(57)【要約】【課題】簡単な構造で屋根裏への雨水等の侵入や熱媒漏れを防止する太陽熱温水システム用屋根材を提供すること、少ない部材で且つ省施工で熱媒配管を屋根裏に挿通可能な構造を備えた太陽熱温水システム用屋根材を提供することである。【解決手段】建物の屋根Ｒ上に設置される集熱パネル２と、地上に設置される貯湯槽３と集熱パネル２と貯湯槽３との間に熱媒を循環させる為の熱媒配管４とを備えた太陽熱温水システム１に適用される屋根材１０であって、熱媒配管４を屋根Ｒに対して貫通状に配管する為の太陽熱温水システム用屋根材１０は、屋根Ｒの野地板５を貫通するように熱媒配管４を挿通させる為の配管通路１４を備え、配管通路１４は、屋根上に開口した外部開口部１５と屋根裏Ａに開口した内部開口部１６とを備え、外部開口部１５が屋根勾配における下方に向くように集熱パネル２の裏面側に設置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根上に設置される集熱パネルと、地上に設置される貯湯槽と、前記集熱パネルと前記貯湯槽との間に熱媒を循環させる為の熱媒配管とを備えた太陽熱温水システムに適用される屋根材であって、前記熱媒配管を前記屋根に対して貫通状に配管する為の太陽熱温水システム用屋根材において、
前記屋根材は、前記屋根の野地板を貫通するように前記熱媒配管を挿通させる為の配管通路を備え、
前記配管通路は、屋根上に開口した外部開口部と屋根裏に開口した内部開口部とを備え、
前記屋根材は、前記外部開口部が屋根勾配における下方に向くように前記集熱パネルの裏面側に設置されることを特徴とする太陽熱温水システム用屋根材。
【請求項２】
前記屋根材は、前記配管通路の下部を構成すると共に前記屋根の野地板を貫通する筒状部を有し、
前記筒状部の外周にネジ部が形成され、
前記筒状部の外周にリング状パッキンを装着すると共に前記ネジ部にナット部材を取り付けて、前記パッキンと前記ナット部材とで前記野地板を挟持するように前記ナット部材を締め付けることによって、前記屋根材と前記野地板との間の水密を保持することを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水システム用屋根材。
【請求項３】
前記屋根材の外周側部分は、前記屋根に取り付けられている屋根瓦の外周側部分と同形状に構成され、前記屋根材は、前記屋根瓦と屋根瓦の間に１枚の屋根瓦として装着可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽熱温水システム用屋根材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱温水システム用屋根材に関し、特に熱媒が流通する熱媒配管を建物の屋根に対して貫通状に配管可能な構造を備えた屋根材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽熱を利用する為に建物の屋根上等に設置された集熱パネルと、この集熱パネルにより集熱した熱を湯水として貯湯する為に地上等に設置された貯湯槽と、これら集熱パネルと貯湯槽との間に熱媒を循環させる為の合成樹脂製の熱媒配管とを備えた太陽熱温水システムが広く一般に普及している。
【０００３】
一般的に、上記の熱媒配管は、屋根上の集熱パネルと地上の貯湯槽との間を接続する為に屋根上と外壁に沿って配管されている。このため、熱媒配管は、紫外線や風雨等に晒されることにより劣化しやすく、外観も悪化するという問題がある。また、熱媒配管が外気に晒される為に、放熱ロスも大きくなる等の問題がある。そこで、これらの問題を解決する為に、例えば、特許文献１のように熱媒配管を屋根に対し貫通して屋内に配管する構造が開示されている。
【０００４】
