(57)【要約】【課題】意匠性を損なわず、地上のタンク設置スペースを不要にでき、なおかつ信頼性に優れた設置構造を有する太陽熱パネルを提供する。【解決手段】この太陽熱パネル１は、貯湯タンク１０８を、太陽熱パネル１と屋根２８との間の空間に収めたことから、意匠性を損なわず、地上のタンク設置スペースを不要にできる。また、屋根２８への設置に支持部材２９を用いていることから、荷重を支持部材２９を介して屋根２８で受けることが可能になる。同時に、支持部材２９が貯湯タンク１０８と屋根２８との間の空間を塞ぐことで、空気の流れを遮断することができ、貯湯タンク１０８の底面からの放熱を低減することも可能となる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の上に設置される太陽熱パネルであって、
集熱器を兼ねる貯湯タンクを内蔵する太陽熱パネル本体と、
前記太陽熱パネル本体の側面を取り囲むように設けられる枠部材と、
前記屋根に固定される支持部材と、を備え、
前記枠部材は、前記支持部材に支持され、
前記貯湯タンクは、前記太陽熱パネル本体のほぼ全面にわたって設けられるとともに、前記太陽熱パネル本体の内部において前記屋根に至るまでの空間を略埋めるように設けられる、太陽熱パネル。
【請求項２】
前記貯湯タンクの下端面の一部が、前記屋根の上に載置されている、請求項１に記載の太陽熱パネル。
【請求項３】
前記貯湯タンクの下端面と前記屋根との間に支持パネルが施設され、前記屋根の上に前記支持パネルが載置され、前記支持パネルの上に前記貯湯タンクが載置される、請求項２に記載の太陽熱パネル。
【請求項４】
前記支持パネルは断熱性能を有する、請求項３に記載の太陽熱パネル。
【請求項５】
前記支持パネルは、発泡断熱材料または真空断熱材料を有する、請求項４に記載の太陽熱パネル。
【請求項６】
前記支持パネルが変形することにより、前記屋根の表面の凹凸と前記貯湯タンクの下端面との隙間を埋める、請求項３から５のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項７】
前記貯湯タンクの下端面は、前記枠部材の下端部よりも屋根側に位置するように設けられている、請求項１から６のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項８】
前記貯湯タンクは、下端面に窪み領域を有する、請求項１から７のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項９】
前記貯湯タンクは、内壁で仕切られた導管部を有する、請求項１から８のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１０】
前記貯湯タンクは、タンク本体とこのタンク本体の上面側の開口部を覆う透明体とを有する、請求項１から９のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１１】
前記タンク本体は樹脂製である、請求項１０に記載の太陽熱パネル。
【請求項１２】
前記タンク本体はカーボンブラックを有する、請求項１１に記載の太陽熱パネル。
【請求項１３】
前記タンク本体は、カーボンブラックを導電材料として、黒クロムメッキ処理が施されている、請求項１２に記載の太陽熱パネル。
【請求項１４】
前記透明体は、前記タンク本体と同じ材質の樹脂である、請求項１１から１３のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１５】
前記透明体は、前記タンク本体の上面側の開口部覆う第１透明体と、前記第１透明体の上の所定位置に配置される複数の凸部材と、前記凸部材の上に載置され、前記第１透明体に対して所定の間隙を隔てて配置される第２透明体とを有する、請求項１０から１４のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１６】
前記太陽熱パネル本体は、紫外線を遮蔽する部材を有する、請求項１から１５のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１７】
前記貯湯タンクは水道に直結されている、請求項１から１６のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１８】
前記枠部材は、太陽電池パネルの太陽電池パネル本体の側面を取り囲むように設けられる枠部材と共通部材として用いられ、
前記支持部材は、前記太陽電池パネルの支持部材と共通部材として用いられる、請求項１から１７のいずれかに記載の太陽熱パネル。
【請求項１９】
前記太陽熱パネルは、屋根の上において、前記太陽電池パネルに併設される、請求項１８に記載の太陽熱パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根に設置する太陽熱パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に太陽熱パネルとは、太陽光を集熱器と呼ばれる装置で熱として吸収し、その熱を給湯や暖房に利用するものである。太陽電池と同様に自然エネルギーを利用する機器であり、地球温暖化防止のためには普及促進されるべきものである。
