(57)【要約】【課題】      設置コストを低減させるソーラ瓦屋根を提供することにある。【解決手段】  屋根の下地構造物２３ａ上に複数のソーラ瓦１を配し、複数のソーラ瓦１のうち下側に位置するソーラ瓦１の供給口６に、上側に位置するソーラ瓦１の排出口５を連結すると共に、最上段に配置されるソーラ瓦１の供給口５に、熱媒を供給する上ヘッダー７を連結し、最下段に配置されるソーラ瓦１の排出口６に、前記熱媒を排出する下ヘッダー８を連結してなるソーラ瓦屋根２２。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の下地構造物上に一つ又は複数組み合わせて設置されて屋根を構成するソーラ瓦であって、熱媒が流通されると共に、流通される熱媒が太陽熱の集熱により加熱されるようにした
ことを特徴とするソーラ瓦。
【請求項２】
請求項１に記載されたソーラ瓦であって、
上方が開放する容器状の下プレートと、当該下プレートの開放部を塞ぐ上プレートとからなり、
前記上プレートには、前記熱媒を供給する供給口を形成し、
前記下プレートには、前記熱媒を排出する排出口を形成した
ことを特徴とするソーラ瓦。
【請求項３】
請求項２に記載されたソーラ瓦であって、
前記下プレート内を仕切り板で仕切り、前記仕切り板で仕切られた各空間に対応して前記供給口および前記排出口をそれぞれ形成した
ことを特徴とするソーラ瓦。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載されたソーラ瓦であって、
前記上プレートおよび前記下プレートをそれぞれ透明な材料で構成した
ことを特徴するソーラ瓦。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載されたソーラ瓦であって、
前記上プレートを熱伝導率の高い材料で構成し、またはその表面を黒色に処理して構成し、
前記下プレートを断熱性の良い材料で構成した
ことを特徴するソーラ瓦。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５の何れかに記載されたソーラ瓦を一つ有し、
前記ソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、
前記ソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結した
ことを特徴とするソーラ瓦屋根。
【請求項７】
請求項２乃至請求項５の何れかに記載されたソーラ瓦を、屋根の下地構造物上に、下側に位置するソーラ瓦の供給口に、上側に位置するソーラ瓦の排出口を連結させて複数配置し、
最上段に配置されるソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、
最下段に配置されるソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結した
ことを特徴とするソーラ瓦屋根。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に接続され、前記熱媒と水との熱交換を行う熱交換手段とを有し、前記熱交換手段にて前記ソーラ瓦屋根からの熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにした
ことを特徴とする太陽熱温水設備。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に循環路を介して接続され、前記熱媒の流れを制御する制御手段と、前記制御手段に接続され、前記熱媒と水とを熱交換する熱交換手段とを有し、前記制御手段により前記ソーラ瓦屋根からの熱媒を前記熱交換手段に循環させ、前記熱交換手段にて前記熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにした
ことを特徴とする太陽熱温水設備。
【請求項１０】
請求項９に記載された太陽熱温水設備であって、
前記熱媒を加熱する補助加熱手段を前記制御手段に連結して設け、
前記制御手段により、前記補助加熱手段で加熱された熱媒を前記ソーラ瓦屋根に循環させるようにした
ことを特徴する太陽熱温水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱を集熱して熱媒を加熱するソーラ瓦、ソーラ瓦屋根、およびそれを用いた太陽熱温水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱を利用して温水を生成する技術として、例えば太陽熱温水設備が知られている。太陽熱温水設備は、太陽熱を集熱して熱媒を加熱する集熱器と、熱媒を貯留する蓄熱槽と、蓄熱槽と水道本管とを直結する給水回路と、蓄熱槽と集熱器との間で熱媒を循環させる循環回路と、蓄熱槽の上部及び給水回路に接続された出湯回路とを備え、前記給水回路を介して前記蓄熱槽に導入された熱媒としての水を前記集熱器に循環供給することによって温水を生成し、この温水を前記蓄熱槽に貯留するようにしている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
