JPS644036Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、越屋根型等の屋根上屋根型の集放熱
（熱交換）装置に関する。

従来、太陽熱利用等の集放熱装置を建築物に備
えさせる場合、既存の建築物の屋根瓦上に取付フ
レームを介する等して集放熱装置を取付けること
が多かつた。このような場合、建築物と集放熱装
置との一体感が全く無く、建築物自体がいかに優
れた外観を有するとも、集放熱装置を取付けるこ
とにより折角の外観が大きく損なわれるという欠
点があつた。

また、屋根上屋根の一種である越屋根の中に太
陽熱集熱器を収納したり（実公昭58−10934号）、
越屋根上に太陽熱集熱器を載置したりする装置も
既に提案されているが、これら既提案装置にあつ
ては、主として既存の越屋根に、この越屋根とは
全く別個の太陽熱集熱器を付加する構造であり、
全体としての構造が必ずしも簡易ではなかつた。
また、越屋根等は一般的に通風性や採光性を有し
ているが、前記既提案装置は通風性や採光性を積
極的に利用しないばかりでなく、これらの機能を
損なう場合もあつた。

本考案の目的は、建築物全体の外観を損なうこ
とがなく、構造を簡易にすることが容易であり、
しかも、越屋根等の屋根上屋根の本来有する通風
性や採光性を損なうことがないばかりで無く、越
屋根等の通風性を積極的に利用して集放熱を効率
良く行うことのできる屋根上屋根型集放熱装置を
提供するにある。

そのため本考案は、内部に水或いは水以外の熱
媒体が流通する熱媒体流通パイプとこのパイプの
長手方向に沿つて設けられた集放熱フインとから
なる集放熱用フインパイプを、互いの間から通風
及び採光が行なわれる間隔及び角度で、前記集放
熱フインの面方向に略沿つて複数並べて屋根上屋
根の少なくとも屋根部を形成するとともに、屋根
部側の集放熱フインの上にルーバを設け、さら
に、前記屋根上屋根を建築物の開口部上に設置し
て前記目的を達成しようとするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には本考案に係る屋根上屋根型集放熱装
置の一実施例が示されている。図中、一般住宅等
の建築物１の屋根２の上には本屋根上屋根型集放
熱装置３が設けられている。この集放熱装置３は
越屋根型の屋根上屋根であり、建築物１の棟部を
跨ぐようにして屋根２上に設置されている。

この屋根上屋根型集放熱装置３は、第２，３図
に示されるように、フレームを兼ねた母管（ヘツ
ダ）４を有している。母管４は、建築物１の両妻
側の各々に配置されて略門型とされており、母管
４は全体として前記集放熱装置３の外形と等しい
いわゆるスケルトン状に配管されている。また、
一方の妻側の母管４と他方の妻側の母管４との間
には、前記母管４の長手方向に沿つて所定間隔ご
とに集放熱用フインパイプ５が複数配置されてい
る。

これらフインパイプ５は、第４図に示されるよ
うに、熱媒体流通パイプ６と、この熱媒体流通パ
イプ６の長手方向に沿つて設けられた集放熱フイ
ン７と、から構成されている。パイプ６は、銅パ
イプ等の熱伝達性に優れた金属パイプであり内部
に水や水以外の熱媒体が前記母管４より供給され
て流通するようになつている。

また、フイン７は、銅やアルミ等の金属板であ
り、中央部が前記パイプ６に巻き付けられるよう
折曲されて前記パイプ６に溶接等により固定され
ている。各集放熱フイン７の一側縁は所定量だけ
第４図中上方に向かつて断面鍵型に折曲されて立
上り部７Ａが形成されているとともに、他側縁側
には前記立上り部７Ａとは反対側に折曲されてな
る立上り部７Ｂが形成されている。

集放熱装置３の両妻側以外の側壁部は、前記複
数のフインパイプ５が所定の間隔で前記フイン７
の面方向に略沿つて並べられて構成され、各フイ
ンパイプ５の間隙により側壁の通風部１１が形成
されている（第２図参照）。

また、このようにして側壁部を構成する各フイ
ンパイプ５は、フイン７が所定の角度に傾けられ
た状態に配置され、且つ、互いに隣合うフインパ
イプ５の各々のフイン７の上端縁側及び下端縁側
が互いに重ね合わされ（オーバーラツプされ）る
ようになつており、これら重ね合わされた部分に
より前記通風部１１が構成されている。したがつ
て、通風部１１から降水等が直接集放熱装置３の
内部側に吹き込むことはなく、すなわち、雨仕舞
がなされている。また、通風部１１の上部側のフ
イン７の下端縁側の立上り部７Ｂと通風部１１の
下方側のフイン７の上端縁側の立上り部７Ａとに
より、通風部１１における雨仕舞が一層確実なも
のとされている。

