JPS6316667B2

JPS6316667B2 -

Info

Publication number: JPS6316667B2
Application number: JP54118323A
Authority: JP
Inventors: Naotatsu Yano
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1988-04-11
Also published as: JPS5642059A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は太陽熱集熱屋根構造に関する。

従来、太陽熱利用の温水機は屋根棟近くに設置
されているが外部に露出しているため外観上不体
裁であつた。一方、今までの棟構造は野地板上に
防水用のルーフイングを介して瓦材を葺き、その
棟部にその長さ方向に沿う笠木が載置され、該笠
木は上部から瓦材および野地板を貫通する長い釘
によつて垂木に固定され、棟包みが前記笠木を覆
つて釘着固定されていた。そのため、棟包みの内
側は殆んど空間がなくこの部分に貯湯タンクを設
置するなどおよびもつかず、また、この構造によ
ると強風によつて雨水が笠木まで浸入して腐らせ
たり、また施工時長い釘を使用することにより熟
練が要求されるなどの欠点があつた。

本発明は上記欠点を除き、しかも瓦に太陽熱集
熱のヒートパイプを内装し、棟包みの内側に貯湯
タンクを設置可能とした屋根構造を提供する。

以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明
する。

図において、野地板１の上に棟両側にまたがつ
て上面山形五角形の底辺に谷状切欠２ａが形成さ
れた縦断面をもち、棟の中心線上の鉛直面に対し
て左右対称とされたけた材２がその頂部稜線を前
記棟の中心線上に鉛直面内にある如く棟方向に間
隔を存して複数個載置される。該けた材２はその
棟両側面から斜め下方へ釘８ａを打つて野地板１
に固定される。前記谷状切欠２ａの交叉底面によ
つて形成される角度は屋根の左右野地板１，１に
より形成される頂角よりも小さく設定される。該
けた材２の前記頂部稜線を挾む傾斜両肩面２２，
２２上には夫々、貫材たる長尺の断面矩形をなす
上部フレーム材３ａ，３ａが、また、前記両側面
２１，２１下部には夫々前記上部フレーム材と略
同形の側部フレーム材３ｂ，３ｂが棟長さ方向に
沿つて連続して取付けられ、釘８ｂ，８ｃによつ
てけた材２に固定される。前記上部フレーム材３
ａはけた材２から棟両側下方へ張出し、その張出
し外側端が前記側部フレーム材３ｂの外側端と面
一にされる。

これら野地板１とフレーム材３ａ，３ｂとを覆
つて左右ルーフイング４，４が野地板１上より
夫々連続張設され、該両ルーフイングはけた材２
上で重複される。そして、該ルーフイングを介し
て野地板１上でかつ、前記側部フレーム材３に近
接して瓦材５が載置される。該瓦材はその上端部
を釘８ｄによつて固定される。そして、前記瓦材
５の上面上部と前記フレーム材３を包むルーフイ
ング４，４とを覆つて金属板製の棟包み６が装着
される。該棟包み６は前記瓦材５を覆うため該瓦
材の傾斜に沿う脚部６ａの下端部には、下方へ曲
折された当り片６１が形成される。該当り片６１
と瓦材５とはコーキング材７によつて水密とされ
ている。そして、棟包み６は側部外方から釘８ｅ
によつて前記側部フレーム材３ｂを介しけた材２
に固定される。

そして、前記棟包み６の内側で棟長さ方向に沿
うけた材２相互間に形成されたフレーム３の空間
部分には第３図示の如く、棟上に前記けた材２と
略同幅で水平底面を有する温水器用貯湯槽９が設
置される。この貯湯槽９は、外面を断熱材で被覆
され、架台１０により棟両側の野地板１上に鞍架
設定される。また、この貯湯槽９には以下に述べ
るように瓦Ｂに埋込まれたヒートパイプ３２が接
続されるほか、給湯管１２および給水管１３など
が夫々野地板１やルーフイング４あるいは棟包み
６を貫通して接続されている。

次に太陽熱を吸収するヒートパイプを埋込んだ
瓦Ｂが屋根にふかれる。第４図は前記矩形平板状
瓦Ｂが千鳥配置状に配置された状態を示す。該瓦
Ｂは次の如く構成されている。断熱性本体３１は
ロツクウール、石綿セメントなどの断熱材から形
成され、通常の瓦としての強度を持つ矩形平板状
をなす。本体前部の下面には、その前縁に沿つて
前部位置決め段部３１１が下方に突設され、また
本体後部の上面にはその後縁に沿つて前記段部３
１１と同じ高さで後部位置決め段部３１２が上方
に突設されている。そして、該後部段部３１２の
上面には後記ヒートパイプ後端が露出する様な円
形凹所３１２ａが瓦の横方向に沿つて複数個（４
個）等間隔で設けられている。

