(57)【要約】  本発明は太陽放射から熱エネルギーを生成する太陽熱パンタイル(20)に関するものであり、太陽熱パンタイルの形状は、従来の屋根瓦の形状と実質的に一致し、吸入管(34)および放出管(36)を有し媒体が通る吸収体(26)を含み、吸収体は太陽熱パンタイル(20)を屋根に据え付ける地タイル(22)上に配設される。さらに、−  吸入管(34)はその自由端に第１の連結要素(38)を含み、−  放出管(36)が形成され、その自由端に第２の連結要素(40)を含み、−  ２本の管(34、36)の少なくとも一方は可変長に形成され、−  ２つの連結要素(38、40)は相互に連結可能であり、−  初期状態では、２つの連結要素(38、40)はいずれも太陽熱パンタイル(20)の外側寸法内に配設され、−  組立て状態では、２つの連結要素(38、40)の少なくとも一方は、太陽熱パンタイル(20)の外側寸法を超えて引き出すことができる、これにより隣接する太陽熱パンタイル(20)の第１の連結要素(38、40)に連結することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽放射から熱エネルギーを生成する太陽熱パンタイル(20)において、該太陽熱パンタイルの形状は従来の屋根瓦の形状と実質的に一致し、吸入管(34)および放出管(36)を有し媒体が通る吸収体(26)を含み、該吸収体は該太陽熱パンタイル(20)を屋根に据え付ける地タイル(22)上に配設され、
−  前記吸入管(34)はその自由端に第１の連結要素(38)を含み、
−  前記放出管(36)はその自由端に第２の連結要素(40)を含み、
−  前記２本の管(34、36)の少なくとも一方は可変長に形成され、
−  前記２つの連結要素(38、40)は相互に連結可能であり、
−  初期状態では、前記２つの連結要素(38、40)はいずれも該太陽熱パンタイル(20)の外側寸法内に配設され、
−  組立て状態では、前記２つの連結要素(38、40)の少なくとも一方は、該太陽熱パンタイル(20)の外側寸法を超えて引き出すことができ、これにより隣接する太陽熱パンタイル(20)の対応する連結要素(38、40)に連結することができる太陽熱パンタイル。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記放出管(36)は可変長に形成されることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記第１の連結要素(38)および前記吸入管(34)は該太陽熱パンタイル(20)内に局在して配設されることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記２つの連結要素(38、40)は嵌込み連結をなすように形成されることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記第１の連結要素(38)は収容開口部(46)を含み、該収容開口部は水平面にＴ字状に形成され、上方に向かって開口して、同様にＴ字状に形成される前記第２の連結要素(40)を収容することを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記第２の連結要素(40)は少なくとも１つの収容部(52)を含み、該収容部に前記第１の連結要素(38)に配設された嵌込み要素を係合可能であることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記嵌込み要素はばね留めピン(48)として構成され、前記収容部(52)および前記ピン(48)は実質的に水平方向に配向されることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記ピン(48)の自由端は円錐状に先細りになるように形成され、これにより、前記ピンは前記収容部(52)を画定する端部に接触することを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項９】