特許文献１の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造には、スレートと野地板とに亙って貫通孔を形成し、この貫通孔にニップル部材を挿入し、屋根を挟み込むようにニップル部材の屋根上側部分と屋根裏側部分のネジ部に夫々ナット部材を締結することにより、ニップル部材を屋根に固定し、このニップル部材の両端部に屋根上側配管と屋根裏側配管とを接続した構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の屋根部配管構造では、屋根に固定されたニップル部材の両端部に屋根上側配管と屋根裏側配管とを接続する構造上、熱媒配管の継手部分が屋根を挟んで屋根上側と屋根裏側との２箇所に設けられることになる。しかし、これら継手部分からは熱媒漏れが発生する可能性があるため、熱媒配管の継手部分を屋根に配置するのは極力望ましくない。
【０００７】
また、特許文献１の屋根部配管構造では、屋根に形成された貫通孔に対してニップル部材を、屋根上側と屋根裏側とからナット部材で挟み込むようにして固定する構造であるので、熱媒配管を屋根に設置する為の工程数が増加してしまい、結果的にコスト高となってしまう虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構造で屋根裏への雨水等の侵入や熱媒漏れを防止する太陽熱温水システム用屋根材を提供すること、少ない部材で且つ省施工で熱媒配管を屋根裏に挿通可能な構造を備えた太陽熱温水システム用屋根材を提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の太陽熱温水システム用屋根材は、建物の屋根上に設置される集熱パネルと、地上に設置される貯湯槽と、前記集熱パネルと前記貯湯槽との間に熱媒を循環させる為の熱媒配管とを備えた太陽熱温水システムに適用される屋根材であって、前記熱媒配管を前記屋根に対して貫通状に配管する為の太陽熱温水システム用屋根材において、前記屋根材は、前記屋根の野地板を貫通するように前記熱媒配管を挿通させる為の配管通路を備え、前記配管通路は、屋根上に開口した外部開口部と屋根裏に開口した内部開口部とを備え、前記屋根材は、前記外部開口部が屋根勾配における下方に向くように前記集熱パネルの裏面側に設置されることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の太陽熱温水システム用屋根材は、請求項１の発明において、前記屋根材は、前記配管通路の下部を構成すると共に前記屋根の野地板を貫通する筒状部を有し、前記筒状部の外周にネジ部が形成され、前記筒状部の外周にリング状パッキンを装着すると共に前記ネジ部にナット部材を取り付けて、前記パッキンと前記ナット部材とで前記野地板を挟持するように前記ナット部材を締め付けることによって、前記屋根材と前記野地板との間の水密を保持することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の太陽熱温水システム用屋根材は、請求項１又は２の発明において、前記屋根材の外周側部分は、前記屋根に取り付けられている屋根瓦の外周側部分と同形状に構成され、前記屋根材は、前記屋根瓦と屋根瓦の間に１枚の屋根瓦として装着可能に構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、屋根材は、屋根の野地板を貫通するように熱媒配管を挿通させる為の配管通路を備え、配管通路は、屋根上に開口した外部開口部と屋根裏に開口した内部開口部とを備えるので、この配管通路の外部開口部から熱媒配管を挿入するだけで熱媒配管を屋根裏に引き込むことができる。従って、少ない部品で且つ省施工で熱媒配管を屋根に対して貫通状に配管することができるので、屋根から屋根裏への配管を低コストで実現できる。
【００１３】