集熱器は、日射を受けやすい家屋の屋根を覆う屋根瓦の上に、または地上に傾斜させた状態で設置される。集熱器を家屋の屋根の上に設置するときには、家屋の屋根の上に屋根瓦を施工した後、屋根瓦の上に集熱器を直接取り付けたり、屋根瓦の上に架台を据え付けてこの架台に集熱器を取り付けたりしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４４３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述したように従来の太陽熱温水設備では、屋根の上に屋根瓦を設置した後に集熱器を設置するため、設置コストが高くなってしまうという問題がある。また、屋根瓦の上に設置するので、屋根に対する負荷が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、設置コストを低減させると共に、屋根に対する負荷を軽減させるソーラ瓦、ソーラ瓦屋根およびそれを用いた太陽熱温水設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決する第１の発明に係るソーラ瓦は、屋根の下地構造物上に一つ又は複数組み合わせて設置されて屋根を構成するソーラ瓦であって、熱媒が流通されると共に、流通される熱媒が太陽熱の集熱により加熱されるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上述した課題を解決する第２の発明に係るソーラ瓦は、第１の発明に記載されたソーラ瓦であって、上方が開放する容器状の下プレートと、当該下プレートの開放部を塞ぐ上プレートとからなり、前記上プレートには、前記熱媒を供給する供給口を形成し、前記下プレートには、前記熱媒を排出する排出口を形成したことを特徴とする。
前記供給口は、ソーラ瓦を屋根の下地構造物上に設置したときに、屋根の下地構造物の最上部側となる一側部近傍に位置している。
前記排出口は、ソーラ瓦を屋根の下地構造物上に設置したときに、屋根の下地構造物の最下部側となる他側部近傍に位置している。また、前記排出口は、パイプ状であり、前記供給口に嵌合する形状である。
【０００９】
上述した課題を解決する第３の発明に係るソーラ瓦は、第２の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記下プレート内を仕切り板で仕切り、前記仕切り板で仕切られた各空間に対応して前記供給口および前記排出口をそれぞれ形成したことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第４の発明に係るソーラ瓦は、第２の発明または第３の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記上プレートおよび前記下プレートをそれぞれ透明な材料で構成したことを特徴する。
【００１１】
上述した課題を解決する第５の発明に係るソーラ瓦は、第２の発明または第３の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記上プレートを熱伝導率の高い材料で構成し、またはその表面を黒色に処理して構成し、前記下プレートを断熱性の良い材料で構成したことを特徴する。
【００１２】
上述した課題を解決する第６の発明に係るソーラ瓦屋根は、第２の発明乃至第５の発明の何れかに記載されたソーラ瓦を一つ有し、前記ソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、前記ソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結したことを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決する第７の発明に係るソーラ瓦屋根は、第２の発明乃至第５の発明の何れかに記載されたソーラ瓦を、屋根の下地構造物上に、下側に位置するソーラ瓦の供給口に、上側に位置するソーラ瓦の排出口を連結させて複数配置し、最上段に配置されるソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、最下段