前記本体３１には複数本のヒートパイプ３２が
屋根傾斜方向に沿つて等間隔で互いに平行に埋設
されている。そしてそれらの外円周面の一部は本
体３１の表面に沿つて露出されている。またこれ
らの複数本は瓦の屋根傾斜方向に沿う中心線に対
して左右対称位置に配置されている。ヒートパイ
プの加熱部は下側に、冷却部は上側にして、加熱
部の先端部は本体の裏側へ屈曲されて、その先端
は前記前部段部３１１の後方で裏面から下向きに
突出している。またヒートパイプ冷却部の先端は
本体３１の表側へ屈曲して前記後部段部３１２内
の中途まで侵入し、前記凹所３１２ａの底に露出
している。ヒートパイプは銅、アルミ、鉄などの
熱良導体からなり、かつ耐蝕性に富んでいる。該
ヒートパイプの熱媒体として水、アンモニア等が
用いられる。

前記ヒートパイプの上側にはその外周面に接触
して受熱板３３が、前記本体３１との間の接着剤
層３４を介して本体３１に固着されている。受熱
板３３は銅、アルミ、カラー鉄板、ステンレスな
どの熱良導性耐蝕性に優れた材料からなる。前記
したような瓦の２枚が上下に重ねられた時、ヒー
トパイプ３２の冷却部と加熱部との接続部には、
半田などの易融合金や金属粉の混入した熱良導体
接着剤などよりなる接続剤３５が充填されて熱の
伝導が確保されている。

前記のような瓦は従来の葺き方によつて第４図
の如くまず下層瓦において複数枚が横一直線上に
隣接して突合わせ配置され、次に上層瓦が横方向
長さの1/2だけずらして同様に横一直線上に配置
される。この時下層瓦と上層瓦とは、第５図に示
す如く、本体の前後部段部３１１，３１２が互い
に係合して屋根傾斜方向の位置決めがなされ、上
層瓦のヒートパイプ加熱部の先端が下層瓦の凹部
３１２ａ内に没入して下層瓦のヒートパイプ冷却
部と接触した状態となる。最上層瓦の冷却部はヒ
ートパイプ用断熱材Ｒを介してルーフイング孔４
ａ、フレームの切欠３b′を通り前記の貯湯槽９に
接続されている。

従つて昼間太陽熱を受けている時、貯湯槽が最
も低温となり、それから下に行くにつれて瓦は高
温となる。従つて最下層瓦においてヒートパイプ
には加熱部と冷却部においてわずかの温度差が生
じることになる。このため最下層瓦において受熱
された熱によつてヒートパイプ内の下端に凝縮さ
れた熱液体は蒸発して上昇し、上端の冷却部に至
り、そこでその上側の瓦のヒートパイプの加熱部
に熱を与える。それによつて蒸気は凝縮して液体
となり、重力によつて屋根傾斜による高度差によ
つて再び下端に戻る。再び前記の作用を繰返して
下層瓦の熱は順に上層瓦へと移されていく。以下
同様にして下層瓦から上層瓦へと順に熱は移され
ていき、最終的には熱は貯湯槽９に移されること
になる。

そして、夕方になつて太陽熱が少なくなつて瓦
が冷えて貯湯槽９の水温よりも低くなつた時、ヒ
ートパイプ３２の熱媒体は液体の状態で重力およ
びウイツク内の毛管現象によつて下端に貯つたま
まであり、貯湯槽９から瓦に熱が逆に流れるとい
うことはない。

なお、前記瓦受熱板３３に代えて、金属粉や金
属繊維などを半田等の易融合金で結着してなる熱
良導性無機質充填受熱層であつてもよい。

第７図は瓦の第２実施例である。この実施例で
は瓦は前後部段部を形成することなく、下層瓦の
ヒートパイプの冷却部は上方に屈曲突出し、熱良
導体接続剤を介して上層瓦の加熱部を暖める構造
としたものである。また、第８図に示す第３実施
例は上層瓦のヒートパイプの加熱部が下方へ屈曲
突出し、熱良導体接続剤を介してその下方に設け
られた下層瓦のヒートパイプ冷却部によつて加熱
される。更に第９図示の第４実施例では、下層瓦
の屋根傾斜に沿う上方側において上層瓦の裏面に
段部３１３が形成され、この段部内に屈曲嵌装さ
れたヒートパイプ加熱部が熱良導体接続剤を介し
て、下層瓦後端面に突出された下層ヒートパイプ
の冷却部によつて加熱される。