【０００３】
現在実用化されている太陽熱パネルの多くは集熱器とタンクが分離している。「自然循環式」と呼ばれる太陽熱パネルは、集熱器の上部にタンクが設置されている。「強制循環式」と呼ばれる太陽熱パネルでは、集熱器とタンクを物理的に完全に分離し、集熱器は屋根の上に設置し、タンクは地上などに設置する。また、集熱器とタンクを一体とした「汲置式」の太陽熱パネルは古くから提案されている。特許文献１（実開昭６２−１３０３５７号公報）に、「汲置式」の太陽熱パネルが開示されている。
【０００４】
「自然循環式」の太陽熱パネルは、タンクが集熱器に対して上方に大きく突出しているため、意匠性（外観）に課題がある。「強制循環式」の太陽熱パネルは、屋根の上に載置するのは集熱器のみであるため、意匠性の課題は解決されているが、タンクの設置スペースを地上などの別の場所に確保する必要があるという課題がある。また、「汲置式」の太陽熱パネルは、単なる箱型形状であり、屋根への施工方法が十分に検討されていないため、施工性や長期信頼性に課題がある。
【特許文献１】実開昭６２−１３０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、従来の太陽熱パネルにおいては、屋根の設置する場合の意匠性に問題が生じる点、タンクを分離配置した場合に別途タンクの設置スペースを確保しなければならない点、屋根に設置する場合の施工方法に問題が生じる点にある。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、意匠性を損なわず、地上のタンク設置スペースを不要にでき、なおかつ信頼性に優れた設置構造を有する太陽熱パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいた太陽熱パネルにおいては、屋根の上に設置される太陽熱パネルであって、集熱器を兼ねる貯湯タンクを内蔵する太陽熱パネル本体と、上記太陽熱パネル本体の側面を取り囲むように設けられる枠部材と、上記屋根に固定される支持部材とを備え、上記枠部材は、上記支持部材に支持され、上記太陽熱パネル本体のほぼ全面にわたって設けられるとともに、上記太陽熱パネル本体の内部において上記屋根に至るまでの空間を略埋めるように設けられる。
【０００８】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクの下端面の一部が、上記屋根の上に載置されている。
【０００９】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクの下端面と上記屋根との間に支持パネルが施設され、上記屋根の上に上記支持パネルが載置され、上記支持パネルの上に上記貯湯タンクが載置される。
【００１０】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記支持パネルは断熱性能を有する。
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記支持パネルは、発泡断熱材料または真空断熱材料を有する。
【００１１】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記支持パネルが変形することにより、上記屋根の表面の凹凸と上記貯湯タンクの下端面との隙間を埋める。
【００１２】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクの下端面は、上記枠部材の下端部よりも屋根側に位置するように設けられている。
【００１３】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクは、下端面に窪み領域を有する。
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクは、内壁で仕切られた導管部を有する。
【００１４】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクは、タンク本体とこのタンク本体の上面側の開口部を覆う透明体とを有する。
【００１５】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記タンク本体は樹脂製である。
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記タンク本体はカーボンブラックを有する。
【００１６】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記タンク本体は、カーボンブラックを導電材料として、黒クロムメッキ処理が施されている。
【００１７】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記透明体は、上記タンク本体と同じ材質の樹脂である。
