(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽の放射熱を吸収して内部に流通される熱媒体を加熱する太陽熱コレクタを屋根に設置するための太陽熱コレクタの設置構造であって、
屋根の構造面において屋根の傾斜方向に沿って、レール状の支持部材を一対互いに平行となるように敷設し、
これらの支持部材の間に太陽熱コレクタを配置し、
この太陽熱コレクタを覆う透明パネルを、前記一対の支持部材に架け渡して取付けてなり、
前記支持部材は、上方が開口された断面コ字形の桶部と、この桶部の下方に一体的に設けられた断面四角形状のパイプ部とを備え、
前記透明パネルの脚部は、この支持部材の樋部の底部にねじで取付け固定されていることを特徴とする太陽熱コレクタの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱コレクタの設置構造に関し、ソーラーシステムを備えた住宅等の建物に利用できる太陽熱コレクタの設置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、環境や生態系に悪影響を与えないエネルギーとして太陽エネルギーが知られており、この太陽エネルギーを変換して電気や温水として利用できるようにする太陽電池や太陽熱コレクタ等の太陽エネルギー変換装置がある。このような装置は、住宅等の屋根に設置するのが一般的であり、このうち太陽熱コレクタは、その構成部品である熱線吸収板や熱媒管等が直接風雨にさらされないようにする必要がある。
【０００３】
このため、太陽熱コレクタを防水ボックスの内部に収納した状態で屋根に設置するボックス方式、あるいは、屋根の構造面を形成する野地板等に透明板を嵌め込めこんだ開口を開けて太陽熱コレクタを屋根内に内蔵する屋根内蔵方式等、太陽熱コレクタを密閉状態にして設置する構造が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボックス方式では、防水ボックスが屋根の上面から突出するうえ、太陽熱コレクタに接続される配管等も外部に露出するので、建物の外観を損なうという意匠上の問題がある。
【０００５】
一方、屋根内蔵方式によれば、意匠上の問題は解決できる。しかし、屋根内蔵方式では、屋根の構造面と透明板との隙間を塞ぐために、湿式のシール剤を用いる防水処理が必要となるので、この防水処理に手間がかかり、施工が煩雑になるという施工上の問題がある。
しかも、この屋根内蔵方式では、太陽熱コレクタが故障した場合に、屋根の内部で修理しようとすれば、狭い場所で作業しなけらばならず、屋根の外部で修理しようとすれば、透明板を取外す必要があるため、再度煩雑な防水処理を行う必要があり、何れにしても保守作業が困難となるという保守上の問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、建物の外観を損なわないうえ、施工および保守が容易になる太陽熱コレクタの設置構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽熱コレクタの設置構造は、太陽の放射熱を吸収して内部に流通される熱媒体を加熱する太陽熱コレクタを屋根に設置するための太陽熱コレクタの設置構造であって、屋根の構造面において屋根の傾斜方向に沿って、レール状の支持部材を一対互いに平行となるように敷設し、これらの支持部材の間に太陽熱コレクタを配置し、この太陽熱コレクタを覆う透明パネルを、前記一対の支持部材に架け渡して取付けてなり、前記支持部材は、上方が開口された断面コ字形の桶部と、この桶部の下方に一体的に設けられた断面四角形状のパイプ部とを備え、前記透明パネルの脚部は、この支持部材の樋部の底部にねじで取付け固定されていることを特徴とする。
【０００８】
以上において、前記各支持部材は、傾斜屋根の傾斜方向に沿って敷設するのが好ましい。また、前記屋根の構造面には、太陽光を電力に変換する太陽電池パネルが前記太陽熱コレクタと併設されるのが望ましく、この場合、前記太陽熱コレクタを前記構造面に取付ける設置構造は、前記太陽電池パネルを前記構造面に取付ける設置構造を兼用することができる。