に配置されるソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結したことを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決する第８の発明に係る太陽熱温水設備は、第６の発明または第７の発明に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に接続され、前記熱媒と水との熱交換を行う熱交換手段とを有し、前記熱交換手段にて前記ソーラ瓦屋根からの熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決する第９の発明に係る太陽熱温水設備は、第６の発明または第７の発明に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に循環路を介して接続され、前記熱媒の流れを制御する制御手段と、前記制御手段に接続され、前記熱媒と水とを熱交換する熱交換手段とを有し、前記制御手段により前記ソーラ瓦屋根からの熱媒を前記熱交換手段に循環させ、前記熱交換手段にて前記熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
上述した課題を解決する第１０の発明に係る太陽熱温水設備は、第９の発明に記載された太陽熱温水設備であって、前記熱媒を加熱する補助加熱手段を前記制御手段に連結して設け、前記制御手段により、前記補助加熱手段で加熱された熱媒を前記ソーラ瓦屋根に循環させるようにしたことを特徴する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明に係るソーラ瓦によれば、屋根の下地構造物上に一つ又は複数組み合わせて設置されて屋根を構成するソーラ瓦であって、熱媒が流通されると共に、流通される熱媒が太陽熱の集熱により加熱されるようにしたことにより、前記ソーラ瓦を、太陽熱を集熱して熱媒を加熱させる集熱器として用い、加熱された熱媒と水とを熱交換して温水を生成する太陽熱温水設備に組み込むことができる。また、従来の屋根瓦を前記屋根の下地構造物上に設置する必要が無くなり、前記ソーラ瓦を前記屋根の下地構造物上に直接設置して、この屋根の下地構造物を覆うことができるので、設置コストが低減されると共に、前記屋根の下地構造物に対する負荷が軽減される。
【００１８】
第２の発明に係るソーラ瓦によれば、第１の発明に記載されたソーラ瓦であって、上方が開放する容器状の下プレートと、当該下プレートの開放部を塞ぐ上プレートとからなり、前記上プレートには、前記熱媒を供給する供給口を形成し、前記下プレートには、前記熱媒を排出する排出口を形成したことにより、前記熱媒が前記供給口から前記ソーラ瓦内に供給され、前記ソーラ瓦内の熱媒が前記排出口から排出される。
【００１９】
第３の発明に係るソーラ瓦によれば、第２の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記下プレート内を仕切り板で仕切り、前記仕切り板で仕切られた各空間に対応して前記供給口および前記排出口をそれぞれ形成したことにより、前記熱媒が前記供給口を通って前記空間にそれぞれ供給され、前記空間内で熱媒が太陽熱の集熱により加熱され、この熱媒が前記排出口を通ってそれぞれ排出される。よって、熱媒が加熱されてから排出されるまで、隣接する空間内の熱媒同士は混じらずに、各空間内の熱媒は太陽熱をそれぞれ集熱することができるので、前記ソーラ瓦における太陽熱の集熱性が向上する
【００２０】
第４の発明に係るソーラ瓦によれば、第２の発明または第３の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記上プレートおよび前記下プレートをそれぞれ透明な材料で構成したことにより、前記ソーラ瓦が設置される前記屋根の下地構造物を強化ガラスなどの透明な材料で構成したり、前記屋根の下地構造物における屋根の傾斜面をなす野地板を設置せずに、前記屋根の下地構造物の枠組みをなす垂木上に直接前記ソーラ瓦を設置したりして、前記ソーラ瓦に対応する天井板を強化ガラスなどの透明な材料で構成するだけで、太陽の明かりが前記ソーラ瓦の上プレートおよび下プレート、前記屋根の下地構造物および前記天井板を通り抜けて、この明かりを家屋の中に取り込むことができる。
【００２１】
第５の発明に係るソーラ瓦によれば、第２の発明または第３の発明に記載されたソーラ瓦であって、前記上プレートを熱伝導率の高い材料で構成し、またはその表面を黒色に処理して構成し、前記下プレートを断熱性の良い材料で構成したことにより、前記上プレートでは太陽熱の吸収性が向上して熱媒が加熱されやすくなり、前記下プレートでは断熱性が向上して熱媒の放熱が抑制されるので、前記ソーラ瓦における太陽熱の集熱性が向上する。