請求項８に記載の太陽熱パンタイル(20)において、前記２つの連結要素(38、40)の組立て状態では、該２つの連結要素(38、40)は工具(56)の出入開口部(54)を形成し、前記工具を利用して前記ピン(48)を後方に付勢することにより、前記２つの連結要素(38、40)を相互に解放できることを特徴とする太陽熱パンタイル。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の相互に連結された太陽熱パンタイル(20)を含み、該太陽熱パンタイルは冷水管(58)および温水管(60)を介して利用設備に結合される、太陽放射から熱エネルギーを生成する太陽熱システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽熱システムにおいて、
−  本発明に係る太陽熱パンタイル(20)からなる領域の端部域では、前記太陽熱パンタイル(20)はそれぞれ供給物給送管(66)を介して給送管(64)に結合され、該給送管(64)は前記冷水管(58)に連結され、
−  前記領域の反対側端部域では、太陽熱パンタイル(20)はそれぞれ収集供給物管(70)を介して収集管(68)に結合され、前記収集供給物管は前記温水管(60)に連結されることを特徴とする太陽熱システム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の太陽熱システムにおいて、前記冷水管(58)および前記温水管(60)は場所により縦樋(72)内に配設されることを特徴とする太陽熱システム。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーから熱エネルギーを生成する太陽熱パンタイルに関するものであり、太陽熱パンタイルは基本的には従来の瓦の形状をとっている。
【０００２】
太陽熱による、とりわけ温水の供給は、太陽放射を利用する最も広く普及した技術であり、太陽熱収集器を使用して流体を加熱する。その一方で、太陽放射は収集器の吸収面に入射して収集器を加熱する。生成された熱は、流動する媒体、一般的には流体、または空気にまでも伝達される。太陽放射によって加熱された媒体は通常、循環ポンプによって温水貯水槽に送られる。温水貯水槽で、生成された熱は、加熱された媒体（例えば分散媒）から熱交換器を介して、温水貯蔵槽の工業用水または飲料水に伝達される。伝達中に媒体は冷却され、その後は収集器に再循環されることになる。
【０００３】
流体を媒体として使用する場合、不凍液と水の混合物がとくに適している。あるいは、加熱回路水自体を収集器に送り込んで、収集器内で加熱してもよい。このような場合においても、飲料水を熱交換器によって加熱してもよい。
【０００４】
屋根面を利用した太陽熱収集器の取付けは、広く一般的に行われていることである。市販の太陽熱収集器、平型収集器または真空管式収集器でさえも、大抵は既に完成している屋根に、追加的に適用される。多くの場合、屋根板を介して固定要素を屋根支持構造体に取り付ける必要があり、締結具は暴風耐性を備えていなくてはならず、さらに防食性も備えていることが好ましい。従来の屋根板に穴を開ける場合、必然的に密閉性ひいては堅牢性に関する問題が生じるであろう。また、屋根にかかる負荷が増大し、トラスの補強が必要になることも多々ある。さらには、このような太陽熱収集器は屋根の外観に支障を来す。
【０００５】
一方、太陽熱パンタイルが知られているが、これは一般的に使用されるパンタイル、屋根瓦または屋根葺き用の石材物に代わって使用されるものである。太陽熱パンタイルは、太陽熱エネルギーを受け取る吸収体も備え、好ましくは流体である媒体が通過し、これによって媒体が加熱される。そのため、上述した組立式太陽熱収集器の不利点を大幅に回避できるが、このような太陽熱パンタイルは、市販の屋根瓦で覆っている従来の屋根に比べて、設置に労力を要し、比較的扱いにくい。とくに主要な問題となるのが、個々の太陽熱パンタイルを連結させる際の設置の手間が大きいことである。通過する媒体を１つの太陽熱パンタイルから隣の瓦に送らなければならないため、適切に密接な連結をしていなければならない。そのため、費やされる時間および組立作業にかかる労力はかなり大きくなる。