集放熱装置３の屋根部もまた前記集放熱用フイ
ンパイプ５が並べられて形成されている。屋根部
を構成する各フインパイプ５は、集放熱フイン７
が水勾配程度、別言すれば、付着した雨水等が下
方側に自然に流下され得る勾配程度だけ傾けられ
て配置されている。また、各フインパイプ５の間
隙により屋根部側の通風部１２が形成されるとと
もに、互いに隣接する集放熱フイン７はこれら屋
根部側の通風部１２を挟さんで上下に所定量だけ
重ね合わされ（オーバーラツプされ）、且つ、こ
れら通風部１２は、通風部１２の両側のフイン７
の立上り部７Ａ及び立上り部７Ｂにより雨仕支舞
の確保がなされている。また、最下端側の集放熱
用フインパイプ５のさらに下側には樋１３が設け
られている。

集放熱装置３の屋根部を構成するこれら集放熱
用フインパイプ５の上部にはルーバ（鎧板）１４
が取付けられている。ルーバ１４は、枠体１５を
有し、枠体１５は結合具１６及び棟木１７を介し
て略屋根型に結合されている（第２図参照）。こ
の枠体１５には、複数の遮光フイン１８が取付け
られ、これら遮光フイン１８は、所定の幅の板状
体態であり、前記集放熱用フインパイプ５の長手
方向に沿つて設けられている。

また、各遮光フイン１８は、夏期における高い
角度の太陽光線（たとえば東京では夏至の太陽角
度は77.8度である。）を遮えぎるとともに冬期に
おける低い角度の太陽光線（東京における冬至の
太陽角度は30.9度である。）を透過させる角度及
び間隔に調整されており、集放熱装置３の屋根部
を構成する前記フインパイプ５には、冬期には十
分な太陽光線が照射されるが、夏期には直射日光
が遮えぎられるように構成されている。また、各
遮光フイン１８の間隙により通風部１９が形成さ
れている。

なお、前記通風部１１及び１２から太陽光線が
集放熱装置３の内部側に直接入射されることはな
いが、いわゆる明かり取りとなるだけの光量は採
光され得るよう構成されている。また、集放熱装
置３の両妻側の側壁部（集放熱用フインパイプ５
により構成されない側壁部）には、例えばルーバ
状の通風可能な側板２０が取付けられるようにな
つている（第３図参照）。

前記集放熱装置３は、建築物１の屋根２に設け
られた開口部２１上に設置されている（第２図参
照）。開口部２１は、屋根２の棟部の両側に亘つ
て設けられた開口部用枠体２２の内側に形成さ
れ、この開口部用枠体２２上には固定枠２３が固
定され、固定枠２３上には連結具２４を介して開
閉枠２５が開閉可能に取付けられ、開閉枠２５に
はドーム型、あるいは平板型等の透明あるいは半
透明の透光可能な被い板２６が取付けられてお
り、前記被い板２６は集放熱装置３内において開
閉されて前記開口部２１を閉塞若しくは開放する
よう構成されている。

また、前記母管４には、２つの熱媒体導出入パ
イプ３１，３２が接続され、一方のパイプ３１か
ら熱媒体が供給されるとこの１媒体は母管４及び
各集放熱用フインパイプ５の熱媒体流通パイプ６
内を通過した後他方の熱媒体導出入パイプ３２か
ら導出され、また、他方の熱媒体導出入パイプ３
２から熱媒体が供給されると同様にして各集放熱
用フインパイプ５内を通過した後前記一方の熱媒
体導出入パイプ３１から熱媒体が導出されるよう
構成されている。

パイプ３１には、第２図にも示されるように、
膨張弁ポンプ３３及び室内側熱交換器３４が直列
に接続され、更に、熱交換器３４には四方切換替
弁３５の第１ポート３５Ａが接続されている。弁
３５の第２ポート３５Ｂ及び第３ポート３５Ｃ間
には圧縮機３６が接続され、弁３５の第４ポート
３５Ｄには前記他方の熱媒体導出入パイプ３２が
接続されている。弁３５は、その弁体の切換操作
により、第１ポート３５Ａと第２ポート３５Ｂと
が接続され且つ第３ポート３５Ｃと第４ポート３
５Ｄとが接続され、あるいは、第１ポート３５Ａ
と第３ポート３５Ｃとが接続され且つ第２ポート
３５Ｂと第４ポート３５Ｄとが接続され得るよう
構成されている。