また、屋根材は、外部開口部が屋根勾配における下方に向くように集熱パネルの裏面側に設置されるので、集熱パネルにより降雨の直接的な侵入を防止できると共に、下方に向く外部開口部により屋根面に沿って流下する雨水の侵入を防止でき、故に、簡単な構造でもって雨水の屋根裏への侵入を防止することができる。さらに、熱媒配管と屋根材との間に継手部を設ける必要がないので、熱媒配管からの熱媒の漏れを防止することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、筒状部の外周にリング状パッキンを装着すると共にネジ部にナット部材を取り付けて、パッキンとナット部材とで野地板を挟持するようにナット部材を締め付けることによって、屋根材と野地板との間の水密を保持するので、屋根材と野地板との隙間から屋根裏への雨水の侵入を確実に防止することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、屋根材の外周側部分は、屋根に取り付けられている屋根瓦の外周側部分と同形状に構成され、屋根材は、屋根瓦と屋根瓦の間に１枚の屋根瓦として装着可能に構成されているので、既存の屋根瓦の一部を取り替えるだけで、熱媒配管を屋根上から屋根裏へ挿通可能な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る太陽熱温水システムの斜視図である。
【図２】屋根と太陽熱温水システム用屋根材の断面図である。
【図３】太陽熱温水システム用屋根材の屋根上側からの斜視図である。
【図４】太陽熱温水システム用屋根材の屋根裏側からの斜視図である。
【図５】部分変更形態に係る太陽熱温水システム用屋根材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１８】
先ずは、太陽熱温水システム１について説明する。
図１に示すように、太陽熱温水システム１は、建物の屋根Ｒ上に設置された集熱パネル２と、建物の軒下等の地上に設置された貯湯槽３と、これら集熱パネル２と貯湯槽３との間に不凍液等の熱媒を循環させる為の熱媒配管４とを備えている。
【００１９】
集熱パネル２は、太陽熱を利用して熱媒を加熱するものであり、熱媒を流通させる為の集熱管を内部に有し、固定用架台２ａを介して屋根Ｒ上に屋根勾配に沿って設置固定されている。貯湯槽３は、高温の温水を貯留するものであり、熱媒の循環経路４の一部を形成する熱交換器を内部に有している。
【００２０】
熱媒配管４は、貯湯槽３から集熱パネル２へ延びる往き配管４ａと、集熱パネル２から貯湯槽３へ延びる戻り配管４ｂとを有している。往き配管４ａと戻り配管４ｂは、例えば、可撓性を有するポリエチレン管（ＰＥ管）で夫々構成されている。尚、熱媒配管４は、可撓性を有する蛇腹状の鞘管で覆われていても良い。
【００２１】
太陽熱温水システム１においては、循環ポンプ（図示略）の駆動を介して、貯湯槽３の内部の熱交換器から熱媒が熱媒配管４の往き配管４ａを通り、集熱パネル２の集熱管に送られて太陽熱により加熱され、この加熱された熱媒は熱媒配管４の戻り配管４ｂを通り、貯湯槽３の熱交換器に送られて、貯湯槽３内の湯水との間で熱交換が行われ湯水が加熱される。貯湯槽３内の高温の湯水は、家庭内の種々の機器に供給される。尚、太陽熱温水システム１は公知のものであるので、これ以上の説明は省略する。
【００２２】
次に、建物の屋根Ｒの構造について説明する。
図１，図２に示すように、建物の屋根Ｒは、複数の垂木の上に隙間無く配設された野地板５（図２参照）と、この野地板５の上に防水シートを介して葺かれた複数の平板型の屋根瓦６とから構成される、所謂、公知の瓦葺き屋根である。屋根瓦６は、一般的な平板型の構造のものであるが、特にこの形状に限定する必要はない。
【００２３】
ここで、本発明に係る太陽熱温水システム用屋根材１０について説明する。
図２に示すように、太陽熱温水システム用屋根材１０（以下、屋根材という）は、太陽熱温水システム１に適用される屋根材１０であり、熱媒配管４を屋根Ｒに対して貫通状に配管する構造を備えたものである。
【００２４】
図２〜図４に示すように、屋根材１０は、平板型の屋根瓦６の形状と略同じ形状の基体１１と、基体１１の屋根上側に一体形成された外部通路形成部１２と、基体１１の屋根裏Ａ側に一体形成された筒状部１３と、屋根Ｒの野地板５を貫通するように熱媒配管４を挿通させる為の配管通路１４等を備えている。
【００２５】
上記の屋根材１０は、野地板５上の屋根瓦６と屋根瓦６の間に１枚の屋根瓦として装着可能に構成されている。即ち、屋根材１０の基体１１の外周側部分は、屋根Ｒに取り付けられている屋根瓦６の外周側部分と同形状に構成されている。
【００２６】