【０００６】
このような太陽熱パンタイルおよびその組立てについては、例えば、ドイツ特許出願公開第１０２０１１０５５９０４Ａ１号およびドイツ実用新案出願公開第２０２０１３００２４０７Ｕ１号に記載されている。これらの文献に記載されている屋根瓦の組立ては複雑で扱いづらく、とくに、支持構造体の付加部材や改良部材が必要となる。
【０００７】
ドイツ特許出願公開第３０３６８９７Ａ１号および米国特許出願公開第２００８／０２８３０４４Ａ１号もまた、太陽エネルギーを生成する屋根葺き要素について記載している。ここで確かなことは、とくに屋根の長さおよび幅寸法に関して、その屋根に既存の条件を適用するのは非常に難しい。前者の文献によると、例えば、屋根葺き要素を使用するとき、密閉材または密閉バンドを使用して継手の目違いを補正する必要がある。後者の文献に記載された太陽熱収集器は、通常のパンタイルとは外観上大きく異なる。
【０００８】
本発明は、製造、組立ておよび保守が極力簡易で安価な太陽熱パンタイルを提供することを目的とする。これに関連して、取付け工程が通常の屋根瓦を用いた屋根葺き工程と極力変わらないことが重要である。よって、本発明に係る太陽熱パンタイルを使用してエネルギー変換を行う包括的なシステムは、絶え間なく確実に作動することが求められる。
【０００９】
上記目的は、請求項１における特徴を有する太陽熱パンタイルにより解決される。
【００１０】
そのため、本発明に係る太陽熱パンタイルは、吸入管および放出管を有し上部側に配設され媒体が内部を通過する吸収体を備え、吸収体は地タイル上に配設される。地タイルは、太陽熱パンタイルを屋根上に取り付ける。
【００１１】
本発明に係る太陽熱パンタイルの形状は従来の屋根瓦に実質的に一致するため、本太陽熱パンタイルを使用することで屋根または家屋それぞれの外観が変化することはほとんどないであろう。ここで、屋根瓦とは、例えば屋根瓦、屋根葺き用石材またはシングル屋根板など、屋根葺き要素と同義であり、本発明を屋根瓦に限定する意味ではないと理解すべきである。
【００１２】
以下において、流体は媒体の役割を果たすものであり、例えば空気などの気体状媒体も想定し得ると考えるべきである。吸入管はその自由端に第１の連結要素を有し、放出管はその自由端に第２の連結要素を有する。これらの連結要素は、流体媒体の連通に際して相互に連結可能である。重要なことは、どちらの管も長さを変更できるように具現化することである。このようにして、最初の初期状態では、どちらの連結要素も太陽熱パンタイルの外形寸法の範囲内で配設してもよい一方で、組立て状態では、線状に可変長であることから連結要素を伸長させて、連結要素が太陽熱パンタイルの外形寸法を超えて突き出るようにしてもよい。ここで、外形寸法または全体寸法とは、それぞれ平面または水平方向への延伸における太陽熱パンタイルの全体寸法に関連するものであり、一般的な矩形の太陽熱パンタイルの場合、２つの長手方向の辺および２つの横方向の辺によって規定される。ここで、水平および垂直の意味は、水平面に接する太陽熱パンタイルに関連するものであり、その主要な延伸部は水平面方向に延びる。
【００１３】
少なくとも１本の可変長の管には、屋根葺き作業時に、瓦間の不一致を補正できるという利点がある。むらがある屋根瓦の重ね合せは屋根桟のばらばらな隙間に起因するものであり、ひいては、屋根の長さ（雨樋板から棟飾りまで）の調整を実行するときに、屋根瓦の枚数によって生じるものである。
【００１４】
基本的には、本発明によると、吸入管もしくは放出管、または両方の管でさえも、可変長に形成してもよく、本発明に係るとくに有利な実施形態では、放出管を可変長に形成する。以下に、本発明をそのような実施形態で例示するが、これは様々な実行可能な例の１つにすぎない。
【００１５】
放出管に連結された第２の連結要素は、好ましくは、地タイルの引抜き方向に延びる縦溝内に案内される。これに対し、吸入管および第１の連結要素は、太陽熱パンタイルの外形寸法内に局在して固定配設される。
【００１６】
