JP2020085320A - 断熱ダクト、断熱ダクトの製造方法、及び、断熱ダクトの据付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本願は、内側に断熱材を取り付けた断熱ダクトを適切に連結可能とする技術を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、断熱ダクトであって、開口の縁にフランジを有するダクト本体と、ダクト本体の内面に接合される柔軟な樹脂発泡体を有する断熱シートと、を備え、断熱シートの端部は、ダクト本体の開口の縁からフランジ側へ延設されている、断熱ダクトである。【選択図】図１

Description

本発明は、断熱ダクト、断熱ダクトの製造方法、及び、断熱ダクトの据付方法に関する。

断熱システムには、空気の経路を形成する断熱ダクトが用いられている（例えば、特許文献１−５を参照）。

特開平８−１７８４０４号公報 特開２００１−１８０２５０号公報 特開２０１８−９６５７０号公報 特開２００７−２１２１１４号公報 特開２０００−１７１０８５号公報

ダクトには、結露や騒音を抑制する目的で断熱材が取り付けられる場合がある。このような断熱材は、通常、ダクトの外側に取り付けられる。そして、ダクトの外側に取り付けられる断熱材としては、グラスウール、石綿、ウレタンフォームなどが挙げられる。しかし、石綿は発癌性の懸念により近年は使用されず、ウレタンフォームは作業性が悪いことから、グラスウールの使用が主流である。また、例えば、空調システムや排煙システムの空気の経路は、通常、ダクト同士を現場で連結しながら据え付けることにより形成される。よって、断熱材をダクトの外側に取り付ける場合、通常は、まず最初にダクトを現場に据え付けた後に、断熱材の取付作業を現場で行うことになる。ダクトは、通常、天井裏のような狭小空間に取り付けられるため、狭小空間で行うこのような断熱材の取付作業は容易でない。

そこで、例えば、ダクトに断熱材を予め取り付けておくことも考えられる。しかし、ダクトは、現場で連結されながら据え付けられるので、例えば、断熱材をダクトの外側に予め取り付けておくような場合であっても、連結部分については断熱材を不可避的に現場で取り付けることになる。また、例えば、断熱材をダクトの内側に予め取り付けておくような場合には、連結されたダクトの内側に作業者が手を入れることが難しいため、連結部分における断熱欠損を防ぐための処置や、連結部分を起点とした断熱材の脱落を防ぐための処置を採ることが難しい。

そこで、本願は、内側に断熱材を取り付けた断熱ダクトを適切に連結可能とする技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明ではダクト本体の内面に接合される柔軟な断熱シートの端部を、ダクト本体の開口の縁からフランジ側へ延設することにした。

詳細には、本発明は、断熱ダクトであって、開口の縁にフランジを有するダクト本体と、ダクト本体の内面に接合される柔軟な樹脂発泡体を有する断熱シートと、を備え、断熱シートの端部は、ダクト本体の開口の縁からフランジ側へ延設されている。

このような断熱ダクトであれば、フランジに他の部品のフランジが締結されると、断熱シートの端部がフランジ同士に挟まれる状態となる。このため、断熱シートの端部が剥がれない。したがって、当該断熱ダクトであれば、連結部分を起点とした断熱シートの脱落が発生しない。また、当該断熱ダクトであれば、断熱シートが、ダクト本体の開口の縁からフランジ側へ延設されているので、連結部分における断熱欠損を防ぐための処置も不要である。したがって、当該断熱ダクトであれば、内側に断熱材を取り付けた断熱ダクトを適切に連結可能である。

なお、ダクト本体は、直線状の端辺を複数有する内面を有し、フランジは、複数の内面の端辺に対応する複数の第１部分と、隣り合う第１部分同士を連結する第２部分とを有しており、断熱シートの端部は、端辺から第１部分側へ折り曲げられており、第２部分には、該第２部分の両側において第１部分側に折り曲げられている断熱シートの端部同士の間を埋めるための断熱材の小片が接合されていてもよい。このような断熱ダクトであれば、フランジ同士の連結部分における気密性が向上する。

また、断熱シートは、樹脂発泡体の断熱層と、断熱層の一方の面に形成される粘着層と、断熱層の他方の面に形成される金属箔層と、を有しており、粘着層がダクト本体の内面に接触する状態でダクト本体の内面に貼着されていてもよい。このような断熱ダクトであれば、金属箔層がダクトの内面を形成するため、断熱シートがダクト内で脱落しにくい。

また、ダクト本体は、縁が表面から立ち上がることにより被嵌合部を形成する第１の板材と、被嵌合部が嵌る溝状の嵌合部を縁に形成する第２の板材とを組み合わせることによって形成されており、第１の板材には、断熱シートの一部を形成する第１断熱シートの縁が被嵌合部に沿って接合されており、第２の板材は、第１の板材に接合された第１断熱シートの縁を嵌合部で押圧する状態で第１の部材に組み合わされていてもよい。また、第２の板材は、少なくとも嵌合部のダクト内面を形成する部分に、断熱シートの一部を形成する第２断熱シートが接合されており、該第２の板材に接合されている該第２断熱シートと、第１の板材に接合されている第１断熱シートとが接触するように設けられていてもよい。このような断熱ダクトであれば、ダクト自体の気密性が向上する。

また、断熱材の小片は、第２部分の両側において第１部分側に折り曲げられている断熱シートの端部に密着する状態で配置されていてもよい。このような断熱ダクトであれば、フランジ同士の連結部分における気密性が向上する。

また、第２部分には、ネジ穴が形成されており、断熱材の小片は、ネジ穴よりも開口側に配置されていてもよい。このような断熱ダクトであれば、フランジ同士が締結された場合に小片が断熱シート側へ押されるので、フランジ同士の連結部分における気密性が向上する。