【０００９】
このような本発明では、構造面の上に太陽熱コレクタを配置し、この太陽熱コレクタの上方を透明パネルで覆って防水性能を確保しているから、屋根の構造面に開口を開ける必要がない。
【００１０】
また、支持部材に、上方が開口された断面コ字形の桶部と、この桶部の下方に一体的に設けられた断面四角形状のパイプ部とを設けているから、透明パネルを支持部材の桶部の底部にねじで取付けるために、ねじ孔が形成されても、ねじ孔から浸入した雨水が、桶部の下方に設けられたパイプ部に受け止められ、それ以上、屋根の内部に向かって浸入することがなくなり、屋根の防水性能が確保されるようになる。
【００１１】
このため、湿式のシール剤が不要となり、透明パネルを支持部材にねじ止めすることにより、透明パネルの取付けおよび取外しが容易に行えるようになることから、施工および保守が容易となる。
【００１２】
また、前記支持部材または他の間隔保持材を介して屋根の表面を形成する屋根葺材料を張り付ければ、屋根葺材料と透明パネルとが同一面に配置可能となり、屋根の表面から突出するものがなくなるうえ、透明パネルの内側で配管が可能となるので、配管等が露出せず、建物の外観が良好となり、これらにより前記目的が達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は本発明に係る太陽熱コレクタの設置構造の一実施の形態を示す。
図１および図２には、この実施の形態での太陽熱コレクタ１０が設置された屋根１が示されている。屋根１は、構造面２を形成する野地板３を傾斜させて張り付けた傾斜屋根であり、野地板３は、合板等の面材であり、その表面にはアスファルトルーフィング等のシート材３Ａが張り付けられている。
【００１４】
太陽熱コレクタ１０は、環りヘッダ１１および往きヘッダ１２とを結ぶ複数の細長い銅管１３を並列に配置したものである。
環りヘッダ１１は、建物内から送られてきた熱媒体である水を受ける円筒状の容器であり、一端側がＵ字形に折れ曲がって延び、さらにその先端が屋根内へとＬ字形に折り曲がって延びた形状を有している。
往きヘッダ１２は、各銅管１３で熱せられた水を受ける円筒状の容器であり、環りヘッダ１１と同様の形状を有している。
【００１５】
銅管１３は、内部に熱媒体である水が通されるものであり、その長手方向に沿って熱線吸収板１４が取付けられている。熱線吸収板１４は、照射される太陽光線を吸収して得た熱を銅管１３に与えるものである。熱線吸収板１４の一端縁１５Ａは無加工のままであるのに対し、他端縁１５Ｂは断面コ字形状に加工されている（図２参照）。これらの端縁１５Ａ，１５Ｂにより、隣接する熱線吸収板１４を互いに連結する連結構造１５が形成されている。
【００１６】
このような太陽熱コレクタ１０は、本発明に基づく設置構造２０により、屋根１に設置されている。
すなわち、設置構造２０は、太陽熱コレクタ１０の上方を覆う複数の透明パネル２１と、透明パネル２１の両端縁を支持する一対の支持部材２２とを含んで構成されたものであり、太陽熱コレクタ１０は、一対の支持部材２２の間に敷かれた断熱面材２３の上に置かれている。
【００１７】
なお、太陽熱コレクタ１０の下端部分は、図３に示されるように、野地板３に釘１０Ａ等で固定された落下防止具１０Ｂにより、屋根１の構造面２の上を滑り落ちないように滑り止めされている。また、各ヘッダ１１，１２（ヘッダ１１のみ示す）の一端は、野地板３を貫通するパイプ部材１０Ｃの内部に挿通されている。このパイプ部材１０Ｃは、屋根１の構造面２よりも上方へ立ち上がった立ち上がり部１０Ｄを有している。
【００１８】
図１および図２に戻って、透明パネル２１は、ガラス等の透明面材２４を、その周縁に設けた四角形状の枠材２５で補強したものである。枠材２５は、図２中紙面の垂直方向に延びる縦枠部２５Ａの下部が図２中左右方向に延びる横枠部２５Ｂよりも下方に延長されている。この延長された部分が透明パネル２１の脚部２５Ｃとなっている。この脚部２５Ｃには、外側の側面の下端部分に外側へ突出する固定用鍔部２５Ｄが設けられている。
