン２０の外観斜視図及び設置形態を示す図である。図２（ｂ）に示すように、伝熱促進フィン２０は、隣接する床材１７；１７により形成された隙間Ｇの延長方向に沿って挿入可能に形成される。ここでいう隙間Ｇの延長方向とは、床材１７の辺の延長する方向をいう。この隙間Ｇの延長方向を伝熱促進フィン２０における長手方向という。伝熱促進フィン２０は、長手方向と直交する断面形状がＴ字状に形成され、隙間Ｇに挿入される挿入片２２と、隣接する床材１７；１７を跨ぎ、居室側の表面（以下、居室側表面という）１７ａ；１７ａに架設される架設片２４とを備える。

挿入片２２は、床材１７に対して垂直方向に挿入可能に一方長尺の平板矩形状に形成される。
架設片２４は、挿入片２２を隙間Ｇに挿入した状態で、隙間Ｇを形成する一組の床材１７；１７の居室側表面１７ａ；１７ａに接触可能に挿入片２２と一体的に形成される。なお、挿入片２２と架設片２４は、それぞれ別体で形成した後に一体化したものであっても良い。また、挿入片２２及び架設片２４の長尺方向は、同じとし、その長さをＬ２０として説明する。

架設片２４は、床材１７の居室側表面１７ａに接触する接触面２４ａと、床仕上げ材１８が載置される載置面２４ｂとを有する板状に形成される。なお、図２では、架設片２４の接触面２４ａ及び載置面２４ｂをそれぞれ平面状に示してあるがこれに限定されない。

接触面２４ａは、床材１７の居室側表面１７ａに対応した形状、即ち、居室側表面１７ａと面接触可能にすると良い。本実施形態では、床材１７の居室側表面１７ａが平面状であるので、接触面２４ａの形状も平面状として示した。なお、床材１７の居室側表面１７ａを平面状として説明したが、伝熱促進フィン２０を隙間Ｇに挿入し、接触面２４ａを床材１７の居室側表面１７ａに接触させたときに、載置面２４ｂが居室側表面１７ａと面一の高さになるように、床材１７の居室側表面１７ａの周囲を他の部分よりも窪むように床材１７を形成しても良い。
また、本実施形態では、載置面２４ｂは、接触面２４ａと平行の平面状としたがこれに限定されず、床仕上げ材１８が載置されることを考慮して、例えば、図３に示すように、居室側表面１７ａと滑らかに連続するように球面状などの曲面形状としても良い。
また、図示しないが、例えば、伝熱促進フィン２０を図２に示すように形成したときに、床材１７と伝熱促進フィン２０とが面一となるように、床材１７において架設片２４が載置される範囲を他の部分よりも窪ませるようにしても良い。

伝熱促進フィン２０は、挿入片２２の厚さｔ２２が、床材１７；１７の間に生じうる隙間Ｇよりも狭く、架設片２４の幅Ｗ２４が隙間Ｇよりも広く形成されていれば良い。
また、架設片２４の厚みｔ２４や接触面２４ａの面積は、適宜設定すれば良く、例えば、伝熱促進フィン２０を形成する素材の熱伝導率に応じて設定したりすれば良い。

また、伝熱促進フィン２０は、例えば、図４に示すように一つの床材１７の４方を囲むように床材１７の周囲の隙間Ｇに配置したときに、架設片２４；２４同士が互いに干渉しないように架設片２４の形状を設定すると良い。図４では、図２に示す形状の伝熱促進フィン２０のみにより、一つの床材１７の４方に配置したものを示しており、この場合では、架設片２４；２４同士が互いに干渉しないように伝熱促進フィン２０の長さＬ２０が床材１７の辺の長さＬ１７よりも短く設定している。

なお、伝熱促進フィン２０における架設片２４の形状は、図２（ｂ）に示す平面視における矩形状に限定されない。例えば、架設片２４により隙間Ｇを閉塞可能なように、架設片２４の形状に複数種類用意しても良い。
また、伝熱促進フィン２０は、１つの隙間Ｇに１つを挿入するのではなく、床材１７の辺の長さＬ１７よりも短い長さのものを複数挿入するようにしても良い。

伝熱促進フィン２０は、挿入片２２の長手方向の長さＬ２２及び架設片２４の長手方向の長さＬ２４を同じものとして説明したが、これに限定されず、挿入片２２の長さＬ２２を架設片２４の長さＬ２４よりも長くしたり、短くしたりしても良い。

挿入片２２の隙間Ｇへの挿入長さＤ２２は、架設片２４が位置ずれしない程度の長さ、例えば、床材１７の厚みｔ１７よりも短くても良く、好ましくは、床材１７の厚みｔ１７よりも長くすると良い。

伝熱促進フィン２０の素材には、少なくとも床材１７の表面を形成する素材と同等以上の伝熱性を有するものが好ましい。即ち、床材１７の表面を形成する素材の熱伝導率よりも、熱伝導率が高い素材が好ましい。

以下、伝熱促進フィン２０の作用について説明する。
空調装置２から床下空間に供給された給気の熱により、床下空間が温め、或いは冷却される。給気により温め、或いは冷却された床下空間の空気は、床下空間を区画する床材１７の床下側表面１７ｂに熱を伝達する。床材１７の床下側表面１７ｂに伝達された熱は、床材１７内において床下側表面１７ｂ側から居室側表面１７ａへと伝導される。居室側表面１７ａ側に伝導された熱は、伝熱促進フィン２０が挿入された隙間Ｇを形成する一方の床材１７から他方の床材１７へと伝熱促進フィン２０を介して伝達される。