また、断熱シートの厚さは、１０ｍｍ以下であってもよい。このような断熱ダクトであれば、フランジ同士の締結が容易である。

また、樹脂発泡体は、発泡倍率が２０〜４０倍の発泡体であってもよい。このような断熱ダクトであれば、断熱性能と強度との両立が可能である。

また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、直線状の端辺を複数有する内面を有し、該複数の内面の端辺により多角形の開口を形成し、該開口の縁にフランジを有するダクト本体と、該ダクト本体の内面に接合される柔軟な断熱シートと、を備え、該断熱シートの端部が該ダクト本体の開口の縁から該フランジ側へ延設され
ている断熱ダクトの製造方法であって、内面の端辺に対応するフランジの第１部分が形成された板材に断熱シートを接合する第１の工程と、断熱シートが接合された板材を組み合わせる第２の工程と、組み合わさった板材の第１部分同士を、フランジの第２部分で連結してフランジを形成する第３の工程と、を有する断熱ダクトの製造方法であってもよい。

また、本発明は、断熱ダクトの据付方法であって、開口の縁にフランジを有するダクト本体の内面に、柔軟な樹脂発泡体製の断熱シートを接合した断熱ダクトを用意し、ダクト本体の内面の縁からフランジ側へ延設されている断熱シートの端部を間に挟んだ状態で、フランジと他の機器のフランジとを締結する断熱ダクトの据付方法であってもよい。

上記の断熱ダクト、断熱ダクトの製造方法、及び、断熱ダクトの据付方法であれば、内側に断熱材を取り付けた断熱ダクトを適切に連結可能である。

図１は、実施形態に係る断熱ダクトを示した図である。 図２は、断熱ダクト同士を連結する様子を示した図である。 図３は、断熱ダクトの連結部分を示した図である。 図４は、断熱ダクトを図３において符号Ａ−Ａで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。 図５は、断熱ダクトを図３において符号Ｂ−Ｂで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。 図６は、断熱ダクトを図３において符号Ｃ−Ｃで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。 図７は、断熱ダクトを図５において符号Ｄ−Ｄで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。 図８は、断熱ダクトの製造工程を示した第１の図である。 図９は、断熱ダクトの製造工程を示した第２の図である。 図１０は、被嵌合部と嵌合部との嵌合状態を示した図である。 図１１は、ダクト内静圧とリーク量との関係を表したグラフである。 図１２は、断熱性能の理論値を算出する際の計算条件を示した表である。 図１３は、ダクト表面温度の理論値を比較して示したグラフである。 図１４は、ダクト表面における結露発生湿度の理論値を比較して示したグラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態を例示するものであり、本発明の技術的範囲を以下の形態に限定するものではない。

図１は、実施形態に係る断熱ダクトを示した図である。断熱ダクト１は、ビルディングや工場等に設置されるダクトであり、板金を矩形の筒状に形成した金属製のダクト本体２によって、ダクト本体２内に空気の経路となるダクト内部空間２Ｎを形成する。断熱ダクト１が用いられるシステムは、断熱ダクト１やダンパ、送風機、熱交換器、その他各種のシステム部品を組み合わせて構築される。よって、断熱ダクト１には、システムを構成するシステム部品と連結するためのフランジ３がダクト本体２の開口に設けられている。

なお、図１では、断熱ダクト１の長手方向の開口付近のみが図示されているが、断熱ダクト１は、適宜の長さを有している。また、図１では、直管の断熱ダクト１が図示されているが、本実施形態に係る断熱ダクトは、空気の経路を曲げるために用いられる曲管であってもよいし、その他の形状の断熱ダクトであってもよい。また、断熱ダクト１は、極め
て短い直管であってもよい。また、断熱ダクト１は、角丸ダクトやその他形状のダクトであってもよい。よって、フランジ３が設けられるダクト本体２の開口は、ダクト本体２の長手方向の端部とは限らない。

断熱ダクト１は、内側に断熱材を有する断熱ダクトであり、ダクト本体２の内面を形成する４つの面に断熱シート４が各々貼着されている。断熱シート４は、柔軟な樹脂発泡体を主要な構成材料とする断熱シートであり、ダクト本体２の内面に貼着されている他、ダクト本体２の内面の縁からはみ出て延設されている部分であるダクト本体２の端部が、フランジ３側に折り曲げられてフランジ３に貼着されている。よって、断熱シート４には、ダクト本体２の内面に貼着される内面部分４Ｎと、フランジ３に貼着されるフランジ部分４Ｆとが存在する。断熱シート４は、要求される断熱性に合わせて適宜の厚さのものを自由に選択可能であり、通常は２ｍｍ以上の厚さが適用される。断熱シート４の厚さは、例えば、１０ｍｍ以下が好適であり、好ましくは６ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下である。断熱シート４の厚さが厚すぎると、ダクト内の流路面積が狭まって圧力損失が大きくなるためである。なお、断熱シート４の厚さは、これらに限定されるものでなく、例えば、断熱シート４の厚さを考慮してダクト本体２の寸法を設計すれば、厚さが１０ｍｍより大きい断熱シート４を適用することも可能である。

なお、断熱シート４は、柔軟な樹脂発泡体の断熱層と、断熱層の一方の面に形成される粘着剤の層と、断熱層の他方の面に形成されるアルミ箔の層とを有している。アルミ箔自体は荷重を受けると延性破壊しやすいため、アルミ箔の層は、繊維や薄い樹脂フィルムで補強されている。そして、本実施形態では、粘着剤の層が剥離紙で覆われた状態でメーカーから提供されたものを断熱シート４として用いている。よって、本実施形態では、断熱シート４を板金に貼着する形態を採っており、アルミ箔の層がダクト内部空間２Ｎに露出する形態となっている。しかし、断熱シート４は、例えば、溶着、吸着、その他各種形態の方法を用いて接合されてもよい。

また、断熱ダクト１は、フランジ３にある４つの角の付近に小片５が貼着されている。小片５は、断熱シート４と同様の素材であり、柔軟な樹脂発泡体を有する断熱材である。小片５は、直角二等辺三角形の小片であり、小片を形成する３つの辺のうち互いのなす角度が直角な２つの等辺がそれぞれフランジ部分４Ｆに接する状態でフランジ３に貼着される。そして、小片５は、ネジ孔６の位置に重ならない大きさとなっている。よって、小片を形成する３つの辺のうち残りの１つの辺は、フランジ３に設けられているネジ孔６よりも断熱ダクト１の内側寄りに位置している。