【００１９】
また、枠材２５の屋根１の軒４側に配置された縦枠部２５Ａには、外側に延びる鍔部２５Ｅが設けられいる。透明パネル２１は、この鍔部２５Ｅを他の透明パネル２１の端縁の上に重ね合わせるとともに、その間にパッキング材を介装した状態で配列される。この鍔部２５Ｅおよびパッキング材により、隣接配置された透明パネル２１の継目が塞がれ、この継目から雨水等の侵入が防止されるようになっている。
【００２０】
支持部材２２は、屋根１の傾斜方向に沿って平行に敷設されるレール状のものであり、図２中上方が開口となった断面コ字形の樋部２６と、樋部２６の下方に一体的に設けられた断面四角形状のパイプ部２７とを有している。樋部２６は、透明パネル２１の脚部２５Ｃを受けるとともに、透明パネル２１に降り注いだ雨水等を集めて軒４へ排水するものである。
【００２１】
樋部２６の底部２６Ａには脚部２５Ｃの固定用鍔部２５Ｄを貫通したタッピングねじ２６Ｂが螺合されている。これにより、透明パネル２１が支持部材２２に固定されている。
また、底部２６Ａには、透明パネル２１の鍔部２５Ｅを上方から押さえつける固定具２８も固定されている。この固定具２８は、断面クランク形状のもので、下端が樋部２６の底部２６Ａに固定される固定部とされ、上端が透明パネル２１の鍔部２５Ｅを上方から押さえ付ける押圧部とされている。
【００２２】
パイプ部２７は、透明パネル２１側の側面が傾斜して底面側がすぼんだ筒状のものであり、タッピングねじ２６Ｂに貫通された樋部２６の底部２６Ａから侵入する雨水等を軒４へ排水するようになっている。パイプ部２７の傾斜した側面には、下端付近に取付用鍔部２９が突設されている。この取付用鍔部２９を貫通するねじ２９Ａを野地板３に螺合させることにより、支持部材２２の固定がなされている。
【００２３】
隣接する支持部材２２の間の目地部５には、目地部５から雨水等の侵入を防止する防水構造３０が設けられている。防水構造３０は、隣接する支持部材２２の互いに突き合わされる立ち上がり部２６Ｃを密閉するものである。防水構造３０には、立ち上がり部２６Ｃの間に介装されるパッキング部材３１，３２と、これらの立ち上がり部２６Ｃにまたがって張り付けられる防水テープ３３とが備えられている。
【００２４】
パッキング部材３１，３２は、弾力性を有する発泡プラスチックで形成されたものである。このうちパッキング部材３１は、各支持部材２２の前記側面の上端側に粘着テープ等により張り付けられている。
【００２５】
一方、パッキング部材３２は、各支持部材２２の前記側面の下端側にパッキング部材３１とは所定の間隔をあけて粘着テープ等により張り付けられている。防水テープ３３は、裏面に粘着剤が塗布されたものであり、一対の立ち上がり部２６Ｃの内側面に沿って垂れ下がった状態で同内側面に張り付けられている。この防水構造３０の上方には、図２中上下方向に三段に重なった舌部６Ａを左右に突出させた化粧目地ガスケット６が設けられている。
【００２６】
ここで、太陽熱コレクタ１０は、透明パネル２１により覆われているが、屋根１における太陽熱コレクタ１０の周囲の部分は、太陽電池パネル７および屋根葺面材８により覆われている。
太陽電池パネル７は、透明パネル２１の透明板２４の代わりに太陽電池板７Ａを備えたもので、透明パネル２１と全く同一の固定構造により、レール状の支持部材２２に支持されるようになっている。
【００２７】
屋根葺面材８は、透明パネル２１と同一の幅を有するもので、透明パネル２１と同様に、両端縁がレール状の支持部材２２に支持されるようになっている。支持部材２２を介して構造面２に張り付けることにより、透明パネル２１、太陽電池パネル７、および、屋根葺面材８は、各上面が同一面を形成するようになっている。
【００２８】