【００２２】
第６の発明に係るソーラ瓦屋根によれば、第２の発明乃至第５の発明の何れかに記載されたソーラ瓦を一つ有し、前記ソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、前記ソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結したことにより、前記ソーラ瓦に前記熱媒を容易に供給することができ、前記ソーラ瓦内の熱媒を容易に排出することができる。つまり、前記ソーラ瓦に熱媒を流通させやすくなる。
【００２３】
第７の発明に係るソーラ瓦屋根によれば、第２の発明乃至第５の発明の何れかに記載されたソーラ瓦を、屋根の下地構造物上に、下側に位置するソーラ瓦の供給口に、上側に位置するソーラ瓦の排出口を連結させて複数配置し、最上段に配置されるソーラ瓦の供給口に、前記熱媒を供給する上ヘッダーを連結し、最下段に配置されるソーラ瓦の排出口に、前記熱媒を排出する下ヘッダーを連結したことにより、前記上ヘッダーに前記熱媒を供給するだけで、最上段のソーラ瓦から最下段のソーラ瓦まで前記熱媒を順次流通させることができ、前記下ヘッダーから熱媒が排出されるのでこの熱媒を容易に回収することができる。よって、前記熱媒は複数のソーラ瓦を通り、各ソーラ瓦にて太陽熱を集熱して加熱されるので、前記ソーラ瓦屋根における太陽熱の集熱性が向上する。また、前記下側のソーラ瓦の供給口に前記上側のソーラ瓦の排出口を連結することができるので、前記屋根の下地構造物上に容易に設置することができる。
【００２４】
第８の発明に係る太陽熱温水設備によれば、第６の発明または第７の発明に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に接続され、前記熱媒と水との熱交換を行う熱交換手段とを有し、前記熱交換手段にて前記ソーラ瓦屋根からの熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにしたことにより、前記ソーラ瓦屋根にて太陽熱の集熱により加熱された熱媒を利用して温水を生成することができる。
【００２５】
第９の発明に係る太陽熱温水設備によれば、第６の発明または第７の発明に記載されたソーラ瓦屋根と、前記ソーラ瓦屋根に循環路を介して接続され、前記熱媒の流れを制御する制御手段と、前記制御手段に接続され、前記熱媒と水とを熱交換する熱交換手段とを有し、前記制御手段により前記ソーラ瓦屋根からの熱媒を前記熱交換手段に循環させ、前記熱交換手段にて前記熱媒と前記水とを熱交換させて温水を生成するようにしたことにより、前記制御手段にて前記ソーラ瓦屋根からの熱媒の排出量に応じて前記ソーラ瓦屋根内への熱媒の供給量を調整することができ、前記ソーラ瓦屋根内は、前記熱媒が満たされた状態となるので、前記ソーラ瓦屋根における太陽熱の集熱性が向上する。
【００２６】
第１０の発明に係る太陽熱温水設備によれば、第９の発明に記載された太陽熱温水設備であって、前記熱媒を加熱する補助加熱手段を前記制御手段に連結して設け、前記制御手段により、前記補助加熱手段で加熱された熱媒を前記ソーラ瓦屋根に循環させるようにしたことにより、雪が降っても、前記補助加熱手段にて加熱された熱媒により前記ソーラ瓦屋根が加熱されるので、前記ソーラ瓦屋根の熱が該ソーラ瓦屋根の上に降った雪に伝わって、前記雪が溶ける。よって、前記太陽熱温水設備を融雪装置として利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係るソーラ瓦、ソーラ瓦屋根およびそれを用いた太陽熱温水設備を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。
【実施例１】
【００２８】
以下に、一実施例に係るソーラ瓦について説明する。図１は、本発明の一実施例に係るソーラ瓦を屋根下地構造物上に設置した状態の斜視図であり、図２は、図１における囲み線ＩＩの平面図であり、前記ソーラ瓦に配置される仕切り板に関し一部破砕して示している。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。図４は、本発明の一実施例に係るソーラ瓦の平面図であり、前記ソーラ瓦に配置される仕切り板に関し一部破砕して示している。図５は、図４におけるＶ−Ｖ矢視断面図であり、図６は、図５における囲み線ＶＩの拡大図である。図７は、本発明の一実施例に係るソーラ瓦から上プレートを取り外した状態の斜視図であり、図８は、本発明の一実施例に係るソーラ瓦を用いた太陽熱温水設備の一実施形態を示す概略図である。