図２は、断熱ダクト１同士を連結する様子を示した図である。断熱ダクト１は、例えば、図２に示されるように、他の断熱ダクト１と連結可能である。この場合、各断熱ダクト１の端部にあるフランジ３同士がボルトとナット等のネジ類で締結されることにより、断熱ダクト１同士が連結されることになる。

ところで、上述したように、フランジ３には、ダクト本体２のフランジ部分４Ｆ及び小片５が貼着されている。よって、各断熱ダクト１の端部にあるフランジ３同士がボルトで締結されると、フランジ部分４Ｆと小片５は、以下のような状態になる。

図３は、断熱ダクト１の連結部分を示した図である。各断熱ダクト１の端部にあるフランジ３同士がボルト７とナット８で締結されることにより、断熱ダクト１同士が連結されると、図３に示されるように、フランジ部分４Ｆ同士及び小片５同士が互いに密着した状態になる。以下、断熱シート４によって形成される断熱ダクト１の断熱構造について、図３において、符号Ａ−Ａで示す二点鎖線、符号Ｂ−Ｂで示す二点鎖線、及び、符号Ｃ−Ｃで示す二点鎖線における断面図を参照しながら説明する。

図４は、断熱ダクト１を図３において符号Ａ−Ａで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。空気が流通するダクト内部空間２Ｎは、図４に示されるように、ダクト内部空間２Ｎの内面を構成する４つの何れの面においても、断熱シート４によって断熱されている。よって、ダクト内部空間２Ｎを通る空気は、断熱シート４が省略されているダクトに比べると、断熱ダクト１の周囲にある空気から熱的な影響を受けにくい。したがって、例えば、断熱ダクト１が空調システムに用いられる場合において、空調システムが暖房の状態で運転されている場合、ダクト内部空間２Ｎを通過する温風は、断熱シート４が省略されているダクトに比べると、断熱ダクト１の周囲にある空気から受ける熱的な影響による温度の降下が生じにくい。また、例えば、空調システムが冷房の状態で運転されている場合、ダクト内部空間２Ｎを通過する冷風は、断熱シート４が省略されているダクトに比べると、断熱ダクト１の周囲にある空気から受ける熱的な影響による温度の上昇が生じにくい。したがって、断熱ダクト１を用いた空調システムであれば、空調対象の空間を適切に空気調和可能であり、また、断熱ダクト１を空気が通過する過程で生じる熱的な損失も抑制可能である。

更に、断熱ダクト１であれば、ダクト内部空間２Ｎと断熱ダクト１の周囲との間が断熱シート４によって断熱されているため、例えば、ダクト内部空間２Ｎを断熱ダクト１の周囲より低温の空気が通過する場合であっても、ダクト本体２の外表面は、断熱シート４が省略されているダクトに比べて、断熱ダクト１の周囲の空気との間で温度差が生じにくい。よって、断熱シート４の断熱性能にもよるが、断熱ダクト１であれば、断熱シート４が省略されているダクトに比べて、ダクト本体２の外表面に生じる結露の発生量を著しく抑制することが可能である。特に、断熱ダクト１は、ダクト本体２の内側に断熱シート４を接合した内断熱構造であるため、ダクトの周囲にグラスウール等の繊維系断熱材を取り付けたような外断熱構造のダクトに比べて、結露の発生に起因する諸問題を解決することができる。すなわち、結露は、湿分を保有する気体が冷やされて湿分が凝縮することにより発生するものであるため、結露の発生量を抑制するには、基本的には、断熱部分において高温側から低温側へ向かう空気の流れを遮断することが肝要である。この点、グラスウールのような透湿性のある繊維系断熱材をダクトの周囲に取り付けたダクトの場合、繊維系断熱材の内部で高温側から低温側へ向かう空気の流れが不可避的に発生するため、仮に繊維系断熱材がアルミニウム製の保護カバー等で覆われていたとしても、保護カバーの隙間を流通する空気によって繊維系断熱材内に湿分が導入され、繊維系断熱材が結露する。繊維系断熱材は、結露すると、断熱性能が著しく低下するため、繊維系断熱材の内部で結露が一旦生じると、ダクト内を通過する空気の温度が上昇しない限り、結露の自然な解消は不可能である。この点、本実施形態の断熱ダクト１であれば、ダクト本体２の内側に断熱シート４を接合した内断熱構造となっており、ダクト本体２の周囲の空気と断熱シート４との間は通気性も透湿性も無いダクト本体２で遮断されているため、ダクト内部空間２Ｎを冷気が通過する場合であっても、断熱シート４に結露は生じない。また、ダクト内部空間２Ｎを暖気が通過する場合には、ダクト本体２の周囲の空気が極めて低温の場合に断熱シート４の表面に結露が生じる可能性も理論的にはあり得るが、建物の内部に設置される断熱ダクト１の周囲が極めて低温になることは稀であり、また、ダクト内部空間２Ｎを通過する暖気は基本的に湿度が低いため、断熱シート４の表面に結露が生じる可能性は現実的には低い。

よって、空調システムのダクトを内断熱構造にすることは極めて合理的と言える。したがって、ダクト同士の連結部分における断熱欠損の発生や、連結部分を起点とした断熱材の脱落が生じないダクトが実現できれば、その有用性は極めて高いと言える。この点、本実施形態の断熱ダクト１は、連結部分が以下のような構造となっているため、断熱欠損の発生、及び、断熱材の脱落が防止される。

図５は、断熱ダクト１を図３において符号Ｂ−Ｂで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。また、図６は、断熱ダクト１を図３において符号Ｃ−Ｃで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。互いに締結されたフランジ３によって連結される断熱ダクト１同士の連結部分は、図５に示されるように、断熱シート４のフランジ部分４Ｆと小片５が全周に渡って配置されている。そして、互いに連結される２つの断熱ダクト１のうち何れか一方に設けられているフランジ部分４Ｆ及び小片５は、何れか他方に設けられているフランジ部分４Ｆ及び小片５に密着した状態となる。よって、フランジ部分４Ｆと小片５は、フランジ３によって連結される断熱ダクト１同士の連結部分の気密性を確保するガスケットとして機能する。また、フランジ部分４Ｆと小片５は、断熱性の樹脂発泡体で形成されているため、当該連結部分の断熱性を確保する断熱材としても機能する。