次に、本実施例の運転方法につき説明する。

冬期においては、前記四方切換弁３５の第１ポ
ート３５Ａと第２ポート３５Ｂとを接続するとと
もに第３ポート３５Ｃと第４ポート３５Ｄとを接
続し、且つ、熱媒体導出入パイプ３１から集放熱
装置３側に熱媒体を供給し、他方の熱媒体導出入
パイプ３２から熱媒体を導出させるようにする
（第２図中実線部参照）。これにより、熱媒体は屋
根型集放熱装置３→圧縮機３６→室内側熱交換器
３４→膨張弁３３→再び集放熱装置３の順路に循
環される。また、冬期における低い角度の太陽光
線は前記ルーバ１４を透過し屋根部側の集放熱用
フインパイプ５に太陽光線が直接照射される。

従つて、集放熱装置３にて集熱した熱媒体は、
圧縮機３６にて一旦圧縮され、ついで室内側熱交
換器３４にて室内側に放熱して自らは凝縮して降
温し、その後再び集放熱装置へと循環される。こ
のとき、集放熱装置３における熱媒体は、集放熱
フイン７に照射される太陽光線の熱を受け取るだ
けでなく、通風路１１，１２を通過する風や集放
熱フイン７に付着する露、雨水等からも集熱す
る。特に、風は大量の熱を運搬するものであり、
集放熱フイン７の表面で結露したり、雨水が氷結
すれば潜熱をも熱媒体により回収する（集熱す
る）こととなる。

一方、夏期においては、四方切換弁３５の第１
ポート３５Ａと第３ポート３５Ｃとを接続し、第
２ポート３５Ｂと第４ポート３５Ｄとを接続し、
且つ、圧縮機３６により前記他方の熱媒体導出入
パイプ３２から集放熱装置３へと熱媒体が供給さ
れて前記一方の熱媒体導出入パイプ３１から熱媒
体が導出されるようにする（第２図中鎖線部参
照）。これにより、熱媒体は、集放熱装置３→膨
張弁３３→室内側熱交換器３４→圧縮機３６→再
び集放熱装置３と循環されることとなる。また、
夏期における高い角度の太陽光線はルーバ１４に
より遮られて、集放熱装置３の屋根部を構成する
集放熱用フインパイプ５には直射日光が直接照射
されることのないようになつている。

このような夏期における運転にあつては、室内
側熱交換器３４では熱媒体は室内側の熱を受け取
り自らは昇温（膨張）される。その後、圧縮機３
６にて一旦圧縮された後集放熱装置３へと送ら
れ、この集放熱装置３にて熱媒体は放熱されて降
温される。即ち、集放熱装置３が放熱器（ラジエ
ータ）としての作用をする。この際、集放熱装置
３には通風部１１，１２が設けられているため、
十分な通風量が確保され、また前述のようにルー
バ１４により集放熱用フインパイプ５はたとえば
日照の激しいときでも日陰状態となつているた
め、十分な放熱作用が行なわれることとなる。

なお、夏期等においては、自然換気のため、被
い板２６を回動させて開口部２１を開口すれば、
建築物１の室内側に風が取り入れられ、あるいは
天井部、小屋裏等の暖気が室外へと排出されて室
内側の居住が一層快適になる。

また、夏期や冬期以外の過渡期にあつては、日
照状態や外気温等の変化に応じて四方切換弁３５
を操作して、必要に応じて集熱及び放熱を適宜切
換えるようにする。

また、季節を問わず、日照時には集放熱装置３
からは採光がなされることとなる。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

集放熱用フインパイプ５により集放熱装置３の
屋根部及び側壁部が直接に構成されているため、
たとえば越屋根等に集放熱装置を付加する場合と
異なり、建築物１に異和感を与えることがなく、
外観の美しさを何ら損なうことがない。しかも、
全体として構造が簡易であり、安価に提供するこ
とができるという効果がある。

また、越屋根等の屋根上屋根の本来有する特徴
である風通しの良さを積極的に利用して、フイン
パイプ５のフイン７における集放熱を効率よく行
なわせることができる。すなわち、冬期における
集熱に際しては、フイン７に照射する太陽光線か
ら集熱するだけでなく、通風部１１，１２を通過
する風やフイン７に付着する雨水等からも熱を回
収できるために集熱効果に優れている。また、夏
期における放熱に際しては、通風部１１，１２を
通過する風の作用によりフイン７の放熱効果が向
上し、しかも、屋根部のフイン７には前記ルーバ
１４によつて夏期の直射日光が照射されないた
め、一層放熱効果に優れている。

また、前記フインパイプ５により集放熱装置３
の屋根部のみならず側壁部も形成されているた
め、例えば集熱に際しては種々の向きの太陽光線
から集熱できる等、この点からも集熱効果に優れ
ている。

