JPS5989953A - 太陽熱集熱器つき屋根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は、太陽熱集熱器つき屋根、特に集熱器に屋根
板を７［、ねさせたいわゆる屋根一体型の太陽熱集熱器
つき屋根に関する。

一般に太１７ｙ熱集熱器を設ねユする場合その年間集熱
量を最大にするためには集熱器の傾斜角度を我が国本州
において当該設置場所の緯度マイナスＳ度程度にするこ
とが望ましい。例えば東京（約北緯３ｔｌｉ）では３０
度である。そこで屋根一体型の集熱器つき屋根の場合も
、屋根面全体を上記の最適傾斜角度に設計することが理
想的な集熱を可能にする。しかし、小さい建物の場合は
問題ないとしても、大きい建物の場合は屋根の頂部が著
しく高上昇を招く結果となり、このことは太陽熱利用に
おける省エネルギー、省資源の目的にも沿わないもので
あった。

本間第１）う明は、工１８熱器を最適傾斜角度に保持し
て冶効集熱を行うと共に屋根頂部の高くなる欠点を解消
することができる新規な太陽熱集熱器つき屋根を提供す
ることを目的とするもので、その特徴は、屋根面を連続
山形状の鋸屋根に形成したところにある。

本願第２光明は、さらに集熱効率の同上を実現すること
ができる太陽熱集熱器つき屋根を提供することを目的と
するもので、その特徴は、屋根面を連続山形状の鋸屋根
に形成すると共に該鋸屋根全坏を傾斜させたところにあ
る。

以下東京に設置した例の図面を参照して本願発明の詳細
な説明する。

第１，２図は、本願第１光明の実施例で、同一高さの連
続山ノβ状鋸屋根における各山形のほぼ南に面する日射
側面及びほぼ北に面する日陰側面をそれぞれ傾斜面とし
、一方の日射側面に太陽熱集熱器ユニツ）　（１１−を
、他方のｉ陰側面に反射板ユニッ）　（２１−をそれぞ
れ屋根一体構造で設置したものである。上記第１図の例
では、第１ａ図示のように日射側面を水平面に対し３０
度に、日陰側面を同じく水平面に対し３０度にそれぞれ
傾斜させてあり、従って本例では太陽高度が３０度を超
えると各集熱器ユニツ）　＋１１−の全面に太陽光が直
射されると共に反射板ユニットｆ２１−にも照射され、
そして太陽高度が３０度から６０度の号、４囲において
は反射板ユニッ）　（２）　−の全面から反射された太
陽光全量がそれより日陰側の集熱器ユニットｆｌｌ−に
投射され、又太陽高度が６０度を超える見回（ｂ）では
、反射板ユニット（２＋−から反射された太陽光の一部
がそれより日陰側の集熱器ユニット（１１−に投射され
ることとなる。

上記第２図の例では、第２ａ図示のように日射側面を水
平面に刈し３０度に傾斜させるが、日陰−面は、各集熱
器ユニツ）　（１１−の全面に太陽光を直射させようと
する最低の太陽高度に大略一致恣せ、本例では約２０度
の傾斜角度をもたせている。

次に、具体的な構造について説明する。便宜上第２図の
例について述べると、建物上部構造におけるろくばりｆ
３）−上に、小間隔をあけて平行する２本／組のはンよ
もやｆ４）　、ｊ４）’の所要数組を平行に支架し、上
記一方のはなもや（４）に一端を固定した日射側面の垂
木（５＋　−と、他方のはなもや（４）２に一端を固定
した日陰側面の垂木＋５）’−とを山形状に接合し、こ
れら垂木のうち、日射側面の垂木＋５１−上に該垂木（
５）全長に及ぶ太陽熱集熱器ユニツ）　（１１−を左右
隣接状態に支持させると共に、日陰側面の垂木（５）′
−上に該垂木（５）′全長に及ぶ反射板ユニツ）　（２
１−を同じく左右降接状態に支持させである。