このように、伝熱促進フィン２０を介して隣接する床材１７に熱を伝導することにより、例えば、床下空間における温度にむらがあった場合でも床材１７同士の温度を均一化することができ、居室全体に対して放射熱を作用させることができる。

図５は、伝熱促進フィン２０の他の配置形態を示す図である。同図では、図１に示したように、空調装置２から延長し、床下空間に開口するダクト３に、例えば、さらにソックダクト５を接続し、ソックダクト５から床下空間に給気するようにした場合を示している。ソックダクト５は、オフィスなどの居室において机７が配置されたその下に位置するように設けられている。このような場合、机７とともにソックダクト５を囲むように、伝熱促進フィン２０を配置することにより、居室において必要とされる範囲にのみ、熱放射を作用させることができる。

また、各伝熱促進フィン２０の挿入片２２の挿入長さＤ２２を、床材１７を十分に突き抜ける長さに設定することにより、机７が配置された領域の放射熱をより効果的に作用させることができる。
即ち、伝熱促進フィン２０の挿入片２２が、図２（ｃ）中のｘで示すように、床材１７の下面である床下側表面１７ｂよりも下方に突出し、床下空間に進入する長さを長くすることにより、空調装置２から床下空間への給気との接触面積が増加し、給気の熱を伝熱促進フィン２０に多くの熱量を得られ、吹出口以外の放射環境を付加、促進させることができる。
ここでは、ソックダクト５を囲むように伝熱促進フィン２０を設けるものとして説明したが、ソックダクト５を設けずに、ダクト３から吹き出された給気を囲むように設けても良い。

なお、上記実施形態では、伝熱促進フィン２０の挿入片２２を平板状に形成するものとしたが、これに限定されず、波板状等適宜変更すれば良い。また、例えば、図６（ａ）に示すように、伝熱促進フィン２０の挿入片２２に突片２６を設けても良い。突片２６の数量は、図６（ａ）に示すものに限定されず適宜変更しても良い。各突片２６は、図６（ａ）の拡大図に示すように、ヒンジ機構などにより挿入片２２と結合し、挿入片２２に対して回転可能に設けることにより、隙間Ｇへの挿入時には、挿入片２２に沿って延長し、挿入後には、突片２６の自重によって回転し、突片２６が挿入片２２に接触することにより、挿入片２２の表面積を広げることができる。このように、挿入片２２に突片２６を形成することにより、床下空間における給気との接触面積をより広げることができるので、床下空間の給気から熱を多く吸収し、吸収した熱を伝熱促進フィン２０が接触する床材１７の居室側表面１７ａに伝達することができるので、居室への放射熱の作用をより促進することができる。
また、伝熱促進フィン２０は、図６（ｂ）に示すように、挿入片２２の一方の面に、熱伝達（導）を妨げるような断熱シート２３を張り付けても良い。なお、挿入片２２の一方の面に、熱伝達（導）を妨げるものであれば、断熱シート２３に限定されない。また、断熱シート２３のように別体とせず、挿入片２２を形成時に、一方の面側を熱伝達（導）の良い素材により形成し、他方の面側を熱伝達（導）を妨げる素材により一体的に形成しても良い。なお、言うまでもないが、一方の面側を熱伝達（導）の良い素材は、架設片２４を形成する。即ち、挿入片２２の一方の面が断熱性を有することにより、敷設された床材１７において放射空調を積極的に利用するエリアと、利用しないエリアとを選択的にすることができる。

また、上述の説明では、床材１７の敷設に伴って床材１７の周囲に隙間Ｇが形成されるものとして説明したが、伝熱促進フィン２０が床下空間に挿入されることによって得られる効果を考慮すれば、床材１７同士の間に隙間Ｇがない場合であっても意図的に床材１７；１７間に隙間Ｇを設けて伝熱促進フィン２０を挿入するようにしても良い。

１４ 大梁、１５ コンクリートスラブ、１６ 支持部材、１７ 床下地基板；床材、
１７ａ 居室側表面、１７ｂ 床下側表面、１８ 床仕上げ材、２０ 伝熱促進フィン、
２２ 挿入片、２４ 架設片、２４ａ 接触面、２４ｂ 載置面、Ｇ 隙間。

Claims (2)

1. 複数の床材により区画される床下空間を床下空調として利用可能な床構造に用いられる伝熱促進フィンであって、
   隣接する前記床材間の隙間に挿入され、床材の下面よりも下方に突出する挿入片と、
   前記隙間を跨ぎ、前記隙間を形成する床材上面に接触可能に形成された架設片と、
   を備え、
   前記挿入片及び前記架設片が、前記床材表面の熱伝導率以上の高い素材で形成され、
   前記挿入片は、前記床材間の隙間への挿入時には畳まれ、床下空間内において広がる突片を備えることを特徴とする床構造に用いられる伝熱促進フィン。
2. 前記挿入片は、一方の面が断熱性を有することを特徴とする請求項１に記載の伝熱促進フィン。