【００１８】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記透明体は、上記タンク本体の上面側の開口部を覆う第１透明体と、上記第１透明体の上の所定位置に配置される複数の凸部材と、上記凸部材の上に載置され、上記第１透明体に対して所定の間隙を隔てて配置される第２透明体とを有する。
【００１９】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記太陽熱パネル本体は、紫外線を遮蔽する部材を有する。
【００２０】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクを複数有し、上記貯湯タンク同士の接続に、物理的な柔軟性を持つ導水管部材を用いる。
【００２１】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクと上記導水管部材との連結には、工具などを使用せずに脱着が可能な嵌合式のアタッチメント機構が用いられる。
【００２２】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記貯湯タンクは水道に直結されている。
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記枠部材は、太陽電池パネルの太陽電池パネル本体の側面を取り囲むように設けられる枠部材と共通部材として用いられ、上記支持部材は、上記太陽電池パネルの支持部材と共通部材として用いられる。
【００２３】
また、上記太陽熱パネルにおいて、上記太陽熱パネルは、屋根の上において、上記太陽電池パネルに併設される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明に基づいた太陽熱パネルによれば、従来と同等容量の温水を保持できる貯湯タンクを、太陽熱パネルと屋根との間の空間に収めたことから、意匠性を損なわず、地上のタンク設置スペースを不要にできる。また、屋根への設置に支持部材を用いていることから、長期信頼性に優れた設置方法を提供することが可能となる。これらに加え、施工性・保守性に優れ、低コストな太陽熱パネルを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２６】
また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。
【００２７】
（実施の形態１）
本発明に基づいた実施の形態１にける太陽熱パネル１の構造について、図１から図４を参照して説明する。なお、図１は、本実施の形態１にける太陽熱パネル１の全体構造の概略を示す斜視図であり、図２は本実施の形態１にける太陽熱パネル１の内部構造を示す部分横断面図であり、図３は太陽熱パネル１の平面図であり、図４は、貯湯タンク８の構造を示す平面図である。
【００２８】
（太陽熱パネル１）
図１を参照して、本実施の形態における太陽熱パネル１は、集熱器を兼ねる貯湯タンク１０８を内蔵する太陽熱パネル本体１００と、この太陽熱パネル本体１００の側面を取り囲むように設けられる枠部材２００とを備えている。なお、本実施の形態においては、太陽熱パネル１は、後述する支持部材としての横桟２５、縦桟２６、および係合部材２１０を含むものとする。
【００２９】
（太陽熱パネル本体１００）
図２を参照して、太陽熱パネル本体１００は、貯湯タンク１０８を有し、貯湯タンク１０８の周囲は、エラストマーを使用した緩衝材１０５および発泡スチロール等からなる断熱材１１２を介在させて枠部材２００が設けられている。枠部材２００には、表面にアルマイト処理を施したアルミニウム製の部材（パネルの各辺に対応する４つの部材で構成されており、組み上げた時のサイズ：１１６５ｍｍ×９９０ｍｍ×４６ｍｍ）が用いられている。
【００３０】
貯湯タンク１０８は、透明体１０９および集熱器一体型のタンク本体１１０で構成されている。透明体１０９は、タンク本体１１０の上面側の開口部１１０ｂ覆う第１透明体１０９ａと、第１透明体１０９ａの上の所定位置に配置される複数の凸部材１０９ｂと、凸部材１０９ｂの上に載置され、第１透明体１０９ａに対して所定の間隙を隔てて配置される第２透明体１０９ｃとを有している。
【００３１】
第１透明体１０９ａには樹脂材料の一例として、ポリカーボネートが用いられ、第２透明体１０９ｃには強化ガラスが用いられている。また、強化ガラスの裏面側には、紫外線を遮蔽する特性を持つフィルム１０２が貼着されている。これにより、樹脂材料からなる構成部材の光劣化の抑制を可能とし、長期信頼性の向上に寄与させることができる。
【００３２】
凸部材１０９ｂは断面形状が台形で高さが約５ｍｍである。図３に示すように、凸部材１０９ｂは所定の間隔で相互に平行となるように配置されている。凸部材１０９ｂを第１透明体１０９ａと第２透明体１０９ｃとの間に介在させることで、空気層からなる断熱層を形成することができる。凸部材１０９ｂの高さが空気の層の厚みを決定することになるが、断熱の観点からは、上述したように約５ｍｍ前後が好ましい。これにより、貯湯タンク１０８の断熱性能を向上させることができる。
【００３３】