上記太陽熱集熱器ユニツ）　（１）は、第３．５図示の
ように、扁平箱形ケース（６）の扁平開口上面に透明ガ
ラス（７］を水密に嵌め、ケース（６）内には低温側下
部−・ラダー管［８１及び高温側上部ヘッダー管（９）
を設置すると共に、両ヘッダー骨ｉ８）　、＋９１１ｉ
ｊｊに加熱された水が流通する多数の流路佃−を有する
集熱板ａｂｔ接続し、各下部及び上部ヘッダー管（８八
１９１の各一端部を配管接続／ズルｉ８１’　、＋９１
’としてケース（６）の左右佃壁を貫通して外部に出し
、又ケース（６）の底面四周に沿って横断面はぼ矩形Ｃ
形の係止溝Ｑ２１−をそれぞれ形成し、そのうち左右両
側の係止溝０２１、■及び屋根傾斜方向下側の係止清明
に垂下板（ロ）〕−をそれぞれ係止しである。

上記垂下板０Ｂ）−は対応する集熱器ケース仙壁の全長
に及ぶ長さの板状体で、その本体下端に弾性フィン形タ
イト材（１・９を取付け、本体上端から直角に延出した
座部ｕ、！ｆには横断面フック状の２本の係止条μｓ＋
、（１５）を突設したもので、この係止条１１５１　、
（５）を上記係上溝ｕ２１内に係止して垂下板本体を集
熱器ケース（６）底面から垂下さセると共に垂下板部）
−を互に接合しである。（１６）−は集熱器ケースｆＧ
Ｉの左右両側壁に固定したアングル状の取付ピース、（
１？）ハ集熱器ケースの底板、μｓ）は断熱材である。

上記反射板ユニット（２）は、第３、’ｌ−図示のよう
に、集熱器ユニットｆｌ＋と同−ｆＰｌ造の扁平箱形ケ
ース（９））、係止溝ＷＯ＋−、係止条（ハ）及びタイ
ト材に）を有する垂下板（２１）　、取付ピースー−ｍ
−、底板（ハ）、及び断熱材Ｉ２１を有し、該ケース（
１ｇ）の扁平開口上面に反射板啼を水密に嵌めたもので
ある。

上記垂木ｆ５１、−１ｆ５＋’−は同一断面形状のもの
で、第５図示のように底板（イ）の両側部から側板？９
）、ぞ搬をコ字状に起立してチャンネル状体に形成され
、その側板−、に）の下端から外側方へ７ラング部（財
）、・９７！ｌを突出すると共に、両側板上端部をさら
に外側方へ直角に屈曲して支持ｓ００　％　（３１に形
成し、該支持部の外側にコ字状樋部ｅυ、Ｑυを形成し
、さらに両側板に）、に）の相対する内側面にプラケツ
）　１２−をそれぞれリベットーー　により固定しであ
る。このような垂木（５）−、＋５１’　＝−の各一端
部がその７ラング部（財）−において第を図ボのように
はなもや（４）、（４）９の上端部にボルトＧ５ａ−、
ナツト岐−により固定されると共に、垂木（５）−１＋
５１’−の各他端が山形に溶接される。必要によっては
、上記垂木（５）−、＋５１’−ツ山形頂部の下に補強
用棟木材＠υを設けて垂木頂部を支持するようにしても
よい。

上記のような垂木（５トーにおける相隣り合う垂木（５
１、（５１の各一方の悔板に）、に）上に上記集熱器ユ
ニッ）　ｆｉｌの左右端部をのせ、その左右側及び下側
の垂下板部−を上記側板に）、（イ）の外側に垂下させ
ると共に各垂下板座部μｓ（−を側板支持部（ｔｃ）、
Ｏ１上に支持させ、その状態で取付ピースα６）−をブ
ラケット（イ）にボルトＤＩ　＝−、ナツト（ハ）によ
り固定しである。

この場合左右垂″下板ｇｓ）　、に）のタイト材（９）
、α→は憾板■、に）の内側面に圧接し、又下側垂下板
（至）のタイト材ｏ劫は、上記隣り合う垂木（５４、（
５１の各一方の側板１：ａ！Ｊｌ、（イ）の下端間を閉
塞する塞ぎ版図の外側面に圧接する（第を図）。上記塞
ぎ板ｃ３ｉは、上記垂木側板（２す、に）の外側面に固
定した取付板けり、びのにその両端部をボルト（ト）−
、ナツト国−により取付けられる。他の集熱器ユニット
（１）−も同様に設置されている。