このことは、本発明に係る太陽熱パンタイルが、初期状態において、太陽熱利用を行わない市販の屋根瓦と同じ寸法であることを意味する。しかしながら、組立て状態では、第２の連結要素を太陽熱パンタイルの外形寸法の範囲を超えて引き出して、隣接する太陽熱パンタイルの第１の連結要素に連結させてもよい。続いて、連結された両太陽熱パンタイルを互いに対して移動させてもよい。２つの太陽熱パンタイルが一部の領域を重ねた状態で配置され、そして２つの連結要素が上側にある太陽熱パンタイルの下方に配置されるまで、すなわち、２つの連結要素が視認できないように配置されるまで、放出管が再度収縮する。
【００１７】
屋根葺き時に隣り合う太陽熱パンタイル間の距離のずれを即座にかつ容易に補正できるため、可変長の吸入管を屋根の上で容易に組み立てることができる。
【００１８】
可変長の吸入管とは、第２の連結要素の引出し方向に対する吸入管の長さが変化する意味であると理解すべきである。よって、とりわけ好ましい実施形態では、放出管はいわゆる入れ子管として形成され、互いに接し合い密閉された径の異なる２つの管部分が互いに対して摺動可能となる。あるいは、絶対長を一定に維持する放出管を使用することも可能であるが、幾何学的設定の変更により引出し方向の長さを伸ばすことができる。これは、例えば、らせん状に巻かれた伸縮性のある放出管に適用するものであり、本発明によれば、このような管も使用可能である。結局は、放出管により第２の連結要素を引き抜くことができるという本発明の動作が重要である。
【００１９】
とくに有利な実施形態において、２つの連結要素は、嵌込み連結として、もしくは係合連結として形成される。例えば、第１の連結要素は収容開口部を備えていてもよく、収容開口部に第２の連結要素を挿入することができ、さらに収容開口部は第２の連結要素をきっちり嵌まった状態で取外し可能に維持する。ここでは、収容開口部内で下をくり抜いた部分によりきっちり嵌まった状態にすることができ、くり抜き部分に第２の連結要素の保持端部が接する。
【００２０】
連結を安全でありながら取外し可能にするために、伸縮性のある係合手段を設けてもよく、係合手段は各保持部に係合する。とりわけ簡易な実施形態では、第２の連結要素は開口部またはくぼみを備えていてもよく、その中に第１の連結要素のうち伸縮式および／またはばね留め式のピンが係合する。連結工程では、ピンはまず第２の連結要素によって動かされ、各くぼみまたは開口部に戻る。
【００２１】
係合状態では、２つの連結要素は固定連結され、連結は少なくとも１本、好ましくは２本のばね留めピンを使用することで格別の効果が得られる。これに関連して、係合開口部およびピンの自由端はそれぞれ、ピン全体ではなく、一部のみが開口部に入る大きさに形成される。このため、ピンの自由端を円錐状に形成してもよい。これにより、垂直方向の連結、すなわちピンの挿入方向に対して横断する連結を固定することができる一方で、ピンの長手方向に作用するばね力によって２つの連結要素は互いに対して圧縮されるため、堅固な連結を確保することができるであろう。他の係合連結を利用してもよく、２つの連結要素を十分確実に連結するようにできるものと理解すべきである。これに関して、流体が通過するようぴったりと連結することが重要である。
【００２２】
太陽熱パンタイルは好ましくはサンドイッチ構造であり、それぞれの連結要素を備えた吸収体は、屋根支持構造体への取付要素を備えた地タイルと透明被覆要素の間に配設されている。吸収体は、媒体を含有しない上部吸収要素および媒体を含有する下部吸収要素からなるものでもよい。上部吸収要素は、とくに暗色または黒色にすることで、最大限まで熱くなるように構成される。２つの吸収要素は金属製で、互いに対してはんだ付けまたは溶接されることが好ましい。とくに製造の容易性や費用対効果を保つには、ロール溶接法が好適な連結法であることが実証されている。上部吸収要素自体および地タイルはいずれも、深絞り法で製造することができる。
【００２３】
地タイルと吸収体または被覆要素の間に配設された周縁枠要素は、一方においては個々の要素を相互に固定するものであり、他方においては、太陽熱パンタイルの堅牢性を高めることができるものである。
【００２４】
有利には、（適切な形状の工具を使用して）ばね力に逆らってピンを圧縮して連結を解除してもよく、これにより、第２の連結要素を第１の連結要素から引き抜くことができる。このため、例えば適切な工具を使用して、ピンと係合開口部の係合を解いてもよい。
