JPS628699B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽エネルギを利用するためのパネル
に関し、特に、太陽エネルギをパネルの外部へ伝
送できる熱エネルギーに変換させうるパネルに関
する。

太陽エネルギを利用するためのパネルは種々開
発されているが、実際には、全ての既知のパネル
は幅広く市場に普及していない。その理由は、こ
のようなパネルは極めて融通性に乏しく、故障し
易い反面高価だからである。

本発明の目的は太陽エネルギを利用するための
パネルを提供することであり、このパネルは太陽
エネルギをパネル外部へ伝送できる熱エネルギに
変換することができるものであり、このパネルは
極めて有効に作動ししかも極めて安価で著しく簡
単な構造を有し、そのためパネルの設置や保守に
特殊熟練者を必要としない。

この目的を達成するため、本発明は、表面に対
して平行な複数の通路を内部に有するエラストマ
又はプラストマから成る黒色の可撓性パネル区分
と、パネル区分の一方の面の側縁部に設けられた
突起と、閉じた空間を画成するように前記突起に
取付けられてパネル区分との間に空間を形成する
透明材料シートと、前記通路の各端部に通じた導
管手段と、前記パネル区分の側縁部において前記
透明材料のシートと前記パネル区分との間に介装
された弾力性を有する部材とから成る太陽エネル
ギを利用するためのパネルを提供する。このパネ
ルは当該パネルの可撓性を変えるための手段を有
しており、この手段は、前記パネル区分に埋設さ
れた繊条又はストランドと、前記弾力性を有する
部材を圧縮するように前記シート及び前記パネル
区分の外面に押圧力を作用させ又は解除させるこ
とのできる緊締システムとから成ることを特徴と
するものである。

本発明の実施例を図に基ずいて説明すると、本
発明に係るパネルは次の諸素子から成る。

(イ) 黒色のエラストマー材料から成る板で、その
面に平行な少なくとも１つの通路を備えた板。

(ロ) エラストマー材料の板の側部に設けたレリー
フ即ち突起で、板の一面から突出しているレリ
ーフ。

(ハ) 太陽光線に対し透明な材料から成るシート
で、閉じた空気空間を形成するように、板から
突出するレリーフに縁部を支持されたシート。

(ニ) 前記通路の各端部に通じておりしかもパネル
外部へ通じている管。

(ホ) 該通路の軸に従つてパネルの可撓性を変える
ことのできる手段。

本発明に係るパネル即ち前述の少なくとも１つ
の通路を有するエラストマーの板を作るために
は、一例として、押出しにより作つた板を用いる
のが特に便利である。

第１，２，３図には本発明に係るパネルの特定
な一実施例を示す。図に示すように、パネルは数
個のパネル区分１の側部を結合して作つた黒色の
エラストマー材料製の板から成る。各パネル区分
１は押出しにより作つた黒色エラストマー材料の
或る一定長さのストリツプから成り、その面に平
行な数個の通路２を具備し、これら通路の軸線は
互に平行で同一平面内に存在する。通路の特性に
ついては後に詳述する。

パネル区分１内にはまた数個の繊条又はストラ
ンド３が存在し、これらは互に平行に位置し同一
平面内に存する。特に、ストランド３はパネル区
分１の面４の近くに位置していてしかも通路２の
軸線と平行になるようにパネル区分１のエラスト
マー材料内に埋設されている。

通路２の軸線に平行なパネル区分１の縁部は、
パネル区分の面６から突出したリブ即ちレリーフ
５を有する。レリーフ即ち突起５は、その最大寸
法方向に垂直な断面においては、不等脚台形の形
状を呈し、この台形の小辺基部はパネル区分１の
面６に一体結合しており、また台形の一側辺は台
形の基部（上底辺）に垂直であつてパネル区分１
の側面７と面一化している。

前述したように、数個のパネル区分１はその側
部を互に結合されてパネルの板を形成している。
この目的のためパネル区分１はその側面７（これ
は通路２の軸線に平行である）を互に接して並ん
で位置している。２つのパネル区分１が並置され
た場合（第２図）、これら２つのパネル区分のレ
リーフ５は蟻溝状突起即ちドブテイル突起を形成
する。ドブテイル突起５はエラストマー材料の角
柱９の蟻溝８内に収められ、このようにして２つ
のパネル区分１が結合される。

パネル区分１から最も離れた角柱９の部分の近
くに２つのスロツト１０が設けてあり、これらの
スロツトは、太陽光線を通す透明な材料（以下透
明材料という）のシート１１の縁部を収容し、そ
の結果パネル区分１とシート１１との間に空気空
間１２が形成される。