断熱ダクト１では、断熱シート４の端部に位置するフランジ部分４Ｆが、ダクト本体２の開口の縁からフランジ３側へ延設されているため、フランジ３に他の断熱ダクト１のフランジ３が締結されると、図６に示されるように、フランジ部分４Ｆがフランジ３同士に挟まれる状態となる。このため、仮に断熱シート４をダクト本体２の内面に接合している接着層の劣化によって断熱シート４がダクト本体２から剥離し得る状態となっても、断熱シート４の端部に位置するフランジ部分４Ｆがフランジ３同士に挟まれているため、断熱シート４の端部が剥がれない。したがって、本実施形態の断熱ダクト１であれば、連結部分を起点とした断熱シート４の脱落は発生しない。また、ダクト内部空間２Ｎを冷気が通流する場合、当該冷気は、金属製のダクト本体２やフランジ３に直接触れることがない。よって、ダクト本体２やフランジ３を構成する金属は、外気温度に近い温度となる。したがって、本実施形態の断熱ダクト１であれば、ダクト本体２やフランジ３を構成する金属が、ダクト内部空間２Ｎを流れる冷気が直接触れるものに比べて、表面が結露しにくくなる。

特に、本実施形態の断熱ダクト１では、柔軟な樹脂発泡体の断熱層の表面が、繊維や薄い樹脂フィルムで補強されたアルミ箔の層で覆われており、当該アルミ箔の層がダクト内部空間２Ｎ側を向く状態でダクト本体２の内面に貼着されているため、当該アルミ箔の層は、内面部分４Ｎの部分からフランジ部分４Ｆの部分へかけて連続する状態でフランジ３に挟まれている。よって、本実施形態の断熱ダクト１であれば、仮に断熱シート４の樹脂発泡体が劣化した場合であっても、連結部分を起点とした断熱シート４の脱落は発生しない。また、アルミ箔層があることにより、樹脂発泡体の汚損、劣化自体を抑制することができる。

ところで、断熱シート４のフランジ部分４Ｆは、ダクト本体２の開口の縁からフランジ３側へ延設されており、当該開口の縁において折り曲げられた状態でフランジ３に貼着されているため、フランジ３の角の部分では、フランジ部分４Ｆ同士の間が不可避的に空くことになる。そこで、本実施形態の断熱ダクト１では、フランジ部分４Ｆ同士の間を埋めるために小片５が設けられている。以下、小片５について説明する。

図７は、断熱ダクト１を図５において符号Ｄ−Ｄで示す二点鎖線に沿って切断した場合の断面図である。図７では、当該断面図（Ｄ−Ｄ断面図）を図７の紙面の下側に示すと共に、当該断面図における各部の対応関係が判りやすいよう、図５の対応部分の拡大した図（Ｂ−Ｂ断面の部分拡大図）を図７の紙面の上側に示している。

図７の上側に示すＢ−Ｂ断面の部分拡大図を見ると判るように、小片５は、隣同士のフランジ部分４Ｆの同士の間の部分において、一方のフランジ部分４Ｆ及び他方のフランジ部分４Ｆの何れに対しても密着する状態でフランジ３に接合されている。そして、上述したように、小片５は、ネジ孔６の位置に重ならない大きさとなっており、直角二等辺三角形の外形を呈する小片５において長辺に相当する辺が、フランジ３に設けられているネジ
孔６よりも断熱ダクト１の内側寄りに位置している。このため、フランジ３同士がボルト７及びナット８によって締結されると、フランジ部分４Ｆと小片５との間には、以下のような力が生ずる。

すなわち、フランジ３同士がボルト７及びナット８によって締結されると、図７の下側に示すＤ−Ｄ断面図において破線で囲まれる部分、すなわち、フランジ部分４Ｆと小片５が接触している部分には、互いに相手を押圧する力が生じる。この力は、ボルト７及びナット８によるフランジ３同士の締結により、互いに締結される２つのフランジ３の間に挟まれるフランジ部分４Ｆと小片５を押し潰す力が作用し、その結果、フランジ部分４Ｆ及び小片５が有する柔軟な樹脂発砲体の断熱層が当該力に対し横方向へ向かって広がるように変形することにより生じる。更に、小片５は、ネジ孔６の位置に重ならない大きさとなっており、直角二等辺三角形の外形を呈する小片５において長辺に相当する辺が、フランジ３に設けられているネジ孔６よりも断熱ダクト１の内側寄りに位置しているため、ボルト７及びナット８の締結力により生ずる僅かなフランジ３の歪みが、小片５をフランジ部分４Ｆ側へ押圧する方向に作用する力を生じさせる。

フランジ３の角の部分では、このように、フランジ部分４Ｆと小片５との間で上記のような力が作用するため、フランジ部分４Ｆ同士の間の気密性が確保される。この結果、断熱ダクト１同士の連結部分では、フランジ３の全周に渡って気密性が担保されることになる。

以下、断熱ダクト１の製造方法の一例について説明する。本製造方法では、平板状の板材を組み合わせて断熱ダクト１を製造する方法について説明する。

図８は、断熱ダクト１の製造工程を示した第１の図である。また、図９は、断熱ダクト１の製造工程を示した第２の図である。断熱ダクト１を製造する際は、図８（Ａ）に示されるように、板材２０が用意される。板材２０は、金属製の板材を切り出して各種加工を施したものであり、断熱ダクト１のダクト内部空間２Ｎ側を向く長方形の内面２１（本願でいう「直線状の端辺を複数有する内面」の一部に相当する）と、内面２１の長手方向沿いに延在する両縁の一方に形成される嵌合部２３（本願でいう「嵌合部」の一例である）及び他方に形成される被嵌合部２４（本願でいう「被嵌合部」の一例である）と、内面２１の短手方向沿いに延在する両縁に各々形成されるフランジ用折り曲げ部２５（本願でいう「第１部分」の一例である）とを有する。