上記反射板ユニツ）　（２＋　−も上述の集熱器ユニッ
ト（１）−と同一の取付溶造により日陰側垂木（５）′
−上に設置されている。

上記垂木（５）−、＋５１’−のなす山形頂部に、隣り
合う垂木の支持部−、鱒にまたがる長さの柿カバー受け
（６）−が取付けられ、該カバー受けは、断面山形の座
板（ハ）の中央部に起立部（→を突設すると共に上記座
板（１３の一側部に断面フック状の２本の係止条ぐＱＳ
（へ）を、池儒部に７本の係止条１（ｉｌを突設したも
ので、その座板０［相］を垂木頂部にのせ、一方の係止
条（へ）、ＯＱを集熱器ユニツ）　（１１−の上）係止
溝μｓ１−に、他方の係止条θ■を反射板ユごット（２
１−の上側係止面（イ）−にそれぞれ係止することによ
り固定されている。又起立部ＱΦには、集熱器ユニット
（１）−と反射板ユニツ）　ｆ２１−　の上側端間にま
たがって水密に似蓋された屋根全長に及ぶ棟カバー（４
７１をネジに）−により固定しである。（４ｇ）はタイ
ト材である。

上記垂木（５１−と（５）’　＝−のなす谷形底部にお
いては、Ｓ＋図示のように２本／組のはなもや（４１、
＋４１’の間に屋根全長に及ぶチャンネル状樋輪を嵌装
し、その左右側板←０、←υの上端部を上記はなもや（
４）、（４）′の上端部と垂木ｆ５１−１（５１’−の
間にはさんで上記ボルト輪＝−、ナツト９埠−により固
定しである。

各集熱器ユニットの配管は、第３図示のように下部及び
上部ヘッダー・管の配管接続ノズル（８）′、（９）′
にフレキシブル管争０．０時をそれぞれ接続し、これら
フレキシブル管を垂下板一ついで垂木（５）の側板に）
を貫通して垂木ｆ５１外の集熱器ユニット（１）下方（
小屋裏）に引き出し、そこで小屋裏に配設された低温側
及び高温側管にそれぞれ接続するか、又はそのまま小屋
裏を通って所定位置に延長配管する。

必要によっては、第３図示のように誇接する集熱器ユニ
ット（１１２４４１ａうカバー〇・りを取付ける。

上記カバー←りは、上記集熱器ユニット固定用ボル）Ｉ
Ｎ−−−を服用して取伺ピース（１６］−に固定された
二叉状のカバー受け０功−にネジイ０−により固定され
るｏ　（６ｏ）はタイト材である。

第３図は本願第２光明の実施り１で、連続山形状態ｍ根
全体が日射側へ下り勾配で傾斜し、その各山形の日射ｉ
ｌｌ！１面及び日陰側面をそれぞれ傾斜面とし１一方の
日射側面に太陽熱集熱器ユニツ）　（ｌａ、）、−を、
他方の日陰側面に反射板ユニット（２ａ）−をそれぞれ
設置し、それにより」二記第１釦明に比較し、各集熱器
全面に太陽熱器全面に太陽光を直射させようとする最低
太陽高度を低くしてさらに集熱効率を高めると共に、屋
根面に多くの集熱器を設置できるようにしである。−例
として、’ｄＺ６ＦＬ図は、鋸屋根全体を水平面に対し
／、５−＆に傾斜させると共に、日射側面を一水平面に
対し３０度に、日陰側面を７３度にそれぞれ傾斜させで
ある。又第６ｂ図は鋸屋根全体を７０度に傾斜させると
共に、日射側面を３０度に、日陰何面を２０度にそれぞ
れ傾斜させである。