再び、図２を参照して、タンク本体１１０は、第１透明体１０９ａと同じ樹脂材料であるポリカーボネートで一体成型されている。なお、長期信頼性の向上への寄与の観点から、ガラス繊維強化プラスチックや炭素繊維強化プラスチックを用いることで、タンク本体１１０の強度を増加させることも可能である。また、その内部には、内壁１１０ｃで仕切られ、熱媒である水を貯める導管部１１５が１８列形成されている。１列の導管部１１５の幅は約５０ｍｍ、深さは約７０ｍｍである。
【００３４】
図４に示すように、導管部１１５の平面視におけるパターンは、サーペンタイン（serpentine）形状（蛇行形状）であり、１８列の導管部１１５は全て直列に繋がっている。なお、この形状は一例であり、導管部１１５については、適宜最適な数量・形状が選択される。タンク本体１１０の左右両側の側面には、直径約７ｍｍのジョイント導出管１２０を設けた。ジョイント導出管１２０の中ほどには０リング１２１が取り付けられている。
【００３５】
なお、タンク本体１１０と第１透明体１０９ａとを同じ樹脂材料で成型することで、熱膨張率が同じであることから、長期間の温度サイクルに対して部材間の応力が発生しにくく、長期信頼性の向上に寄与させることができる。
【００３６】
タンク本体１１０の表面には、光選択吸収材料として黒クロムメッキを施してある。より詳細には、まず、カーボンブラックを含む塗料をタンク本体１１０の集熱部表面（内壁１１０ｃおよび湾曲状の底面１１０ｄ）にコーティングし、加熱により塗料を乾燥させると同時にカーボンブラックを樹脂へ固着させた後、カーボンブラックを導電材料として黒クロムメッキを施した。本実施の形態におけるタンク本体１１０は、その表面全面により、集熱器を構成している。
【００３７】
このように、タンク本体１１０にカーボンブラックを含有させることで、その光吸収特性から太陽光の吸収を促進しつつ紫外線によるタンク本体１１０の劣化を防ぐことが可能となる。また、タンク本体１１０の集熱部に含有されたカーボンブラックを導電材料として黒クロムメッキが施されていることにより、材料の光選択吸収特性から太陽光からの可視光線をよく吸収しつつ、自身からの赤外線放射を抑制でき、集熱部としての効率を向上させることができる。
【００３８】
図３および図４に示すように、タンク本体１１０および第１透明体１０９ａの外周部の全周には、それぞれ、ボルトネジ１１３を通す直径約３ｍｍのボルト穴１１６，１１７を１６箇所設けられている。
【００３９】
再び、図２を参照して、第１透明体１０９ａは、タンク本体１１０にボルトネジ１１３およびナット１１４を用いて、固定されている。また、ボルト穴１１６，１１７の内周側のタンク本体１１０の表面には、溝１３２を設けてあり、この溝１３２にリング状のシール材１１１が収められている。
【００４０】
貯湯タンク１０８の周囲は、エラストマーを使用した緩衝材１０５および発泡スチロール等からなる断熱材１１２を介在させて枠部材２００が設けられている。枠部材２００は４本の部材から構成され、貯湯タンク１０８を四方から取り囲み、ビス（図示省略）で固定され、太陽熱パネル１が完成する。
【００４１】
なお、貯湯タンク１０８は、太陽熱パネル本体１００のほぼ全面にわたって設けられるとともに、太陽熱パネル本体１００の内部において屋根２８に至るまでの空間を略埋めるように設けるため、貯湯タンク１０８の下端面１１０ａは、枠部材２００の下端部２０１よりも屋根２８側に位置するように設けられている。
【００４２】
すなわち、貯湯タンク１０８の下端面１１０ａの下端面１１０ａが、枠部材２００の下端部２０１よりも屋根２８側にはみ出している。この理由は、太陽熱パネル１の厚みを薄く保ちつつ、温水器として必要なタンク容量を太陽熱パネル１と屋根２８との間の空間に確保するためである。
【００４３】
従来の太陽熱パネルは一般に２００Ｌ程度の容量のタンクを保持しており、また集熱器の面積は４ｍ２が平均的であるが、これは太陽熱パネル１と屋根２８との間に５０Ｌ／ｍ２の空間を確保できれば、必要な容積を備えるタンクを太陽熱パネルの内部に保持できることを意味する。よって、本実施の形態における太陽熱パネル１においては、上記したように、導管部１１５を１８列形成し、１列の導管部１１５の幅を約５０ｍｍ、深さを約７０ｍｍとすることで、約５０Ｌ／ｍ２の空間を確保している。
【００４４】
(太陽熱パネル１の屋根２８への固定)
次に、上記構成からなる太陽熱パネル１の屋根２８への固定について、図５から図１２を参照して説明する。図５は、屋根２８に設けられる支持部材の配置を示す図であり、図６は、太陽熱パネル１を屋根２８に載置する際の状態を模式的に示した分解斜視図であり、図７は、太陽熱パネル１を屋根２８に載置した状態での横断面図であり、図８は、太陽熱パネル１を屋根２８に載置した状態での縦断面図である。また、図９から図１１は、太陽熱パネル１を支持部材に固定する場合の、第１から第３ステップを示す図であり、図１２は、導水管部材２３の構造を示す図である。
【００４５】
図５および図６を参照して、屋根２８に設けられる支持部材としては、縦方向および横方向に所定のピッチで配置される縦桟２６と、縦桟２６の上に固定され、横方向に伸びる横桟２５とを有している。通常、太陽熱パネル１の中央部に縦桟２６が配置されるように太陽熱パネル１は配置される。横桟２５の両端部においては、横桟２５の片持ち支持を回避するために、縦桟２６が設けられている。