被嵌合部２４は、板材２０の短手方向の一端を一定の幅（例えば１０ｍｍ程度）で内面２１側へ略９０度の角度で折り曲げることにより形成される。また、嵌合部２３は、板材２０の短手方向の他端を一定の横幅で内面２１側へ略１８０度の角度で複数回折り曲げることにより、断面視Ｎ字型に形成される。よって、嵌合部２３は、他の板材２０の被嵌合部２４を嵌めることが可能な形態となっている。すなわち、被嵌合部２４はいわゆる「ボタンパンチはぜ」或いは「ピッツバーグはぜ」におけるシングル側に相当し、嵌合部２３はダブル側に相当する。板材２０同士を「ボタンパンチはぜ」と「ピッツバーグはぜ」の何れで連結するかは、断熱ダクト１の使用目的に応じて適宜選択される。「ピッツバーグはぜ」は高圧に耐えることができるため、例えば、排煙用のダクトに好適である。

フランジ用折り曲げ部２５は、断熱ダクト１のフランジ３の一部を構成する部位であり、板材２０の長手方向の端部を一定の幅（例えば、数十ｍｍ程度）で外面２２側へ略９０度の角度で折り曲げることにより形成される。フランジ用折り曲げ部２５の寸法は、フランジ３の形状と大きさに応じて決定される。

断熱ダクト１を製造する際は、このような形態の板材２０に対し、断熱シート４が貼着
される。また、断熱シート４が内面２１へ貼着される際は、内面部分４Ｎが内面２１に貼着されるのみならず、フランジ部分４Ｆがフランジ用折り曲げ部２５に貼着される。なお、断熱シート４は、ロール状に巻いてある長尺の断熱シートを平らにした後、ロールの巻軸方向がダクトの空気の経路の方向に対して交差する向きとなるように板材２０に接合することが好ましい。これによれば、ロールの巻軸の長手方向に沿って不可避的に形成される断熱シート４の皺を介して空気がフランジ部分４Ｆで通流してしまうことが防止でき、より機密性を高めることができる。また、断熱シート４は、板材２０に対して２枚状重ねた状態で貼着されてもよい。この場合、断熱シート４がダクト内で脱落することを防止する観点に鑑みれば、少なくともダクト内部空間２Ｎに露出する最外層の断熱シート４のフランジ部分４Ｆがフランジ用折り曲げ部２５に貼着されることが好ましい。

板材２０に断熱シート４が貼着されることによって作成された断熱パネル２６は、図８（Ｂ）に示されるように、１つの断熱ダクト１について４枚分用意される。なお、図８（Ｂ）では、図示されている４枚の断熱パネル２６が何れも同等の形状と大きさを有している。しかし、断熱ダクト１は、このような断熱パネル２６によって形成されるものに限定されない。断熱ダクト１は、様々な形状及び大きさの断熱パネルを組み合わせて形成されるものであってもよい。

４枚分の断熱パネル２６が用意された後は、断熱パネル２６の被嵌合部２４が、隣に配置される他の断熱パネル２６の嵌合部２３へ嵌合される。被嵌合部２４と嵌合部２３が「ボタンパンチはぜ」を構成する場合であれば、ハンマー等を用いた嵌合部２３への被嵌合部２４の押圧により、嵌合部２３への被嵌合部２４の嵌合が完了する。また、被嵌合部２４と嵌合部２３が「ピッツバーグはぜ」であれば、被嵌合部２４を嵌合部２３へ嵌めた状態で嵌合部２３の縁を被嵌合部２４側へ折り曲げることにより、嵌合部２３への被嵌合部２４の嵌合が完了する。

被嵌合部２４を嵌合部２３へ嵌合して４つの断熱パネル２６を箱状に組み合わせた後は、図９（Ａ）に示されるように、フランジ３の角の部分に相当する部位にＬ字状のフランジ用部品２７（本願でいう「第２部分」の一例である）を取り付ける。フランジ用部品２７は、適度な強度を有する金物であり、スポット溶接等によりフランジ用折り曲げ部２５へ接合される。よって、フランジ用部品２７は、フランジ用折り曲げ部２５同士を締結するのみならず、断熱ダクト１全体に構造的な強度を付与する。

フランジ用部品２７が接合された後は、図９（Ｂ）に示されるように、フランジ３の角の部分に小片５が貼着される。これにより、図９（Ｃ）に示されるように、断熱ダクト１が完成する。

上記の製造方法によって製造される断熱ダクト１であれば、断熱ダクト１同士を連結する部分の気密性のみならず、断熱ダクト１自体の気密性の向上も図られる。図１０は、被嵌合部２４と嵌合部２３との嵌合状態を示した図である。図１０（Ａ）は、被嵌合部２４が嵌合部２３に嵌合される前の様子を示す。また、図１０（Ｂ）は、被嵌合部２４が嵌合部２３に嵌合された後の様子を示す。図１０では、「ボタンパンチはぜ」の場合を例示している。

被嵌合部２４は、図１０に示されるように、板材２０の端部を略９０度の角度で折り曲げた状態となっている。そして、被嵌合部２４には爪２８が適当な箇所に設けられている。爪２８は、例えば、３０ｃｍ程度の間隔で被嵌合部２４の複数箇所に設けられる。

また、嵌合部２３は、板材２０の端部を折り返し部Ｍ１において略１８０度の角度で折り曲げた後、板材２０の端部を折り返し部Ｍ２において同じ方向に略１８０度の角度で折
り曲げ、更に、板材２０の端部を折り返し部Ｍ３において反対の方向に略１８０度の角度で折り曲げることにより形成される。よって、嵌合部２３は、図１０（Ａ）に示されるように、断面視Ｎ字状となり、被嵌合部２４を受け入れる部位が形成される。そして、折り曲げ前に板材２０の端辺であった部位が、被嵌合部２４が嵌合部２３に嵌合された際、爪２８を係止する係止部２９となる。