尚、屋根材１０の基体１１の形状は、特に本実施例のものに限定する必要はなく、屋根瓦６の規格に応じて適宜変更可能である。また、屋根材１０の基体１１の材質としては、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる金属成形品、ＦＲＰ等の樹脂成形品、セラミック等の陶器等、適宜採用することができる。
【００２７】
図２，図３に示すように、外部通路形成部１２は、配管通路１４の上部を構成している。外部通路形成部１２は、屋根面の傾斜方向に延びるように且つ正面視逆Ｕ字型に構成されている。外部通路形成部１２の棟側部分には、棟側に向って突出する湾曲状（所謂Ｒ形状）の突出部１７が形成されている。この突出部１７によって屋根Ｒ上を伝わる水流の抵抗を低減することができる。
【００２８】
図４に示すように、筒状部１３は、配管通路１４の下部を構成している。筒状部１３は、円筒状に形成され、基体１１の表面と直交する方向に対して僅かに傾いた状態で形成されている。即ち、筒状部１３は、基体１１の屋根裏Ａ側の略中心部分から下方に延び且つ屋根Ｒの野地板５に対して直交状に貫通するように形成されている。筒状部１３の外周には、ネジ部１３ａが形成されている。
【００２９】
図２に示すように、配管通路１４は、外部通路形成部１２の内部と筒状部１３の内部に亙って約９０度曲がった管形状に構成されている。配管通路１４は、外部通路形成部１２に形成され且つ屋根Ｒに開口した外部開口部１５と、筒状部１３に形成され且つ屋根裏Ａに開口した内部開口部１６とを備えている。
【００３０】
即ち、配管通路１４は、屋根上側の外部開口部１５から屋根面の傾斜方向に対して平行方向上方に向って延び、野地板５の表面に対して直交する方向に屈曲して、屋根裏Ａ側の筒状部１３の内部開口部１６に向って延びている。
【００３１】
基体１１の屋根裏Ａ側であって筒状部１３の上端部外周には、ブロック状のパッキン当接部１８が形成されている。パッキン当接部１８の下端面は、野地板５の表面と平行な状態となるように基体１１の表面に対して傾いた状態に形成されている。
【００３２】
筒状部１３の外周には、屋根材１０と野地板５との間の隙間を水密に封止する為のリング状のパッキン１９が装着されている。即ち、このパッキン１９は、屋根材１０が屋根Ｒに固定された状態においてパッキン当接部１８の下端面と野地板５との間で弾性圧縮状態になる。このパッキン１９は、例えば、ブチルゴム等からなるリング部材から構成されているが、材質や形状は特に限定する必要はない。
【００３３】
次に、屋根材１０の設置構造について説明する。
図１，図２に示すように、建物等の屋根Ｒ上において、屋根材１０は、外部開口部１５が屋根勾配における下方に向くように集熱パネル２の裏面側に設置されている。屋根裏Ａ側においては、屋根材１０の筒状部１３の外周にパッキン１９を装着すると共にネジ部１３ａにナット部材２１を取り付けて、パッキン１９とナット部材２１とで野地板５を挟持するようにナット部材２１を締め付けることによって、屋根材１０と野地板５との間の水密を保持している。
【００３４】
次に、屋根材１０の作用及び効果について説明する。
先ずは、熱媒配管４を屋根Ｒに貫通状に配管する為に、屋根材１０を屋根Ｒに取り付ける場合、集熱パネル２の設置箇所に対応する１枚の屋根瓦６を取り外して、野地板５に筒状部１３が貫通可能な貫通孔５ａを形成する。次に、屋根材１０の筒状部１３の外周にパッキン１９を装着した状態で筒状部１３を貫通孔５ａに挿通して、筒状部１３のネジ部１３ａを屋根裏Ａ側に突出させる。
【００３５】
次に、屋根裏Ａから突出した筒状部１３のネジ部１３ａにナット部材２１を取り付けて締め付けることで、パッキン１９とナット部材２１とで野地板５を挟み込むようにして屋根材１０を屋根Ｒに固定する。次に、屋根材１０の配管通路１４の外部開口部１５に熱媒配管４（往き配管４ａと戻り配管４ｂ）の先端を挿入して、内部開口部１６から熱媒配管４を屋根裏Ａ側に引き込むことで、熱媒配管４を屋根Ｒに対して貫通状に配管することができる。
【００３６】
