(57)【要約】【課題】どの様な場所にも簡単に設置できる軽量で安価な太陽熱集熱パネルの提供を目的とする。【課題を解決するための手段】本発明は図１に示す横方向の断面ハーモニカ構造の中空構造の樹脂パネルの上部に熱を回収する集熱管を取り付ける。集熱管の一方の端を塞ぎもう一方の端にジョイントを設け、太陽熱集熱パネルを構成する。中空構造のパネルは複数枚張り合わせてもよく、張り合わせにより面的密閉空間を作り、集熱効率を高めることも出来る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１の様な中空構造となったパネルシートの切断面で空洞部が細い角柱を形成する方向を縦方向とし、切断面がハーモニカ状になっている方向を横方向とし、ハーモニカ状の切断面の一方を角柱管（円柱でも良い）内部に格納し、受光により暖められたパネルシート内の気流を前記角柱構造の集熱管内に集め、前記集熱管の両端又は一方の端よりジョイント管を経由し熱回収することを特徴とする太陽熱集熱パネル。
【請求項２】
前記、中空構造のパネルシートを複数枚重ね合わせる事を特徴とする太陽熱集熱パネル。
【請求項３】
請求項２の重ね合わせにおいて面的空間が確保できる厚めのシリコーン材等を図４のように塗布しシートパネルの間に自在な気流の通り道を確保する事を特徴とする太陽熱集熱パネルの張り合わせ方法。
【請求項４】
請求項３において熱膨張係数の違う２種類の中空構造となったパネルシートを重ね合わせ、温度による熱膨張の違いを上下パネルシートの隙間の大小という形で反映させる事を特徴とする太陽熱集熱パネル。
【請求項５】
請求項２から請求項４の各項において、表面のパネルシートは透光性の高いものを用い、下のパネルシートは透光性の低いものを用いることを特徴とする太陽熱集熱パネル。
【請求項６】
前記各号の太陽熱集熱パネルの受光面２の上に太陽電池４を設け、集熱管に組み込まれたファン５を駆動する事を特徴とする太陽電池一体型太陽熱集熱パネル。
【請求項７】
前記、請求項３のシートパネルの重ね合わせにおいて張り合わせに面に密閉された面的空間を作ることを特徴とする太陽熱集熱パネル。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽光から温風の形で熱を回収する太陽熱集熱パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、断熱材の上に空間を設け多数の小孔を有する金属製の周熱パネルを載せこれを透光パネルの付いたケースに収めたものが基本的な集熱構造であった。その殆どが熱伝導製を考慮し銅板等の金属板をその受光面に採用していた。また、一部、透光パネルを利用しないものもあるが構造が複雑で普及に至っていない。
【特許文献１】特許公開２００８−１１６１７６
【特許文献１】特許出願２００１−１３３３８０
【特許文献１】特許出願２００２−３７３１９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
どの様な場所にも簡単に設置できる軽量、安価で簡単な工作技術で誰にでも実施出来る太陽熱集熱パネルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は図１に示す様な中空構造のパネルシートであって、その横方向の断面がハーモニカ構造の中空構造で縦方向の断面が細い角柱の空間からなる中空樹脂パネルを受光面２とし、図３のように一方の横方向切断面を角柱形の集熱管１に組み込み図２のような構造とする。その断面は図３のA−A’及びB−B’が示す様になる。集熱管の一方の端を塞ぎもう一方の端をダクト管等を経由して室内に導きファンでパネル中空部の熱を吸引する。集熱管からの熱回収はその両端から行うことも出来る。当然、集熱管のない方の中空構造パネルシートの横断面は開放しておくことは言うまでもない。
【０００５】
また、吸引手段を持たなくても集熱管を上にし、パネルシートの下の横断面を塞がない状況で下にすれば受光面で暖められた空気は膨張し比重が軽くなり上昇し、その高さの範囲内で特定の方向に導き利用することが可能となる。
【０００６】
透明の中空樹脂パネルを受光面とし、その下に黒い中空樹脂パネルを設置すると光は２枚のパネルシートの接合部で熱に変わり、上下２枚の縦方向の空洞部内の空気を暖める。
【０００７】