本願第２発明の具体的構辺は第３、！、、３図に示す第
１晃明のそれと実質的に同一であるが、ろくばり　（３
ａ）−を第６図示のように上記鋸屋根全体の傾斜に合致
させて傾斜させ、該ろくはり上に２本７組のはなもや（
４ａ）、（４’ａ）の所要数組を支架し、上記一方のは
なもや（４ａ）に一端を固定した日射側面の垂木（５ａ
）−と、他方のはなもや（４’ａ）に一端を固定した日
陰１創面の垂木（５’−）　−とを山形状に音合し、日
射側面垂木（５ａ）−に太陽熱集熱器ユニット（ｌａ）
−を、日陰側面垂木（５’ａ）＝−に反射板ユニット（
２λ）−を支持させである。

本願第１発明の太陽熱集熱器つき屋根によれば、各集熱
器を最適類ぷ゛１角度に保持して太陽光の直射による有
効集熱を行うと共に反射板の太陽光間接照射による集熱
をも併せて同時に行うことができ、効率の高い集熱を行
うことができ、しかも大きい建物の屋根に実施した場合
に屋根頂部が高くなる欠点を除くことができ、それに伴
い小屋組が簡単な構造で足りる利点も得られるのである
。

本願第２発明の太陽熱集熱器つき屋根によれば、上記第
１兜明の効果に加え、各集熱器全面に太陽光が直射され
る最低太陽高度をさらに低くすることができ、それによ
り集熱効率をさらに高めることができるものであり、又
第１発明に比較して屋根に多くの集熱器を設置できる利
点も得られるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本願発明の実施間を示し、第１，２図は第１光明
の各斜面図、第１ａ、、２ａ図は鋸屋根の傾斜角度を示
す各路線図、第３図は第２１２Ｉのｍ−ｍ線拡大断面図
、第１Ｉ−図は第２図の■−ＩＶ線拡大断面図、第５図
は第２図のＶ−Ｖ線拡大断面図、第６図は第２発明の斜
面図、第乙ユ、３５図は第２光明の鋸屋根の傾斜角度を
示す各路線図である。 ／　、／ａ−太陽熱集熱器ユニット、２．２ａ−０−反
射板ユニット、乙・・・集熱器ケース。 特許出願人　田本軽金屋株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　屋根向を連続山形面の鋸屋根に形成し、上記各
   山形部の日射側面及び日陰側面をそれぞれ傾斜面に形成
   すると共に、上記日射側面に太陽熱集熱器を、日ＩＯ側
   面に反射板をそれぞれ設けた、 太陽熱集熱器つき屋根。
2. （２）　　上記太陽熱集熱器は、上記日射側面の傾斜方
   向全長に及ぶ長さを有し且ケース内に太陽熱集熱様溝を
   内装されたユニットである、符許ｍｌ求の範囲第１項に
   記載の屋根。
3. （３）　　上記日射側面の水平面となす傾斜角度を、当
   該設置場所の大略偉度マイナスＳ度とし、上記日陰側面
   の傾斜を、各集熱器の全面に太陽光を直射させようとす
   る最低太陽高度に大略一致させた、将許ｍｌ求の範囲第
   １項又は第２項に記載の屋根。
4. （４）　　屋根向を連続山形面の鋸屋根に形成すると共
   に該鋸屋根全体を日射側へ下向き勾配で傾斜させ、 上記各山形部の日射側面及び日陰側面をそれぞれ傾斜面
   に形成すると共に、上記日射側面を二太陽熱集熱器を、
   日陰側面に反射板をそれぞれ設けた、 太陽熱集熱器つき屋根。
5. （５）　上記太陽熱集熱器は、上記日射側面の傾斜方向
   全長に及ぶ長さを有し且ケース内番こ太陽熱集熱器射を
   内装されたユニットである、特許請求の範囲第１項に記
   載の屋根。
6. （６）　上記日射側面の水平面となす傾斜角度を、当該
   設置場所の大略緯度マイナス３度とし、上目己日陰側面
   の傾斜を、各集熱器の全面番こ太陽光を直射させようと
   する最低太陽高度に大略一致させた、特許請求の範囲第
   を項又は第５項に記載の屋根。