通路２の軸線に垂直な各パネル区分１の各縁部
には緊締システム１３と管１４とが存在し、管１
４は通路２の軸線に垂直となるようにパネル区分
１のシエル（shell）間に挿入されている。各管
１４はその壁に数個の開口１５を有し、そのうち
の１つの開口は各通路の端部に正確に位置してい
る。

各緊締システムはフランジ１７とウエブ１８と
を有するＬ字状区分１６から成る。ウエブ１８に
沿つて板１９が滑動できるように位置している。
Ｌ字状区分１６のフランジ１７及び板１９は数個
の孔２０を有し、これらの孔にはボルト２１が挿
入してある。更に、各緊締システムはグルーブ２
３を具備したエラストマー材料の角柱状素子２２
を含む。

前述の緊締システム１３はパネル区分１に合体
した一群のストランド３と共働して、通路２の軸
心方向における本発明のパネルの可撓性を変える
ことのできる手段の一実施例を形成する。

第３図には、パネルの可撓性を変えることので
きる手段がパネルを硬直にするように作用してい
る状態での本発明に係るパネルの一実施例を示
す。第３図に示すように、透明材料のシート１１
の縁部を支持している角柱状素子２２はＬ字状区
分１６のフランジ１７と板１９との間に位置して
いる。更に、パネル区分１の縁部はＬ字状区分１
６のフランジ１７と角柱状素子２２との間に位置
し、板１９とフランジ１７との間に挿通したボル
ト２１を締付けてフランジ１７、板１９、角柱状
素子２２及びパネル区分の縁部を締結する。この
ようにして、ストランド３を合体したパネル区分
１と透明材料のシート１１とが連結されたとき２
重層の堅固な構造体ができる。

第４図は、パネルの可撓性を変えることのでき
る手段がパネルに可撓性を与えるように作用して
いる状態での本発明のパネルの実施例を示す。こ
の状態においては、パネル区分１及び透明材料の
シートは一緒に固定されておらず、従つて自由に
変形できる。第４図に示すように、Ｌ字状区分１
６のフランジ１７と板１９との間には通路２の軸
線に垂直なパネル区分の端部のみが存在し、ボル
ト２１がフランジ１７及び板１９を締付けてい
る。角柱状素子２２は板１９の上方に支持されて
いる。

第５，６，７図は、本発明のパネルの別の実施
例を示す。第５，６，７図に示すように、パネル
は第１〜３図に示す実施例のものと類似のパネル
区分２４から成る。即ち、パネル区分２４はエラ
ストマー材料の混合物から成つていて数個の通路
２５を有し、これらの通路の軸線は互に平行に位
置し同一平面内に存する。通路の特徴については
後述する。更に、パネル区分２４にはその面２７
に近接して数個のストランド２６が埋設してあ
る。また、通路２５の軸線に平行なパネル区分２
４の縁部上には不等脚台形断面状の突起２８が位
置し、該突起は、２つのパネル区分２４をその通
路の軸線に平行な縁部が接するように並置したと
きに蟻溝突起即ちドブテイル突起を形成するよう
に、パネル区分の面２９から突出している。ドブ
テイル突起はエラストマー材料の混合物から成る
角柱状素子３１の蟻溝３０に収められている。

パネル区分から最も遠い角柱状素子３１の面３
２上には、この角柱状素子に設けたたキヤビテイ
３４に通じたスロツト３３が設けてあり、キヤビ
テイ３４内にはロツド３５が位置している。

太陽光線に対して透明な材料（以下、透明プラ
スチツク材料という）のシート３６が２つの隣接
するパネル区分を結合している角柱状素子３１の
頂部間に位置していてスロツト３３内を通り、ロ
ツド３５のまわりを取巻いている。通路の軸線に
垂直なパネル区分の縁部にはＥ字状断面部材３７
（第７図）が設けてある。部材３７はその横断面
がＥ字状を呈しており、ウエブ３８と３つのフラ
ンジ３９，４０，４１とから成る。フランジ３
９，４０間には通路の軸線に垂直なパネル区分の
縁部が挿入され既知の方法（例えば、にかわ付
け）でフランジ３９，４０間にシールされてい
る。該パネル区分の縁部はフランジ３９，４０内
に通路（管）４２を残すように挿入されており、
従つて通路４２は通路２５の端部に通じている。
Ｅ字状断面部材３７のフランジ４１上には透明プ
ラスチツク材料のシート３６の縁部がのつてい
る。