上記瓦の第２実施例、第４実施例では上層瓦
に、また第３実施例では下層側に、前記熱良導体
接続剤３５を充填すべき凹所３１２ａが設けられ
ている。

また、第１０図は瓦の第５実施例を示しヒート
パイプ３２の先端は瓦外面から突出せずに瓦内に
没入され、接続部において、接続穴３１ａ内に接
続剤３５を介して伝熱金属片３６が上下層瓦にわ
たつて収容されたものである。

施工に当つて前記けた材２を釘着するための釘
８ａはおおむね前記谷状切欠２ａの交叉底面に対
して略直角に打つ。そして、釘頭がけた材２に埋
まる程度に打ち込む。これによつてけた材２が野
地板１に強固に釘着され、側部フレーム材３ｂは
けた材２に密着される。

以上の如く本発明は、瓦にヒートパイプが組み
こまれた特殊瓦を用い、貯湯槽９を棟包みの内側
の空間を利用して設置したので、これら太陽熱利
用の温水器は全く屋根上に露出させなくてすむ。
またけた材２は野地板１に短かい釘８ａを用いて
固定するだけで足りる。また、けた材２およびフ
レーム材３ａ，３ｂはルーフイング４で包まれる
ので雨水の浸入によつて腐蝕することが防がれ
る。その上、棟包み６と瓦材５との隙間はコーキ
ング材７によつて水密とされるので更に水の浸入
が遮断される。そして、棟包み６は一体成形され
ているので外観的に美しく、カラー焼付などによ
つて更に美麗となる。

上記実施例ではルーフイング４を左右２枚用い
たが、けた材２およびフレーム材３ａ，３ｂを１
枚のルーフイングで覆つてもよいことは勿論であ
る。

本発明は以上の如く瓦にヒートパイプを組みこ
んでその貯湯槽を棟上に設置したので、これらの
湯水設備は全く屋根上に露出することがなく、外
観的に体裁が良く、しかも湯が効率よく得られ、
省エネルギーのためにも大きな効果を得た。

また、棟は棟長さ方向に間隔を存して載置され
た複数個のけた材と、上部フレームおよび側部フ
レームで基本的に構成され、これらけた材相互間
の空間に貯湯槽が設置される。従つて、水密性が
完全にし、充分な保温性と強度を持つ貯湯槽が建
築現場でなく工場で準備することができ、棟内へ
の貯湯槽の据え付けが短時間でできる。しかも、
貯湯槽からの漏水のおそれもない。そのうえ、棟
の強度を容易に確保でき、けた材は野地板に短い
釘を用いて固定するだけで足りるとともに、けた
材およびフレーム材はルーフイングで包まれるの
で雨水の浸入による腐食が防がれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す棟に直交する
縦断面図、第２図は棟に沿う縦断面図、第３図は
第２図の−断面図、第４図は屋根の平面図、
第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は第５図
の−断面図、第６乃至１０図は瓦の他の実施
例断面図である。１……野地板、２……けた材、２１……側面、
２２……肩面、２ａ……谷状切欠、３ａ……上部
フレーム材、３ｂ……側部フレーム材、４……ル
ーフイング、Ｂ……瓦材、３１……断熱性本体、
３２……ヒートパイプ、３３……受熱板、６……
棟包み、９……貯湯槽、１２……給湯管、１３…
…給水管。

Claims

【特許請求の範囲】

１棟内に貯湯槽が設置され、瓦にはヒートパイ
プが屋根傾斜方向に沿つて平行に間隔配置され、
かつ、加熱部を下側に、冷却部を上側にして埋設
され、前記ヒートパイプ両端部に設けられた接続
部で上下層瓦を接続することによりヒートパイプ
が屋根傾斜方向に沿い直列に熱的に接続されると
ともに最上層瓦のヒートパイプの冷却部は前記貯
湯槽内に収容され、前記棟部において、野地板の
上に棟両側にまたがつて上面山形５角形の底辺に
谷状切欠が形成された縦断面をもち、棟の中心線
上の鉛直面に対して左右対称とされたけた材が棟
長さ方向に間隔を存して複数個載置され、これら
のけた材は棟両側面から斜め方向へ釘を打つて前
記野地板に固定され、これらけた材相互間に形成
された空間部分に前記貯湯槽が設置され、前記け
た材の両肩面および両側面にはそれぞれ上部フレ
ーム材および側部フレーム材が釘により固定さ
れ、前記野地板とフレーム材を覆つてルーフイン
グが張設され、該ルーフイングを介して野地板に
瓦材が固定され、該瓦材の上面上部と前記ルーフ
イングを覆つて棟包みが装着されていることを特
徴とする太陽熱集熱屋根構造。