図１０（Ａ）に示されるように、板材２０に貼着される断熱シート４は、縁４Ｅが被嵌合部２４に沿うようにして板材２０に接合されている。よって、被嵌合部２４が嵌合部２３に嵌合されると、断熱シート４の縁４Ｅは、嵌合部２３によって押圧された状態となる。このため、上記の製造方法によって製造される断熱ダクト１であれば、ダクト本体２を構成する４枚の断熱パネル２６同士の各接合部分についても気密性が確保される。すなわち、例えば、金属製の板材同士を組み合わせてダクトを形成した後に、当該ダクトの内面を構成する４つの平面に４枚の断熱シートを貼着した断熱ダクトの場合には、当該ダクトの気密性は、基本的に「ボタンパンチはぜ」または「ピッツバーグはぜ」による嵌合状態に依存することになる。よって、構造上、従来品よりも優位な気密性は気密性は期待できない。一方、上記製造方法によって製造される断熱ダクト１であれば、フランジ３における断熱ダクト１同士の連結部分の気密性のみならず、断熱ダクト１自体の気密性の向上が期待できる。

上記の方法で製造された断熱ダクト１について、気密性の確認試験を行ったので、その結果を以下に示す。本確認試験では、断熱シート４に相当する断熱シートとして古河電気工業株式会社製の発泡断熱シート（ダクト断熱エース：厚さ４ｍｍ）を用意し、この断熱シートを用いて、株式会社黒澤製作所において上記実施形態の断熱ダクト１に相当する断熱ダクトを試作した。

古河電気工業株式会社製の発泡断熱シート（ダクト断熱エース）は、樹脂発泡体として発泡倍率４０倍の架橋ポリエチレン系発泡体を使用したシートであり、樹脂発泡体の表面に赤外ヒーターで熱をかけながらポリクロスポリラミアルミ箔を貼合したものである。そして、当該アルミ箔を架橋ポリエチレン系発泡体に貼り合わせたシートに対し、当該シートを貫通する微細な貫通小孔を、φ１．８ｍｍの釘が２５ｍｍピッチで千鳥状に配置された針孔ロールで形成すると共に、粘着材としてＢＰＳ６０８０ＴＦＫをアルミ箔が貼り合わされていない面に塗布し、剥離紙を貼合したものである。

このような発泡断熱シートを用いて上記実施形態の断熱ダクト１に相当する断熱ダクトを試作し、気密性の確認試験を行ったところ、以下のような結果が得られた。なお、一般的に、ダクトからのリーク量は、ダクト内外の圧力差の累乗関数で表される。そこで、本確認試験では、両端の開口部を閉鎖した試験ダクトに管でブロアファンを接続し、当該管の途中に設置された流量計で試験ダクトへの送風量を計測し、ダクトのダクト内外圧力差が定常状態と判断された時の送風量をそのダクト内外圧力差におけるダクトからのリーク量として測定を行った。

図１１は、ダクト内静圧とリーク量との関係を表したグラフである。図１１のグラフにおいて「ブランクダクト」とは、断熱シートを有しないダクトを意味する。また、図１１のグラフにおいて「外貼りダクト」とは、断熱シートをダクトの外装面に貼着したダクトを意味しており、「ＦＣ無」とはフランジの部分にカバーが取り付けられていないダクトを意味し、「ＦＣ有」とはフランジの部分にカバーが取り付けられているダクトを意味する。また、図１１のグラフにおいて「内貼りダクト」とは、上記実施形態の断熱ダクト１に相当するダクトであり、ダクトの内面に断熱シートを貼着したダクトを意味する。

図１１のグラフを見ると判るように、上記実施形態の断熱ダクト１に相当する「内貼り
ダクト」は、他の３種類のダクトに比べると、単位長さ辺りの空気のリーク量が著しく低いことが判る。これは、上述したように、上記実施形態の断熱ダクト１が、縁４Ｅが被嵌合部２４に沿うように断熱シート４が接合されているため、被嵌合部２４が嵌合部２３に嵌合されると、断熱シート４の縁４Ｅが嵌合部２３によって押圧された状態となり、ダクト本体２を構成する４枚の断熱パネル２６同士の各接合部分について気密性が確保されるためと考えられる。当該部分における気密性は、断熱層が独立気泡であると否とに関わらず発揮される。また、当該部分における気密性は、断熱シート４の表面が平滑であると否とに関わらず発揮される。

なお、本確認試験では、圧力損失と断熱性能についても合わせて確認を行った。しかし、圧力損失については、「ブランクダクト」と「内貼りダクト」との間に有意な差異は認められなかった。これは、本確認試験で用意した試験品が、厚さ４ｍｍの断熱シートをダクトの内面に貼着したものであったため、流路の有効面積を実質的に減少せしめるものでなかったためと推定される。

図１２は、断熱性能の理論値を算出する際の計算条件を示した表である。また、図１３は、ダクト表面温度の理論値を比較して示したグラフである。また、図１４は、ダクト表面における結露発生湿度の理論値を比較して示したグラフである。ここでは、「内貼りダクト」につては４ｍｍの厚さの断熱シートを用い、「外貼りダクト」については１０ｍｍの厚さの断熱シートを用いた場合を想定している。図１２に示す計算条件に従えば、「内貼りダクト」の場合の表面熱伝達率は平均で８．８Ｗ／ｍ^２・Ｋであり、「外貼りダクト」の場合の表面熱伝達率は平均で８．０Ｗ／ｍ^２・Ｋである。そして、ダクト表面温度は、「内貼りダクト」については図１３の「グラフ１」に示され、「外貼りダクト」については図１３の「グラフ２」に示されるような結果が得られた。また、ダクト表面における結露発生湿度は、「内貼りダクト」については図１４の「グラフ１」に示され、「外貼りダクト」については図１４の「グラフ２」に示されるような結果が得られた。すなわち、断熱性能については、「外貼りダクト」と「内貼りダクト」の何れについても、全体的には断熱層の厚みに応じた相応の断熱効果が発揮されることが確認された。しかし、実際の結露状況を確認したところ、フランジの部分については、「内貼りダクト」においてはフランジの部分に局所的な結露は確認されなかったものの、「外貼りダクト」においてはフランジの部分に局所的な結露が確認された。よって、断熱性能についても「外貼りダクト」より「内貼りダクト」の方が優位であると認められる。