前記中空樹脂パネルの重ね合わせにシリコーンコーキング材等を用い図４のように接合することにより、接合面の気流の流れをコントロールし熱回収の温度帯を選択する事も出来る。また、上下２枚の接合にシリコーンコーキング材を図７の様にマス目状に塗布し、図８の様な密閉空間を作る事が出来る。この様な面的密閉空間の熱容量を小さくなり、高温を得る事が出来る。
【０００８】
前記重ね合わせにおいて膨張係数が違う素材を使うと受光による発熱により接合部にひずみ間隔が生じる。冬でも日差しが強い時には接合面の隙間が拡大し自動的に多くの熱風を供給することになる。
【０００９】
集熱面上に太陽電池を隙間を設け取り付ける。ここでの電力をファン５に送り稼動させる。こうする事により日光が出ている時は熱を送風し、曇りや夜間は送風を停止するスイッチの役割を果たす。
【発明の効果】
【００１０】
プラダンとして物流などで利用されている軽量で安価な中空パネルシートと角形縦ト゛イを組み合わせれば非常に安価、且つ軽量な太陽熱集熱を提供できる。
【００１１】
前記プラダン製の中空パネルの上にポリカーボネート製の透光パネルシートを被せることにより、集熱効率は大幅に向上し、尚かつ、耐光性のないプラダンの経年劣化や変形を押さえることが出来る。
【００１２】
ポリカーボネート製の中空パネルシートを２枚以上重ねることで強度が増し、屋根材や壁材を兼ねた太陽熱集熱パネルとすることも出来る。また、上下２枚の接合に厚みを持たせることが出来るシリコーンコーキング材等で密閉区画を作るように重ね合わせることにより、太陽熱を体積膨張に使う事無く内部エネルギーとして蓄積可能となる。
【００１３】
前項において熱膨張係数の大きいプラダン（ポリエチレン製）と硬く熱膨張係数の少ないポリカーボネート製中空パネルシートを重ね合わせる効果として、入光量による接合面間隔の熱膨張差ひずみが生じる。つまり、光の弱いときはその間隔は狭く、少ない空気をゆっくり暖め、一方太陽光の強いときは逆に暑い空気を大量に送ることになる。  
表の受光面上にシート状のソラーパネルを張り、図５のように集熱管に組み込まれた送風ファン５を直接駆動する事が出来る。集熱量は太陽光とほぼ比例するので送風量の自動調整装置ともなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は太陽熱集熱パネルに関するものである。
【実施例】
【００１５】
図１のようなA−A’の断面がハーモニカ構造のプラダンと呼ばれるプラスティック製段ボール（黒色）の細長い角柱を形成する空間の一方の端が断面がB−B’に示す様に角形の集熱管１の内部に収まるように取り付ける。角形の集熱管の一方の端（両端でも良い）に温風を回収するためのジョイントパイプ管を取り付ける。角形管と中空パネルシートの接合部は接着剤又はシリコーンコーキング材で密閉する。この様な太陽熱集熱パネル角形集熱管を上にして建造物の外壁等に固定し、ジョイントパイプ管の先に温風を屋内に導くエルボー管を繋ぐ、集熱パネルから温風を吸引するファンはジョイントパイプ以降任意な場所に取り付ける。この様な簡単な構造の太陽熱集熱パネルに日光が当たるとパネル内部空気が暖められ、軽くなった空気が上昇するのと同時に吸引により屋内へと導かれる。また、吸引手段が無くてもパネルの上方であれば熱膨張し軽くなった受光面中の空気を集熱管を経て目的空間に導くことも出来る。但し、この場合受光面と高温気体の誘導先送風先との上下の位置関係を考慮すべき点は言うまでもない。
【００１６】
前記プラダン又はポリカーボネートパネルを複数枚重ね合わせる事により、熱が裏側から逃げることなく熱回収効率がアップする。
【００１７】
前記プラダンの表面側にシリコーン材を図のように塗り、その上にポリカーボネート製の透明パネルを張り合わせる。これにより、空気の層は２枚のパネルの接合部を含め３層となる。この接合面に密閉された薄い空気層を設けることにより、この部分の温度を極端に高める事が出来、熱供給面空間としての役割を持たせる事が出来る。また、この様な密閉空間は横断面の上下のハーモニカ構造部にコーキング材等をつめ、これを塞ぎ作ることも出来る。
【００１８】
図４の様にシリコーン材を塗る事により、気流の経路の長短を調整し受光時間つまり、回収すべき温度帯をコントロールできる。
【００１９】
前記、集熱パネルの上面に太陽電池（シート状）を張り、ここでの電力で集熱管と連結した送風ファンを駆動することが出来る。この場合、日射の強弱によりファンの出力が自動的に変わり、雨や曇り、日没後は熱の送風を自動的に停止するスイッチの役割を果たす。
【００２０】