【００４６】
最初に縦桟２６を屋根２８にネジ止めし、次に縦桟２６の上に横桟２５を、固定金具やネジで固定する。また、横桟２５の上面には、太陽熱パネル１の枠部材２００に設けられた係合領域部２０２に係合するための鉤状の係合爪２１１を先端に備える係合部材２１０が、立設されている（図８参照）。
【００４７】
図７に示すように、太陽熱パネル１の貯湯タンク１０８の下端面１１０ａと屋根２８との間には、支持パネル２９が施設され、屋根２８の上に支持パネル２９が載置され、支持パネル２９の上に貯湯タンク１０８が載置される。この支持パネル２９は、好ましくは断熱性能を有し、例えば、発泡断熱材料または真空断熱材料が用いられる。
【００４８】
発泡断熱材料としては、発泡性樹脂が挙げられるが、より具体的には発泡スチロールや発泡ウレタンが好適である。真空断熱材料には、グラスファイバーを真空封止したものが一般的であり好適である。また、支持パネル２９に変形可能な材質を用いることにより、屋根２８の表面の凹凸と貯湯タンク１０８の下端面１１０ａとの隙間を埋めることができる。
【００４９】
このように、支持パネル２９を施設することで、太陽熱パネル１とその中に導入される水の荷重を支持パネル２９を介して屋根２８で受けることが可能になる。支持パネル２９が無ければ、太陽熱パネル１の荷重は枠部材２００、横桟２５、および、縦桟２６を介して一部の屋根２８上に掛かるが、支持パネル２９を追加することにより、荷重をより広範囲な屋根２８に分散できる。
【００５０】
同時に、支持パネル２９が貯湯タンク１０８と屋根２８との間の空間を完全に塞げれば、空気の流れを遮断することができ、貯湯タンク１０８の底面からの放熱を低減することも可能となる。また、支持パネル２９に、発泡性樹脂もしくは真空断熱材を用いることで、貯湯タンク１０８の底面から支持パネル２９を介した熱伝導による放熱を低減することができる。
【００５１】
なお、貯湯タンク１０８の下端面１１０ａにおいて、横桟２５と縦桟２６とが位置する領域においては、貯湯タンク１０８を太陽熱パネル本体１００の内部において屋根２８に至るまでの空間を略埋めるように設ける必要があるため、貯湯タンク１０８の下端面１１０ａには、窪み領域１１０ｅ（図７参照）および窪み領域１１０ｆ（図８参照）が設けられている。
【００５２】
この窪み領域１１０ｅ，１１０ｆは、貯湯タンク１０８と横桟２５および縦桟２６との物理的干渉を防ぐために施されている。したがって、貯湯タンク１０８の底面から見た窪み窪み領域１１０ｅ，１１０ｆの深さは、横桟２５および縦桟２６と干渉しない範囲であれば、できるだけ浅い方が好ましい。
【００５３】
なお、屋根２８の表面が略平坦であり、また、貯湯タンク１０８の下端面１１０ａの断熱が問題とならない場合には、支持パネル２９を介在させることなく貯湯タンク１０８の下端面１１０ａが屋根２８に直接接する構成の採用も可能である。
【００５４】
図８に示すように、係合部材２１０の先端に設けられた係合爪２１１が、枠部材２００に設けられた係合領域部２０２に係合することにより、太陽熱パネル１は、係合部材２１０に固定されることになる。なお、図８においては、太陽熱パネル１の下端部における係合状態を図示しているが、太陽熱パネル１の上端部も同様に、係合爪２１１が、枠部材２００に設けられた係合領域部２０２に係合する。
【００５５】
（太陽熱パネル１の施工手順）
図９から図１０を参照して、太陽熱パネル１は、下段側から施工され、図９に示す状態は、既に下段（例えば３段目）の太陽熱パネル１の施工が完了した状態を示している。図９から図１１においては、図示において左側が下方であり、右側が上方である。
【００５６】
次に、図１０に示すように、上段側の太陽熱パネル１（例えば４段目）の下端を傾斜させた状態で、係合部材２１０の先端に設けられた係合爪２１１を枠部材２００に設けられた係合領域部２０２に係合させながら、太陽熱パネル１の上端側を屋根２８側に徐々に押し倒す。これにより、太陽熱パネル１の上端側の枠部材２００に設けられた係合領域部２０２を係合部材２１０の先端に設けられた係合爪２１１に係合させることができる。図１１は、上段側の太陽熱パネル１の施工が完了した状態を示している。
【００５７】
なお、貯湯タンク１０８同士の連結には、貯湯タンク１０８に設けられたジョイント導出管１２０を利用して、物理的な柔軟性を持つ導水管部材２３を連結する。この導水管部材２３は、図１２に示すように、導水管部材２３は、導水管２２とその両端部に固定されるアタッチメント２１とを有している。
【００５８】
アタッチメント２１は樹脂製であり、導水管２２は、金属メッシュを含んだ樹脂製である。導水管２２の長さは、接続する太陽熱パネル１同士の間の距離によって自由に設定可能である。アタッチメント２１と貯湯タンク１０８に設けられたジョイント導出管１２０との連結には、工具などを使用せずに脱着が可能な嵌合式のアタッチメント機構が採用されている。
【００５９】
このように、太陽熱パネル１同士の接続のために導水管部材２３を使用し、導水管２２に柔軟性があり自由に曲げることが可能な材料を用いることで、太陽熱パネル１同士が定められた位置関係にない状態でも問題なく接続することが可能であり、施工性の改善を図ることができる。また、様々な長さの導水管２２を使用することにより、近接する太陽熱パネル１だけでなく、物理的に離れた場所に設置された太陽熱パネル１同士を接続することも可能となるため、狭い屋根への施工性を向上させることもできる。