【００２９】
本発明の一実施例に係るソーラ瓦は、図５および図７に示すように、上方が開放する容器状の下プレート３と、下プレート３の開放部を塞ぎ、下プレート３に接合する上プレート２とを有する。下プレート３は、一定の長さと幅を有す略長方形状の底板３ａと、底板３ａの側部から上方に延びる側板３ｂとを有す形状である。上プレート２は、平板状である。
【００３０】
下プレート３と上プレート２との接合には、摩擦撹拌接合法による接合、ロウ付けによる接合、シール材を挟んでボルトによる接合、一般的な熱硬化型接着剤又は常温硬化型接着剤等を使用する接合、および前記接合を併用した接合などがある。
【００３１】
図４、図５および図７に示すように、下プレート３には、所定の間隔で仕切り板４が設けられる。仕切り板４で仕切られる空間に対応して、上プレート２には、ソーラ瓦１内に熱媒（不凍液や水など）を供給する供給口５が形成され、下プレート３には、下方に延びるパイプ状の突起部６ａを有し、ソーラ瓦１内の熱媒を排出する排出口６が形成されている。このように仕切り板４を設け、更にこのような位置に供給口５および排出口６をそれぞれ形成することにより、熱媒が供給口５を通って前記空間にそれぞれ供給され、前記空間内で熱媒が太陽熱の集熱により加熱され、この熱媒が排出口６を通ってそれぞれ排出される。よって、熱媒が加熱されてから排出されるまで、隣接する空間内の熱媒同士は混じらずに、各空間内の熱媒は太陽熱をそれぞれ集熱することができるので、ソーラ瓦１における太陽熱の集熱性が向上する。
【００３２】
図２乃至図５に示すように、供給口５は、ソーラ瓦１を屋根の下地構造物２３ａ上に設置したときに屋根の下地構造物２３ａの最上部２３ｂ側となる上プレート２の一側部２ａ近傍に、且つ側板３ｂと仕切り板４との中央、または仕切り板４同士の中央に位置している。供給口５の縁には、図６に示すように、この一部を切り欠いた溝５ａが形成され、この溝５ａに防水手段であるＯ−リング１１などが設けられる。
【００３３】
図２乃至図５に示すように、排出口６は、上プレート２の一側部２ａに対向する他側部２ｂの下部に位置する下プレート３の底板３ａ、具体的には底板３ａの他側部３ｃ近傍に、且つ側板３ｂと仕切り板４との中央、または仕切り板４同士の中央に位置している。よって、排出口６は、ソーラ瓦１を屋根の下地構造物２３ａ上に設置したときに、屋根の下地構造物２３ａの最下部２３ｃ側となる他側部３ｃ近傍に位置している。
このような位置に供給口５および排出口６をそれぞれ配置することにより、熱媒がソーラ瓦１内を流動する時間は長くなり、熱媒が太陽熱の集熱により加熱される時間も長くなるので、ソーラ瓦１における太陽熱の集熱性が向上する。
排出口６の突起部６ａの大きさと供給口５の大きさとは略一致し、突起部６ａを供給口５に嵌合させることができる。
【００３４】
図２および図３に示すように、上プレート２の供給口５は、屋根の下地構造物２３ａの上方側に配置され、下プレート３の排出口６は、屋根の下地構造物２３ａの下方側に配置される。
【００３５】
ソーラ瓦１は、図１および図３に示すように、家屋２３の屋根の下地構造物２３ａ上に、上下に複数組み合わされて配置される。屋根の下地構造物２３ａとして、枠組みをなす垂木（図示せず）や、前記垂木の上に設置され屋根の傾斜面をなす野地板（図示せず）などが挙げられる。なお、ソーラ瓦１と前記野地板との間には、ソーラ瓦１がずれたり、落ちたりしないようにする瓦桟（図示せず）が設置される。
下側に配置されるソーラ瓦１の供給口５に、上側に重ねて配置されるソーラ瓦１の排出口６の突起部６ａを差し込み、供給口５と排出口６とを連結させる。このように１つのソーラ瓦１の供給口５と他のソーラ瓦１の排出口６とを連結させることができるので、屋根の下地構造物２３ａ上に容易に設置することができる。また、上述したように、ソーラ瓦１の供給口５の溝５ａにＯ−リング１１が設けられているので、ソーラ瓦１の排出口６から下側のソーラ瓦１の供給口５へ熱媒を排出するときに前記熱媒の漏れが防止される。
【００３６】
図１乃至図３に示すように、ソーラ瓦屋根２２は、複数のソーラ瓦１と、最上方に配置されるソーラ瓦１の供給口５に連結される上ヘッダー７と、最下方に配置されるソーラ瓦１の排出管６に連結される下ヘッダー８とを有する。上ヘッダー７の側部７ａにはヘッダー供給口９が形成され、このヘッダー供給口９が後述するバルブボックス１９（図８参照）に連結される。下ヘッダー８の側部８ａにはヘッダー排出口１０が形成され、このヘッダー排出口１０がバルブボックス１９に連結される。このように上ヘッダー７と下ヘッダー８とをソーラ瓦１にそれぞれ連結することにより、上ヘッダー７に熱媒を供給するだけで、最上段のソーラ瓦１から最下段のソーラ瓦１まで前記熱媒を順次流通させることができ、下ヘッダー８から熱媒が排出されるのでこの熱媒を容易に回収することができる。