【００２５】
組立てをさらに容易にするために、第２の連結要素を好ましくは吸収体または地タイルにおいて誘導する。誘導は、例えば地タイルに設けられた縦溝を利用して行われてもよく、縦溝内に第２の連結要素の保持部分が突出して保持される。これにより、第２の連結要素のみを縦溝に沿って動かすこと、とくに、第２の連結要素の歪みを抑制することを確実にする。
【００２６】
とりわけ有利な実施形態において、収容開口部は第１の連結要素内にＴ字状に形成され、上部に向かって開口するように構成される。したがって、第２の連結要素もＴ字状に形成され、収容開口部内に上部から挿入できる。Ｔ字形状にすることにより、実質的水平の引張り方向に対する固定が自動的に可能になる。垂直方向の連結が解除されないようにするために、第１の連結要素に配設されたばね留めピンが第２の連結要素の開口部に係合する。ピンは、好ましくは、放出管の最も縦伸びした部分に対して横方向に形成されたＴ字状の２つの短尺部分に配設される。
【００２７】
このように、本発明に係る太陽熱パンタイルは迅速かつ簡単に屋根支持構造体に設置され得る。太陽熱パンタイルは、第２の連結要素を引き戻すことにより、屋根上で市販の屋根瓦と同様に動かすことができ、屋根上で作業を行うことができる。このため、第２の連結要素を太陽熱パンタイルから引き出して、係合連結によって隣接する第１の連結要素に連結するだけでよい。
【００２８】
熱エネルギーを利用するシステムは全体として、上述の太陽熱パンタイルを備えているが、加えて、好ましくはいわゆる棟瓦の列の下方に設けられた多岐管、および好ましくはいわゆる雨樋板の代わりに給送管が設けられている。このため、棟瓦の列に隣接する太陽熱パンタイルの最上列は、とくに弾性的に形成された収集供給物管を介して、収集管に連結される。収集供給物管もまた可変長に形成してもよいが、大抵の場合は比較的柔軟で可撓性のある管類で事足りる。収集供給物管は放出管に取って代わる、すなわち、吸収体には連結しない。しかしながら、収集供給物管は収集管に挿入可能な自由端を有する。
【００２９】
雨樋板に隣接する太陽熱パンタイルは、吸入管に代えて供給物給送管を有する。供給物給送管もまた可変長に形成されるが、ここでもまた、可撓性管類で足りる場合がきわめて多い。供給物給送管は第１の連結要素に連結されるが吸収体に対しては連結されない。しかしながら、供給物給送管はその自由端において給送管に連結可能である。
【００３０】
収集管および給送管はそれぞれ、屋内の加熱システム、好ましくは熱交換器に接続される。適切な連結管、給送管に通じる冷水管および収集管に通じる温水管を、家屋の中または外に設置することができる。家屋の内側に配設される縦樋内への設置は、とくに有利であることが実証されている。このような縦樋は雨水を排水する用に供するが、その一方で、連結管をその内部に収容することも可能である。とくに好ましい実施形態では、連結管を分離壁によって縦樋の雨水誘導部から分離させてもよい。このため、縦樋は２つの区画に分割される。
【００３１】
本発明に係る太陽熱屋根瓦はとくに、やはり新しい技術であり有利に働く風吸引防護体とともに使用するのに適している。一部の地理的地域においては、風吸引防護体はすでに義務付けられている。これによって嵐（風吸引）のせいで屋根がはがれるのを防止することを意図している。一般的には、ワイヤまたはクランプを屋根瓦に取り付けて屋根瓦を瓦桟に固定することで防護を実現できる。固定工程は比較的時間がかかるうえに、現場の状況に左右されるため、屋根瓦による屋根葺き工程よりも時間を要することがある。さらに、網状屋根構造（完全に瓦葺きされた屋根）におけるこのような屋根瓦の交換は（例えば破損による場合）、困難を極める。
【００３２】
本発明の風吸引防護体は、それらの問題を軽減させる。屋根瓦同士を上下に重ねる際、嵌込み突起を作動させて、突起をばね力によって屋根瓦の後方に動かして、後方に留めることができる。修理が必要な場合、当該連結機構を解除するには、けん引棒孔が開いているけん引棒を有する戻り機構を、有利には前方部分にある屋根瓦の底部側に設ける。屋根瓦の前方を少し持ち上げるときに、フックをけん引棒孔に係合させて、嵌込み突起をその係合位置に引き戻すことができる。このような係合位置は既定の繰出し状態であり、屋根葺き工程時に、すなわち、屋根瓦を瓦桟の適切な位置に取り付ける際に変更されるものである。