また、集放熱装置３の屋根部を構成するフイン
パイプ５は、フイン７が水勾配程度に傾けられて
いるため、屋根部を構成するフインパイプ５上に
振り注ぐ雨は前記樋１３へと流下し、また、雨仕
舞のための立上り部７Ａ及び７Ｂも形成されてい
るため、フインパイプ５により直接屋根を構成し
ても何らの支障はなく、即ち、屋根部用として特
に別個の部材を設置する等の必要がない。

更に、通風だけでなく、明かり取りとしての採
光機能をも有しており、便宜である。

なお、上述においては、集放熱装置３は建築物
１の屋根２の棟部を跨ぐよう載置される越屋根型
のものとしたが、第５図に示される前記以外の実
施例の集放熱装置５３のように、屋根２の棟部の
一方側に載置される越屋根型以外の型式の屋根上
屋根型に構成されていてもよい。

また、前記屋根上屋根型集放熱装置３では、そ
の側壁部の両妻側以外の側壁部のみが集放熱用フ
インパイプ５により構成され、両妻側の側壁には
側板２０が取付けられるものとしたが、屋根部の
みをフインパイプ５で構成して全部の（全周の）
側壁が通風可能な側板より成るものとしたり、あ
るいは、第６図に示されるように、両妻側の側壁
も、複数のフインパイプ５がそのフイン７の面方
向に略沿つて複数並べられて構成されるものであ
つてもよい。なお、この場合、妻側の側壁と妻側
以外の側壁との各部に、断面Ｌ型等の角部材５１
を設ける等してもよい。

また、前記実施例では、熱媒体流通パイプ６に
は集放熱フイン７が巻き付けられているものとし
たが、たとえば第７図に示されるように板状のフ
イン７が溶接等によりパイプ５の一側面に一体的
に固定されたものであつてもよいし、あるいはま
た、パイプ６とフイン７とはダイカスト成形等に
より予め一体的に構成されていてもよい。

更にまた、第８図に示されるように、熱媒体導
出入パイプ３１，３２は蓄熱タンク６１内に導入
され、一方、室内側熱交換器３４を循環する熱媒
体もタンク６１内に導入されており、両熱媒体は
タンク６１内に収容された蓄熱用の熱媒体を介し
て熱交換され、且つ、余剰の熱は前記熱媒体によ
り蓄熱されるよう構成されていてもよい。なお、
第８図中符号６３は循環ポンプである。

また、被い板２６は開閉不能に固定されていて
もよいし、被い板２６自体が取付けられていない
ものであつてもよい。

上述のように本考案によれば、建築物全体の外
観を損なうことがなく、構造を簡易にすることが
容易であり、しかも、越屋根等の屋根上屋根の本
来有する通風性や採光性を積極的に利用して集放
熱を効率良く行うことのできる屋根上屋根型集放
熱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る屋根上屋根型集放熱装置
の一実施例が適用される建築物の全体構成を示す
斜視図、第２図は前記実施例の内部構造を示す断
面図、第３図は前記実施例の要部を示す分解斜視
図、第４図は前記実施例に用いられる集放熱用フ
インパイプの構成を示す拡大斜視図、第５図は前
記以外の屋根上屋根型集放熱装置の実施例が適用
される建築物の全体構成を示す斜視図、第６図は
前記以外の実施例の要部を示す分解斜視図、第７
図は集放熱用フインパイプの異なる実施例を示す
拡大斜視図、第８図は前記実施例と異なる熱媒体
循環経路を示す経路図である。 １……建築物、２……屋根、３，５３……屋根
上屋根型集放熱装置、４……母管、５……集放熱
用フインパイプ、６……熱媒体流通パイプ、７…
…集放熱フイン、７Ａ，７Ｂ……立上り部、１
１，１２……屋根上屋根型集放熱装置の通風部、
１４……ルーバ、１５……枠体、１８……遮光フ
イン、１９……ルーバの通風部、２１……開口
部、２５……開閉枠、２６……被い板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 熱媒体流通パイプとこのパイプの長手方向に
   沿つて設けられている集放熱フインとからなる
   集放熱用フインパイプが互いの間から通風及び
   採光が行なわれる間隔及び角度で前記集放熱フ
   インの面方向に略沿つて複数並べられて屋根上
   屋根の少なくとも屋根部が形成されているとと
   もに、屋根部側の集放熱用フインパイプの上に
   はルーバが設けられ、さらに、前記屋根上屋根
   は建築物の屋根に設けられた開口部上に設置さ
   れていることを特徴とする屋根上屋根型集放熱
   装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記開口部には透明あるいは半透明の透光可能な
   被い板が開閉可能に取付けられていることを特
   徴とする屋根上屋根型集放熱装置。