【００３７】
上述したように屋根の下地構造物２３ａ上に設置されたソーラ瓦屋根２２の周辺部にはセメント等が打たれ、このセメント等により家屋２３の中への水の浸入が防止される。
【００３８】
なお、上プレート２は従来の屋根瓦としての機能を担うものであり、耐水性、耐侯性に優れた市販の材料であれば良い。
【００３９】
以上説明したように、ソーラ瓦１は、従来の屋根瓦の機能と、集熱器の機能とを兼ね備えており、従来の屋根瓦の代わりにソーラ瓦１を屋根の下地構造物２３ａ上に直接設置してこの屋根の下地構造物２３ａを覆うことができるので、設置コストが低減される。また、ソーラ瓦１が従来の屋根瓦を介さずに屋根の下地構造物２３ａ上に設置されるので、屋根の下地構造物２３ａに対する負荷が軽減される。なお、上記では、複数段のソーラ瓦１を屋根の下地構造物２３ａ上に設置したソーラ瓦屋根２２を用いて説明したが、単段（一つ）のソーラ瓦１を屋根の下地構造物２３ａ上に設置したソーラ瓦屋根を用い、このソーラ瓦屋根の周囲には通常の屋根瓦を設置するようにしても良い。また、上記では、ソーラ瓦１を家屋２３の屋根の下地構造物２３ａ上に設置しているが、ソーラ瓦１を工場などの建物の屋根の下地構造物上に設置するようにしても良い。
【００４０】
以下に、上述したソーラ瓦１からなるソーラ瓦屋根２２を用いた太陽熱温水設備の一実施形態について説明する。
図８に示すように、太陽熱温水設備２０は、太陽熱を集熱して熱媒を加熱するソーラ瓦屋根２２と、ソーラ瓦屋根２２における上ヘッダー７および下ヘッダー８に循環路である循環パイプ１２を介して連結され、熱媒の循環を制御する制御手段であるバルブボックス１９と、バルブボックス１９に連結される貯湯槽１３とを有する。貯湯槽１３には、貯湯槽１３内に水を給水する給水管１５と、給湯配管１６を介して給湯装置１７とが接続される。貯湯槽１３内には、熱媒と水とを熱交換する熱交換手段である熱交換器１４が設けられる。熱媒は、バルブボックス１９から循環パイプ１２を介して、ソーラ瓦屋根２２における上ヘッダー７から最上方に配置されるソーラ瓦１に供給される。ソーラ瓦１内の熱媒は、太陽熱の集熱により加熱される。加熱された熱媒は、排出口６から下側に重ね合わされて配置されるソーラ瓦１に送られ、このソーラ瓦１内で太陽熱の集熱によりさらに加熱される。このような熱媒の流れ、およびこの熱媒の加熱が最下方に配置されるソーラ瓦１まで繰り返し行われる。前記熱媒は、最下方のソーラ瓦１の排出口６から下ヘッダー８、循環パイプ１２、およびバルブボックス１９を通って貯湯槽１３に送られる。貯湯槽１３内の熱交換器１４にて前記熱媒と水とが熱交換して、温水が生成される。この温水は、貯湯槽１３内に溜められる。貯湯槽１３内に溜められた温水は、給湯配管１６を通り給湯装置１７に送られる。バルブボックス１９には、熱媒の循環を制御する機器（センサー、切替弁、ポンプ等）が組み込まれている。
【００４１】
バルブボックス１９により、ソーラ瓦屋根２２からの熱媒の排出量に応じて、ソーラ瓦屋根２２内への熱媒の供給量を調整することができ、ソーラ瓦屋根２２内は、熱媒が常に満たされている状態となるので、ソーラ瓦屋根２２における太陽熱の集熱性が向上する。
【００４２】
補助加熱装置１８には、水を供給する給水配管１５と、補助加熱装置１８にて生成する温水を給湯装置１７に排水する給湯配管１６とが接続されている。曇天などで日照量が少なく、ソーラ瓦１での集熱量が不十分なとき、および温水の使用量が多く、貯湯槽１３内の水温が所定の温度まで昇温しないときに、補助加熱装置１８は、自動又は手動によって作動し、この補助加熱装置１８内で水を所定の温度まで昇温して温水を生成している。この温水は、給湯配管１６を通り給湯装置１７に送られる。
補助加熱装置１８のエネルギー源としては、通常、電気、灯油、ガス等が使用される。
【００４３】
上述したように、ソーラ瓦屋根２２におけるソーラ瓦１は、上プレート２と下プレート３とからなるので、多様な接合形態が可能となる。つまり、上プレート２と下プレート３とを目的により種々に組み合わせることができ、各々に要求される特性に合致した材料および製造方法を選択することができる。
【００４４】
即ち、太陽熱温水設備２０としての機能を高めるためには、上プレート２を、例えば、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料で構成し、またはその表面を黒色塗料で塗布（処理）して構成し、下プレート３を、例えば、セラミック等の断熱材料で構成することができる。このような材料で上プレート２および下プレート３をそれぞれ構成することにより、上プレート２では太陽熱の吸収性が向上して熱媒が加熱されやすくなり、下プレート３では断熱性が向上して熱媒の放熱が抑制されるので、ソーラ瓦１における太陽熱の集熱性が更に向上する。