前述のように、本発明のパネル内の通路２，２
５は本発明の目的を達成するための重要な特徴を
有する。

通路は、その横断面において、パネル区分の上
下面に平行な２辺を有する四辺形形状を呈してい
る。空気空間に対面しているパネル区分の面６，
２９と通路とを隔てているエラストマー材料の壁
厚は0.3〜3.0mmであり、好適には弾性変形を許容
するように0.5〜1.2mmである。パネル区分の厚さ
方向（上下方向）における通路の寸法は２〜20mm
で、好適には５〜10mmである。この寸法は実験に
より割出されたものである。また、実験結果によ
れば、通路間を隔てている壁厚は0.3〜3.0mmであ
るとよく、好適には0.5〜1.0mmである。

パネル区分の面に平行な方向における通路の寸
法はさほど重要ではなく、また通路と空気空間に
対面していない側のパネル区分の面４，２７とを
隔てているエラストマー材料の壁厚の値もさほど
重要ではない。

本発明のパネルの作動は次のとおりである。パ
ネルの作動を第１〜３図の実施例について説明す
る。パネルは透明材料のシート１１に太陽光線を
受けるような状態で置かれ、一方の管１４を介し
て加圧流体（例えば、水）が導入される。流体は
管１４から通路２内へ流入し他方の管１４から流
出する。流体が通路へ入ると、パネル区分の面６
と通路２とを隔てている壁が変形する。この壁が
変形すると、面６が波状を呈し、エネルギーの吸
収を極めて良好にする。

入射太陽光線中のエネルギは透明材料のシート
１１を通過してパネル区分の面６に当り、この面
を構成している材料を加熱し、熱は通路２内を流
れている流体に伝達されてこの流体を加熱する。
空気空間内に存在している空気はパネル区分を熱
的に絶縁し、伝導及び環流による熱損失を阻止
し、透明材料のシートは、赤外線に対して不通性
であるため、パネル区分により発される輻射赤外
線の形態となつた熱の損失を阻止する（グリーン
ノーズ効果）。

本発明のパネルについて実験を行なつた。実験
に用いたパネルは２つのパネル区分から成るもの
であつた。実験に用いたパネルの寸法は次のとお
りであつた。

(イ) 各パネル区分の長さ 2.5ｍ (ロ) 各パネル区分の幅 0.5ｍ (ハ) 通路の数 50 (ニ) 太陽光線を受けている面と通路とを隔ててい
る壁厚 １mm (ホ) 隣接通路間の壁厚 ２mm (ヘ) 太陽光線を受けるパネル区分の面と透明材料
のシシートとの距離 2.5cm (ト) シートの厚さ ４mm (チ) 太陽光線を受けるパネル区分の面の総面積
25m² 例えば、パネル区分を作るための材料として次
の組成のエラストマー材料を使用するとよい。

ネオプレンＷ 70重量部 ネオプレンWB 30 〃 酸化亜鉛 ５ 〃 酸化マグネシウム ４ 〃 硫 黄 0.5〜1.5 〃 ジ―Ｏ―トルイルヴアニジン １重量部 テトラ・メチル・チオ尿素モノ・サルフエート
0.5 〃 ステアリン酸 １ 〃 ランプブラツクFEF 60 〃 ナフサ可塑剤 10 〃 抗酸化剤 ２ 〃 この代りとしては、簡単な例ではあるが、次の
組成の混合物でパネル区分を作つてもよい。

EPDM 100重量部 酸化亜鉛 ５ 〃 硫 黄 1.5 〃 メルカプトベンゾチアゾール 1.5 〃 テトラ・メチル・チオ尿素モノ・サルフエート
0.5 〃 ステアリン酸 １ 〃 ナフサ油 30 〃 FEFブラツク 80 〃 抗酸化剤 １ 〃 パネル内に27℃の水を毎分330グラムずつ導入
することにより実験を行なつた。また、実験は夏
の日中に行なつた。実験結果は次のとおりであ
る。

出口における水の温度 80℃ 総エネルギ吸収量 1240ワツト 単位面積当りのエネルギ吸収量 492ワツト／m² 効 率 62％ 本発明のパネルを用いると所期の目的を達成す
ることができることは以下の考察から容易に理解
できるであろう。