そして必要に応じて、外部開口部１５に対して別途コーキング処理を施しても良い。尚、上記の説明とは逆に、内部開口部１６から熱媒配管４の先端を挿入して、外部開口部１５から熱媒配管４を屋根上側に引き出すことで、熱媒配管４を屋根Ｒに対して貫通状に配管しても良い。
【００３７】
以上説明したように、屋根材１０は、屋根Ｒの野地板５を貫通するように熱媒配管４を挿通させる為の配管通路１４を備え、配管通路１４は、屋根上に開口した外部開口部１５と屋根裏Ａに開口した内部開口部１６とを備えるので、この配管通路１４の外部開口部１５から熱媒配管４を挿入するだけで熱媒配管４を屋根裏Ａに引き込むことができ、故に、少ない部品で且つ省施工で熱媒配管４を屋根Ｒに対して貫通状に配管することができるので、屋根Ｒから屋根裏Ａへの配管を低コストで実現できる。
【００３８】
また、屋根材１０は、外部開口部１５が屋根勾配における下方に向くように集熱パネル２の裏面側に設置されるので、集熱パネル２により降雨の直接的な侵入を防止できると共に、下方に向く外部開口部１５により屋根面に沿って流下する雨水の侵入を防止でき、故に、簡単な構造でもって雨水の屋根裏Ａへの侵入を防止することができる。さらに、熱媒配管４と屋根材１０との間に継手部を設ける必要がないので、熱媒配管４からの熱媒の漏れを防止することができる。
【００３９】
筒状部１３の外周にパッキン１９を装着すると共にネジ部１３ａにナット部材２１を取り付けて、パッキン１９とナット部材２１とで野地板５を挟持するようにナット部材２１を締め付けることによって、屋根材１０と野地板５との間の水密を保持するので、屋根材１０と野地板５との隙間から屋根裏Ａへの雨水の侵入を確実に防止することができる。
【００４０】
屋根材１０の外周部分は、屋根Ｒに取り付けられている屋根瓦６の外周部分と同形状に構成され、屋根材１０は、屋根瓦６と屋根瓦６の間に１枚の屋根瓦として装着可能に構成されているので、既存の屋根瓦６の一部を取り替えるだけで、熱媒配管４を屋根Ｒ上から屋根裏Ａへ挿通可能な構造にすることができる。
【００４１】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］図５に示すように、屋根材１０Ａは、配管通路１４の上部の一部を構成する外部筒状部２５を有し、この外部筒状部２５の先端に外部開口部１５を形成すると共に、この外部筒状部２５の外周にネジ部２５ａを形成した構造であっても良い。このネジ部２５ａは、省略可能である。この構造によれば、外部筒状部２５に、熱媒配管４を挿通する為の挿通穴又は切り込み部が形成された蓋部材を取り付け可能であり、蓋部材を取り付けた場合は、外部開口部１５から屋根裏Ａへの雨水や虫等の侵入をより確実に防止することができる。
【００４２】
［２］前記実施例において、外部通路形成部１２の形状と筒状部１３の形状は特に限定する必要はなく、屋根Ｒの屋根勾配における下方に向いた外部開口部１５から屋根裏Ａの内部開口部１６に向って延びる配管通路１４が形成されていれば、種々の形状を採用可能である。
【００４３】
［３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の屋根材は、太陽熱温水システムの熱媒配管の屋根裏への引き込みに適用するに限らず、太陽電池モジュールの電線等を屋根裏へ引き込む場合にも適用可能であり、少ない部材、省施工、防水機能を実現できる。さらに、各種瓦屋根やスレート屋根、金属屋根へも応用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｒ      屋根
Ａ      屋根裏
１      太陽熱温水システム
２      集熱パネル
３      貯湯槽
４      熱媒配管
５      野地板
１０，１０Ａ    太陽熱温水システム用屋根材
１１    基体
１３    筒状部
１３ａ  ネジ部
１４    配管通路
１５    外部開口部
１６    内部開口部
１９    パッキン
２１    ナット部材
【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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