【００３３】
従来の屋根瓦の交換は、常々、比較的に困難であった（風吸引防護体が付加されていない場合でも）。なぜならば、２枚の隣り合う屋根瓦（頂部および通常は左側が重なっている）が瓦桟に載置されているにもかかわらず、交換する屋根瓦を瓦桟から取り外さなければならないからである。しかしながら、別の２つの連結部を解除しなければならない場合、他にも補助工具を使用しなければ、連結部を解除することはほぼ不可能である。嵌込み突起を備えた風吸引防護体であれば、付加的な機構を設けて屋根瓦を持ち上げることで問題を解決する。これには、けん引棒孔が開いているけん引棒を前方端側にある屋根瓦の下から引き寄せ、次に引き栓を屋根瓦と瓦桟の間で作動させて、屋根瓦を持ち上げる。
【００３４】
本発明の別の改良例または変形例はそれぞれ、けん引棒孔が開いている別のけん引棒を屋根瓦の前方端で作動させ、射出器を作動させて（メスピンの外にオスピンを射出して）、屋根瓦間の連結を解除する。これにより、持上げ工具は不要となる。
【００３５】
３つのけん引棒孔は、いずれも屋根瓦の下部端の下側に配設される。けん引棒孔は垂直方向に配向され、屋根瓦の前方が持ち上がると、即座に屋根瓦の底部側から「跳ね出す」。したがって、孔は有利には屋根瓦の中心（前側の中央）から少しずれた位置にあって、連結を解除する。屋根瓦の完全に中心位置で連結が行われるように構成されるため、上述の孔の位置が有利である。本発明によると、風吸引防護体の嵌込み突起に対するけん引棒孔の位置は、例えば左に約３ｃｍというように、数センチメートルずれている。一般的な風吸引防護体は常に屋根瓦の左側に設けられるため、このような位置が有利である。反対側には、中心より右に数センチメートル、好ましくは同様に中心から右に３ｃｍの位置に、屋根瓦を持ち上げる引き栓用のけん引棒孔を配設することが好適である。
【００３６】
本発明によると、嵌込み式突起用のけん引棒孔と屋根瓦の持上器を組み合わせることも考え得る。一連の流れは、引抜き経路の前半で嵌込みトラップを後退させ、引抜き距離の後半で瓦を持ち上げる引き栓を作動させるものである。好ましくは、ばね要素を設け、ばね要素を介して嵌込み突起に対する付勢を維持することで、持ち上げた際に、嵌込み式突起が跳ね戻らないようにする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明について以下の図面を例にとって詳細に述べる。図面は本発明の好ましい実施例を示すが、本発明を図面に示す特徴に限定するものではない。
【図１】本発明に係る太陽熱パンタイルの分解組立図を示す。
【図２】本発明に係る太陽熱パンタイルで覆われた屋根の一部分を示す。
【図３】設置された太陽熱パンタイルの列の断面を示す。
【図４】図３の拡大断面図を示す。
【図５】太陽熱パンタイルの水収容部の縦断面を示す。
【図６】連結要素を延伸させた状態の本発明に係る太陽熱パンタイルの縦断面を示す。
【図７】本発明に係る太陽熱パンタイルの上面図を示す。
【図８】２枚の太陽熱パンタイルの２つの連結要素を組み立てた状態を示す。
【図９】工具を使用した図８の連結の解除作業を示す。
【図１０】本発明に係る熱エネルギーを得るシステムを大幅に簡略化した図を示す。
【図１１】太陽熱パンタイルと給送管の結合を示す。
【図１２】太陽熱パンタイルと多岐管の結合を示す。
【図１３】連結管を含む縦樋の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明に係る太陽熱パンタイル２０の好ましい実施形態の分解組立図を示す。基本的に、太陽熱パンタイル２０はサンドイッチ型の設計で形成される。太陽熱パンタイル２０の底部側を形成し屋根支持構造体２４（図３も参照）の頂部上に載置される地タイル２２から順に、吸収体２６、さらに好ましくは透明または半透明のカバー２８が続く。吸収体２６は、上部吸収要素３０および下部吸収要素３２で形成されることがわかる。