【００４５】
ソーラ瓦１の上プレート２及び下プレート３を、例えば、強化プラスチックや強化ガラスなどの透明な材料で構成することができる。このような材料で上プレート２および下プレート３をそれぞれ構成し、ソーラ瓦１が設置される屋根の下地構造物２３ａの野地板を強化ガラスなどの透明な材料で構成したり、屋根の下地構造物２３ａの野地板を設置せずに、屋根の下地構造物２３ａの枠組みをなす垂木上にソーラ瓦１を直接設置したりして、ソーラ瓦１に対応する天井板を強化ガラスなどの透明な材料で構成するだけで、太陽の明かりがソーラ瓦１、屋根の下地構造物２３ａおよび前記天井板を通り抜けて、この明かりを家屋２３の中に取り込むことができる。
【００４６】
以下に、上述したソーラ瓦１からなるソーラ瓦屋根２２を用いた太陽熱温水設備の他の実施形態について説明する。
【００４７】
図９は、本発明の一実施例に係るソーラ瓦を用いた太陽熱温水設備の他の実施形態を示す概略図であり、図中の実線矢印は、通常運転における熱媒の流れを示し、破線矢印は、補助加熱装置が作動したときの熱媒の流れを示す。
他の実施形態に係る太陽熱温水設備は、上述した一実施形態に係る太陽熱温水設備における補助加熱装置の連結位置を変えたものであり、同じ構造を有する。上述した太陽熱温水設備と同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。
【００４８】
図９に示すように、太陽熱温水設備３０では、バルブボックス１９に熱媒を加熱する補助加熱手段である補助加熱装置２１が連結して設けられる。この補助加熱装置２１により、熱媒が所定の温度まで昇温される。バルブボックス１９にて熱媒の循環経路を切り替えることにより、昇温された熱媒は、バルブボックス１９および循環パイプ１２を介してソーラ瓦屋根２２における上ヘッダー７から最上方に配置されるソーラ瓦１に供給され、さらに、このソーラ瓦１の排出口６から下側に配置されるソーラ瓦１に供給される。このように最上方に配置されるソーラ瓦１から最下方に配置されるソーラ瓦１まで順次熱媒が供給される。このようにソーラ瓦１内を熱媒が流れることにより、ソーラ瓦１からなるソーラ瓦屋根２２が加熱される。よって、雪が降っても、前述したようにソーラ瓦屋根２２が加熱されるので、ソーラ瓦屋根２２の熱がこのソーラ瓦屋根２２の上に降った雪に伝わり、この雪が溶ける。つまり、太陽熱温水設備３０を融雪装置として利用することができる。ソーラ瓦屋根２２内の熱媒は、最下方に配置されるソーラ瓦１の排出口６から下ヘッダー８に排出され、この熱媒が循環パイプ１２、バルブボックス１９を通って補助加熱装置２１に送られる。よって、熱媒は太陽熱温水設備３０内を循環する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係るソーラ瓦を屋根の下地構造物の上に設置した状態の斜視図である。
【図２】図１における囲み線ＩＩの平面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るソーラ瓦の平面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図５における囲み線ＶＩの拡大図である。
【図７】本発明の一実施例に係るソーラ瓦から上プレートを取り外した状態の斜視図である。
【図８】本発明の一実施例に係るソーラ瓦を用いた太陽熱温水設備の一実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施例に係るソーラ瓦を用いた太陽熱温水設備の他の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      ソーラ瓦
２      上プレート
３      下プレート
４      仕切り板
５      供給口
６      排出口
７      上ヘッダー
８      下ヘッダー
９      ヘッダー供給口
１０    ヘッダー排出口
１１    Ｏ−リング
１２    循環パイプ
１３    貯湯槽
１４    熱交換器
１５    配水配管
１６    給湯配管
１７    給湯装置
１８    補助加熱装置
２０    太陽熱温水設備
２３    家屋
２３ａ  屋根の下地構造物
【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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