なお、上記の確認試験では、架橋ポリエチレン系発泡体で断熱層を形成した断熱シートを用いたが、例えば、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体系発泡体で断熱層を形成した断熱シートであっても同様の効果が発揮されると推定される。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける断熱層の素材には、ポリエチレン系樹脂としてはエチレン系モノマーの単独重合体体もしくは共重合体であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等もしくは、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等のエチレンを主成分とする共重合体などが好適に用いられる。なかでもポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体が特に好適に用いられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける断熱層の素材には、必要に応じて気泡核剤、熱安定剤、加工助剤、滑剤、衝撃改質剤、難燃剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料等が適宜添加されてもよい。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける断熱層の素材には、発泡倍率が２０〜４０倍の発泡体を用いることが好ましい。発泡倍率が２０倍未満の場合には断熱性が不足し、４０倍を超えると強度が低下して保温材が傷つくおそれがある。よって、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける断熱層の素材としては、例えば、発泡倍率が３０倍以上のものが適当である。

また、上述の製造方法では、ダクト本体２の構造について、４枚の板材を組み合わせて形成したが、上記実施形態の断熱ダクト１は、このような構造に限定されない。上記実施形態の断熱ダクト１は、例えば、２枚の板材の中央部分を折り曲げて組み合わせることでダクト本体を形成してもよく、１枚の板材の３箇所を折り曲げてダクト本体を形成してもよい。この場合、予め板材に貼付した断熱シートも一緒に折り曲げることになるが、はぜ等による板材同士の接合部分の箇所を少なくできるのでより機密性を高めることができる。折り曲げた断熱シートの端部は、フランジに合わせて切り込みを入れることでそれぞれ対応するフランジに貼り付けることができる。また、上述の製造方法では、板材に断熱シートを貼り付けてから組み立てていたが、これに限らず、板材を組み立てたあとに断熱シートを貼り付けるようにしてもよい。この際、はぜ等による板材同士の接合部分に跨らせて断熱シートを貼り付けるようにすることでより機密性を高めることができる。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける粘着層の素材としては、溶剤系、ホットメルト系、エマルジョン系等の種別や、ブチルゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、アクリル系、シリコン系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリエステル系等の樹脂種別があるが、特に限定されるものではない。但し、加熱時の粘着性を担保することを考慮し、アクリル系乃至シリコン系粘着剤が好適に使用される。特に材料費の観点を考慮するとアクリル系粘着剤が最適である。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける粘着層の素材としては、上記のような有機系の素材のみならず、例えば、ガラス系の繊維といった無機系の素材を適用してもよい。本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける粘着層の素材としては、折り曲げ可能なものであれば如何なるものであってもよい。

また、本実施形態の断熱ダクト１に適用可能な断熱シートにおける金属箔の素材としては、上述したアルミニウム箔が経済性の観点から好ましいが、アルミニウム箔の他、ステンレス箔、チタン合金箔、ニッケル合金箔、青銅箔、スズ箔、亜鉛合金箔、真鍮箔を適用することも可能である。また、金属箔の厚さとしては、厚さ５〜１００μｍ、好ましくは６〜２０μｍのものである。厚さが５μｍ未満であると強度面で破断し易く、ダクト施工時に傷つきやすくなる。逆に、厚さが１００μｍを超えると、面材である金属箔の剛性が大きくなり過ぎて、曲げ等の加工がし難くなる。したがって金属箔の厚さは５〜１００μｍであることが好ましい。特に、不燃性とコスト、ハンドリング性を考慮に入れると、金属箔の厚みは、６〜２０μｍが最も好ましい。このような金属箔であれば、国土交通省の定める耐火性能を満たすことが可能である。また、金属箔は、金属箔単独であってもよいが、加工性や強度を考慮すると、上述したように、樹脂製のフィルムがラミネートされていたり、繊維層が積層されていることが好ましい。加工性や強度を考慮すると、アルミニウム箔の裏面にポリオレフィン系樹脂がラミネートされ、さらに樹脂系繊維層又はガラスクロスが積層されたものが好適である。

また、上記の確認試験では、シートを貫通する微細な貫通小孔を２５ｍｍピッチで千鳥状に形成したものを用いたが、例えば、１５ｍｍのピッチ、或いは、その他のピッチで貫通小孔を形成したものであっても同様の効果が発揮されると推定される。

また、上記の確認試験では、厚さ４ｍｍの断熱シートを用いたが、フランジ同士の間や、「ボタンパンチはぜ」または「ピッツバーグはぜ」による嵌合部分の隙間に挟み込み可能であればよく、例えば、厚さ１０ｍｍ以下の断熱シート、より好ましくは厚さ６ｍｍ以下の断熱シートであっても、上記確認試験の結果と同等の効果が発揮されると推定される。断熱シートは、薄ければ薄いほど曲げやすい。よって、ダクトの内面に貼着された断熱シートの端部をフランジ側へ曲げることに着目すれば、断熱シートは薄いものであることが望まれる。しかし、断熱シートの選定においては、シート自体の硬度、断熱層に選定されている素材、ダクトに要求されている断熱性能等の諸条件を総合的に勘案して決定すべきである。上記実施形態の断熱ダクト１に用いる断熱シートの現実的な厚さとしては、フランジ３同士をボルト７とナット８で締結する際の作業性に鑑み、最大でも２０ｍｍ以下にすることが適当である。但し、断熱シート４のうちフランジ部分４Ｆの断熱層のみを薄く削り落とせば、内面部分４Ｎにおける断熱層の厚みを確保した状態でフランジ部分４Ｆを薄くすることもできる。また、ダクト本体２を構成する板材同士の接合部分は、「ボタンパンチはぜ」または「ピッツバーグはぜ」等のはぜを使った嵌合部分に断熱シートを挟む形態に限定されるものでなく、例えば、板材同士を組み合わせる部分に断熱シートが挟まれていればよい。