図６に示す様に吸引側断面に不織布６を被せることにより、埃、ゴミなどが集熱パネル中空部に入るのを押さえることが出来る。
【００２１】
また、不織布に水を含ませる加湿機能を持たすことが出来、冬場の乾燥対策となる。
【００２２】
図７の面的密閉空間内に光を吸収しやすい色に塗られた金属板１２を挟み高温熱源とする事により、全体の集熱効率を高める事が出来る。
【００２３】
請求項７において２枚の透明な中空構造パネルシートを張り合わせ構成される面的密閉空間に表裏共に黒く塗られた金属板を挟み、透光性の高い前記中空構造パネルシートを用いる事により、表裏両面からの陽光から熱を供給しうる太陽熱集光パネルを構成できる。
【００２４】
前項のパネルをそれぞれの面が東及び西方向を向くように（断面を南に向ける）置く事により、１枚の太陽熱集熱パネルでこれまで回収していなかった朝夕の太陽熱を得る事ができる。
【００２５】
本発明の実施のための最も簡単な構造としては図９に示す様に受光面である中空パネルを角型縦ドイの一辺を角の部分よりパネルの厚み程度に短く切り取る。受光面である中空構造のパネルシートを間に差し込み、その上下から集光面支持平板１３及び集光面支持エル型アングル１４で挟み接着等により固定する。この際、集光面支持板の一部は角ドイ管の底辺と接合され、受光面支持エル型アングルの縦方向の面は角ドイ管の図中の右側縦面と接合する。断面がハーモニカ構造の受光面となる中空構造パネルシートの横断面が角ドイの図中左側面に接しないようにする必要がある。この様にして集熱管と受光面の接合が完了する。集熱管を上にした状態で太陽光に当てると中空構造の角柱空間内の空気は暖められ、浮力が軽くなった事で上昇し集熱管内に集められる。
【００２６】
集熱管に集められる暖められた空気を効率よく送る為、角丸ジョイント１５を集熱管の一方（場合によっては両方でも良い）に取り付ける。（集熱管の一方からだけ熱回収する場合は反対の端は塞ぐ必要がある。）実際の制作に際しては集熱管となる角ドイはジョイント１５の呼び径分だけ長くする必要がある。
【００２７】
この様な基本構造の太陽光集熱パネルは屋根の上や壁などに集熱管を上にして張り付け、ジョイント１５の先に丸形立てドイを用いた通気管を接続し、屋内に導くことが出来るがジョイント以降の適当な位置に送風手段を設ける方が暖房効果が上がることは言うまでもない。
【００２８】
本発明で使用する中空パネルシートであるプラダン（プラスティック段ボール）やポリカーボネート中空パネル（商品名ツインカーボ等）であるがこれらの市販品は縦１８０ｃｍ、横６０ｃｍのサブロク板と言われるものでこれを横に置き集熱管を両方のハーモニカ構造断面にとりつけ、一方を屋内につなぎ空気を吸引し受光面に送り、ここで加熱された空気を反対側断面の集熱管を経由して再度屋内に戻すことも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は一般家庭、その他、建造物に於ける太陽熱を利用した暖房手段となり得るだけでなく、農業分野、工業分野に於ける安価な熱供給手段としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】太陽熱集熱パネルで用いる中空構造のパネルシートの構造概念図
【図２】太陽熱集熱パネルの基本構造を示す概念図
【図３】太陽熱集熱パネルの縦、横の断面図
【図４】中空パネルを接合する際の接着用材料の塗布例を示す概念図
【図５】太陽電池と温風吸引ファンを組み込んだ状況を示す本発明の概念図
【図６】埃、ゴミの吸引を妨げる不織布フィルターの取り付け状況を示す概念図
【図７】面的密閉空間の概念図
【図８】上下２枚の中空構造のパネルシート及び接着剤により構成される面的密閉空間の断面図
【図９】本発明の組み立て法を示す分解図
【符号の説明】
【００３１】
１．集熱管
２．受光面
３．シリコーン接着剤接着部
４．太陽電池
５．ファン
６．不織布フィルター
７．マス目状になった面的密閉空間
８．接着材料
９．上面の中空構造パネルシート
１０．下面の中空構造パネルシート
１１．密閉空間
１２．金属板
１３．集光面支持平板
１４．集光面支持用エル型アングル
１５．温風引き出しジョイント
A−A’  ハーモニカ構造の横断面
B−B’  角柱の中空構造パネルシートから集熱管の縦断面図
【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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