【００６０】
また、太陽熱パネル１同士の接続に、工具を使用しないで脱着可能な導水管部材２３を使用することにより、取り付け・取り外しが非常に簡単になり、施工性・保守性の簡易化が図れる。さらに付随的な効果として、該アタッチメント方式を採用した導水管は既に大量生産されていることから、安価な部材として容易に入手することができ、太陽熱パネルトータルとしてのコストダウンを図ることも可能となる。
【００６１】
ここで、一例として、５枚の太陽熱パネル１を横方向に施工する場合の手順について説明する。まず、１枚目の太陽熱パネル１を横桟２５の右端に立てかけ、１本目の導水管部材２３の一方のアタッチメント２１を太陽熱パネル１の右側のジョイント導出管１２０に取り付け、他方のアタッチメント２１は上段の横桟２５の上方に引き出した。
【００６２】
２本目の導水管部材２３の一方のアタッチメント２１を１枚目の太陽熱パネル１の左のジョイント導出管１２０に取り付け、他方のアタッチメント２１を１枚目の太陽熱パネル１の左側に引き出した。その後、１枚目の太陽熱パネル１を上述したように係合部材２１０を用いて固定する。
【００６３】
次に、２枚目の太陽熱パネル１を１枚目の太陽熱パネル１の左側に立てかけ、１枚目の太陽熱パネルの左側から引き出しておいた導水管部材２３のアタッチメント２１を２枚目の太陽熱パネルの右側のジョイント導出管１２０に取り付けた。
【００６４】
さらに、３本目の導水管部材２３を２枚目の太陽熱パネル１の左側のジョイント導出管１２０に取り付けた。同様にして、順次３、４、５枚目の太陽熱パネル１を固定していき、横桟２５の間に横方向に沿って太陽熱パネル１が５枚固定された。１枚目の太陽熱パネル１と５枚目の太陽熱パネル１の側面から、それぞれ導水管部材２３が引き出されているので、これをそれぞれ水道からの給水配管６０および補助加熱装置への配管６１に接続する。
【００６５】
このように、太陽熱パネル１は、水道からの給水配管６０と直結されているため、水道の圧力だけを利用して貯湯タンク１０８に水を導入し、移動させられることから、ポンプが不要となり、初期コスト・ランニングコストの低減を図ることが可能になる。なお、本実施の形態では、太陽熱パネル１は、水道からの給水配管６０と直結されている場合を開示しているが、水道と太陽熱パネル１との間に減圧弁を設置しても構わない。
【００６６】
図１３は、複数の屋根２８ａ，２８ｂが存在している建物への施工例を示す。一つ一つの屋根２８ａ，２８ｂの面積が小さく、一つの屋根では十分な枚数の太陽熱パネル１を積載できない場合を示している。この場合、屋根２８ａと屋根２８ｂに、それぞれ上述した施工方法により太陽熱パネル１を固定し、屋根２８ａの上に施工された３枚の太陽熱パネル１からなる太陽熱パネル群Ａの右側のジョイント部２１０と、屋根２８ｂの上に施工された２枚の太陽熱パネル１からなる太陽熱パネル群Ｂの左側のジョイント部２１０とを、導水管２２の長さが十分に長い導水管部材２３を使用することにより接続している。太陽熱パネル群Ａには、水道からの給水配管６０が接続され、太陽熱パネル群Ｂには、補助加熱装置への配管６１が接続されている。
【００６７】
なお、最下段に位置する横桟２５は、太陽熱パネル本体１００では覆われずそのままでは露出した状態になるため、意匠性を向上させるために、化粧カバー４００が、横桟２５に設けられた係合部材２１０を利用して固定されている。
【００６８】
以上、本実施の形態における太陽熱パネル１によれば、従来と同等容量の温水を保持できる貯湯タンク１０８を、太陽熱パネル１と屋根２８との間の空間に収めたことから、意匠性を損なわず、地上のタンク設置スペースを不要にできる。また、屋根２８への設置に支持パネル２９を用いていることから、太陽熱パネル１とその中に導入される水の荷重を支持パネル２９を介して屋根２８で受けることが可能になる。
【００６９】
同時に、支持パネル２９が貯湯タンク１０８と屋根２８との間の空間を塞ぐことで、空気の流れを遮断することができ、貯湯タンク１０８の底面からの放熱を低減することも可能となる。その結果、長期信頼性に優れた設置方法を提供することが可能となる。これらに加え、施工性・保守性に優れ、低コストな太陽熱パネルを提供することが可能となる。
【００７０】
（実施の形態２）
次に、本発明に基づいた実施の形態２における太陽熱パネル１の構造について、図１４から図１７を参照して説明する。この実施の形態においては、屋根２８の上に、上述した太陽熱パネル１に太陽電池パネル２を併設する場合を説明する。なお、図１４は、本実施の形態に用いられる太陽電池パネル２の全体構造の概略を示す斜視図であり、図１５は本実施の形態に用いられる太陽電池パネル２の内部構造を示す部分横断面図である。また、図１６および図１７は、太陽熱パネル１と太陽電池パネル２とを屋根２８の上に併設した状態を示す図である。
【００７１】
（太陽電池パネル２）