以上のように、上記実施形態の断熱ダクト１であれば、ダクト本体２の内面に断熱シート４が予め取り付けているため、断熱材の取付作業を現場で行う必要が無い。よって、ダクトの施工現場における作業を可及的に削減することができる。また、ダクトの連結部分についてもフランジ同士を通常通りネジで締結するだけで気密性が確保され、連結部分における断熱欠損も生じないので、連結部分における断熱欠損を防ぐための処置や、連結部分を起点とした断熱シート４の脱落を防ぐための処置を採る必要が無い。そして、上記実施形態の断熱ダクト１であれば、ダクトの外側に断熱材を設けなくても断熱性能を発揮できるため、例えば、天井面を化粧パネルで覆わずに建物構造体を露出させるような内装においても、ダクトの美観を損なわない。更に、上記実施形態の断熱ダクト１であれば、ダクト本体２を構成する板材に断熱シート４が貼着される形態を採っているため、断熱ダクト１の防振効果を高めるために厚肉の板材を板材２０の素材として選定する必要が無い。すなわち、上記実施形態の断熱ダクト１であれば、板材２０に比較的薄い板材を選定可能となる。

１・・断熱ダクト：２・・ダクト本体：２Ｎ・・ダクト内部空間：３・・フランジ：４・・断熱シート：４Ｎ・・内面部分：４Ｆ・・フランジ部分：４Ｅ・・縁：５・・小片：６・・ネジ孔：７・・ボルト：８・・ナット：２０・・板材：２１・・内面：２２・・外面：２３・・嵌合部：２４・・被嵌合部：２５・・フランジ用折り曲げ部：２６・・断熱パネル：２７・・フランジ用部品：２８・・爪：２９・・係止部：４１・・アルミ層：４２・・粘着層：４３・・断熱層：Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・折り返し部

Claims (13)

1. 開口の縁にフランジを有するダクト本体と、
   前記ダクト本体の内面に接合される柔軟な樹脂発泡体を有する断熱シートと、を備え、
   前記断熱シートの端部は、前記ダクト本体の開口の縁から前記フランジ側へ延設されている、
   断熱ダクト。
2. 前記ダクト本体は、直線状の端辺を複数有する内面を有し、
   前記フランジは、前記複数の内面の端辺に対応する複数の第１部分と、隣り合う前記第１部分同士を連結する第２部分とを有しており、前記断熱シートの端部は、前記端辺から前記第１部分側へ折り曲げられており、
   前記第２部分には、該第２部分の両側において前記第１部分側に折り曲げられている前記断熱シートの端部同士の間を埋めるための断熱材の小片が接合されている、
   請求項１に記載の断熱ダクト。
3. 前記断熱シートは、樹脂発泡体の断熱層と、前記断熱層の一方の面に形成される粘着層と、前記断熱層の他方の面に形成される金属箔層と、を有しており、前記粘着層が前記ダクト本体の内面に接触する状態で前記ダクト本体の内面に貼着されている、
   請求項１又は２に記載の断熱ダクト。
4. 前記ダクト本体は、縁が表面から立ち上がることにより被嵌合部を形成する第１の板材と、前記被嵌合部が嵌る溝状の嵌合部を縁に形成する第２の板材とを組み合わせることによって形成されており、
   前記第１の板材には、前記断熱シートの一部を形成する第１断熱シートの縁が前記被嵌合部に沿って接合されており、
   前記第２の板材は、前記第１の板材に接合された前記第１断熱シートの縁を前記嵌合部で押圧する状態で前記第１の部材に組み合わされる、
   請求項１から３の何れか一項に記載の断熱ダクト。
5. 前記第２の板材は、少なくとも前記嵌合部のダクト内面を形成する部分に、前記断熱シートの一部を形成する第２断熱シートが接合されており、該第２の板材に接合されている該第２断熱シートと、前記第１の板材に接合されている前記第１断熱シートとが接触するように設けられている、
   請求項４に記載の断熱ダクト。
6. 前記断熱材の小片は、前記第２部分の両側において前記第１部分側に折り曲げられている前記断熱シートの端部に密着する状態で配置されている、
   請求項１から５の何れか一項に記載の断熱ダクト。
7. 前記第２部分には、ネジ穴が形成されており、
   前記断熱材の小片は、前記ネジ穴よりも前記開口側に配置されている、
   請求項１から６の何れか一項に記載の断熱ダクト。
8. 前記断熱シートの厚さは、１０ｍｍ以下である、
   請求項１から７の何れか一項に記載の断熱ダクト。
9. 前記樹脂発泡体は、発泡倍率が２０〜４０倍の発泡体である、
   請求項１から８の何れか一項に記載の断熱ダクト。
10. 直線状の端辺を複数有する内面を有し、該複数の内面の端辺により多角形の開口を形成し、該開口の縁にフランジを有するダクト本体と、該ダクト本体の内面に接合される柔軟な断熱シートと、を備え、該断熱シートの端部が該ダクト本体の開口の縁から該フランジ側へ延設されている断熱ダクトの製造方法であって、
    前記内面の端辺に対応する前記フランジの第１部分が形成された板材に断熱シートを接合する第１の工程と、
    前記断熱シートが接合された板材を組み合わせる第２の工程と、
    組み合わさった前記板材の前記第１部分同士を、前記フランジの第２部分で連結して前記フランジを形成する第３の工程と、を有する、
    断熱ダクトの製造方法。
11. 前記第２部分に、該第２部分の両側において前記第１部分側に折り曲げられている前記断熱シートの端部同士の間を埋めるための断熱材の小片を接合する第４の工程を更に有する、
    請求項１０に記載の断熱ダクトの製造方法。
12. 前記第１工程では、ロール状に巻いてある断熱シートを平らにした後、前記断熱シートを、前記ロールの巻軸方向がダクトの空気の経路の方向に対して交差する向きとなるように前記板材に接合する、
    請求項１０又は１１に記載の断熱ダクトの製造方法。
13. 開口の縁にフランジを有するダクト本体の内面に、柔軟な樹脂発泡体製の断熱シートを接合した断熱ダクトを用意し、
    前記ダクト本体の内面の縁から前記フランジ側へ延設されている前記断熱シートの端部を間に挟んだ状態で、前記フランジと他の機器のフランジとを締結する、
    断熱ダクトの据付方法。

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