【００３９】
カバー２８の形状は上部吸収要素３０とほぼ同一であるため、吸収要素３０は完全に覆われる。下部吸収要素３２では、図示しない流体が通過する。そのため、吸入管３４および放出管３６に結合される。吸入管３４に続いて第１の連結要素３８が設けられ、放出管に続いて第２の連結要素４０が設けられる。２つの連結要素３８、４０はそれぞれ、隣接する太陽熱パンタイル２０の対応する連結要素３８、４０に結合していてもよい。
【００４０】
枠４２も図示する。枠は地タイル２２とほぼ同じ寸法であり、吸収体２６を収容する役割を果たす。さらに、図示した実施例では、カバー２８は枠４２に支持され、枠に連結される。
【００４１】
図１では、第２の連結要素４０が地タイル２２の縦溝４４内に案内される様子が示されていない。このような案内により、とくに第２の連結要素４０を引き出すことによって太陽熱パンタイル２０の設置が極めて容易になる。さらに、縦溝４４は第２の連結要素４０の歪みを防止する。
【００４２】
結局のところ、下部吸収要素３２と第２の連結要素４０の間に配設される放出管３６を可変長にすることが重要である。図示の実施例では、放出管は入れ子管として形成され、互いに対して摺動可能であり直径が異なる２つの管状部から形成される。
【００４３】
図２ないし図４により、本発明により太陽熱パンタイル２０をそれぞれ屋根または屋根支持構造体２４の上に設置する様子が明確になる。図２は屋根の一部分の上面図を示し、図３は太陽熱パンタイル２０の列の長手方向における断面を示す。そして、図４は図３における部分Ｂの拡大図を示す。
【００４４】
太陽熱パンタイル２０は、一般的な屋根瓦を用いた従来の屋根葺きと同様に、相互に連結され、一部の領域において重なり合っていることがわかる。したがって、瓦２０は瓦の底部側、すなわち地タイル２２の底部側と、屋根支持構造体２４上で当接する。とくに図４では、上下に配設されたそれぞれに隣り合う太陽熱パンタイル２０は、連結要素３８、４０によって相互に連結された状態が示される。そのため、通過する流体は、吸入管３４、２つの連結要素３８、４０、吸収体２６および放出管３６を通じて、１つの太陽熱パンタイル２０から隣の太陽熱パンタイル２０に送られる。
【００４５】
図５は、本発明に係る太陽熱パンタイル２０の構造を明示している。第１の連結要素３８に続いて吸入管３４が設けられ、下部吸収要素３２まで通じていることがわかる。流体は、下部吸収要素３２を通過して適宜加熱された後、放出管３６を通って第２の連結要素４０に至る。
【００４６】
太陽熱パンタイル２０の設置に関し、さらに有利には、吸収体２６、とくに上部吸収要素３０およびカバー２８によって第１の連結要素３８を完全には覆わないでおくと、屋根の瓦葺きをする際に利用容易性を維持しやすい。第１の連結要素３８はむしろ、最終的には隣りに設置された太陽熱パンタイル２０で覆われることになるため、設置された状態では視認できなくなる。
【００４７】
図６は、延伸した状態の第２の連結要素４０を有する太陽熱パンタイル２０の縦断面を示す。放出管３６は図示した実施例ではラッパ管として形成され、可変長であるため、第２の連結要素４０は太陽熱パンタイル２０の全体寸法よりも長く引き出すことができる。よって、要素４０は太陽熱パンタイル２０の各端部または各面部から離れる側に突出するため、隣接する第１の連結要素３８に円滑に連結できる。
【００４８】
図７は、初期状態では、どの要素も太陽熱パンタイル２０の全体寸法を越えて突き出ていないことを、太陽熱パンタイル２０の上面図で明示している。全体寸法は、２つの横側部８０および２つの縦側部８２によって特定される。第１の連結要素３８の収容開口部４６は、初期状態では吸収体２６またはカバー２８で覆われずに、上方に向かって、すなわち地タイル２２から見て外方に向かって開口していると理解すべきである。収容開口部４６は、実質的にＴ字状となるように形成される。
【００４９】