図１４および図１５を参照して、本実施の形態における太陽電池パネル２は、太陽電池パネル本体３００と、この太陽電池パネル本体３００の側面を取り囲むように設けられる枠部材２００とを備えている。この枠部材２００には、上述した太陽熱パネル１に用いられた枠部材２００と同じもの（共通部材）が用いられている。
【００７２】
太陽電池パネル本体３００は、太陽熱パネル１の第２透明体１０９ｃと同じ強化ガラス３０１と、太陽電池セル３０３として多結晶シリコン太陽電池セル３０３（約１５５ｍｍ角、厚み約２００μｍ）、裏面保護フィルム３０４としてＰＥＴフィルム、封止樹脂３０２としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）が用いられている。
【００７３】
４２枚の多結晶シリコン太陽電池セル３０３が使用され、多結晶シリコン太陽電池セル３０３を金属のインターコネクターで直列に接続し、封止樹脂３０２および裏面保護フィルム３０４とともに強化ガラス３０１上に熱溶着している。
【００７４】
枠部材２００と太陽電池パネル本体３００の側部との間には、緩衝材３０５としてエラストマーが用いられている。また、端子ＢＯＸと呼ばれる出力取り出し用の部材（図示省略）が取り付けられている。
【００７５】
ここで、図２に示す太陽熱パネル１の断面構造と図１５に示す太陽電池パネル２の断面構造を比較すると、太陽電池パネル２においては、変換効率を考えると、多結晶シリコン太陽電池セル３０３を冷却することが好ましい。よって、太陽電池パネル本体３００の下端面から屋根２８の上面までの空間は開放されていることが好ましい。一方、太陽熱パネル１においては、貯湯タンク１０８内の水の温度を上昇させることが望ましいため、屋根２８の上面までの空間は貯湯タンク１０８により満たされていることが好ましいといえる。
【００７６】
（太陽電池パネル２の施工）
図１６および図１７を参照して、太陽電池パネル２の施工について説明する。なお、図１６は、１段目および２段目にそれぞれ太陽電池パネル２を５枚ずつ施工し、３段目に太陽熱パネル１を５枚施工した状態を示し、図１７は、１段目から４段目において、それぞれ左側に太陽電池パネル２を２枚施工し、右側に太陽熱パネル１を１枚施工した状態を示している。
【００７７】
例えば、図１６に示す太陽電池パネル２の施工手順においては、太陽電池パネル２を１０枚と、太陽熱パネル１を５枚を施工した例を示す。まず、１枚目の太陽電池パネル２を、最下段にある横桟２５の左端に取り付けた。２枚目の太陽電池パネル２をその右隣に固定する。この際、１枚目の太陽電池パネル２から引き出されているプラスの出力ケーブル（図示省略）と、２枚目の太陽電池パネル２から引き出されているマイナスの出力ケーブル（図示省略）を接続した。
【００７８】
同様に３、４、５枚目の太陽電池パネル２を順次１段目の横桟２５上に固定した後、６枚目の太陽電池パネル２は２段目の横桟２５の右端に設置した。７枚目の太陽電池パネル２は６枚目の太陽電池パネルの左隣に設置し、８、９、１０枚目の太陽電池パネルも同様に順次２段目の横桟２５に設置した。太陽電池パネル２は１０枚全てを電気的に直列に接続した。
【００７９】
１枚目の太陽電池パネル２から引き出されているマイナスの出力ケーブル（図示省略）と１０枚目の太陽電池パネル２から引き出されているプラスの出力ケーブル（図示省略）を、延長ケーブル（図示省略）を介してインバータ（図示省略）に接続し、太陽電池パネル２の施工作業は完了した。
【００８０】
なお、横桟２５への太陽熱パネル１の施工方法（５枚の太陽熱パネル１を横方向に施工する場合の手順）は、実施の形態１において説明した方法と同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００８１】
次に、図１７に示す太陽電池パネル２の施工手順においては、縦方向に細長い屋根に、太陽電池パネル２を８枚と、太陽熱パネル１を４枚施工した例を示す。１枚目の太陽電池パネル２を、最下段にある横桟２５の左端に取り付けた。２枚目の太陽電池パネル２は、１枚目の太陽電池パネル２の右側に固定し、１枚目の太陽電池パネル２から引き出されているプラスの出力ケーブル（図示省略）と、２枚目の太陽電池パネル２から引き出されているマイナスの出力ケーブル（図示省略）を接続した。
【００８２】
同様に３枚目、４枚目の太陽電池パネル２を２段目の横桟２５に固定した後、５枚目、６枚目の太陽電池パネル２は、３段目の横桟２５に、７枚目、８枚目の太陽電池パネル２は４段目の横桟２５に設置した。
【００８３】
本例では、太陽電池パネルは８枚単位で電気的に直列に接続したため、１枚目の太陽電池パネルから引き出されているマイナスの出力ケーブル（図示省略）と８枚目の太陽電池パネルから引き出されているプラスの出力ケーブル（図示省略）は、延長ケーブルを介してインバータに接続した。太陽電池パネルの施工作業はこれで完了した。
【００８４】
次に、太陽熱パネル１の施工手順を説明する。１段目〜４段目の横桟２５の右端付近に図６に示した支持パネル２９を１枚ずつ計４枚敷設した。１枚目の太陽熱パネル１を横桟２５に立てかけ、１本目の導水管部材２３の一方のアタッチメント２１を太陽熱パネル１の右側のジョイント導出管１２０に取り付けた。その後、他方のアタッチメント２１は一番上にある４枚目の支持パネル２９の上方向まで引き出した。