このような本実施の形態では、予め、太陽熱コレクタ１０、透明パネル２１、および、支持部材２２等を製作しておく。この際、支持部材２２には、パッキング部材３１，３２を張り付けておく。そして、屋根１に野地板３を張り付ける作業が完了したら、製作しておいた支持部材２２を所定位置に敷設し、これらの支持部材２２の間に断熱面材２３を敷き、この断熱面材２３の上に太陽熱コレクタ１０を載せる。この後、支持部材２２に透明パネル２１を固定して太陽熱コレクタ１０の上面を全部覆い、これにより太陽熱コレクタ１０の設置作業を完成する。
【００２９】
前述のような本実施の形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、屋根１の構造面２の上に太陽熱コレクタ１０を配置し、この太陽熱コレクタ１０の上方を透明パネル２１で覆って防水性能を確保するので、屋根１の構造面２に開口を開ける場合と異なり、湿式のシール剤が不要となるため、透明パネル２１の取付けおよび取外しが容易に行えるようになり、施工および保守を容易に行うことができる。
【００３０】
また、支持部材２２を介して透明パネル２１、太陽電池パネル７、および、屋根葺面材８を取付けるようにしたので、透明パネル２１、太陽電池パネル７、および、屋根葺面材８の上面が同一面を形成するようになるので、太陽熱コレクタ１０を屋根１に設置しても、屋根１の表面から突出するものがなくなるうえ、太陽熱コレクタ１０への配管を接続する部分が透明パネル２１の内側に配置され、配管等が露出しないため、建物の外観を良好にすることができる。
【００３１】
さらに、太陽熱コレクタ１０の搬送および設置作業の際には、各銅管１３に取付けた熱線吸収板１４により細い銅管１３が変形等から保護されるため、設置作業が完了するまで、太陽熱コレクタ１０の破損を未然に防止できる。また、熱線吸収板１４に端縁１５Ａ，１５Ｂを互いに連結する連結構造１５を設け、熱線吸収板１４同士の連結を容易にしたので、太陽熱コレクタ１０の組立作業を容易にできる。
【００３２】
以上、本発明について好適な実施の形態を例に挙げて説明したが、本発明は、この実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、太陽熱コレクタを複数の透明パネルで覆ったが、太陽熱コレクタは、一枚の透明パネルで覆ってもよい。しかし、前記実施の形態のように、複数の透明パネルを用いれば、屋根の上での作業を容易にできるという効果が得られる。
【００３３】
また、前記実施の形態では、太陽熱コレクタの周囲に太陽電池パネルを張り付けたが、太陽電池パネルの代わりに他の屋根葺面材を張り付けてもよい。しかし、前記実施の形態のように、太陽電池パネルを張り付ければ、太陽エネルギーを最大限に活用できるという効果が得られる。
【００３４】
なお、本発明は、工場で製造した建物ユニットを建築現場で組立る工業化建物にも適用できる。この場合、工場において屋根を構成する屋根ユニットを製造する際に、前記設置構造で太陽熱コレクタの設置を済ましておけば、建築現場での作業を軽減できる。
【００３５】
【発明の効果】
前述のように本発明に係る太陽熱コレクタの設置構造によれば、建物の外観を良好にできるうえ、施工および保守における作業を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る太陽熱コレクタの設置構造の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】  図１のII−II線における断面図である。
【図３】  前記実施の形態においての太陽熱コレクタの軒側の端部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１…屋根、２…屋根の構造面、１０…太陽熱コレクタ、２０…太陽熱コレクタの設置構造、２１…透明パネル、２２…支持部材、２６…樋部、２７…パイプ部。
【図１】
0003722691.tif 000002
【図２】
0003722691.tif 000003
【図３】
0003722691.tif 000004