図８および図９は、２枚の太陽熱パンタイル２０を２つの連結要素３８、４０を用いて有利に連結する例を示す。２つの連結要素３８、４０が縦断面図で示され、放出管３６は図示されていない。これらの図から収容開口部４６（または収容くぼみ）を見て取れ、かかる収容部には第２の連結要素４０を嵌め込むことができる。Ｔ字形状にすることにより、実質的に水平方向、すなわち第２の連結要素４０の引抜き方向における連結が堅固になり、２つの連結要素３８、４０が互いに分離しないようにできる。
【００５０】
加えて、ばね留めピン４８が嵌込み要素として示されている。図示した実施例では、２本のピン４８が設けられ、各ピンは放出管３６に隣接して平行に配向されている。
【００５１】
ばね要素５０は、第２の連結要素４０に配設された収容部５２に向けて各ピン４８を付勢する。これにより嵌込みまたは押込み連結がなされ、実質的に垂直方向においても、すなわち第２の連結要素４０を引き抜く方向に対して横向きにも固定する。ピン４８はそれぞれ円錐状の自由端を有し、自由端の直径は、ピン４８が各収容部５２に完全に嵌まり込まない大きさにする。このようにして、ばね要素５０のばね力が各収容部５２の適正な端部に対して働く。そのため、第２の連結要素４０を吸入管２４の反対側の開口部に対して付勢することができる。ここで、放出管３６および吸入管３４の開口部は、相互に接している。ばね要素５０の圧力によって、２つの連結要素３８、４０の間は確実に堅く連結される。
【００５２】
図９はさらに、２つの連結要素３８、４０を組み立てた状態における、工具５６用の出入開口部５４により得られる成果を示す。このような出入開口部５４に角型工具５６を挿入することが可能である。工具５６によって、ばね要素５０のばね力に逆らって２本のピン４８を押し戻し、２つの連結要素３８、４０を互いに対して解放することができる。
【００５３】
図１０からは、本発明に係る太陽熱パンタイル２０を使用するシステムの設計方法が見て取れる。比較的に低温の流体が、冷水管５８を介して太陽熱パンタイル２０に供給される。流体を、相互に連結された太陽熱パンタイル２０を流れる際に加熱することが可能である。また、温水管６０を介して流体を熱交換器６２に戻して再循環させることも可能であり、あるいは直接利用すべく流体を再循環させることも可能である。２本の連結管、すなわち冷水管５８および温水管６０は、例えば家屋の給水設備など、利用設備に太陽熱パンタイル２０を結合するものである。
【００５４】
図１１は、比較的に低温の流体を給送管６４を介して太陽熱パンタイル２０に供給する搬送部を明示している。給送管６４は、好ましくは屋根の雨樋板の一部分に配設される。太陽熱パンタイル２０の列は、本発明に係る太陽熱パンタイル２０の領域のうち端部域、好ましくは屋根の下部列に配され、供給物給送管６６を介して給送管６４に結合される。供給物給送管６６は、給送管６４を太陽熱パンタイル２０の第１の連結要素３８のそれぞれに連結する。
【００５５】
図１２は、最上列の太陽熱パンタイル２０を収集管６８に取り付けた状態を示す。収集供給物管７０は第２の連結要素３８から収集管６８内に延伸して、加熱された流体を収集管に給送する。
【００５６】
図１３は、連結管、すなわち冷水管５８および温水管６０を縦樋７２内の空間に有利に設置した状態を明示する。この場合、縦樋７２は、好ましくは、分離壁７４によって２つの区画に分割される。第１の区画７６は雨水を排水する用に供し、第２の区画７８は２本の連結管５８、６０を収容する用に供する。このような設置方式によれば、費用対効果が大きく即座に実現可能である一方で、家屋の外観に悪影響を与えない。
【００５７】
本発明は、図示および説明した実施例に限定されるものではなく、他の実現可能な実施形態も含む。とくに、放出管３６ではなく吸入管３４、または両管３４、３６を可変長に形成してもよい。また、地タイル２２ではなく、吸収体２６を屋根構造体２４に直接取り付けることも考えられる。すなわち、地タイル２２を除外してもよい。
【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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【国際調査報告】
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