【００８５】
２本目の導水管部材２３の、一方のアタッチメント２１を、１枚目の太陽熱パネル１の左側のジョイント導出管１２０に取り付け、他方のアタッチメント２１は２段目の横桟２５の下を通過させた。
【００８６】
次に、２枚目の太陽熱パネル１を２段目の横桟２５に立てかけつつ、１枚目の太陽熱パネル１の左上方向から引き出しておいた導水管部材２３のアタッチメント２１を２枚目の太陽熱パネル１の左側のジョイント導出管１２０に取り付けた。３本目の導水管部材２３の一方のアタッチメント２１を２枚目の太陽熱パネル１の右側のジョイント導出管１２０に取り付け、他方のアタッチメント２１は、３段目の横桟２５の下を通過させておいた。
【００８７】
同様にして、３枚目および４枚目の太陽熱パネル１を固定した。１枚目の太陽熱パネルの１右側のジョイント導出管１２０から伸ばした導水管部材２３は、水道からの給水配管６０に接続し、４枚目の太陽熱パネルから引き出した導水管部材２３を補助加熱装置への配管６１に接続した。
【００８８】
このように、太陽熱パネル１の枠部材２００と、太陽電池パネル２の枠部材２００を共通部材とすることで、屋根２８に固定する際の横桟２５、縦桟２６、および、係合部材２１０の共通利用が可能となり、量産効果により部材の低コスト化が可能になる。また、本実施の形態における太陽熱パネル１の外観は従来の太陽熱パネルと比較して、出っ張りがないことや、太陽電池パネル２の外観と似ていることから、太陽熱パネル１と太陽電池パネル２とを併設させた場合においても、外観上の統一感を持たせることができ、意匠性の美感を損なうことなく、商品価値を高める効果も期待される。
【００８９】
また、通常、一般家庭で必要な熱需要は４ｍ２〜６ｍ２の太陽熱パネル１で賄うことができる、平均的な家庭の屋根面積を下回る。よって、太陽熱パネル１の設置で余った屋根スペースに太陽電池パネル２を併設することができ、外観上の統一感は建築デザインの観点からは非常に重要な役割を果たすことになる。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施の形態１にける太陽熱パネルの全体構造の概略を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にける太陽熱パネルの内部構造を示す部分横断面図である。
【図３】実施の形態１にける太陽熱パネルの平面図である。
【図４】実施の形態１にける貯湯タンクの構造を示す平面図である。
【図５】実施の形態１にける屋根に設けられる支持部材の配置を示す図である。
【図６】実施の形態１にける太陽熱パネルを屋根に載置する際の状態を模式的に示した分解斜視図である。
【図７】実施の形態１にける太陽熱パネルを屋根に載置した状態での横断面図である。
【図８】実施の形態１にける太陽熱パネルを屋根に載置した状態での縦断面図である。
【図９】実施の形態１にける太陽熱パネルを支持部材に固定する状態を示す、第１ステップを示す図である。
【図１０】実施の形態１にける太陽熱パネルを支持部材に固定する状態を示す、第２ステップを示す図である。
【図１１】実施の形態１にける太陽熱パネルを支持部材に固定する状態を示す、第３ステップを示す図である。
【図１２】実施の形態１にける導水管部材の構造を示す図である。
【図１３】実施の形態１にける複数の屋根が存在している建物への施工例を示す図である。
【図１４】本実施の形態２に用いられる太陽電池パネルの全体構造の概略を示す斜視図である。
【図１５】本実施の形態２に用いられる太陽電池パネルの内部構造を示す部分横断面図である。
【図１６】本実施の形態２における太陽熱パネルと太陽電池パネルとを屋根の上に併設した状態を示す第１図である。
【図１７】本実施の形態２における太陽熱パネルと太陽電池パネルとを屋根の上に併設した状態を示す第２図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  太陽熱パネル、２  太陽電池パネル、２１  アタッチメント、２２  導水管、２３  導水管部材、２５  横桟、２６  縦桟、２９  支持パネル、６０  給水配管、６１  配管、１００  太陽熱パネル本体、１０５，３０５  緩衝材、１０８  貯湯タンク、１０９  透明体、１０９ａ  第１透明体、１０９ｂ  凸部材、１０９ｃ  第２透明体、１１０  タンク本体、１１０ａ  下端面、１１０ｂ  開口部、１１０ｃ  内壁、１１０ｄ  底面、１１０ｅ，１１０ｆ  窪み領域、１１１  シール材、１１２  断熱材、１１３  ボルトネジ、１１４  ナット、１１５  導管部、１１６，１１７  ボルト穴、１２０  ジョイント導出管、１２１  ０リング、１３２  溝、２００  枠部材、２０１  下端部、２０２  係合領域部、２１０  係合部材、２１１  係合爪、３００  太陽電池パネル本体、３０１  強化ガラス、３０２  封止樹脂、３０３  多結晶シリコン太陽電池セル、３０４  裏面保護フィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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