本発明に係るパネルの上述の説明から、パネル
は予め作つた所望の長さの数個の素子を極めて簡
単な手段にて結合することにより得ることができ
る。従つて、所望の形状、寸法のパネルを作るこ
とが可能である。このことがパネルに著しく秀れ
た融通性を与える。又弾力性の角柱状素子及び緊
締システムの存在により、緊締システムにより角
柱状素子を圧縮しシート及びパネル区分を押圧す
るときは（第３図参照）、シート、一対の角柱状
素子、パネル区分が全体として可撓性の小さい剛
直一体の断面箱形のフレーム構造を形成するの
で、このフレーム構造をその下面両端でのみ支持
するという大きな支持スパンで支持しても、フレ
ーム構造の自重による変形撓み量は比較的小さく
構造は安定しており不都合を生じない。

又緊締システムにより角柱状素子を圧縮せずシ
ート及びパネル区分を押圧しないときは（第４図
参照）、シート及びパネル区分は、弾力性ある角
柱状素子を介しかつ角柱状素子からの押圧力の規
制を受けないので上記大きな支持スパンで支持さ
れると、個々に自重による変形を生じうる可撓性
の大きな状態となり、特にパネル区分も上記フレ
ーム構造の場合よりも大きな変形撓み量を生ず
る。従つて、この場合は、逆にこの現象を利用し
て、このパネル全体を支持スパンが比較的小さく
かつ互いに同一平面上にない３個以上の支持点上
に載置させれば、パネル区分下面は可撓性が大き
いゆえ各支持点高さにならつた高さに変形して全
ての支持点に均等に当接して安定した支持を得る
ことができる。

後者の場合には、パネルに可撓性があるため、
同一のパネルで平坦でない（例えば波状の）連続
した区域を作ることが可能であり、又前者の場合
にはパネルが剛直であるため、上記平坦でない連
続的な支持区域を必要とせずにパネル全体を両端
でのみ支持された所謂カバーとして直接使用する
（即ちパネル全体を直接家屋の柱間に載せて屋根
として兼用する）ことが可能である。

次に、ストランドはそれ自体所定の剛性を有す
る線材であるから、これをパネル区分に多数本埋
設すればパネル区分の曲り変形に対する剛直度が
大になり、逆に本数を減らすと剛直度が小になる
ものであり、これによりパネル区分自体の剛直度
を所望の程度に制御できる。従つて、緊締システ
ムとストランドとが相俟つて、パネル全体の剛直
度、即ち可撓性を所望の巾に制御でき、これによ
りパネルを上記の如く種々の個所に設置可能とし
て応用範囲を大とし、パネルの融通性を一層大と
しうるものである。

更に、パネルを形成する諸素子が簡単な構造で
あるため、熟練者でなくても取付け及び保守を容
易に行なえる。更に、本発明に係るパネルは前述
の実験結果が示すとおり秀れた効率を有する。

本発明の要旨を変更することなく種々の変形が
可能であることはいうまでもない。例えば、パネ
ルを作るのにエラストマー材料の代りにプラスチ
ツク材料を用いてもよく、また効率は少し落ちる
が透明材料のシートを設けなくともよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパネルの一実施例の一部
を示す斜視図。第２図は第１図の―線におけ
る断面図。第３図は第１図の―線における断
面図。第４図は第１図のパネルの別の状態におけ
る断面図。第５図は本発明に係るパネルの別の実
施例を示す部分斜視図。第６図は第５図の―
線における断面図。第７図は第５図の―線に
おける断面図である。 １，２４：パネル区分、２，２５：通路、３，
２６：ストランド、１２：空気空間、１１，３
６：透明材料のシート、１３：緊締手段、１４，
４２：管、５，２８：突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽エネルギを利用するためのパネルにおい
   て、表面に対して平行な複数の通路を内部に有す
   るエラストマ又はプラストマから成る黒色の可撓
   性パネル区分と、このパネル区分の一方の面の側
   縁部に設けられた突起と、前記突起に取付けられ
   てパネル区分との間に空間を形成する透明材料の
   シートと、前記通路の各端部に通じた導管手段
   と、前記パネル区分の側縁部において前記透明材
   料のシートと前記パネル区分との間に介装された
   弾力性を有する部材とから成つており、 当該パネルの可撓性を変えるための手段が設け
   られており、この手段は、前記パネル区分に埋設
   された繊条又はストランドと、前記弾力性を有す
   る部材を圧縮するように前記シート及び前記パネ
   ル区分の外面に押圧力を作用させ又は解除させる
   ことのできる緊締システムとから成ることを特徴
   とするパネル。